Calidad de percepción en redes heterogéneas. HetNet - redes heterogéneas (Redes Heterogénicas). Definición precisa de lugares donde se necesitan estaciones base pequeñas
La coexistencia de varias tecnologías de red (cable coaxial, par trenzado (10.100 y 1000 Mbps)) plantea el problema de su uso conjunto en una sola red. Para este propósito, se utiliza un nuevo tipo de dispositivos de red: conmutadores (conmutador Ethernet).
Las LAN estructuradas se construyen utilizando conmutadores de grupos de trabajo, es decir, dispositivos con 12-24 puertos 10Base-T y 1-2 puertos 100Base-T. Dichos conmutadores brindan acceso de alta velocidad, sin esperar a que cada cliente comparta recursos.
Puede aumentar la cantidad de estaciones de trabajo en la red utilizando concentradores apilados. Al mismo tiempo, se pueden combinar tanto a través de dispositivos de control comunes como en cadena. La ventaja de la segunda solución es una mayor fiabilidad. Direcciones MAC: direcciones de adaptadores de red (Control de acceso a medios). (10+100) - designaciones del interruptor.
El desarrollo posterior de la tecnología Switch Ethernet condujo a la aparición de switches que le permiten conectar estaciones de trabajo que funcionan tanto a 10 Mbps como a 100 Mbps al puerto. Esto se logra mediante el uso del mecanismo Auto-Negotiation (negociación) o Auto-Sensive. Los conmutadores 10/100 se pueden utilizar como conmutadores de grupo de trabajo o solos. Su ventaja es la capacidad de transmitir datos solo al puerto especificado, sin bloquear el medio de transmisión.
Tabla de direcciones internas:
| La dirección | Puerto |
| A | 1 |
| B | 2 |
| C | 3 |
| D | 4 |
Además, cada puerto de switch tiene su propio búfer de memoria y tabla de direcciones (direcciones MAC) con las que puede interactuar. Esto limita el número de WS (dominio de colisión) a los que la estación de trabajo envía paquetes de difusión.
Debido a las similitudes entre concentradores y conmutadores, los conmutadores 10/100 a veces se denominan concentradores conmutados.
SISTEMA DE CONTROL AUTOMATIZADO
REDES HETEROGÉNEAS DE COMUNICACIÓN EN RED
VIGILANCIA
Olimpiev A.A.,
Investigación Científica OJSC
instituto rubin,
Sherstyuk Yu.M., Doctor en Ciencias Técnicas, Profesor Asociado, JSC "Research Institute" Rubin ", [correo electrónico protegido]
Palabras clave:
sistema de información, enfoque orientado a objetos, autómatas de aprendizaje, autómatas finitos, gramáticas.
ANOTACIÓN
Se consideran las tendencias generales en el desarrollo de sistemas de control de comunicaciones automatizados domésticos y las tecnologías existentes para crear sistemas de esta clase. Se destacan las deficiencias de los enfoques tradicionales para la creación de modelos de información, que son la base para la construcción de sistemas de información y que consisten en el crecimiento excesivo del contenido y la estructura del modelo para representar y almacenar la información.
Se propone un modelo formal de la representación objetual de una red de comunicación heterogénea, que permite calcular rápidamente el estado integral de la red de comunicación y sus elementos. La red de comunicación se representa como una colección de objetos que interactúan a través del paso de mensajes. Cada objeto es una instancia de alguna clase y se representa como una máquina de estado con un comportamiento arbitrariamente complejo. El contenido del modelo no depende de las tecnologías de transmisión de datos utilizadas en la red y de la composición de los equipos, lo que lo hace capaz de adaptarse a los cambios evolutivos en la red de comunicaciones.
Como método para optimizar la recopilación de datos de seguimiento destinados a actualizar el estado del modelo de objetos, se eligió un enfoque basado en un sistema de aprendizaje de autómatas. Este enfoque permite lograr una alta eficiencia en la actualización del estado del modelo de objetos en ausencia de información sobre la infraestructura de la red al adaptarse al tiempo de respuesta del sistema.
SISTEMAS DE CONTROL AUTOMATIZADO
Introducción
Como parte de la creación de sistemas automatizados de control de comunicaciones (ACS) a nivel operativo y técnico, una de las tareas más urgentes a resolver es la tarea de visualización adecuada de la información de una red de comunicaciones controlada como objeto de monitoreo y control (OMC ). El modelo de información, que actúa como componente del sistema de apoyo a la decisión en el circuito de control, debe mostrar la composición, las conexiones y las características de los elementos de las ADM que mejor se correspondan con el estado actual de las ADM y sus componentes.
Actualmente se conocen aproximaciones a la representación de redes de naturaleza similar (ver, por ejemplo, ), pero la dimensión de las representaciones resultantes es altísima. Además, no se recomienda la contabilidad estática de todos los elementos de la red: requiere muchos recursos y duplicará los datos que se pueden obtener de las herramientas tecnológicas de monitoreo.
Un obstáculo para la creación de un modelo adecuado de red de comunicación es la inconsistencia existente de los modelos conceptuales e informativos de los niveles técnico-operativo y tecnológico de gestión, que consiste en que a nivel tecnológico los elementos de la red de comunicación están representados por sus bases de información de gestión (Bloque de Información de Gestión - MIB), que tienen en cuenta sus especificidades en términos de implementación de software y/o hardware, pero en términos de características operativas y técnicas de los elementos de la red de comunicación deben estar "ocultos". del usuario: el nivel de red implica operar con conceptos que son comunes para equipos del mismo tipo con diferentes MIB.
Teniendo en cuenta que el nivel tecnológico durante la creación de un sistema de control automatizado está dado objetivamente y sin cambios, el problema generado por la contradicción indicada no puede resolverse en el marco del modelo de información "contable", debe complementarse con algún tipo de formalismo computacional , que puede ser un modelo de representación de objetos.
modelo de objeto formal
representaciones de la red de comunicación
La esencia del formalismo computacional de la representación de objetos de las redes de comunicación modernas se puede definir de la siguiente manera:
una). El concepto central del modelo es el concepto de objeto, una entidad abstracta caracterizada por sus parámetros y comportamiento:
o=
El parámetro de estado del objeto puede tomar un valor de un conjunto fijo ("normal", "accidente", "advertencia", ...).
2). Sobre el conjunto de objetos, existen las siguientes relaciones:
"el todo es parte del todo" (Risa);
"proveedor - consumidor" (Ruse);
"interacción" (Rcon). Sd = (O, Risa, Rcon, Ruse),
donde Sd es un mapeo de un conjunto de relaciones en un conjunto de objetos.
3). Cada objeto es una instancia de alguna clase. Las clases forman una jerarquía con la posibilidad de heredar parámetros y métodos.
V o e O 3 cl e CL: o => cl, donde CL es el conjunto de todas las clases.
cuatro). En esencia, las clases y sus objetos correspondientes se pueden dividir condicionalmente en tres grupos:
"terminadores" - nodos de representación gráfica de redes de comunicación;
"conectores" - bordes de representación gráfica de redes de comunicación;
"agregadores" - entidades abstractas - una asociación lógica de objetos en un grupo con la capacidad de calcular su estado integral.
cinco). Un conjunto de métodos de objeto tiene una asignación a mensajes de entrada.
Los mensajes de entrada incluyen: creación/eliminación de objetos; crear/eliminar relaciones de objetos; cambiar el estado de los objetos que interactúan; cambiar los valores de los parámetros del objeto (incluidos los parámetros de funcionamiento calculados a partir de los datos de seguimiento).
6). El objeto se considera como una máquina de estados capaz de recibir mensajes y, en base a ellos, cambiar su estado y/o generar mensajes. Las reglas para la transición y generación de mensajes pueden ser arbitrariamente complejas.
El funcionamiento del autómata se puede escribir de la siguiente manera:
st (tm) = v (x, st(ti)), (y) = φ (x, st(ti)), donde st es el estado del autómata; x - mensajes de entrada, y - mensajes de salida; x,y con S, donde S es el conjunto de todos los mensajes posibles.
7). El "gestor de objetos" actúa como un componente de soporte del entorno informático, que realiza las siguientes acciones:
crear y eliminar objetos;
análisis de mensajes entrantes y su transferencia a objetos de destino;
generar mensajes para crear/borrar relaciones sobre objetos;
formación de mensajes teniendo en cuenta las relaciones sobre los objetos.
El "administrador de objetos" se puede representar como un autómata pushdown:
^o (Q cho, GM, Ginebra, Gota, G, Ib),
donde Gin, Gout con S son las gramáticas de las cintas de entrada y salida, respectivamente; ГМ = Г] con Г2, Г] con S, Г2 = (
El mapeo G: Q x Gm x Gin ^ Q x Gm x Gout define un conjunto de reglas para las transiciones entre estados.
ocho). Los mensajes que llegan a la entrada del "gestor de objetos"
ALTA TECNOLOGÍA EN LA INVESTIGACIÓN DEL ESPACIO TERRESTRE
SISTEMAS DE CONTROL AUTOMATIZADO
Las alarmas se pueden generar en respuesta a uno de los siguientes eventos:
cambiar el estado de un objeto;
cambio de información de cuenta;
detección de eventos significativos a nivel de elementos de red.
nueve). El estado de la red es actualizado por la pasarela de interacción entre los medios de los niveles tecnológico y técnico-operacional en base a un conjunto de eventos significativos que ocurren en el ambiente de monitoreo.
El conjunto de eventos significativos durante un período de tiempo D/ a nivel de elementos de red se puede representar de la siguiente manera:
U(D) = DVshv(S) y UA(D), donde Dbshv es la dinámica de los parámetros M1V, UA(D/) es el conjunto de influencias externas sobre los elementos de la red, D1=/k-/k-1 es el intervalo de tiempo entre sondeo significa seguimiento tecnológico.
DVShv(D0 = 1DP „№, donde m = , N = - conjunto de todos los elementos de red, r = , /p - número de clases de equipos, ng - número de instancias de esta clase.
D = ext.Sch, j=))
donde tw(D/) es el tiempo de sondeo mínimo permitido del elemento de red >th, f es la frecuencia de sondeo del elemento de red por medio de monitoreo tecnológico, Yj es el número de influencias externas en el elemento de red jth.
Es recomendable resolver el problema de optimización D/ utilizando autómatas de aprendizaje, cuyo funcionamiento se puede representar como:
AM = (W C, 2, X, Zo, DO), donde W = (^1, m2, ... mp) es el vector de memoria, C es la matriz de penalización, 2 es el operador de control aleatorio, X es el control vector, X \u003d 2 (X-b DX), X \u003d<Д/, П>, O" = Ф(Пшв), - condiciones asignadas por el sistema u operador de nivel superior, DO, = Д^ь ДD(Xr-1), 2о).
Basado en U(D/), el gateway genera un conjunto de mensajes que llegan a la cinta de entrada del administrador de objetos.
Conclusión
Debido a la presencia de los mecanismos descritos anteriormente, el modelo de objetos puede considerarse figurativamente como una especie de red neuronal, en la que un estímulo externo (información contable, datos de seguimiento) conduce a la creación/eliminación de objetos y/o la ejecución de un proceso amortiguado de excitación de neuronas que se propaga a través del modelo de información de la red: el proceso de actualización del modelo de información de estado.
Un resultado importante del uso de los mecanismos descritos es la capacidad de obtener rápidamente información sobre el estado no solo de un solo equipo o una línea de comunicación, sino también una evaluación integral del estado de la red de comunicación en su conjunto.
Literatura
1. Grebeshkov, A. Yu. Estándares y tecnologías para la gestión de redes de comunicación [Texto]: Manuscrito. - M.: Eco-Tendencias, 2003. - 288 p.
2. Sherstyuk, Yu. M. Arquitectura de medios de gestión tecnológica de telecomunicaciones [Texto] / Yu. M. Sherstyuk,
V. D. Zaripov, M. D. Rozhnov, I. L. Savelyev // Tecnologías de telecomunicaciones. - 2006. - Edición. 2. S. 33-40.
3. Sherstyuk, Yu. M. Arquitectura y direcciones principales de desarrollo de un sistema de control automatizado para un sistema unificado de información y telecomunicaciones [Texto] // Tecnologías de telecomunicaciones. - 2007. - Edición. 3.
4. Olimpiyev A. A. Unificación de la representación de redes de comunicación basada en el enfoque del objeto [Texto] / A. A. Olimpiyev, M. D. Rozhnov, Yu. M. Sherstyuk // V St. 2007 (ISRR-2007)”, San Petersburgo, 23 de octubre -25, 2007: Actas de la conferencia. Apartado: Seguridad de la información de las redes de telecomunicaciones. - San Petersburgo: SPOISU, 2008. S. 60-66.
5. Sherstyuk Yu.M. Propuesta para resolver el problema de actualizar el estado de una red de telecomunicaciones heterogénea [Texto] / Yu. M. Sherstyuk, A. A. Olimpiyev // Problemas de radioelectrónica. Ser. SOIU. - 2012. - Edición. 2. S. 5-10.
RED DE COMUNICACIÓN HETERÓGENA EN EL SISTEMA DE MONITOREO DE RED
Instituto de Investigación JSC "Rubin", [correo electrónico protegido]
Sherstyuk Y., Doc.Tech.Sci., docente, Instituto de Investigación JSC "Rubin", [correo electrónico protegido]
En el artículo se presentan algunas tendencias generales en el desarrollo de sistemas de gestión de red. Considerado el enfoque tradicional para la creación de este tipo de sistemas.
Un modelo formal de representación de objetos de una red heterogénea, que le permite calcular rápidamente el estado integral de la red de comunicación y sus elementos. La red de comunicación se representa como una máquina de banda que interactúa a través de mensajes.
Como método de optimización de la recolección de datos para el seguimiento, se elige el enfoque destinado a actualizar el estado del modelo, el cual se basa en un sistema de aprendizaje de autómatas. Este enfoque nos permite lograr una alta eficiencia de actualización del estado del modelo de información en el
falta de información sobre la infraestructura de la red. Palabras clave: sistema de información, enfoque orientado a objetos, autómatas de aprendizaje, autómatas finitos, gramáticas.
1. Grebeshkov, A 2003, "Estándares y tecnologías de control de redes de comunicación", Moscú, 288 páginas.
2. Sherstyuk, Yu 2006, "Arquitectura de los medios de gestión tecnológica de las telecomunicaciones", Tecnologías de telecomunicaciones, vol. 2, págs. 33-40.
3. Sherstyuk, Yu 2007, "Arquitectura y direcciones principales de desarrollo de un sistema de control automatizado de un sistema de telecomunicaciones de información uniforme", Tecnologías de telecomunicaciones, vol. 3, págs. 5-14.
4. Olimpiyev, A 2008, "Unificación de la representación de las redes de comunicación sobre la base del enfoque de objetos", el V St. Conferencia interregional de San Petersburgo "Seguridad de la información de las regiones de Rusia-2007 (IBRR-2007), págs. 60-66.
5. Sherstyuk, Yu 2012, "Propuesta de acuerdo con la solución de la tarea de actualización del estado de una red de telecomunicaciones heterogénea", Radiotronics Questions, vol. 2, págs. 5-10.
De Wikipedia, la enciclopedia libre
| Se propone suprimir este artículo. Puede encontrar una explicación de los motivos y una discusión correspondiente en la página Wikipedia: por borrar/15 de diciembre de 2015. |
Red informática heterogénea- una red informática que conecta ordenadores personales y otros dispositivos con diferentes sistemas operativos o protocolos de transferencia de datos. Por ejemplo, una red de área local (LAN) que conecta computadoras que ejecutan los sistemas operativos Microsoft Windows, Linux y MacOS es heterogénea. El término "redes heterogéneas" también se utiliza en redes informáticas inalámbricas, donde se utilizan diferentes tecnologías para conectarse. Por ejemplo, una red inalámbrica que brinda acceso a través de una LAN inalámbrica y es capaz de brindar acceso cambiando a celular también se denomina red heterogénea.
HetNet
Referencia tecnológica HetNet a menudo significa el uso de varios tipos de puntos de acceso en una red de comunicación inalámbrica. La WAN puede usar macroceldas, picoceldas y/o femtoceldas para brindar cobertura en entornos con diversos tipos de terreno, desde espacios abiertos hasta edificios de oficinas, hogares y espacios subterráneos. Los expertos celulares definen a HetNet como una red con interacciones complejas entre macroceldas, celdas pequeñas y, en algunos casos, elementos de red WiFi; todos estos elementos se utilizan juntos para proporcionar cobertura en mosaico con capacidad de traspaso entre elementos de red. La investigación de ARCchart predice que HetNets ayudará a impulsar el mercado de infraestructura móvil, que está valorado en aproximadamente $ 57 mil millones para 2017.
Semántica de "Redes informáticas heterogéneas" en telecomunicaciones
Desde un punto de vista semántico, es importante señalar que el concepto redes heterogéneas puede tener diferentes significados en el campo de las telecomunicaciones inalámbricas. Por ejemplo, puede significar un paradigma de interoperabilidad ubicua y bien integrada entre diferentes protocolos que utilizan diferentes áreas de cobertura (ver HetNet). En otros casos, esto puede significar una distribución espacial desigual de usuarios o puntos de acceso inalámbrico (ver Falta de homogeneidad espacial). Por lo tanto, el uso del término “redes heterogéneas” sin contexto puede generar confusión en la literatura científica al momento de revisar trabajos de otros especialistas. De hecho, la confusión puede aumentar en el futuro, especialmente a la luz del hecho de que el paradigma "HetNet" también puede verse desde un punto de vista "geométrico".
ver también
Escriba una reseña sobre el artículo "Red informática heterogénea"
Literatura
Un extracto que caracteriza una red informática heterogénea
Rostov en la campaña se permitió la libertad de montar no en un caballo de primera línea, sino en un cosaco. Conocedor y cazador a la vez, recientemente consiguió un apuesto Don, un caballo grande, amable y juguetón, en el que nadie saltó sobre él. Montar este caballo fue un placer para Rostov. Pensó en el caballo, en la mañana, en la mujer del médico, y ni una sola vez pensó en el peligro inminente.Antes, Rostov, al entrar en el negocio, tenía miedo; ahora no sentía la menor sensación de miedo. No porque no tuviera miedo de estar acostumbrado al fuego (uno no se acostumbra al peligro), sino porque había aprendido a controlar su alma ante el peligro. Estaba acostumbrado, cuando se dedicaba a los negocios, a pensar en todo, excepto en lo que parecía ser más interesante que cualquier otra cosa: el peligro inminente. Por más que lo intentó, o se reprochó su cobardía durante la primera vez de su servicio, no pudo lograrlo; pero a lo largo de los años ahora se ha vuelto evidente. Ahora cabalgaba junto a Ilyin entre los abedules, de vez en cuando arrancaba hojas de las ramas que tenía a mano, a veces tocaba la ingle del caballo con el pie, a veces entregaba, sin volverse, su pipa fumada al húsar que cabalgaba detrás, con tal Mirada tranquila y despreocupada, como si estuviera montando a caballo. Fue una pena para él mirar el rostro agitado de Ilyin, quien hablaba mucho y con inquietud; conocía por experiencia ese angustioso estado de expectación de miedo y muerte en que se encontraba la corneta, y sabía que nada más que el tiempo le ayudaría.
Tan pronto como el sol apareció en una franja clara debajo de las nubes, el viento amainó, como si no se atreviera a estropear esta encantadora mañana de verano después de una tormenta; las gotas seguían cayendo, pero ya eran puras, y todo estaba en silencio. El sol salió por completo, apareció en el horizonte y desapareció en una estrecha y larga nube que se erguía sobre él. Unos minutos más tarde, el sol apareció aún más brillante en el borde superior de la nube, rasgando sus bordes. Todo se iluminó y centelleó. Y junto con esta luz, como respondiendo a ella, se escucharon disparos de armas de fuego adelante.
Rostov aún no había tenido tiempo de pensar y determinar qué tan lejos estaban estos disparos, cuando el ayudante del conde Osterman Tolstoy llegó al galope desde Vitebsk con órdenes de trotar por el camino.
El escuadrón rodeó a la infantería y la batería, que también tenía prisa por ir más rápido, descendió y, pasando por un pueblo vacío y sin habitantes, volvió a subir la montaña. Los caballos comenzaron a volar, la gente se sonrojó.
- ¡Para, iguala! - el comando de la división se escuchó adelante.
- ¡Hombro izquierdo adelante, paso marcha! mandó adelante.
Y los húsares a lo largo de la línea de tropas fueron al flanco izquierdo de la posición y se pararon detrás de nuestros lanceros, que estaban en la primera línea. A la derecha, nuestra infantería se encontraba en una densa columna: estas eran reservas; Sobre él, en la montaña, en el aire claro y limpio, en la mañana, oblicua y brillante, iluminación, en el mismo horizonte, nuestros cañones eran visibles. Columnas y cañones enemigos eran visibles más allá del hueco. En el hueco podíamos escuchar nuestra cadena, ya en acción y rompiendo alegremente con el enemigo.
Rostov, como por los sonidos de la música más alegre, se sintió alegre en su alma por estos sonidos, que no se habían escuchado durante mucho tiempo. Trampa ta ta toque! - aplaudió de repente, luego rápidamente, uno tras otro, varios disparos. Todo volvió a quedar en silencio, y de nuevo parecieron crepitar las galletas, sobre las que alguien caminaba.
Los húsares permanecieron durante aproximadamente una hora en un solo lugar. Comenzó el cañoneo. El conde Osterman y su séquito cabalgaron detrás del escuadrón, se detuvieron, hablaron con el comandante del regimiento y se dirigieron a los cañones en la montaña.
Tras la salida de Osterman, se escuchó una orden de los lanceros:
- ¡A la columna, formaos para el ataque! “La infantería delante de ellos se dobló en pelotones para dejar pasar a la caballería. Los lanceros partieron balanceándose con las veletas de sus picos, y al trote bajaron hacia la caballería francesa, que apareció bajo la montaña a la izquierda.
Una red heterogénea se construye a partir de subredes que operan en diferentes estándares, utilizando diferentes tecnologías. Al mismo tiempo, todos ellos forman un único entorno integrado, donde se proporciona una transición fluida de una subred a otra, imperceptible para el usuario. Es decir, una red heterogénea funciona como un solo sistema.
Ericsson estima que para 2018, el 30% de la población mundial vivirá en ciudades y áreas metropolitanas, que ocupan solo el 1% del territorio del planeta. Este 1% generará el 60% del tráfico móvil global, que se espera crezca 10 veces en comparación con 2014. Por otro lado, ya hoy alrededor del 70% de todo el tráfico de datos se genera en interiores. Al comparar estas dos tendencias, queda claro que los requisitos de ancho de banda de la red en las grandes ciudades están creciendo rápidamente, al igual que las expectativas de los consumidores con respecto a la velocidad y confiabilidad de la transferencia de datos. Las empresas de telecomunicaciones se enfrentan al desafío de crear redes que se integren en varios niveles, combinando diferentes estándares y tecnologías, asegurando una transición fluida de un estándar a otro, de una tecnología a otra. Dichas redes no solo deben combinar diferentes estándares (desde GSM hasta LTE), sino también proporcionar una interacción completa entre diferentes capas de red, así como redes construidas sobre diferentes tecnologías de acceso por radio. Son estas redes las que se denominan heterogéneas.
“Todas las redes desde la llegada de las estaciones base de varias capacidades (macro-micro-pico) y varios estándares (2G-3G-4G) son de hecho heterogéneas”, dice Eduard Ilatovsky, un destacado experto en planificación y desarrollo de la red de radio de VimpelCom. “Con el tiempo, este concepto se ha transformado y ahora las redes heterogéneas significan un nivel de integración e interacción de varios estándares y niveles de red completamente diferente al que tenían hace 10 o 15 años”.
Como uno de los proyectos más significativos y complejos de una red heterogénea, Megafon llama a la construcción de infraestructura en preparación para los Juegos Olímpicos de Sochi. “En un área pequeña del Parque Olímpico, era necesario atender suscriptores en estadios grandes, en el parque mismo siempre había asistentes, invitados y participantes en los Juegos Olímpicos. Todo esto se conectó a la red en el resto de la ciudad, proporcionando transiciones fluidas al ingresar al Parque Olímpico y al regresar a la ciudad”, dice Alexander Bashmakov, director de infraestructura de MegaFon. “Tal fragmento de la red brindó una experiencia invaluable a los ingenieros de la empresa, por lo que aparecieron tramos similares de la red en otras ciudades, principalmente en las dos capitales”.
Las redes heterogéneas hacen más que simplemente permitir que los operadores aumenten la capacidad de la red para cumplir con los requisitos de los suscriptores. Estas soluciones también son las más rentables, ya que permiten a los operadores resolver problemas locales sin reinvertir en el desarrollo de la macro red.
Construcción de redes heterogéneas
Hoy, cualquier gran ciudad puede servir como ejemplo de una red heterogénea. Los especialistas de Ericsson dividen el proceso de creación de redes heterogéneas en tres etapas: mejora del nivel macro, densificación del nivel macro e introducción del nivel micro (agregar celdas pequeñas).
La forma más rentable es aumentar la capacidad de las estaciones base ya construidas, ya que los sitios son uno de los principales elementos de costo en la construcción de una red. Además, estas soluciones ahorran tiempo, ya que no es necesario buscar un lugar para ubicar nuevas estaciones. Se pueden realizar mejoras a la red existente mediante la adición de nuevas bandas de frecuencia, el uso de nuevas tecnologías de radio en la banda inferior dedicada, la introducción de LTE y el uso de diversas soluciones de diversidad de recepción y transmisión, y la mejora programática del rendimiento de las redes de acceso de radio.
Ericsson estima que, en la actualidad, la tecnología HSPA aún tiene el potencial de aumentar la capacidad y la tasa de datos promedio disponible para los suscriptores, al mismo tiempo que brinda alta confiabilidad de conexión y buena calidad de voz. Así, mejorando la macro red HSPA, sin añadir tecnología LTE, se puede aumentar su capacidad en 4 veces (con 4G, esta cifra aumenta en 10 veces).
El siguiente paso para aumentar la capacidad de la red es la compactación a nivel macro. Aquí, las estrategias de los operadores están determinadas en gran medida por los requisitos reglamentarios de un mercado en particular. Por ejemplo, en América del Norte, la distancia entre las estaciones base de la macro red no debe ser inferior a 700 metros, mientras que en Asia oriental y Europa esta cifra no suele superar los 200 metros. Hasta la fecha, los fabricantes ofrecen equipos con requisitos reducidos para la densidad de colocación (150-200 metros), lo que ofrece lograr la compactación de la macrored en más de 10 veces.
Una vez agotadas las posibilidades de compactación de macroredes, los operadores se enfrentan a la tarea de instalar microestaciones base en los lugares de mayor concentración de usuarios y tráfico: en centros comerciales, estadios, estaciones de tren y aeropuertos. De particular preocupación son los edificios donde la cobertura también puede ser deficiente debido a las altas pérdidas de penetración a través de las paredes, en oficinas o sitios remotos donde la macrocobertura es muy deficiente. En estos casos, los operadores instalan estaciones base pico y femto que brindan cobertura local y, de hecho, brindan capacidad de red dedicada para usuarios específicos.
Qué solución para celdas pequeñas es adecuada en una situación dada depende de muchos factores: las condiciones para la propagación de una señal de radio, la disponibilidad de sitios para la colocación de estaciones base, la disponibilidad de canales de transporte y su calidad.
Anna Koroleva, experta líder en el desarrollo de soluciones de banda ancha móvil de Ericsson en el norte de Europa y Asia Central, destaca que la introducción de celdas pequeñas también permite utilizar el recurso de frecuencia disponible para el operador de manera más eficiente: “Con una coordinación adecuada, No es necesario asignar un recurso de frecuencia para celdas pequeñas, lo que le permite atender una gran cantidad de tráfico utilizando el mismo ancho de banda y aumentar la eficiencia espectral de la red en su conjunto. Además, también se mejora la tasa de transferencia de datos en el borde de la celda y, por lo tanto, la experiencia del usuario”.
Como regla general, los operadores instalan celdas pequeñas del estándar HSPA, porque la mayor carga recae en los teléfonos inteligentes que funcionan con este estándar en particular, mientras que la cantidad de dispositivos con soporte LTE aún es pequeña (y es poco probable que aumente rápidamente en el futuro cercano). Otra forma de expandir la red a nivel micro es la construcción de redes Wi-Fi integradas, que, además de mejorar la calidad de la comunicación, también aumentan el rendimiento general de la red al transferir parte del tráfico móvil a la red Wi-Fi. red Fi.
En Rusia, el concepto de celdas pequeñas aún no se ha generalizado debido a los requisitos reglamentarios, así como a las dificultades tecnológicas asociadas con la implementación de tales proyectos. Sin embargo, los operadores están convencidos de la necesidad de desarrollar pequeñas estaciones base de diferentes capacidades y diferentes estándares para crear redes integradas multicapa. “Nuestra cartera tiene un historial de aplicación de estas soluciones a macroredes para la planificación regular de redes, a mejoras de cobertura específicas para clientes corporativos e incluso a la entrada al mercado B2C con equipos de cobertura femto para oficinas pequeñas y uso doméstico”, dice Eduard Ilatovsky de Vimpel Com. “Cuál de los desarrollos se implementará y en qué plazo depende, en primer lugar, de la demanda de ciertos servicios en el mercado”.
Selección del vendedor
Teniendo en cuenta la estructura multinivel y multiestándar de una red heterogénea, se destaca garantizar la presencia continua de un suscriptor en esta red, independientemente de si está conectado a ella a través de una celda macro o una celda pequeña, ¿en qué estándar? funciona y qué tecnología. “A medida que la red se vuelve cada vez más heterogénea, la gestión del tráfico, el equilibrio de carga y la movilidad entre los diferentes niveles de la red se vuelven cada vez más importantes”, enfatiza Anna Koroleva de Ericsson. “Solo un enfoque común, aplicado en todas las capas y tecnologías, puede lograr la continuidad de la red y maximizar la eficiencia de los recursos”.
En este sentido, surge la pregunta: ¿es posible lograr la coordinación en todos los niveles de la red utilizando equipos de diferentes fabricantes? Lógicamente, podemos suponer que las redes de un solo proveedor son más fáciles de integrar. Eduard Ilatovsky de VimpelCom confirma que la interacción ideal solo es posible en redes heterogéneas basadas en soluciones de un solo proveedor; sin embargo, es posible el uso de equipos que no sean del proveedor principal para algunos niveles de redes. Esto no afecta negativamente la calidad de la macro red, al tiempo que mejora la calidad de la comunicación dentro de los edificios o en lugares de concentración local de suscriptores.
“Por ejemplo, en las redes de Vimpelcom, las estaciones base de diferentes estándares pueden ser de diferentes proveedores: red 2G del proveedor 1, red 3G del proveedor 2 y red 4G del proveedor 3, y en las mismas redes, el nivel pico/femto puede organizarse en equipos de proveedor 4”, dice Eduard Ilatovsky. - Esta solución es bastante real y factible, sin embargo, para la correcta interacción de todos los niveles y estándares de la red, es necesario afinar los parámetros y tener un sistema de control de red automatizado basado en soluciones de Redes Autoorganizadas, que también es utilizado activamente en la red VimpelCom.
Según él, en un futuro cercano, VimpelCom planea cambiar de un modelo de 3.5 proveedores a un modelo de dos proveedores. Según Alexander Bashmakov, MegaFon también construye redes en los equipos de varios proveedores, y su vinculación es una tarea técnica separada que deben enfrentar los ingenieros del operador.
En camino a 5G
El desarrollo de redes heterogéneas no solo permite brindar la capacidad y confiabilidad de las redes de datos móviles que se requieren en la actualidad. A pesar de que se espera que los requisitos tecnológicos para las redes de quinta generación aparezcan recién en 2020, hoy ya es evidente que será posible proporcionar el rendimiento más alto requerido en términos de velocidad, capacidad y demoras solo en una red heterogénea, una cuyos elementos fundamentales serán pequeños panales.
“La evolución de las tecnologías existentes, como LTE y los nuevos tipos de acceso por radio, serán parte del futuro sistema 5G flexible y dinámico”, argumenta Anna Koroleva de Ericsson. – Admitirá la integración entre dominios y trabajará en varias tecnologías de acceso por radio. En este sistema será posible una latencia muy baja, y la necesidad de mayor capacidad requerirá el uso de bandas de RF más altas que las que se utilizan actualmente. Por eso, estamos convencidos de que la integración de tecnologías y la coordinación de varias capas, que son el núcleo del concepto de redes heterogéneas en la actualidad, se convertirán en una plataforma sostenible para un mayor desarrollo de redes y permitirán a los operadores maximizar el potencial y aprovechar las oportunidades del futuro. tecnologías.”
Para los usuarios, la transición generalizada a redes heterogéneas seguirá siendo invisible. No necesitará cambiar manualmente entre estándares, puntos de acceso y diferentes redes. El proveedor de servicios lo hará automáticamente.
Dado que la demanda de datos móviles supera todas las expectativas, una arquitectura de red heterogénea con múltiples bandas de frecuencia, diferentes tecnologías de acceso por radio y estaciones base con diferentes áreas de cobertura es la única solución para que los operadores sigan avanzando.
En el campo de las telecomunicaciones, son ampliamente conocidas estadísticas alarmantes respecto a la demanda de transmisión de datos, especialmente en los lugares donde la gente se encuentra más congestionada. La alta demanda está obligando a los operadores a aumentar la densidad de estaciones base (BS) y aumentar la eficiencia espectral a través de MIMO (Eng. Multiple Input Multiple Output) y otras tecnologías LTE. Sin embargo, tarde o temprano, la posibilidad de desplegar nuevas estaciones base llegará al límite debido al sobreuso de frecuencias y al alto costo, y su instalación se volverá poco práctica en las grandes ciudades. Por lo tanto, se hace necesario instalar puntos de acceso Wi-Fi, pequeñas estaciones base y otros elementos para "llenar los vacíos" que juntos forman una red heterogénea (HetNet).
Tecnologías claveHetNet
Una de las tareas clave es la integración "sin fisuras" (invisible) de pequeñas estaciones base en la red: su instalación puede tener un impacto negativo en los indicadores clave de rendimiento, como una caída en la velocidad de transmisión como resultado de la interferencia entre macro y micro estaciones base
Para descargar macro BS, se requerirá una cantidad bastante grande de BS pequeñas instaladas en lugares concurridos; sin embargo, los requisitos para su implementación y los costos pueden ser bajos debido a la suma de la transmisión ya disponible en el sitio y la potencia incorporada. suministros.
1. Definición precisa de los lugares donde se necesitan pequeñas estaciones base.
Los BS pequeños son efectivos para descargar macro BS cuando se instalan en lugares concurridos. Los operadores pueden crear mapas de tráfico de red recopilando información sobre la ubicación de micro y macro BS, la cantidad de tráfico circulante y la ubicación de los terminales de usuario (UE) en la red en este momento. Dado el tamaño del área de cobertura de micro BS, la precisión recomendada para el mapa de tráfico es de 50 × 50 metros. Los operadores pueden evaluar el rendimiento de una micro BS comparando mapas de tráfico previos y posteriores a la implementación para ayudar a realizar más optimizaciones en el futuro.
2. Integración de micro BS.
La compra de un sitio completamente nuevo con muchos equipos se vuelve costosa e ineficiente, lo que requiere el despliegue de pequeñas BS en postes y paredes. Para lograr esto, los elementos de transmisión, fuentes de alimentación y protección contra sobretensiones se pueden integrar con todo lo demás en un conveniente factor de forma BS (esférico o rectangular), que no exceda los 8 kg (para que una sola persona pueda instalarlo fácilmente).
3. Transmisión flexible.
La transmisión es un problema grave cuando se implementa micro BS. Para su resumen, se pueden utilizar métodos tanto fijos como inalámbricos.
La fibra es el medio principal para las BS con enrutamiento de transmisión fijo a través de conexiones de red óptica pasiva (xPON) o punto a punto (P2P).
La conexión inalámbrica de pequeñas estaciones base es más flexible, pero menos confiable. Las soluciones típicas para esto son el uso de microondas de 60 GHz, LTE TDD, microondas eBand o conectividad Wi-Fi, todas las cuales tienen sus propias ventajas.
La banda de 60 GHz sin licencia demuestra ser rentable si se espera una transmisión de corto alcance y alto rendimiento; mientras que el uso de LTE TDD será efectivo en entornos sin visibilidad directa, y Wi-Fi será útil para brindar servicios de bajo costo.
4. Aprovecha las oportunidadesSON (redes autoorganizadas).
Para satisfacer la demanda de banda ancha móvil durante los próximos cinco años, la cantidad de BS pequeñas debe superar constantemente la cantidad de BS macro. La fácil implementación y mantenimiento que viene con SON juegan un papel importante en la reducción de los costos operativos a largo plazo.
Una micro BS autoorganizada puede escanear automáticamente las condiciones de su entorno de radio, por lo que planifica y configura automáticamente parámetros como la frecuencia, el código de codificación y las potencias de transmisión. Una BS tradicional no puede hacer esto, por lo que una micro BS con funciones SON ahorra un 15% de horas-hombre para la planificación de la red.
Además, tal micro BS puede detectar automáticamente cambios en el entorno de radio; cuando se implementa otro micro BS junto a él, puede optimizar automáticamente los parámetros de la red. Para las redes tradicionales, la optimización de la red es una parte fundamental del mantenimiento de la red. Y cuando pasa a ser automático, los costes laborales se reducen entre un 10 y un 30 %.
5. Coordinación macro-micro BS
Uno de los beneficios clave de la arquitectura HetNet es que permite un crecimiento incremental y flexible de la capacidad de la red en función de la demanda en lugar de la predicción. Los puntos de acceso que son poco frecuentes en el área requieren solo unas pocas micro BS, y pueden usar las mismas frecuencias de la misma manera que lo hacen las macro BS. Sin embargo, se necesita coordinación para reducir la interferencia entre ellos. Cuando aumenta la cantidad de tráfico en un Hotspot y se implementan suficientes micro BS, los ingenieros pueden asignar portadores de manera flexible entre los micro BS para maximizar la capacidad.
Con las micro BS implementadas, su coordinación con las macro BS aumenta el rendimiento general de la celda en un 80 - 130 %.
Escenarios de implementación
1. Interior
El pavimento interior se clasifica por división (múltiple o no) y según el tamaño del pavimento (pequeño, mediano o grande). Una ubicación típica para BS con cobertura pequeña a mediana y acceso múltiple sería un edificio residencial, supermercados, subterráneos y salas de conferencias de tamaño mediano, y otras áreas con techos bajos, usuarios en movimiento y requisitos de alta capacidad. Este tipo incluye pico celdas LTE y el uso de Wi-Fi.
Los hotspots interiores multiusuario grandes incluyen grandes edificios de oficinas, hoteles y otros lugares donde hay una alta densidad de usuarios con una gran demanda. Sin embargo, estos dos requisitos, tanto la capacidad como la demanda, deben considerarse en conjunto, teniendo en cuenta la disponibilidad de ascensores y una gran cantidad de pisos (verticalmente, la cobertura de macro BS suele ser deficiente).
2. Exterior
La cobertura exterior se divide en tres categorías: Hotspots pequeños e independientes ("HotDots"), Hotspots exteriores ("HotLines") y Hotspots zonales grandes ("HotZones").
En "HotDot" (café) la demanda es alta pero la cobertura es bastante baja y los usuarios están en su mayoría en el sitio. En "HotLine" la densidad de suscriptores y la demanda es alta y la cobertura es comparable a una calle de la ciudad, con "HotLine" interactuando activamente con todos los servicios y negocios en esta calle, lo que debe tenerse en cuenta al implementar "HotZone". previsible.
La cobertura exterior puede utilizar microceldas LTE, y las celdas pequeñas de la cobertura interior deben complementar principalmente la cobertura exterior, utilizándose en conjunto con ella.
Conclusión
Las redes móviles del futuro necesitarán una gran capacidad y experiencia de usuario, y esto se logrará con HetNet. Las micro BS deben colocarse en lugares de congestión masiva de personas y gran cantidad de tráfico para descargar las macro BS. Se requiere una coordinación adecuada: macro y micro BS deben tener una influencia mínima entre sí. Cualquier micro BS debe integrar baterías, alimentador y protección contra sobretensiones para minimizar los requisitos de espacio y los costos de implementación. Una cobertura interior optimizada de próxima generación debe proporcionar una ubicación de estación base flexible y versátil, expansión de capacidad incremental y capacidades de servicio remoto. Ya existen algunos escenarios de implementación y los operadores ahora deben adaptarlos a sus propias necesidades.
Preparado por: Romanshenkov N.O.