Мікрохвильова система широкосмугового безпроводового доступу umds-mesh

Реферат: Мікрохвильова система широкосмугового безпроводового доступу UMDS-mesh складається із центральної та абонентської станцій. При цьому центральна станція містить приймальнопередавальні блоки, які підключені до маршрутизатора по інтерфейсу Ethernet, а вихід передавального блока та вхід приймального підключаються до передавальних та приймальних трактів відповідно, та блоків обробки сигналів на базі формувача центральної станції, приймально-передавальні блоки якого будуються на базі формувача інформаційного потоку, який містить n складових потоків, згідно зі стандартом 802.11n, із яких створено m мультиплексів, що включають в себе приймальні та передавальні лінійні тракти, до яких підключено m приймальних та m передавальних антен, абонентські станції містять вузли доступу WiFi. До кожної абонентської станції підключене транзитне з'єднання, яке використовує точку доступу однорангової мережі mesh. UA 110181 U (12) UA 110181 U UA 110181 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонована корисна модель належить до спеціальної техніки зв'язку, яка забезпечує передачу та прийом даних по каналах радіозв'язку. Відома мікрохвильова інтегрована телерадіоінформаційна система мультисервісного доступу, яка складається з центральної станції (ЦС) і абонентської станції (АС), причому центральна станція містить принаймні один передавально-приймальний ствол, що включає в себе передавач, вихід якого через дуплексер підключений до антени, та приймальний тракт, вхід якого через дуплексер підключений до антени, вихід - до блока подільника, а абонентська станція містить приймально-передавальну антену, яка послідовно з'єднана із зовнішнім та внутрішнім блоками, через дуплексер з'єднана з передавачем (UP-конвертором) і приймальним трактом (d-конвертором). До складу АС введена базова станція WiFi, яка з'єднана з внутрішнім блоком і забезпечує доступ до локальної мережі за стандартом IEEE 802.11 [1]. Недоліками відомого аналога є те, що: - система функціонує в ліцензійному і вичерпаному частотному діапазоні; - використаний в системі вид модуляції повинен реалізовувати режим прямої видимості між антенами ЦС та АС, що потребує значного збільшення вартості створюваної мережі. Найбільш близькою до запропонованої корисної моделі є мікрохвильова інтегрована телерадіоінформаційна система мультисервісного радіодоступу з підвищеною пропускною здатністю UMDS-K [2]. Система складається з центральної та абонентської станцій, причому центральна станція містить принаймні один передавально-приймальний ствол, що включає в себе передавач, вихід якого через дуплексер підключений до антени, та приймальний тракт, вхід якого через дуплексер підключений до антени, вихід - до блока подільника, а абонентська станція містить приймально-передавальну антену, яка послідовно з'єднана із зовнішнім та внутрішнім блоками, до складу системи в статусі абонентської станції введена базова станція WiFi, що з'єднана з внутрішнім блоком і забезпечує доступ локальної мережі по стандарту IEEE 802.11, а до складу ЦС додатково введена апаратура системи приймання зворотного (від АС) каналу із доступом по FDMA в складі секторна антена, лінійний тракт, демодулятор зворотного каналу, маршрутизатор (роутер) чи комутатор, до складу АС додатково введено технічні засоби системи формування та передавання зворотного каналу (від АС до ЦС) по FDMA в складі модулятора транспортного потоку, роутера АС, лінійного тракту. Недоліками такої системи є: - пропускна здатність прямого та зворотного каналів не дозволяє реалізувати широкосмуговий доступ до інформаційних ресурсів; - абонентський доступ реалізується проводовим підключенням до порту Ethernet, що ускладнює підключення абонентів до інформаційних ресурсів в важкодоступних місцях розташування абонентів. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення мікрохвильової системи широкосмугового безпроводового доступу UMDS, збільшення пропускної здатності прямого широкосмугового доступу до інформаційних ресурсів, безпроводове підключення до мережі Ethernet, шляхом збільшення кута розкриву по діаграмі спрямованості частотного діапазону 1°…2°. АС, в складі якої як точку транзитного з'єднання використовують вузлову (транзитну) точку доступу, до якої підключають вузли доступу мережі mesh. Поставлена задача вирішується тим, що в мікрохвильовій системі широкосмугового безпроводового доступу UMDS-mesh, що складається із центральної та абонентської станцій, причому центральна станція містить приймально-передавальні блоки, які підключені до маршрутизатора по інтерфейсу Ethernet, а вихід передавального блока і вхід приймального підключаються до передавальних та приймальних трактів відповідно, та блоків обробки сигналів на базі формувача центральної станції, приймально-передавальні блоки якого будуються на базі формувача інформаційного потоку, який містить n складових потоків згідно зі стандартом 802.11n, із яких створено m мультиплексів, що включають в себе приймальні та передавальні лінійні тракти, до яких підключено m приймальних та m передавальних антен, які обслуговують наданням інформаційного ресурсу створеними формувачем мультиплексами відповідні ділянки зони покриття, а абонентські станції представляють собою вузли доступу WiFi, які створюють локальні комп'ютерні мережі, що обслуговуються відповідним мультиплексом і до яких підключені лінійні тракти та приймально-передавальні антени. Новим є те, що до АС підключають точки транзитного з'єднання, які використовують вузлові точки доступу, до яких підключають вузли доступу однорангової мережі mesh. Оскільки сигнал міліметрового та субміліметрового діапазону при розповсюдженні в ефірі зазнає значних втрат, то антени, що підключаються до лінійних трактів, мають значення направленості порядку 50 дБ. Тобто кут розкриву по діаграмі спрямованості в залежності від використовуваного частотного діапазону складе приблизно 1°…2°. При використанні окремих 1 UA 110181 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 антен для кожного мультиплексу та при співпаданні напрямку їх спрямованості сумарна територія покриття може бути збільшена на величину до двох раз. Для зони покриття (ЗП) території кутової координати в межах 360° при мінімізації частотного ресурсу знадобиться біля 250 секторів (кут покриття кожним сектором - приблизно 1,5°) і число потрібних підносійних в кожному секторі при обслуговуванні кожної підносійної одного вузла доступу (надання доступу зі швидкістю в 150 Мбіт/с) - до 8…9 каналів. Абонентська станція (АС) складається із приймально-передавальної антени, лінійних трактів та вузла доступу в потрібній конфігурації. Системи, що функціонують в неліцензійному частотному діапазоні, використовуються в каналах мережі bakhaul, які виконують функції каналу доставки інформації від центральної станції до абонентської, яка включає в себе точку доступу. Розширення зони покриття кожної точки доступу реалізується створенням однорангової мережі mesh, доступ до якої надається через АС. Одноранговий варіант мережі використовують для зменшення вартості, що важливо в умовах обслуговування сільських територій, хоча при необхідності збільшення розміру зони покриття та ресурсів даних, які використовуються на базі сервера. Система працює наступним чином. Запит від абонентського комп'ютера, підключеного до безпроводової локальної мережі, створеної вузлом доступу, надходить на вузол доступу мережі mesh, який підключають до вузлової точки абонентської станції і по передавальному лінійному тракту запит в форматі WiFi 802.11n надходить на вхід антени АС, якою випромінюється на трасу розповсюдження і по каналу мережі backhaul надходить на вхід приймального тракту ЦС. Прийнятий приймальною антеною ЦС лінійним приймальним трактом ЦС сигнал переноситься в діапазон формувача і в форматі Ethernet надходить до маршрутизатора ЦС. Потім по зовнішньому каналу передачі передається сигнал до сервера операторської станції магістральної інформаційної мережі. Інформаційний сигнал від станції магістральної мережі по каналу високої пропускної здатності в форматі Ethernet надходить на цифровий вхід формувача, де перетворюється по зворотному перетворенню Фур'є, кодується, проходить модуляцію в вигляді потоків частотою 2,5 ГГц. Після модуляції сигнал надходить в передавальний лінійний тракт формувача, після чого на вхід передавального лінійного тракту, де сигнал переноситься в терагерцовий діапазон і підсилюється (потужність, наприклад, в діапазоні біля 140 ГГц може сягати до 5…10 мВт). Після проходження до антени АС сигнал випромінюється і надходить на вхід приймального тракту АС і на вхід транзитної точки доступу, звідки по протоколам мережі надходить на вхід точки доступу, до якої по безпроводовій локальній мережі до підключених абонентських комп'ютерів, в тому числі і з яких був відправлений запит. Таким чином запропонована корисна модель дозволяє: створити на базі формувача інформаційного потоку приймально-передавальну центральну станцію із швидкістю передачі даних до кількох Гбіт/с на канал передачі даних в обох напрямках із прийнятною вартістю обладнання. Крім цього, корисна модель забезпечує щільність покриття послугами передачі даних в зону покриття, а також дозволяє створити зону покриття із наданням послуг широкосмугової передачі даних, із прийнятною швидкістю доступу та вартістю трактів із використанням неліцензійного частотного діапазону. Джерела інформації: 1. Патент UA № 71488 "Мікрохвильова інтегрована телерадіоінформаційна система мультисервісного радіодоступу", МПК (2006.01) Н04В 7/165, опубл. 10.07.2012 р. 2. Патент UA № 79483 "Мікрохвильова інтегрована телерадіоінформаційна система мультисервісного радіодоступу з підвищеною пропускною здатністю UMDS-K", МПК (2006.01) Н04В 7/165, опубл. 25.04.2013 р. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Мікрохвильова система широкосмугового безпроводового доступу UMDS-mesh, що складається із центральної та абонентської станцій, причому центральна станція містить приймальнопередавальні блоки, які підключені до маршрутизатора по інтерфейсу Ethernet, а вихід передавального блока та вхід приймального підключаються до передавальних та приймальних трактів відповідно, та блоків обробки сигналів на базі формувача центральної станції, приймально-передавальні блоки якого будуються на базі формувача інформаційного потоку, який містить n складових потоків, згідно зі стандартом 802.11n, із яких створено m мультиплексів, що включають в себе приймальні та передавальні лінійні тракти, до яких підключено m приймальних та m передавальних антен, абонентські станції містять вузли 2 UA 110181 U доступу WiFi, яка відрізняється тим, що до кожної абонентської станції підключене транзитне з'єднання, яке використовує точку доступу однорангової мережі mesh. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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