Канал безпроводового широкосмугового абонентського доступу до інформаційних ресурсів в терагерцовому діапазоні

Реферат: Канал безпроводового широкосмугового абонентського доступу до інформаційних ресурсів в терагерцовому діапазоні складається із приймально-передавальної антени, лінійних трактів та блоків обробки сигналів на базі формувача центральної станції. До формувача інформаційного потоку центральної станції введено n передавальних та n приймальних антен, які обслуговують відповідні ділянки зони покриття, а склад вузлів абонентської мережі відповідає складу та параметрам відповідних частин центральної станції. UA 104299 U (12) UA 104299 U UA 104299 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до спеціальної техніки зв'язку, що забезпечує передачу та прийом даних по каналам радіозв'язку. Відомий приймально-передавальний формувач інформаційного потоку для каналу зв'язку із підвищеною спектральною ефективністю та пропускною здатністю, який містить приймальний та передавальний тракти. До його складу введено n приймально-передавальних блоків, в передавальній частині кожного із яких введено кодер, модулятор, підвищуючий частотний конвертор, за допомогою яких формується n окремих частотно рознесених потоків, які об'єднані частотним розгалужувачем із функцією канального суматора в загальний інформаційний потік. Кожна приймальна частина містить декодер, демодулятор, понижуючий частотний конвертор. Кожен із n приймальних блоків підключений до частотного розгалужувача прийнятого загального інформаційного потоку [1]. Недоліками даного пристрою є, що велика швидкість передачі інформаційного потоку не дає змоги ефективно використовувати формувач. Найбільш близьким до запропонованого технічного рішення є канал передачі даних в терагерцовому діапазоні з пропускною здатністю більше 1 Гбіт/с, який складається з приймально-передавальних станцій, що містять приймальні та передавальні антени, лінійні тракти та блоки обробки сигналів. Крім цього, як блок обробки даних використовується спеціально створений формувач групового потоку, де використовується багаточастотна модуляція OFDM [2]. Недоліками найближчого аналога є те, що при використанні каналу передачі даних як каналу доступу, по якому абонентські станції підключаються до центральної станції, ефективність використання інформаційного потоку різко знижується, а зони обслуговування в каналі передачі не дозволяють збільшити кількість абонентів до величини, достатньої для реалізації ефективного використання наданого інформаційного ресурсу. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення ефективності надання доступу до інформаційних ресурсів абонентам, підключеним до каналу мережі доступу, та підвищення кількості обслуговуваних абонентів. Поставлена задача вирішується тим, що в каналі бездротового широкосмугового абонентського доступу до інформаційних ресурсів в терагерцевому діапазоні, що складається із приймально-передавальної антени, лінійних трактів та блоків обробки сигналів на базі формувача ЦС. Новим є те, що до формувача інформаційного потоку ЦС введено n передавальних та п приймальних антен, які обслуговують відповідні ділянки зони покриття, а склад вузлів абонентської мережі відповідає складу та параметрам відповідних частин ЦС. Крім того, інформаційний ресурс по окремому порту підключається до приймальнопередавальної антени, яка знаходиться на відповідній зоні покриття. Корисна модель пояснюється кресленнями, на яких зображено: На фіг. 1 - схема формувача інформаційного потоку. На фіг. 2 - схема покриття зони обслуговування. 1 - аналоговий розгалужувач каналів 2 - аналоговий суматор каналів 3 - радіомодуль Mikrotik R52nM 4 - маршрутизатор Mikrotik RB800 5 - лінійний тракт приймального каналу 6 - лінійний тракт передавального каналу 7 - розподілювач приймальних та передавальних потоків 8 - приймально-передавальна антена 9 - центральна станція 10 - абонентські станції, підключені до каналів мережі backhaul 11 - траса розповсюдження На приведених фігурах проілюстрована умовна зона обслуговування, що складається із чотирьох просторово рознесених ділянок, в кожну із яких надається інформаційний потік із заданими швидкостями: в одну ділянку зони обслуговування (ЗО) - 150 Мбіт/с, в дві ділянки ЗО по 300Мбіт/с і в одну ділянку ЗО - 450 Мбіг/с. До складу лінії передачі можуть входити ретрансляційні станції. Канал безпроводового широкосмугового абонентського доступу до інформаційних ресурсів включає в себе центральну станцію (ЦС), до складу якої входять: формувач інформаційного потоку, лінійні тракти, антена; абонентська станція (АС). До складуАС входять: антена, лінійний тракт, блок обробки. Обробка сигналів в каналі безпроводового широкосмугового абонентського доступу на ЦС виконується формувачем інформаційного потоку, маршрутизатор якого по інтерфейсу Ethernet 1 UA 104299 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 підключається до магістрального інформаційного каналу, узгодження тракту та середовища розповсюдження виконується лінійними трактами та антенами. В АС обробка виконується формувачем інформаційного ресурсу, який базується на радіомодулях Mikrotik R52nM, склад та кількість яких визначається сумарним інформаційним потоком, що надається даній АС. На фіг. 2 приведена мережа АС, де до кожного інформаційного ресурсу, що поступає від ЦС підключена одна АС. До маршрутизатора АС підключені радіомодулі АС, а до входу маршрутизатора по інтерфейсу Ethernet підключається локальна комп'ютерна мережа (точка доступу при використанні безпроводової мережі). Лінійний тракт забезпечує перенесення частоти із терагерцового діапазону в діапазон, в якому функціонує формувач (≈2,5 ГГц) на прийманні та із діапазону ≈2,5 ГГц в терагерцовий - при передачі. Оскільки частотний діапазон, що використовується АС, може бути значно менше ніж той, що надається ЦС, то в якості антени може використовуватися одна приймальнопередавальна антена, задачею якої є узгодження тракту та середовища розповсюдження. Канал функціонує наступним чином: Від точки доступу безпроводової локальної мережі, підключеної до маршрутизатора 4 АС 10 по інтерфейсу Ethernet на вхід АС 10 надходить запит, який містить фізичну інформацію, адресу відправника та адресу одержувача. Отриманий запит підлягає обробці в формувачі АС 10 маршрутизується та надходить на лінійний тракт приймального каналу 5 АС 10, де формується інформативний потік в терагерцовому діапазоні. Сформований запитний інформативний потік поступає на приймально-передавальну антену 8 і випромінюється на трасу розповсюдження 11. Прийнятий приймально-передавальною антеною 8 ЦС 9 потік надходить на вхід лінійного тракту приймального каналу 5 ЦС 9, де відбувається перетворення частотного діапазону із терагерцового в ≈2,5 ГГц. В результаті чого потік надходить на формувач, де відбувається демодуляція, декодування і подається у вигляді цифрового потоку на маршрутизатор 4 ЦС 9. По підключеному каналу запит передається в магістральну мережу. Запитувана інформація від провайдера надходить в цифровому форматі на маршрутизатор 4 ЦС 9, де комутується в залежності від адреси абонента і подається на формувач ЦС 9, де маршрутизується, кодується, модулюється і діапазоні ≈2,5 ГГц подається в лінійний тракт передавального каналу 6 і переноситься в терагерцовий діапазон. Антена 8, підключена до потрібного мультиплексу, випромінює інформаційний потік в терагерцовому діапазоні на трасу розповсюдження 11. Цей потік надходить на антену 8 АС 10 та на лінійний тракт приймального каналу 5 і проходить обробку в відповідному формувачі АС 9. Потім в цифровому форматі подається на маршрутизатор 4 АС 10, до якого підключається вузол доступу безпроводової локальної мережі. Крім того, доступ локальної абонентської мережі до ЦС 9 мережі back-haul виконується через абонентську станцію АС 10. Параметри цієї АС 10, підключеної до каналів мережі backhaul, базуються на параметрах інформаційного потоку, що надходить від ЦС 9 та її схема відповідає частині формувача ЦС 9, що створює мультиплекс. Цифровий потік від точки доступу Wi-Fi надходить на вхід лінійного тракту передавального каналу 6 АС 10 (по інтерфейсу Ethernet) маршрутизується, потім в радіомодулі Mikrotik R52nM 3 обробляється завадозахищеним кодом, модулюється, і подається на вхід відповідною лінійного тракту передавального каналу 6 де відбувається перетворення цієї частоти до наданого їм діапазону і за допомогою приймально-передавальної антени 8 випромінюється на трасу розповсюдження 11. На трасі розповсюдження 11 сигнал може, при необхідності, підлягати процедурі ретрансляції, після чого надходить на відповідну приймально-передавальну антену 8 ЦС 9. Сигнал, що надійшов до приймальної-передавальної антени 8 за допомогою лінійного тракту приймального каналу 5 переноситься на частоту демодуляції. Прийнятий сигнал демодулюється, декодується, та у вигляді декодованого цифрового потоку подається на інтерфейс Ethernet і в такому форматі по підключеному до ЦС 9 надходить до магістрального інформаційного каналу, де після обробки в сервері магістральної мережі та формування інформації надходить на Ethernet порт маршрутизатора 4 радіомодуля Mikrotik R52nM 3 ЦС 9, маршрутизується, кодується, модулюється, обробляється в лінійному тракті приймального каналу 5 ЦС 9 і приймально-передавальною антеною 8 ЦС 9 випромінюється по трасі розповсюдження 11 до відповідної АС 10, надходить до приймально-передавальної антени 8, а після відповідної обробки - на вхід обладнання точки доступу і потім в створену локальну мережу користувача. Тобто, створення низки інформаційних мультиплексів потрібної інформаційної швидкості дозволяє за допомогою приймально-передавальних антен забезпечити ефективне покриття відповідної ЗО, а значить і розширити зону обслуговуваної території, збільшити число абонентів, та підвищити ефективність використання інформаційного ресурсу. 2 UA 104299 U 5 Джерела інформації: 1. "Приймально-передавальний формувач інформаційного потоку для каналу зв'язку із підвищеною спектральною ефективністю та пропускною здатністю". Патент України на корисну модель № 84923, МПК Н04В 7/165 опубл. 11.11.2013 p… 2. "Канал передачі даних в терагерцовому діапазоні з пропускною здатністю більше 1 Гбіт/с". Патент України на корисну модель № 93139, МПК Н04В 7/165, опубл.25.09.2014 р. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 1. Канал безпроводового широкосмугового абонентського доступу до інформаційних ресурсів в терагерцовому діапазоні, що складається із приймально-передавальної антени, лінійних трактів та блоків обробки сигналів на базі формувача центральної станції, який відрізняється тим, що до формувача інформаційного потоку центральної станції введено n передавальних та n приймальних антен, які обслуговують відповідні ділянки зони покриття, а склад вузлів абонентської мережі відповідає складу та параметрам відповідних частин центральної станції. 2. Канал за п. 1, який відрізняється тим, що інформаційний ресурс по окремому порту підключається до приймально-передавальної антени, яка знаходиться на відповідній зоні покриття. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3