Мультисервисные сети2

Интерактивный класс. Данный класс используется для обеспечения качества услуг, когда конечный пользователь (машина или человек) в режиме диалога получает запрашиваемые данные от удаленного источника. Интерактивный трафик является тем видом трафика, который создается в классических сетях передачи данных и в котором обязательно присутствует копия подтверждения (ответа) конечного пользователя о принятой информации. Качество услуг в таких системах определяет суммарная величина задержки информации, учитывающая задержку информации в оба конца. Другой характеристикой, определяющей QoS , будет уровень ошибок на бит в канале. Основные требования к характеристикам передачи данных для услуг интерактивного класса, обеспечивающие заданное QoS, приведены в табл. 11.4.

Фоновый класс. Примером применения фонового класса для передачи данных является передача электронной почты (e-mail), SMS-сообщений, получение информации из баз данных по которым не требуется мгновенное выполнение каких-либо действий пользователя принявшего сообщение. Характерной чертой этого трафика в сети является то, что поступление переданных данных не ожидается в строго определенный момент. Поэтому фоновый класс является наименее чувствительным к временной задержке передаваемой информации.

Системный подход к управлению различными ресурсами в сетях UMTS базирующийся на модели OSI позволил реализовать в сети эффективную систему контроля и поддерживания качества предоставления услуг нового поколения на основе программно-аппаратных средств сети (администраторов и программируемых функций).

2.Дайте краткую характеристику стандартов ISO 9000 версии 2000 г.

3.Какие функции управления качеством услуг выполняются в плоскости управления сети?

4.Какие функции управления качеством услуг выполняются в плоскости контроля?

5.Какие функции управления QoS выполняются в плоскости пользователя?

6.Какие классы QoS предусмотрены в UMTS?

Список литературы

1.Тихвинский В.О. Володина Е.Е. Управление качеством услуг подвижной связи третьего поколения // Мобильные системы, 2003. – № 5. – С. 24-29.

2.ISO 9000:2000 – «Система менеджмента качества. Основные принципы и словарь»

3.ISO 9001:2000 – «Система менеджмента качества. Основные требования»

4.ISO 9004:2000 – «Система менеджмента качества. Руководящие указания по улучшению качества»

5.ISO 9011:2000 – «Руководящие указания по проверке системы менеджмента качества и охраны окружающей среды»

6.ETSI TS 123 107: Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); Quality of Service (QoS) concept and architecture (3GPP TS 23.107 version 5.4.0 Release 5) 42 pages

7.ETSI TS 129 208: Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); End to end Quality of Service (QoS) signaling flows (3GPP TS 29.208 version 5.1.0 Release 5) 30 pages

8.ETSI TS 123 107: Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); Quality of Service (QoS) concept and architecture (3GPP TS 23.107 version 5.4.0 Release 5)

9.ETSI TS 129 208: Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); End to end Quality of Service (QoS) signaling flows(3GPP TS 29.208 version 5.1.0 Release 5)

10.ITU-T H.324 Terminal for Low Bitrate Multimedia Communication, 1998.

11.ITU-T H.323 Pocket Based Multimedia Communication, 1998.

Глава 12. Оборудование для мобильных сетей связи с кодовым разделением каналов поколения 3G от корпорации ZTE

12.1. Множественный доступ с кодовым разделением каналов

Несмотря на то, что кодовые методы разделения каналов были известны давно, первая в мире цифровая система подвижной связи с кодовым разделением каналов, разработанная фирмой Qualcomm (США), вступила в эксплуатацию только в 1995 г.

Особенностью систем с кодовым разделением каналов CDMA (Code Division Multiple Access) является использование так называемых широкополосных сигналов (ШПС). Их еще называют сигналами с большой базой, или шумоподобными сигналами.

Напомним, что база сигнала определяется как произведение ширины спектра, занимаемого сигналом FC , на его длительность 0 :

FC 0.

времени, а для того чтобы на приеме их можно было разделить, они должны быть ортогональными, т.е.

чить качественный прием в условиях действия в канале сосредоточенных во времени помех.

В разработанной фирмой Qualcomm системе с кодовым разделением каналов используется так называемый метод прямого расширения спектра частот, позволяющий получить FC* FC . Сущность прямого расширения спектра частот заключается в умножении несущей на псевдослучайную последовательность (ПСП) с периодом повторения T 0 , включающую N бит последовательности длительно-

Рис. 12.4. Обобщенная схема сети подвижной радиосвязи CDMA

Другим фактором, способствующим снижению взаимных помех в системе CDMA и, следовательно, увеличению ее емкости, является применение, аналогично GSM, системы прерывистой передачи речи на основе использования детектора активности речи. Последний фиксирует интервалы активности речи, вызывая команду на прекращение излучения сигнала подвижной станции в пассивные интервалы – интервалы, соответствующие паузам и прослушиванию разговора противоположной стороны, на которые приходится 65% сеанса связи.

Ожидается, что сети сотовой связи, использующие метод CDMA, обеспечат вдвое большую пропускную способность по сравнению с традиционными цифровыми сотовыми сетями.

Кроме того, метод CDMA на основе применения шумоподобных сигналов должен сыграть важнейшую роль в создании широкополос-

ных служб персональной связи (Personal Communication Services – PCS), в которых многие видят достойного конкурента существующим сотовым сетям подвижной радиосвязи и стационарным телефонным сетям. Обобщенная структурная схема сети сотовой подвижной радиосвязи CDMA приведена на рис. 12.4. Основные элементы BTS, BSC, MSC, OMC аналогичны используемым в сотовых сетях с частотным и временным разделением каналов (NMT-450, GSM-900 и др.). На рис. 12.4 DB (Data Base) – база данных об абонентах и оборудовании. Основное отличие заключается в том, что в состав сети CDMA включены устройства оценки качества и выбора кадров (Selector Unit – SU). Кроме того, для реализации процедуры мягкого переключения между базовыми станциями, управляемыми разными контроллерами (BSC), вводятся линии передачи между SU и BSC.

Развитие стандарта IS-95. Наиболее существенным дополнением, предусмотренным в стандарте IS-95B, является увеличение верхней границы скорости передачи данных. Благодаря возможности объединения до восьми каналов трафика CDMA скорость передачи данных может достигать значений 115 кбит/с (8 x 14,4 кбит/с), причем производители оборудования смогут постепенно наращивать число объединяемых каналов, поддерживаемое инфраструктурным оборудованием.

Так, компания Qualcomm на начальном этапе предполагает использовать два или четыре объединенных канала в прямом направлении (от БС к АС), что обеспечит скорость 28,8 или 57,6 кбит/с соответственно, и один канал в обратном направлении. Данный набор отражает асимметричную природу трафика, характерную для таких приложений, как электронная почта и доступ к сети Интернет.

Последующая версия стандарта (IS-95C) направлена на повышение частотной эффективности и емкости системы CDMA. Для этого используемый набор из 64 кодов Уолша будет дополнен группой из 64 кодов, передаваемых по квадратурному каналу. Несмотря на изменения, система сохранит обратную совместимость со стандартами IS-95А и В и будет занимать прежнюю полосу частот, равную 1,25 МГц. Ожидаемое повышение эффективности использования спектра составит от 1,5 до 2 раз по сравнению с предыдущими стандартами. Изменения также будут направлены на сокращение энергии, потребляемой портативными терминалами, что позволит увеличить время работы такой абонентской станции в режиме ожидания до 200 ч. В результате стандарт IS-95C будет удовлетворять значительной части требований, сформулированных МСЭ для систем третьего поколения.

Помимо этого разрабатывается модификация стандарта IS-95- HDR, которая призвана расширить возможности стандарта по высокоскоростной передаче данных. Эта версия даст возможность организовать канал передачи данных со скоростью свыше 1 Мбит/с в прямом канале (от БС к АС) при значительно более низкой скорости в обратном канале. Возможности, которые предоставит IS-95-HDR, в первую очередь ориентированы на асимметричный трафик приложений Интернет. Совместное использование IS-95C и IS-95-HDR может значительно повысить привлекательность систем абонентского радиодоступа CDMA благодаря высокой емкости и поддержке высокоскоростной передачи данных, необходимой для будущих приложений.

Развитие технологии CDMA происходит в рамках ССПС третьего поколения. Работа над стандартами для семейства сетей IMT-2000 координируется МСЭ. Расширение занимаемой полосы частот, использование более совершенных принципов построения радиоинтер-

фейса, соответствие единым минимальным требованиям, выработанным МСЭ, позволит добиться в ССПС третьего поколения таких преимуществ, как глобальный роуминг, повышенная емкость, улучшенное качество передачи речи и высокоскоростная передача данных для поддержки мультимедиа трафика. Качественное изменение принципов построения радиоинтерфейса откроет путь для дальнейшего прогресса в области технологий CDMA и станет основой для создания перспективных приложений.

Внедрение систем IMT-2000 положит начало периоду совместного существования ССПС второго и третьего поколений. В течение этого периода будут постепенно вытесняться системы предыдущего поколения, в первую очередь за пределы территорий с наивысшей плотностью абонентов, т.е. за пределы мегаполисов. Переходный период может растянуться на годы, в течение которых будет происходить дальнейшее развитие систем CDMA второго поколения.

12.2. Оборудование CDMA от компании ZTE

ZTE одной из первых компаний мира приступила к НИР/НИОКР по CDMA и явилась первой среди местных китайских компаний выпускающих телекоммуникационное оборудование, начавшей исследования в области создания систем с кодовым разделением каналов.

К настоящему времени компанией ZTE разработана полная серия продукции для сетей CDMA, включая коммутационное оборудование, оборудование базовых станций и оборудование доступа; созданы системы передачи коротких сообщений, системы управления сетями и терминалы для работы в частотных диапазонах 450 МГц, 800 МГц, 1900 МГц и 2100 МГц.

На рис. 12.5 представлены этапы разработки компанией ZTE оборудования CDMA.

Отметим, что:

–IS-95A и IS-95B предназначенны в основном для поддержки услуг речи, относящиеся ко второму поколению.

–CDMA 1X поддерживает как услуги передачи речи, так и услуги передачи данных. Максимальная скорость передачи данных может достигать 153 кбит/с. Стандарт относится к 3 поколению.

–cdma2000 1XEV-DO является усовершенствованной версией cdma2000 1X этапа 1, поддерживает услуги передачи данных с максимальной скоростью передачи до 2,4 Мбит/с.

–cdma2000 1XEV-DV является усовершенствованной версией cdma2000 1X этапа 2, поддерживает услуги передачи речи и данных с максимальной скоростью передачи данных до 4 Мбит/с и более.

На рис 12.5 представлены этапы разработки, корпорацией ZTE оборудования CDMA по годам.

Рис. 12.5. Этапы разработки CDMA

Анализ рынка CDMA. В настоящее время в мире существует свыше десяти поставщиков систем CDMA и более сорока производителей мобильных телефонов. Компания ZTE уже успешно разработала системы CDMA-IS95 и cdma2000 и ввела их в коммерческую эксплуатацию.

Учитывая тенденции развития CDMA в мире, можно сказать, что переход от технологии CDMA к системе мобильной связи 3G значительно ускорится. В настоящее время в 44 странах мира развернуто более 120 сетей CDMA, 41% из которых находится в азиатскотихоокеанском регионе, 38% – в Северной Америке, 19% – в Латинской Америке и 2% – в других регионах. Согласно оценке, общее число пользователей CDMA в 2006 г. достигнет 280 миллионов, 80% из которых будут являться пользователями сетей мобильной связи cdma2000. Ежемесячный объем мобильной передачи данных каждого пользователя превысит 200 Мбайт, что соответствует уровню передачи данных в существующем проводном Интернете. В таких странах,