"Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа"



Санкт-Петербургский Муниципальный Институт Телекоммуникаций
им. проф. М.А. Бонч-Бруевича


Кафедра РпдУ и СПС


KУРСОВОЙ ПРОЕКТ


на тему:

"Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа"


Выполнил:

Студенты группы Р-88

Ковтун Алексей Николаевич

Ненашев Игорь "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" Валентинович Педагог:

Бабков Валерий Юрьевич

Дата: 09.12.2002 г.


г. Санкт-Петербург

2002 г.

Содержание работы:


  1. Введение …………………………………………………… .. 3

  2. Главные сведения о эталоне DECT.……………………. 4

  3. Система RLL………………….. …………………………….. 11

  4. Система WLL ………………………………………………... 13

  5. Структура DECT-систем…………………………………..… 14

  6. Организация пикосотовой сети……………………………... 15

  7. Профили приложений DECT……………………….. ……… 17

  8. Особенности сопряжения систем DECT с "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" наружными сетями ……………………………………………. 20

  9. Достоинства выбора DECT …………………………...…... 21

  10. Главные сведения о эталоне GSM-900……….. ……….. 23

  11. Интерфейсы эталона GSM-900…………………………… 32

  12. Структура служб и передача данных в эталоне GSM-900……………………………………………………….. 34

  13. Телеслужбы эталона GSM-900……………………………. 35

  14. Структура TDMA кадров.…………………………………….. 37

  15. Принципы построения "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" макросотовых систем……………... 42

  16. Эталон GSM-1800…………………………………………... 48

  17. Широкополосные сети абонентского доступа…………….…………………………………………. 50

  18. Эволюция сетей проводного абонентского доступа………. 52

  19. От аналогового модема к ADSL……………………………. 54

  20. Миграция к ADSL при наличии в сети доступа ЦСПАЛ…. 59

  21. От IDSN к ADSL……………………………………………… 60

  22. От HDSL к "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" ADSL……………………………………………... 61

  23. От IDSL к ADSL………………………………………………. 61

  24. Способности своей эволюции ADSL от доступа к Веб к предоставлению полного набора сетевых услуг……………………………………………………………. 63

  25. От ADSL к VDSL……………………………………………… 65

  26. Подключение абонентов при помощи оптоволокна………….. 66

  27. Перечень использованной литературы…………………………. 68


Введение.


В "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" данном курсовом проекте нужно разглядеть вопросы планирования и взаимодействия сетей сотовой связи. Это будет проиллюстрировано на примерах: построение сетей пикосотовой архитектуры будет рассмотрено на примере эталона DECT; построение сетей микросотвой "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" архитектуры будет рассмотрено на примере эталона GSM-1800; построение сетей макросотовой архитектуры будет рассмотрено на примере эталона GSM-900.

Также подвергнутся рассмотрению сети широкополосного абонентского доступа.


^ Главные сведения о эталоне DECT.


Эталон DECT "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" (Digital European Cordless Telecommunications) был размещен Европейским институтом стандартизации электросвязи (European Telecommunications Standards Institute і ETSI) в 1992 г., а 1-ые коммерческие продукты, соответст-вующие этому эталону, появились в 1993 г. Сначало они представляли собой в главном "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" средства для построения беспроводных учрежденческих автоматических телефонных станций (УАТС), юзеры которых могли связываться меж собой в границах учреждения при помощи переносных телефонов, также обыденные домашние бесшнуровые телефонные аппараты. Некие производители сделали оборудование "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" для беспроводных ЛВС, поддерживающее DECT.

Позже появились другие приложения DECT, которые начали разрабатываться еще в процессе определения эталона. В их состав вошли: средства RLL; системы, обеспечивающие беспроводный доступ к "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" ресурсам сетей общего использования для абонентов с ограниченной мобильностью (Cordless Terminal Mobility - CTM); средства, дозволяющие аппаратуре DECT работать с сотовыми сетями (к примеру, GSM). Эти приложения открыли широкие способности перед операторами как проводных, так и "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" беспроводных сетей связи.


^ Таблица 1. Технические свойства DECT

Рабочий диапазон

1880..1900 MГц

Количество частот

10

Разнос частот

1,728 MГц

Способ доступа

MC/TDMA/TDD

Число каналов на одну частоту

24 (12 дуплексных каналов)

Продолжительность фрейма

10 ms

Скорость передачи

1,152 Mbps

Способ модуляции

GMSK (BT = 0,5)

Сжатие голоса

^ ADPСM (G.721)

Выходная мощность

10 мВт (средняя)


DECT "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" является эталоном радиодоступа, поддерживающим широкий набор эконом средств предоставления коммуникационных услуг. Данный эталон разрабатывался в согласовании с семиуровневой моделью взаимодействия открытых систем (OSI/ISO) и состоит из 9 частей, описывающих его неотклонимые "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" и факультативные элементы. Неотклонимые элементы эталона гарантируют возможность "сосуществования" систем связи на одной местности при отсутствии координации их работы и дают возможность избежать планирования частот, что нужно в обыденных сотовых сетях.

По собственному "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" желанию производители могут поддерживать отдельные факультативные элементы эталона DECT для построения систем голосовой телефонии, доступа к сети ISDN и передачи данных. В целях обеспечения взаимодействия разных приложений DECT институтом ETSI стандартизуется "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" ряд совокупностей характеристик, так именуемых профилей (profiles). Одним из схожих профилей является унифицированный профиль доступа (Generic Access Profile - GAP), определяющий функционирование портативных телефонных аппаратов и базисных станций DECT для всех приложений голосовой связи "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа". Другой профиль: профиль интерфейса GSM (GSM Interface Profile - GIP) определяет взаимодействие аппаратуры DECT и сетей GSM. По существу, GIP - это профиль GAP с маленькими дополнениями по взаимодействию с GSM.

Эталон DECT "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" разрабатывался для ублажения потребностей сложной системы радиосвязи - беспроводной УАТС. Среда беспроводной УАТС характеризуется высочайшей плотностью трафика и серьезными требованиями юзеров к качеству и конфиденциальности (зачем нужно шифрование радиосигнала) связи. Беспроводные телефонные системы DECT "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" производят кодирование речи способом адаптивной дифференциальной импульсно-кодовой модуляции (Adaptive Differential Pulse Code Modulation - ADPCM), позволяющим передавать оцифрованную речь на скорости 32 Кбит/с. Это существенно большая частота следования битов, чем, к примеру "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа", подобная частота, предусмотренная в любом из глобальных эталонов цифровой сотовой связи. Она обеспечивает качество передачи речи такое же, как у обыденного телефона. Системы DECT реализуют неприметное (автоматическое) переключение абонента на ближайшую базисную станцию "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" при его перемещении из зоны обслуживания одной базисной станции в зону обслуживания другой, что дает возможность избежать разрывов связи.

Разрабатывавшийся для беспроводных УАТС, DECT оказался подходящим и для домашних, также местных локальных "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" телефонных систем. Эталон поддерживает также разные службы передачи данных и обеспечивает взаимодействие с сетью связи практически хоть какого другого типа.

Системы DECT работают в частотном спектре 1880-1900 МГц, который разбит на 10 частотных "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" каналов, и, как следует, являются мультичастотными (МС). В каждом частотном канале данные передаются в 24 циклически циклических временных интервалах либо тайм-слотах (множественный доступ с разделением времени - TDMA). В первой половине этих "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" тайм-слотов осуществляется передача инфы от базисной станции к портативным устройствам, а во 2-ой половине, в оборотном направлении (дуплекс с разделением времени - TDD)(рис.1). Система DECT, таким макаром, может быть определена как MC/TDMA "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа"/TDD. Любой из речевых каналов употребляет пару тайм-слотов, что значит возможность внедрения 120 (10 несущих частот x 12 тайм-слотов) речевых каналов .


Рис.1 Разнесение частот и каналов в эталоне DECT.


Механизм выбора "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" каналов, узнаваемый как непрерывный динамический выбор канала (Continuous Dynamic Channel Selection - CDCS), позволяет системам работать "плечо о плечо" при отсутствии координирования их работы. Сущность этого механизма состоит в том, что каналы выбираются "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" динамически из всего набора каналов по таким показателям, как качество прохождения сигнала и уровень помех. При этом канал не закрепляется за соединением на всегда, он может изменяться при необходимости. Происходит это последующим образом:

Любая БС "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" безпрерывно сканирует приемные таймслоты всех 120 каналов, определяет уровень принятого сигнала (RSSI — Received Signal Strength Indicator) и выбирает канал с наименьшим уровнем (свободный канал без помех). В этом канале БС испускает служебную "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" информацию, которая, в числе иных, содержит данные:

Анализируя эту информацию, АС находит свою БС и прописывается к ней "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа". При выходе из зоны деяния одной БС происходит поиск последующей. Таким макаром, АС всегда прописан к той либо другой БС собственной либо дружеской системы. Дальше АС синхронно с БС начинает безпрерывно исследовать все 120 приемных "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" таймслотов и определять силу сигнала в каждом из их. Номера каналов с меньшими RSSI заносятся в память. Сразу в памяти находятся более 2-ух таких каналов.

По мере надобности организации "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" исходящей связи АС направляет запрос БС, в какой она на этот момент прописана, предлагая установить связь в одном из свободных, исходя из убеждений АС, каналов. Если этот канал отвергается БС, то АС предлагает последующий "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" из перечня свободных. После согласия БС на установление соединения по одному из предложенных каналов происходит обмен сигнализационной и другой служебной информацией, а потом установление соединения и разговор.

Организация входящей связи осуществляется аналогичным образом "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа". АС безпрерывно анализирует "пейджинговое" сообщение на наличие «своего» входящего вызова. После определения входящего вызова АС отправляет запрос на установление связи в одном из свободных каналов. Таким макаром, выбор канала для установления "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" соединения происходит динамически и только по инициативе и под управлением АС.

Хоть какое из портативных устройств эталона DECT в принципе имеет доступ к хоть какому каналу (как к частотному, так и "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" к временному). Когда нужно установить соединение, портативное устройство связи DECT выбирает канал, обеспечивающий более доброкачественную связь. После того как соединение установлено, данное устройство продолжает рассматривать спектр, и если находится канал, гарантирующий наилучшее качество "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" связи, то переключает соединение на него.

Если в процессе соединения новый канал запрашивается у той же БС, то переход именуется "intercell handover", а если у другой БС — то "intracell handover". Этот "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" механизм именуется непрерывным динамическим рассредотачиванием каналов (CDCA).

Хендовер в DECT системе происходит мягеньким методом. Это означает, что во время хендовсра меж АС и системой сразу работают два канала: «старый» и «новый». В некий "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" момент времени информация меж АС и системой передается сразу по обоим каналам. Только после удачного перехода на «новый» канал происходит деактивация «старого». Нужно отметить, что хендовер происходит не только лишь "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" при ухудшении свойства связи либо при разрыве соединения, да и в этом случае, когда АС находит наилучший с его точки зрения канал. Таким макаром, для соединения всегда употребляется наилучший свободный канал

Благодаря применению CDCS "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" в системах DECT не требуется планирования частот: решение этой трудности, практически, перекладывается на портативное устройство связи. Данное событие делает установку систем обычный процедурой, также позволяет наращивать общее число каналов методом обычного прибавления, где "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" это нужно, новых базисных станций.

Хэндовер в DECT – это механизм ухода от каналов, подверженных воздействию помех, либо каналов с низким уровнем сигнала. Но хэндовер происходит недостаточно стремительно, чтоб противодействовать ситуациям резвого замирания "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа". Для борьбы с резвыми интерференционными замираниям (БИЗ) эталоном DECT предусматривается механизм пространственного разнесенного приема. БИЗ появляются в итоге интерференции нескольких лучей в точку приема, которая перемещается относительно БС. В итоге чего изменяется "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" разность хода меж этими лучами и, как следствие этого, уровень суммарного сигнала претерпевает колебания, которые способны достигать 30 и поболее дБ. При использовании 2-ух пространственно разнесенных антенн разность хода лучей от каждой "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" из их в точке приема будет различной. В офисных и WLL системах к каждой БС подключаются две коммутируемые пространственно разнесенные в горизонтальной плоскости антенны, при этом разнос антенн в офисных системах "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" примерно равен  (длине волны), а в WLL системах – 10  . Потому эффективность этого способа в офисных системах сказывается при малых удалениях. В системах WLL АС стационарны и причина замираний заключается в воздействии эффекта "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" рефракции на разность хода прямого и отраженного лучей. Из теории понятно, что при разносе антенн на 10  и поболее суммарные сигналы, принимаемые каждой из антенн фактически не коррелированны. Переключение антенн и выбор рабочего "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" канала происходит под управлением АС.

Эталон DECT предугадывает ряд функций защиты, включая шифрование радиосигнала и аутентификацию портативных устройств связи. Система идентификации устройств DECT позволяет одному и тому же устройству связи производить доступ "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" к нескольким разным системам (к примеру, к базисной станции обыденного домашнего телефона, УАТС и к системе общего доступа), также одной базисной станции обеспечивать доступ к разным системам связи. При схожей организации несколько служб могут "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" вместе использовать одну и ту же инфраструктуру связи, что очень презентабельно с экономической точки зрения.

Список штатных услуг и процедур по обеспечению безопасности в системах эталона DECT содержит в себе:

 шифрование данных


Прописка – это процесс, с помощью которого система допускает определенный АС к обслуживанию. Оператор сети либо сервис-провайдер обеспечивает юзера АС "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" скрытым ключом прописки (PIN-кодом), который должен быть введен как в БС, так и в АС до начала процедуры прописки. До того, как трубка инициирует функцию фактической прописки, она должна "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" также знать идентификатор БС, в которую она должна прописаться (из суждений защищенности процедура прописки может быть организована даже для системы с одной БС). Время проведения процедуры обычно ограничено, и ключ прописки может быть "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" использован только один раз, это делается специально для того, чтоб минимизировать риск несанкционированного использования.

Прописка в DECT может осуществляться “по эфиру”, после установления радиосвязи с 2-ух сторон происходит верификация того, что употребляется один "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" и тот же ключ прописки. Происходит обмен идентификационной информацией, и обе стороны просчитывают скрытый аутентификационный ключ, который употребляется для аутентификации при каждом установлении связи. Скрытый ключ аутентификации не передается по "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" эфиру. АС может быть прописан на нескольких базисных станциях. При каждом сеансе прописки, АС просчитывает новый ключ аутентификации, привязанный к сети, в которую он прописывается. Новые ключи и новенькая информация идентификации сети "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" добавляются к списку, лежащему в АС, который употребляется в процессе соединения. Трубки могут подключиться только к той сети, в которую у их есть права доступа (информация идентификации сети содержится в перечне).

В процессе "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" аутентификации хоть какого уровня употребляется криптографическая процедура ''запрос-ответ'', позволяющая узнать, известен ли проверяемой стороне аутентификационный ключ.

Аутентификация АС - позволяет предупредить её неправомочное внедрение (к примеру, с целью избежать оплаты услуг) либо исключить "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" возможность подключения похищенной либо незарегистрированной АС.

Аутентификация происходит по инициативе БС при каждой попытке установления соединения (входящего и исходящего), также во время сеанса связи. Поначалу БС сформировывает и передает "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" запрос, содержащий некий неизменный либо сравнимо изредка меняющийся параметр (64 бита), и случайное число (64 бита), сгенерированное для данной сессии.

Потом в БС и АС по схожим методам с внедрением аутентификационного ключа К рассчитывается так "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" именуемый аутентификационный ответ (32 бита). Этот вычисленный (ожидаемый) ответ в БС сравнивается с принятым от АС, и при совпадении результатов считается, что аутентификация АС прошла удачно.

Аутентификация БС - исключает возможность неправомочного использования станции. При "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" помощи этой процедуры обеспечивается защита служебной инфы (к примеру, данных о юзере), лежащей в АС и обновляемой по команде с БС. Не считая того, блокируется угроза перенаправления вызовов абонентов и "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" пользовательских данных с целью их перехвата. Метод аутентификации БС аналогичен последовательности действий при аутентификации АС.

Обоюдная аутентификация может осуществляться 2-мя методами:


Аутентификация юзера - позволяет узнать, знает ли юзер АС собственный индивидуальный идентификатор. Процедура инициируется БС сначала вызова и может быть активизирована во время сеанса связи. После того, как "Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа" юзер вручную наберет собственный индивидуальный идентификатор UPI (User Personal Identity), и в АС с его помощью будет вычислен аутентификационный ключ К, происходит процедура, подобная последовательности действий при аутентификации АС.


arhitektura-i-skulptura-renessansa.html
arhitektura-i-struktura-evm.html
arhitektura-informacionnoj-sistemi.html