Нефть и песок О стали Компрессор - подбор и ошибки Из истории стандартизации резьб Соперник ксерокса - гектограф Новые технологии производства стали Экспорт проволоки из России Прогрессивная технологическая оснастка Цитадель сварки с полувековой историей Упрочнение пружин Способы обогрева Назначение, структура, характеристики анализаторов Промышленные пылесосы Штампованные гайки из пружинной стали Консервация САУ Стандарты и качество Технология производства Водород Выбор материала для крепежных деталей Токарный резец в миниатюре Производство проволоки Адгезия резины к металлокорду Электролитическое фосфатирование проволоки Восстановление корпусных деталей двигателей Новая бескислотная технология производства проката Синие кристаллы Автоклав Нормирование шумов связи Газосварочный аппарат для тугоплавких припоев
Главная страница / Архитектура отрасли

БОЛЬШАЯ СЕМЬЯ WLL: РЕМИКС, ПЕРЕХОДЯЩИЙ В СИКВЕЛ

Оказалось, что для обеспечения таких сервисных функций придется серьезно расширить пропускную способность каналов связи. Попутно выяснилось, что дальнейшие попытки усовершенствовать телефонные системы связаны со значительными техническими трудностями, соизмеримыми подчас с попытками просунуть слона сквозь игольное ушко. Поэтому разработчики пошли другим путем и серьезно занялись беспроводными системами передачи данных (разумеется, по возможности, скоростных, ибо «нескоростными» богаты и старые системы WLL).

Благо к этому моменту созрели замечательные достижения IP-телефонии, которая позволяет передавать с высоким качеством голосовой трафик по IP-сетям (без сомнения, Frame Relay-телефония, как, впрочем, и всякая другая «телефония поверх данных», тоже может быть легко реализована с помощью современных технологий). Таким образом, за последние несколько лет был дописан «сиквел» к истории «семьи WLL». Правда, при этом представители молодого поколения «семьи» успели сменить

не только технологическую ориентацию, но и имя на BWA (Broadband Wireless Access — системы беспроводного широкополосного доступа). Но и под новым именем им не удастся от нас скрыться. Однако сначала придется уделить достаточно много внимания не описанию конкретных систем, а их систематизации.

Парадигма доступа

Развитие современного общества невозможно без наличия свободы доступа к информации и широкому набору телекоммуникационных услуг: телефонии, передаче данных (ПД), Интернету, видеосвязи, мультимедиа. В настоящее время большинство указанных телекоммуникационных услуг предоставляются через узкоспециализированные, независимые друг от друга сети. Однако жизнь уже подвела операторов к мысли о создании интегрированной мультисервисной сети, которая позволит получать все услуги с помощью универсального телекоммуникационного терминала. На базе тотальной цифровизации оборудования началась конвергенция технологий, сетей и услуг, коренным образом изменившая облик современной телекоммуникационной отрасли.

В самом деле, при передаче цифровой информации в первом приближении все услуги связи становятся похожими друг на друга. Цифровизация размывает технологические и сервисные границы между телефонией, Интернетом и телевидением, и именно сейчас рушится последний (самый широкополосный) бастион аналоговой связи, ибо во многих странах происходит переход на цифровое ТВ. В итоге самые заметные различия между услугами, с точки зрения телекоммуникационного оператора, наблюдаются лишь в скоростях передачи по линиям «вверх» и «вниз» да в требованиях к качеству. Так, «беспроводной шлейф», зашифрованный в названии «WLL» и отождествляемый с обычным телефонным аппаратом, быстро уступает место «беспроводному доступу» (т. е. доступу ко всем услугам вообще), притом широкополосному, становится неотъемлемой частью сетей будущего. К тому же сегодня каждый «продвинутый» интернетчик с нетерпением ждет широкополосного (высокоскоростного) доступа в Интернет.доступ — это не только современно, но и модно.

Сейчас во многих странах мира взят на вооружение лозунг: «Broadband — в каждый дом!», и в первую пятилетку нового тысячелетия планируется проложить широкополосную «последнюю милю» практически в каждую квартиру, в каждый частный дом. В частности, в США уже сегодня практически вся страна охвачена широкополосной кабельной инфраструктурой сетей КТВ, Западная Европа к 2005 году «хочет» подключить 42 млн. жилых объектов, Япония — 26 млн.

Главный вопрос, который решается на нынешнем этапе, — это доставка широкополосных услуг связи оптимальным способом. Главным образом, по телефонным проводам, телевизионному кабелю или эфиру. О том, кто и почему лидирует в этом соревновании, мы поговорим позднее.

Причины взлета

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 различных услуг связи. Они могут быть предназначены для работы как в одностороннем, так и в двустороннем (интерактивном) режиме. В соответствии с этим оборудование BWA имеет широкий спектр исполнения и использует радиочастоты в диапазонах от 2 до 60 ГГц. Почему в свое время возникла потребность именно в них?

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 используемые и только разрабатываемые сетевые решения имеют известные недостатки, заключающиеся либо в небольших скоростях передачи, либо в организационных проблемах, либо просто в высоком уровне необходимых инвестиций для тотального охвата потенциального электората. Последнее характерно прежде всего для фундаментальных кабельных решений. Кроме того, свежие ветры либерализации рынка телекоммуникаций, «подувшие» особенно сильно на рубеже тысячелетий, выявляют новых желающих стать его потенциальными игроками, чтобы занять там достойную нишу. Ну а выдача лицензий и радиочастот сулит новые доходы в национальный бюджет, потому в каждой стране разрабатываются свои «правила игры» на каждом относительно свободном диапазоне радиочастот. Как следствие, во многих странах развернулась борьба за обладание какой-либо полосой радиоспектра, выдавались лицензии и составлялись концепции развития новых способов доставки современных услуг связи.

Разновидности систем BWA

К системам BWA относятся:

— сверхширокополосные мультисервисные сети MWS (Multi-

media Wireless System);

— сети предоставления в аренду каналов Е1/Т1 и высокоскоростного доступа в Интернет (LMDS — Local Miltipoint Distribution System) или так называемые Wireless DSL (WDSL), которые предоставляют пользователю помимо передачи данных одну или несколько телефонных абонентских лининия программ ТВ-вещания (MMDS — Multi-

channel Microwave Distribution System, MVDS — Multipoint Video Distribution System) и сети ПД на их базе;

— микросотовые беспроводные сети передачи данных, в том числе с интегрированной услугой передачи голоса (VoP).

Указанные названия типов отдельных систем (кроме MWS), часто используемые за рубежом, достаточно условны и зачастую не отражают реального их функционального исполнения (в том числе используемого диапазона радиочастот). В самом деле, конвертировать какую-либо «удачную» систему в тот или иной радиочастотный диапазон не столь уж и сложно. Скорее, борьба идет за использование радиоинтерфейсов, обеспечивающих наивысшее качество и надежность связи. Ведь по сравнению с передачей речи скоростная передача данных допускает значительно меньший процент ошибок. Иначе резко сокращается зона обслуживания.

Как и в телефонных системах WLL, нередко довольно трудно найти какие-либо различия между системами BWA, кроме архитектурных, протокольных или скоростных.

Следует отметить, что сегодня во многих странах практически все существующие беспроводные системы связи, как правило, используются для передачи данных преимущественно в интересах бизнес-клиентов. Полосы рабочих частот данных систем располагаются в диапазонах 2, 3, 4, 5, 7 и 8 ГГц. Наиболее известными разновидностями систем BWA, применяемых ранее преимущественно для доставки услуг ТВ-вещания, являются системы MMDS (2,5...2,7 ГГц). Перспективными для предоставления наиболее массовых широкополосных услуг считаются более высокочастотные диапазоны, указанные в таблице и обладающие соответствующим свободным частотным ресурсом.

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

Диапазон частот 2,3065...2,4815 ГГц в настоящее время является основным при разворачивании систем абонентского радиодоступа в Российской Федерации. Сегодня уже развернуто множество сетей с применением технологии RadioEthernet различных производителей, таких как BreezeCOM, Lucent Technologies и др., работающих в диапазоне 2,4...2,4835 ГГц. В связи с этим использование указанного частотного диапазона нередко усложняется. В России используется широкий спектр оборудования, в частности системы BreezeACCESS II, IRT2000, А9800, SR-500, DRMASS, MultiGain Wireless, NEC и др. Часть из них, «выросшая» из телефонных систем, рассматривалась ранее.

Диапазон 2,5...2,7 ГГц используется системами MMDS и телевидения. Владельцы частот в этом диапазоне с помощью, к примеру, системы BreezeACCESS MMDS, могут строить беспроводные сети передачи данных и голоса.

Современные системы, обеспечивающие услуги мультимедиа, используют пакетную коммутацию (фактически АТМ или IP) для концентрации разнородной информации (голос, данные, видео) и дальнейшей передачи этого единого потока в единой частотной полосе. Кроме того, в зависимостуммарном потоке происходит перераспределение между отдельными составляющими информации, поэтому разделение частотных полос по отдельным видам передаваемой информации для современных мультисервисных систем уже практически невозможно.

Теперь обратимся к наиболее ярким и в то же время наименее известным представителям BWA.

MWS сотоварищи

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.

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 беспроводной доступ для корпоративных клиентов. Обеспечение первого класса услуг (N x Е1, IP, телефонии 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 данных систем, существенно ограничен не только в России, но и в 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 (как правило, до

10—12 Мбит/с к абоненту и до 500 Кбит/с от него), внутри которой и телефония, и Интернет, и видео, и чисто ПД для организации специализированных сетей.

Теперь кратко расскажем о том, как это делается чисто техни-

чески. Широкополосные бес-

проводные системы типа LMDS/MVDS и MWS базируются на принципах организации цифрового (ранее аналогового) спутникового непосредственного ТВ-вещания (СНТВ), используя помехоустойчивые виды модуляции (QPSK, QAM и др.). Собственно базовая станция такой системы — не что иное, как простой, компактный и весьма дешевый спутник, положенный, к примеру, на крышу дома. В частности, цифровая система имеет ширину одного радиоканала 36 МГц (расстояние между несущичной поляризацией она позволяет передавать в диапазоне радиочастот шириной 2 ГГц до 96 цифровых радиоканалов, каждый из которых может применяться, скажем, для передачи одной цифровой ТВ-программы. Разумеется, с помощью сжатия цифровых каналов (MPEG-2) в одном радиоканале можно одновременно передавать до 8 и более ТВ-программ, что позволяет говорить чуть ли не о тысячах последних.

Кстати, что касается использования таких систем исключительно для ТВ-вещания, то давно осознан тот факт, что это нецелесообразно по техническим и экономическим причинам. Тем более, что появились системы наземного цифрового ТВ-вещания на базе стандарта DVB-T, работающие в дециметровом диапазоне и обеспечивающие гораздо большую зону обслуживания.

Возвращаясь к частотным ресурсам систем MWS, отметим, что приведенные характеристики присущи отдельно стоящей соте, потому что в условиях работающей сотовой сети приходится проводить хорошо известные операторам сотовой связи мероприятия по сетевому планированию с целью исключения использования одинаковых радиочастот в соседних сотах. Технология сетевого планирования довольно традиционна, и при использовании четырехсекторных сот количество транслируемых ТВ-программ уменьшится в 4 раза, что, впрочем, при внушительных радиочастотных ресурсах не столь критично.

Разумеется, задействование обратного канала при предоставлении интерактивных услуг внесет свои коррективы в процесс сетевого планирования, потому что согласно последним проектам соответствующего стандарта ETSI под обратный канал на каждом участке выделенной полосы 1 ГГц выделяется до 250 МГц. Причем в выделенном диапазоне (40,5—43,5 ГГц) могут работать максимум 4 оператора. Защитный интервал между прямым и обратным каналами должен составлять не менее 0,5 ГГц (прием и передача на базовой станции осуществляются на общую антенну, и сигналы необходимо эффективно отфильтровать), следовательно, рабочие радиочастотные полосы различных операторов могут чередоваться. Исторический опыт свидетельствует, что «чересполосица» нередко приводит к конфликтам (в частности, в крестьянских хозяйствах).

Повторное использование одного и того же частотного диапазона в каждой соте оказалось между тем весьма полезным, поскольку появилась возможность трансляции различных программ на относительно небольших территориях в зоне действия разных сот и предоставления интерактивных услуг (например, «видео по запросу»). С этой точки зрения мощность передатчика базовой станции не должна быть слишком большой.

Высокая рабочая частота радиоканала имеет свои плюсы и минусы. С одной стороны, массогабаритные показатели оборудования очень малы, с другой — невелик и радиус распространения сигналов у системы MWS (2—6 км) при максимальной излучаемой мощности, приходящей на один радиоканал, не более 0,25 мВт. Абонентская антенна имеет размеры всего лишь 15 х 15 см. Малая длина волны позволяет избавиться от влияния интерференции и многолучевого распространения волн. В частности, эксперименты, при системами несколько лет назад в Москве компанией «МТУ-Информ», подтвердили возможность эффективной работы на отраженном сигнале.

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

Потенциал систем MWS позволяет построенным на их базе широкополосным телекоммуникационным сетям предоставлять все существующие современные услуги связи в рамках единой беспроводной телекоммуникационной сети. Это уникальное в мировой практике преимущество в свое время привлекало внимание всех потенциальных участников рынка широкополосных услуг. При необходимости сеть BWA/MWS может выполняться в комбинированном виде, интегрируясь как с сетями КТВ, так и с другими сетями BWA/MWS. Кроме того, она может выступать в роли транспортной сети для сетей КТВ (телефонных сетей, сетей ПД и пр.) и других сетей BWA (в частности, сеть MWS способна 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. Рассматривались варианты использования сети MWS в качестве транспортного ядра для сетей сотовой связи 3G, где требуется установка огромного количества базовых станций.

Казалось бы, оперативный простор для телекоммуникационного оператора огромен. Оценивая перспективы сетей MWS, зарубежные специалисты высказывали мнения, что операторы широкополосных сетей, использующих оборудование типа MWS, могут поглотить значительную часть операторов различных узкополосных сетей, действующих в мегаполисах, включая операторов подвижной сотовой связи.

Однако в настоящее время на рынке пока нет массовых предложений оборудования для работы в диапазоне 40 ГГц. Вынужденная пауза в широком внедрении подобных систем обусловлена и необходимостью осознания потенциальными операторами реальных перспектив. Кризис телекоммуникационной отрасли, наблюдающийся в течение последнего года в ряде развитых стран мира, тоже отодвинул перспективы столь мощных систем связи, как MWS. В такие времена операторам хочется чего-нибудь «подешевле и попроще», потому пока упор сделан на более эффективное использование уже существующих линий связи, прежде всего телефонных (DSL) и телевизионных (кабельные модемы). Ведь многие уже «обожглись» на «уникальных» сетях 3G. Зато живы отдельные родственники MWS.

И если уже упоминавшиеся системы MVDS являются частным (однонаправленным) и, как успективным случаем систем MWS, то системы LMDS существуют и эксплуатируются.

LMDS

Когда системы LMDS и MVDS «занимались» исключительно ТВ-вещанием, разница между их названиями заключалась в основном в используемых диапазонах и происхождении (США и Европа соответственно). Первой реально работающей системой LMDS была сотовая телевизионная сеть компании Cellular Vision, развернутая 5 лет назад в Нью-Йорке (на Брайтон-Бич в Бруклине). Тогда в массовых испытаниях в качестве абонентов системы LMDS участвовали наши эмигранты. Указанный район в свое время не был охвачен сетями кабельного телевидения (что, кстати, для США редкость), поэтому новая ТВ-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).

Типичным представителем этого класса систем является система беспроводного широкополосного доступа компании Alcatel Evolium LMDS 7390 (она же Alcatel 9900). С ее помощью можно обеспечить широкополосную связь на «последней миле» для сотен абонентов с помощью одного единственного концентратора, который поддерживает двустороннюю связь до 400 абонентов, что дает возможность клиентам (банковским структурам, правительственным органам, государственным учреждениям и т. д.) объединять в единую сеть все свои звенья, находящиеся в зоне покрытия развернутой системы. Система LMDS работает в частотном диапазоне 24,25 до 29,5 ГГц, что позволяет строить эффективные городские сотовые системы WLL с радиусом сот до 5 км и скоростями передачи информации до 34 Мбит/с в секторе 90°. В ней используются технологии TDMA и ATM в сочетании с дуплексным разделением частот приема и передачи от 500 до 1480 МГц.

В следующий раз перейдем к менее широкополосным системам с меньшей зоной обслуживания, но более дешевым и более массовым соответственно.

Главная страница / Архитектура отрасли