Архитектура стільникових мереж зв'язку й мережі абонентського доступу

Зміст работы:

1.

Введение

.

2. Основні інформацію про стандарті DECT.

3. Система RLL.

4. Система WLL.

5. Структура DECT-систем.

6. Організація пикосотовой сети.

7. Профілі додатків DECT.

8. Особливості поєднання систем DECT з зовнішніми мережами.

9. Переваги вибору DECT.

10. Основні інформацію про стандарті GSM-900.

11. Інтерфейси стандарту GSM-900.

12. Структура служб і передачі даних у стандарті GSM-900.

13. Телеслужбы стандарту GSM-900.

14. Структура TDMA кадров.

15. Принципи побудови макросотовых систем.

16. Стандарт GSM-1800.

17. Широкосмугові мережі абонентського доступа.

18. Еволюція мереж проводового абонентського доступа.

19. Від аналогового модему до ADSL.

20. Міграція до ADSL за наявності у мережі доступу ЦСПАЛ.

21. Від IDSN до ADSL.

22. Від HDSL до ADSL.

23. Від IDSL до ADSL.

24. Можливості власної еволюції ADSL від доступу до Інтернету до надання повного набору мережевих услуг.

25. Від ADSL до VDSL.

26. Підключення абонентів з допомогою оптоволокна.

27. Список використаної литературы.

У цьому курсовому проекті необхідно розглянути питання планування і взаємодії мереж стільникового зв’язку. Це буде проілюстровано на прикладах: побудова мереж пикосотовой архітектури буде розглянуто з прикладу стандарту DECT; побудова мереж микросотвой архітектури буде розглянуто з прикладу стандарту GSM-1800; побудова мереж макросотовой архітектури буде розглянуто з прикладу стандарту GSM-900.

Також розглядатимуться мережі широкосмугового абонентського доступа.

Основні інформацію про стандарті DECT.

Стандарт DECT (Digital European Cordless Telecommunications) було опубліковано Європейським інститутом стандартизації електрозв’язку (European Telecommunications Standards Institute й ETSI) 1992 р., а перші комерційні продукти, соответст-вующие цьому стандарту, з’явилися торік у 1993 р. Спочатку вони вважали в основному кошти на побудови бездротових офісних автоматичних телефонних станцій (УАТС), користувачі яких могли зв’язуватися між собою у межах заклади, з допомогою переносних телефонів, і навіть звичайні домашні бесшнуровые телефонні апарати. Деякі виробники створили обладнання бездротових ЛВС, підтримує DECT.

Пізніше з’явилися інші докладання DECT, які почали розроблятися у процесі визначення стандарту. До їх складу ввійшли: кошти RLL; системи, щоб забезпечити бездротовий доступом до ресурсів мереж загального користування для абонентів з обмеженою мобільністю (Cordless Terminal Mobility — CTM); кошти, дозволяють апаратурі DECT працювати з стільниковими мережами (наприклад, GSM). Ці докладання відкрили широкі можливості перед операторами як провідних, і бездротових мереж связи.

Таблиця 1. Технічні характеристики DECT.

Робочий спектр 1880.1900 MГц.

Кількість частот 10.

Рознос частот 1,728 MГц.

Метод доступу MC/TDMA/TDD.

Кількість каналів однією частоту 24 (12 дуплексных каналов).

Тривалість фрейму 10 ms.

Швидкість передачі 1,152 Mbps.

Метод модуляції GMSK (BT = 0,5).

Стиснення голоси ADPСM (G.721).

Вихідна потужність 10 мВт (средняя).

DECT є стандартом радіодоступу, які підтримують широкий набір економічних коштів надання комунікаційних послуг. Цей стандарт розроблявся відповідно до семиуровневой моделлю взаємодії відкритих систем (OSI/ISO) і складається з дев’яти частин, що описують його обов’язкові і факультативні елементи. Обов’язкові елементи стандарту гарантують можливість «співіснування «систем зв’язку в одній території за відсутності координації їх і дозволяють уникнути планування частот, що необхідна за звичайних стільникових сетях.

З власного бажанню виробники можуть підтримувати окремі факультативні елементи стандарту DECT для побудови систем голосової телефонії, доступу до неї ISDN і передачі. Задля взаємодії різних додатків DECT інститутом ETSI стандартизуется ряд сукупностей параметрів, про профілів (profiles). Однією з подібних профілів є уніфікований профіль доступу (Generic Access Profile — GAP), визначальний функціонування портативних телефонних апаратів і базових станцій DECT всім додатків до голосового зв’язку. Інший профіль: профіль інтерфейсу GSM (GSM Interface Profile — GIP) визначає взаємодія апаратури DECT та мереж GSM. Фактично, GIP — це профіль GAP з невеликими доповненнями взаємодії з GSM.

Стандарт DECT розроблявся задоволення потреб складної системи радіозв'язку — бездротового УАТС. Середовище бездротового УАТС характеризується високої щільністю трафіку і суворими вимогами користувачів до якості і конфіденційності (навіщо необхідно шифрування радіосигналу) зв’язку. Безпровідні телефонні системи DECT здійснюють кодування промови методом адаптивної диференціальної импульсно-кодовой модуляції (Adaptive Differential Pulse Code Modulation — ADPCM), що дозволяє передавати оцифрованную мова зі швидкістю 32 Кбіт/с. Це значно більша частота прямування бітов, ніж, наприклад, аналогічна частота, передбачена у будь-якій з світових рівнів цифровий стільникового зв’язку. Вона забезпечує якість передачі промови таку ж, як в звичайного телефону. Системи DECT реалізують непомітне (автоматичне) переключення абонента на найближчу базову станцію за його переміщенні із зони обслуговування однієї базової станції до зони обслуговування інший, що дозволяє уникнути розривів связи.

Що Розроблявся для бездротових УАТС, DECT виявився підхожим й у домашніх, і навіть місцевих локальних телефонних систем. Стандарт підтримує й різні служби передачі і відданість забезпечує взаємодію Космосу з мережею зв’язку фактично іншого типа.

Системи DECT працюють у частотному діапазоні 1880−1900 МГц, який розбитий до 10 частотних каналів, і, отже, є мультичастотными (МС). У кожному частотному каналі дані передаються в 24 циклічно повторюваних тимчасових інтервалах чи тайм-слотах (множинний доступ з поділом часу — TDMA). У першій половині цих тайм-слотів здійснюється передача інформації від базової станції до портативним пристроям, тоді як у другої половини, у напрямі (дуплекс з поділом часу — TDD)(рис.1). Система DECT, в такий спосіб, може бути оцінена як MC/TDMA/TDD. Кожен із мовних каналів використовує пару тайм-слотів, що означає автоматичну можливість застосування 120 (10 несучих частот x 12 тайм-слотів) мовних каналов.

Мал.1 Розведення частот і каналів у стандарті DECT.

Механізм вибору каналів, відомого як безперервний динамічний вибір каналу (Continuous Dynamic Channel Selection — CDCS), дозволяє системам функціонувати «пліч-о-пліч «за відсутності координування його роботи. Сутність цього механізму у тому, що канали вибираються динамічно з усього набору каналів за такими показниками, як якість проходження сигналу і культурний рівень перешкод. Причому канал не закріплюється за з'єднанням попри всі час, може змінюватися за необхідності. Відбувається це наступним образом:

Кожна БС безупинно сканує прийомні таймслоты всіх 120 каналів, вимірює рівень прийнятого сигналу (RSSI — Received Signal Strength Indicator) і вибирає канал з мінімальним рівнем (вільний канал безперешкодно). У цьому вся каналі БС випромінює службову інформацію, яка, разом з іншими, містить данные:

* для синхронізації АС;

* про ідентифікаторі системы;

* про можливості системы;

* про вільних каналах;

* пейджинговую.

Аналізуючи цю інформацію, АС знаходить свою БС і прописується до неї. При виході із зони дії однієї БС відбувається пошук наступній. Отже, АС завжди прописаний до тій чи іншій БС своєї чи дружньої системи. Далі АС одночасно з БС починає безупинно сканувати все 120 прийомних таймслотов і вимірювати силу сигналу у кожному їх. Номери каналів з найменшими RSSI заносять у пам’ять. Водночас у пам’яті перебувають щонайменше дві такі каналов.

За необхідності організації що виходить зв’язку АС спрямовує запит БС, де вона в момент прописана, пропонуючи встановити зв’язок у одному з вільних, з погляду АС, каналів. Якщо це канал відхиляється БС, то АС пропонує наступний зі списку вільних. Після згоди БС встановлення сполуки однієї зі запропонованих каналів відбувається обмін сигнализационной і той службової інформацією, та був з'єднання і разговор.

Організація вхідного зв’язку здійснюється аналогічно. АС безупинно аналізує «пейджинговое «повідомлення на наявність «свого» вхідного виклику. Після розпізнавання вхідного виклику АС посилає запит встановлення зв’язку у одному з вільних каналів. Отже, вибір каналу задля встановлення сполуки відбувається динамічно і лише з ініціативи й під керівництвом АС.

Будь-яке з портативних пристроїв стандарту DECT у принципі має доступом до кожному каналу (як до частотного, і до тимчасовому). Коли необхідно встановити з'єднання, портативне пристрій зв’язку DECT вибирає канал, який би найбільш якісну зв’язок. Коли з'єднання встановлено, дане пристрій продовжує аналізувати діапазон, і якщо можна знайти канал, який убезпечить кращу якість зв’язку, то переключає з'єднання него.

Якщо у процесі сполуки новий канал запитує в ж БС, то перехід називається «intercell handover », і якщо в іншої БС — то «intracell handover ». Цей механізм називається безперервним динамічним розподілом каналів (CDCA).

Хендовер в DECT системі відбувається лагідний спосіб. Це означає, що під час хендовсра між АС й банківською системою одночасно працюють два каналу: «старий» і «новий». Якогось моменту часу інформація між АС і безконтактною системою передається одночасно за обома каналам. Тільки після успішного переходу на «новий» канал відбувається деактивация «старого». Слід зазначити, що хендовер відбувається при погіршенні якості зв’язку або за розриві сполуки, а й у тому випадку, коли АС знаходить найкращий з його погляду канал. Отже, для сполуки завжди використовується найкращий вільний канал.

Завдяки застосуванню CDCS в системах DECT непотрібен планування частот: розв’язання проблеми, фактично, перекладається на портативне пристрій зв’язку. Ця обставина робить інсталяцію систем простий процедурою, і дає підстави збільшувати загальна кількість каналів шляхом простого додавання, де це потрібно, нових базових станций.

Хэндовер в DECT — це механізм відмови від каналів, схильні до впливу перешкод, чи каналів з низькому рівні сигналу. Проте хэндовер відбувається недостатньо швидко, щоб протидіяти ситуацій швидкого завмирання. Для боротьби з швидкими интерференционными завмирань (БІЗ) стандартом DECT передбачається механізм просторового разнесенного прийому. БІЗ творяться у результаті інтерференції кількох променів в точку прийому, яка переміщається щодо БС. У результаті змінюється різницю ходу між тими променями як наслідок цього, рівень сумарного сигналу зазнає коливання, що потенційно можуть досягати 30 і більше дБ. З використанням двох просторово рознесених антен різницю ходу променів від транспортування кожної їх у точці прийому буде різної. У офісних і WLL системах до кожної БС підключаються дві комутовані просторово розношені горизонтальної площині антени, причому рознос антен в офісних системах приблизно дорівнює? (довжині хвилі), а WLL системах — 10 ?. Тому ефективність цього методу офісних системах позначається при малих удалениях. У системах WLL АС стаціонарні і причина замираний залежить від вплив ефекту рефракції на різницю ходу прямого і відображеного променів. З теорії відомо, що з розносі антен на 10? і більше сумарні сигнали, прийняті кожної з антен мало коррелированны. Перемикання антен і вибір робочого каналу відбувається під керівництвом АС.

Стандарт DECT передбачає ряд функцій захисту, включаючи шифрування радіосигналу і аутентификацию портативних пристроїв зв’язку. Система ідентифікації пристроїв DECT дозволяє одному й тому влаштуванню зв’язку здійснювати доступом до кільком різним системам (наприклад, до базової станції звичайного хатнього телефону, УАТС і до системи загального доступу), і навіть однієї базової станції забезпечувати доступом до різним системах зв’язку. За такої організації кілька служб можуть спільно використовувати те ж інфраструктуру зв’язку, що дуже привабливо з економічної точки зрения.

Перелік штатних послуг і процедур із гарантування безпеки в системах стандарту DECT включає в себя:

* прописку АС;

* аутентификацию АС;

* аутентификацию БС;

* взаємну аутентификацию АС і БС;

* аутентификацию пользователя;

* шифрування данных.

Прописка — це процес, завдяки якому вона система допускає конкретний АС до обслуговування. Оператор сіті або сервіс-провайдер забезпечує користувача АС секретним ключем прописки (PIN-кодом), що має бути запроваджено як і БС, і у АС на початок процедури прописки. Доти, як трубка ініціює процедуру фактичної прописки, вона повинна переважно також знати ідентифікатор БС, яку вона повинна прописатися (із міркувань захищеності процедура прописки то, можливо організована навіть системи з одного БС). Час проведення процедури зазвичай обмежена, і ключ прописки може бути застосований лише одне якщо це робиться спеціально у тому, аби максимально зменшити ризик несанкціонованого использования.

Прописка в DECT може здійснюватися «по ефіру», після встановлення радіозв'язку з обох сторін відбувається верифікація те, що використовується і той ж ключ прописки. Відбувається обмін ідентифікаційної інформацією, обидві боку прораховують секретний аутентификационный ключ, що використовується для аутентифікації при кожному встановленні зв’язку. Таємний ключ аутентифікації не передається по ефіру. АС то, можливо прописаний на кількох базових станціях. При кожному сеансі прописки, АС прораховує новий ключ аутентифікації, прив’язаний до неї, до якої він прописується. Нові ключі і нове інформація ідентифікації мережі додаються до списку, що зберігається у АС, що використовується у процесі поєднання. Трубки можуть підключитися лише у тієї мережі, у якому вони мають права доступу (інформація ідентифікації мережі міститься у списке).

У процесі аутентифікації рівня використовується криптографічна процедура «» запит-відповідь «», що дозволяє з’ясувати, відомий чи перевіреній боці аутентификационный ключ.

Аутентификация АС — дозволяє запобігти її неправомочное використання (наприклад, щоб уникнути оплати послуг) чи виключити можливість підключення викраденої чи незареєстрованої АС.

Аутентификация з ініціативи БС за будь-якої спробі встановлення сполуки (вхідного і вихідного), і навіть під час сеансу зв’язку. Спочатку БС формує і передає запит, у якому певний постійний чи порівняно рідко змінюваний параметр (64 біта), випадковий число (64 біта), сгенерированное для даної сессии.

Потім у БС і АС за однаковими алгоритмам з допомогою аутентификационного ключа До обчислюється так званий аутентификационный відповідь (32 біта). Цей розрахована (очікуваний) відповідь в БС порівнюється зі прийнятим від АС, і за збігу результатів вважається, що аутентификация АС пройшла успешно.

Аутентификация БС — виключає можливості неправомірного використання станції. З допомогою цієї процедури забезпечується захист службової інформації (наприклад, даних про користувачі), що зберігається у АС і оновлюваної за командою з БС. З іншого боку, блокується загроза перенаправлення викликів абонентів і користувальних даних із метою їхньої перехоплення. Алгоритм аутентифікації БС аналогічний послідовності дій при аутентифікації АС.

Взаємна аутентификация може здійснюватися двома способами:

* При прямому методі послідовно проводяться дві процедури аутентифікації АС і БС;

* Непрямий метод щодо одного разі передбачає комбінацію двох процедур — аутентифікації АС і шифрування даних (бо шифрування інформації необхідні знання аутентификационного ключа До), а іншому — шифрування даних із використанням статичного ключа SCK (Static Cipher Key), відомого обом станциям.

Аутентификация користувача — дозволяє з’ясувати, чи знає користувач АС свій персональний ідентифікатор. Процедура ініціюється БС на початку виклику і то, можливо активізовано під час сеансу зв’язку. Потому, як користувач вручну набере свій персональний ідентифікатор UPI (User Personal Identity), й у АС з його допомогою ми буде вирахувано аутентификационный ключ До, відбувається процедура, аналогічна послідовності дій при аутентифікації АС.

Аутентификационный ключ — переважають у всіх описаних процедурах аутентификационный відповідь обчислюється по аутентификационному запиту і ключу аутентифікації До відповідно до стандартним алгоритмом (DSAA-DECT Standard Authentication Algorithm) чи будь-якою іншою алгоритмом, які відповідають вимогам безпеки зв’язку. Алгоритм DSAA конфіденційна інформацією і поставляється за контрактом із ETSI. Використання іншого алгоритму обмежуватиме можливості абонентських станцій, оскільки виникнуть труднощі при роумінгу у мережах загального користування DECT.

Аутентификационный ключ До є похідною від одній з двох величин чи його комбінацій, наведених ниже.

1. Абонентський аутентификационный ключ UAK (User Authentication Key) довжиною до 128 біт. UAK унікальна величиною, котра міститься в реєстраційних даних користувача. Він зберігається в ПЗУ абонентської станції чи картці DAM (DECT Authentication Module).

2. Аутентификационный код АС (Authentication Code) довжиною 16−32 біта. Він може зберігатися в ПЗУ абонентської станції чи вводитися вручну, коли це потрібно проведення процедури аутентификации.

Слід зазначити, що немає принципової різниці між параметрами UAK і АС. Останній зазвичай використовують у тому випадку, коли потрібно досить часта зміна аутентификационного ключа.

Персональний ідентифікатор користувача UPI (User Personal Identity) довжиною 16−32 біта. UPI не записується в устрою пам’яті абонентської станції, а вводиться вручну, коли це потрібно проведення процедури аутентифікації. Ідентифікатор UPI завжди використовується разом із ключем UAK.

Шифрування даних — забезпечує криптографічну захист користувальних даних, і керуючої інформації, переданих по радіоканалами між БС і АС.

У АС і БС використовується загальний ключ шифрування СК (Cipher Key), з урахуванням якого формується шифрующая послідовність KSS (Key Stream Segments), накладываемая на потік даних на передавальної стороні й снимаемая на приймальні. KSS обчислюється відповідно до стандартним алгоритмом шифрування DCS (DECT Standard Cipher) чи будь-якою іншою алгоритмом, які відповідають вимогам криптографічного стійкості. Алгоритм DSC конфіденційна інформацією і поставляється за контрактом із ETSI.

Залежно та умовами застосування систем DECT можна використовувати ключі шифрування двох типів: який вираховується — DCK (Derivation Cipher Key) — і статичний — SCK (Static Cipher Key). Статичні ключі SCK вводяться вручну абонентом, а вычисляемые DCK оновлюються на початку кожної процедури аутентифікації і є похідною від аутентификационного ключа До. У ПЗУ абонентської станції може зберігатися до 8 ключей.

Статичний ключ зазвичай використовують у домашніх систем зв’язку. І тут SCK є абсолютно унікальним кожної пари «» абонентська /базова станція «», формує домашню систему зв’язку. Рекомендується змінювати SCK раз на 31 день (період повторення номерів кадрів), інакше ризик розкриття інформації істотно возрастает.

У Європі DECT обов’язковий стандартом, частотний діапазон DECT переважають у всіх країнах-учасницях Європейської конференції адміністрацій почт і електрозв’язку (CEPT) зарезервований лише заради систем підтримують цей стандарт.

Ємність (показник, враховує напруженість абонентського трафіку, ширину використовуваного частотного діапазону та Європейська площа покриття, в Эрланг/МГц/км2) систем DECT вище, ніж в інших цифрових систем мобільного зв’язку й становить 500 Эрланг/МГц/км2 (цей показник для систем з урахуванням стандартів GSM і DCS-1800 дорівнює відповідно 10 і 100), інакше кажучи, така пропускну здатність дозволяє одночасно вести 10 000 розмов на 1 квадратному километре.

Система RLL.

Використання радіо у як альтернатива мідному кабелю для доступу до неї дедалі більшої популярності. Перші системи, засновані на стільникового технології, почали експлуатуватися на початку 1990;х років. Сьогодні всім очевидні переваги цього виду зв’язку щодо швидкості підключення абонентів, і навіть низьку вартість встановлення і функціонування відповідних систем. Схоже, найближчим часом системи місцевої радіозв'язку (Radio in the local loop — RLL) отримають широке распространение.

Системи RLL привабливі як щодо давно діючих операторів кабельних мереж, так нових що із ними компаній, які дають послуги мереж связи.

Там, де кабельні мережі не отримали великого поширення, системи RLL можна використовувати для підключення до глобальних мереж значної частини нових абонентів за значно більше короткий час порівняно з часом, необхідним розгортання кабельної мережі. Але водночас місцева радіозв'язок може відіграти значну роль й у місцях з розвиненою кабельної інфраструктурою зв’язку. Давно діючі оператори кабельних мереж може використати системи RLL надання своїм абонентам додаткових ліній передачі, наприклад для факсимільного чи модемної зв’язку, без нарощування кабельної системи связи.

Конкуруючі із нею нові постачальники послуг мереж зв’язку також міг би використовувати технологію RLL для підключення абонентів. Основне перевагу у тому, що оператору не потрібно знати, де розташовуватимуться його клієнти. Нещодавно що з’явився оператор нас може очікувати, що, скажімо, 10−15% абонентів телефонних мереж, що є на цій території, перейдуть на нове обслуговування, проте точно визначити які він неспроможна. Використовуючи технологію RLL, оператор здатний мінімізувати попередні видатки забезпечення обслуговування потенційних абонентів. Вагому частину мережевий інфраструктури може бути встановлена (і оплачена) при підключенні абонента до неї. У цій ситуації система RLL — найбільш економічне засіб, що забезпечує обслуговування абонентов.

Системи RLL, відповідні стандарту DECT, оптимізовані для міських і приміських територій, де щільність абонентів досить висока. З використанням спрямованих антен (обох кінцях радіоканалу) ефективна дальність дії базової станції збільшується до 5 км. Вузол доступу DECT (базова станція RLL) містить певна кількість спрямованих антен зазвичай розташованих в такий спосіб, щоб охопити всі напрямки (горизонтальної площині). Замість бесшнуровых телефонів абоненти системи RLL застосовують стаціонарні устрою доступу, оснащених спрямованими антенами, наведеними на найближчий вузол доступу DECT. До стаціонарному влаштуванню доступу може бути підключені телефони, факсимільні апарати, модеми та інші средства.

Нещодавно ETSI було визначено доповнення до стандарту DECT, які включають підвищену преамбулу і поліпшений механізм синхронізації, внаслідок чого підвищиться стабільність параметрів сигналів DECT за її поширенні великі відстані і за відбиття. Ці доповнення покликані зробити стандарт DECT кращим для систем зв’язку, працюючих поза помешканнями, включаючи кошти RLL.

У разі середньої та великої щільності абонентів системи RLL, відповідні стандарту DECT, стають більш економічно вигідними, ніж стільникові. «Критичною «точкою тут є щільність 20 абонентів на 1 кв. км. Один із цього у форматі TDMA, який я використав в DECT, що дозволяє одному радіопередавачу підтримувати одночасно до 12 сполук. Такого бути не передбачає одна інша цифрова стільниковий чи бесшнуровая технологія связи.

У цілому сказати, що системи RLL, відповідні стандарту DECT, краще за інших підходять до роботи на умовах середньої чи високої густини абонентів — або у містах, або у сільській місцевості, де число абонентів може бути невелика, проте щільність розміщення досить висока. Ці системи підійдуть також абонентам, що зараз чи майбутньому захочуть використовувати лінії зв’язку передачі даних або заради роботи з мережею ISDN.

Система WLL.

Для операторів, що надають послуги зв’язку особливий інтерес представляє використання DECT в бездротових місцевих мережах зв’язку (Wireless Local Loop — WLL). Йдеться про організацію «останньої милі» підключення абонентів до телекомунікаційних мереж загального користування. Таке рішення можна використовувати як і міських умовах, і селищах і селах. У цьому, для повноцінного використання можливостей DECT, бажано наявність місць із досить високої щільністю абонентів. Для WLL-систем який завжди зручно підключати устрою доступу в проводном варианте.

Важливим властивістю WLL-cистем є мале час розгортання. Це, зокрема, пов’язана з тим, що зайвими в риття траншей, укладывании кабелю, і навіть внутрішньої розведенню телефонних дротів в здании.

Структура DECT — систем.

Типова архітектура найпростішої DECT-системы приведено на рис. 2.

Рис. 2 Архітектура найпростішої DECT-системы.

Контролер призначений для поєднання системи DECT з зовнішніми мережами, наприклад, міської і/або учрежденческой АТС. У цьому ЦКС, зазвичай, забезпечує перетворення протоколів сигналізації між АТС та оборонною системою DECT. У окремих випадках цих цілей використовуються спеціальні устрою — конвертери протоколів. З іншого боку, в ЦКС здійснюється перетворення мовної інформації ADPCM? PCM при поєднанні по цифровим інтерфейсам і ADPCM? аналоговий сигнал при поєднанні по аналоговим интерфейсам.

БС — Базова станція (в іноземної літературі вони називаються — Radio Fixed Part) забезпечують необхідну радіопокриття. БС підключається до контролеру за однією чи двом парам дротів. Базова станція є приемопередатчик, який би одночасну роботу з 4 — 12 каналам, працюючий на дві просторово розношені антени. БС виконуються у двох варіантах — для внутрішнього й зовнішнього размещения.

УД — Устрою доступу є мобільний трубку чи стаціонарний абонентський термінал, що перепадав іноді іменується «радиорозеткой».

Для збільшення зони покриття базової станції може також застосовується ретранслятор (репитер).

Організація пикосотовой сети.

Як було зазначено, в DECT відсутня частотне планування, але є територіальне. Це означає, що необхідно розрахувати зону впевненого прийому сигналів БС і АС залежно стану і рельєфу місцевості. DECT належить до пикосотовым системам, отже, радіуси сотень у місті, зазвичай становить 300−500 м, не бажаючи стільники обмежені оточуючими будинками. Усередині будинків зона дії БС ще менше (і зазвичай становить кілька десятків метрів (довжина коридору). У сільській місцевості, де перешкод шляху поширення радіохвиль менше, дальність зв’язку може підвищитися за кілька километров.

При розгортання системи визначають необхідне число БС і місця їхнього розміщення на місцевості. Кількість БС впливає загальну вартість системи, на якість радіопокриття обслуживаемой території Польщі і здатність системи забезпечити необхідний трафік. Аналіз двох останніх параметрів допомагає визначити оптимальне число БС, причому у тому випадку головним параметром може бути зона охоплення радителефонной зв’язком, й інші - забезпечення трафика.

Структура пикосотовой мережі включає у собі компоненти: базові станції, управляючі роботою всієї системи загалом, абонентські термінали (мобільні телефони чи стаціонарні апарати). Базові станції (БС) через відповідний інтерфейс підключаються до учрежденческой міні - АТС. У цьому використовується цифровий канал зв’язку стандарту DECT. Установи АТС своєю чергою підключається до міського телефонного мережі. У цьому використовується аналогова абонентська лінія або цифровий канал зв’язку. Для організації пикосотовой мережі на певній території базові станції встановлюються з такою розрахунком, що вони могли забезпечити радіозв'язком всю територію. Базові станції встановлюються послідовно з відривом від 100 до 600 метрів друг від друга (помешкань дальність дії базової станції зазвичай близько 50 метрів). Таке розташування базових станцій дозволяє абонентам мережі ніколи й будь-де через найближчу БС мати доступом до радіозв'язку. Під час зв’язку абонент може переміщатися із зони дії однієї БС до зони дії інший БС, у своїй зв’язок не розривається і трубка буде сама вибирати найменш зашумленный вільний канал. Розвиток мережі може плануватися довільно: частотне планування відсутня, мережу розширюється шляхом включення нових базових станцій та трубок. Мережа DECT може охоплювати територію від квартири до великого міста. Апаратура DECT найменш безпечна здоров’ю. Максимальна випромінювана мощность-10мВт (порівнювати: в GSM потужність сягає 2Вт). Як приклад малюнку 3 показано карта зони обслуговування міста Тольятті. Телефонна компанія «Лелека «змонтувала й занедбала в експлуатацію мережу технології DECT на 3000 абонентів. І тому змонтовано 7 базових станцій біля міста Тольятті. Не варто року змонтовано ще базових станцій та кількість абонентів сягне 9000. Усього планується встановити 64 базових станцій на 32 000 абонентов.

Рис. 3 Зона обслуговування забезпечена стандартом DECT у місті Тольятти.

Профілі додатків DECT.

У профілях додатків містяться додаткові специфікації, що визначають як ефірний інтерфейс DECT повинен бути використаний у конкретних додатках. Стандартні повідомлення й суб-протоколы було створено з набору коштів базового стандарту підлаштовано під конкретні докладання з метою забезпечення максимальної сумісності устаткування DECT від різних виробників. Крім самих профілів ETSI також розробив специфікації тестів щодо відповідності профілю, дозволяють проводити всебічне тестування устаткування DECT, претендує задоволення вимогам профиля.

Профілі додатків визначають додаткову специфікацію протокольного стека DECT для конкретних додатків. Хоча базовий стандарт DECT, певний в ETS 300 175, забезпечує можливість широкого спектра послуг, головна мета профілів докладання — забезпечити сумісність устаткування різних виробників. Існують такі основні профілі DECT, певні ETSI:

* GAP (Generic Access Profile);

* CAP (CTM Access Profile);

* IAP і IIP (DECT/ISDN Interworking profiles);

* GIP (DECT/GSM Interworking Profile);

* DSP (Data Service Profile);

* RAP (Radio Local Loop Access Profile);

* DMAP (DECT Multimedia Access Profile);

* DPRS (DECT Packet Radio Services).

GAP як основний профіль доступу розробили для таких додатків DECT як домашні і офісні системи. GAP головне профілем доступу DECT, призначеним від використання в системах, підтримують телефонні послуги незалежно від типу приєднаної мережі. Він визначає мінімум необхідних вимог до АС і БС, які забезпечуватимуть їхню сумісність. У GAP визначено процедури задля встановлення і руйнувань вхідних і вихідних сполук, підтримки мобільності, включаючи роуминг.

Хоча стандарт DЕCT визначає технологію радіодоступу, що забезпечує мобільність, у ньому не розглянуті мережні аспекти системи. Тому технологія DECT можна використовувати для доступу і в будь-які мережі. GIP описує спосіб підключення мереж DECT до неї GSM. Такий доступ забезпечується інтерфейсом, А мережі GSM (до МSС). У цьому мережу GSM сприймає DECT в розумінні системи базових станцій (ВSС).

Використання цього профілю забезпечує два переваги. По-перше, з’явилася можливість будівництва мобільних мереж DECT з урахуванням наземної інфраструктури мереж GSM. У цьому істотно знижуються створення інфраструктури сеті DECT оскільки мережі GSM мають практично глобальне поширення та постійно збільшують охоплення територій. У — других, для операторів мереж GSM з’явилася зокрема можливість використання дуальних мобільних терміналів GSM/DECT збільшення трафіку, оскільки мережі DECT підтримують дуже дорогу щільність трафіку. Мережі, побудовані з урахуванням DECT і GSM, мають такі риси, як висока щільність трафіку для малорухомих абонентів у місцях великого скупчення абонентів з допомогою підсистеми базових станцій DЕCT, велика площа радіопокриття та висока мобільність з допомогою підсистеми базових станцій GSM.

Нині розглядається інший шлях взаємодії мереж GSM і DEСТ через ISDN мережі. Такий підхід грунтується на протоколі DSS1+, що є розширенням протоколу DSS1.

Під час розробки протоколів стандарту DECT було враховано має досвід, накопичений під час створення протоколів для мереж ISDN. Тому передбачається тісний контакт ISDN і DECT. Таке взаємодія визначається профілями IАР і IIP. Обидва профілю підтримують однаковий набір послуг. Основне різниця між ними залежить від способі соединения.

Перший орієнтовано доступом до послуг мережі ISDN у вигляді стандартного термінала DECT. У цьому із боку мережі ISDN термінал DECT видно як звичайний термінал ISDN з відповідними можливостями. Переваги даного профілю полягають у тому, що з отримання послуг ISDN використовується лише одне трафиковый канал DECT. Інформаційний канал ISDN (У канал) шириною 64 кБит/с передається в канал «даних користувача» DECT шляхом перетворення кодування РСМ в ADРCM. Вочевидь, що це профіль може обслуговувати лише мовні терминалы.

Другий профіль (IIP) називається профілем проміжної системи та використовується для підключення стандартного термінала ISDN до неї ISDN у вигляді радиоинтерфейса DECT. У цьому з’являється можливість підключення і терміналів передачі зі швидкістю до 64 кбіт/с. Недоліком цього профілю є неефективне використання радіоспектра. Для організації інформаційного каналу використовуються два трафиковых каналу DECT. З іншого боку, для відображення каналу сигналізації (D каналу ISDN) виділяється іще одна канал. Отже, на одне сполуки використовуються 3 трафиковых каналу DECT.

У цього профілю можлива організація стандартної канальної структури 2B+D базового доступу ISDN шляхом виділення 5 трафиковых каналів DECT. У цьому DECT забезпечує стандартне мережне закінчення ISDN з інтерфейсом SO. Перевагою даного профілю є зокрема можливість використання будь-якого стандартного термінала ISDN, зокрема і терміналів передачі данных.

Для систем абонентського радіодоступу (WLL) з урахуванням технології DECT розроблений профіль RAP. RAP визначає протоколи й фізичні методи надання з мереж загального користування кінцевим користувачам з допомогою технології DECT. RAP визначає два типу сервиса:

* базові телефонні послуги, включаючи передачу даних із допомогою модемів на швидкостях до V.34;

* широкосмугові послуги, включаючи ISDN і передачу даних із комутацією пакетов.

Послуги надаються через стандартну АС DECT, аналогічно ISDN.

У зв’язку з тим, що WLL з урахуванням DECT користуються не дуже популярна у світі, в ETSI розглядає питання про розширення можливостей стандарту DECT щодо підтримки віддалених терміналів (понад п’ять км). На цей час пропонується механізм «удосконаленої схеми синхронізації «, який би зв’язок на відстанях до 16 км. Гідність цієї пропозиції залежить від збереженні сумісності з системами. Отже, DECT є дуже привабливою технологією створення систем WLL з погляду економічну ефективність, простоти планування, монтажу і эксплуатации.

Для побудови мереж доступу з урахуванням технології DECT визначено профіль доступу у мережі мобільних терміналів (СТМ). СТМ забезпечує роумінг терміналів між мережами доступу DECT. У місцях, де забезпечується радіопокриття DECT системою (домашньої, офісної чи «спільного користування), бездротовий телефон може обслуговувати як вхідні, і вихідні виклики. У цьому мобільний термінал реєструється в одній системі з однією телефонним номером. Отже, забезпечується зв’язок будь-де, де є DECT система. Причому для термінала переважають у всіх мережах зберігається і той ж мережевий номер, тому вхідні дзвінки не теряются.

Основне відмінність CAP від GIP у тому, що СТМ забезпечує мобільність у межах мережі GSM, а може взаємодіяти з кожного мережею, підтримує мобільність. Прикладами таких мереж є мережі ISDN з розширенням підтримки мобільності (протокол DSSI+) і мережі ОКС-7 (INAP і MAP).

Слід зазначити, що CAP є надбезліччю GAP, що забезпечує сумісність з GAP терміналами, тобто. зберігається наступність між GAP і CAP.

Інтеграція DECT систем з мережами передачі (СПД) забезпечує користувачам СПД нова якість — мобільність. Taк як є велика розмаїтість СПД, то ETSI визначив ряд профілів передачі DSP, які відрізняються по наданих послугам і ступеня мобільності. За рівнем мобільності профілі поділяються на два класса:

* без підтримки мобільності межах однієї БС;

* із підтримкою мобільності у приватних мережах і мережах загального пользования.

По наданих послуг профілі передачі діляться на 6 типов:

* низкоскоростная передача даних із frame relay (до 24,6 кБит/с);

* високошвидкісна передача даних із frame relay (до 552 кБит/с, у майбутньому — до 2 МБит/с);

* передача даних з урахуванням комутації пакетов;

* прозора передача данных;

* передача коротких повідомлень с/без подтверждения;

* послуги телесервиса (наприклад, FAX).

DMAP розроблений насамперед в організацію бездротового доступу у мережі Internet через ISDN сіті й підтримки мовних терміналів і терміналів передачі DECT. Тому базується DMAP на протоколах ISDN, GAP і DSP.

Цей профіль тісно пов’язані з комп’ютерними технологіями, зокрема ноутбуками. Тому задля забезпечення сумісності і спрощення доступу в терміналі эмулируется клієнт САРI (v. 1.½.0), а базової станції — сервер САРI.

DPRS створює основу для поєднання всіх послуг бездротового пакетної передачі, які надаються через інтерфейс DECT, незалежно від цього, що не додатку (домашній сектор, домашній офіс, малий офіс, корпоративний сектор, системи загального користування) використовується цей продукт, і, отже, значно підштовхне розвиток ринку DECT-продуктов передачі данных.

Особливості поєднання систем DECT з зовнішніми сетями.

Як неодноразово уже відзначалося вище, стандарт DECT — це одна з останніх досягнень у сфері цифрового зв’язку. Найбільш ефективно системи DECT працюють при поєднанні саме з цифровими мережами. Проте, нині досить типовою є ситуація, коли устаткування DECT треба залучати по аналоговим абонентським лініях. Особливо це для домашніх радіотелефонів і офісних систем невеличкий ємності. Слід зазначити, що у систем WLL у Росії сьогодні слід поступово переорієнтовуватися під аналогові АЛ. Структура комутаційного устаткування ГАТС загалом Росії така, що тільки близько 32% АТС цифрові, а 50% - координатні і 18% ще декадно — відчутні. З іншого боку, велике розмаїття типів СЛ вітчизняних АТС і геть певні, характерні для імпортного устаткування, протоколи поєднання систем DECT з зовнішніми мережами (R2, V5.1, V5.2, EDSS-1 і окремих систем 2-х провідні АЛ) викликають необхідність використання конвертерів і протоколов.

Правильний вибір комплексу устаткування: конвертер протоколів і системи DECT, дозволяє оптимізувати показник ціна — якість. Практика розгортання різноманітних систем показала, що із великої числа наявних над ринком конвертерів протоколів найперспективнішими є рішення з урахуванням комутатори «Граніт — К».

Переваги вибору DECT.

* Якість провідного лінії зв’язку — 32k ADPCM.

* Найвища швидкість передачі серед усіх TDMA-стандартов.

* Можливість створення різних систем з урахуванням DECT:

* - домашні бесшнуровые многотрубочные системи, які теж підходять для малого офиса,.

* - микросотовые бездротові корпоративні системи (офісні і установські АТС з радиодоступом),.

* - микросотовые системи загального користування (СТМ),.

* - системи фіксованого радіодоступу (WLL) і др.

* Співіснування різних некоординируемых DECT-систем загалом частотному діапазоні без необхідності частотного планування Сумісність устаткування різних виробників (за наявності GAP).

* Забезпечення переходу із стільники в стільник без розриву сполуки (хэндовер).

* Можливість обслуговування однієї трубки у різних мережах (приватних і спільного пользования).

* Забезпечення великого трафіку — до 10,000 Ерл/ км2.

* Сумісність коїться з іншими радіосистемами Відсутність каналу управління — опірність радиопомехам.

* Низький рівень випромінювання — безпеку для здоровья.

Основні інформацію про стандарті GSM-900.

Загальні характеристики стандарту GSM.

Відповідно до рекомендацією СЕРТ 1980 р., що стосується використання спектра частот рухомого зв’язку у діапазоні частот 862−960 МГц, стандарт GSM на цифрову загальноєвропейську (глобальну) стільниковий систему наземної рухомого зв’язку передбачає роботу передавачів у двох діапазонах частот: 890−915 МГц (для передавачів рухливих станцій — MS), 935−960 МГц (для передавачів базових станцій — BTS).

У стандарті GSM використовується вузькосмуговий многостанционный доступ з тимчасовим поділом каналів (NB ТDМА). У структурі ТDМА кадру міститься 8 тимчасових позицій з кожної з 124 несущих.

Для захисту від власних помилок в радіоканалах під час передачі з повідомлень застосовується блокове і сверточное кодування з перемежением. Підвищення ефективності кодування і перемежения при малій швидкості переміщення рухливих станцій досягається повільним перемиканням робочих частот (SFH) у процесі сеансу зв’язку з швидкістю 217 стрибків в секунду.

Для боротьби з интерференционными завмираннями прийнятих сигналів, викликаними многолучевым поширенням радіохвиль за умов міста, в апаратурі зв’язку використовуються эквалайзеры, щоб забезпечити вирівнювання імпульсних сигналів зі среднеквадратическим відхиленням часу затримки до 16 мкс.

Cистема синхронізації розрахована на компенсацію абсолютного часу затримки сигналів до 233 мкс, що він відповідає максимальної дальності зв’язку чи максимальному радіусу осередки (стільники) 35 км.

У стандарті GSM обрано Гауссовская частотна маніпуляція з мінімальним частотним зрушенням (GMSK). Обробка промови ввозяться рамках прийнятої системи переривчастої передачі промови (DTX), що забезпечує включення передавача лише за наявності мовного сигналу і відключення передавача в паузах і наприкінці розмови. Як речепреобразующего устрою обраний мовної кодек з регулярним імпульсним порушенням, тривалим пророкуванням і лінійним предикативным кодуванням з віщуванням (RPE/LTR-LTP-кодек). Загальна швидкість перетворення мовного сигналу — 13 кбит/с.

У стандарті GSM досягається високий рівень безпеки передачі повідомлень здійснюється шифруванням повідомлень за алгоритмом шифрування з відкритою ключем (RSA).

У цілому нині система зв’язку, діюча у стандарті GSM, розрахована їхньому використання у різні сфери. Вона надає користувачам широкий діапазон послуг і можливість застосовувати різноманітне обладнання передачі мовних повідомлень та об'єктивності даних, вызывных і аварійних сигналів; підключатися до телефонним мереж загального користування (PSTN), мереж передачі (PDN) і цифровим мереж з інтеграцією служб (ISDN).

До основних рис стандарту GSM:

Частоти передачі рухомий станциии прийому базової станції, МГц 890−915.

Частоти прийому рухомий станції і передачі базової станції, МГц 935−960.

Двобічний рознос частот приймання та передачі, МГц 45.

Швидкість передачі повідомлень в радіоканалі, кбіт/с 270, 833.

Швидкість перетворення мовного кодека, кбіт/с 13.

Ширина смуги каналу зв’язку, кГц 200.

Максимальне кількість каналів зв’язку 124.

Максимальне кількість каналів, організованих у базовій станції 16−20.

Вигляд модуляції GMSK.

Індекс модуляції ЗТ 0,3.

Ширина смуги предмодуляционного гауссовского фільтра, кГц 81,2.

Кількість стрибків за частотою в секунду 217.

Тимчасовий розведення в інтервалах ТDМА кадру (передача/прием) для рухомий станції 2.

Вигляд мовного кодека RPE/LTP.

Максимальний радіус стільники, км до 35.

Схема організації каналів комбінована TDMA/FDMA.

Структурна схема і склад устаткування мереж связи.

Рис. 4 Функціональне колег і інтерфейси у стандарті GSM.

Функціональне колег і інтерфейси, прийняті стандарті GSM, ілюструються структурної схемою рис. 4, де MSC (Mobile.

Switching Centre) — центр комутації рухомого зв’язку; BSS (Base Station System) — устаткування базової станції; ЗМС (Operations and Maintenance Centre) — центр управління і обслуговування; MS (Mobile Stations) — рухливі станции.

Функціональне поєднання елементів системи здійснюється поруч інтерфейсів. Усі мережні функціональні компоненти у стандарті GSM взаємодіють відповідно до системою сигналізації МККТТ SS N 7 (CCITT SS. N 7).

Центр комутації рухомого зв’язку обслуговує групу сотень і відданість забезпечує всі види сполук, у яких потребує процесі роботи рухлива станція. MSC аналогічний ISDN комутаційної станції і становить інтерфейс між фіксованими мережами (PSTN, PDN, ISDN тощо.) і мережею рухомого зв’язку. Він забезпечує маршрутизацію викликів і функцій управління викликами. Крім виконання функцій звичайній ISDN комутаційної станції, на MSC покладаються функції комутації радіоканалів. До них належать «естафетна передача », у процесі якого досягається безперервність зв’язку при переміщенні рухомий станції зі стільника в стільник, і перемикання робочих каналів в стільника у разі перешкод чи неисправностях.

Кожен MSC забезпечує обслуговування рухливих абонентів, розміщених у межах певної географічної зони (наприклад, Москва і науковотехнологічна галузь). MSC управляє процедурами встановлення виклику і маршрутизації. Для телефонної мережі загального користування (PSTN) MSC забезпечує функції сигналізації за протоколом SS N 7, передачі виклику й інші види інтерфейсів відповідно до вимогами конкретного проекту. MSC формує дані, необхідних виписки рахунків за надані мережею послуги зв’язку, накопичує дані про що відбувся розмовам і передає їх до центру розрахунків (биллинг-центр). MSC становить також статистичні дані, необхідних контролю праці та оптимізації мережі. MSC підтримує також процедури безпеки, застосовувані керувати доступами до радиоканалам.

MSC як бере участь у управлінні викликами, але й управляє процедурами реєстрації місцеположення і передачі управління, крім передачі управління у підсистемі базових станцій (BSS). Реєстрація місцеположення рухливих станцій необхідна задля забезпечення доставки виклику нерухомих рухомим абонентам від абонентів телефонної мережі загального користування чи інших рухливих абонентів. Процедура передачі виклику дозволяє зберігати з'єднання заліза і забезпечувати ведення розмови, коли рухлива станція переміщається з однієї зони обслуговування до іншої. Передача викликів в стільниках, керованих одним контролером базових станцій (BSC), здійснюється цим BSC. Коли передача викликів здійснюється між двома мережами, керованими різними BSC, то первинне управління ввозяться MSC. У стандарті GSM також передбачені процедури передачі виклику між мережами (контролерами), що відносяться до різним MSC. Центр комутації здійснює постійне стеження рухливими станціями, використовуючи регістри становища (HLR) і переміщення (VLR). У HLR зберігається не та частина інформації місце розташування будь-якої рухомий станції, що дозволяє центру комутації доставити виклик станції. Регістр HLR містить міжнародний ідентифікаційний номер рухомого абонента (IMSI). Він використовується для впізнання рухомий станції у центрі аутентифікації (AUC).

Практично HLR є довідкову базі даних про постійно прописаних у мережі абонентів. У ній утримуються пізнавальні номери і адреси, і навіть параметри дійсності абонентів, склад послуг зв’язку, спеціальна інформацію про маршрутизації. Ведеться реєстрація даних про роумінгу (блуканні) абонента, включаючи даних про часовому ідентифікаційному номері рухомого абонента (TMSI) і відповідному VLR.

До даним, які мають HLR, мають дистанційний доступ все MSC і VLR сіті й, тоді як мережі є кілька HLR, базі даних міститься лише одне запис про абонента, тому кожен HLR є певну частину загальної бази даних мережі про абонентів. Доступ до бази даних про абонентів здійснюється за номера IMSI чи MSISDN (номера рухомого абонента у мережі ISDN). До базі даних можуть одержати доступ MSC чи VLR, ставилися до інших мереж, у межах забезпечення межсетевого роумінгу абонентов.

Друге основне пристрій, що забезпечує контролю над пересуванням рухомий станції із зони до зони, — регістр переміщення VLR. З її допомогою досягається функціонування рухомий станції поза зони, контрольованій HLR. Коли процесі переміщення рухлива станція переходить із зони дії одного контролера базової станції BSC, що об'єднує групу базових станцій, до зони дії іншого BSC, вона реєструється новим BSC, й у VLR заноситься інформацію про номері галузі зв’язку, що забезпечить доставку вызовов.

Для схоронності даних, що у HLR і VLR, у разі збоїв передбачена захист пристроїв пам’яті цих регистров. VLR містить таку ж дані, як і HLR, проте ці дані зберігають у VLR лише до того часу, поки абонент перебуває у зоні, контрольованій VLR.

Склад тимчасових даних, які у HLR і VLR.

HLR VLR.

. Параметри аутентифікації і шифрования2. Тимчасовий номер що просувалася рухомий станції, який призначається VLR3. Адреси регістрів переміщення VLR4. Зони переміщення рухомий станции5. Номер стільники при естафетної передаче6. Реєстраційний статус7. Таймер відсутності відповіді (відключення соединения)8. Активність связи9. Склад які у цей час паролів 1. TMSI-временный міжнародний ідентифікаційний номер пользователя2. Ідентифікатори зони расположения3. Вказівки з використання основних служб4. Номер стільники при естафетної передаче5. Параметри аутентифікації і шифрування.

У «тенета рухомого зв’язку GSM стільники групуються в географічні зони (LA), яким присвоюється свій ідентифікаційний номер (LAC). Кожен VLR містить дані про абонентів у кількох LA. Коли рухливий абонент переміщається з однієї LA до іншої, даних про його місце розташування автоматично оновлюються в VLR. Якщо давня і нова LA перебувають під керівництвом різних VLR, то дані на старому VLR стираються після їх копіювання у новий VLR. Поточний адресу VLR абонента, що міститься у HLR, також обновляется.

VLR забезпечує також привласнення номери «блукає «рухомий станції (MSRN). Коли рухлива станція приймає вхідний виклик, VLR вибирає його MSRN і передає його за MSC, що здійснює маршрутизацію цього виклику до базовим станціям, які є поруч із рухомим абонентом.

VLR також розподіляє номери передачі управління під час передачі сполук одного MSC до іншого. З іншого боку, VLR управляє розподілом нових TMSI і передає в HLR. Він також управляє процедурами встановлення дійсності під час обробки виклику. За рішенням оператора TMSI може періодично змінюватися для ускладнення процедури ідентифікації абонентів. Доступ до бази даних VLR може забезпечуватися через IMSI, TMSI чи MSRN. У цілому нині VLR є локальну базі даних про рухливому абонента до тієї зони, де знаходиться абонент, що дозволяє виключити постійні запити в HLR і скоротити час обслуговування вызовов.

Щоб не допустити несанкціонованого використання ресурсів системи зв’язку вводяться механізми аутентифікації - посвідчення дійсності абонента. Центр аутентифікації складається з кількох блоків і формує ключі і алгоритми аутентифікації. З його допомогою ми перевіряються повноваження абонента здійснюється його доступом до мережі зв’язку. AUC приймає рішення про параметрах процесу аутентифікації яких і визначає ключі шифрування абонентських станцій з урахуванням бази даних, зосередженого в регістрі ідентифікації устаткування (EIR — Equipment Identification Register).

Кожен рухливий абонент тимчасово користування системою зв’язку отримує стандартний модуль дійсності абонента (SIM), який містить: міжнародний ідентифікаційний номер (IMSI), свій індивідуальний ключ аутентифікації (Ki), алгоритм аутентифікації (A3).

З допомогою записаній в SIM інформацією результаті відбувається обмін даними між рухомий станцією і мережею здійснюється повний цикл аутентифікації і дозволяється доступ абонента до сети.

Процедура перевірки мережею дійсності абонента реалізується так. Мережа передає випадковий номер (RAND) на рухливу станцію. Тут з допомогою Ki і алгоритму аутентифікації A3 визначається значення відгуку (SRES), тобто. SRES = Ki * [ RAND]. Рухлива станція посилає розрахований значення SRES до мережі, яка звіряє значення прийнятого SRES багатозначно SRES, вичисленим мережею. Якщо обидва значення збігаються, рухлива станція вдається до передачі повідомлень. Інакше зв’язок переривається, і індикатор рухомий станції показує, що упізнання зірвалася. Задля більшої таємності обчислення SRES відбувається у рамках SIM. Несекретная інформація (наприклад, Ki) не піддається обробці в модулі SIM.

EIR — регістр ідентифікації устаткування, містить централізовану базі даних на утвердження дійсності міжнародного ідентифікаційного номери устаткування рухомий станції (IМЕI). Цю базу даних належить виключно устаткуванню рухомий станции.

База даних EIR складається з списків номерів IMEI, організованих наступним образом:

БІЛИЙ СПИСОК — містить номери IMEI, про які є дані, що вони закріплені за санкціонованими рухливими станциями.

ЧОРНИЙ СПИСОК — містить номери IMEI рухливих станцій, які вкрадені чи яким в обслуговуванні з іншої причине.

СІРИЙ СПИСОК — містить номери IMEI рухливих станцій, які мають існують проблеми, виявлені за даними програмного забезпечення, які є основою внесення змін до «чорного списку » .

До базі даних EIR отримують дистанційний доступ MSC даної мережі, і навіть MSC інших рухливих сетей.

Як і випадку з HLR, мережу може мати більше EIR, у своїй кожен EIR управляє певними групами IMEI. До складу MSC входить транслятор, який за отриманні номери IMEI повертає адресу EIR, управляючий відповідної частиною бази даних про оборудовании.

IWF — міжмережевий функціональний стик, є одним із складових частин MSC. Він забезпечує абонентам доступом до засобам перетворення протоколу, й швидкості передачі те щоб можна було передавати їх між його термінальним устаткуванням (DIE) мережі GSM і звичайним термінальним устаткуванням фіксованою мережі. Міжмережевий функціональний стик також «виділяє «модем зі свого банку устаткування поєднання з певним модемом фіксованою мережі. IWF також забезпечує інтерфейси типу прямого сполуки для устаткування, поставленого клієнтам, наприклад, для пакетної передачі PAD за протоколом Х.25.

ЄС — эхоподавитель, використовують у MSC із боку PSTN всім телефонних каналів (незалежно від своїх протяжності) через фізичних затримок в трактах поширення, включаючи радіоканал, мереж GSM. Типовий эхоподавитель може забезпечувати придушення в інтервалі 68 мілісекунд дільниці між виходом ЄС і телефоном фіксованого телефонного мережі. Загальна затримка в каналі GSM для розповсюдження у прямому й зворотному напрямах, викликана обробкою сигналу, кодированием/декодированием промови, канальным кодуванням тощо., становить близько 180 мс. Ця затримка було б непомітна рухливому абоненту, щоб у телефонний канал ні включений гібридний трансформатор з перетворенням тракту з двухпроводного на четырехпроводный режим, установка якого необхідна в MSC, оскільки стандартне з'єднання з PSTN є двухпроводным. При поєднанні двох абонентів фіксованою мережі эхо-сигналы відсутні. Без включення ЄС затримка від поширення сигналів в тракті GSM викликатиме дратує абонентів, переривати і відволікати внимание.

ЗМС — центр експлуатації і технічного обслуговування, є елементом мережі GSM, що забезпечує контроль і управління іншими компонентами сіті й контроль якості її. ЗМС сполучається з іншими компонентами мережі GSM каналами пакетної передачі протоколу Х.25. ЗМС забезпечує функції обробки аварійних сигналів, виділені на оповіщення обслуговуючого персоналу, і реєструє відомостей про аварійних ситуаціях за іншими компонентах мережі. Залежно від характеру несправності ЗМС дозволяє забезпечити її усунення автоматично або за активному втручанні персоналу. ЗМС може забезпечити перевірку стану устаткування сіті й проходження виклику рухомий станції. ЗМС дає можливості виробляти управління навантаженням у мережі. Функція управління включає збір статистичних даних про навантаженні від компонентів мережі GSM, запис їхніх в дискові файли та виведення на дисплей для візуального аналізу. ЗМС забезпечує управління змінами програмного забезпечення і базами даних конфігурацію елементів мережі. Завантаження програмного забезпечення у пам’ять може здійснюватися з ЗМС до інших елементи сіті або їх у ОМС.

NMC — центр управління мережею, дозволяє забезпечувати раціональне ієрархічне управління мережею GSM. Він забезпечує експлуатацію й технічне обслуговування лише на рівні в усій мережі, підтримуваної центрами ЗМС, які визначають управління регіональними мережами. NMC забезпечує управління трафіком в усій сіті й забезпечує диспетчерське управління мережею при складних аварійних ситуаціях, як, наприклад, вихід із ладу перевантаження вузлів. З іншого боку, він контролює стан пристроїв автоматичного управління, задіяних в устаткуванні мережі, б і відбиває на дисплеї стан мережі для операторів NMC. Це дозволяє операторам контролювати регіональні існують, та, за необхідності, допомагати ЗМС, що відповідає за конкретний регіон. Отже, персонал NMC знає стан в усій мережі і може дати вказівку персоналу ЗМС змінити стратегію рішення регіональної проблемы.

NMC зосереджує уваги на маршрутах сигналізації і з'єднаннях між вузлами про те, ніж допускати умов виникнення перевантаження у мережі. Контролюються також маршруты.

сполук між мережею GSM і PSTN щоб уникнути поширення умов перевантаження між мережами. У цьому персонал NMC координує питання управління мережею з персоналом інших NMC. NMC забезпечує також можливістю управління трафіком для мережного устаткування підсистеми базових станцій (BSS). Оператори NMC в екстремальних ситуаціях можуть задіяти таких процедур управління, як «пріоритетний доступ », коли лише абоненти з великим пріоритетом (екстрені служби) можуть одержати доступом до системе.

NMC може брати себе відповідальність в регіоні, коли місцевий ЗМС є необслуживаемым, у своїй ЗМС чи діє у ролі транзитного пункту між NMC і професійним обладнанням мережі. NMC забезпечує операторів функціями, аналогічними функцій ОМС.

NMC є й важливим інструментом планування мережі, оскільки NMC контролює мережу і його роботу в мережному рівні, отже, забезпечує планувальників мережі даними, визначальними її оптимальне развитие.

BSS — устаткування базової станції, складається з контролера базової станції (BSC) і приймально-передавальних базових станцій (BTS). Контролер базової станції може керувати кількома приемо-передающими блоками. BSS управляє розподілом радіоканалів, контролює сполуки, регулює їх черговість, забезпечує режим роботи з стрибає частотою, модуляцію і демодуляцию сигналів, кодування і декодування повідомлень, кодування промови, адаптацію швидкості передачі для промови, даних, і виклику, визначає черговість передачі повідомлень персонального вызова.

BSS що з MSC, HLR, VLR виконує деякі функції, наприклад: звільнення каналу, переважно, під медичним наглядом MSC, але MSC може запросити базову станцію забезпечити звільнення каналу, якщо виклик не проходить через радіоперешкод. BSS і MSC спільно здійснюють пріоритетну передачу інформації декому категорій рухливих станций.

ТСЕтранскодер, забезпечує перетворення вихідних сигналів каналу передачі мови і даних MSC (64 кбіт/с ІКМ) до виду, відповідному рекомендаціям GSM по радиоинтерфейсу (Річок. GSM 04.08). Відповідно до цими вимогами швидкість передачі промови, представленої у цифровий формі, становить 13 кбіт/с. Цей канал передачі цифрових мовних сигналів називається «полноскоростным ». Стандартом передбачається перспективі використання полускоростного мовного каналу (швидкість передачі 6,5 кбит/с).

Зниження швидкості передачі забезпечується застосуванням спеціального речепреобразующего устрою, котрий використовує лінійне предикативное кодування (LPC), довгострокове пророцтво (LTP), залишкове импульсное порушення (RPE — іноді називається RELP).

Транскодер зазвичай розташовується разом із MSC, тоді передача цифрових повідомлень у напрямку контролеру базових станцій — BSC ведеться від додаванням до потоку зі швидкістю передачі 13 кбіт/с, додаткових бітов (стафингование) до швидкості передачі 16 кбіт/с. Потім здійснюється ущільнення з кратністю 4 у стандартний канал 64 кбіт/с. Так формується певна Рекомендаціями GSM ЗО-канальная ІКМ лінія, забезпечує передачу 120 мовних каналів. Шістнадцятий канал (64 кбіт/с), «тимчасове вікно «виділяється окремо передачі інформації сигналізації і найчастіше містить трафік SS N7 чи LAPD. У другому каналі (64 кбіт/с) можуть передаватися також пакети даних, узгоджувалися з протоколом X.25 МККТТ. Отже, результуюча швидкість передачі за вказаною інтерфейсу становить 30×64 кбіт/с + 64 кбіт/с + 64 кбіт/с = 2048 кбит/с.

MS — рухлива станція, складається з устаткування, що слугує в організацію доступу абонентів мереж GSM до існуючим фіксованим мереж електрозв’язку. У межах стандарту GSM прийнято п’ять класів рухливих станцій від моделі 1-го десь із класу вихідний потужністю 20 Вт, яка встановлюється на транспортному засобі, до портативної моделі 5-го класу, максимальної потужністю 0,8 Вт (табл. 1). При передачі повідомлень передбачається адаптивна регулювання потужності передавача, забезпечує необхідну якість связи.

Рухомий абонент і станція незалежні друг від друга. Як зазначалося, кожен абонент має власний міжнародний ідентифікаційний номер (IMSI), записаний з його інтелектуальну картку. Такий їхній підхід дозволяє встановлювати радіотелефони, наприклад, в таксі і автомобілях, сдаваемых на прокат. Кожній рухомий станції також присвоюється свій ідентифікаційний номер (IMEI). Цей номер використовується запобігання доступу до мереж GSM викраденої станції чи станції без полномочий.

Таблиця 2. Класифікація класів потужності рухливих станций.

Клас потужності Максимальний рівень потужності передавача Допустимі отклонения.

1 20 Вт 1,5 дБ.

3 5 Вт 1,5 дБ.

4 Вт 1,5 дБ.

5 0,8 Вт 1,5 дБ.

Мережні і радиоинтерфейсы.

Під час проектування цифрових стільникових систем рухомого зв’язку стандарту GSM розглядаються інтерфейси трьох видів: для з'єднання з зовнішніми мережами; між різним устаткуванням мереж GSM; між мережею GSM і зовнішніх устаткуванням. Усі існуючі внутрішні інтерфейси мереж GSM показані на структурної схемою рис. 4. Вони цілком відповідають потребам Рекомендацій ETSI/GSM 03.02.

Інтерфейси з зовнішніми сетями.

Поєднання з PSTN.

Поєднання з телефонної мережею загального користування здійснюється MSC лінією зв’язку 2 Мбіт/с відповідно до системою сигналізації SS N 7. Електричні характеристики 2 Мбіт/с інтерфейсу відповідають Рекомендаціям МККТТ G.732.

Поєднання з ISDN.

Для з'єднання з створюваними мережами ISDN передбачаються чотири лінії зв’язку 2 Мбіт/с, підтримувані системою сигналізації SS N 7 і відповідальні Рекомендаціям Блакитний книжки МККТТ Q.701-Q.710, Q.711-Q.714, Q.716, Q.781, 0.782, 0.791, 0.795, 0.761−0.764, 0.766.

Поєднання з існуючої мережею NMT-450.

Центр комутації рухомого зв’язку сполучається з мережею NMT-450 через чотири стандартні лінії зв’язку 2 Мбіт/с і системи сигналізації SS N7. У цьому мають забезпечувати вимоги Рекомендацій МККТТ по підсистемі користувачів телефонної мережею (TUP — Telephone User Part) і підсистемі передачі повідомлень (МТР — Message Transfer Part) Жовтій книжки. Електричні характеристики лінії 2 Мбіт/с відповідають Рекомендаціям МККТТ G.732.

Сполуки до міжнародних мережами GSM.

Нині забезпечується підключення мережі GSM у Москві до загальноєвропейським мереж GSM. Ці сполуки здійснюються з урахуванням протоколів систем сигналізації (SCCP) і міжмережевий комутації рухомого зв’язку (GMSC).

Внутрішні GSM — интерфейсы.

Інтерфейс між MSC і BSS (А-интерфейс) забезпечує передачу повідомлень керувати BSS, передачі виклику, управління пересуванням. А-интерфейс об'єднує канали зв’язку й лінії сигналізації. Останні використовують протокол SS N7 МККТТ. Повна специфікація А-ин-терфейса відповідає вимогам серії 08 Рекомендацій ETSI/GSM.

Інтерфейс між MSC і HLR сполучено з VLR (В-интерфейс). Коли MSC необхідно визначити місце розташування рухомий станції, він звертається до VLR. Якщо рухлива станція ініціює процедуру місцевизначення з MSC, він інформує свій VLR, який заносить всю непостійну інформацію до своєї регістри. Цю процедуру відбувається завжди, коли MS переходить з області місцевизначення до іншої. Що стосується, якщо абонент затребувана спеціальні додаткові послуги, чи змінює певні дані, MSC також інформує VLR, який реєструє зміни й за необхідності повідомляє про неї HLR.

Інтерфейс між MSC і HLR (С-интерфейс) використовується задля забезпечення взаємодії між MSC і HLR. MSC може послати вказівку (повідомлення) HLR наприкінці сеансу зв’язку у тому, щоб абонент міг оплатити розмова. Коли мережу фіксованого зв’язку неспроможна виконати процедуру встановлення виклику рухомого абонента, MSC може запросити HLR з метою визначення місцеположення абонента у тому, щоб послати виклик MS.

Інтерфейс між HLR і VLR (D-интерфейс) використовується належала для розширення обміну даними про стан рухомий станції, управління процесом зв’язку. Основні послуги, надані рухливому абоненту, полягають у можливості передавати або приймати повідомлення незалежно від місцеположення. І тому HLR повинен поповнювати є дані. VLR повідомляє HLR про стан MS, керуючи нею переприсваивая їй номери як у процесі блукання, посилає всі необхідні дані задля забезпечення обслуговування рухомий станции.

Інтерфейс між MSC (Е-интерфейс) забезпечує взаємодія між різними MSC під час здійснення процедури HANDOVER — «передачі «абонента із зони до зони за його русі у процесі сеансу зв’язку без її перерыва.

Інтерфейс між BSC і BTS (A-bis інтерфейс) служить для зв’язку BSC з BTS і визначено Рекомендаціями ETSI/GSM для процесів встановлення сполук та управління устаткуванням, передача здійснюється цифровими потоками зі швидкістю 2,048 Мбіт/с. Можливо використання фізичного інтерфейсу 64 кбит/с.

Інтерфейс між BSC і ЗМС (О-интерфейс) призначений для зв’язку BSC з ЗМС, використовують у мережах із пакетної комутацією МККТТ Х.25.

Внутрішній BSC-интерфейс контролера базової станції забезпечує зв’язок між різним устаткуванням BSC і професійним обладнанням транскодирования (ТСЕ); використовує стандарт ИКМ-пе-редачи 2,048 Мбіт/с і дозволяє організувати з чотирьох каналів зі швидкістю 16 кбіт/с один канал зі швидкістю 64 кбит/с.

Інтерфейс між MS і BTS (Um-радиоинтерфейс) визначено у серіях 04 і 05 Рекомендацій ETSI/GSM.

Мережний інтерфейс між ЗМС і мережею, так званий управляючий інтерфейс між ЗМС і елементами мережі, визначено ETSI/GSM.

Рекомендаціями 12.01 і є аналогом інтерфейсу Q.3, який визначено у багаторівневої моделі відкритих мереж ISO OSI. Поєднання мережі з ЗМС у змозі забезпечити системою сигналізації МККТТ SS N7 чи мережним протоколом Х.25. Мережа Х.25 може з'єднуватися з об'єднаними мережами чи з PSDN у відкритому чи замкнутому режимах.

GSM — протокол управління мережею і обслуговуванням також має задовольняти вимогам Q.3 інтерфейсу, який визначено у ETSI/GSM Рекомендаціях 12.01.Интерфейсы між мережею GSM і зовнішніх устаткуванням. Інтерфейс між MSC і сервіс-центром (SC) необхідний реалізації служби коротких повідомлень. Він визначено у ETSI/GSM Рекомендаціях 03.40. Інтерфейс решти ЗМС. Кожен центр управління і обслуговування мережі повинен з'єднуватися коїться з іншими ЗМС, управляючими мережами решті регіонів чи іншими мережами. Ці сполуки забезпечуються Х-интерфейсами відповідно до Рекомендаціями МККТТ М.ЗО. Для взаємодії ЗМС з мережами вищих рівнів використовується О. З-интерфейс.

Структура служб і передачі даних у стандарті GSM.

Стандарт GSM містить два класу служб: основні служби й телеслужбы. Основні служби забезпечують: передачу даних (асинхронно) в дуплексном режимі зі швидкостями 300, 600, 1200, 2400, 4800 і 9600 бит/с через телефонні мережі загального користування; передачу даних (одночасно) в дуплексном режимі зі швидкостями 1200, 2400, 4800 і 9600 бит/с через телефонні мережі загального користування, комутовані мережі передачі загального користування (CSPDN) і ISDN; доступ з допомогою адаптера до пакетної асинхронної передачі даних із стандартними швидкостями 300−9600 бит/с через комутовані мережі пакетної передачі загального користування (PSPDN), наприклад, Datex-P; синхронний двобічний доступом до мережі пакетної передачі зі стандартними швидкостями 2400−9600 бит/с.

При передачі даних із швидкістю 9,6 кбіт/с завжди використовується канал в зв’язку зі повної швидкістю передачі. Що стосується передачі на швидкостях нижче 9,6 кбіт/с можна використовувати полускоростные канали связи.

Перелічені функції каналів передачі передбачені для термінального устаткування, у якому використовуються інтерфейси МККТТ зі специфікаціями V.24 чи Х.21 серій. Ці специфікації визначають питання передачі зі звичайних каналам телефонної связи.

Телеслужбы надають такі услуги:

1) телефонний зв’язок (поєднується зі службою сигналізації: охорона квартир, сигнали лиха і пр.);

2) передача коротких сообщений;

3) доступом до службам «Відеотекс », «Телетекс » .

4) служба «Телефакс » .

Додатково стандартизован широкий, спектр особливих послуг (передача виклику, оповіщення про тарифних витратах, включення до закриту групу користувачів). Позаяк очікуємо, більшість абонентів використовуватиме послуги GSM в ділових цілях, особливу увагу приділяють аспектам безпеки і якістю наданих услуг.

Структурна схема служб зв’язку в GSM PLMN показано на рис. 5 (GSM PLMN — GSM Public Land Mobile Network — мережу зв’язки Польщі з наземними рухливими об'єктами; ТІ (Terminal Equipment) -термінальне устаткування, МТ (Mobile Terminal) — рухливий термінал, IWF (Interworking Function) — міжмережевий функціональний стик). До передачі даних і нового вигляду служби, вживаний у GSM, — передача коротких повідомлень (передача службових буквенно-цифровых повідомлень окремих груп пользователей).

Див. Мал.5 Структурна схема служб стандарту GSM.

При передачі коротких повідомлень використовується пропускну здатність каналів сигналізації. Повідомлення можуть передаватися і прийматися рухомий станцією. Для передачі коротких повідомлень можна використовувати загальні канали управління. Обсяг повідомлень обмежений 160-ю символами, які можуть опинитися прийматимуть протягом поточного виклику або у неробочому циклі. У управління радіоканалами, захисту від помилок в радіоканалі, кодирование-декодирование промови, поточний контроль і розподіл даних користувача і викликів, адаптацію щодо передачі між радіоканалом та даними, забезпечення паралельної роботи навантажень (терміналів), забезпечення безперервної роботи у процесі движения. Используется три типу кінцевого устаткування рухомий станції: МТВ (Mobile Termination 0) — багатофункціональна рухлива станція, до складу якої входить термінал даних із можливістю передачі і прийому даних, і промови: МТ1 (Mobile Termination 1) — рухлива станція із можливістю зв’язку через термінал з ISDN; МТ2 (Mobile Termination 2) — рухлива станція із можливістю підключення термінала для зв’язку з протоколу МККТТ V чи Х серій. Термінальне устаткування може складатися зі устаткування однієї чи кількох типів, такого як телефонний трубка з номеронабирачем, апаратури передачі (DTE), телекс тощо. Розрізняють такі типи терминалов:

ТЕ1 (Terminal Equipment 1) — термінальне устаткування, що забезпечує зв’язку з ISDN; ТЕ2 (Terminal Equipment 2) — термінальне оборудование, обеспечивающее зв’язку з будь-яким устаткуванням через протоколи МККТТ V чи Х серій (зв'язку з ISDN не забезпечує). Термінал ТЕ2 то, можливо підключений як навантаження до МТ1 (рухомий станції із можливістю в зв’язку зі ISDN) через адаптер ТА. Система характеристик стандарту GSM, прийнята функціональна схема мереж зв’язку й сукупність інтерфейсів забезпечують високі параметри передачі повідомлень, сумісність з й перспективними інформаційними мережами, надають абонентам широкий, спектр послуг цифровий связи.

Структура ТDМА кадрів і формування сигналів у стандарті GSM.

Через війну аналізу різних варіантів побудови цифрових стільникових систем рухомого зв’язку (ССПС) у стандарті GSM прийнято многостанционный доступ з тимчасовим поділом каналів (TDMA). Загальна структура тимчасових кадрів показано на рис. 6. Довжина періоду послідовності у цій структурі, що називається гиперкадром, дорівнює Тг = 3 год 28 хв 53 з 760 мс (12 533,76 з). Гиперкадр ділиться на 2048 суперкадров, кожен із яких має тривалість Ті = 12 533,76/2048 = 6,12 с.

Суперкадр складається з мультикадров. Для організації різних каналів зв’язку й управління у стандарті GSM використовуються два виду мультикадров: 1) 26-позиционные TDMA кадри мультикадра; 2) 51-позиционные TDMA кадри мультикадра. Суперкадр може містити у собі 51 мультикадр першого типу чи 26 миультикадров другого типу. Тривалості мультикадров відповідно: 1) Тм= 6120/51 = 120 мс; 2) Тм = 6120/26 = 235,385мс (3060/13 мс). Тривалість кожного TDMA кадру Тк = 120/26 = 235,385/51 = 4,615 мс (60/13 мс). Тк = 120/26 = 235,385/51 = 4,615 мс (60/13 мс). Отже, гиперкадр складається з 2 715 647 TDMA кадрів. Необхідність такої великого періоду гиперкадра пояснюється вимогами застосовуваного процесу криптографічного захисту, у якому номер кадру NF використовують як вхідний параметр. TDMA кадр ділиться на вісім тимчасових позицій з періодом Те = 60/13:8 = 576,9 мкс (15/26 мс) Кожна тимчасова позиція позначається TN з номером від 0 до 7. Фізичний сенс тимчасових позицій, які інакше називаються вікнами, — час, протягом якого здійснюється модуляція несучою цифровим інформаційним потоком, відповідним мовному повідомленню чи даним. Цифровим інформаційний потік є послідовність пакетів, які у цих тимчасових інтервалах (вікнах). Пакети формуються трохи коротше, ніж інтервали, їх тривалість становить 0,546 мс, що необхідне прийому повідомлення за наявності тимчасової дисперсії в каналі поширення. Інформаційне повідомлення передається радіоканалом зі швидкістю 270,833 кбит/с.

Це означає, що тимчасової інтервал TDMA кадру містить 156,25 біт. Тривалість одного інформаційного біта 576,9 мкс/156,25 = 3,69 мкс Кожен тимчасової інтервал, відповідний тривалості біта, позначається BN з номером від 0 до 155; останньому інтервалу тривалістю ¼ біта присвоєно номер 156. Для передачі каналами телефонного зв’язку та управління, підстроювання несучих частот, забезпечення тимчасової синхронізації і доступу до зв’язку у структурі TDMA кадру використовуються п’ять видів тимчасових інтервалів (вікон): NB використовується передачі інформації з каналами зв’язку та управління, крім каналу доступу RACH. Він з 114 біт зашифрованого повідомлення й включає захисний інтервал (GP) в 8,25 біт тривалістю 30,46 мкс. Інформаційний блок 114 біт розбитий на два самостійних блоку по 57 біт, розділених між собою навчальною послідовністю в 26 біт, яку використовують установки эквалайзера в приймальнику відповідно до характеристиками каналу зв’язку в момент часу. До складу NB включені два контрольних біта (Steeling Flag), які є ознакою того, несе передана група мовну інформацію чи інформацію сигналізації. У разі інформаційний канал (Traffic Channel) «украдений «задля забезпечення сигналізації. Між двома групами зашифрованих біт у складі NB перебуває навчальна послідовністю 26 біт, відома у приймальнику. З допомогою цієї послідовності забезпечується: — оцінка частоти появи помилок в двійкових розрядах за результатами порівняння прийнятої і еталонною послідовностей. У процесі порівняння обчислюється параметр RXQUAL, ухвалений з оцінки якості зв’язку. Звісно, йдеться лише оцінки зв’язку, та не точних вимірах, оскільки перевіряється тільки п’яту частину переданої інформації. Параметр RXQUAL використовується при входження у зв’язок, і під час процедури «естафетної передачі «(Handover) і за оцінці зони покриття радіозв'язком; - оцінка імпульсної характеристики радіоканалу на інтервалі передачі NB для наступної корекції тракту прийому сигналу з допомогою використання адаптивного эквалайзера в тракті прийому; -визначення затримок поширення сигналу між базової і рухомий станціями з метою оцінки дальності зв’язку. Цю інформацію необхідна у тому, щоб пакети даних від різних рухливих станцій не накладалися прийому на базової станції. Тому віддалені за більший відстань рухливі станції повинні передавати свої пакети раніше станцій, що у безпосередній близькості до базової станції. FB призначений для синхронізації за частотою рухомий станції. Усі 142 біта у тому часовому інтервалі - нульові, що він відповідає немодулированной несучою зі зсувом 1625/24 кГц вище номінального значення частоти несучою. Це необхідне перевірки роботи свого передавача і приймача при невеличкому частотному розносі каналів (200 кГц), що становить близько 0,022% від номінального значення смуги частот 900 МГц. FB містить захисний інтервал 8,25 біт як і, як нормальна тимчасової інтервал. Повторювані тимчасові інтервали підстроювання частоти (FB) утворюють канал установки частоти (FCCH). SB використовується для синхронізації за часом базової і рухомий станцій. Він з синхропоследовательности тривалістю 64 біта, несе інформацію про номері ТОМИ кадру і ідентифікаційний код базової станції. Цей інтервал передається разом із інтервалом установки частоти. Повторювані інтервали синхронізації утворюють так званий канал синхронізації (SCH). DB забезпечує встановлення політики та тестування каналу зв’язку. По структурі DB збігаються з NB (рис. 1.6) і має настановну послідовність довжиною 26 біт. У DB відсутні контрольні битки, і не передається немає інформації. DB лише інформує у тому, що передавач функціонує. АВ забезпечує дозвіл доступу рухомий станції до нової базової станції. АВ передається рухомий станцією при запиті каналу сигналізації. Це перший рухаючись рухомий станцією пакет, отже, час проходження сигналу ще обмірювано. Тому пакет має специфічну структуру. Спочатку передається кінцева комбінація 8 біт, потім — послідовність синхронізації для базової станції (41 біт), що дозволяє базової станції забезпечити правильний прийом наступних 36 зашифрованих біт. Інтервал містить великий захисний інтервал (68,25 біт, тривалістю 252 мкс), що забезпечує (незалежно від часу проходження сигналу) достатнє тимчасове розведення від пакетів інших рухливих станцій, Цей захисний інтервал відповідає подвійному значенням найбільшої можливої затримки сигналу у межах однієї стільники і тим самим встановлює максимально допустимі розміри стільники. Особливість стандарту GSM — можливість забезпечення зв’язком рухливих абонентів в стільниках з радіусом близько 35 км. Час поширення радіосигналу у прямому й зворотному напрямах становить у своїй 233,3 мкс. У структурі GSM суворо визначено тимчасові характеристики облямовує сигналу, випромінюваного пакетами на канальном часовому інтервалі TDMA кадру, і спектральна характеристика сигнала.

Один із особливостей формування сигналів у стандарті GSM — використання повільних стрибків за частотою у процесі сеансу зв’язку. Головне призначення таких стрибків (SFH — Slow Frequency Hopping) — забезпечення частотного рознесення в радіоканалах, які у умовах багатопроменевого поширення радіохвиль. SFH використовується переважають у всіх рухливих мережах, що підвищує ефективність кодування і перемежения при повільному русі абонентських станцій. Принцип формування повільних стрибків за частотою у тому, що, передане в виділеному абоненту часовому інтервалі TDMA кадру (577 мкс), у кожному наступному кадрі передається (приймається) новому фіксованою частоті. Відповідно до структурою кадрів час для перебудови частоти становить близько 1 мс. У процесі стрибків за частотою постійно зберігається двобічний рознос 45 МГц між каналами приймання та передачі. Усім активним абонентам, які у однієї стільника, ставляться у відповідність ортогональные формують послідовності, що виключає взаємні перешкоди прийому повідомлень абонентами в стільника. Параметри послідовності перемикання частот (частотно-временная матриця і початкова частота) призначаються кожної рухомий станції у процесі встановлення каналу. Ортогональность послідовностей перемикання частот в стільника забезпечується початковим частотним зрушенням одному й тому ж (за алгоритмом формування) послідовності. У суміжних стільниках використовуються різні формують послідовності. Комбінована TDMA/FDMA схема організації каналів у стандарті GSM і принцип використання повільних стрибків за частотою під час передачі повідомлень у тимчасових кадрах показані на рис. 7,8.

Див. Мал.7 Принцип використання повільних стрибків по частоте.

Рис. 8 Схема організації каналов.

Порівняйте можна назвати, за результатами експериментальних досліджень, проведених на діючих мережах GSM, просторове розведення прийомних антен на базової станції дає виграш 3−4 дБ. Прийнята структура ТDМА кадрів принципів формування сигналів у стандарті GSM разом із методами крапельного кодування дозволили знизити необхідну прийому ставлення сигнал/помеха до 9 дБ, тоді як і стандартах аналогових стільникових мереж зв’язку, воно становить 17−18 дБ.

Принципи побудови макросотовых систем.

Розділити обслуживаемую територію на макро-зоны можна двома шляхами: статистичним, заснованим на вимірі статистичних параметрів поширення сигналів в систем зв’язку, чи детермінованим, заснованим на вимірі чи розрахунку параметрів поширення сигналу конкретної района.

При статистичному способі вся яку обслуговує територія поділяється на однакові формою зони і з допомогою статистичних законів поширення радіохвиль визначаються їх допустимі розміри і відстані до інших зон, в приделах яких виконуються умови припустимого взаємного влияния.

Щоб оптимально розділити територію на макро-зоны, т. е. без перекриття чи перепусток ділянок, можна використовувати лише три геометричні фігури — трикутник, квадрат і шестикутник. Найбільш підхожим постаттю є шестикутник, бо коли антену встановлювати у його центрі, то кругова форма діаграми спрямованості покриватиме майже його площадь.

Абоненти рухомий зв’язку (ПС), перебувають у макро-зонах, можуть зв’язатися БС, що у центрі цієї зони. Усі макро-зоны пов’язані сполучними лініями з головної БС. Як з'єднувальних ліній можна використовувати кабелі, радіорелейні лінії. Головна БС (ЦС) сполучається з телефонної мережею. Отже, під час зв’язку абонента АТС з абонентом ПС сигнал виклику з телефонної мережі потрапляє на ЦС, від нього по з'єднувальним лініях до одної з макро-зоновых ЦС (МЗЦС) і далі радіоканалом до абонента ПС.

Передавач МЗЦС має порівняно не велику потужність, необхідну через відкликання абонентами ПС в макро-зоне, тому рівень створюваних ним перешкод значно нижчі від. Це дає можливість вільно використовувати самі частоти та інших осередках. До цих осередків, у яких можна використовувати одні й самі робочі частоти, залежить від умов поширення радіохвиль, за припустимий рівень перешкод і кількості радіостанцій, розташованих навколо даної осередки. Вважається допустимим, щоб у стільникового шестикутній структурі частоти повторювалися за два осередки. Це означає, що, використовуючи 7 робочих каналів, можна перекрити всю зону обслуговування. Якщо інтенсивність навантаження у всій зоні однакова, те й розміри всіх осередків вибирають одинаковыми.

Зазвичай розподіл абонентів ПС у всій обслуживаемой території нерівномірно (зменшується від центру до периферії), тому доцільно так змінювати осередки, щоб їх розміри збільшувалися до периферії. Це дозволяє зменшити вартість ССсПО загалом рахунок зменшення потрібної кількості БС. Але цього разі потужності передавачів центральних і рухливих радіостанцій залежатимуть від розмірів осередків, тому доцільно використовувати автоматично регульовану за сигналом кореспондента потужність передавача. З іншого боку, для територій з зонами різного розміру треба ретельніше визначати такі, у яких можна повторно використовувати робочі канали. При статичному способі здебільшого отримуваний інтервал між зонами, у яких використовуються однакові робочі канали, виходить більше необхідної з погляду підтримки взаємних перешкод на допустимому уровне.

Більше оптимальний детермінований спосіб поділу на зони. За нього старанно вимірюють чи розраховують параметри системи визначення мінімального числа центральних станцій, які забезпечують задовільний обслуговування абонентів на території, враховується рельєф місцевості визначення оптимального місця розташування ЦС, є можливість вільно використовувати спрямовані антени, пасивні ретранслятори і суміжні центральні станції в останній момент пікової навантаження тощо. Однак це спосіб складний і вимагає часом моделювання з допомогою ЕОМ. У стільникових системах необхідно визначити, яку ЦС підключити для в зв’язку зі абонентом ПС, т. е. визначити місце розташування абонента ПС біля обслуговування. У цьому непотрібен висока точність визначення місцезнаходження рухомого об'єкта. Досить визначити лише зону де він перебуває. При вхідного зв’язку, т. е. від ЦС до абонента ПС, сигнал виклику може передаватися або за спеціальним вызывным, або за вільним каналам, куди радіостанції ПС настроюється автоматично. Місце Розташування визначається за рівнем сигналу, що надходить від радіостанції абонента ПС на найближчу БС. що й включається для ведення переговорів із абонентами ПС. При переїзді до зони дії інший БС радіостанція ПС автоматично переходить на канал нової БС. У цьому постійно повинен забезпечуватися контролю над радіостанцією ПС, навіщо у процесі ведення діалогу з абонентом ПС на БС і далі в ЦС що з промовою передаються контрольні сигналы.

Є різноманітні методи визначення координат: найпоширеніший їх тристоронній далекомірний метод з оцінки дальності імпульсними чи фазометрическими системами, і навіть триангуляционный метод для виміру азимута абонента ПС стосовно базовим станціям, які вживають його сигнал. Є й пропозиції щодо використанню методу електронного оповіщення, у якому межах зон встановлюються електронні посади оповіщення, призначені передачі абоненту ПС інформації про пересічної області. Цю інформацію запам’ятовується радіостанцією абонента ПС і то, можливо потім передано на ЦС, приймаючу заявку обслуговування абонентів ПС. Але така система вимагає додаткової апаратури, яка встановлюється по всій території обслуговування. Слід зазначити, що методи визначення координат абонента ПС і алгоритмів виділення ЦС ще вимагають додаткових досліджень. Після виділення одній з кількох ЦС для через відкликання абонентом ПС необхідно виділити робочий канал. У найпростіших стільникових системах з відносно рівномірної середньої навантаженням використовується фіксований розподіл каналів, у якому за кожної зоною закріплюється один канал, а радіостанція абонента ПС може переключатися на канали всіх зон автоматично принаймні переходу із однієї зони до іншої. У складних системах за кожної зоною то, можливо закріплена група каналів (стовбурів); радіостанція абонента ПС під час роботи у цій зоні автоматично вибирає канал, вільний в момент від зв’язку. При перехід у іншу зону вона автоматично переключається в іншу групу каналів і пошук вільного каналу у новій зоне.

Істотним є питання приватному плануванні в СССПО. Відповідно до прийнятими принципами кожної БС виділяється певний набір частотних каналів, котрі можуть повторюватися. Як згадувалося, БС, у яких допускається повторне використання виділеного набору частот, поділяються між собою захисним інтервалом D. Саме можливість використання одним і тієї ж частот визначає ефективність застосування частотного спектра в СССПО. Суміжні БС, використовують різні набори частотних каналів, утворюють групу з З станцій. Якщо кожної БС виділяється набір із каналів із шириною смуги Fк, то загальна ширина смуги, зайнята СССПО, буде Fc = Fк m З, де m — число каналів. Отже, величина З визначає мінімально можливу кількість каналів у системі, тому її часто називають «частотним параметром «системи (у деяких джерелах — «коефіцієнтом повторення частот »).

Тоді ефективність використання спектра частот визначається вираженням: із якого випливає, що обсяг ефективності залежить від числа каналів у традиційному наборі і збільшується в мері зменшення радіуса осередки. Отже, використання менших радіусів осередків дає можливість збільшити повторюваність частот. З іншого боку, видно, що доцільно вибирати малі значення С.

Застосування шестикутній форми осередків дозволяє мінімізувати необхідний частотний діапазон, оскільки забезпечує оптимальне співвідношення між величиною З повагою та захисним інтервалом. З іншого боку, шестикутна форма найкраще вписується в кругову діаграму спрямованості БС, встановленої у центрі ячейки.

Зупинимося докладніше на питанні виборі розмірів осередків (радіусі R). Ці розміри визначають захисний інтервал D між осередками, у яких одні й самі частоти можна використовувати повторно. Зауважимо, що обсяг інтервалу залежить також від за припустимий рівень перешкод і умов поширення радіохвиль. У припущенні, що інтенсивність навантаження не більше всієї зони однакова, осередки вибираються однакових розмірів. При заданому розмірі зони обслуговування (радіус R0) радіус осередки R визначає також скільки абонентів N, які можуть обумовити по всій території обслуговування. На цьому співвідношення також видно, що зниження радіуса осередки дозволяє як підвищити частотну ефективність яких і збільшити пропускну спроможність системи, а й зменшити потужність передавачів, і чутливість приймачів БС і АС. Це покращує умови електромагнітну сумісність СССПО коїться з іншими радіоелектронними коштами Німеччини та системами знижує її стоимость.

З іншого боку, надмірне зменшення радіуса осередків призводить до значного збільшення числа перетинань абонентом ПС кордонів осередків, що може викликати перевантаження пристроїв управління і комутації системи. З іншого боку, можливо збільшити кількість випадків виникнення взаємних перешкод. І, нарешті, при малих значеннях R за умов навіть незначне відхилення становища антени щодо геометричного центру осередки може викликати істотне зменшення відносини сигнал/помеха у системі. У зв’язку з цим у реальних умов під час виборів величини R доводиться брати компромісне рішення. Типові значення радіусів вибираються з урахуванням розрахунків й досвіду експлуатації і вони становлять величину 0,5 — 2,5 км (у Лондоні і Стокгольмі). У особливо районів з щільним трафіком їх кількість, як вважають, буде уменьшаться.

Винятково важливою питанням, визначальною для значною мірою основні характеристики ССПР, є розподіл частотних каналів між БС. Воно дозволяє забезпечити низький рівень межканальных перешкод, надають значний вплив на стійкість перед перешкодами системи. Існують три способу розподілу частотних каналів: фіксований, динамічний і гибридное.

При фіксованому розподілі кожної БС виділяється певний набір каналів. АС рухливих абонентів під час перебування в певної осередку з допомогою ЦС призначається вільний в момент часу канал з набору. При переміщенні АС до іншої осередок з допомогою процедури естафетної передачі здійснюється переключення даної АС на відповідний вільний канал цієї осередки. Недоліком способу є неефективне використання частотного спектра, що у реальних умов центральні осередки міста може бути перевантажені, а периферійні мати вільні каналы.

При динамічному способі кожній із частотних каналів можна використовувати будь-який БС. У цьому тим БС, у яких все канали зайняті, надаються тимчасово сеансу зв’язку канали з деяких інших осередків. Це здійснюється з допомогою ЕОМ, у пам’яті якої зберігається інформацію про стані кожного каналу у зоні обслуговування всіх його змін у процесі роботи системи, і навіть про місцезнаходження абонента ПС. Отже, динамічний розподіл каналів дозволяє завантаженість каналів і тим самим збільшити ефективність їх використання коштів і знизити ймовірність блокування виклику у разі, коли всі канали даної осередки зайняті. Проте навантаження на устрою управління системою зв’язку у разі возрастают.

При гибридном способі розподілу кожної БС виділяється фіксований набір каналів, і навіть певне їх кількість задля розподілення динамічним способом. Гібридний спосіб на великих навантаженнях дозволяє пред’являти менш жорсткі вимоги до управляючим пристроям проти динамічним, а області малих значень навантаження має перевагу над фіксованим, яке у дешевше ймовірності блокування виклику. Слід зазначити, що істотне гідність динамічного і гібридного розподілів у тому, що вони забезпечують вирівнювання навантаження на канал. При фіксованому розподілі це шляхом збільшення кількості каналів, наданих БС у місцях з щільним трафіком, і навіть зменшенням радіуса ячеек.

Необхідність багатофункціонального управління у ССсПО має першочергового значення для реалізації можливості ефективнішого використання виділеної смуги радіочастот. Багаторазове використання частот не може через сильного зміни рівня сигналу принаймні руху АС не більше зони обслуговування, обумовленого многолучевым поширенням сигналу, і навіть экранирующим і що поглинає впливом місцевих об'єктів. Управління потрібен в такий спосіб, щоб у сильно мінливих умовах проходження радіосигналів безупинно здійснювалася надійний зв’язок. Як уже відзначалося вище, із метою ЦС здійснює функцій управління естафетної передачею АС принаймні перетину абонентом ПС кордонів осередків та зниження якості сигналу нижчих за встановлений заздалегідь порогового рівня. Для оцінки якості сигналу по розмовної каналу постійно передається пилот-сигнал і вимірюється співвідношення сигнал/шум за проектною потужністю чи сигнал/помеха з допомогою спеціальних вимірювальних приймачів. За зменшення величини до значень нижче порогового рівня, що далі міг обумовлюватися виходом АС із зони дії БС, завмираннями сигналу, і навіть низку інших причин, ЦС вибирає зону з максимальною величиною і переключає АС нового канал (здійснює естафетну передачу).

Задля реалізації процедури управління та обміну службової інформацією між БС і АС на групу розмовних каналів виділяється спеціальний канал управління. У вільному режимі АС постійно налаштована частоту цього каналу. Обмін інформацією в ланці БС-ЦС проводиться у разі спеціальному проводовому каналу, також наголошеного на групу розмовних каналов.

Характерною ознакою процесу комутації, здійснюваної в ССсПО, і те, що абонент перебуває у рух і може у зоні обслуговування будь-який БС. У зв’язку з цим задля встановлення з'єднання з що у русі АС необхідно лиш мати інформацію про місцезнаходження абонента. У цьому відповідно до рекомендацій МККТТ координати АС мають визначатися з точністю до зони чи групи зон. Цю процедуру має здійснюватися в такий спосіб, щоб забезпечувалося своєчасне відновлення даних місце розташування АС і він максимально полегшений пошук АС за зміни зони обслуговування. Результати реєстрації місцеположення АС зберігаються у спеціальному регістрі для записи місцеположення. При аналізі та розрахунку зон дії БС й розв’язанні інших завдань істотну роль грає облік особливостей поширення радіохвиль УКХі СВЧ-диапазонов в міських і приміських умовах. До них належать, передусім, многолучевое поширення, викликаного випадковими і багаторазовими відображеннями від будинків та інших об'єктів міської забудови, і навіть розсіюванням радіохвиль цими об'єктами. Через війну підсумовування різних променів на приймальному боці радіолінії виникають випадкові амплітудні і фазові флуктуації, викликають явища завмирання сигналу. Розподіл облямовує такого сигналу підпорядковується закону Рэлея, а величина замираний щодо середній рівень становить 40 дБ. Однією з основних шляхів боротьби із завмиранням є використання методів разнесенного прийому. Ці методи припускають наявність кількох розділених трактів передачі з незалежними завмираннями, якими передається один і той ж повідомлення. Середні рівні сигналів, переданих в кожному тракту, повинні прагнути бути також приблизно однакові. При відповідному комбінуванні сигналів, надходили з трактів передачі, формується результуючий сигнал, має значно меншу глибину завмирання і забезпечує відповідно велику надійність передачи.

Останнім часом у цих цілях починає застосовуватися повільна псевдошумовая перебудова робочої частоты.

GSM-1800 (DCS-1800).

Модифікація стандарту GSM-900, порівняно молодий і не набула достатнього розвитку на мире. Цифровой стандарт, діапазон частот 1710 — 1880 МГц.

Відмінності GSM-1800 від GSM-900.

Фактично — лише робітниками частотами. Наданий сервіс залежить більше від оператора, ніж від діапазону. Проте є ряд цікавих моментов:

* через вищої частоти зменшується максимально можливий радіус стільники, а точніше — максимальне видалення абонента від базової станції. Для GSM-900 цей період одно 35 км. Для GSM-1800 — близько 20 км.

* на частотах 1800−2000 МГц радіохвилі мають дещо інші проникаючі свойства.

* різкий плюс — значно більший частотний ресурс, тому що цей частотний діапазон ще не встигли свого часу захопити «компетентні «органи. Крім цього, у діапазонах 1800 і 1900 частотне планування виконується гнучкіша з більшої кількості каналів і меншого радіуса сот.

Особенности.

Максимальна випромінювана потужність цих апаратів стандарту GSM-1800 — 1Вт, порівнювати у GSM-900 — 2Вт. Більша час безперервної роботи без підзарядки акумулятора та подальше зниження рівня радіовипромінювання, хоча коли зважити на факт, що це найвищий частота, можна припустити збільшення «ефекту мікрохвильової печі на ваш организм.

Висока захист від підслуховування і нелегального використання номера.

Висока ємність мережі, це важливо значних городов.

Можливість використання телефонних апаратів, що працюють у стандартах GSM-900 і GSM-1800 одновременно.

Такий апарат функціонує у мережі GSM-900, але, потрапляючи до зони GSM-1800, переключається — вручну чи автоматично. Це дозволяє оператору раціональніше скористатися частотний ресурс, а клієнтам — заощаджувати гроші з допомогою низьких тарифів. У обох мережах абонент користується одним номером. Але використання апарату у двох мережах можна тільки у випадках, коли ці мережі належать компанії, чи торгівлі між компаніями, які працюють у різних діапазонах, укладено угоду про роуминге.

Проблема ще тому, якщо зони охоплення кожної базової станції значно менше, ніж у стандартах GSM-900, AMPS/DAMPS-800, NMT-450. Необхідно більше базових станцій. Що діапазон частот, тим більше коштів яка проникає спобность радіохвиль і тим меншим здатність відбиватися і обминути перепони. Що вносить нові моменти на питання планування і взаємодії з мережами інших стандартів, але це не віддзеркалюється в самі принципи планування, вони так само як й у стандарту GSM-900. А питання більше залежить від оператора використовує даний стандарт для побудови своєї сети.

Широкосмугові мережі абонентського доступа.

Нині в організацію цифрового доступу на абонентському ділянці найчастіше використовують мідні телефонні лінії. Саме на першому плані виходять технології xDSL, дозволяють не думати поки створення нової інфраструктури, а досить успішно використовувати стару. Існує досить багато технологій високошвидкісної передачі, об'єднаних спільною назвою xDSL (Digital Subscriber Line чи цифрова абонентська лінія, де x — символ що означає конкретний тип технологій високошвидкісних цифрових абонентських ліній DSL). Надання голосового трафіку, підключення віддалених комп’ютерів, об'єднання ЛВС, організація з'єднання з провайдером, послуга «видео-по-запросу «чи «платне ТБ », дистанційне навчання перебуває тощо. — це можна легко зробити, використовуючи жодну з DSL технологій. DSL дозволяє перейти нового технологічний рівень використання мідних ліній, що забезпечує достатню пропускну спроможність нічого для будь-якого із запропонованих користувачеві додатків. У цьому то, можливо організована як виділена лінія з цими двома модемами (наприклад, під час використання технології HDSL), а й цифрова абонентська лінія, з'єднує станційне устаткування з модемом користувача (ADSL чи VDSL). У разі зберігається зокрема можливість використання абонентської лінії для звичайній аналогової телефонної связи.

Як це парадоксально, але використання одним і тієї ж ліній різними технологіями у багатьох країнах вирішується законодавчо. Наприклад, в листопаді 1999 роки вийшла постанова Федеральної комісії зв’язку США (FCC), відповідно до яким оператори місцевого зв’язку допустити до своїх лініях операторів мереж передачі та інших мереж. Оскільки передача сигналів голоси за традиційної телефонному зв’язку проходить у дуже вузької смузі низьких частот, в високочастотному спектрі за тією ж самої лінії може здійснюватися передача даних. Тобто обидві ці технології можуть спокійно собі співіснувати межах однієї лінії. Це дозволяє виключити необхідність прокладання окремого кабелю в організацію передачі. Проведене тестування підтвердило, що високошвидкісна передача даних із технології DSL не впливає звичайну телефонну зв’язок, здійснювану за тією ж самої абонентської лінії. Звісно ж, в такому спільне використання ліній постають певні організаційні складності (наприклад, пов’язані з виконанням заявок абонетов чи підтримкою стану ліній в належному стані), але у будь-якому разі спільного використання ліній дозволить значно знизити через її витрати на абонентську лінію, а й скоротити час подання послуги. З іншого боку, це дозволяє конкуренцію над ринком ліній DSL для житлових будинків. Отже, вже нині російські оператори телефонних мереж, які у на відміну від американських вільні не надавати своїх конкурентів власну мідну інфраструктуру, міг би розпочати повсюдне впровадження DSL технології надання абонентам нових послуг. До того ці технології якнайкраще підходять до російських умов — для підключення абонентів використовується мідний кабель, що йде від самої вузла, тому почути швидкісної канал зв’язку можна простий установкою DSL-модемов по кінців линии.

Ще 10−15 років як розв’язано користувачеві послуги доводилося користуватися різнорідними за змістом мережами — чи то телефонний, телевізійна сіті або мережу передачі данных.

Для отримання необхідної інформації користувачеві доводиться користуватися різнорідними за змістом сетями.

Кожна із мереж був створений свій кабельна інфраструктура, яку суворо за призначенням. Виняток становить лише мережу передачі, для підключення до котрої я використовувалися орендовані лінії чи канали чи комутовані лінії телефонних компаній. Повальна комп’ютеризація породила величезну кількість домашніх користувачів, а зняття заборонити спільного використання мереж сприяло розширенню послуг тій чи іншій мережі. Можна припустити, нинішня орієнтація потреби ринку малых/домашних офісів превалює іншими сегментами ринку України і навряд чи зміниться на недалекому майбутньому. Справді, можливість появи значної частини великих корпоративних клієнтів набагато нижча ймовірності появи значної частини компаній малого середнього бізнесу, та й суто числа домашніх користувачів. Вочевидь, що вартість пакета послуг було б істотно нижчий, щоб у ролі постачальника виступав єдиний оператор. У зв’язку з цим, логічним видається і бажання операторів побудувати мережу які з набором послуг, до якої ясна річ ще, але якої у ідеалі необхідно прагнути. Хто має інформації, володіє світом, хто ж володіє інформаційним каналом, керує ним. Сучасні телекомунікаційні компанії прагнуть розширити набір надання послуг і опанувати інформаційним каналом між користувачем і зовнішніх світом. Прагнення цьому ідеалу знаходить свій відбиток у телефонних мережах і мережах кабельного телебачення, що сьогодні налічують найбільше користувачів надають крім стандартного набору пропонованих послуг й доступу до мереж передачі і Интернет.

Російський ринок телекоммуникацуионных послуг ще чимало молодий та її бурхливий ріст стримується двома чинниками. З одного боку низькою платоспроможністю споживача, з іншого високої вартість послуги оператора. Як наслідок, немає масовості. Вочевидь, послуга то дешевше, що більше користувачів її у. До сформування тій самій масовості потрібно залучити до ринок мільйонну армію домашніх користувачів. Проте серйозного зниження вартості це станеться станеться. Найважливішу роль цьому процесі грає вибір середовища поширення сигналу саме з організації «останньої милі «чи ліній, за якими й відбувається підключення користувачів до точкам доступу оператора. При побудові мережі, розрахованої на масового споживача, вибір тій чи іншій технології вирішення проблеми «останньої милі «грає на вирішальній ролі під час встановлення тарифів. Витрати побудова транспортної мережі залежать тільки від числа вузлових крапок і перетинів поміж ними безпосередньо не залежить від числа користувачів. Видатки ж на організацію «останньої милі «пропорційні числу користувачів й у найбільшою мірою впливають на вартість услуг.

Так виокремити такі найреальніші напрями розвитку широкосмугових сетей:

* побудова бездротового широкосмуговий мережі доступу з урахуванням супутникового связи,.

* побудова гібридної кабельної (оптоволокно плюс коаксиал) або суто кабельної інфраструктури (лише коаксиал) з допомогою кабельних модемов,.

* використання існуючої інфраструктури телефонних кабелів шляхом застосування нових технологій, наприклад, xDSL, і пристроїв з їхньої основе.

Еволюція мереж проводового абонентського доступа.

Однією з найважливіших проблем телекомунікаційних мереж продовжує залишатися проблема абонентського доступу до мережним послуг. Актуальність цієї проблеми визначається першу чергу бурхливим розвитком Інтернету, доступом до якої вимагає різкого збільшення пропускну здатність мереж абонентського доступу. Основним засобом мережі доступу, попри появу нових найсучасніших бездротових способів абонентського доступу, залишаються традиційні мідні абонентські пари. Причиною цього є природна прагнення операторів мережі захистити зроблені інвестиції. Тож у час й у найближчому майбутньому стратегічним напрямом збільшення пропускну здатність мереж абонентського доступу залишатиметься технологія асиметричної цифровий абонентської лінії ADSL, використовує як середовище передачі традиційну мідну абонентську пару і водночас зберігає вже послуги як аналогового телефону чи основного доступу до ISDN. Реалізація цього стратегічного напрями еволюції мереж абонентського доступу залежить від конкретних умов існуючої мережі абонентського доступу кожної країни й визначається кожним оператором зв’язки України із урахуванням цих конкретних умов. Зрозуміло, що розмаїтість місцевих умов визначає велика кількість можливих способів міграції існуючої мережі абонентського доступу до технології ADSL.

Телекомунікаційні технології безупинно вдосконалюються, швидко адаптуючись до нових вимог й умовам. Ще нещодавно основним і єдиним способом абонентського доступу до послуг мережі - й у першу чергу до послуг Інтернету був аналоговий модем. Однак скоєні аналогові модеми — модем, зрозумілу вимогам рекомендації ITU-T V.34, з потенційної швидкістю передачі до 33,6 Кбіт/с, і навіть модем наступного покоління задовольняє вимогам рекомендації V.90 ITU-T, з потенційної швидкістю передачі 56 Кбіт/с мало можуть забезпечити ефективнішої роботи користувача у мережі Интернет.

Отже, різке збільшення швидкості доступу до мережним послуг, й у першу чергу до послуг Інтернет є критично важливим. Однією з методів вирішення цього завдання є застосування сімейства технологій високошвидкісної абонентської лінії xDSL. Ці технології забезпечують високу пропускну спроможність мережі абонентського доступу, основний елемент якої є скручена мідна пара місцевої абонентської телефонної мережі. Хоча кожна гілка технологій xDSL займає власний простір в телекомунікаційної мережі, тим щонайменше незаперечно, що технології асиметричної цифровий високошвидкісної абонентської лінії ADSL і сверхвысокоскоростной цифровий абонентської лінії VDSL представляють найбільше зацікавлення й у провайдерів телекомунікаційних послуг, й у виробників устаткування, й у користувачів. І це випадково — технологія ADSL з’явилася як засіб надання користувачеві широкого набору телекомунікаційних послуг, включаючи насамперед високошвидкісної доступом до Інтернету. Натомість, технологія VDSL здатна надати користувачеві настільки широку пропускну спроможність, що дозволяє йому отримання доступу практично до будь-якої широкосмугової мережевий послузі як і найближчому, і у віддаленому майбутньому, але вже в доти чисто мідної, а змішаної, медно-оптической мережі доступу. Тим самим було обидві ці технології забезпечать еволюційний шлях впровадження оптичного волокна до мережі абонентського доступу, захистивши найефективнішим чином минулі інвестиції операторів місцевих мереж. Отже, ADSL можна як самий багатообіцяючий член сімейства технологій xDSL, наступником якого «буде технологія VDSL.

Хоча ключовою ідеєю міграції способів надання мережевих послуг з допомогою технологій xDSL, є перехід від аналогової телефонної мережі загального користування спочатку до ADSL (та був, за необхідності, до VDSL), але це виключає застосування до тієї самі цілі як проміжних етапів та інших типів технологій xDSL. Наприклад, збільшення пропускну здатність абонентської лінії можна використовувати технології IDSL і HDSL.

Від аналогового модему до ADSL.

Найбільш распространённым сценарієм міграції для доступу до послуг Інтернету безумовно, є перехід від вихідної мережі доступу з допомогою аналогових модемів ТфОП до цільової мережі доступу з допомогою модемів ADSL.

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line — асиметрична цифрова абонентська лінія). Ця технологія є асиметричної Така асиметрія, разом із станом «постійно встановленого сполуки «(коли виключається необхідність щоразу набирати телефонний номер й уміє чекати установки сполуки), робить технологію ADSL ідеальної в організацію доступу у мережу Інтернет, доступу до локальних мереж (ЛВС) тощо. При організації таких сполук користувачі зазвичай отримують набагато більший обсяг інформації, ніж передають. Технологія ADSL забезпечує швидкість «спадного «потоку даних не більше від 1,5 Мбіт/с до 8 Мбіт/с і швидкість «вранішнього «потоку даних від 640 Кбіт/с до $ 1,5 Мбіт/с. ADSL технологія дозволяє без істотних витрат зберегти традиційний сервіс і подати додаткові послуги, серед которых:

* збереження традиційного телефонного сервиса,.

* високошвидкісна передача даних із швидкістю до 8 Мбит/ до користувача послуги і по 1,5 Мбіт/с — від него,.

* високошвидкісної доступ в Интернет,.

* передача одного телевізійного каналу з великим якістю, видео-по-запросу,.

* дистанційне обучение.

У порівняні з альтернативними кабельними модемами і волоконно-оптичних лініями найголовніша перевага ADSL у тому, що з неї використовується вже наявний телефонний кабель. На кінчиках діючої телефонній лінії встановлюються частотні роздільники (деякі використовують кальку з англійської сплиттер) — одного АТС і в абонента. До абонентському разделителю підключаються звичайний аналоговий телефон і ADSL модем, який змінюється залежно від виконання може виконувати функції маршрутизатора чи мосту між локальної мережею абонента і прикордонним маршрутизатором провайдера. У цьому робота модему абсолютно корисно використанню звичайного телефонного зв’язку, що є незалежно від цього функціонує чи ні ADSL линия.

Нині є дві модифікації технології ADSL: так звана повномасштабна ADSL, яку називають просто ADSL, й дуже звана «легка «версія ADSL, яку називають «ADSL G. Lite ». Обидві версії ADSL нині регламентовані рекомендаціями МСЭ-Т G.992.1 і G.992.2 соответственно.

Концепція повномасштабної ADSL спочатку народилася як спроба конкурентного відповіді операторів місцевих телефонних мереж операторам кабельного телевізійного мовлення (КТБ). З часу появи технології ADSL минуло майже 7 років, проте досі вона отримала масового практичного застосування. Вже процесі вироблення повномасштабної ADSL і першої спроби її впровадження з’ясувався низку чинників, які вимагали корекції початкової концепции.

Основні з цих факторів є следующие.

• Зміна основного цільового застосування ADSL: нині основними видами широкосмугового абонентського доступу вже є не надання послуг КТБ, а організація широкосмугового доступу до Інтернету. Аби вирішити нової завдання предосить 20% максимальної пропускну здатність повномасштабної ADSL, який відповідає швидкість спадного потоку (від мережі до абонента) 8,192 Мбіт/с і швидкості вранішнього потоку (від абонента до неї) 768 Кбит/с.

• Неготовність Інтернету надання послуг повномасштабної ADSL. Річ у тім, що саме система ADSL є лише частиною мережі широкосмугового доступу до мережним послуг. Вже перші досліди впровадження ADSL у реальні мережі доступу показали, що сьогоднішня інфраструктура Інтернету неспроможна підтримувати швидкості передачі вище 300…400 Кбіт/с. Хоча магістральний ділянку мережі доступу до Інтернету зазвичай виконується на оптичному кабелі, проте ця мережа, інші елементи мережі доступу до Інтернетутакі, як маршрутизатори, сервери і РС, зокрема й особливості трафіку Інтернет, визначають реальну пропускну спроможність цієї мережі. Тому застосування повномасштабної ADSL на існуючої мережі мало розв’язує проблеми широкосмугового абонентського доступу, а й просто переміщає її з абонентського ділянки мережі в магістральну мережу, загострюючи проблеми інфраструктури мережі. Тож впровадження повномасштабної ADSL зажадає значного збільшення пропускну здатність магістрального ділянки Інтернету, і, отже, істотних додаткових затрат.

• Висока вартість устаткування й послуг: для широкого розгортання технології необхідно, щоб вартість абонентської лінії ADSL була більшою 500 $; існуючі ціни істотно перевищують цю величину. Тому реально використовуються всі інші продукти xDSL й у першу чергу модифікації HDSL (типу многоскоростной MSDSL) з пропускною здатністю 2 Мбіт/с за однією мідної паре.

• Необхідність модернізації інфраструктури існуючої мережі доступу: концепція повномасштабної ADSL вимагає застосування спеціальних розділювальних фільтрів — про сплиттеров (splitter «p.s), поділяючих низькочастотні сигнали аналогового телефону чи основного доступу BRI ISDN і високочастотні сигнали широкосмугового доступу як у приміщенні АТС, і у приміщенні користувача. Ця операція вимагає значних трудовитрат, особливо у кросі АТС, де закінчуються тисячі абонентських линий.

• Проблема електромагнітну сумісність, яка полягає у недостатній вивченості впливу повномасштабної ADSL інші високошвидкісні цифрові системи передачі (зокрема та певного типу xDSL), працюючі паралельно у тому кабеле.

• Велика споживана міць і зайнята площа: існуючі модеми ADSL крім високу вартість, вимагають ще чимало місця та витрачають значну потужність (до 8 Вт на модем ADSL в активному стані). Щоб технологія ADSL виявилася прийнятною розміщувати на комутаційної станції, необхідно зниження споживаної потужності і підвищення щільності портов.

• Асиметричний режим роботи повномасштабної ADSL: при постійної пропускну здатність лінії ADSL якого є на заваді деяких додатків, потребують симетричного режиму передачі - наприклад, відеоконференцій, і навіть в організацію роботи деяких користувачів, мають власні сервери Інтернет. Тому необхідна адаптивна ADSL, здатна працюватиме, як в асиметричному, і у симетричному режиме.

• Апаратне і забезпечення приміщення користувача, як показали випробування, є також вузьким місцем систем ADSL., Проведенное тестування показало, наприклад, що популярні програми — браузери Web і платформи апаратного забезпечення PC можуть обмежувати пропускну спроможність PC величиною 600 Кбіт/с. Отже, до повного використання високошвидкісних сполук ADSL необхідні поліпшення клієнтського апаратного та програмного забезпечення пользователя.

Перелічені проблеми повномасштабної ADSL ініціювали поява її «легенів «варіанта, яким вже є згадувана ADSL G.Lite.Приведём найважливіші особливості цієї технологии.

• Основне призначення G. Lite — швидкий доступ в Интернет.

• Можливість роботи, як в асиметричному, і симетричному режимах: в асиметричному режимі при швидкості передачі до 1536 Кбіт/с в низхідному напрямі (від мережі до абонента) і по 512 Кбіт/с в висхідному напрямі (від абонента до неї); в симетричному режимі - до 256 Кбіт/с у кожному напрямі передачі. У обох режимах завдяки використанню коду DMT забезпечується автоматична підстроювання швидкості передачі сходами по 32 Кбіт/с залежно від довжини лінії потужності помех.

• Спрощення процесу встановлення і настройки модемів ADSL G. Lite шляхом відмовитися від використання розділювальних фільтрів (сплиттеров) у приміщенні користувача, що дозволяє виконувати ці процедури самому користувачеві. У цьому непотрібен заміни внутрішньої проводки у приміщенні користувача. Проте, як свідчать результати випробувань, можна зробити який завжди. Ефективної мірою захисту широкосмугового каналу передачі від сигналів імпульсного набору номери і вызывных сигналів є налаштованість спеціальних микрофильтров просто у телефонної розетке.

• Реалізовані довжини ліній ADSL G. Lite дозволяють забезпечити високошвидкісним доступом до Інтернету переважна більшість користувачів домашнього сектора.

Слід зазначити, що багатьма виробниками устаткування ADSL обрано концепція устаткування ADSL, підтримує як режим роботи полноскоростной ADSL, і режим ADSL G.Lite.

Передбачається, що устаткування ADSL G. Lite різко активізує ринок пристроїв широкосмугового доступу до послуг Інтернет. Великою є можливість те, що він займе нішу широкосмугового доступу до мережним послуг користувачів домашнього сектора.

Поява проміжної щаблі ADSL як ADSL G. Lite створює можливість плавного переходу від аналогових модемів до широкосмугового доступу — спочатку до Інтернету з допомогою G. Lite, та був до мультимедійним послуг з допомогою повномасштабної ADSL.

Міграція від аналогового модему до котроїсь із модифікацій ADSL вигідна провайдеру послуг, оскільки виклики підвищеної тривалості, якими є звернення користувача у мережу Інтернет, направляють у обхід коммутируемой телефонної мережі загального користування. Якщо провайдером послуг є традиційний оператор місцевої мережі, цей сценарій дає йому ще одне додаткове (але з менш важлива) перевагу, оскільки зайвими дорогої модернізації комутатори існуючої телефонної мережі в комутатор ISDN, який знадобився для збільшення швидкості доступу до послуг Інтернету при варіанті міграції від послуг телефонної мережі загального користування до послуг мережі ISDN. Настільки значні додаткові інвестиції під час переходу від аналогової ТфОП до ISDN пояснюються тим, що вона є мережевий концепцією зі своїм дуже сильним багаторівневим стеком протоколів. Тож зазначеної модернізації потрібні значні зміни апаратного та програмного забезпечення цифровий комутаційної станції ТфОП. У той самий час модем ADSL є просто високошвидкісної модем, на підтримку якого використовуються стандартні протоколи мережі передачі, що базується на передачі пакетів чи осередків АТМ. Це значно скорочує складність доступу до Інтернету і, отже, необхідні инвестиции.

З іншого боку, з погляду користувачів Інтернету, операторів сіті й провайдерів послуг Інтернет має більший сенс прямий перехід від модему ТфОП немає модему ISDN, а безпосередньо до модему ADSL. За максимальної пропускну здатність вузькосмуговій ISDN, рівної 128 Кбіт/с (що відповідає об'єднання двох У — каналів основного доступу ISDN), перехід до ISDN дає збільшення швидкості доступу проти мережею ТфОП потенційно трохи більше, ніж у 4 рази, й вимагає при цьому значних інвестицій. Тому проміжний етап переходу від ТфОП до ISDN як ефективним засобом доступу до Інтернету практично утрачає будь-який сенс. Зрозуміло, це належить до тих регіонів, де вже місце широке впровадження ISDN. Тут, природно, визначального чинника є захист зроблених инвестиций.

Отже, основними стимулами аналізованого способу міграції мережі доступу являются:

• Величезне збільшення швидкості доступу до послуг мережі Интернет.

• Збереження аналогового телефону чи основного доступу до ISDN (BRI ISDN).

• Переміщення трафіку Інтернет із електромережі ТфОП до мережі IP чи АТМ.

• Відсутність необхідності модернізації комутатори ТфОП в комутатор ISDN.

Якщо основним стимулом міграції від аналогового модему до модему ADSL є високошвидкісної доступом до Інтернету, та найбільш доцільним способом реалізації цієї послуги можна вважати виконання удалённого термінала ADSL, званого ATU-R, у вигляді плати самого персонального комп’ютера (ПК). Це загальну складність модему і усуває проблеми внутрішньої проводки (від модему до ПК) у приміщенні користувача. Проте оператори телефонної мережі звичайно бажають здавати у найм модем ADSL, якщо він внутрішньої платою ПК, оскільки хочуть бути відповідальними за можливе ушкодження ПК. Тому популярнішими поки отримали вилучені термінали ATU-R як окремого блоку, званого зовнішнім модемом ADSL. Зовнішній модем ADSL підключається на порт ЛВС (10BaseT) або до послідовному порту (універсальної послідовної шині USB) комп’ютера. Ця конструкція є складної, оскільки він має потребу місця та окремого харчування. Але така модем ADSL то, можливо куплений абонентом місцевого телефонного сіті й запущено у роботу користувачем ПК самостійно. З іншого боку, зовнішній модем може підключатися немає ПК, а до концентратору чи маршрутизатору ЛВС у випадках, коли користувач має низку компьютеров.

Така ж ситуація є типовою для організацій, бізнес центрів — і житлових комплексов.

Міграція до ADSL за наявності у мережі доступу ЦСПАЛ.

Попередній сценарій міграції вимагає наявності безупинної фізичної мідної пари між приміщенням місцевої АТС і приміщенням користувача. Така ситуація більш типова для країн зі порівняно слаборозвиненою телекомунікаційної мережею, куди входить і Росія. У країнах із розвиненою телекомунікаційної мережею на абонентської телефонної мережі збільшення перекрываемых відстаней широко застосовуються цифрові абонентські системи передачі (ЦСПАЛ) переважно з допомогою апаратури первинних цифрових систем передачі плезиохронной ієрархій (Е1). Наприклад, в початку 90-х приблизно 15% всіх абонентських ліній обслуговувалось з допомогою ЦСПАЛ (США вони називаються Digital Local Carrier — DLC), надалі передбачається збільшення його сумарною ёмкости до 45% від загальної кількості абонентських ліній. Нині будуються дуже надійні мережі абонентського доступу, у яких використовується комбінована медно-оптическая середовище передачі й захищені кільцеві структури із застосуванням апаратури синхронної цифровий ієрархії SDH.

Сучасні ЦСПАЛ як мультиплексируют сигнали певної кількості абонентів у цифровій потік, рухаючись з двох симетричним парам, а й можуть виконувати також функції концентрації навантаження (2:1 чи більше), що дозволяє знизити навантаження на комутаційні станції. У цьому один оконечный термінал ЦСПАЛ розміщається у приміщенні АТС, а інший — в проміжному пункті між АТС і приміщенням користувача. Тому індивідуальна фізична абонентська лінія є тільки між приміщенням користувача і удалённым терміналом ЦСПАЛ. Тому мультиплексер доступу ADSL (DSLAM — DSL access multiplexor) та її складова частина — станційний термінал ADSL ATU-С потрібно розміщувати не так на АТС, а місці установки удалённого термінала (RDT). У цьому в організацію систем ADSL використовуються такі технічні решения:

• Удалённый DSLAM, який розміщається в окремому контейнері поблизу контейнера з RDT і вміщує обслуговування значної частини користувачів (зазвичай від 60 до 100 ліній ADSL). І тут непотрібен спеціальної системи управління і обслуговування, бо я вживаю систему управління настроюванням і контролі стану ліній ADSL типового DSLAM, установлюваного у приміщенні АТС. Такий DSLAM може працювати практично із будь-яким обладнанням ЦСПАЛ, оскільки є абсолютно автономним устаткуванням; DSLAM просто відокремлює трафік ТфОП від трафіку власне лінії ADSL і передає їх у устаткування ЦСПАЛ в аналогової формі. Разом про те, таке рішення є дуже дорогим: оскільки устаткування DSLAM автономно, то необхідні серйозні настановні і монтажні роботи, організація електроживлення устаткування й багато іншого; тому це рішення доцільно лише за великому числі користувачів ЦСПАЛ.

• Лінійні плати ADSL, вбудовані в апаратуру ЦСПАЛ. У цьому використовуються вільні місця у платах устаткування ЦСПАЛ, размещаемом в контейнері RDT, причому можливі два варианта:

а) устаткування ЦСПАЛ використовується лише розміщення акцій і механічної захисту плат ADSL, проте сполуки виконуються з допомогою кабелів, що типово традиційних ЦСП;

б) лінійна плата ADSL є частиною апаратури ЦСПАЛ і інтегрована до останньої. Цей другий спосіб зазвичай використовують у нове покоління апаратури ЦСПАЛ і дозволяє виключити необхідність виконання будь-яких монтажних робіт у блоці ЦСПАЛ.

• Удалённый мультиплексер доступу (RAM — remote access multiplexor), який виконує самі функції, як і DSLAM. Відрізняється від DSLAM тим, що інтегрований в існуючу інфраструктуру ЦСПАЛ і вимагає пов’язану зі значними витратами модернізації існуючої інфраструктури мережі абонентського доступу. Застосування RAM універсальний, оскільки забезпечує можливість спільної з будь-яким типом апаратури ЦСПАЛ. Зазвичай блоки RAM мають малі габарити і може будуть показані у існуючих контейнерах з устаткуванням RDT. Основною проблемою відомих у час RAM був частиною їхнього недостатня масштабируемость.

Від ISDN до ADSL.

У 90-х роках як способу швидшого доступу до Інтернету там, де це можливо, стали широко використовуватися лінії ISDN. Згодом, коли пропускну здатність ISDN виявиться недостатньою, природним рішенням буде «доповнення «абонентської лінії ISDN високошвидкісним каналом ADSL. Як у разі зі звичайними аналоговими лініями, такий спосіб, званий «ISDN нижче ADSL «(«ISDN under ADSL »), передбачає використання фільтрів для поділ сигналів ADSL і ISDN.

Таке рішення особливо привабливо тим, що його мало не викликає ніяких проблеми з виконанням стандартів вузькосмуговій ISDN і, отже, у реалізації способу переходу від ISDN до ADSL. Тому цей спосіб еволюції буде особливо популярний у країнах, де широко укоренилася узкополосная ISDN, причому найімовірніше переважатиме перехід від ISDN до повномасштабної ADSL.

Від HDSL до ADSL.

Технологія симетричній цифровий абонентської лінії HDSL (High Bit-Rate Digital Subscriber Line — високошвидкісна цифрова абонентська лінія) безумовно, є самої зрілої і найбільш дешевою з технологій xDSL. Вона як ефективна альтернатива застарілої апаратурі первинних ЦСП Е1 від використання на з'єднувальних лініях місцевих мереж, соціальній та ролі первинного доступу до ISDN (PRA ISDN). Завдяки широкого використання HDSL найрізноманітніших регіонах світу добре відпра-цьовані процедури розгортання таких систем, їх експлуатаційного обслуговування і тестування; добре відомі й високу якість параметрів та висока надійність систем HDSL. Тому оператори зв’язку й провайдери мережевих послуг охоче використовують устаткування HDSL для високошвидкісного доступу до Інтернету. Проте найчастіше застосування HDSL у мережі абонентського доступу вимагає застосування по крайнього заходу двох мідних пар, що вона практично який завжди можливо. А використання в організацію лінії HDSL лише однієї пари істотно скорочує перекрываемые відстані. З іншого боку, в устаткуванні HDSL не передбачена можливість організації аналогового телефону, що використання цієї мети додаткової абонентської пари. Отже, наявні істотні чинники, стимулюючі доцільність переходу від HDSL до ADSL. Під час такої міграції різко зростає пропускну здатність мережі доступу в низхідному напрямі (тобто. від мережі до абонента), достатньо лише однієї пари з’являється можливість організації аналогового телефону. Проте, за подібного сценарію міграції виникатимуть проблеми. Так, пропускну здатність мережі доступу ADSL в висхідному напрямі (тобто. від абонента до неї), зазвичай, менше, ніж відповідна пропускну здатність пропускну здатність HDSL.

Від IDSL до ADSL.

Однією з модифікацій технологій xDSL є так звана технологія IDSL, має повнішу абревіатуру «ISDN DSL » .

IDSL (ISDN Digital Subscriber Line — цифрова абонентська лінія IDSN).

Ця технологія з’явилася як адекватну відповідь виробників устаткування й провайдерів Інтернету на проблеми, пов’язані з перевантаженням коммутируемой мережі ISDN трафіком користувачів Інтернету і недостатньою багатьом користувачів швидкістю доступу до Інтернету з допомогою аналогових модемів. Технологія IDSL передбачає просто формування цифрового тракту «точка-точка «з пропускною здатністю 128 Кбіт/с з урахуванням формату основного доступу BRI ISDN шляхом об'єднання двох основних B-каналов по 64 Кбіт/с кожен; у своїй передбачений в форматі BRI ISDN допоміжний D-канал немає, тобто., тракт IDSL має структуру типу «128+0 «Кбіт/с. IDSL використовує стандартні мікросхеми цифровий абонентської лінії ISDN (так званий U-интерфейс). Проте, на відміну U-интерфейса ISDN, устаткування IDSL підключається до Інтернету не через комутатор ТфОП чи ISDN, а ще через маршрутизатор. Тому технологія IDSL використовується лише передачі не може надавати мовні послуги коммутируемых ТфОП чи ISDN. Найпривабливішими властивостями IDSL є зрілість технології ISDN, дешевизна мікросхем U-интерфейса ISDN, простота інсталяції і технічного обслуговування проти інсталяцією і технічним обслуговуванням стандартної ISDN (оскільки IDSL працює у обхід комутаційної станції ISDN), і навіть зокрема можливість використання стандартного вимірювального устаткування ISDN. З іншого боку, оператори зв’язку й провайдери послуг Інтернет, развёртывающие ISDN, зазвичай, чудово обізнаний із останньої; тому то проблеми нема, що з плануванням і технічним обслуговуванням ліній IDSL. Основним спонукальним стимулом міграції від IDSL до ADSL є забезпечення швидшого доступу до Інтернету проти аналоговим модемом. Слід проте враховувати, що час використання IDSL для доступу до Інтернету необхідна друга абонентська лінія для доступу до ТфОП. Перехід до технології ADSL, зберігає можливість абонентського доступу до коммутируемой телефонної мережі (а потреби і до Інтернету), дозволяє користувачеві обмежитися лише однієї абонентської лінією, що вигідно як останньому, а й оператору связи.

SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line — симетрична цифрова абонентська лінія). Так само як й технологія HDSL, технологія SDSL забезпечує симметричную передачу даних із швидкостями, відповідними швидкостям лінії Т1/Е1, та заодно технологія SDSL має дві важливих відмінності. По-перше, використовується лише одне вита пара дротів, а по-друге, максимальне відстань передачі обмежена 3 км. Технологія забезпечує необхідних представників бізнесу про переваги: високошвидкісної доступ у мережу Інтернет, організація багатоканальної телефонному зв’язку (технологія VoDSL) тощо. А до того подсемейству слід вважати і MSDSL (Multi-speed SDSL) технологію, що дозволяє змінювати швидкість передачі задля досягнення оптимальної дальності і наоборот.

SDSL можна охарактеризувати як і HDSL. Щоправда вона дозволяє пройти менше відстань, ніж HDSL, зате можна заощадити другого парі. Найчастіше офіс користувача виявляється з відривом трохи більше 3-х кілометрів від точки присутності оператора і тоді ця технологія має явну перевагу по сранению з HDSL за співвідношенням ціна/якість послуги на її користувача. Варіант MSDSL дозволяє, у разі невідь що хорошого стану кабелю, пройти теж відстань, але з не меншою швидкістю, при цьому повні 2 Мбіт/с необхідні не всім клієнтам і часто-густо досить 256 і навіть 128 кбит/с.

Як ще однієї модифікації SDSL використовується устаткування HDSL2, яке є усовершенствованый варіант HDSL із більш ефективного лінійного коду передачи.

Можливості власної еволюції ADSL від доступу до Інтернету до надання повного набору мережевих услуг.

Розглянуті способи міграції широкосмугового доступу стосуються нижнього, фізичного рівня багаторівневої телекомунікаційної моделі, оскільки самі технології xDSL є сутнісно технологіями саме фізичного рівня. Так само цікаві шляху власної еволюції ADSL від доступу до Інтернету до надання повного набору мережевих послуг. Під повний набір мережевих послуг усвідомимо насамперед послуги мультимедіа і інтерактивне видео.

Нині приблизно 85% загального обсягу широкосмугових послуг становить доступом до Інтернет, і лише 15% доступом до послуг мультимедіа і інтерактивному телебаченню. Тому першим етапом широкосмугового доступу буде зацікавлений у переважній більшості випадків доступом до мережі Интернет.

Стратегія надання широкосмугових послуг у час досить повно подана розвиненою МСЭ-Т концепцією широкосмугової мережі з інтеграцією послуг ISDN, коротко званої B-ISDN. Як ключового елемента мережі B-ISDN обраний метод асинхронної передачі (АТМ), основу якого концепція оптимального використання смуги пропускання каналу передачі різнорідного трафіку (промови, зображень і передачею даних). Тому технологія АТМ претендує в ролі універсального і гнучкого транспорту, що є підвалинами побудови інших сетей.

АТМ, як всяка революційна технологія, створювалася без обліку те, що в існуючі технології зроблено великі на інвестиції та ніхто відмовитися від старого добротно працюючого устаткування, навіть якщо з’явилися нові досконаліший. Тому метод АТМ насамперед з’явився і в територіальних мережах, де вартість комутаторів АТМ порівняно з вартістю самої транспортної мережі порівняно невелика. Для ЛВС ж заміна комутаторів і мережевих адаптерів практично рівносильна повної заміну обладнання сіті й перехід на АТМ може бути лише дуже серйозними причинами. Вочевидь, що значно привабливою (а, мабуть, та більш реальною) виглядає концепція поступового впровадження АТМ в існуючу мережу користувача. Принципово АТМ дозволяє безпосередньо переносити повідомлення протоколів прикладного рівня, але частіше використовують як транспорт для протоколів канального і мережевого рівнів мереж, які є мережами АТМ (Ethernet, IP, Frame Relay і др.).

Технологія АТМ рекомендована нині як Форумом ADSL, і ITU-T й у устаткування самої лінії ADSL (тобто., модему вузла доступу ATU-C і удалённого модему у приміщенні користувача ATU-R). Це насамперед тим, що став саме АТМ є стандартом мережі широкосмугового доступу B-ISDN.

У той самий час переважна більшість серверів і користувальницького устаткування Інтернету підтримують протоколи TCP/IP і Ethernet. Тому, за перехід до технології АТМ необхідно максимально використовувати стік вже існуючих протоколів TCP/IP як основне інструмента широкосмугового доступу до Інтернету. Ідеться як транспортного та мережевого рівня TCP/IP, а й канального рівня. Сказане першу чергу належить до протоколу (а точніше, до стеку протоколів) РРР («Point to point protocol »), що є протоколом канального рівня стека протоколів TCP/IP і регламентує процедури передачі кадрів інформації з послідовним каналам связи.

Протокол РРР нині широко використовується мережними провайдерами для доступу до послуг Інтернет зі допомогою аналогових модемів і відданість забезпечує можливість управління так званими ААА-функциями — Authentication (аутентифікації, тобто., процесу ідентифікації користувача); Authorization (авторизації, тобто., права доступу до конкретних послуг); Accounting (обліку ресурсів, зокрема й тарифікацію послуг). За виконання всіх зазначених функцій протокол гарантує також необхідну захист інформації. Так само важливим для провайдера Інтернет є можливість динамічного розподілу обмеженої кількості IP-адрес у його клієнтів. Ця функція також підтримується протоколом РРР. Отже, й у провайдера Інтернет, й у користувача дуже важливо збереження протоколу РРР при широкосмуговий доступ до Інтернету через лінію ADSL з допомогою методу АТМ.

Крім розглянутої методу роботи мережі ADSL з допомогою технології ATM, який коротко називають «РРР поверх АТМ », існує низка інших: «Класичний IP поверх АТМ «(«Classical IP and ARP over ATM «чи IPOA), розроблена Форумом АТМ специфікація «Эмуляция локальних мереж «(LAN emulation чи LANE), нова специфікація Форуму АТМ «Multiprotocol Over ATM «(чи MPOA).

Хоча стандарт АТМ визнаний як найперспективнішого універсального стандарту передачі різнорідною інформації (промови, відеота даних), однак він не не містить недоліків, основною з яких є складний і тривалий процес настройки постійного віртуального каналу PVC.

Нині найпопулярнішим протоколом передачі, й у першу чергу для додатків Інтернет, є стік протоколів TCP/IP. У зв’язку з появою технології АТМ виникає запитання: «Не відмовитися цілком від TCP/IP і взяти на озброєння лише АТМ? «Життя показала, що найправильніше — об'єднати гідності цих двох технологий.

Тож у ролі інструмента міграції технології ADSL від доступу до Інтернету до надання повного набору мережевих послуг Форумом ADSL розглядається як метод АТМ, а й стандарт TCP/IP. Це дуже відповідає інтересам як операторів зв’язку, і користувачів з урахуванням великого розмаїття місцевих умов мереж доступа.

Від ADSL до VDSL.

В міру зростання потреб користувача у збільшенні пропускну здатність суто мідні мережі абонентського доступу будуть дедалі більше мігрувати до комбінованим медно-оптическим мереж, відомим під загальним назвою FITL (Fiber In The Loop). Із наближенням оптичного волокна у цій комбінованої мережі до приміщення користувача її мідному ділянці може бути затребуваною технологія VDSL, яка прийде змінюють ADSL.

VDSL (Very High Bit-Rate Digital Subscriber Line — надвисокошвидкісна цифрова абонентська лінія). Технологія VDSL є найбільш високошвидкісної технологією xDSL. У ассиметричном варіанті вона забезпечує швидкість передачі «низхідного «потоку не більше від 13 до 52 Мбіт/с, а швидкість передачі «вранішнього «потоку не більше від 1,6 до 6,4 Мбіт/с, а симетричному варіанті не більше від 13 до 26 Мбіт/с, причому за однією кручений парі телефонних дротів. Технологія VDSL може розглядатися як економічно ефективна альтернатива прокладанню волоконно-оптичного кабелю до кінцевого користувача. Проте, максимальне відстань передачі з цією технології становить від 300 м при швидкістю 52 Мбіт/с і по 1,5 км — при швидкості до 13 Мбіт/с. Технологія VDSL можна використовувати з тими самими цілями, як і ADSL; ще, вони можуть використовуватися передачі сигналів телебачення високої чіткості (HDTV), видео-по-запросу і т.п.

Наше відставання у розвитку мереж передачі зіграло позитивну роль — оператори ще не встигли вкласти суттєві кошти у спорядження коммутируемых мереж вузькосмуговій ISDN, соціальній та розвиток абонентських ділянок мереж передачі з урахуванням устаткування HDSL і IDSL.

З вищевикладеного ясно, що у російських умовах найбільшого поширення отримає сценарій еволюції мереж проводового абонентського доступу від аналогового модему до ADSL. Вже сьогодні попит послуги високошвидкісного доступу до Інтернету виріс настільки, що є сенс по крайнього заходу розпочати опрацювання економічних пріоритетів і технічних питань розгортання мереж абонентського доступу з урахуванням xDSL технологий.

Отже, кожна технологія з сімейства xDSL технологій, з успіхом вирішує завдання, на вирішення якої вона розроблялася, ну, а дві їх — ADSL і VDSL — дозволяють операторів телефонного зв’язку надавати нові види сервісу, а існуюча телефонна мережа має реальні перспективи стати мережею які з набором послуг. Що ж до самих операторів, то швидше за все згодом залишаться ті, зможуть надати користувачеві максимальний набір услуг.

Підключення абонентів з допомогою оптоволокна.

Апаратура для підключення абонентів з допомогою оптичного кабелю отримала стала вельми поширеною країнах Європи та. Переваги цього рішення очевидні: високі надійність, якість передачі, і навіть пропускну здатність, отже, практично нелімітована швидкість по інтерфейсу користувача. На жаль, таке рішення має й недоліки. По-перше, час, необхідне прокладки кабелю й отримання усіх дозволів можна досить значним, що знижує темпи окупності капіталовкладень. По-друге, застосування оптоволокна то, можливо економічно виправдано лише за підключенні значної частини сконцентрованих щодо одного місці, наприклад, у районах масової забудови чи офісних будинках, абонентів. У районах, де щільність абонентів невисока, ресурси оптичного кабелю використовуються тільки 5 —10%, тому економічно вигідніше ущільнити існуючу кабельну мережу або використати бодай радиодоступ.

Зараз оптоволокно широко застосовується замість багатожильних телефонних кабелів дільниці між телефонним комутатором (АТС) і віддаленим концентратором, якого підключаються, наприклад, телефони, встановлених у квартирах багатоповерхівки чи навіть кількох будинків. Апаратура, реалізує мультиплексирование/демультиплексирование ліній індивідуального підключення абонентів, отримав назву Digital Loop Carrier (DLC), що можна перекласти як «цифрова система концентрації телефонних ліній». Синтезують такі США, Західної Європи, Азії (AFC, SAT, Siemens та інших). Кілька підприємств готуються до випуску DLC й у России.

По архітектурі устаткування DLC є мультиплексер з урахуванням тимчасового поділу каналів з різними користувальницькими інтерфейсами і лінійним інтерфейсом для безпосереднього підключення до оптоволокну. Отже, забезпечується об'єднання безлічі абонентських ліній до одного високошвидкісної цифровий потік, що надходить на АТС (вузол мережі) по оптичного кабелю.

Набір користувальних інтерфейсів зазвичай включає у собі аналоговий абонентський двухпроводной інтерфейс (звичайне телефонне), аналоговий інтерфейс з сигналізацією Е&М, цифровий інтерфейс (V.24 чи V.35), інтерфейс ISDN.

Станційні інтерфейси передбачають підключення до аналоговим АТС (по абонентському двухпроводному стику чи інтерфейсу Е&М), цифровим АТС (по стику Е1 з сигналізацією V.51 чи стику ЄЗ з сигналізацією V.52). Природно, передбачається та під'єднання по інтерфейсу ISDN і цифровому інтерфейсу V.24/V.35 (для підключення до неї передачі данных).

Лінійні інтерфейси сучасної апаратури DLC може бути розбитий сталася на кілька групп.

Оптичний інтерфейс необхідний безпосереднього підключення до оптичним волокном (лінійна швидкість зазвичай, у межах від 34 до 155 Мбіт/с). Наприклад, у системі NATEKS 1100Е швидкість становить 49,152 Мбіт/с, приймання і передача ведуться роздільно з двох волокнам, довжина хвилі лазерного випромінювача 1310 нм.

Електричний інтерфейс — від Е1 (2 Мбіт/с) до ЄЗ (34 Мбіт/с) -дозволяє підключатися до високошвидкісним мереж, які забезпечують прозору передачу цифрових потоків (наприклад, до неї SDH). Електричний інтерфейс дає підстави підключати апаратуру через тракти HDSL чи радіорелейні лінії, але в невеликих відстанях (до 1 км по Е1) з'єднувати елементи системи непосредственно.

Список використаної литературы.

1. M. Mouly, M.B.Pautet. The GSM System for Mobile Communications. 1992.

2. Ю. О. Громаков. Стільникові системи рухомий радіозв'язку. Технології електронних комунікацій. Том 48. «Эко-Трендз ». Москва. 1994.

3. A. Mehrotra. Cellular Radio: Analog and Digital Systems. Artech House, Boston-London. 1994.

4. Ю. О. Громаков. Структура TDMA кадрів і формування сигналів у стандарті GSM. «Электросвязь ». N 10. 1993. з. 9−12.

5. W. Heger. GSM vs. CDMA. GSM Global System for Mobile Communications. Proceedings of the GSM Promotion Seminar 1994 GSM MoU Group in Cooperation with ETSI GSM Members. 15 December 1994.

6. Матеріали сайтов:

internet.

internet.

internet.