Изучение технологий доступа для широкополосной электросвязи (стр. 10 )

•        Еще одной важной функцией сети является то, что она обеспечивает возможности общего биллинга и обслуживания абонентов для упрощения ежедневной работы оператора WLL. На Рисунке 4 ниже показан способ, при помощи которого объединяются центры биллинга и обслуживания абонентов сетей WLL на базе CDMA2000.

Рисунок 4 – Объединенный центр биллинга и обслуживания абонентов системы WLL на базе CDMA2000

Архитектура системы

Типовая архитектура системы с сетью радиодоступа (RAN) и базовой сетью IP6 системы CDMA2000‑1X / CDMA2000-1X-EV-DO WLL имеет следующий вид:

Рисунок 5 – Типовая базовая IP-сеть систем WLL на базе CDMA2000

Система WLL на базе CDMA2000 использует подход распределенной архитектуры, состоящей из базовой станции (BS), контроллера базовой станции (BSC), агента домашней сети (HA) и аутентификации, авторизации и расчетов (AAA), а также других связанных с ними интерфейсов. Это та же самая архитектура, которая используется для предоставления услуг подвижной связи, таким образом, допуская интеграцию в существующую инфраструктуру приложений фиксированных служб. Такая стратегия интеграции защищает инвестиции поставщика услуг в инфраструктуру, конечных пользователей и услуги. Краткое описание элементов базовой сети приведено ниже:

•        Базовая приемо-передающая система (BTS) – это блок, который выполняет функции передачи через радиоинтерфейс.

•        Контроллер базовой станции (BSC) – это блок, который осуществляет контроль и управление одной или нескольких BTS.

•        Обслуживающий узел пакетных данных (PDSN) обеспечивает сети радиодоступа (RAN) доступ к базовой IP-сети.

•        Аутентификация, авторизация и расчеты (AAA) выполняет IP-функции аутентификации, авторизации и расчетов. Этот блок также поддерживает безопасность, связанную с одноранговыми блоками AAA.

•        Агент домашней сети (HA) выполняет две основные функции; он регистрирует данное место привязки пользователя, например, данный IP-адрес, который должен использоваться для передачи и приема IP-пакетов, и перенаправляет IP-пакеты из данной точки привязки пользователя.

•        Опорный регистр местоположения (HLR) сохраняет информацию об абоненте.

•        Сеть CDMA2000 RAN обеспечивает соединение с КТСОП через интерфейс Системы сигнализации № 7 (SS7).

Главным преимуществом для операторов, использующих CDMA2000 в качестве службы WLL, является возможность перевести свою сеть на полностью IP-сеть, что иногда называется системой последующих поколений после 3G, или сетями последующих поколений (СПП). Преимущества базовой IP-сети включают в себя:

•        Расширенные услуги передачи голоса и данных

–        VoIP,

–        Высокоскоростная передача данных,

–        Доступ в интернет.

•        Простота внедрения услуги

•        Стандартные протоколы и услуги,

•        Роуминг между технологиями и их взаимодействие.

Оператор может развивать свою существующую сеть за счет использования архитектуры мультимедийного домена (MMD)7. Этот переход является бесшовным и устойчивым с минимальным прерыванием существующих услуг. Типовой пример сети CDMA2000, использующей архитектуру MMD, показан ниже:

Рисунок 6 – Обзор архитектуры MMD

Функциональными блоками MMD являются:

•        расширение AAA – для HLR, которое включает в себя данные пользователя для IP‑мультимедийной подсистемы.

–        Доступ от Функции управления вызовом/сеансом связи (CSCF) использует протоколы IETF (DIAMETER).

•        Функции управления вызовом/сеансом связи (CSCF) – выполняет функции управления вызовом

–        Прокси CSCF

•        Прокси-сервер протокола инициации вызова (SIP) для подвижной связи, действующий в роли оборудования пользователя (UE) в рамках IMS;

•        Перенаправляет сообщения между мобильным и другими серверами SIP.

–        Обслуживающая CSCF

•        Регистратор SIP совместно с AAA (сервер местоположения)

•        Машина управления вызовом/сеансом связи для зарегистрированного конечного пункта;

•        Взаимодействие с платформами услуг для управления услугой, выполняет запуск        услуги.

–        Запрашивающая CSCF

•        Точка входа из других сетей;

•        Распределяет или определяет S-CSCF;

•        Может скрывать топологию сети.

I.2.3        Мобильные системы широкополосного беспроводного доступа

I.2.3.1                Матрица IMT-2000

Беспроводные решения третьего поколения (3G) – это относительно новое и инновационное решение широкополосного доступа, которое можно рассматривать как замену других технологий, таких как оптоволокно, цифровая абонентская линия (xDSL) или кабель. IMT-2000 "Международная подвижная электросвязь" – это термин, используемый МСЭ для набора глобально гармонизированных стандартов услуг и оборудования подвижной электросвязи третьего поколения (3G). IMT‑2000 представляется как платформа для распределения конвергированных фиксированных и подвижных приложений, голосовых услуг, услуг передачи данных и доступа в интернет, а также мультимедийных приложений. IMT-2000 может обеспечить более высокие "широкополосные" скорости передачи от 144 кбит/с, 500 кбит/с до 2 Мбит/с для подвижных, переносимых и фиксированных приложений соответственно. IMT-2000 включает в себя гибкий набор пяти наземных радио интерфейсов, который предлагает голосовые приложения большой емкости и повышенные скорости передачи данных. Цель IMT-2000 состоит в предоставлении беспроводной доставки приложений по различным средам передачи (подвижная, спутниковая и фиксированная), делая платформу удобной как с точки зрения оператора, так и сточки зрения абонента. Этот набор технологий предназначен для удовлетворения потребностей менее дерегулированного конкурентного рынка информационной эры, и ожидается, что он станет составной частью общего экономического роста как для развитых, так и для развивающихся стран.

Ключевыми функциями IMT-2000 являются8:

•        высокая степень общности разработок по всему миру;

•        совместимость услуг внутри IMT-2000 и с фиксированными сетями;

•        высокое качество;

•        небольшой терминал пригодный для всемирного использования;

•        возможность всемирного роуминга;

•        высокоскоростная передача данных;

•        возможность работы мультимедийных приложений с широким диапазоном услуг и терминалов.

IMT-2000 – это результат сотрудничества многих организаций как внутри МСЭ (МСЭ‑R и МСЭ‑T), так и за пределами МСЭ (3GPP, 3GPP2, IEEE и т. п.). IMT-2000 включает в себя технологии, которые упрощены МСЭ и названы IMT-DS, IMT-MC, IMT-TD, IMT-SC, IMT-FT и IMT-OFDMA TDD WMAN. Ниже, на Рисунке 7 показана диаграмма стандартных спецификаций шести стандартов радиоинтерфейсов IMT-2000.

Рисунок 7 – Стандарт наземных радиоинтерфейсов IMT-2000

Технологии IMT-2000, основанные на многостанционном доступе с кодовым разделением каналов (CDMA), используют технологию расширения спектра для разделения речевого сигнала на маленькие оцифрованные сегменты, и кодируют их для идентификации каждого вызова. Таким образом, большое число пользователей может совместно использовать одну и ту же полосу спектра и существенно повышается пропускная способность системы. Другими словами, CDMA позволяет поставщикам услуг беспроводной связи вместить большее количество цифровых сигналов в определенный отрезок радиосети.

Технология OFDMA стала широко принятым вариантом эволюции технологии подвижной связи в направлении 4G. Технологии IMT-2000, основанные на OFDMA, способны предоставить возможность и поддерживать новые функции, такие как новейшие технологии антенн для достижения максимального покрытия и максимального числа пользователей, обсуживаемых сетью. OFDMA допускает многолучевое распространение и помехи в условиях отсутствия прямой видимости (non-LOS) для достижения повсеместного широкополосного покрытия в широком диапазоне условий эксплуатации и моделей использования, включая полную подвижность.

Общие названия технологии IMT-2000 включают в себя CDMA2000, WCDMA и TD-SCDMA, спецификации которых определены во многих Рекомендациях МСЭ, наиболее известны из которых Рекомендация МСЭ‑R M.1457 и серия Рекомендаций МСЭ‑T Q.174x, которые соответственно описывают радиоинтерфейсы и базовые сети для IMT‑2000.

Коммерческие технологии IMT-2000 сегодня достигают максимальных скоростей передачи данных 2 Мбит/с, а будущие варианты технологии IMT-2000 будут достигать скорости передачи данных до 3,1 Мбит/с и выше. Высокие скорости передачи данных, получаемые в технологии IMT-2000, позволяют создать нескольких приложений, которые обеспечивают существенные преимущества для сельского населения. Примеры таких приложений включают в себя электронное здравоохранение, электронную коммерцию, электронное правительство, определение местоположения и помощь в экстренных ситуациях. Кроме того, технологии IMT-2000, развернутые в нижних полосах частот, обеспечивают большое покрытие, что выгодно в сельских областях.