宽带无线接入及应用

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1、（第四专题）第四专题）宽带无线接入技术宽带无线接入技术及应用及应用本讲目的：本讲目的：引起对成熟中的移动引起对成熟中的移动IP网的注意网的注意-从宽带无线接入从宽带无线接入 向移动向移动IP网过渡网过渡 内容提纲内容提纲n一、序言一、序言n二、宽带接入概述二、宽带接入概述n三、宽带无线接入系统三、宽带无线接入系统n四、四、WLAN与与3G的竞争的竞争 结束语结束语一、序言一、序言nWLAN(Wireless Local Area Network)无线局域网无线局域网nBWA (Broadband Wireless Access)宽带无线接入宽带无线接入 WLAN=BWA+LANBWA是是WLA

2、N的核心技术的核心技术图图1 WLAN1 WLAN接入综合方案图接入综合方案图1.1 通信网络发展的目标通信网络发展的目标n 多媒体多媒体 语音、数据、图象语音、数据、图象 在同一网络中传输和共享资源在同一网络中传输和共享资源n 移动性移动性 用户终端在运动中保持通信用户终端在运动中保持通信n 方便快捷方便快捷 上述目标推动着通信技术的发展。上述目标推动着通信技术的发展。1.2 技术发展技术发展n固定电话网固定电话网 ISDN（2B+D）、）、V5.2接口接口n移动通信移动通信 模拟（语音）、模拟（语音）、2G（语音数据）、（语音数据）、3G（语音数据图象）（语音数据图象）n交换形式交换形式

3、电路交换、电路交换、ATM、IP网（包交换）、软交换网（包交换）、软交换 IP网的成功、普及，对通信网的体制、结构产生了重网的成功、普及，对通信网的体制、结构产生了重大影响。大影响。NGN电路交换电路交换 包交换包交换1.3 下一代通信网络（下一代通信网络（NGN）的）的基本构架基本构架智能智能网业务网业务直接应用服务器直接应用服务器（信息提供商）（信息提供商）间接应用服务器间接应用服务器软交换软交换（功能模块化、分布式）（功能模块化、分布式）分组核心网分组核心网（路由器、协议）（路由器、协议）(MSTP)有线接入有线接入无线接入无线接入（基站）（基站）媒体服务器媒体服务器（图象、文字、（图象

4、、文字、语音信息）语音信息）信令网关信令网关图图2 NGN2 NGN架构示意图架构示意图各层可独立升级各层可独立升级1.4 无线接入的需求推动力无线接入的需求推动力n市场需求：共享市场需求：共享IP网信息资源网信息资源n应用需求：解决到桌面的最后应用需求：解决到桌面的最后1公里问题公里问题n技术需求：技术需求：移动通信网与移动通信网与IP网的融合网的融合 解决视频接入解决视频接入(宽带宽带）二、宽带接入概述二、宽带接入概述n2.1 宽带接入方式宽带接入方式n2.2 宽带无线接入与有线接入的比较宽带无线接入与有线接入的比较n2.3 宽带无线接入的速率宽带无线接入的速率n2.4 宽带无线接入的系统

5、组成宽带无线接入的系统组成n2.5 与网络多业务传输平台（与网络多业务传输平台（MSTP）接口）接口(OP)2.1 宽带接入方式宽带接入方式n有线宽带接入方式：有线宽带接入方式：qADSL:0.5mm双线双线 上行上行:640Kb/s 下行下行:2Mb/s 距离距离:3.5KmqVDSL:0.5mm双线双线 上下对称上下对称 12Mb/s 1.5KmqLAN:(电缆、光纤电缆、光纤)100Mb/s1Gb/sqHomePNA:（Home Phone Network Access)n无线宽带接入频段无线宽带接入频段：q2.4GHz 2.42.4835GHZq3.5GHz 3.43.5(F2331.

6、5MHz)GHZq5.8GHz 5.155.35,5.7255.825 GHZq10GHZ 40GHz频段频段与电波传播特性与电波传播特性(距离距离)及雨衰、绕射等有关及雨衰、绕射等有关3.5G:雨衰不明显，距离雨衰不明显，距离 可达可达10Km，干扰不太大，干扰不太大 2.2 宽带接入方式与有线接入的比较宽带接入方式与有线接入的比较2.3 宽带无线接入的速率宽带无线接入的速率nGPRS114Kb/snEV-DO(3G技术技术)2Mb/sn宽带接入宽带接入目前不支持漫游功能目前不支持漫游功能nIPV6实现移动实现移动IP，支持无线接入漫游，支持无线接入漫游2G2G3G3G宽带无线接入宽带无线接

7、入0.50.52 2155155速率速率 MbpsMbps2.4 宽带无线接入的系统组成宽带无线接入的系统组成图图4 4 宽带无线接入系统组成示意图宽带无线接入系统组成示意图2.5 与网络多业务传输平台（与网络多业务传输平台（MSTP）接口接口(OP)nMSTP 光传输网络技术的里程碑光传输网络技术的里程碑q主要含两个模块：主要含两个模块：nEOS(Ethernet Over SDH)nAOS(ATM Over SDH)q功能按需分配，模块技术独立升级功能按需分配，模块技术独立升级三、宽带无线接入系统三、宽带无线接入系统n3.1 无线接入的国际标准无线接入的国际标准n3.2 无线用户的接入认证

8、三种方式无线用户的接入认证三种方式n3.3 宽带无线接入设备宽带无线接入设备n3.4 宽带无线接入系统中的主要技术宽带无线接入系统中的主要技术3.1 无线接入的国际标准无线接入的国际标准nDSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)直接序列扩频直接序列扩频nFHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum)频率跳跃扩频频率跳跃扩频nOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)正交频分复用正交频分复用nDQPSK(Differential Quaternary phaseshift Ke

9、ying)差分四相移键控差分四相移键控n16QAM(Quadratic Amplitude Modulation)16正交调幅正交调幅务类型务类型像像802.11802.11802.11802.11a a802.11802.11b b802.11802.11g g标准通过标准通过的时间的时间19971997年年1 1月月19991999年年9 9月月19991999年年9 9月月草案阶段草案阶段,预计在预计在20032003年成为正式标准年成为正式标准可用带宽可用带宽/MHz/MHz83.583.530030083.583.583.583.5工作频率工作频率/GHz/GHz2.4-2.4835

10、2.4-2.4835(DSSS,FHSS)(DSSS,FHSS)5.15-5.35(5.15-5.35(OFDM)OFDM)5.725-5.825(5.725-5.825(OFDM)OFDM)2.4-2.4-2.4385(2.4385(DSSS)DSSS)2.4-2.4-2.4835(2.4835(DSSS,OFDM)DSSS,OFDM)非重叠信非重叠信道数道数3 3个个(室内室内/室外室外)4 4个室内个室内(子频带子频带1)41)4个室内个室内/室外室外(子频带子频带2)42)4个室外个室外(子子频带频带3)3)3 3个个(室内室内/室外室外)3 3个个(室内室内/室外室外)每个信道每个信

11、道的数据数的数据数率率/MbitMbit.s.s-12,12,154,48,36,24,18,12,9,654,48,36,24,18,12,9,611,5,5,2,111,5,5,2,154,36,33,24,22,12,1154,36,33,24,22,12,119,6,5.5,2,19,6,5.5,2,1调制方式调制方式DQPSKDQPSK、DPSKDPSK、4GFSK4GFSK、2GFSK2GFSKBPSKBPSK、QPSKQPSK、16QAM16QAM、64QAM64QAMDQPSK/CCKDQPSK/CCK、DQPSKDQPSK、DBPSKDBPSKOFDM/CCKOFDM/CCK

12、、OFDMOFDM、DQPSK/CCKDQPSK/CCK、DQPSKDQPSK、DBPSKDBPSK支持的业支持的业语音、数据语音、数据语音、数据、图像语音、数据、图像语音、数据、图语音、数据、图语音、数据、图像语音、数据、图像3.2 无线用户的接入认证三种方式无线用户的接入认证三种方式nWLAN本地服务器认证本地服务器认证nSIM卡认证（利用现有移动通信网卡认证（利用现有移动通信网HLR认证机制）认证机制）n由城域网认证由城域网认证图图5 5 用户基于用户基于SIMSIM的鉴权流程的鉴权流程3.3_1 宽带无线接入设备宽带无线接入设备n3.5G设备主要指标设备主要指标表表2 3.5G2 3.

13、5G频段宽带无线接入设备的主要指标频段宽带无线接入设备的主要指标厂家厂家型号型号载波带宽载波带宽多址多址方式方式调制方式调制方式每载波调制每载波调制速率速率频谱利频谱利用率用率网络侧接网络侧接口口用户侧用户侧接口接口支持业支持业务类型务类型支持自支持自动功率动功率控制控制网管网管武汉武汉虹信虹信AN03WAN03W-X035-X035下行：下行：1.75、1.75、3.5MHz、3.5MHz、7MHz7MHz上行：上行：400/800K400/800KHz、Hz、1.75/3.51.75/3.5MHzMHzTDMATDMA下行:Q PSK、下行:Q PSK、16QAM、16QAM、64QAM6

14、4QAM上行：Q P S K上行：Q P S K、1 6QAM、1 6QAM下行最大：下行最大：31.8Mbps31.8Mbps（7 MHz）（7 MHz）上行最大：上行最大：12.8Mbps/112.8Mbps/16QAM6QAM（3.5MHz）（3.5MHz）下行：下行：4.5bps/4.5bps/HzHz上行:上行:2.28bps2.28bps/Hz/Hz100BaseT100BaseT、R J45、R J45、E1E1100Base100BaseT、R J45T、R J45、E 1、E 1综合平综合平台，语台，语音和数音和数据据远端站远端站支持支持SNMPSNMPWi-Wi-LANLA

15、NBWS35BWS3500003MHz3MHzTDMATDMA16QAM+W-16QAM+W-OFDMOFDM上下行：上下行：7.2Mbps7.2Mbps3.2bps/3.2bps/HzHz10/100Ba10/100BaseTseT根据用根据用户要户要求，提求，提供外挂供外挂接口接口数据数据支持支持SNMPSNMPWALKaWALKairir100010001.75MHz1.75MHzTDMATDMA64QAM64QAM4Mbps4Mbps2.5bps/2.5bps/HzHzE1、E1、V35/X.21V35/X.21，10BaseT10BaseT、E 1-FR、E 1-FRE1、E1、V3

16、5/X.2V35/X.21，1，10BaseT10BaseT、E 1-FR、E 1-FR专线业专线业务、帧务、帧中继业中继业务为主务为主支持支持SNMPSNMPBreezBreezeACCEeACCESSSSOFDMOFDM3.5MHz3.5MHzTDMATDMAOFDM+BPSK/OFDM+BPSK/16QAM/64QA16QAM/64QAM M2、4、8、2、4、8、12Mbps12Mbps3.4bps/3.4bps/HzHz10/100Ba10/100BaseTseT10/100B10/100BaseTaseT数据数据支持支持SNMPSNMPBreezBreezeACCEeACCESS

17、XLSS XL1.75MHz1.75MHzFD-FD-TDMATDMA多级G F SK多级G F SK最大3 M bps最大3 M bps1.7bps/1.7bps/HzHz100BaseT100BaseT100Base100BaseT，R J11T，R J11语音、语音、数据数据否否SNMPSNMP奥维奥维通通（大（大唐、唐、西门西门子）子）表表2 3.5G2 3.5G频段宽带无线接入设备的主要指标频段宽带无线接入设备的主要指标厂家厂家型号型号载波载波带宽带宽多多址址方方式式调制方调制方式式每载波调每载波调制速率制速率频谱利用频谱利用率率网络侧接口网络侧接口用户侧接口用户侧接口支持业务支持业

18、务类型类型支持自动支持自动功率控制功率控制网管网管AS40AS4000001.751.75/3.5/3.5/7MH/7MHz zDS-DS-TDMTDMA AQPSKQPSK、16QAM16QAM、64QAM64QAM15Mbps/3.15Mbps/3.5MHz5MHz（6 4QAM）（6 4QAM）4.3bps/H4.3bps/Hz z（6 4QAM（6 4QAM）E1/T1、E1/T1、10/100Base10/100BaseT T1/2/4线话音1/2/4线话音、1 0BaseT、1 0BaseT、V.35、X.21V.35、X.21BRIBRI数据、专数据、专线线远端站支远端站支持持S

19、NMPSNMPAS40AS4030301.751.75/3.5/3.5/7/1/7/14MHz4MHzTDMTDMA AQPSKQPSK、16QAM16QAM、64QAM64QAM15Mbps/3.15Mbps/3.5MHz5MHz（6 4QAM）（6 4QAM）4.3bps/H4.3bps/Hz zSTM-1、E 1、STM-1、E 1、10/100Base10/100BaseT TSTM-1/ATM2STM-1/ATM25M/E1/10/105M/E1/10/100BaseT,POTs0BaseT,POTs、I SDN、I SDN综合平综合平台，数据台，数据和语音和语音远端站支远端站支持持

20、SNMPSNMPNetroNetro（华为（华为、东、东信）信）AisSAisStartar3.5M3.5MHzHzTDMTDMA A16QAM16QAM7Mbps/3.57Mbps/3.5MHzMHz（1 6QAM）（1 6QAM）2bps/Hz2bps/HzE3、S TM-1、E3、S TM-1、OC-3、D S 3OC-3、D S 3、1 00BaseT、1 00BaseTE1,N6 4K、E1,N6 4K、V.35、X.21V.35、X.21、10/100BaseT10/100BaseT、3 0B+D、F R、3 0B+D、F R综合综合支持支持SNMPSNMP中兴中兴ZXBWZXBW

21、A-3EA-3E3.5M3.5MHzHzTDMTDMA A下行：下行：16QAM16QAM上行：上行：QPSKQPSK下行：下行：9.2Mbps9.2Mbps上行：上行：4.6Mbps4.6Mbps2.63bps/2.63bps/HzHzE1/G.703、E1/G.703、10BaseT/R10BaseT/R、J-45、R S-、J-45、R S-232232E1/G.703、E1/G.703、10BaseT/R10BaseT/R、J-45、R S-、J-45、R S-232232专线业务专线业务、语音、语音、数据数据远端站支远端站支持持中文网中文网管系管系统，支统，支持S NMP持S NMP

22、AirSPAAirSPAN（金N（金鹏）鹏）3.3_2 宽带无线接入设备宽带无线接入设备n上海贝尔阿尔卡特上海贝尔阿尔卡特7390 LMDS无线接入设备无线接入设备q工作频率：工作频率：26GHzq收发间隔：收发间隔：1250MHzq信道带宽：信道带宽：28/14/7/3.5MHz网络端网络端射频（射频（TS）、数字基站（）、数字基站（DBS）、）、网网 络侧接口络侧接口 90o扇区天线，扇区天线，28MHz带宽带宽/扇区，扇区，数据速率数据速率32Mb/s，TS至至DBS距离距离300m 接口：接口：ATM(OC3/STM1/E3)TDM(E1/T1/V5.2/PSTN)用户端用户端射频（射

23、频（TS）、）、中频单元中频单元、用户用户接口接口 天线（天线（26、30cm）定向，）定向，端口：以太网口、端口：以太网口、XSDL、语音口、语音口、用户用户 数据口、数据口、E1/T1图图5 5 阿尔卡特阿尔卡特790790功能图功能图3.4 宽带无线接入系统中的主要技宽带无线接入系统中的主要技术术n多址技术：多址技术：FDMA、TDMA、CDMAn调制方式：调制方式：QPSK、DQPSK、BPSK、DBPSK、16QAM、64QAMn双工方式：双工方式：TDD、FDD、OFDM（正交频分复（正交频分复用）用）将一个无线信道中，安插多个副载波，信号同时调制将一个无线信道中，安插多个副载波，

24、信号同时调制到各个副载波上同时传送到各个副载波上同时传送。优点：抗衰落，克服符号间干扰。优点：抗衰落，克服符号间干扰。n系统制式：系统制式：q同时支持电路交换和分组交换同时支持电路交换和分组交换q支持动态分配带宽支持动态分配带宽四、四、WLAN与与3G的竞争的竞争n4.1 竞争的由来竞争的由来n4.2 WLAN与与3G的比较的比较n4.3 移动移动IP技术技术n4.4 IPV6协议协议4.1 竞争的由来竞争的由来n3G=移动通信因特网移动通信因特网(包交换）包交换）nWLAN=宽带无线接入因特网宽带无线接入因特网 最终目的：最终目的：实现宽带移动多媒体实现宽带移动多媒体(语音、数据语音、数据、

25、图像）、图像）通信通信 3G的问题的问题:一个cell内的网络资源有限4.2 WLAN与与3G的比较的比较&当前WLAN的缺陷：不能移动4.3 移动移动IP技术技术n移动移动IP网的定义：网的定义：宽带无线接入终端（包括：语音、数据业务和宽带无线接入终端（包括：语音、数据业务和图象终端）可以在不同归属的图象终端）可以在不同归属的WLAN间漫游并共享信息的间漫游并共享信息的IP网称网称为移动为移动IP网。网。n移动移动IP技术：空中接口协议、移动技术：空中接口协议、移动IP协议、质量控制、信令、交协议、质量控制、信令、交换与路由、信息安全换与路由、信息安全n移动移动IP的实现：的实现：q初级阶段

26、：在移动通信网络移动管理技术基础上，在宽带无线接初级阶段：在移动通信网络移动管理技术基础上，在宽带无线接入端增加七号信令网关，实现无线接入终端设备的漫游。入端增加七号信令网关，实现无线接入终端设备的漫游。q高级阶段：以高级阶段：以LAS-CDMA作空中接口；作空中接口；以以PDMA作为数据包交换；作为数据包交换；以三十所通信安全方法技术构成我国移动以三十所通信安全方法技术构成我国移动IP网；网；全面采用全面采用IPV6协议。协议。n中国移动中国移动IP技术水平与世界同步技术水平与世界同步4.4 IPV6协议协议nIPV4：q地址空间小地址空间小q路由运算复杂路由运算复杂nIPV6：q地址空间高

27、达地址空间高达6700亿亿q支持终端移动的支持终端移动的IP电信级网电信级网q较好的安全性较好的安全性q有效的有效的QOS控制控制q支持家庭网络，便于个人智能化终端接入支持家庭网络，便于个人智能化终端接入结束语结束语n由宽带无线接入而推动的移动通信网络向移动由宽带无线接入而推动的移动通信网络向移动IP的发的发展，己成为宽带无线接入技术发展的主流，而成为展，己成为宽带无线接入技术发展的主流，而成为3G的有力竞争者。的有力竞争者。n宽带无线接入设备（含基站），是解决最后一公里的宽带无线接入设备（含基站），是解决最后一公里的终端产品，它涉及千家万户，将有巨大的市场。终端产品，它涉及千家万户，将有巨大

28、的市场。n移动移动IP网的技术还在完善过程中，关键问题有：网络网的技术还在完善过程中，关键问题有：网络结构、管理、鉴权（移动接入）和带宽自动分配等。结构、管理、鉴权（移动接入）和带宽自动分配等。n宽带无线接入的调制和多址技术体制还有优化问题，宽带无线接入的调制和多址技术体制还有优化问题，关键还是提高频谱利用率。关键还是提高频谱利用率。nIPV6在中国采用，将推进网络融合（固定、移动、在中国采用，将推进网络融合（固定、移动、IP网资源共享），同时也为电信运营商、设备制造商带网资源共享），同时也为电信运营商、设备制造商带来巨大商机，也为科研人员提出了大量研究课题。来巨大商机，也为科研人员提出了大量研究课题。谢谢！谢谢！第四专题结束