Прядко Людмила Александровна

Факультет: Компьютерные информационные технологии и автоматика

Специальность: Телекоммуникационные системы и сети

Тема выпускной работы:

"Оптимизация телекоммуникационной системы для работы с низким уровнем телефонизации"

Руководитель: к.т.н., доц. Турупалов В.В.

E-mail: luda_rose@ukrtop.com

Автореферат к диссертации

Введение. Обоснование актуальности

Актуальность развития сетей беспроводного абонентского доступа объясняется несколькими причинами. В частности тем, что традиционная абонентская сеть с использованием медного или волоконно-оптического кабеля представляет собой довольно громоздкое хозяйство, требующее, как правило, длительного поэтапного внедрения и значительных капитальных затрат, а невысокий процент использования каждой абонентской пары не способствует привлечению крупных инвестиций и быстрой окупаемости кабельных систем. Кроме того, любое расширение сети требует больших инженерных работ на кабельных трассах. В силу этого прокладка и организация проводных линий связи становится весьма сложной проблемой, особенно, требует повышенных капитальных вложений в сельской местности. [3] Таким образом, в магистерской работе производится замена устаревшей проводной СС для поселка Широкий Донецкой обл. на систему беспроводной связи с использованием технологии DECT. Этот вопрос является актуальным, поскольку в большинстве случаев сельская инфраструктура связи давно устарела и требует модернизации. Беспроводная система связи в сравнении с кабельными сетями является более надежной, проста в эксплуатации, имеет малый срок окупаемости, не зависит от длины линии, типа и состояния грунта, наличия водных поверхностей и заболоченных участков в границах зоны обслуживания. [3]

Поселок Широкий является пригородной частью города Донецка. Общая численность населения составляет 800 жителей. Тип зданий – одноэтажные дома и новые двух-, трех- этажные коттеджи. Промышленность отсутствует. Преобладают непромышленные предприятия малого бизнеса, которые занимаются торговлей; мелкие предприятия сервисного обслуживания (ремонтные, грузовые перевозки). Поселок обеспечен водопроводом, теплосетью, канализацией. Вид транспорта – автобус. Среди 800 жителей:

• 450 – частный сектор;

• 200 – социальная инфраструктура (медицина, образование, фирмы сервисного обслуживания);

• 150 – коттеджный поселок.

Процент телефонизации ТфОП в пос. Широкий составляет 12 % (10% – "УкрТелеком", 2% – "ВелтонТелеком"– для бизнес абонентов). Общая емкость телефонной сети района на 01.01.2005 г. составляет 96 номеров при средней емкости АТС 380 номеров. Средняя телефонная плотность на начало 2005 г. составляет приблизительно 8 телефонов на 100 жителей. Фактически только каждая пятая семья имеет телефон.

Замена данной системы на беспроводную систему связи связана с тем, что, во-первых, безремонтная работоспособность АТС ЕС-11 в пос.Широкий составляет еще 6 лет. Во-вторых, в пос. Широкий большая часть населения занимается земледелием и существует большая вероятность повреждения кабельных линий землеобрабатывающим оборудованием.

В-третьих, город Донецк расширяется и в данном районе прогнозируется численный рост населения. В данный момент увеличилось количество транспорта в направлении пос. Широкий. Прежде всего это оказывает содействие дальнейшему развитию поселка, увеличению населения, так как решается вопрос доставки населения на место работы, которое чаще всего расположено за пределами поселка.

В пос. Широкий повышается количество двух-, трех- этажных коттеджей, разрастается, так называемый, "спальный район". Среди обеспеченных людей есть тенденция переселения из многоэтажных домов в коттеджные поселки.

Эти факторы должны повысить перспективность и привлекательность района и поднять спрос на услуги связи.

Цели и задачи работы

Цели:

• замена существующей системы связи на систему стандарта DECT;

• обеспечение охвата необходимой зоны обслуживания с высоким качеством связи;

• обеспечение емкости для обслуживания абонентской нагрузки с низкой интенсивностью потерь.

Задачи:

• спроектировать беспроводную систему связи стандарта DECT для заданного района сельской местности;

• проанализировать интенсивность прогнозируемого трафика, рассчитать нагрузка на узлы сети, количество активных абонентов;

• рассчитать основные параметры конфигурации беспроводной системы связи стандарта DECT;

• выбрать необходимое количество оборудования;

• оценить вероятностно-временные характеристики системы радиосвязи;

• оценить экономические показатели и надежность сети.

Предполагаемая научная новизна

Состоит в замене существующей кабельной инфраструктуры связи для района с малой плотностью населения на основе технологии беспроводного доступа DECT с дальнейшей нитеграцией в сети ТфОП и UMTS.

Предполагаемая практическая ценность

С учетом радиотехнологии DECT можно обеспечить услугами связи район, который является небольшим по численности населения, а абоненты расположены на достаточных расстояниях друг от друга. Стоимость системы DECT, в которой используются радиоканалы на абонентских линиях, не зависит от длины линий.

Применение в системах DECT специальных способов организации радиодоступа, цифровой технологии и соответствующих методов кодирования обеспечивает высокую пропускную способность и перекрытие зон обслуживания, повышает качество работы каналов связи.

По сравнению с обычной кабельной сетью беспроводная телефонная система имеет маленький срок окупаемости (3-4 года); в 1,5-2 раза меньше капитальные затраты; стоимость 10-летнего жизненного цикла беспроводной сети в 1,5 раза меньше стоимости этого же цикла проводной сети [1].

Таким образом, будет обеспечиваться высокий уровень сигнала на всей территории и, преимущественно для абонентов спального квартала, дополнительные возможности передачи данных.

Обзор существующих исследований и разработок

Стандарт DECT (Digital European Cordless Telecommunications) был опубликован Европейским институтом стандартизации электросвязи (European Telecommunications Standards Institute і ETSI) в 1992 г., а первые коммерческие продукты, соответствующие этому стандарту, появились в 1993 г. Первоначально они представляли собой в основном средства для построения беспроводных учрежденческих автоматических телефонных станций (УАТС), пользователи которых могли связываться между собой в пределах учреждения с помощью переносных телефонов, а также обычные домашние бесшнуровые телефонные аппараты.

Позднее появились другие приложения DECT, которые начали разрабатываться еще в процессе определения стандарта. В их состав вошли: средства RLL; системы, обеспечивающие беспроводный доступ к ресурсам сетей общего пользования для абонентов с ограниченной мобильностью (Cordless Terminal Mobility – CTM); средства, позволяющие аппаратуре DECT работать с сотовыми сетями (например, GSM). Эти приложения открыли широкие возможности перед операторами как проводных, так и беспроводных сетей связи.

DECT разрабатывался в соответствии с семиуровневой моделью взаимодействия открытых систем (OSI/ISO) и состоит из девяти частей, описывающих его обязательные и факультативные элементы. Обязательные элементы стандарта гарантируют возможность "сосуществования" систем связи на одной территории при отсутствии координации их работы и позволяют избежать планирования частот, что необходимо в обычных сотовых сетях.

По своему желанию производители могут поддерживать отдельные факультативные элементы стандарта DECT для построения систем голосовой телефонии, доступа к сети ISDN и передачи данных. В целях обеспечения взаимодействия различных приложений DECT институтом ETSI стандартизуется ряд совокупностей параметров, так называемых профилей (profiles). Одним из подобных профилей является унифицированный профиль доступа (Generic Access Profile – GAP), определяющий функционирование портативных телефонных аппаратов и базовых станций DECT для всех приложений голосовой связи. Другой профиль: профиль интерфейса GSM (GSM Interface Profile – GIP) определяет взаимодействие аппаратуры DECT и сетей GSM. По существу, GIP – это профиль GAP с небольшими дополнениями по взаимодействию с GSM. [2]

Стандарт DECT разрабатывался для удовлетворения потребностей сложной системы радиосвязи – беспроводной УАТС. Среда беспроводной УАТС характеризуется высокой плотностью трафика и строгими требованиями пользователей к качеству и конфиденциальности (для чего необходимо шифрование радиосигнала) связи. Беспроводные телефонные системы DECT осуществляют кодирование речи методом адаптивной дифференциальной импульсно-кодовой модуляции (Adaptive Differential Pulse Code Modulation – ADPCM), позволяющим передавать оцифрованную речь на скорости 32 Кбит/с. Это значительно большая частота следования битов, чем, например, аналогичная частота, предусмотренная в любом из мировых стандартов цифровой сотовой связи. Она обеспечивает качество передачи речи такое же, как у обычного телефона. Системы DECT реализуют незаметное (автоматическое) переключение абонента на ближайшую базовую станцию при его перемещении из зоны обслуживания одной базовой станции в зону обслуживания другой, что позволяет избежать разрывов связи.

Разрабатывавшийся для беспроводных УАТС, DECT оказался подходящим и для домашних, а также местных локальных телефонных систем. Стандарт поддерживает также различные службы передачи данных и обеспечивает взаимодействие с сетью связи фактически любого другого типа.

Типовая архитектура простейшей DECT-системы [5] приведена на рис. 1.