Изучение технологий доступа для широкополосной электросвязи (стр. 17 )

Передача обслуживания в сквозном IP-сеансе связи это результат передачи обслуживания в радиосети от одной соты к другой с перемаршрутизацией IP-сеанса связи пользователя так, чтобы он был виден новой обслуживающей его соте. Одним из типов передачи, поддерживаемых радиоинтерфейсом HC-SDMA, является протокол "из пункта в пункт" (PPP), который передает IP‑данные между поставщиком IP-услуг и оконечным устройством пользователя, например, переносным компьютером. PPP (см. IETF RFC 1661, и др.) – это протокол тунеллирования, имеющий как преимущество малую избыточность – один-два байта на IP-пакет и почти повсеместную доступность на IP-устройствах, что объединяется с универсальным развертыванием оборудования для завершения вызовов PPP, их предоставления, биллинга, тарифицирования и т. п. в сетях поставщика услуг. Протокол PPP также позволяет вычленить в транспортной сети IP-сеансы, и, таким образом, допускает перекрытие адресных пространств, которое, как правило, используется в корпоративных VPN. Одним из типов передачи обслуживания, поддерживаемых радиоинтерфейсом в настоящее время, является облегченная простая IP-модель, используемая в стандарте 3GPP2 (смотрите 3GPP2 P. S0001-B, "Стандарт беспроводных IP-сетей") для микро-мобильности, дополняемая, при необходимости мобильным IP (смотрите IETF RFC 2002, и др.), например, при передаче через непохожую сеть доступа, такую как 802.11.

Схема передачи обслуживания, выполняемая перед разрывом соединения, в радиоинтерфейсе HC‑SDMA управляется терминалом пользователя (UT). Каждый UT контролирует радиовещательные каналы от окружающих его базовых станций (BS) и составляет рейтинг кандидатов на основании мощности сигнала и других факторов. UT может выполнять эти требования, а также записывать в кандидаты новую BS во время обмена TCH данными с обслуживающей его в данный момент BS. Передача обслуживания для данного пользователя выполняется перед разрывом соединения, и после успешной регистрации данные TCH перенаправляются на новую обслуживающую BS.

Технология адаптивных антенн (AA)

Центром стандарта HC-SDMA является технология адаптивных антенн (пространственная обработка), которая существенно повышает эффективность использования радиочастотного спектра и приводит к значительному улучшению пропускной способности, покрытия и качества обслуживания беспроводных сетей.

Технология AA создает эти значительные преимущества за счет управления помехами и улучшения качества сигнала. Типовая базовая станция использует одну антенну или пару антенн для связи со своими пользователями. Базовая станция, оборудованная технологией АА, использует небольшой набор простых антенн или "антенную решетку" со сложной обработкой сигнала для значительного уменьшения объема лишней энергии, излучаемой базовой станцией. В то же время обработка сигнала позволяет базовой станции слушать своих пользователей выборочно, уменьшая влияние помех, создаваемых другими пользователями в сети. Антенная решетка также обеспечивает усиление мощности сигнала, улучшая качество радиолинии при том же самом объеме суммарной энергии, излучаемой базовой станцией и терминалом пользователя. Улучшенное качество канала преобразуется в более высокие скорости передачи данных, расширенную зону покрытия и более продолжительный срок службы аккумуляторов в терминалах пользователя.

С применением технологии AA, каждая сота в сети может использовать одно и то же частотное назначение, благодаря устранению межсотовых помех. Действительно, технология AA позволяет системе даже многократно использовать частотное назначение в пределах данной соты, направляя энергию только в ту сторону, куда требуется.

Эффективность использования спектра радиоинтерфейса HC-SDMA

Эффективность использования спектра определяет способность беспроводной системы доставлять информацию, предоставляя услуги передачи данных в данном объеме радиочастотного спектра. В сотовых системах радиосвязи эффективность использования спектра измеряет в битах/секунда/Герц/сота (бит/с/Гц/сота). На эффективность использования спектра системой влияет множество факторов, включая, помимо прочего, форматы модуляции, избыточность радиоинтерфейса (информация в сигнале, не являющаяся данными пользователя), метод многостанционного доступа и модель использования. Все эти факторы влияют на величину бит/с/Гц данного блока. Появление измерения "битов на соту" может показаться неожиданным, но пропускная способность конкретной базовой станции соты в сотовой сети почти всегда существенно меньше, чем при ее работе в отдельной изолированной соте. Причина - собственные помехи, создаваемые сетью, что требует от оператора распределять частоты по блокам, которые разнесены в пространстве на одну или несколько сот. Это разнесение описывается коэффициентом повторного использования, у которого чем ниже значение, тем более эффективна система.

Эффективность использования спектра системы HC-SDMA представлена в расчетах ниже:

•        Каналы шириной 625 кГц;

•        Три временных слота в канале;

•        Скорость передачи данных пользователя в слоте 475 кбит/с;

•        Эффективное повторное использование частот 1/2.

Это приводит к получению следующего значения эффективности использования спектра:

       (3 слота × 475 кбит/с/слот) / 625 кГц / 0,5 переиспользование × 4,28 бит/с/сота.

Пропускная способность и экономика системы радиосвязи

Эффективность использования спектра системы HC-SDMA = 4 бит/с/сота означает, что радиосеть HC-SDMA может обслуживать данную базу абонентов подвижной связи, используя намного меньшее число станций и намного меньший объем спектра, чем требовалось бы другими технологиями и, следовательно, с существенно меньшими капитальными затратами и эксплуатационными расходами. Имея 10 МГц спектра, например, каждая базовая станция HC-SDMA будет обеспечивать пропускную способность доступа 40 Мбит/с. Улучшения, вносимые технологией АА в качество канала или силу сигнала, преобразуются примерно в удвоение диапазона покрытия (или учетверение площади) для системы HC-SDMA.

II.2.3.3.3        Архитектура сети iBurst

Общая архитектура сети доступа и транспортной сети

На Рисунке 11 изображена общая сеть доступа и транспортная сеть iBurst, позволяющая нескольким поставщикам услуг одновременно предоставлять собственные услуги своим соответствующим конечным пользователям. Отдельная бизнес-единица оператора доступа и транспортной сети может сама по себе быть одним из этих поставщиков услуг.

Рисунок 11 – Общая сеть доступа и транспортная сеть

Оператор доступа и транспорта объединят разнообразные технологии доступа "последней мили" и затем переключает сеанс связи конечного пользователя к поставщику соответствующей услуги. Ключевым элементом этой схемы является коммутатор пакетных услуг (PSS), который действует как точка сбора и как табло для маршрутизации сеансов связи пользователя. Решения относительно маршрутизации, как правило, делаются на базе структурированных имен пользователя, предоставляемых службой во время аутентификации PPP. Например, вход в сеть как "*****@***com" приведет к тому, что сеанс связи пользователя будет направлен на сайт AOL, и аутентификация будет запрошена для пользователя "joe", тогда как вход в сеть как "*****@***com" приведет к тому, что сеанс связи пользователя будет направлен на сайт компании, возможно путем доступа к корпоративной VPN, и аутентификация будет запрошена для пользователя "mary". Технология PSS широко используется в сетях связи крупных ПУИ и операторов.

Помимо объединения сеансов связи пользователей с различных систем передачи, PSS представляет эти сеансы связи для сети поставщика услуг единым образом, освобождая поставщика услуг от необходимости поддерживать различные базы контента и услуг для каждого класса доступа.

II.2.3.3.4        Стек протокола iBurst

Система iBurst позволяет установить сквозное соединение IP по протоколу PPP между поставщиками услуг и их потребителями, соответствующие доминирующей модели обслуживания проводных сетей доступа. Двигаясь слева направо по Рисунку 12, можно увидеть, что сеанс связи пользователя PPP передается с использованием различных сред передачи и протоколов.

Рисунок 12 – Элементы сети iBurst для данных пользователя и стек протокола

На Рисунке 12 также изображены сервера аутентификации, авторизации и расчетов (AAA) и соединения AAA между доменом доступа и транспорта и доменом услуг.

II.2.3.3.5        Услуги, предлагаемые сетью iBurst

Предлагаемые услуги подвижной связи

Возможность установления соединения при подвижной связи осуществляется при помощи карты доступа iBurst. Когда она соединена с подвижным устройством, например, переносным компьютером или PDA, она поддерживает соединение в процессе движения, пока устройство остается в зоне действия сети.

Предлагаемые услуги фиксированной связи/портала

Мост доступа iBurst обеспечивает возможность установления соединения, главным образом, в фиксированном режиме. Устройство похоже на традиционный модем. Оно включается в сеть электропитания, небольшие расширения беспроводных подключений и портов позволяют соединяться через Ethernet или USB. В дополнение к портативности оно дает преимущества фиксированного широкополосного соединения, позволяя отсоединиться от услуги, просто отключив питание и переместившись в новое местоположение для повторного соединения и запуска моста доступа iBurst. Мост доступа iBurst может соединяться к одному компьютеру для обеспечения доступа к локальной сети или к беспроводной сети для совместного доступа нескольких устройство дома или в офисе.

ArrayComm – это зарегистрированная торговая марка, а iBurst – это торговая марка компании ArrayComm, Inc.

I.2.4        Широкополосный доступ как возможное решение для интерактивного цифрового телевизионного вещания

Широкополосный радиодоступ для интерактивного цифрового телевизионного (ТВ) вещания имеет основные характеристики: