Szerokopasmowy dostęp bezprzewodowy

Technologia radiodostępu LMDS (Local Multipoint Distribution System) jest technologią szerokopasmowego dostępu radiowego pracującą w topologii punkt wielopunkt, działającą w pasmie powyżej 20GHz. Technologia ta umożliwia dwukierunkowy przekaz głosu, danych i video.

Architektura LMDS

Znaczenie skrótu LMDS L (local)— podkreśla lokalny charakter systemu. Propagacja sygnału o tej częstotliwości zapewnia pokrycie obszaru o promieniu do 8km. M (multipoint)— wskazuje na to że sygnały są transmitowane ze stacji bazowej do użytkownika metodą punkt - wielopunkt, natomiast transmisja od użytkownika do stacji bazowej jest transmisją typu punkt - punkt. D (distribution)— odnosi się do dystrybucji sygnałów, które mogą składać się z jednoczesnego przekazu głosu, danych, Internetu i przekazów video. S (service)— usługi oferowane w sieci LMDS odpowiadają usługom w sieciach przewodowych.

Charakterystyka systemu System działa w pasmach częstotliwości 26, 28, 38 albo 40 GHz, w zależności od przepisów obowiązujących w danym kraju. Praca na tak dużych częstotliwościach umożliwia uzyskanie dużych szybkości transmisji - do 155 Mb/s. Z uwagi na duże tłumienie fal radiowych system pracuje w komórkach o średnicy od 3 do 7 km.

Charakterystyka systemu LMDS jest zwykle stosowany do transmisji danych na terenach zurbanizowanych. Składa się najczęściej ze stacji bazowej i komunikujących się z nią stacji odbiorczych. Niewielkie rozmiary urządzeń nadawczych i odbiorczych znacznie upraszczają i przyspieszają instalację systemu

Dlaczego LMDS ? W porównaniu z sieciami kablowymi realizacja sieci radiowej jest znacznie szybsza i wymaga mniejszych nakładów finansowych. Dlatego system LMDS jest dobrą propozycją dla operatorów rozpoczynających działalność. Mogą oni bardzo szybko wprowadzać nowe usługi i oferować konkurencyjne ceny. Dzięki temu koszt inwestycji szybko się zwraca. LMDS oferuje wysoką elastyczność - dzięki możliwości szybkiej rozbudowy i zmiany konfiguracji istniejącej już sieci. Współdziała z siecią telefonii komórkowej i stacjonarnymi systemami transmisji danych, bazującymi na sieciach światłowodowych i kablowych.

Jak to działa ? W systemach tych stacja bazowa pełni funkcję punktu dostępowego, który może wysyłać w kierunku terminali duże porcje danych, a odbierać znacznie mniejsze. W odróżnieniu od ruchomych systemów komórkowych urządzenie odbiorcze abonenta systemu LMDS jest nieruchome, a jego położenie - ustalone w obrębie danej komórki. Obecny rozwój technologii LMDS przebiega w kierunkach wyznaczanych przez dwa modele: - jednowarstwowy - dwuwarstwowy.

Jak to działa ? Model jednowarstwowy tworzy jedną komórkę, w której urządzenia odbiorcze i nadawcze instaluje się na dachach wysokich budynków lub na odsłoniętych terenach wiejskich. Wszystkie anteny powinny być tak rozmieszczone, aby nic ich nie przysłaniało, stłumienie sygnałów wysokiej częstotliwości jest bowiem bardzo łatwe. System pracuje wówczas na częstotliwościach 26 - 40 GHz.

Jak to działa ? Dwuwarstwowe konstrukcje składają się z makrokomórek i mikrokomórek. Makrokomórki wykorzystują do transmisji częstotliwości z zakresu 26 - 40 GHz, a ich promień z reguły nie przekracza 3 km. Stanowią one rdzeń architektury i mogą być widziane jako tradycyjna część systemu jednowarstwowego. Makrokomórki są dalej dzielone na mikrokomórki działające na niższych częstotliwościach (typowo: 5 lub 17 GHz).

Jak to działa ?

Jak to działa ? Promień mikrokomórki zawiera się w granicach od 50 do 500 m. Dzielenie obszaru na mikrokomórki jest spowodowane głównie mniejszym tłumieniem, a także niższą ceną urządzeń nadawczo-odbiorczych. Obecnie systemy dwuwarstwowe są w fazie testów, a ich wdrożenie jest planowane na najbliższą przyszłość.

Anteny w LMDS Ważną rolę w systemach LMDS odgrywają anteny. Instaluje się je na dachach i elewacjach budynków w celu zapewnienia bezpośredniego "widzenia" ze stacją bazową. Do uzyskania odpowiedniego pokrycia komórki przez stację bazową stosuje się anteny sektorowe. Producenci wykorzystują w gotowych rozwiązaniach anteny o szerokościach wiązki 45, 60 i 90 stopni, umożliwiające budowę ośmiu, sześciu lub czterech sektorów.

Anteny w LMDS W celu skompensowania tłumienia i zwiększenia niezawodności systemu stacje końcowe są wyposażane w silnie kierunkowe anteny. Stosowanie anten kierunkowych i komórek dość małych rozmiarów ma na celu zabezpieczenie sygnału przed tłumieniem w czasie deszczu. Terminal abonencki jest wyposażony w antenę odbiorczą oraz układy modulatorów i demodulatorów sygnału radiowego. W jego skład wchodzą zwykle także urządzenia do dystrybucji sygnału w budynku oraz routery i switche.

Techniki modulacji w LMDS Aby zagwarantować dużą skuteczność wykorzystania widma, w systemie LMDS stosuje się zaawansowane techniki modulacji. Najczęściej są to modulacje kwadraturowe QPSK, 16QAM i 64QAM. W najnowszych systemach przewiduje się stosowanie wszystkich trzech albo pary QPSK w połączeniu z 16QAM lub 64QAM. Gdy wymagana jest duża pojemność, rzędu Mb/s na km2, abonent zaś znajduje się blisko, można korzystać z modulacji 64QAM i 16QAM. Jeśli abonent znajduje się w znacznej odległości od stacji bazowej, system automatycznie zmienia rodzaj modulacji na QPSK.

Metody dostępu W łączu radiowym terminal-stacja bazowa jako metodę dostępu stosuje się wielodostęp: z podziałem czasowym TDMA - z czasowym przydziałem kanału każdemu z użytkowników; szczeliny czasowe mogą być wykorzystywane przez wielu użytkowników z podziałem częstotliwościowym FDMA - przydzielenie każdemu z użytkowników pewnego wydzielonego pasma częstotliwościowego

Protokoły dostępu W systemie stosowane są trzy podstawowe typy protokołów dostępu: protokół losowy - użytkownik może przesłać wiadomość w dowolnym czasie, może ona jednak wejść w kolizję z wiadomością wysłaną przez innego użytkownika; protokół rezerwacyjny - oparty na rezerwacji skończonej liczby szczelin dla danego NIU; protokół rezerwacyjny - oparty na rezerwacji określonej przepustowości wymaganej przez dany NIU. Typy protokołów są dobierane dynamicznie. Interfejsy sieciowe użytkownika uzyskują informację, czy w danym momencie mogą stosować protokół losowy, czy jeden z protokołów rezerwacyjnych.

Porównanie technologii dostępowych

Podsumowanie Kilka lat temu uważano, że system LMDS przegra już na starcie z architekturami projektowanymi dla usług VoD - wideo na żądanie. Jednak duża szybkość dostępu bezprzewodowego i możliwość korzystania z Internetu oraz interaktywnej telewizji cyfrowej sprawiły, że architekturą tą zainteresowały się największe firmy telekomunikacyjne. Najciekawsze rozwiązania oferują: Alcatel, Ericsson, Lucent Technologies i Siemens. W Polsce istnieją już działające systemy LMDS i cieszą się coraz większą popularnością. Coraz częściej są wykorzystywane jako połączenia sieci lokalnych i wirtualne łącza dzierżawione

Podsumowanie LMDS to także jeden z systemów rozwiązujących problem ostatniej mili, czyli przesyłania danych do abonenta. System jest tutaj widziany nie jako konkurent rozwiązań przewodowych typu xDSL, ale raczej jako rozwiązanie dopełniające. Tam, gdzie to możliwe, można by stosować technikę xDSL. Natomiast na obszarach, na których instalacja dostępowych sieci przewodowych jest nieopłacalna lub niemożliwa, można wykorzystać technikę LMDS.

Koniec Dziękuję za uwagę