Технико-экономические аспекты системы беспроводного абонентского радиодоступа

При использовании СБАР нет необходимости в прокладке дорого­стоящих кабелей и в больших объемах инженерно-строительных работ - системы вводятся в считанные месяцы. Гибкая технология СБАР позволяет обеспечивать потребности в услугах связи в самых разных условиях - от густонаселенных районов городов с историче­ски ценной застройкой, быстро растущих пригородов и дачных посел­ков, районов с коттеджной застройкой, малых городов до малонаселенной сельской местности без развитой инфраструктуры электросвязи.

Стоимость СБАРТ использующей радиоканалы на абонентских ли­ниях, не зависит от длины линии, типа и состояния грунта, наличия водных поверхностей и заболоченных участков в пределах зоны обслуживания. Абонентский радиодоступ может быть эффективен в районах со сложным географическим рельефом, в гористой местно­сти, в районах с сильно изрезанной береговой линией, изобилующих заливами, островами и полуостровами. С помощью радиоканалов можно телефонизировать морские суда каботажного плавания.

Беспроводный абонентский шлейф позволяет чутко реагировать на колебания спроса на услуги связи и изменение сетевого трафика благодаря возможности модульного наращивания оборудования и его перераспределения. Путем увеличения мощности передающе­го оборудования и управляющего процессора СБАР, сравнительно легко преобразуется в сеть подвижной связи, как с малой, так и с большой степенью подвижности абонентов, в то время как операто­ру проводной сети необходимо создавать сеть связи заново.

По сравнению с обычной кабельной сетью беспроводная теле­фонная система имеет следующие преимущества:

более высокие темпы ввода в эксплуатацию и меньшая трудоем­кость работ;

в 1,5...2 раза меньшие капитальные затраты и малый срок их окупаемости (3...4 года);

простота и гибкость при расширении сети, достаточно несложная трансформация в сеть мобильной связи;

число отказов СБАР составляет не более 6...10 % от числа отка­зов кабельной телефонной сети;

в несколько раз более низкая стоимость десятилетнего жизнен­ного цикла.

Применение в системах беспроводной телефонной связи специ­альных способов организации радиодоступа, цифровой технологии и соответствующих методов кодирования позволяет обеспечить высокую пропускную способность и перекрытие зон обслуживания, повысить качество работы каналов связи, эффективность исполь­зования радиочастотного спектра.

Опыт эксплуатации СБАР одной из фирм показал, что на пятый год эксплуатации доход от инвестиций в беспроводную CDMA-технологию в расчете на одного абонента в 5 раз больше, чем от кабельной сети при том же уровне инвестиций. Кроме того, расчеты показали, что на обслуживание абонентской сети большого города (например, 5...6 млн абонентов) при проводной технологии в течение 10 лет потребуется 1,2 млрд долл., в то время как при использовании CDMA-технологии эти затраты могут быть снижены до 667 млн долл.



К позитивным моментам следует отнести и тот факт, что при раз­вертывании СБАР нет необходимости в закладке избыточного количества оборудования на начальном этапе организации сети, как это делается при строительстве проводных сетей (при прокладке кабеля его емкость, как правило, превышает первоначально плани­руемую на 20...40 %). Любые ошибки в расчетах пучков каналов и резкие изменения спроса могут быть легко скорректированы благодаря модульной структуре основного оборудования

Как показывает опыт, в целом внедрение СБАР требует меньших капитальных затрат, чем прокладка проводных линий (рис. 16).

Рис. 16. Распределение капитальных затрат для разных систем абонентского доступа по годам

Большая часть капитальных затрат местной проводной сети при­ходится на сетевое и коммутационное оборудование.

В СБАР стоимость абонентских комплектов составляет примерно половину общих затрат на систему. В результате растущие со временем потребности в радиотелефонах позволяют снижать в расчете на одного абонента капитальные затраты на создание СБАР.

Стоимость местной сети, построенной на основе медного кабе­ля, изменяется в довольно широких пределах и зависит от абонент­ской плотности и расстояния до местной АТС (рис. 17). Из графика видно, что на расстоянии от 0,5 до 4 км более выгодна кабельная разводка, а на больших расстояниях эффективнее беспроводный доступ.



Привлекательность беспроводных сетей подтверждается также значительной экономией средств, предназначенных для их обслу­живания и ремонта.

Рис. 17. Зависимость затрат на одного абонента от расстояния при разных системах доступа

Наряду с простотой технического обслуживания СБАР обладают более высокой по сравнению с кабельными сетями, надежностью, а, следовательно, и меньшим количеством неисправностей. По данным МСЭ, за год на индийских сетях было зарегистрировано 218 неис­правностей на 100 абонентских линий, т.е. два отказа на одного абонента в год. В экспериментальной системе CDMA, эксплуатируе­мой в тех же условиях, было отмечено 13,4 неисправности на 100 линий абонентского радиодоступа в год, т.е. всего 6 % от общего количества неисправностей в проводной системе.

Такая высокая надежность объясняется, в частности, тем, что оборудование СБАР больше, чем линейные сооружения, защищено от воздействия окружающей среды и вмешательства человека. По этой же причине более просто и быстро устраняются повреждения.

Вопросы для самоконтроля,

1. Дайте определение мобильной (подвижной) радиосвязи, ее назна­чение, достоинства, недостатки и область применения.

2. Классификация систем подвижной радиосвязи.

3. Что такое сотовая связь? Ее назначение и состав сетей сотовой радиосвязи (ССР). Основные функции ССР.

4. Назначение и состав базовой станции ССР.

5. Назначение и состав подвижной станции ССР.

6. Назначение и состав центра коммутации подвижной станции ССР.

7. Множественный доступ, назначение и классификация систем множественного доступа.

8. Транкинговые системы радиосвязи. Состав однозоновой транкин-говой радиосети.

9. Назначение систем беспроводного абонентского радиодоступа (СБАР). Классификация технологий СБАР.

10. Архитектура СБАР. Назначение элементов.

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ. 3

Введение. 4

Лекция 1. 4

Основные понятия и определения. 4

Основные понятия и определения. Классификация систем электросвязи. 4

Вопросы и задачи для самоконтроля. 8

Лекция 2. 9

Первичные сигналы электросвязи. 9

Первичные сигналы электросвязи и их физические характеристики. 9

Сигналы передачи данных и телеграфии. 17

Вопросы и задачи для самоконтроля. 19

Лекция 3. 19

Каналы передачи. 19

Каналы передачи, их классификация и основные характеристики. 19

Типовые каналы передачи. 25

Вопросы и задачи для самоконтроля. 31

Лекция 4. 32

Двусторонние каналы. 32

Построение двусторонних каналов. 32

Развязывающие устройства, требования к ним и классификация. 35

Анализ резисторной дифференциальной системы. 36

Лекция 5. 39

Трансформаторная дифференциальная система. 39

Анализ трансформаторной дифференциальной системы. 39

Определение условия непропускания ТДС от полюсов 4-4 к полюсам 2-2. 40

Определение входных сопротивлений ТДС. 41

Определение затуханий уравновешенной ТДС в направлениях передачи. 42

Анализ неуравновешенной трансформаторной дифференциальной системы. 44

Сравнение трансформаторной и резисторной дифференциальных систем. 45

Лекция 6. 46

Двусторонний канал как замкнутая система. 46

Устойчивость двусторонних каналов. 46

Устойчивость телефонного канала. 48

Искажения от обратной связи. 49

Вопросы и задачи для самоконтроля к лекциям 4-6. 53

Лекция 7. 54

Общие принципы построения многоканальных систем передачи. 54

Обобщенная структурная схема многоканальной системы передачи. 56

Методы разделения канальных сигналов. 58

Взаимные помехи между каналами. 64

Вопросы и задачи для самоконтроля. 65

Лекция 8. 66

Принципы формирования канальных сигналов в системе передачи с частотным разделением каналов. 66

Формирование канальных сигналов. 69

Способы передачи амплитудно-модулированных сигналов. 72

Квадратурные искажения при передаче амплитудно-модулированных сигналов. 80

Лекция 9. 82

Методы формирования одной боковой полосы. Искажения в каналах и трактах СП с ЧРК. 82

Фильтровой метод формирования ОБП. 83

Многократное преобразование частоты. 84

Фазоразностный метод формирования ОБП. 90

Искажения в каналах и трактах систем передачи с частотным разделением каналов. 93

Вопросы, задачи и упражнения для самоконтроля к лекциям 8и9. 98

Лекция 10. 100

Принципы построения и особенности работы систем передачи с временным разделением каналов. 100

Структурная схема системы передачи с временным разделением каналов. 100

Формирование канальных сигналов в системах передачи с временным разделением каналов. 101

Формирование канальных сигналов с помощью амплитудно-импульсной модуляции. 103

Формирование канальных сигналов с помощью широтно-импульсной модуляции. 105

Формирование канальных сигналов на основе фазоимпульсной модуляции. 107

Выбор вида импульсной модуляции для построения систем передачи с временным разделением каналов 109

Помехоустойчивость амплитудно-импульсной модуляции. 110

Помехоустойчивость широтно-импульсной и фазоимпульсной модуляций. 110

Выбор вида импульсной модуляции для построения систем передачи с временным разделением каналов 112

Помехоустойчивость амплитудно-импульсной модуляции. 112

Помехоустойчивость широтно-импульсной и фазоимпульсной модуляций. 113

Переходные влияния между каналами систем передачи с временным разделением каналов. 116

Оценка переходных помех 1-го рода. 117

Оценка переходных помех 2-го рода. 118

Обобщенная структурная схема системы передачи с временным разделением каналов на основе фазоимпульсной модуляции. 119

Вопросы, задачи и упражнения для самоконтроля. 121

Лекция 11. 121

Общие принципы формирования и передачи сигналов в цифровых системах передачи. 121

Постановка задачи. 121

Квантование сигналов по уровню.. 122

Оценка шумов квантования. 123

Оценка шумов при равномерном квантовании. 123

Гармонический сигнал. 126

Речевой сигнал. 126

Речевой сигнал, поступающий от разных источников. 126

Многоканальный групповой телефонный сигнал. 126

Телевизионный сигнал. 126

Оценка шумов квантования при неравномерном квантовании. 128

Кодирование квантованных сигналов. 133

Обобщенная структурная схема цифровой системы передачи. 135

Виды синхронизации в цифровых системах передачи. 138

Принципы регенерации цифровых сигналов. 140

Линейное кодирование в ЦСП. 142

Лекция 12. 144

Разностные методы кодирования. 144

Иерархия цифровых систем передачи. 144

Дифференциальная импульсно-кодовая модуляция. 144

Дифференциальная импульсно-кодовая модуляция как система с линейным предсказанием. 146

Дельта-модуляция. 148

Иерархия цифровых систем передачи на основе импульсно-кодовой модуляции. 151

Объединение цифровых потоков в плезиохронной цифровой иерархии. 153

Объединение цифровых потоков в синхронной цифровой иерархии. 154

Вопросы и задачи для самоконтроля к лекциям 11 и 12. 156

Лекция 13. 157

Общие принципы построения волоконно-оптических систем передачи. 157

Краткий исторический очерк. 157

Обобщенная структурная схема волоконно-оптической системы передачи. 159

Классификация волоконно-оптических систем передачи. Способы организации двусторонней связи на основе волоконно-оптических систем передачи. Способы уплотнения оптических кабелей. 161

Лекция 14. 166

Основные узлы оптических систем передачи. Оптический линейный тракт. 166

Оптические передатчики. 166

Требования к источникам оптического излучения: их параметры и характеристики. 166

Оптические приемники. 168

p-i-n-фотодиоды. 169

Лавинные фотодиоды (ЛФД). 171

Шумы приемников оптического излучения. 172

Модуляторы оптической несущей. 175

Виды модуляции оптической несущей. 180

Обобщенная структурная схема оптического линейного тракта. 181

Оптические усилители. 183

1. Усилители Фабри - Перо. 184

2. Усилители на волокне, использующие бриллюэновское расстояние. 184

3. Усилители на волокне, использующие рамановское расстояние, 184

4. Полупроводниковые лазерные усилители (ППЛУ) 184

5. Усилители на примесном волокне. 184

Вопросы и задачи для самоконтроля к лекциям 13 и 14. 185

Лекция 15. 187

Общие принципы и особенности построения систем радиосвязи. 187

Основные понятия и определения. Классификация диапазонов радиочастот и радиоволн. Структура радиосистем передачи. 187

Общие принципы организации радиосвязи. Классификация радиосистем передачи. 189

Особенности распространения радиоволн метрового -миллиметрового диапазонов. 192

Антенно-фидерные устройства. 195

Лекция 16. 201

Построение радиорелейных и спутниковых линий передачи. 201

Основные понятия и определения. Классификация радиорелейных линий передачи. Принципы многоствольной передачи. 201

Виды модуляции, применяемые в радиорелейных и спутниковых системах передачи. 205

Частотная манипуляция - ЧМ. 209

Вопросы для самоконтроля. 211

Лекция 17. 211

Особенности построения оборудования радиорелейных и спутниковых систем передачи. 211

Принципы построения оборудования радиорелейных линий передачи прямой видимости. 211

Тракты промежуточной частоты. 212

Приемопередающая аппаратура с общим гетеродином. 213

Приемопередающая аппаратура с отдельными гетеродинами. 214

Приемопередающая аппаратура с демодуляцией сигнала на каждой промежуточной станции. 214

Аппаратура промежуточной станции с прямым усилением на СВЧ. 215

Схема организации цифрового ствола. 215

Особенности построения тропосферных радиорелейных линий. 215

Обобщенная структурная схема передатчика ТРРЛ. 216

Техника разнесенного приема. 217

Структурная схема системы с четверенного приема. 219

Структурная схема приемного устройства с оптимальным сложением после детектора. 219

Передача сигналов телевизионного вещания по радиорелейным линиям. 220

Спутниковые системы передачи. 221

Принципы построения спутниковых систем передачи с многостанционным доступом. 224

Много станционный доступ с частотным разделением сигналов. 225

Многостанционный доступ с разделением сигналов во времени. 225

Много станционный доступ с разделением сигналов по форме. 226

Развитие систем многостанционного доступа. 227

Принципы построения систем спутникового телевещания - СТВ. 227

Телевизионные устройства непосредственного приема сигналов со связных ИСЗ. 229

Вопросы для самоконтроля. 230

Лекция 18. 230

Общие принципы построения телекоммуникационных сетей. 230

Основные понятия и определения. 230

Назначение и состав сетей электросвязи. 231

Методы коммутации в сетях электросвязи. 232

Фазы коммутации каналов. 232

Фазы коммутации сообщений. 232

Фазы коммутации пакетов. 233

Виртуальный режим коммутации пакетов. 234

Режим датаграммной передачи. 234

Структура сетей электросвязи. 235

Основные топологии телекоммуникационных сетей. 236

Принципы построения взаимоувязанной сети связи Российской Федерации. 237

Первичная сеть электросвязи. 239

Вторичные сети электросвязи. 240

Многоуровневый подход. Протоколы, интерфейс, стек протоколов. 241

Элементы теории телетрафика. 243

Элементы теории телетрафика. 245

Вопросы для самоконтроля. 246

Лекция 19. 247

Особенности построения вторичных телекоммуникационных сетей. 247

Состав и назначение сетей телефонной связи. 247

Структура вторичных цифровых сетей общего пользования. 249

Состав и назначение телеграфных сетей. 249

Сеть абонентского телеграфирования. 251

Сети передачи данных. 252

Цифровые сети передачи данных с коммутацией каналов. 253

Сети передачи данных с коммутацией сообщений. 254

Сети передачи данных с коммутацией пакетов. 256

Структура сети передачи данных общего пользования с коммутацией пакетов. 256

Информационно-вычислительные сети. Сети ЭВМ.. 257

Телематические службы. 259

Цифровые факсимильные системы. 260

Цифровые сети интегрального обслуживания. 260

Интеллектуальные сети. 262

Сеть телевизионного и радиовещания. 264

Вопросы для самоконтроля. 265

Лекция 20. 265

Принципы построения сетей и систем радиосвязи. 265

Основные понятия и определения. 265

Основы построения систем сотовой связи. 268

Подвижная станция. 269

Центр коммутации. 270

Функции сотовой связи. 271

Основы транкинговых систем радиосвязи. 274

Архитектура транкинговых сетей. 275

Многозоновая ТРС. 276

Основы построения систем беспроводного абонентского радиодоступа. 277

Технико-экономические аспекты системы беспроводного абонентского радиодоступа. 279

Вопросы для самоконтроля, 281

Список литературы, использованной при подготовке учебника

1. Гитлиц М.В., Лев А.Ю.Теоретические основы многоканальной связи: Учеб. пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1985. - 248 с.

2. Дурнев В.Г., Зеневич А.Ф., Круг Б.И. и др.Электросвязь: Введение в специальность. - М.: Радио и связь, 1988. - 240 с.

3. Цифровые и аналоговые системы передачи.Учеб. для вузов / В.И. Ива­нов, В.Н. Гордиенко, Г.Н. Попов и др.- М.: Радио и связь, 1995.

4. Многоканальные системы передачи:Учеб. для вузов / Н.Н. Баева, В.Н. Гордиенко, С.А. Курицын и др.; под ред. Н.Н. Баевой и В.Н. Гордиенко. - М.: Радио и связь, 1997.

5. Телекоммуникационные системы и сети.Учеб. пособие Т. 1 / Б.И. Крук, В.Н. Попантонопуло, В. П. Шувалов - Изд. 2-е, испр. и доп. - Новосибирск: Сиб! Предприятие «Наука» РАН, 1998.

6. Телекоммуникационные системы и сети.Т. 2: Учеб. Пособие /Т.П. Кату-нин, Г.В. Мамчев, В.Н. Попантонопуло, В.П. Шувалов - Новосибирск: ЦЭРИС 2000. - 624 с.

7. Слепов Н.Н.Синхронные цифровые сети. - М.: Эко-Трендз. 1997.

8. Оптические системы передачи:Учеб. для вузов / Б.В. Скворцов, В.И. Иванов, В.В. Крухмалев и др.; Под ред. В.И. Иванова. - М.: Радио и связь 1994-224 с.

9. Системы радиосвязи/ Под ред. Н.И.Калашникова. - М.: Радио и связь 1988.-352 с.

10. Радиорелейные и спутниковые системы передачи/ Под ред. А.С. Неми-ровского. - М.: Радио и связь, 1986. - 392 с.

11. Громаков Ю.А.Стандарты и системы подвижной радисвязи - МЦНТИ 1996

- 242 с.

12. ЛиУ. Техника подвижных систем связи. Пер. с англ. - М. Радио и связь 1985

- 392 с.

13. Сподобаев Ю.М., Кубанов В.П.Основы электромагнитной экологии. - М.: Радио и связь, 2000. - 240 с.

14. Лихтциндер Б.Я., Кузякин М.А., Росляков А.В., Фомичев СМ.Интеллектуальные сети связи. - М.: Эко-трендз, 2000.

15. Росляков А.В.Цифровая сеть с интеграцией служб ISDN: Учебное пособие.

- Самара, ПГАТИ, 1999. - 120 с.

Адрес издательства в Интернет www.techbook.ru e-mail: radios_hl@mtu-net.ru

Учебное издание

КрухмалевВладимир Васильевич,

ГордиенкоВладимир Николаевич,

МоченовАнатолий Дмитриевич,

ИвановВячеслав Ильич,

БурдинВладимир Александрович,

КрыжановскийАнатолий Владиславович,

МарыковаЛюбовь Анатольевна


2622306505899464.html
2622359237530040.html
    PR.RU™