Вопрос 10-3/2: Электросвязь/икт для сельских и отдаленных районов


Технологии наземной беспроводной связи



страница11/30
Дата04.11.2016
Размер3.47 Mb.
Просмотров5525
Скачиваний1
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   ...   30

5.5 Технологии наземной беспроводной связи


Беспроводные решения готовы к развертыванию, если соединения с помощью проводных технологий:

− являются слишком дорогостоящими/сложными для установки;

− разворачиваются слишком медленно;

− внедрены недостаточно, для того чтобы отвечать требованиям использования кочевой связи/мобильности.

Типовые беспроводные решения могут быть разделены на две основные категории:

1) Пункт с пунктом (PTP): выделенная ширина полосы и канал, использующие выделенные ресурсы спектра между двумя местоположениями, такие решения пригодны для пролетов длиной от 1 км до нескольких десятком километров, например линии микроволновой связи. Для работы таких решений, как правило, требуется линия прямой видимости (LOS) между конечными пунктами.

2) Пункт со многими пунктами: совместно используемая ширина полосы радиоствола с общей централизованной базовой станцией/концентратором для соединения n x конечных точек; такие решения пригодны для коротких пролетов, как правило, длиной всего несколько километров, например сети Wi-Fi или сети подвижной связи. Для работы таких решений, как правило, требуется линия прямой видимости, то есть не-LOS (NLOS) на небольшой дальности. Эти решения зависят от решения транзитной связи обратно к точке присутствия, что может быть обеспечено либо с помощью описанного в пункте 1 выше решения, либо с помощью линии спутниковой связи.

Операторы сетей подвижной связи (MNO) разворачивают обычно мощные "макро" соты, покрывающие большие области (большие по сравнению с современными сотами Wi-Fi, например). В таких решениях используются новые технологии подвижной связи IMT в полосах 700 МГц/800 МГц, что обеспечивает потенциал для создания крупных сот (10 км и более) в сельской местности с большой пропускной способностью. Аналогичным образом в неиспользуемых "белых пространствах" частот ниже 1 ГГц вводятся малозатратные беспроводные решения, использующие проприетарные и базирующиеся на стандартах технологии, такие как Wi-Fi, которые могут обеспечивать многокилометровые (более 10 км) широкополосные соединения высокой пропускной способности.

Альтернативным использованием владений спектра MNO, имеющихся в настоящее время, является развертывание технологии "малых сот" или "метро-сот". Метро-соты – это небольшие базовые станции малой мощности, которые могут быть развернуты вне помещения в сельской местности, а также в жилых или административных помещениях. Их преимущества заключаются в меньших размерах, меньшей массе, энергоэффективности и меньших расходах на установку и эксплуатацию. Метро-соты могут быть развернуты таким же образом, как точки доступа Wi-Fi, что обеспечивает мобильность и покрытие голосовой связью, а также возможность передачи данных. Малые соты успешно применяются операторами беспроводной связи на рынках развитых стран как средство покрытия пробелов в сетевом покрытии или расширения покрытия на краю сети, где сигнал не проникает внутрь помещения. Так, "фемтосоты" оказались полезным средством предоставления услуг в труднодоступных сельских и отдаленных районах в таких странах, как Соединенное Королевство. На основании этого успеха операторы беспроводной связи теперь применяют ту же технологию в развивающихся странах для расширения доступа к приложениям подвижной широкополосной связи.

5.5.1 Требования к спектру и ширине полосы


Для работы беспроводных решений необходим спектр. Существует два основных вида спектра:

1) Лицензированный спектр, который присваивается операторам либо непосредственно регуляторным органом, либо путем вторичной продажи держателем первичной лицензии, и, следовательно, в этом случае ожидается определенная степень защиты от помех.

2) Нелицензированный спектр, когда в ожидании выполнения минимальных технических требований оператор (или, что чаще, пользователь спектра) использует спектр, доступный для всех без регистрации или без какой-либо защиты от помех. В некоторых странах (например, в Соединенном Королевстве) существует подвид нелицензированного спектра, называемый "упрощенно лицензированный", для использования которого требуется регистрации в базе данных регуляторного органа и небольшой годовой сбор, но при этом не предусматривается какая-либо официальная защита от помех. Появляются новые технологии доступа к спектру на базе освобождения от лицензирования или отсутствия лицензирования через базы данных по регулируемым частотам, и регуляторные базы для поддержки этих технологий в неиспользуемых ОВЧ и УВЧ телевизионных полосах частот (неиспользуемый частотный спектр телевидения) разработаны (например, в Соединенных Штатах Америки) или в настоящее время разрабатываются (например, в Канаде, Сингапуре и Соединенном Королевстве) с целью обеспечения эксплуатации без создания помех действующим держателям лицензий.

Спектр имеет разные характеристики распространения и значения ширины полосы канала, и могут возникать проблемы перегрузки и помех. Некоторые части спектра характеризуются хорошим распространением (длинноволновый спектр), но, как правило, небольшой шириной полосы и работой в условиях NLOS, а другие части спектра характеризуются худшим распространением (коротковолновый спектр), но высокими значениями ширины полосы канала.

Пропускная способность беспроводной связи зависит в основном от ширины полосы канала. Линии связи очень высокой частоты могут обеспечивать широкие каналы до 1 Гбит/с включительно, хотя большинство используемых в настоящее время линий связи находятся в диапазоне 2–155 Мбит/с, что обусловлено практическими факторами и характеристиками распространения.

5.5.2 Диапазон возможных решений


Выбор оптимального широкополосного беспроводного решения определяется, таким образом, следующими критериями:

− дальность требуемого соединения;

− ширина полосы требуемого соединения;

− какое требуется соединение – фиксированное/кочевое или подвижное;

− доступ к лицензированному или нелицензированному спектру.

В Таблице 5, ниже, приведены показатели возможных решений в соответствии с вышеприведенными критериями для микроволновых линий связи пункта с пунктом (PTP) и решений связи пункта со многими пунктами (PMP).

Таблица 5: Возможные решения для микроволновых линий связи пункта с пунктом (PTP)
и связи пункта со многими пунктами (PMP)


Критерий/
решение


Микровол-новая линия PTP (7−38 ГГц)

Микровол-новая
линия PTP (80 ГГц)


PTP
5,8 ГГц


PMP
2,4 ГГц/
5 ГГц (Wi-Fi)


PMP 3,5/10 ГГц

Сети подвижной связи PMP IMT-2000

Перспектив-ные сети подвижной связи
PMP IMT


Дальность пролета

1 км–30 км LOS

0–3 км LOS

0–7 км LOS

0–1 км NLOS



0,02 км LOS 0,01 км NLOS

До 5 км LOS

1 км NLOS



До 5 км LOS

1 км NLOS



10 км + LOS

Ширина полосы (пропускная способность)

До 600 Мбит/с, обычно 155 Мбит/с

1 Гбит/с

Обычно 30 Мбит/с

30 Мбит/с, обычно совместное использо-вание

34 Мбит/с обычно совместное использо-вание

14 Мбит/с обычно совместное использо-вание

30 Мбит/с обычно совместное использо-вание

Фиксирован-ная/кочевая/
подвижная связь

Ф

Ф

Ф

Ф/К

Ф/К

Ф/К/П

Ф/К/П

Нелицензи-рованный/
лицензиро-ванный спектр

Лицензиро-ванный

В зависимости от страны

(упрощенно лицензиро-ванный в Соединен-ном Королевстве и США)



Нелицензи-рованный (упрощенно лицензиро-ванный)

Помехи


Нелицензи-рованный (5,8 ГГц упрощенно лицензиро-ванный)

Лицензиро-ванный

Лицензиро-ванный

Лицензиро-ванный

Примечания

Решение хорошо подходит для ширины полосы с высокой готовностью,
но со сборами OPEX

(сбор OFCOM составляет 500 фунтов стерлингов за линию связи)



Низкие OPEX, большая ширина полосы для коротких пролетов

(сбор OFCOM составляет 1 фунт стерлингов за линию связи в год)



Решение хорошо подходит для низких OPEX, но как правило характеризу-ется низким уровнем готовности (несколько направлен-ных антенн). Дешевое, но риск помех

Технология метро-сот может обеспечить аналогичное решение при взаимодей-ствии с MNO

Фиксирован-ные беспро-водные решения.
Для развер-тывания требуется сотрудниче-ство на основе лицензии

Технологии IMT-2000
в полосах IMT-2000

Технологии IMT-Advanced
в полосах 700/800 МГц

Примечание: Некоторые из указанных выше технологий могут быть усовершенствованы путем использования ретрансляторов с переносом емкости.

5.5.3 Развертывание доступа


Как следует из приведенной выше таблицы, могут быть развернуты несколько беспроводных решений для удовлетворения изменяющихся требований к ширине полосы, ожидаемых показателей готовности, режимов лицензирования спектра и размеров сборов. Сеть подвижной связи представляет собой основную платформу предоставления услуг широкополосной связи перемещающимся пользователям, а также сообществам в сельских и отдаленных районах.

В частности, следует заметить, что с появлением новых технологий беспроводной связи, таких как LTE, пиковые скорости передачи данных и показатели спектральной эффективности (биты на Герц) значительно улучшаются. Однако, что касается гарантирования пиковой скорости передачи данных 1,5 Мбит/с на пользователя, пока не выяснено, является ли число абонентских помещений, обслуживаемых какой-либо базовой станцией, аналогичным числу, характерному для современных сетей подвижной связи, которые изначально проектировались для услуг голосовой связи. В беспроводных сетях пиковая скорость передачи данных уменьшается при увеличении расстояния до передатчика. Если пиковую скорость передачи данных 1,5 Мбит/с необходимо обеспечить для всех потребителей, использующих конкретную беспроводную сеть, конфигурация сети должна быть таковой, чтобы в абонентских помещениях на внешней границе соты могла обеспечиваться пиковая скорость передачи данных 1,5 Мбит/с. Следствием этого является тот факт, что пользователи, находящиеся ближе к базовой станции соты, могут иметь пиковую скорость передачи данных, значительно превышающую 1,5 Мбит/с – до 100 Мбит/с. Однако конфигурация сетей электросвязи обусловливает меньшую пропускную способность, чем потребовала бы совокупность всех соединений доступа, если бы все они использовались одновременно и с их максимальными возможностями, результатом чего является ограничение рабочей производительности, называемое "конфликтом". Конфликт проявляется особенно сильно в случае коллективной среды доступа, такой как беспроводная. Базовая станция соты с пропускной способностью 30 Мбит/с в секторе может одновременно обеспечивать среднюю скорость передачи данных 1,5 Мбит/с в 20 абонентских помещений.


5.5.4 Среда передачи средней дальности


Спутниковые системы на MEO (средневысотная околоземная орбита) идеально подходят для обеспечения емкости транкингового соединения и транзитной связи средней мили в интересах национальных операторов электросвязи, операторов подвижной связи, ПУИ, крупных предприятий и правительственных учреждений. Спутниковые системы на MEO находятся значительно ближе к Земле, чем геостационарный спутник, вследствие чего они характеризуются существенно меньшими задержками сигналов, что очень важно для многих видов современных услуг на базе IP и широкополосной связи.

Спутниковые системы на МЕО, сочетающие низкие значения задержки с широкой полосой и большой емкостью, могут стать наиболее востребованным решением средней мили в отдаленных и сельских областях, где традиционные технологии наземной и геостационарной спутниковой связи не обеспечивают или не могут обеспечить необходимую широкополосную емкость. Сети O3b, например, могут обеспечить высокую емкость (1,2 Гбит на ретранслятор) и большую ширину полосы (до 216 МГц на ретранслятор) при очень малых задержках (двусторонняя задержка менее 150 мс). Спутники на MEO меньше по размерам, чем геостационарные спутники, следовательно, дешевле для производства и запуска. Эта экономия обеспечивает значительно больше доступной спутниковой широкополосной емкости при скорости передачи данных, сравнимой со скоростью передачи по волокну.

Спутниковые системы на MEO с управляемыми лучами обеспечивают большую гибкость в отношении потребителей емкости для развертывания высокоскоростных магистральных IP линий, где бы это ни потребовалось. Например, спутники O3b проектируются с динамическими управляемыми лучами, которые могут обеспечить широкополосную емкость с очень высокой скоростью передачи в сельских и отдаленных частях страны, именно там, где это требуется для местных компаний электросвязи, операторов подвижной связи, ПУИ и государственных учреждений (например, для поддержки национальных планов в области ИКТ). Кроме того, для удовлетворения возросшего и заново определенного спроса со стороны потребителей спутниковая система на MEO может перенаправить лучи, направить большее число лучей в какой-либо регион и/или вывести дополнительные спутники на ту же заявленную в МСЭ орбитальную плоскость и высоту.

5.5.5 Транзитная связь


Рост числа абонентов и внедрение приобретающих все большую популярность приложений окажет принципиальное воздействие на сеть подвижной транзитной связи. Сеть подвижной транзитной связи станет одним из ключевых элементов доставки широкополосных решений конечному пользователю. Наряду с технологиями PTP, перечисленными в Таблице 1 выше, можно рассматривать следующие решения:

− Обеспечение выделенной ширины полосы для абонентского помещения с использованием линий связи пункта с пунктом/пункта со многими пунктами, работающих в упрощенно лицензированной полосе 5 ГГц, предоставляя пропускную способность около 30 Мбит/с.

− Коллективный доступ по ячеистой беспроводной сети: несколько точек беспроводного доступа могут быть сцеплены одна с другой для расширения охвата и устойчивости совокупности точек доступа (AP) с использованием проприетарных алгоритмов создания сети, для работы которой используется стандартное оборудование Wi-Fi AP.

− LTE-A включает средств собственной транзитной связи с ретрансляторами. Ретрансляторы обеспечивают эффективные и простые методы расширения покрытия и улучшают рабочие характеристики на границах соты, не требуя транзитной связи или установки высоких мачт. Позже, с ростом трафика, может быть установлено более удобное решение eNB.

− Ретрансляторы с переносом емкости могут быть ключевым элементом инфраструктуры сети подвижной сотовой связи. Использование ретрансляторов является независимым от выбранных технологии и стандартов. Развертывание этой технологии делает возможным сокращение капитальных и эксплуатационных расходов в два или три раза и сокращение потребления электричества в 2,5–4 раза.


Каталог: dms pub -> itu-d -> opb -> stg
stg -> Вопрос 17-3/2: Ход деятельности в области электронного правительства и определение областей применения электронного правительства в интересах развивающихся стран
stg -> Вопрос 14-3/2: Информация и электросвязь/икт для электронного здравоохранения
dms pub -> Рекомендация мсэ-r m. 1036-4 (03/2012)
stg -> Вопрос 7-3/1: Внедрение универсального доступа к широкополосным услугам
stg -> Вопрос 19-2/1: Внедрение основанных на ip услуг электросвязи в развивающихся странах


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   ...   30


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал