Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Розробка бізнес-плану мережі CDMA 2000 1X EVDO rev. B для м. Горлівка
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2013
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Менеджмент підприємств зв язку
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
КУРСОВА РОБОТА
З дисципліни: «Менеджмент підприємств зв’язку»
на тему: «Розробка бізнес-плану мережі CDMA 2000 1X EVDO rev. B для м. Горлівка»
Вступ
1. Огляд поколінь мобільного зв’язку для передачі даних
2. Введення в стандарт CDMA-2000
2.1 Особливості стандарту CDMA-2000
2.2 Структура мережі стандарту CDMA-2000
3. Загальні відомості про технологію EV-DO
3.1 Принципи роботи EV-DO
3.2 EV-DO і користувач
4. Архітектура системи CDMA 1X EV-DO
4.1 Структурна схема мережі CDMA2000 1X EV-DO
4.2 Основні елементи мережі EV-DO
4.3 Радіоінтерфейси обміну даними
4.4 Протоколи та інтерфейси передачі даних
4.5 Рівні інтерфейсу стандарту EV-DO
5. Сучасний розвиток стандарту EV-DO
6. Частотно-територіальне планування
7. Бізнес-план проекту розгортання мережі
8. Література
Вступ
Галузь зв'язку на сьогоднішній день є однією з бурхливо розвиваються галузей, поряд з мікроелектронікою і Hi-Tech. Отримання інформації «з перших рук» стає важливим аспектом при здійсненні різного роду діяльності людиною, особливо, коли ця інформація має першорядне значення. Одним із способів оперативного розповсюдження інформації є використання бездротового зв'язку. Бездротовий зв'язок бере свій початок в 1898 році, коли було передано перший бездротове телеграфне повідомлення, і тільки через століття воно змогло розвинутися і стати доступним практично для кожного, навіть зараз телекомунікації всього світу переживають перехідний період свого розвитку. І виробники, і оператори телекомунікаційних систем відчувають необхідність пошуку способів рішень таких завдань, як підвищення економічних і соціальних вигод від використання існуючих телекомунікаційних мереж, подальше підвищення якості телекомунікаційних послуг, повномасштабне використання наявних мережевих ресурсів і реалізація нових можливостей зростання доходів. Останньою і революційною технологією, що дозволяє досягти поставлених цілей є технологія CDMA.
СDMA - система множинного доступу з кодовим розділенням - стала, можливо, найбільш багатообіцяючої системою, що з'явилася на світовому ринку. Десятиліття тому ця технологія використовувалася у військовій зв'язку (США), а сьогодні відома всім як глобальний цифровий стандарт для комерційних систем комунікацій. За останні п'ять років технологія використання CDMA була протестована, стандартизована, ліцензована і запущена у виробництво більшістю постачальників бездротового обладнання і вже застосовується у всьому світі. На відміну від інших методів доступу абонентів до мережі, де енергія сигналу концентрується на вибраних частотах або тимчасових інтервалах, сигнали CDMA розподілені в безперервному частотно-часовому просторі. Фактично метод маніпулює і частотою, і часом, і енергією.
До кінця 1999 року в світі, за даними CDG (CDMA development group), технологію CDMA (Code Division Multiple Access) вибрали 50 млн. абонентів. В тому числі, 28 млн. в Азії, 16,5 млн. в Північній Америці і 5 млн. в Латинській Америці. В Європі, Близькому Сході та Африці налічується півмільйона абонентів. На сьогоднішній день їх кількість значно збільшилася. Такий стрімкий розвиток технології доступу з кодовим розділенням пояснюється очікуваним збільшенням щільності абонентів, стійкістю до перешкод, високим ступенем захищеності переданих даних від несанкціонованого доступу і кращими енерго-економічними показниками. Спрощене моделювання показує, що ємність базових станцій з технологією CDMA в кілька разів більше в порівнянні з існуючими стандартами стільникового телефонії, в яких використовується частотне розділення каналів (NMT, AMPS, TACS). Реальність, звичайно, значно складніше, ніж ідеалізовані моделі.
Переваги CDMA перед іншими системами наступні: • ємність базових станцій збільшується в 8-10 разів у порівнянні з AMPS і в 4-5 разів - порівняно з GSM; • покращена якість звуку в порівнянні з AMPS; • відсутність частотного планування завдяки використанню тих же самих частот у суміжних секторах кожної стільники; • поліпшена захищеність переданих даних; • поліпшені характеристики покриття, що дозволяють використовувати меншу кількість стільників; • більший час роботи батарей до розрядки; • можливість виділення необхідної смуги частот - по потребі.
Метою даного проекту є вивчення цієї технології, її особливостей, загальних принципів побудови на основі CDMA2000 1X мережі бездротового зв'язку, в особливості проектування базової станції для обслуговування великої території з низькою щільністю населення, тобто невеликого числа абонентів. В якості об'єкта було вибрано м. Горлівка.
Огляд поколінь мобільного зв’язку для передачі даних
До недавнього часу основним фактором, який мав найбільший вплив на розвиток мобільних комунікацій, була традиційна передача голосу. Проте впровадження нових технологій високошвидкісної передачі даних, включаючи GPRS і EDGE, і еволюція до систем UMTS WCDMA дозволила операторам мобільного зв'язку надавати необмежені бездротові мультимедійні послуги, наприклад, передача електронних листів, повідомлень, перегляд Web-сторінок, доступ до корпоративних мереж.
Розпочнемо огляд з першої технології пакетної передачі даних в мобільних мережах – GPRS, яка належить до другого покоління мобільних технологій 2G (саму технологію відносять до покоління 2,5G). При використанні GPRS інформація збирається в пакети і передається через невикористовуванні в даний момент голосові канали, така технологія передбачає більш ефективне використання ресурсів мережі GSM. При цьому, що є пріоритетом передачі - голосовий трафік або передача даних - вибирається оператором зв'язку. GPRS за принципом роботи аналогічна Інтернету: дані розбиваються на пакети і відправляються одержувачу (необов'язково одним і тим же маршрутом), де відбувається їх з’єднання.
Протокол GPRS прозорий для TCP/IP, тому інтеграція GPRS з Internet непомітна кінцевому користувачеві. Пакети можуть мати формат IP або X.25, при цьому не має значення, які протоколи використовуються поверх IP, тому є можливість використання будь-яких стандартних протоколів транспортного і прикладного рівнів, що застосовуються в мережі Internet (TCP, UDP, HTTP, HTTPS, SSL, POP3, XMPP та ін.).
Щодо одного з найважливіших характеристик будь-якої технології передачі даних – швидкості, то теоретичний максимум GPRS сягає 171,2 Кбіт/с, використовується виключно в маркетингових цілях і ніколи на практиці. З 4 схем кодування, що застосовуються в GPRS-мережах (від схеми кодування залежить швидкість передачі даних в одному каналі), найчастіше використовують саме другу, що дозволяє передавати не більше 13,4 Кбіт/с в одному часовому слоті. Беручи до уваги велику поширеність телефонів з підтримкою 10-го класу (з максимальним числом слотів для отримання даних, рівним 4), можна з упевненістю говорити про практичний максимумі швидкості отримання даних у мережі GPRS - це: 13,4 Кбіт/с х 4 канали = 53,6 Кбіт/с.
Наступна технологія EDGE (EGPRS) – цифрова технологія бездротової передачі даних для мобільного зв'язку, яка функціонує як надбудова над 2G і 2.5G мережами. Ця технологія працює в TDMA і GSM-мережах.
EDGE забезпечує передачу даних зі швидкістю до 474 Кбіт/с в режимі пакетної комутації (8 тайм-слотів x 59,2 Кбіт/с на схемі кодування MCS-9) відповідаючи, таким чином, вимогам ITU до мереж 3G.
Для EDGE на практиці швидкість навряд чи перевищить: 59,2 Кбіт/с в каналі х 4 канали в один час = 236,8 Кбіт/с.
Технологію EDGE відносять до мережі 2,75G, що характеризує її як перехідну технологію від мереж 2G до 3G.
Після екскурсу в історію перейдемо до більш сучасної технології, а точніше покоління 3G, що означає "3rd Generation" - третє покоління комунікаційних технологій мобільних телефонів. Хоча цю технологію можна використовувати лише на тих телефонах, які свідомо підтримують 3G, її популярність зростає з надзвичайною швидкістю по всьому світу.
За час існування покоління 3G воно збагатилось великою кількістю технологій для передачі даних мобільними мережами, основні з яких ми далі розглянемо.
3G включає в себе 5 стандартів сімейства IMT-2000 (UMTS / WCDMA, CDMA2000/IMT-MC, TD-CDMA/TD-SCDMA (власний стандарт Китаю), DECT і UWC-136).
Найбільшого поширення в світі отримали два стандарти: UMTS (або W-CDMA) і CDMA2000 (IMT-MC), в основі яких лежить одна і та ж технологія - CDMA (Code Division Multiple Access - множинний доступ з кодовим поділом каналів). Також можливе використання стандарту CDMA450.
UMTS (Universal Mobile Telecommunications System - Універсальна мобільна телекомунікаційна система) - технологія стільникового зв'язку, розроблена Європейським інститутом стандартів телекомунікацій (ETSI) для впровадження 3G в Європі.
UMTS, використовуючи розробки W-CDMA, дозволяє підтримувати швидкість передачі інформації на теоретичному рівні до 21 Мбіт/с. (при використанні HSPA +).
Перша модифікація цього стандарту мала багато технологічних недоліків: низьку місткість мережі, порівняно невелику швидкість передачі даних - 386 Кбіт/с, що ненабагато перевищувала швидкість для EDGE. На сьогоднішній стандартом третього покоління є надбудова HSPA (HSDPA - швидкісна передача даних від базової станції абоненту, до 15 Мбіт/с, і HSUPA - швидкісна передача даних від абонента до базової станції, до 5,8 Мбіт/с).
Конкурентом технології UMTS є CDMA. CDMA (Code Division Multiple Access) - технологія множинного доступу з кодовим поділом каналів, стандарт зв'язку третього покоління. Стандарт CDMA був розроблений в 1993 році і на даний момент є найбільш перспективним в плані розвитку та прийняття загального стандарту зв'язку. Кількість абонентів стандарту CDMA у рази перевищує кількість абонентів UMTS.
Подальший розвиток CDMA ґрунтується на технології CDMA2000. У таблиці 1 відображено різні покоління стандарту CDMA на основі технології EV-DO.
Таблиця 1 – Порівняльна таблиця поколінь стандарту CDMA технології EV-DO
Стандарт
Покоління (реліз)
Швидкість завантаження
Швидкість передачі
CDMA
Rel.0
2,4 Мбіт/с
0,153 Мбіт/с
Rev.A
3,1 Мбіт/с
1,8 Мбіт/с
Rev.B
73,5 Мбіт/с
27 Мбіт/с
Rev.C*
280 Мбіт/с
75 Мбіт/с
Rev.D*
500 Мбіт/с
120 Мбіт/с
* Покоління стандарту не реалізовано на практиці
При побудові системи мобільного зв'язку на основі технології CDMA2000 1Х перша фаза забезпечує передачу даних зі швидкістю до 153 Кбіт/с, що дозволяє надавати послуги голосового зв'язку, передачу коротких повідомлень, роботу з електронною поштою, мережею Internet, базами даних, передачу даних та фотографій.
Перехід до наступної фази CDMA2000 1X EV-DO відбувається при використанні тієї ж смуги частот 1,23 МГц, швидкість передачі - до 2,4 Мбіт/с в прямому каналі і до 153 Кбіт/с у зворотному, що робить цю систему зв'язку відповідною вимогам 3G і дає можливість надавати самий широкий спектр послуг, аж до передачі відео в режимі реального часу.
Наступною фазою розвитку стандарту в напрямку збільшення мережевої ємності і передачі даних є 1X EV-DO Rev A: передача даних зі швидкістю до 3,1 Мбіт/с у напрямку до абонента і до 1,8 Мбіт/с - від абонента. Оператори зможуть надавати ті ж послуги, що і на базі Rev. 0, крім того, передавати голос, дані і здійснювати широкомовні розсилки по IP мережам.
Розробники обладнання CDMA зв'язку запустили нову фазу - 1X EV-DO Rev B, - з метою досягти наступних швидкостей на одному частотному каналі: 4,9 Мбіт/с до абонента і 2,4 Мбіт/с від абонента. До того ж буде забезпечуватися можливість об'єднання декількох частотних каналів для збільшення швидкості передачі. Наприклад, об'єднання 15-ти частотних каналів (максимально можлива кількість) дозволить досягати швидкостей 73,5 Мбіт/с до абонента і 27 Мбіт/с від абонента.
У зв’язку з поширенням 3G технологій багато розробників комунікаційного обладнання створили продукти для перетворення 3G мережі у мережу Wi-Fi. Дане рішення є досить корисним при розриву широкосмугових провідних каналів доступу до Internet та для підключення пристроїв які мають лише модуль Wi-Fi для доступу до цієї мережі.
На сьогоднішній день перевага стандарту CDMA2000 над іншими аналогами є беззаперечною а подальший розвиток 3G мереж базуватиметься саме на цій технології. Дане домінування зможе змінити лише впровадження мереж наступного покоління – 4G.
4G – четверте покоління мобільного зв'язку, що характеризується високою швидкістю передачі даних і підвищеною якістю голосового зв'язку. До четвертого покоління прийнято відносити перспективні технології, що дозволяють здійснювати передачу даних зі швидкістю, що перевищує 10 Мбіт/с рухомим абонентам.
Найпоширенішою версією 3G на даний час є LTE.
Швидкість передачі даних за стандартом 3GPP LTE в теорії досягає 326,4 Мбіт/с (демонстраційно 1 Гбіт/с на обладнанні для комерційного використання) на прийом і 172,8 Мбіт/с на передачу даних, в міжнародному стандарті же прописано 173 Мбіт/с на прийом і 58 Мбіт/с на передачу.
Як підсумок наведемо таблицю огляду поколінь мобільного зв’язку (Таблиця 1.2).
Таблиця 1.2 – Огляд поколінь мобільного зв’язку для передачі даних
Покоління мобільного зв’язку
Стандарт передачі даних
Швидкість передачі даних
2.5G
GPRS
171,2 кбіт/с
2.75G
EDGE
384 кбіт/с
3G
WCDMA, CDMA2000, UMTS
2 Мбіт/с
3.5G
HSDPA
3-14 Мбіт/с
3.75G
HSPA+,EV-DO
11-28 Мбіт/с
4G
LTE
58-326,4 Мбіт/с
Введення в стандарт CDMA2000
Стандарт CDMA2000 - це представник стандартів стільникового зв'язку третього покоління (3G). Він також відомий під іменами IMT-CDMA Multi-Carrier або IS-2000. Основною метою створення CDMA2000 було збільшення пропускної спроможності і максимально дозволених швидкостей передачі даних, в порівнянні з попереднім стандартом CDMA One. Розробка CDMA2000 почалася в 2000 році, організацією 3GPP2. У підсумку був випущений цілий набір стандартів, що описують новий радіо інтерфейс і значні поліпшення в мережі радіо доступу (Radio Access Network, RAN) і системи комутації (CN), які дозволили добитися вказаних вище вимог. Таким чином, CDMA2000 - це технологія, яка забезпечила еволюцію мереж CDMAOne/IS-95 до стандартів третього покоління. CDMA2000 може бути розглянутий в декількох фазах. Перша фаза: CDMA2000 1x, який підтримує середню швидкість передачі даних 144 кбіт / сек. Наступною фазою є стандарт, що одержав абревіатуру: 1x-EV-DO (evolution data only or data optimised). Він дозволяє передавати дані зі швидкістю до 2Мбіт/сек на одній несучої. Останнім, поки ще розроблюються стандартом серії CDMA2000 є 1x-EV-DV (EVolution Data / Voice). Він передбачає швидкості передачі даних до декількох десятком Мбіт / сек, а також поліпшення в якості передачі даних. У стандарті CDMA One дані передавалася по тим же системам, що і голос. Це значно обмежувало максимальну швидкість передачі даних і загальну ємність мережі. У стандарті CDMA2000 була введена спеціальна мережа для передачі даних: Packet Core Network (PCN) - мережа з комутацією пакетів, яка дозволяє передавати дані з більшою швидкістю і безпекою. Особливості стандарту CDMA2000 Також як і CDMA One стандарт CDMA2000 використовує для роботи той же частотний діапазон, розділений на аналогічні смуги частот 1,25 МГц. Це значно полегшує перехід операторів до нового стандарту, так як відпадає необхідність в придбанні нової частотної ліцензії, що є одним з основних стримуючих чинників у розгортанні мереж нового стандарту. Завдяки подібній наступності оператори можуть поступово заміщати обладнання більш новим і тим самим знизити до мінімуму проблеми, що виникають при оновленні стандарту, такі як низька поширеність абонентського обладнання, великі початкові витрати, організація транспортних каналів і т.п. Стандарт CDMA2000 покращує показник спектральної ефективності, тобто ефективності використання частотних ресурсів за рахунок наступних поліпшень: 1. Вдосконалений алгоритм управління потужністю. Стандарт CDMA2000 використовує кодовий метод доступу абонентів в мережу - CDMA (code division multiple access). Головним його недоліком є виникнення інтерференції при збільшенні числа абонентів. Однак завдяки механізму управління потужності для кожного мобільного терміналу (MS) буде задана оптимальна потужність на даний момент часу, яка дозволить з одного боку не заважати іншим абонентам, а з іншого - забезпечити необхідний рівень якості обслуговування (QoS). Основною зміною в алгоритмі управління потужністю MS стало збільшення частоти (до 16 разів) відправки команд на зміни потужності передачі даних абонентського обладнання. Завдяки цьому вдалося в 1,5 рази збільшити ємність мережі. 2. Рознесена передача (Transmit diversity) - кожна антена може приймати / передавати до 6 різних сигналів. При цьому MS вибирає частоту з найбільшим рівнем сигналу. Завдяки Transmit diversity можна значно знизити рівень помилок у каналі зв'язку та збільшити якість сигналу.
Особливості стандарту CDMA2000
Також як і CDMA One стандарт CDMA2000 використовує для роботи той же частотний діапазон, розділений на аналогічні смуги частот 1,25 МГц. Це значно полегшує перехід операторів до нового стандарту, так як відпадає необхідність в придбанні нової частотної ліцензії, що є одним з основних стримуючих чинників у розгортанні мереж нового стандарту. Завдяки подібній наступності оператори можуть поступово заміщати обладнання більш новим і тим самим знизити до мінімуму проблеми, що виникають при оновленні стандарту, такі як низька поширеність абонентського обладнання, великі початкові витрати, організація транспортних каналів і т.п.
Стандарт CDMA2000 покращує показник спектральної ефективності, тобто ефективності використання частотних ресурсів за рахунок наступних поліпшень:
1. Вдосконалений алгоритм управління потужністю. Стандарт CDMA2000 використовує кодовий метод доступу абонентів в мережу - CDMA (code division multiple access). Головним його недоліком є виникнення інтерференції при збільшенні числа абонентів. Однак завдяки механізму управління потужності для кожного мобільного терміналу (MS) буде задана оптимальна потужність на даний момент часу, яка дозволить з одного боку не заважати іншим абонентам, а з іншого - забезпечити необхідний рівень якості обслуговування (QoS). Основною зміною в алгоритмі управління потужністю MS стало збільшення частоти (до 16 разів) відправки команд на зміни потужності передачі даних абонентського обладнання. Завдяки цьому вдалося в 1,5 рази збільшити ємність мережі.
2. Рознесена передача (Transmit diversity) - кожна антена може приймати/передавати до 6 різних сигналів. При цьому MS вибирає частоту з
найбільшим рівнем сигналу. Завдяки Transmit diversity можна значно знизити рівень помилок у каналі зв'язку та збільшити якість сигналу.
Принцип рознесеної передачі від базової станції
3. Розумні антени (Smart Antennas). Вони дозволяють формувати окремі пучки сигналу для кожного абонента з точністю в декілька десятків метрів. Завдяки Smart antenna реалізований так званий просторовий метод множинного доступу абонентів (SDMA - Space Division Multiple Access). Це дозволяє значно знизити загальний рівень інтерференції в радіо ефірі та суттєво розширити ємність мережі.
Структура мережі стандарту CDMA2000
За рахунок того, що спектр і якість надаваних мережею CDMA2000 послуг розширилися, в структурі мережі з'явилися деякі нові елементи, а функції колишніх зазнали зміна. Нижче представлені нові елементи мережі і розглянуті їх основні функції.
Структура мережі стандарту CDMA2000
Мобільна станція (MS - Mobile Station). У мережі CDMA2000 мобільна станція - це абонентський пристрій, не обов'язково мобільний телефон. Це може бути якесь інше пристрій з модулем доступу до послуг мережі та використовуване, наприклад, для доступу в мережу Інтернет з комп'ютера. Мобільна станція взаємодіє з RAN для отримання необхідних ресурсів мережі з метою доступу до пакетної мережі, і далі стежить за станом виділених ресурсів (зайняті, вільні, режим очікування). MS може буферізіровать дані користувача, якщо в поточній момент необхідні ресурси мережі недоступні.
Після включення, MS автоматично реєструється в мережі, і в HLR відзначається її поточний стан. Ця процедура відбувається в наступному порядку:
1. Аутентифікація MS.
2. Поточне місцезнаходження MS заноситься в HLR.
3. Далі MSC повідомляється набір дозволених послуг мережі.
Після успішного проходження зазначених процедур мобільна станція може здійснювати голосові виклики і передавати дані. Остання послуга може бути надана з використанням однієї з двох мереж: з комутацією пакетів чи каналів, в залежності від того факту: чи підтримує MS стандарт CDMA2000. У разі якщо мобільний пристрій сумісно тільки зі стандартом IS-95 (CDMA One) передача даних можлива лише через мережу з комутацією пакетів. При цьому швидкість передачі не буде перевищувати 19,2 кбіт / сек. Якщо ж термінал сумісний з IS-2000 (CDMA2000), то може бути зроблений вибір між двома можливими способами передачі даних через мережу оператора. Швидкість передачі пакетних даних для мережі CDMA2000 1x може досягати 144 кбіт / сек. Мережа радіодоступу (RAN - Radio Access Network). Мережа радіо доступу є вхідний точкою абонента у всю мережу оператора, незалежно від наданої послуги. Через додавання в мережу оператора нового домену з комутацією пакетів на мережу доступу були покладені нові функції: ідентифікація абонентів у мережі, обслуговування з'єднань до мережі з комутацією пакетів, перевіряти права доступу абонента до запитуваного сервісу. Базова станція (BTS - Base Station Transceiver) - контролює всі дії на радіо інтерфейсі між BTS і MS, а також служить інтерфейсом між мережею і мобільними пристроями. Управління радіо ресурсами, наприклад, призначення частотних каналів, поділ сот, управління потужністю передачі і т.п. належить до завдань базової станції. На додаток до цього, BTS організовує наскрізні з'єднання для проходження трафіку між MS і BSC для забезпечення мінімальних тимчасових затримок у процесі передачі призначених для користувача даних і сигналізації.
Контролер базових станцій (BSC - Base Station Controller) - передає повідомлення сигналізації та голосові дані між сотами і MSC (Mobile Switching Centre). Крім того, BSC виконує деякі процедури пов'язані з мобільністю абонентів, наприклад, контролює процедуру хендовера між стільниками в разі потреби.
Пристрій контролю пакетних з'єднань (PCF - Packet Control Function) - новий елемент мережі CDMA2000, якого не було в CDMA One. Його головним завданням є маршрутизація пакетів між BTS і PDSN. У процесі пакетної сесії PCF буде призначати доступні радіо ресурси для абонентів мережі, відповідно до їх потреб і оплаченим обсягом послуг. Головне завдання PCF полягає в плануванні розподілу ресурсів мережі доступу, включаючи радіо ресурси, так щоб вони могли бути максимально ефективно використані і при цьому не допустити зниження якості наданих послуг. Мережа комутації (NSS (Network Switching System) не зазнала істотних змін у порівнянні з системою CDMA One. У неї також входять MSC, який відповідає за встановлення голосових з'єднань в системі, а також ряд регістрів (HLR, VLR та ін), в яких зберігається інформація про абонентів. Мережа пакетної комутації (PCN - Packet Core Network). Це абсолютно нова система в мережі стільникового зв'язку, що відповідає за передачу користувальницьких пакетів з / в зовнішні мережі (наприклад Інтернет), а також за аутентифікацію абонентів, призначення IP-адрес і деякі інші. Обслуговуючий вузол пакетної мережі, об'єднаний із зовнішнім агентом (PDSN / FA - Packet Data Serving Node / Foreign Agent) - це шлюз між мережею радіо доступу та зовнішніми пакетними мережами. Це пристрій виконує наступні функції:
управляє з'єднаннями між системою базових станцій і пакетної мережею, включаючи встановлення, підтримання та завершення сесій;
надає IP-адреси абонентам мережі; виконує маршрутизацію пакетом між мережею оператора і зовнішніми мережами передачі даних;
формує і передає рахунки за надані послуги в систему білінгу; управляє абонентськими послугами, у відповідності з профілями абонентів, отриманими з AAA-сервера;
проводить аутентифікацію самостійно. Або передає запит на аутентифікацію до AAA-сервер.
ААА (Authentication, Authorization, and Accounting) - сервер використовується для проведення процедур аутентифікації і авторизації абонентів, а також для зберігання абонентських даних з метою білінгу та виставлення рахунків.
Домашній агент (HA - Home Agent) надає безшовний роумінг до інших мереж стандарту CDMA2000. HA надає якірний IP-адресу для MS, службовець для передачі будь-яких користувальницьких даних через вихідну мережу. Крім того, домашній агент підтримує реєстрацію абонентів, передачу пакетів до PDSN, а також (опціонально) створення захищеного з'єднання.
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ТЕХНОЛОГІЮ EV-DO
EV-DO - це технологія мереж мобільного зв'язку третього покоління 3G, що забезпечує високошвидкісну передачу даних. Переваги технології EV-DO відкривають цілий ряд нових можливостей для користувачів: швидке підключення до мережі Інтернет незалежно від місця розташування і часу доби, організація високошвидкісних корпоративних VPN-мереж, широкий спектр послуг мобільного мультимедіа. На сьогоднішній день технологія EV-DO використовується в самих різних сферах, як альтернатива виділеним лініям, DSL модемів.
Технологія EV-DO (Evolution Data Only) представляє собою надбудову над вже існуючими мережами CDMA2000 1x (рис.2.3), яка дозволяє істотно підвищити швидкість передачі даних у них. У CDMA 2000 1x EV-DO максимальна пропускна здатність в 2,4 Мбіт/с з солідним запасом вписується у вимоги, що пред'являються до мереж третього покоління. При цьому собівартість впровадження цієї технології набагато менше витрат на побудову мережі третього покоління стандарту UMTS (Universal Mobile Telecommunication System). Адже при переході в стандарт UMTS стільниковому операторові доведеться практично повністю міняти все своє обладнання (базові станції, комутаційне обладнання тощо), а при переході в EV-DO достатньо лише оновити програмне забезпечення комутатора та встановити на кожній базовій станції декілька додаткових модулів розширення. А чим менше впровадження нової технології вдарить по бюджету стільникового оператора, тим дешевше обійдеться використання прогресивних технологій для простих абонентів. У мережі стандарту EV-DO зможуть функціонувати телефони, розроблені і для звичайної CDMA2000 1x, але використовувати переваги нового стандарту вони не зможуть.
ПРИНЦИП РОБОТИ EV-DO
При проектуванні стандарту EV-DO був врахований той фактор, що об'єм інформації, що передається від оператора до абонента, як правило, значно перевищує об'єм інформації, що йде у зворотному напрямку. У середньому абонент приймає в 4 рази більше даних, ніж передає. Тому у випадку з EV-DO має сенс окремо розглядати канал передачі даних від оператора до абонента й канал від абонента до оператора.
Від оператора до абонента передача даних здійснюється у вигляді набору пакетів тривалістю 26,67 мс, розділеного на 16 слотів. Передача одного пакету може займати від 1 до 16 слотів в залежності від швидкості передачі даних. Після того, як абонентський термінал отримав пакет і сталася перевірка цілісності даних, здійснюється передача повідомлення про те, що пакет успішно отриманий. Передача даних може здійснюватися на швидкості від 38,4Кбіт/с до 2457,6Кбіт/с (табл.2.1). У реальних умовах частіше всього використовуються 1228,8Кбіт/с і 1843,2Кбіт/с. Такі високі швидкості в каналі забезпечуються за рахунок використання методу колективного доступу з тимчасовим поділом каналів, тобто базова станція передає усім абонентам ідентичну інформацію, але розшифрувати термінал може тільки ті пакети, які призначені для нього.
Варто відзначити, що швидкість передачі даних сильно залежить від відстані між базовою станцією та абонентським терміналом, а також від рівня перешкод. Абонентський термінал постійно заміряє співвідношення між рівнем сигналу і перешкод, після чого повідомляє цей рівень базовій станції. Це дозволяє досягати максимальної швидкості передачі даних до кожного з абонентів.
Швид-кість передачі Кбіт/с
38,4
76,8
153,6
307,2
614,4
921,6
1228,8
1843,2
2457,6
Кількість біт у пакеті
1024
1024
1024
1024
1024
3072
2048
3072
4096
Тип модуляції
PSK
QPSK
QPSK
QPSK
QPSK
QPSK
QPSK
8 PSK
16QAМ
Таблиця 2.1.
Залежність швидкості передачі даних від розміру пакета і типу модуляції для низхідного каналу
EV-DO І КОРИСТУВАЧ
В першу чергу переваги нової технології по достоїнству оцінять активні користувачі мобільного Інтернету. У порівнянні з технологією QNC, що застосовується в мережах CDMA 1x, та EDGE (Enhanced Data for GSM Evolution), що застосовується в мережі GSM, EV-DO дає значно більш високу швидкість передачі даних, що означає більш комфортний перехід по web-сторінкам, які будуть відкриватися практично миттєво, швидке завантаження об'ємних файлів і т.д. І все це без прив'язки до наземних комунікаційних каналах.
М'який хендовер, що застосовується у мережі стандарту EV-DO, дозволить користувачеві не тільки не турбуватися про можливість розриву з'єднання при перемиканні з однієї базової станції на іншу, але навіть не помічати значного падіння швидкості передачі даних. Цей ефект досягається за рахунок того, що вже на межі зони обслуговування однієї базової станції вас починає обслуговувати ще одна. Завдяки спеціальному програмному забезпеченню обриву зв'язку не відбувається як такого - просто одна станція передає вам все менше і менше даних по мірі того, як ви від неї віддаляється, а інша, навпаки, передає все більше і більше у міру вашого наближення.
Завдяки EV-DO до віртуальної приватної мережі можна буде підключити практично будь-який комп'ютер незалежно від його місця розташування, головне, щоб комп'ютер знаходився в зоні обслуговування мережі EV-DO, що забезпечується вбудованою підтримкою протоколу L2TP, що забезпечує тунелювання даних. Це також дозволить ноутбуків, КПК мати постійний зв'язок з рідною VPN на високій швидкості. Також існує можливість зробити мобільним не тільки клієнта, але і сервер VPN, адже технологія EV-DO передбачає присвоєння терміналу статичного IP-адреси та зручну роботу в рамках доменів. Потужна система захисту від несанкціонованого доступу дозволить довіряти мережі EV-DO конфіденційні дані.
АРХІТЕКТУРА СИСТЕМИ CDMA 1X EV-DO
Подання про архітектуру мережі радіодоступу і розуміння взаємодії її основних компонентів між собою в процесі забезпечення різних сервісів обміну даними є важливим чинником для оптимізації системи з метою реалізації необхідних технічних характеристик.
СТРУКТУРНА СХЕМА МЕРЕЖІ CDMA2000 1X EV-DO
У розглянутій мережі апаратні і програмні засоби забезпечують підключення мережі радіодоступу з загальнодоступної мережі з комутацією пакетів (типу Internet) і з приватними IP-мережами.
Мережа EV-DO має зворотну сумісність із мережею CDMA 1x. Термінали абонентів, які не підтримують стандарт EV-DO, будуть працювати в цій мережі, але використовувати переваги нової технології не зможуть. Користувачі будуть мати доступ до ресурсів системи через термінали, які підтримують радіо інтерфейс з базовими станціями. Термінал доступу може використовуватися разом з ноутбуком, портативним комп'ютером або багаторежимним мобільним телефоном з можливостями стандарту AMPS/IS-95 і 3G-1X/1xEV-DO.
ОСНОВНІ ЕЛЕМЕНТИ МЕРЕЖІ EV-DO
Більш докладно розглянута функціональна схема стандарту EV-DO на рис.2.5:
рис.2.5 функціональна схема стандарту EV-DO
ФУНКЦІОНАЛЬНА СХЕМА МЕРЕЖІ СТАНДАРТУ EV-DO
1. АТ - термінал доступу: Пристрій, що надає можливість з'єднання і обміну даними користувачеві. Термінал доступу може бути пов'язаний з персональним обчислювальним пристроєм, таким як ноутбук, за допомогою спеціального бездротового модему, виконаного у форм-факторі PC-карти, або зовнішнього USB-модем. Також у якості терміналу доступу може виступати мобільний телефон, що підтримує технологію EV-DO. Таким чином, термінал доступу є еквівалентом мобільної станції (MS) у системі CDMA 2000.
2. BTS (AN) - базова приймально-передавальна станція (точка доступу радіомережі): обладнання мережі, що забезпечує можливість з'єднання між мережею пакетної передачі даних PSDN (подібно інтернету) і терміналами доступу. Обмін даними з АТ відбувається за радіо інтерфейсу. Мережа доступу еквівалентна базовій станції системи CDMA2000.
3. RNC - контролер радіомережі: в основні функції даного пристрою входить обробка протоколів радіолінії RLP, управління потоками даних, обробка та передача інформації. AN пов'язані з контролером RNC через мережевий маршрутизатор з первинного цифровому каналу зі швидкістю 2,048 Мбіт/с (потік Е1) або по лінії T1.
4. PCF - термінал управління пакетами: виконує функції SC/MM (Session Control and Mobility Management), тобто управляє потоками даних, зберігає дані про сесії передачі даних, виконує термінальну авторизацію для дозволу передачі даних, тощо. Дозволяє RNC функціонувати з інтерфейсом PDSN.
5. PDSN - загальна комутована мережа передачі даних: це важливий блок, що відповідає за передачу даних для мобільної мережі в загальні комутовані мережі (Internet, Intranet) і назад. Тут же знаходяться центр аутентифікації та авторизації, домашній і гостьовій регістри, що зберігають інформацію про користувачів, на основі якої встановлюється достовірність абонента, його авторизація та аутентифікація.
6. Internet - загальна комутована мережа передачі даних: локальні, внутрішні, зовнішні і глобальні мережі передачі даних (Internet, Extranet, Intranet).
Обмін даними між різними компонентами системи стандарту EV-DO відбувається за допомогою різних інтерфейсів
Далі більш детально розглянуто радіоінтерфейс обміну даними між терміналом доступу (AT) і точкою радіодоступу мережі (AN).
РАДІОІНТЕРФЕЙСИ ОБМІНУ ДАНИМИ
За допомогою радіоінтерфейсу відбувається обмін даними між терміналом доступу (АТ) і мережею радіодоступу (АN):
Повітряний інтерфейс розділений на декілька рівнів. Для кожного рівня визначений свій інтерфейс взаємодії, також як і для будь-якого протоколу в межах кожного рівня. Це дозволяє в майбутньому, незалежно (ізольовано) один від одного модифікувати кожен протокол або рівень.
Кожен шар складається з одного або більше протоколів, які виконують свої певні функції. Найбільш важливі протоколи розглянуті нижче.
1) Прикладної рівень: забезпечує передачу сигнальних процесів по протоколу радіоканалу (функція Default Signaling Application) та функцію Default Packet Application для передачі даних про користувачів.
2) Потокові рівень забезпечує мультиплексування окремих потоків інформації. Потік 0 за замовчуванням відведено для сигнальних повідомлень та функції Default Signaling Application.
3) Сеансовий рівень забезпечує управління адресами, призначення адрес, узгодження протоколів, а також перевірку технічної справності обладнання.
4) Рівень з'єднання відповідає за створення з'єднання по радіо інтерфейсу, а також перевірку технічного стану обладнання.
5) Рівень безпеки підтримує сервіси аутентифікації абонентів і шифрування даних.
6) Мас - рівень (Medium Access Control): даний рівень визначає процедури, які використовуються для того, щоб отримати та передати дані з фізичного рівня.
7) Фізичний рівень визначає канальну структуру, частоту, вихідну потужність, модуляцію і кодову специфікацію для каналів Uplink і Downlink.
ПРОТОКОЛИ ТА ІНТЕРФЕЙСИ ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ
Кожен рівень може містити один або декілька протоколів. Протоколи використовують сигнальні повідомлення, або заголовки, щоб передати інформацію їх рівноправного об'єкта на іншому кінці лінії.
Стандарт EV-DO визначає ряд інтерфейсів для з'єднання між протоколами різних об'єктів мережі, протоколами всередині об'єкта мережі та інші. У цьому випадку під об'єктами мережі маються на увазі термінали доступу (AT) та точки доступу мережі
05.02.2013 19:02-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора