Широкополосные Мультисервисные Сети


  
ПУБЛИКАЦИИ
 
 


Новые мультимедийные возможности технологии MMDS/Internet
Ярошенко В. А., генеральный директор ООО "Телесет", Широков В. Л., начальник отдела ИТ ООО "Телесет"
Журнал "Broadcasting", №3 апрель-май, 2003г.

До настоящего времени в мире отсутствует специальный эфирно-кабельный стандарт, ориентированный на передачу данных. Существует несколько отдельных кабельных и радио стандартов. Причем имеется всего несколько фирм, которые реализовали стандарты и технологии, обеспечивающие возможность передачи данных по смешанной среде. Победителем де-факто в этой гонке стандартов на данном этапе следует признать DOCSIS.

1. Стандарт DOCSIS+ и технологии MMDS Internet
Примерами интерактивных кабельных стандартов являются DOCSIS и DVB-RC.
Оборудование, базирующееся на стандарте DOCSIS, наиболее распространено, признано производителями оборудования и кабельными операторами. Стандарт DVB-RC до конца не был отработан, не получил признание производителей, не может обеспечить работу в эфире и пока не находит коммерческого применения.
Фирма "Телесет" имела собственный опыт испытаний оборудования обоих стандартов, в том числе и в эфирно-кабельных сетях. По полученным результатам можно констатировать, что стандарт DOCSIS обеспечивает большую устойчивость обмена данными, более высокую скорость, симметричность и гибкость.
Поэтому рядом фирм для эфирно-кабельной среды доступа продвигается усовершенствованный стандарт DOCSIS+wireless (сокращенно обозначается как DOCSIS+).
DOCSIS+ обеспечивает более устойчивое функционирование системы в беспроводной среде. Сущностью модификаций, имеющихся в DOCSIS+, являются менее жесткие требования к радио оборудованию, дополнительные виды модуляции и возможность использования более узких полос в прямом канале, расширенные динамические диапазоны поиска по частоте, подстройке по мощности, синхронизации во времени, а также - возможность работы при отсутствии прямой видимости.
Системы доступа типа MMDS Internet, основанные на стандарте DOCSIS+, развиваются по восходящей линии. Сначала в них обеспечивался только доступ в интернет с передачей запросов по телефонной сети. Затем, после принятия соответствующих решений федеральной комиссией по связи США (1998 год) и Минсвязи РФ (ГКРЧ №14/2 от 26.11.2001), появилась возможность использования в MMDS обратного радио канала. Соответственно появились и новые возможности.
На сегодняшний день все еще ведутся разговоры относительно расширения технических возможностей систем MMDS в России. Однако первый пилот-проект системы доступа по технологии MMDS Internet был реализован фирмой "Телесет" в августе 2000 года на сети города Новоуральска Свердловской области. Эта система до 2002 года оставалась единственной в Европе. В настоящее время запущены в эксплуатацию уже 4 таких системы и для нескольких систем идет поставка оборудования.
Одним из положительных качеств оборудования DOCSIS+ является его независимость от используемого диапазона. Анализ показывает, что для типовых частот от 2.1 до 2.9 ГГц оборудование будет более дешевым, чем для более высоких диапазонов. Для частот до 3.5 ГГц меньше влияние погодных факторов, обеспечивается большая дальность устойчивой связи при постоянной скорости.
Оборудование DOCSIS+, может применяться, начиная с дециметровых частот и выше.
В частности для него имеется радио оборудование, работающее в ~2.3ГГц, ~3.5ГГц, ~5.25-6.4ГГц и ~10.5ГГц. Кроме того, выполнены испытания и имеется радио оборудование для использования оборудования DOCSIS+ в диапазоне LMDS (~30ГГц). Имеется принципиальная возможность его применения в диапазоне MVDS (~40ГГц), а также - не исключается комбинированное использование разных диапазонов частот для прямого и обратного каналов.
Поэтому, несмотря на то, что ниже речь пойдет о диапазоне MMDS 2.5-2.7ГГц, разрешенном к использованию в РФ, под технологией MMDS Internet следует понимать использование DOCSIS+ безотносительно к выделенному частотному ресурсу.

2. Развитие возможностей MMDS Internet на базе DOCSIS+
За счет специальных интерфейсов, высокой скорости в отдельных каналах, а также благодаря приоритизации голосового трафика в MMDS Internet может передаваться как VoIP, так и традиционная телефония.
Для их организации на стороне головного оборудования системы предусматриваются шлюзы для каналов связи с сетью передачи данных и с опорной АТС, а на абонентской стороне - подключение телефонов через многопортовые телефонные адаптеры (МТА) и/или мини-АТС. Передача и преобразование голоса через радио систему может осуществляться как по IP-протоколу, так и потоками Е1. Через МТА, как правило, подключается до 4-х абонентов.
Общим ограничением на подключение VoIP-абонентов являются возможности обратного канала. Стандартные настройки 3.2-МГц 16QAM-модулированного канала обеспечивают до ~40 одновременных разговоров при кодеке G.711 и до ~80 при G.729.
В симметричной системе, имеющей минимальную конфигурацию, можно обеспечить в разных пропорциях до ~2000 телефонных абонентов (при нагрузке ~0.1Эрл и G.729) и до ~1000 по интернет при средней скорости обслуживания ~100 Кбит/с. Емкость системы наращивается до ~16 тысяч VoIP телефонных и ~8 тысяч интернет-абонентов при тех же условиях.
Если требуется подавать 30 и больше телефонных номеров в одно место, можно после МТА установить офисную АТС или передавать трафик потоками Е1. Оборудование радио выносов Е1 для центральной части системы имеет 12 (или 24) каналов Е1, подключаемых к опорной АТС. У абонентов устанавливается модем с возможностями до 2хЕ1. На модем, настраиваемый программно, могут подаваться как дробные, так и целые потоки Е1.
В зависимости от исполнения и настройки оборудования в полосе ~14 МГц может передаваться до 24 Е1. Благодаря E1-интерфейсам, может быть обеспечена дополнительная емкость ~6000 номеров. И поскольку этот трафик передается через систему параллельно данным и VoIP, суммарная пропускная способность одной системы увеличивается до ~250 Мбит/с.

3. Заключение
В заключение можно отметить, что оборудование MMDS TV+Internet+телефония позволяет строить беспроводные высокоскоростные сети доступа, которые дают возможность предоставлять действительно мультимедийные услуги на основе одной технологии DOCSIS+. Причем эта технология обеспечивает принцип "все в одном", т.е. в одной системе организуется не только однонаправленное вещание аудио/видео сигналов, но и широкополосный радио доступ в Интернет, высокоскоростной обмен данными, а также передача голоса как по IP-протоколу, так и по принципу синхронных сетей, используемому в традиционной телефонии.
По своим техническим характеристикам система MMDS Internet на сегодняшний день превосходит все существующие радио технологии по быстродействию обмена данными, скорости доступа в интернет, радиусу покрытия территории одной сотой и количеству обслуживаемых абонентов в пересчете на одинаковый частотный ресурс. В этом смысле она как минимум на порядок превосходит все разновидности радио доступа типа RadioEthernet, а по качеству связи и скорости - не уступает кабельным технологиям xDSL.
Кроме того, с помощью системы MMDS Internet потенциально можно обеспечить и другие виды интерактивного сервиса. Например, могут быть организованы: видео конференц-связь, видео телефония, видео наблюдение, видео по требованию (VoD, Video-On-Demand), телемедицина, дистанционное обучение, сетевые игры (netgaming), работа на дому (telecommuting), потоковое аудио/видео вещание (streaming).
Все это возможно благодаря высокой емкости системы, наличию быстрого обратного канала и хорошей масштабируемости системы, т.е. простоты ее наращивания по суммарной пропускной способности радио каналов. Принципиально, что за счет имеющегося частотного ресурса и его повторного использования путем секторизации, может быть достигнута общая интегрированная емкость одной MMDS Internet сети (макро ячейки, соты, оборудование которой может размещаться в одном региональном центре, содержащем несколько систем и управляться дистанционно) - суммарно до 2.5-10 Гбит/с.
В настоящее время фирмой "Телесет" реализуется три проекта многофункциональной системы MMDS с предоставлением широкого спектра услуг: TV, Internet, IP-телефонии и традиционной E1 телефонии, о чем будет рассказано в следующих статьях.