Федеральноеагентство связи
ХабаровскийИнститут Инфокоммуникаций
Государственноеобразовательное учреждение
Высшегопрофессионального образования
Сибирскийгосударственный университет телекоммуникаций и информатики
Среднеепрофессиональное образование
Допустить к защите
Декан ФЗО ВПО и СПО
ХИИК ГОУ ВПО «СибГУТИ»
__________Е. Л. Филиппов
2009 г.
ДИПЛОМНЫЙПРОЕКТ
на тему:
Проект системырадиодоступа в п. Омчак
Магаданскойобласти
Руководитель: ____________Т.И. Антощенкова
Дипломник: ____________Ф.В. Волков
Рецензент: ____________Е.Л. Филиппов
Шифр: ЗО 210406 510
Хабаровск2009 г.
ФЕДЕРАЛЬНОЕАГЕНСТВО СВЯЗИ
ХабаровскийИнститут Инфокоммуникаций ГОУ ВПО
СибирскийГосударственный Университет Телекоммуникаций и Информатики
Колледж связии информатики
РАССМОТРЕНО
УТВЕРЖДАЮ
на заседании предметной комиссии
сети связи и системы коммутации
« 25 » декабря 2008 г
__________________ ( )
Декан ФДО ВПО и СПО ХИИК ГОУ ВПО «СибГУТИ»
_____________Е. Л. Филиппов
«____» ___________ 2009 г
ТЕХНИЧЕСКОЕЗАДАНИЕ
наразработку дипломного проекта
студенту группы_______52__________ специальности сети связи и системыкоммутации_______________________________________________
______________ВолковФёдор Викторович_______________________
(фамилия, имя,отчество)
Тема проекта Проектсистемы радиодоступа в п. Омчак Магаданской области
Тема утверждена приказом№ 08/07 от « 10 » марта 2009г
Срок сдачи студентомзаконченного проекта___10 июня 2009 года ____
Руководитель дипломногопроекта___Антощенкова Татьяна Иосифовна_____
(фамилия, имя,отчество, должность и место работы)
преподаватель высшейкатегории, ХИИК ГОУ ВПО СибГУТИ____________
Консультанты по проекту_______________________________________
(фамилия, имя,отчество, должность и место работы, с указанием относящихся к ним разделампроекта)
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
I. Исходные данные к проекту(эксплуатационно-технические данные)
Количество абонентов — 480
Зона обслуживания – п.Омчак Магаданской области
Привязку осуществить кАТС
Тип протокола – выбрать
Тип оборудования –выбрать
Диапазон частот – 1880 – 1900МГц
Максимальноеодновременное количество запросов — 10
Продолжительность запроса– 45 сек.
Качество обслуживания нехуже 0,5%
Коэффициент тяготения –0,3
Распределение нагрузки:
— местный трафик на ТФОП– 40% от общего числа абонентов;
— внутренний трафик – 30%от общего числа абонентов;
— внутризоновая связь –10% от общего числа абонентов;
— междугородний трафик надругие ТФОП – 10% от общего числа абонентов;
— СПС других операторов –5 % от общего числа абонентов.
II. Перечень вопросов, подлежащихразработке
А. В ПОЯСНИТЕЛЬНОЙЗАПИСКЕ
Контрольные срокивыполнения
ВВЕДЕНИЕ 18.04.2009
1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ 23.04.2009
1.1 Сравнительный анализ систембеспроводного доступа
1.2 Способы организации связи
1.3 Разработка структурной схемы сетибеспроводного доступа
2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 20.05.2009
2.1 Расчет числа радиоканалов для БС
2.2 Расчет интенсивности нагрузки
2.3 Расчет числа каналов
2.4 Проектирование системыбеспроводного доступа
2.4.1 Планирование и развертываниесети
2.4.2 Размещение базовых станций исетевых радиоокончаний
3 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 28.05.2009
3.1 Безопасность жизнедеятельности ивопросы экологии
3.1.1 Воздействие электромагнитныхполей на организм человека
3.1.2 Техника безопасности
3.1.3 Пожарная безопасность
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 29.05.2009
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Б. В ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ:
(точное указаниеобязательных чертежей)
Лист №1
Общая структурная схема системыDECTlink
Лист №2
Ситуационная карта поселка ОмчакМагаданской области
В. В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ(практической) ЧАСТИ:
(Конкретное задание на разработкупрограммы или изготовление объекта с указанием входных и выходных параметров)
III. Рекомендуемая литература
1. В.И Носов. Сетирадиодоступа. Часть 1: Учебное пособие / СибГУТИ.- Новосибирск, 2006 г.
2. В.Г.Карташевский. Сети подвижной связи. — М.: Эко-Трендз,2001 г.
3. ВесоловскийКшиштоф. Сети подвижной радиосвязи. – М.: Горячая линия – Телеком,2006 г.
4. М.А Нагорский,М.В. Высогорец. Система абонентского радиодоступа «Гудвин Бородино» — решение проблемы доступа для сетей TDM и NGN. –М.: 2007
5. Ю.А. Громаков.Структура TDMA кадров и формирование сигналов в стандарте GSM.«Электросвязь». 2003.
6. Радиоинтерфейсысистем мобильного радиосервиса: Учеб. пособие. под ред. Челышева В.Д.СПб; ВУС,2001.
Дата выдачи задания____10 апреля ________ 200_9_г. ______________
(подпись руководителя)
Задание принято кисполнению __11 апреля ________ 200_9_г. _______
(подпись студента)
ПРИМЕЧАНИЕ: Этозадание вкладывается в законченную пояснительную записку и предоставляется вГосударственную квалификационную комиссию
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
ХАБАРОВСКИЙ ИНСТИТУТ ИНФОКОММУНИКАЦИЙ
ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ
ФАКУЛЬТЕТ ДНЕВНОГО ОБУЧЕНИЯ
СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯРЕЦЕНЗИЯ
на дипломный проектВолкова Фёдора Викторовича на тему: «Проект системы радиодоступа в п.Омчак Магаданской области»
ФЕДЕРАЛЬНОЕАГЕНТСТВО СВЯЗИ
ХАБАРОВСКИЙ ИНСТИТУТ ИНФОКОММУНИКАЦИЙ
ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ
ФАКУЛЬТЕТ ДНЕВНОГО ОБУЧЕНИЯ
СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯОТЗЫВ
на дипломный проектВолкова Фёдора Викторовича на тему: «Проект системы радиодоступа в п.Омчак Магаданской области»
Дипломный проект выполненв объеме технического задания и посвящен реконструкции существующей телефоннойсети связи в поселке Омчак Магаданской области. Необходимость в такойреконструкции обусловлена низкой плотностью телефонизации района. Прокладкакабельных линий связи в сильно пересеченной местности экономически не выгодна.
Для телефонизации районабыла выбрана система связи абонентского доступа, позволяющая на малойтерритории обеспечить высокую плотность трафика. Выбранное базовое иабонентское оборудование имеет быструю интеграцию в существующие системы связи, его можно размещать на крышах, стенах домов, различных опорах.
В полном объеме итехнически грамотно выполнен электрический расчет, определены все основныепараметры. Рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности и экологии.
В процессепроектирования автором проекта было использовано значительное количествоматериалов периодической печати Интернета.
Дипломный проект имеетопределенный практический интерес для предприятия ОАО «Дальсвязь». Егореализация позволит повысить телефонизацию в поселке Омчак примерно на 20-25%.
Дипломный проект выполнен надостаточном техническом уровне. Считаю, что данный дипломный проект заслуживает оценки «отлично», можетбыть представлен к защите в Государственной Аттестационной Комиссии, а ВолковФ. В., заслуживает присвоения квалификации техника по специальности «Сетисвязи и системы коммутации ».
Руководительпроекта: Антощенкова Т. И. __.06. 2009г.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1 Сравнительный анализ систембеспроводного доступа
1.2 Способы организации связи
1.3 Разработка структурной схемы сетибеспроводного доступа
2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Расчет числа радиоканалов для БС
2.2 Расчет интенсивности нагрузки
2.3 Расчет числа каналов
2.4 Проектирование системыбеспроводного доступа
2.4.1 Планирование и развертываниесети
2.4.2 Размещение базовых станций исетевых радиоокончаний
3 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Безопасность жизнедеятельности ивопросы экологии
3.1.1 Воздействие электромагнитныхполей на организм человека
3.1.2 Техника безопасности
3.1.3 Пожарная безопасность
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
Традиционные проводныесети составляют основу телекоммуникационной инфраструктуры и еще долго сохранятзначимость. Однако их развитие происходит медленно и не всегда успевает заспросом. Построение таких систем сопряжено с высокими первоначальнымизатратами, а срок окупаемости проекта может растянуться на долгие годы.
В современных системахсвязи все шире применяются технические решения, основанные на технологияхрадиодоступа, которые во многом свободны от этих недостатков, требуетминимального времени развертывания. Этим достигается высокая экономическаяэффективность, особенно на этапе создания базовой инфраструктуры.
Хотя аппаратурабеспроводного доступа по своему построению во многом близка к оборудованиюмобильной связи, между ними существует ряд важных различий.
С одной стороны, всистемах беспроводного доступа обычно возможна стационарная установканаправленных антенн, тогда как в системах мобильной связи абонентскаярадиостанция или сотовый телефон могут находиться в самых неблагоприятных сточки зрения распространения радиоволн условиях. Кроме того, задачу построениясистемы беспроводного доступа облегчает фиксированное положение абонентаотносительно базовой станции: нет необходимости отслеживать его перемещение иззоны действия одной базовой станции в зону действия другой.
С другой стороны, в системахбеспроводного доступа предъявляются более жесткие требования к качеству связи:оно должно быть не хуже, чем в исправной проводной линии. У абонента должнабыть возможность не только вести переговоры, но и использовать обычное длятелефонных сетей оборудование передачи данных (факс, модем).
Понятие «системыбеспроводного доступа» охватывает широкий диапазон аппаратуры – от систем,обеспечивающих только беспроводное подключение пользователей к АТС, до большихучрежденческих АТС, сочетающих подключение радиоабонентов с широкимикоммутационными возможностями.
Цифровая беспроводнаятелефонная система, в которой используется сеть маломощных базовыхприемо-передающих радиостанций, обеспечивает обслуживание мобильныхпользователей, находящихся как в закрытых помещениях, так и на открытыхплощадях. Система спроектирована для поддержки связи в тех случаях, когдапользователям необходима качественная двухсторонняя связь, получить с помощьюпроводных телефонов по тем или иным причинам не удается.
Эта система может бытьподключена к имеющейся учрежденческой или офисной АТС, образуя единуютелефонную систему, включающую абонентов, использующих
обычные проводныетелефоны и мобильных абонентов, имеющих в своем распоряжении портативныетелефонные трубки. Система предназначена для обеспечения мобильностипользователей в учрежденческих и корпоративных сетях на локальных территориях,такие как офисы, склады, торговые и производственные помещения, открытыеплощадки. Персональная мобильность в любой рабочей среде позволяет существенноповысить доступность связи и продуктивность работы персонала. Система деловойбеспроводной телефонной связи практически является уменьшенной копией городскойсотовой сети с той лишь разницей, что принадлежит она организации и оплачиватьразговоры не требуется.
Для определения телефонови учрежденческих АТС в середине 90-х годов был разработан стандарт DECT, при этом одной из основных целейбыло достижение максимальной плотности трафика: в таких системах она можетдоходить до сотен Эрланг на квадратный километр. DECT является открытым, развивающимся стандартом,обеспечивающим органичное взаимодействие с существующими сетями связи, онподдерживает большое количество различных приложений и услуг. Припроектировании данного дипломного проекта рассмотрим вариант построения системырадиотелефонной связи на базе одной из систем стандарта DECT.
1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1 Сравнительный анализсистем беспроводного доступа
Вопрос телефонизацииудаленных объектов является очень актуальным в нашей стране. Несмотря набыстрое развитие сотовых систем связи, воспользоваться услугами сотовыхоператоров могут далеко не все желающие получить телефон на дачу, в загородныйдом, на удаленное от центрального офиса подразделение предприятия, склад и т.д.Проводные линии связи заканчиваются, как правило, в ближайшем городе иликрупном поселке. Наиболее простым, эффективным и доступным решением проблемыорганизации связи в удаленных районах является организация беспроводногорадиодоступа.
Беспроводные системы потипу передаваемой информации подразделяются на системы передачи данных, системыпередачи голоса и системы смешанного типа. В каждом из типов можно выделитьбеспроводные системы подвижного абонентского радиодоступа (микросотовые) истационарного абонентского радиодоступа WLL (беспроводной абонентский шлейф). Существуют системы,на которые не требуется дополнительного разрешения на радиочастоты, и те, накоторые необходимо получить такое разрешение. Во втором случае конкретныеноминалы рабочих частот назначаются в установленном порядкеГлавгоссвязьнадзором России на основании расчетов электромагнитнойсовместимости с другими радиоэлектронными средствами этого диапазона,работающими в районе размещения закупаемых средств, с применением разработанныхи согласованных с Министерством обороны РФ норм частотно-территориальногоразноса, исходя из реальной электромагнитной обстановки.
Для организации мобильнойтелефонной связи на предприятии, в офисе или в домашних условиях могутприменяться различные системы.
Сотовые системы связи (GSM, AMPS, JDT)обеспечивают высокую спектральную эффективность подвижных сетей. Цифровыесистемы макросотовой связи используют временное разделение каналов и отвечаюттребованиям современных информационных технологий.
Беспроводные телефоныобщего пользования (СТ) могут в ряде случаев составить конкуренцию сотовойсвязи. Однако для обычных систем (СТ-1) характерны низкое качество связи иотсутствие секретности передачи речевых сообщений. Эти недостатки устранены вновых системах микросотовой связи стандартов Ст-2, DECT, PACS,PHS.
В 1985 г. был созданпервый стандарт бесшнуровой телефонии СТ-1 (Cordless Telephony). Системы СТ-1 работают в диапазонечастот 825-837 МГц, в котором размещается 10 радиоканалов. В стандартереализован метод частотного разделения каналов
(FDMA). Количество дуплексных каналов – 40. Связьабонентского терминала с индивидуальной базовой станцией осуществляется черезсвой идентификационный код. Однако, как уже было отмечено выше, основнымнедостатком этого стандарта является невозможность обеспечения секретностипередачи информации.
Системыстандарта СТ-2 работают в диапазоне частот 864,1-868,1 MГц, в котором размещается 40 радиоканалов, каждый с ширинойполосы 100 кГц. СТ-2 использует метод многостанционного доступа с частотнымразделением каналов (FDMA).Это первый стандарт беспроводной телефонии, в котором реализован дуплекс свременным разделением приема и передачи (TDD). Скорость цифрового потока в радиоканале 72 кбит/с.Стандарт предполагает применение кодека АДИКМ со скоростью передачи 32 кбит/с,что обеспечивает высокое качество передаваемой речевой информации. Средняяизлучаемая мощность составляет 5мВт (пиковая 10 мВт). СТ-2 обеспечивает конфиденциальность переговоров илучшее, чем СТ-1 качество приема речевых сообщений. На российском рынке сегодняпредставлено оборудование систем СТ-2 производства Siemens, Ericsson, Luseni Tehnologies, Goodwin, «Информтехника и связь» и др. Стандарт неориентирован на передачу данных, поэтому СТ-2 подходит тем пользователям,которые планируют передавать только речевой трафик, и не собираются расширятьвозможности системы внедрением дополнительных приложений и функций.
Система PACS (Personal Access Communications System) стандартизирована в 1996 г. и предназначена дляпредоставления беспроводной связи в общей полосе частот 2x60 МГц выделенныхФедеральной комиссией связи США для сетей персональной связи. Функционально PACS являемся близким аналогом DECT, но ориентирована на использование врамках принятого в США распределения спектра частот и концепции развитияперсональной связи. В Европе данная система практически не применяется (также,как и другие американские стандарты: PWT — Personal Wireless Telecommunications и WDCT — Worldwide DigitalColdless Telephone).
PHS (Personal Handyphone System) изначально разрабатывалась для организацииперсональной мобильной связи с малыми размерами ячеек (пикосот) на территории свысокой плотностью трафика для пешеходов и для создания сетей беспроводноюдоступа. Для системы выделена полоса частот 23 МГц в диапазоне 1,9 ГГц. Еепоявление было вызвано необходимостью обеспечения мобильными средствами связижителей Японии, где средняя плотность населения составляет 317 человек на 1 км2.PHS была сдана в коммерческую эксплуатациюна территории Японии в 1995г., через два года ею было оснащено уже 3 млн.абонентов, а к 2005 г. предполагается обеспечить услугами системы более 20 млн.человек. PHS поддерживает такие особые функции,как регистрация местоположения, аутентификация и «эстафетная передача».
У системстандарта PHS существует ряд преимуществ посравнению с другими известными стандартами, причем некоторые из этихпреимуществ уникальны:
- упереносных телефонных аппаратов PHSнезначительный вес (некоторые модели весят менее 80 г), в среднем они в двараза легче традиционных сотовых телефонов. В основном, это обеспечивается засчет легкости элементов питания — потребление энергии PHS — устройств невысокое,мощность передатчика не превышает 10 мВт. Как следствие, на одном комплектебатарей аппараты функционирует в несколько раз дольше сотового телефона (около5 ч в режиме разговора и около 400 ч в режиме ожидания);
- нарынке аппаратуры стандарта PHSприсутствует несколько десятков фирм-производителей (в том числе такие крупные,как NEC, Motorola и AT&T).Помимо переносных телефонных аппаратов и сотовых станций они предлагают широкийспектр PHS устройств в том числе «домашниестанции» — стационарные сотовые станции для домашнего пользования;
- в PHS, как и в стандарте DECT, скорость передачи данных составляет32 кбит/с. Это позволяет, в частности, применять системы PHS для высокоскоростного доступа вИнтернет, передачи видеоизображения, доступа к базам данных. Применяемая в PHS система кодирования речи позволяетобеспечить качество передачи голоса на уровне традиционных телефонных сетей;
- стандартPHS предполагает возможность егоприменения в беспроводной домашней и бизнес телефонии, в системах абонентскогобеспроводного доступа (Wireless Local Loop — WLL), в переговорных устройствах;
- отсутствиенеобходимости планирования частот;
- емкостьсот PHS превышает емкость сот DECT.
Можноотметить, что PHS (как и все другие разработкиподобного рода) имеет существенный недостаток — постоянную привязку несущихчастот. Это делает систему в целом менее помехозащищенной, чем при динамическомраспределении диапазона, что не компенсируется сокращением времени на установкучастоты несущей (поскольку нет необходимости в выборе канала подвижнымисредствами).
Цифроваяусовершенствованная беспроводная связь (DECT) — это стандарт цифрового радиодоступа, оченьэффективно использующий полосу радиочастот и открывающей все новые приложениябеспроводной связи для дома, офиса и частных локальных коммерческих зон(аэропортов, вокзалов, торговых центров, банков, бирж и др.). Он обеспечиваетсвоим пользователям устойчивуювысококачественную связь, защищенную от несанкционированного доступа. Стандартподдерживает речевую и факсимильную связь, а также передачу данных.
Высокаяэффективность использования выделенного частотного диапазона достигается засчет отказа от закрепленных частотных каналов. Это становится возможнымблагодаря процедуре полнодоступного мгновенного динамическою выбора свободногоканала с оценкой его помехоустойчивости. Такая процедура позволяетустанавливать базовые станции ближе друг к другу без потерь в качестве.
Большинствопоставок DECT оборудования — системы для дома ималого офиса. DECT доказал, что является эффективнымдля рынка потребителей с невысокими доходами, продемонстрировав потенциал длядальнейшего снижения цен. В этом сегментерынка осуществлялись, в основном, поставки в конфигурации «однабазовая станция — одна трубка». Цены для данных конфигураций достиглиуровня, при котором DECT становитсячрезвычайно интересным для пользовательского рынка. Потребители заменяют своистарые беспроводные телефоны более низкого качества телефонами DECT или покупают свой первый полностьюцифровой беспроводной телефон DECT,так как они чувствуют уверенность в его качестве, уровне защищенности иуниверсальности. Неудивительно, что на мировом рынке производства и потреблениясистем фиксированного радиодоступасистема DECT занимает одно из лидирующих мест.Чрезвычайно привлекательна также перспектива легкой трансформации беспроводноготелефона DECT в «домашнюю АТС» путемпростого добавления дополнительных трубок.
DECT — оченьперспективная технология не только для европейского, но и для мирового рынка.Это открытый, развивающийся стандарт, обеспечивающий органичное взаимодействиес существующими сетями связи и поддерживающий большое количество приложений иуслуг. В настоящее время разрабатываются расширения стандарт DECT, предназначенные для обеспеченияпакетной передачи данных (DPRS),доступа в Интернет (DIAP), поддержкиуслуг мультимедиа (DMAP).
Приведемотличительные достоинства системы DECT:
- цифроваятехнология ТDМА, используемая в стандарте DECT, обладает высокойпомехоустойчивостью и позволяй беспроводным системам обрабатывать до 2000пользователей на площади 1 км2;
- передпередачей речь кодируется с использованием 32 кбит/с ADPCM (Адаптивная Дифференциально-Импульсная КодоваяМодуляция). Таким образом, получаемое качество не отличается от качестваобычного телефона;
- методышифрования, используемые в стандарте DECT, делают подслушивание практически невозможным;
- системыв стандарте DECT имеют мощность излучения на трубкевсего 10 мВт;
- телефоныстандарта DECT используют технологию прерывистойпередачи, что существенно снижает потребление энергии. Большинство моделейтелефонов стандарта DECT могут работать до 9 часов в режиме разговораи до 45 часов в режиме ожидания (эти цифры могут широко варьироваться взависимости от производителя изделия);
- прииспользовании систем в стандарте DECT пользователь во время разговораможет перемещаться из зоны действия одной ячейки (соты) в зону действия другойячейки, причем связь при этом не прерывается;
- нарядус передачей голоса стандарт DECTпозволяет осуществлять беспроводную передачу данных, что дает возможностьорганизовать на базе систем телекоммуникаций беспроводные ЛокальныеВычислительные Сети (LANs),которые будут использовать ресурсы совместно с беспроводными телефонами.
Вперспективе предполагается, что системы в стандарта DECT смогут связыватьсяс другими телекоммуникационными сетями. В стадии завершения находится проектсвязи систем в стандарте DECT ссетями стандарта GSM.
Однакостоит сказать и о недостатках DECT,а также принятых в нем компромиссах. Технология DECT имеет худшие, чем в PHS, показатели допуска на временное рассеяние. Допуск навремя рассеяния — важный параметр, который определяет стоимость инфраструктурыв условиях низкой плотности трафика для приложений, используемых вне помещений.Допуск на распространение задержки в DECT (эффективное значение задержки при высокой плотности базовых станцийсоставляет 200 нс), правда, достаточен для того, чтобы не ограничиватьпотенциальные технические и экономические возможности в следующихинфраструктурах: больших промышленных зонах (открытие и закрытие помещения), CТM с 300-400-метровыми интервалами между базовыми секциями,5-километровых (или более) зонах распространения сигнала от радиорелейныхстанций, всех зонах с малой напряженностью поля и экстремальным значениемвремени распространения. Кроме того, задержка можем быть компенсирована за счетустановки беспроводной ретрансляционной станции WRS.
Основныепараметры систем DECT и PHS приведены ниже (таблица 1.1).
Россиякак часть Европы не может находиться в стороне от общих тенденций развитияевропейского рынка средств подвижной связи. В последние годы стандарт DECT занял ведущие позиции на рынкахбесшнуровых телефонов, микросотовых и пикосотовых бизнес-систем, а такжеабонентского радиодоступа. Мировая статистика рынка беспроводных средств связисвидетельствует о неуклонном росте объемов поставок оборудования DECT. В 2000 году суммарный мировой объемпоставок оборудования DECTдостиг уровня 28 млн. единиц.
Таблица1.1- Технические характеристики систем DECT и PHS№ Параметр Значение DECT PHS 1 2 3 4 1 Рабочий диапазон частот, МГц 1880-1900 1895-1907 2 Количество частот 10 40 3 Разнос частот, МГц 1,728 0,3 4 Метод доступа TDMA/TDD TDMA/TDD 5 Число каналов на одну частоту 12 4
6 Метод модуляции GMSK QPSK
7 Метод сжатия речи ADPCM ADPCM
8 Выходная мощность радиоблоков, мВт 10 10
9 Основные регионы применения Европа Япония, Азия
/> /> /> /> /> />
Есть всеоснования полагать, что прогресс в смежных областях телекоммуникационного рынка(переход на оптические линии связи взамен существующих медных, предоставлениеполнофункциональных услуг ISDN,развитие инфраструктуры глобальных информационных сетей и многое другое)приведет к тому, что аппаратура DECTполучит в России более широкое распространение, чем в данный момент. Еще однимфактором, положительно влияющим на распространение этого стандарта в Россииявляется то, что в соответствии с решением ГКЧР для эксплуатации и производствааппаратуры DECT не требуется разрешенияГоссвязьнадзора. Нормативные документы, которые регулируют применение систем DECT и всего оборудования, связанного сним, приведены в таблице 1.2.
Таблица1.2 – Нормативные документы, регулирующие применение DECT в РоссииОб использовании полосы частот 1880-1900 МГц для оборудования беспроводной телефонной связи технологии DECT Решение ГКРЧ России Протокол № 39/7 от 26.08.96 «СвязьИнформ» №8 1996 г., стр. 120-122 О порядке внедрения оборудования DECT на российских сетях электросвязи Приказ Министерства связи Российской Федерации Приказ № 128 от 13.11.96 «СвязьИнформ» №11 1996 г., стр. 23-25 Об использовании полосы частот 1880-1900 МГц для оборудования DECT Решение ГКРЧ России Протокол № 6/2 от 27.04.98 «СвязьИнформ» №4 часть 1, 1998 г., стр. 25-26
РазличныеWLL системы DECT.
Внастоящее время перед руководителями организаций, предприятий, офисов,находящихся в пригородной зоне, сельской местности, в труднодоступных районах,а также в районах с неразвитым или физически изношенным кабельным хозяйством,часто возникает проблема обеспечения персонала телефонной связью. Это касаетсятакже и операторов ГАТС, оказывающих услуги связи населению. Для решенияуказанной проблемы, так называемой проблемы «последней мили», частоиспользуется аппаратура уплотнения абонентских линий. Однако ее применение невсегда эффективно, поэтому были разработаны системы беспроводного абонентскогодоступа WLL. Термин WLL (Wireless Local Loop) дословно означает «бесшнуровый(беспроводной или радио) абонентский шлейф».
Перспективыразвития систем WLL во всем миреопределены их неоспоримыми достоинствами:
- высокаяскорость развертывания. Системы WLL позволяютв короткие сроки развернуть систему большой емкостью порядка 300 абонентов.Это, с одной стороны, имеет большое значение для операторов связи в условияхжесткой конкуренции на рынке телекоммуникационных услуг, когда важно определитьвозможных конкурентов и как можно быстрее получить отдачу от вложенных средств.С другой стороны, характеризует простоту и удобство (следовательно, и низкиезатраты) проведения монтажных работ;
- отсутствиеограничений по рельефу местности;
- независимостьпередачи сигнала от рельефа местности благодаря возможности размещения БС нагосподствующих высотах и/или использованию ретрансляторов;
- простотаи быстрота наращивания. Для подключения к системе нового абонента достаточнообеспечить его номером и абонентским терминалом. При дефиците емкости системыее можно легко расширить дополнительными модулями или подсистемами.
Внастоящее время к системам WLLотносят системы с фиксированным доступом (стационарные абоненты) и системы сограниченной степенью мобильности (скорость пешехода). Сегодня на рынкепоявилось много систем абонентского радиодоступа, которые принципиальноотличаются друг от друга архитектурой, техническими параметрами и, главное,типами решаемых задач. Общепринятой классификации систем WLL на сегодняшний день не существует,однако некоторая систематизация по основным характеристикам возможна (таблица1.3).
Таблица1.3 – классификация систем WLL№ Признак Параметры, типы, характеристики 1 Способ передачи Аналоговые, цифровые 2 Пользовательский тип Фиксированный доступ, мобильность со скоростью пешехода 3 Способ реализации Гибридный (частично проводной) 4 Технология Сотовые, транкинговые и беспроводные технологии, на базе РРЛ систем «точка – много точек», специализированные 5 Архитектура Микросотовые, зоновые, «точка-много точек», сотовые 6 Топология Радиальные, типа «дерево»
Рассмотримособенности использования некоторых систем WLL.
Системаабонентского радиодоступа стандарта DECT GOODWINBorodino.
Система GOODWIN Borodino рассчитана на применение в городскихи пригородных районах с высокой и средней плотностью абонентов, а также всельской местности.
Системапозволяет проводить:
- обеспечениебеспроводной связью от 50 до 500 абонентов;
- подключениеи обслуживание в одной системе как фиксированных абонентов, так и абонентов слокальной мобильностью;
- подключениеудаленных абонентов по существующим кабелям;
- поддержаниебольшого трафика при высоком качестве связи;
- развертываниенескольких систем в одной зоне за счет интеграции в базовые станциисинхронизирующего интерфейса;
- обеспечениевысокого качества связи в городских условиях за счет применениякросс-поляризационных антенн с различными коэффициентами усиления;
- быструюинтеграцию оборудования в существующие системы связи;
- сетевоетехническое обслуживание и мониторинг системы с рабочего места оператора посети Ethernet или через модем.
Схемаорганизации связи и принцип работы системы GOODWIN Borodino.
Система GOODWIN Borodino предназначена для подключенияиндивидуальных пользователей к телефонной сети общего пользования или сетипередачи данных на участке абонентской линии через цифровой радиоканал.
Нарисунке 1.1 представлена схема организации связи в системе GOODWIN Borodino с одним контроллером базовыхстанций.
/>
В составсистемы GOODWIN Borodino входят:
- контроллербазовых станций (КБС);
- базовыестанции (БС);
- мультиплексорбазовых станций (МБС);
- регенераторцифровых потоков Е1 (РЦП Е1)
- репиторбазовых станций (РБС);
- терминальныеабонентские радиоблоки (ТАРБ);
- портативныеабонентские радиоблоки (ПАРБ);
- абонентскиеустройства (АУ);
- источникбесперебойного питания (ИПБ);
- антенно-фидерныеустройства (АФУ);
- рабочееместо оператора (РМО).
Подключениесистемы GOODWIN Borodino к телефонной сети общегопользования.
Система GOODWIN Borodino подключается к ТФОП по интерфейсу напервичной скорости PRI с протоколомсигнализации EDSS1. При подключении к опорной АТСтелефонной сети общего пользования (ТФОП) с интерфейсом 2ВСК (R1,5) необходимо использоватьконвертор интерфейсов 2ВСК/ EDSS1,например конвертор CSM производстваЛОНИИС, имеющий сертификат соответствия Госкомсвязи РФ № ОС/1-Г82 от 19.12.96.
СистемаDECTlink Compact компании SIEMENS.
DECTlinkCompact – это компактная система типа«абонентский радиодоступ» (RLL),предназначенная для использования в районах с небольшим числом абонентов.
Благодарякомпактной и простой конструкции обеспечивается быстрое и гибкое развертываниесистемы.
Система DECTlink Compact включает в себя следующие основные блоки:
- центральнаястанция RDU;
- станционныймультиплексор СОТ (на 30 абонентских линий) – опция;
- контроллербазовых станций RBC;
- базовыестанции RBS;
- абонентскиерадиоблоки RNT-1, RNT-4;
- системауправления и администрирования ACI.
Система DECTlink Compact рассчитана максимально на 120 абонентов. Системаможет стыковаться с АТС двумя способами: по абонентским линиям или по потокам 2Мбит/с V5.1. Причем по V5.1 система может быть подключенатолько к АТС типа EWSD. В случаестыковки с другими типами АТС целесообразно использовать стык по абонентскимлиниям (a/b – интерфейсы).
СистемаМиниКом DECT компании «Информтехника и связь».
Внастоящее время в различных регионах страны действуют более 50 систем МиниКОМ DECT, эксплуатирующихся традиционными иальтернативными операторами, предприятиями и организациями в Алтайском крае,Владимирской, Иркутской, Московской области, Республике Кабардино-Балкария,Нижегородской и Оренбургской областях, Республике Башкортостан, Саратовскойобласти, Ставропольском крае, Томской и Тульской областях, Ханты-Мансийском АО,Республике Саха (Якутия).
В составсистемы входят:
- контроллербазовых станций (КБС), который обеспечивает функции организации интерфейса сЦСИО ОП, поддержки протокола в радиоканале (установление соединения, индикацияи т.д.) и функционирование сети DECT(поиск абонента, процедура хэндовера и т.д.);
- базовыесистемы (БС), предназначенные для организации радиоканала, обеспечивающегомногостанционный доступ к абонентским радиоблокам;
- рабочееместо оператора (РМО), предназначенное для обеспечения работы оператора поуправлению системой и диагностики оборудования;
- абонентскийрадиоблок (АРБ), предназначенный для обеспечения доступа пользователей ктелефонной сети через систему радиодоступа.
Основныехарактеристики представленных выше систем DECT приведены в таблице 1.4.
Таблица1.4 – Основные характеристики систем WLL стандарта DECTПараметр/Система МиниКОМ DECT GOODWIN miniWLL DECTlink Compact GOODWIN Borodino Дальность по радиотракту До 5 км До 5 км До 5 км До 5 км Дальность по выносу БС До 1 км (до 5 км с местным) До 3 км (местным) До 5 км 15 км и более Сопряжение с АТС V5.1 и АЛ Е1 Е1 Е1 Либо ПЛ 4,8 и 10 по Е1 Поддерживает 4,8
1.2Способы организации связи
Непрерывнаяпередача сигнала.
Базоваястанция DECT постоянно передает, по крайней мере,по одному каналу сигнал, выступая, таким образом, в качестве маяка длясоединения с носимыми частями
DECT. Передача может являться активнойсвязью с мобильной частью, а может быть холостой.
Передачамаяка базовой станции содержит в многофреймовой мультиплексной структуреслужебную информацию:
- обидентификации базовой станции;
- овозможностях системы;
- остатусе фиксированной радиочасти RFP;
- пейджинговуюинформацию для установления входящей связи.
Носимыечасти, подключенные к передаче маяка, анализируют передаваемую информацию иопределяю:
- естьли у носимой части права доступа к системе;
- соответствуютли возможности системы услугам, требующимся носимой части;
- томслучае, если связь необходима — есть ли у базовой станции свободная емкость дляустановления радиосвязи с носимой частью.
Динамическийвыбор и динамическое выделение канала.
DECT определяетпостоянный динамический выбор канала и динамическое выделение канала. Всеоборудование DECT обязано регулярно сканировать своелокальное радиоокружение — по крайней мере, один раз каждые 30 секунд.Сканирование означает получение и измерение силы местного радиочастотногосигнала по всем свободным каналам. Сканирование осуществляется как фоновыйпроцесс и представляет список свободных и занятых каналов (список RSSI: Received Signal Strength Indication — Индикация мощности порченногосигнала), один для каждой комбинации «временной слот/несущая»,который будет использоваться в процессе выбора канала. Свободный временной слотне используется (временно) для передачи или приема. В списке RSSI низкие значения мощности сигналаозначают свободные каналы без помех, а высокие значения означают занятые каналыили каналы с помехами. С помощью информации RSSI абонентская или базовая станция может выбратьоптимальный (с наименьшими помехами) канал для установления новой линии связи.
Каналы ссамыми высокими значениями RSSIпостоянно анализируются в DECT-АРБдля того, чтобы проверить, что передача исходит от базовой станции, к которой уносимой части есть права доступа.
Абонентскаятрубка синхронизируется с базовой станцией, имеющей самый мощный сигнал, какопределено стандартом DECT.Каналы с самыми низкими значениями RSSI используются для установления радиосвязи с базовой станцией, еслипользователь решит установить связь, или в случае, когда мобильной DECT-трубке передается сигнал о входящемзвонке через прием пейджингового сообщения.
Вбазовой станции DECT каналы снизкими значениями RSSI используютсяпри выборе канала для установления передачи маяку (холостой передачи).
Механизмдинамическою выбора и выделения канала гарантирует, что связь всегдаустанавливается на самом чистом из доступных каналов.
Установлениесвязи, инициируемое пользователем (исходящая связь).
Инициативаустановления радиоканала в базовых приложениях DECT всегда принадлежит абонентскому радиоблоку (APБ). APБ выбирает (используя динамический выбор канала) наилучший издоступных каналов и связываются по нему с базовым радиоблоком (БРБ). Чтобыобнаружить попытки установления связи со стороны АРБ, БРБ должен приниматься наэтом канале, когда АРБ передает свой запрос на доступ. Чтобы АРБ моглииспользовать все 10 радиочастотных несущих DЕСТ, БРБ постоянно последовательно сканируют свои незанятыепринимающие каналы в поисках попыток АРБ установить связь. АРБ синхронизируетсяс этой последовательностью с помощью постоянно передаваемой базовой станциейслужебной информации.
Наоснове этой информации АРБ могут определять точный момент, когда возможенуспешный доступ к БРБ на выбранном канале.
Установлениесвязи, инициируемое сетью (входящая связь).
Припоступлении входящею вызова на DECT-АРБ,сеть доступа информирует об этом АРБ, отправив соответствующий идентификатор обэтом АРБ по пейджинговому каналу. АРБ, приняв пейджинговое сообщение со своимидентификатором, устанавливает радиоканал для обслуживания входящего вызова,используя ту же процедуру, которая применяется при установлении исходящейсвязи.
1.3 Разработка структурнойсхемы сети беспроводного доступа
Назначение и составсистемы.
DECTlink – это система радиосвязи, которуюможно использовать требуемым образом в области доступа для организациианалоговой связи (POTS, передачаданных), а также предоставления услуг с помощью ISDN-BA. DECTlink позволяет подключать к телефоннойкоммутируемой сети общего пользования (PSTN) фиксированные абонентские терминалы и сотовыетелефоны (НН), соответствующие общему профилю доступа (GAP). Система DECTlink может взаимодействовать с местными станциями, содержащимиинтерфейсы V5.1 (без функции концентрации),интерфейсы V5.2 (с функцией концентрации) или a/b-интерфейсы. Она предоставляет абонентам узкополосные услугисвязи для передачи данных и речи.
Применение систем типа RLL предоставляет операторам сетей рядпреимуществ по сравнению с сухопутными сетями:
- быстрое начальноепредоставление услуг связи, например, телефонизация новых зданий;
- более эффективноеиспользование существующих магистральных кабелей;
- более простоерасширение сети по мере увеличения числа абонентов;
- реализация услуги«мобильность бесшнуровых телефонов» (СТМ) для PSTN-абонентов.
Система DECTlink предназначена для применения вгородских и пригородных областях со средней и высокой плотностью абонентов, атакже для обслуживания изолированных деревень в сельских районах (кластеры).Благодаря своей модульной структуре, систему Dectlink можно гибко адаптировать с учетомтелефонизации «зеленых» массивов, избегая лишних затрат, а также развертыватьее на существующих сетях, если требуется их расширение. Системы типа RLL можно также совместно использовать с«линейными» системами (где используются медные и/или волоконно-оптическиекабели). Для этого компоненты системы Dectlink можно интегрировать в систему FastLink, а также в другие системы доступасемейства Multilink.
Основные функции системы DECTlink.
- обслуживаетфиксированные абонентские терминалы, а также DECT-трубки, соответствующие спецификациям GAP;
- поддерживаетузкополосные услуги передачи речи и данных для квартирных абонентов, а такжеуслуги ISDN-BA;
- радиоинтерфейс всоответствии со стандартом DECT иGAP;
- благодаряраспределению каналов с помощью множественного доступа с временным/частотнымуплотнением (TDMA/FDMA) обеспечивается оптимальное качество передачи;
- благодаря цифровойпередачи речи со скоростью 32 кбит/с (используется ADPCM) обеспечивается высокое качество речи;
- благодаряспециальным алгоритмам шифрования предотвращается перехват речи данных;
- предотвращениенесанкционированного использования средств связи с помощью процедураутентификации;
- непрерывноеотслеживание терминалов подвижной связи в мультисотовой системе (роуминг);
- безразрывноепереключение радиоканала между сотами в течение разговора;
- реализация концепцииоткрытых систем на базе стандартов ETSI (используются интерфейсы V5.1 иV5.2);
- блок RBC можно установить в областиподключения абонентских устройств (например, при создании новой сети) или нацентральной станции (например, для интеграции в существующие сети);
- возможность дистанционногопитания станции RBS с помощьюпроводов сигнализации;
- управление сетью спомощью изделия O-N-M-S AccessIntegrator (по аналогии со всеми элементамисемейства Multilink);
- возможна интеграцияв «линейные» системы (FastLink).
Эксплуатация и управлениесетью.
Управление системой DECTlink выполняется с помощью комплексаэксплуатации, называемого AccessIntegrator, который обеспечивает не только управление элементами иподсетями, но и взаимодействует с системой более высокого уровня для управлениясетью и обслуживанием.
AccessIntegrator может использоваться в центральных,региональных и местных центрах эксплуатации и технического обслуживания.
Для локальнойэксплуатации имеется специальный терминал пользователя (LCT), который включает laptop и соответствующее программноеобеспечение.
Ниже приведены основныефункции изделия AccessIntegrator:
- масштабируемаяархитектура клиент-сервер;
- поддержка небольшихи крупных сетей емкостью до 200000 абонентов;
- полностьюобъектно-ориентированная архитектура прикладного программного обеспечения;
- открытый интерфейсдля интеграции в сети или системы управления обслуживанием более высокогоуровня;
- наблюдение зааварийными сигналами;
- административноеуправление абонентами;
- управление трактами.
Архитектура системы.
DECTlink – это универсальная система типа RLL, позволяющая подключать к PSTN фиксированные абонентские терминалы,а также сотовые телефоны (НН). В ее состав входят радиораспределительный блок (RDU), контроллер базовой радиостанции (RBC), базовая радиостанция (RBS), (необязательный) сетевойрадиоретронслятор (RNR) и сетевоерадиоокончание (RNT).
Блок RDU подключается непосредственно кместной станции (LE) черезинтерфейсы V5.1. Кроме того, RDU содержит функциональные блоки дляуправления всей системой DECTlink. Его можно устанавливать внутри помещения, в том числе на центральнойстанции (СО). Систему DECTlink можно подключать к телефонным станциям, содержащим интерфейсы V5.2 или a/b – интерфейсы. Вэтих случаях между RDU и LE устанавливается мультиплексоркросс-соединений CMXII, а такжетерминал центральной станции (СОТ).
Связь между RDU и RBC может быть организована различным образом:
- с помощьюволоконно-оптического кабеля для передачи потоков 2 Мбит/с;
- с помощью медногокабеля для передачи потоков 2 Мбит/с (HDSL);
- с помощьюстандартной системы передачи с интерфейсами 2 Мбит/с в соответствии сРекомендацией ITU-T G.703 (например, радиорелейная сеть на базе технологии PDH или SDH).
Блок RBC представляет собой мультиплексорканалов, идущим к станциям RBS.Его можно устанавливать как вне, так и внутри помещения. Электропитание блока RBC может обеспечиваться от силовойэлектросети (через локальный блок питания) или через блок питания центральнойстанции.
RBC и RBS соединены друг с другом через интерфейсы UPN/Uk0. RBSреализует DECT-радиоинтерфейс с абонентами. Онзаписывается дистанционно от RBCили локально с помощью отдельного блока питания с резервными батареями.
Существуют станции RBS с одним, двумя или тремя U-интерфейсами. RBS размещается в компактном«внутреннем» корпусе. Для работы вне помещения его можно адаптировать с помощьюдополнительных компонентов.
В настоящее времяразрабатывается «внешний» корпус, в котором можно будет установить до восьмистанций RBS.
RNT устанавливается на абонентскойстороне и реализует DECT –радиоинтерфейс, а также интерфейс(ы) с абонентским терминалом. RNT также может устанавливаться каквнутри, так и вне помещения.
При необходимостирасстояние между RBS и RNT/HH можно увеличивать благодаря использованию блока RNR. RNR также можно использовать для телефонизации техобластей, которые станции RBS необслуживаются из-за топологии местности.
Благодаря применениюблока RNR можно обеспечивать связь нарасстоянии до 15 км.
Питание на блок RNR подается через блок питания саварийным питанием силовой электросети или от солнечной панели.
Эля экономичногопредоставления аналоговых услуг и услуг ISDN-BAквартирным и бизнес-абонентам выпускаются следующие варианты RNT:
- RNT-1 и RNT-1D с 1a/b-интерфейсом для аналоговых услуг;
- RNT-4 и RNT-4D с 4a/b-интерфейсом для аналоговых услуг;
- RNT-1 с одним интерфейсом S0(ISDN-BA).
Вместо окончаний RNT можно также использовать DECT-трубки, соответствующиеспецификациям общего профиля доступа (GAP). Внутри заданной области радиоохвата для трубок НН поддерживаетсяфункция мобильности. По мере расширения сети, функция мобильностираспространяется на всю сеть.
Благодаря возможностииспользования для блоков RBS, RNT и RNT антенн различного типа (симметричные вибраторные,горизонтальные из несимметричных вибраторов, плоские) организуемые системысвязи отличаются высокой экономической эффективностью (для различных вариантовприменения).
Стандартная конфигурацияпостроения системы DECTlink.
DECTlink – мультисотовая система,конфигурирование которой, по существу, выполняется с учетом следующихпараметров:
- топологияобслуживаемой области;
- число абонентов;
- плотность абонентов;
- локальноерасположение абонентов (рассредоточены или в виде кластеров);
- требования подоступности (избыточность).
К одному блоку RDU можно подключить до 480 абонентов.Для подключения большого числя абонентов необходимо использовать несколькоблоков RDU, которые могут быть подключены кодной или нескольким станциям LE.
На рисунке 1.2представлена стандартная конфигурация. Это максимальная конфигурация с однимобъектом, где устанавливаются станции RBS и антенны, ее можно использовать для различных применений, например, дляобслуживания изолированной деревни, пригородной зоны и так далее. В стандартнуюконфигурацию входят следующие компоненты:
- один RDU;
- два блока RBC;
- восемь станций RBS;
- 16 антенн;
- до 480 окончаний RNT с антеннами и/или НН.
RDU подключается к LE максимум по 16 интерфейсам V5.1. На центральном объекте находятсядва контроллера RBC и восемь станцийRBS. Для экономии места станции RBS. Для экономии места станции RBS и антенны могут, например, бытьустановлены на одной линейной опоре. Такая конфигурация позволяет обслуживатьдо 480 абонентов с общей интенсивностью трафика 35 Эрланг. Она уже являетсяизбыточной, так как каждый абонент обслуживается, по крайней мере, двумястанциями RBS, которые соединены с двумя различными контроллерами RBC. Если один тракт выходит из строя,задействуется второй тракт. Такую стандартную конфигурацию можно адаптировать сучетом местных условий и требований оператора.
Разработка структурнойсхемы.
На основании вышесказанного можно составить общую структурную схему сети беспроводного доступа(рисунок 1.3). В состав схемы входит:
- RDU – распределительный блок;
- RBC – контроллер базовых станций;
- RBS – базовая станция;
- RNT – сетевое радиокончание;
- COT – терминал центральной станции;
- различные типыинтерфейсов.
Описание компонентовсистемы.
Радиораспределительныйблок RDU.
В состав блока входит :
- модуль QD2 – интерфейсов (QDIM);
- модуль интерфейсов сместной станцией (LEIM);
- модуль интерфейсов RBC (RBIM)
- линейное окончаниедля HDSL (LTC);
- линейное окончаниедля OF (LTO).
Являясь центральнымкомпонентом системы DECTlink блок RDU реализует интерфейсы с сетью PSTN. Он подключается к самой LE с помощью максимум 16 интерфейсов2Мбит/с, удовлетворяющих международному стандарту V5.1 (без концентрации). Для соединения с LE по интерфейсам V5.2 (с концентрацией) требуетсямультиплексор кросс-соединений CMXII.В ближайшее будущее можно будет соединять LE и RDUнапрямую по интерфейсам V5.2.Если вместо интерфейсов V5.x используются a/b-интерфейсы (работающие в диапазоне тональных частот),система DECTlink подключается через соответствующийтерминал центральной станции (COT).Кроме того, с помощью своего модуля интерфейсов QD2 (QDIM)блок RDU реализует интерфейс QD2 с системой Accesslntegrator для эксплуатации, управления итехнического обслуживания всех компонентов DECTlink, а также F-интерфейсов для подключения локального терминалапользователя (LTC). Каждый из максимум восьми модулейинтерфейсов с местной станцией (LEIM)обеспечивает два интерфейса 2 Мбит/с с сетью PSTN позволяет передавать тридцать ИКМ-каналов 64 кбит/с.Кроме того, в модуле LEIMиспользуется матрица кросс-соединений, которая позволяет распределять входящиеи исходящие потоки на уровне 64 кбит/с. Между RDU и контроллером RBC соединения устанавливаются максимум через четыреинтерфейсных модуля RBC (RBIM). К интерфейсу 2 Мбит/с (G.703) можно подключить стандартныесистемы передачи (например, радиорелейную). Для подключения кабельных иливолоконно-оптических линий блок RDUтакже содержит следующие линейные окончания:
- LTC/LTCOH для HDSL-соединений2 Мбит/с по медным кабелям;
- LTO для соединений 2 Мбит/с поволоконно-оптическим кабелям.
В отличие от LTC, окончание LTCOH содержит отдельный канал передачи заголовка дляпосылки QD2-информации в OS.
Модуль RBIM преобразует ИКМ-каналы 64 кбит/с в ADPCM-каналы 32 кбит/с для их последующейпередачи по радиоинтерфейсу. Благодаря этому, (непрерывно) обеспечиваетсявысокий уровень качества речи.
/>
Рисунок1.2 — Стандартная конфигурация системы DECTlink
/>
Рисунок1.3
В модуле LEIM и RBIM осуществляются функции коммутации. Функции QD2-интерфейса для служебногокомпьютера выполняются в модуле QDIM.Модули LEIM и RBIM, а также LTC/LTO посылают в QDIM требуемую OAM-информацию. Обмен OAM-информациейтакже происходит с другими компонентами системы (RBC, RBS и RNT) через модуль QDIM. Центральное программное обеспечениеи данные для модулей LEIM иRBIM хранятся в блоках энергоневисимойпамяти в модуле QDIM. Здесьхранится информация о конфигурациях всех станций RBS. Каждый модуль LEIM и RBIMимеет собственную энергозависимую память. Модуль LEIM выполняет функции локальной коммутации между DECT-абонентом и местной станцией. Водном блоке RDU может быть до восьми модулей LEIM. Модуль RBIM предоставляет F1-интерфейс (G.703)блока RDU и выполняет адаптацию сигналов междуF1-интерфейсом и магистралью. В RDU может быть до четырех модулей RBIM. Модуль QDIM предоставляет QD2-интерфейс у служебному компьютеру для эксплуатации итехнического обслуживания, и F-интерфейсдля локального подключения к LCT. Водном RDU используется один QDIM.
2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Расчет числа радиоканалов для БС
Для расчета числарадиоканалов необходимо определить максимальное количество абонентов,приходящихся на одну БС по формуле [4]:
/>абонентов, (2.1)
где n – количество используемыхрадиоканалов (максимально n=10);
10 – число абонентов,одновременно работающих на одной несущей;
k – количество абонентов, приходящихся на одну несущую частоту(БС с учетом
вероятности отказа дляССПС не более 5%), k = 25.
Предполагаемое числоабонентов в поселке Омчак Магаданской области составляет 480, а количество БС –4.
Рассчитаем максимальноечисло абонентов в поселке Омчак Магаданской области при полностью загруженныхБС:
/>абонентов, (2.2)
где М – общее количествоБС.
Таким образом,максимальная абонентская емкость намного превышает предполагаемую, и для болееэффективного использования капитальных вложений нет необходимости использоватьвсе десять радиоканалов.
Исходя, изпредполагаемого числа абонентов, определим количество абонентов, приходящихсяна одну БС:
/> (2.3)
где Nзад – общее число абонентов поселкаОмчак Магаданской области;
М – общее количество БС.
Требуемое числорадиоканалов для одной БС:
/>, (2.4)
/>
2.2 Расчет интенсивностинагрузки
Интенсивность поступающейнагрузки рассчитывается, исходя из количества абонентов БС в районе и нагрузкив ЧНН на одного абонента, Zа=0,02 Эрл. Из статистических данныхкрупных и развитых операторов мобильной связи видно, что реальная нагрузка наабонента в ЧНН составляет примерно 0,012 ч 0,015 Эрл. Таким образом,предполагаемая нагрузка Zа=0,02 Эрл обеспечит необходимый запасмонтируемой емкости для дальнейшего увеличения числа абонентов, что необходимодля нормального развития работы сети.
Определим интенсивностьнагрузки от базовых станций поселка Омчак Магаданской области. Нагрузка на однуБС:
/>Эрл, (2.6)
где NБС – число абонентов, приходящихся наодну БС.
Учитывая, что 50%нагрузки приходится на входящее соединение, а 50% — на исходящее, имеем:
/>Эрл (2.7)
Переведем среднююнагрузку в расчетную:
/>Эрл (2.8)
Таким образом, входящая иисходящая нагрузка от всех 4 БС поселка Омчак Магаданской области:
Yвх1-4=Yисх1-4=Y*4=1,9*4=7,6 Эрл (2.9)
Исходя из вышеизложенного общая нагрузка предположительно будет распределяться:
-между абонентамимикросотовой связи и АМТС, на которую поступает 50% от общей нагрузки. С АМТСнагрузка распределяется на:
- нагрузку междуабонентами микросотовой связи и стационарными абонентами ТФОП – 40%;
- нагрузку междуабонентами микросотовой связи и стационарными внутризоновыми абонентами – 10%;
-между абонентамимикросотовой связи и GMTX-6приходится 20% от общей нагрузки, которая распределяется на:
- нагрузку междуабонентами микросотовой связи и абонентами ТФОП других регионов – 10%;
- нагрузку междуабонентами микросотовой связи и абонентами МЦК – 5%;
- нагрузку междуабонентами микросотовой связи и абонентов СПС других регионов – 5%;
-между абонентамимикросотовой связи внутри сети приходится 30% от общей нагрузки.
Исходя из данногопроцентного распределения интенсивность нагрузки для выше изложенныхнаправлений, учитывая, что общая нагрузка составляет 8 Эрл, составим таблицу 2.1.
Таблица 2.1 –Распределение нагрузки на сетиНаправление Распределение нагрузки, % Исходящая нагрузка, Эрл Входящая нагрузка, Эрл Общая нагрузка, Эрл АМТС Местная ТФОП 40 3,04 3,04 6,08 Внутризоновая 10 0,76 0,76 1,52 GMTX-6 ТФОП других регионов 10 0,76 0,76 1,52 МЦК 5 0,38 0,38 0,76 СПС других операторов 5 0,38 0,38 0,76 Внутренний трафик 30 2,28 2,28 4,56 ВСЕГО: 100 7,6 7,6 15,2
2.3 Расчет числа каналов
Расчет количества каналовведется с помощью формулы Эрланга по таблицам Эрланга .
Число каналовмикросотовой сети от базовых станций рассчитывается при вероятности потерьр=0,05, т.к. вероятность потерь вызовов в сетях сотовой связи не должнапревышать 5 %.
Таким образом, в поселкеОмчак Магаданской области для входящих и исходящих соединений при нагрузке наодну БС Yвх = Yисх = 1,9 Эрл, требуемое число соединительных линий по таблицеЭрланга равно V=8.
БС соединены сцентральным распределительным блоком (RDU) и контроллером (RBC) спомощью ИКМ потоков. Для расчета количества ИКМ потоков используем формулу:
Nвх=Nисх=En|(V-1)/30+1|=En|(8-1)/30+1|=1 поток (2.10)
Общее количество потоковот всех БС поселка Омчак Магаданской области:
Nобщ=(Nвх+Nисх)n=(1+1)*4=8 потоков,
где n – число БС.
Число каналов для связи сАМТС и GMTX рассчитывается при вероятностипотерь р=0,01, т.к. на данном направлении вероятность потерь не должнапревышать 1%.
Внутри самой сети попрогнозам замкнется около 30% нагрузки, т.к. эта нагрузка распределяется внутриданного района. При этом 20% нагрузки будет проходить через RDU к GMTX, а 50% — через RDU к АМТС. Число каналов определяется исходя из нагрузкина эти направления. Учитывая, что нагрузка между АМТС и RDU равна 50% от общей нагрузки, т.е.:
/> Эрл
Требуемое числосоединительных линий на данное направление с использованием формулы Эрлангаравно V=15. Тогда (по формуле 2.10)необходимое число ИКМ потоков равно:
/>потока
Общее число потоков равноNобщ = 4.
Нагрузка между RDU и GMTX-6 равна 20% от общей нагрузки:
Yвх=Yисх=3,2 Эрл
При этом требуемое числоканалов равно V=9. Число потоков ИКМ равно (формула2.10):
/>поток
Общее число потоков V=2.
2.4 Проектированиесистемы беспроводного доступа
2.4.1 Планирование иразвертывание сети
При проектированиисистемы связи необходимо собрать полную информацию об уже установленных на объектесредствах связи, в том числе сведения о модели УПАТС, если она существует, ееемкости возможностях расширения, количестве внешних соединительных линий ивнутренних портов, поддерживаемых интерфейсах, структуре кабельной проводки.Затем нужно узнать, какие требования предъявляет к новой системе заказчик: этои число беспроводных абонентов (мобильных и стационарных), и площадьобслуживаемой территории и предполагаемый объем трафика, и особенности егораспространения на местности. Следует также учесть, планируется ли в дальнейшемизменение конфигурации системы или наращивание емкости.
Важным этапомпредварительного проектирования системы является проведение маркетинговыхисследований по конъюнктуре рынка, планирование возможных категорий иколичества потенциальных пользователей. Прогноз числа потенциальныхпользователей для оптимизации структурной реализации сети целесообразнопроводить не по системецелом, а по зонам обслуживания и по этапамреализации системы с учетом темпов ростаемкости сети. Правильное прогнозирование возможных категорий пользователейпозволяет четко сформулировать требования к системе по набору сервисных функции и возможности подключениядополнительного оборудования. Рациональное решение этих вопросов способнопривлечь многих потенциальных пользователей, которые смогли бы с минимальнымизатратами стать, абонентами современной сети радиосвязи, решить все проблемыоснащения своих подразделении мобильной радиосвязью, организовать их гибкоевзаимодействие на всех уровнях и решить еще целый ряд проблем, связанных сотсутствием надежной мобильной радиосвязи.
На основании данныхпроизводится технико-экономическое обоснование (ТЭО) выбора стандарта ибазового варианта реализации системы. Выбор базового варианта и стандартадолжен основываться, прежде всего, на соответствии технических возможностейпроектируемой системы требуемым: максимальная емкость системы, возможноеколичество зонобслуживания, набор сервисных функций, подключение ктелефонной сети общего пользования и т.д. Анализ вариантов реализации системы сточки зрения инвестиций необходимо проводить, учитывая не только стоимостьоборудования, но и затраты на аппаратную и программную модернизацию системы,наращивание ее емкости. При оценке эксплуатационных издержек необходимообратить внимание на возможность работы
оборудования внеобслуживаемомрежиме и в не отапливаемых помещениях. Таким образом, проведенное ТЭО должнообеспечить возможность обоснованного выбора стандарта и характеристик базовоговарианта реализации системы радиосвязи.
Следующийэтап — анализ территории объекта, на котором предполагается развернуть систему:оценка общей площади обслуживания, определение размеров зданий и типовматериалов, из которых они построены (важно выявить наличие конструкций изсильно экранирующих материалов), изучение расположения силовых электрическихсетей.
Собранные на этих этапахсведения позволяют приступить к разработке рабочего проекта системыбеспроводного доступа. Она может быть внешней системой или интегрированной в имеющуюся УПАТС.
Планирование размещениябазовых станций производится в зависимости от условий распространениярадиоволн. При одинаковой площади обслуживания иногда достаточно одной базовойстанции, чтобы охватить всю территорию обслуживания, а бывает, что приходитьсяустанавливать три – четыре базовых станции. Все зависит от характера местности,типа застройки. На количество устанавливаемых базовых станций также влияетналичие промышленных предприятий. Обычно трафик в отделах продаж и закупок,обслуживания клиентов и технической поддержки гораздо более напряженный.Поскольку одна станция одновременно предоставляет лишь десять речевых каналов,то если необходимо обслуживать большее количество мобильных абонентов,находящихся на малой площади, может понадобиться установка двух и более базовыхстанций. Поэтому без экспериментального исследования планируемой зонырадиообслуживания не обойтись.
Другой аспектконфигурации базовой станции – это способы разводки питания. Питание базовыхстанций осуществляется либо от контроллера базовых станций, либо от отдельногоадаптера. В первом случае максимальное удаление станций от контроллерасоставляет 1 км, во втором ограничивается затуханием передаваемых сигналов иможет составить до 5 км. Базовые станции не должны устанавливаться околонаружных стен зданий, поскольку свободный участок перед зданием можетиспользоваться для автостоянок. Внутренний размер соты может быть 3-5 км.
При проектированиимикросотовой сети применяется несколько вариантов выверенных сетевых решение.Использование систем абонентского радиодоступа является выгодным альтернативнымвариантом по сравнению со всеми кабельными сетями, применяемыми до настоящеговремени.
Сеть базовых станцийпозволяет создать общую радиозону обслуживания, покрывающих необходимуютерриторию. Так как соты системы имеют небольшие размеры, можно реализоватьсистему необходимой конфигурации, наилучшим образом соответствующуюрасположению и размеру обслуживаемых объектов. На конфигурацию систем связисущественно влияют материалы, из которых выполняют стены и перекрытия зданий,вид застройки, рельеф местности. Это особенно относится к новым материала,например, отражающим (армированным) стеклам, используемых в современныхучреждениях.Грамотное планирование развертываемой сети обеспечивает наиболееэкономичное оборудование с минимальным числом станций при полном покрытиитребуемой зоны обслуживания. Оптимальное планирование системы и ее эффективноефункционирование может быть достигнуто на основе точных измерений и анализарезультатов с использованием опыта и профессиональных знаний специалистов.Измерения распространения радиоволн для подтверждения целесообразно размещениябазовых станций в том или ином месте производится с помощью портативнойизмерительной системы.
При проведенииобследования территории измерительный радиоблок размещается в местепредполагаемой установки, абонентская трубка переводится в режим измерения силыпринятого сигнала в условных единицах, после чего, перемещаясь по помещениюможно проследить измерения уровня сигнала в нем и при необходимости,подкорректировать место размещения базовой станции.
При развертывании сетиможно использовать для подключения базовых станций существующие ранеепроложенные обычные 2-х проводные со скоростью передачи 144 кбит/с телефонныелинии при условии, что разводка производилась с помощью витой пары проводов.Следует полностью исключить в этих линиях включений даже небольших отрезковдругих видов линий, так как это приведет к нарушению работоспособности сети. БСможет содержать один или два интерфейса Uko, соответственно с одним, двумя итремя интерфейсами UPN на4, 8 или 10 речевых каналов.
Следует тщательноопределить место установки базовых станций так, чтобы обеспечить непрерывностьпокрытия зоны обслуживания, т.е. уверенного приема и передачи радиосигнала.Зоны обслуживания каждой БС должны перекрывать друг друга. Качестворадиодоступа зависит от конструкции здания и характеристик строительныхматериалов, рельефа местности.
Соединение компонентовсистемы должно быть следующим. К центральному распределительному блоку RDU через соответствующие интерфейсыподключаются два и более контроллеров (RBC). Связь между RDU и RBCможет быть организована с помощью:
- волоконно-оптическогокабеля для передачи потоков 2 Мбит/с;
- медного кабеля дляпередачи потоков 2 Мбит/с (HDSL);
- стандартной системыпередачи.
К одному блоку RDU может быть подключено два блока RBC. Центральный распределительный блокподключается к PSTN с помощью 16интерфейсов V5.1 – это 16 витых пар со скоростьюпередачи 2 Мбит/с.
Контроллер базовых станцийRBC представляет собой мультиплексорканалов, идущих к базовым станциям RBS. Контроллеры и базовые станции соединены друг с другом через интерфейсы UPN/Uko. Интерфейс UPN – это двух проводная цифровая линиясо скоростью передачи 144 кбит/с. Интерфейс Uko – это двух проводная цифровая линиясо скоростью передачи 960 кбит/с. С выхода контроллера формируется 32 кбит/сцифровой поток, поступающий на базовые станции. К одному контроллеру можноподключить четыре базовых станции. Питание контроллера может быть дистанционнымот распределительного блока, либо от отдельного блока питания с резервнымибатареями.
Базовая станция RBS предоставляет DECT радиоинтерфейс для абонентов исетевых радиоокончаний RNT.Базовая станция также преобразует сигналы из формата системы DECT в формат системы передачи.Запитывается базовая станция дистанционно от контроллера RBC или локально от силовой электросети.Сетевое радиокончание реализует DECTрадиоинтерфейс, а также интерфейсы с абонентскими терминалами. Питание RNT осуществляется от отдельного блокапитания. Вместо окончаний RNTможно также использовать DECT –трубки. Для ввода в эксплуатацию необходимо осуществить следующие действия:
- установить нажестком диске компьютера программу администрирования центрального распределительногоблока;
- проверитьправильность соединения базовых радиоблоков;
- проверитьправильность соединений модулей сопряжения IWU с линиями УАТС и возможность параллельной работыаналоговых шнуровых телефонов;
- подключить силовойкабель к ЦУК и сетевой розетке с заземляющим контактом;
- включить питаниеЦУК;
- конфигурироватьсистему, используя программу администрирования «CCFP Administration Program»;
- произвести замерыпараметров кабелей;
- прописать в системевсе индивидуальные портативные трубки.
2.4.2 Размещение базовыхстанций и сетевых радиоокончаний
Основная задача вконфигурации системы DECTlink это определение требуемого количества базовых станций для покрытиясвязью всей зоны обслуживания с хорошим качеством. Для этого необходимоправильно распределить БС и все оборудование системы не должны содержать дыма,газов, паров кислот, относительная влажность должна изменяться в пределах отдвадцати до девяноста процентов, температура в помещениях должна быть от нолядо плюс сорока градусов Цельсия. Оборудование не должно быть подвергнутопрямому солнечному свету, располагать его в дали от внешних электромагнитныхполей.
Так как БС – небольшиеустройства размерами 140х130х50 мм и современным дизайном, то обычно ихмонтируют на стенах домов и крышах, что ни коим образом не ухудшает общегоинтерьера. Но так как нам необходимо охватить радиозоной всю территорию поселкаОмчак Магаданской области с меньшим количеством БС, целесообразнееустанавливать их на самом высоком месте и в центре обслуживаемой территории.Зоны действия БС должны перекрывать друг друга, при этом известно, что черезполы и потолки здания прохождение радиоволн возможно на расстоянии до восьмиметров. БС не должны размещаться на наружных стенах здания, потому что в этомслучае часть радиозоны будет вне обслуживаемого объекта, и тогда понадобитьсяувеличение количества БС на самом объекте.
Зона действия системы,называемая еще зоной покрытия, состоит из микросот и создается сетью маломощныхбазовых станций. Базовые станции так, что образуется сеть радиосот.
Типовой радиус сот внутриздания в зависимости от материалов, из которых выполнены здания, перекрытия,стены внутри здания и конструктивных особенностей помещений составляет 40 — 150метров по горизонтали плюс один этаж вверх или вниз по вертикали. На открытыхтерриториях радиус сот увеличивается примерно на пять километров.
Сетевые радиоокончанияустанавливаются либо непосредственно у абонента, либо вынесены отдельно.Запитываются RNT от сети через отдельный блокпитания. В зависимости от типа RNT(однолинейный или многолинейный) существуют различные установки блока RNT на стороне абонента. Однолинейныеокончания RNT устанавливаются
непосредственно наабонентском пункте (внутри или снаружи), как правило, рядом с абонентскимтерминалом. Многолинейные окончания RNT можно установить на лестничной клетке или на крыше многоквартирногодома. От них соединительные линии идут к индивидуальным абонентским терминалам.Антенну блока RNT можно подключить прямо к RNT или рядом вне помещения.
На основании вышесказанного, приступаем к непосредственному размещению БС. В качестве здания накотором будет производиться установка БС используем здание (3 этажа, высота 10метров) по ул. Школьной, 15. Размещаем комплекты БС на кровле этого дома.Расстояние от АТС до кроссового ящика 20 м. На каждую БС идет по три витых пары(кабель ТПП-50х2х0,4). В будущем будет использоваться волокно. Кроссовый ящикустановлен вблизи базовых станций. Схема расположения базовых станций на кровлежилого дома по ул. Школьной показана на рисунке 2.1. Ситуационная схема,показывающая зону обслуживания, представлена на рисунке 2.3. Структурная схемаорганизации сети связи с учетом всех выше изложенных факторов представлена нарисунке 2.2.
Втаблице 2.2 представлен перечень выбранного оборудования, которое позволитнормально функционировать всей разрабатываемой системе связи.
Таблица2.2 – Спецификация выбранного оборудования№ Тип оборудования Количество, шт 1 Мобильный терминал 480 2 Программатор 1 3 Базовая станция 4 4 Централный распределительный блок 1 5 Центральный процессор 1 6 Речевой процессор 1 7 Ячейка речевой связи 2 8 Цифровой линейный блок 1 9 Модульная плата подключения 1 10 Источник питания 1 11 Батарея 12 В 4 12 Контроллер базовых станций 2 13 Абонентское окончание 480
В системе управления икоммутации используется система передачи между RBC и RDU.Она может быть линейной системой для волоконно-оптических линий связи иликабельных линий, или любая транспортная система со стандартным интерфейсом G.703, например, радиорелейнаясистема.
/>
/>
3 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Безопасностьжизнедеятельности и вопросы экологии
3.1.1Воздействие электромагнитных полей на организм человека
Время отвремени в средствах массовой информации поднимается вопрос о вредномвоздействии на человека систем сотовой связи, в частности, связанном споследствиями облучения головного мозга при пользовании сотовым радиотелефоном.Однако даже в США, где сотовая связь стала неотъемлемым атрибутомжизнедеятельности человека, пока не установлены какие-либо статистическиобоснованные закономерности распространения тех или иных заболеваний средиабонентов систем сотовой связи. Да и в других странах проводимые по данномувопросу исследования не дали каких-либо определенных подтверждений подобнымстрахам.
Никто неможет категорически утверждать, что нет вреда от радиотелефонов, равно какникто не может утверждать, что вред есть. Исследования в этой области ведутся сначала 90-х годов. Все ученые единодушно сходятся на том, что электромагнитноеизлучение сотовых радиотелефонов, конечно же влияет на ткани головного мозга.Опыты над мышами проведенные в Австралии и Финляндии, показали, что у животныхнарушалась ориентация и развивалась опухоль, хотя это и не является строгимдоказательством того, что сотовые телефоны вредны и для здоровья людей. Сейчасвсе больше появляется свидетельств того, что радио и микроволновые излучениявидоизменяют основы клеточных биохимических процессов. Это вызывает изменениетканей и функций мозга. Но, как всегда, речь идет не об абсолютном исключениивредного фактора, а лишь о допустимой степени его присутствия.
До 60 %энергии излучения передатчика сотового радиотелефона может поглощаться тканямимозга. И хотя многие исследователи говорят, что уровень излучений сотовыхтелефонов далек от зоны риска, он все же лежит близко к предельному уровню,рекомендованному международными нормами безопасности. Единицей влияниямикроволнового излучения на организм человека является «специфическая нормапоглощения» SAR (Specific Absorption Rates), численно равная энергии поглощенного излучения,приходящейся на 1 г (иногда 1 кг) биоткани. Европейские организации рекомендуютдля сотовых телефонов предельную норму SAR = 2 мВт/г [7].
Припоглощении единицы излучения в течении 20 минут ткани нагреваются на 10С.Этот нагрев адекватно (либо неадекватно) компенсируется обменными процессамиорганизма. В зависимости от электрических свойств ткани и длины волнвоздействующего на них излучения коэффициент отражения электромагнитных волн отграниц раздела тканей изменяется, уменьшаясь с укорочением волны. Причемпрактически можно считать, что во всем диапазоне волн, длиннее одногосантиметра от границы воздух – кожа, отражается не менее половины падающейэлектромагнитной энергии. Та часть энергии, которая проникает в ткани,ослабляется в них вследствие поглощения, достигая разной глубины проникания взависимости от свойств ткани и длины волны, Глубина проникания уменьшается суменьшением длины волны. Следовательно, существует опасность нагрева глубоколежащих тканей и органов без ощущения нагрева, вызывающего тепловое повреждениебез болевого ощущения со стороны кожных рецепторов.
ИсследованияШвейцарского Федерального технологического института г. Цюриха, проведенные с16 различными моделями сотовых радиотелефонов, показатели пятикратную разницу вих характеристиках SAR. Уровень SAR у самой безопасной модели составил0,28 мВт/г, у самой опасной – 1,33 мВт/г.
Но, темне менее, сотовый телефон может быть опасен не только для здоровья, но и дляжизни некоторых людей. И причина этой опасности, как оказалось, давно и хорошоизвестна специалистам в области радиосвязи. Причина эта называетсяэлектромагнитной совместимостью радиоэлектронных устройств, а ее суть состоитво взаимных помехах, создаваемых этими устройствами. И это не удивительно, таккак радиопередающие устройства современных сотовых телефонов имеют выходнуюмощность в единицы Ватт, а малые размеры самих радиотелефонов делают возможнымих появление там, где раньше это было просто маловероятно, например, в больницеили на борту авиалайнера.
Приведемпример. В современных больницах для проведения сложных операций, наблюдения засостоянием тяжелобольных пациентов или диагностики заболеваний используетсябольшое количество весьма сложного и чувствительного электронного медицинскогооборудования. Это высокочувствительное оборудование является особенно уязвимымдля радиопомех.
Остепени опасности говорит тот факт, что за рубежом выпущено устройство,специально предназначенное для использования в медицинских учреждениях, — обнаружитель работающих сотовых телефонов. Оно обнаруживает работающиепоблизости сотовые радиотелефоны и радиостанции, и подает сигнал тревоги, атакже воспроизводит специальное звуковое сообщение, предписывающее немедленнопрекратить пользование сотовым телефоном. Такими приборами оснащаются, в первуюочередь, хирургические, кардиологические и родильные отделения, отделенияинтенсивной терапии, диагностические и реабилитационные центры, лаборатории.
Сотовыетелефоны могут быть опасны для тех людей, которые пользуются электроннымикардиостимуляторами и другими приборами, функционирование которых связано с ихжизнеобеспечением.
Неменьшую опасность представляют сотовые телефоны и для авиаторов. Нетнеобходимости объяснять, что может произойти с самолетом при сбое в работенавигационной системы или при внезапном отказе системы автопилотирования из-заработы сотового радиотелефона.
Санитарно- гигиеническое нормирование электромагнитных полей.
Национальныесистемы стандартов являются основой для реализации принципов электромагнитнойбезопасности. Как правило, системы стандартов включают в себя нормативы,ограничивающие уровни электрических полей (ЭП), магнитных полей (МП) иэлектромагнитных полей (ЭМП) различных частотных диапазонов путем введенияпредельно допустимых уровней воздействия (ПДУ) для различных условий облученияи различных контингентов.
В Россиисистема стандартов по электромагнитной безопасности складывается изГосударственных стандартов (ГОСТ) и Санитарных правил и норм (СанПиН). Этовзаимосвязанные документы, являющиеся обязательными для исполнения на всейтерритории России.
Государственныестандарты по нормированию допустимых уровней воздействия ЭМИ входят в группуСистемы стандартов безопасности труда – комплекс стандартов, содержащихтребования, нормы и правила, направленные на обеспечение безопасности,сохранения здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Они являютсянаиболее общими документами и содержат:
- требованияпо видам соответствующих опасных и вредных факторов;
- предельно-допустимыезначения параметров и характеристик;
- общиеподходы к методам контроля нормируемых параметров и методы защиты работающих.
Санитарныеправила и нормы регламентирующие гигиенические требования более подробно и вболее конкретных ситуациях облучения, а так же к отдельным видам продукции. Посвоей структуре включают те же основные пункты, что и Государственныестандарты, однако излагают их более подробно. Как правило, санитарные нормысопровождайся методическими указаниями по проведению контроля электромагнитнойобстановки и проведению защитных мероприятий.
Взависимости от отношения подвергающегося воздействию ЭМП человека к источникуизлучения в условиях производства в стандартах России различаются два видавоздействия: профессиональное и непрофессиональное. Для условийпрофессионального воздействия характерно многообразие режимов генерации ивариантов воздействия. В частности для облучения в ближней зоне обычнохарактерно сочетание общего и местного облучения. Для непрофессионального инепрофессионального воздействия различны.
В основеусыновления ПДУ лежит принцип пороговости вредного действия ЭМП.
Вкачестве ПДУ ЭМП принимаются такие значения,которые при ежедневном облучении, в свойственном для данного источникаизлучения режиме, не вызывают у населения, без ограничения пола и возраста,заболевании или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современнымиметодами исследования в период облучения или в отдаленные сроки после егопрекращения.
Основнойкритерий определения уровня воздействия ЭМП как предельно допустимоговоздействие не должно вызывать у человека даже временного нарушения гомеостаза(включая репродуктивную функцию), а также напряжения защитных иадаптационно-компенсаторных механизмов ни в ближайшем, ни в отдаленном периодевремени. Это означает, что в качестве ПДУ принимается дробная величина отминимального уровня ЭМП, способного вызвать какую-либо реакцию.
Взависимости от места нахождения человека относительно источника ЭМП, он можетподвергаться воздействию электрической или магнитной составляющей поля или ихсочетанию, а в случае пребывания в волновой зоне — воздействию сформированнойэлектромагнитной волной. По этому признаку определяется необходимый критерийконтроля безопасности.
Количественнаяоценка электромагнитного излучения с частотой от 60 Гц 300 Гц производится понапряженности электрического и магнитного полей. Количественная оценкаоблучения электромагнитными полями УВЧ и СВЧ производится по интенсивностиизлучения, выражаемой в величинах плотности потока мощности.
Плотностьпотока (ППМ) – это энергия, проходящая за одну секунду через поверхность,перпендикулярной направлению распространению энергии, и выражаемая в микроваттахна 1 см2, милливаттах на 1 см2 или в ваттах 1 см2.
Вчастности требований ГОСТов и СанПиН по проведению контроля записано, чтоконтроль уровней ЭП осуществляется по значению напряженности ЭП – Е, В/м.Контроль уровней ЭП осуществляется по значению напряженности МП – Н, А/м илизначению магнитной индукции – В, Тл. В зоне сформировавшейся волны контрольосуществляется по плотности потока энергии (ППЭ), Вт/м2.
Втаблицах 3.1 и 3.2 приведены гигиенические нормы на значения ПДУ для населенияи производственного персонала соответственно. Причем, величины ПДУ в таблице 3.1относятся к радиотехническим объектам, работающим в режиме непрерывногоизлучения (кроме объектов радио- и телевизионного вещания в ОВЧ — диапазоне).Указанные в таблице 3.1 величины ПДУ распространяются на следующие категории:
- территорияжилой застройки и мест массового отдыха;
- помещенияжилых общественных и производственных зданий (внешнее электромагнитноеизлучение радиочастот, включая вторичное излучение);
- рабочиеместа лиц, не достигших 18 лет, и беременных женщин.
Таблица 3.1 — Предельнодопустимые уровни электромагнитных полей Номер диапазона Метрическое подразделение диапазона Частота, МГц Длина волны, м ПДУ 5 Километровые волны (НЧ) 0,03 – 0,3
104 — 103 25 В/м 6 Гектометровые волны (СЧ) 0,3-3
103 — 102 15 В/м 7 Декаметровые волны (ВЧ) 3-30 100-10 10 В/м 8 Метровые волны (ОВЧ) 30-300 10-1 3 В/м 9 Дециметровые волны (УВЧ) 300-3000 1-0,1
10 мкВт/см2 10 Сантиметровые волны (СВЧ)
3 103 – 3 105
10-1-10-2
10 мкВт/см2
Таблица 3.2 -Предельнодопустимые уровни напряженности электрического, магнитного полей и плотностипотока энергии в диапазоне 0,03-3 ГГц в зависимости от времени их воздействияВремя воздействия, ч 0,03-3 МГц 3-30 МГц 30-300 МГц 0,3-300 ГГц
ЕПДУ, В/м
НПДУ,
А/м
ЕПДУ, В/м
НПДУ,
А/м
ЕПДУ, В/м
ППЭПДУ,
мкВт/см2 8 и более 50 5,0 30 0,3 10 25 7,0 53 5,3 32 0,32 11 29 6,0 58 5,8 34 0,34 12 33 5,0 63 6,3 37 0,38 13 40 4,0 71 7,1 42 0,42 14 50 3,0 82 8,2 48 0,49 16 67 2,0 100 10,0 59 0,60 20 100 1,5 115 11,5 68 0,69 23 133
1,0 141 14,2 84 0,85 28 200
0,5 200 20,0 118 1,20 40 400
0,25 283 28,3 168 1,70 57 800
0,125 400 10,0 236 2,40 80 -
Всоответствии с таблицей 3.1 ПДУ напряженности поля создаваемой базовой станциейСПР в диапазоне частот 300-3000 MГцсоответствует 10 мкВт/см2.
Такимобразом, к выбору места размещения БС с точки зрения санитарно-гигиеническогонадзора, не представляется никаких иных требований, кроме соответствияинтенсивности электромагнитного излучения значениям предельно-допустимымуровней, установленных действующими Санитарными правилами и нормами СанПиН2.2.4/2.1.8.055 — 96 «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИРЧ) в местах определенных этимиСанитарными правилами и нормами».
Методы защиты отэлектромагнитных излучений.
Излучающими элементамивысокочастотных установок являются:
– элементы схемыгенератора, включенные в цепь тока высокой частоты, — катушки колебательныхконтуров, катушки обратной связи и др.;
– приборы ипровода, включенные в цепь тока высокой частоты и другое.
Основными источниками излучения электромагнитной энергиирадиопередающих устройств являются антенные устройства, фидерные линии,генераторы и так далее.
Пространство околоантенны или любого другого проводника с переменным током можно условноразделить на ближнюю, промежуточную и дальнюю зоны. Ближняя зона (зонаиндукции) ненаправленной (изотропной) антенны простирается на расстояние:
/>,
где l — длина волны.
Для направленной антенныграницы ближней зоны по главному максимуму излучения определяются расстоянием:
/>.(3.2)
где D – максимальный размер антенн.
В ближней зонеэлектрическое и магнитное поля сдвинуты по фазе на 900.Электромагнитное поле характеризуется напряженностью составляющих егоэлектрического Е и магнитного Н полей, изменяющихся обратно пропорционально,соответственно кубу и квадрату расстояния до проводника-антенны:
/>, />,(3.3)
где k1, k2 – коэффициенты, характеризующиеразмеры излучателя и свойства среды, в которой распространяется поле;
l – сила тока в проводнике-антенне.
В промежуточной зонеформируется поле излучения (волновое поле), которое существует ираспространяется в дальней зоне.
В общем случае дляизотропной антенны начало дальней зоны определяется расстоянием:
/>.(3.4)
Для направленной антенныэта зона в главном максимуме излучения начинается с расстояния:
/>.(3.5)
Поле в дальней зоне (зонеизлучения) может характеризоваться как напряженностью составляющих егоэлектрического и магнитного полей, так и плотностью потока мощности. Плотностьпотока мощности обратно пропорциональна квадрату расстояния до антенны:
/>,(3.6)
где Р – средняя повремени мощность излучения антенны;
G – коэффициент усиления направленнойантенны.
Следовательно, нарасстоянии от источников излучения менее /> преобладает зона индукции, а набольшем – зона излучения.
Из выражений (3.3) и (3.6)следует, что ослабление интенсивности поля на том или ином рабочем месте можнодостигнуть:
– увеличениемрасстояния между антенной и рабочим местом;
– уменьшениеммощности излучения генератора, а так же и силы тока в антенне;
– установкой напути излучения между антенной и защищаемым рабочим местом
– отражающей илипоглощающей преграды.
«Защита расстоянием»приемлема для персонала, которому нет надобности находиться вблизи источниковэлектромагнитного излучения, а так же в случае дистанционного управленияизлучающего установкой.
Уменьшение мощностиизлучения можно достигнуть непосредственным регулированием генератора, заменоймощного генератора менее мощным, если это позволяет технология выполнения работна излучающей установке, или применением специальных устройств, которыеполностью поглощают или в необходимом соотношении уменьшают мощность излученияна выходе в пространство, где работают люди.
Отражающую преграду(экран) можно установить или у самого источника излучения, или у защищаемогорабочего места. Защитное действие экрана, выполненного из хорошо проводящегометалла (медь, алюминий, сталь, латунь), обусловливается тем, что экранируемоеполе вызывает в экране переменные вихревые токи, создающие в нем вторичноеполе, по амплитуде почти равное, а по фазе противоположное экранируемому полю.Вследствие этого результирующее поле, получаемое от сложения этих двух полей,очень быстро убывает, проникая на незначительную глубину в толщу экрана.Сплошной металлический экран толщиной порядка длины волны поля, действующего вматериале экрана, практически, непроницаем для поля.
Достаточно густаяметаллическая сетка обладает почти такими же свойствами.
Поглощающая преградапредставляет собой экран, в котором имеется элемент или покрытие из материала,поглощающего радиоволны, вследствие чего отражение от экрана весьма мало.Поглощающая преграда применяется в тех случаях, когда отраженное от экранаизлучение может создавать помехи в работе экранируемой установки илинаправляться на рабочие места.
При неизмененной величинеплотности потока мощности защита от вредного воздействия излучений СВЧ и УВЧ,как это следует из гигиенических нормативов, должна осуществляться ограничениемвремени облучения.
3.1.2Техника безопасности
Длязащиты обслуживающего персонала от воздействия ЭМП, высокочастотноеоборудование должно быть экранировано так, чтобы в местах нахождения персоналаинтенсивность облучения не превышала предельно допустимые величины (диапазонСВЧ 0,3 -300 ГГц):
- приоблучении в течении восьми часов и более за рабочую смену – 25 мкВт/см2;
- приоблучении не более двух часов за рабочую смену – 100 мкВт/см2;
- приоблучении в течении двадцати минут и более за рабочую смену – 1000 мкВт/см2.
Впомещениях, где устанавливается сотовое базовое оборудование, не реже одногораза в год производят измерения интенсивности излучения. Измерения должныпроизводиться производственной лабораторией или специально обученными лицами,имеющими лицензию на данный вид деятельности. При ремонте, настройке,испытаниях такого оборудования необходимо пользоваться средствами защиты отпоражения током и облучения СВЧ, работать только при обесточенной аппаратуре.
Заземлениеоборудование необходимо производить путем одного заземляющего устройства вслучаях при напряжениях 380 В и выше – переменного, и при напряжении 440 Впостоянного тока – во всех случаях; при напряжении до 380 В переменного и до440 В постоянного в помещениях с повышенной опасностью и наружныхэлектроустановках; при всех напряжениях переменного и постоянного тока вовзрывоопасных помещениях. Каждый заземляющий элемент должен быть присоединен к заземлителюсредством отдельного ответвления.
Дляопределения технического состояния заземляющего элемента должны производитьсявнешний осмотр и проверка наличия цепи между заземлителями и заземляемымиэлементами, изменение величины сопротивления между заземляемым болтом идоступными металлическими нетоковедущими частями (до 0,1 Ом).
Электроинструментдолжен быть безопасным в работе, его напряжение должно быть до 220 В и до 42 Вв помещениях с повышенной опасностью, причем он должен иметь зажим дляприсоединения заземляющего провода.
Защитныесредства должны хранится в соответствии с правилами, они подвергаютсяпериодическому контролю и учету. Персонал должен быть ознакомлен с правиламипользования защитными средствами. К основным защитным изолирующим средствам до1000 В относятся: диэлектрические перчатки, инструмент с изолированнымиручками, указатель напряжения, штанги, клещи. К дополнительным защитнымизолирующим средствам до 1000 В относятся: диэлектрические галоши и резиновыековрики, изолирующие подставки, заземления, плакаты и знаки.
3.1.3Пожарная безопасность
Весьпожарный инвентарь и противопожарное оборудование должны содержаться висправном состоянии, находиться на видном месте с беспрепятственным доступом,должны периодически проверяться и испытываться. Во избежание возгораний припользовании электрическими паяльниками необходимо иметь подставку изнесгораемого материала. Должны использоваться специальные огнетушители –углекислотные и сухие порошковые – для тушения электроустановок, находящихся поднапряжением.
Отверстияв перекрытиях для прохода кабеля должны быть закрыты цементными раствором иалебастром. Прокладка силовых кабелей должна производиться под наблюдениемлица, ответственного за пожарную безопасность.
В здании(в помещении) должен быть план эвакуации людей на случай пожара. На всехрабочих местах должны быть назначены ответственные за пожарную безопасность.Проходы, проезды не должны быть загромождены.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Врезультате проектирования был разработан проект реконструкции телефонной сетипоселка Омчак Магаданской области.
Вкачестве стандарта системы связи выбран открытый стандарт DECTlink Compact Seimens – это лидирующая технология беспроводной связи,позволяющий создавать системы связи в различных сферах применения: от домашних радиотелефоновдо микросотовых корпоративных систем.
Вкачестве базового, абонентского оборудования и оборудования системы управления икоммутации выбрано оборудование фирмы «Seimens»:
- RBS12 – Q5471-Y104 — базовая станция;
- Gigaset 1000S/1000C — мобильные станции;
- A850-Y100 — центральный распределительный блок (RDU);
- Seimens A1799-Y108 –сетевые радиокончания.
Впроцессе проектирования был рассчитан трафик системы в часы наибольшейнагрузки, определено необходимое количество каналов.
Вспециальной части рассмотрены вопросы экологии и безопасностижизнедеятельности.
Спроектированнаясистема беспроводного доступа максимально приближена к возможности еёреализации в настоящий момент и отвечает всем требованиям стандартов МККР иГОСТов Российской Федерации.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХИСТОЧНИКОВ
1) В.И Носов. Сетирадиодоступа. Часть 1: Учебное пособие / СибГУТИ.- Новосибирск, 2006 г.
2) В.Г.Карташевский. Сети подвижной связи. — М.: Эко-Трендз,2001 г.
3) ВесоловскийКшиштоф. Сети подвижной радиосвязи. – М.: Горячая линия – Телеком,2006 г.
4) М.А Нагорский,М.В. Высогорец. Система абонентского радиодоступа «Гудвин Бородино» — решение проблемы доступа для сетей TDM и NGN. –М.: 2007
5) А.Н. Берлин.Терминалы и основные технологии обмена информацией.- М.: Интернет – УниверситетИнформационных Технологий; Бином. Лаборатория знаний. 2007 г.