Ільченко М Є, Кайденко Н Н, Кравчук С А Науково-дослідний інститут телекомунікацій НТУУ «КПП» Індустріальний пров, 2, Київ, 03056, Україна тел 241-77-23, e-mail: MKaydenko @ tecno-atkievua

Анотація – Представлені особливості побудови мереж широкосмугового радіодоступу на базі обладнання, що базується на технології WiMAX, включаючи особливості технології, орієнтованість мереж, функціональні вимоги до них і архітектуру побудови мереж

I Введення

Подальший розвиток телекомунікацій останнім часом повязується в першу чергу з розвитком бездротових технологій, при цьому одним з найбільш перспективних напрямків є побудова мереж на основі систем високошвидкісного широкосмугового радіодоступу з інтеграцією послуг (голосовий звязок, передача відео і даних) [1] При побудові будь-якої мережі повинні вирішуватися два завдання: побудова опорної мережі звязку та організація мережі доступу для доставки послуг від точки доступу опорної мережі до абонента («остання миля») Опорна мережа звязку може бути побудована на основі традиційних оптоволоконних або радіорелейних ліній передачі, а також на базі мікрохвильових систем широкосмугового радіодоступу (СШР) Мережа доступу є найбільш витратним ділянкою будь телекомунікаційної мережі, особливо якщо вона повинна володіти широкою смугою пропускання і гарантованою якістю обслуговування (QoS) Існуючі провідні рішення мають ці властивості, однак мають істотний недолік

– відсутність гнучкості Мережі радіодоступу навпроти володіють гнучкістю, необхідною для досягнення найкращого співвідношення ціна / продуктивність, можуть забезпечувати багатостанційний доступ, високу швидкість передачі даних, мінімальну затримку і найкращу якість як у фіксованих, так і в мобільних додатках

В даний час розвивається декілька технологій широкосмугового бездротового радіодоступу: GSM-EDGE, UMTS-FDD (HSDPA), UMTS-TDD (HSDPA), CDMA-2000 (EV-DO) і WiMAX Однією з останніх і найбільш перспективних є технологія WiMAX, орієнтована на побудову універсальних мультисервісних мереж (Triple Play) і забезпечує високу пропускну здатність як для фіксованих, так і мобільних додатків Особливостям побудови СШР на базі технології WiMAX і присвячений цей доповідь

II                              Основна частина

Технологія WiMAX базується на групі стандартів IEEE 80216, перший з яких був прийнятий в 2002 році і був орієнтований на діапазон частот 10 – 66 ГГц Майже відразу ж після прийняття стандарту провідні виробники телекомунікац-ційного обладнання створили WiMAX-Forum, головним завданням якого крім просування стандарту стало забезпечення сумісності обладнання різних виробників, вироблення загальних профілів обладнання та розробка специфікацій для його стандартизації У наступні роки було прийнято декілька доповнень до стандарту і, нарешті, в жовтні 2004 був прийнятий і опублікований стандарт IEEE 80216- 2004 для фіксованих мереж широкосмугового бездротового радіодоступу для діапазонів 10 – 66 ГГц і нижче У грудні 2005 року були прийняті доповнення і поправки до стандарту IEEE 80216-2004, що описують як мережі як фіксованого, так і мобільного бездротового радіодоступу Єдиний документ отримав назву IEEE 80216-2005

В даний час інтенсивно освоюються діапазони 2,5 ГГц, 3,5 ГГц і 5,8 ГГц Основною відмінною особливістю технології WiMAX для цих діапазонів є використання методу ортогонального частотного ущільнення (OFDM) з 256 і 1024 поднесущими Використання багатьох піднесу-щих дозволяє передавати дані на кожній з них з меншою швидкістю, при цьому за рахунок збільшення тривалості елементарного символу можна одночасно приймати прямий і відбиті від перешкод сигнали, або взагалі працювати тільки на відбитих сигналах поза межами прямої видимості базової станції

Наступною відмінною рисою є багаторівнева масштабованість WiMAX Для фіксованих додатків використовуються частотні плани 3,5 МГц, 7 МГц при частотному дуплексі (FDD) і до 10 МГц при тимчасовому дуплексі (TDD) Для мобільних додатків передбачається використання різних частотних планів з смугами частот від 1,25 МГц до 20 МГц спільно з технологією OFDMA, яка при використанні 1024 поднесущих дозволяє призначати групи під-несучих для окремих користувачів, забезпечуючи тим самим крім TDMA додаткові можливості багатокористувацького доступу, що дає ще більшу гнучкість в управлінні смугою пропускання Все це доповнюється можливістю управління смугою пропускання за рахунок оперативного вибору виду модуляції (BPSK, QPSK, QAM16, QAM64) і швидкості перешкодостійкого коду, а в перспективі і його виду, при цьому використовуються оптимальні алгоритми оцінки каналів в умовах частотноселектівних замираний

Велика кількість різних профілів для різних діапазонів частот викликають з одного боку серйозні проблеми сумісності обладнання різних виробників, а з іншого боку змінюються підходи до частотно-територіальним плануванню телекомунікаційних мереж на базі технології WiMAX, при цьому планування таких мереж істотно ускладнюється з урахуванням додаткових можливостей роботи радіообладнання в умовах непрямої видимості Таке ускладнення має і позитивні риси, так в [2] на рівні системного моделювання показано, що для мобільної мережі WiMAX з OFDMA можлива побудова мережі з використанням схеми частотно-територіального планування 1-3-1 (одна частота – три сектора в соте – один сегмент в частотному каналі) Такі подхо

ди дозволять будувати мережі WiMAX з оптимальною спектральної ефективністю в умовах обмеженого (часто недостатнього) кількості виділених частотних смуг

При побудові мереж на базі технології WiMAX необхідно враховувати орієнтованість таких мереж, основні функціональні вимоги до них, і які з цього можливі мережеві архітектури При цьому основними функціональні-ми вимогами є [3]:

– орієнтованість на фіксовані, порту-тив-ні та мобільні моделі використання

– незалежні і взаємодіючі рішення

– різні області операторів залежно від мереж з якими, або у складі яких працюватиме WiMAX-мережу

– різні моделі обслуговування

– стандартні інтерфейси звязку клієнта та мережі

– сумісність мереж різних операторів

– масштабованість мереж

– мультисервісної мережі (VoIP, відео, потоковий звук) та забезпечення наскрізного якості обслуговування (QoS)

Мережі WiMAX можуть бути організовані як незалежні і, як інтегровані в існуючі операторські мережі Також мережі WiMAX можуть впроваджувати постачальники послуг 1/1нтернета, постачальники широкосмугового бездротового доступу, телекомунікаційні компанії (DSL і кабельні мережі), оператори традиційних стільникових мереж (GSM, CDMA, WCDMA) Спільними завданнями в цих мережах, які розвязуються за рахунок використання WiMAX є зниження навантаження і надання послуг широкосмугового доступу Для успішного рішення потрібна IP-орієнтована архітектура мереж

Мережа WiMAX може будуватися як мережа послуг доступу (ASN) і мережа послуг приєднання (CSN) Можливі взаємодії в єдиній мережі ASN – CSN, ASN – ASN і CSN – CSN здійснюються через опорну 1Р-мережу, або 1Р-зону Взаємодія WI-МАХ-мереж з іншими мережами здійснюється через CSN WiMAX з CSN інших мереж за допомогою проксі / портів, шлюзів і 1Р-серверів

Для вирішення проблем архітектурної сумісності створена робоча група з архітектури мереж форуму WiMAX (NWG)

III                                  Висновок

Можна виділити наступні основні особливості побудови мереж широкосмугового доступу на базі технології WiMAX:

– оптимальне поєднання унікальних можливостей адаптації фізичного рівня обладнання до мінливими умовами роботи

– можливість вибору найбільш підходящого профілю обладнання з урахуванням обмеженості виділяється частотного ресурсу

– частотно-територіальне планування для забезпечення максимальної пропускної здатності мережі

– IP-орієнтовані архітектурні рішення з організації мереж і взаємодії з іншими мережами

– орієнтація на надання мультисервис-них послуг

[1] Мікрохвильові пристрої телекомунікаційних систем У 2 т Том 2: Пристрої приймального і передавального трактів Проектування пристроїв та реалізація систем / М 3 Згуровський, М Є Ільченко, С А Кравчук та ін – К: 1ВЦ «Пол1техн1ка», 2003 – 616 с

[2] Мальцев А Мобільна система WiMAX – кількісні оцінки характеристик для різних сценаріїв розгортання / / Матеріали Intel Developer Forum, Москва 25-27 квітня, 2006 – Www Intel, ru

[3] Мер П, Крилов В Розгортання мобільного WiMAX – шлях до 4G / / Матеріали Intel Developer Forum, Москва 25 – 27 квітня, 2006-WWW intel ru

SINGULARITIES OF CREATION OF THE BROADBAND RADIO ACCESS NETWORKS ON THE BASIS OF WIMAX TECHNOLOGY

Ilchenko M E, Kaydenko N N, Kravchuk S A Research Institute of Telecommunications NTUU «ΚΡΙ»

2,                  Industrial Lane, Kyiv, 03056, Ukraine Ph: 241-77-23, e-mail: M Kaydenko@tecno-at kiev ua

Abstract – Features of construction of a broadband radio access networks are submitted on the basis of the WiMAX technology equipment, including technology features, networks directivity, functional requirements to them and architecture of networks construction

I                                       Introduction

The further development of telecommunications recently communicates first of all with development of wireless technologies, thus one of the most perspective directions is construction of networks on the basis of a high-speed broadband radio access systems with integration of services (voice communication, transfer of video and the data) [1] At construction of any network should solve two problems: construction of a backbone of communication and the organization of an access network for delivery of sen/ices from an access point of a backbone up to the subscriber («last mile») The backbone can be constructed on the basis of traditional fiber optic or radiorelay links, and also on the basis of microwave broadband radio access systems (BRAS) The access network is most outlay a site of any telecommunication network is especial, if it should possess a wide passband and guaranteed quality of sen/ice (QoS) Existing wire decisions possess these properties however have an essential lack – absence of flexibility Radio access networks opposite possess the flexibility necessary for achievement of the best ratio price/productivity, and can provide multistation access, high link speed of the data, the minimal delay and the best quality both in fixed, and in mobile applications

Now some technologies of a broadband wireless radio access develop: GSM-EDGE, UMTS-FDD (HSDPA), UMTS-TDD (HSDPA), CDMA-2000 (EV-DO) and WiMAX One of last and the most perspective is technology WiMAX focused on construction of universal multisen/ice networks (Triple Play) and providing high bandwidth as for fixed, and mobile applications On the basis of WiMAX technology the present report also is devoted to features of BRAS construction

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р