1.4. Принципы построения сети WiMAX

Построение сети WiMAX предполагает использование трёх типов оборудования – базовые станции (БС), абонентский комплект (абонентская станция – АС) и оборудование для организации связи между базовыми станциями – ретрансляционные станции (РС).

Принципы построения сети WiMAX

Рассмотрим в качестве примера топологию сети SkyMAN (рисунок 2.13).Сеть ШБД SkyMAN может включать одну или несколько базовых станций (БС), объединенных беспроводными магистралями SkyMAN или другими каналами связи. Каждая БС содержит от одного до шести секторов.

Топология SkyMAN

Рис. 2.13. Топология сети SkyMAN

В состав сети могут быть включены ретрансляционные станции (РС), обеспечивающие увеличение дальности и позволяющие обходить крупные препятствия, закрывающие БС от отдельных АС. АС подключаются по радио к БС или РС. АС, находящаяся в зоне радиовидимости более чем одной БС, может быть зарегистрирована на каждой из них, при этом поддерживается адаптивный выбор БС, обеспечивающей лучшее качество обслуживания. Такое свойство системы позволяет обеспечить горячее резервирование канала АС-БС, повышая надежность сети в целом.

Базовая станция (БС)

БС системы SkyMAN Access предназначена для беспроводного подключения абонентов к Интернет и ТФОП, а также объединения территориально - разнесенных корпоративных сетей в единую сеть.

БС строится по модульному принципу (рисунок 2.14, 2.15) и может включать от одного до 6 модулей, в зависимости от требований к пропускной способности, дальности передачи, используемого частотного диапазона и наличия свободных частот. Каждый из модулей (или радиоинтерфейсов в двухмодульных моделях) обеспечивает обслуживание одного пространственного сектора в пределах диаграммы направленности используемой антенны. Типичные значения зоны охвата каждого сектора 360º (один сектор), 120º (три сектора), и 60º (шесть секторов). Оборудование БС не накладывает определенных требований к ширине сектора, которая в конкретных случаях может быть произвольной, определяемой конкретной топологией сети, наличием частотного ресурса и размещением абонентов.

В состав БС входят:

  • Беспроводные маршрутизаторы R5000 - от 1 до 6, по одному на сектор. Для маломощных БС могут использоваться двухмодульные беспроводные маршрутизаторы – по одному на два сектора. Односекторные БС обеспечивают скорость передачи до 54 Мбит/с. Многосекторные БС обеспечивают работу со скоростью до 48 Мбит/с на сектор.
  • Антенно-фидерные устройства - по количеству секторов базовой станции.
  • Лицензии для подключения специализированных абонентских станций, на каждый сектор базовой станции.
  • Программное обеспечение для управления сетью SkyMAN
  • Коммутатор Ethernet (опционально).
  • Шкаф для монтажа оборудования (опционально).
  • Источники бесперебойного питания (опционально).

Рис. 2.14. Типовая схема односекторной БС

Рис. 2.14. Типовая схема односекторной БС

Типовая схема 6-секторной БС

Рис. 2.15. Типовая схема 6-секторной БС

Рекомендации по построению БС

Рекомендации по построению БС вытекают из анализа условий работы систем фиксированного беспроводного доступа:

  • Обычно поток от БС к АС (нисходящий) значительно превышает поток восходящий.
  • Ширина диаграммы направленности секторной антенны БС примерно в 10 раз больше ширины диаграммы направленности антенны АС.
  • Многосекторная БС работает одновременно с АС разных секторов.
  • БС размещаются на высоких строениях или антенных опорах, на которые устанавливают и другие радиосистемы, что приводит к повышению общего уровня помех. Кроме того, высокое расположение антенн БС само по себе приводит к увеличению уровня и количества помех. Как следствие, отношение сигнал/шум на БС существенно хуже чем на АС.
  • Повышение скорости передачи практически не ухудшает условий работы соседних систем.
  • Повышение скорости приема приводит к существенному снижению помехоустойчивости. Учет специфики работы систем фиксированного беспроводного доступа позволил выработать следующие рекомендациии:
  • На многосекторных БС скорость в направлении БС-АС не должна превышать 48 Мбит/с, в обратном направлении - 24 Мбит/с.
  • Необходимо ограничивать диапазон регулирования скорости передачи АС снизу, либо отслеживать деградацию скорости каждого клиента.
  • Использовать механизм автоматического выбора скорости.
  • В холодных регионах все оборудование БС и все устройства с опцией Р300 должно выбираться модификации ОТ, т.е. с расширенным температурным диапазоном.

Ретрансляционная станция (РС)

РС (рисунок 2.16 ) предназначена для повышения дальности действия БС, обхода крупных препятствий, а также для создания протяженных магистральных каналов точка-точка. Количество последовательно подключаемых РС не ограничено. К каждой РС может быть подключена одна или несколько РС и/или АС

В состав РС входят:

  • Двухмодульный беспроводный маршрутизатор R5000.
  • Направленная антенна для связи с БС (в случае РС без интегрированной антенны).
  • Всенаправленная, секторная или направленная антенна для подключения АС и/или РС.
  • Кабели для подключения антенн.
  • Лицензия для подключения специализированных АС к РС.

Для беспроводного объединения сетей диапазонов 2,4 и 5/6 ГГц выпускаются двухмодульные двух диапазонные беспроводные маршрутизаторы.

Ретрансляционная станция

Рис. 2.16 Типовая схема ретрансляционной станции

Рис. 2.16 Типовая схема ретрансляционной станции

Абонентская станция (АС)

АС (Рисунок 2.17 )предназначена для беспроводного подключения абонентов к БС или РС, а также для создания магистральных каналов "точка-точка".

Состав АС:

  • Абонентский беспроводный маршрутизатор с интегрированной антенной или разъемом для подключения внешней антенны.
  • Направленная антенна и антенный кабель для моделей без интегрированной антенны.



Рис. 2.17. Типовые схемы АС

Система управления сетью

Система управления сетью (Рисунок 2.18 ) (Network Monitoring/Management System – NMS) предназначена для мониторинга сети в реальном времени с целью оперативного управления. Система базируется на программных средствах управления и мониторинга сетей типа HP OpenView, WhatsUp и т.п. и обеспечивает графическое представление карты сети и параметров БС, АС и РС. Помимо этого NMS позволяет вести системный журнал и планировать события с помощью планировщика. В состав системы также включен IWR Manager для настройки оборудования, реализующий в простой и интуитивно понятной форме основные настройки активных устройств сети. Для тонкой настройки используется командный язык системы SkyMAN. Основа серии – новая аппаратная платформа, основанная на мощном процессоре IBM PowerPC с тактовой частотой 200-400 МГц.

Рис. 2.18. Диалоговое окно системы управления сетью

Рис. 2.18. Диалоговое окно системы управления сетью

Особенности и преимущества

  • Скорость передачи шестисекторной базовой станции до 288 Мбит/с
  • Максимальная скорость передачи односекторной БС и в канале "точка-точка" – 54 Мбит/с.
  • Диапазоны частот 2,4-2,4835 ГГц (DSSS и 64OFDM), 5,15-5,35, 5,65-6,07 ГГц (64OFDM). 
  • Протокол доступа к среде на основе адаптивного поллинга. 
  • Встроенный маршрутизатор, IP роуминг. 
  • Мощные возможности QoS и приоритезации трафика, поддержка VoIP. 
  • Встроенные средства поддержки офисной VoIP телефонии. 
  • Поддержка средств обеспечения безопасности, услуг VPN и брандмауэр. 
  • Развитые инструменты управления сетью и средства диагностики.
  • Топология "точка-многоточка" и "точка-точка", возможность ретрансляции.
  • Наличие моделей с расширенным температурным диапазоном (от -55оС до +60оС).
  • Сохранение работоспособности в условиях конденсации влаги.
  • Встроенные средства грозозащиты тракта ODU-IDU.

Возможности

Система SkyMAN построена на основе архитектуры распределенных беспроводных сетей SkyMAN CA ™. Основой системы являются беспроводные маршрутизаторы R5000, разработанные и выпускаемые компанией InfiNet Wireless. При построении сетей ШБД на базе системы SkyMAN используются антенно-фидерные устройства и сетевое оборудование производства третьих фирм.

Основы теории мобильной и беспроводной связи


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