ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ СЕТЕЙ ШИРОКОПОЛОСНОГО РАДИОДОСТУПА НА БАЗЕ ТЕХНОЛОГИИ WIMAX

February 1, 2013 by admin Комментировать »

Ильченко М. Е., Кайденко Н. Н., Кравчук С. А. Научно-исследовательский институт телекоммуникаций НТУУ «КПП» Индустриальный пер., 2, Киев, 03056, Украина тел. 241-77-23, e-mail: M.Kaydenko@tecno-at.kiev.ua

Аннотация – Представлены особенности построения сетей широкополосного радиодоступа на базе оборудования, базирующегося на технологии WiMAX, включая особенности технологии, ориентированность сетей, функциональные требования к ним и архитектуру построения сетей.

I. Введение

Дальнейшее развитие телекоммуникаций в последнее время связывается в первую очередь с развитием беспроводных технологий, при этом одним из наиболее перспективных направлений является построение сетей на основе систем высокоскоростного широкополосного радиодоступа с интеграцией услуг (голосовая связь, передача видео и данных) [1]. При построении любой сети должны решаться две задачи: построение опорной сети связи и организация сети доступа для доставки услуг от точки доступа опорной сети до абонента («последняя миля»). Опорная сеть связи может быть построена на основе традиционных оптоволоконных или радиорелейных линий передачи, а также на базе микроволновых систем широкополосного радиодоступа (СШР). Сеть доступа является наиболее затратным участком любой телекоммуникационной сети, особенно если она должна обладать широкой полосой пропускания и гарантированным качеством обслуживания (QoS). Существующие проводные решения обладают этими свойствами, однако имеют существенный недостаток

–    отсутствие гибкости. Сети радиодоступа напротив обладают гибкостью, необходимой для достижения наилучшего соотношения цена/производительность, могут обеспечивать многостанционный доступ, высокую скорость передачи данных, минимальную задержку и наилучшее качество как в фиксированных, так и в мобильных приложениях.

В настоящее время развивается несколько технологий широкополосного беспроводного радиодоступа: GSM-EDGE, UMTS-FDD (HSDPA), UMTS-TDD (HSDPA), CDMA-2000 (EV-DO) и WiMAX. Одной из последних и наиболее перспективных является технология WiMAX, ориентированная на построение универсальных мультисервисных сетей (Triple Play) и обеспечивающая высокую пропускную способность как для фиксированных, так и мобильных приложений. Особенностям построения СШР на базе технологии WiMAX и посвящен настоящий доклад.

II.                              Основная часть

Технология WiMAX базируется на группе стандартов IEEE 802.16, первый из которых был принят в 2002 году и был ориентирован на диапазон частот 10- 66 ГГц. Почти сразу же после принятия стандарта ведущие производители телекоммуника-ционного оборудования создали WiMAX-Forum, главной задачей которого помимо продвижения стандарта стало обеспечение совместимости оборудования различных производителей, выработка общих профилей оборудования и разработка спецификаций для его стандартизации. В последующие годы было принято несколько дополнений к стандарту и, наконец, в октябре 2004 был принят и опубликован стандарт IEEE 802.16- 2004 для фиксированных сетей широкополосного беспроводного радиодоступа для диапазонов 10- 66 ГГц и ниже. В декабре 2005 года были приняты дополнения и поправки к стандарту IEEE 802.16-2004, описывающие как сети как фиксированного, так и мобильного беспроводного радиодоступа. Единый документ получил название IEEE 802.16-2005.

В настоящее время интенсивно осваиваются диапазоны 2,5 ГГц, 3,5 ГГц и 5,8 ГГц. Основной отличительной особенностью технологии WiMAX для этих диапазонов является использование метода ортогонального частотного уплотнения (OFDM) с 256 и 1024 поднесущими. Использование многих поднесу- щих позволяет передавать данные на каждой из них с меньшей скоростью, при этом за счет увеличения длительности элементарного символа можно одновременно принимать прямой и отраженные от препятствий сигналы, либо вообще работать только на отраженных сигналах вне пределов прямой видимости базовой станции.

Следующей отличительной особенностью является многоуровневая масштабируемость WiMAX. Для фиксированных приложений используются частотные планы 3,5 МГц, 7 МГц при частотном дуплексе (FDD) и до 10 МГц при временном дуплексе (TDD). Для мобильных приложений предусматривается использование различных частотных планов с полосами частот от 1,25 МГц до 20 МГц совместно с технологией OFDMA, которая при использовании 1024 поднесущих позволяет назначать группы под- несущих для отдельных пользователей, обеспечивая тем самым помимо TDMA дополнительные возможности многопользовательского доступа, что дает еще большую гибкость в управлении полосой пропускания. Все это дополняется возможностью управления полосой пропускания за счет оперативного выбора вида модуляции (BPSK, QPSK, QAM16, QAM64) и скорости помехоустойчивого кода, а в перспективе и его вида, при этом используются оптимальные алгоритмы оценки каналов в условиях частотноселективных замираний.

Обилие различных профилей для различных диапазонов частот вызывают с одной стороны серьезные проблемы совместимости оборудования различных производителей, а с другой стороны изменяются подходы к частотно-территориальному планированию телекоммуникационных сетей на базе технологии WiMAX, при этом планирование таких сетей существенно усложняется с учетом дополнительных возможностей работы радиооборудования в условиях непрямой видимости. Такое усложнение имеет и положительные черты, так в [2] на уровне системного моделирования показано, что для мобильной сети WiMAX с OFDMA возможно построение сотовой сети с использованием схемы частотно-территориального планирования 1-3-1 (одна частота – три сектора в соте – один сегмент в частотном канале). Такие подхо

ды позволят строить сети WiMAX с оптимальной спектральной эффективностью в условиях ограниченного (часто недостаточного) количества выделенных частотных полос.

При построении сетей на базе технологии WiMAX необходимо учитывать ориентированность таких сетей, основные функциональные требования к ним, и вытекающие из этого возможные сетевые архитектуры. При этом основными функциональны-ми требованиями являются [3]:

–         ориентированность на фиксированные, порта- тив-ные и мобильные модели использования;

–         независимые и взаимодействующие решения;

–         различные области операторов в зависимости от сетей с которыми, или в составе которых будет работать WiMAX-сеть;

–         разные модели обслуживания;

–         стандартные интерфейсы связи клиента и сети;

–         совместимость сетей различных операторов;

–         масштабируемость сетей;

–         мультисервисность сети (VoIP, видео, потоковый звук) и обеспечение сквозного качества обслуживания (QoS).

Сети WiMAX могут быть организованы как независимые и, как интегрированные в существующие операторские сети. Также сети WiMAX могут внедрять поставщики услуг 1/1нтернета, поставщики широкополосного беспроводного доступа, телекоммуникационные компании (DSL и кабельные сети), операторы традиционных сотовых сетей (GSM, CDMA, WCDMA). Общими задачами в этих сетях, решаемыми за счет использования WiMAX являются снижение нагрузки и предоставление услуг широкополосного доступа. Для успешного решения требуется IP- ориентированная архитектура сетей.

Сеть WiMAX может строиться как сеть услуг доступа (ASN) и сеть услуг присоединения (CSN). Возможные взаимодействия в единой сети ASN – CSN, ASN – ASN и CSN – CSN осуществляются через опорную 1Р-сеть, или 1Р-зону. Взаимодействие WI- МАХ-сетей с другими сетями осуществляется через CSN WiMAX с CSN других сетей посредством прокси/портов, шлюзов и 1Р-серверов.

Для решения проблем архитектурной совместимости создана рабочая группа по архитектуре сетей форума WiMAX (NWG).

III.                                  Заключение

Можно выделить следующие основные особенности построения сетей широкополосного доступа на базе технологии WiMAX:

–         оптимальное сочетание уникальных возможностей адаптации физического уровня оборудования к изменяющимися условиями работы;

–         возможность выбора наиболее подходящего профиля оборудования с учетом ограниченности выделяемого частотного ресурса;

–         частотно-территориальное планирование для обеспечения максимальной пропускной способности сети;

–         IP-ориентированные архитектурные решения по организации сетей и взаимодействию с другими сетями;

–         ориентация на предоставление мультисервис- ных услуг.

[1]  Микроволновые устройства телекоммуникационных систем. В 2 т. Том 2: Устройства приемного и передающего трактов. Проектирование устройств и реализация систем / М. 3. Згуровский, М. Е. Ильченко, С. А. Кравчук и др. – К.: 1ВЦ «Пол1техн1ка», 2003.- 616 с.

[2]  Мальцев А. Мобильная система WiMAX – количественные оценки характеристик для различных сценариев развертывания. // Материалы Intel Developer Forum, Москва 25-27 апреля, 2006.- www. Intel, ru

[3]  Мер П., Крылов В. Развертывание мобильного WiMAX – путь к 4G// Материалы Intel Developer Forum, Москва 25- 27 апреля,2006.-WWW. intel. ru

SINGULARITIES OF CREATION OF THE BROADBAND RADIO ACCESS NETWORKS ON THE BASIS OF WIMAX TECHNOLOGY

Ilchenko M. E., Kaydenko N. N., Kravchuk S. A. Research Institute of Telecommunications NTUU «ΚΡΙ»

2,                  Industrial Lane, Kyiv, 03056, Ukraine Ph.: 241-77-23, e-mail: M. Kaydenko@tecno-at. kiev. ua

Abstract – Features of construction of a broadband radio access networks are submitted on the basis of the WiMAX technology equipment, including technology features, networks directivity, functional requirements to them and architecture of networks construction.

I.                                       Introduction

The further development of telecommunications recently communicates first of all with development of wireless technologies, thus one of the most perspective directions is construction of networks on the basis of a high-speed broadband radio access systems with integration of services (voice communication, transfer of video and the data) [1]. At construction of any network should solve two problems: construction of a backbone of communication and the organization of an access network for delivery of sen/ices from an access point of a backbone up to the subscriber («last mile»). The backbone can be constructed on the basis of traditional fiber optic or radiorelay links, and also on the basis of microwave broadband radio access systems (BRAS). The access network is most outlay a site of any telecommunication network is especial, if it should possess a wide passband and guaranteed quality of sen/ice (QoS). Existing wire decisions possess these properties; however have an essential lack – absence of flexibility. Radio access networks opposite possess the flexibility necessary for achievement of the best ratio price/productivity, and can provide multistation access, high link speed of the data, the minimal delay and the best quality both in fixed, and in mobile applications.

Now some technologies of a broadband wireless radio access develop: GSM-EDGE, UMTS-FDD (HSDPA), UMTS-TDD (HSDPA), CDMA-2000 (EV-DO) and WiMAX. One of last and the most perspective is technology WiMAX focused on construction of universal multisen/ice networks (Triple Play) and providing high bandwidth as for fixed, and mobile applications. On the basis of WiMAX technology the present report also is devoted to features of BRAS construction.

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