МИКРОВОЛНОВАЯ СИСТЕМА БЕСПРОВОДНОГО ДОСТУПА ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ УСЛУГ UMDS MITRIS

January 2, 2013 by admin Комментировать »

Ильченко М. Е.

Национальный технический университет Украины «КПП» Индустриальный пер., 2, г. Киев, 03056, Украина тел. 241-77-23 Нарытник Т. Н., Казимиренко В. Я.

Институт Электроники и Связи У АН Пр. 50-летия Октября, 2-Б, г. Киев, 03148, Украина тел. 407-65-47, e-mail: iec@naverex.Kiev. Ua Гюнтер В. Я., Скирта Ю. В.

ООО                                                                           «НПФ «Микран» ул. Вершинина. 47, г. Томск, 634034, Россия тел. 8-3822-41-34-03 Плотников А. А.

ФГУП «НИИ РАДИО» ул. Козакова, 16, г. Москва, 105064, Россия тел. 8-495-267-15-14, e-mail: plotnikov@niir.Ru

Аннотация – Рассмотрена телекоммуникационная система UMDS MITRIS, представляющая высокорентабельное и высокотехнологическое решение для широкополосных распределительных сетей. Отмечено, что она является потребительской функционально наращиваемой системой, учитывающей перспективы развития национальных информационных систем, интегрированных в Европейскую и мировую инфраструктуры. Показано, что архитектура системы обеспечивает ее совместимость с трансляционными спутниковыми системами и может быть дополнена микромощными ретрансляторами и кабельной системой, что позволяет расширить зону обслуживания. Рассмотрены критерии качества беспроводных широкополосных систем доступа и перспективы применения микроволновой системы UMDS MITRIS.

I.                                       Введение

Весь мир широко использует достижения современных инфокоммуникационных технологий в области создания беспроводных широкополосных систем доступа. Прежде всего, это относится к США, Канаде, Европе. В последнее время рывок сделал Китай. В России и Украине распространение таких систем сдерживается из-за проблемы выделения необходимых частотных ресурсов, но, тем не менее, рынок стремительно растет. Одними из наиболее перспективных для создания систем беспроводного широкополосного доступа являются технологии MITRIS и WiMAX[U11].

В докпаде представлены основные технические решения, реализованные в микроволновой системе беспроводного доступа на базе технологий MITRIS и WiMAX, предоставляемой услуги многоканального цифрового телевизионного вещания и услуги, базирующиеся на передаче данных.

Существующие на рынке системы беспроводного доступа можно представить в виде четырех основных механизмов передачи ТВ трафика конечным потребителям: кабельный, спутниковый, наземный

(эфирное вещание) и так называемый сотовый. Последний метод реализуют высокочастотные системы:               MMDS (Multichannel Microwave Distribution

43,5    System), LMDS (Local Microwave Distribution System), MWS (Multimedia Wireless System), работающие (в России) в диапазонах 2,5-2,7; 27,5-29,5 и 40,5ГГц, соответственно.

Эти системы, изначально предназначавшиеся для передачи телевизионного трафика, модернизировались для передачи трафика данных, как дополнение к имеющейся конфигурации.

Технология 802.16 и развитие ее в виде WiMAX предназначена специально для предоставления широкополосного доступа к телекоммуникационным и информационным службам.

Задачей работы было создание системы, предоставляющей, как услуги вещательного телевидения, так и услуги широкополосного доступа к службам, базирующиеся на передаче данных. Эта система должна обладать высокой помехоустойчивостью, как в условиях открытой местности, так и в условиях города.

II.                              Основная часть

в докладе описана микроволновая система UMDS MITRIS, передающая указанные выше виды трафика (телевизионный трафик и трафик компьютерных данных) и предоставляющая доступ к услугам мультимедиа.

Система состоит из центральной (ЦС) и абонентских станций (АС).

При передаче данных в прямых каналах используется стандарт DVB-S, технология МРЕ и инкапсуляция IP пакетов. В обратных каналах используются стандарты множественного доступа – TDMA, FDMA специально разработанный протокол канального уровня и инкапсуляции IP пакетов. В сети ЦС используется стандарт Fast Ethernet на канальном уровне, а на сетевом уровне – протокол IP.

На уровне приложений используются следующие протоколы и стандарты:

–    Услуги IS и VPN вкпючают: передачу 1Р-пакетов, в том числе с использованием технологии туннелирования; услуги, базирующиеся на протоколах HTTP, РТР, POP3/SMTP/IMAP, NMTP.

–    Услуги VL на базе специально разработанного протокола обеспечивают двухстороннюю передачу между абонентами системы, использующими услуги IPP, видеоинформации с телекамер, входящих в состав АС.

–    Услуги IPP на базе технологии «голос поверх 1Р» обеспечивают телефонную связь абонентов системы как между собой, так и – через сеть Интернет – с абонентами потоков по стандартному протоколу Н-323.

–    Услуги VoD на базе разработанного оригинального протокола обеспечивают:

–    возможность просмотра абонентом каталогов видеоматериалов и заказа интересующего его видеоматериала;

–    формирование на основе рейтинговых оценок последовательности передачи затребованных абонентами видеоматериалов;

–    получение и просмотр абонентом на экране бытового телеприемника выбранного видеоматериала.

–    просмотр (анонс) видеоматериала посредством web-сайта, на котором абонент может ознакомиться с заказываемым материалом.

Цифровое телевизионное вещание осуществляется в стандарте MPEG-2.

Авторизация и идентификация абонентов обеспечивается сервером Radius.

Защита на уровне IP и на уровне приложений гарантируется технологией firewall.

Основные характеристики системы:

Телевизионная подсистема

Диапазон частот сигналов, излучаемых в зону обслуживания, ГГц- 11,7…12,5

Уровень сигнала на выходе передатчика, на один радиоканал, Вт, не более – 0,1

Полоса одного радиоканала по уровню минус 30 дБ, МГц-40

Число телевизионных каналов в одном радиоканале-до 10

50..        Максимальное число телевизионных каналов, которое может быть предоставлено абоненту – 200 Предельный радиус зоны обслуживания одной центральной станцией при обеспечении условия прямой радиовидимости, мощности передатчика 50мВт, интенсивности осадков до 40 мм/час .60 км

Расширение размера зоны обслуживания в заданных направлениях при использовании центральных ретрансляционных станций – до 150…200км Число подключаемых абонентов, использующих систему условного доступа – до 60 ООО

Стандарт, поддерживаемый в прямом канале – +MPEG-2/DVB-S

Подсистема передачи данных (подсистема WiMAX)

Диапазон частот, МГц – 5650 – 5725 Технология мультиплексирования данных абонентов (в направлении точка доступа – абонентская станция)-TDM

Тип доступа к среде передачи (в направлении абонентская станция – точка доступа) – TDMA Метод дуплексирования – FDD или TDD Максимальная пропускная способность ствола, Мбит/с-37.67

Обеспечение качества обслуживания QoS – Есть Технология передачи – OFDM-256 Способы модуляции – Адаптивная, от BPSK до QAM-64

Помехоустойчивое кодирование – Каскадное: Ри- да- Соломона/Витерби

Поддерживаемые виды модуляции и уровни кодирования BPSK 1/2, QPSK 1/2, QPSK 3/4, 16-QAM 1/2, 16- QAM 3/4, 64-QAM 2/3, 64-QAM 3/4 Полоса сигнала, МГц- 1.75; 3.5; 10 Количество абонентских станций в одном секторе, не более – 200

Максимальное количество секторов – 6 Топология размещения абонентских станций – Произвольная

Максимальная дальность связи, км – 50 Средства шифрования – 3DES / ГОСТ 28147-89 Контроль трафика – Код CRC Мощность на выходе передатчика, БС/АС, дБВт – -16…0/-30…0

Электропитание оборудования осуществляется от источника постоянного тока, В – минус 48/60 Подсистемы взаимодействуют посредством сервера доступа, информационного сервера.

Архитектурное построение системы UMDS MITRIS приведено на структурной схеме рис.1.

Она состоит из центральной станции и абонентских систем.

Fig. 1. Structure flowchart of UMDS MITRIS system

В состав центральной станции входит блок формирователей телевизионного потока 1, который содержит до 7… 10 формирователей каналов DVB-S, каждый из которых вкпючает в себя до 6…7 телевизионных каналов (программ). Эти каналы объединяются в общий многочастотный поток посредством блока сумматоров 2…6, который преобразуется по частоте и уровню посредством конверторов (линейных трактов передатчиков) 7 и 13.

Резервирование обеспечивается коммутатором 18, подключенным к ответвителю 8.

Блок аттенюаторов 9 обеспечивает требуемый уровень сигнала на входе абонентской станции при изменении условий распространения в больших пределах (обеспечение требуемого уровня коэффициента готовности) при использовании достаточно дешевых абонентских приемных устройств. В качестве таких используется приемное оборудование спутниковых сетей (конвертор, тюнер-декодер).

Сформированный поток в диапазоне

11,7..            .12,5 ГГц излучается всенаправленной антенной 10 в зону обслуживания.

Тюнера 12 и 15 используются для оперативной диагностики состояния тракта по ПЧ (12) и по СВЧ (15).

Блоки 11 и 16 выполняют функцию закрытия каналов условным доступом и процедуры управления (диагностика, управление резервированием и блоком аттенюаторов и др.).

Блоки 19 …22 – базовые станции (БС) WiMAX, каждая из которых подключена к секторной антенне, число которых предполагается равным 4.

Узел 23 обеспечивает согласование выхода БС со средой распространения.

Абонентская станция (АС) приема телевизионных каналов вкпючает в себя малогабаритную антенну, аттенюатор, конвертор, приемник с узлом доступа к каналам, закрытым условным доступом.

Антенный блок нужен для обеспечения работы АС в реальных условиях среды распространения.

АС WiMAX представляет собой отдельный комплект с целью уменьшения стоимости абонентского комплекта при предоставлении доступа к отдельным службам (ТВ или данные).

III.                                  Заключение

Предложенная система предоставления беспроводного доступа к информационным и коммуникационным ресурсам обеспечивает довольно полный набор услуг (цифровое телевизионное вещание, передачу данных). При этом реализуется преимущества как технологии WiMAX, так и технологии DVB-S, обеспечивая высокую помехоустойчивость и помехозащищенность при реализации значительной канальной и информационной емкости.

Отличительными особенностями системы UMDS MITRIS являются:

•          возможность непосредственного предоставления доступа к приложениям, вкпючая телерадиовещание и передачу данных;

•          большой (до 700 Мбит/с) канальный информационный ресурс при обеспечении значительных (до 8000 км^) размеров зон обслуживания и экологической безопасности (мощность излучения на один канал не превышает 100 мВт);

•          использование оригинального протокола при формировании обратного канала, обеспечивающего существенное упрощение оборудования абонентской станции за счет искпючения жесткой синхронизации абонентских передатчиков;

•          сверхнизкие (до 10 мВт) экологически безопасные уровни излучения абонентских передатчиков за счет выбора разнесенного частотного ресурса в диапазонах частот 11,7…12,5 ГГц и 5,9-6,4 (14,4…15,35) ГГц и использование помехоустойчивого кодирования;

♦           использование одной всенаправленной передающей антенны в прямом канале и 12 секторных антенн в обратном канале, что требует более простого радиоинтерфейса и упрощает планирование сети;

♦           правовая защита интеллектуальной собственности и конкурентоспособность за счет применения новых научно-технических решений, защищенных патентами Украины, Российской Федерации и международными патентами на изобретения.

Обеспечение конкурентоспособности системы UMDS MITRIS достигнуто за счет следующих основных факторов:

♦           существенно более низкой стоимости базового оборудования и его масштабируемости, что позволяет оператору минимизировать одноразовые затраты;

♦           возможности реализации на рынке продаж как системы в целом (базовое исполнение), так и отдельных ее частей (например, «транспорт»)

♦           встроенных функций для организации предоставления дополнительных услуг абонентам (1Р-телефония, видеосвязь, видео по заказу).

Уже в ближайшие пару лет услуги, предоставляемые на основе технологий MITRIS и WIMAX, займут достойное место на телекоммуникационном рынке, благодаря уникальным свойствам данных технологий.

Для Украины и России сейчас актуально внедрение системы UMDS MITRIS. Использование беспроводного широкополосного доступа в районах неразвитой инфраструктуры должно стать идеальным решением «последней мили».

V.                           Список литературы

[1]  м. 3. Згуровский, М. Е. Ильченко, С. А. Кравчук,

Т. Н. Нарытник, Ю. И. Якименко. Микроволновые устройства телекоммуникационных систем. Том 2. Устройства передающего и приемного трактов. Проектирование устройств и реализация систем. В 2-х томах, ИВЦ «Видавництво «Пол1техн1ка», 2003.

[2]  Ильченко М. Е., Нарытник Т. М., Бабак В. П., Кравчук С. А. Микроволновые технологии в телекоммуникационных системах. Издательство «Техн1ка», 2000 г.

[3]  «Микроволновая интегрированная телерадиоинформаци- онная система МИТРИС-К» -патент Украины на изобретение № 50877 от 15.11.2002Г с приоритетом от 30.11.2001 г.

[4]  «Микроволновая интегрированная телерадиоинформа- ционная МИТРИС-М» – патент Украины на изобретение № 44933 от 15.03.2002г. с приоритетом от 02.08.00 г.

[5]  «Микроволновая интегрированная телерадиоинформа- ционная система МИТРИС-С» -патент Украины на изобретение № 59621 от 12.02.03 с приоритетом от 07.05.01 г

[6]  «Микроволновая интегрированная телерадиоинформа- ционная система МИТРИС-ИНТ» -патент Украины на изобретение № 51495 от 15.11.2002г. с приоритетом от 12.04.2002 г.

[7]  «Микроволновая интегрированная телерадиоинформа- ционная система МИТРИС-ИНТ»- Международная заявка на патент № PCT/UA02/00038 от 02.09.02 г.

[8]  «Микроволновая интерактивная дистрибутивная информационная система МИДИС» – патент Украины на изобретение № 55296, бюл. № 7 от 15.07.2004г. с приоритетом 23.10.2002 г.

[9]  «Микроволновая интерактивная дистрибутивная информационная система МИДИС» – Международная заявка на патент № PCT/UA03/00042 от 22.10.03 г.

[10]          «Универсальная мультимедийная дистрибутивная система UMDS». Патент Украины на полезную модель

№ 5319 от 15.03.2005г. с приоритетом от 30.12.2003 г.

[11 ] «Универсальная мультимедийная дистрибутивная система UMDS». Зарегистрирован знак на товары и услуги с приоритетом от 23.10.2002 г.

MICROWAVE SYSTEM FOR WIRELESS PROVIDING OF MULTIMEDIA SERVICES UMDS MITRIS

Ilchenko M. Ye.

National Technical University of Ukraine «ΚΡΙ»

2 Industrial Lane, Kiev, Ukraine NarytnikT. N., Kazimirenko V. Ya.

UANSP

2b 50-Let Oktyabrya Ave., Kiev, Ukraine e-mail: iec@naverex.kiev.ua Gyunter V. Ya., Skirta Yu. V.

Close Corporation «NPF Mikran»

47 Vershinina St., Tomsk, 634034, Russia Plotnikov A. A.

FSUE «Radio SRI»

16 Kozakova St., Moscow, 105064, Russia e-mail: plotnikov@niirru

Abstract – Considered in this paper is telecommunication system UMDS MITRIS, providing high-tech decision for wideband distribution networks. It should be noted that UMDS MITRIS is consumer system, which takes into account perspectives of national information systems integrated into European and worldwide infrastructures. It is shown that system architecture provides its compatibility with broadcasting satellite systems, and can be supplied with micro-power retranslators and cable system, that allows widening the service area. Considered are performance criteria of wireless wideband access systems and perspectives for UMDS MITRIS system application.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

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