Радиосвязь,_радиовещание,телевидение2

point-to-multipoint) предназначено для организации стационарных сетей связи и обеспечивает предоставление пользователям современных услуг связи, включая услуги ТФОП, ISDN (B + D, 2B + D, D) и услуги арендованной линии n ´ 64 кбит/с (n = 1, 2). Применение оборудования CDMAlink V2 эффективно как в городах и районах высокой деловой активности, так и в пригородных и сельских районах.

В состав системы CDMAlink V2 входят:

-центральная станция (CRDU);

-центральная радиостанция (RCS);

-терминальные абонентские радиоблоки (RNT);

-система технического обслуживания и эксплуатации (ACI). Структурная схема оборудованияCDMAlink V2 приведена на

рис. 19.6.

Основные технические характеристики системыCDMAlink V2 представлены в табл. 19.3.

Т а б л и ц а 19.3. Основные технические характеристики системы

CDMAlink V2

обеспечивает стык с АТС ТФОП по интерфейсуV5.1, стык с центральной радиостанцией (RCS) по внутреннему интерфейсу системы и управляет работой системы CDMAlink V2.

CRDU может быть подключена к опорной АТС непосредственно по линиям с интерфейсом V5.1, по двухпроводным физическим линиям с использованием мультиплексора СОТ или по линиям с интерфейсом V5.2 с использованием мультиплексора MUXII.

Центральная станция CRDU выполняет следующие основные функции:

-формирование до 64 цифровых потоков 2 Мбит/с в соответствии

сРекомендацией G.703 МСЭ-Т в направлении к цифровой АТС или к мультиплексорам СОТ и СМХII. Протокол сигнализации в потоке

-сбор информации управления сетьюACI, преобразование этой информации и передача ее на сервер системыACI по интерфейсу

RS-485.

Структурная схема центральной станции CRDUпредставлена на рис. 19.7. В состав аппаратуры CRDU входят:

-до 332 модулей CLEIM, предназначенных для организации связи

сопорной АТС по линиям с интерфейсом V5.1;

-до 4 модулей RCSIM, каждый из которых формирует цифровой поток 2 Мбит/с в направлении к RCS;

-интерфейсный модуль CQDIM, предназначенный для организации связи с системой обслуживания и эксплуатации ACI.

Каждый модуль CLEIM обеспечивает соединение с опорной АТС по двум линиям с интерфейсомV5.1. Если количество линий V5.1 не превышает 32 (960 телефонных абонентов), аппаратура CRDU может быть размещена в базовом блокеBase Shelf. При необходимости увеличения этого количества дополнительные модулиCLEIM (до 16 модулей) располагаются в блоке расширения Expansion Shelf. В этом случае в состав аппаратуры CRDU включаются модули BUSIM, обеспечивающие взаимодействие между аппаратурой основного блока и блока расширения.

Каждый модуль RCSIM обеспечивает прием от RCS и передачу к RCS цифровых потоков 2 Мбит/с ИКМ или АДИКМ. Цифровой поток 2 Мбит/с ИКМ содержит 32 канала 64 кбит/с, в то время как цифровой поток 2 Мбит/с АДИКМ содержит 64 канала со скоростью 32 кбит/с. В состав RCSIM входит транскодер, производящий перекодировку в АДИКМ 32 кбит/с информационных потоков отCLEIM по каналам, содержащим речевую информацию. Транскодер отключается при работе с каналами, содержащими данные, так как эти каналы передаются по радиоинтерфейсу прозрачно.

Аппаратура центральной станции CRDU, в зависимости от объема, располагается в одном или двух блоках с габаритными размерами 400 ´ 515 ´ 210 мм (высота ´ ширина ´ глубина). В стандартной стойке с габаритными размерами 2200 ´ 600 ´ 300 мм могут быть размещены две центральные станции CRDU.Аппаратура CRDU предназначена для работы внутри помещений.

Центральная радиостанция RCS. Центральная радиостанция

RCS предназначена для организации радиоинтерфейса с терминальными абонентскими радиоблоками RNT с использованием технологии

B-CDMA.

Кроме того, центральная радиостанция RCS выполняет следующие функции:

- организация до 4 интерфейсов 2 Мбит/с с CRDU;

- сбор информации для системы технического обслуживания и эксплуатации ACI и передачу ее в потоке 2 Мбит/с на CRDU.

Рис. 19.8. Структурная схема RCS

Центральная радиостанция RCS может быть соединена с CRDU по следующим типам интерфейсов:

-2 Мбит/с в соответствии с РекомендациейG.703 МСЭ-Т, код HDB-3 (для использования с кабельными и радиорелейными линиями связи с целью расширения зоны обслуживания);

-по двум физическим парам с использованием кода2B1Q со скоростью передачи информации по каждой паре1168 кбит/с, со структурой цикла передачи в соответствии со стандартом RTR/TM-03036;

-по оптоволоконному кабелю с использованием кодаCMI со скоростью передачи информации 8,704 Мбит/с.

Структурная схема центральной радиостанцииRCS представлена на рис. 19.8. В состав RCS входят:

-до 4 модулей мультиплексора MUX;

-до 2 модулей контроллера системы беспроводного доступа WAC, управляющего работой остальных компонентов RCS;

-до 16 модемных модулей MIU, производящих преобразование

информационных потоков от CRDU в видеосигналы в соответствии

стехнологией B–CDMA;

-до 4 модулей видеосумматоров и делителей VDC;

-до 2 радиочастотных модулей RFI, производящих перенос сформированных видеосигналов в диапазоне 3,4…3,6 ГГц;

-модуль радиочастотных усилителей RF HPA, LNA.

Каждый модуль MUX принимает цифровой поток2 Мбит/с от CRDU. Центральная станция может обеспечить прием до четырех потоков 2 Мбит/с, что повышает надежность работы системы за счет дублирования линий связи.

Контроллер WAC управляет работой компонентов RCS, обеспечивая процесс установления связи с терминальными абонентскими радиоблоками RNT по радиоинтерфейсу. Один из контроллеров является дублирующим и служит для повышения надежности системы.

Каждый модемный модуль MIU содержит 6 Е-модемов, обеспечивающих формирование и обработку сигналов CDMAс . Аппаратура RCS может содержать до 96 Е-модемов.

Модули VDC обеспечивают суммирование сигналов, сформированных MIU, и преобразование их в аналоговую форму.

Высокочастотные модули RFI и RF HPA, LNA обеспечивают формирование фазомодулированного сигнала в выходном диапазоне и его усиление до необходимого уровня в направлении к RNT, а также прием и демодуляцию сигналов, поступающих от RNT.

Центральная радиостанция RCS имеет два вида исполнения: для работы внутри помещений и для работы вне помещений. Аппаратура центральной радиостанции RCS, предназначенной для работы внутри помещений, располагается в двух стандартных стойках с габаритными размерами 2200 ´ 600 ´ 300 мм (высота x ширина x глубина). Габариты аппаратуры для работы вне помещений на сегодняшний день не определены. Она содержит батареи для обеспечения резервного питания.

Терминальный абонентский радиоблокRNT. Терминальные або-

нентские радиоблоки (RNT) предназначены для обеспечения радиодоступа к центральной радиостанции (RCS) и организации интерфейсов для подключения двухпроводных ОАТУ и цифровых интерфейсов ISDN.

КRNT могут быть подключены стандартные телефонные аппараты

симпульсным и тональным набором номера, оборудование, обеспечивающее работу с информациейISDN, факсовые аппараты, модемы, обеспечивающие скорость передачи данных до28,8 кбит/с, таксофоны, офисные АТС. К RNT может быть также подключен терминал пользователя LCT.

В системе CDMAlink V2 имеются два вида терминальных абонентских радиоблоков:

-POTS RNT, предназначенные для обслуживания одного ОАТУ, включая обслуживание соединения по арендованной линии;

-ISDN RNT, предназначенные для обслуживания одного соединения ISDN, включая соединение по арендованной цифровой линии.

POTS RNT производит преобразование речевых сообщений в АДИКМ 32 кбит/с и передачу по радиоинтерфейсу кRCS. При передаче данных факса или модема происходит динамическое переключение на ИКМ 64 кбит/с.

ISDN RNT обеспечивает передачу по радиоинтерфейсу комбина-

ции каналов (D, B + D, 2B + D).

Питание оборудования терминальных абонентских радиоблоков производится от сети переменного тока 220 В.

Терминальный абонентский радиоблок RNT конструктивно состоит из двух частей. Часть, предназначенная для установки внутри помещения, Indoor Unit, содержит преобразователь переменного напряжения внешней сети в постоянное, аккумулятор с зарядным устройст-

вом, преобразователь постоянного напряжения и разъем, позволяющий подключить ОАТУ или оборудование ISDN (RJ-11 для ОАТУ и RJ-45 для абонентских устройств, обеспечивающих прием информации ISDN). Батарейное резервирование позволяет сохранить работоспособность при отключении внешней сети в режиме ожидания до 7,5 ч и в режиме разговора до 0,5 ч.

Часть RNT, предназначенная для установки вне помещения, Outdoor Unit, включает в себя антенну, приемопередатчик, устройство обработки и блок питания. Основной частью устройства обработки является Е-модем. Тип RNT (POTS RNT или ISDN RNT) определяется типом устройства обработки и типом телефонного разъема.

Система технического обслуживания и эксплуатации(ACI).

Система технического обслуживания и эксплуатации (ACI) предназначена для выполнения функций контроля за работой систе CDMAlink V2 и ее обслуживания.

Мультиплексор СОТ. Мультиплексор СОТ предназначен для подключения оборудования CDMAlink V2 в абонентские комплекты АТС. Мультиплексор СОТ осуществляет объединение до30 аналоговых телефонных каналов в один цифровой поток 2 Мбит/с, а также обратное преобразование. Для подключения к АТС максимального числа телефонных абонентов (1920) системы CDMAlink V2 используется 64 мультиплексора СОТ.

Мультиплексор CMXII. Мультиплексор CMXII предназначен для подключения оборудования CDMAlink к АТС по интерфейсу V5.2. Для обеспечения максимального числа одновременных разговоров(240) системы CDMAlink V2 используется один мультиплексор CMXII.

Определение объема оборудования

При проектировании абонентской сети с использованием системы абонентского радиодоступа CDMAlink стоит задача определения количества центральных радиостанций(RCS), центральных станций (CRDU), а также станционных мультиплексоров СОТ или мультиплексоров CMXII или количества трактов G.703 (протокол взаимодействия V5.1) в зависимости от типа интерфейса системы с местной АТС.

В качестве примера определим необходимое оборудование для

следующих исходных данных:

---------------------------------------------------------------------------------------------

1.Количество абонентов: 2000.

2.Удельная нагрузка от одного абонента: 0,15 Эрл.

3.Случай равномерного распределения абонентов по территории обслуживания.

4.Качество обслуживания(GOS): 0,005.

5.Тип антенн: трехсекторные антенны.

6.Интерфейс с АТС.

---------------------------------------------------------------------------------------------

Рассмотрим три различных случая взаимодействия системы абонентского радиодоступа с местной АТС:

а) по трактам G.703 (протокол взаимодействия V5.1); б) по двухпроводному физическому интерфейсу;

в) по протоколу взаимодействия V5.2 с использованием мультиплексоров второго уровня CMXII (коэффициент мультиплексирования равен 4).

1.При заданной величине потерь (0,005) и удельной нагрузке (0,15 Эрл) один RCS может обслужить максимально 467 абонентов, для чего потребуется задействовать все 89 радиоканалов.

Нагрузка на RCS: 467 ´ 0,15 ´ 70,05 Эрл, тогда по таблицам полнодоступного включения (1-я формула Эрланга) число радиоканалов составляет 89.

Таким образом, для обслуживания 467 абонентов нужен 1 RCS, а для обслуживания всех 2000 потребуется 5 RCS.

2.Равномерно распределим 2000 абонентов между 5 центральными радиостанциями RCS:

На одну RCS приходится 400 абонентов, которые создают нагрузку

400 ´ 0,15 = 60 Эрл, тогда каждому RCS необходимо работать

с77 радиоканалами.

3.Рассчитаем необходимое число АДИКМ-трактов (60 x 32 кбит/с) между радиостанцией RCS и центральной станцией CRDU:

для обслуживания 77 каналов потребуется 2 ´ 2 Мбит/с тракта.

4. К центральной станцииCRDU максимально можно подключить 4 RCS, если связь между ними осуществляется по одному АДИКМтракту 2 Мбит/с, и 2 RCS – если по двум АДИКМ-трактам.

В нашем случае необходимо использовать 3 центральных станции CRDU для работы с 5 RCS (по двум АДИКМ-трактам с каждой).

5. а) при взаимодействии системы CDMAlink V2 с АТС по интерфейсу G.703 ИКМ-тракты включаются в специальные комплекты АТС. Для обслуживания 2000 абонентов потребуется 2000/30 = 67 трактов ИКМ.

б) для включения системы абонентского радиодоступа в АТС с помощью двухпроводного физического интерфейса необходимо использовать 30-канальные станционные мультиплексоры СОТ. Один станционный мультиплексор работает с 30 АК АТС, значит необходимо использовать 2000/30 = 67 СОТ.

в) при взаимодействии системы CDMAlink V2 с местной АТС по интерфейсу V5.2 нужно определить количество мультиплексоров второго уровня CMXII с заданным коэффициентом мультиплексирования.

Р е ш е н и е:

На вход мультиплексораCMXII с коэффициентом мультиплексирования, равным 4, подключаются 4 линии V5.2, чтобы получить 1 линию протокола V5.2 на выходе.

Между CRDU и CMXII 2000/30 = 67 ИКМ-трактов 2 Мбит/с (30 ´

´ 64 кбит/с), тогда для организации интерфейсаV5.2 потребуется 67/4 = 17 мультиплексоров CMXII с коэффициентом мультиплексирования, равным 4.

Контрольные вопросы

1.Система фиксированного абонентского радиодоступаTangara RD и ее основные характеристики.

2.Особенности системы Tangara RD, отличающие ее от аналогичных систем абонентского радиодоступа.

3.Система радиодоступа «МиниКом-DECT» и ее особенности.

4.Система беспроводной связи MGW фирмы Tadiran и ее основные характеристики.

5.Особенности управления системой и сетью в системеTadiran.

6.Особенности использования системы Tadiranв городской и сельской местности.

7.Система радиодоступа DRA-1900 и ее основные характеристики.

Список литературы

1.Мирошников Д.Г. Технология последней радиомили: Сравнительный анализ //

Вестник связи. – 1998. – № 10. – С. 6–9.

2.Мельников М. Микросотовая связь стандартаPHS – конкурент DECT или модная новинка // Технологии и средства связи. –1999. – № 1. – С. 60–64.

3.Денисьева О.М., Мирошников Д.Г. Средства связи для последней мили. – М.: ЭКО–Трендз, 1998. – 146 с.

4.Мирошников Д.Г. Современные решения беспроводного доступа // Электросвязь. – 1998. – № 4. – С. 16–21.

5.Мирошников Д.Г. Последняя радиомиля // Вестник связи. – 1998. – № 4. – С. 80–81.

6.Пекарев Д.С. Еще раз о «несерьезной» беспроводной связи // Технологии и средст-

ва связи. – 1999. – № 1. – С. 42–50.

7.Горштейн Л.В. Особенности применения в России стандартаDECT // Мобильные системы. – 1998. – № 3. – С. 5–11.

8.Андреев Г.А., Огарев С.А. Радиосистема беспроводной связи «Maltigain Wireless – MGW» // Зарубежная радиоэлектроника. – 1997. – № 12. – С. 49–55.

Глава 20. Математические методы и программные средства моделирования и анализа для решения задач проектирования и разработки сетей

Сети радиосвязи являются компонентами создаваемой всемирной телекоммуникационной сети связи, которые в настоящее время наиболее динамично развиваются. При проектировании и разработке различных телекоммуникационных и информационных систем, какими являются сети радиосвязи, актуальной является задача их оптимизации. Ее актуальность постоянно растет из-за стремительного развития систем радиосвязи, использования ими новых методов передачи информации, охватывания ими большего числа абонентов и территорий, их использования для предоставления новых информационных услуг. Задача оптимизации функционирования таких систем является многокритериальной, плохо формализованной и очень сложной из-за ее большой размерности. Спектр задач проектирования, разработки и эксплуатации телекоммуникационных систем чрезвычайно широк [1, 2]. Он охватывает задачи топологического проектирования сетей, анализа их алгоритмов функционирования, а также оценивания их различных вероятностно-временных характеристик. Каждая из вышеперечисленных задач проектирования решается в соответствующем классе математических моделей.

Для решения задач оптимизации этих систем широко и успешно применяются различные методы математического моделирования

ианализа таких систем. В настоящее время методы моделирования

ианализа телекоммуникационных сетей развиваются в трех следующих направлениях: аналитическое моделирование, имитационное моделирование и гибридное моделирование. Каждое из этих направлений имеет свои достоинства и недостатки. Но все они имеют один общий недостаток. В настоящее время ни в одном направлении не удается создать абсолютно адекватную, универсальную и достаточно эффективную математическую модель реальной телекоммуникационной системы.

Под аналитическим моделированием понимается описание ис-

следуемых процессов функционирования телекоммуникационных систем в некотором классе математических моделей, например граф

– для исследования и оптимизации топологии[3, 4], сеть Петри – для верификации и анализа распределенных алгоритмов функциониро-