Система беспроводного широкополосного доступа Motorola Wireless Broadband OFDM

Компания Моторола предоставляет своим пользователям комплексный, законченный и согласованный портфель продуктов для создания сетей беспроводного широкополосного доступа разного назначения. Оборудование Motorola Wireless Broadband с технологией OFDM (Canopy OFDM) предназначено для строительства высокоскоростных, надежных, защищенных сетей беспроводного широкополосного доступа решающих сложные задачи по передаче значительных объемов информации на большие расстояния. Наиболее оптимальным применением Canopy OFDM является строительство систем передачи информации в интересах пользователей, предъявляющих самые высокие требования к производительности, стабильности и качеству работы системы.

Ключевыми преимуществами использования оборудования Canopy OFDM являются:

• Организация каналов передачи информации при наличии препятствий на трассе связи между объектами. Пользователи получают возможность успешно создавать радиосети передачи информации в условиях городской застройки, и/или при наличии плохого рельефа: пересеченная местность, реки, болота;
• Стабильность канала передачи информации. Возможность оборудования адаптироваться к изменениям погодных условий позволяет сохранить сеть передачи информации работоспособной во время сильного ухудшения погоды;
• Низкая временная задержка, около 3-4 миллисекунд. Низкая величина задержки позволяет передавать аудио и видеоинформацию, а также обеспечивать работу программных продуктов и прочего оборудования, критичных ко времени задержки;
• Наличие портов Е1 в оборудовании для построения линий связи «точка-точка». Совмещение портов Е1 и Ethernet в одном устройстве позволяет комплексно решать задачи телефонизации и объединения вычислительных сетей удаленных объектов;
• Высокая скорость и дальность передачи информации. Для соединений точка-точка предельная дальность передачи информации может составлять 250 км, а максимально возможная скорость передачи информации достигает 300 Мбит/с.

Краткое описание системы

Оборудование системы беспроводного широкополосного доступа Canopy OFDM состоит из следующих основных компонентов:

• точки доступа (АР);
• модули абонента (SM);
• модули транзитных соединений (ВН);
• модули управления кластером (СММ);
• программное обеспечение менеджмента сети PRIZM.

Конфигурация сети передачи информации, построенной на оборудовании Canopy OFDM, может быть двух основных типов: «точка-точка» и «точка–многоточка». При необходимости пользователь может строить сети комбинированной архитектуры, совмещая данные два типа.

Сеть «точка-точка»

Модуль транзитных соединений (BH) является элементом для организации соединения «точка-точка». Примером такого соединения может быть радио-мост между двумя компьютерными сетями в офисных и/или производственных зданиях.

Модули транзитных соединений Wireless Broadband OFDM выпускаются нескольких вариантов, и работают в разных диапазонах частот. Это обеспечивает гибкость при строительстве сетей передачи информации и помогает оптимизировать бюджет.

Наибольший интерес для пользователей в Российской Федерации представляют транзитные модули серий:

• PTP200, диапазон 5,4 ГГц, максимальная скорость до 21 Мбит/сек;
• PTP300, диапазон 5,4/5.8 ГГц, максимальная скорость до 50 Мбит/сек;
• PTP500, диапазон 5,4/5.8 ГГц, максимальная скорость до 105 Мбит/сек;
• PTP600, диапазон 2,5/4,9/5,4/5.8/5,9 ГГц, максимальная скорость до 300 Мбит/сек.

Серии транзитных модулей РТР300/РТР500/PTP600 кроме передачи данных по портам Ethernet также могут передавать трафик по портам Е1/Т1. Интеграция портов Ethernet и Е1 в одном устройстве позволяет быстро и легко подключать удаленные здания и помещения к информационным и телефонным сетям предприятий и организаций.

Наиболее производительная серия транзитных модулей РТР600 может синхронизировать работу приемопередатчиков по сигналам навигационной системы GPS. Данная синхронизация позволяет до 3-х раз повторно использовать одну частоту в пределах одной базовой станции, соответственно упросить строительство сетей в условиях нехватки частотного ресурса, и минимизировать затраты.

Сеть «точка-многоточка»

Для развертывания базовой инфраструктуры сетей «точка-многоточка» применяются два основных элемента: точка доступа (АР) и модуль управления кластером (СММ). Классическими примерами таких сетей являются сети сбора информации с топливозаправочных станций, метеорологических станций, систем уличного и промышленного видеонаблюдения, сети автоматизированного управления техпроцессами.

Для применения на территории РФ возможно использовать оборудование Canopy OFDM серий PMP320 диапазон 3,5 ГГц и РМР430 диапазон 5,4 и 5,8 ГГц.

Модуль управления кластером (СММ) позволяет устанавливать в одном месте несколько точек доступа (АР), тем самым увеличивать пропускную способность системы и зону действия. Модуль управления кластером (СММ) обеспечивает интеграцию точек доступа (АР) в законченное решение, обеспечивает их синхронизацию и подключение радиосети к внешним сетям передачи данных.

CMM включает в себя приемник GPS и управляемый Ethernet коммутатор для создания сети из нескольких точек доступа (АР). Кластер точек доступа включает в себя от 1 до 4 приемопередатчиков точек доступа (АР), охватывающий круговой сектор в 360 градусов с поддержкой сервиса для 800 абонентов. Максимальная эффективная пропускная способность системы с круговым охватом может достигать 160 Мбит/сек.

Клиентским устройством сетей «точка-многоточка» является модуль абонента (SM), состоящий из одного приемопередатчика с интерфейсом Ethernet. Синхронизация, управление работой и контроль осуществляется со стороны АР через радиоканал.

Максимальная пропускная способность модуля абонента составляет:

• для оборудования серии РМР320 до 23 Мбит/сек;
• для оборудования серии РМР430 до 40 Мбит/сек.

Небольшие габариты и малая масса делают установку модуля абонента простой и несложной. Типовой монтаж модуля на здание высотой 4-5 этажей занимает 30-40 минут.

Работа Canopy OFDM при наличии препятствий

• Трассы связи между объектами, при работе с оборудованием беспроводного широкополосного доступа, принято разделять на три категории:
• трассы с прямой видимостью, в английской терминологии LOS. Наилучшим вариантом для связи конечно же является трасса LOS. Большая часть типовых продуктов на рынке беспроводного широкополосного доступа расчитанно именно для применения на трассах LOS. Но данные «тепличные условиях» для связи встречаются далеко не всегда.
• трассы с «условно прямой» видимостью, в английской терминологии nLOS. На загородной территории и в пригородах получить трассы LOS очень сложно. Мешает растительность и строения, которое могут частично перекрывать трассу связи. Именно эта ситуация называется nLOS и при этом происходит заметное ослабление радиосигнала. Из типовых продуктов на рынке беспроводного широкополосного только отдельные экземпляры могут работать в таких условиях;
• трассы без прямой видимости, в английской терминологии NLOS. В таких случаях как правило на трассе связи находиться объект больших размеров полностью непрозрачный для радиосигналов. При этом происходит сильненейшее ослабление радиосигналов. Типовые продукты на рынке беспроводного широкополосного доступа в таких условиях не работают.

Оборудование Canopy OFDM сильно выделяется среди прочих продуктов беспроводного широкополосного доступа: на каждом радиоблоке имеется по два одновременно работающих приемопередатчика, использующих технологию OFDM. Это позволяет оборудованию Canopy OFDM работать на трассах nLOS с очень незначительными потерями качества и скорости, и даже обеспечивать связь на трассах NLOS!!! За счет больших потерь сигнала в препятствиях на трассах NLOS происходит заметное снижение скорости передачи информации. Вместе с тем оборудование будет работать стабильно и обеспечит решение критически важных задач по передаче информации.

Скорость передачи данных и дальность действия

Для наглядного представления возможностей оборудования Canopy OFDM в таблице 1 приведены основные параметры двух типов оборудования сетей «точка-многоточка»: Canopy OFDM и Canopy серии РМР100 (FSK) . Указанные скорости и дальности справедливы при использовании абонентских модулей без рефлекторов.

 

Тип оборудования	Скорость передачи / дальность для режима 1 х	Скорость передачи / дальность для режима 2 х	Скорость передачи / дальность для режима 3 х	Задержка сигнала
РМР 58430(OFDM)	16.5 Мбит/сек 11.2 км	33 Мбит/сек 4,8 км	45 Мбит/сек 3.2 км	3,5 мсек
PМР 54400 (OFDM)	7 Мбит/сек 8 км	14 Мбит/сек 4 км	20 Мбит/сек 2 км	3,5 мсек
РМР 120 5,8 GHz (FSK)	7 Мбит/сек 3.2 км	-	-	20 мсек
РМР 130 5,8 GHz (Advantage FSK)	7 Мбит/сек 3.2 км	14 Мбит/сек 1,6 км	-	5-7 мсек

Таблица 1.

Приведенные данные показывают, что оборудование Canopy OFDM является явным лидером по скорости передачи и дальности действия. Необходимо особо отметить оборудование серии РМР430. При использовании пассивных отражателей на абонентских модулях гарантированная дальность связи в режиме 1Х составляет более 50 километров, и при этом эффективная скорость передачи данных превышает 16 Мбит/секунду!!! Подобное сочетание дальности связи и скорости передачи в сетях «точка-многоточка» на данный момент является уникальным предложением на рынке!

Управление сетью радиодоступа

Централизованное управление всей системой беспроводного радиодоступа производиться универсальным программным обеспечением Wireless Manager. С помощью Wireless Manager пользователи могут осуществлять централизованное управление сетью радиодоступа, построенной на любом типе оборудования беспроводного радиодоступа Motorola Wireless Broadband, а именно:

управление качеством услуг (QoS) для каждого абонента (назначение скорости upload burst, upload sustained, download burst и download sustained);

разрешение/запрещение доступа к радиосети абонентов;

управление проверкой подлинности абонентов;

дистанционное обновление программного обеспечения активных компонентов сети (точек доступа, модулей абонентов, транзитных модулей, модулей управления кластером);

мониторинг работы всех компонентов системы;

осуществлять идентификация сбоев в работе системы и оповещение обслуживающего персонала;

ведение истории событий.

Программное обеспечение Wireless Manager позволяет управлять сетями любого масштаба, поскольку количество объектов управления не ограниченно.

Защита информации

Защита информации, передаваемой через оборудование Canopy OFDM, обеспечивается несколькими способами:

оригинальный протокол радиоканала с собственной технологией кодировки данных, представляющий надежный барьер для нелегального доступа к данным;

проверка подлинности абонентов, с использованием электронного серийного номера модуля абонента, и пароля, известного только оператору сети.

Оценка качества трассы

Для строительства протяженных трасс связи на оборудовании Canopy OFDM (особенно линий связи «точка-точка) требуется выполнение проектно-изыскательских работ с целью получения достоверной информации об реальных параметрах качества связи.

Однако для быстрой оценки ситуации компания Motorola предлагает специальный инструмент Link Planner. Это специализированное программное обеспечение, которое на основе вводимых технических параметров оборудования, координат точек связи, данных башенных/мачтовых сооружения позволяет сделать приблизительную оценку пропускной способности канала связи и коэффициента готовности трассы. Это два важнейших параметра, на основании которых можно делать выводы о целесообразности выбора типа оборудования и общих параметрах решения.

Пользователь может в процессе расчетов менять исходные данные и отслеживать результат для выбора оптимального для него решения. Для удобства и ускорения расчетов часть данных об объектах связи может быть импортирована из Google Earth.

Использование оборудования Canopy OFDM для подключения удаленного объекта

Модули транзитных соединений Canopy OFDM полностью решают задачи подключения удаленных, отдельно стоящих объектов, в единую информационную сеть предприятия. Классическим примером таких объектов являются удаленные площадки при разработке и освоении нефтяных и газовых месторождений. При удалении объекта более 70 км от основной площадки предприятия использование типовых однопролетных радиорелейных линии связи становиться не возможным, и требуются промежуточные пункты ретрансляции. Использование модулей транзитных соединений Canopy OFDM значительно упрощает решение подобных задач, и в результате пользователь получает:

значительную экономию бюджета (за счет использования только одного комплекта оборудования и отсутствие необходимости в строительстве башен связи для пунктов ретрансляции);

минимизацию временных затрат на строительство и ввод линии связи в эксплуатацию (необходимость только в однопролетном решении);

высокоскоростной канал связи со стабильным качеством;

одновременно решение задач по подключение удаленного объекта к локальной вычислительной сети и телефонной сети предприятия по каналам Е1.

Использование оборудования Canopy OFDM для систем «безопасный город»

Строительство систем «безопасный город», как правило, сопровождается созданием подсистемы городского видеонаблюдения. Прокладка оптоволоконных линий связи в городах сильно затруднено и очень дорого. Системы беспроводного широкополосного доступа становиться единственно возможной альтернативой для создания транспортных сетей систем «безопасный город». В такой ситуации системы широкополосного доступа должны решать две основных задачи: обеспечить стабильную работу в условиях плотной городской застройки и пропуск большого потока информации от видеокамер. Оборудование Canopy OFDM серии РМР наилучшим образом подходит для решения подобных задач, поскольку обеспечивает:

большую пропускную способность, достаточную для пропуска информации от 50-60 видеокамер высокого качества в режиме реального времени;

дальность действия не менее 7 км с сохранением пропускной способности, что вполне достаточно для охвата небольшого города и/или целого района большого города;

стабильную работу в условиях городской застройки (ситуации частичного закрытия трассы связи или полного закрытия трасы связи);

минимизацию затрат времени на строительство базовой инфраструктуры (одна базовая станция в состоянии обеспечить охват больших территорий);

значительную экономию бюджета на строительство транспортной сети (потребность в базовых станциях минимальная).

Резюме

Оборудование Motorola Canopy OFDM это комплексное решение для создания систем беспроводного широкополосного доступа с высоким качеством сервиса передачи данных. Уникальный набор возможностей позволяет создавать радиосети различного назначения и уровня сложности.

 

Для строительства протяженных соединений «точка-точка» Canopy OFDM является лучшим выбором, поскольку однопролетное решение Canopy OFDM заменяет многопролетные РРЛ и значительно снижает полную стоимость решения. Возможность работать по частично закрытым трассам связи и адаптация к изменениям погодных условий обеспечивают стабильную передачу данных.

 

В сетях «точка-многоточка» серия РМР430 идеально подходит для решения задач по сбору информации с объектов, разбросанных на значительном удалении. Сочетание высокой пропускной способности и рекордная дальность действия минимизируют затраты времени и бюджета на строительство. Для пользователей радиосетей городского масштаба Canopy OFDM обеспечит стабильную работу в плотной застройке и очень большую пропускную способность, около 270 Мбит/сек. Легкость и простота монтажа абонентских модулей позволяют быстро разворачивать сети большого размера. Это делает Canopy OFDM оптимальным выбором для создания надежных и высокопроизводительных сетей беспроводного широкополосного доступа.

 

В целом три высокоразвитых составляющих портфеля продуктов Motorola, включающих Canopy FSK, Canopy OFDM, и радиомашрутизаторы WLAN для сетей MESH позволяют решать задачи обмена информацией любого уровня сложности и гибко адаптировать решение под потребности конечных пользователей.