Системы фиксированного беспроводного доступа

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Сравнение технологий широкополосного беспроводного доступа (BWA) Различают 3 типа беспроводныхсетей (рис. 1.1): WWAN (Wireless Wide Area Network), WLAN (Wireless Local Area Network) и WPAN (Wireless Personal Area Network) При построении сетей WLAN и WPAN, а еще систем широкополосного беспроводного доступа (BWA - Broadband Wireless Access) используются подобные технологии. Главное отличие между ними (рис. 1.2) - спектр рабочих частот и свойства радиоинтерфейса.

Рисунок 1.1 - Радиус действия персональных, локальных и глобальных беспроводных сетей

Рисунок 1.2 - Классификация беспроводных технологий

Сети WLAN и WPAN работают в нелицензионных спектрах частот 2,4 и 5 ГГц, т. е. при их развертывании не требуется частотного планирования и координации с иными радиосетями, работающими в том же спектре. Сети BWA (Broadband Wireless Access) употребляют как лицензионные, так и нелицензионные спектры (от 2 по 66 ГГц).

Беспроводные локальные сети WLAN. Главное предназначение беспроводных локальных сетей (WLAN) - организация доступа к информационным ресурсам внутри здания. Вторая по значительности сфера внедрения - это организация общественных коммерческих точек доступа (hot spots) в многолюдных местах - гостиницах, аэропортах, кафе, а еще организация временных сетей на период проведения мероприятий (выставок, семинаров).

Беспроводные локальные сети формируются на базе семейства стандартов IEEE 802.11. Эти сети популярны еще как Wi-Fi (Wireless Fidelity), и хотя сам термин Wi-Fi, в эталонах очевидным образом не прописан, бренд Wi-Fi получил в мире наиболее обширное распределение.

В 1990 г. Совет по эталонам IEEE 802 (Institute of Electrical and Electronic Engineers) сформировал рабочую группу по стандартам для беспроводных локальных сетей 802. 11.

Это группа занялась разработкой общего стандарта для радиооборудования и сетей, работающих на частоте 2. 4 ГГц со скоростями 1 и 2 Мбит/с. Служба по созданию стандарта были завершены через 7 лет, и в июне 1997 г. была ратифицирована 1-ая спецификация 802.11.

Стандарт IEEE 802. 11 стал главным стандартом для товаров WLAN от независящей интернациональной организации. Но к моменту выхода стандарта в свет сначала заложенная в нем скорость передачи данных оказалась недостаточной. Это послужило предпосылкой следующих доработок, потому сейчас можно говорить о группе стандартов.

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	802.15.3 a	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	802.11 a	WLAN	до 54 Мбит/с	до 300 метров	5,0 ГГц
Wi-Fi	802.11 b	WLAN	до 11 Мбит/с	до 300 метров	2,4 ГГц
Wi-Fi	802.11 g	WLAN	до 54 Мбит/с	до 300 метров	2,4 ГГц
Wi-Fi	802.11 n	WLAN	до 450 Мбит/с	до 300 метров	2,4 -- 2,5 или 5,0 ГГц
WiMax	802.16 d	WMAN	до 75 Мбит/с	25-80 км	1,5-11 ГГц
WiMax	802.16 e	Mobile WMAN	до 40 Мбит/с	1-5 км	2,3-13,6 ГГц
WiMax 2	802.16 m	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.

Системы фиксированного беспроводного доступа

Название системы	Диапазон частот, ГГц	Описание
DECT (Digital Enhanced Cordless Telephony)	1,88...1,90	Системы для внутриофисных приложений, обеспечивающие сотрудников мобильной телефонной связью в пределах офиса. Широкое распространение получила модификация систем DECT-WLL, предназначенная для подключения фиксированных удаленных абонентов к телефонной сети общего пользования на расстояниях до 5 км. Системы DECT обеспечивают качественную телефонную связь, однако не предназначены для передачи значительного объема данных, как правило, возможно, только низкоскоростное подключение к интернету
WLL (Wireless Local Loop)	· 0,7 · 0,9 · 1,5 · 2,4 · 2,5 · 2,7 · 3,5 · 5,8	Изначально предназначено для подключения индивидуальных абонентов к ТФОП и низкоскоростного подключения к интернету. В настоящее время выпуск оборудования этого класса сокращается, поскольку их возможности по передаче данных не удовлетворяют современным требованиям
RadioEthemet (Wi-Fi)	· 2,4; · 5,15...5,35 · 5,75...5,85	Оборудование Wi-Fi соответствует стандарту IEEE 802.11 и предназначено для построения локальных вычислительных беспроводных сетей внутри помещения. Для создания СФБД могут использоваться как специализированные беспроводные мосты, так и оборудование для внутриофисных сетей – точки доступа и беспроводные сетевые адаптеры, оснащенные внешними антеннами, а при необходимости и усилителями. Долгое время подобные системы диапазона 2,4 ГГц были основным типом систем фиксированного беспроводного доступа в России. В настоящее время, в связи со значительным увеличением помехового фона в диапазоне 2,4 ГГц, вызванного практически неконтролируемым распространением оборудования стандарта 802.11 и принципиальными ограничениями использованного в стандарте коллизионного протокола доступа к среде передачи, популярность этого оборудования в сетях фиксированного беспроводного доступа снижается
BWA (Broadband Wireless Access)	· 3,5 · 5 · 10,5	Системы строятся на базе неколлизионного пакетного протокола доступа к среде передачи и обеспечивают широкополосный доступ к сетям передачи данных. За счет мощных механизмов обеспечения качества обслуживания позволяют передавать голос и обеспечивать другие сервисы реального времени, такие как видеонаблюдение, видеоконференцсвязь, передача потокового видео и т.д.
LMDS (Local Multipoint Distribution System)	от 26	Решение предназначено для высокоскоростной передачи данных на небольших расстояниях. Как правило, эти системы поддерживают передачу потоков Е1 и могут использоваться для подключения удаленных АТС и базовых станций сотовой связи
MMDS (Multipoint Multimedia Distribution System)	2...66	Класс оборудования MMDS создавался для трансляции телевизионных программ. В настоящее время он также используются для двухсторонней передачи данных на расстояниях до 50 км
WiMAX	2,3...2,5	Стандарт IEEE 802.16 вобрал лучшие черты практически всех ранее разработанных классов систем. Цель разработчиков стандарта - создать набор унифицированных спецификаций для построения систем фиксированного беспроводного доступа, позволяющих на базе пакетной технологии предоставлять пользователям любые виды сервисов. Отдельные производители уже начали выпуск систем, в той или иной мере соответствующих требованиям стандарта, однако степень этого соответствия и совместимость подобных систем между собой еще не проверялась из-за отсутствия спецификаций и методик тестирования WiMAX. По этой причине системы такого класса целесообразно отнести к pre-WiMAX-системам

Стандарт LTE (E-UTRA) рассматривают в настоящее время как наиболее перспективный для реализации широкополосного мобильного радиодоступа. Организация радиоканалов со скоростями в десятки и сотни мегабит/с, возможность предоставления любых видов пакетных услуг: VoIP, видео, игр в реальном времени, чтения файлов из Интернета, совместимость сетей LTE с Интернетом и с действующими пакетными сетями GERAN/UMTS и CDMA2000 – все это способствует большим надеждам, которые операторы телекоммуникационных компаний связывают с развертыванием LTE-структур.

В сравнении с предшествующими стандартами сотовой связи стандарт LTE обладает рядом существенных преимуществ. С появлением сетей LTE стираются различия между сетями сотовой связи (GSM, UMTS, CDMA-2000) и сетями радиодоступа семейства IEEE 802.X: 802.11 (Wi-Fi) и 802.16 (WiMAX). Фактически стандарты 3-го поколения GERAN (модернизированный GSM) и UTRAN в своих аббревиатурах позиционируют себя как сети радиодоступа – Radio Access Network. Это означает, что пользовательское оборудование может быть любым – от компактных мобильных телефонов (“трубок”) до персональных компьютеров различной производительности. Переход к радиосетям 4-го поколения требует предоставления услуг широкополосного доступа с целью увеличения скоростей передачи на порядок. Скорости в десятки мегабит/с в полосе 20 МГц реализованы в сетях Wi-Fi и WiMAX. В сетях LTE Rel.8 полоса рабочих частот также может достигать 20 МГц, что позволяет получить те же скорости, что и в сетях WiMAX. Однако в отличие от сетей WiMAX сети LTE имеют выход на существующую инфраструктуру сотовых сетей и, прежде всего, на глобальную сеть GERAN/UMTS. Абоненты LTE получают услуги глобального роуминга, а при использовании многостандартных терминалов GERAN/UMTS/LTE обслуживание в тех местах, где сети LTE пока не развернуты.

В стандарте LTE гармонически соединились передовые технологии 21 века. На физическом уровне в LTE использована технология OFDM, обеспечивающая высокие скорости передачи в радиоканалах с многолучевым распространением радиоволн. На уровне соединений (L2) и сетевом уровне (L3) за основу взяты протоколы стандарта UTRA (UMTS) при высокоскоростной передаче трафика с коммутацией пакетов. Поэтому стандарт LTE по праву является новым этапом развития сетей радиодоступа Evolved UTRA. За прошедшие 5 лет со дня появления стандарта LTE претерпел существенную модернизацию. Новая версия стандарта LTE-A (Advanced) Rel.10, 11 обеспечивает высокое качество предоставляемых услуг и сквозные скорости в сотни мегабит/с. Для достижения подобных скоростей в LTE-A используют совместно 2 технологии:

- расширение полосы передаваемого сигнала за счет агрегации рабочих полос,

- пространственное мультиплексирование передаваемых сигналов.

Агрегация полос позволяет увеличить суммарную полосу до 5×20 = 100 МГц. Пространственное мультиплексирование предоставляет возможность одновременно передавать в одном частотном канале до 8 различных потоков данных. В результате скорости передачи в радиоканале возрастают на порядок.

Другой отличительной чертой сетей LTE является прописанная в спецификациях неоднородность их структур. Кроме макро, микросот и пикосот в зданиях предполагается широкое использование фемтосот – домашних базовых станций по сути аналогичных точкам доступа в сетях Wi-Fi. При этом появляется возможность высококачественного обслуживания абонентов, находящихся в помещениях, что создает конкурентную среду с другими сетями радиодоступа. Улучшению связи также будет способствовать использование прописанных в спецификациях релейных станций LTE.

В стандарте LTE все типы трафика, включая голосовой, передают с коммутацией пакетов. Сети LTE являются all-IP сетями, где все интерфейсы, кроме радиоинтерфейса, построены на основе IP-протокола. Это позволяет унифицировать структуру интерфейсов транспортной сети, широко использовать туннельные соединения, технологию IMS при организации услуг, применять стандартные в сети Интернета методы защиты информации. Существенно упрощаются межсистемные сигнальные соединения и протоколы передачи пакетов трафика.

[1,2]

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 660; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!