RADIOWE SYSTEMY DOSTĘPOWE Dlaczego radio? koszty elastyczność niezależność szybkość mobilność odporność (katastrofy) Ryszard Zielińki 60 Wady i zalety - rozwiązanie przewodowe ZALETY nieograniczone możliwości rozbudowy, sieć lączy stała mało wrażliwa na zakłócenia i czynniki atmosferyczne, znane i lubiane przez instalatorów i ekipy utrzymaniowe technologie (czynnik ludzki), koszty w wielu przypadkach akceptowalne przez inwestorów, dostateczna jakość i możliwość oferowania podstawowych usług (POTS). Centrala PSTN Trakt n x 2 Mb/s np. światłowód Koncentrator Koncentrator Wiązki kabli Pary przewodów miedzianych Ryszard Zielińki 61
Wady i zalety - rozwiązanie przewodowe WADY w niektórych przypadkach koszty nie do przyjęcia przez inwestorów: drogie roboty ziemne w trudnym terenie lub w aglomeracjach, potencjalni abonenci rozsiani rzadko na dużym obszarze. trzeba wyprzedzić konkurencję, długi czas realizacji inwestycji związany z przygotowaniem planów, uzgodnień geodezyjnych i robotami ziemnymi mala elastyczność technologii (ile miedzi leży bezużytecznie w ziemi?) Centrala PSTN Trakt n x 2 Mb/s np. światłowód Koncentrator Koncentrator Wiązki kabli Pary przewodów miedzianych Ryszard Zielińki 62 Wady i zalety - rozwiązanie radiowe TROCHĘ ZALET w niektórych przypadkach koszty znacznie niższe niż przy rozwiązaniu tradycyjnym i akceptowalne przez inwestora: trzeba wyprzedzić konkurencję, krótki czas realizacji inwestycji związany z instalacją infrastruktury radiowej, duża elastyczność technologii (możliwość dynamicznego dopasowania konfiguracji sieci do warunków bez ponoszenia dużych kosztów), zwiększona odporność na kradzieże przewodów (w łączu dostępowym), możliwość ograniczonej mobilności abonenta. Centrala PSTN Kontroler sieci Trakt n x 2 Mb/s np. światłowód Kontroler stacji bazowych Kontroler stacji bazowych Stacja bazowa Terminale dostępowe Ryszard Zielińki 63
Wady i zalety - rozwiązanie radiowe SĄ RÓWNIEŻ WADY mniejsza odporność na zakłócenia i warunki atmosferyczne powodujące dodatkowe tłumienie, konieczność stosowania nowych technologii i nowych metod planowania (czynnik ludzki), Centrala PSTN Kontroler sieci Trakt n x 2 Mb/s np. światłowód Kontroler stacji bazowych Kontroler stacji bazowych Stacja bazowa Terminale dostępowe czasem problemy ze świadczeniem podstawowych usług (POTS). Ryszard Zielińki 64 Od SRDA do SSRD(A) SRDA (wg. MŁ) zastępują klasyczną miedzianą pętlę abonencką POTS zastępują miedzianą pętlę dla ISDN najnowsze z transmisją danych (do 512 kb/s) terminal u abonenta SSRD(A) systemy P - MP LMDS MMDS... Od 2 Mb/s terminal nie zawsze u abonenta Ryszard Zielińki 65
Model odniesienia SRDA (RLL/WLL) Opisuje tzw. strukturę modelową. W oparciu o ten model można w jednoznaczny sposób opisać system. Standaryzacja interfejsów umożliwia stosowanie urządzeń od różnych dostawców (teoria). W modelu wyróżniono i zdefiniowano: podstawowe elementy systemu, interfejsy pomiędzy podstawowymi elementami oraz infrastrukturą zewnętrzną. Ryszard Zielińki 66 Architektura SRDA wg. ETSI (model) I/F4 I/F3 Centrala końcowa I/F1 Sterownik stacji bazowej Radiowa stacja bazowa Radiowa stacja abonencka Terminal użytkownika I/F2 I/F5 System zarządzania i nadzoru sieci I/F6 Podsystem zarządzania i nadzoru sieci System Radiowego Dostępu Abonenckiego Model odniesienia radiowego systemu dostępu abonenckiego według ETSI. Oznaczenia: I/F1, I/F2, I/F3, I/F4, I/F5, I/F6 interfejsy Ryszard Zielińki 67
Podstawowe elementy systemu STEROWNIK: łączy system RLL z centralą miejscową (która jest elementem sieci stacjonarnej), steruje stacjami bazowymi oraz realizuje interfejs do elementu NMA; STACJA BAZOWA (BS): składającą się z elementów radiowych, niezbędnych do nadawania i odbierania informacji oraz sygnalizacji do/od terminali użytkowników, czasem posiadającą możliwość zarządzania i pomiaru parametrów propagacyjnych; MODUŁ ZARZĄDZANIA SIECIĄ (NMA): realizujący procedury zarządzania siecią, polegające na utrzymywaniu danych konfiguracyjnych, zarządzaniu parametrami użytkownika, obsłudze systemu, w tym jego części radiowej; RADIOWE URZĄDZENIE KOÑCOWE: posiadające możliwość dostępu do interfejsu radiowego (I/F4); Poprzez radiowe urządzenie koñcowe powinno być możliwe realizowanie połączeń do PSTN. Ryszard Zielińki 68 Podstawowe interfejsy systemu (I/F1) pomiędzy sterownikiem i miejscową centralą sieci publicznej (zewnętrzny) I/F1 używany do przenoszenia informacji, związanych z usługami dostępnymi dla abonentów RLL, pomiędzy sterownikiem i centralą miejscową sieci publicznej. Centrala miejscowa: stacjonarne sieci foniczne, prywatne sieci danych. LE I/F1 Sterownik BS radiowe urządzenie końcowe Terminal użytkownika O&M NMA System RLL Ryszard Zielińki 69
Podstawowe interfejsy systemu (I/F3) pomiędzy sterownikiem i stacją bazową (wewnętrzny) używany do przenoszenia informacji związanych z: obsługą wezwania, zarządzaniem zasobami radiowymi, komunikatami O&M zarządzaniem przemieszczaniem się właściwym dla RLL pomiędzy sterownikiem i stacją bazową; LE I/F1 Sterownik BS radiowe urządzenie końcowe I/F3 Terminal użytkownika O&M NMA System RLL Ryszard Zielińki 70 Podstawowe interfejsy systemu (I/F4) pomiędzy stacją bazową a radiowym urządzeniem końcowym (wewnętrzny) używany do przenoszenia informacji związanych z: obsługą wezwania, zarządzaniem zasobami radiowymi, komunikatami O&M, zarządzaniem przenoszeniem się właściwym dla RLL, pomiędzy radiowymi urządzeniami końcowymi a stacją bazową. może być użyty do przenoszenia komunikatów zarządzających do radiowego urządzenia końcowego. LE Sterownik BS radiowe urządzenie końcowe I/F1 I/F3 I/F4 Terminal użytkownika O&M NMA System RLL Ryszard Zielińki 71
Podstawowe interfejsy systemu (I/F5) pomiędzy radiowym urządzeniem końcowym a terminalem użytkownika (zewnętrzny) używany do przenoszenia informacji, związanych z usługami, do których ma dostęp użytkownik lub aplikacja LE Sterownik BS radiowe urządzenie końcowe I/F1 I/F3 I/F4 I/F5 Terminal użytkownika O&M NMA System RLL Ryszard Zielińki 72 Podstawowe interfejsy systemu (I/F2 i F6) I/F2 pomiędzy sterownikiem a agentem zarządzania siecią NMA (wewnętrzny) I/F6 pomiędzy centrum obsługi i zarządzania (O&M) i NMA (zewnętrzny) używany do przenoszenia informacji związanych z: konfiguracją, zarządzaniem jakością łączy, obsługą błędów w systemie RLL LE Sterownik BS radiowe urządzenie końcowe I/F1 I/F3 I/F4 I/F2 I/F5 Terminal użytkownika O&M NMA System RLL I/F6 Ryszard Zielińki 73
SRDA - aspekty prawne Minimalne wymagania (MŁ) Typy systemów Zakresy częstotliwości SSRD(A) traktowane tak jak SRDA 1 1 (za wyjątkiem pasm) Ryszard Zielińki 74 SRDA - minimalne wymagania Transmisja głosu (pasmo akustyczne 300 do 3400 Hz) Dodatkowo system powinien umożliwiać przesyłanie: dwukierunkowych sygnałów sygnalizacji przewidzianych dla abonenckiego łącza naturalnego, sygnałów wybiórczych (dekadowego i wieloczęstotliwościowego DTMF (Dual Tone Multi Freguency) w celu zestawienia połączenia lub realizacji usług abonenckich, sygnałów liniowych przenoszących informacje o rozpoczęciu i zakończeniu komunikacji, sygnałów wywołania abonenta żądanego, sygnałów zliczania impulsów taryfowych dla poinformowania abonenta wywołującego o opłacie za połączenie, sygnałów tonowych i zapowiedzi słownych, sygnałów przywołania rejestru do powiadomienia centrali, że abonent chce nadać rozkazy komutacyjne w fazie rozmowy, sygnałów DSS 1 abonenta cyfrowego stosowanych podczas dołączenia SRDA do komutacyjnych centrów cyfrowych.). Modemowa transmisja danych min. 4,8 kb/s Transmisja faksów (grupa 3) Ograniczona mobilność terminali Ryszard Zielińki 75
Typy SRDA (MŁ) Typ A jest w pełni zgodny z standardem ETSI. Typ B: dopuszczono stosowanie specjalizowanej komutacyjnej centrali końcowej łączy grupowych do współpracy ze stacjami bazowymi. (nie ma tego w standardzie ETSI) Wrocław 1997 - działa tylko radio!!! Ryszard Zielińki 76 Pasma częstotliwości SRDA Pasmo Zakres częstotliwości [MHz] Uwagi 824-830 Standard IS 95 A TIA/EIA 869-875 800 MHz 864-868 (opuszczane) Standard CT 2 (I-ETS 300 131) 1874-1880 Standard J-STD-008 (pasmo B) 1,9 GHz 1954-1960 1880-1900 Standard DECT ETS 300 175 2,4 GHz 2400-2483,5 (opuszczane) TDMA, CDMA 3,5 GHz 3400-3600 TDMA, CDMA Ryszard Zielińki 77
Stosowane interfejsy radiowe I/F4 Interfejsy radiowe TECHNOLOGIA ZWIELOKROTNIENIA DOSTĘPU CDMA TDMA FDMA Interfejsy komórkowe IS-95 Motorola WILL Qualcomm QCTel B<1,23 MHz DS Interfejsy firmowe Lucent AirLoop DSC Airspan Siemens CDMAlink B<5 MHz S-FH Interfejsy firmowe Tadiran MGW Interfejsy komórkowe GSM900/1800 NMT 450 Interfejsy tel. bezprzew. DECT Siemens DECTlink Lucent SWING Ericsson DRA 1900 Interfejsy firmowe Nortel Proximity 1 AMT Prime 200 Interfejsy tel. bezprzew. CT-2 SAT Tangara Ryszard Zielińki 78 Co to jest FDM, TDM i CDM(A)? Zwielokrotnienie częstotliwościowe FDM f Podnośne (kanały częstotliwościowe) Nadajnik Odbiornik(i) Informacja Informacja f System stosuje wiele kanałów częstotliwościowych do przesłania informacji Wykorzystanie kanałów odbywa się zgodnie z ustalonym protokołem Ryszard Zielińki 79
Co to jest FDM, TDM i CDM(A)? Zwielokrotnienie czasowe TDM f Szczeliny czasowe Nadajnik Odbiornik(i) Informacja Informacja t Ramka Ramka Ramka System stosuje wiele szczelin czasowych do przesłania informacji Wykorzystanie szczelin odbywa się zgodnie z ustalonym protokołem Ryszard Zielińki 80 Co to jest FDM, TDM i CDM(A)? Zwielokrotnienie kodowe CDM(A) Rozpraszające ciągi kodowe Nadajnik Odbiornik(i) Informacja Informacja kody System stosuje wiele kodowych ciągów rozpraszających do przesłania informacji Wykorzystanie kodów odbywa się zgodnie z ustalonym protokołem Ryszard Zielińki 81
Co to jest FDMA, TDMA i CDMA? Zwielokrotnienie dostępu częstotliwościowe czasowe kodowe Konieczne, gdy liczba terminali nadawczych przekracza liczbę dostępnych kanałów (częstotliwościowo-czasowokodowych) transmisyjnych Terminale muszą rywalizować o wspólne zasoby systemu Sposób rywalizacji określa protokół dostępu Ryszard Zielińki 82 Protokoły dostępu Dostęp stały FA (fixed assignment) zasoby systemu przydzielone na stałe terminalowi np. linia radiowa Dostęp dynamiczny: losowy (rywalizacyjny) RA (random access) terminale wykorzystują zasoby systemu nie biorąc pod uwagę ich dostępności w danym momencie, zjawiskiem naturalnym są kolizje (np.. VSAT) rezerwacyjny DA (demand assignment) terminale najpierw rezerwują zasoby systemu, by z nich skorzystać (np.. VSAT, GSM, UMTS, DECT GAP,..., Ethernet) (uwaga: analiza stanu zasobów systemowych przez terminal i ich wykorzystanie, gdy nie są zajęte jest traktowane jako rezerwacja np. protokoły CS/DS (carrier sense/data sense) Ryszard Zielińki 83
WILL - (IS95) IS-95 Telecommunications Industry Association/Electronic Industries Association(TIA/EIA) Amerykanska odpowiedz na GSM - (malo udana) Wady (podstawowe): dotyczy tylko interfejsu radiowego, zbyt waskie kanaly radiowe (1,2288 MHz), IS-95A - problemy z transmisja danych. Stosowane techniki transmisyjne Odbiór zbiorczy: przestrzenny, częstotliwościowy, czasowy. Ryszard Zielińki 84 WILL - (IS95) - odbiór przestrzenny Odbiór zbiorczy przestrzenny stacja bazowa stosuje do odbioru dwie anteny oddalone od siebie o odległość zapewniającą dekorelację indukowanych w nich sygnałów, wiele stacji bazowych jednocześnie komunikuje się z terminalem ruchomym podczas tzw. miekkiego przenoszenia rozmowy; Odbiór zbiorczy częstotliwościowy (zwiazany z szerokopasmowym kanałem) - poniżej szerokości kanalu 3,5 MHz mało skuteczny w srodowisku miejskim, Odbiór zbiorczy czasowy odbiorniki "wieloodczepowe" (typu rake) - składanie sygnalów o różnych opóźnieniach stacja bazowa - 4 odczepy, terminal - 3 odczepy. Ryszard Zielińki 85
WILL - (IS95) - techniki transmisyjne Regulacja mocy w łączu terminal ruchomy - stacja bazowa: regulacja mocy w petli otwartej (suma mocy odebranej i nadanej = const.= -73 dbm), regulacja mocy w petli zamknietej (kroki ±1 db, 800 Hz). Kodowanie mowy - koder o zmiennej przepływności: 9600, 4800, 2400 i 1200 b/s realizacja: terminal - poprzez skracanie czasu transmisji np. 1/8 czasu dla 1200 b/s, st. bazowa - przez powtarzanie z obniżona mocą, np. 2x4800 b/s Ryszard Zielińki 86 WILL - (IS95) - struktura łącza (war. fiz) Łącze stacja bazowa - terminal Bloki 20 ms Krótki ciąg kodowy I 9,6 kb/s KODER SPLOTOWY 1/2 UKŁAD PRZEPLATAJĄCY 19,2 kb/s 19,2 kb/s ROZPRASZANIE WIDMA 1,2288 Mb/s 19,2 kb/s 1,2288 Mb/s Filtr I Dane na wyjściu kodera Długi ciąg kodowy 1,2288 Mb/s Ciąg kodowy Walsha Filtr Q 1,2288 Mb/s Krótki ciąg kodowy Q Ryszard Zielińki 87
WILL - (IS95) - struktura kanału Kod Walsha 0 Kanał stacja bazowa - terminal Kanał pilota Sygnał 10... Krótki ciąg kodowy 1,2288 kb/s Przekształcenie do I/Q i rozproszenie widma Dane I Dane Q Filtracja i przetwarzanie Kod Walsha 32 Kanał 4,6 kb/s 1,2288 kb/s synchronizacji Przekształcenie do I/Q i rozproszenie widma Dane I Dane Q Filtracja i przetwarzanie Σ I Kody Walsha 1 do 7 Kanał 19,2 kb/s 1,2288 kb/s przywoławczy od 1 do 7 kanałów Kody Walsha 8-31, 33-63 Kanał 19,2 kb/s 1,2288 kb/s rozmówny od 1 do 55 kanałów Przekształcenie do I/Q i rozproszenie widma Przekształcenie do I/Q i rozproszenie widma Dane I Dane Q Dane I Dane Q Filtracja i przetwarzanie Filtracja i przetwarzanie Σ Q Ryszard Zielińki 88 WILL - (IS95) - struktura łącza (war. fiz) Kanał terminal - st. bazowa Bloki 20 ms Koder splotowy 1/3 Układ przeplatający Modulator z 64 kodami Walsha 307,2 kb/s 1,2288 Mb/s 1,2288 Mb/s Krótki kod I Filtr I Dane z kodera 9,6 kb/s 28,8 kb/s 28,8 kb/s 1 z 64 kodów Długi ciąg kodowy 1,2288 Mb/s 1,2288 Mb/s Opóźnienie 1/2 chipsu 1/2 Krótki kod Q Filtr Q Ryszard Zielińki 89
WILL - (IS95) - parametry systemu Zasięg teren zurbanizowany 5,2 km; teren podmiejski 11,6 km; teren wiejski 21,7 km. Moce nadajnik stacji bazowej Pmax=ok. 50 W, EIRP terminala dostępowego ok. 200 mw Pojemność 31 kanałów rozmównych w paśmie 2x1,23 MHz Usługi tylko telefonia głosowa Ryszard Zielińki 90 WILL - (IS95) - bilans energetyczny Do abonenta (system nieobciążony) PARAMETR WARTOŚĆ Typ usługi POTS Maksymalna moc nadajnika stacji bazowej (na 31 dbm kanał) Straty linii dosyłowej nadajnik - antena nadawcza 2 db Maksymalny zysk energetyczny anteny nadawczej 15 dbi stacji bazowej Maksymalny zysk energetyczny anteny odbiorczej 0 db abonenta Straty linii dosyłowej antena odbiorcza - 0 db odbiornik Czułość użytkowa odbiornika abonenta -114,2 dbm Maksymalne straty propagacyjne, przy których 158,2 db system prawidłowo funkcjonuje Straty wolnej przestrzeni dla odległości równej teren zurbanizowany: 105,5 zasięgowi stacji bazowej teren podmiejski: 112,5 teren wiejski: 117.9 Margines interferencyjny teren zurbanizowany: 52.7 teren podmiejski: 45.7 teren wiejski: 40,3 Ryszard Zielińki 91
DSC Airsp an - + - + WILL - (IS95) - bilans energetyczny Od abonenta (system nieobciążony) PARAMETR WARTOŚĆ Typ usługi POTS Maksymalna moc nadajnika abonenta 23 dbm Straty linii dosyłowej nadajnik - antena 0 db nadawcza Maksymalny zysk energetyczny anteny 0 dbi nadawczej stacji abonenta Maksymalny zysk energetyczny anteny 15 dbi odbiorczej stacji bazowej Straty linii dosyłowej antena odbiorcza - 2 db odbiornik Czułość użytkowa odbiornika st. bazowej (z -122,2 dbm uwzględnieniem zysku odbioru przestrzennego) Maksymalne straty propagacyjne, przy 158,2 db których system prawidłowo funkcjonuje Straty wolnej przestrzeni dla odległości teren zurbanizowany: 105,0 równej zasięgowi stacji bazowej teren podmiejski: 112,0 teren wiejski: 117.5 Margines interferencyjny teren zurbanizowany: 53.2 teren podmiejski: 46.2 teren wiejski: 40,7 Ryszard Zielińki 92 AIRSPAN - architektura systemu Centralny Terminal (CT) (Stacja bazowa) Antena dookólna Interfejs radiowy #1 CRU Terminal abonencki (ST-V2) Łącza od ST-V2 do centrali CRU Terminal abonencki (ST-D128) Łącza od ST-D128 do sieci transmisji danych Łącza od ST-I1 do centrali ISDN Oprogramowanie do zarządzania i monitorowania: SiteSpan / Site Controller #60 Maksymalna liczba ST=60 CRU Terminal abonencki (ST-I1) Ryszard Zielińki 93
AIRSPAN - zakresy częstotliwości Pasmo częstotliwości 2,0-2,3 GHz odstęp międzykanałowy 3,5 MHz odstęp dupleksowy 175 MHz Zakresy częstotliwości 2,0 2,3 2,5 3,4 3,6 GHz TX RX 1 12 1 12 Rozkład kanałów w systemie Airspan Pasmo częstotliwości 2,3-2,5 GHz odstęp międzykanałowy 4,0 MHz odstęp dupleksowy 94 MHz Pasmo częstotliwości 3,4-3,6 GHz odstęp międzykanałowy 3,5 MHz odstęp dupleksowy 100 MHz Ryszard Zielińki 94 AIRSPAN - częstotliwości (obecnie) Pasmo częstotliwości 1,35 GHz do 3,6 GHz 1.35 1.55 1.7 1.9 2.0 2.3 2.5 2.7 3.4 3.6 Zakresy częstotliwości Plan kanałów Airspan TX RX 1 12 1 12 1 Kanał radiowy ( 3.5 lub 3.0 MHz) 1 N Kanał ruchowy Możliwość stosowania wielu planów Obecnie używane plany radiowe 1.8 1.9GHz 2.0-2.3GHz 2.3-2.5GHz 3.4-3.6GHz Ryszard Zielińki 95
AIRSPAN - interfejs radiowy (1) W systemie Airspan w jednym kanale radiowym może pracować 15 (13) łączy Zastosowano kodowe zwielokrotnienie dostępu CDMA Uzyskuje się je poprzez bezpośrednie rozproszenie DS (Direct Sequence) danych sekwencją pseudolosową Do kodowania zastosowano ortogonalne kody Rademachera-Walsha (RW) Ryszard Zielińki 96 AIRSPAN - interfejs radiowy (2) Kody te ponumerowano od 0 do 14 Kody RW (od 0 do 14) przetwarzane są następnie przy użyciu podstawowych pseudo-losowych (PN) kodów rozpraszających (od 1 do 7) tworząc bazę składającą się ze 105 kodów, każdy zawierający 256 bitów Sygnał informacji o przepływności Rm=160 kb/s zajmujący pasmo Bm=160 khz, zakodowany za pomocą ciągu 16-elementowego ma przepływność Rss=2,56x10 3 kb/s i zajmuje pasmo 2,56 MHz Ryszard Zielińki 97
AIRSPAN - interfejs radiowy (3) Zastosowanie kodowania splotowego o skuteczności ½ i modulacji QPSK umożliwia utrzymanie tej samej szerokości pasma Zastosowanie modulacji 16 QAM lub 64 QAM umożliwia uzyskanie większych szybkości transmisji, teoretycznie odpowiednio 2 i 3 razy większych przy tym samym paśmie (ale kosztem zasięgu lub zwiększenia mocy) Ryszard Zielińki 98 AIRSPAN - pojemność (FA) KONFIGURACJA SYSTEMU/USŁUGA LICZBA OBSŁUGIWANYCH ABONENTÓW 1 kanał częstotliwościowy/telefonia 30 1 kanał częstotliwościowy/isdn 15 1 kanał częstotliwościowy/transmisja 128 kb/s 15 stacja bazowa (4 kanały)/telefonia 120 stacja bazowa (4 kanały)/isdn 60 stacja bazowa (4 kanały)/ transmisja 128 kb/s 60 Ryszard Zielińki 99
AIRSPAN - zasięg Długość trasy [km] Dla systemu pracującego w paśmie 2,4 GHz Straty podstawowe [db] 1 99 41 10 120 20 15 123 17 20 126 14 Margines interferencyjny [db] Potwierdzony zasięg dla pasma 3,5 GHz: 12 km Ryszard Zielińki 100 AIRSPAN - struktury komórkowe Współczynnik ponownego wykorzystania częstotliwości: 3 Dla każdych trzech komórek przypisane są następujące grupy częstotliwości: Grupa 1: F1, F4, F7, F10; Grupa 2: F2, F5, F8, F11; Grupa 3: F3, F6, F9, F12. Typowy raster trzykomórkowy Anteny dookólne (nie sektorowe) 4 częstotliwości na komórkę 7 kodów rozpraczających PN Pierwszy podzbiór częstotliwości (F1, F$, F7, F10) Drugi podzbiór częstotliwości (F2, F5, F8, F11) Trzeci podzbiór częstotliwości (F3, F6, F9, F12) Ryszard Zielińki 101
AIRSPAN - stacja centralna CT NADAJNIK: Parametr Specyfikacja Typ modulacji QPSK Szybkość transmisji podstawowych 2,56 Melementu/s elementów (chipsów) Kodowanie Kod splotowy o współczynniku 1:2, kody CDMA: 16 kodów Rademachera - Walsha Moc wyjściowa nadajnika 29,8 ±2 dbm na wyjściu nadajnika przy pełnym obciążeniu systemu ODBIORNIK: Typ demodulatora Dekoder koherentny QPSK Viterbi Czułość użytkowa odbiornika -98 dbm przy BER=10-6 Margines interferencyjny dla zakłóceń wspólnokanałowych Margines interferencyjny dla zakłóceń sąsiedniokanałowych 10 db -4 db Ryszard Zielińki 102 AIRSPAN - terminal abonencki ST Parametr Specyfikacja Nadajnik: Antena Typ modulacji Zintegrowana z radiową jednostką abonencką, Zysk energetyczny 10 dbi, Szerokość 3 db charakterystyki poziomej 30 ; QPSK Szybkość transmisji podstawowych 2,56 Melementu/s (Mchipsów/s) elementów Kodowanie Kod splotowy o współczynniku 1:2, kody CDMA: 16 kodów Rademachera - Walsha Moc wyjściowa 18 ± 1 dbm Odbiornik: Antena Demodulator Elementowa szybkość transmisji Dekoder Zintegrowana z radiową jednostką abonencką, Zysk energetyczny 10 dbi, Szerokość 3 db charakterystyki poziomej 30 ; koherentny QPSK 2,56 Melementów/s Viterbi Czułość użytkowa odbiornika -101 dbm przy BER=10-6 Zakres dynamiki 60 db Ryszard Zielińki 103
Airspan AS4000 - elementy systemu System antenowy Terminale abonenckie Stacja bazowa Szeroka gama terminali abonenckich w zależności od: wymaganych interfejsów ilości linii abonenckich architektury Ryszard Zielińki 104 AS4000 - CDMA Kanały ruchowe f1 (do f12) 3.5 MHz RW1-160 kb/s RW2-160 kb/s RW3-160 kb/s RW4-160 kbit/s RW5-160 kb/s RW6-160 kb/s RW7-160 kb/s RW8-160 kb/s RW9-160 kb/s RW10-160 kb/s RW11-160 kb/s RW3-160 kb/s 144 kb/s 16 64 kb/s 64 kb/s 8+8 32k 32k 32k 32k 4+4+4+4 160 kb/s kanał radiowy W tym: 144 kb/s transfer użytkowy 16 kb/s nagłówek AS4000 lub 2x64 kb/s transfer użytkowy 2x8 kb/s nagłówek AS4000 lub 4x32 kb/s transfer użytkowy 4x4 kb/s nagłówek AS4000 1 do n ST RW12-160 kb/s RW13-160 kb/s RW14-160 kb/s RW15-160 kb/s Kanały nadzorujące Kanały ruchowe alokowane i dzielone w zależności od potrzeb Ryszard Zielińki 105
Usługi systemu AS4000 Podstawowe telefoniczne (POTS) łącza analogowe na bazie cyfrowego kanału radiowego 32/64kb/s ISDN (2B+D) cyfrowa sieć z integracją usług transmisja danych 64/128kb/s (Frame Relay) X.21, V.35 stały dostęp do Internetu do 512kb/s PacketDrive Ryszard Zielińki 106 AS4000 - POTS ISP Serwery WWW ST-R2 Internet Modem Ruter Modemy cyfrowe Abonent PSTN Centrala publiczna AS4000 Stacja bazowa kanał radiowy 32kb/s (ADPCM) lub 64kb/s (PCM) 1, 2 lub 4 liniowe terminale abonenckie duży zasięg mała tłumienność Operator AS4000 Koncentrator Ryszard Zielińki 107
AS4000 - ISDN ISP Serwer WWW ISDN Mux Ruter ST-B1 S-Bus ISDN Klient Terminale ISDN Centrala publiczna AS4000 Stacja bazowa Operator 2*64kb/s+16kb/s (2B+D) usługi ISDN zasięg Ryszard Zielińki 108 AS4000 - transmisja danych ST-L128 n x 64 kb/s 128 kb/s ST-L128 ST-L128 N x E1 AS4000 Stacja bazowa Cyfrowe linie dzierżawione 1*64kb/s, 2*64kb/s lub 1*128 kb/s n*64kb/s (kilka terminali) banki, bankomaty itp. specjalistyczne aplikacje i zastosowania Sieć stała Ryszard Zielińki 109
PacketDrive - zastosowania Klient Operator ST- P1V2 Ethernet (10 Base T) PSTN Klient Centrala Internet Ruter AC AS4000 Stacja bazowa ST- P1V2 Ethernet (10 Base T) Hub Ryszard Zielińki 110 PacketDrive - terminal abonencki ST-P1V2 współużytkowanie kodu RW między usługą telefoniczną i pakietową RW-a RW-b RW-c RW-d ST-P1V2 Pakiety LAN RW-e Głos Ryszard Zielińki 111
Terminale - właściwości ST-P1V2/ST-L128 ST- P1V2 Transmisja od abonenta Prędkość transmisji skalowana pomiędzy 32, 64, 128 kb/s 32 kb/s obsługa większej liczby terminali abonenckich. zalecana konfiguracja do obsługi Internautów. Transmisja do abonenta skalowalna od 128 kb/s do 512 kb/s (co 128 kb/s) ST-L128 128 kb/s w obie strony większa prędkość w kierunku od użytkownika ale jednocześnie mniejsza liczba użytkowników działających w tym samym czasie. nie ma możliwości zestawiania połączeń telefonicznych. Ryszard Zielińki 112 MultiGain Wireless (MGW) Przełącznica Łącza analogowe Centrala PSTN AIU E1 E1 Interfejsy analogowe Z interfejsy cyfrowe V.5.1 RPCU RPU do 4 km BS FDMA/TDMA SU DSL (przewody miedziane) Elementy składowe systemu sterownik portów radiowych RPCU port radiowy RPU terminal abonencki SU Ryszard Zielińki 113
MGW - regulacja mocy Określana automatycznie podczas instalacji terminala dostępowego Stacja bazowa w systemie MGW nadaje zawsze z pełną mocą Ryszard Zielińki 114 MGW - struktura ramki RAMKA MGW 2 ms (500 skoków częstotliwości/s) a b c d e f g h A B C D E F G H terminal - stacja bazowa stacja bazowa - terminal SZCZELINA MGW sterowanie (sygnalizacja) głos lub dane kontrola błędów (CRC) Jedna ramka zawiera 8 szczelin czasowych do nadawania i 8 szczelin czasowych do odbioru długość ramki wynosi 2 ms Ryszard Zielińki 115
MGW - struktura szczeliny 96 bitów aktywacja bity początku głos/dane +CRC bit końca deaktywacja czas dla opóźnień i stanów przejściowych 2 bity 2 bity 85 bitów 1 bit 2 bity 4 bity S.T. +R.G. 210 bitów 12 bitów a b c d e f g h A B C D E F G H SU 96 96 96 96 96 96 96 92 T/R 96 96 96 96 96 96 96 92 Czas terminal - stacja bazowa stacja bazowa - terminal bity początku głos/dane +CRC OIC bit końca przełączanie 4 bity 85 bitów 5 bitów 1 bit 3 bity 96 bitów Ryszard Zielińki 116 MGW - struktura kanałów 1,0 MHz 1 2 3 n-3 n-2 n-1 n 0,65 MHz maks. n=80 kanałów Pasma pracy: 1428-1508 MHz 1850-1930 MHz 2400-2480 MHz 3400-3600 MHz Ryszard Zielińki 117
MGW - transmisja S-FH TDM/TDMA Sekwencja f dla radioportu N+6 f 42 f 27 f 09 05 39 21 16 13 01 42 27 09 49 36 51 17 03 Sekwencja f dla radioportu N+1 f 51 f 17 f 03 01 42 27 09 49 36 51 17 03 08 11 31 45 22 Sekwencja f dla radioportu N f 17 f 03 f 08 42 27 09 49 36 51 17 03 08 11 31 45 22 50 Czas t k Czas t k+1 Czas t k+2 Ryszard Zielińki 118 MGW - terminale Terminal SU = część radiowa + FAU: do obsługi jednego abonenta FAU-1 do obsługi dwóch abonentów FAU-2 do obsługi wielu abonentów (4, 8, 16, 24 i 32) Ryszard Zielińki 119
MGW - rozwiązania firmowe (1) 1) terminal abonenta zintegrowany z anteną i przystosowany do instalacji na zewnątrz budynku, 2) zmniejszenie wpływu zaników poprzez zastosowanie wolnego przeskoku częstotliwości (S-FH), 3) brak ograniczeń zasięgu związanych z zastosowaniem dupleksu czasowego TDD, 4) regulacja mocy terminala abonenckiego zapewniająca utrzymanie określonej jakości transmisji przy minimalnej mocy promieniowanej, Ryszard Zielińki 120 MGW - rozwiązania firmowe (2) 5) przestrzenny odbiór zbiorczy na stacji bazowej zapewniający poprawę bilansu energetycznego łącza terminal - stacja bazowa, 6) elastyczne wykorzystanie szczelin czasowych w celu uzyskania większych przepływności binarnych sygnału, 7) możliwość konfiguracji systemu do pracy z czasowym odbiorem zbiorczym umożliwiająca rozszerzenie zasięgu (kosztem pojemności systemu) oraz automatyczne przechodzenie systemu do pracy z pojedynczą szczeliną w przypadku dużego ruchu telefonicznego. 8) możliwość pracy systemu w wydzielonych podpasmach wybranych z dostępnych pasm; podpasma mogą być rozdzielone pasmami niedostępnymi dla systemu. Ryszard Zielińki 121
MGW - odbiór zbiorczy PRZESTRZENNY Realizowany w obie strony łącze RPU - SU - standardowe rozwiązanie, stacja bazowa z reguły wykorzystuje dwie anteny)) łącze SU - RPU - na podstawie analizy łącza RPU - SU dobór z opóźnieniem 1 ms - technika TDD CZĘSTOTLIWOŚCIOWY SFH - każda ramka danych nadawana na innej częstotliwości CZASOWY (i częstotliwościowy) polega na powtórzeniu tego samego pakietu danych w innej szczelinie czasowej następnej ramki Ryszard Zielińki 122 MGW - odbiór zbiorczy Transmisja powtórzona Częstotliwość nowy poprzedni Pakiet n Pakiet n-1 Pakiet n Pakiet n-1 f k a b c d e f g h A B C D E F G H terminal - stacja bazowa stacja bazowa - terminal nowy poprzedni Pakiet n+1 Pakiet n Pakiet n+1 Pakiet n f k+1 a b c d e f g h A B C D E F G H terminal - stacja bazowa stacja bazowa - terminal Czas 0 1 2 3 4 t ms Ryszard Zielińki 123
Swing (DECT) - elementy systemu kontroler dostępu do sieci NAC (Network Access Controller), sterownik stacji bazowej RCU (Remote Controller Unit), port radiowy stacji bazowej RFP (Radio Fixed Part), stały terminal abonencki CTA (Cordless Terminal Adaptor). Ryszard Zielińki 124 Swing NAC Instalowany jest przy centrali telefonicznej podstawowa funkcja - zapewnienie połączenia pomiędzy centralą telefoniczną a sterownikami stacji bazowych RCU oraz zarządzanie stacjami bazowymi interfejs połączeniowy z centralą może być analogowy lub cyfrowy NAC może obsługiwać 500, 1000 lub 5000 linii Ryszard Zielińki 125
Swing RCU Pełni rolę koncentratora dla stacji bazowych dołączony może być do NAC za pomocą 2 Mb/s łącza w pełni zgodnego ze standardem G.703/G.704 RCU pełni również rolę bloku szyfrującego transmitowane dane zgodnie ze standardem DECT sterownik może być dołączony do 4, 32 lub 127 portów radiowych Ryszard Zielińki 126 Swing RFP Zapewnia łączność ze stałymi terminalami abonenckimi CTA jeden port radiowy może obsłużyć do dwunastu łączy abonenckich dołączony do sterownika stacji bazowej za pomocą pary standardowych skrętek firma zapewnia, że zasięg systemu dla abonentów stałych nie przekracza 5 km, natomiast dla ruchomych 300 m Ryszard Zielińki 127
Swing CTA Instalowany u abonenta telefon abonencki dołączony jest do terminala abonenckiego przy użyciu standardowego przewodu telefonicznego o długości nie przekraczającej 1 km Ryszard Zielińki 128 Swing - struktura systemu Centrala telefoniczna Interfejs analogowy cyfrowy V 5.1/ 5.2 NAC Kontroler dostępu do sieci maks. 500 linii Lokalizacja Przy centrali Interfejs cyfrowy G.703/704 30 RCU Sterownik portów radiowych Interfejs cyfrowy G.703 96 RFP Port radiowy Interfejs DECT 12 Interfejs Przewód telef. CTA Stały terminal abonencki 5000 m 1000 m Telefon Fax Modem Ryszard Zielińki 129