В рубрику "Подвижная связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Н.Ф. Касаткин, менеджер ОАО "Скандинавский Дом"
Проблема обеспечения сетевого покрытия в зданиях и сооружениях (indoor coverage) по мере насыщения рынка становится все более актуальной. Новейшие системы и решения, обеспечивающие indoor-по-крытие (indoor systems), позволяют получать существенные дополнительные доходы. В предлагаемой статье приводится краткий обзор современных indoor-систем, анализируются их преимущества и недостатки, приводятся основные критерии выбора подобных систем.
Все более широкое использование indoor-систем обусловлено следующими очевидными выгодами для операторов и владельцев зданий.
Выгоды операторов
В результате отпадает необходимость в параллельном развертывании в здании каждым из операторов своей собственной инфраструктуры.
Решение этого вопроса зависит как от специфических архитектурных особенностей здания/сооружения, так и от требований владельца здания.
С учетом приведенных выше факторов проектировщик принимает решение о типе indoor-системы. Наиболее распространенным вариантом при организации покрытия в небольших зданиях является установка ретранслятора, к которому по коаксиальным кабелям подключаются удаленные антенны, образуя распределенную антенную систему. Для создания нужной топологии сети используются делители мощности и направленные ответ-вители. Однако применение коаксиальных кабелей ограничивает удаление антенн от ретранслятора до нескольких сотен метров. При большей площади покрытия приходится размещать ретранслятор, а антенны подключать по волоконно-оптическим линиям связи, допускающим удаление антенн от источника радиосигналов на расстояние до 6 км. Применение оптических линий связи требует использования соответствующих модулей преобразования радиосигналов в оптические и обратно.
В случае если требуется дополнительная емкость, вместо ретрансляторов ставят базовые станции. В зависимости от пожеланий заказчика возможна также организация indoor-по-крытия с использованием системы микро- или пикобазовых станций, устанавливаемых в местах неуверенного приема. Каждый из указанных способов имеет свои преимущества и недостатки, рассмотрим их более подробно.
При организации покрытия с помощью микро/пикобазовых станций возникают следующие сложности:
Распределенная антенная система, в зависимости от площади покрытия, может быть активной или пассивной. Основным преимуществом DAS перед системами на базе микро/пикосот является возможность передачи широкополосных сигналов (работа в диапазоне частот от 300 МГц до 2,5 ГГц), что позволяет использовать DAS для обслуживания нескольких операторов, работающих в разных стандартах и частотных диапазонах (многодиапазонный, мультиоператорский режим, обеспечивающий работу в стандартах GSM900/1800, 3G, Wi-Fi, WLAN), и избежать необходимости параллельного развертывания каждым оператором своих собственных DAS.
Следует отметить, что активные DAS с использованием ретрансляторов в ряде случаев оказываются предпочтительнее DAS с использованием БС даже при необходимости обеспечения дополнительной емкости.
Рассмотрим, например, два варианта организации покрытия торгового комплекса, состоящего из офиса и собственно торгового комплекса, - с использованием БС и ретрансляторов.
В первом случае проектировщик может установить три БС - в офисе, в торговом комплексе и на улице. При этом реализуется так называемое in-door-решение на базе распределенных БС, когда емкость сети распределяется по всем БС независимо от изменения нагрузки в течение суток.
Второй вариант - установка всего одной БС с необходимым набором трансиверов, обеспечивающих требуемый объем трафика, и трех ретрансляторов, устанавливаемых в торговом комплексе, в офисном здании и на улице. При таком решении вся емкость сети может полностью использоваться на любой из трех площадок в зависимости от реальной нагрузки - в разные моменты времени ее могут получить сотрудники офиса, посетители торгового комплекса или абоненты, находящиеся на улице. Таким образом, решение с использованием ретрансляторов обеспечивает не только больший общий коэффициент усиления, но и возможность динамического распределения пиковой нагрузки между тремя площадками.
Комплексная система управления таким indoor-покрытием обеспечивает возможность его интеграции в общую систему управления сетью. Встроенные функции передачи внешних аварийных сигналов и учет статистики трафика обеспечивают высокую надежность функционирования всей системы.
Еще одним примером эффективного использования ретрансляторов является организация indoor-покрытия в метрополитене. Развертывание сетей сотовой связи в подземке - дело достаточно сложное и дорогостоящее. Технические проблемы, возникающие при покрытии станций метрополитена, обусловлены достаточно сложной архитектурой подземных станций с их разноуровневыми переходами и эскалаторами.
Не менее сложной проблемой является обеспечение клиентов непрерывной связью при движении поездов в протяженных и не всегда прямых тон. На сегодня наметились два основных подхода к организации покрытия в метро.
Согласно первому, на каждой станции устанавливается компактная базовая станция, обеспечивающая с помощью антенн необходимую площадь и емкость покрытия.
Второй подход предполагает использование под землей ретрансляторов. При этом базовая станция располагается на поверхности, а в самом метро устанавливаются оптические ретрансляторы, соединенные между собой и с базовой станцией волоконно-оптическим кабелем.
Возможна также схема организации покрытия в метро, когда все ретрансляторы подключаются к одной базовой станции. Так, например, система, развернутая в метрополитене Сантьяго (Чили), обеспечивает покрытие на всех 24 станциях метро и вдоль тоннелей общей протяженностью 18 км. Ретрансляторы соединены между собой и с БС волоконно-оптическим кабелем. Сигналы от Б С передаются к оптическим ретрансляторам через специальный блок управления BMU, преобразуются в радиосигналы и излучаются направленными антеннами, обеспечивающими покрытие нужной формы.
Автономное подключение каждого ретранслятора к Б С через собственный фидер в сочетании с резервным питанием от аккумулятора позволяет достичь максимально возможной надежности работы системы. Дополнительным преимуществом использования в качестве транспортной среды волоконно-оптических кабелей является простота изменения топологии системы. При этом не требуется дополнительного согласования мощности излучения передатчиков, чувствительности приемников.
Специальная система управления, как и в первом случае, обеспечивает оптимальное динамическое распределение емкости сети между станциями метро в зависимости от нагрузки и дает возможность виртуального управления значительным числом ретрансляторов с мониторингом их работы и статистическим анализом трафика.
В метрополитене с большим количеством станций могут применяться более сложные топологии, когда компактные базовые станции устанавливаются на пересадочных станциях, а на соседних станциях - ретрансляторы. В результате образуется распределенная антенная система с динамическим перераспределением трафика между БС и ретрансляторами в зависимости от его объема на той или иной станции. По такому принципу, в частности, реализованы сети российских операторов в московском метро.
Покрытие тоннелей обеспечивается двумя способами. Наиболее простой применяется в коротких и прямых перегонах - это установка с двух сторон тоннеля узконаправленных антенн типа Yagi с высоким коэффициентом усиления. При наличии длинных прямых тоннелей используется вариант вынесенного в середину тоннеля ретранслятора с двунаправленными антеннами, имеющими высокий коэффициент усиления. В очень длинном извилистом тоннеле используются несколько ретрансляторов, а при слабом уровне сигнала - малошумящие усилители, то есть фактически организуется распределенная антенная система.
Более эффективным способом организации покрытия в тоннелях является использование излучающих кабелей (ИК), в которых излучающим элементом являются щели, прорезанные в определенном порядке в экранирующей оболочке кабеля и обеспечивающие непрерывное излучение по всей длине кабеля вне зависимости от кривизны тоннеля. К сожалению, излучающий кабель, несмотря на его преимущества, еще достаточно дорогостоящее и сложное для монтажа решение.
Как было сказано выше, очень важным преимуществом DAS является возможность использования их несколькими операторами. Примером такой indoor-системы является решение, реализованное в Швеции для организации покрытия на 5-километровом участке трассы между Стокгольмом и международным аэропортом "Арланда", проходящем в тоннелях.
Мультиоператорная система состоит из головного интерфейсного блока, в котором установлены БС трех шведских операторов, работающие с одним общим блоком управления BMU. Радиосигналы от БС конвертируются в оптические сигналы и передаются к канальным ретрансляторам, установленным вдоль тоннелей на удалении 1,1 км друг от друга. Оптические сигналы преобразуются ретрансляторами в радиосигналы, излучаемые антеннами, установленными в вестибюлях станций и на платформах, и излучающими кабелями, проложенными в тоннелях. Наличие у оператора собственного ретранслятора на каждой станции позволяет ему сохранять полный контроль за работой своего фрагмента сети.
Использование канальных ретрансляторов позволяет легко добавлять новые каналы GSM-900, а также новые частотные диапазоны для GSM-1800 и UMTS. Точно так же можно подключить к системе и дополнительные базовые станции.
Как видно из приведенных выше примеров, использование indoor-решений на базе ретрансляторов - очень экономичный способ, имеющий широкие перспективы дальнейшего применения.
Новейшие разработки в области indoor-систем направлены на создание единых платформ для беспроводных сетей любых стандартов, включая сети 2G/3G/EDGE/EVDO, WLAN, Wi-Fi. Практически операторам и владельцам зданий предлагаются широкополосные решения для реализации комплексного indоor-покрытия любого уровня сложности с помощью любых беспроводных технологий. При этом гарантируется высокое качество покрытия. Такие решения позволяют создавать конвергентные сети для мобильного предприятия, обеспечивая масштабируемость сетей и их адаптацию под будущие приложения. При этом достигается существенная экономия капитальных вложений.
Новейшие indoor-системы реализуются на основе гибкой архитектуры, использующей принцип активной DAS. Отличием от стандартных решений является использование в таких системах в составе удаленных блоков универсальных модулей, позволяющих осуществить масштабируемую интеграцию всех существующих беспроводных сервисов.
Базовый набор состоит из головного блока, являющегося модулем радиоинтерфейса с входными сервисами и оптическим преобразователем радиосигналов в оптические сигналы, оптической линии связи, удаленного блока, осуществляющего обратное преобразование оптических сигналов в радиосигналы, и широкополосных антенн, обеспечивающих требуемое покрытие.
При необходимости добавления к распределенной сети, например, сервиса WLAN в удаленный блок просто встраивается соответствующий модуль. Если нужно внедрить сервис Wi-Fi, в систему добавляется модуль Wi-Fi. Использование последнего расширения исключительно выгодно для владельцев зданий, поскольку позволяет организовать Wi-Fi-покрытие здания на базе распределенной антенной системы. В результате отпадает необходимость в установке десятков дополнительных Wi-Fi-точек доступа. При использовании таких универсальных модулей Wi-Fi-точки доступа размещаются только вместе с удаленным блоком в специальных стойках, устанавливаемых в подсобных помещениях.
Для управления столь сложными сетями используются специальные системы управления, обеспечивающие удаленный мониторинг, диагностику и управление сетью в режиме реального времени. Параллельно проводится мониторинг внешнего окружения (уровни сигналов от базовых станций и ретрансляторов), что позволяет оперативно локализовать возникающие проблемы в сети еще до того, как они начинают оказывать влияние на предоставляемые услуги. Системы управления работают под Unix или Windows.
Современные indoor-системы -это эффективный способ улучшения покрытия внутри зданий и сооружений, позволяющий генерировать новый трафик и уве-личивать прибыль.
Indoor-системы помогают разгрузить внешние БС, а также привлечь новых абонентов за счет улучшенного качества связи и возможности предложения новых услуг передачи данных, одновременно уменьшается отток абонентов.
Наиболее перспективными видами indoor-систем являются активные распределенные антенные системы, позволяющие организовать единую широкополосную среду для реализации любых видов беспроводного доступа, включая GSM/UMTS/WLAN/Wi-Fi. Таким образом, удается избежать необходимости организации каждым оператором своей собственной инфраструктуры.
Наиболее перспективным способом организации мультиоператорских indoor-систем, получившим широкое распространение в мире, является привлечение для этих целей специализированных интеграторов, обеспечивающих их приобретение, развертывание и последующее обслуживание.
Соответствующие многосторонние соглашения между операторами, владельцами зданий и сооружений и интеграторами позволяют обеспечить получение прибыли всеми заинтересованными сторонами.
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #2, 2007
Посещений: 23822
Статьи по теме
Автор
| |||
В рубрику "Подвижная связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
