Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа (стр. 1 из 16)

Санкт-Петербургский Государственный Университет Телекоммуникаций
им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

Кафедра РпдУ и СПС

KУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему:

"Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа"

Выполнил:

Студенты группы Р-88

Ковтун Алексей Николаевич

Ненашев Игорь Валентинович Преподаватель:

Бабков Валерий Юрьевич

Дата: 09.12.2002 г.

г. Санкт-Петербург

2002 г.

Содержание работы:

1. Введение …………………………………………………… .. 3

2. Основные сведения о стандарте DECT.……………………. 4

3. Система RLL………………….. …………………………….. 11

4. Система WLL ………………………………………………... 13

5. Структура DECT-систем…………………………………..… 14

6. Организация пикосотовой сети……………………………... 15

7. Профили приложений DECT……………………….. ……… 17

8. Особенности сопряжения систем DECT с внешними сетями ……………………………………………. 20

9. Преимущества выбора DECT …………………………...…... 21

10. Основные сведения о стандарте GSM-900……….. ……….. 23

11. Интерфейсы стандарта GSM-900…………………………… 32

12. Структура служб и передача данных в стандарте GSM-900……………………………………………………….. 34

13. Телеслужбы стандарта GSM-900……………………………. 35

14. Структура TDMA кадров.…………………………………….. 37

15. Принципы построения макросотовых систем……………... 42

16. Стандарт GSM-1800…………………………………………... 48

17. Широкополосные сети абонентского доступа…………….…………………………………………. 50

18. Эволюция сетей проводного абонентского доступа………. 52

19. От аналогового модема к ADSL……………………………. 54

20. Миграция к ADSL при наличии в сети доступа ЦСПАЛ…. 59

21. От IDSN к ADSL……………………………………………… 60

22. От HDSL к ADSL……………………………………………... 61

23. От IDSL к ADSL………………………………………………. 61

24. Возможности собственной эволюции ADSL от доступа к Интернет к предоставлению полного набора сетевых услуг……………………………………………………………. 63

25. От ADSL к VDSL……………………………………………… 65

26. Подключение абонентов с помощью оптоволокна………….. 66

27. Список использованной литературы…………………………. 68

Введение.

В данном курсовом проекте необходимо рассмотреть вопросы планирования и взаимодействия сетей сотовой связи. Это будет проиллюстрировано на примерах: построение сетей пикосотовой архитектуры будет рассмотрено на примере стандарта DECT; построение сетей микросотвой архитектуры будет рассмотрено на примере стандарта GSM-1800; построение сетей макросотовой архитектуры будет рассмотрено на примере стандарта GSM-900.

Также будут рассмотрены сети широкополосного абонентского доступа.

Основные сведения о стандарте DECT.

Стандарт DECT (Digital European Cordless Telecommunications) был опубликован Европейским институтом стандартизации электросвязи (European Telecommunications Standards Institute і ETSI) в 1992 г., а первые коммерческие продукты, соответст-вующие этому стандарту, появились в 1993 г. Первоначально они представляли собой в основном средства для построения беспроводных учрежденческих автоматических телефонных станций (УАТС), пользователи которых могли связываться между собой в пределах учреждения с помощью переносных телефонов, а также обычные домашние бесшнуровые телефонные аппараты. Некоторые производители создали оборудование для беспроводных ЛВС, поддерживающее DECT.

Позднее появились другие приложения DECT, которые начали разрабатываться еще в процессе определения стандарта. В их состав вошли: средства RLL; системы, обеспечивающие беспроводный доступ к ресурсам сетей общего пользования для абонентов с ограниченной мобильностью (Cordless Terminal Mobility - CTM); средства, позволяющие аппаратуре DECT работать с сотовыми сетями (например, GSM). Эти приложения открыли широкие возможности перед операторами как проводных, так и беспроводных сетей связи.

Таблица 1. Технические характеристики DECT

Рабочий спектр	1880..1900 MГц
Количество частот	10
Разнос частот	1,728 MГц
Метод доступа	MC/TDMA/TDD
Число каналов на одну частоту	24 (12 дуплексных каналов)
Длительность фрейма	10 ms
Скорость передачи	1,152 Mbps
Метод модуляции	GMSK (BT = 0,5)
Сжатие голоса	ADPСM (G.721)
Выходная мощность	10 мВт (средняя)

DECT является стандартом радиодоступа, поддерживающим широкий набор экономичных средств предоставления коммуникационных услуг. Данный стандарт разрабатывался в соответствии с семиуровневой моделью взаимодействия открытых систем (OSI/ISO) и состоит из девяти частей, описывающих его обязательные и факультативные элементы. Обязательные элементы стандарта гарантируют возможность "сосуществования" систем связи на одной территории при отсутствии координации их работы и позволяют избежать планирования частот, что необходимо в обычных сотовых сетях.

По своему желанию производители могут поддерживать отдельные факультативные элементы стандарта DECT для построения систем голосовой телефонии, доступа к сети ISDN и передачи данных. В целях обеспечения взаимодействия различных приложений DECT институтом ETSI стандартизуется ряд совокупностей параметров, так называемых профилей (profiles). Одним из подобных профилей является унифицированный профиль доступа (Generic Access Profile - GAP), определяющий функционирование портативных телефонных аппаратов и базовых станций DECT для всех приложений голосовой связи. Другой профиль: профиль интерфейса GSM (GSM Interface Profile - GIP) определяет взаимодействие аппаратуры DECT и сетей GSM. По существу, GIP - это профиль GAP с небольшими дополнениями по взаимодействию с GSM.

Стандарт DECT разрабатывался для удовлетворения потребностей сложной системы радиосвязи - беспроводной УАТС. Среда беспроводной УАТС характеризуется высокой плотностью трафика и строгими требованиями пользователей к качеству и конфиденциальности (для чего необходимо шифрование радиосигнала) связи. Беспроводные телефонные системы DECT осуществляют кодирование речи методом адаптивной дифференциальной импульсно-кодовой модуляции (Adaptive Differential Pulse Code Modulation - ADPCM), позволяющим передавать оцифрованную речь на скорости 32 Кбит/с. Это значительно большая частота следования битов, чем, например, аналогичная частота, предусмотренная в любом из мировых стандартов цифровой сотовой связи. Она обеспечивает качество передачи речи такое же, как у обычного телефона. Системы DECT реализуют незаметное (автоматическое) переключение абонента на ближайшую базовую станцию при его перемещении из зоны обслуживания одной базовой станции в зону обслуживания другой, что позволяет избежать разрывов связи.

Разрабатывавшийся для беспроводных УАТС, DECT оказался подходящим и для домашних, а также местных локальных телефонных систем. Стандарт поддерживает также различные службы передачи данных и обеспечивает взаимодействие с сетью связи фактически любого другого типа.

Системы DECT работают в частотном диапазоне 1880-1900 МГц, который разбит на десять частотных каналов, и, следовательно, являются мультичастотными (МС). В каждом частотном канале данные передаются в 24 циклически повторяющихся временных интервалах или тайм-слотах (множественный доступ с разделением времени - TDMA). В первой половине этих тайм-слотов осуществляется передача информации от базовой станции к портативным устройствам, а во второй половине, в обратном направлении (дуплекс с разделением времени - TDD)(рис.1). Система DECT, таким образом, может быть определена как MC/TDMA/TDD. Каждый из речевых каналов использует пару тайм-слотов, что означает возможность применения 120 (10 несущих частот x 12 тайм-слотов) речевых каналов .

Рис.1 Разнесение частот и каналов в стандарте DECT.

Механизм выбора каналов, известный как непрерывный динамический выбор канала (Continuous Dynamic Channel Selection - CDCS), позволяет системам функционировать "бок о бок" при отсутствии координирования их работы. Суть этого механизма заключается в том, что каналы выбираются динамически из всего набора каналов по таким показателям, как качество прохождения сигнала и уровень помех. Причем канал не закрепляется за соединением на все время, он может меняться по мере необходимости. Происходит это следующим образом:

Каждая БС непрерывно сканирует приемные таймслоты всех 120 каналов, измеряет уровень принятого сигнала (RSSI — Received Signal Strength Indicator) и выбирает канал с минимальным уровнем (свободный канал без помех). В этом канале БС излучает служебную информацию, которая, в числе прочих, содержит данные:

· для синхронизации АС;

· об идентификаторе системы;

· о возможностях системы;

· о свободных каналах;

· пейджинговую.

Анализируя эту информацию, АС находит свою БС и прописывается к ней. При выходе из зоны действия одной БС происходит поиск следующей. Таким образом, АС всегда прописан к той или иной БС своей или дружественной системы. Далее АС синхронно с БС начинает непрерывно сканировать все 120 приемных таймслотов и измерять силу сигнала в каждом из них. Номера каналов с наименьшими RSSI заносятся в память. Одновременно в памяти находятся не менее двух таких каналов.

При необходимости организации исходящей связи АС направляет запрос БС, в которой она в данный момент прописана, предлагая установить связь в одном из свободных, с точки зрения АС, каналов. Если этот канал отвергается БС, то АС предлагает следующий из списка свободных. После согласия БС на установление соединения по одному из предложенных каналов происходит обмен сигнализационной и другой служебной информацией, а затем установление соединения и разговор.