В рубрику "Подвижная связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Андрей Сафронов, специалист подразделения систем связи Samsung Electronics
Компания Samsung Electronics Co., Ltd. представляет новую собственную разработку подразделения систем связи - систему широкополосного беспроводного доступа WiBro (Mobile WiMAX). В основе данного решения - беспроводной широкополосный доступ в Интернет, передача голоса, данных и мультимедийной информации с высокой канальной скоростью в движении и набор современных сервисов в сетях следующего поколения для мобильных абонентов.
Еще раз о WiMAX
WiMAX (Wireless Interoperability of Microwave Access) - это технология, базирующаяся на семействе стандартов IEEE 802.16, которая обеспечивает беспроводной широкополосный доступ и высокую скорость передачи данных вне зоны прямой видимости между антеннами базовых и абонентских станций. Следуя расшифровке аббревиатуры WiMAX, все продукты для беспроводной широкополосной связи стандарта IEEE 802.16, а также ETSI HyperMAN должны выполнять определенные условия. Во-первых, соответствовать требованиям данных стандартов, а во-вторых, проходить тестирование на предмет совместимости систем разных производителей между собой и возможности работать в составе одной беспроводной сети -с последующей сертификацией международной организацией. Такой организацией является ассоциация WiMAX Forum, которая поддерживает и продвигает стандарт IEEE 802.16, способствует созданию единых технических спецификаций для совместимости оборудования WiMAX разных производителей и предоставления услуг беспроводной широкополосной связи в массовом масштабе. Количество участников WiMAX Forum стремительно растет и в настоящий момент насчитывает более 200 телекоммуникационных компаний по всему миру.
Что такое Samsung WiBro?
WiBro - это достаточно новая технология, разработанная в Южной Корее. По своей сути WiBro является мобильной версией стандарта беспроводной широкополосной связи по технологии WiMAX (Mobile WiMAX) и базируется на стандарте IEEE 802.16e. В конце 2005 года официально принята окончательная версия стандарта IEEE 802.16e-2005 (Mobile WiMAX) организацией по стандартизации и выбрана в качестве международного стандарта. Аналогично сотовым сетям WiBro сеть охватывает подвижных абонентов и предоставляет широкополосную среду для возможности пользоваться современными услугами передачи данных (VoIP, видеоконференции, Push-to-All (PTT, PTV, PTD), on-line-игры, LBS, IP-TV и др.) с высокими скоростями в движении.
Шаг к сетям следующего поколения
Система Samsung WiBro основана на технологии Mobile WiMAX; ее параметры и принцип построения соответствуют требованиям к системам мобильного широкополосного беспроводного доступа, предусмотренным в стандарте IEEE 802.16e. На физическом уровне (PHY) система использует гибридную технологию многостанционного доступа OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) и временной дуплекс TDD (Time Division Duplex) при передаче, а также эффективные методы низкоскоростных типов модуляции и кодирования информации. На уровне управления доступом к среде (MAC) используется длина кадра 5 мс, обеспечивается разделение сервисов на классы согласно приоритетам и реализуется качество передачи и обслуживания (QoS). В таблице показаны основные характеристики системы Samsung Mobile WiMAX. Наряду с новыми технологиями для антенных систем (MIMO/AAS) система Samsung WiBro позиционируется как решение, обеспечивающее переход к сетям и системам следующего поколения 4G. Особенности и преимущества Samsung WiBro следующие. Полностью интегрированное и законченное решение для построения инфраструктуры связи, включающее оборудование доступа к сети (Access Network), абонентские терминалы (CPE), интеллектуальную сервисную платформу IMS вместе с серверами приложений. Возможность конфигурирования пропускной способности при соответствующем выборе ширины полосы канала (5; 10; 20; 4,375; 8,75; 17,5 МГц). Применение адаптивного вида модуляции и кодирования (AMC), высокая пропускная способность в Uplink/Downlink (на сектор в пиковом режиме). Управление скоростью в каналах в зависимости от типа услуг и уровня качества сервиса. Контроль соотношения потоков данных в каналах Uplink/Downlink для случая асимметричного трафика. Высокое быстродействие системы, оперативное установление соединения, простая процедура сигнализации при соединении, способ организации дуплексной связи - временной дуплекс (TDD). Высокая скорость доступа и управление мощностью абонентского терминала. Снижение влияния многолучевой интерференции при приеме сигналов, эффективные методы обработки отраженных сигналов, применение быстрого пре-образования Фурье с выбором количества поднесущих (2048, 1024, 512, 128), отличные характеристики связи (скорость и дальность) в условиях отсутствия прямой видимости, полное покрытие без "теневых" зон. Организация высокоскоростного "хэндовера", минимальное время переключения (и, как следствие, высокое быстродействие), снижение потерь при приеме/передаче. Коэффициент повторного использования частот k=1, при этом более эффективно используется частотный спектр, высокое отношение сигнал/шум (SNR). Метод разнесенного приема сигналов от разных абонентских станций несколькими секторами базовой станции, использование подканалов в направлении Uplink, что позволяет улучшить характеристики передачи в канале, особенно при осуществлении "хэндовера" между секторами. Поддержка нескольких режимов работы абонентских устройств, что позволяет упростить управление, снизить энергопотребление и использовать ресурсы сети более эффективно. Несложная двухзвенная архитектура ядра сети (в отличие от более сложной структуры построения мобильных сетей 3G), применение современных адаптивных многоканальных антенных систем.
Архитектура, состав и функции
Общая архитектура системы Samsung Mobile WiMAX состоит из следующих основных элементов:
Решение Samsung Mobile WiMAX может служить для организации беспроводного доступа к сети Интернет конечных абонентов (в том числе для решения "последней мили"), а также позволяет операторам предоставлять услуги высокоскоростной передачи данных, голоса и видео для своих абонентов и предлагать им набор новых современных услуг. Основой для развертывания WiBro является опорная транспортная IP-сеть, построенная по одной из существующих технологий. В системе используется несколько типов физических интерфейсов.
Между абонентскими станциями и базовыми RAS реализуется радиоинтерфейс в соответствии с 802.16e, остальные элементы сети взаимодействуют на физическом уровне посредством технологий Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Решение Samsung Mobile WiMAX в сущности основано на IP-протоколе. Базовые станции RAS обеспечивают беспроводной интерфейс: передачу и прием сигналов от абонентских терминалов и в обратном направлении. При этом используется технология множественного доступа OFDMA с 1024 поднесущи-ми в каждом канале и схема дуплексной передачи TDD. Система работает с двумя типами станций - стандартной (standard RAS) и мини (mini RAS). Оба варианта выполнены в виде блочно-модульной структуры с набором съемных кассет и предназначены для внутренней и внешней установки (Indoor/ Outdoor). Такое построение позволяет просто менять конфигурацию станции (расширение по числу секторов и каналов). Также возможно управлять некоторыми ресурсами станций программным путем. Стандартная RAS при полной загрузке использует в качестве несущих 3 канала на каждый из 3 секторов. Среди особенностей базовых станций - выбор и назначение полосы канала в рабочем диапазоне, разнесенный многоканальный прием (2 или 4 подканала) и возможность присоединения адаптивных антенных систем. RAS в системе обеспечивает: обработку вызовов и удаленный доступ абонентов; управление частотным ресурсом; контроль перегрузки в сети; выполнение диагностики неисправностей; тестирование и защиту системы; измерение параметров сигналов; функцию мониторинга среды. 
Применяемые базовые станции для системы мобильного широкополосного беспроводного доступа Samsung WiBro (Mobile WiMAX) показаны на рис. 1 и 2. ACR структурно располагается на пути между RAS и опорной внешней IP-сетью, куда направляются пакеты данных, и предназначен для выполнения процесса обработки полезных (информационных) и контрольных сигналов. Работая как элемент на границе с транспортной сетью, ACR обеспечивает идентификацию, авторизацию, а также формирование и отправку биллинговой информации об абонентах сети, использует протокол управления SNMP, протоколы маршрутизации OSPF и BGP и протоколы стека IPv4/IPv6. На физическом уровне все интерфейсы ACR c элементами внутренней и внешней сетей реализуются c помощью высокоскоростных технологий Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. 
ACR (см. рис. 3) выполняет следующие функции подуровня MAC: классификация пакетов; управление потоками данных при сеансах связи; контроль выполнения QoS; управление режимом "хэндовера"; контроль рабочего состояния элементов сети; автоматическая обработка запросов на повторную передачу; контроль каналов
ACR-RAS; управление безопасностью. Система управления WSM состоит из сервера управления и обслуживания, центра управления сетью с набором высокопроизводительных ПК со специальным программным обеспечением и средств отображения (мониторов). Интерфейсы между элементами системы WSM реализованы на базе протоколов SNMP, FTP, HTTP, RMI. В качестве абонентских терминалов Samsung, в первую очередь, предлагает КПК, смартфоны и встраиваемые в портативные компьютеры PCMCIA-карты с поддержкой WiBro. Линейка подобных оконечных клиентских устройств будет расширяться компанией в ближайшем будущем. На рис. 4 представлен один из доступных на сегодняшний день мобильных терминалов Samsung – смартфон с поддержкой 802.16e.
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #1, 2006
Посещений: 12823
Автор
| |||
В рубрику "Подвижная связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
