Изучение технологий доступа для широкополосной электросвязи (стр. 18 )

•        Большая пропускная способность передачи данных: до 20 Мбит/с на канал шириной 5, 6, 7 или 8 МГц. (Стандарты ASTC, DVB, DMB-T, ISDB‑T соответствуют Рекомендации МСЭ‑R BT.1306).

•        Большая зона покрытия.

A        Интерактивное ТВ

•        Технологии широкополосного доступа очень важны для приложений интерактивного ТВ.

•        Обычно предполагается, что система интерактивного ТВ – это патентованный пакет, соединяющий поставщика услуг ТВ и зрителя при помощи двух каналов связи – радиовещательного и интерактивного. Наиболее показательная, обобщенная блок-схема системы интерактивного ТВ приведена в Европейских стандартах электросвязи (ETS 300 800 – ETS 300 802) ЕТСИ.

•        В системе интерактивного ТВ телевизионный сигнал смешивается в сетевом адаптере с данными поставщика интерактивных услуг и через средства доставки передается на интерактивный ТВ терминал конечного пользователя. В терминале контент, включая видео, звук и данные декодируется и отображается на экране обычного телевизора с дополнениями типа графического меню, поисковых полей и т. п.

•        Конечный пользователь может выбрать пункт меню при помощи панели дистанционного управления или вводя данные на беспроводной клавиатуре.

•        Терминал пользователя интерактивного ТВ (обычно называемый телевизионной приставкой или STB), который превращает обычный телевизор в интеллектуальный телевизор, занимает в этой платформе центральное место. Все известные STB обычно делятся на три категории STB вещательного ТВ, STB улучшенного ТВ и STB новейших услуг. STB последней категории напоминают настольные мультимедийные компьютеры. Их вычислительная мощность втрое выше и они, как правило, имеют жесткий диск для записи видеоинформации и данных.

•        Протоколы доставки в настоящее время разрабатываются ЕТСИ, проводятся испытания этих протоколов.

B        Базовые технологии широкополосного ТВ

Существует установленная классификация основных типов сетей радиодоступа:

•        Персональные беспроводные сети доступа WPAN используемые для беспроводного соединения устройств, входящих в комплект автоматизированного рабочего места. Примером такой технологии является Bluetooth.

•        Беспроводные локальные сети WLAN. Их основное назначение – обеспечивать доступ к информационным ресурсам внутри здания. Вторая их важная цель – организация коммерческих коллективных точек доступа (горячих точек) в общественных местах, например, гостиницах, аэропортах, кафе и организация временных сетей на период проведения таких мероприятий как семинары, выставки и т. п. Беспроводные локальные сети WLAN основаны на стандартах IEEE 802.11. такие сети известны также как Wi-Fi.

•        Распределенные сети беспроводного доступа и городские сети WMAN и WiMAX (IEEE 802.16).

•        MMDS (Микроволновая служба многоадресного распределения) это вариант широкополосного беспроводного доступа и передний край кабельных сетей.

B.1        Особая позиция WiMAX среди технологий беспроводного доступа

В отличие от других типов сетей, распределенные сети беспроводного доступа (которые по-другому называют BWA, WiMAX) – это сети городского масштаба WMAN (Беспроводная городская сеть доступа), регионального масштаба и операторского класса. Сети такого класса разработаны, главным образом, для других категорий пользователей и кардинально отличаются от, скажем, Wi-Fi в том, что касается решаемых с их помощью задач.

Технологии распределенных сетей, в отличие от WLAN, Wi-Fi, с самого начала используют метод доступа без столкновений, который позволяет предоставлять пользователям каналы передачи данных с фиксированной задержкой и минимальным фазовым дрожанием, что является обязательным требованием для создания сетей операторского класса.

Стандартизация оборудования

До настоящего времени оборудование для создания сетей WMAN работало по некоторым фирменным протоколам производителей оборудования, которые были не стандартизованы или несовместимы. Стандартизация производимого оборудования широкополосного беспроводного доступа была начата летом 2004 года с выходом окончательного варианта стандарта IEEE 802.16, и было сертифицировано оборудование различных производителей.

Стандарт IEEE 802.16

Стандарт IEEE 802.16 – это первый стандарт (группа стандартов), разработанный для распределенных беспроводных сетей (беспроводного доступа).

Этот стандарт разработан для создания беспроводных сетей масштаба города, предоставляющих абонентам все типы современных услуг, которые в настоящее время доступны в кабельных сетях. Это первый стандарт для беспроводных систем беспроводных MAN класса широкополосного беспроводного доступа.

Этот стандарт описывает базовые станции и абонентские устройства.

Сравнительная таблица группы стандартов 802.16

Стандарт	802.16	802.16а
Утвержден	Декабрь 2001 года	Январь 2003 года
Диапазон частот, ГГц	10-66	2-11
Условия работы	Прямая видимость	Возможная работа в отсутствие прямой видимости
Скорость передачи, Мбит/с	32-134	1,0-75
Модуляция	QAM, одна поднесущая	QAM, одна поднесущая, OFDM, 256 поднесущих, OFDM, 2 048 поднесущих
Радиус соты, км	2-5	4-6

Первоначальный вариант стандарта охватывал диапазон частот 10-66 ГГц и предусматривал работу в режиме с одной частотой (Single Carrier, SC – одна поднесущая). Конкретный режим распространения радиоволн в этой полосе ограничивал работу системы расстояниями прямой видимости.

В типичных городских условиях она позволяет соединить примерно половину абонентов. Для остальных 50% прямая видимость, как правило, отсутствует. Это вызвало необходимость разработки дополнения к стандарту 802.16, в котором предусматривалась полоса частот 2-11 ГГц и, в дополнение к режиму с одной частотой предусматривается использование ортогонального частотного мультиплексирования (OFDM) и многостанционного доступа на его основе (Многостанционный доступ с ортогональным частотным разделением, OFDMA).

В режиме OFDM становится возможной одновременная передача 256 поднесущих, позволяющая обеспечить одновременный прием прямых и отраженных сигналов или работать только с отраженными сигналами за пределами прямой видимости.

В 2004 году институт IEEE ратифицировал стандарт 802.16-2004, который заменил предыдущие версии 802.16, 802.16a и 802.16REVd.

Теперь открыта дорога для Консорциума WiMAX, который готовит спецификации, предназначенные для обеспечения совместимости оборудования различных производителей на основе окончательного стандарта 802.16-2004.

Таким образом, технология WiMAX – это технология операторского класса для предоставления населению высококачественных услуг мультимедийного широкополосного беспроводного доступа.

Именно его мультисервисная природа и, следовательно, широкополосность характеризует современные тенденции разработки беспроводного доступа.

В идеале, современный пользователь не должен ощущать никаких ограничений ни для какого типа услуг, доступных в настоящее время в кабельных сетях, таких как СЦИ или Ethernet. Предполагается, что самые новые системы, сертифицированные как WiMAX, позволят операторам сетей широкополосного доступа предоставлять пользователям такие услуги, как IP и E1, и заменить инфраструктуру доступа ADSL, а также выделенные линии, как таковые.

Интерактивное ТВ на основе технологии WiMAX.

Блок-диаграмма интерактивного ТВ на основе технологии WiMAX показана на Рисунке 13.

Рисунок 13 – Блок-диаграмма интерактивного ТВ на основе технологии WiMAX

Основные компоненты оборудования

1)        Оборудование базовой станции:

–        Внешний радиомодуль с разъемом N-типа для коммутации секторной антенны или нескольких антенн через делитель. Существует возможность использования нескольких радиомодулей с секторными антеннами, соответствующими числу секторов.

–        Внутренний модуль сетевой обработки с контроллером базовой станции, который управляет всеми компонентами оборудования базовой станции и абонентскими устройствами.

–        Оборудование DVB для формирования цветовых сигналов на входе оборудования WiMAX и шлюза DVB-Ethernet.

2)        Абонентское оборудование:

–        Внешний модуль приемопередатчика с встроенной антенной или внешний модуль приемопередатчика с разъемом N-типа для коммутации антенны для обеспечения максимального покрытия с индивидуальной антенной.

–        Внутренний модуль с функциями интерактивной ТВ приставки и необходимыми интерфейсами для соединения с телевизором абонента.

–        В простейшем случае при наличии прямой видимости от базовой станции можно использовать структуру с одним блоком с встроенной антенной.

B.2        Технология MMDS

•        Определение

В последние годы системы MMDS (Микроволновая служба многоадресного распределения) широко распространилась в качестве альтернативного варианта классических кабельных сетей, в которых распределительная сеть состоит из коаксиальных или оптических кабелей.

К настоящему времени в западном полушарии развернуты десятки систем MMDS, которые обеспечивают доступ к интернету, предоставляют услуги интерактивного ТВ и другие широкополосные услуги при помощи технологии беспроводного доступа. Несколько компаний в мире производят оборудование, которое позволяет обеспечить высокоскоростной доступ в интернет для любого удаленного абонента, находящегося в пределах зоны покрытия сети, который установит у себя приемопередающую антенну  MMDS.