無線微波通信技術MMDS全解

一、什么是MMDS

　　現(xiàn)在的無線接入技術如雨后春筍一樣種類繁多，什么GPRS技術啦，CDMA技術啦，DS-CDMA技術啦，EDGE技術啦，LMDS技術啦等等，這些技術都能為用戶提供高速無線通信服務。除了上面介紹的這些通信技術外，現(xiàn)在向大家介紹的MMDS技術其實也是一種無線通信技術，這種技術的英文全名為MicrowaveMultipointDistributionSystems，中文含義叫無線微波多點分布式系統(tǒng)技術。這種技術是最近才發(fā)展起來的通過無線微波傳送有線電視信號的一種新型傳送技術，這種技術不但方便安裝調(diào)試，而且由這種技術組成的系統(tǒng)重量輕、體積小、占地面積少，很適合中小城市或郊區(qū)有線電視覆蓋不到的地方。這種技術是一種通過視距傳輸為基礎的圖像分配傳輸技術，它的正常工作頻段一般為2.5GHz——3.5GHz，這種技術不需要安裝太多的屋頂設備就能覆蓋一大片區(qū)域，因此利用這種技術人們可以在反射天線周圍50公里范圍內(nèi)可以將100多路數(shù)字電視信號直接傳送至用戶。一個發(fā)射塔的服務區(qū)就可以覆蓋一座中型城市，同時控制上行和下行的數(shù)據(jù)流。現(xiàn)在MMDS使用了傳統(tǒng)的調(diào)制技術，但是未來的技術將是基于VOFDM（VectorOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）的，接收端與反射的信號相結合，生成一個更強的信號。這種技術成本低廉，常用于遠離服務中心的小型企業(yè)接入網(wǎng)，它有時被稱為WDSL或通稱為寬帶無線技術。

　　MMDS是一種新的寬帶數(shù)據(jù)接入業(yè)務，在移動用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡之間提供一種連接，給移動用戶提供高速無線寬帶接入服務。在系統(tǒng)的更新?lián)Q代方面，MMDS技術將會比其他通信技術更容易升級。MMDS最顯著的特點就是各個降頻器本振點可以不同，可由用戶自選頻點，即多點本振，所以，各降頻器變頻后的信號，可以分別落在電視標準頻道的VHFI、Ⅲ頻段；增補的A、B頻段；UHF的13~45CH（頻段），這對于用戶避開當?shù)氐拈_路無線電視或CATV占用的頻道有極大的好處。早期MMDS主要是一種單向非分配型圖像業(yè)務傳輸系統(tǒng)?，F(xiàn)在已可以比T-1更快的速率發(fā)送和接收數(shù)據(jù)信號。MMDS不需要與本地的電話和有線電信服務公司打太多的交道，這些公司一般都不愿意合作，不想開放自己的網(wǎng)絡。在MMDS系統(tǒng)中，通常是用以太網(wǎng)與無線Modem連接。

　　MMDS技術可以為用戶提供多種業(yè)務功能，這包括點對點面向連接的數(shù)據(jù)業(yè)務、點對多點業(yè)務、點對點無連接型網(wǎng)絡業(yè)務，其中點對點面向連接的數(shù)據(jù)業(yè)務是為兩個用戶或者多個用戶之間發(fā)送多分組的業(yè)務，該業(yè)務要求有建立連接、數(shù)據(jù)傳送以及連接釋放等工作程序；點對多點業(yè)務可以根據(jù)某個業(yè)務請求者的要求，把單一信息傳送給多個用戶，該業(yè)務又可以分為點對多點多信道廣播業(yè)務、點對多點群呼業(yè)務等；點對點無連接型網(wǎng)絡業(yè)務中的各個數(shù)據(jù)分組彼此互相獨立，用戶之間的信息傳輸不需要端到端的呼叫建立程序，分組的傳送沒有邏輯連接，分組的交付沒有確認保護。除了提供點對點、點對多點的數(shù)據(jù)業(yè)務外，MMDS還能支持用戶終端業(yè)務、補充業(yè)務、GSM短消息業(yè)務和各種GPRS電信業(yè)務。當然MMDS也有不足的地方，這種技術在通信時有阻塞問題且信號質(zhì)量易受天氣變化的影響，可用頻帶亦不夠?qū)?，最多不超過200MHz。MMDS在市場上仍有立腳之處，因為無論是DSL還是CableModem都無法向所有的用戶提供服務。不過，目前購買MMDS服務不是一件容易的事，因為服務供應商正在等待新一代的設備投放到市場上，許多包括ADC公司、Cisco公司和Vyyo公司等生產(chǎn)新一代MMDS裝置的廠家，正在致力于消除現(xiàn)行MMDS的視行限制，到那時MMDS技術就更加成熟了。盡管現(xiàn)在有許多地方已用光纜／電纜混合網(wǎng)覆蓋大、中規(guī)模的城市，但對廣大鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、村，尤其是地形復雜的山區(qū)及邊遠貧困地區(qū)，采用光纜／電纜混合網(wǎng)是不現(xiàn)實的，而MMDS系統(tǒng)可以很方便地實現(xiàn)有線電視的聯(lián)網(wǎng)，所以MMDS技術的出現(xiàn)是勢在必行的。

二、MMDS有什么特點

　　隨著通信人數(shù)的不增增長以及人們通信能力要求的不斷提高，全世界上的通信需求量幾乎以每年20%-30%的速度不斷遞增著，而且迄今沒有減緩的跡象，用戶側終端的速率也在突飛猛進，個人用戶和單位用戶的無線接入正向?qū)拵Э焖賲R聚。顯然，接入網(wǎng)的寬帶化將成為未來接入網(wǎng)發(fā)展的主要技術趨向。而MMDS技術作為一種新興的寬帶技術，正以其自身的特點成為人們一種切實可行的寬帶選擇：

　　1、MMDS技術使用了最新的傳送數(shù)字信號的信源編碼與信道編碼技術，同時在MMDS系統(tǒng)中人們還引入了最新的調(diào)制技術，這樣會使得數(shù)字信號的頻譜壓縮，從而能大大提高了頻道利用率，最終可以提高通信功率與頻譜的綜合利用；

　　2、與傳統(tǒng)的AML、FM微波傳輸方式工作頻段相比，MMDS工作頻段要稍微低一點，而與地面電視廣播VHF、UHF頻段相比，MMDS其繞射能力要弱一點，各種樓層建筑物對其吸收大，反射波弱，不會產(chǎn)生重影；此外組建MMDS技術系統(tǒng)需要的設備價格費用很低，特別是MMDS下變頻器更是小型化、集成化、大批量生產(chǎn)，更顯示其性能/價格比優(yōu)的獨特魅力；所以MMDS技術很適用于大、中城市個人用戶或單位用戶接收，不需敷設光纜耗費大量的財力物力，而且操作簡單方便；

　　3、MMDS無線傳輸網(wǎng)與有線電視光纖網(wǎng)一樣，可采用加/解擾技術，實現(xiàn)可尋址收費系統(tǒng)，計算機用戶管理系統(tǒng)。MMDS無線傳輸網(wǎng)與光纖網(wǎng)一樣，可實現(xiàn)雙向傳送話務和數(shù)據(jù)信息，視頻點播、電視會議等。數(shù)字壓縮技術最終解決MMDS頻道容量少的缺陷?？蓪?~10路電視節(jié)目壓縮在一個模擬的8MHz通道中傳輸。

　　4、由于MMDS通信技術采用數(shù)字濾波與數(shù)字存儲方式，因此人們可用很簡單的方法就能消除伴隨圖象傳輸?shù)脑肼暎瑏砀咝Ц纳茍D像傳輸?shù)男旁氡?；此外，MMDS技術采用的數(shù)字濾波與數(shù)字存儲方式也很容易實現(xiàn)自適應的二維、三維亮度分離，徹底消除亮度干擾；及其他提高圖像質(zhì)量的措施，這樣通過MMDS系統(tǒng)來傳輸數(shù)字電視信號的圖像質(zhì)量要比通過普通方式傳遞的信號質(zhì)量高得多；

　　5、MMDS通信系統(tǒng)采用數(shù)字壓縮發(fā)射機來大大減少模擬發(fā)射機的數(shù)量，而且從建設的成本來考慮，采用數(shù)字傳輸系統(tǒng)要比采用相應的模擬發(fā)射機的成本低好幾倍，這種方式甚至比通信光纜的鋪設更能節(jié)省投資。而圖像質(zhì)量等同于光纜傳輸質(zhì)量，大大優(yōu)于模擬傳輸質(zhì)量，其可靠性大大高于光纜傳輸。如果省、市級已采用了MPEG－2數(shù)字壓縮傳輸，那么縣、鄉(xiāng)級不用自行解決壓縮設備；

三、MMDS系統(tǒng)組成

　　按照國際通信標準，MMDS頻道配置應該與國際接軌，在2503-2687MHz頻段內(nèi)，以每頻道8MHz帶寬鄰頻道間隔排列23個電視信道。并在2684-2700MHz專用頻段內(nèi)，用于數(shù)據(jù)及話音通訊傳輸及雙向傳輸?shù)纳闲谢貍?。?00MHz帶寬內(nèi)，以梳狀方式分成兩個獨立組，A組采用奇數(shù)頻道號，B組采用偶數(shù)頻道號，以隔頻道排列。MMDS系統(tǒng)作為一級供電發(fā)射系統(tǒng)，應有兩個獨立電源或自備發(fā)電機，并備有交流穩(wěn)壓電源。輸出電壓電力供給要沒有短暫的脈沖電壓，或采用鐵磁穩(wěn)壓器，可抑制各種浪涌電壓和雷擊時從電源進入的感應電壓。MMDS系統(tǒng)微波站必須可靠接地，按國際通信標準要求：收發(fā)天線系統(tǒng)接地電阻不應大于4Ω；技術用房接地電阻不應大于4Ω；設備系統(tǒng)接地電阻應小于4Ω；設置在鐵塔（或高層建筑）上的設備接地電阻應小于4Ω；MMDS系統(tǒng)的工作接地系統(tǒng)、保護接地系統(tǒng)和防雷接地系統(tǒng)應分設接地體，再將三個接地體匯接成一個總接地系統(tǒng)；MMDS系統(tǒng)必須有良好的防雷設施，供電線路和通訊線路也必須有防雷措施；雷擊放電時產(chǎn)生巨大的能量，除直接通到地面外，還可通過長傳輸線產(chǎn)生感應電進入電子設備。所以MMDS系統(tǒng)的發(fā)射機房主發(fā)射天線的傳輸線要每隔1~2米安裝不銹鋼接地夾子；上、下端應與鐵塔金屬結構連接，然后在塔底接至接地系統(tǒng)。MMDS系統(tǒng)的發(fā)射機與頻道合成器之間的傳輸線應盡量短，頻道合成器波導輸出口距離墻面至少0.6米。為保護發(fā)射機系統(tǒng)正常運行（尤其是大功率發(fā)射機），應保證機房內(nèi)通風和室溫的條件，機房的溫度應保證在0~45°C之間。有條件的最好采用空調(diào)設備，以保持機房內(nèi)的溫度為+20°C~+27°C的理想溫度。因為頻道合成器及波導元件的尺寸直接影響發(fā)射頻率穩(wěn)定度及發(fā)射機的可靠性。發(fā)射機內(nèi)部過熱會自動保護而暫時停機，直到溫度恢復為止。另外，低溫會引起設備內(nèi)部的冷凝，會影響電氣性能。此外MMDS系統(tǒng)的房屋與天線鐵塔應盡量靠近，MMDS機房最好設在樓頂上，以縮短饋線長度；拐彎要少，并要有饋線架。MMDS系統(tǒng)的機房通往室外的走線溝槽、孔洞及穿墻處，應加以密封，防止雨水、風、雪、霜、霧進入系統(tǒng)機房。在使用MMDS系統(tǒng)來接受信號時，大家需要注意的是接收點的選擇，面對發(fā)射臺方向不能有遮擋，要避開通訊、雷達等干擾源。在對MMDS信號接受系統(tǒng)調(diào)試時，只要使用場強儀，用連接線與下變頻器、饋電器連接起來。先把場強儀或電視機調(diào)到欲收的頻道上，然后調(diào)節(jié)天線的方向角與仰角找到主信號后再微調(diào)場強儀的頻率，反復調(diào)整使信號最強；MMDS系統(tǒng)的接收天線高度盡量安裝在高層建筑物頂上。考慮到周圍樹木的影響在冬天安裝時，信號電平調(diào)整得高些，留有余量，因為夏季由于森林樹木影響信號電平要弱些。MMDS系統(tǒng)的下變頻器輸出，可對個體信號進行接收，也能集體接收進入CATV分配網(wǎng)；倘若要集體接收信號時，有的系統(tǒng)直接進CATV分配網(wǎng)，有的系統(tǒng)在MMDS接收后，再與本地衛(wèi)星接收信號及地面電視廣播信號在CATV分前端中混合進入分配網(wǎng)。另外在混合接受信號時，一定要注意考慮頻道的分配、交互調(diào)干擾、電平均衡等問題。

四、MMDS的現(xiàn)狀與發(fā)展

　　在未來的幾個月時間內(nèi)，美國的WorldCom公司將把MMDS服務拓展到美國8個新的市場，該服務可以將固定無線的連接速度從384kbps提高到1Mbps，每月服務費也由200美元漲到600美元。盡管MMDS服務的價格極具有市場競爭力，不過在美國地區(qū)依然只有一小部分用戶能購買到這些服務，美國的通信營運商WorldCom公司、Sprint公司和Nucentrix公司幾乎掌握了美國所有的MMDS使用許可；據(jù)不完全統(tǒng)計，到目前為止，選擇美國MMDS服務的個人用戶數(shù)量和家庭用戶數(shù)量已經(jīng)超過10萬戶，其中3.2萬戶是美國WorldCom公司的用戶。WorldCom公司目前除了向各位用戶提供384kbps的對稱MMDS服務外，還提供每月收費400美元的服務，此服務為用戶提供768kbps的下載速度及512kbps的上傳速度服務；每月收費600美元的服務，則為用戶提供了512kbps的上傳服務和1Mbps的下載服務。服務供應商對于每一個MMDS產(chǎn)品的一次性安裝費用為1萬美元?，F(xiàn)在最新推出的MMDS技術裝置并沒有視行需求，可以在大型的建筑也有可能在厚重的木質(zhì)結構建筑中使用；現(xiàn)在購買MMDS服務不是一件容易的事，因為許多通信服務供應商正在等待新一代的設備投放到市場上。