一、前言

目前國際上主流并且比較成熟的寬帶接入技術包括xDSL技術、光纖接入技術、Cable技術以及寬帶無線接入技術等。基于硬件環境的不同，這些技術各自的性能特點存在著較大差異，但總的來講可歸結為兩類技術，即有線接入技術和無線接入技術。從過去幾年的發展情況來看，由于頻率的限制，無線接入技術發展比有線接入技術相對滯后，近年來各種微波、無線通信領域的先進手段和方法不斷引入，包括5.8 GHz擴頻寬帶無線接入系統、26GHz頻段LMDS系統和無線局域網WLAN的進步，才使無線接入領域有比較大的進展。

就目前的研究成果來看，寬帶固定無線接入技術在向兩個方向發展：一方面充分利用過去未被開發、或者應用不是很廣泛的頻率資源（如2.4G、 3.5G、5.8G、26G等的工作頻段），實現盡量高的接入速率；另一方面是通過融合微波和有線通信領域已經成功應用的先進技術，如高階QAM（如 64QAM、128QAM）調制、ATM、OFDM、CDMA、IP等，來實現更大的頻譜利用率、更豐富的業務接入能力和更靈活的帶寬分配方法。

5.8 GHz頻道的使用，是因為美國的蘋果計算機公司在1995年向FCC提出申請修改電信法令，建議將5GHz上，分出300MHz的頻段，以免費方式提供給工業、教學、科研、醫療行業使用。

該建議得到了FCC的高度重視。經過審慎的考慮，廣泛的咨詢和專家組的研究，FCC在1997年完成立法，允許業者在互不干擾的前提下，免領牌照，使用5.8 GHz作為各種通信之用，稱之為U-NII頻帶（Unlicensed National Information Infrastructure）。

自從FCC規劃使用5.8GHz（U-NII）頻段以后，隨著技術的不斷成熟和市場的強烈需求，世界上很多國家和地區，包括加拿大、美國、中國在內的眾多國家先后參照FCC的規定，分別規劃了各自國家和地區的5.8GHz頻段。

二、5.8 GHz固定無線接入技術的特點

5.8 GHz寬帶無線接入系統是一種固定點到多點/點到點無線接入系統，都適合于雙向傳輸。其主要特點可歸結如下：

1、為適應無線通信技術的發展，滿足無線電通信業務的需求，根據我國無線電頻率劃分規定及頻譜使用情況，并參照國際上通用的技術標準，信部無 ［2002］277號文規定，將5725-5850 MHz頻段作為點對點或點對多點擴頻通信系統、高速無線局域網、寬帶無線接入系統、藍牙技術設備及車輛無線自動識別系統等無線電臺站的共用頻段。符合技術要求的無線電通信設備在5725-5850MHz（帶寬為125MHz）頻段內與無線電定位業務及工業、科學和醫療等非無線通信設備共用頻率，均為主要業務。5.8GHz的設備通常采用直接序列擴頻技術或調頻技術展頻，通過擴展信號可使不同網絡在同一地區使用而不受干擾，容量在10Mbps左右。

2、從采用技術上看，5.8GHz采用擴頻技術（SS）進行無線信號傳播，擴頻技術是將信息信號的帶寬擴展很多倍進行通信的技術。傳輸信號帶寬遠大于信息信號的帶寬。例如，傳輸一個64Kbps的數據流，其基帶帶寬只有64KHz左右，但用擴頻技術傳送時，它所占據的信道帶寬可以被擴展到 5MHz，10MHz，甚至更大。與此同時，發射到空間的無線電功率譜（單位帶寬內具有的功率），也將大大的降低。

擴頻通信的原理是盡可能使用最大帶寬數，同樣的能量在一個大的帶寬上傳播（如下圖）。

這里擴頻帶寬的很小部分與常規無線信號相干擾，但常規無線信號不影響擴頻信號，這是因為兩者相比常規信號帶寬很窄。

擴頻通信具有抗干擾和隱蔽的特點，它的這此特點有更深一層的理論根據，即香農定理和柯捷樂尼可夫潛在抗干擾理論。

香農定理如下式：C=W log2（1+S/N）

W是傳輸帶寬，C是信息容量，它的原理是在給定信號功率S和噪聲功率N的條件下，用一種編碼系統，可以以很小的誤碼率，以接近C的傳輸速率傳送信息，此式也可以解釋為：可用大的W和小的S/N或小的W和大的S/N，傳輸同樣量C的信息。或象常說的：帶寬W和信噪比S/N可以互換，擴頻正是用大的帶寬（十倍到幾千倍）來換取S/N或S的。

柯捷爾尼可夫理論公式如下：Pe=f（E/no）

Pe是誤碼率，E是每比特信號能量，no是噪聲功率譜密度，把此式適當改變一下就可以容易地看出其含義了。設傳輸信號帶寬為W，信號功率是S=E/T，噪聲功率N=Wno，信信號持續時間為T，信息信號帶寬？F=1/T，把這些量代入上式得：

E/no=ST/（N/W）=S/N·W/△F

上式說明，P是由S/N·W/△F決定的，也就是說，傳輸一定帶寬F的信息，信噪比S/N可以和帶寬△F互換，此結果與香農定理完全一致，在擴頻通信中，W/△F是處理增益，處理增益愈大，S/N W/F愈大，誤碼率愈低，通信安全可靠性愈好。

5.8GHz的寬帶無線接入系統在采用比較低的調制效率時對信噪比的要求比較低可以滿足一定的非可視傳輸要求。所以5.8GHz的系統比較適合于在城市進行相對短距離的傳輸（約9公里），在郊區進行長距離的傳輸（約20公里）；又因5.8GHz的系統一般采用以前軍事上所采用的直接序列擴頻技術，抗干擾能力相對其他無線系統要強一些；

3、傳輸距離主要取決于自由空間損耗。所謂自由空間傳播系指天線周圍為無限大真空時的電波傳播，它是理想傳播條件。電波在自由空間傳播時，其能量既不會被障礙物所吸收，也不會產生反射或散射。通信距離與發射功率、接收靈敏度和工作頻率有關。

這里給出自由空間傳播時的無線通信距離的計算方法：

Los=32.44+20lgd（Km）+20lgf（MHz）

Los是傳播損耗，單位為dB

d是距離，單位是Km

f是工作頻率，單位是MHz

由上式可見，自由空間中電波傳播損耗（亦稱衰減）只與工作頻率f和傳播距離d有關，當f或d增大一倍時，［Lfs］將分別增加6dB。

下面舉例說明一個工作頻率為433.92MHz，發射功率為+10dBm（10mW），接收靈敏度為-105dBm的系統在自由空間的傳播距離：

1.由發射功率+10dBm，接收靈敏度為-105dBm

Los=115dB

2.由Los、f

計算得出d=30公里

這是理想狀況下的傳輸距離，實際的應用中是會低于該值，這是因為無線通信要受到各種外界因素的影響，如大氣、阻擋物、多徑等造成的損耗，將上述損耗的參考值計入上式中，即可計算出近似通信距離。

假定大氣、遮擋等造成的損耗為25dB，可以計算得出通信距離為：

d=1.7公里

結論：無線傳輸損耗每增加6dB，傳送距離減小一位。

不難看出，在天線口發射功率一定，可視傳輸的情況下，系統的傳輸距離主要取決于工作頻率和接收門限電平。另外，就是雨衰的影響。雨衰主要是因為高頻段的微波因為波長較短，不容易穿透雨水從而形成信號衰減造成的。5.8G的波長5.17公分，因此雨衰的影響就不大。目前的5.8GHz無線傳輸系統通信距離的典型值大約在10公里。

4、由5.8GHz頻段構成的固定無線接入系統一般由中心基站（AP）、遠端站（SU）和網管系統三大部分構成，中心站和終端站又分別可分為室內單元（IDU）和室外單元（ODU）兩部分。

5.8GHz固定無線接入系統是一種點到多點的分布式系統，SU用戶通過用戶接口網絡（UNI）與單個的用戶終端（TE）或者一個用戶駐地網（CPN）相連，中心站（AP）通過業務節點接口（SNI）與骨干網絡相連。基站（AP）位于服務區中心，它覆蓋的服務區一般分為多個扇區，每個扇區可以對一個或多個遠端站（SU）提供服務。遠端站（SU）則設置在用戶駐地，遠端站室內單元連接用戶終端、路由器等用戶端設備。

5、5.8GHz系統在傳統的電路型無線通信技術中融合了IP數據通信技術，主要提供大容量的語音和數據業務接入，也可以為窄帶無線系統和移動基站提供回傳連接。基于IP的技術信令協議簡單，實現容易，開銷低，頻譜利用率高，業務種類多，接口簡單統一，升級容易，為世界主流的寬帶無線接入方案，特別適合于非連接的數據傳輸業務。

5.8GHz系統采用點對多點微波技術。對于不便鋪設光纜的用戶、相對分散鋪設光纜不經濟的用戶以及對開通緊迫性很強的用戶，引入快速經濟固定無線接入系統可為用戶提供急需的接入服務，對解決“最后一公里”接入網的瓶頸問題，起到了有力的補充作用。因此具有廣泛的商業應用。價值和發展前景。

6、在目前技術條件下，5.8GHz頻段應屬于固定無線接入中性能價格比最高的優選頻段。低頻段的無線產品具有足夠的接入帶寬，無線電傳輸特性好，受雨衰和多徑的影響極小，覆蓋范圍廣，其不可替代的優良性能充分展示了寬帶無線接入的靈活性和實用性。5.8GHz系統可以承載包括話音業務、 Internet接入、VOD和會議電視等在內的各種綜合業務；該系統射頻部分都一體化設計，集成度高，系統配置比較靈活，可實現資源動態分配；系統安裝維護簡單，運行狀況穩定，工作于5.8GHz頻段，抗雨衰能力強。可以為企事業集團用戶和社區用戶提供服務。

河南電信許昌分公司成立之初，就非常成功采用了北京陽光公司的5.8GHz無線微波的接入，為企業的初期業務發展和壯大打下了基礎。

三、5.8GHz無線接入系統的組網方式

1、5.8GHz無線網絡的要求

5.8GHz固定無線接入系統有很多不同類型的無線網絡可以實現，在話音和數據網絡中，通信鏈路必須能支持全雙工數據通信，為支持全雙工數據通信，鏈路必須是點對點，在有些情況下使用中繼是為了增加要求的距離或避免兩點間的障礙。

許多網絡要求在中心站（AP）和許多遠端站（SU）通信，這要求有許多點對點鏈路，而在每個扇區有許多遠端站（SU）設備，這些SU必須與AP 保持同步以防SU間相互干擾，同步會使得單扇區內所有SU發送和接收頻點隔離，單扇區內不能有一個SU在另一個SU接收時正好以相同頻點發送。

2、點對點網絡

在一個點對點鏈路中，通信鏈路的每端有一個調制解調器，兩個調制解調器之間在固定的通信，一個調制解調器設為主，而另一個設為從，主端控制RF鏈路的通信時鐘。點對點鏈路如下圖。

3、帶中繼的點對點網絡

在有些時候，要求有中繼以延長通信距離或避免某些障礙，通信鏈路必須在全雙工方式下工作，為實現帶中繼的點對點鏈路，兩個單獨的點對點鏈路在中繼位置相連，如下圖：

4、點對多點網絡

在很多網絡中，中心位置與許多遠程點通信，在應用中從中心到每個遠程點都建立一個點對點鏈路。如下圖：

中心站的AP必須采用頻點隔離以防相互干擾，如在中心站的頻率可統一采用高發低收方式。頻率劃分一般按照規律如下圖。

A1：TX5789MHzRX5738MHz

A2：TX5738MHzRX5798MHz

B1：TX5818MHzRX5758MHz

B2：TX5758MHzRX5818MHz

C1：TX5838MHzRX5778MHz

C2：TX5778MHzRX5838MHz

四、5.8GHz固定無線接入在許昌的組網情況

河南電信許昌分公司經過對不同廠家的設備選型和試用，經過不斷的比較優化，最后采用了A公司的LP5850系列寬帶無線接入網橋組建了本地較為完善無線接入網絡，為商業用戶提供經濟實用的“最后1公里”高速數據接入，以及基于IP網的軟交換接入，提供寬帶和語音業務。

A公司的LP5850無線寬帶采用擴頻傳輸方式，通信安全可靠性好，系統結構為點對多點組網方式。中心基站由接入點（六個AP）組成，采用 60°的天線，在水平方向構成一個60°扇區。中心基站能夠通過6個扇區覆蓋360°半徑范圍內的全方向用戶，理論值每扇區最多可接入253個遠端站。同一個中心基站的多個AP可以采用不同的頻率和極化方式對多個方向進行覆蓋，以提高頻譜利用率和增加中心基站的接入帶寬。

一個LP5850 AP下帶多個遠端SU示意圖（如下）：

遠端站（SU）和中心基站（AP）進行無線通信，通過100/10Base-T以太網接口連接本地局域網。每個用戶可以經由以太網交換機或路由器和其他用戶共享帶寬，以提高整個網絡的使用效率。在網絡布署方面更加容易，設備系統主要包括二個部分：接入點（AP）、用戶端（SU）。接入點（AP）：主要匯聚接入點不同扇區設備上的業務與信令數據，實現與互聯網相連。用戶端設備（SU）是用戶終端設備，它包括一個采用60°的定向天線的收發信機，可在任意指定時間與一個AP進行通信，通過接受的AP信號對其進行同步和控制。

許昌公司的5.8GHz LP5850無線網絡結構：

目前在許昌中國銀行23摟，安裝有六個LP5850 AP設備，在頻段5725-5850M，以20M無線帶寬采用六個頻點360度覆蓋半徑8KM的許昌市區。

頻率規劃圖（如下）：

五、5.8GHz固定無線寬帶接入在許昌的應用情況

無線接入可以作為有線接入的重要補充和應急備份，避免了鋪設光纖電纜的麻煩，節省了大量建設費用，能夠實現快速規劃、快速建設和快速開展業務。寬帶無線接入設備是河南電信公司許昌分公司前期迅速搶占市場的一種重要接入手段，更是成了這樣的新興運營商迅速開展業務、打破電信市場壟斷的利器。

目前許昌公司使用的A公司5.8GHz的LP5850固定無線接入系統設備支持動態帶寬分配。且LP5850固定無線接入系統可以提供豐富的業務接口，根據不同用戶的不同需求配置，為許昌電信開展綜合業務提供了技術上的支持。根據應用領域的不同，LP5850固定無線接入系統在中心站終端站均能提供E1、以太網10BASE-T接口。

A公司5.8GHz的LP5850無線接入系統能夠為許昌分公司接應的用戶提供基于IP平臺的數據和多媒體等接入業務，包括Internet接入業務（www瀏覽、E-mail、高速文件傳送等）、局域網互聯業務、虛擬專用網VPN業務、傳輸電路業務和增值業務（支持各種流媒體業務，如VOD、電視會議、遠程教育）。

另外，通過在許昌的網絡建設應用發現5.8GHz系統還具有啟動資金小、提供服務速度快、頻譜利用率高、系統容量大、擴容靈活、業務接口多、運維成本低等優勢。A公司的5.8GHz系列LP5850設備安裝方便，使用上相對比較穩定。在一個扇區內一個AP能夠管理多達500臺SU。AP集成無線所覆蓋的扇區指的是水平60°垂直10°的區域。該系統使用先進的擴頻技術，減少干擾性。

許昌分公司無線接入系統最多時間同時在線正常運行了40多個客戶端（SU）。在公司成立初期，特別是在一些應急接應大客戶方面，起到了很大作用。

在有以上諸多優異表現的同時，也存在一些其他問題。

1、由于該設備的頻段是5725-5850GHz的ISM（公共自用頻段），在社會上使用較多，頻率在使用和規劃比較混亂，所以頻率間干擾和串擾很大。設備在使用過程中受到很大的制約。而相對采用UNII頻段時，不但能解決距基站10公里左右的客戶端接入，且使用效果也十分理想。所以想讓無線接入穩定，必須向無委會申請專用頻段。

2、沒有適合的硬件安裝環境，可以說無線接入已經是很成熟的技術了，而且在國外已普遍使用。許昌公司在對無線接入設備的使用中往往把它定位成應急接應客戶，在安裝上只是做了個簡單的固定架子，安裝較為倉促，考慮的只是一時的開通。投入的人力和資金相對不足，制約了它的使用效果。

六、結論

實踐證明，5.8GHz無線接入網建設可以充分利用現有頻率資源，運營商可廣泛運用先進、成熟的5.8GHz微波傳輸技術，大力開展無線接入業務。采用5.8GHz無線寬帶接入技術，運營商可快速、低成本地實現對大城市區域的無線覆蓋，開展Internet接入及IP語音、VPN、視頻會議、 VOD等增值服務業務，并使之成為主要的無線接入手段。可以預料，隨著我國社會信息化進程的不斷加快和電信市場競爭日益走向深入，5.8GHz固定無線接入等寬帶無線接入技術將具有廣闊的應用前景。

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