технология 1xEV-DO
Стремительное развитие технологий мобильной связи ведет к внедрению новых услуг на рынке, среди которых одна из основных — высокоскоростная передача данных для корпоративных пользователей. Для ее повсеместного внедрения необходимо не только более эффективное использование частотного спектра, но и обеспечение безопасности, расширение покрытия, различные приложения и сервисы.
Всем этим требованиям отвечает технология 1xEV-DO (Evolution DataOptimized).Это наложенная технология, не требующая каких-либо компонентов голосовой сети 3G1X. Она может развертываться на базе собственных базовых станций (БС), либо устанавливаться в БС, уже поддерживающие 3G1X. Мультиплексоры Е1 могут располагаться в любом месте сети и агрегировать потоки Е1 в более эффективные DS3.
Технолгия обеспечивает высокую скорость передачи данных - до 2,4 Мбит/с. Средняя агрегатная пропускная способность (ДАТ) на сектор: - при полной мобильности (40 — 100 км/час): ~ 550 Кбит/с;
- при низкой мобильности (< 40 км/час) и в состоянии покоя: ~ 600 - 700 Кбит/с (одна приемная антенна), ~ 800 - 900 Кбит/с (две приемные антенны).
По оценкам, эффективность использования спектра в 1xEV-DO более чем в б раз выше, чем при передаче данных в 3Glx.
Система 1xEV-DO использует модель передачи данных по IP, не требующую применения MSC и других сетевых элементов стандарта IS-41.
Преимущества 1xEV-DO:
- недорогое сквозное IP-решение для увеличения объемов трафика без массовой модернизации центров мобильной коммутации MSC;
- при использовании совместно с CDMA2000 IX позволяет оптимизировать сервисы голоса и данных в каждой соте;
- готовит сеть беспроводной передачи данных к внедрению новых технологий и мобильного Интернета;
- радиоинтерфейс 1xEV-DO -развитие радиоинтерфейса cdmaOne/cdma2000 3G-1X;
- один прямой канал, передача ведется на постоянной мощности;
- данные пользователей мультиплексируются по времени на общей несущей;
- оптимизированный, динамичный процесс планировки пакетной передачи повышает общую пропускную способность сектора;
- в алгоритме планировщика учитываются разные модели поведения пользователей.
Рис. 1. Протоколы системы 1xEV-DO.
Рис. 2. Структурная схема системы 1xEV-DO.
решение
Lucent предлагает законченную систему 1xEV-DO, включающую компоненты радиодоступа и IP-сети - Lucent RAS (Radio Access System). Она оптимизирована для сервисов передачи пакетных данных, которые используют несущую 1,25 МГц и могут делить спектр с приложениями cdmaOne/cdma2000. Система Lucent Technologies 1xEV-DO является комбинацией двух сетей: сети радиодоступа (RAN) и IP-сети.
Компоненты RAN:
- базовая станция 1xEV-DO - выполняет функции радиоинтерфейса.
- контроллер — сервер мобильной связи Flexent Mobility Server (FMS), включающий прикладные процессоры (АР) и процессоры обработки трафика (ТР), которые контролируют систему EV-DO и обеспечивают интерфейс к БС, система управления элементами EMS, PDSN.
Функции контроллера:
- контроль обработки сигнализации и трафика для каждой сессии (DO Controller);
- управление вызовами 1xEV;
- контроль базовых станций DO;
-протокол RLP (Radio Link Protocol);
- функция управления пакетами PCF (предоставляет открытый интерфейс R-P (A10-A11) к PDSN; A10-PCF — пакетный трафик, A11-PCF-сигнализация); - буферизует данные, полученные от PDSN;
- поддерживает контекст в состоянии ожидания (Dormant);
- интерфейс ОА&М к системе сетевого управления для 1xEV-DO RAN: ПО загрузки, инициализации, мониторинга и восстановления сбоев для 1xEV-DO RA; стыкуется с NMS по протоколу SNMP; 1xEV-DO и CDMA2000 IX могут использовать одну систему OMP-FX, если обе сети имеют один уровень версии. Одна контроллерная стойка поддерживает до 80 БС (в зависимости от характеристик трафика).
Один комплекс OMP-FX может управлять 6 стативами DO RNC или 384 БС 1xEV-DO БС только с 1xEV-DO.
Управление конфигурацией: инсталляция, модернизация ПО, верификация ПО, возврат к последней установленной версии, запуск, перезагрузка, останов, контроль статуса, установка сетевых параметров; элементы ядра IP-сети управляются отдельно, например, через Telnet.
Устранение сбоев: надежность, доступность, живучесть, мониторинг аварийных сигналов, обнаружение и локализация сбоев, корреляция и
восстановление сбоев, тестирование.
Управление производительностью: мониторинг и анализ производительности, обеспечение параметров производительности.
Элементы IP-сети, управление которыми осуществляется независимо от 1xEV-DO RAN:
- узел обслуживания пакетных данных PDSN (Packet Data Service Node). Стандартный маршрутизатор, который является интерфейсом между системой 1xEV- DO, сервером ААА и внешней сетью IP;
- RAN-маршрутизатор - обеспечивает подключение по Ethernet к контроллеру 1xEV-DO. Собирает потоки Е1 от базовых станций 1xEV-DO напрямую или не напрямую, от потоков channelized DS3;
- сервер авторизации, аутентификации и биллинга RADIUS (ААА);
- домашний агент для Mobile IP (Home Agent, НА);
- сервер DHCP;
- сервер DNS.
Пользователи обслуживаются одной несущей по принципу временного мультиплексирования (TDM), при этом относительная сила сигнала определяется количеством получаемых пользователем временных интервалов (TS).
Отметим, что пиковая скорость 2,4 Мбит/с не всегда достижима, так как она меняется от интервала к интервалу. Более важно, что количество интервалов определяет, какую ширину полосы получает пользователь во время сессии. Это количество меняется в течение сессии в зависимости от изменения силы сигнала.
Пропускная способность для конечного пользователя определяется также быстродействием самого Интернета. Поэтому важнее не пиковая скорость, но спектральная эффективность, то есть сколько пользователей могут использовать одну несущую 1.25 МГц при средней агрегатной пропускной способности (400 — 600 Кбит/с) без неприемлемых задержек.
Как уже говорилось, технология ТОМ допускает разделение несущей между пользователями с помощью назначения 1, 2,4,8 или 16 временных интервалов (TS).
Абонентские терминалы сообщают о скорости, на которой они работают с помощью оценки пилот-сигнала. Так как скорость меняется от интервала к интервалу, то средняя скорость работы абонента равна сумме переданных бит, деленных на общее время передачи.
Выбор терминалом сектора с наилучшим обслуживанием:
- AT определяет скорость передачи данных с учетом измеренной мощности сигнала;
- AT захватывает несущую; при обнаружении более сильной несущей происходит жесткая эстафетная передача.
Каждая БС передает в пилот-канале одни и те же данные, абонентское устройство отвечает станциям, сообщая информацию о БС с наилучшем сигналом и возможную пиковую скорость приема информации на этой несущей. Эти данные динамически изменяются, так как меняется бюджет канала, количество ошибок, затухание и т.д. Исследования показывают, что одновременную передачу могут вести около 20 активных пользователей, но общее количество абонентов на несущую может быть выше за счет незарегистрированных, неактивных пользователей. Работа в обратном канале аналогична работе в 3G1X; пропускная способность в обратном канале зависит от количества активных пользователей. В общем случае, наилучшие результаты достигаются при 10- 12 активных пользователей на сектор.
Леонид Козляев, инженер поддержки продаж Lucent Technologies.
Всем этим требованиям отвечает технология 1xEV-DO (Evolution DataOptimized).Это наложенная технология, не требующая каких-либо компонентов голосовой сети 3G1X. Она может развертываться на базе собственных базовых станций (БС), либо устанавливаться в БС, уже поддерживающие 3G1X. Мультиплексоры Е1 могут располагаться в любом месте сети и агрегировать потоки Е1 в более эффективные DS3.
Технолгия обеспечивает высокую скорость передачи данных - до 2,4 Мбит/с. Средняя агрегатная пропускная способность (ДАТ) на сектор: - при полной мобильности (40 — 100 км/час): ~ 550 Кбит/с;
- при низкой мобильности (< 40 км/час) и в состоянии покоя: ~ 600 - 700 Кбит/с (одна приемная антенна), ~ 800 - 900 Кбит/с (две приемные антенны).
По оценкам, эффективность использования спектра в 1xEV-DO более чем в б раз выше, чем при передаче данных в 3Glx.
Система 1xEV-DO использует модель передачи данных по IP, не требующую применения MSC и других сетевых элементов стандарта IS-41.
Преимущества 1xEV-DO:
- недорогое сквозное IP-решение для увеличения объемов трафика без массовой модернизации центров мобильной коммутации MSC;
- при использовании совместно с CDMA2000 IX позволяет оптимизировать сервисы голоса и данных в каждой соте;
- готовит сеть беспроводной передачи данных к внедрению новых технологий и мобильного Интернета;
- радиоинтерфейс 1xEV-DO -развитие радиоинтерфейса cdmaOne/cdma2000 3G-1X;
- один прямой канал, передача ведется на постоянной мощности;
- данные пользователей мультиплексируются по времени на общей несущей;
- оптимизированный, динамичный процесс планировки пакетной передачи повышает общую пропускную способность сектора;
- в алгоритме планировщика учитываются разные модели поведения пользователей.
Рис. 1. Протоколы системы 1xEV-DO.
Рис. 2. Структурная схема системы 1xEV-DO.
решение
Lucent предлагает законченную систему 1xEV-DO, включающую компоненты радиодоступа и IP-сети - Lucent RAS (Radio Access System). Она оптимизирована для сервисов передачи пакетных данных, которые используют несущую 1,25 МГц и могут делить спектр с приложениями cdmaOne/cdma2000. Система Lucent Technologies 1xEV-DO является комбинацией двух сетей: сети радиодоступа (RAN) и IP-сети.
Компоненты RAN:
- базовая станция 1xEV-DO - выполняет функции радиоинтерфейса.
- контроллер — сервер мобильной связи Flexent Mobility Server (FMS), включающий прикладные процессоры (АР) и процессоры обработки трафика (ТР), которые контролируют систему EV-DO и обеспечивают интерфейс к БС, система управления элементами EMS, PDSN.
Функции контроллера:
- контроль обработки сигнализации и трафика для каждой сессии (DO Controller);
- управление вызовами 1xEV;
- контроль базовых станций DO;
-протокол RLP (Radio Link Protocol);
- функция управления пакетами PCF (предоставляет открытый интерфейс R-P (A10-A11) к PDSN; A10-PCF — пакетный трафик, A11-PCF-сигнализация); - буферизует данные, полученные от PDSN;
- поддерживает контекст в состоянии ожидания (Dormant);
- интерфейс ОА&М к системе сетевого управления для 1xEV-DO RAN: ПО загрузки, инициализации, мониторинга и восстановления сбоев для 1xEV-DO RA; стыкуется с NMS по протоколу SNMP; 1xEV-DO и CDMA2000 IX могут использовать одну систему OMP-FX, если обе сети имеют один уровень версии. Одна контроллерная стойка поддерживает до 80 БС (в зависимости от характеристик трафика).
Один комплекс OMP-FX может управлять 6 стативами DO RNC или 384 БС 1xEV-DO БС только с 1xEV-DO.
Управление конфигурацией: инсталляция, модернизация ПО, верификация ПО, возврат к последней установленной версии, запуск, перезагрузка, останов, контроль статуса, установка сетевых параметров; элементы ядра IP-сети управляются отдельно, например, через Telnet.
Устранение сбоев: надежность, доступность, живучесть, мониторинг аварийных сигналов, обнаружение и локализация сбоев, корреляция и
восстановление сбоев, тестирование.
Управление производительностью: мониторинг и анализ производительности, обеспечение параметров производительности.
Элементы IP-сети, управление которыми осуществляется независимо от 1xEV-DO RAN:
- узел обслуживания пакетных данных PDSN (Packet Data Service Node). Стандартный маршрутизатор, который является интерфейсом между системой 1xEV- DO, сервером ААА и внешней сетью IP;
- RAN-маршрутизатор - обеспечивает подключение по Ethernet к контроллеру 1xEV-DO. Собирает потоки Е1 от базовых станций 1xEV-DO напрямую или не напрямую, от потоков channelized DS3;
- сервер авторизации, аутентификации и биллинга RADIUS (ААА);
- домашний агент для Mobile IP (Home Agent, НА);
- сервер DHCP;
- сервер DNS.
Пользователи обслуживаются одной несущей по принципу временного мультиплексирования (TDM), при этом относительная сила сигнала определяется количеством получаемых пользователем временных интервалов (TS).
Отметим, что пиковая скорость 2,4 Мбит/с не всегда достижима, так как она меняется от интервала к интервалу. Более важно, что количество интервалов определяет, какую ширину полосы получает пользователь во время сессии. Это количество меняется в течение сессии в зависимости от изменения силы сигнала.
Пропускная способность для конечного пользователя определяется также быстродействием самого Интернета. Поэтому важнее не пиковая скорость, но спектральная эффективность, то есть сколько пользователей могут использовать одну несущую 1.25 МГц при средней агрегатной пропускной способности (400 — 600 Кбит/с) без неприемлемых задержек.
Как уже говорилось, технология ТОМ допускает разделение несущей между пользователями с помощью назначения 1, 2,4,8 или 16 временных интервалов (TS).
Абонентские терминалы сообщают о скорости, на которой они работают с помощью оценки пилот-сигнала. Так как скорость меняется от интервала к интервалу, то средняя скорость работы абонента равна сумме переданных бит, деленных на общее время передачи.
Выбор терминалом сектора с наилучшим обслуживанием:
- AT определяет скорость передачи данных с учетом измеренной мощности сигнала;
- AT захватывает несущую; при обнаружении более сильной несущей происходит жесткая эстафетная передача.
Каждая БС передает в пилот-канале одни и те же данные, абонентское устройство отвечает станциям, сообщая информацию о БС с наилучшем сигналом и возможную пиковую скорость приема информации на этой несущей. Эти данные динамически изменяются, так как меняется бюджет канала, количество ошибок, затухание и т.д. Исследования показывают, что одновременную передачу могут вести около 20 активных пользователей, но общее количество абонентов на несущую может быть выше за счет незарегистрированных, неактивных пользователей. Работа в обратном канале аналогична работе в 3G1X; пропускная способность в обратном канале зависит от количества активных пользователей. В общем случае, наилучшие результаты достигаются при 10- 12 активных пользователей на сектор.
Леонид Козляев, инженер поддержки продаж Lucent Technologies.
Сетевые решения. Статья была опубликована в номере 10 за 2005 год в рубрике технологии
