宽带无线接入及应用

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=

2、bwa+lan bwa是是wlan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）、 3

3、g（语音数据图象）（语音数据图象） n交换形式交换形式 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

4、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、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

5、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:3.5km qvdsl: 0.5mm双线双线 上下对称上下对称 12mb/s 1.5km qlan: (电缆、光纤电缆、光纤) 100mb/s1gb/s qhomepna: （home phone

6、network access) n无线宽带接入频段无线宽带接入频段： q2.4ghz 2.42.4835ghz q3.5ghz 3.43.5 (f2331.5mhz)ghz q5.8ghz 5.155.35, 5.7255.825 ghz q10ghz 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/s nev-do(3g技术

7、技术)2mb/s n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入 0.50.52 2 155155速率速率 mbpsmbps 2.4 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

8、(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

9、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 keying) 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

10、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/mhz 83.583.530030083.583.583.583.5 工作频率工作频率 /ghz/ghz 2.4-2.48352.4-2.4835 (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

11、,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) ) 每个信道每个信道 的数据数的数据数 率率/ /mbitmbit.s.s - 1 2,12,154,48,36,24,18,12,9,654,48,36,24,18,12,9,611,5,5,2,111,5,5,2,1 54,36,33,24,22,12,

12、1154,36,33,24,22,12,11 9,6,5.5,2,19,6,5.5,2,1 调制方式调制方式 dqpskdqpsk、dpskdpsk、 4gfsk4gfsk、2gfsk2gfsk bpskbpsk、qpskqpsk、16qam16qam、64qam64qam dqpsk/cckdqpsk/cck、 dqpskdqpsk、dbpskdbpsk ofdm/cckofdm/cck、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

13、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 3.5g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

14、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： 400/800k400/800k hz、hz、 1.75/3.51.75/3.5 mhzmhz tdmatdma 下行: q psk、下行: q psk、 16qam、16qam、 64qam64qam 上行：q p s k上行：q p s k 、1 6qam、1 6qam 下行最大：下行最大： 3

15、1.8mbps31.8mbps （7 mhz）（7 mhz） 上行最大：上行最大： 12.8mbps/112.8mbps/1 6qam6qam （3 .5mhz）（3 .5mhz） 下行：下行： 4.5bps/4.5bps/ hzhz 上行:上行: 2.28bps2.28bps /hz/hz 100baset100baset 、r j45、r j45、 e1e1 100base100base t、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 snmpsnmp wi-wi- lanlan bws35bws35 0000 3mh

16、z3mhztdmatdma 16qam+w-16qam+w- ofdmofdm 上下行：上下行： 7.2mbps7.2mbps 3.2bps/3.2bps/ hzhz 10/100ba10/100ba setset 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snmpsnmp walkawalka irir 10001000 1.75mhz1.75mhztdmatdma64qam64qam4mbps4mbps 2.5bps/2.5bps/ hzhz e1、e1、 v35/x.21v35/x.21 ， 10baset10baset 、e 1-fr、e 1-fr

17、e1、e1、 v35/x.2v35/x.2 1，1， 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snmpsnmp breezbreez eacceeacce ssss ofdmofdm 3.5mhz3.5mhztdmatdma ofdm+bpsk/ofdm+bpsk/ 16qam/64qa16qam/64qa m m 2、4 、 8 、2、4 、 8 、 12mbps12mbps 3.4bps/3.4bps/ hzhz 10/100ba10/100ba setset 10/100b10/100b asetaset

18、 数据数据支持支持snmpsnmp breezbreez eacceeacce ss xlss xl 1.75mhz1.75mhz fd-fd- tdmatdma 多级g f sk多级g f sk最大3 m bps最大3 m bps 1.7bps/1.7bps/ hzhz 100baset100baset 100base100base t，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

19、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 as40as40 0000 1.751.75 /3.5/3.5 /7mh/7mh z z ds-ds- tdmtdm a a qpskqpsk 、 16qam16qam 、 64qam64qam 15mbps/3.15mbps/3. 5mhz5mhz （6 4qam）（6 4qam） 4.3bps/h4.3bps/h z z （6 4qam（6 4qam ） e1/t1、e1/t1、

20、 10/100base10/100base t t 1/2/4线话音1/2/4线话音 、1 0baset、1 0baset、 v.35、x .21v.35、x .21 bribri 数据、专数据、专 线线 远端站支远端站支 持持 snmpsnmp as40as40 3030 1.751.75 /3.5/3.5 /7/1/7/1 4mhz4mhz tdmtdm a a qpskqpsk 、 16qam16qam 、 64qam64qam 15mbps/3.15mbps/3. 5mhz5mhz （6 4qam）（6 4qam） 4.3bps/h4.3bps/h z z stm-1、e 1、stm-

21、1、e 1、 10/100base10/100base t t stm-1/atm2stm-1/atm2 5m/e1/10/105m/e1/10/10 0baset,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 snmpsnmp netronetro （华为（华为 、东、东 信）信） aissaiss tartar 3.5m3.5m hzhz tdmtdm a a 16qam16qam 7mbps/3.57mbps/3.5 mhzmhz （1 6qam）（1 6qam） 2bps/hz2bps/hz e3、s t

22、m-1、e3、s tm-1、 oc-3、d s 3oc-3、d s 3 、1 00baset、1 00baset e1,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 a-3ea-3e 3.5m3.5m hzhz tdmtdm a a 下行：下行： 16qam16qam 上行：上行： qpskqpsk 下行：下行： 9.2mbps9.2mbps 上行：上行： 4.6mbps4.6mbps 2.63bps/2.

23、63bps/ hzhz e1/g.703、e1/g.703、 10baset /r10baset /r 、j -45、 r s -、j -45、 r s - 232232 e1/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 airspaairspa n（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

24、无线接入设备无线接入设备 q工作频率：工作频率：26ghz q收发间隔：收发间隔：1250mhz q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

25、：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、cdma n调制方式：调制方式：qpsk、dqpsk、bpsk、 dbpsk、16qam、64qam n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，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

26、：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 、图像）、图像） 通信通信 3g的问题的问题:一个cell内的网络资

27、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：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，