«Последняя миля» в региональных сетях

СЕТИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ № 3, 2011

В наш век информационных технологий для поиска нуж­ных сведений о том или ином предмете нет необходимости корпеть над фолиантами в публичных би­блиотеках - сейчас практически вся общая информация может быть по­лучена посредством веб-серфинга. Было бы подключение к интернету.

Отечественные реалии таковы, что жители городов особого дефиицита предложений от интернет-провайдеров не ощущают. Совсем другая, а порой и диаметрально про­тивоположная, ситуация наблюдает­ся в сельской местности, где может не быть никакой другой связи, кроме сотовой. Использование стандартов передачи данных поверх протоколов сотовой связи имеет существенные ограничения в скорости (макси­мальные теоретические показатели для GPRS - 114 Кбит/с, EDGE -473,6 Кбит/с, причем на практике они значительно ниже), а пресло­вутые стандарты 3G (HSDPA, UMTS), позволяющие обеспечивать на по­рядок большие скорости, до сих пор не реализованы в нашей стране.

Безусловно, не стоит забывать и о возможности организации доступа посредством обычной аналоговой телефонной линии связи от опера­торов фиксированной телефонной связи (цифровая телефонная ли­ния - до сих пор редкость в сельской местности). Ведь даже при скорости в 33,6 Кбит/с возможно посещение пользователем ненагруженных графикой веб-ресурсов, обмен сообще­ниями электронной почты, участие в онлайн-конференции посредством различных интернет-чатов, и даже го­лосовое общение при помощи Skype. Однако далеко не в каждом сельском доме есть телефонная медная двух­проводная линия (да и качество ее далеко от возможности получить эти самые 33,6 Кбит/с). Кроме того, не­обходимо учитывать стоимость меж­дугороднего звонка и тарифы про­вайдеров, в совокупности делающие данную услугу достаточно недешевым удовольствием.

Обойдемся без проводов

Из описанной выше ситуации выход есть. Учитывая высокую стоимость, а также сложности со строительством кабельных сетей в сельской местности, приемлемыми оказываются решения, позволяю­щие реализовать доступ к интернету посредством радиотехнологий. Наиболее распространенная и доступная технология, основываю­щая на радиоинтерфейсе - это Wi-Fi. Но присущие данной технологии не­достатки и позиционирование стан­дарта для локальных вычислитель­ных сетей неприемлемы в качестве радиосети доступа. Ограниченный радиус действия точки доступа (до 500 м на открытом пространстве), отсутствие гарантированных скоро­стей передачи данных для отдель­но взятых абонентов, небольшая производительность в отношении пакетов в секунду - это далеко не полный перечень тех негативных характеристик технологии, которые "перевешивают" относительную не­высокую стоимость и доступность оборудования для Wi-Fi.



Существенно улучшенный радио­интерфейс, позволяющий увеличить радиус обслуживания базовой стан­ции (в среднем до 30 км) и возможность ограничения скорости досту­па для каждого абонента являются ключевыми преимуществами раз­личных pre-WiMAX систем, но такие недостатки, как стабильная работа канала передачи данных только в условиях прямой видимости и про­блемы с обеспечением качества обслуживания, также не позволяют назвать данные технологии эффек­тивными и рентабельными в сель­ской местности. Что касается стандартов IEEE 802.16-2004 и IEEE 802.16e-2005, (маркетинговое название - WiMAX), то они очень удачно могут быть объединены в оборудовании, на­следственно приобретя все преиму­щества обеих спецификаций. Это и эффективное использование радио­частотного ресурса, реализованное посредством организации доступа с применением OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) и возможность надежного функ­ционирования в условиях полного или частичного отсутствия прямой видимости между базовой станци­ей и абонентским оборудованием. Технология HARQ (Hybrid automatic repeat request) с применением кода коррекции ошибок Рида-Соломона в совокупности с FEC (Forward Error Correction) обеспечивает целостность данных в условиях плохого ра­диобюджета. Алгоритм адаптивной модуляции обеспечивает устойчи­вость каналов передачи данных при изменении оперативных параме­тров радиобюджета без прерываний сессий. Среди других преимуществ стандартов - пять уровней сервис­ного обслуживания с обеспечением гарантированных полос пропуска­ния (скоростей передачи данных) для приложений реального времени (голос, видео. TDM-over-Ethernet), увеличенная зона обслуживания (с применением направленных ан­тенн - до 40 км) и емкость базовой станции (при использовании техно­логии М1М0 В - до 80 Мб/с агреги­рованного трафика).



Сейчас на рынке присутству­ют решения для широкополосного беспроводного доступа WiMAX 16e в диапазоне 5 ГГц, которые проектиро­вались как системы множественного доступа для разнообразных приложе­ний и бизнес-моделей и реализуют поддержку расширенных возможностей и особенностей радиопротокола, обладая превосходной производи­тельностью и поддержкой стандарт­ных протоколов передачи данных.

Краткие характеристики такой си­стемы передачи данных:
- решение Mobile WiMAX оператор­ского класса для диапазона 5 ГГц;
- улучшенные методы уменьшения интерференции для получения высокой производительности и
надежности;
- поддержка М1М0 А/В для увели­чения зоны охвата и пропускной способности;
- безопасные соединения со встро­енными механизмами шифрова­ния;
- гарантирует высококачественные сервисы с качеством обслужива­ния для услуг передачи данных, голоса и видео.

Одна базовая станция (BTS) с внешней всенаправленной антенной обеспечивает зону обслуживания с радиусом порядка 20 км (при соблю­дении условий прямой видимости), что вполне достаточно не только для сел, но и для поселков городского типа. С помощью подобных решений интегратором может быть предложен технологический продукт, обеспечивающий построение закрытых сег­ментов ЛВС для обеспечения инфор­матизации муниципального сектора сельских и поселковых советов, так называемый интранет.

Монтаж BTS целесообразней все­го устанавливать либо на узле связи оператора фиксированной связи, либо на мачте сотового оператора, которые, как правило, пусть в единственном числе, но установлены практически в каждом населенном пункте, где имеются органы власти. В других случаях, возможно инстал­лировать BTS на высотных строени­ях (зданиях, водонапорных башнях, смотровых вышках) с организацией опорного канала от BTS к узлу досту­па к интернету, в том числе и посред­ством беспроводных «точка-точка» решений. Внешний канал передачи данных при этом арендуется у опера­тора магистральных каналов связи. Типовой состав беспроводного узла связи включает в себя дополни­тельно следующее оборудование:
- коммутатор L2;
- маршрутизатор;
- сервера интернет-услуг (DHCP, DNS, SMTP, PROXY и т.д.).

Опционально на центральном узле сети беспроводного доступа для эксплуатации также желательно предусмотреть рабочую станцию или сервер, который будет выполнять следующую функциональность:
- мониторинг узла связи (утилиза­ция, событийность, статистика);
- управление сетевыми элемента­ми и подготовка абонентских сер­висов;
- контроль пропускной способности абонентских каналов передачи данных.

Перспективы

Хочется заметить, что применение оборудования в частотных диапазо­нах, предназначенных для примене­ния технологическими пользовате­лями (в Украине это 5150-5250 МГц) открывает большие возможности для территориально распределенных предприятий. Это могут быть заводы, фабрики, всевозможные электростан­ции, склады и порты. Как правило, на таких предприятиях строить кабельную инфраструктуру, особенно для удален­ных объектов, может быть неэффек­тивно как сточки зрения финансовых и временных затрат, так и с точки зре­ния особенностей эксплуатации. А с учетом ключевых тактико-технических характеристик, таких как пропускная способность, показатели времени от­клика и задержки, стремящиеся к по­казателям ЛВС сегмента FastEthernet, можно смело заявлять о том, что в скором времени кабельные линии в сети "последней мили» в условиях кор­поративной или муниципальной сети будут вытесняться решениями широ­кополосного беспроводного доступа.

Юрий Заболотный, консультант от­дела беспроводных технологий "ЭС ЭНД ТИ УКРАИНА"