«Проектирование информационной сети на основе технологии Mobile WiMAX для Егорьевский район Московской области» - Дипломная работа

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

1 ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ БЕСПРОВОДНОГО АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА 7

1.1Сравнение ключевых технологий WiMAX и HSPA 10

1.2 Сравнение ключевых технологий WiMAX и LTE 11

1.3 Сравнение ключевых технологий WiMAX и Wi-Fi 15

2. ШИРОРОКОПОЛОСНЫЙ МОБИЛЬНЫЙ ДОСТУП ПОД УПРАВЛЕНИЕМ СТАНДАРТА IEEE 802.16e 18

2.1 Стандарт 802.16: стек протоколов 18

2.2 Стандарт 802.16: физический уровень 19

2.3 Стандарт 802.16 протокол подуровня МАС 22

2.4 Стандарт 802.16: структура кадра 24

3. ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МОДЕМОВ OFDM И МНОГОСТАНЦИОННОГО ДОСТУПА OFDMA 27

3.1 Особенности применения модемов OFDM. 27

3.2 MESH-сеть 36

3.3 Особенности применения многостанционного доступа OFDMA 48

4. УСЛУГИ И АРХИТЕКТУРА СЕТЕЙ Mobile WiMAX 52

4.1 Услуги сетей технологии Mobile WiMAX. 52

4.2 Принципы построения сетей WiMAX 53

4.3 Решения WiMAX с усовершенствованными функциями и рабочими характеристиками. 59

5. РАЗРАБОТКА СЕТИ WiMAX ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ УСЛУГИ ШИРОКОПОЛОСНОГО ДОСТУПА В ИНТЕРНЕТ. 65

5.1 Выбор характеристик радиоинтерфейса 65

5.2 Расчет частотных каналов 67

5.3. Определения размерности кластера 67

5.4 Расчет частотных каналов, которые используются для обслуживания абонентов БС 71

5.5 Расчет допустимой нагрузки БС 71

5.6 Расчет числа абонентов, обслуживающихся одной БС 72

5.7 Расчет количества БС 72

5.8 Расчет радиуса зоны обслуживания БС 73

6. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТЫ СЕТИ 74

6.1 Расчет величины защитного расстояния 74

6.2 Расчет уровня сигнала на входе приемника 74

6.3 Расчет вероятности ошибки 75

6.4 Расчет эффективности использования радиоспектра 75

7. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ БАЗОВЫХ АБОНЕНТСКИХ СТАНЦИЙ 77

7.1 Выбор оборудования абонентских станций 77

7.2 Выбор оборудования базовых станций 79

8 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ РАЗВЕРТЫВАНИИ СЕТИ 83

8.1 Особенности географического положения Егорьевского района Московской области 83

8.2 Воздействие радиочастотного поля на организм человека 83

9 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ РАЗРАБОТКИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СЕТИ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ Mobile WiMAX 88

9.1. Расчет себестоимости разработки 94

9.2. Оценка экономической эффективности внедрения проектируемой информационной сети 97

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 108

СПИСОК ИСПЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 111

Введение

Население планеты Земля насчитывает 6,75 миллиарда человек, 4,05 из которых пользуются различными видами телефонной сотовой связи, 3,5 миллиарда пользуются Интернетом и только полмиллиарда обладают широкополосным мультимедийным доступом в различные сети. Современные технологии и прогресс человечества в целом диктуют стремительный рост широкополосного доступа. Однако этот рост сдерживают различные факторы, в том числе — необходимость огромных финансовых вложений в инфраструктуру всемирных сетей. Человечество затратило больше 100 лет для развития инфраструктуры всемирной телефонной сети общего пользования, именно эта сеть использовалась для доступа в Интернет на первом этапе его развития. Однако очень скоро стало ясно, что для широкополосного доступа нужны новые сети. Чтобы не строить их еще 100 лет, естественно использовать развитые технологии подвижной радиосвязи.

По данным отчета 2004 Global Broadband Subscriber Report компании Yankee Group, в 2008 г. во всем мире количество пользователей услуг беспроводного доступа достигнет 8% от общего числа пользователей услуг широкополосного доступа и приблизится к 30 млн. абонентов.

Сегодня эта цифра меньше в 11 раз. Если сравнить эту динамику с ростом пользователей DSL-доступа, то для беспроводного доступа динамика роста выше. За тот же период количество пользователей, использующих DSL-доступ, возрастет только в 3-4 раза.

По другим оценкам возможное проникновение широкополосного беспроводного доступа в мире еще выше. Так, в заявлении одного из руководителей компании Intel прозвучало, что беспроводные WiMAX-сертифицированные системы станут конструктивной основой для подключения к Интернету следующих 5 млрд. пользователей и положат начало настоящей революции широкополосного беспроводного доступа.

Стремление производителей к стандартизации подходов при разработке систем беспроводного доступа с целью придания им новых потребительских свойств, в том числе совместимости изделий для снижения стоимости абонентских устройств (СРЕ) за счет их массового выпуска, ярко выразилось в создании консорциума WiMAX.

Технологии WiMAX, хотя и не являются единственными технологиями беспроводной связи, впитали в себя все лучшее, что есть в пограничных технологиях ЗG, IEEE 802.11, DVB, DАB и другие. И поэтому, именно эта технология являются наилучшим решением для обеспечения жителей Земля мобильным широкополосный доступом, как в развевающихся, так и в развитых странах. Технологии WiMAX позволяют быстро прогрессировать, как мобильным, так и фиксированный операторам, в том числе - новым операторам, начинающим свою деятельность с чистого листа. Сегодня уже развернуто 475 WiMAX сетей в 140 странах.

Много операторов в России и в других странах СНГ. Около полумиллиарда человек проживают в зоне действия операторов WiMAX или на территории, где действуют лицензии WiMAX. А через год таких людей будет 800 миллионов. Международная некоммерческая ассоциация WiMAX-форум объединяет более 400 компаний - разработчиков элементной базы, оборудования, операторов связи всех видов, а также «экосистему WiMAX.

Системы третьего поколения мобильной связи ЗG реализуются на базе новые радиотехнологии, обеспечивающей высокую скорость передачи мультимедийной информации и беспроводной доступ в Интернет не уступающий сервису провайдеров стационарной сети. Система мобильной связи 3G развиваются в двух направлениях: UMTS и cdma 2000. UMTS обеспечивает преемственность GPRS и GSM разрабатываются технологии повышения пропускной способности от абонента к базовой станции, направлений передачи информации технологии HSDPA и HSUPA.

В сетях связи последующих поколений широкополосный доступ займет исключительно важное место, представляя собой одну из фундаментальных составляющих концепции NGN. К нему приковано особое внимание операторов связи в разработчиков нового оборудования. Деятельность по предоставлению услуг широкополосного доступа с большой долей вероятности станет новой крупной нишей телекоммуникационного рынка и уже одно это вызывает повышенный интерес к ним как со стороны различного рода инвесторов, так в государственных деятелей я политиков, регуляторов рынка. При рассмотрении проблем широкополосного доступа активно дискутируется вопрос о роля проводных, беспроводных в космических средств связи. По данным маркетинговых исследований, широкополосные беспроводные сети на базе технологий сотовой связи третьего поколения, а также технологий Wi-Fi и WiMAX обладают сегодня исключительными преимуществами по оперативности развертывания, охвату территории, мобильности, предоставляя во многих случаях не только наиболее эффективное, но иногда и единственно возможное экономически оправданное решение.

Таким образом, с появлением прототипа WiMAX-сертифицированных систем наметилась тенденция вытеснения с рынка систем WLL и отчасти LMDS. Хотя они останутся, поскольку занимают частотный диапазон выше 11 ГГц и имеют большой резерв именно в качестве распределительных систем. Широкополосные беспроводные сети передачи информации становятся одним из основных направлений развития телекоммуникационной индустрии. А для стран, в которых большая территория сочетается с невысокой плотностью населения, беспроводные сети имеют особое значение. Это особо важно для Российской Федерации, с нашей необъятной территорией и значительным разбросом населения, особенно в сельской местности.

Таким образом, целью проекта является проектирование информационной сети на основе технологии Mobile WiMAX на территории Егорьевского района Московской области для предоставления услуги широкополосного доступа в Интернет.

Выдержка из текста работы

Эффективные решения WiMAX с усовершенствованными функциями и рабочими характеристиками

Для достижения более высокого энергетического потенциала линий связи (link budget), уменьшения затухания сигналов и лучшего покрытия микро-спотов (micro-spot), могут быть использованы различные технологии разнесения.

Примечание: Iskratel поддерживает обе технологии: STC/MRC в настоящее время и MIMO с ее платформами 16e. Прибыльная бизнес-модель WiMAX с более высоким покрытием пользователей, удовлетворенностью пользователей и улучшающая энергетические потенциалы линий связи (link budget) WiMAX может быть достигнута при использовании передовых антенных технологий (MIMO и AAS): MIMO A/B & STC: Эффект MIMO A/B заключается в ее способности переключаться между MIMO A и MIMO B.

Вариант MIMO A с одной принимающей антенной известен также как режим STC (Space Time Coding – прием с пространственно-временным кодированием) и особенно пригоден в условиях NLOS.

ААS - адаптивные антенные системы: в AAS используется несколько антенн для динамического формирования направленного луча. Этот луч контролируется базовой станцией (BS) для направления его к абонентской станции (SS), с которой она (BS) осуществляет коммуникацию. Системы AAS особенно годятся для использования в сценариях

с ограниченными интерференциями и могут обеспечить значительные выгоды в среде с прямой видимостью (LOS). Системы Iskratel по умолчанию поддерживают MIMO A/B & STC, а системы AAS будут добавляться там, где это будет технически и коммерчески выгодно.

Заключение

Использование информационных технологии Mobile WiMAX позволяют предоставить относительно дешевое покрытие беспроводным широкополосным доступом в Интернет. Как показали расчеты, использование данной технологии будет эффективно при покрытии большой территории, как Егорьевский район Московской области. При использовании беспроводного доступа оператор может сэкономить, как на трудовых резервах (обслуживание станций всего 6 работниками), так и при развертывании базовых станций нужен только монтаж и установка, что несравненно скажется на себестоимости предоставляемых услуг.

В данной работе предложен и обоснован метод распространения WiMAX с усовершенствованными функциями и рабочими характеристиками

Для достижения более высокого энергетического потенциала линий связи (link budget), уменьшения затухания сигналов и лучшего покрытия микро-спотов (micro-spot), использованы различные технологии разнесения. Прибыльная бизнес-модель WiMAX с более высоким покрытием пользователей, удовлетворенностью пользователей и улучшающая энергетические потенциалы линий связи (link budget) WiMAX может быть достигнута при использовании передовых антенных технологий (MIMO и AAS): MIMO A/B & STC:.

В работе предложена в использование новая сетевая архитектура SI3000 Light ASN, основанная на простой иерархии со сконфигурированными однородными (commodity) сетевыми элементами, обеспечивает структуру между базовой сетью CSN и радиосетью WiMAX.

Также в данной работе произведен расчет числа базовых станций, а также показано распределение их числа по различным градациям экономических зон Егорьевского района.

В основу расчета себестоимости услуги был положен принцип распределения капитальных затрат при развертывании сетей на квадратный километр, учитывая распределение базовых станций в различных районах округа. Составлены таблицы доходов на текущий и планируемые года, по результатам которой прибыль будет неуклонно расти, сростом и числа активнопользующихся абонентов.

Также в работе представлена таблица доходов и расходов на текущий 2010 год по результатам которой, окупаемость данной технологии не превысит 1-1,5 лет. В перспективе данной технологии является также использование оборудования для телевещания, которая может дать существенную прибыль.

Текущая установка с учетом всех рисков планирутся на запуск марте 2010 года.

Список литературы

1. Берлин А. Н. Цифровые сотовые системы связи. М.: Эко-Трендз, 2007

2. В. Вишневский, С. Портной, И. Шахнович. Энциклопедия WiMAX. Путь к 4G. Техносфера, 2009

3. Весоловский Кшиштоф. Системы подвижной радиосвязи. Горячая линия – Телеком, 2006

4. Григорьев В. А., О. И. Лагутенко, Ю. А. Распаев. Сети и системы радиодоступа. Эко-Трендз, 2005

5. Маковеева, Шинаков. Системы связи с подвижными объектами. Радио и связь, 2002

6. А. С. Гринберг, В. М. Шестаков Информационные технологии моделирования процессов управления экономикой Издательство: Юнити-Дана; 400 стр., 2003 г.

7. Л. А. Широков Бухгалтерские информационные системы Издательство: МГИУ, 250 стр., 2002 г.

8. Н. Н. Карабутов Информационные технологии в экономике Издательство: Экономика; 208 стр., 2003 г.

9. С. М. Патрушина Информационные системы в бухгалтерском учете Издательство: МарТ; 368 стр., 2003 г.

10. И. И. Родионов, и др. Рынок информационных услуг и продуктов Издательство: МК-Периодика 552 стр., 2002 г.

11. А. В. Волокитин, и др. Средства информатизации государственных организаций и коммерческих фирм. Справочное пособие Издательство: ФИОРД-ИНФО 272 стр., 2002 г.

12. Ю. Шафрин Информационные технологии. Часть 2 Издательство: Бином. Лаборатория знаний; 320 стр., 2002 г.

13. М. Р. Когаловский Перспективные технологии информационных систем Издательства: ДМК Пресс, Компания АйТи; 288 стр., 2003 г.

14. И. А. Стрелец Новая экономика и информационные технологии Издательство: Экзамен, 256 стр., 2003 г.

15. Томас Хюлланд Эриксен Тирания момента. Время в эпоху информации Издательство: Весь Мир, 208 стр., 2003 г.

16. В. В. Липаев Системное проектирование сложных программных средств для информационных систем Издательство: Синтег; 268 стр., 2002 г.

17. Скрипкин К. Г. Экономическая эффективность информационных систем Издательство: ДМК Пресс; 256 стр., 2002 г.

18. Веревченко А. П., и др. Информационные ресурсы для принятия решений Издательства: Деловая Книга, Академический проект; 560 стр., 2002 г.

19. Майкл Дж. Д. Саттон Корпоративный документооборот. Принципы, технологии, методология внедрения Издательства: БМикро, Азбука, 446 стр., 2002 г.

20. В. В. Годин, И. К. Корнеев Информационное обеспечение управленческой деятельности Издательства: Высшая школа, Мастерство; 240 стр., 2001 г.

21. А. П. Прокушева, Т. Ф. Липатникова, Н. А. Колесникова Информационные технологии в коммерческой деятельности Издательство: Маркетинг, 192 стр., 2001 г.

22. В. П. Божко Информационные технологии в статистике Издательства: Финстатинформ, КноРус, 144 стр., 2002 г.

23. Л.Н. Герасимова Информационное обеспечение маркетинга Издательство: Маркетинг, 120 стр., 2004 г.

24. В. Б. Уткин, К. В. Балдин Информационные системы в экономике Издательство: Финансы и статистика , 288 стр., 2004 г.

25. В.Г. Синюк, А.В. Шевырев Использование информационно-аналитических технологий при принятии управленческих решений Издательство: ДМК Пресс; 160 стр., 2003 г.