Т ЕХНОЛОГИИ СВЯЗИ ДЛЯ ИНФОРМАТИЗАЦИИ СЕЛЬСКИХ РАЙОНОВ РФ Н ОВОЕ ПОКОЛЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ ШИРОКОПОЛОСНОГО ДОСТУПА И ЕГО ВОЗМОЖНОСТИ А.В. Гармонов, А.Ю. Савинков ОАО «Концерн «Созвездие»

А КТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ По данным Всероссийской переписи населения 2010 года, в селах и городах, численностью менее 100 тыс. жителей, проживает 64.9 млн. человек (примерно 45% населения России) Целевой показатель Стратегии развития информационного общества в Российской Федерации – 35 линий широкополосного доступа на 100 человек к 2015 году 2

П РОБЛЕМЫ ИНФОРМАТИЗАЦИИ СЕЛА Низкая плотность населения Неравномерность размещения потребителей информационных услуг Ограниченная платежеспособность населения Отсутствие кабельной инфраструктуры 3

Б ЕСПРОВОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ИНФОРМАТИЗАЦИИ СЕЛЬСКИХ РАЙОНОВ Спутниковый Интернет (VSAT) Беспроводный широкополосный доступ Использование сотовой связи (HSPA/LTE) Использование спектра на вторичной основе Использование технологии Wi-Fi 4

С ПУТНИКОВЫЙ И НТЕРНЕТ VSAT Преимущества Наиболее полное покрытие Не требует создания телекоммуникационной инфраструктуры на территории обслуживания Недостатки Низкая скорость передачи (64 Кбит/с – 2 Мбит/с) Высокая стоимость абонентского оборудования Высокая стоимость трафика и резкий рост стоимости трафика с ростом скорости передачи (абонентская плата свыше 2000 р. в месяц при скорости 2 Мбит/с плюс стоимость трафика) 5

С ОТОВАЯ СВЯЗЬ 3G (HSPA) Преимущества Развитая инфраструктура (в центральных районах РФ) Низкая стоимость абонентского оборудования и трафика Недостатки Низкая скорость передачи данных (соизмерима с VSAT) Низкий уровень сигнала в селах 6 Покрытие МТС с сайта

Т ЕХНОЛОГИЯ LTE Первым стандартом 3GPP, ассоциированным с LTE, стал Release 8 (конец 2008 года) В марте 2011 года принят Release 10, обеспечивающий выполнение требований IMT Advanced к системам 4G 7 Release 8Release 10 Физический уровень DL/UL OFDMA/DFTS-OFDM Полоса частот, МГц 1.4…201.4…100 Максимальная скорость передачи, Мбит/с, DL/UL 300/751000/500 Максимальная спектральная эффективность, бит/с/Гц, DL/UL 15/3.7530/15 Максимальная схема кодирования/модуляции 0.93, 64QAM MIMO 4×44×48×8

И СПОЛЬЗОВАНИЕ РАДИОЧАСТОТНОГО СПЕКТРА НА ВТОРИЧНОЙ ОСНОВЕ Технология IEEE Разработана в США для информатизации сельских районов Предназначен для работы на вторичной основе в частотном диапазоне телевизионного вещания (принцип когнитивного радио) Дальность обслуживания (радиус ячейки) до 100 км 8 Диапазон частот 48.5…862 МГц Полоса частот сигнала 6 МГц Физический уровень OFDMA Модуляция QPSK, 16-QAM, 64-QAM Кодирование Сверточное (CC): 1/2, 2/3, 3/4, 5/6 Максимальная скорость передачи 22.7 Мбит/с на сектор

Т ЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ W I -F I Технология IEEE Используется технология многоантенного разнесения при передаче и приеме (MIMO) для повышения скорости передачи данных 9 Диапазон частот2.4 ГГц, 5 ГГц Полоса частот сигнала20 МГц (Опционально 40 МГц) Физический уровеньOFDM МодуляцияBPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM КодированиеСверточное (CC): 1/2, 2/3, 3/4, 5/6 MIMO1×12×23×3 4×4 (Опция) Скорость передачи данных (полоса 40 МГц, защитный интервал 400 нс) 150 Мбит/с 300 Мбит/с 450 Мбит/с 600 Мбит/с

Р АЗВИТИЕ W I -F I Технология IEEE aс Стандарт в процессе разработки (готовность 89%, принят черновик D2.00), завершение стандартизации ожидается до конца 2012 Предполагает использование многопользовательского MIMO (MU-MIMO) для пространственного разделения абонентов (SDMA) Ориентирован на достижения максимальной спектральной эффективности за счет MIMO, SDMA и модуляции 256-QAM 10 Диапазон частотНиже 6 ГГц, в том числе 2.4 и 5.8 ГГц Полоса частот сигнала80 МГц (Опционально 160 МГц) Кодирование и модуляция (максимальная схема) 5/6, 256-QAM MIMO1×12×28×8 MU-MIMO 8×1[8] Скорость передачи данных (полоса 160 МГц) 867 Мбит/с 1.73 Гбит/с 6.93 Гбит/с 867 Мбит/с каждый (8)

С РАВНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ШИРОКОПОЛОСНОГО БЕСПРОВОДНОГО ДОСТУПА Максимальные параметры IEEE LTEWi-Fi Rel. 8Rel ac Полоса частот, МГц Скорость передачи данных, Мбит/с /75 (DL/UL) 1000 /500 (DL/UL) Физический уровеньOFDMA OFDMA (DL) DFTS-OFDM (UL) OFDM Схема модуляции- кодирования 64-QAM 5/6 64-QAM QAM 5/ QAM 5/6 MIMOнет4×48×88×8 8×88×8 Спектральная эффективность, Бит/(с·Гц) 3, ,3 11

Р ЕАЛИЗАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ W I -F I 12 Устройство Wi-Fi является программно-определяемым по большинству выполняемых функций, следовательно, можно реализовать новые возможности путем обновления встроенного программного обеспечения

О БОРУДОВАНИЕ K -L INE НА БАЗЕ W I -F I Защищенное исполнение (IP-67) Эффективные диапазоны частот (2.4 ГГц, 5.8 ГГц) – большие расстояния, компактные антенны, высокие скорости, неподверженность осадкам Возможность выбора полосы сигнала 5, 10, 20 и 40 МГц – выбор компромисса между скоростью передачи и потребностями в радиочастотном спектре Поддержка MIMO 2×2 Максимальная канальная скорость передачи данных до 300 Мбит/с (MIMO 2×2 в полосе 40 МГц) Предельная дальность связи до 50 км (ограничена длительностью защитных интервалов) Комплексные решения «точка-точка», «точка- многоточка» и «самоорганизующаяся сеть» Многостанционный доступ «точка-многоточка» с гарантированной скоростью передачи Совместимость с оборудованием Wi-Fi Работа любого оборудования Wi-Fi в самоорганизующейся сети (режим mesh-portal) Удобный WEB-интерфейс для управления и мониторинга 13

П РИМЕНЕНИЕ K -L INE ДЛЯ ИНФОРМАТИЗАЦИИ СЕЛЬСКИХ РАЙОНОВ В районном центре устанавливается точка доступа k-Line (режим «точка-многоточка») с подключением к проводной опорной сети Клиентские станции с направленными кроссполяризационными антеннами устанавливаются в сельских поселениях В сельских поселениях создаются локальные зоны обслуживания Wi-Fi Возможность информатизации сельских районов без прокладки кабельных сетей 14

П РИМЕР ВОЗМОЖНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ В В ОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ 20 км При использовании упрощенной процедуры выделения частот, зона обслуживания базовой станции сети широкополосного доступа должна быть ограничена 20 км Локальные зоны – Работает стандартное оборудование (коммуникаторы, ноутбуки и т.д.) Канал широкополосного доступа на направленную антенну При невозможности прямого подключения удаленных поселений используется ретрансляция 15

Р ЕЖИМ « САМООРГАНИЗУЮЩАЯСЯ СЕТЬ » В режиме самоорганизующейся сети точки доступа k-Line автоматически устанавливают связь друг с другом для формирования опорной сети Оборудование k-Line одновременно с работой в самоорганизующейся сети реализует точку доступа Wi-Fi для стандартного оборудования (режим mesh-portal) Клиенты всех точек доступа находятся в общем сегменте сети и могут непосредственно связываться друг с другом как в обычной офисной ЛВС Все клиенты могут получить выход в Интернет и другие внешние сети Могут быть образованы виртуальные сети VLAN для отдельных групп абонентов Для повышения пропускной способности ячеистая сеть и сеть абонентского доступа могут работать в разных частотных диапазонах 16

Т ЕХНОЛОГИИ СВЯЗИ ДЛЯ ИНФОРМАТИЗАЦИИ СЕЛЬСКИХ РАЙОНОВ РФ Н ОВОЕ ПОКОЛЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ ШИРОКОПОЛОСНОГО ДОСТУПА И ЕГО ВОЗМОЖНОСТИ А.В. Гармонов, А.Ю. Савинков ОАО «Концерн «Созвездие» Спасибо за внимание!