Пояснительная записка Студент

Скачать 0.81 Mb.

Название	Пояснительная записка Студент
страница	2/7
Тип	Пояснительная записка

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Пояснительная записка

1 2 3 4 5 6 7

1. ОБЗОР И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕХНОЛОГИИ LTE.

Перспективы развития технологии LTE в мире и в Казахстане.

Использование низких частот дает возможность расширить покрытие и обеспечить устойчивость связи внутри сооружений, что крайне актуально в любом регионе Казахстана. В настоящее время LTE — это одна из самых высокоскоростных технологий мобильного доступа. Ее скорости позволяют предоставлять современные услуги связи в высоком цифровом качестве.

В Казахстане возможности сети LTE впервые были протестированы в 2010 году. Первым в апреле 2010 года сеть LTE протестировал Beeline.

В результате тестирования сети LTE в центральной части города Алматы, данные передавались со скоростью до 60 Мбит/с при передаче информации к абоненту и до 15 Мбит/с — от абонента.

Вскоре, в июле 2010 года в городе Астане, тестирование провел Kcell.

В марте 2016 года завершилась монополия Алтел на LTE в Казахстане. О запуске сети LTE заявила Tele2, KCell и Beeline приступили к тестовой эксплуатации пилотных зон LTE, коммерческие запуски можно ожидать в ближайшие месяцы. KCell уже пообещала до конца 2016 года обеспечить до 32% населенной территории страны покрытием LTE.

Несмотря на то, что в последние годы тестирование LTE и запуск пилотных проектов проводятся в большинстве стран мира, подтверждением результатов внедрения технологии считается запуск сети в коммерческую эксплуатацию.

К сентябрю 2012 года сети LTE в коммерческую эксплуатацию запустили 96 операторов в 46 странах мира.

На сегодняшний день (2016г.) в мире объявлено о запуске в коммерческую эксплуатацию 494 сетей LTE в 162 странах, а прогноз GSA на конец 2016 года - более 550 сетей LTE в коммерческой эксплуатации.

На конец марта число подключений к сетям LTE в мире по примерной оценке превысило 1,123 млрд.

Обзор основных технических параметров и преимуществ технологии LTE.

Использование сети четвёртого поколения LTE дает возможность достигнуть скорости передачи данных до 100 Мбит/с. Это обеспечивает работу качественно новых сервисов, которые в предыдущих поколениях оборудования были недоступных в сетях. Для бизнеса это, прежде всего, качественные видеоконференции на больших офисных экранах, участники которых могут находиться в разных городах или передвигаться в автомобиле. Для частных пользователей становится доступным участие в многопользовательских он-лайн играх, загружать фото, аудио и видео-контента в большом объеме за считанные секунды, просмотр фильмов по запросу в HD разрешении и многое другое.

В рамках государственных проектов технология LTE позволяет широко внедрять электронное образование в высших и средних учебных заведениях, проекты в здравоохранение, транспорт и логистику.

3GPP LTE-SAE - долгосрочная перспектива эволюции системной архитектуры (Long Term Evolution - System Architecture Evolution) – так называется новая технология для беспроводной передачи данных. Проект 3GPP создавался как стандарт для усовершенствования и модернизации технологий CDMA, UMTS для удовлетворения всё больших потребностей в скорости и объёмах передачи данных.

Протокол 3GPP LTE, или, еще конкретнее, его релиз 9 и еще более ранние версии, не является абсолютным стандартом беспроводной связи 4G. Но стандарт LTE Advanced, которым принято считать релиз 10 и следующие релизы стандарта LTE, считается стандартом беспроводных сетей, утвержденным Международным Союзом Электросвязи. Это связано с тем, что LTE Advanced отвечает всем требованиям беспроводной связи четвертого поколения и включен в IMT-Advanced. Но на данный момент, большинство используемых сетей LTE соответствуют релизу 8 или 9.

В перспективе модернизация LTE Advanced может повысить эффективность, снизить издержки, расширить и усовершенствовать спектр уже оказываемых услуг, и существовать совместно (интегрироваться) с действующими протоколами. Теоретически скорость передачи согласно стандарту 3GPP LTE достигает 326,4 Мбит/с (демонстрационно 1 Гбит/с на оборудовании, используемом в коммерческих целях) при приёме данных (download), и 172,8 Мбит/с при передаче (upload). Но в международном стандарте фигурируют данные - 173 Мбит/с на приём и 58 Мбит/с - на передачу.

Преимуществами новой технологии являются:

- возможность обмениваться не только большими видео и звуковыми файлами, но и потоковым видео;

-высокая пропускная способность канала связи 4G - 1 Гбит/с при статичном состоянии абонента;

- возможность «открытого» интернет доступа. Абонент сети мобильной связи может быть не привязан к конкретному устройству и может выходить в интернет с любого, доступного для него устройства — ноутбука, мобильного телефона, смартфона, характеристики которого имеют более подходящие параметры для обмена информацией (объем памяти, размер экрана, и т.д.).

Принципы сетевой архитектуры стандарта LTE.

Главные принципы построения сетевой LTE-SAE архитектуры - это узел шлюза (например, GW, Gateway Node), опорная точка, которая является общей как для этой, так и для остальных технологий доступа. Для пользователя выполнена оптимизация архитектуры на функциональном уровне в плоскости. Объединяет все интерфейсы реализация протоколов на базе IP. Совместное использование технологий доступа, которые не относятся к 3GPP, реализуется на базе IP в сети и непосредственно у абонента. Используется снижение количества узлов с четырех до двух в базовых станциях и шлюзах. Применяется принцип разделения функций интерфейса в сети RAN-CN радиодоступа, также, как у технологий WCDMA/HSPA.

Плоскость пользователя и плоскость управления между шлюзом и системой управления мобильностью (ММЕ) тоже разделяются.

Конфигурации сервисного шлюза и шлюза, выполняющего функции устройства сети пакетных данных (PDN), настраиваются на выполнение обеих задач или одной из них. Опорной точкой, общей для всех остальных технологий доступа служит PDN-шлюз. Это условие обеспечивает стабильная точка присутствия для всех пользователей на основе IP, независящая от мобильности. Архитектура сети представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Архитектура сети LTE
eNB – базовые станции;

Serving GW – общий шлюз доступа;

LTE-Uu - физический интерфейс пользователя;

X2 - физический интерфейс между базовыми станциями для обеспечения хендовера;

S1u - интерфейс передачи пользовательских данных; S1-c – служебный интерфейс MME.

Главный компонент архитектуры SAE - это Evolved Packet Core (EPC), который является эквивалентом для сети GPRS.
Компоненты EPC:

MME (Mobility Management Entity - узел управления мобильностью) — это основной модуль, который контролирует сети доступа LTE. Его функциями являются:

- ответственность за обеспечение слежения, мобильности, пейджинга UE (User Equipment - пользовательского устройства), хэндовера;

- участвует в процессах активации/дезактивации ресурсов в сети;

- отвечает за выбор SGW для UE при начальном подключении и при хэндовере внутри LTE со сменой узла ядра сети (Core Network — CN); Он отвечает за аутентификацию пользователя (при взаимодействии c HSS);

- управляет безопасностью;

- обеспечивает узаконенный перехват сигнализации;

NAS (Non-Access Stratum) - сигнализация слоя без доступа оканчивается в MME, который:

отвечает за распределение и генерацию временных идентификаторов для UE;
проверяет авторизацию UE для доступа к сервис-провайдерам мобильных сетей (Public Land Mobile Network — PLMN);
реализует роуминговые ограничения для UE.

MME - это заключительная точка сети для защиты / шифрования целостности сигнализации NAS, который предоставляет плоскость функций контроля для обеспечения мобильности между сетями доступа 2G/3G через интерфейс S3 установленный к MME от SGSN и LTE. Для обеспечения роуминга UE, MME соединен интерфейсом S6a с домашним HSS.

SGW (Serving Gateway — обслуживающий шлюз). Его функциями являются:

- обработка и маршрутизация пакетных данных поступающих из/в подсистему базовых станций;

- выполняет роль узла управления мобильностью (mobility anchor) между:

1) базовыми станциями (eNodeB) для пользовательских данных при хэндовере;

2) между сетью LTE и сетями с другими технологиями 3GPP;

- подключает нисходящий канал данных (Down Link — DL), когда UE свободен и не занят вызовом и производит пейджинг, если требуется передать данные по DL в направлении UE;

- он управляет и хранит состояния UE (например, внутреннюю информацию по сетевой маршрутизации, требования по пропускной способности для IP-сервисов);

- предоставляет копию пользовательских данных при узаконенном перехвате.

PGW (Packet Data Network Gateway - пакетный шлюз). Его функциями являются:

- обеспечение соединение от UE к внешним пакетным сетям данных, являясь точкой входа и выхода трафика для UE. UE может одновременно соединяться с несколькими PGW для подключения к нескольким сетям;
- выполняет функции фильтрации пакетов для каждого пользователя, защиты, поддержку биллинга, узаконенного перехвата и сортирование пакетов;

- является узлом управления мобильностью между 3GPP и не-3GPP технологиями (WiMax и 3GPP2 (CDMA 1X и EvDO)).

PCRF (Policy and Charging Rules Function - узел выставления счетов абонентам). Объединяет в себя несколько устройств в рамках SAE EPC, функциями которых являются:

- отслеживание потока предоставляемых услуг;

- обеспечение тарифной политики.

Если приложение требует контроля или начисления платы в режиме реального времени, то может быть использован дополнительный сетевой элемент под названием Applications Function (AF).

Распределение интеллекта в LTE-SAE.

Чтобы обеспечить необходимую функциональность в рамках LTE в структуре SAE, слой управления сдвигается от ядра к периферии. Управляющие узлы RNC удаляются и управление радиочастотным ресурсом, передается базовым станциям.

Базовые станции нового типа называются eNodeB или eNB.

Для корректной работы 3GPP по установке архитектуры распределительной сети для LTE, требуется поддержка двух основных интерфейсов:

S1 — интерфейс между LTE eNBs и EPC (Evolved Packet Core - включает S-GW и MME);

X2 — интерфейс, который объединяет базовые станции eNBs с другими eNBs по определенным логическим группировкам.

Эти интерфейсы применяются при обмене сообщениями (передаче пакетов) контрольной плоскости и канальной плоскости (пользовательские данные). Улучшение характеристик покрытия обеспечивается микросотами (маломощные eNBs для покрытия небольшой площади), пикосотами (помещения торговых центров, офисных комплексов, вокзалов) и фемтосотами (небольшие офисы и жилые дома).

Рисунок 1.2 - Логическая архитектура LTE
По степени эволюции беспроводных технологий их функциональная направленность расширялась: появились плоскость полезных данных IP (IP Bearer Plane) и распределенный радиоконтроль (Distributed Access Control).

eNBs, установленные на базовых станциях - это собой конечные точки IP с поддержкой плоскости полезных данных IP. Сигнальный трафик в этой плоскости передаётся через туннели SCTP, а пользовательский - через туннели GTP. eNBs, являющиеся конечными точками IP, отображают пользовательский трафик на несущие потоки IP (S1) между S-GW/MME и контроллерами eNBs.

При перемещении пользователя в другую соту, интерфейс несущего IP-потока (X2) между eNBs разных сот используется для обмена протокольными сообщениями при координации эстафетной передачи между соседними узлами.

На рисунке 1.2 изображен интерфейс X2 между eNBs и интерфейс S1 между контроллерами и eNBs.

Предположительно, интерфейс S1 выполняется в основном по соединениям «точка – точка» между контроллерами и eNB, но соединения «точка — множество точек» также возможны. Обычно интерфейс X2 выполняется по многоточечным соединениям между подмножеством соседних ячеек, находящихся в одной подсети IP. Количество ячеек может достигать 32 и 64, нов типичной функциональной модели будет не более 4–16 ячеек.

Интерфейс X2 оказывается в выигрыше от от стабильности работы сети и низкой задержки при обмене протокольными сообщениями между сотами в одной подсети IP, особенно после введения расширенных возможностей LTE (в редакция 10 и поздних версий), например, многоточечная скоординированная передача Coordinated Multipoint Transmission (CoMP).

Это обеспечивает повышение высокого уровня прямого взаимодействия. Данное подключение делает возможным направление необходимых вызовов напрямую, так как большое количество соединений и звонков в сети предназначены для мобильных устройств в той же или соседних сотах.

Особенностью новой структуры является возможность направления вызовов по укороченному маршруту и с минимальным использованием ресурса ядра сети. Кроме реализации 1 и 2-го уровней OSI, eNB управляет некоторыми другими функциями, включающие в себя управление мобильностью и балансировку нагрузки, контроль радио ресурсов и управление доступом, принятие решений о хэндовере для оборудования (UE) или мобильных пользователей.

Заложенная в eNB гибкость, позволяет поддерживать последующее расширение функциональности для перехода от LTE к LTE Advanced.

Распределение пропускной способности.

На рисунке 1.3 приведена упрощенная схема распределения пропускной способности для EVC (Ethernet Virtual Circuit) для различных классов трафика ( между пользовательскими данными и трафиком синхронизации, или между несколькими MNO на одной площадке, или даже несколькими поколениями мобильного трафика одного и того же MNO).

Рисунок 1.3 - Распределение пропускной способности для различных классов трафика
EVC2 (см. рисунок 1.3) может состоять из множества CE-VLAN, а каждая CE-VLAN выделена для своего класса трафика (например, для синхронизации, для пользовательских данных или сигнализации).

Видео, интернет или голос – это классы пользовательского трафика. Распределительная пакетная сеть поддерживает эти классы трафика в одном и том же EVC для данного eNB и в различных EVC.

В классе трафика синхронизации на базе пакетного метода лучшим выбором оказывается выделение отдельного EVC, потому что такой EVC может быть многоточечным к UNI во всех eNB, которые обслуживаются пакетной сетью. Объем трафика, передаваемый «по мере возможности», является сновным и провайдерам распределительной сети необходимо уйти от применения жестких ограничений к производительности для высоко приоритетного и общего трафика.

Для оптимального объема пропускной способности сети необходимо поддерживать не менее двух классов сервиса (высокоприоритетного и низкоприоритетного) а по возможности и еще дополнительного класса со строгим приоритетом трафика синхронизации, чтобы минимизировать задержки.

Фактически стандарт LTE обладает в большой степени совместимостью с эфирным интерфейсом других систем подвижной связи.

Сеть называется E-UTRAN Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (развивающаяся универсальная наземная сеть радиодоступа). Далее указаны основные технические параметры технологии LTE.

1 2 3 4 5 6 7

	Пояснительная записка Студент Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования		Пояснительная записка Студент Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
	Пояснительная записка Студент Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования		Пояснительная записка Студент Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
	Пояснительная записка Студент Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования		Пояснительная записка Студент Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
	Пояснительная записка Студент Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования		Пояснительная записка Студент Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
	Пояснительная записка Студент Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования		Пояснительная записка Студент: Чернецов В. С Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
	Пояснительная записка Уважаемый студент! Методические рекомендации по дисциплине экономические и правовые основы профессиональной деятельности созданы Вам в помощь для выполнения...		Пояснительная записка Студент Организация данных. Sql дает пользователю возможность изменять структуру представления данных, а также устанавливать отношения между...
	Пояснительная записка Студент Организация данных. Sql дает пользователю возможность изменять структуру представления данных, а также устанавливать отношения между...		Пояснительная записка Студент Выявлены потребности и желания клиентов в предоставляемых услуг связи, перечень наиболее востребованных услуг, сервисов и спрос на...
	Пояснительная записка 3 Направленность 3 Новизна 3 Актуальность 4 Рабочая программа модуля «Волшебное тесто» дети 4-5 лет 26 пояснительная записка 26		Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Информационные системы и технологии» Пояснительная записка содержит 25 страниц, 3 изображения, 3 источника, 2 приложения

Пояснительная записка Студент

Похожие: