Ključne riječi

Sažetak

1. Uvod

2. Pregled tehnologija

    2.1 Modulacija

    2.2 Dupleksiranje kanala

    2.3 Pristupne tehnologije

          2.3.1 Frekvencijski odijeljeni višestruki pristup

          2.3.2 Vremenski odijeljeni višestruki pristup

          2.3.3 Kodom odijeljeni višestruki pristup

          2.3.4 Širokopojasna telekomunikacijska mreža i
                  kategorije usluga

3. Arhitektura

    3.1 Brzo dinamičko dodjeljivanje kapaciteta

    3.2 Frekvencijsko planiranje

4. Moguća rješenja mreža

    4.1 Mobilne i poslovne mreže

    4.2 Buduća mobilna mreža

    4.3 POTS i ISDN priključivanje

    4.4 IP telefonija

5. Kvaliteta i raspoloživost

6. Budući razvoj

7. Zaključak

Popis kratica

Literatura

Sažetak

Kapaciteti prijenosa u telekomunikacijskim mrežama kontinuirano rastu. Za povezivanje glavnih mrežnih točaka, uz znatno veće prijenosne kapacitete, u gotovo svim slučajevima primjenjuje se optički kabel. Međutim, pristupna mreža implementiranjem novih usluga, zbog svoje male propusnosti, u sve većoj mjeri postaje "usko grlo". Polaganje optičkoga kabela je dugotrajan proces, a pojedina rješenja koja se ostvaruju preko postojeće infrastrukture (digitalna pretplatnička linija, DSL-Digital Subscriber Line) uglavnom imaju problem raspoloživih kapaciteta, budući da se oni smanjuju s povećanjem udaljenosti. Rješenje toga problema bežičnim prijenosom omogućava bržu implementaciju, što je, ujedno, glavna prednost bežičnoga širokopojasnoga pristupnog sustava (WBAS - Wireless Broadband Access System) pred ostalim širokopojasnim tehnologijama.

1. Uvod

kazalo

Jedan od najvećih problema u telekomunikacijama danas je problem pristupne mreže. Kako povezati krajnje korisnike odgovarajućom vezom koja bi omogućavala korištenje danas tehnološki ostvarivih usluga kada se, baš zbog nedovoljne propusnosti postojeće pristupne mreže, te usluge ne mogu u potpunosti implementirati? Različite postojeće tehnologije omogućavaju rješavanje toga problema, a oni se u osnovi razlikuju po tomu koriste li postojeću infrastrukturu (razne tehnologije utemeljene na digitalnim pretplatničkim linijama, DSL - Digital Subscriber Line) ili zahtijevaju izgradnju nove infrastrukture (polaganje optičkoga kabela ili korištenje mikrovalnih veza). Odabir ovoga drugoga načina podrazumijeva razmatranje faktora vremena i troškova implementacije. Svaka od današnjih tehnologija ima neke komparativne prednosti, što znači da se one nužno ne isključuju, već se podjednako primjenjuju i nadopunjuju, ovisno o krajnjim zahtjevima korisnika, mogućnostima operatora, vrstama usluga i sl. Bežični širokopojasni pristupni sustav (Wireless Broadband Access System) omogućava brzu implementaciju i jednostavno pokrivanje određenoga područja na kojemu je kasnije vrlo jednostavno priključivanje novih korisnika, uz brzine prijenosa od nekoliko desetaka Mbit/s. Nije nevažna ni mogućnost efikasnijega iskorištavanja spektra zahvaljujući statističkom multipleksiranju, što je specifično upravo za radio sučelje. Osnova sustava utemeljenoga na asinkronom načinu prijenosa ATM (Asynchronous Transfer Mode) omogućava visoku kvalitetu prijenosa za različite vrste podataka (glas, podaci, multimedija), čime je ostvarena konvergencija glasovne i podatkovne mreže. To je, ujedno, i prvi korak prema budućim IP (Internet Protocol) baziranim mrežama.
Trenutačno postoji veliki broj različitih bežičnih tehnologija za stalno povezivanje određenih lokacija. Sve ove tehnologije omogućavaju bežično povezivanje fiksnih lokacija, no one se razlikuju po određenim specifičnostima. S obzirom na različite mogućnosti primjene i različita ciljana tržišta, ponekad prednosti takvih tehnologija u potpunosti ne nailaze na razumijevanje. U prvomu redu radi se o različitim frekvencijskim područjima i kapacitetima prijenosa:

• Bežična lokalna petlja (WLL - Wireless Local Loop) 2,5 - 3,5 GHz osigurava manje kapacitete prijenosa, ali omogućava veliku pokrivenost i velike domete (do 30 km). Zbog toga se uglavnom primjenjuje za direktno povezivanje telefona ili ISDN terminala te za prijenos podataka manjim brzinama, npr. oko 256 Kbit/s.
• Višekanalni višelokacijski distribucijski sustav (MMDS - Multichannel Multipoint Distribution System) do 10 GHz zadržava još uvijek relativno velike domete, između 10 i 15 km, uz povećane kapacitete. Ta tehnologija omogućava prijenos informacija od oko 2 Mbit/s po lokaciji.
• Lokalni višelokacijski distribucijski sustav (LMDS - Local Multipoint Distribution Services) 24-31 GHz djeluje na višem frekvencijskom području, što mu omogućava veće kapacitete prijenosa od 10 Mbit/s i više, ali smanjuje domet. S obzirom na manju relativnu širinu frekvencijskoga pojasa moguće je dodatno proširivanje kapaciteta unutar istoga frekvencijskoga područja. O tom će sustavu biti govora u ovom članku. Naziv "Lokalni višelokacijski distribucijski sustav" osmišljen je za američko tržište. Isti sustav se naziva i "Bežični širokopojasni pristupni sustav" (WBAS - Wireless Broadband Access System) u Europi te "Lokalni višelokacijski komunikacijski sustav" (LMCS - Local Multipoint Communication System) u Kanadi.
• Višelokacijski video distribucijski sustav (MVDS - Multipoint Video Distribution System) oko 40 GHz djeluje na još višem frekvencijskom području koje još nije u potpunosti standardizirano, a omogućavalo bi uglavnom prijenos video kanala zahvaljujući znatno manjoj relativnoj širini pojasa.

Osim ovih frekvencijskih područja postoje i nelicencirana područja za koja nisu potrebne frekvencijske dozvole za rad. O njima ovdje neće biti riječi, budući da je u tim područjima nemoguće osigurati rad bez interferencija, a time pouzdano i profesionalno ostvarivanje odgovarajućih veza.

2. Pregled tehnologija

kazalo

Osnovna tehnološka ideja širokopojasnoga pristupnoga sustava temelji se na bežičnom povezivanju u formi točka-više točaka. To znači da se radi o sektorskim antenama koje pokrivaju određeno područje unutar kojeg se mogu nalaziti pristupni terminali s pripadajućim usmjerenim antenama. Čvorište (zvjezdište, hub) se može sastojati od jedne ili više antena koje pokrivaju određeni sektor pod kutom od 30, 45, 60 ili 90 stupnjeva. Osnovnim tehničkim parametrima sustava, kao što su radna frekvencija, vrsta modulacije, kapacitet sektora, domet sustava i širina sektora, određene su najvažnije karakteristike sustava. Naravno, sve to treba promatrati kroz prizmu krajnjih korisnika, a u obzir valja uzeti i kompleksnost sustava i njegovu cijenu, odnosno, isplativost.

2.1 Modulacija

kazalo

Vrsta modulacije jedan je od najvažnijih parametara sustava, u prvom redu zbog toga što definira spektralnu djelotvornost sustava. Osnovni tipovi koji se koriste su digitalne modulacije faze (PSK - Phase Shift Keying) i hibridne digitalne modulacije (primjerice, QAM - Quadrature Amplitude Modulation) u kojoj se mijenjaju faze i amplitude pojedinih stanja. Postoje mnoge podvrste i kombinacije navedenih vrsta kojima se nastoje, u što je moguće većoj mjeri, kompenzirati negativne posljedice koje mogu nastati kod viših stupnjeva modulacija. Ovisno o tomu koliko različitih stanja signala postoji, više bitova će se prenositi pojedinim stanjem, a time će i modulacija biti djelotvornija.

Veličina kojom se to definira izražava se kao bit/s/Hz. No, efikasnost naravno nije i jedini parametar za odabir modulacije. Naime, s povećanjem broja mogućih stanja (tj., s povećanjem stupnja modulacije) javlja se veća osjetljivost na smetnje i interferenciju. Na slici 1. prikazano je kako interferencija, šum i smetnje te nelinearnost mogu utjecati na fazu i amplitudu signala. Kod viših stupnjeva modulacije područje odluke je znatno manje, što dovodi do veće osjetljivosti sustava. Očito je da spektralno efikasnije modulacije postavljaju dodatni zahtjev na linearnost pojačala i složenost izvedbe demodulacijskih sklopova, uz veću osjetljivost i manje ostvarive domete. U krajnjem slučaju to može dovesti u pitanje isplativost sustava u cjelini. U tablici 1. prikazane su tipične veličine spektralnih efikasnosti i ostvarivi dometi za pojedine vrste modulacije.

2.2 Dupleksiranje kanala

kazalo

Komunikacija između pristupne točke i centralne lokacije mora se odvijati u oba smjera. Postoje dvije mogućnosti: da ta veza bude vremenski odijeljena u tzv. vremenskom dupleksu (TDD - Time Division Duplex) ili da bude frekvencijski odijeljena u tzv. frekvencijskom dupleksu (FDD - Frequency Division Duplex).

To znači da veza može funkcionirati tako da se u jednom vremenskom intervalu odašilje, a u drugom prima signal (TDD), ili tako da se informacija istovremeno odašilje i prima u oba smjera (FDD), slika 2. U tom slučaju potrebna su dva frekvencijska kanala, međusobno odijeljena zaštitnim frekvencijskim pojasom. TDD je primjenjiv kada se zahtijeva asimetrični karakter veze, npr. pojedinačni pristup malih korisnika Internetu. U tom slučaju uvodi se dodatno kašnjenje, što može utjecati na kvalitetu usluga prilikom komunikacije u realnom vremenu. Zbog toga je primjena TDD sustava dupleksiranja ograničena na kraće veze gdje je kašnjenje zanemarivo, npr. digitalni bežični telefon (DECT - Digital Enhanced Cordless Telecommunications) ili bežična lokalna mreža (WLAN - Wireless Local Area Network). FDD zahtijeva dvije frekvencije, ali zato nema dodatnog kašnjenja. Ta veza omogućava simetrično povezivanje, što znači jednake kapacitete uzlazne veze (uplink) i silazne veze (downlink).

2.3 Pristupne tehnologije

kazalo

U arhitekturi mreže u kojoj više korisnika treba pristup do istog komunikacijskog sustava potrebno je definirati tehnologiju pristupa kojom bi se svakoj pristupnoj točki omogućilo korištenje njenoga vlastitoga komunikacijskoga kanala. Radi se o tri moguća načina odjeljivanja: frekvencijsko, vremensko i kodno odjeljivanje (slika 3.).

Postoji nekoliko parametara na osnovi kojih se može izabrati najbolje rješenje: spektralna efikasnost, potrebna snaga zračenja, složenost izrade koja je povezana s isplativošću te maksimalne brzine prijenosa podataka.

2.3.1 Frekvencijski odijeljeni višestruki pristup

Frekvencijski odijeljeni višestruki pristup (FDMA - Frequency Division Multiple Access) podrazumijeva jednoliku podijeljenost raspoloživoga spektra na pojedine frekvencijske kanale. Svakoj pristupnoj točki dodjeljuje se po jedan frekvencijski kanal. Postojanje više pristupnih točaka čini situaciju na centralnoj lokaciji koja distribuira komunikacijske kanale složenom, jer je za svaki smjer potreban zaseban modulator i primopredajna jedinica. Osim što povećava složenost sustava, to rješenje smanjuje spektralnu efikasnost, jer se za svaku pristupnu točku rezervira jedan frekvencijski kanal. Ali, sa stajališta potrebne snage zračenja i maksimalnih brzina prijenosa podataka to je veoma djelotvorno rješenje.

2.3.2 Vremenski odijeljeni višestruki pristup

kazalo

Vremenski odijeljeni višestruki pristup (TDMA - Time Division Multiple Access), za razliku od FDMA, za svaku pristupnu točku koristi ukupnu širinu spektra, ali ne cijelo vrijeme, već određeni dio vremena. Zahvaljujući tome potrebna je samo jedna prijenosna frekvencija za sve pristupne točke, a to znači da je na distribucijskoj lokaciji dovoljna jedna primopredajna jedinica. Time se smanjuje složenost sustava i povećava spektralna efikasnost. Jedna od dodatnih mogućnosti u ovom slučaju je i dinamičko dodjeljivanje kapaciteta pojedinoj pristupnoj točki. Zatraženi kapacitet ili ukupan raspoloživi kapacitet može se na taj način preusmjeriti na željenu lokaciju. Potreba za dodatnim zaštitnim i kontrolnim bitovima uvodi određeno pristupno kašnjenje i smanjuje raspoloživi dio za prijenos podataka.

2.3.3 Kodom odijeljeni višestruki pristup

Kodom odijeljeni višestruki pristup (CDMA - Code Division Multiple Access) se dobiva ukoliko svakoj pristupnoj točki omogućimo pristup čitavom spektru cijelo vrijeme. Njihovo odjeljivanje je tada omogućeno pomoću koda. Svaki pojedini kanal se kodira tako da je na mjestu prijema moguće razdvojiti pojedine kanale. Prednosti te tehnologije su zanemarivo kašnjenje, jednostavno planiranje ćelija, otpornost na interferencije i omogućeno dinamičko dodjeljivanje kapaciteta. Problemi koji se nameću su kompleksnost centralne lokacije i ograničene maksimalne brzine prijenosa podataka. Za širokopojasni pristup bila bi potrebna velika širina frekvencijskoga pojasa zbog same tehnike u kojoj se kodom zapravo raspodjeljuje signal duž veće širine pojasa i dobiva manja osjetljivost na smetnje i interferenciju.

2.3.4 Širokopojasna telekomunikacijska mreža i kategorije usluga

kazalo

Širokopojasna telekomunikacijska mreža (koja se temelji na ATM-u) omogućava prilagođavanje kapaciteta zahtjevima prijenosa, bolje iskorištenje ukupnoga kapaciteta mreže, veću brzinu, povezivanje različitih usluga i veću kvalitetu tih usluga - od prijenosa velikih datoteka, obične telefonije, televizije, standardnih Internet usluga, videa (ili drugih oblika podataka) na zahtjev. Univerzalnost, prilagodljivost i kvaliteta usluge te primjenjivost na različite prijenosne medije, najvažniji su prilikom odabira ATM-a kao prijenosne tehnologije. U ATM mrežama svi podaci kodiraju se u kratke pakete jednake dužine, koji se nazivaju ćelijama (cells). Svaka ćelija duga je 53 bajta: 48 bajtova za informacijski sadržaj i 5 bajtova za zaglavlje.

Arhitekturu ATM sustava čine prilagodni, ATM i fizički slojevi (layers). Prilagodni sloj (AAL - ATM - Adaptation Layer) pretvara podatke u 48-bajtno ATM polje u skladu s tipom podataka. ATM sloj (ATM layer) određuje put kroz mrežu, te dodaje 5-bajtno zaglavlje. Fizički sloj (Physical Layer) pretvara ćelije u odgovarajući električni ili optički format.

Kategorije usluga:

1. Usluge stalne brzine (CBR - Constant Bit Rate)
Kod ove kategorije nema provjere grešaka, kontrole toka, niti bilo kakvog procesiranja (uspostava fizičkoga puta određenih karakteristika). Posebno je prikladan za interaktivni stvarno-vremenski promet, prije svega audio i video informacija.

2. Usluge promjenjive brzine (VBR - Variable Bit Rate)
VBR se dijeli u dvije potklase:
- stvarnovremenska RT VBR (Real Time VBR) i
- ne-stvarnovremenska NRT VBR (Non Real Time VBR).
RT VBR je namijenjena za aplikacije koje imaju promjenljivu brzinu prijenosa uz stroga vremenska ograničenja.
Prije svega koristi se za interaktivni komprimirani video (npr. video konferencija) temeljen na MPEG (Motion Picture Experts Group) kodiranju i komprimiranju. Prvo se prenosi puni (temeljni) okvir, a potom serija razlika između punoga okvira i promjena koje su se dogodile (serije podokvira manjih količina informacije od temeljnog okvira).
ATM ne smije unositi dodatno kolebanje kašnjenja (jitter), a sâmo kašnjenje nije štetno. Stoga je u tom slučaju sustav osjetljiv na vremensku dostavu, ali ne na gubitak ćelije.
NRT VBR može tolerirati određeno kolebanje kašnjenja. To se prije svega odnosi na multimedijsku elektroničku poštu.

3. Usluga raspoložive brzine prijenosa (ABR - Available Bit Rate)
ABR dodjeljuje raspoloživu brzinu prijenosa za usluge s usnopljenom karakteristikom prometa. Promet se ne generira konstantno, već u snopovima, uz grubu procjenu širine pojasa. Korisnik nije povezan stalnom brzinom. Mreža obavještava korisnika o širini raspoloživog pojasa i, ako je širina manja (kod zagušenja), traži od korisnika da smanji brzinu. Na isti način korisnik može dobiti i veće brzine.

4. Usluga neodređene brzine (UBR - Unspecified Bit Rate)
UBR je usluga slična Internetu, koristi se bez garancija i bez povratnoga informiranja. Može privući korisnike cijenom. Kada promet nije gust, korisnik može ostvariti zadovoljavajuću uslugu, npr. prijenos datoteke koja u tom trenutku nije bitna.

3. Arhitektura

kazalo

Arhitektura sustava koji omogućava bežični širokopojasni pristup (slika 4.) sastoji se od čvorišta (hubs) koji pokrivaju određeno područje sa sektorskim antenama. Unutar područja pokrivanja postavljaju se pristupni terminali (CPE - Customer Premises Equipment). Pojedina čvorišta se međusobno povezuju u točki koncentracije preko koje se sustav povezuje na vanjske mreže, bilo da se radi o temeljnoj mreži (backbone), javnoj komutiranoj telefonskoj mreži (PSTN - Public Switching Telephone Network) ili Internet mreži.
Ericssonovo rješenje MINI-LINK BAS za bežične veze unutar sustava točka-više točaka pokriva frekvencijsko područje od 24 do 31 GHz. Prema ETSI standardu frekvencijska područja su 26 i 28 GHz.

Osnovna platforma je ATM, gdje je ukupni kapacitet veze 37.5 Mbit/s. Širina kanala potrebna za prijenos toga kapaciteta je 28 MHz, što je postignuto C-QPSK (Constant envelope offset-Quadrature PSK) modulacijom. Ta modulacija ima konstantnu amplitudu, čime se izbjegavaju izobličenja zbog nelinearnosti i omogućava odgovarajuća robusnost sustava. Ukupan broj ATM ćelija je oko 78000 cell/s u oba smjera, što znači da se radi o simetričnom sučelju. Pristupna tehnologija je vremenski odijeljeno multipleksiranje TDM/TDMA, a simetričnost je ostvarena frekvencijski odijeljenim dupleksom FDD. Implementacija sustava zasniva se na ćelijskoj strukturi, pri čemu svaka ćelija pokriva određeno područje. Čvorište se sastoji od određenoga broja radijskih modula i sektorskih antena sa zonama pokrivanja od 90 stupnjeva, ovisno o potrebnoj pokrivenosti. Na lokaciji čvorišta mogu se koristiti i usmjerene antene za veze točka-točka (Point-to-Point Connection), za one smjerove gdje je potreban veći kapacitet ili veći domet. Sustav je moguće proširivati i nadograđivati. Unutar samoga podstalka čvorišta (R-AAS - Radio ATM Access Subrack) prikazanoga na slici 5., može biti maksimalno šest modemskih pločica kojima se povezuju pripadajući radijski moduli.
Nekoliko čvorišta može biti povezano na koncentracijski podstalak (C-AAS - Concentration ATM Access Subrack), unutar kojega se promet može naknadno zatvarati.

Podatkovni promet završava na ET (Exchange Termination) pločici kapaciteta 155 Mbit/s (optički) ili 34 Mbit/s (električki), a E1 promet moguće je terminirati u pločicama za emulaciju kanala (CE - Circuit Emulation) koje mogu biti koncentrirane u CE podstalku. On može biti smješten tamo gdje je potrebno izaći s većim brojem E1 okvira, npr. neposredno uz javnu telefonsku mrežu.
Pristupne točke (AT - Access Termination), s opremom prikazanom na slici 6., mogu biti locirane unutar sektora na kojemu postoji linija optičke vidljivosti (LOS - Line Of Sight) uz odgovarajući domet 3 do 5 km, ovisno o kišnoj zoni i traženoj kvaliteti veze. Maksimalan broj pristupa je 64. Svaki pristupni magazin može prihvatiti četiri pločice od kojih svaka ima po dva sučelja. To su 10/100 Base T i E1.

3.1 Brzo dinamičko dodjeljivanje kapaciteta

Brzo dinamičko dodjeljivanje kapaciteta (F-DCA- Fast Dynamic Capacity Allocation) moguće je na razini ATM ćelije. Ukupan kapacitet od 37.5 Mbit/s moguće je dodijeliti unutar 1-2 ms.

Također, iako je zračno sučelje simetrično unutar sektora, može ga potpuno asimetrično koristiti bilo koji korisnik (npr., primanje podataka downlink brzinom od 200 kbit/s i slanje podataka uplink brzinom 20 Mbit/s, ili obratno), slika 7.
Namjena sustava je uglavnom povezivanje mreža manjih kompanija i priključivanje baznih stanica, a u oba slučaja se pretpostavlja simetričan karakter veze. Očekivani je promet za poslovne korisnike ujednačen, za razliku od rezidencijalnih korisnika koji imaju tipično asimetričan promet.

3.2 Frekvencijsko planiranje

kazalo

Pokrivanje većega područja zahtijeva postavljanje većega broja čvorišta. Uz takvo proširivanje sustava gradi se ćelijska struktura u sklopu koje je za svaku ćeliju potrebno definirati frekvencijski kanal. Osnovni problem prilikom definiranja frekvencija pojedinih sektora je interferencija, što znači da kanali moraju biti raspoređeni tako da je interferencija što manja. Pri tome treba uzeti u obzir dvije pojedinosti: interferencijsko djelovanje između pojedinih odašiljača unutar iste mreže, koji podatke odašilju na istoj frekvenciji, ali su međusobno udaljeni te djelovanje između različitih mreža u sastavu kojih mogu postojati odašiljači različitih frekvencija, ali smješteni na istom području. Konačni raster pokrivanja zapravo slikovito definira efikasnost odabrane modulacije i tehnologije primijenjene u samom sustavu koji, kao što je već objašnjeno, definiraju robusnost i kapacitet sustava. Ta veličina mogla bi se definirati kao brzina prijenosa po jedinici površine po upotrijebljenoj širini spektra (Mbit/s / sqkm / MHz). Slika 8. pokazuje raspored frekvencija i ćelija koji omogućava formiranje mreže s minimalnom interferencijom i maksimalno efikasnim korištenjem frekvencijskoga spektra. Minimalni broj kanala, koji omogućava pokrivanje nekog šireg područja, gdje je nužno postavljanje većeg broja čvorišta je dva. Na slici 8. je prikazan raspored kanala uz korištenje različitih polarizacija. Ako se u nekom području želi povećati kapacitet, moguće je jednostavno dodavanje dodatnih sektora preko već postojećih. Razmak frekvencija je u tom slučaju također dva. Isto bi trebalo vrijediti i u slučaju postojanja drugih operatora. Kako bi se osigurao takav razmak potrebno je koristiti zaštitne pojaseve ili ostvariti koordinaciju između operatora, kako bi se u potpunosti iskoristio postojeći spektar. Unutar frekvencijskih područja ETSI 26 GHz 24,5-26,5 GHz i ETSI 28 GHz 27,5-29,5 GHz razmak u jednoj dupleks vezi je 1008 MHz, a ukupan broj 28 MHz dupleks kanala je 32. Da bi se omogućio nesmetan rad i u slučaju proširenja mreže, operatorima je potrebno 4 do 6 kanala. To znači da je, uz korištenje zaštitnih kanala, između pojedinih operatora (zbog interferencija) jedno frekvencijsko područje dovoljno za četiri ili pet operatora.

4. Moguća rješenja mreža

kazalo

4.1 Mobilne i poslovne mreže

Jedna od mogućih primjena MINI-LINK BAS rješenja je njegova uporaba u mrežama mobilnih operatora koji bi htjeli proširiti svoje usluge te poslovnim korisnicima omogućiti njihovo korištenje. Naravno, sustav je moguće koristiti i odvojeno, samo za prvi ili drugi slučaj.

Povezivanje baznih stanica moguće je preko strukturirane emulacije kanala (nx64 kbit/s) ili na razini potpunog E1 okvira. Na taj način se dodatno optimizira korištenje zračnoga sučelja, budući da ovaj tip usluge zahtijeva konstantno zauzimanje kapaciteta (CBR - Constant Bit Rate). Poslovni korisnici u pravilu imaju poslovnu centralu i LAN mrežu, te potrebu da međusobno povežu udaljene lokacije, npr. glavno sjedište s poslovnicama (LAN-LAN, PBX-PBX). Izlazak na javnu telefonsku mrežu i brzi Internet pristup se također podrazumijeva. Kao što je prikazano na slici 9., promet je moguće zatvoriti na radio dijelu (RN - Radio Node), unutar magazina u čvorištu (R-AAS) ili unutar koncentratora (C-AAS), smanjujući na taj način zahtjev za korištenjem kapaciteta temeljne mreže (backbone).
Osim povezivanja poslovnih korisnika, moguće je i spajanje malih individualnih korisnika na Internet mrežu. U tom slučaju, oni trebaju biti grupirani (npr., velike stambene zgrade) zbog optimizacije i raspodjele troškova. Također treba voditi računa o asimetričnosti takve veze, što može dovesti do nepotpunog iskorištenja kapaciteta unutar sektora koji je u oba smjera jednak.

4.2 Buduća mobilna mreža

kazalo

Razvoj mobilne mreže kreće postupno prema mrežama treće generacije (3G). Postojeće bazne stanice povezuju se uglavnom preko E1 sučelja. Nove bazne stanice zahtijevaju prijenos podatkovnog prometa (Ethernet sučelje). Bazne stanice potrebne za podizanje 3G mreže imat će još veći zahtjev na kapacitet čiji će karakter biti podatkovni uz promjenjivu brzinu prijenosa.

Zračno sučelje omogućava priključivanje većega broja takvih baznih stanica nego što bi to bilo u slučaju korištenja stalnog kapaciteta, zahvaljujući mogućnosti statističkog multipleksiranja. Prednost takvoga sustava povećava se uz povećanje ukupnoga kapaciteta u sektoru koji je moguće raspodijeliti. Osim toga, broj UMTS baznih stanica bit će veći. Slika 10. prikazuje njihovo istovremeno povezivanje preko MINI-LINK BAS infrastrukture. Pokrivanje cijeloga područja sektorskim antenama omogućava vrlo brzo podizanje novih baznih stanica i njihov rad. Uzimajući u obzir brzinu kojom se razvijala 2G mreža, brzina implementacije 3G mreža koju takva infrastrukura omogućava nije zanemariva. MINI-LINK BAS je rješenje koje omogućava povezivanje kompletne mobilne infrastrukture istovremeno. Počevši od nx64 kbit/s (optimiziranje zračne veze), preko Etherneta (10/100BaseT, oslobađanje prometa unutar sektora) do ATM-a (još preciznije dodjeljivanje kapaciteta na razini ćelije).

4.3 POTS i ISDN priključivanje

kazalo

Prilikom implementacije novoga sustava potrebno je voditi računa o kompatibilnosti i podržavanju postojećih standarda. Rješenje koje bi omogućavalo priključivanje klasičnih telefona POTS ili ISDN terminala prikazano je na slici 11. Na taj način sustav podržava klasično rješenje govorne mreže, što znači da ga je moguće primijeniti odmah za postojeće usluge koje donose dobit, imajući pri tome u vidu da će ista infrastruktura biti potrebna za buduće usluge i podatakovni promet.

4.4 IP telefonija

Prijelaz na IP telefoniju u ovakvom sustavu koji je optimiziran za prijenos podataka donosi nove pogodnosti vezane uz statističko multipleksiranje. Za razliku od klasičnoga rješenja, u ovom slučaju se povezivanje ostvaruje preko Ethernet sučelja. Veza od 64 Kbit/s se u pretvorniku medija (GW - gateway) pretvara u IP pakete ili se koristi IP terminal (H.323). Na slici 12. prikazana su moguća rješenja u sklopu kojih se koristi dodatna oprema - Summit 24 za povezivanje više mreža i DRG22 za povezivanje više telefona s LAN mrežom. Takav podatkovni prijenos omogućava automatsko oslobađanje raspoloživih kapaciteta za druge korisnike u slučaju raskida veze, pri čemu se dodjeljivanje kapaciteta obavlja znatno preciznije. Umjesto statički, na razini od 64 kbit/s, ovdje se to postiže dinamički, na razini ATM ćelije.

5. Kvaliteta i raspoloživost

kazalo

Potrebna kvaliteta veze i njena raspoloživost određuju maksimalni domet sustava. Što se tiče osnovnih fizikalnih zakona širenja, s obzirom na frekvencijsko područje od 24 do 31 GHz, utjecaj višestrukog dolaska radio vala na mjesto prijema (multipath fading) može se zanemariti, ali je zato gušenje zbog kiše (rain fading) važno i zapravo određuje maksimalni domet. Maksimalna udaljenost se definira tako da je i za slučaj kiše prijemna razina dovoljno visoka. Domet sustava kreće se u rasponu od 3 do 5 km, a on je usklađen s karakteristikama kišne zone i pripadajućem maksimalnom intenzitetu kiše u mm/h. To, također, ovisi o željenoj raspoloživosti i kvaliteti veze, npr. raspoloživost od 99,99% vremena za kvalitetu veze od BER 10E-9, budući da se pretpostavlja prijenos podataka. Udaljenije lokacije moguće je povezati koristeći veću antenu ( od 0.6m) ili vezom točka-točka.

6. Budući razvoj

Uz sve veću primjenu ovoga sustava logično je očekivati nova tehnološka unaprjeđenja, od kojih je najvažnije ostvarivanje većeg kapaciteta uz zadržavanje robusnosti sustava. Postoje različite kombinacije pojedinih pristupnih tehnologija, kao i viših stupnjeva modulacija. Adaptivna modulacija omogućava korištenje nižega stupnja modulacije za udaljene lokacije te korištenje viših stupnjeva modulacije za blisko područje. Korištenje višeg frekvencijskog područja omogućilo bi i veću relativnu širinu pojasa te veće kapacitete prijenosa.
Uz sve veću primjenu, cijena sustava bi postupno padala te bi on postao dostupan i individualnim malim korisnicima sa specifičnim asimetričnim pristupom. Prilagođavanje sustava većoj asimetričnosti s obzirom na pristupnu metodologiju također je jedna od mogućnosti.

7. Zaključak

kazalo

Bežični širokopojasni pristup je nova tehnologija koja je zbog svojih komparativnih prednosti, kao što su brzina implementacije i prilagodljivost, predvodnik u široj primjeni širokopojasnih pristupnih mreža. Taj način prijenosa osigurava postupna ulaganja u infrastrukturu te omogućava postavljanje opreme na ciljanim lokacijama i u ograničenom obimu uz istodobno ostvarivanje dobiti. Postoji ogroman broj malih i srednjih poslovnih korisnika kojima će širokopojasni pristup do 10Mbit/s postati potreban. Takvi korisnici još uvijek koriste i govorne usluge, tj. trebaju poslovne centrale koje je nužno međusobno povezati. Dinamika kojom se razvija poslovanje ne dozvoljava čekanje na polaganje optičke infrastrukture koja, osim toga, može biti i preskupa. Efikasno i brzo povezivanje različitih baznih stanica moguće je preko sustava točka-više točaka. Podatkovni promet sve većega volumena dovodi do optimiziranja kapaciteta. Ta je optimizacija rezultat primjene zračnoga sučelja u sustavu točka-više točaka, koje, ujedno, osigurava i konvergenciju glasovne i podatkovne mreže u prijelaznom razdoblju. IP telefonija omogućava dodatnu optimizaciju dodjeljivanjem kapaciteta na razini ćelije. Rješenje koje uključuje MINI-LINK BAS sustav, tj. bežično povezivanje unutar sustava točka-više točaka, omogućava korištenje iste infrastrukture i stoga se nameće kao najoptimalniji način implementacije širokopojasnog pristupa.

Popis kratica

kazalo

kazalo

Literatura

[1] Hakegard, Jan Erik: Coding and Modulation for LMDS and Analysis of the LMDS Channel, 2000
[2] Duhamel, Robert: LMDS Cell Sizing and Availability, 1999
[3] Agilent Technologies: Test Approaches for BWA Modules and Radios, 2001
[4] The McGraw-Hill Companies: Wireless Broadband Networks Handbook: 3G, LMDS & Wireless Internet, 2001
[5] International Engineering Consortium: Local Multipoint Distribution System (LMDS), 2002
[6] Interni materijali korporacije Ericsson

kazalo