Ільченко М Е

Національний технічний університет України «КПП» Індустріальний пров, 2, м Київ, 03056, Україна тел 241-77-23 Наритник Т Н, Казимиренко В Я

Інститут електроніки та звязку У АН Пр 50-річчя Жовтня, 2-Б, м Київ, 03148, Україна тел 407-65-47, e-mail: iec@naverexKiev Ua Гюнтер В Я, Скирта Ю В

ТОВ «НВФ« Микран »вул Вершиніна 47, м Томськ, 634034, Росія тел 8-3822-41-34-03 Плотніков А А

ФГУП «НДІ РАДІО» вул Козакова, 16, м Москва, 105064, Росія тел 8-495-267-15-14, e-mail: plotnikov@niirRu

Анотація – Розглянуто телекомунікаційна система UMDS MITRIS, що представляє високорентабельне і високотехнологічне рішення для широкосмугових розподільних мереж Відзначено, що вона є споживчої функціонально нарощуваної системою, яка враховує перспективи розвитку національних інформаційних систем, інтегрованих в Європейську та світову інфраструктури Показано, що архітектура системи забезпечує її сумісність з трансляційними супутниковими системами і може бути доповнена Мікропотужні ретрансляторами та кабельної системою, що дозволяє розширити зону обслуговування Розглянуто критерії якості бездротових широкосмугових систем доступу та перспективи застосування мікрохвильової системи UMDS MITRIS

I                                       Введення

Весь світ широко використовує досягнення сучасних інфокомунікаційних технологій в галузі створення бездротових широкосмугових систем доступу Насамперед, це відноситься до США, Канаді, Європі Останнім час ривок зробив Китай У Росії та Україні поширення таких систем стримується через проблеми виділення необхідних частотних ресурсів, але, тим не менш, ринок стрімко зростає Одними з найбільш перспективних для створення систем бездротового широкосмугового доступу є технології MITRIS і WiMAX [U11]

У докпаде представлені основні технічні рішення, реалізовані в мікрохвильовій системі бездротового доступу на базі технологій MITRIS і WiMAX, наданої послуги багатоканального цифрового телевізійного мовлення та послуги, що базуються на передачі даних

Існуючі на ринку системи бездротового доступу можна представити у вигляді чотирьох основних механізмів передачі ТБ трафіку кінцевим споживачам: кабельний, супутниковий, наземний

(Ефірне мовлення) і так званий стільниковий Останній метод реалізують високочастотні системи: MMDS (Multichannel Microwave Distribution

43,5 System), LMDS (Local Microwave Distribution System), MWS (Multimedia Wireless System), що працюють (у Росії) в діапазонах 2,5-2,7 27,5-29,5 і 40,5 ГГц, відповідно

Ці системи, які спочатку призначалися для передачі телевізійного трафіку, модернізувалися для передачі трафіку даних, як додаток до наявної конфігурації

Технологія 80216 і розвиток її у вигляді WiMAX призначена спеціально для надання широкосмугового доступу до телекомунікаційних і інформаційних служб

Завданням роботи було створення системи, що надає, як послуги мовного телебачення, так і послуги широкосмугового доступу до служб, що базуються на передачі даних Ця система повинна володіти високою помехоустойчивостью, як в умовах відкритої місцевості, так і в умовах міста

II                              Основна частина

в доповіді описана мікрохвильова система UMDS MITRIS, передавальна зазначені вище види трафіку (телевізійний трафік і трафік компютерних даних) і надає доступ до послуг мультимедіа

Система складається з центральної (ЦС) і абонентських станцій (АС)

При передачі даних в прямих каналах використовується стандарт DVB-S, технологія МРЕ і інкапсуляція IP пакетів У зворотних каналах використовуються стандарти множинного доступу – TDMA, FDMA спеціально розроблений протокол канального рівня і інкапсуляції IP пакетів У мережі ЦС використовується стандарт Fast Ethernet на канальному рівні, а на мережевому рівні – протокол IP

На рівні додатків використовуються наступні протоколи і стандарти:

– Послуги IS і VPN вкпючают: передачу 1Р-пакетів, в тому числі з використанням технології тунелювання послуги, що базуються на протоколах HTTP, РТР, POP3/SMTP/IMAP, NMTP

– Послуги VL на базі спеціально розробленого протоколу забезпечують двосторонню передачу між абонентами системи, що використовують послуги IPP, відеоінформації з телекамер, що входять до склад АС

– Послуги IPP на базі технології «голос поверх 1Р» забезпечують телефонний звязок абонентів системи як між собою, так і – через мережу Інтернет – з абонентами потоків по стандартному протоколу Н-323

– Послуги VoD на базі розробленого оригінального протоколу забезпечують:

– можливість перегляду абонентом каталогів відеоматеріалів та замовлення цікавить його відеоматеріалу

– формування на основі рейтингових оцінок послідовності передачі витребуваних абонентами відеоматеріалів

– отримання та перегляд абонентом на екрані побутового телеприймача обраного відеоматеріалу

– перегляд (анонс) відеоматеріалу за допомогою web-сайту, на якому абонент може ознайомитися з замовленою матеріалом

Цифрове телевізійне мовлення здійснюється в стандарті MPEG-2

Авторизація та ідентифікація абонентів забезпечується сервером Radius

Захист на рівні IP і на рівні додатків гарантується технологією firewall

Основні характеристики системи:

Телевізійна підсистема

Діапазон частот сигналів, випромінюваних в зону обслуговування, ГГц-11,7 .. 12,5

Рівень сигналу на виході передавача, на один радіоканал, Вт, не більше – 0,1

Смуга одного радіоканалу за рівнем мінус 30 дБ, МГц-40

Число телевізійних каналів в одному радіоканалі-до 10

50 . Максимальне число телевізійних каналів, яке може бути надане абоненту – 200 Граничний радіус зони обслуговування однієї центральної станцією при забезпеченні умови прямої радиовидимости, потужності передавача 50мВт, інтенсивності опадів до 40 мм / год 60 км

Розширення розміру зони обслуговування в заданих напрямках при використанні центральних ретрансляційних станцій – до 150 .. 200км Число підключаються абонентів, що використовують систему умовного доступу – До 60 ТОВ

Стандарт, підтримуваний в прямому каналі – + MPEG-2/DVB-S

Підсистема передачі даних (підсистема WiMAX)

Діапазон частот, МГц – 5650 – 5725 Технологія мультиплексування даних абонентів (у напрямку точка доступу – абонентська станція)-TDM

Тип доступу до середовища передачі (у напрямку абонентська станція – точка доступу) – TDMA Метод дуплексування – FDD або TDD Максимальна пропускна здатність стовбура, Мбіт/с-3767

Забезпечення якості обслуговування QoS – Є Технологія передачі – OFDM-256 Способи модуляції – Адаптивна, від BPSK до QAM-64

Завадостійке кодування – Каскадне: Рі-да-Соломона / Витерби

Підтримувані види модуляції і рівні кодування BPSK 1/2, QPSK 1/2, QPSK 3/4, 16-QAM 1/2, 16 – QAM 3/4, 64-QAM 2/3, 64-QAM 3/4 Смуга сигналу , МГц-175 35 10 Кількість абонентських станцій в одному секторі, не більше – 200

Максимальна кількість секторів – 6 Топологія розміщення абонентських станцій – Довільна

Максимальна дальність звязку, км – 50 Засоби шифрування – 3DES / ГОСТ 28147-89 Контроль трафіку – Код CRC Потужність на виході передавача, БС / АС, дБВт – 16..0/-30..0

Електроживлення обладнання здійснюється від джерела постійного струму, В – мінус 48/60 Підсистеми взаємодіють за допомогою сервера доступу, інформаційного сервера

Архітектурне побудова системи UMDS MITRIS наведено на структурній схемі рис1

Вона складається з центральної станції і абонентських систем

Fig 1 Structure flowchart of UMDS MITRIS system

До складу центральної станції входить блок формувачів телевізійного потоку 1, який містить до 7 .. 10 формувачів каналів DVB-S, кожен з яких вкпючает в себе до 6 .. 7 телевізійних каналів (Програм) Ці канали обєднуються в загальний багаточастотний потік допомогою блоку суматорів 2 .. 6, який перетворюється за частотою і рівнем допомогою конверторів (лінійних трактів передавачів) 7 і 13

Резервування забезпечується комутатором 18, підключеним до відгалужувачів 8

Блок аттенюаторов 9 забезпечує необхідний рівень сигналу на вході абонентської станції при зміні умов поширення у великих межах (забезпечення необхідного рівня коефіцієнта готовності) при використанні досить дешевих абонентських приймальних пристроїв В якості таких використовується приймальне обладнання супутникових мереж (конвертор, тюнер-декодер)

Сформований потік в діапазоні

11,7 . 12,5 ГГц випромінюється всенаправленной антеною 10 в зону обслуговування

Тюнера 12 і 15 використовуються для оперативної діагностики стану тракту по ПЧ (12) і по НВЧ (15)

Блоки 11 і 16 виконують функцію закриття каналів умовним доступом і процедури управління (діагностика, управління резервуванням і блоком аттенюаторов та ін)

Блоки 19 .. 22 – базові станції (БС) WiMAX, кожна з яких підключена до секторної антени, число яких передбачається рівним 4

Вузол 23 забезпечує узгодження виходу БС з середовищем розповсюдження

Абонентська станція (АС) прийому телевізійних каналів вкпючает в себе малогабаритну антену, атенюатор, конвертор, приймач з вузлом доступу до каналів, закритим умовним доступом

Антенний блок потрібен для забезпечення роботи АС в реальних умовах середовища поширення

АС WiMAX являє собою окремий комплект з метою зменшення вартості абонентського комплекту при наданні доступу до окремих служб (ТБ або дані)

III                                  Висновок

Запропонована система надання бездротового доступу до інформаційних і комунікаційних ресурсів забезпечує досить повний набір послуг (цифрове телевізійне мовлення, передачу даних) При цьому реалізується переваги як технології WiMAX, так і технології DVB-S, забезпечуючи високу завадостійкість і перешкодозахищеність при реалізації значною канальної та інформаційної ємності

Відмінними рисами системи UMDS MITRIS є:

• можливість безпосереднього надання доступу до додатків, вкпючая телерадіомовлення і передачу даних

• великий (до 700 Мбіт / с) канальний інформаційний ресурс при забезпеченні значних (до 8000 км ^) розмірів зон обслуговування та екологічної безпеки (Потужність випромінювання на один канал не перевищує 100 мВт)

• використання оригінального протоколу при формуванні зворотного каналу, що забезпечує істотне спрощення обладнання абонентської станції за рахунок іскпюченія жорсткої синхронізації абонентських передавачів

• наднизькі (до 10 мВт) екологічно безпечні рівні випромінювання абонентських передавачів за рахунок вибору разнесенного частотного ресурсу в діапазонах частот 11,7 .. 12,5 ГГц і 5,9-6,4 (14,4 .. 15,35) ГГц і використання завадостійкого кодування

♦ використання однієї всенаправленной передавальної антени в прямому каналі і 12 секторних антен в зворотному каналі, що вимагає більш простого радіоінтерфейсу і спрощує планування мережі

♦ правовий захист інтелектуальної власності та конкурентоспроможність за рахунок застосування нових науково-технічних рішень, захищених патентами України, Російської Федерації і міжнародними патентами на винаходи

Забезпечення конкурентоспроможності системи UMDS MITRIS досягнуто за рахунок наступних основних факторів:

♦ істотно нижчою вартістю базового устаткування і його масштабованості, що дозволяє оператору мінімізувати одноразові витрати

♦ можливості реалізації на ринку продажів як системи в цілому (базове виконання), так і окремих її частин (наприклад, «транспорт»)

♦ вбудованих функцій для організації надання додаткових послуг абонентам (1Р-телефонія, відеозвязок, відео за замовленням)

Уже в найближчі пару років послуги, що надаються на основі технологій MITRIS і WIMAX, займуть гідне місце на телекомунікаційному ринку, завдяки унікальним властивостям даних технологій

Для України і Росії зараз актуальне впровадження системи UMDS MITRIS Використання бездротового широкосмугового доступу в районах нерозвиненою інфраструктури має стати ідеальним рішенням «останньої милі»

V                           Список літератури

[1] м 3 Згуровський, М Є Ільченко, С А Кравчук,

Т Н Наритник, Ю І Якименко Мікрохвильові пристрої телекомунікаційних систем Том 2 Пристрої передавального і приймального трактів Проектування пристроїв та реалізація систем У 2-х томах, ІОЦ «Видавництво «Пол1техн1ка», 2003

[2] Ільченко М Є, Наритник Т М, Бабак В П, Кравчук С А Мікрохвильові технології в телекомунікаційних системах Видавництво «Техн1ка», 2000 р

[3] «Мікрохвильова інтегрована телерадіоінформації-онная система МІТРІС-К»-патент України на винахід № 50877 від 15112002Г з пріоритетом від 30112001 р

[4] «Мікрохвильова інтегрована телерадіоінформа-ционная МІТРІС-М» – патент України на винахід № 44933 від 15032002г з пріоритетом від 020800 р

[5] «Мікрохвильова інтегрована телерадіоінформа-ційна система МІТРІС-С»-патент України на винахід № 59621 від 120203 з пріоритетом від 070501 г

[6] «Мікрохвильова інтегрована телерадіоінформа-ційна система МІТРІС-ІНТ»-патент України на винахід № 51495 від 15112002г з пріоритетом від 12042002 р

[7] «Мікрохвильова інтегрована телерадіоінформа-ційна система МІТРІС-ІНТ» – Міжнародна заявка на патент № PCT/UA02/00038 від 020902 р

[8] «Мікрохвильова інтерактивна дистрибутивная інформаційна система МІДІС» – патент України на винахід № 55296, бюл № 7 від 15072004г з пріоритетом 23102002 р

[9] «Мікрохвильова інтерактивна дистрибутивная інформаційна система МІДІС» – Міжнародна заявка на патент № PCT/UA03/00042 від 221003 р

[10] «Універсальна мультимедійна дистрибутивная система UMDS» Патент України на корисну модель

№ 5319 від 15032005г з пріоритетом від 30122003 р

[11] «Універсальна мультимедійна дистрибутивная система UMDS» Зареєстровано знак на товари та послуги з пріоритетом від 23102002 р

MICROWAVE SYSTEM FOR WIRELESS PROVIDING OF MULTIMEDIA SERVICES UMDS MITRIS

Ilchenko M Ye

National Technical University of Ukraine «ΚΡΙ»

2 Industrial Lane, Kiev, Ukraine NarytnikT N, Kazimirenko V Ya

UANSP

2b 50-Let Oktyabrya Ave, Kiev, Ukraine e-mail: iec@naverexkievua Gyunter V Ya, Skirta Yu V

Close Corporation «NPF Mikran»

47 Vershinina St, Tomsk, 634034, Russia Plotnikov A A

FSUE «Radio SRI»

16 Kozakova St, Moscow, 105064, Russia e-mail: plotnikov@niirru

Abstract – Considered in this paper is telecommunication system UMDS MITRIS, providing high-tech decision for wideband distribution networks It should be noted that UMDS MITRIS is consumer system, which takes into account perspectives of national information systems integrated into European and worldwide infrastructures It is shown that system architecture provides its compatibility with broadcasting satellite systems, and can be supplied with micro-power retranslators and cable system, that allows widening the service area Considered are performance criteria of wireless wideband access systems and perspectives for UMDS MITRIS system application

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