Heterojen ağlarda etkileşim yöntemleri. Heterojen ağların etkileşimi için yöntemler. Heterojen bir bilgisayar ağını karakterize eden bir alıntı

Mobil veriye olan talep tüm beklentileri aştığında, çoklu frekans bantlarına sahip heterojen bir ağ mimarisi, farklı radyo erişim teknolojileri ve farklı kapsama alanlarına sahip baz istasyonları, operatörlerin ilerlemesine olanak tanıyan tek çözümdür.

Telekomünikasyon sektöründe, özellikle trafiğin yoğun olduğu bölgelerde veri talebine ilişkin endişe verici istatistikler yaygın olarak biliniyor. Yüksek talep, operatörleri baz istasyonlarının (BS) yoğunluğunu artırmaya ve MIMO (Çoklu Giriş Çoklu Çıkış) ve diğer LTE teknolojileri aracılığıyla spektral verimliliği artırmaya zorluyor. Ancak, aşırı frekans kullanımı ve yüksek maliyet nedeniyle yeni baz istasyonları kurma yeteneği er ya da geç sınırlarına ulaşacak ve bu istasyonların kurulumu bu dönemde pratik olmayacak. büyük şehirler. Bu nedenle, "boşlukları doldurmak" için Wi-Fi erişim noktaları, küçük baz istasyonları ve diğer unsurların birlikte heterojen bir ağ (HetNet) oluşturmasına ihtiyaç vardır.

Anahtar teknolojilerHetNet

Temel görevlerden biri, küçük BS'lerin ağa "kesintisiz" (görünmez) entegrasyonudur: bunların kurulumu Negatif etki Makro ve mikro BS arasındaki etkileşimin bir sonucu olarak iletim hızındaki düşüş gibi temel performans göstergelerinde.

Makro BS'yi boşaltmak için, en fazla insan yoğunluğunun olduğu yerlere kurulan oldukça fazla sayıda küçük BS gerekli olacaktır, ancak bunların dağıtımına yönelik gereksinimler ve maliyetler, sahada halihazırda mevcut olan iletim bağlantısı nedeniyle düşük olabilir. ve yerleşik güç kaynakları.

1. Küçük BS'ye ihtiyaç duyulan yerlerin doğru belirlenmesi.

Küçük BS, büyük insan kalabalığının olduğu yerlere kurulduğunda makro BS'nin yükünü boşaltmak için etkilidir. Operatörler, mikro ve makro BS'nin konumu, dolaşan trafiğin hacmi ve ağdaki kullanıcı terminallerinin (UE) konumu hakkında bilgi toplayarak ağ trafik haritaları oluşturabilir. şu an. Mikro BS kapsama alanının büyüklüğü dikkate alındığında trafik haritası için önerilen doğruluk 50×50 metredir. Operatörler, dağıtımdan önce ve sonra oluşturulan trafik haritalarını karşılaştırarak mikro BS'nin performansını değerlendirebilir; bu, gelecekte daha fazla optimizasyon yapılmasına yardımcı olacaktır.

2. Mikro BS'nin entegrasyonu.

Tamamen yeni bir web sitesi satın almak büyük miktar ekipman pahalı ve etkisiz hale gelir, bu da küçük BS'lerin desteklere ve duvarlara yerleştirilmesini gerektirir. Bu amaca ulaşmak için iletim elemanları, güç kaynakları ve aşırı gerilim koruması, diğer her şeyle birlikte uygun bir BS form faktöründe (küresel veya dikdörtgen) 8 kg'ı aşmayacak şekilde entegre edilebilir (böylece bir kişi kolayca kurabilir).

3. Esnek iletim.

Mikro BS dağıtılırken iletim önemli bir sorundur. Bağlamak için hem sabit hem de kablosuz yöntemler kullanılabilir.

Fiber, noktadan noktaya (P2P) bağlantı veya pasif optik ağ (xPON) aracılığıyla sabit iletim bağlantısına sahip BS için birincil araçtır.

Küçük BS'lerin kablosuz bağlantısı daha esnektir ancak daha az güvenilirdir. Tipik çözümler bu konu 60 GHz mikrodalgaların, LTE TDD'nin, eBand mikrodalgaların veya Wi-Fi bağlantısının kullanılmasıdır ve bunların her birinin kendine göre avantajları vardır.

Lisanssız 60 GHz, kısa mesafeli, yüksek bant genişliğine sahip iletim bekleniyorsa uygun maliyetli olduğunu kanıtlıyor; LTE TDD kullanımı ise doğrudan görünürlüğün olmadığı durumlarda etkili olacak, Wi-Fi ise ucuz hizmet sağlamada faydalı olacak.

4. Fırsatlardan YararlanmakSON (kendini organize eden ağlar).

Önümüzdeki beş yıl içinde mobil geniş bant talebini karşılamak için küçük BS'lerin sayısının sürekli olarak makro BS'lerin sayısını aşması gerekiyor. SON'un sağladığı dağıtım ve bakım kolaylığı, uzun vadede işletme maliyetlerinin azaltılmasında önemli bir rol oynuyor.

Kendi kendini organize eden bir mikro BS, çevresindeki radyo ortamının koşullarını otomatik olarak tarayabilir, böylece frekans, şifreleme kodu ve iletim güçleri gibi parametreleri otomatik olarak planlayabilir ve yapılandırabilir. Geleneksel bir BS bunu yapamaz ve bu nedenle SON özelliklerine sahip bir mikro BS, ağ planlaması için adam-saatten %15 tasarruf sağlar.

Üstelik böyle bir mikro BS, radyo ortamındaki değişiklikleri otomatik olarak algılayabilir; Yanına başka bir mikro BS yerleştirildiğinde ağ parametrelerini otomatik olarak optimize edebilir. Geleneksel ağlar için ağ optimizasyonu, ağ bakımının kritik bir parçasıdır. Otomatik hale geldiğinde ise işçilik maliyetleri %10 ila %30 oranında azalır.

5. Makro-mikro BS'nin koordinasyonu

HetNet mimarisinin en önemli faydalarından biri, ağ kapasitesini tahminlere göre değil, doğrudan ihtiyaca göre kademeli ve esnek bir şekilde artırmanıza olanak sağlamasıdır. Bir bölgede nadiren oluşan sıcak noktalar yalnızca birkaç mikro BS gerektirir ve makro BS'lerle aynı frekansları aynı şekilde kullanabilirler. Ancak aralarındaki etkileşimi azaltmak için koordinasyon gereklidir. Bir Erişim Noktasındaki trafik miktarı arttığında ve yeterli sayıda mikro BS dağıtıldığında, mühendisler kapasiteyi en üst düzeye çıkarmak için taşıyıcıları mikro BS'ler arasında esnek bir şekilde tahsis edebilir.

Mikro BS'ler kullanıldığında, bunların makro BS'lerle koordinasyonu genel hücre verimini %80 - 130 oranında artırır.

Dağıtım Senaryoları

1. Kapalı

İç mekan kaplamaları bölmelere göre (çoklu veya değil) ve kaplamanın boyutuna göre (küçük, orta veya büyük) sınıflandırılır. Düşük ila orta kapsama alanı ve çoklu erişimli BS'ler için tipik yerler konut binaları, süpermarketler, metrolar ve orta büyüklükte konferans salonlarının yanı sıra alçak tavanlı, hareketli kullanıcılar ve yüksek gereksinimler konteynerler. Bu tür LTE pikosellerini ve Wi-Fi kullanımını içerir.

Büyük, çok kullanıcılı İç mekan erişim noktaları arasında büyük Ofis binaları, oteller ve gözlemlendiği diğer yerler yüksek yoğunluk yüksek talep gören kullanıcılar. Ancak bu gerekliliklerin her ikisi de, yani kapasite ve talep, asansörlerin kullanılabilirliği dikkate alınarak birlikte değerlendirilmelidir. büyük miktar zeminler (makro BS'nin dikey kapsamı genellikle zayıftır).

2. Dış mekan

Dış mekan kapsamı üç kategoriye ayrılmıştır: küçük, bağımsız Erişim Noktaları ("Sıcak Noktalar"), dış mekan Erişim Noktaları ("Sıcak Hatlar") ve büyük bölgesel Erişim Noktaları ("Sıcak Bölgeler").

"HotDot"ta (kafe) talep yüksektir, ancak kapsama alanı oldukça küçüktür ve kullanıcılar çoğunlukla yereldir. "HotLine"da abone yoğunluğu ve ihtiyaçları yüksektir ve kapsama alanı bir şehir caddesiyle karşılaştırılabilir düzeydedir ve "Yardım Hattı" o caddedeki tüm hizmetlerle ve işletmelerle aktif olarak etkileşime girer ve kural olarak "Sıcak Bölge" dağıtılırken bu dikkate alınmalıdır. geniş alanlar ve kullanıcı yoğunluğunun ve talebinin yüksek olduğu, ancak yalnızca belirli koşullar altında ve genellikle oldukça öngörülebilir olan diğer halka açık yerler.

Dış mekan kapsama alanı LTE mikro hücrelerini kullanabilirken, İç mekan kapsama alanının küçük hücreleri esas olarak onunla birlikte kullanılan dış mekan kapsama alanını tamamlamalıdır.

Çözüm

Geleceğin mobil ağları önemli kapasite ve kullanıcı deneyimi gerektirecek ve bu da HetNet'in yardımıyla başarılacak. Mikro BS, makro BS'yi rahatlatmak için kalabalık alanlara ve büyük miktarda trafiğe yerleştirilmelidir. Uygun koordinasyon gereklidir: makro ve mikro BS birbirini minimum düzeyde etkilemelidir. Herhangi bir mikro BS, saha gereksinimlerini ve dağıtım maliyetlerini en aza indirmek için güç, besleyici ve aşırı gerilim korumasını entegre etmelidir. Yeni nesil optimize edilmiş İç Mekan kapsama alanı, esnek ve evrensel BS yerleşimi, kademeli kapasite genişletme fırsatları ve uzaktan bakım fırsatları sağlamalıdır. Bazı dağıtım senaryoları hazır ve artık operatörlerin bunları kendi ihtiyaçlarına göre uyarlaması gerekiyor.

Hazırlayan: Romanshenkov N.O.

Mobil veriye olan talep tüm beklentileri aştığında, çoklu frekans bantlarına sahip heterojen bir ağ mimarisi, farklı radyo erişim teknolojileri ve farklı kapsama alanlarına sahip baz istasyonları, operatörlerin ilerlemesine olanak tanıyan tek çözümdür.

Telekomünikasyon sektöründe, özellikle trafiğin yoğun olduğu bölgelerde veri talebine ilişkin endişe verici istatistikler yaygın olarak biliniyor. Yüksek talep, operatörleri baz istasyonlarının (BS) yoğunluğunu artırmaya ve MIMO (Çoklu Giriş Çoklu Çıkış) ve diğer LTE teknolojileri aracılığıyla spektral verimliliği artırmaya zorluyor. Ancak, aşırı frekans kullanımı ve yüksek maliyet nedeniyle yeni baz istasyonlarının kurulma yeteneği er ya da geç bir sınıra ulaşacak ve bunların kurulumu büyük şehirlerde uygulanamaz hale gelecektir. Bu nedenle, "boşlukları doldurmak" için Wi-Fi erişim noktaları, küçük baz istasyonları ve diğer unsurların birlikte heterojen bir ağ (HetNet) oluşturmasına ihtiyaç vardır.

Anahtar teknolojilerHetNet

Temel görevlerden biri, küçük BS'lerin ağa "kesintisiz" (görünmez) entegrasyonudur: bunların kurulumu, makro ve mikro BS'ler arasındaki parazitin bir sonucu olarak iletim hızının düşmesi gibi temel performans göstergeleri üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olabilir. .

Makro BS'yi boşaltmak için, en fazla insan yoğunluğunun olduğu yerlere kurulan oldukça fazla sayıda küçük BS gerekli olacaktır, ancak bunların dağıtımına yönelik gereksinimler ve maliyetler, sahada halihazırda mevcut olan iletim bağlantısı nedeniyle düşük olabilir. ve yerleşik güç kaynakları.

1. Küçük BS'ye ihtiyaç duyulan yerlerin doğru belirlenmesi.

Küçük BS, büyük insan kalabalığının olduğu yerlere kurulduğunda makro BS'nin yükünü boşaltmak için etkilidir. Operatörler, mikro ve makro BS'lerin konumu, dolaşan trafiğin hacmi ve belirli bir anda ağdaki kullanıcı terminallerinin (UE) konumu hakkında bilgi toplayarak ağ trafik haritaları oluşturabilir. Mikro BS kapsama alanının büyüklüğü dikkate alındığında trafik haritası için önerilen doğruluk 50×50 metredir. Operatörler, dağıtımdan önce ve sonra oluşturulan trafik haritalarını karşılaştırarak mikro BS'nin performansını değerlendirebilir; bu, gelecekte daha fazla optimizasyon yapılmasına yardımcı olacaktır.

2. Mikro BS'nin entegrasyonu.

Çok sayıda ekipmanın bulunduğu tamamen yeni bir sahanın satın alınması pahalı ve verimsiz hale gelir ve küçük BS'lerin direklere ve duvarlara yerleştirilmesini gerektirir. Bu amaca ulaşmak için iletim elemanları, güç kaynakları ve aşırı gerilim koruması, diğer her şeyle birlikte uygun bir BS form faktöründe (küresel veya dikdörtgen) 8 kg'ı aşmayacak şekilde entegre edilebilir (böylece bir kişi kolayca kurabilir).

3. Esnek iletim.

Mikro BS dağıtılırken iletim önemli bir sorundur. Bağlamak için hem sabit hem de kablosuz yöntemler kullanılabilir.

Fiber, noktadan noktaya (P2P) bağlantı veya pasif optik ağ (xPON) aracılığıyla sabit iletim bağlantısına sahip BS için birincil araçtır.

Küçük BS'lerin kablosuz bağlantısı daha esnektir ancak daha az güvenilirdir. Bu bağlamdaki tipik çözümler, her birinin kendine göre avantajları olan 60 GHz mikrodalgaların, LTE TDD'nin, eBand mikrodalgaların veya Wi-Fi bağlantısının kullanılmasıdır.

Lisanssız 60 GHz, kısa mesafeli, yüksek bant genişliğine sahip iletim bekleniyorsa uygun maliyetli olduğunu kanıtlıyor; LTE TDD kullanımı ise doğrudan görünürlüğün olmadığı durumlarda etkili olacak, Wi-Fi ise ucuz hizmet sağlamada faydalı olacak.

4. Fırsatlardan YararlanmakSON (kendini organize eden ağlar).

Önümüzdeki beş yıl içinde mobil geniş bant talebini karşılamak için küçük BS'lerin sayısının sürekli olarak makro BS'lerin sayısını aşması gerekiyor. SON'un sağladığı dağıtım ve bakım kolaylığı, uzun vadede işletme maliyetlerinin azaltılmasında önemli bir rol oynuyor.

Kendi kendini organize eden bir mikro BS, çevresindeki radyo ortamının koşullarını otomatik olarak tarayabilir, böylece frekans, şifreleme kodu ve iletim güçleri gibi parametreleri otomatik olarak planlayabilir ve yapılandırabilir. Geleneksel bir BS bunu yapamaz ve bu nedenle SON özelliklerine sahip bir mikro BS, ağ planlaması için adam-saatten %15 tasarruf sağlar.

Üstelik böyle bir mikro BS, radyo ortamındaki değişiklikleri otomatik olarak algılayabilir; Yanına başka bir mikro BS yerleştirildiğinde ağ parametrelerini otomatik olarak optimize edebilir. Geleneksel ağlar için ağ optimizasyonu, ağ bakımının kritik bir parçasıdır. Otomatik hale geldiğinde ise işçilik maliyetleri %10 ila %30 oranında azalır.

5. Makro-mikro BS'nin koordinasyonu

HetNet mimarisinin en önemli faydalarından biri, ağ kapasitesini tahminlere göre değil, doğrudan ihtiyaca göre kademeli ve esnek bir şekilde artırmanıza olanak sağlamasıdır. Bir bölgede nadiren oluşan sıcak noktalar yalnızca birkaç mikro BS gerektirir ve makro BS'lerle aynı frekansları aynı şekilde kullanabilirler. Ancak aralarındaki etkileşimi azaltmak için koordinasyon gereklidir. Bir Erişim Noktasındaki trafik miktarı arttığında ve yeterli sayıda mikro BS dağıtıldığında, mühendisler kapasiteyi en üst düzeye çıkarmak için taşıyıcıları mikro BS'ler arasında esnek bir şekilde tahsis edebilir.

Mikro BS'ler kullanıldığında, bunların makro BS'lerle koordinasyonu genel hücre verimini %80 - 130 oranında artırır.

Dağıtım Senaryoları

1. Kapalı

İç mekan kaplamaları bölmelere göre (çoklu veya değil) ve kaplamanın boyutuna göre (küçük, orta veya büyük) sınıflandırılır. Küçük ve orta ölçekli kapsama ve çoklu erişimli BS'ler için tipik yerler konut binaları, süpermarketler, metrolar ve orta büyüklükte konferans salonlarının yanı sıra alçak tavanlı, hareketli kullanıcılar ve yüksek kapasite gereksinimleri olan diğer alanlar olacaktır. Bu tür LTE pikosellerini ve Wi-Fi kullanımını içerir.

Büyük, çok kullanıcılı İç mekan erişim noktaları, büyük ofis binalarını, otelleri ve yüksek talep gören, yoğun kullanıcı yoğunluğunun bulunduğu diğer yerleri içerir. Ancak, bu gereksinimlerin her ikisi de, yani kapasite ve talep, asansörlerin mevcudiyeti ve çok sayıda katın varlığı dikkate alınarak birlikte değerlendirilmelidir (makro BS'nin dikey kapsamı genellikle zayıftır).

2. Dış mekan

Dış mekan kapsamı üç kategoriye ayrılmıştır: küçük, bağımsız Erişim Noktaları ("Sıcak Noktalar"), dış mekan Erişim Noktaları ("Sıcak Hatlar") ve büyük bölgesel Erişim Noktaları ("Sıcak Bölgeler").

"HotDot"ta (kafe) talep yüksektir, ancak kapsama alanı oldukça küçüktür ve kullanıcılar çoğunlukla yereldir. "HotLine"da abone yoğunluğu ve ihtiyaçları yüksektir ve kapsama alanı bir şehir caddesiyle karşılaştırılabilir düzeydedir ve "Yardım Hattı" o caddedeki tüm hizmetlerle ve işletmelerle aktif olarak etkileşim halindedir ve dağıtım sırasında bu dikkate alınmalıdır. "Sıcak Bölge" genellikle kullanıcı yoğunluğunun ve talebin yüksek olduğu ancak yalnızca belirli koşullar altında olduğu büyük meydanları ve diğer halka açık yerleri ifade eder. bunlar genellikle oldukça öngörülebilirdir.

Dış mekan kapsama alanı LTE mikro hücrelerini kullanabilirken, İç mekan kapsama alanının küçük hücreleri esas olarak onunla birlikte kullanılan dış mekan kapsama alanını tamamlamalıdır.

Çözüm

Geleceğin mobil ağları önemli kapasite ve kullanıcı deneyimi gerektirecek ve bu da HetNet'in yardımıyla başarılacak. Mikro BS, makro BS'yi rahatlatmak için kalabalık alanlara ve büyük miktarda trafiğe yerleştirilmelidir. Uygun koordinasyon gereklidir: makro ve mikro BS birbirini minimum düzeyde etkilemelidir. Herhangi bir mikro BS, saha gereksinimlerini ve dağıtım maliyetlerini en aza indirmek için güç, besleyici ve aşırı gerilim korumasını entegre etmelidir. Yeni nesil optimize edilmiş İç Mekan kapsama alanı, esnek ve evrensel BS yerleşimi, kademeli kapasite genişletme fırsatları ve uzaktan bakım fırsatları sağlamalıdır. Bazı dağıtım senaryoları hazır ve artık operatörlerin bunları kendi ihtiyaçlarına göre uyarlaması gerekiyor.

Hazırlayan: Romanshenkov N.O.

Çeşitli ağ teknolojilerinin (koaksiyel kablo, bükümlü çift (10, 100 ve 1000 Mbit/s)) bir arada bulunması, bunların tek bir ağda ortak kullanımı sorununu ortaya çıkarmaktadır. Bu amaçla yeni bir tür ağ cihazı kullanılır - anahtarlar (Ethernet Anahtarı).

Yapılandırılmış LAN'lar, çalışma grubu anahtarları, yani 12-24 10Base-T bağlantı noktasına ve 1-2 100Base-T bağlantı noktasına sahip cihazlar kullanılarak oluşturulur. Bu tür anahtarlar, her istemci için paylaşılan kaynaklara beklemeden yüksek hızlı erişim sağlar.

Yığılmış hub'ları kullanarak ağdaki iş istasyonlarının sayısını artırabilirsiniz. Üstelik hem ortak kontrol cihazlarıyla hem de zincir halinde birleştirilebilirler. İkinci çözümün avantajı artan güvenilirliktir. MAC adresleri – ağ bağdaştırıcılarının adresleri (Medya Erişim Kontrolü). (10+100) – komütatör tanımları.

Switch Ethernet teknolojisinin daha da gelişmesi, hem 10 Mbit/s hem de 100 Mbit/s hızlarında çalışan iş istasyonlarını bağlantı noktasına bağlamanıza olanak tanıyan anahtarların ortaya çıkmasına yol açtı. Bu, Otomatik Anlaşma veya Otomatik Duyarlı mekanizma kullanılarak gerçekleştirilir. 10/100 anahtarlar çalışma grubu anahtarları olarak veya bağımsız olarak kullanılabilir. Avantajları, iletim ortamını engellemeden verileri yalnızca belirli bir bağlantı noktasına aktarabilme yeteneğidir.

Dahili adres tablosu:

Ek olarak, her anahtar bağlantı noktasının iletişim kurabileceği kendi bellek arabelleği ve adres tablosu (MAC adresleri) vardır. Bu, iş istasyonunun yayın paketleri gönderdiği WS (çarpışma alanı) sayısını sınırlar.

Hub'lar ve anahtarlar arasındaki benzerlik nedeniyle 10/100 anahtarlara bazen Anahtarlamalı Hub'lar da denir.