Проектирование замкнутой широкополосной сети 4G

Введение

XXI век по праву считается веком информационного бума, веком скоростного технического развития и прогресса. Данная формулировка коснулась и сферу телекоммуникаций, достижения в которой уже перестали поражать воображение пользователей. В мире быстрого темпа и бесконечного движения самым важным фактором является экономия времени, поэтому для разработчиков сотовых сетей скорость обмена данных стала самым актуальным вопросом. На сегодняшний день широкое применение в мире сотовой связи нашла технология Long Term Evolution (LTЕ), отличающаяся от своих предшественников большей скоростью и качеством передачи данных. LTE является мобильной технологией четвертого поколения – 4G и имеет пиковую скорость передачи данных в движении 100 Мбит / с и при стационарном использовании до 1 Гбит / c.

В марте 2009 года выходят первые спецификации данной технологии, вслед за этим операторами сотовой связи начинаются разворачиваться тестовые и коммерческие сети LTE по всему миру. В Казахстане данная технология начала внедряться с 2012 года на частоте 700 МГц и уже к 2014 году к связи четвертого поколения были подключены все областные центры. Это привело к новым импульсам в развитии интерактивных сервисов и внедрению новых технологии в экономику страны.

Актуальностью данного проекта является улучшение качества связи внутри объектов и зданий, где технические характеристики последних затрудняют прохождение сигнала мобильной связи от внешних базовых станций. В связи с растущим объемом трафика необходимо организовывать покрытие сети и внутри помещений. С внедрением 4G в Казахстане увеличилось число сетей, использующих беспроводную связь внутри помещений. Однако, в ходе этого возникают определенные проблемы, связанные с моделированием препятствий на пути прохождения сигналов, а также в связи с многолучевым распространением сигналов и большим количеством переотражений. Все это не может не сказываться на производительность сети.

Данная работа направлена на анализ производительности замкнутой широкополосной сети 4G. Рассмотрены основные этапы развития сети 4G, особенности сети, основные различия данной технологии от технологии Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX), а также в данной работе рассмотрены основные особенности проектирования замкнутых широкополосных сетей, явления, влияющие на производительность сети, анализ производительности сети, меры охраны труда и безопасности жизнедеятельности на сети; экономические показатели предлагаемых решений.

1. Теоретическая часть

1.1 История создания технологии 4G

Для того, чтобы понять, как мир пришел к технологии 4G нужно рассмотреть поэтапно всю эволюцию развития. Начать стоит с технологии 1G.

Буква «G» является аббревиатурой от слова generation, что в переводе означает поколение и представляет собой семейство стандартов, работающих на одном принципе. Самое первое поколение являлось аналоговой связью, которое не имело услугу передачи данных, а предоставляло только голосовые вызовы. Данное поколение появилось в 80–е года и базировалось на технологии Advanced Mobile Phone Service (AMPS) в США, в Европе же на технологии Nordic Mobile Telephony (NMT).

Однако первое поколение было не совсем удачным, так как связь была некачественной, которая не соответствовала высокой цене за эту услугу. Следовательно, спрос на эту связь был низким. В 90–е года произошел цифровой бум, связанный с появлением технологии 2G, что позволило новому стандарту конкурировать с существующей проводной связью. Однако Европа и США все также продолжали развиваться в абсолютно разных направлениях. В США доминирующим была технология Digital Advanced Mobile Phone System (D–AMPS) и ранние версии Code Division Multiple Access (CDMA), в Европе же развивалась технология Groupe Special Mobile (GSM).