Проект транспортной оптической сети для организации сети широкополосного доступа по технологии WiMAX в городе Чита

Обзор и сравнение существующих беспроводных технологий. Выбор радиооборудования базовых станций и абонентских устройств. Расчет параметров участка транспортной оптической сети для присоединения базовых станций к оптико-волоконной магистрали оператора.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 09.03.2016
Размер файла 1,9 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Актуальность данного проекта обусловлена непрерывно растущим спросом на услуги в области телекоммуникаций. Современный ритм жизни диктует необходимость своевременного получения достоверной информации вне зависимости от местоположения. Постоянно возрастающие объемы передаваемой информации требуют все новых, более высоких, скоростей передачи и технологий, способных обеспечить абонентов такими скоростями передачи информации и новыми услугами.

Целью данной работы является проект транспортной оптической сети, для организации сети широкополосного доступа по технологии WiMAX в городе Чита.

Задачи, поставленные при проектировании:

1. Обоснование выбора технологии сети;

2. Обзор технологии WiMAX и сравнение с другими технологиями;

3. Выбор оптического кабеля;

4. Выбор сетевого оборудования;

5. Теоретические расчеты, подтверждающие выбор кабеля и оборудования;

6. Проектирование сети доступа г.Читы.

7. Технико-экономическое обоснование проекта.

Проблема последней мили всегда была актуальной задачей для связистов. К настоящему времени появилось множество технологий последней мили, и перед любым оператором связи стоит задача выбора технологии, оптимально решающей задачу доставки любого вида трафика своим абонентам. Проводные решения «последней мили» теряют свою актуальность. Важнейшими их недостатками являются длительные сроки прокладки, сложности расширения, высокие затраты. Кроме того оператору приходится получать разрешения на прокладку и платить за аренду кабельных канализаций, и без того перегруженных. Очевидно, что будущее за беспроводными решениями. Одно из таких решений - WiMAX.

Технология Mobile WiMAX обеспечивает быстрое и экономичное предоставление высокоскоростного доступа в Интернет частным и коммерческим абонентам, а также позволяет распространить обслуживание на мобильные устройства для удаленных пользователей.

Проектируемая сеть позволит предоставлять услуги:

- Широкополосного доступа к сети Интернет;

- расширенные возможности передачи мультимедийных данных;

- возможность передачи видео;

- возможность организации пиринговых соединений;

- ip телефонии;

- цифрового мобильного телевидения HDTV качества;

Данная сеть проектируется на базе сети радиодоступа (сотовая сеть связи) компании СибИнтерТелеком. Это позволит устанавливать оборудование на уже специализированные площадки, что максимально удешевит развертывание сети.

1. Сравнение существующих систем радиодоступа и обоснование выбора для проектируемой сети

1.1 Обзор и сравнение существующих беспроводных технологий

На сегодняшний день существует огромное количество технологий беспроводной передачи данных, такие как Bluetooth, UWB, Wi-Fi, DECT и др. Характеристики данных технологий представлены в табл. 1.1.

Таблица 1. 1 - Характеристики технологий беспроводных систем доступа

Технология

Стандарт

Использование

Пропускная способность

Радиус действия

Частоты

Инфракрасный порт

IrDa

WPAN

до 16 Мбит/с

от 5 до 50 см

Bluetooth v. 1.1

802.15.1

WPAN

до 1 Мбит/с

до 10 метров

2,4 ГГц

Bluetooth v. 2.0

802.15.3

WPAN

до 2,1 Мбит/с

до 100 метров

2,4 ГГц

Bluetooth v. 3.0

802.11

WPAN

от 3 Мбит/с до 24 Мбит/с

до 100 метров

2,4 ГГц

UWB

802.15.3a

WPAN

110-480 Мбит/с

до 10 метров

7,5 ГГц

ZigBee

802.15.4

WPAN

от 20 до 250 Кбит/с

1-100 м

2,4 ГГц

Wi-Fi

802.11a

WLAN

до 54 Мбит/с

до 300 метров

5,0 ГГц

Wi-Fi

802.11b

WLAN

до 11 Мбит/с

до 300 метров

2,4 ГГц

Wi-Fi

802.11g

WLAN

до 54 Мбит/с

до 300 метров

2,4 ГГц

Wi-Fi

802.11n

WLAN

до 450 Мбит/с

до 300 метров

2,4 -- 2,5 или 5,0 ГГц

WiMax

802.16d

WMAN

до 75 Мбит/с

25-80 км

1,5-11 ГГц

WiMax

802.16e

Mobile WMAN

до 40 Мбит/с

1-5 км

2,3-13,6 ГГц

WiMax 2

802.16m

WMAN, Mobile WMAN

до 1 Гбит/с (WMAN), до 100 Мбит/с (Mobile WMAN)

(стандарт в разработке)

(стандарт в разработке)

Эти технологии имеют различные области применения. Они предназначены для связи мобильных устройств между собой, организации небольших беспроводных сетей внутри помещений и построения беспроводных мостов. Технология WiMAX, в свою очередь, предназначена для организации широкополосной связи вне помещений и для организации крупномасштабных сетей. WiMAX разрабатывался как городская вычислительная сеть (MAN).

WiMAX это система дальнего действия, покрывающая километры пространства, которая обычно использует лицензированные спектры частот (хотя возможно и использование нелицензированных частот) для предоставления соединения с интернетом типа точка-точка провайдером конечному пользователю. Разные стандарты семейства 802.16 обеспечивают разные виды доступа, от мобильного (схож с передачей данных с мобильных телефонов) до фиксированного (альтернатива проводному доступу, при котором беспроводное оборудование пользователя привязано к местоположению).

Wi-Fi это система более короткого действия, обычно покрывающая десятки метров, которая использует нелицензированные диапазоны частот для обеспечения доступа к сети. Обычно Wi-Fi используется пользователями для доступа к их собственной локальной сети, которая может быть и не подключена к Интернету. Если WiMAX можно сравнить с мобильной связью, то Wi-Fi скорее похож на стационарный беспроводной телефон.

WiMAX и Wi-Fi имеют совершенно разный механизм Quality of Service (QoS). WiMAX использует механизм, основанный на установлении соединения между базовой станцией и устройством пользователя. Каждое соединение основано на специальном алгоритме планирования, который может гарантировать параметр QoS для каждого соединения. Wi-Fi, в свою очередь, использует механизм QoS подобный тому, что используется в Ethernet, при котором пакеты получают различный приоритет. Такой подход не гарантирует одинаковый QoS для каждого соединения.

Из-за дешевизны и простоты установки, Wi-Fi часто используется для предоставления клиентам быстрого доступа в Интернет различными организациями. Например, в некоторых кафе, отелях, вокзалах и аэропортах можно обнаружить бесплатную точку доступа Wi-Fi.

Рассмотрим некоторые другие различия между этими технологиями. У WiMAX лучше качество связи, чем у WiFi. Когда несколько пользователей подключены к точке доступа Wi-Fi, они буквально «дерутся» за доступ к каналу связи. В свою очередь, технология WiMAX обеспечивает каждому пользователю постоянный доступ. Построенный на технологии WiMAX алгоритм устанавливает ограничение на число пользователей для одной точки доступа. Когда базовая станция WiMAX приближается к максимуму своего потенциала, она автоматически перенаправляет «избыточных» пользователей на другую базовую станцию.

радиооборудование абонентский беспроводный оптический

1.2 История развития стандарта WiMAX

Первая версия стандарта IEEE 802.16-2001 была принята в декабре 2001 года, в стандарте изначально была отведена рабочая полоса 10-66 ГГц. Стандарт IEEE 802.16 описывал архитектуру широкополосной беспроводной связи, организованной по топологии «точка-многоточка» и ориентировался на создание стационарных беспроводных сетей масштаба города (WirelessMAN). Так как в стандарте IEEE 802.16-2001 на физическом уровне предполагалось использование всего одной несущей частоты, назван он был -- WirelessMAN-SC (Single Carrier).Для частот в диапазоне 10-66 ГГц характерно быстрое затухание сигнала и работа возможна только в зоне прямой видимости между передатчиком и приемником. Зато решается одна из главных проблем радиосвязи -- многолучевое распространение сигнала. В Стандарте было рекомендовано использовать модуляцию типа QPSK, 16-QAM или 64-QAM. В радиоканалах шириной 20, 25 и 28 МГц скорость передачи данных достигала 32-134 Мбит/с и дальность передачи составляла 2.5 км. Позже, в 2002 году в стандарте 802.16-2001 были выявлены погрешности, и появилось приложение 802.16с-2002, которое расширяло профили и корректировало их.Из-за трудностей построения беспроводной сети в зоне прямой видимости устройства стандарта 802.16 так и не получили широкого распространения и уже в январе 2003 года выпустили расширение 802.16а-2003, которое описывало использование частотного диапазона от 2 до 11 ГГц. В этом стандарте предусматривалось создание фиксированных беспроводных сетей масштаба мегаполиса и планировалось, что в дальнейшем он станет альтернативой наземным решениям широкополосного доступа для организации «последней мили» взамен xDSL, кабельных модемов и каналов T1/E1. Кроме того, предполагалось, что для формирования глобальной сети беспроводного доступа в Интернет к базовой сети стандарта 802.16а смогут подключаться точки доступа стандарта 802.11a/b/g.

Основное отличие стандарта 802.16а -- это работа в частотном диапазоне 2-11 ГГц, для которого не требуется наличие прямой видимости между приемником и передатчиком. В виду этого зона покрытия беспроводных сетей 802-16a значительно шире, чем у сетей стандарта 802.16. Использование частотного диапазона 2-11 ГГц потребовало и существенного пересмотра техники кодирования и модуляции сигнала на физическом уровне. Оборудование 802.16а должно было работать с модуляцией QPSK, 16QAM, 64QAM и 256QAM, поддерживать скорость передачи информации 1-75 Мбит/с на сектор одной базовой станции на расстоянии от где-то 6-9 км в радиоканалах с изменяемой полосой пропускания от 1.5 до 20 МГц. Типовая базовая станции имела от 4 до 6 секторов.

В стандарте 802.16a сохранили режим работы на одной несущей, который позволял работать как в условиях прямой видимости (LOS), так и вне ее (NLOS). Но основным здесь стала возможность работы с сигналом на основе технологии OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)- ортогонального частотного мультиплексирования с 256-ю поднесущими и режим OFDMА (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) -- технология многостанционного доступа с ортогональным частотным разделением каналов с 2048 поднесущими сразу с несколькими абонентами в режиме OFDM. Таким образом, при стандартном количестве поднесущих в 256 обеспечивалась одновременная работа 8 абонентов.В июле 2004 года был принят стандарт IEEE 802.16-2004, известный также как 802.16d или фиксированный WiMAX, который и объединил все эти нововведения. Но говорить в то время о полной совместимости оборудования не представлялось возможным. Из-за наличия разных режимов мультиплексирования SC, OFDM и OFDMА с разной шириной радиоканалов, а также временного и частотного режима дуплексирования FDD и TDD и ряда других требований оборудование каждого производителя так и осталось уникальным, а стоимость абонентских устройств была очень высокой. В силу этих обстоятельств оборудование фиксированного доступа стандарта IEEE 802.16-2004 используется в нишевом применение, там, где традиционные методы построения сетей абонентского доступа не эффективны или попросту невозможны.

В конце 2005 года был принят стандарт IEEE 802.16е, известный так же как IEEE 802.16-2005 или мобильный WiMAX. Это был новый шаг в эволюции развития беспроводного широкополосного доступа в интернет Основное внимание здесь уделено вопросам поддержки мобильных абонентов, и в частности хендоверу, и роумингу между сетями, построенными на различных беспроводных стандартах. Роуминг позволяет при передвижении абонента на скорости до 120 км/ч «бесшовно» переключаться между базовыми станциями (точно так же как это происходит в сетях сотовой связи). В мобильном WiMAX применяется Scalable OFDMA -- масштабируемый OFDM-доступ и возможна работа как в условиях прямой видимости так в ее отсутствие. Для сетей Mobile WiMAX выделяются частотные диапазоны: 2,3-2,5; 2,5-2,7; 3,4-3,8 ГГц.

На сегодняшний день в мире реализованы и успешно функционируют беспроводные широкополосные сети на основе Mobile WiMAX, в том числе первыми в России свои сети развернули компании «Скартел» -- бренд Yota (сети построены в Москве, Санкт-Петербурге, Уфе, Краснодаре, Сочи, Никарагуа) и Комстар OTC (сеть в Москве). Конкурентами 802.16e являются все мобильные технологии третьего поколения 3G, например, EV-DO. И если стандарт IEEE 802.16d является протоколом операторского класса, то мобильный WiMAX ориентирован на конечных пользователей, и в данном случае он представляет собой альтернативу стандартам 802.11 a/b/g. Имея ноутбук или КПК со встроенным WiMAX модемом, и подключившись к сети, пользователь сможет постоянно оставаться на связи в любой точке города, где обеспечивается зона покрытия WiMAX сети. Базовая станция Mobile WiMAX способна поддерживать до 1000 абонентов одновременно.

Рисунок 1.2.1 - Схема развития технологии WiMax

В дополнение к основным стандартам, рабочая группа IEEE 802.16 разработала ряд других документов, где рассматриваются другие весьма важные вопросы. Это такие дополнения, как:

- 802.16f-2005 -- Информационная база управления (Management Information Base);

- 802.16g-2007 -- Процедуры и сервисы уровня управления (Management Plane Procedures and Services);

- 802.16k-2007 -- Поправки к 802.16 (Bridging of 802.16).

В стадии разработки находятся:

- 802.16h -- Улучшенный механизм сосуществования при безлицензионной работе (Improved Coexistence Mechanisms for License-Exempt Operation);

- 802.16i -- Информационная база управления для мобильных сетей (Mobile Management Information Base);

- 802.16j -- Спецификация многопролетных ретрансляционных систем (Mul-tihop Relay Specification);

- 802.16m -- Улучшенный беспроводной интерфейс (Advanced Air Interface).

Часто, говоря о стандарте IEEE 802.16, подразумевают WiMAX. Аббревиатура WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) расшифровывается как: протокол всемирной сети широкополосной радиосвязи. Название придумано в международной организации WiMAX-форум, в ряды которой входят ведущие телекоммуникационные компании и производители оборудования, такие как: Alvarion, Cisco, Intel, Airspan Networks, Fujitsu, Samsung, Huawei, Proxim Corporation и др.). Однако не следует забывать, что на самом деле WiMAX, рассматривает только часть режимов стандарта IEEE 802.16.

WiMAX-форум был основан 11 апреля 2003 года с целью содействия разработке беспроводного оборудования, используемого в широкополосных сетях и скорейшему развертыванию этих сетей во всем мире. WiMAX-форум отвечает за сертификацию оборудования стандарта IEEE 802.16, а также за подготовку и разработку спецификаций, призванных обеспечить совместимость оборудования разных производителей. Такие крупнейшие поставщики элементной полупроводниковой базы, как Intel, Fujitsu, и др. ведут ее разработку для всех производителей оборудования, а те в свою очередь концентрируют свои усилия на производстве оборудования со стандартной элементной базой. По данным аналитических изданий, сегодня члены WiMAX-форума представляют собой более 80% рынка среди производителей оборудования для ШБД.

В июне 2008 года было объявлено о создании нового стратегического консорциума -- Open Patent Alliance (ОРА), в который вошли такие гиганты широкополосной индустрии, как: Cisco, Alcatel-Lucent, Intel, Clearwire, Samsung и Sprint. Цель создания альянса - продвижение дальнейшей стандартизации в области технологий WiMAX, снижения стоимости на услуги и оборудование, а также расширение их многообразия. Немного позже к ним присоединились Alvarion и Huawei. За это время был создан так называемый патентный пул - соглашение о взаимном использовании межу участниками патентов, которыми сможет воспользоваться любой из членов альянса по предсказуемой цене.

Одним из наиболее активных членов альянса WiMAX Forum является компания Intel, которая участвует во всех его начинаниях - от постановки задачи, заканчивая ратификацией стандартов и разработкой конечного оборудования. Сейчас Intel сотрудничает с компаниями, уже развернувшими предварительно стандартизованные широкополосные беспроводные сети WiMAX более чем в 125 странах. Они обеспечивают широкий диапазон вариантов - от стационарных систем беспроводного доступа до двухточечных систем передачи масштаба предприятия.Сейчас Intel сотрудничает с компаниями, уже развернувшими предварительно стандартизованные широкополосные беспроводные сети WiMAX более чем в 125 странах. Они обеспечивают широкий диапазон вариантов - от стационарных систем беспроводного доступа до двухточечных систем передачи масштаба предприятия.

Сегодня WiMAX-форум насчитывает более 500 членов, 17 из них из России и стран СНГ.

1.3 Принцип работы

В общем виде WiMAX сети состоят из следующих основных частей: базовых и абонентских станций, а также оборудования, связывающего базовые станции между собой, с поставщиком сервисов и с Интернетом.

Для соединения базовой станции с абонентской используется высокочастотный диапазон радиоволн от 1,5 до 11 ГГц. В идеальных условиях скорость обмена данными может достигать 70 Мбит/с, при этом не требуется обеспечения прямой видимости между базовой станцией и приёмником.

WiMAX применяется как для решения проблемы «последней мили», так и для предоставления доступа в сеть офисным и районным сетям.

Между базовыми станциями устанавливаются соединения (прямой видимости), использующие диапазон частот от 10 до 66 ГГЦ, скорость обмена данными может достигать 140 Мбит/c. При этом, по крайней мере одна базовая станция подключается к сети провайдера с использованием классических проводных соединений. Однако, чем большее число БС подключено к сетям провайдера, тем выше скорость передачи данных и надёжность сети в целом.

Структура сетей семейства стандартов IEEE 802.16 схожа с традиционными GSM сетями (базовые станции действуют на расстояниях до десятков километров, для их установки не обязательно строить вышки -- допускается установка на крышах домов при соблюдении условия прямой видимости между станциями).

1.4 Режимы работы

В Wi-Fi сетях все пользовательские станции, которые хотят передать информацию через точку доступа (АР), соревнуются за «внимание» последней. Такой подход может вызвать ситуацию, при которой связь для более удалённых станций будет постоянно обрываться в пользу более близких станций. Подобное положение вещей делает затруднительным использование таких сервисов как Voice over IP (VoIP), которые очень сильно зависят от непрерывного соединения.

Что же касается сетей 802.16, в них MAC использует алгоритм планирования. Любой пользовательской станции стоит лишь подключиться к точке доступа, для неё будет создан выделенный слот на точке доступа, недоступный другим пользователям.

Стандарт 802.16e-2005 вобрал в себя все ранее выходившие версии и на данный момент предоставляет следующие режимы:

1. Fixed WiMAX - фиксированный доступ.

2. Nomadic WiMAX - сеансовый доступ.

3. Portable WiMAX - доступ в режиме перемещения.

4. Mobile WiMAX - мобильный доступ.

Рассмотрим все эти режимы подробнее.

Fixed WiMAX

Фиксированный доступ представляет собой альтернативу широкополосным проводным технологиям (xDSL, T1 и т. п.). Стандарт использует диапазон частот 10-66 ГГц. Этот частотный диапазон из-за сильного затухания коротких волн требует прямой видимости между передатчиком и приемником сигнала.С другой стороны, данный частотный диапазон позволяет избежать одной из главных проблем радиосвязи - многолучевого распространения сигнала. При этом ширина каналов связи в этом частотном диапазоне довольно велика (типичное значение - 25 или 28 МГц), что позволяет достигать скоростей передачи до 120 Мбит/с. Фиксированный режим включался в версию стандарта 802.16d-2004 и уже используется в ряде стран. Однако большинство компаний, предлагающих услуги Fixed WiMAX, ожидают скорого перехода на портативный и в дальнейшем на мобильный WiMAX.

Nomadic WiMAX

Сеансовый (кочующий) доступ добавил понятие сессий к уже существующему Fixed WiMAX. Наличие сессий позволяет свободно перемещать клиентское оборудование между сессиями и восстанавливать соединение уже с помощью других вышек WiMAX, нежели те, что использовались во время предыдущей сессии. Такой режим разработан в основном для портативных устройств, таких как ноутбуки, КПК. Введение сессий позволяет также уменьшить расход энергии клиентского устройства, что тоже немаловажно для портативных устройств.

Portable WiMAX

Для режима Portable WiMAX добавлена возможность автоматического переключения клиента от одной базовой станции WiMAX к другой без потери соединения. Однако для данного режима все еще ограничена скорость передвижения клиентского оборудования - 40 км/ч. Впрочем, уже в таком виде можно использовать клиентские устройства в дороге (в автомобиле при движении по жилым районам города, где скорость ограничена, на велосипеде, двигаясь пешком и т. д.).Введение данного режима сделало целесообразным использование технологии WiMAX для смартфонов и КПК. В 2006 году начат выпуск устройств, работающих в портативном режиме WiMAX.

Mobile WiMAX

Этот режим был разработан в стандарте 802.16e-2005 и позволил увеличить скорость перемещения клиентского оборудования до 120 км/ч. Основные достижения этого режима:

1. Устойчивость к многолучевому распространению сигнала и собственным помехам.

2. Масштабируемая пропускная способность канала.

3. Технология Time Division Duplex (TDD), которая позволяет эффективно обрабатывать асимметричный трафик и упрощает управление сложными системами антенн за счет эстафетной передачи сессии между каналами.

4. Технология Hybrid-Automatic Repeat Request (H-ARQ), которая позволяет сохранять устойчивое соединение при резкой смене направления движения клиентского оборудования.

5. Распределение выделяемых частот и использование субканалов при высокой загрузке позволяет оптимизировать передачу данных с учетом силы сигнала клиентского оборудования.

6. Управление энергосбережением позволяет оптимизировать затраты энергии на поддержание связи портативных устройств в режиме ожидания или простоя.

7. Технология Network-Optimized Hard Handoff (HHO), которая позволяет до 50 миллисекунд и менее сократить время на переключение клиента между каналами.

8. Технология Multicast and Broadcast Service (MBS), которая объединяет функции DVB-H, MediaFLO и 3GPP E-UTRA для:

· достижения высокой скорости передачи данных с использованием одночастотной сети;

· гибкого распределения радиочастот;

· низкого потребления энергии портативными устройствами;

· быстрого переключения между каналами.

9. Технология Smart Antenna, поддерживающая субканалы и эстафетную передачу сессии между каналами, что позволяет использовать сложные системы антенн, включая формирование диаграммы направленности, пространственно-временное маркирование, пространственное мультиплексирование (уплотнение).

10. Технология Fractional Frequency Reuse, которая позволяет контролировать наложение/пересечение каналов для повторного использования частот с минимальными потерями.

11. Размер фрейма в 5 миллисекунд обеспечивает компромисс между надежностью передачи данных за счет использования малых пакетов и накладными расходами за счет увеличения числа пакетов (и, как следствие, заголовков).

1.5 Архитектура сети WiMAX

WiMAX Forum разработал архитектуру, которая определяет множество аспектов работы WiMAX сетей: взаимодействия с другими сетями, распределение сетевых адресов, аутентификация и многое другое. На рисунке 1.5.1 приведена архитектура сетей WiMAX.

Рисунок 1.5.1 - Архитектура WiMAX

· SS/MS: (the Subscriber Station/Mobile Station)

· ASN: (the Access Service Network) [4]

· BS: (Base station), базовая станция, часть ASN

· ASN-GW: (the ASN Gateway), шлюз, часть ASN

· CSN: (the Connectivity Service Network)

· HA: (Home Agent, часть CSN)

· NAP: (a Network Access Provider)

· NSP: (a Network Service Provider)

SS/MS: (Subscriber/Mobile Station) - абонентская/мобильная станция;

ASN (Access Service Network) -- сеть доступа.

ASN Gateway -- шлюз предназначен для объединения трафика и сообщений сигнализации от базовых станций и дальнейшей их передачи в сеть CSN.

BS (Base Station) -- базовая станция. Основной задачей является установление, поддержание и разъединение радио соединений. Кроме того, выполняет обработку сигнализации, а также распределение ресурсов среди абонентов.

CSN (Connectivity Service Network) -- сеть обеспечения услуг.

HA (Home Agent) -- элемент сети, отвечающий за возможность роуминга. Кроме того, обеспечивает обмен данными между сетями различных операторов.

Следует заметить, что архитектура сетей WiMax не привязана к какой-либо определённой конфигурации, обладает высокой гибкостью и масштабируемостью.

Базовые точки в рамках базовой модели сети WiMAX - это каналы связи между базовыми модулями. Они представляют собой стандартные интерфейсы, причем не обязательно физические, особенно если соединяемые базовой точкой модули конструктивно находятся в одном устройстве.

R1 представляет собой канал связи между мобильной станцией и сетью доступа ASN. Это - беспроводной интерфейс, соответствующий стандарту IEEE 802.16, однако допустимы и дополнительные протоколы управления.

R2 является каналом между МС и CSN. Она включает протоколы и процедуры, связанные с аутентификацией МС, авторизацией и IP-конфигурированием. Это - чисто логический интерфейс, ему нельзя поставить в соответствие никакой конкретный физический интерфейс между МС и CSN.

R3 содержит набор протоколов управления между ASN и CSN для реализации процедур AAA, выполнения различных политик и управления мобильностью. Она также поддерживает функции передачи данных (в том числе туннелирования) между ASN и CSN.

R4 - это канал связи между ASN-шлюзами различных ASN-сетей или между ASN-шлюзами в пределах одной ASN.

R5 является каналом связи между сетью домашнего и гостевого сервис-провайдера.

R6 служит интерфейсом между БС и ASN-шлюзом.

R7 определен как некий виртуальный канал внутри ASN-шлюза для связи двух групп функций (связанных с каналом передачи информации и не связанных с ним). Конкретизации протоколов R7, видимо, следует ожидать в будущем (или не ожидать вовсе).

R8 - это канал связи непосредственно между базовыми станциями. Он должен поддерживать передачу управляющих сообщений и опционально - непосредственную трансляцию данных (для быстрого и бесшовного хендовера).

1.6 Архитектура протоколов WiMAX

Для того, чтобы успешно развивать коммерческие системы, были разработаны спецификации физического уровня и уровня доступа к среде (IEEE 802.16 -- PHY/MAC) для радиоинтерфейса. Они обеспечивают поддержку базовой сетью набора необходимых функций за счет системной архитектуры.

Архитектура обеспечивает поддержку:

а) речи, мультимедийных услуг и других принятых официальных услуг, таких, например, как экстренная помощь и законный перехват информации (система оперативно-розыскных мероприятий);

б) доступа к различным прикладным услугам поставщика, например к Интернету;

в) мобильной телефонной связи с использованием VoIP;

г) взаимодействия шлюзов, обеспечивающих доставку общепринятых услуг, передаваемых через IP (службы коротких сообщений SMS, службы доступа к приложениям беспроводной связи WAP) к сети WiMAX;

д) групповой и широковещательной доставки пакетной информации по IP-протоколу через сеть WiMAX.

Сетевой уровень

ATM, IP, FR, цифровая речь, передача изображений и т.д.

Канальный уровень

LLC

Подуровень согласования с протоколами услуг

Общий уровень MAC-протокола 802.16

Подуровень безопасности MAC-протокола

Физический уровень (PHY)

802.16

10…66 ГГц

802.16а

2…11 ГГц

WiMAX 802.16е

2,4…2,483 ГГц

3,4…3,6 ГГц

5,7…5,8 ГГц

Рисунок 1.6.1 - Архитектура протоколов 802.16

В стандарте 802.16 предусмотрены диапазоны 2... 11 ГГц и 10... 66 ГГц.

В диапазоне частот 10...66 ГГц радиосвязь возможна лишь в случае прямой видимости между точками. Поэтому используется только непосредственная модуляция несущей (режим с одной несущей). Радиоинтерфейс диапазона 10...66 ГГц обозначен как Wireless MAN-SC. Базовая станция при передаче на линии «вниз» использует временное разделение, при котором каждому активному абоненту выделяются временные окна (слоты). На линии «вверх» доступ к каналу реализуется с помощью временного разделения (TDMA).

Разделение дуплексных каналов в соответствии со стандартом реализуется по частоте (FDD) или по времени (TDD). От типа разделения зависит структура кадра обмена данными. Для разделения дуплексных каналов по частоте реализуются два режима: полудуплексный и дуплексный. В зависимости от удаленности абонентов в обоих режимах поддерживается адаптивный выбор вида модуляции и способов кодирования от слота к слоту даже в одном кадре.

В диапазоне 2...11ГГц поддерживаются три спецификации радиоинтерфейса, допускающие возможность решения задач радиосвязи в условиях многолучевого распространения и при отсутствии прямой видимости (NLOS). Отсутствие прямой видимости может происходить вследствие затенения трассы распространения радиоволн препятствиями, а многолучевое распространение -- вследствие отражений от кромок крыш, зданий, автомобилей и т.п.

Радиоинтерфейс WMAN-SC2 использует модуляцию одной несущей, радиоинтерфейс WMAN-OFDM -- ортогональную частотную модуляцию (OFDM) с быстрым преобразованием Фурье на 256 точек, радиоинтерфейс WMAN-OFDMA -- OFDM-модуляцию сигнала и множественный доступ с ортогональным частотным разделением (OFDMA) с быстрым преобразованием Фурье на 2048 точек.

Для первых двух типов радиоинтерфесов реализуется временное разделение каналов (TDMА), а для интерфейса WMAN-OFDMA -- ортогональное частотное разделение за счет предоставления для отдельной АС нескольких поднесущих в общей полосе частот.

В радиоинтерфейсе диапазона 10... 66 ГГц применяется модуляция одной несущей с адаптивной настройкой параметров модуляции, кодирования, мощности для каждой АС индивидуально. Здесь возможны частотный и временной способы разделения дуплексных каналов. Благодаря большей гибкости перераспределения скорости передачи между линиями «вверх» и «вниз» (за счет изменения относительного количества слотов) предпочтительным считается временное разделение (TDD). При частотном разделении дуплексных каналов изменение скоростей осуществляется гораздо сложнее. Ширина полосы частот полезного сигнала составляет AF= 20 МГц; 25 МГц по спецификации США, AF= 28 МГц по европейской спецификации.

1.7 OFDMA

1.7.1 Структура и формирование OFDMA подканалов

Структура подканала OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) содержит три типа поднесущих частот, как показано на рисунке 1.7.1:

поднесущие информационные частоты для передачи данных;

поднесущие частоты для передачи пилот-сигналов (для измерений и целей синхронизации);

нулевые поднесущие частоты, используемые для защитных интервалов частот.

Активные поднесущие частоты (информационные и пилот-сигнала) сгруппированы в поднаборы поднесущих частот, называемые подканалами. Поднесущие частоты, формирующие один подканал, могут, но не должны, быть смежными. Основная нагрузка и сигналы управления передаются в подканалах.

Рисунок 1.7.1 - Распределение поднесущих частот

Пилот-сигналы распределяются в зависимости от способа распределения поднесущих и направления потока.

При формировании подканалов в направлении «вниз» (в направлении приема) применяются следующие способы:

-каналообразование с полным использованием поднесущих частот (FUSC -- Fully Used Subcanalization);

-каналообразование с частичным использованием поднесущих частот (PUSC -- Partly Used Subcanalization);

-смежные перестановки поднесущих адаптивной модуляции и кодирования (АМС -- Adoptive Modulation and Coding).

Частичное использование поднесущих частот означает, что из всего набора несущих частот выбирается только часть. Устройства (например подвижные станции) работают, занимая только часть полосы. В этом случае вся излучаемая мощность концентрируется только в используемой полосе, что приводит к увеличению излучаемой мощности на каждую поднесущую. Для передачи информации в направлении «вверх» (в направлении передачи) в городских условиях это дает дополнительный запас на замирания.

Подканалы в направлении «вниз» могут работать с различным приемниками, подканалы в направлении «вверх» могут работать с различными передатчиками.

Существуют два типа подканалов, формируемых из поднесущих частот:

смежные;

с разнесением.

В первом случае для подканала выбираются поднесущие, которые находятся в диапазоне частот рядом. При формировании подканала с разнесением выбираются номиналы поднесущих частот для каждого канала в соответствии с псевдослучайной последовательностью. Это обеспечивает разнесение по частоте и усредняет межсотовую интерференцию.

1.7.2 Наращиваемый OFDMA

Режим передачи информации согласно стандарту IEEE 802.16е-2005 основан на концепции наращиваемого (масштабируемого) OFDMA -- S-OFDMA (Scalable OFDMA). Он поддерживает широкий диапазон пропускной способности и гибко приспосабливается к потребностям в различных диапазонах спектра.

Наращивание пропускной способности (числа передаваемых единиц информации) поддерживается регулировкой числа шагов быстрого преобразования Фурье (БПФ -- FFT -- Fast Fourier Transform).

Техническая рабочая группа WiMAX Forum первоначально запланировала разработку документов (профилей) для значений ширины каналов 5 и 10 МГц (выделены в таблице 1.7.1 серым цветом). Параметры S-OFDMA приведены в таблице 1.7.1.

Таблица 1.7.1 - Параметры S-OFDMA

Параметр

Значение

Ширина канала, МГц

1,25

5

10

20

Частота опроса Fp, МГц

1,4

5,6

11,2

22,4

Размер преобразования Фурье NFFT

128

512

1024

2048

Число подканалов

2

8

16

32

Интервал между поднесущими, кГц

10,94

Длительность полезного символа Tb=1/f, мкс

91,4

Защитный интервал Tg=Tb/8, мкс

11,4

Длительность OFDMA-символа Ts=Tb+Tg, мкс

102,9

Число символов (кадр 5 мс)

48

1.7.3 Формирование подканала с полным использованием поднесущих частот в направлении «вниз»

Минимальной частотно-временной единицей формирования канала является один слот, который содержит 48 поднесущих. Это единица поддерживается физическим уровнем в обоих направлениях.

В таблице 1.7.2 приводится пример распределения поднесущих частот при их полном использовании для формирования подканала в направлении «вниз».

Таблица 1.7.2 - Распределение поднесущих с полным использованием в направлении «вниз»

Параметр

Значение

Ширина полосы частот, МГц

1,25

5

10

20

Размер преобразования Фурье

128

512

1024

2048

Число защитных поднесущих частот

22

86

173

345

Число используемых поднесущих частот

106

426

851

1703

Число поднесущих частот данных

96

384

768

1536

Число поднесущих частот пилот-сигнала

9

42

83

166

Число подканалов

2

8

16

32

Для каждой полосы частот каналов выбирается количество частот, используемых в преобразовании Фурье.

Число защитных поднесущих определяется величиной максимальной задержки сигнала. Для таблицы 1.7.2 это время соответствует около 17% от числа, указанного в строке «размер преобразования Фурье». Эти поднесущие распределяются на два примерно равных поднабора -- один в начале, другой в конце. Например, для размера преобразования Фурье 2048 в таблице 1.7.2 выбрано число защитных поднесущих 345. Число используемых поднесущих частот получается вычитанием числа защитных поднесущих из их общего числа. В данном примере остается 1703 поднесущих.

Для подканалов с полным использованием поднесущих частот и направлением «вниз» сначала распределяются пилот-сигналы, а затем оставшиеся сигналы распределяются на подканалы данных. Число пилот-сигналов указывается в стандарте. В данном примере это число равно 166.

Число поднесущих частот данных определяется кратным 48.

Число подканалов определяется числом поднесущих частот данных и длиной слота (48 поднесущих). В данном примере оно равно 32 (1536/48 = 32).

1.7.4 Распределение поднесущих с частичным использованием в направлении «вниз»

При использовании способа DL PUSC для каждой пары символов OFDM, доступных или используемых, поднесущие частоты сгруппированы в кластеры, содержащие 14 непрерывных поднесущих частот на один период символа. Пилот-сигналы и данные распределены в каждом кластере с учетом четных и нечетных символов как показано на рисунке 1.7.1.

Рисунок 1.7.2 - Структура кластеров для четных и нечетных символов: OFDM: О -- информационная поднесущая; О -- поднесущая пилот-сигнала

Результат распределения поднесущих частот приведен в таблице 1.7.3, в ней выделены поднесущие защитного интервала.

Таблица 1.7.3 - Распределение поднесущих с частичным использованием в направлении вниз

Параметр

Значение

Ширина полосы частот, МГц

1,25

5

10

20

Размер преобразования Фурье

128

512

1024

2048

Число защитных поднесущих частот

43

91

183

376

Число используемых поднесущих частот

85

421

841

1681

Число кластеров/подканалов

6/3

30/15

60/30

120/60

Число информационных поднесущих частот

72

360

720

1440

Число поднесущих частот пилот-сигнала

12

60

120

240

Зная число несущих в каждом кластере, можно определить максимальное число кластеров (минимальное число показано через черту). По величине поднесущих кластера определяется число поднесущих для передачи данных и пилот-сигналов.

1.7.5 Распределение поднесущих в направлении «вверх»

В данном случае для организации подканалов используется элемент, называемый «фрагмент». Фрагмент компонуется из 4-х поднесуших. Для передачи 3-х символов OFDM используются приведенные на рисунке 1.7.3 компоновки. Каждый символ отображается фрагментом, состоящим из четырех несущих.

Рисунок 1.7.3 - Компоновка символов с помощью несущих:

а) 3-х символов с помощью 4-х поднесущих;

б) 3-х символов с помощью 3-х поднесущих;

-- поднесущая пилот-сигнала; О -- информационная поднесущая;

Каждый подканал содержит 6 фрагментов по 4 поднесущих в каждом, используемых в соответствии с рисунком 1.7.3. Таким образом, для одного подканала используется 24 поднесущих. Для 3-х символов используется 24x3 = 72 поднесущих. Из этих поднесущих образуется слот, содержащий 48 поднесущих для передачи данных и 24 поднесущих пилот-сигнала.

Результат распределения поднесуших частот приведен в таблице 1.7.4.

Таблица 1.7.4 - Распределение поднесущих в направлении «вверх»

Параметр

Значение

Ширина полосы частот, МГц

1,25

5

10

20

Размер преобразования Фурье

128

512

1024

2048

Число защитных поднесущих частот

31

103

183

367

Число используемых поднесущих частот

97

409

841

1681

Число фрагментов

24

102

210

420

Число подканалов

4

17

35

70

При распределении поднесущих в направлении «вверх» возможно использование фрагментов, показанных на рисунке 1.7.3 б, которые содержат 3 поднесущих на фрагмент, что немного увеличивает число подканалов.

1.7.6 Распределение поднесущих с помощью смежных перестановок

Смежная перестановка группирует блок смежных поднесущих частот, чтобы сформировать подканал. Блоки представляют собой наборы кодовых комбинаций системы адаптивной модуляции и кодирования (АМС -- Adaptive Modulation and Coding -- адаптивная модуляция и кодирование) для направлений «вниз» (DL) и «вверх» (UL), которые имеют одну и ту же структуру, и содержат контейнеры, включающие в себя передаваемые символы. Контейнер состоит из 9 смежных поднесущих частот в символе. Из этих символов восемь предназначены для передачи данных и один для передачи пилота-сигнала.

Слот в АМС определен как совокупность контейнеров типа (N*M= 6), где N -- число смежных контейнеров и М -- число смежных символов. Таким образом, возможны следующие комбинации: 6 контейнеров, 1 символ; 3 контейнера, 2 символа; 2 контейнера, 3 символа; 1 контейнер, 6 символов.

Вообще, частичное или полное распределения поднесущей частоты дают хорошие результаты в мобильных приложениях, в то время как смежные перестановки поднесущей частоты хорошо удовлетворяют приложениям с фиксированным местоположением или с низкой подвижностью.

Чтобы подытожить рассмотрение вопроса о разделении поднесущих, заметим, что после распределения проводится их нумерация. Нумерация позволяет разместить логические поднесущие по физическим, при этом проводится перемежение. Поскольку мобильный WiMAX предусматривает работу с несколькими антеннами (этот метод будет рассмотрен ниже), нумерация допускает распределение поднесущих антеннам с применением пространственного кодирования.

1.7.7 Зоны переключения

Гибкость использования мобильного WiMAX обеспечивается сегментированием и созданием зон переключения.

Сегмент -- это объединение части доступных OFDMA-подканалов (в крайнем случае, один сегмент может содержать все подканалы). Один сегмент используется для установления единственного экземпляра процесса* управления доступом к среде (MAC).

Зона переключения -- множество смежных OFDMA-символов «вниз» или «вверх». В каждом из них использованы одни и те же методы разделения каналов.

Физический уровень ODFMA в пределах одного кадра обеспечивает работу с зонами, которые используют различные методы разделения поднесущих, предоставляя возможность работы с терминалами различных станций.

3 .2

i Со

Рисунок 1.7.4 иллюстрирует структуру зоны памяти, которая обеспечивает набор поднесущих, используемых в сотах.

Рисунок 1.7.4 - Структура мультизонового кадра OFDMA

PUSC (Part Used Sub Carrier) - подсистема с частичным использованием поднесущих. FUSC (Full Used Sub Carrier) - подсистема с полным использованием поднесущих.

- Должен быть в каждом кадре

- Может быть в каждом кадре

Соты идентифицируются с помощью идентификатора соты (ID Cell X, ID Cell Y, ID Cell Z). Идентификаторы этих сот размещаются в преамбуле. Идентификатор с номером ID Cell 0 закреплен за широковещательными соединениями. В данном случае в начале области каждой соты размещены адреса поднесущих, соответствующих принципу частичного использвания, а потом адреса поднесущих, соответствующих принципу полного использования. Эти области памяти могут быть использованы в зависимости от разработанной программы.

1.7.8 Структура кадра

Для обмена данными в системах стандарта 802.16 используются кадры длительностью 0,5; 1 и 2 мс. Кадры делятся на временные окна (слоты) физического уровня с целью распределения пропускной способности. Для режима временного разделения дуплексного канала TDD подкадр линии «вверх» следует за подкадром линии «вниз» на той же несущей частоте. Для режима частотного разделения дуплексного канала (FDD) подкадры линий «вверх» и «вниз» передаются независимо на разных несущих частотах.

Структура кадра для режимов TDD и FDD приведена на рисунке 1.7.5.

Рисунок 1.7.5 - Структура кадра в режиме TDD (а) и FDD (б)

Подкадр направления «вниз» начинается с поля управления, которое содержит информацию о структуре кадра, включая подкадр «вверх». Информация о структуре подкадра «вверх» содержится в поле UL-MAP, а о структуре подкадра «вниз» -- в поле DL-MAP (рисунок 1.7.6). Поле управления содержит преамбулу, необходимую для тактовой синхронизации и указания на начало поля управления.

Рисунок 1.7.6 - Структура подкадра «вниз»

Подкадр «вниз» содержит разделенные по времени (TDM) поля полезной нагрузки (данных). Для внезапно появляющихся данных используются поля (TDMA) с временным доступом к каналу.

Поля данных передаются в порядке уменьшения устойчивости, позволяя АС принимать их данные перед данными пакетного профиля, в котором возможно устранение ошибок синхронизации за счет преамбул, размещенных в полях TDMA.

В режиме FDD поле TDM может следовать перед сегментом TDMA, содержащим короткую преамбулу в начале каждого нового «внезапного» пакета. Эта особенность позволяет лучше поддерживать полудуплексные АС. В системах с режимом разделения FDD в случае нескольких АС возможно потребуется осуществлять передачу раньше, чем прием. Из-за полудуплексной природы эти АС теряют синхронизацию с каналом «вниз». Преамбула в TDMA пакетах служит для восстановления синхронизации.

Благодаря требованию динамического распределения пропускной способности для различных услуг, которые могут быть активны, количество и длительность «внезапных» пакетов, а также наличие или отсутствие пакетов TDMA динамически изменяется от кадра к кадру. Начиная с получающей данные АС, подразумевается, что МАС-заголовок содержит больше информации, чем поле DL-MAP о структуре кадра. АС слушают все пакеты, передаваемые в подкадре линии «вниз», которые они способны принимать. Для полудуплексных АС это означает прием всех «внезапных» данных с эквивалентной или большей устойчивостью, чем они имели при согласовании параметров с БС.

Структура подкадра «вверх» для физического уровня диапазона частот 10...66 ГГц приведена на рисунке 1.7.7.

Рисунок 1.7.7 - Структура подкадра «вверх»

В отличие от линии «вниз» поле UL-MAP предоставляет пропускную способность с учетом специфики АС. Последние передают в установленные для них моменты времени (используя «внезапные» пакеты), определяемые с помощью кода интервала использования линии «вверх», расположенного в поле UL-MAP канала управления и предоставляющего им соответствующую емкость канала. Подкадр линии «вверх» может также содержать специальные поля, выделяемые для организации начального доступа в системе широковещательного запроса требуемой емкости канала.

1.8 Протокол MAC

Между протоколом физического уровня и протоколом МАС-уровня в архитектуре протоколов присутствует подуровень согласования. Он преобразует протокольные блоки данных переменной длины МАС-уровня в блоки данных фиксированной длины с применением защитного кодирования в каждом пакете.

Протокол MAC стандарта 802.16 разработан для приложений широкополосного радиодоступа со структурой сети «точка-много точек». Предназначен для высокоскоростной передачи информации в направлениях «вверх» и «вниз». Алгоритмы доступа и распределения емкости канала должны допускать подключение сотен АС на канал. АС могут подключать и одиночных пользователей, и локальные сети с множеством конечных пользователей, разнообразных услуг, таких как синхронная передача речи и видеоизображений, передача данных с помощью IP-протоколов, передача речи «поверх» IP и т.д.

Для реализации этих услуг уровень MAC стандарта 802.16 должен поддерживать передачу непрерывного и прерывистого (пакетного) трафика, а также обеспечивать поддержку функций обеспечения качества обслуживания QoS.

Уровень MAC включает подуровень согласования, ориентированный на конкретные услуги, и общий подуровень MAC (см. рис. 1.1). Подуровень согласования MAC поддерживает более высокие уровни модели OSI, соответствующие предоставляемым услугам. Общий подуровень MAC реализует базовые функции MAC.

Стандарт 802.16 определяет два подуровня согласования специфики услуг к и от МАС-соединений. Подуровень согласования с ATM определяет ATM услуги службы, а также обеспечивает согласование длин пакетов для услуг пакетной передачи, таких как Ipv4, Ipv6, Ethernet.

В основном 802.16 МАС-уровень построен так, чтобы поддерживать архитектуру «точка-много точек» с центральной БС с несколькими секторами обслуживания. В направлении «вниз» данные АС мультиплексируются в TDM-кадр. Линия «вверх» является общей для АС в TDMA-режиме.

802.16 МАС-уровень ориентирован на соединение. Все услуги, включая службы без соединения, реализуются в режиме соединения. Тем самым предоставляется механизм для резервирования пропускной способности, качества обслуживания QoS и параметров трафика, транспортировки и маршрутизации данных к согласующему подуровню. Соединения, отмеченные в заголовке MAC с помощью 16-битового идентификатора соединения (CID), могут требовать выделения непрерывной гарантированной пропускной способности или пропускной способности, предоставляемой по требованию. Оба типа соединений могут приспосабливаться к параметрам трафика и доступной емкости канала.

Каждая АС имеет стандартный 48-битовый МАС-адрес, который реализуется как идентификатор оборудования. Каждая АС поддерживает три логических канала (соединения) управления в каждом направлении. Эти три типа каналов определяют три блока параметров качества обслуживания QoS, применяемые на разных уровнях управления. Первый служит основным каналом для передачи коротких критичных к задержкам сообщений уровней MAC и RLC (управления радиоканалом). Первоначально каналы управления предназначались для передачи длительных нечувствительных к задержкам сообщений, таких как сообщения в процессе аутентификации и установления соединения. Второй тип канала управления используется для передачи стандартных сообщений управления, таких DHCP (динамической конфигурации протокола компьютера), TFTP (протокола простейшего обмена файлами), SNMP (протокола управления сетью). В дополнение к этим каналам управления АС распределяют транспортные каналы в соответствии с заказанными услугами. Транспортные каналы могут иметь различные параметры качества обслуживания QoS трафика в направлениях «вверх» и «вниз».

На MAC-уровне возможно резервирование дополнительных каналов в других целях. Один канал резервируется для организации инициализации доступа в соответствии с передаваемым содержанием. Другой канал резервируется для широковещательной передачи в направлении «вниз», так как для организации «голосования» АС требуется пропускная способность.

Формат протокольного блока данных (PDU) МАС-уровня представлен на рисунке 1.8.1 а.

Рисунок 1.8.1 - Формат протокольного блока данных МАС-уровня

Блок данных МАС-уровня содержит заголовок фиксированной длины, поле полезной нагрузки переменной длины и поле контроля проверки на четность (CRC). В стандарте 802.16 могут использоваться два типа заголовка (рисунок 1.8.1 б, в), определяемые значением бита указателя типа (НТ): заголовок общего типа (НТ = 0) и заголовок запроса пропускной способности (НТ =1). Туре -- поле указателя типа полезной нагрузки; бит, Rsv = 0; CI -- индикатор наличия кода обнаружения ошибок (CRC); EKS -- ключевая последовательность кода; LEN -- поле длины в байтах MAC блока данных; CID -- идентификатор соединения; HCS -- поле кода защиты от ошибок данных заголовка; НТ-- бит указателя типа заголовка, ЕС -- бит указателя кодирования. В поле полезной нагрузки пакета запроса пропускной способности передаются сообщения управления или данные подуровня согласования.

Код защиты от ошибок задан порождающим полиномом

g(x)=x8+x2+x+l.

В заголовке блока данных МАС-уровня, используемого для запроса пропускной способности поля Rsv, CI, EKS, LEN заменяются полем запроса пропускной способности BR.

На МАС-уровне используются подзаголовки управления предоставлением канала, фрагментации и упаковки. Подзаголовок управления предоставление канала реализуется АС для передачи управления требованиями пропускной способности БС. Подзаголовок фрагментации содержит информацию, указывующую на наличие и назначение в поле полезной нагрузки некоторого фрагмента блока данных услуги. Подзаголовок упаковки указывается на наличие упаковки нескольких блоков данных услуги в один блок данных MAC. Подзаголовки управления предоставлением канала и фрагментации могут быть в составе блока данных МАС-уровня непосредственно за заголовком общего типа (если это указано в поле типа (Туре)). Подзаголовок упаковки может быть установлен перед каждым блоком данных услуги МАС-уровня (если это указано в поле типа).

...

Подобные документы

  • Разработка транспортной оптической сети: выбор трассы прокладки и топологии сети, описание конструкции оптического кабеля, расчет количества мультиплексоров и длины участка регенерации. Представление схем организации связи, синхронизации и управления.

    курсовая работа [4,9 M], добавлен 23.11.2011

  • Проектирование подсистем базовых станций сети стандарта GSM-900. Частотно-территориальное планирование сети для города среднего размера. Выбор типа, высоты и ориентации антенн. Распределение частот между базовыми станциями. Расчет оборудования сети.

    контрольная работа [1,5 M], добавлен 07.08.2013

  • Разработка проекта пассивной оптической сети доступа с топологией "звезда". Организация широкополосного доступа при помощи технологии кабельной модемной связи согласно стандарту Euro-DOCSIS. Перечень оборудования, необходимого для построения сети.

    курсовая работа [2,7 M], добавлен 27.11.2014

  • Проектирование пассивной оптической сети. Варианты подключения сети абонентского доступа по технологиям DSL, PON, FTTx. Расчет длины абонентской линии по технологии PON (на примере затухания). Анализ и выбор моделей приёмо-передающего оборудования.

    дипломная работа [4,6 M], добавлен 18.10.2013

  • Технология SDH, основные функциональные модули сети. Процессы загрузки (выгрузки) цифрового потока. Мультиплексоры Metropolis AMS фирмы Lucent Technologies. Расчет передаточных параметров оптического кабеля. Пример расчёта компонентов транспортной сети.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 18.07.2014

  • Развитие сервиса телематических услуг связи доступа в сеть Интернет с использованием технологии VPN. Модернизация сети широкополосного доступа ООО "ТомГейт"; анализ недостатков сети; выбор сетевого оборудования; моделирование сети в среде Packet Tracer.

    дипломная работа [3,9 M], добавлен 02.02.2013

  • Сравнение систем радиодоступа и обоснование выбора для проектируемой сети. Описание и технические характеристики аппаратуры WiMAX. ASN шлюзы, базовая станция BreezeMAX 4Motion, антенные системы и абонентское оборудование. Структура сети mobile WiMAX.

    курсовая работа [3,7 M], добавлен 28.04.2011

  • Анализ технологий беспроводной связи в городе Алматы. Технология проектирования сети WiMAX. Базовая станция Aperto PacketMax-5000 на объекте ЦА АО "Казахтелеком" (ОПТС-6). Расчет параметров сети и оптимизации пакета. Финансовый план построения сети.

    дипломная работа [3,0 M], добавлен 01.04.2014

  • Выбор топологии построения информационной оптической сети связи для Юго-Восточной железной дороги. Структура информационной оптической сети связи, расчет каналов на ее участках. Технология и оборудование, расчет параметров и экономической эффективности.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 13.10.2014

  • Современные системы связи с подвижными объектами. Техническое описание GSM-900, характеристики стандартов. Основные технические параметры базовых станций и абонентских станций. Расчёт радиуса зоны обслуживания с использованием модели Окамуры-Хата.

    курсовая работа [4,0 M], добавлен 14.12.2012

  • Обзор существующих технологий доступа широкополосной передачи данных. Анализ стандартов предоставления услуг. Использование метода множественного доступа при построении сети. Расчет потерь сигнала и сетевой нагрузки. Настройка виртуального окружения.

    дипломная работа [2,5 M], добавлен 07.06.2017

  • Выбор уровня STM по участкам, разработка схемы организации линейной и кольцевой сети, выбор оборудования. Проектирование схемы восстановления синхронизации при аварии. Расчет длины регенерационного участка. Схема размещения регенераторов и усилителей.

    курсовая работа [890,4 K], добавлен 01.10.2012

  • Разработка схемы и выбор топологии включения станций в проектируемую сеть SDH города Темиртау. Выбор типа оборудования, расчет транспортной сети, схема мультиплексирования сигнала. Описание проекта. Мероприятия по снижению опасных и вредных факторов.

    дипломная работа [4,1 M], добавлен 08.03.2012

  • Выбор трассы прокладки кабеля. Расчет эквивалентных ресурсов волоконно-оптической линии передачи. Топология транспортной сети. Виды, количество и конфигурация мультиплексоров. Подбор аппаратуры и кабельной продукции. Разработка схемы организации связи.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 17.08.2013

  • Особенности работы оборудования SDH и принципы организации транспортной сети. Функции хронирования и синхронизации. Построение волоконно-оптической линии связи АНК "Башнефть" способом подвески оптического кабеля на опорах высоковольтной линии передачи.

    дипломная работа [972,4 K], добавлен 22.02.2014

  • Проектирование информационной сети по технологии Fixed WiMAX в г. Ставрополе для предоставления услуг беспроводного широкополосного доступа к глобальным и региональным сетям. Характеристики технических средств. Безопасность и экологичность проекта.

    дипломная работа [4,1 M], добавлен 22.06.2011

  • Технологии построения локальных проводных сетей Ethernet и беспроводного сегмента Wi-Fi. Принципы разработки интегрированной сети, возможность соединения станций. Анализ представленного на рынке оборудования и выбор устройств, отвечающих требованиям.

    дипломная работа [6,6 M], добавлен 16.06.2011

  • Сравнительный анализ систем беспроводного доступа. Способы организации связи. Разработка структурной схемы сети беспроводного доступа. Размещение базовых станций и сетевых радиоокончаний. Воздействие электромагнитных полей на организм человека.

    дипломная работа [274,2 K], добавлен 04.01.2011

  • Обзор технологий LTE, действующих в мире. Параметры стандарта LTE Advanced (Rel.10). Основные положения радио доступа. Расширения, добавленные в стандарт. Разделение контрольной информации и данных. Расчёт зоны покрытия базовых станций сети LTE Rel.8.

    курсовая работа [2,4 M], добавлен 25.02.2015

  • Расчет количества и стоимости оборудования и материалов для подключения к сети передачи данных по технологии xPON. Выбор активного и пассивного оборудования, магистрального волоконно-оптического кабеля. Технические характеристики широкополосной сети.

    дипломная работа [2,7 M], добавлен 14.11.2017

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.