LMDS、LAN、PLC（电力线通信）等接入技术

一、概论
当前，接入在我国逐步升温，技术选择也日益多样化。 随着因特网的迅速发展，网上话音通信、音频视频广播和宽带交互式新媒体的出现及发展对接入网带宽的要求越来越高，带宽不足将制约社区信息化发展。个人用户对高速上网、多媒体娱乐、远程教育、在线证券等需求增加，对可视电话等视频终端需求加大，并对话音、视频等实时性应用要求提高。因此，没有足够的带宽，视频点播（VOD）、音乐及电影的下载、远程教育及医疗服务、可视电话、、可视电子邮件等新型服务都将难以开展。

　　基于我国现有网络的技术和现状，目前用户接入方式主要有以下几种：基于现有固定电话线路的xDSL（数字用户线路）技术、基于现有有线电视线路（HFC）的Cable（调制解调器）技术、(FTTx+)接入技术、宽带固定无线（）接入方式、电力线上网（PLC）接入方式等。由于以上几种接入方式不同，因此用户负担的成本不同，提供的服务内容也不同。由于接入方式太多，限于篇幅，本文不可能在此一一介绍，以下主要分析目前流行的三种接入方式，即LMDS、LAN及PLC技术。

　　二、LMDS、LAN及PLC采用的主要技术

　　1.宽带固定无线LMDS接入方式采用的主要技术

　　LMDS（LocalMultipointDistributeService）本地多点分配接入系统是一种崭新的宽带技术，1998年被美国电信界评选为十大新兴通信技术之一。由于该技术利用高容量点对多点微波传输，可以提供双向话音、数据及视频图像业务，能够实现从n×64kbit/s到2Mbit/s，甚至高达155Mbit/s的用户接入速率，具有很高的可靠性，因此也被称为是一种“无线”技术。LMDS“本地多点分配业务”中各个词都有其自身的含义。所谓“本地”其实就是指单个基站所能够覆盖的范围，LMDS因为受工作频率和电波传播特性的限制，单个基站在城市环境中所覆盖的半径通常小于5公里；“多点”是指信号由基站到用户端是以点对多点的方式传送的，而信号由用户端到基站则是以点对点的方式传送；“分配”是指基站将发出的信号（可能同时包括话音、数据及Internet、视频业务）分别分配至各个用户；“业务”是指系统运营者与用户之间的业务提供与使用关系，即用户从LMDS网络所能得到的业务完全取决于运营者对业务的选择。

　　LMDS是以点对多点的固定无线通信方式，提供宽频及双向的语音、数据与视讯等传输，有别于传统点对点（PointtoPoint）的微波传输。LMDS采用较高的频率（通常为10GHz～4Hz）为传输介质，是一个快速、有弹性和具有效益性的宽频网路。LMDS网路设备包含指向性（directionalantenna）、区域性基地台、Set-top Box、用户天线，在用户端与用户端间以无线区域回路的网路架构，只需在用户端架设一具小型的碟形天线作为接收器而无需额外的配线。

　　LMDS建构方式限于微波传输视线无障碍基础，传输范围不能太远（约3里～5里），可提供高达8万个用户端单一节点的传输。LMDS以家庭与商业用户所使用的公用或私人网路应用为主要市场，虽然国外的LMDS技术已经相当成熟，但直到2000年国内才开始注意到此技术。

　　2.以太网（FTTx+LAN）接入方式采用的主要技术

　　LAN方式是采用以太网技术，它是用光缆+双绞线对小区进行综合，通常用户会获得10Mbit/s以上的共享带宽，理想速度将比现在拨号上网速度快近180多倍。下载一部大片的时间大约是5分～7分钟，速度优势明显。考虑到LAN接入方式的扩展性比较好，随着用户的增多，可以根据需求将带宽升级到100Mbit/s以上，所以在速度上还是很有保证的。

　　3.电线上网接入PLC采用的主要技术

　　PLC就是以电力线作为通信媒介的一种通信方式。电力线从来就不是一种理想的通信介质，但随着技术的不断进步，特别是调制技术及微电子技术的发展，使得PLC的实用化成为可能。最早的PLC实用技术是一种称之为“脉冲控制”的通信系统，该系统提供速率极低的单向通信，发射机功率为数十千瓦，主要用于路灯及负荷控制。20世纪50年代以来，人们开始研究电力线（主要为高压）通道的高频特性（5kHz～500kHz），并在此基础上开发了电力系统调度通信及保护广泛使用的电力线载波机。20世纪90年代国外开始研究电力线（主要为低压及中压）的高频特性（2MHz～80MHz），并在此基础上开发了实用的高速PLC产品及系统。当前已有多种高速PLC产品及系统在家庭联网、高速Internet接入、智能家居等方面得到了广泛应用。

　　三、LMDS、LAN及PLC优缺点分析

　　1.宽带固定无线LMDS接入方式

　　小区固定宽带无线接入技术日益成熟，基于它的可移动性，它将是宽带网发展到高级阶段时实现个人通信的主要接入方式。但在目前的情况下，由于通信费用和终端设备等多方面的问题，目前的潜在用户不多。主要的宽带固定无线接入技术有三类：即已商业化的多路多点分配业务(MMDS)、直播卫星系统(DBS)以及试验中的本地多点分配业务(LMDS)。依据其技术特点，LMDS适用于人口密集、通信业务量大的城市骨干网至用户终端的无线接入。LMDS工程建设周期短、组网方式灵活、运行维护成本低。作为一种新兴的宽带无线接入手段，LMDS为新兴的网络服务商提供了经济、快速、宽带大容量双向数据传输手段。随着技术、市场不断成熟，LMDS为运营商在“最后一公里”宽带接入和交互式多媒体应用提供了经济和简便的解决方案，有着广阔的市场前景。

　　其优点如下：

　　（1）LMDS基站到用户端以点对多点广播方式传送，用户端到基站以点对点方式传送；工作频段为24GHz～38GHz，可用频带至少1GHz；可提供双向话音、数据及视频图像业务，实现n×64kbit/s～2Mbit/s、甚至155Mbit/s的接入速率，可靠性高，号称“无线光纤”接入技术。

　　（2）LMDS由类似蜂窝配置的多个枢纽发送机组成，每个发送机经点到多点无线链路与服务区的固定用户通信；单蜂窝覆盖区为2km～5km，覆盖区相互重迭，每蜂窝覆盖区又划分为多个扇区，根据用户需要在该扇区提供特定业务。

　　（3）LMDS采用口径很小的（如30cm）室外定向天线，安装方便，适于提供交互式电视和高速数据（如因特网接入、互连等）。

　　（4）LMDS代表了宽带接入技术的另一种发展趋势：工作频带宽、频率复用度高、系统容量大、可扩展性好、启动资金较小、节省线路投资、减少线路建设期、运营者仅在增加用户（即有业务收入）时才需再增加资金投入，可动态分配系统资源，降低了运营风险。

　　（5）LMDS设备安装调试容易，开通迅速、维护简单，适于新兴电信公司、传统电信公司或有线电视公司，也可以作为有线接入的重要补充。

　　但LMDS的推广也存在问题：LMDS的致命缺点是在信号传输上会有发射器和接收器之间一条直射的传输限制，如果中间有过多的障碍物阻挡信号传送，就会影响传输品质。另外，LMDS使用约30GHz的频段作为传输媒介，因该频段属于Ka频段，故对于树木、建筑物等障碍物的穿透能力较弱，而且有严重的雨衰效应，只有在与基地台建立直线传输线路时才会有较佳的通信品质。

　　2．以太网（FTTx+LAN）接入方式

　　以太网是目前最为广泛的局域网络传输方式，它采用基带传输，通过双绞线和传输设备实现10M/100M/1000Mbit/s的网络传输。基于以太网技术的宽带接入网完全可以应用在公网环境中，为用户提供标准以太网接口，能够兼容所有带标准以太网接口的终端，用户不需要另配任何其他接口卡或协议软件，因而它是一种廉价的宽带接入技术。目前最具潜力的宽带以太网接入方式是骨干网光纤到达大楼或社区，即FTTx+LAN接入方式。FTTx（FiberToThe大楼或社区）+LAN是一种基于优化光纤网络技术的宽带接入方式，垂直干缆采用光纤。采用光纤到大楼或社区、以太网入户的方式实现用户的宽带接入。以太网技术成熟，成本低、结构简单、稳定性和扩充性好，便于网络升级，目前水平布线使用非屏蔽五类双绞线，5类网络线缆本身就具备较好的抗干扰性和稳定性，可以在一定程度上满足带宽分配及某些的要求，它的带宽可以达到100Mbit/s。以太网在每一个社区或每一个楼宇中形成自己的小规模星型网络结构，彼此间通过骨干网络连接，在逻辑结构上并无相互依赖关系，因此相互之间影响较小，单一节点的故障不会影响整个社区的宽带网络。对于一个家庭来说完全可以满足今后数十年的升级要求。

　　以太网的缺点是必须在用户集中的区域才能确保接入的低廉成本，布线电缆不能够太长。

　　3．电线上网接入PLC方式

　　目前一种通过电力线就可以上网的新型方式正悄然杀入宽带市场。电线上网的准确名称是电力线通信技术，简称PLC，是指利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。电力线高速数据通信实际上利用目前已有的宽带骨干和，使用特殊的转换设备，将因特网运营商提供的宽带网络中的信息信号接入小区局端电力线，用户电脑只要通过电力调制解调器连接到室内日用交流电源插座即可上网。电源线路因其成本低廉、分布广泛一直被认为是传输互联网数据的理想线路，支持这一设想的人士称其潜在的发展空间要比电话线路大得多。它能为用户提供高速的传输速率，信息传送速度可达到10Mbit/s；能够将整个家庭的电器与网络联为一体，在室内的设备之间构筑起可自由交换信息的局域网，使人们能够通过网络来控制自己家里的电器设备，同时也将促进信息家电的发展与应用。

　　利用电力线上网，其优点在于：

　　（1）成本低。对运营商而言，由于利用电力线上网，直接使用现有的电力网就可以实现通信，而不需要另外铺设电话线、光电缆等，大大减少了在基础网络上的投资。对用户而言，通过电力线上网，无需通过电话线，相对减少了通话费用，且享受到价格低廉的互联网接入服务。

　　（2）无所不在的电力线网络是此技术的优势。电力线是最基础的网络，它的规模之大，是其它网络所无法比拟的，运营商可以轻松地将网络接入服务渗透到每一个家庭。这种技术一旦进入商业化阶段，将会促进电信市场的发展，并为互联网普及带来极大的发展空间。

　　（3）利用电力线上网能够提供高速的传输速率，其信息传送速度能达到10Mbit/s。

　　（4）此技术能够通过电力线将整个家庭的电器与网络联为一体，在室内的设备之间构筑起可自由交换信息的局域网，使人们能够通过网络来控制自己家里的电器设备。今后，随着能上网的电视机和冰箱等数字家电的普及，需要大幅度地增加接入端口，家庭和办公室利用已有的万能插接板，通过电力线路高速接入互联网就能解决这个问题。

　　（5）利用电力线上网还有其它优点，如网络资源丰富、施工方便、一线两用、价格低廉等。目前在中国已经有若干小区在进行电力线上网实验或商业运行。

　　但它的缺点也很明显：

　　（1）电力线上网存在着不稳定和不安全的问题。由于每一个家庭的用电量不同，用电负荷也不断发生变化，电压的变化会影响上网质量。家庭电器产生的电磁波会对信息的传输产生干扰，还会影响短波收音机的信息接收等。

　　（2）带宽拓宽问题。虽然利用电力线上网信息传送速度可能达到10Mbit/s左右，但相对于比较成熟的以太网接入技术，电力线上网技术必须寻求宽带拓宽的空间。信息业发展要求更高速的信息传输，如果电力线上网不能解决带宽的拓展问题，就会有被淘汰的危险。

　　(3)一些电信公司和技术公司对此技术热情不高。而且此技术涉及问题颇多，如如何获得电信业务经营许可证？如何选择合作伙伴并与之建立起供求双赢的赢利模式？费用问题等。因此，电力线上网仍然处于小规模的试验阶段。

　　四、LMDS、LAN及PLC发展缓慢

　　导致目前宽带业务发展困境的一个重要因素就是没有应用，没有合理的网络资费。因此除了建立一个可运营、可管理的宽带接入网络外，必须建立一种使运营商和内容提供商能够紧密合作，实现双赢的运营机制。

　　1.LMDS接入技术进展

　　LMDS之所以成为今天人们讨论的焦点，不仅在于它独有的技术优势，更在于还有诸多限制着LMDS发展的不利因素有待于人们的共同关注与解决。首先是频率的分配问题。一方面是运营商对充足的带宽资源的需求，而另一方面则是没有国际统一标准和各国对LMDS工作频段发放工作进度不一致的现状。其次是LMDS的市场定位问题。运营商往往走入一个误区，认为LMDS提供的多业务接口可以使它适宜于任何用户。而实际上，LMDS的技术特点决定了它的最大用户群是在人口密集、业务量较高的地区，例如ＳＭＥ（中小企业）、ＳＯＨＯ（家庭办公）和集团用户（信息化小区）。再次，就是市场上LMDS产品的缺乏。这里更深一层的含义在于没有充足的产品以满足用户大量的需求。

　　2.LAN接入技术进展

　　FTTｘ＋LAN接入目前的发展速率远远低于，主要是因为LAN接入覆盖范围小，且因需要综合布线导致初期投资成本高，运营商对用户楼进行综合布线后，往往出现用户实装率低、投资难以回收的局面。而且LAN大多不是电信级产品，故障率较高，运行维护比较困难。此外，以太网本身是一种局域网技术，将其应用于接入领域时，需要认真解决认证计费、用户管理、用户安全、绑定、服务质量保证以及网络管理等问题，而ADSL技术成熟且设备价格不断下降。运营商在经过充分考虑后，将ADSL技术作为主流的宽带接入技术，而将FTTｘ＋LAN作为一种补充方式，主要用于企业大厦和高档住宅小区。

　　从LAN接入技术本身而言，以太网技术已十分成熟。发展LAN接入技术主要需要解决目前存在的几大问题：一是延伸以太网的接入距离；二是提高以太网交换机的可靠性，并实现对以太网交换机的远程集中管理；三是完善其用户认证、用户管理、用户安全和服务质量保证解决方案。

　　3．PLC接入技术进展

　　电力线宽带技术商业应用无论在技术上还是从经济角度分析，都有着美好的发展前景和惊人的市场。但宽带电力线接入技术的商业应用还有几大障碍需要逾越。

　　首先是政策障碍，按照我国的相关管理规定，一项新技术的应用必须经过相关权威机构的检测，然后由政府部门发给牌照或入网证才有资格在市场上推行。对此，国内发展电力线上网的相关企业也一直在积极地进行政策层面的努力，力求突破这一限制。信息产业部从2004年起就曾准备进行PLC的相关测试，但到目前为止，一直没有进行。包括中电飞华等企业在内的尝试通过电力线通信技术实现用户接入的运营商在发展过程中也是遮遮掩掩，低调发展。有分析人士指出，之所以难以进行“批准”的最根本原因是该技术一旦实施，将使整个通信业的运营模式发生巨变，其中首当其冲受到冲击的是目前在宽带接入市场占有绝对优势的中国电信、中国网通等，为此有人预言，如果PLC获准运营，中国电信将会像美国的AT&T一样瓦解。看来，影响现有运营商的既得利益才是最终制约电力线上网发展的根本因素，政府在其中无疑在充当保护伞的角色。

　　其次从产品和技术角度看，目前包括电力科学研究院在内的多家企业对电力线通信技术做了大量深入的研究，并具备一定的生产能力，但是电力线宽带接入的广泛投入商业运营，在技术和产品成熟度上还须进一步完善。

　　目前推动PLC设备的研发、生产和应用的企业大多是电力系统背景的企业，对电信产品的可运营可管理性要求的理解往往不够深刻，大多企业不能提供包括网管、认证、计费等成熟的完整的系统。虽然很多公司在这方面做了大量的工作，但整个产业链在这方面的发展还有待进一步改善。

　　最后在商业模式上，中电飞华作为国内最大的PLC宽带接入运营商，其做出了大量有益的尝试，目前已经开通了2万多用户，但是由于受到电信市场主流运营商的挤压，也是举步唯艰。

　　通过以上三种主要宽带小区接入技术介绍可知，目前信息化社区宽带接入技术的选择应综合考虑社会经济发展、应用需求、网络建设及管理、技术的成熟性、投资回报等因素，同时还需兼顾网络建设的可持续发展和伸缩性。