15. Системы широкополосного беспроводного доступа

В настоящее время большинство телекоммуникационных услуг предоставляются через узкоспециализированные независимые друг от друга сети. Тем не менее, современные методы цифровой обработки сигнала предоставляют возможность конвергенции информационных потоков путем преобразования всех их видов в единый поток с возможностью его передачи по единой широкополосной сети связи. Одновременно предоставление пользователям широкого набора современных услуг связи настоятельно требует создания широкополосных сетей доступа, что часто сдерживается необходимостью прокладки новых кабелей. Одним из эффективных решений этой проблемы является использование систем беспроводного широкополосного доступа.

Создание информационно-телекоммуникационной инфраструктуры на базе сетей широкополосного доступа, в том числе беспроводных, является основой для создания мультисервисной телекоммуникационной сети во многих странах мира. Беспроводные сети требуют выделения радиочастотного ресурса, достаточного для предоставления всех видов телекоммуникационных услуг.

Основной целью развертывания сетей на базе систем широкополосного беспроводного доступа (BWA – Broadband Wireless Access) является предложение экономически эффективных решений для создания широкополосных сетей доступа с целью доставки услуг связи. Они могут быть предназначены для работы как в одностороннем, так и в двухстороннем (интерактивном) режиме. В соответствии с этим оборудование BWA использует радиочастоты в диапазонах от 2 до 60 ГГц.

Дело в том, что, несмотря на наличие в развитых странах сравнительно большого числа различных классов пользователей, получающих услуги телефонии, передачи данных, доступа в Интернет и пр., чувства полного удовлетворения не наблюдается. Хорошо известно, что многие уже использующиеся и только готовящиеся к использованию сетевые решения имеют свои известные недостатки, заключающиеся либо в невысоких скоростях передачи, либо в организационных проблемах, либо просто в высоком уровне необходимых инвестиций для тотального охвата потенциального электората, что свойственно, прежде всего, фундаментальным кабельным решениям. Кроме того, свежие ветры либерализации рынка телекоммуникаций выявляют новых желающих стать его потенциальными игроками, чтобы занять там достойную нишу. Ну а выдача лицензий и радиочастот сулят новые доходы в национальный бюджет.

Беспроводные решения имеют преимущества, позволяющие производить выборочное (адресное) обслуживание клиентов без необходимости вкладывания значительных инвестиций при строительстве сетей КТВ. Операторы сетей на базе систем BWA имеют больше степеней свободы, позволяя адресно вкладывать инвестиции, что, как представляется, дорогого стоит. И ограничения предоставляемого ими сервиса зависят лишь от наличия доступного радиочастотного ресурса.

Сети BWA могут использоваться для доставки широкополосных и узкополосных услуг связи в интересах категорий заинтересованных пользователей, а также могут служить основой для создания транспортных сетей в интересах сетей связи назначения (ТВ-вещания, доступа в Интернет, сотовой радиотелефонной связи). Сети BWA развертываются преимущественно в местах с высокой концентрацией потенциальных пользователей (например, в крупных городах), однако, это не исключает их использование для организации телекоммуникационного обслуживания в отдельных населенных пунктах. Сети BWA являются наиболее целесообразным решением при организации массового обслуживания населения по доставке услуг ТВ-вещания и Интернет-вещания.

Разновидности систем BWA и их развитие



Мачта с передатчиком диапазона 42 ГГц в Санкт-Петербурге

К системам BWA относятся:

  • беспроводные сети передачи данных, в том числе сети для предоставления услуг одновременной передачи данных (с различными скоростями) и голоса (VoP);
  • сети распределения программ ТВ-вещания (MMDS — Multichannel Microwave Distribution System, MVDS – Multipoint Video Distribution System), предоставления в аренду каналов Е1/Т1 и высокоскоростного доступа в Интернет (LMDS – Local Miltipoint Distribution System);
  • мультисервисные сети MWS (Multimedia Wireless System).

Указанные названия типов отдельных систем (кроме MWS), часто используемые за рубежом, являются в настоящее время довольно условными и часто не отражают их реального функционального исполнения (в том числе используемого диапазона радиочастот). Часто довольно трудно найти какие-либо различия между беспроводными системами связи, кроме архитектурных, протокольных или скоростных. Ну а принцип покрытия обслуживаемой территории общий – сотовый.

К основным функциональным и техническим возможностям систем BWA можно отнести:

  • предоставление телекоммуникационного сервиса сразу во всей зоне покрытия, размеры которой определяются используемым диапазоном радиочастот и техническими характеристиками конкретного оборудования;
  • быстрый монтаж абонентского оборудования независимо от его расположения в зоне покрытия;
  • возможность обеспечения высокоскоростного доступа в Интернет по схеме с интерактивным радиоинтерфейсом или с использованием альтернативного обратного канала (например, через ТфОП);
  • возможность реализации двухстороннего обмена данными;
  • возможность динамического резервирования ширины полосы пропускания в зависимости от запроса абонента;
  • возможность реализации всех видов ТВ-сервиса от простого многопрограммного ТВ-вещания до ТВ высокой четкости, интерактивного ТВ, а также разновидностей услуг видео по запросу;
  • предоставление услуг цифровой телефонии, в том числе услуг ISDN;
  • возможность доставки высококачественного ТВ-сигнала до сетей КТВ, когда доставка сигнала традиционными кабельными способами экономически нецелесообразна;
  • возможность интеграции всех видов сервиса по желанию пользователей;
  • принципиальная открытость системы для территориального функционального и сервисного наращивания.

Постоянный рост интереса к передаче данных спровоцировал адекватное развитие беспроводных ЛВС, которые перешагнули символический технологический рубеж 10 Мбит/с и скоро будут обеспечивать скорости передачи 18…54 Мбит/с. Это, в частности, позволяет их рассматривать в качестве серьезного конкурента для сотовых сетей подвижной связи следующих поколений.

Во многих странах практически все существующие беспроводные системы связи, как правило, используются для передачи данных (главным образом для создания корпоративных сетей ПД) в интересах преимущественно бизнес-клиентов. Полосы рабочих частот таких систем располагаются в диапазонах 2, 3, 4, 5, 7 и 8 ГГц. Наиболее известными разновидностями систем BWA, используемых преимущественно для доставки услуг ТВ-вещания, являются системы MMDS. Однако для предоставления широкополосных услуг перспективными считаются высокочастотные диапазоны, указанные в табл. 1 и обладающие соответствующим свободным частотным ресурсом:

Таблица 1. Диапазоны частот для перспективных беспроводных широкополосных систем

Диапазон

Доступная полоса частот

Регион

10 ГГц

350 МГц

Европа

24 ГГц

800 МГц

США

26 ГГц

1 ГГц

Европа, США

27,5-29,5 ГГц

От 425 до 1,975 ГГц

Европа, США

31 ГГц

225 МГц

США

38 ГГц

700 МГц

США

40,5-43,5 ГГц

3 ГГц

Европа

 Отечественный приемник системы широкополосного доступа диапазона 42 ГГц компании МТУ-Информ

Отечественный приемник системы широкополосного доступа диапазона 42 ГГц компании "МТУ-Информ"

Указанные диапазоны уже распределены между операторами в Европе и Северной Америке и используются на коммерческой основе для создания беспроводных сетей с коммутацией каналов и пакетов.

Распределительная система телевизионных сигналов точка-многоточка (MVDS) является одной из подсистем так называемой системы мультимедийного беспроводного доступа MWS (Multimedia Wireless System). Телекоммуникационное оборудование данного типа на сегодняшний день является наиболее перспективным по обеспечению фиксированного беспроводного абонентского доступа и доставке мультимедийных услуг, а также целого ряда других услуг телематических служб.

Современные системы, обеспечивающие мультимедиа, часто используют пакетную коммутацию (фактически АТМ или IP) для концентрации разнородной информации (голос, данные, видео) и дальнейшей передачи этого единого потока в одной частотной полосе. Регулирующие органы Европейского сообщества в области телекоммуникаций ERC (The European Radiocommunication Committee), ETSI (The European Telecommunications Standards Institute) определили для этой технологии сквозной для всей Европы частотный ресурс 40,5-43,5 ГГц и направленность работающих там систем (MWS) на обеспечение широкополосного беспроводного доступа для корпоративных клиентов среднего и малого бизнеса SME (Small & Medium Enterprises) и SOHO (Small Office — Home Office), а также индивидуальных клиентов.

Физические преимущества и экономическая привлекательность систем BWA довольно понятны и заключаются в следующем:

  • Быстрый монтаж абонентского оборудования системы независимо от его положения в пределах зоны покрытия.
  • Гарантируемое высокое качество сервиса в зоне покрытия.
  • Оператор системы несет незначительные затраты при увеличении числа абонентов в зоне уверенного покрытия.
  • Простота реконфигурации сети для абонента в зоне покрытия сектора без дополнительных затрат на прокладку стационарной линии связи.
  • Принципиальная открытость системы для совершенствования сервисных возможностей.
  • Поэтапный ввод новых секторов и базовых станций не ограничивается и не влияет на работу ранее установленных при соответствующем частотном планировании.

Основные принципиальные особенности диапазона 40,5-43,5 ГГц, отличающие его от остальных диапазонов:

  • Возможность выделения относительно большого частотного ресурса единым блоком.
  • Низкий уровень электромагнитных эфирных помех в диапазоне 40,5-43,5 ГГц.
  • Физическая возможность качественного приема отраженного сигнала диапазона 40,5-43,5 ГГц узконаправленной антенной.
  • Одна из самых низких для реально существующих систем беспроводного фиксированного широкополосного доступа излучаемая мощность в зоне покрытия.
  • Малые размеры абонентских приемо-передающих антенн (около 15 см в радиусе 3 км).

Первой реально работающей телевизионной распределительной системой была система LMDS (29 ГГц) компании Cellular Vision, развернутая несколько лет назад в Нью-Йорке. Так оказалось, что в массовых испытаниях в качестве абонентов системы LMDS участвовали советские эмигранты. Данный район в свое время не был охвачен сетями кабельного телевидения, поэтому новая сеть оказалась весьма кстати. С ее работой в свое время знакомились специалисты из разных стран, в том числе и из России. Однако сегодня системы LMDS ориентируются в США исключительно на предоставление услуг по схеме "business-to-business" (B2B).

Системы MWS

Как следует из вышесказанного, наибольшим потенциалом среди систем BWA обладают системы MWS. Они же имеют на всей территории Европы (включая Россию) и самые малые помехи со стороны РЭС другого назначения, ибо исторически сложилось так, что их рабочий диапазон никто не успел занять (как известно, во всех других диапазонах коммерческие системы вынуждены работать на "вторичной основе"). В целом среди систем MWS можно выделить три класса сервиса:

- Фиксированный беспроводный доступ SME/SOHO корпоративных клиентов. Обеспечение первого класса услуг (N x Е1, IP, телефония и т.д.) возможно не только на частотах 40 ГГц, но и в диапазонах 18, 23, 26 и 38 ГГц. Обычно системы, обеспечивающие беспроводный фиксированный широкополосный доступ на этих частотах, называют LMDS системами. Однако частотный ресурс, доступный для этих систем, существенно ограничен не только в России, но и большинстве развитых стран.

- Обеспечение соединительных линий для различных телекоммуникационных нужд (например, подключение базовых станций для систем мобильной связи). Это представляет значительный интерес при обеспечении сотовых сетей подвижной связи с высокой абонентской плотностью и радиусом действия сот около 500 м (пикосоты).

- Мультимедийный сервис для индивидуального пользователя. Услуги, предоставляемые индивидуальному потребителю, – это асимметричная передача данных (до 10-12 МБ/с к абоненту и до 500 кБ/с от абонента), внутри которой и телефония, и Интернет, и видео, и чисто ПД для организации специализированных сетей.

Теперь необходимо кратко рассказать о том, как это делается чисто технически. Принципиально широкополосные беспроводные системы типа LMDS/MVDS и MWS базируются на принципах организации цифрового (ранее аналогового) спутникового непосредственного ТВ-вещания (СНТВ), используя помехоустойчивые виды модуляции. Собственно, базовая станция такой системы – не что иное, как "простой и дешевый спутник, положенный на крышу дома". В частности, такая цифровая система имеет ширину одного радиоканала 36 МГц (расстояние между несущими 39 МГц). Благодаря использованию волн с различной поляризацией она позволяет разместить в полосе радиочастот шириной 2 ГГц до 96 цифровых радиоканалов, каждый из которых может быть использован, например, для передачи одной ТВ-программы. Разумеется, при использовании сжатия ТВ-сигнала по стандарту MPEG-2 в одном радиоканале можно одновременно передавать до 8 и более ТВ-программ, что позволяет говорить чуть ли не о тысячах последних.

Справедливости ради следует сказать, что такие характеристики присущи отдельно стоящей соте, потому что в условиях работающей многосотовой сети приходится проводить мероприятия по сетевому планированию, хорошо известные операторам сотовой связи и призванные исключить использование одинаковых радиочастот в соседних сотах. Технология сетевого планирования довольно традиционна, и при использовании четырехсекторных сот число транслируемых ТВ-программ уменьшится в 4 раза, что, впрочем, при имеющихся радиочастотных ресурсах не столь критично.

Разумеется, использование обратного канала при предоставлении интерактивных услуг внесет свои коррективы в процесс сетевого планирования, потому что, как гласят последние проекты соответствующего стандарта ETSI 301/199, под обратный канал на каждом участке выделенной полосы 1 ГГц выделяется до 250 МГц. При этом во всем выделенном диапазоне (40,5-43,5 ГГц) могут работать максимально до 4 операторов, а защитный интервал между прямым и обратным каналами должен составлять не менее 0,5 ГГц (прием и передача на базовой станции осуществляется на общую антенну, и сигналы нужно суметь отфильтровать), что указывает на то, что рабочие радиочастотные полосы различных операторов будут чередоваться.

Повторное использование одного и того же частотного диапазона в каждой соте оказалось, между тем, очень полезным, поскольку появилась возможность трансляции различных программ на относительно небольших территориях в зоне действия разных сот, что не получалось ранее при помощи других способов эфирного вещания. Так что мощность передатчика с этой точки зрения и не должна быть большой.

Высокая рабочая частота радиоканала имеет свои плюсы и минусы, поскольку, с одной стороны, массогабаритные показатели оборудования очень малы, а с другой — мал и радиус распространения сигналов у системы MWS (3...6 км) при максимальной излучаемой мощности, приходящей на один радиоканал, составляющий не более 0,25 мВт. Разумеется, дальность связи зависит также и от метеорологических условий, и от видов передаваемой информации (чем выше требуемая достоверность передачи, тем меньше зона покрытия).

Интересно, что такие системы хорошо работают именно в городе, где СВЧ сигнал приходит к абоненту, многократно переотражаясь от стен домов. Ранее использование сверхвысоких диапазонов частот ограничивалось необходимостью обеспечения прямой видимости между передатчиком и приемником, пока не были проведены исследования по работе на отраженном сигнале. Малая длина волны позволяет избавиться от влияния интерференции и многолучевого распространения волн. В частности, эксперименты, проведенные компанией "МТУ-Информ" с подобными системами, подтвердили такую возможность.

Абонентское устройство систем MWS представляет собой модернизированный для работы на высоких частотах приемник сигналов спутникового телевидения с миниатюрной антенной (так называемый тюнер, он же set-top box или STB), которая имеет размеры всего лишь 15 х 15 см (могут быть и более чувствительные антенны с несколько большими габаритами).

Упоминавшиеся системы MVDS, как уже понятно, являются частным (однонаправленным) случаем систем MWS.

Потенциал систем MWS впервые может позволить построенным на их базе широкополосным телекоммуникационным сетям предоставлять все существующие современные услуги связи в рамках одной беспроводной телекоммуникационной сети. И это уникальное в мировой практике обстоятельство в первую очередь привлекает внимание всех потенциальных участников рынка широкополосных услуг.

Место на рынке

В настоящее время выдача европейским операторам радиочастот в диапазоне 40 ГГц находится в стадии подготовки. В результате сложилась ситуация, когда Россия чуть ли не впервые опередила зарубежные страны в выделении радиочастот для развертывания коммерческих сетей связи. Кроме России аналогичная работа произведена национальной администрацией связи только в Чехии. Именно это обстоятельство объясняет то, что в настоящее время на рынке пока отсутствуют массовые предложения оборудования для работы в диапазоне 40 ГГц, хотя, как свидетельствуют различные информационные источники, целый ряд компаний-производителей работает в данном направлении и имеет продукты, близкие к началу коммерческих продаж (mmRadiolink, Hughes Network Systems, Technosystems и др.). Кроме того, целый ряд компаний, уже выпускающих аналогичные системы для работы в диапазонах 27.5-29,5 ГГц (Netro, Alcatel и др.), при определенной заинтересованности способны освоить выпуск систем для диапазона 40 ГГц. Коренное изменение данной ситуации на рынке оборудования ожидается после распределения радиочастот в большинстве европейских стран, когда при появлении реальных операторов появятся и соответствующие предложения поставщиков. Вынужденная пауза в широком внедрении систем диапазона 40 ГГц вызвана также необходимостью осознания со стороны потенциальных операторов всех открывающихся перспектив в части набора услуг, объема потенциального телекоммуникационного рынка и охвата потенциальных пользователей с учетом уже имеющегося опыта внедрения различных частных проводных/кабельных и беспроводных решений.

Оценивая перспективы сетей MWS, в настоящее время зарубежные специалисты высказывают мнения, что в будущем операторы широкополосных сетей, использующих оборудование типа MWS, могут поглотить значительную часть операторов различных узкополосных сетей, действующих в мегаполисах, включая операторов подвижной сотовой связи.

В настоящее время появились ориентиры для определения границ объемов информационных потоков, которые могут потребоваться потенциальным пользователям. Специалистами высказываются мнения, что в ближайшем будущем индивидуальный пользователь (семья, проживающая в отдельном коттедже или квартире) будет потреблять информационный поток со скоростью до 15 Мбит/с в направлении от базовой станции и от 384 кбит/с до 1-2 Мбит/с в обратном направлении, что подразумевает следующий типовой набор услуг:

  • 2 точки подключения ТВ-приемников для независимого приема программ ТВ-вещания, а также получения услуг "видео по требованию" (VoD) и пр.;
  • 4 телефонных номера;
  • 2 и более точек подключения к Интернет в режиме on-line.

Беспроводная широкополосная сеть фиксированной связи, обеспечивающая мультисервисное обслуживание самого широкого круга абонентов, будет представлять собой новую телекоммуникационную инфраструктуру, не только альтернативную существующей инфраструктуре ТфОП, но и превосходящую ее как по пропускной способности, так и по возможной степени интеграции услуг связи.

Сетевая архитектура

В соответствии с реализацией (полной или частичной) сервисного потенциала архитектура сетей на базе систем BWA/MWS может иметь несколько вариантов, зависящих от размера обслуживаемой территории, технических характеристик применяемой системы и заложенных в нее производителем функциональных возможностей.

Вообще с точки зрения покрытия сеть BWA/MWS может иметь зоновую или сотовую структуру. Зоновая структура (как самый простой вариант сотовой) представляет собой сеть из одной или более базовых станций (БС), зоны покрытия которых не соприкасаются. Сотовая структура предназначена для сплошного покрытия обширной территории, а также для предоставления возможности оператору увеличивать пропускную способность сети BWA/MWS в зависимости от роста клиентской базы (аналогично сетям сотовой радиотелефонной связи). При построении сотовой структуры существует необходимость осуществления планирования рабочих радиочастот (частотное разнесение, смена поляризации) на каждой БС или ее секторе, что снижает общую абонентскую емкость сети.

Размеры зоны покрытия каждой БС определяются используемым диапазоном радиочастот и мощностью передающего оборудования БС и абонентских терминалов. В зависимости от функциональных возможностей систем BWA/MWS сети на их основе могут быть однонаправленными и двунаправленными. Скорости передачи информации определяются оператором сети в зависимости от его потребностей.

При использовании двухстороннего обмена информационными потоками в абонентском комплекте (конверторе) присутствует передатчик, STB работает в интерактивном режиме. При необходимости сеть BWA/MWS может выполняться в комбинированном виде, интегрируясь как с сетями КТВ, так и с другими сетями BWA/MWS. Аналогичным образом сеть BWA/MWS может выступать в роли транспортной сети для сетей КТВ (телефонных сетей, сетей ПД и пр.), а также для других сетей BWA (в частности, сеть MWS может осуществлять доставку многопрограммного ТВ-вещания на базовую станцию системы MMDS, имеющую большую зону охвата). Сеть BWA также может использовать информационные потоки, получаемые из сетей КТВ и др. В общем, оперативный простор для телекоммуникационного оператора огромен. Все это следует иметь в виду российским специалистам в области связи и особенно бизнесменам, поскольку польза от развертывания универсальных беспроводных телекоммуникационных решений на отечественных просторах более чем очевидна.

Широкополосные системы беспроводного абонентского доступа

"AirStar" - цифровая система радиодоступа компании SR Telecom

Система AirStar - это система радиосвязи типа "точка-многоточка", предназначенная для организации беспроводного доступа локальных телекоммуникационных сетей различного или одного назначения к более мощной (например, общего пользования) интегрированной или предоставляющей конкретные услуги телекоммуникационной сети.

В состав AirStar входят базовые станции, терминальные станции и система управления сетью. Каждая базовая станция устанавливается на объекте, к которому подведены телекоммуникации мощной сети. Терминальные станции устанавливаются на объектах, расположенных вокруг базовой станции на расстоянии до 3,3-20 км (в зависимости от частотного диапазона), где функционируют локальные сети связи. Терминальные станции, осуществляя радиосвязь с базовой станцией, обеспечивают доступ локальных сетей к более мощной сети. Фрагмент сети доступа на базе оборудования AirStar приведен ниже.

Рис. 7.1.1. Структурная схема цифровой сети широкополосного радиодоступа AirStar

Рис. 7.1.1. Структурная схема цифровой сети широкополосного радиодоступа AirStar

Система AirStar позволяет организовывать беспроводный доступ на больших территориях, при этом базовые станции объединяются с помощью имеющейся транспортной или магистральной сети, к которой подключается система управления оборудованием AirStar. При наличии в сети всего одной базовой станции система управления подключается или непосредственно к базовой станции или удаленно, по каналу связи.

Одно из наиболее важных преимуществ системы AirStar заключается в том, что оборудование разработано на основе использования технологии АТМ пакетной коммутации. Базовая станция в стандартной комплектации имеет АТМ STM-1 интерфейс или АТМ Е3. Но с помощью дополнительного оборудования базовые станции могут подключаться и к другим телекоммуникационным сетям. В радиоэфире также обеспечивается АТМ протокол. Терминальные станции имеют в стандартной комплектации три интерфейса: 4xE1+V.35+ +10/100BT или E1+V.35+ 10/100BT.

Основные характеристики системы AirStar:

  • возможность работы в диапазонах частот: 3.5 ГГц, 10,5 ГГц, 26 ГГц, 28 ГГц и 39 ГГц;
  • обеспечение высокоскоростного мультисервисного доступа во внешние сети (до 15,5 Мбит/с на терминальную станцию);
  • емкость базовой станции на один сектор - до 28 Mбит/c;
  • емкость базовой станции при использовании двух пар дуплексных частот - до 224 Мбит/с;
  • максимальное количество абонентов на сектор - 250;
  • два режима использования пропускной способности БС: фиксированный (закрепление за терминальной станцией (ТС) требуемой пропускной способности) и динамический (коллективный доступ множества ТС к имеющейся пропускной способности);
  • поддержка широкого спектра стандартных интерфейсов: E1 (G.703), Serial (RS.232), Ethernet (10/100BaseT), STM-1;
  • прозрачность системы для любых сетевых протоколов (Frame Relay, АТМ и др.);
  • модульная архитектура, обеспечивающая быстрое наращивание системы;
  • угол сектора определяется применяемыми антенными системами и обычно составляет от 30 до 180 градусов.

Airstar предоставляет возможность:

  • подключения АТС к телефонной сети общего пользования;
  • привязки базовых станций операторов сотовой связи к опорной сети;
  • обеспечения транспортной среды в сети передачи данных;
  • объединения существующих телекоммуникационных систем в единую мультисервисную интегрированную сеть с возможностью развертывания на ее базе новых подсистем, а именно:
  • подсистемы цифровой телефонной связи,
  • единой компьютерной сети Intranet с возможностью высокоскоростного доступа в Интернет,
  • сети передачи промышленного телевидения,
  • подсистемы видеоконференцсвязи,
  • автоматизированной подсистемы управления производством,
  • сети телематических услуг, объединяющей датчики охранных систем контроля доступа и системы пожаротушения;
  • предоставления ряда новых мультимедийных услуг, таких как:
  • услуги VoD (Video on Demand - видео по требованию),
  • услуги передачи мультимедийной информации,
  • организация защищенных виртуальных частных сетей,
  • создания корпоративных сетей для подключения территориально распределенных офисов и производственных помещений.

В настоящее время для решения задач построения сетей доступа также используется волоконно-оптический кабель и РРЛ. Высокая стоимость прокладки кабеля обычно поглощает основную часть инвестиций в развитие системы предоставления услуг связи, а значительные сроки выполнения строительных работ и тестирования линий задерживают их ввод в эксплуатацию.

При построении РРЛ необходимо помимо стоимости оборудования платить за разрешительные частотные документы по каждому направлению, которые будут выданы при условии свободного частотного диапазона. Кроме того, такие решения обязательно требуют аппаратного резервирования оборудования по каждому направлению, что не позволяет оператору быстро вернуть инвестиции в строительство системы.

Использование предлагаемого решения на базе технологии беспроводного широкополосного доступа вместо традиционных решений дает оператору ряд стратегических конкурентных преимуществ таких, как:

  • оперативное развертывание сети обеспечивает быстрое расширение доли рынка и привлечение новых абонентов;
  • низкая стоимость развертывания системы по сравнению с развертыванием аналогичной системы на базе оптоволоконного кабеля или РРЛ за счет работы системы по принципу "точка-многоточка" (в системе нет необходимости резервирования отдельных направлений в базовой станции), что при невысокой относительной стоимости оборудования способствует ускорению окупаемости инвестиций в развертывание инфраструктуры;
  • возможность подключения к сети объектов, удаленных на расстояние до 10 км и более от основных линий связи;
  • большая пропускная способность системы при высокой скорости передачи информации с гарантированным качеством;
  • возможность изменения географического расположения узлов без существенных капиталовложений и получения полного комплекта разрешительных документов (что связано с потерями времени).

Объединение оборудования AirStar с оборудованием других производителей позволяет cоздавать интегрированные сети связи.

"Canopy™" - стационарная система беспроводной передачи данных компании Motorola

Сanopy - это стационарная cистема беспроводной широкополосной передачи данных производства Моторола. Система Сanopy призвана решать задачи быстрой и простой организации каналов связи для обмена данными между абонентами, расположенными в зоне действия системы, в том числе для предоставления высокоскоростного Интернет-сервиса. Оборудование Canopy позволяет строить сети любой топологии, объединяя схемы "точка-точка" и "точка-многоточка" в единую систему. Линии связи "точка-точка" с использованием Canopy могут быть организованы на дальностях до 56 км, в сетях "точка-многоточка" - до 16 км. Оборудование имеет сертификаты соответствия по системам "ГОСТ-Р" и "Связь" и Санитарно-эпидемиологическое заключение ГСЭС РФ.

Результаты испытаний свидетельствуют о том, что система Canopy обеспечивает:

  • простоту развертывания системы в течение нескольких часов (а при решении всех организационных вопросов в течении 15-20 мин.);
  • компактность всех модулей (вес любого модуля не превышает 0,45 кг);
  • высокую скорость передачи данных;
  • гарантированное качество передачи данных (параметр QoS);
  • прозрачность среды передачи для различных видов информации;
  • возможность интеграции с оборудованием других производителей по протоколу Ethernet;
  • возможность передачи речи в формате IP при использовании дополнительного оборудования.

При возникновении необходимости в увеличении емкости системы решение Canopy демонстрирует свою превосходную способность к масштабированию, удовлетворяя новые требования к площади покрытия, плотности абонентов и пропускной способности. Благодаря высокой устойчивости к интерференции и использованию направленных антенн, добавление новых приемо-передатчиков базовой станции увеличивает емкость системы, но не уровень интерференции. С качеством, идентичным кабельным технологиям, базовая станция обеспечивает скорость передачи информации 10 Мбит/с на один сектор (а для 6 секторов - до 60 Мбит/с в кластере). Скорость передачи информации на одну абонентскую станцию до 3,5 Мбит/с.

Таблица 7.2.1 Технические характеристики системы Canopy

Характеристики радиоинтерфейса Canopy

диапазон частот

2,4-2,5 ГГц, 5.25-5.35 ГГц и 5.725-5.825 ГГц

метод доступа и тип модуляции:

TDMA, высокоиндексная BFSK (оптимизированная по помехоустойчивости)

соотношение сигнал/шум

C/l3dB10-4BER@-65dbm

скорость передачи

10 Mбит/с конфигурация "Звезда" (Multipoint)
20 Mбит/с конфигурация "точка-точка" (Backhaul)

рабочая дальность

до 3.5 км с интегрированной антенной ("точка-многоточка")
до 16 км с пассивным отражателем ("точка-многоточка")
до 32 км с пассивным отражателем ("точка-точка")

Питание Canopy

источник питания

питание по неиспользованным парам Ethernet24 VDC @ О.ЗАМР (в состоянии передачи)

интерфейс

RJ45 автоопределение 10/100 Baselполу / полный дуплекс в соответствии со стандартом IEEE 802.3

Допустимые параметры окружающей среды Canopy

температура воздуха

от -30°С до +55°С (-40°F to +131°F)

относительная влажность

100%

ветер

190 км/ч

   

размеры

29,9 см х 8,6 см 2,8 см (ВхШхГ) (8,6 см - с креплением)

вес

0,5 кг

Функционально система Canopy состоит из нескольких компактных модулей.

Базовая станция Canopy (точка доступа Access point) находится на стороне оператора или провайдера и обеспечивает передачу услуг в пределах 60? сектора для 200 абонентов. Кластер блоков базовой станции в составе до 6 модулей может обслуживать до 1200 абонентов по всем направлениям (360?). Точки доступа могут быть подключены к существующей локальной сети или маршрутизатору через стандартное Ethernet соединение.

Абонентский модуль (Subscriber Module) устанавливается у заказчика для обеспечения доступа к услугам, предоставляемым оператором или провайдером, и его можно подключить непосредственно к домашней сети, персональному компьютеру или устройству Wi-Fi.

Модули транзитного соединения (Backhaul Module) используются для объединения нескольких сайтов структуры "точка-многоточка" либо создания одной или нескольких структур "точка-точка". Для увеличения дальности связи в системе точка-точка совместно с модулем транзитного соединения используются пассивные рефлекторы.

Модуль управления базовой станцией (Cluster Management Module) осуществляет питание, GPS-синхронизацию и соединение с локальной сетью Ethernet всего кластера блоков базовой станции. Модули транзитного соединения Canopy также могут быть подключены к нему, что делает модуль управления базовой станцией центральной связующей точкой в многосайтовом варианте построения сети.

BAM-сервер регулирует полосу пропускания для каждого абонента и обеспечивает необходимые требования по защите информации от несанкционированного доступа по радиоинтерфейсу благодаря использованию современных методов аутентификации и шифрования. Передача пакетов данных происходит между абонентом и базовой станцией на основании данных QoS (гарантированного качества передачи данных), предоставляемых ВАМ-сервером.

Решение Canopy™ обеспечивает превосходную производительность за счет использования схемы частотной модуляции BFSK, наилучшим образом реализующую качественную передачу данных и устойчивость к внешней интерференции.

Рис.

Рис. 7.3.2. Структурная схема системы беспроводной передачи данных Canopy.

Техническая спецификация:

1008СК - модуль управления кластером включает:

  • GPS приемник;
  • антенну для автоматической синхронизации точек доступа;
  • встроенный Ethernet коммутатор с подачей электропитания;
  • по незадействованным проводам кабеля типа витая пара;
  • источник переменного тока.

5200АР / 5700АР - Canopy точка доступа (АР)

  • размеры: 29,9 см х 8,6 см х 2,8/8,6 см;
  • 10/100baseT Ethernet соединение.

5200SM / 5700SM - Canopy модуль абонента (SM)

  • размеры: 29,9 см х 8,6 см х 2,8/8,6 см;
  • один кабель к устройству - стандартный RJ45, 8-pin Ethernet;
  • конвертер-инжектор питания (220VAC/24VDC).

5200ВН / 5700ВН - Canopy канальный модуль (ВН)

  • размеры: 29,9 см х 8,6 см х 2,8/8,6 см;
  • размер пассивного отражателя: 60 см х 47 см;
  • 10/100baseT Ethernet соединение.

300SS - защитный разрядник

  • опциональный разрядник для защиты по Ethernet кабелю может монтироваться вне помещения, подключается к точке заземления.

Система Canopy позволяет операторам связи организовывать сети передачи данных, в том числе и высокоскоростного доступа в Интернет. По своим характеристикам она подходит не только для решения задач операторов связи, но и для построения самостоятельных технологических и административно-технологических сетей передачи данных и доступа к информационным ресурсам, а также систем видеонаблюдения на промышленных предприятиях, энергетических объектах, добывающих комплексах.

Мобильные системы связи


*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.