Информационно-телекоммуникационные системы широкополосного радиодоступа

На даний час цілком сформувався окремий вид безпроводових телекомунікацій — системи широкосмугового радіодоступу (СШР), що дозволили надати повний набір широкосмугових послуг зв’язку і мовлення, звільнити користувачів від проводової залежності. СШР являють собою напрям радіодоступу, що динамічно ро...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Проблемы управления и информатики
Дата:	2006
Автори:	Ильченко, М.Е., Кравчук, С.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України 2006
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/206769
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Информационно-телекоммуникационные системы широкополосного радиодоступа / М.Е. Ильченко, С.А. Кравчук // Проблемы управления и информатики. — 2006. — № 1-2. — С. 285-293. — Бібліогр.: 21 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-206769
record_format	dspace
spelling	Ильченко, М.Е. Кравчук, С.А. 2025-09-22T09:51:17Z 2006 Информационно-телекоммуникационные системы широкополосного радиодоступа / М.Е. Ильченко, С.А. Кравчук // Проблемы управления и информатики. — 2006. — № 1-2. — С. 285-293. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. 0572-2691 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/206769 621.396.74 На даний час цілком сформувався окремий вид безпроводових телекомунікацій — системи широкосмугового радіодоступу (СШР), що дозволили надати повний набір широкосмугових послуг зв’язку і мовлення, звільнити користувачів від проводової залежності. СШР являють собою напрям радіодоступу, що динамічно розвивається; вони дозволяють створювати фіксовану безпроводову мережу масштабу міста, району і регіону, а також можуть інтегруватися в мультимедійну високошвидкісну кабельну мережу як радіозасіб «останньої милі». By present time the separate kind of wireless telecommunications — BRAS which have allowed to give a full set of broadband services of communication and broadcast, was completely generated, to release users from wire dependence. BRAS make dynamically developing direction of the radio access, allowing to create the fixed wireless network of scale of city, area and region, and also to be integrated into a multimedia highspeed cable network as radiomeans of «last mile». ru Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України Проблемы управления и информатики Информационно-телекоммуникационные системы широкополосного радиодоступа Інформаційно-телекомунікаційні системи широкосмугового радіодоступу Information-Telecommunications Broadband Radio Access Systems Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Информационно-телекоммуникационные системы широкополосного радиодоступа
spellingShingle	Информационно-телекоммуникационные системы широкополосного радиодоступа Ильченко, М.Е. Кравчук, С.А.
title_short	Информационно-телекоммуникационные системы широкополосного радиодоступа
title_full	Информационно-телекоммуникационные системы широкополосного радиодоступа
title_fullStr	Информационно-телекоммуникационные системы широкополосного радиодоступа
title_full_unstemmed	Информационно-телекоммуникационные системы широкополосного радиодоступа
title_sort	информационно-телекоммуникационные системы широкополосного радиодоступа
author	Ильченко, М.Е. Кравчук, С.А.
author_facet	Ильченко, М.Е. Кравчук, С.А.
publishDate	2006
language	Russian
container_title	Проблемы управления и информатики
publisher	Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
format	Article
title_alt	Інформаційно-телекомунікаційні системи широкосмугового радіодоступу Information-Telecommunications Broadband Radio Access Systems
description	На даний час цілком сформувався окремий вид безпроводових телекомунікацій — системи широкосмугового радіодоступу (СШР), що дозволили надати повний набір широкосмугових послуг зв’язку і мовлення, звільнити користувачів від проводової залежності. СШР являють собою напрям радіодоступу, що динамічно розвивається; вони дозволяють створювати фіксовану безпроводову мережу масштабу міста, району і регіону, а також можуть інтегруватися в мультимедійну високошвидкісну кабельну мережу як радіозасіб «останньої милі». By present time the separate kind of wireless telecommunications — BRAS which have allowed to give a full set of broadband services of communication and broadcast, was completely generated, to release users from wire dependence. BRAS make dynamically developing direction of the radio access, allowing to create the fixed wireless network of scale of city, area and region, and also to be integrated into a multimedia highspeed cable network as radiomeans of «last mile».
issn	0572-2691
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/206769
citation_txt	Информационно-телекоммуникационные системы широкополосного радиодоступа / М.Е. Ильченко, С.А. Кравчук // Проблемы управления и информатики. — 2006. — № 1-2. — С. 285-293. — Бібліогр.: 21 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT ilʹčenkome informacionnotelekommunikacionnyesistemyširokopolosnogoradiodostupa AT kravčuksa informacionnotelekommunikacionnyesistemyširokopolosnogoradiodostupa AT ilʹčenkome ínformacíinotelekomuníkacíinísistemiširokosmugovogoradíodostupu AT kravčuksa ínformacíinotelekomuníkacíinísistemiširokosmugovogoradíodostupu AT ilʹčenkome informationtelecommunicationsbroadbandradioaccesssystems AT kravčuksa informationtelecommunicationsbroadbandradioaccesssystems
first_indexed	2025-11-24T16:12:29Z
last_indexed	2025-11-24T16:12:29Z
_version_	1850851312538746880
fulltext	© М.Е. ИЛЬЧЕНКО, С.А. КРАВЧУК, 2006 Проблемы управления и информатики, 2006, № 1–2 285 УДК 621.396.74 М.Е. Ильченко, С.А. Кравчук ИНФОРМАЦИОННО- ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ШИРОКОПОЛОСНОГО РАДИОДОСТУПА Интенсивному развитию техники широкополосного беспроводного доступа (ШБД), которое можно назвать взрывоподобным, способствуют значительно воз- росшие потребности в высокоскоростных технологиях передачи мультимедийного траффика, постоянное стремление пользователей к беспроводной независимости и очевидные экономические выгоды от использования беспроводных технологий. К настоящему времени полностью сформировался отдельный вид беспроводных телекоммуникаций — системы широкополосного радиодоступа (СШР), которые позволяют предоставить полный набор широкополосных услуг связи и вещания. СШР составляют динамично развивающееся направление радиодоступа, позво- ляющее создавать фиксированную беспроводную сеть масштаба города, района и региона, а также входить (интегрироваться) в мультимедийную высокоскорост- ную кабельную сеть в качестве радиосредства «последней мили». 1. Общие положения Реализация современных информационно-телекоммуникационных систем подразумевает конвергенцию информационных и телекоммуникационных техно- логий для создания единых систем накопления, обработки и передачи информа- ции. Отдельный класс этих систем базируется на использовании микроволновых технологий, которые позволяют решить проблему ШБД к информационным ресурсам. Решение этой проблемы — одна из главных задач современных теле- коммуникаций. Подчеркнем, что лишь использование микроволновых технологий и современных средств цифровой обработки позволяет создавать современные беспроводные высокоскоростные телекоммуникационные системы [1]. В данной области происходит бурный подъем, рождаются нестандартные технологии и по- являются новые научные направления. Сам термин «широкополосный беспроводный доступ» (английская аббревиа- тура — BWA, Broadband Wireless Access) подразумевает обеспечение соединений со скоростями передачи более 1,544 Мбит/с (Т1) или 2,048 Мбит/с (Е1) [2]. В связи с этим синонимом ШБД стало понятие высокоскоростного беспроводного доступа (High Rate Wireless Access), а системы ШБД, которые поддерживают бес- проводный обмен более чем одного из следующих видов информации: графики, текста, звука, изображения, данных и видео, — называют мультимедийными бес- проводными системами MWS (Multimedia Wireless System). Для построения беспроводных информационно-телекоммуникационных се- тей ШБД городского (регионального) уровня WirelessMAN служат СШР, или BRAS (Broadband Radio Access System). СШР имеют структуру типа точка–многоточка или многоточка–многоточ- ка с поддержкой сотовой конфигурации, которая формирует масштабируемую радиозону обслуживания в микроволновом диапазоне длин волн, предоставляет в ней разнообразные виды телекоммуникационных услуг и выполняет передачу разнородных видов траффика с обеспечением заданного качества обслужива- ния (QoS). 286 ISSN 0572-2691 Структура СШР формируется посредством разворачивания в требуемой зоне обслуживания одной беспроводной точки доступа — базовой станции (БС) и ряда абонентских терминалов (АТ), которым предоставляется внутренний обмен ин- формацией и выход во внешние сети посредством все той же точки доступа. При- чем, как правило, от БС ко всем АТ формируется один широкополосный радиока- нал (прямой), а для образования отдельных радиоканалов (обратных) к БС ис- пользуются разные виды многостанционного доступа. При этом в отдельном радиоканале обеспечиваются скорости передачи информации от 1 до 155 Мбит/с. Благодаря своей беспроводной природе СШР требуют меньше времени на развертывание, они проще в масштабировании и более гибки, чем проводовые си- стемы, что позволяет использовать их для обслуживания пользователей, которые не охвачены проводовыми широкополосными альтернативами или не удовлетво- рены ими. Гибкость — не единственное преимущество СШР. Система предоставляет широкие возможности для масштабирования, необходимого для обеспечения поддержки сотен тысяч пользователей силами одной БС, и позволяет дифферен- цировать уровни предоставляемых услуг. 2. Становление СШР СШР своим массовым развитием изначально обязаны телевидению, которое требовало все новых и более высокоскоростных средств доставки телевизионных программ к зрителям. Пожалуй, СШР начинают свою историю с 70-х годов, ко- гда в США была организована телевизионная двухканальная многоточечная распределительная служба MDS (Multipoint Distribution Service) в диапазоне 2,150…2,162 ГГц. Ей на смену в 1983 г. Федеральная комиссия связи США (FCC, Federal Communication Commission) ввела многоканальную систему MMDS (Mul- tichannel MDS) в полосе 2,5…2,686 ГГц с возможностью трансляции до 30 про- грамм телевидения. Обе эти системы использовали для передачи амплитудную модуляцию (АМ), что обеспечивало простой прием абонентами телесигнала, но требовало повышенной мощности передатчиков. В 1986–1989 гг. возросшие потребности в качественном местном многопро- граммном телевидении и загруженность дециметрового диапазона различными радиослужбами привели к разработке новых телевизионных распределительных систем с использованием частотной модуляции (ЧМ): в США это локальная мно- готочечная распределительная служба LMDS (Local MDS) с рабочим диапазоном 27,5…29,5 ГГц и в Англии — многоточечная служба распределения телевидения MVDS (Multipoint Video Distribution Service) диапазона 40,5…42,5 ГГц [3]. Уже в 1993 г. для таких распределительных систем Британским агентством по радио- связи (UK Radiocommunications Agency) была принята спецификация MPT 1550, которая регламентирует использование технологии спутникового вещания с ча- стотно-модулированным сигналом для наземных систем [4]. В 1998 году FCC объявила о начале лицензирования LMDS. Первой реально действующей LMDS- системой стала сотовая телевизионная сеть компании Cellular Vision в районе Брайтон-Бич (этот район Бруклина не был охвачен сетью кабельного телевиде- ния). Системы LMDS/MVDS называют сотовым телевидением, поскольку радиус действия каждого ретранслятора невелик — порядка 3…8 км. В них используют относительно маломощные передатчики — не более десятков ватт в групповых передатчиках (до 100…300 мВт на канал). Кроме того, в миллиметровом диапа- зоне затухание радиоволн весьма велико. Но, с другой стороны, волны этого диапазона отражаются от препятствий с малыми потерями, что можно эффек- Проблемы управления и информатики, 2006, № 1–2 287 тивно использовать в условиях городской застройки, работая на переотражен- ных сигналах. Сотовая структура сетей LMDS/MVDS открыла широкие возможности для частотного планирования, включая такие механизмы, как различная поляризация сигналов, применение секторных антенн, использование одних и тех же каналов в разных сотах и т. д. Важно отметить, что в современных трансляционных систе- мах твердотельные выходные усилители усиливают сигнал только в активных ка- налах, а не во всей полосе сразу. Именно это и обусловливает относительно невы- сокую мощность излучения групповых передатчиков. В 1994 г. в Украине начала свою работу в диапазоне 11,7…12,5 ГГц первая отечественная распределительная система МИТРИС, что означает «микроволно- вая интегрированная телерадиоинформационная система» [5]. Первоначально ос- новная задача МИТРИС заключалась в следующем: принимать телевизионные сигналы со спутников при помощи мощного телепорта, оснащенного большими приемными спутниковыми антеннами, а затем через систему одноканальных пе- редатчиков, объединенных мостовыми соединениями на одной антенне с круго- вой диаграммой направленности, перетранслировать принятые спутниковые ка- налы в едином частотном пакете телепрограмм. Все указанные выше системы аналогового телевещания составили первое по- коление СШР (таблица). Введение стандарта цифрового телевещания DVB (Digi- tal Video Broadcasting) ознаменовало появление второго поколения СШР, которое, в отличие от первого, дополнительно обеспечивало вещание телепрограмм в циф- ровой форме, симплексную широкополосную передачу данных и возможность образования обратных запросных каналов от пользователей. Для регламентации таких систем ETSI (European Telecommunications Standarts Institute) принял стан- дарты ETS300748 и ETS300749. Второе поколение составили прежние системы MMDS, LMDS, MVDS и МИТРИС, только модернизированные для работы с цифровым сигналом (обычно потоком MPEG), а также ряд новых: в Канаде — ло- кальная многоточечная система связи LMCS (Local Multipoint Communication System), в Корее — широкополосный абонентский доступ B-WLL (Broadband Wireless Local Loop), во Франции — беспроводная асимметричная цифровая або- нентская линия WADSL (Wireless Asymmetric Digital Subscriber Line), в России — СТВ (сотовое телевидение) [6, 7]. Таблица Особенности СШР Поколения СШР 1 2 3 4 Базовые технологии Аналоговые сис- темы с ампли- тудной и частот- ной модуляцией Системы на базе стан- дарта цифрового теле- вещания DVB с интер- активными запросны- ми каналами Дуплексные цифровые радиосистемы с исполь- зованием технологий АТМ, IP и PDH Системы на базе стандарта IEEE 802.16 Период 1970–1996 гг. 1996–2001 гг. 2000–2004 гг. 2003 и позднее Третье поколение СШР — разработки дуплексных радиосистем с использо- ванием технологий АТМ, IP, SDH и PDH. Так, в рамках Европейской исследова- тельской программы «Передовые технологии и услуги связи» ACTS (Advanced Communications Technologies & Services) велась разработка проектов: демонстра- тор беспроводной АТМ-сети WAND (Wireless ATM Network Demonstrator), си- стема связи беспроводного доступа на основе АТМ AWACS (ATM Wireless Access Communication System) и сотовый радиодоступ для широкополосных служб CRABS (Celluiar Radio Access for Broadband Services) [8]. 288 ISSN 0572-2691 В Украине СШР третьего поколения под названием «микроволновая телеком- муникационная распределительная система» (МТРС), или Microwave Telecommuni- cation Distribution System (MTDS), разрабатывалась в НИИ телекоммуникаций Национального технического университета Украины (НТУУ) «КПИ» [9, 10]. МТРС — это полностью цифровая радиосистема, которая обеспечивает полное покрытие обслуживаемой территории и предназначена для использования в уни- верситетских кампусовых и различных корпоративных сетях в условиях города. При использовании системы в сельской местности возможна конфигурация с ча- стичным покрытием отдельных территорий, что обусловлено неравномерным расположением абонентов и рельефом местности. Структурно МТРС строится по топологии «звезда». В центральном узле «звезды» БС располагается узел коммутации (маршрутизации) потоков, а в пери- ферийных узлах — узлы абонентской коммутации. В системе в границах одного высокоскоростного частотного ствола используется комбинированный метод многостанционного доступа: в направлении от БС к АТ — один поток с времен- ным разделением каналов, а в направлении от АТ к БС — частотно-временнóе разделение. При использовании 12-секторных антенн с азимутальными углами 30° и скорости передачи 34 Мбит/с в одном частотном канале БС → АТ макси- мальный суммарный полнодуплексный траффик односотовой системы с ФМ4 со- ставит 2,448 Гбит/с, а с КАМ64 — 7,344 Гбит/с. Основу системы составляет БС, в состав которой входят ряд односекторных узлов, телепорт (при потребности), блок питания и управления. Каждый односек- торный узел состоит из следующих компонентов: антенная система; блок СВЧ-пе- редатчиков; приемный конвертор; блок одноканальных приемников; отдельные блоки цифровых модуляторов и демодуляторов; отдельные блоки мультиплексо- ров, демультиплексоров и маршрутизаторов; блок кросскоммутаторов; оборудо- вание, обеспечивающее внешний интерфейс с некоммутированными сетями. На АТ используются направленные антенны, которые улучшают энергетиче- ские параметры радиолинии и обеспечивают пространственную развязку между каналами. МТРС реализована проектом односотовой радиосети «Кампус-КПИ» диа- пазона 27,5…29,5 ГГц для создания на ее основе цифровой сети передачи ин- формации с интеграцией услуг для кампуса НТУУ «КПИ» [11]. Радиус действия БС системы составляет 4…5 км при использовании ФМ4 и интенсивности осад- ков 20 мм/ч. При дальнейшем развитии СШР с интеграцией услуг стало понятно, что ос- новополагающие принципы, заложенные в беспроводные системы на предыду- щих этапах, нуждаются в существенной корректировке. На сигнальном уровне первостепенное значение приобрело оптимальное использование спектрального ресурса радиоканала при любых соотношениях скорость передачи /помехоустой- чивость, а на уровне протоколов стало необходимым обеспечивать заданный уро- вень QoS любому абоненту сети. Разные названия СШР фактически обозначали только тип сервиса и самые основные функциональные возможности, а не методы практической реализации. Единой технической концепции (методы модуляции, механизмы доступа к кана- лам и т. п.) не было. Решением возникшей проблемы стала разработка стандарта широкополосных региональных сетей 4-го поколения. Так, в рамках проекта BRAN (Broadband Radio Access Networks) началась разработка спецификации HIPERACCESS и HIPERMAN, а IEEE в данном направлении выдвинуло проект стандарта IEEE 802.16. Все стандарты группы 802.16 описывают два нижних уровня модели взаимодействия открытых систем OSI (Open System Intercon- Проблемы управления и информатики, 2006, № 1–2 289 nection) — физический и уровень контроля доступа к среде передачи MAC (Medium Access Control). В стандартах этой группы идет речь о радиоинтерфей- сах, методах модуляции и доступа к каналам, системе управления потоками, структурах передаваемых данных, механизмах связи протоколов передачи данных верхних уровней (прежде всего ATM и IP) с протоколами физического уровня IEEE 802.16 и др. В настоящее время последняя спецификация IEEE 802.16-2004 стала по сути стандартом по построению унифицированных СШР четвертого по- коления, что открывает большие возможности для их массового внедрения и вы- хода ШБД на качественно новый уровень, позволяющий создавать не только си- стемы по заполнению неохваченных связью зон «последней мили», но и мощные региональные беспроводные сети. 3. Проблематика дальнейшего развития СШР Принятие стандарта IEEE 802.16, конечно, облегчило разработку оборудова- ния СШР вследствие унификации радиоинтерфейса, предложенного в стандарте, но одновременно поставило перед разработчиками этого оборудования целый ряд технических требований, для выполнения которых необходимо решение сложных научно-технических задач. К ним относятся: общие принципы построе- ния зоновых микроволновых СШР, частотно-территориальное планирование но- вых топологий построения СШР (например, «mesh» — структуры типа многоточ- ка–многоточка), прогнозирование состояния радиолинии, рациональное лучеоб- разование антенных решеток с целью наилучшего покрытия зоны обслуживания, оптимальное распределение ресурсов системы (особенно частотных и траффика), электромагнитная совместимость с другими радиосистемами, использование мно- гоантенной техники, реализация адаптивной модуляции и динамического распре- деления каналов, новая системотехника радиомодулей, системные вопросы по- строения сети на базе СШР и передачи разнородной информации в едином цифро- вом потоке и пр. Из-за ограниченного объема статьи остановимся только на некоторых из представленных задач. Многоантенная техника в СШР призвана обеспечить повышение скорости передачи даже при переходе СШР к мобильным сервисам. При этом наиболее перспективная технология — MIMO (Multi Input Multi Output — множество вхо- дов /множество выходов) и ряд ее современных модификаций [12, 13]. В отличие от телекоммуникационных технологий, основанных на времен- нóм/частотном и/или кодовом разделении сигналов, в MIMO применено про- странственно-временнóе (Space-time). Для реализации такого разделения множе- ство входов (излучающих антенн) осуществляют передачу по нескольким (в об- щем случае — множеству) путям (лучам), а принимается это множество сигналов как множество потоков на несколько приемных антенн. Однако, в отличие от из- вестного в радиосвязи метода приема на разнесенные антенны (SIMO — single input multiple output), данный алгоритм позволяет гораздо более эффективно бо- роться с внутренними помехами от смежных подканалов благодаря использова- нию пространственно-временнóго алгоритма кодирования/декодирования. Такой подход, во-первых, позволяет оптимально решить проблему помехо- устойчивости и помехозащищенности, вызванную, в общем случае, неопределен- ностью состояния канала в момент передачи информации, т.е. увеличить помехо- устойчивость системы, а значит — и скорость передачи данных; во-вторых, избе- жать внутренних помех от «своих» же соседних каналов; и, наконец, в-третьих, здесь используется многолучевое распространение сигнала, которое позволяет при минимальном разносе передающих и принимающих антенных элементов со- 290 ISSN 0572-2691 ответственно передавать и принимать несколько подканалов. При этом суммарная мощность, излучаемая в такие подканалы, не превышает мощности сигнала при одноканальной передаче с использованием узконаправленной антенны. Каждый из этих подканалов представляет собой копию (реплику) исходного потока данных. В системах на основе данной технологии можно дополнительно использовать помехоустойчивое кодирование и ортогональное разнесение внутри подканала. При этом теоретически достижимые скорости передачи составляют порядка 500…600 Мбит/с. Реально на сегодняшний день удалось реализовать скорости порядка 200 Мбит/с при сравнительно небольших расстояниях и в условиях рэле- евских замираний. Однако главное препятствие на пути скорейшего внедрения данной техноло- гии — трудность аппаратной реализации достаточно сложного математического алгоритма MIMO по кодированию и декодированию сигналов. Другая важная проблема касается построения мощных сотовых сетей на ос- нове СШР. Делая ставку на IP-технологию, необходимо оптимально сформиро- вать базовую магистральную сеть, которая для надежности должна строиться на базе сетевой среды второго уровня модели OSI. Классическим решением такого построения могла бы стать АТМ, разработчики которой первоначально рассмат- ривали ее в качестве всеобщей мультимедийной технологии. Однако IP и АТМ представляют собой совершенно разные технологии. Маршрутизируемые IP-сети соединяются между собой при помощи постоянных виртуальных каналов через среду АТМ или Frame Relay. Таким образом, создается модель с наложением, ко- торая не допускает расширения и управления, в первую очередь потому, что все маршрутизаторы в такой IP-сети — соседи. При этом ресурсы сети используются неэффективно, поскольку коммутаторы АТМ второго уровня «невидимы» для IP- маршрутизации. Наиболее эффективно проблема сетевого обеспечения качества обслужива- ния QoS при передаче мультимедийной информации в реальном времени с учетом таких показателей, как задержка, дрожание фазы, перегрузка и т.д., может быть решена, по нашему мнению, посредством использования многопротокольной коммутации по меткам MPLS (MultiProtocol Label Switching) [14]. MPLS — универсальное решение проблем QoS, стоящих перед современны- ми пакетными сетями, решение, которое обеспечивает скорость передачи, мас- штабируемость, оптимизацию распределения траффика и эффективную маршру- тизацию (на основе показателей QoS) в пакетных сетях IP, ATM и Frame Relay. Лидерство MPLS обусловлено удачно выбранной позицией, позволяющей опти- мальным образом отображать сквозной траффик третьего уровня от исходящего сетевого узла (маршрутизатора) к входящему узлу в траффик между соседними узлами на втором уровне сетевой иерархии. Важное направление развития MPLS состоит в использовании этой техноло- гии для пересылки разнородного траффика второго уровня через специальным образом конфигурированные LSP (Label-Switched Path) туннели. Таким образом, MPLS может выполнять роль универсального механизма доступа и такого же универсального трубопровода для разнотипного траффика в единой информаци- онно-телекоммуникационной сети. Эта техника может использоваться для созда- ния защищенных виртуальных сетей второго уровня. И, наконец, MPLS решает проблемы полносвязных топологий, возникающие при наложении, позволяя отказаться от дорогостоящей среды АТМ и воспользо- ваться обычной средой Ethernet. Строя сеть на базе MPLS, можно сделать широкополосные беспроводные се- ти выгодными для сервис-провайдеров, которые превращаются в мультимедий- Проблемы управления и информатики, 2006, № 1–2 291 ные компании, предлагающие услуги «три в одном» (triple play), т.е. телефонию, интернет-доступ и развлечения: вещательное телевидение (BTV), видео по требо- ванию (VoD), персональную видеозапись (PVR), игры и многое другое. В такой сети вся обработка системной информации может быть централизована в одном месте и системная информация для различных транспортных потоков в различ- ных узлах может генерироваться центральным сервером. Преимущество этого подхода заключается в том, что местные узлы, устанавливаемые на БС, становят- ся достаточно простыми и не нуждаются в дорогом оборудовании для обработки системной информации. Важную роль в СШР четвертого поколения играют различные механизмы адаптации, основная задача которых — приспособление радиосистемы (недопу- щение ухудшения канала связи) к влиянию на нее внешних условий и обеспече- ние наиболее эффективного распределения ресурса телетраффика между АТ в за- висимости от их удаления от БС. Последнее может быть урегулировано путем применения адаптивной смены вида модуляции (от двоичной фазовой до 32-уров- невой квадратурной амплитудной манипуляции) в зависимости от величины ко- эффициента ошибок по битам [15]. При этом суть проблемы заключается в созда- нии наиболее рационального и надежного управляющего алгоритма для такой смены модуляции. Влияние внешних условий на работу СШР увеличивается с ростом рабочего диапазона системы и достигает своего максимума в миллиметровом диапазоне длин волн [16]. Здесь механизмов, компенсирующих потери пакетов в радиокана- ле на сетевом уровне, явно недостаточно. Поэтому, к примеру, предложена адап- тивная система для автоматического регулирования уровней мощности на входе приемного тракта БС СШР с использованием обратных каналов связи от АТ [17]. Для обеспечения высоких скоростей передачи и соответственно широких ча- стотных полос наземные радиосистемы постоянно задействуют все более высоко- частотные диапазоны, вплоть до миллиметровых волн. Все это нуждается в пря- мой видимости между антеннами БС и терминалами пользователей, которую не- легко обеспечить в условиях современного города. Поэтому антенную систему БС стараются установить на самом высоком месте. В связи с этим кардинальным ре- шением в обеспечении информационных услуг, особенно в урбанизированных районах, призвана стать разработка нового вида СШР, названных «телекоммуни- кационными системами на базе высокоподнятых аэроплатформ» (ТСВА) [18–20], или High Altitude Platform Station (HAPS). Основная идея ТСВА заключается в ре- ализации широкополосной связи при помощи ретранслирующей станции, распо- ложенной на специальной аэроплатформе (аэростат, дирижабль или самолет) в стратосфере на высотах 15...30 км. На первый взгляд, ТСВА отличается от спутниковых систем только суще- ственно меньшим удалением ретранслятора от поверхности Земли. Однако при более пристальном рассмотрении обнаруживается много отличий, а также целый ряд новых проблем, присущих только ТСВА, а именно: принципиально новый вид платформы для ретранслятора, необычные условия ее работы, особенности радиолинии, возможности формирования высокоскоростных сетей по обмену ин- формацией, обеспечение высокой информационной плотности в заданных лока- циях размером от единиц до сотен километров и т.д. [21]. Заключение Таким образом, к настоящему времени полностью сформировался отдельный вид беспроводных телекоммуникаций — СШР, которые позволили предоставить полный набор широкополосных услуг связи и вещания, освободить пользователей 292 ISSN 0572-2691 от проводной зависимости. Уникальные возможности СШР позволяют им стать опорой для развития новых видов телекоммуникаций, в частности ТСВА. М.Ю. Ільченко, С.О. Кравчук ІНФОРМАЦІЙНО-ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНІ СИСТЕМИ ШИРОКОСМУГОВОГО РАДІОДОСТУПУ На даний час цілком сформувався окремий вид безпроводових телекому- нікацій — системи широкосмугового радіодоступу (СШР), що дозволили нада- ти повний набір широкосмугових послуг зв’язку і мовлення, звільнити корис- тувачів від проводової залежності. СШР являють собою напрям радіодоступу, що динамічно розвивається; вони дозволяють створювати фіксовану безпрово- дову мережу масштабу міста, району і регіону, а також можуть інтегруватися в мультимедійну високошвидкісну кабельну мережу як радіозасіб «останньої милі». M.E. Ilchenko, S.A. Kravchuk INFORMATION-TELECOMMUNICATIONS BROADBAND RADIO ACCESS SYSTEMS By present time the separate kind of wireless telecommunications — BRAS which have allowed to give a full set of broadband services of communication and broad- cast, was completely generated, to release users from wire dependence. BRAS make dynamically developing direction of the radio access, allowing to create the fixed wireless network of scale of city, area and region, and also to be integrated into a multimedia high-speed cable network as radiomeans of «last mile». 1. Реализация в Украине телекоммуникационных систем с использованием микроволновых технологий / М.Е. Ильченко, С.Г. Бунин, С.А. Кравчук, Н.В. Лукьяненко, Б.А. Непомня- щий, В.М. Чмиль // Материалы 14-й Международной конференции КрыМиКо‘2004 «СВЧ- техника и телекоммуникационные технологии», 13–17 сентября 2004 г., Севастополь, Крым, Украина. — Севастополь : Вебер, 2004. — С. 3–6. 2. Кравчук С.А., Ильченко М.Е. Системы широкополосного беспроводного доступа. Термины и определения // Материалы 12-й Международной конференции КрыМиКо‘2002 «СВЧ- техника и телекоммуникационные технологии», 9–13 сентября 2002 г., Севастополь, Крым, Украина. — Севастополь : Вебер, 2002. — С. 52–55. 3. Нарытник Т.Н., Ильченко М.Е., Кравчук С.А., Бабак В.П. Микроволновые технологии в те- лекоммуникационных системах. — Киев : Техника, 2000. — 304 с. 4. Palmer D., Germon R., Evans D. BWA standartisation: a European view // N-WEST Tutorial. — 1998. — 7 p. 5. Кравчук С.А., Нарытник Т.Н., Ильченко М.Е. Направления развития Интернет-доступа посредством МИТРИС // Материалы 10-й Международной конференции КрыМиКо‘2000 «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 11–15 сентября 2000 г., Севасто- поль, Крым, Украина. — Севастополь : Вебер, 2000. — С. 105–106. 6. Кравчук С.А., Липатов А.А. Современные телекоммуникационные технологии диапазона миллиметровых волн // Материалы 12-й Международной конференции КрыМиКо‘2002 «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 9–13 сентября 2002 г., Севастополь, Крым, Украина. — Севастополь : Вебер, 2002. — С. 41–42. 7. Кравчук С.А., Ильченко М.Е. Системы широкополосного беспроводного доступа. Совре- менные проекты фиксированного радиодоступа // Материалы 13-й Международной конфе- ренции КрыМиКо‘2003 «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 8–12 сен- тября 2003 г., Севастополь, Крым, Украина. — Севастополь : Вебер, 2003. — С. 47–50. 8. Мостовой В.И. Сотовое телевидение — новейшая технология широкополосного радиодо- ступа // Материалы 12-й Международной конференции КрыМиКо‘2002 «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 9–13 сентября 2002 г., Севастополь, Крым, Украи- на. — Севастополь : Вебер, 2002. — С. 3–8. Проблемы управления и информатики, 2006, № 1–2 293 9. Ільченко М.Ю., Кайденко М.М., Кравчук С.О. Цифрові мережі з інтеграцією послуг на ос- нові мікрохвильової телекомунікаційної розподільчої системи // Матеріали 2-го Міжнарод- ного конгресу «Розвиток інформаційного суспільства в Україні», 4–6 грудня 2001 р., Київ, Україна. — Киев : ТОВ «Сак Лтд.», 2002. — С. 87–95. 10. Ільченко М.Ю., Кравчук С.О. Мікрохвильова телекомунікаційна розподільна система // Ви- нахідник і раціоналізатор. — 2004. — № 6. — С. 18–21. 11. Микроволновые устройства телекоммуникационных систем. В 2 т. Т. 2 : Устройства при- емного и передающего трактов. Проектирование устройств и реализация систем / М.З. Згу- ровский, М.Е. Ильченко, С.А. Кравчук, Т.Н. Нарытник, Ю.И. Якименко. — Киев : ІВЦ «Видавництво «Політехніка», 2003. — 616 с. 12. Кравчук С.А., Борисова М.Б. Реализация мобильных систем широкополосного радиодосту- па на основе технологии MIMO // Материалы 14-й Международной конференции КрыМи- Ко‘2004 «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 13–17 сентября 2004 г., Се- вастополь, Крым, Украина. — Севастополь : Вебер, 2004. — С. 43–44. 13. Кравчук С.А., Борисова М.Б., Ковов С.Н. Мобильные системы широкополосного радиодо- ступа к подсистемам АМС ГАИ на основе технологии пространственного разнесения сиг- налов // Безпека дорожнього руху України. — 2004. — № 1–2. — С. 168–177. 14. Belloni A., Holliday C., Gautier Y., Elkady A. IP/MPLS Service management and OSS integra- tion // Alcatel Telecommunications Review. — 2004. — N 3. — P. 2–10. 15. Ильченко М.Е., Кравчук С.А., Нарытник Т.Н., Войтенко А.Г. Универсальная мультимедий- ная дистрибутивная система UMDS // Материалы 14-й Международной конференции КрыМиКо‘2004 «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 13–17 сентября 2004 г., Севастополь, Крым, Украина. — Севастополь : Вебер, 2004. — С. 37–38. 16. Концепция применения миллиметровых и субмиллиметровых электромагнитных волн в те- лекоммуникационных информационных системах / Б.М. Булгаков, С.А. Кравчук, Т.Н. На- рытник, В.В. Поповский, С.И. Татарчук // Радиотехника. — 2003. — Вып. 133. — С. 9–19. 17. Кравчук С.О. Система адаптації по потужності до зміни погодних умов для мікрохвильо- вої системи широкосмугового радіодоступу // Наукові вісті НТУУ «КПІ». — 2003. — № 4 (30). — С. 27–34. 18. Ільченко М.Ю., Кравчук С.О., Антоненко Р.А. Телекомунікаційні системи на базі високо- піднятих аероплатформ // Зв’язок. — 2003. — № 3. — С. 37–41. 19. Кравчук С.О., Ільченко М.Ю. Аероплатформи для телекомунікаційних систем // Наукові вісті НТУУ «КПІ». — 2003. — № 1 (27). — С. 5–15. 20. Ільченко М.Ю., Кравчук С.О. Інформаційно-телекомунікаційні системи на базі високопід- нятих аероплатформ // Винахідник і раціоналізатор. — 2004. — № 6. — С. 9–12. 21. Кравчук С.А. Связь через стратосферу // Телеком: коммуникации и сети. — 2004. — № 11. — С. 58–65. Получено 28.10.2005 1. Общие положения 2. Становление СШР Таблица 3. Проблематика дальнейшего развития СШР Заключение

Информационно-телекоммуникационные системы широкополосного радиодоступа

Репозитарії

Схожі ресурси