Радиорелейные станции связи прямой видимости (РРС) как надежное, удобное и доступное средство связи по-прежнему пользуются устойчивым спросом как на мировом, так и на отечественном рынке. Локомотивом их развития уже более десяти лет служат системы мобильной сотовой связи.
Традиционные TDM РРС успешно обеспечивают транспортный уровень сетей GSM поколений 2 и 2,5, и потребность в них сохранится в ближайшее десятилетие. Традиционные низкоскоростные (до 34 Мбит/с) и среднескоростные (до 100 Мбит/с) РРС формируют класс систем с плезио-хронной иерархией объединения потоков (Plesiochronous Digital Hierarchy - PDH), поддерживают цифровые каналы емкостью 2-, 8- и 34-Мбит/с (соответственно, El, Е2 и ЕЗ). Высокоскоростные РРС формируют класс систем с синхронной иерархией объединения потоков (Synchronous Digital Hierarchy - SDH), поддерживают каналы емкостью 155, 622 и 2488 Мбит/с (STM-1, STM-4 и 5ТМ-16). В качестве пользовательских интерфейсов традиционные РРС поддерживают El, Е2, ЕЗ, STM-1. При этом интерфейс Ethernet 10/100/1000Ba.se Г для IP- технологий обеспечивается средствами IP через TDM.
Конструктивно РРС разделяются на сплит-системы, состоящие из наружного (ODU) и внутреннего (IDU) блоков, и моноблоки только наружного исполнения. Встречаются системы полностью внутреннего исполнения.
Эволюция системной архитектуры сети GSM в сети третьего и четвертого поколений потребовала от РРС поддержки пакетного режима (IP или Ethernet), так как практически все базовые станции ведущих производителей (Ericsson, Nokia Siemens Networks, Huawei и т. д.) имеют IP-интерфейс. РРС нового поколения (РРС НП) должны обеспечивать высокоэффективный и гибкий конвергентный сетевой узел для TDM и пакетного транспорта, расширяемый для будущих услуг. Он должен обеспечивать:
• - оптимальное использование ресурсов;
• - поддержку любой среды передачи;
• - работу с любым транспортом;
• - оптимальную модульность и гибкость.
Оптимальное использование ресурсов. Как традиционные РРС, так и РРС НП работают в эфире в соответствии с регламентом радиосвязи в диапазонах частот от 4 до 38 ГГц. И традиционные РРС, и РРС НП поддерживают режимы работы 1+0, 1 + 1, 2+0, N+0, «горячее» резервирование (HS-hotstandbye), пространственное разнесение (SD), частотное разнесение (FD).
Для повышения эффективности использования частотных ресурсов применяется ряд программно-аппаратных средств:
• а) максимальная емкость радиоканала достигается за счет использования нового поколения сигнальных процессоров цифровой обработки радиосигналов. Они дают возможность получить беспрецедентные результаты сжатия спектра сигнала и тем самым добиться наилучшего использования радиочастотного ресурса;
• б) высокая спектральная эффективности достигается высоким уровнем модуляции - до 2560AL с тенденцией использования 512QAM и даже 1024QAM. При этом уже сейчас РРС НП обеспечивают работу в узкой полосе (7 МГц/128(A4L/740 Мбит/с; 14 МГц/256AL/80 Мбит/с), в стандартной полосе (28 МГц, до 220 Мбит/с) и в расширенной полосе (56 МГц, до 440 Мбит/с);
• в) технология передачи на двух поляризациях позволяет удвоить емкость канала (обычно до 440 Мбит/с в полосе 28 МГц или 880 Мбит/с в полосе 56 МГц) за счет применения технологии XPIC (Cross Polarization Interference Canceller). Естественно, для XPIC необходимы дополнительный радиоблок и антенна с двойной поляризацией;
• г) технология адаптивной модуляции и кодирования с безобрывным переключением (АМС) и политикой приоритета обслуживания (QoS) позволяет использовать всю ширину спектра при соответствующем состоянии эфира. В традиционных РРС расчетный запас на замирание делается достаточно большим, чтобы обеспечить требуемое качество для заданной скорости передачи. Все это рассчитывается для наихудшего случая, в остальное время запас по энергетике не используется. РРС с поддержкой АМС динамически изменяет тип модуляции и скорость кодирования в зависимости от условий распространения радиосигнала. Это изменение не вызывает обрыва связи или нарушения синхронизации для гарантированного уровня качества трафика, но уменьшение полосы пропускания отбрасывает низкоприоритетный трафик до восстановления наилучших условий среды передачи;
• д) передовые технологии помехоустойчивого кодирования. Традиционные РРС использовали для этого классическую комбинацию Витерби-Рида-Соломона. РРС НП применяют турбокодирование, основанное на комбинации блочного кодирования LDPC {Low-Density Parity-check Code) и полиномиального кода ВСН {Bose-Chaudhuri-Hocquenghem). Этот стандарт был принят комитетом Digital Video Broadcasting {DVB) в рамках нового стандарта цифрового телевизионного вещания DVB-S2. Его результаты всего на 0,7 дБ хуже теоретического порога Шеннона для систем кодирования. Использование этого алгоритма дает возможность увеличить чувствительность сигнала на 3,5-5 дБ по сравнению с традиционными методами кодирования.
Работа с любым транспортом. В универсальном узле радиорелейной системы должны быть обеспечены все режимы работы: TDM, пакетный, смешанный с разделением полосы пропускания на TDM и пакетную, прямая передача потокового сигнала для цифрового телевидения {ASD.
Для режима TDM должны быть обеспечены:
• - ввод/вывод на каждом узле потоков Е1 (функция кросс-коннект);
• - кольцевая топология {TDM Ring);
• - решения Super PDH;
• - агрегация SDH.
Для пакетного режима требуются:
• - синхронизация (особенно для мобильных операторов);
• - эмуляция TDM/ATM трафика;
• - высокая емкость;
• - безобрывная адаптивная модуляция AMR, которая реализует политику QoS',
• - управление емкостью;
• - управление транспортом Ethernet (End to End OAM);
• - протокол MPLS / MPLS-TP.
Модернизация транспортной инфраструктуры оператора связи.
Поскольку у современного мобильного оператора в сети обычно присутствуют базовые станции 2G, 3G и LTE, связанные с опорным оптическим кольцом, то универсальный узел связи на базе РРС НП должен реализовывать одновременно два разнородных кольца, TDM и IP, на одном и том же оборудовании.
Применение РРС НП для модернизации транспортной сети мобильного оператора предполагает три варианта реализации:
• - поддержка только TDM'. в радиостволе IP не передается, но инкапсулируется в TDM ;
• - комбинация транспорта TDM и IP в одном радиостволе;
• - поддержка только транспорта IP и передача TDM через/Р-сеть. Этот вариант поддерживается стандартом Pseudo Wire Emulation - PWE (TDM/ ATM).
Оборудование PPC НП должно позволять гибко смешивать радио-оптические и другие соединения путем включения в его состав специального модуля для организации оптического кольца, обеспечивая уровень агрегации 4-way 10G (четырех направленные кольца производительностью 10Гбит/с) и уровень доступа 10-way 1G (десяти направленные кольца производительностью 1Гбит/с). При этом соотношение используемых радио-оптических соединений должно иметь возможность гибко изменяться.
Кольцо Ethernet (или IP) должно быть реализовано по стандарту ITU-T G.8032, иметь механизм разрыва петель и время переключения на резерв менее 20мс, обеспечивать масштабируемость для гибкого изъятия и добавления узлов в кольцо, а также контроль и управление работой соединений.
Кольцо TDM (Е1) должно быть реализовано по стандартному протоколу SNCP, иметь время переключения на резерв менее 20мс, поддерживать на узлах функцию кросс- коннект 64Е1 х 64Е1 (неблокируемую коммутацию).
Оптимальная модульность и гибкость. Модульность и гибкость должны обеспечить снижение стоимости оборудования. Они подразумевают возможность покупки только необходимых лицензий и ПО и последующей модернизации РРС за счет приобретения дополнительных (политика Pay As You Grow).
Ведущий иженер СКУРП
Абилов Н.Е.
