Организация беспроводного доступа в сельском районе с использованием технологии LTE

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дипломной проект

на тему

Организация беспроводного доступа в сельском районе с использованием технологии LTE



Список сокращений

3GGP - объединение по разработке стандартов мобильной связи 3-го поколения

Cdma 2000 - стандарт мобильной связи 3-го поколения в эволюционном развитии сетей IS - 95

eNB - базовая станция стандарта LTE

E-UTRAN - сеть радиодоступа стандарта LTE

ETSI - европейский институт телекоммуникационных технологий

FDD - дуплекс с частотным разделением направлений

GERAN - сеть радиодоступа стандарта GSM/EDGE

GSM - глобальная система мобильной связи

HSPA - технология беспроводной широкополосной радиосвязи, использующая пакетную передачу данных в сетях WCDMA/UMTS

IMS - мультимедийная система передачи данных на основе протокола IP

MIMO - технология передачи данных с помощью N антенн и их приема M антеннами

OFDM - технология мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов

SAE - архитектура ядра сети, разработанная для стандарта LTE

SC-FDMA - множественный доступ с мультиплексированием с частотным разнесением передачи на одной несущей

TDD - дуплекс с временным разделением направлений

UMTS - универсальная мобильная телекоммуникационная система

WCDMA - широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов

СМР - строительно-монтажные работы

ЧНН - час наибольшей нагрузки

ЦП - циклический префикс

ВВЕДЕНИЕ

Бурное развитие различных технологий связи, как фиксированной, так и мобильной, вызвано, в первую очередь, повышенным интересом людей к сети Интернет. Огромная роль сети Интернет в современном мире обмена информации неоспорима и не нуждается в подтверждении. С помощью глобальной сети люди имеют возможность работать, учиться, общаться, обмениваться данными, просматривать потоковые видеофайлы, прослушивать аудиозаписи, а также пользоваться в режиме онлайн всевозможными услугами коммерческих компаний и государственных учреждений.

В России распространение доступа к сети Интернет вызывает трудности, в первую очередь, по причине обширности территории. В городах нашей страны к глобальной сети может подключиться любой желающий, исходя из своих потребностей, выбрав удовлетворяющий его тариф. При чем у городского жителя есть выбор между проводным и беспроводным доступом. Но в сельской местности дело обстоит намного хуже. Операторы связи не стремятся телефонизировать села и обеспечивать услуги доступа в Интернет, а та связь, что предоставляется, за частую вызывает нарекания. Обеспечение сельской местности высокоскоростным выходом в сеть Интернет является одним из аспектов Федеральной целевой программы «Социальное развитие села до 2015 года». Решение этой задачи приведет к еще более бурному развитию агропромышленного комплекса, повышению качества образования в сельской местности, а так же способствует притоку молодых специалистов всех сфер деятельности в село.

Для решения этой проблемы можно пойти разными путями. Можно использовать для доступа в сеть Интернет спутниковую связь, организовать доступ с помощью проводных линий связи или с помощью мобильной связи. Спутниковый доступ не удовлетворяет скоростью и слишком дорог. Доступ с помощью проводных линий возможен только при наличии на селе цифровых АТС, но по данным Федеральной службы государственной статистики за осень 2011 года цифровизация сельской местности страны составила не более 63% и продвигается медленными темпами. Доступ с помощью мобильной связи стал возможен с приходом стандартов EDGE/GSM и UMTS/HSPA, но скорость первого слишком мала для комфортной работы в сети Интернет, а действие второго зачастую не распространяется на сельскую местность по двум причинам: во-первых, мобильные операторы, в первую очередь, стараются охватить городскую местность и, во-вторых, дальность действия сигнала в диапазоне 1920-2100 МГц не высока, поэтому, чтобы охватить большие территории придется строить огромное количество базовых станций, что экономически не выгодно.

Одним из перспективных вариантов обеспечения сельской местности высокоскоростным доступом в сеть Интернет - это построение сетей сотовой подвижной радиосвязи четвертого поколения (4G). Самым подходящим стандартом 4G для решения этой задачи является технология беспроводного доступа LTE.

LTE (от англ. Long Term Evolution - эволюция в долгосрочной перспективе) - технология построения сетей беспроводной связи, созданная в рамках проекта сотрудничества в создании сетей третьего поколения 3GPP (3G Partnership Project). Основными целями разработки технологии LTE являются: снижение стоимости передачи данных, увеличение скорости передачи данных, возможность предоставления большего спектра услуг по более низкой цене, повышение гибкости сети и использование уже существующих систем мобильной связи. Главное отличие стандарта LTE от других технологий мобильной связи заключается в полном построении сети на базе IP-технологий. Радиоинтерфейс LTE обеспечивает улучшенные технические характеристики, включая максимальную скорость передачи данных более 300 Мбит/с, время задержки пересылки пакетов менее 5 мс, а также значительно более высокую спектральную эффективность по сравнению с существующими стандартами беспроводного мобильного доступа третьего поколения (3G).

В дипломном проекте территориальным объектом, в котором предполагается планировать сеть LTE, я выбрал район ……. республики. Целью данного дипломного проекта является обеспечение большинства населенных пунктов …… района ……. республики устойчивым радиосигналом сети LTE и предоставление жителям высокоскоростного мобильного доступа в сеть Интернет.

В дипломном проекте будут использованы два варианта планирования беспроводных сетей: формирование максимальной площади покрытия и обеспечение требуемой емкости.



1. ОБЗОР И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕХНОЛОГИИ LTE

зона радиопокрытие оптический кабель

1.1 Развитие технологии LTE

Разработка технологии LTE как стандарта официально началась в конце 2004 года. Перед исследователями встал вопрос о выборе технологии физического уровня, которая бы обеспечила высокую скорость передачи данных. Были предложены два варианта: W-CDMA, уже использующуюся в сетях HSPA, и OFDM - новая технология радиоинтерфейса. После проведенных исследований было решено использовать технологию OFDM (Orthogonal frequency-division multiplexing) - мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов.

В мае 2006 года в рамках проекта 3GPP была создана первая спецификация на радиоинтерфейс E-UTRA (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access). Эта спецификация вошла в основу 3GPP Release 7. В декабре 2008 года была утверждена версия стандартов 3GPP Release 8, которая фиксировала архитектурные и функциональные требования к системам LTE. В середине 2009 года появились первые опытные системы на основе LTE. В конце 2009 года шведская телекоммуникационная компания Telia Sonera, совместно с Ericsson объявила о запуске первой в мире коммерческой сети в Стокгольме и Осло.

На сегодняшний день сети стандарта LTE развернуты в более чем 80 странах мира и их число быстро увеличивается.

В России построение сетей стандарта LTE заторможено трудностями в распределении частотного ресурса компаниям-операторам мобильной связи. 20 декабря 2011 г. компания «Скартел» запустила первую в России сеть LTE в городе Новосибирске. Компания «МТС» планирует запустить сеть LTE в городе Москве в июне 2012 г., используя сеть пассивных ВОЛС.



1.2 Краткое рассмотрение основных параметров технологии LTE

Стандарт LTE представляет собой обладающий большой гибкостью эфирный интерфейс. Тип сети носит название E-UTRAN - Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (развивающаяся универсальная наземная сеть радиодоступа). Ниже приведены основные параметры технологии LTE.

1. Технология множественного доступа:

· прямой канал (Downlink - DL) - OFDMA;

· обратный канал (Uplink - UL) - SC-FDMA;

2. Рабочий диапазон частот: 450 МГц; 700 МГц; 800 МГц;

1800 МГц; 2,1 ГГц; 2,4 - 2,5 ГГц; 2,6 - 2,7 ГГц.

3. Битовая скорость:

· прямой канал (DL) MIMO 2TX?2RX: 100 - 300 Мбит/с;

· обратный канал (UL): 50 - 172,8 Мбит/с.

4. Ширина полосы радиоканала: 1,4 - 20 МГц.

5. Радиус ячейки: 5 - 30 км.

6. Емкость ячейки (количество обслуживаемых абонентов):

· более 200 пользователей при полосе 5 МГц;

· более 400 пользователей при полосе больше 5 МГц.

7. Мобильность: скорость перемещения до 250 км/ч.

8. Параметры MIMO:

· прямой канал (DL): 2TX?2RX, 4TX?4RX;

· обратный канал (UL): 2TX?2RX.

9. Заначение задержки (latency): 5мс.

10. Спектральная эффективность: 5 бит/сек/Гц.

11. Поддерживаемые типы модуляции:

· прямой канал (DL): 64 QAM, QPSK, 16 QAM.

· обратный канал (UL): QPSK, 16 QAM.

12. Дуплексное разделение каналов: FDD, TDD.

1.3 Сетевая архитектура стандарта LTE

Архитектура сети LTE разработана таким образом, чтобы обеспечить поддержку пакетного трафика с «бесшовной» мобильностью, минимальными задержками доставки пакетов и высокими показателями качества обслуживания. Основной целью разработчиков стандарта LTE были максимально возможное упрощение структуры сети и исключение дублирующих функций сетевых протоколов, характерных для системы 3G UMTS.

Рисунок 1.1- Обобщенная структура сети LTE

В архитектуре стандарта LTE все сетевое взаимодействие происходит между двумя узлами: базовой станцией (eNB) и блоком управления мобильностью (MME), который включает в себя сетевой шлюз GW (Gateway).

На физическом уровне сеть LTE состоит из двух компонентов: сети радиодоступа E-UTRAN и базовой сети SAE (System Architecture Evolution).

Сеть E-UTRAN состоит из базовых станций eNB. Базовые станции являются элементами полносвязной сети и соединены между собой по принципу «каждый с каждым». Каждая eNB имеет интерфейс S1 с базовой сетью SAE, построенной по принципу коммутации пакетов. На eNB в сетях LTE возложены следующие функции: управление радиоресурсами, шифрование потока пользовательских данных, маршрутизация в пользовательской плоскости пакетов данных по направлению к обслуживающему шлюзу, диспетчеризация и передача вызывной и вещательной информации, измерение и составление отчетов для управления мобильностью.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.2 - Архитектура базовой сети SAE

Базовая сеть SAE, называемая еще EPC (Evolved Packet Core), содержит узлы MME/UPE, состоящие из логических элементов ММЕ и UPE. Логический элемент MME (Mobility Management Entity) отвечает за решение задач управления мобильностью абонентского терминала и взаимодействует с базовыми станциями с помощью протоколов плоскости управления C-plane. Кроме этого, MME распределяет сообщения вызова (paging) к eNB, управляет протоколами плоскости управления, назначает идентификаторы абонентским терминалам, обеспечивает безопасность сети, проверяет подлинность сообщений абонентов и управляет роумингом.

Логический элемент UPE (User Plane Entity) отвечает за передачу данных пользователей согласно протоколам плоскости пользователя U-plane. Элемент UPE выполняет следующие функции: сжатие заголовков IP-протоколов, шифрование потоков данных, терминацию пакетов данных.

Архитектура базовой сети SAE представляет собой пакетный PS-домен системы LTE, который предоставляет как голосовые, так и всю совокупность IP-услуг на основе технологий пакетной коммутации данных. В основу базовой сети SAE положена концепция «все через IP» и то обстоятельство, что доступ к ней может осуществляться как через сети радиодоступа второго и третьего поколений (UTRAN/GERAN), так и через сети не-3GPP (WiMAX, Wi-Fi), а так же через сети, использующие проводные IP-технологии (ADSL+, FTTH).

1.4 Радиоинтерфейс сети LTE

Радиоинтерфейс сети LTE E-UTRAN поддерживает оба метода дуплексного разнесения каналов: частотный FDD и временной TDD. Функционирование сетей LTE может осуществляться в частотных диапазонах с различной шириной. Сигналы нисходящего и восходящего направлений могут занимать полосы от 1,4 до 20 МГц в зависимости от количества активных ресурсных блоков. Передача информации в восходящем и нисходящем направлениях организована в кадрах, длительность которых равна 10 мс. Кадры подразделяются на более мелкие временные структуры - слоты.

В режиме с частотным разнесением FDD кадр делится на 20 слотов, нумеруемые от нулевого до 19-го, каждый из которых имеет длительность 0,5 мс. В режиме FDD временной ресурс в пределах кадра разделен пополам для передачи в противоположных направлениях. Физические каналы в режиме FDD в противоположных направлениях имеют обязательный дуплексный разнос. Режим временного разнесения каналов TDD имеет асинхронную природу. Передача данных в режиме TDD происходит одновременно в обоих направлениях в одном диапазоне частот.

Особенностью радиоинтерфейса в линии «вниз» сети E-UTRAN является использование технологии множественного доступа OFDMA - мультиплексирование с ортогональным частотным разделением. Одна из основных целей использования технологии OFDMA является борьба с помехами, вызванных многолучевым распространением сигнала, так как OFDM-сигнал рассматривается как множество медленно модулируемых узкополосных сигналов, а не как один быстро модулируемый широкополосный сигнал. Технология OFDM основана на формировании многочастотного сигнала, состоящего из множества поднесущих частот. При формировании OFDM-сигнала поток последовательных информационных символов длительностью Ти/N разбивается на блоки, содержащие N символов; Ти - длительность одного символа. Блок последовательных информационных символов преобразуется в блок параллельных символов, в котором каждый информационный символ соответствует определенной частоте многочастотного сигнала.

Рисунок 1.3 - Структурная схема формирования OFDM-сигнала

В линии «вниз» сети E-UTRAN применяют следующие виды модуляции: QPSK, 16 QAM, 64 QAM. При формировании OFDM/QAM-сигнала используется дискретное обратное быстрое преобразование Фурье(ОБПФ). Формирование OFDM-сигнала в передатчике базовой станции сети LTE E-UTRAN показано на рисунке 1.3.

Для борьбы с межсимвольной интерференцией используются циклические префиксы ЦП (СР). Применяют короткие и длинные префиксы, длительность которых 4,7 мкс и 16,7 мкс соответственно.

Для линии «вниз» сети E-UTRAN определены три физические и четыре транспортных каналов:

· PDCCH (Physical Downlink Control Channel) - физический канал управления «вниз»;

· PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) - общий транспортный физический канал линии «вниз», предназначенный для передачи данных и мультимедиа с высокой скоростью;

· ССРСН (Common Control Physical Channels) - общий физический канал управления, передает служебную информацию;

· ВСН (Broadcast Cannel) - транспортный вещательный канал;

· РСН (Paging Cannel) - транспортный канал вызова (пейджинга);

· DL-SCH (Downlink Shared Channel) - общий транспортный канал линии «вниз»;

· MCH ( Multicast Channel) - транспортный канал вещания в группе.

В линии «вверх» радиоинтерфейса сети LTE E-UTRAN используется технология SC-FDMA (Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) - множественный доступ с мультиплексированием с частотным разнесением передачи на одной несущей. Схема передачи данных с помощью технологии SC-FDMA показана на рисунке 1.4.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.4 - Передача данных с помощью технологии SC-FDMA

Для исключения взаимного влияния пользователей в линии «вверх» сети E-UTRAN вводятся циклические префиксы, а также используются эффективные эквалайзеры в приемных устройствах.

Распределение частотного ресурса между абонентами осуществляется ресурсными блоками, каждому из которых соответствует полоса частот 180 кГц, что при разносе между соседними поднесущими частотами в 15 кГц соответствует 12 поднесущим.

Максимальное количество доступных ресурсных блоков зависит от выделения системе диапазона частот, значение которого может доходить до 20 МГц. В линии «вверх» сети LTE E-UTRAN используются три физических и два транспортных каналов:

· PRACH (Physical Random Access Channel) - физический канал произвольного доступа;

· PUCCH (Physical Uplink Control Channel) - физический канал управления «вверх»;

· PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) - физический распределительный транспортный канал линии «вверх»;

· RACH (Random Access Channel) - транспортный канал случайного доступа;

· UL-SCH (Uplink Shared Channel) - совмещенный канал линии «вверх».



1.5 Радиочастотный спектр технологии LTE

Рабочими группами Партнерского проекта 3GPP и ETSI в технических спецификациях для LTE определены 17 полос радиочастот для режима частотного дуплекса FDD и 8 полос для режима временного дуплекса TDD, которые показаны в таблице 1.1.

Таблица 1.1- Диапазоны частот для сети радиодоступа E-UTRA

Номера рабочих диапазонов	Диапазон частот, МГц	Вид дуплекса
	Линия «вверх» (UL)	Линия «вниз» (DL)
1	1920 - 1980	2110 - 2170	FDD
2	1850 - 1910	1930 - 1990	FDD
3	1710 - 1785	1805 - 1880	FDD
4	1710 - 1755	2110 - 2155	FDD
5	824 - 849	869 - 894	FDD
6	830 - 840	875 - 885	FDD
7	2500 - 2570	2620 - 2690	FDD
8	880 - 915	925 - 960	FDD
9	1749,9 - 1784,9	1844,9 - 1879,9	FDD
10	1710 - 1770	2110 - 2170	FDD
11	1427,9 - 1452,9	1475 - 1500,9	FDD
12	698 - 716	728 - 746	FDD
13	777 - 787	746 - 756	FDD
14	788 - 798	758 - 768	FDD
17	704 - 716	734 - 746	FDD
18	815 - 830	860 - 875	FDD
19	830 - 845	875 - 890	FDD
33	1900 - 1920	TDD
34	2010 - 2025	TDD
35	1850 - 1910	TDD
36	1930 - 1990	TDD
37	1910 - 1930	TDD
38	2570 - 2620	TDD
39	1880 - 1920	TDD
40	2300 - 2400	TDD

Из таблицы видно, что диапазоны, предназначенные для развития сетей LTE, уже освоены или осваиваются в России для работы сетей мобильной связи и беспроводного доступа различных технологий. Поэтому, создание в России LTE-сетей сопровождается трудностями с выбором и получением разрешения на использование частотного диапазона. Таким образом, будущее внедрения сетей LTE в России связано с необходимостью реформирования использования радиочастотного спектра на основе национальных процедур его высвобождения и перепланирования.

Распоряжением Правительства Российской Федерации от 21 января 2011 года № 57-р распределены полосы частот для перспективных радиотехнологий, включая LTE. Это диапазоны 800 - 900 МГц; 2,3 - 2,4 ГГц; 2,5 - 2,7 ГГц. 8 сентября 2011 года на заседании Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ) полосы радиочастот 791 - 862 МГц,

2500 - 2690 МГц, 2300 - 2400 МГц определены для создания на территории Российской Федерации сетей связи LTE и последующих его модификаций.

1.6 Взаимодействие стандарта LTE с UMTS/GSM и стандартами не-3GPP

Поддержка мобильности абонентского терминала при его перемещении из зоны обслуживания одной сети в зону обслуживания другой - является важной задачей, возникающей при взаимодействии сети LTE с сетями мобильной связи стандартов 3GPP (UMTS/GSM/HSPA+). Взаимодействие сети LTE с сетями 3GPP заключается в обеспечении дискретной мобильности (роуминга) и обеспечения непрерывной мобильной связи (хэндовера).

Основными интерфейсами взаимодействия сети LTE с сетями 3GPP являются интерфейсы S3, S4 и S12. Данные интерфейсы обеспечивают взаимодействие логического элемента управления мобильностью MME и шлюза S-GW сети LTE с сервисным узлом SGSN сетей 3G с помощью туннельного протокола GTP (GPRS Tunnelling Protoсol). Протокол GTP предназначен для передачи данных плоскости управления (протокол GTP-C) и для передачи данных плоскости пользователя (протокол GTP-U). В условиях роуминга шлюз S-GW визитной сети взаимодействует с шлюзом

P-GW (шлюз взаимодействия с пакетными сетями) домашней сети.

Взаимодействие сети LTE с другими 3GPP для оказания традиционных услуг телефонии осуществляется с помощью как традиционной технологии коммутации каналов (TDM), так и технологии коммутации пакетов на базе сервисной подсистемы IMS.

Хэндовер между сетью LTE и другой сетью 3GPP при осуществлении голосового вызова происходит с помощью взаимодействия логического элемента MME с сервером MSC по интерфейсу Sv в случае вызовов из сети LTE в традиционный домен коммутации каналов (CS-домен); и с помощью взаимодействия логического элемента MME с узлом SGSN по интерфейсу S3 в случак голосового вызова из сети LTE в домен коммутации пакетов (PS-домен).

Взаимодействие сети LTE с сетями не-3GPP разделяется на взаимодействие с сетями с гарантированной безопасностью - «надежными» и взаимодействие с сетями с негарантированной безопасностью - «ненадежными». В качестве «надежных» сетей могут выступать присоединенные сети других стандартов (cdma2000, WiMAX), в качестве «ненадежных» - публичные IP-сети Интернета. Взаимодействие сети LTE с «надежными» сетями стандартов не-3GPP осуществляется посредством шлюза P-GW, взаимодействие с «ненадежными» сетями - посредством шлюза ePDG.

С учетом концепции построения базовой сети EPC «все через IP» мобильность абонентского терминала при взаимодействии сети LTE с сетями не-3GPP основана на протоколах управления мобильностью в IP-сетях:

· протоколы управления мобильностью на базе хостов - HBM (Host Based Mobility) - MIPv4, DSMIPv6;

· протоколы управления мобильностью на базе сети - NBM (Network Based Mobility) - PMIPv6.

Идентификация абонентского терминала по IP-адресу и маршрутизация осуществляется так же как в IP-сетях.

1.7 Использование технологии MIMO в сетях LTE

Технология MIMO в сетях LTE играет одну из важных ролей в обеспечении высоких скоростей передачи данных.

MIMO (Multiple Input Multiple Output - множественный вход - множественный выход) - технология, которая представляет собой беспроводной доступ, предусматривающая использование нескольких передатчиков и приемников для одновременной передачи большего количества данных. Технология MIMO использует эффект передачи радиоволн, называемый многолучевым распространением, когда передаваемые сигналы отражаются от множества объектов и препятствий и принимающая антенна воспринимает сигналы под разными углами и в разное время. С применением технологии MIMO становится возможным увеличить помехоустойчивость каналов связи, уменьшить относительное число битов, принятых с ошибкой. Работа систем MIMO может быть организована по двум принципам: по принципу пространственного уплотнения и по принципу пространственно-временного кодирования.

В первом случае различные передающие антенны передают различные части блока информационных символов или различные информационные блоки. Передача данных ведется параллельно с двух или с четырех антенн. На приемной стороне производится прием и разделение сигналов различных антенн. Во втором случае, со всех передающих антенн осуществляется передача одного и того же потока данных с использованием схем предварительного кодирования.

Антенные конфигурации технологии MIMO могут принимать симметричные (2?2, 4?4) и несимметричные (1?2, 2?4) значения. На рисунке 1.4 показана структурная схема MIMO-системы с двумя передающими и двумя принимающими антеннами, реализованная по принципу пространственно-временного кодирования.

Рисунок 1.5 Структурная схема MIMO-системы 2?2

1.8 Спектр услуг, предоставляемых сетями LTE

Услуги, предоставляемые сетями LTE, имеют более широкий спектр по сравнению с сетями 2G/3G. В первую очередь это связано с высокой пропускной способностью сети и повышенной скоростью передачи данных, а так же с переходом на концепцию «все через IP». Основными услугами, предоставляемых сетью LTE являются следующие:

· пакетная передача речи;

· передача Интернет-файлов;

· доставка электронной почты;

· передача мультимедийных сообщений;

· мультимедийное вещание, включающее в себя потоковые услуги, услуги по загрузке файлов, телевизионные услуги;

· потоковое видео;

· VoIP и высококачественные видеоконференции;

· онлайн-игры через мобильные и фиксированные терминалы различных типов;

· мобильные платежи с высокой передачей реквизитов и идентификационной информации.



2. Технико-экономическое обоснование построения сети LTE в …… районе

При планировании сети LTE, в первую очередь, необходимо определить каким образом будут реализованы решения построения транспортной сети и сети радиодоступа E-UTRA. Примером построения сети LTE может служить схема, показанная на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Архитектура распределительной сети LTE

Для сравнения выберем три основных варианта организации связи:

1. Построение сети LTE «с чистого листа». В этом случае компания-оператор связи осуществляет строительство полностью всех объектов связи, которые будут включены в сеть LTE.

2. Построение сети LTE способом аренды всех компонентов связи у сторонних операторов, за исключением оборудования базовых станций. Арендуемыми объектами будут: вышки для базовых станций и все компоненты транспортной сети.

3. Построение сети LTE универсальным способом. Этот вариант включает в себя оба способа построения сети, приведенные выше.

Предположим, что оператором связи, осуществляющим проектирование сети LTE является компания, которая уже занимается предоставлением услуг фиксированной связи и имеющая развитую транспортную сеть в районе планирования. Такой компанией-оператором в ……. районе может выступать ОАО «Ростелеком». В этом случае идеально подходит универсальный способ построения сети LTE.

С учетом собранных данных о наличии существующих линий транспортной сети компании ОАО «Ростелеком» в ….. районе основные затраты на построение сети для различных вариантов организации связи представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Основные затраты на построение сети LTE для различных вариантов организации связи

Вариант организации связи	1	2	3
1. Затраты на строительство ВОЛС
а) протяженность линии	~75 км	~75 км	~50 км
б) стоимость ОКБ	45000 руб./км 45000?75 = 3,375 млн. руб.	Стоимость аренды: 28000 руб./мес./10 км	45000 руб./км 45000?50 = 2,25 млн. руб.
в) стоимость СМР	300000 руб./км 300000?75 = 22,5 млн. руб.	-	300000 руб./км 300000?50 = 15 млн. руб.
Итого	25,875 млн. руб.	2,688 млн.руб./год	15 млн. руб.
2. Затраты на строительство сети радиодоступа E-UTRA
а) примерное количество eNB в сети	7	7	7
б) стоимость eNB	~0,45 млн. руб. 1,35?7 = 9,45 млн. руб.	~0,45 млн. руб. 1,35?7 = 9,45 млн. руб.	~0,45 млн. руб. 1,35?7 = 9,45 млн. руб.
в) стоимость вышки для базовой станции	~1,8 млн. руб. 1,8?7 = 12,6 млн. руб.	Аренда 1 места подвеса: 0,3 млн. руб./год 0,3?7 = 2,1 млн. руб.	Аренда 1 места подвеса: 0,3 млн. руб./год 0,3?7 = 2,1 млн. руб.
г) стоимость СМР	0,2 млн. руб. 0,2?7 = 1,4 млн. руб.	-	-
Итого	23,45 млн. руб.	2,1 млн.руб./год + 9,45 млн. руб.	2,1 млн.руб./год + 9,45 млн. руб.
Общая стоимость	49,5 млн. руб.	Аренда: 4,8 млн. руб./год +стоимость eNB 9,45 млн. руб.	Аренда: 2,1 млн. руб./год + 24,45 млн. руб.

Из таблицы 2.1 видно, что третий вариант имеет превосходство над другими в плане экономии.



3. РАСЧЕТ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ СЕТИ, РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ АБОНЕНТОВ, ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ

В процессе планирования радиосетей LTE имеется ряд отличий от процесса планирования других технологий беспроводного радиодоступа. Главное отличие - это использование нового типа многостанционного доступа на базе технологии OFDM, в связи с чем появляются новые понятия и изменяются алгоритмы проектирования. Процесс планирования радиосети состоит из двух этапов:

· формирование максимальной площади покрытия;

· обеспечение требуемой емкости.

Планирование радиосети LTE будет производиться в сельской местности, а это значит, что плотность абонентов будет невысока и базовые станции должны устанавливаться на максимальном удалении друг от друга с целью закрыть каждой eNB как можно большую территорию. В связи с этим нужно подобрать соответствующий частотный диапазон. В данном случае нужно руководствоваться правилом, что чем ниже частота, тем дальше распространение радиосигнала. Частотный диапазон 791 - 862 МГц вполне подойдет для выполнения этой задачи. Тип дуплекса выберем частотный - FDD.

3.1 Расчет пропускной способности сети. Расчет количества потенциальных абонентов

Пропускную способность, или емкость, сети оценивают, базируясь на средних значениях спектральной эффективности соты в определенных условиях.

Спектральная эффективность систем мобильной связи представляет собой показатель, вычисляемый как отношение скорости передачи данных на 1 Гц используемой полосы частот (бит/с/Гц). Спектральная эффективность является показателем эффективности использования частотного ресурса, а также характеризует скорость передачи информации в заданной полосе частот.

Спектральная эффективность может рассчитываться как отношение скорости передачи данных всех абонентов сети в определенной географической области (соте, зоне) на 1 Гц полосы частот (бит/с/Гц/сота), а также как отношение максимальной пропускной способности сети к ширине полосы одного частотного канала.

Средняя спектральная эффективность для сети LTE, ширина полосы частот которой равна 20 МГц, для частотного типа дуплекса FDD на основании 3GPP Release 9 для разных конфигураций MIMO, представлена в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Средняя спектральная эффективность для сети LTE

Линия	Схема MIMO	Средняя спектральная эффективность (бит/с/Гц)
UL	1?2 1?4	1,254 1,829
DL	2?2 4?2 4?4	2,93 3,43 4,48

Для системы FDD средняя пропускная способность 1 сектора eNB может быть получена путем прямого умножения ширины канала на спектральную эффективность канала:

(3.1)

где S - средняя спектральная эффективность (бит/с/Гц);

W - ширина канала (МГц); W = 10 МГц.

Для линии DL:

RDL = 3,43 · 10 = 34,3 Мбит/с.

Для линии UL:

RUL = 1,829 · 10 = 18,29 Мбит/с.

Средняя пропускная способность базовой станции ReNB вычисляется путем умножения пропускной способности одного сектора на количество секторов базовой станции; число секторов eNB примем равное 3, тогда:

(3.2)

Для линии DL:

ReNB.DL = 34,3 · 3 = 102,9 Мбит/с.

Для линии UL:

ReNB.UL = 18,29 · 3 = 54,87 Мбит/с.

Следующим этапом будет определение количества сот в планируемой сети LTE.

Для расчета числа сот в сети необходимо определить общее число каналов, выделяемых для развертывания проектируемой сети LTE. Общее число каналов Nк рассчитывается по формуле:

(3.3)

где ?f? - полоса частот, выделенная для работы сети и равная 71 МГц;

?fк - полоса частот одного радиоканала; под радиоканалом в сетях LTE определяется такое понятие как ресурсный блок РБ, который имеет ширину 180 кГц, ?fк = 180 кГц.

Далее определим число каналов Nк.сек, которое необходимо использовать для обслуживания абонентов в одном секторе одной соты:

(3.4)

где Nк - общее число каналов;

Nкл - размерность кластера, выбираемое с учетом количества секторов eNB, примем равным 3;

Mсек - количество секторов eNB, принятое 3.

Далее определим число каналов трафика в одном секторе одной соты Nкт.сек. Число каналов трафика рассчитывается по формуле:

(3.5)

где Nкт1 - число каналов трафика в одном радиоканале, определяемое стандартом радиодоступа (для OFDMA Nкт1 = 1...3); для сети LTE выберем Nкт1 = 1.

В соответствии с моделью Эрланга, представленной в виде графика на рисунке 3.1, определим допустимую нагрузку в секторе одной соты Асек при допустимом значении вероятности блокировки равной 1% и рассчитанным выше значении Nкт.сек. Определим, что Асек = 50 Эрл.

Рисунок 3.1 - Зависимость допустимой нагрузки в секторе от числа каналов трафика и вероятности блокировки



Число абонентов, которое будет обслуживаться одной eNB, определяется по формуле:

(3.6)

где A1 - средняя по всем видам трафика абонентская нагрузка от одного абонента; значение A1 может составлять (0,04...0,2) Эрл. Так как проектируемая сеть планируется использоваться для высокоскоростного обмена информацией, то значение A1 примем равным 0,2 Эрл. Таким образом:

Число базовых станций eNB в проектируемой сети LTE найдем по формуле:

(3.7)

где Nаб - количество потенциальных абонентов. Количество потенциальных абонентов определим как 20% от общего числа жителей. Общее число жителей ……. района составляет 24500 человек. Таким образом, количество потенциальных абонентов составит 4900 человек, тогда:

Среднюю планируемую пропускную способность RN проектируемой сети определим путем умножения количества eNB на среднюю пропускную способность eNB. Формула примет вид:

, (3.8)

RN = (102,9 + 54,87) · 7 ? 1104,39 (Мбит/с).

Далее дадим проверочную оценку емкости проектируемой сети и сравним с рассчитанной. Определим усредненный трафик одного абонента в ЧНН:

(3.9)

где Тт - средний трафик одного абонента в месяц, Тт = 30 Гбайт/мес;

q - коэффициент для сельской местности, q = 2;

NЧНН - число ЧНН в день, NЧНН = 7;

Nд - число дней в месяце, Nд = 30.

(Мбит/с)

Определим общий трафик проектируемой сети в ЧНН Rобщ./ЧНН по формуле:

Rобщ./ЧНН = Rт.ЧНН · Nакт.аб (3.10)

где Nакт.аб - число активных абонентов в сети; определим число активных абонентов в сети как 80% от общего числа потенциальных абонентов Nаб, то есть Nакт.аб = 3920 абонентов.

Rобщ./ЧНН = 0,28 · 3920 = 1097,6 (Мбит/с).

Таким образом, RN > Rобщ./ЧНН. Это условие показывает, что проектируемая сеть не будет подвергаться перегрузкам в ЧНН.

3.2 Выбор оборудования транспортной сети

Основными отличиями технологии LTE от предшествующих технологий мобильной связи 2G и 3G являются:

· организация связи, как голосовой, так и передачи данных по IP-протоколу;

· высокие скорости передачи данных;

· упрощенная архитектура сети.

Оборудование транспортной сети следует выбирать, в первую очередь руководствуясь особенностями технологии LTE, а так же, чтобы данное оборудование отвечало требованиям надежности, отличалось эффективностью, гибкостью, компактностью, обладало широким набором функций и удовлетворяло понятию «цена - качество». Главным условием при выборе оборудования транспортной сети является надежная передача данных пользователей согласно рассчитанной пропускной способности сети LTE.

Транспортная сеть проектируемой сети LTE будет реализована с помощью оптоволоконных линий передач по технологии Ethernet. В технологии Ethernet (стандарт IEEE 802.3) определены следующие скорости: Ethernet на скорости 10 Мбит/с, Fast Ethernet на скорости 100 Мбит/с, Gigabit Ethernet на скорости 1 Гбит/с и 10 Gigabit Ethernet на скорости 10 Гбит/с. Скорости в 1 и 10 Гбит/с подходят для транспортной сети. Существенным преимуществом систем Ethernet является широкая масштабируемость и максимальная приближенность к стеку протоколов IP.

В мире проектирования мобильных сетей существуют различные решения выбора оборудования как сети радиодоступа, так и транспортной сети. Компании - производители оборудования для сетей мобильной связи предоставляют операторам пакеты готовых решений, состоящих из подобранного по различным показателям стека аппаратуры. В пакеты готовых решений для реализации транспортной сети мобильного оператора могут входить рабочие станции, коммутаторы, маршрутизаторы, мультисервисные станции, а также специализированное оборудование для управления сетью.

На сегодняшний день среди всех решений различных компаний-производителей коммутационного оборудования для реализации транспортной сети LTE выделяются решения двух компаний: «Cisco Systems» и «Alcatel - Lucent». Произведем краткий анализ решений этих компаний и сведем данные в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Данные анализа решений для реализации транспортной сети LTE компаний «Cisco System» и «Alcatel - Lucent»

Коммутационное оборудование транспортной сети LTE	Компании - производители
	«Cisco Systems»	«Alcatel - Lucent»
1. Коммутационное оборудование сети радиодоступа E-UTRAN	Коммутатор «МЕ 3600 СХ24С»: универсальный, с возможностью подключения до трех eNB; 24 1 GEthernet порта; высокая цена; протоколы передачи - OSPF, RIPv2, EIGRP, BGP; время наработки на отказ 7 лет; протокол управления - SNMP; IP маршрутизация	Сервисный маршрутизатор «7750 SR»: подходит для крупномасштабных сетей в мегаполисах; IP маршрутизация; 10 портов 10 GEthernet; высокая цена; для подключения ОВ используются дополнительные модули SPF; протоколы передачи - OSPF, BGP
2. Коммутационное оборудование сети интеллектуальной агрегации	Оптический сервисный маршрутизатор «7603 OSR»: производительность 240 Гбит/с; 48 портов GBASE-LX; 4 порта 10GBASE-ER; высокая цена; масштабируемость; протоколы передачи - OSPF, RIPv2, EIGRP, BGP; время наработки на отказ 7 лет; протокол управления - SNMP; IP маршрутизация	Маршрутизатор сервисной агрегации «7705 SAR»: 6 портов 10/100 Ethernet BASE-T; 2 порта GE BASE-TX с модулями SPF; низкая цена, низкая производительность; IP маршрутизация; протоколы передачи - OSPF, BGP
3. Оборудование для реализации EPC LTE, управления услугами	Мультисервисная оптическая платформа «ASR 5000»: производительность 320 Гбит/с; интерфейсы - GE, 10GE; высокая цена; масштабируемость; протоколы передачи - OSPF, RIPv2, EIGRP, BGP; время наработки на отказ 7 лет; протокол управления - SNMP; IP маршрутизация	Система управления сетью «5620 SAM»: включает в себя несколько коммутаторов и маршрутизаторов; поддержка Ethernet, ATM; IP маршрутизация; протоколы передачи - OSPF, BGP

Из таблицы 3.2 видно, что решение компании «Cisco Systems» для реализации транспортной сети LTE является лучшим по многим параметрам, и, хотя цена на оборудование данного производителя больше, зато высокое качество исполнения и высокий уровень технической поддержки позволяют сделать выбор именно в пользу данной продукции.

Компания «Cisco Systems» на сегодняшний день является безусловным лидером производства коммутационного оборудования в мире. Продукцию данной компании используют в своих сетях свыше 250 операторов мобильной связи более чем в 75 странах мира. В России свое предпочтение коммутационному оборудованию компании «Cisco Systems» отдали такие операторы мобильной связи, как ОАО «ВымпелКом», ОАО «Мобильные Теле Системы» и ОАО «Мегафон». Продукция выпускаемая компанией «Cisco Systems» обладает такими качествами как надежность, производительность, многофункциональность, масштабируемость и безопасность. В данном дипломном проекте при выборе транспортного оборудования сети LTE предпочтение отдадим оборудованию компании «Cisco Systems». Оборудование транспортной сети для передачи данных по технологии LTE делится на:

1. Транспортное оборудование сети радиодоступа.

2. Транспортное оборудование интеллектуальной агрегации.

У компании «Cisco Systems» имеются готовые решения построения транспортной сети для мобильных операторов. Воспользуемся одним из них.

В качестве транспортного оборудования сети радиодоступа выберем коммутатор «Cisco ME 3600 X 24CX». Данная модель реализована с учетом огромного опыта работы компании «Cisco Systems» с операторами мобильной связи; данная модель обладает аппаратным ускорением, неблокируемой производительностью, низкими задержками и джиттером.

Чипсет коммутатора «Cisco ME 3600 X 24CX» разработан специально для сетей Carrier Ethernet. Краткая техническая характеристика коммутатора «Cisco ME 3600 X 24CX»:

· количество оптоволоконных портов: 6;

· организация IP-маршрутизации;

· поддерживаемые скорости: 10/100/1000 Мбит/с;

· размеры (ш?г?в): 444?516?43;

· вес: 6570 грамм;

· протокол управления: SNMP;

· протоколы передачи данных: OSPF, IS-IS, EIGRP, RIPv2;

· оперативная память: 1024 МБ;

· тип оперативной памяти: DRAM;

· потребляемая мощность: 228 Вт;

· частота входного сигнала: 50/60 Гц;

· входное напряжение: перем. 100-240 В, пост. 48 В;

· пропускная способность: 65 Mpps;

· максимальная скорость передачи данных: 44 Гбит/с;

· fiber ethernet cabling technology: 1000 Base-LX, 100 Base-BX, 100 Base-FX, 100 Base-LX;

· fiber optic connector: LC, LX-5;

· дистанция передачи по оптико-волоконному кабелю: 80 км;

· длина волны: 1310/1550 нм.

Коммутатор «Cisco ME 3600 X 24CX» не исключает возможности подключения к нему нескольких базовых станций eNB.

В качестве транспортного оборудования интеллектуальной агрегации выберем оптический сервисный маршрутизатор «Cisco 7603 OSR» (Optical Service Router). Оптический маршрутизатор «Cisco 7603 OSR» предназначен для построения территориально распределенных (WAN) и городских (MAN) сетей. Основной задачей данного маршрутизатора является обеспечение работы критичных IP приложений на скорости оптических каналов связи.

Основные возможности и технические характеристики маршрутизатора «Cisco 7603 OSR»:

· поддержка полного спектра функций ПО Cisco IOS;

· шасси, совместимое со стандартом NEBS;

· высокая доступность платформы благодаря резервированию блоков питания, управляющих модулей и программных возможностей ПО Cisco IOS - Global Resilience IP;

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.2 - Схема организации связи транспортной сети

· аппаратное ускорение сетевых услуг благодаря технологии Cisco PXF;

· поддержка технологии MPLS/IP;

· имеет 24 порта 10 Base-FL, 24 порта 10Base-FX, 48 портов 1000 Base-LX, 4 порта 10 GBase-ER;

· максимальная производительность: 240 Гбит/с, 30 млн. пакетов/с;

· пропускная способность шины: 32 Гб/с;

· размеры (в?ш?д): 17,78?44,12?55,25;

· вес: 12,25 кг;

· питание: АС 110 - 240 В, DC 48 - 60 В;

· среднее время наработки на отказ: 7 лет;

· условия эксплуатации: температурный режим 0 - 40 °С, влажность 10 - 85%.

Согласно сделанному выбору транспортного оборудования на следующем этапе дипломного проектирования составим схему организации связи транспортной сети. Схема организации связи транспортной сети показана на рисунке 3.4.

3.3 Выбор оптического кабеля. Определение суммарного затухания на участке

Оптические кабели представляют собой среду передачи, близкую к идеальной. По объемам и скорости передачи информации, надежности и дальности ее доставки оптические кабели значительно опережают другие технологические решения. Поэтому, на сегодняшний день альтернативы им нет. Классификация существующих оптических кабелей по своему назначению показана на рисунке 3.3.

Основным элементом оптического кабеля является оптическое волокно (световод), выполненное в виде тонкого стеклянного волокна цилиндрической формы, по которому передаются световые сигналы с длинами волны 0,85…1,6 мкм. Световод имеет двухслойную конструкцию и состоит из сердцевины и оболочки с разными показателями преломления.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.3 - Типы оптических кабелей связи

Сердцевина служит для передачи электромагнитной энергии.

Назначение оболочки - создание лучших условий отражения на границе «сердцевина - оболочка» и защита от помех из окружающего пространства. В существующих конструкциях оптических кабелей применяются световоды двух типов: многомодовые (ступенчатые и градиентные) и одномодовые. По частотно - пропускной способности и дальности передачи лучшими являются одномодовые световоды.

Все многообразие существующих типов кабелей можно разделить на три группы:

· кабели с повивной концентрической скруткой;

· кабели с фигурным сердечником;

· плоские кабели ленточного типа.

В оптических кабелях кроме оптического волокна, как правило, имеются следующие элементы:

· силовые упрочняющие стержни, которые воспринимают на себя продольную нагрузку на разрыв;

· армирующие элементы, повышающие стойкость кабеля при механических воздействиях;

· заполнители в виде сплошных пластмассовых нитей;

· наружные защитные оболочки, предохраняющие кабель от проникновения влаги, паров вредных веществ и внешних механических воздействий.

В настоящее время оптические кабели выпускаются как отечественными, так и зарубежными компаниями. В России крупными производителями оптических кабелей являются: ЗАО «Москабель - Фуджикура», ЗАО НФ «Электропровод», ЗАО «Самарская оптическая кабельная компания» и ОАО «Завод Сарансккабель».

В данном дипломном проекте для реализации транспортной сети будут использованы три типа оптических кабелей: для прокладки в грунте, подвесной и для прокладки в канализации. Предпочтение в выборе производителя оптического кабеля отдано продукции ЗАО НФ «Электропровод». Основные параметры выбранных оптических кабелей для строительства транспортной сети показаны в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Основные параметры оптических кабелей

Параметры	Тип прокладки кабеля
	в канализации	в грунте	подвесной
1	2	3	4
Марка кабеля	ОКС-М	ОКБ-Т	ОКА-Т
Число оптических волокон	4 - 72	4 - 24	4 - 24
Компания - производитель волокна	Fujikura	Fujikura	Fujikura
Тип волокна	ОМ	ОМ	ОМ
Число пластмассовых (металлических) модулей	6 - 12	1 (метал.)	1 (метал.)
Диаметр трубки модуля, мм	2	3,0 - 6,0	3,0 - 6,0
Число/диаметр корделей	-/2,0	-/3,0 - 6,0	-/3,0 - 6,0
Внешний диаметр кабеля, мм	15,0	18,5	18,5
Масса кабеля, кг/км	190	436	540
Рабочая температура окружающей среды, °С	-40 - +50	-40 - +50	-60 - +60
Минимальный радиус изгиба кабеля, мм	250	250	300
Допустимое растягивающее усилие, кН	1,5	7,0	3,5 - 7,0
Длина поставки, км	2,0	2,0	2,0

На следующем этапе дипломного проектирования определим суммарное затухание на одном из участков проектируемой транспортной сети между коммутатором «Cisco ME 3600X 24CX» и маршрутизатором «Cisco 7603 OSR».Суммарные потери a? на участке сети рассчитываются по формуле:

a? = nрс · aрс + nнс · aнс + at +aв (3.11)

где nрс - количество разъемных соединителей, nрс ? 3;

aрс - потери в разъемных соединениях, aрс ? 0,6 дБ;

nнс - количество неразъемных соединений;

aнс - потери в неразъемных соединениях, aнс ? 0,02 дБ;

at - допуск на температурные изменения затухания оптического волокна, at = 1 дБ;

aв - допуск на изменение характеристик компонентов на участке со временем, aв ? 5 дБ.

Количество неразъемных соединений рассчитывается по формуле:

(3.12)

где Lуч - длина участка, Lуч ? 9 км;

lсд - строительная длина кабеля, согласно таблице 3.1 lсд = 2 км.

a? = 3 · 0,6 + 3 · 0,02 + 1 +5 ? 7,8 (дБ)

Суммарное затухание на одном из участков проектируемой транспортной сети между коммутатором «Cisco ME 3600X 24CX» и маршрутизатором «Cisco 7603 OSR» составило примерно 7,8 дБ.



4. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ СЕТИ LTE

4.1 Выбор управляющего оборудования сети LTE

Управление абонентскими сессиями и услугами в сетях LTE осуществляется с помощью базовой пакетной сети EPC (Evolved Packet Core). Сеть ЕРС содержит следующие узлы и логические элементы:

· ММЕ (Mobility Management Entity) - узел управления мобильностью - отвечает за решение задач управления мобильностью абонентского терминала, управления безопасностью мобильной связи (NAS Security), управления службой передачи данных;

· SGW (Serving Gateway) - обслуживающий шлюз сети LTE - отвечает за обработку и маршрутизацию пакетных данных поступающих из/в подсистему базовых станций;

· PGW (Public Data Network Gateway) - шлюз от/к сетей других операторов - отвечает за передачу голоса и данных из/в сети оператора LTE в другие сети 2G, 3G, не-3GPP и Internet;

· HSS (Home Subscriber Server) - сервер абонентских данных;

· PCRF (Policy and Charging Rules Function) - узел выставления счетов абонентам за оказанные услуги;

· DHCP/DNS - сервер выделения IP-адресов.

Решения по реализации сети EPC LTE разработаны компанией «Cisco Systems». Основой идеи реализации стало совмещение функций MME, SGW и PGW в одном шасси мультисервисной платформы «Cisco ASR 5000 PCS3», как показано на рисунках 3.4 и 4.1.

Маршрутизатор «Cisco ASR 5000 PCS3» специально разработан для мобильных широкополосных сетей. Он отличается распределенной архитектурой, встроенными интеллектуальными функциями, масштабируемостью и надежностью.



Рисунок 4.1 - Решение компании "Cisco Systems" по объединению функций сети ЕРС на базе одной платформы "Сisco ASR 5000 PCS3"

«Cisco ASR 5000 PCS3» позволяет оператору связи наращивать производительность и емкость без массовых закупок дополнительного оборудования. Маршрутизатор «Cisco ASR 5000 PCS3» в своих сетях используют более 250 операторов мобильной связи в мире.

Достоинства платформы «Cisco ASR 5000 PCS3»:

· интегрированные сетевые функции, встроенные сервисы с высокой пропускной способностью;

· резервирование всех компонент;

· автоматическое восстановление абонентских сессий в рамках одного шасси;

· функция копирования процессов и их состояний;

· доступность платформы 99,9999%;

· восстановление сессий не превышает 2 сек.;

· отсутствие специализированных выделенных сервисных плат и модулей;

· процессорные ресурсы автоматически адаптируются к потребностям системы;

· защита памяти для отдельных процессов;

· общее программное обеспечение;

· обновление программного обеспечения осуществляется без прерывания сервисов;

· программные функции распределены по всей платформе.

Архитектура платформы «Cisco ASR 5000 PCS3» показана на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 - Архитектура платформы «Cisco ASR 5000 PCS3»

Главным отличием платформы «Cisco ASR 5000 PCS3» является наличие встроенных сервисов «In-line Services»:

· DPI - глубокая инспекция пакетов - позволяет анализировать трафик и персонифицировать услуги, предоставляя абонентам различные качество обслуживания и гибкие правила тарификации в зависимости от типа трафика;

· обнаружение трафика одноранговых протоколов в реальном масштабе времени; определяет различные правила: пропуск или блокировка, специфическая тарификация, контроль потребляемой полосы пропускания;

· фильтрация контента на основе анализа URL в запросах НТТР от мобильных абонентов;

· персональный NAT/Firewall.

Краткая техническая характеристика платформы «Cisco ASR 5000 PCS3»:

· пропускная способность: 320 Гбит/с;

· количество сессий: 4 млн.;

· сетевые интерфейсы: 10/100/1000 Ethernet, 10 Гбит/с Ethernet, OLC/CLC Line Cards (ATM, POS, Frame Relay);

· входное напряжение: DC 40 - 60 В;

· размеры (в?ш?г): 63,23?44,45?60,95 мм;

· полная масса: 139,25 кг;

· максимальная мощность: 800 Вт;

· допускается установка до трех «Cisco ASR 5000 PCS3» в стойку 42 RU.

4.2 Выбор оборудования базовой станции eNode Band LTE

Основные поставщики оборудования базовой станции eNB LTE в России будут компании «Nokia Siemens Networks», «Huawei» и «Ericsson». В конце 2011 года в нашей стране было запущено собственное производство оборудования eNB LTE на базе научно-производственной фирмы «Микран» под контролем компании «Nokia Siemens Networks» в городе Томске.

При выборе оборудования базовой станции eNB LTE нужно руководствоваться, в первую очередь, способностью поддержки данным оборудованием других стандартов мобильной связи. Так же не стоит забывать о запланированной выходной мощности приемопередатчика TRX и других технических характеристиках.

Для планируемой сети, учитывая ее особенности, можно сделать выбор в пользу оборудования компании «Nokia Siemens Networks». В качестве оборудования радиодоступа предлагается использовать базовую станцию «Flexi Multiradio».