Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа

технология DECT может быть использована для доступа в любые сети. GIP

описывает способ подключения сетей DECT к сети GSM. Такой доступ

обеспечивается интерфейсом А сети GSM (к МSС). При этом сеть GSM

воспринимает DECT как систему базовых станций (ВSС).

Использование этого профиля обеспечивает два преимущества. Во-первых,

появилась возможность строительства мобильных сетей DECT на основе наземной

инфраструктуры сетей GSM. При этом существенно снижаются затраты на

создание инфраструктуры сете DECT поскольку сети GSM имеют практически

глобальное распространение и постоянно увеличивают охват территорий. Во -

вторых, для операторов сетей GSM появилась возможность использования

дуальных мобильных терминалов GSM/DECT для увеличения трафика, так как сети

DECT поддерживают очень высокую плотность трафика. Сети, построенные на

основе DECT и GSM, обладают такими качествами, как высокая плотность

трафика для малоподвижных абонентов в местах наибольшего скопления

абонентов за счет подсистемы базовых станций DЕCT, большая площадь

радиопокрытия и высокая мобильность за счет подсистемы базовых станций GSM.

В настоящее время рассматривается другой способ взаимодействия сетей GSM

и DEСТ через ISDN сети. Этот подход основан на протоколе DSS1+, являющимся

расширением протокола DSS1.

При разработке протоколов стандарта DECT был учтен богатый опыт,

накопленный при создании протоколов для сетей ISDN. Поэтому предполагается

тесное взаимодействие ISDN и DECT. Такое взаимодействие определяется

профилями IАР и IIP. Оба профиля поддерживают одинаковый набор услуг.

Основное отличие между ними заключается в способе соединения.

Первый из них ориентирован на доступ к услугам сети ISDN посредством

стандартного терминала DECT. При этом со стороны сети ISDN терминал DECT

виден как обычный терминал ISDN с соответствующими возможностями.

Преимущества данного профиля заключаются в том, что для получения услуг

ISDN используется только один трафиковый канал DECT. Информационный канал

ISDN (В канал) шириной 64 кБит/с передается в канал «данных пользователя»

DECT путем преобразования кодирования РСМ в ADРCM. Очевидно, что этот

профиль может обслуживать только речевые терминалы.

Второй профиль (IIP) называется профилем промежуточной системы и

используется для подключения стандартного терминала ISDN к сети ISDN

посредством радиоинтерфейса DECT. При этом появляется возможность

подключения и терминалов передачи данных на скорости до 64 кбит/с.

Недостатком этого профиля является неэффективное использование

радиоспектра. Для организации информационного канала используются два

трафиковых канала DECT. Кроме того, для отображения канала сигнализации (D

канала ISDN) выделяется еще один канал. Таким образом, для одного

соединения используются 3 трафиковых канала DECT.

В рамках этого профиля возможна организация стандартной канальной

структуры 2B+D базового доступа ISDN путем выделения 5 трафиковых каналов

DECT. При этом DECT обеспечивает стандартное сетевое окончание ISDN с

интерфейсом SO. Преимуществом данного профиля является возможность

использования любого стандартного терминала ISDN, в том числе и терминалов

передачи данных.

Для систем абонентского радиодоступа (WLL) на основе технологии DECT

разработан профиль RAP. RAP определяет протоколы и методы предоставления

услуг сетей общего пользования конечным пользователям с использованием

технологии DECT. RAP определяет два типа сервиса:

. базовые телефонные услуги, включая передачу данных с помощью модемов на

скоростях вплоть до V.34;

. широкополосные услуги, включая ISDN и передачу данных с коммутацией

пакетов.

Услуги предоставляются через стандартную АС DECT, аналогично ISDN.

В связи с тем, что WLL на основе DECT пользуются большой популярностью в

мире, в ETSI рассматривается вопрос о расширении возможностей стандарта

DECT по поддержке удаленных терминалов (более 5 км). На данный момент

предлагается механизм "усовершенствованной схемы синхронизации",

обеспечивающий связь на расстояниях до 16 км. Достоинство этого предложения

заключается в сохранении совместимости с существующими системами. Таким

образом, DECT является очень привлекательной технологией для создания

систем WLL с точки зрения экономической эффективности, простоты

планирования, монтажа и эксплуатации.

Для построения сетей доступа на основе технологии DECT определен профиль

доступа в сети мобильных терминалов (СТМ). СТМ обеспечивает роуминг

терминалов между сетями доступа DECT. В местах, где обеспечивается

радиопокрытие DECT системой (домашней, офисной или общего пользования),

беспроводный телефон может обслуживать как входящие, так и исходящие

вызовы. При этом мобильный терминал регистрируется только в одной системе с

одним телефонным номером. Таким образом, обеспечивается связь в любом

месте, где присутствует DECT система. Причем для терминала во всех сетях

сохраняется один и тот же сетевой номер, поэтому входящие звонки не

теряются.

Основное отличие CAP от GIP заключается в том, что СТМ обеспечивает

мобильность не только в пределах сети GSM, но может взаимодействовать с

любой сетью, поддерживающей мобильность. Примерами таких сетей являются

сети ISDN с расширением поддержки мобильности (протокол DSSI+) и сети ОКС-7

(INAP и MAP).

Надо отметить, что CAP является надмножеством GAP, что обеспечивает

совместимость с GAP терминалами, т.е. сохраняется преемственность между GAP

и CAP.

Интеграция DECT систем с сетями передачи данных (СПД) обеспечивает

пользователям СПД новое качество — мобильность. Taк как существует большое

разнообразие СПД, то ETSI определил ряд профилей передачи данных DSP,

которые отличаются по предоставляемым услугам и степени мобильности. По

степени мобильности профили подразделяются на два класса:

. без поддержки мобильности в пределах одной БС;

. с поддержкой мобильности в частных сетях и сетях общего пользования.

По предоставляемым услугам профили передачи данных делятся на 6 типов:

( низкоскоростная передача данных с frame relay (до 24,6 кБит/с);

. высокоскоростная передача данных с frame relay (до 552 кБит/с, в будущем

- до 2 МБит/с);

. передача данных на основе коммутации пакетов;

. прозрачная передача данных;

. передача коротких сообщений с/без подтверждения;

( услуги телесервиса (например, FAX).

DMAP разработан в первую очередь для организации беспроводного доступа в

сети Internet через ISDN сети и поддержания речевых терминалов и терминалов

передачи данных DECT. Поэтому базируется DMAP на протоколах ISDN, GAP и

DSP.

Этот профиль тесно связан с компьютерной технологией, в частности

ноутбуками. Потому для обеспечения совместимости и упрощения доступа в

терминале эмулируется клиент САРI (v. 1.1/2.0), а в базовой станции —

сервер САРI.

DPRS создает основу для сопряжения всех услуг беспроводной пакетной

передачи данных, которые предоставляются через интерфейс DECT, независимо

от того, в каком приложении (домашний сектор, домашний офис, малый офис,

корпоративный сектор, системы общего пользования) используется этот

продукт, и, следовательно, значительно подтолкнет развитие рынка DECT-

продуктов передачи данных.

Особенности сопряжения систем DECT с внешними сетями.

Как уже неоднократно отмечалось выше, стандарт DECT – это одно из

последних достижений в области цифровой связи. Наиболее эффективно системы

DECT работают при сопряжении именно с цифровыми сетями. Однако, на данный

момент достаточно типичной является ситуация, когда оборудование DECT

необходимо подключать по аналоговым абонентским линиям. Особенно это

характерно для домашних радиотелефонов и офисных систем небольшой емкости.

Следует отметить, что и для систем WLL в России в настоящий момент следует

ориентироваться на аналоговые АЛ. Структура коммутационного оборудования

ГАТС в целом по России такова, что только около 32 % АТС цифровые, а 50 % -

координатные и 18 % еще декадно – шаговые. Кроме того, большое многообразие

типов СЛ отечественных АТС и вполне определенные, характерные для

импортного оборудования, протоколы сопряжения систем DECT с внешними сетями

(R2, V5.1, V5.2, EDSS-1 и для отдельных систем 2-х проводные АЛ) вызывают

необходимость использования конвертеров и протоколов.

Правильный выбор комплекса оборудования: конвертер протоколов и система

DECT, позволяет оптимизировать показатель цена – качество. Практика

развертывания различного рода систем показала, что из большого числа

имеющихся на рынке конвертеров протоколов наиболее перспективными являются

решения на базе коммутатора «Гранит – К».

Преимущества выбора DECT.

. Качество проводной линии связи - 32k ADPCM

. Самая высокая скорость передачи данных среди всех TDMA-стандартов

. Возможность создания различных систем на основе DECT:

. - домашние бесшнуровые многотрубочные системы, которые также

подходят для малого офиса,

. - микросотовые беспроводные корпоративные системы (офисные и

учрежденческие АТС с радиодоступом),

. - микросотовые системы общего пользования (СТМ),

. - системы фиксированного радиодоступа (WLL) и др.

. Сосуществование различных некоординируемых DECT-систем в общем

частотном диапазоне без необходимости частотного планирования

Совместимость оборудования разных производителей (при наличии GAP)

. Обеспечение перехода из соты в соту без разрыва соединения (хэндовер)

. Возможность обслуживания одной трубки в разных сетях (частных и общего

пользования)

. Обеспечение большого трафика - до 10,000 Эрл/ км2.

. Совместимость с другими радиосистемами Отсутствие канала управления -

устойчивость к радиопомехам

. Низкий уровень излучения - безопасность для здоровья

Основные сведения о стандарте GSM-900.

Общие характеристики стандарта GSM

В соответствии с рекомендацией СЕРТ 1980 г., касающейся

использования спектра частот подвижной связи в диапазоне частот 862-960

МГц, стандарт GSM на цифровую общеевропейскую (глобальную) сотовую систему

наземной подвижной связи предусматривает работу передатчиков в двух

диапазонах частот: 890-915 МГц (для передатчиков подвижных станций - MS),

935-960 МГц (для передатчиков базовых станций – BTS).

В стандарте GSM используется узкополосный многостанционный доступ с

временным разделением каналов (NB ТDМА). В структуре ТDМА кадра содержится

8 временных позиций на каждой из 124 несущих.

Для защиты от ошибок в радиоканалах при передаче информационных

сообщений применяется блочное и сверточное кодирование с перемежением.

Повышение эффективности кодирования и перемежения при малой скорости

перемещения подвижных станций достигается медленным переключением рабочих

частот (SFH) в процессе сеанса связи со скоростью 217 скачков в секунду.

Для борьбы с интерференционными замираниями принимаемых сигналов,

вызванными многолучевым распространением радиоволн в условиях города, в

аппаратуре связи используются эквалайзеры, обеспечивающие выравнивание

импульсных сигналов со среднеквадратическим отклонением времени задержки до

16 мкс.

Cистема синхронизации рассчитана на компенсацию абсолютного времени

задержки сигналов до 233 мкс, что соответствует максимальной дальности

связи или максимальному радиусу ячейки (соты) 35 км.

В стандарте GSM выбрана Гауссовская частотная манипуляция с минимальным

частотным сдвигом (GMSK). Обработка речи осуществляется в рамках принятой

системы прерывистой передачи речи (DTX), которая обеспечивает включение

передатчика только при наличии речевого сигнала и отключение передатчика в

паузах и в конце разговора. В качестве речепреобразующего устройства выбран

речевой кодек с регулярным импульсным возбуждением, долговременным

предсказанием и линейным предикативным кодированием с предсказанием

(RPE/LTR-LTP-кодек). Общая скорость преобразования речевого сигнала - 13

кбит/с.

В стандарте GSM достигается высокая степень безопасности передачи сообщений

осуществляется шифрованием сообщений по алгоритму шифрования с открытым

ключом (RSA).

В целом система связи, действующая в стандарте GSM, рассчитана на ее

использование в различных сферах. Она предоставляет пользователям широкий

диапазон услуг и возможность применять разнообразное оборудование для

передачи речевых сообщений и данных, вызывных и аварийных сигналов;

подключаться к телефонным сетям общего пользования (PSTN), сетям передачи

данных (PDN) и цифровым сетям с интеграцией служб (ISDN).

Основные характеристики стандарта GSM:

|Частоты передачи подвижной станциии приема базовой станции, МГц |890-91|

| |5 |

|Частоты приема подвижной станции и передачи базовой станции, МГц|935-96|

| |0 |

|Дуплексный разнос частот приема и передачи, МГц |45 |

|Скорость передачи сообщений в радиоканале, кбит/с |270, |

| |833 |

|Скорость преобразования речевого кодека, кбит/с |13 |

|Ширина полосы канала связи, кГц |200 |

|Максимальное количество каналов связи |124 |

|Максимальное количество каналов, организуемых в базовой станции |16-20 |

|Вид модуляции |GMSK |

|Индекс модуляции |ВТ 0,3|

|Ширина полосы предмодуляционного гауссовского фильтра, кГц |81,2 |

|Количество скачков по частоте в секунду |217 |

|Временное разнесение в интервалах ТDМА кадра (передача/прием) |2 |

|для подвижной станции | |

|Вид речевого кодека |RPE/LT|

| |P |

|Максимальный радиус соты, км |до 35 |

|Схема организации каналов комбинированная TDMA/FDMA | |

Структурная схема и состав оборудования сетей связи

Рис.4 Функциональное построение и интерфейсы в стандарте GSM

Функциональное построение и интерфейсы, принятые в стандарте GSM,

иллюстрируются структурной схемой рис.4, на которой MSC (Mobile

Switching Centre) - центр коммутации подвижной связи; BSS (Base Station

System) - оборудование базовой станции; ОМС (Operations and Maintenance

Centre) - центр управления и обслуживания; MS (Mobile Stations) - подвижные

станции.

Функциональное сопряжение элементов системы осуществляется рядом

интерфейсов. Все сетевые функциональные компоненты в стандарте GSM

взаимодействуют в соответствии с системой сигнализации МККТТ SS N 7 (CCITT

SS. N 7).

Центр коммутации подвижной связи обслуживает группу сот и обеспечивает

все виды соединений, в которых нуждается в процессе работы подвижная

станция. MSC аналогичен ISDN коммутационной станции и представляет собой

интерфейс между фиксированными сетями (PSTN, PDN, ISDN и т.д.) и сетью

подвижной связи. Он обеспечивает маршрутизацию вызовов и функции управления

вызовами. Кроме выполнения функций обычной ISDN коммутационной станции, на

MSC возлагаются функции коммутации радиоканалов. К ним относятся

"эстафетная передача", в процессе которой достигается непрерывность связи

при перемещении подвижной станции из соты в соту, и переключение рабочих

каналов в соте при появлении помех или неисправностях.

Каждый MSC обеспечивает обслуживание подвижных абонентов, расположенных в

пределах определенной географической зоны (например, Москва и область). MSC

управляет процедурами установления вызова и маршрутизации. Для телефонной

сети общего пользования (PSTN) MSC обеспечивает функции сигнализации по

протоколу SS N 7, передачи вызова или другие виды интерфейсов в

соответствии с требованиями конкретного проекта. MSC формирует данные,

необходимые для выписки счетов за предоставленные сетью услуги связи,

накапливает данные по состоявшимся разговорам и передает их в центр

расчетов (биллинг-центр). MSC составляет также статистические данные,

необходимые для контроля работы и оптимизации сети. MSC поддерживает также

процедуры безопасности, применяемые для управления доступами к

радиоканалам.

MSC не только участвует в управлении вызовами, но также управляет

процедурами регистрации местоположения и передачи управления, кроме

передачи управления в подсистеме базовых станций (BSS). Регистрация

местоположения подвижных станций необходима для обеспечения доставки вызова

перемещающимся подвижным абонентам от абонентов телефонной сети общего

пользования или других подвижных абонентов. Процедура передачи вызова

позволяет сохранять соединения и обеспечивать ведение разговора, когда

подвижная станция перемещается из одной зоны обслуживания в другую.

Передача вызовов в сотах, управляемых одним контроллером базовых станций

(BSC), осуществляется этим BSC. Когда передача вызовов осуществляется между

двумя сетями, управляемыми разными BSC, то первичное управление

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9