Беспроводный IP-доступ

 

Одна из самых привлекательных областей использования технологии WiMAX - телефонная сеть общего пользования. Это обусловлено тем, что именно ТфОП фактически стала базой для создания NGN-сети связи следующего поколения. Возможные сферы применения технических средств, которые основаны на технологии WiMAX, обусловлены многими факторами.

Для городских телефонных сетей (ГТС) можно выделить три основных варианта использования технологии WiMAX (рис.4).

 

Рис.4

 

Первый вариант использования WiMAX - подключение выносных модулей в тех случаях, когда организация тракта до АТС средствами проводной связи не представляет интереса. В качестве такого модуля показан мультисервисный абонентский концентратор (МАК) под индексом МАК 1. Если в одном здании с АТС2 расположено оборудование WiMAX, то передачу широкополосной информации можно осуществить на основе использования беспроводного доступа, т.е. МАК1 включается в АТС2 с помощью транспортных ресурсов системы WiMAX.

Следующий вариант - быстрое подключение новых клиентов. В левой части рисунка такая возможность показана для МАК и двух учрежденческих АТС (УАТС).

Третий вариант применения технологии WiMAX представлен в правой нижней части рисунка. Он будет эффективен если нужно повысить надежность доступа для некоторых пользователей. В этом случае для абонентов, включенных в МАК3, организуется два независимых пути установления соединений: через АТС2 и АТС3.

В сельской местности прокладка оптико-волоконных линий не оправдывает себя с экономической точки зрения. В сельской местности сельские телефонные сети (СТС) служат основой для поддержки большинства других видов обслуживания. Поэтому вопросы применения технологии WiMAX следует рассматривать с точки зрения формирования NGN. Предполагаемое развитие СТС на базе технологии WiMAX представлено на рис.5.

Сеть IP обеспечивает выход в СТС и доступ в Интернет. Первый из установленных концентраторов (МАК1) удален от точки подключения к сети IP/MPLS на 4 км. Уже при таком расстоянии технология WiMAX экономически выгоднее по сравнению с прокладкой кабеля или строительством радиорелейной линии. Планируемая установка следующих концентраторов, расположенных на расстояниях до 30 км от точки подключения к сети, очень экономична.

 

Рис.5

 

В модернизированной сети работой концентраторов MG управляет мультисервисный коммутатор доступа Media Gateway Controller (MGC), выполняющий функции Softswitch.

Чтобы организовать внутризоновую, междугороднюю и международную связи в магистральный или транзитный коммутатор включают коммутатор доступа. Это определяется принципом организации дальней связи, принятым в регионе. В таком случае MG функционирует как вынос от центральной станции. Такая организация целесообразна для большинства групп пользователей.

Для поддержки оборудования MG и MGC в основном используются проколы SIP или H.248. Чтобы поддерживать оборудование технического обслуживания для сбора аварийных сигналов, контроля состояния аппаратно-программных средств и ведение статистики чаще всего используют протокол SNMP.

Для того чтобы связать MGC с уже эксплуатируемыми коммутационными станциями устанавливают шлюзы (IP-Telephony Gatewav, ITG). Эти шлюзы обеспечивают взаимодействие с любыми станциями ТфОП за счет поддержки сигнализации по E-DSS1, ОКС7 и 2ВСК.

Чтобы ITG использовались наиболее эффективно, они должны состоять из тех же аппаратно-программных средств, которые применяются для построения MG. В последствии, при замене старых коммуникационных станций на MG в оборудование шлюза нужно только вставить дополнительные платы и добавить соответствующее программное обеспечение. Благодаря этому шлюзы, в отличие от большинства используемых ныне конверторов, при модернизации сети не утилизируются, а принимают форму MG. Такое решение весьма экономично, так как не требует расходов на модернизацию телефонной сети.

Все многообразие устройств, которые транслируют и коммутируют трафик данных, преобразуют информацию, заложенную в пакеты, в стандартную телефонную сигнализацию и соединения, сопрягают цифровые сети различной природы, терминируют на себе различные виды трафика, управляется из одного мощного ядра. Это третий уровень NGN - управляющий.

Данный уровень часто связывают с таким понятием, как SoftSwitch. Его основная функция соединять абонента А с абонентом Б. Это делает специальный сервер, или "сервер соединений" - по терминологии SoftSwitch. Чтобы сеть работала бесперебойно нужна большая мощность и производительность подобных серверов. При проектировании SoftSwitch учитывают специфические факторы IP-сетей - это необходимость обеспечения параметров качества обслуживания (QoS) сети VoIP, разделение маршрутов потоков голоса и данных, управление маршрутизацией при наличии довольно пестрого спектра устройств: маршрутизаторов, конверторов сигнализации, пограничных контроллеров, шлюзов, прокси-серверов, абонентских терминалов, мультиплексоров и контроллеров различного абонентского доступа.

Последним уровнем NGN принято считать уровень приложений. Его задача - обеспечение всего спектра услуг, доступного на сетях следующего поколения. Идеология построения NGN обеспечивает возможность предоставления абонентам услуг Triple-Play (передача речи, данных и видео) на базе мультисервисных сетей, которые созданы путем модернизации существующих сетей электросвязи.открывает новые неограниченные возможности по оказанию услуг и для корпоративного сектора. В традиционных сетях такие услуги предоставляются локальными операторами, и их подключение требует больших временных и денежных затрат. В случае использования однородной IP-среды набор услуг для всех пользователей единый. Механизм их подключения очень прост: достаточно выбрать интересующую услугу из списка и послать соответствующий запрос. Самыми популярными услугами на сегодняшний день считаются широкополосные услуги: "видео по требованию", "расширенное телевидение" (ТВ+Интернет), ТВ - коммерция и т.д.

Все это показывает нам, что переход к сетям нового поколения предопределен. Перспективой развития телекоммуникационных сетей является постепенный переход к NGN за счет внедрения в традиционные сети оборудования, способного работать с технологиями обоих поколений.

Заключение

 

Особенностью стран с переходной экономикой, которой является Россия, является тот факт, что новые технологии внедряются во время активного функционирования старых.

Это обстоятельство вызывает эффект наслоения, выражающийся в одновременном и длительном сосуществовании технологий нескольких поколений, что характерно для России. Несмотря на это, российская связь относится к числу наиболее успешно развивающихся отраслей отечественной экономики. К 2012 году по набору и качеству услуг Россия приближается к уровню, достигнутому передовыми в техническом отношении странами. Этому поспособствовала новая правовая система, создаваемая в рамках долгосрочной стратегии информационного развития. Система направлена на дальнейшую либерализацию российского телекоммуникационного рынка, создание условий для добросовестной конкуренции, а также интеграции ЕСЭ России в европейский и мировой телекоммуникационные комплексы. По данным Минсвязи России, за последние 4 года темпы роста доходов отрасли составили около 40%. Основной прирост доходов приходится главным образом операторов, занимающихся сотовой связью. Они же обеспечили основную часть прироста абонентской платы. Число пользователей мобильной связи в нашей стране на протяжении трех последних лет ежегодно удваивалось. Такой же бурный процесс роста, порядка 150% в год, происходит среди пользователей российского сегмента Интернет. В течение последних лет в ЕСЭ России интенсивно внедряются новые технологии. Параллельно продолжаетс "пакетизация" сетей. Пакетные технологии развились в универсальные транспортные технологии. Это относится к технологиям АТМ и IP (протокол сети Интернет). На базе этих технологий в России создаются мультисервисные сети. Внедряются на российских транспортных сетях оптические технологии, такие как оптические усилители и спектральное уплотнение. Создаются линии связи, которые по пропускной способности можно отнести к категории супермагистралей. На таких линиях используется технология SDH уровня STM-64 (10 Гбит/с) и плотное спектральное уплотнение (DWDM). В качестве примеров могут служить магистрали Москва - Санкт-Петербург, Финляндия - Санкт-Петербург - Москва. На этих линиях используется аппаратура фирмы "Nortel". Кроме того, аппаратурой спектрального уплотнения оснащаются линии "Балтийской кабельной системы" и Москва - Самара.

Внедрение "оптики" простимулировало другие процессы, повлиявшие на развитие современных транспортных сетей. К этим процессам и явлениям, которые во многом обязаны использованию оптического волокна относятся:

изменение структуры систем передачи (аппаратура сетевых узлов и отрезки оптического кабеля, их соединяющие);

появление новых транспортных технологий, таких как SDH (синхронная цифровая иерархия) и ATM (асинхронный режим переноса);

превышение прогнозов на потребность в количестве и типах каналов;

проникновение многоканальных систем на низовые сети;

интеллектуализация аппаратуры и сети в целом;

предпосылки для ряда интеграционных процессов.

Существующее ныне соотношение между оптическими и электронными технологиями в будущем постепенно будет меняться в пользу первых.

Возрастание уровня интеллектуализации аппаратуры стало постоянной тенденцией. Сочетание подвижных и стационарных транспортных средств в ближайшем будущем достигнет уровня, обеспечивающего доступ абонента к транспортной сети в любом месте и в любое время.

Этот год - последний для аналогового эфирного ТВ. Уже через семь месяцев общедоступные каналы будут транслироваться исключительно в цифровом формате, и чтобы посмотреть их понадобится не дешевая телеприставка.

На рынке цифрового вещания эфирное ТВ ждут серьезные конкуренты: кабельное, спутниковое вещание, IPTV и онлайн-телевидение. С первыми тремя возможности у цифрового эфира приблизительно равные: в плюсах - HD-контент, интерактивные услуги и изначальная ориентация на телевизор, а в минусах - дороговизна доставки контента и абонентских устройств.

Определенные плюсы имеет IPTV. Независимость от передачи данных. Для трансляции подходит любой канал связи, который обладает достаточной пропускной способностью и может использовать стек протоколов TCP\IP.

Скорость и дешевизна развертывания. Минимально необходимы только серверные мощности, чтобы обеспечить передачу потокового видео, и исходящий канал достаточной пропускной способности.

Низкая себестоимость доставки. Совместимость с любыми TCP\IP каналами связи позволяет переложить накладные расходы с производителя-транслятора контента на операторов, которые обеспечивают абонента доступом в интернет. Телевизионный контент вещается по той же сети, по которой абонент получает другие услуги.

Возможность доступа без специализированных устройств. Поскольку для обмена данными между клиентом и сервером используется стандартный стек TCP\IP, для просмотра IPTV подходит любое устройство, имеющее TCP\IP-совместимый сетевой интерфейс и достаточно производительное, чтобы декодировать потоковое видео.

Простота реализации интерактивных услуг. Стек TCP\IP позволяет использовать общий канал связи для доставки контента конечному пользователю и отправки запросов оператору. При этом в качестве пользовательского интерфейса для управления услугами могут использоваться веб-приложения или простые в реализации сайты.

Еще большие перспективы с технической точки зрения предлагает концепция онлайн-ТВ, в рамках которой пользователь получает контент непосредственно в браузере. По сути, это еще более универсальная модификация IPTV, ориентированная на просмотр с экрана компьютера, планшета или смарфона.

Однако на сегодняшний день и IPTV, и онлайн-ТВ пока уступают в популярности аналоговым эфиру и кабелю, а также спутнику. Важнейшая причина - сформировавшиеся сценарии использования.

Но все же, поводы для оптимистичных прогнозов есть. По мере развития дополнительных услуг цифрового ТВ, объемы нелицензионного копирования вещаемого контента снижаются. Доступное за скромную плату видео не будет иметь артефактов сжатия, дубляж - точным и синхронным, да и посмотреть его можно сразу после заказа.

Еще один важный момент, который обещает IPTV бурный рост в ближайшие годы - продолжающийся "планшетный бум". Легкие устройства с большим экраном и доступом в интернет достаточно удобны и универсальны, а единственный способ гарантировать, что планшет как замена телевизору будет работать везде - продвигать ТВ поверх TCP\IP.

И, конечно же, в пользу IPTV сыграет внезапно ускорившийся переход на цифровое эфирное вещание. К началу 2013 года множество телезрителей встанет перед выбором: покупать дорогой сет-топ-бокс для эфирных каналов, сет-топ-бокс для цифрового КТВ не намного дешевле, или за двести-триста рублей в месяц смотреть телеканалы в точно таком же высоком качестве на собственном компьютере.

Чтобы IPTV заняло действительно значимую долю рынка, потребуется еще несколько лет - как в Великобритании и России, так и за рубежом. Эти два-три года уйдут на адаптацию рынка к новым условиям, появлению более привлекательных для всех участников процесса телевещания бизнес-моделей, и на появление новых игроков рынка контента.

Для достижения указанной цели государство обеспечивает: - создание условий для обеспечения граждан России социально значимой информацией; определение технической политики вещания;

обеспечение функционирования инфраструктуры аналогового эфирного вещания до полного перехода на цифровые технологии;

конверсию радиочастотного спектра и частотно-территориальное планирование;

создание условий развития новых видов телевизионной и радиотрансляции, включая трансляцию мобильного и интернет-телевидения, телеканалов высокой четкости и спутниковую непосредственную телерадиотрансляцию;

определение этапов и сроков перехода на цифровой формат наземного эфирного вещания;

совершенствование нормативной правовой базы, в том числе: определение единых правил лицензирования вещания независимо от способов и технологий трансляции.

Принятие четких правил развития цифрового вещания, включая государственное финансирование, распространения общедоступных телевизионных каналов, позволит операторам связи создать необходимую инфраструктуру для цифрового телерадиовещания. Департамент цифрового телевидения и использования новых технологий в средствах массовых коммуникаций является подразделением Министерства связи и массовых коммуникаций Российской Федерации, определяющим и реализующим государственную политику и нормативно-правовое регулирование перехода на цифровой формат теле - и радиовещания в Российской Федерации, а также использование новых технологий в средствах массовых коммуникаций. Основные функции Департамента:

разработка технической политики в области цифрового телерадиовещания, исходя из мировых тенденций развития отрасли;

организация разработки Федеральных целевых, научно-технических и инновационных программ в отрасли телерадиовещания;

координация работы по изысканию новых радиочастотных каналов и разработке радиочастотного спектра и орбитальных позиций спутников для целей цифрового телерадиовещания, развития новых электронных средств массовых коммуникаций;

организация разработки частотно-территориальных планов цифрового телевизионного и радиовещания, а также территориально-временных планов перехода на цифровые форматы вещания;

участие в подготовке и проведении конгрессов, конференций, семинаров, выставок и других мероприятий в сфере телерадиовещания и использования новых технологий в средствах массовых коммуникаций.

Глоссарий

 

Понятие	Содержание понятия
Беспроводные технологии	подкласс информационных технологий, служат для передачи информации на расстояние между двумя и более точками, не требуя связи их проводами.
Дисперсия сигнала	явление увеличения длительности сигнала
Затухание сигнала	относительное уменьшение амплитуды или мощности сигнала при передаче по линии связи вследствие поглощения и превращения в тепло части его энергии
Искажение сигнала	явление изменения формы сигнала в процессе передачи по линии связи
Кабель	сложное изделие, состоящее, в общем случае, из совокупности проводников, слоев экрана, изоляции и защитного слоя
Канал связи	физическая среда и аппаратура передачи данных, осуществляющих передачу информации от одного узла коммутации к другому либо между узлом коммутации и абонентской системой
Помеха	непредсказуемое изменение сигнала, поступающего на вход приемника
Пропускная способность канала связи	максимально возможная скорость передачи данных по каналу
Сеть ЭВМ	сеть обмена и распределенной обработки информации, образуемая множеством абонентских систем, взаимодействующих между собой посредством телекоммуникационной сети
Физическая среда передачи данных	пространство или материал, обеспечивающие распространение информационных сигналов
Bluetooth	технология передачи данных по радиоканалам на короткие расстояния, позволяющая осуществлять связь беспроводных телефонов, компьютеров и различной периферии даже в тех случаях, когда нарушается требование прямой видимости
CSD	технология передачи данных для мобильных телефонов GSM. Передача данных на скорости 9,6 кбит/с
EDGE	цифровая технология беспроводной передачи данных для мобильной связи, которая функционирует как надстройка над 2G и 2.5G (GPRS) - сетями. Передача данных на скорости 474 кбит/c.
EV-DO	технология передачи данных, используемая в сетях сотовой связи стандарта CDMA. Скорость передачи данных в EV-DO, в зависимости от поколений (релизов) стандарта, достигает (загрузка/отдача): Rel.0 - (CDMA2000 1x EV-DO rel.0) - 2,4/0,153 Мбит/с; Rev. A - (CDMA2000 1x EV-DO rev. A) - 3,1/1,8 Мбит/с Rev. B - (CDMA2000 1x EV-DO rev. B) - 73,5/27 Мбит/с Rev. C - 280  / 75  Мбит/с Rev. D - 500  / 120  Мбит/с
GPRS	надстройка над технологией мобильной связи GSM, осуществляющая пакетную передачу данных. Передача данных на скорости 171,2 кбит/c.
HSPA	технология беспроводной широкополосной радиосвязи, использующая пакетную передачу данных и являющаяся надстройкой к мобильным сетям WCDMA/UMTS. Максимальная теоретическая скорость передачи данных по стандарту составляет 14,4 Мбит/сек (скорость передачи данных от базовой станции на всех локальных абонентов) и до 5,8 Мбит/сек от абонента.
IEEE	международная некоммерческая ассоциация специалистов в области техники, мировой лидер в области разработки стандартов по радиоэлектронике и электротехнике.
Wi-Fi	торговая марка Wi-Fi Alliance для беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11
WiMAX	телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств.