Výsledky výzkumu a další informace nejen
z oblasti přístupových telekomunikačních sítí.
Access server ISSN 1214-9675
Server vznikl za podpory Grantové agentury ČR.
17. ročník
Dnešní datum: 24. 02. 2019  Hlavní stránka | Seznam rubrik | Ke stažení | Odkazy  

Doporučujeme
Knihu o FTTx

Matlab server - on-line výpočty a simulace

E-learning - on-line kurzy

Trainingpoint - školení z oblasti TELCO a ICT

Kontakt
KTT FEL ČVUT
Napište nám

Redakční rada - pokyny pro autory a recenzenty

Copyright

Bezdrátový přístup

* Radiové prostředky v přístupových sítích

Vydáno dne 28. 07. 2004 (5243 přečtení)

Základní rozdělení a přehled nejčastěji se vyskytujících druhů systémů využívajících radiových signálů.

Radiové systémy mohou doplňovat kabelové přístupové prostředky tam, kde je to výhodné, nebo se pomocí nich vytváří mobilní sítě s celým portfoliem služeb. Nejekonomičtějšího uplatnění dosahují zejména v těžko přístupných oblastech a v oblastech s řídkým osídlením, kde se nevyplatí budovat kabelové rozvody. Díky rychlosti, se kterou lze radiové prostředky nasadit do provozu, se dají využít přechodně tam, kde zákazník potřebuje připojit ihned.

 

Základní způsoby dělení radiových prostředků:

Typ dělení Druh radiových prostředků
Šířka pásma úzkopásmové širokopásmové
Směr přenosu distribuční - jednosměrné s obousměrnou komunikací
Uspořádání bod-bod bod-mnoho bodů
Mobilita účastníka pevná bezdrátová přípojka mobilní připojení
Využité prostředky pozemní družicové

 

Dále můžeme dělit radiové prostředky a sítě podle portfolia poskytovaných služeb (telefonní, datové apod.), používaného kmitočtového pásma, používané modulace, kódování, způsobu sdílení přenosové kapacity (FDM, TDM) a přístupu ke sdíleným prostředkům (FDMA, TDMA, CDMA), dále na veřejné a privátní atd.

Zaměříme se na přehled nejpoužívanějších systémů nahrazujících pevné připojení. Mobilním sítím je věnován zvláštní článek.

Systémy DECT

Perspektivní z radiových systémů pro naši oblast určený pro telefonní služby je standard DECT (Digital European Cordless Telephone), jehož účelem je nahradit kabelové připojení účastníka a zároveň mu umožnit mobilitu v rámci určité omezené oblasti (bezšňůrové telefony). Jedná se o typický úzkopásmový přístupový systém pro realizaci pevného bezdrátového připojení účastníka telefonní sítě WLL (Wireless Local Loop).

Systém využívá 10 nosných frekvencí s rozestupy 2 MHz v pásmu 1,88 až 1,9 GHz modulovaných pomocí GMSK. Celková přenosová rychlost odpovídající jedné nosné dosahuje 1,152 Mbit/s a používá se časového dělení TDMA pomocí 24 časových intervalů. Časové dělení se využívá i pro realizaci duplexního přenosu metodou TDD (Time Division Duplex), takže je k dispozici 12 telefonních okruhů na jedné nosné, což představuje 120 okruhů v celém pásmu. DECT využívá dynamického přidělování kanálů (DCA), což zvyšuje podstatně výkonnost systému.

Radioreléové systémy bod-bod

Náhradou pevného připojení jsou radioreléové systémy bod-bod (point-to-point) určené pro připojení velkých zákazníků a obchodních center. Nejedná se o přístupové systémy v pravém slova smyslu, protože neumožňují pokrytí souvislé oblasti. Účastník je připojen individuálním spojem, zpravidla s konstantní přenosovou rychlostí bez možnosti sdílení pásma.

Spoje na velké vzdálenosti využívají pásem mezi 3,6 až 10,86 GHz. V regionálních sítích se setkáme s pásmy 13, 15, 18, 23, 26, 38 GHz.

Přenosové rychlosti se pohybují od násobků 2 Mbit/s (E1) přes 16x 2 Mbit/s, respektive 34 Mbit/s (E3) až k 155 Mbit/s (STM-1). Pro nižší přenosové rychlosti byl standardizován i tok 52 Mbit/s STM-0 a tzv. subSTM (sSTM) s přenosovými rychlostmi odpovídajícími násobku virtuálního kontejneru VC-12 (Kx 2,3 Mbit/s), které nahradily přenosové rychlosti plesiochronní digitální hierarchie PDH (E1 2 Mbit/s, E2 = 4x E1 8 Mbit/s, E3 = 4x E2 34 Mbit/s).

Širokopásmové systémy bod-mnoho bodů

Radiové přístupové systémy typu point-multipoint označované též LMDS (Local Multipoint Distribution Systems) představují nejperspektivnější řešení pro pevný radiové přístup a alternativu kabelové přístupové sítě pro nově nastupující operátory. Pro systémy, pokrývající z jednoho anténního systému řadu uživatelských terminálů LMDS (local, vyčlenil Evropský telekomunikační institut pro standardy (ETSI, TM4) šířku pásma 24,5 až 29,5 GHz. Navíc se pracuje na projektu širokopásmové přístupové sítě (BRAN) a usiluje se o standardizaci vysoce výkonného vybavení pro radiový přístup, které by bylo připraveno nabídnout bezdrátový širokopásmový přístup podnikům a domácím uživatelům.

Bezdrátové systémy zpravidla při přenosu dat z radiového uzlu na uživatelský terminál používají multiplexní časové dělení (Time Division Multiplexing). Při přenosu dat v opačném směru jsou používány tři druhy přenosu:

  • Časově dělený vícenásobný přístup TDMA
  • Frekvenčně dělený vícenásobný přístup FDMA
  • Kódovaně dělený vícenásobný přístup CDMA

CDMA přenos zjednodušuje plánování frekvence a je výhodnější pro funkci mobilních systémů. Tyto výhody však nevyváží velkou složitost systému tohoto přenosu. FDMA přenos se jeví nejvhodnější pro konstantní nebo pomalou alokaci objemu přenášených dat. Proto je vhodný pro okruhově přepínaný provoz. Nejpoužívanější TDMA přenos zajišťuje velmi rychlou obsluhu a dynamickou alokaci objemu přenášených dat, která je požadavkem pro statické multiplexování při náhlém navýšení toku dat. Pro výhody statistického multiplexování a pružnému přidělování přenosového pásma se aplikuje i na radiovém rozhraní ATM (WATM). Pomocí standardních rozhraní ATM je řešena i návaznost na páteřní síť a ošetřena podpora nabízených služeb s požadovanou kvalitou.

Družicové systémy

Specifickou oblastí jsou systémy družicové komunikace. Nejedná se o přístupové systémy v pravém slova smyslu, protože jejich pokrytí zahrnuje podstatnou část zemského povrchu a vedle mezikontinentálního spojení má význam zejména pro lodní a leteckou dopravu a pokrytí nepřístupných a řídce osídlených oblastí. Konkurencí k jiným systémům přístupu se snaží být aktuální projekty vysokorychlostního připojení systémy nízko letících družic (LEO).

U družicových systémů rozlišujeme dva sektory: pozemní a kosmický. Pozemský sektor tvoří všechny pozemské stanice využívající služby příslušné družice. Kosmický sektor sestává z jediné nebo celé řady spolupracujících družic.

Dále můžeme rozeznat dva základní typy družicových systémů:

  • pevnou družicovou službu naleznem zejména u mezikontinentálního spojení. Je analogií k pozemskému radioreleovému spojení. Retranslaci mezi pozemskými stanicemi provádí družice.
  • pohyblivá družicová služba (mobilní) zajišťuje spojení jednotlivých uživatelů telekomunikačních služeb prostřednictvím sítě navzájem provázaných družic. Je obdobou pozemských mobilních sítí (tzv. buňkových).

Stanice pevné družicové služby dosahují značných vysílaných výkonů řádově 1 až 10 kW a velkých průměrů antén 10 až 30 m. Kosmický sektor tvoří geostacionární telekomunikační družice, která obíhá na geostacionární oběžné dráze v souladu s rychlostí otáčení země kolem své osy (GEO - Geostacionar Earth Orbit). Tím je zajištěno kontinuální spojení s konstantním natočením antén, protože družice udržuje vzhledem k zemskému povrchu stabilní polohu (výška nad zemí 35 800 km). Velká vzdálenost družice na geostacionární dráze způsobuje zpoždění signálu kolem 0,5 s.

Družicové spojení nachází nejefektivnějšího zhodnocení zejména ve špatně přístupných oblastech s chybějící pozemní infrastrukturou (horské oblasti, ostrovy, apod.). Nicméně rozvoj družicového spojení i mimo tuto oblast podmiňuje zejména rostoucí zájem o mobilní komunikaci a rozpínající se počítačové sítě.

Velice populární v poslední době se stávají systémy pohyblivé družicové služby s družicemi na střední oběžné dráze kolem 10 000 km (MEO - Medium Earth Orbit) a nízké oběžné dráze se střední vzdáleností od země jen kolem 700 km (LEO - Low Earth Orbit). Družice jsou nuceny obíhat daleko větší rychlostí než na geostacionární oběžné dráze a vzhledem k zemskému povrchu se pohybují. K pokrytí určitého území potřebujeme celou soustavu spolupracujících družic (desítky), které si předávají navzájem obsluhu oblastí na zemském povrchu. To vyžaduje složitý řídicí systém pro spolehlivé fungování přenosu.



Autor:        J. Vodrážka
Pracoviště: České vysoké učení technické v Praze, FEL

Informační e-mail Vytisknout článek
Projekty a aktuality
01.03.2012: PROJEKT
Výzkum a vývoj nového komunikačního systému s vícekanálovým přístupem a mezivrstvovou spoluprací pro průmyslové aplikace TA02011015

01.01.2012: PROJEKT
Vývoj adaptabilních datových a procesních systémů pro vysokorychlostní, bezpečnou a spolehlivou komunikaci v extrémních podmínkách VG20122014095

09.10.2010: PROJEKT
Výzkum a vývoj datového modulu 10 Gbit/s pro optické a mikrovlnné bezdrátové spoje, FR-TI2/621

09.01.2010: PROJEKT
Sítě s femtobuňkami rozšířené o řízení interference a koordinaci informací pro bezproblémovou konektivitu, FP7-ICT-2009-4 248891

09.11.2008: PROJEKT
Ochrana člověka a techniky před vysokofrekvenčním zářením, FI-IM5/202

20.06.2008: Schválení
Radou pro výzkum a vývoj jako recenzovaný časopis

01.04.2007: PROJEKT
Pokročilá optimalizace návrhu komunikačních systémů pomocí neuronových sítí, GA102/07/1503

01.07.2006: Doplnění sekce pro registrované

12.04.2005: Zavedeno recenzování článků

30.03.2005: Výzkumný záměr
Výzkum perspektivních informačních a komunikačních technologií MSM6840770014

29.11.2004: Přiděleno ISSN

04.11.2004: Spuštění nové podoby Access serveru

18.10.2004: PROJEKT
Optimalizace přenosu dat rychlostí 10 Gbit/s, GA102/04/0773

04.09.2004: PROJEKT
Specifikace kvalitativních kritérií a optimalizace prostředků pro vysokorychlostní přístupové sítě, NPV 1ET300750402

04.06.2004: PROJEKT
Omezující faktory při širokopásmovém přenosu signálu po metalických párech a vzájemná koexistence s dalšími systémy, GA102/03/0434

Web site powered by phpRS PHP Scripting Language MySQL Apache Web Server

NAVRCHOLU.cz

Tento web site byl vytvořen prostřednictvím phpRS - redakčního systému napsaného v PHP jazyce.
Na této stránce použité názvy programových produktů, firem apod. mohou být ochrannými známkami
nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.