УНИВЕРСАЛЬНАЯ МУЛЬТИМЕДИЙНАЯ ДИСТРИБУТИВНАЯ СИСТЕМА UMDS

August 7, 2012 by admin Комментировать »

Нарытник Т. Н., Войтенко А. Г., Головаха А. И., Казимиренко В. Я. ИЭС У АН НП пр. 50-летия Октября, 2-6, а/я 102, Киев, Украина e-mail: <iec(a)navarex.kiev. иа> Файнгольд А. М. КНПП «Трирема» ул. Леваневского, 2, Киев, Украина e-mail: депегШпгета. kiev. иа Евдокимов В. В. ООО «УкрАвиаЗаказ» ул. Л. Гавро, 9-Е, Киев, Украина e-mail: uaz(8)_carrier.kiev. ua

Аннотация В настоящее время системы широкополосного беспроводного доступа достигли высокого уровня технического развития и являются важной составной частью национальной телекоммуникационной инфраструктуры, дополняя кабельные, оптоволоконные и спутниковые системы связи. Новым, стратегическим направлением развития является внедрение микроволновых технологий, обеспечивающих синтез “телевидение-связь-Интернет” на качественно новом, более высоком уровне. В данном докладе дается описание универсальной мультимедийной дистрибутивной системы UMDS, созданной на основе использования технологий и технических решений различных модификаций МИТРИС.

I.  Введение

Динамичное развитие телекоммуникационных спутниковых, радиорелейных, оптоволоконных и кабельных систем передачи данных, телефонной связи, Интернет и других обусловлено требованиями общества в высококачественных информационных услугах.

Наибольшего значения приобретают технологии интегрированного обслуживания с использованием каналов большой пропускной способности, реализованных с учетом жестких норм экологической безопасности, а также применение ресурсосберегающих технологий.

На выбор технологии может повлиять очень большое число параметров: виды предоставляемых услуг; реализуемая пропускная способность; радиус зоны обслуживания сети; количество абонентов, обслуживаемых одной сетью; диапазоны используемых для радиотехнологий частот и целый ряд других характеристик, включая и стоимость развертывания сети доступа.

Новым стратегическим направлением является внедрение микроволновых технологий в системах широкополосного беспроводного доступа, обеспечивающих доведение до абонента мультимедийного трафика.

Выбор микроволнового диапазона, в частности, коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового, обеспечивает большие объемы передаваемой информации и их передачу на экологически безопасном для населения уровне.

Использование мультимедийных протоколов в создаваемых телекоммуникационных системах делают возможным использовать одни и те же каналы для передачи, как к абоненту так и от абонента, разного трафика, что существенно снизит в целом, как стоимость организуемых сетей, так и стоимость их обслуживания.

Таким образом, обеспечение информационных потребностей мирового уровня и устранение «цифрового разрыва» (Digital divide) [1] потребовало создание и развитие нового класса телекоммуникационных систем.

В настоящее время в мире для решения данной проблемы бурное развитие получили мультимедийные беспроводные системы MWS (Multimedia Wireless System), относящиеся к системам широкополосного беспроводного доступа, которые поддерживают беспроводный обмен более чем одного из следующих видов информации: графики, текста, звука, изображения, данных видео.

Такой системой является разработанная в Украине с участием институтов, предприятий Российской Федерации и Белоруссии универсальная мультимедийная дистрибутивная система UMDS, созданная на основе использования микроволновых технологий и технических решений различных модификаций МИТРИС [2-6] и позволяющая успешно решить задачи преодоления цифрового разрыва.

II.  Основная часть

Различные конфигурации системы МИТРИС позволяют предоставлять следующие услуги:

•      многоканальное аналоговое и цифровое телевидение

•    выделенные цифровые каналы

•    высокоскоростной Интернет

•    видео по заказу

•    IP телефонию

•    видеоконференцсвязь и другие.

Конфигурации МИТРИС, МИТРИС-М [7-8] обеспечивают вещание телевизионных и радиовещательных программ в аналоговом формате в зону обслуживания радиусом до 60 км при выходной мощности передатчика в пределах 100 мВт.

Основой данных конфигураций систем МИТРИС являются технические решения, заложенные при создании станции передающей и/или приемной, например, телевизионная и приемо-передающей станции МИТРИС [9-10].

Система МИТРИС-М отличается повышенной надежностью и сравнительно низкой стоимостью оборудования за счет существенного уменьшения количества СВЧ передающих блоков.

Создание системы МИТРИС-КОМ [11] позволило обеспечить возможность обслуживания 100% населения региона за счет того, что информацию можно получать в разных участках СВЧ диапазона (сантиметровый диапазон работы центральной станции и дециметровый диапазон работы дополнительно введенного в состав системы МИТРИС комплекса телевизионного вещания). Такое техническое решение разрешает прием на бытовые приемные антенны эфирного вещания.

Конфигурации МИТРИС-К [12] и интерактивная микроволновая система передачи данных [13] обеспечивают организацию дуплексных цифровых каналов на различных информационных направлениях. Это могут быть:

–      Каналы G.703, позволяющие соединять порты цифровых АТС, мультиплексеров и т.д.

–      Каналы V.35, RS.422, RS-232, позволяющие предоставлять доступ к портам серверов в зависимости от типа используемых модемов

–      Интерактивный доступ абонента в сеть Интернет.

Конфигурация МИТРИС-С [14] выполняет маршрутизацию пакетов в сети с целью снижения нагрузки на каналы связи при передаче IP трафика на большие расстояния. В этой системе по каналам физического уровня могут передаваться блоки канального уровня с адресацией на сетевом уровне. Это достигается тем, что к портам цифровых модемов центральной станции подключаются синхронные (асинхронные) порты маршрутизатора, а источник информации подключается к одному или нескольким портам маршрутизатора.

При этом абонентские приемо-передающие станции имеют интерфейс с конечным оборудованием обработки данных (компьютер, сервер локальной сети), а их количество составляет n х т, где п число модемов центральной станции, amколичество абонентских станций приходящихся на один физический канал.

Универсальная мультимедийная дистрибутивная система UMDS базируется на технических решениях систем МИТРИС-ИНТ и МИДИС [15-16]. UMDS согласно классификации СЕРТ принадлежат к мультимедийным беспроводным системам, которые предоставляют интерактивные прикладные службы абонентам, дислоцированным в зоне обслуживания. Сетевой уровень систем МИТРИС-ИНТ и МИДИС базируется на протоколе IP. На канальном (звеньевом) уровне в прямом канале используется протокол DVB-S, а в обратном канале на физическом уровне протокол множественного доступа с временным разделением (TDMA). Канальный уровень реализуется интерфейсом к PCI.

Прямые каналы экономичнее всего реализуются в частотном диапазоне 11,7-12,5 ГГц, а обратные каналы в частотном диапазоне 14,4-15,35 ГГц. Выходная излучаемая мощность составляет до 0,1 Вт и до 0,01 Вт соответственно.

Заложенные технические решения позволяют создание таких систем и в миллиметровом диапазоне волн: 24,5-26,5 ГГц, 27,5-29,5 ГГц и 40,5-42,5 ГГц.

Задачей систем МИТРИС-ИНТ и МИДИС является создание на базе известных модификаций системы МИТРИС сети восходящих и нисходящих каналов связи, которая позволяет обеспечить эффективный и дешевый доступ пользователей к информационным ресурсам без использования других способов связи, то есть создать возможность как абонентского запроса необходимой информации, так и поддержки соединения транспортного уровня при использовании Интернет технологий, а также высококачественного доступа к Интернет-службам. Решение этой проблемы особенно важно в условиях слаборазвитой коммуникационной инфраструктуры (например, подключения к сети Интернет абонентов в сельских районах, где количество телефонных каналов мало, а их качество крайне низкое, при этом связь с сервером провайдера приходится поддерживать по каналам междугородней связи, что существенно увеличивает стоимость службы).

Как показано на рис.1, микроволновая интегрированная телерадиоинформационная система МИТРИСИНТ состоит из центральной станции 1, содержащей передатчик, выполненный в виде повышающего преобразователя 2, выход которого через дуплексер 3 подключен к антенне 4, головную приемную станцию 5 обратного канала, включающую в себя приемный тракт, выполненный в виде понижающего преобразователя 6 обратного канала, вход которого через дуплексер 3 подключен к антенне 4, а выход подключен к входу блока 7 разделения, выходы которого соединены с демодулятором 8 обратного канала и компьютер 9 центральной станции 1, к которому подключены демодуляторы 8 обратного канала, и множества абонентских станций 10, каждая из которых содержит демодулятор 11 прямого канала, вход которого соединен с выходом понижающего преобразователя 12 прямого канала, вход которого через дуплексер 13 соединен с антенной 14, множество передающих терминальных станций 15, каждая из которых содержит повышающий преобразователь 16 обратного канала, выход которого через дуплексер 13 соединен с антенной 14, а вход соединен с модулятором 17 обратного канала, и компьютер 18 абонентской станции 10, соединенный с выходом демодулятора 11 прямого канала и входом модулятора 17 обратного канала.

Рис. 2. Суточные изменения спектра фазовых флуктуаций

Fig. 2. Diurnal variations of the phase fluctuations spectrum

Для решения проблемы в ряде случаев целесообразно введение параллельного измерительного канала, в котором может производиться прямое измерение флуктуаций набега фазы микроволн с последующей коррекцией закона МФМ.

I.    Заключение

Таким образом, можно сказать, что, используя систему с коррекцией фазы при передаче данных в наземных микроволновых каналах связи с МФМ, можно значительно уменьшить шаг МФМ и сделать его соизмеримым с фазовыми шумами в канале, тем самым значительно повысив скорость передачи данных. Описанный подход может найти применение в высокоскоростных информационных сетях, например, прогрессирующей на сегодняшний день МИТРИС.

II.   Список литературы

[1] Нарытник Т. Н. Галич В. Н. и др. Состояние, направления и проблемы развития микроволновых многоканальных распределительных телевизионных систем // 7-я Международная КрыМиКо’97, том 1, с.311-315.

[2] Gregory S. Daniel J. Costello, Jr"Turbo Coding With Differentially Coherent and Non-Coherent Modulation on NonFading and Fading Channels" Ulm, Germany, June 29-July 4 1997.

[3] Shirokovl. S., Ivashina М. V. "Amplitude and Phase Progression Measurements on Microwave Line-of-Sight Links", IGARSS’2001. Conf. Proceedings. Sydney, Australia, 9-13 July 2001. 3646 pp.

[4] Shirokov I. S., Shaban S. “Experimental Investigations of Amplitude and Phase Progression Fluctuations on Microwave Line-of-Sight Links” IGARSS’2002, Conf. Proceedings. Toronto, Canada, 24-28 June 2002, Vol. VI: pp 3559-3560

[5] Гапаев Ю. М., Киева Ф. В. Широкополосная линия связи миллиметрового диапазона радиоволн: Эксперимент. Модель // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии: Материалы VII Междунар.Крым. микроволновой конф. КрыМиКо-97 (сентябрь 1997г.). -Севастополь: Вебер, 1997, с. 670-673.

[6] Paulson К. S., Gibbina С. J. Rain model for the prediction of fade durations at millimeter wavelengths// IEEE Proc. Microwaves Antennas Propag.-2000, Vol.147, nr 6, -p.431-436.

ON THE ISSUE OF INCREASING THE CAPACITY OF DIGITAL SURFACE MICROWAVE CHANNEL WITH MULTIPOSITION PHASE KEYING

Shirokov I. B., Shaban S. A., Sinitsyn D., Polivkin S. N.

Radio Engineering Department,

Sevastopol National Technical University Studencheskiy Gorodok, Streletskaya Balka Sevastopol, Ukraine, 99053

phone +380 (692) 550005, fax +380 (692) 554145 e-mail: shirokov@stel. sebastopol. ua NarytnikT. N.

Institute of Electronics and Communications, UASNP 2-Б Prospekt 50-Letiya Oktyabrya, Kyiv, Ukraine, 03148 phone/fax +380 (44) 4776547; 4783463 e-mail: iec@naverex.kiev.ua

Abstract The issue of the amplitude and phase fluctuations influence over line-of-sight links on the microwave propagation is discussed. Recommendations on increasing the capacity of the LOS digital microwave channel with multi-position phase keying are given.

I.  Introduction

The problem of increasing the channel capacity can be tackled by transmitting data over higher frequencies or using advanced modulation techniques. Such well-developed integrated data systems as MITRIS [1] use both these techniques.

II.  Main Part

At present one of the most progressive modulation techniques is the multi-position phase keying. However, the implementation of this technique entails certain difficulties. The surface microwave channel is heterogeneous and changes its parameters depending on the meteorological and ecological environment, surface conditions, etc. Furthermore, the surface microwave channel is subject to interference and noise. Therefore the use of the multi-position phase keying with high M values is disadvantageous.

In [3] a technique of measuring the amplitude and phase incursion fluctuations on microwave LOS links is described. The available experimental data [4] show that the range of phase incursion fluctuations may acquire large values. The operation of a data-transferring microwave link may be unstable in this case.

However, the phase incursion variations develop slowly. Diurnal variations in the phase incursion fluctuations spectrum based on the experimental data are shown in Fig 2. Using high M indices would inevitably result in data transmission errors if rapidly developing environmental anomalies (gusts of wind, etc.) occur. Applying a parallel phase incursion measuring channel may help to ease this problem.

III.  Conclusion

Direct phase incursion measurements of microwave links allowed for the increased channel capacity and for a more stable operation of the data transmission link.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты