Радиосвязь,_радиовещание,телевидение2

возможно объединение нескольких контроллеров, при этом может использоваться общая система управления. К каждому ВSС подключаются до 30 шестиканальных, 48 четырехканальных, 96 двухканальных базовых станций или любая их комбинация. К достоинствам системы следует отнести широкие возможности программирования контроллера, которые позволяют реализовать в системе«нестандартные» функции (так называемый режим «интерком», охранная сигнализация и т.д.).

Базовая станция обладает модульной структурой и обслуживает от 2 до 6 радиоканалов. В зависимости от абонентской нагрузки и допустимой вероятности потерь вызовов каждая базовая станция обеспечивает связь до 80 абонентов. Несколько базовых станций могут объединяться в многосекторную базовую станцию – с целью увеличения числа обслуживаемых абонентов и расширения зоны радиопокрытия.

Соединение контроллера с базовыми станциями осуществляется по медным линиям (по трем парам при диаметре жилы0,9 мм – на расстоянии до 11 км) без применения дополнительного каналообразующего или линейного оборудования. При необходимости соединение можно организовывать через радиорелейные линии, спутниковые системы и цифровые транспортные сети. Благодаря малому энергопотреблению базовых станций возможно их дистанционное питание на больших расстояниях.

Абонентский терминал RNT представляет собой радиоблок небольшого размера, спроектированный специально для легкого -на стенного монтажа в помещениях абонентов или в кабинах таксофонов. К нему присоединяется компактная направленная или штыревая антенна. В зависимости от типов антенн и усилителей допустимое удаление RNT от базовой станции составляет5–12 км в условиях прямой видимости. Интерфейс RNT с телефонным аппаратом аналогичен абонентскому интерфейсу телефонной станции. К RNT могут подключаться телефонные аппараты любых конструкций, автоответчики, факсимильные аппараты, модемы и т.п.

Без нагрузки RNT потребляет 450 мВт, что допускает длительное использование режима автономной работы, а также применение экономичных солнечных батарей. По заказу блокRNT комплектуется встроенной батареей резервного питания, достаточной для поддержания работы блока в течение 5 ч непрерывного разговора.

Система Tangara RD позволяет пользоваться мобильными радиотрубками, поддерживающими стандарт СТ2. Мобильные абоненты могут перемещаться в пределах одной базовой станции, а также (после перерегистрации) в зоне действия других базовых станций того же контроллера BSC. Использование в одной сети стационарных и мобильных терминалов резко расширяет возможности оператора по предоставлению абонентам дополнительных услуг.

552 Глава 19. Системы беспроводного абонентского доступа

Система централизованного сетевого управления обеспечивает контроль за всем оборудованием. С ее помощью выполняются дистанционное конфигурирование сети с центрального пункта, учет неисправностей, мониторинг ошибок в каналах связи, дистанционная загрузка программного обеспечения. Последнее особенно важно

всельской местности, где возможны частые перебои с энергообеспечением.

Оборудование рассчитано на эксплуатацию персоналом, не имеющим специальной подготовки по техническому обслуживанию радиосредств. Оно обеспечивает быстрое развертывание и расширение сети. Основываясь на опыте внедрения системы Tangara RD в разных странах мира, можно утверждать, что среднее время установки и пуска в эксплуатацию одной базовой станции (включая подъем мачты и укрепление антенны) составляет около 6 ч, а абонентского терминала – около 2 ч.

Остановимся на особенностях системыTangara RD, отличающих ее от аналогичных систем абонентского радиодоступа(табл. 19.1). Другие системы работают в более высоком диапазоне частот, чем Tangara RD. Поскольку распространение радиоволн ухудшается с повышением частоты, для достижения той же дальности требуется значительно более высокая выходная мощность. Так как чувствительность приемников всех систем приблизительно одинакова и ограничена уровнем шумов в радиоканале, выходная мощность становится одним из определяющих факторов, влияющих на дальность связи.

Всистемах с дуплексной связью на одной частоте(Time Division Duplex) дальность связи принципиально ограничивается отношением величины защитного интервала (паузы между пакетами) к длине самого информационного пакета. Системам, в которых используется меньшая длина пакета, легче поддерживать защитный интервал, достаточный для обеспечения максимально возможной дальности. Реализация в технологииDECT многостанционного доступа с временным разделением каналов (TDMA) в сочетании с одночастотным дуплексом привела к необходимости увеличения длины информационных пакетов до 10 мс на 12 каналов, что, в свою очередь, осложняет достижение даже 10 километровой дальности связи. В системе Tangara RD используются пакеты длительностью 2 мс на 1 ка-

нал; дальность – до 12 км. Для системы Multigain Wireless (Tadiran),

использующей метод доступаFH-TDMA, данная проблема менее значима.

Интересно сравнить чувствительность систем к параметрам - ра диоканала. Tangara RD имеет более узкую полосу рабочего канала (100 кГц), чем системы, основанные на технологии DECT (1,7 МГц).

Соответственно, она менее критична к неравномерности затухания

врабочей полосе частот.

в том числе в диапазоне 864,1…868,1 МГц, выделенном согласно приказу Министерства связи России №18 от 24.02.96 г. для систем стандарта СТ2. Поэтому регистрация оборудования радидоступа,работающего в данном диапазоне, проходит по упрощенной процедуре. Домашние и офисные радиотелефоны, применяемые в России, как правило, не используют этот диапазон.

Другим приказом (№ 128 от 13.11.96 г.) определены аналогичные условия и для использования систем на базе стандартаDECT. Однако в настоящее время многие крупные производители начали поставку домашних радиотелефонов стандартаDECT. Кроме того, активно продвигаются на рынок УАТС с беспроводными абонентскими окончаниями этого стандарта. Соответственно, отведенная под DECT полоса частот (1880–1990 МГц) может неконтролируемо использоваться различными системами. Возможны трудности с применением стандарта в качестве технологии абонентского радиодоступа местной сети.

Как видно из табл. 19.1, система Tangara RD использует спектр эффективнее, чем другие системы, при невысокой плотности абонентов. Однако при больших телефонных плотностях(свыше 1000 аб./км2) предпочтительнее системы на базе стандартаDECT и система Multigain Wireless. Их преимущество существенно в крупных городах европейского типа. Но в таких случаях лучше сравнивать эффективность решения беспроводного доступа и традиционного проводного решения. В условиях России плотность абонентов свыше 1000 аб./км2 сейчас представляется маловероятной. Благодаря уменьшению выходной мощности передатчиков системы Tangara RD можно организовать удаленное питание базовых станций по электрическому кабелю, что особенно важно для территорий с нестабильным энергоснабжением, а также при необходимости быстрого развертывания системы. Уменьшение выходной мощности абонентских терминалов позволяет увеличить время автономной работы и обеспечить без дополнительных затрат соответствие нормативам бесперебойной работы, принятым для сети общего пользования. Кроме того, малая мощность радиопередатчиков способствует внедрению таких систем, поскольку многие потенциальные пользователи не уверены в безвредности радиотелефонов большой мощности.

В системе Tangara RD, как и в других системах, указанных в табл. 19.1, используется динамическое распределение каналов, что упрощает проектирование и наладку аппаратуры.

Во всех системахWLL применяется АДИКМ-кодирование в речевом канале. Это позволяет передавать речь с качеством, аналогичным качеству речи в проводных сетях, а также передавать данные на скорости до 14,4 кбит/с. Использование метода TDMA в других систе-

мах дает возможность объединять тайм-слоты и передавать данные с более высокой скоростью. Tangara RD ориентирована в первую очередь на предоставление традиционных услуг телефонной связи. На рынке присутствует и существенно более эффективное специализированное оборудование, предназначенное для создания беспроводных сетей передачи данных.

На сегодняшний день Tangara RD особенно широко используется в странах, где кабельная сеть развита слабо или отсутствует вообще. Общее число абонентов в мире, подключенных с помощью системы Tangara RD, превысило 200 тыс. В России рассматриваются несколько десятков проектов внедрения системы Tangara RD.

19.2. Система «МиниКом-DECT»

Достоинства

Быстрая и эффективная раздача свободной телефонной емко-

сти. Благодаря системам радиодоступа «МиниКом-DECT» компании «Информтехника и Связь» операторы связи могут быстро решить проблему свободной телефонной емкости, раздавая ее в ранее недоступные или малозаселенные районы.

Меньшие затраты на монтаж и запускDECT-оборудования по сравнению с традиционным. Проведенные компаниями «Информтехника и Связь» и «Тулателеком» расчеты показали, что затраты на введение в строй системы«МиниКом-DECT» на 40 % меньше по сравнению с традиционными решениями.

Эффективное финансирование. Гибкая масштабируемость сис-

темы дает возможность начать эксплуатацию системы с минимального количества абонентов. По мере роста числа заказчиков операторы могут постепенно наращивать емкость и вкладывать столько средств, сколько необходимо на данный момент времени. Шаг наращивания системы – 50 абонентов.

Быстрое начало предоставления услуг связи клиентам. Срок монтажа и запуска системы«МиниКом-DECT» составляет от 3 до 5 дней в зависимости от местных условий. Это означает, что в кратчайшие сроки операторы связи начнут возвращать вложенные в оборудование средства.

Отсутствие затрат на обслуживание линейных сооружений.

Отсутствие кабеля позволяет сделать систему более устойчивой к климатическим колебаниям и геологическим особенностям. Кроме того, исключены механические повреждения при строительных и других земельных работах.

Простота получения частотных разрешений. Принятые в Рос-

сии законы исключают сложные процедуры получения частотных разрешений.

чается к опорной АТС по цифровому потоку 1Е(стандартные протоколы E-DSS1, 2ВСК (R1,5)), а/б-линиям, ТЧ-каналам.

Многообразие услуг. Система поддерживает высокую плотность трафика и предоставляет абонентам услуги передачи речи и данных, а также услуги ISDN-BA.

Увеличенная зона охвата. Испытанная дальность до7,5 км. Гарантированная (разрешенная) дальность до 5 км.

Для телефонизации удаленных районов и контроллер базовых станций, и сами базовые станции по цифровым транспортным сетям (радиорелейные, оптические, кабельные, xDSL-модемы) могут быть вынесены на неограниченное расстояние.

Высокое качество передачи речи. ADPCM-кодирование (32 кбит/с)

обеспечивает абонентам качество речи, как у проводного телефонного аппарата.

Оптимальное качество передачи. Благодаря распределению ка-

налов с помощью множественного доступа с временным/частотным разделением (TDMA/FDMA), базовая станция постоянно контролирует качество радиоканала и выбирает для соединения канал с меньшим уровнем помех.

Роуминг. Непрерывное отслеживание мобильных телефонов в мультисотовой системе.

Хендовер. Безразрывное переключение радиоканала при переходе между сотами во время разговора.

Надежная защита информации. Благодаря специальным алго-

ритмам кодирования предотвращается перехват речи и данных. Строгая система контроля. Процедуры аутентификации(опо-

знания) предотвращают несанкционированное использование средств связи.

Решение для любой задачи. Стандартный 19¢¢ корпус контроллера базовых станций может быть интегрирован в опорную АТС. При необходимости контроллер монтируется и в отдельную стойку.

Мощные возможности управления сетью. Программное обеспе-

чение позволяет из одного места оператора конфигурировать, производить мониторинг, управлять системой емкостью в несколько тысяч абонентов. При этом оператор имеет возможность получить информацию по каждой базовой станции в отдельности.

Дополнительная прибыль. Поскольку система «МиниКом-DECT» сочетает в себе возможности организации микросотовой связи и абонентского радиодоступа, оператор может предоставлять услуги связи на таких объектах, как оптовые рынки, крупные стройки, выставочные центры, различные склады и т.д.

Интеграция проводной и радиосвязи. Система «МиниКом-DECT»

позволяет одновременно поддерживать проводной и радиодоступ без применения дополнительных устройств.

Телефонные аппараты на любой вкус. Система «МиниКом-DECT»

поддерживает DECT-трубки и терминальные абонентские радиоблоки (ТАРБ) всех производителей, соответствующих профилю GAP.

Состав оборудования

В состав системы абонентского радиодоступа«МиниКом-DECT» входит:

-базовое оборудование: контроллер базовых станций (КБС), базовые станции (БС), антенны, рабочее место оператора (РМО);

-абонентское оборудование: мобильные радиотелефоны или терминальные абонентские радиоблоки (ТАРБ), состоящие из антенны и радиорозетки, к которой подключается аналоговый телефонный аппарат.

Контроллер базовых станций (КБС). Контроллер базовых стан-

ций предназначен для управления всей системой радиодоступа и выпускается в двух вариантах: в виде встраиваемой в АТС платы и в стандартном 19¢¢ корпусе. Встраиваемый вариант контроллера предназначен для работы с УПАТС«МиниКом DX-500». Через интерфейсы E-DSS1, 2ВСК (R1,5) 19¢¢корпус контроллера может быть подключен к АТС любого производителя.

Базовая станция (БС). Базовые станции предназначены для организации радиоканала, обеспечивающего доступ к абонентским радиоблокам. К контроллеру 12-канальные базовые станции подключаются четырехпроводным кабелем по цифровому потоку Е1. Удаление БС от контроллера при диаметре жил0,6 мм – до 1 км. Для выноса базовых станций на большие расстояния используются цифровые транспортные сети (радиорелейные, оптические, кабельные), xDSLмодемы. Стандарт DECT имеет 120 частотно-временных каналов. При работе в одной точке пространства одной БС для использования доступны все 120 каналов.

Рабочее место оператора(РМО). Рабочее место оператора предназначено для обеспечения работы оператора по конфигурированию, управлению и диагностике системы. Существует возможность удаленного управления КБС по модему или через Интернет.

Тарификация. Программное обеспечение позволяет сортировать и сохранять в базе данных все разговоры абонентов со следующей информацией:

-дата и время разговора;

-продолжительность разговора;

-входящий номер (необязательный параметр, зависит от АТС);

-исходящий номер.

и для тарификации абонентов.

Терминальный абонентский радиоблок(ТАРБ). ТАРБ предна-

значен для обеспечения радиодоступа пользователей к телефонной сети. Он дает возможность подключать телефонные аппараты различных типов и производителей с частотным и импульсным набором, а также факсы и модемы. Скорость передачи факсов и данных до 9,6 кбит/с. Радиорозетки производятся различными фирмами. Например, «Сименс», «Алкатель», «Эриксон» и др. Поэтому в своей системе можно использовать оборудование, которое максимально подходит по функциональным возможностям и стоимости.

Антенны. В системе«МиниКом-DECT» используется несколько типов антенн, что позволяет организуемым системам быть экономически эффективными в зависимости от конкретного проекта.

В системе «МиниКом-DECT» применяются как направленные антенны с усилением от 7 до 16 дБ с диаграммой направленности от 30 до 180°, так и антенны с круговой диаграммой. Используются антенны отечественного и зарубежного производства.

Варианты применения системы «МиниКом-DЕСТ»

Структура системы «МиниКом-DECT» на базе одноплатного контроллера. Если по роду своей деятельности большое число -со трудников организации должны часто покидать рабочие места и -пе ремещаться по территории предприятия, то следует использовать систему «МиниКом-DECT» на базе одноплатного контроллера. Например, крупные стройки, выставки, рынки и т.д., т.е. места, где требуется временная организация связи.

К контроллеру можно подключить до восьми базовых станций, которые обеспечат связью до 512 мобильных абонентов на всей территории предприятия. При этом сам контроллер выполняет роль офисной станции: с одной стороны, он по цифровому потоку Е1 обеспечивает выход на сеть общего пользования(ТФОП), с другой – предоставляет абонентам полный спектр услуг офисной АТС.

Терминальный абонентский радиоблок (ТАРБ) позволяет в любой точке предприятия, где есть питание 220 В, подключить обычный телефон, факс или через модем–компьютер.

Для работы на открытом воздухе, в изменяющихся погодных условиях, базовые станции устанавливают в специальный термошкаф, позволяющий эксплуатировать их в температурном режиме от–40° С до +50° С. Быстрое развертывание системы по офису или территории предприятия, экономия средств на прокладке кабеля для проводных телефонов и ремонте помещений – сильная сторона данной конфигурации.

Структура системы «МиниКом-DECT», интегрированной с УПАТС «МиниКом DX-50G». Система «МиниКом-DECT», интегриро-

ванная с учрежденческо-производственной АТС «МиниКом DX-500» – прекрасное техническое решение для улучшения управляемости и повышения эффективности крупных производств.

Контроллер, выполненный в виде платы, встраивается в станцию. Всего в стандартную комплектацию«МиниКом DX-500» может быть интегрировано до трех плат. В этом случае емкость системы может быть расширена до 36 базовых станций и соответственно до 512 проводных и 512 мобильных абонентов.

Структура системы «МиниКом-DECT» на базе УПАТС«Мини-

Ком DX-500-Switcher». Увеличить емкость системы позволяет специальная кассета, в которую может быть установлено до семи плат КБС. Объединение по двум цифровым потокам Е1 до четырех кассет дает возможность поддерживать работу до 200 базовых станций.

Опыт эксплуатации развернутых систем радиодоступа, когда в одном пространственном секторе работают несколько базовых станций, показал: обеспечение надежной синхронизации БС является важнейшим условием, от которого во многом зависит качественная работа всей системы. Разработчики «МиниКом-DECT» уделили этому вопросу повышенное внимание. Синхронизация осуществляется двумя способами. Базовая станция по специально выделенной паре может «брать» синхронизацию либо от контроллераDECT, либо от другой «ведущей» базовой станции.

19.3. Система MultiGain Wireless (MGW)

Система беспроводной связиMGW разработана израильской фирмой «Tadiran Telecommunications Ltd» (в дальнейшем Tadiran).

Она построена на основе перестройки частоты широкополосного спектра (spread spectrum frequency hopping) в стандарте CDMA (FHCDMA). Во всем мире фирма известна как производитель и экспортер систем связи, например, для Atlantic Telecom – оператора в Великобритании, где потребители с успехом осуществляют связь с телекоммуникационной сетью через MGW Local Loop – распределительную систему связи фиксированного доступа [1, 8].

Другим примером является развертывание сетиMGW в г. Лиме (Перу). Более 5000 абонентов в 1996 г. уже пользовались MGW в базовых станциях сотовой сети, обслуживающей большие городские районы г. Лимы. Завершены сертификационные испытания и началась коммерческая эксплуатация системы в США, Индии, Китае, Филиппинах, Чехии, Югославии.

Недавно Tadiran подписала соглашение на 5 лет с региональными компаниями России КОМИНКОМ(COMINCOM) и КОМБЕЛГА (COMBELLGA) о поставке систем MGW на сумму 10 млн. дол. Tadiran – одна из первых зарубежных компаний, получившая разреше-

ние Министерства связи России (сертификат соответствия МС РФ № ОС/1-СП-215 от 29.05.96 г.) на поставку и установку в регионе беспроводных распределительных сетей связи фиксированного доступа (Wireless Local Loop Network). В ноябре 1996 г. Российским техническим центром начата коммерческая эксплуатация системы MGW в г. Рязани, запущены системы в центре и на юге России.

Назначение системы. Система MGW предоставляет возможность передачи речи с международным уровнем качества и цифровой -ин формации через модем. Европейский институт стандартов связи (ETSI) определил типичные сценарии применения систем местного шлейфа (распределительных систем связи фиксированного доступа

(Wireless Local Loop – WLL):

-новостройки без существующей инфраструктуры медных проводов в городской или пригородной зонах;

-насыщенная инфраструктура медных проводов в условиях -го родской застройки; зона с местными ограничениями или«сложная» местность, где ограничено применение медных кабелей(прокладка линий через археологические раскопки и т.п.);

-временные установки, необходимые для удовлетворения требований максимального (пикового) использования, например на выставках, совещаниях, при стихийных бедствиях и т.д.;

-сельские районы, где длинные наземные или подземные медные кабели являются слишком дорогими или подвержены риску повреждения.

Система MGW обеспечивает наиболее приемлемое и оптимальное решение в названных выше ситуациях с возможностью быстрой установки и представляет экономичную альтернативу обычным структурам медных проводов, тем самым вписываясь в рекоменда-

ции ETSI.

Архитектура системы. Схема конфигурации MGW изображена на рис. 19.1. Аппаратура MGW состоит из трех основных групп оборудования:

-абонентские блоки FAU, FAM и IAU, которые размещаются в помещениях абонентов;

-блоки радиоохвата RPU и RRU, т.е. блоки радиопорта и блоки радиоретранслятора;

-станционные блоки интерфейса сети и блоки управленияRPCU

иAIU-120 (аналоговый интерфейс), которые обеспечивают соединение системы MGW с местной АТС.

Блок управления радиопортом (RPCU) соединен с местной АТС с помощью соединительной линии 1Ес пропускной способностью 2,048 Мбит/с (протоколы сигнализации: CAS, V5.1, V5.2). При полной нагрузке один RPCU поддерживает одновременно 120 телефонных

Рис. 19.1. Схема конфигурации системы MultiGain Wireless

вызовов; это означает, что более чем 1000 абонентов могут быть обслужены с 90 мЭрл на одного абонента и1 % требуемого уровня обслуживания (GOS).

Несколько блоков радиопорта (RPU), обеспечивающие радиоохват обслуживаемого района, могут быть подключены к одномуRPCU. Связь RPU и RPCU осуществляется с помощью стандартных интерфейсов цифровых абонентских линий (DSL) через пары медных кабелей, по которым проходит одновременно восемь телефонных вызовов и вся необходимая передача сигналов, так же как и энергопитание к RPU, что делает простой установку блока радиопорта.

Обслуживаемый район обычно делят на ячейки. Каждая ячейка покрывается одним или болееRPU, размещенным на нескольких фокальных точках внутри ячейки. Используя стандартные линии DSL, RPU можно установить на расстоянии в несколько километров от RPCU.

В помещениях абонента элементыMGW, размещаемые снаружи, завершают радиосвязь с RPU и обеспечивают стандартный проводной интерфейс с оборудованием клиента(например, стандартным телефоном, факсом, модемом или таксофоном).