2.4 Характеристика радиоинтерфейса

Все данные делятся на кадры (frames), передача происходит по восходящим и нисходящим каналам (uplink / downlink). Базовый кадр Canopy имеет продолжительность 2,5 мс с делением на связь вверх и вниз. Модули ретрансляции поддерживают связь между собой по протоколу «точка-точка». Модули точек доступа поддерживают связь с абонентскими модулями по протоколу «точка-многоточка».

При передаче в режиме «точка-многоточка» существует одна точка доступа и несколько абонентских модулей. При этом точка доступа управляет процессом отправки и получение данных. Абонентские модули должны запрашивать полосу пропускания для отправки данных на точку доступа по восходящему каналу связи, поэтому процесс запроса и резервирования вносит задержку в циклы передачи.

Значение совокупной пропускной способности зависит от оборудования и рабочих настроек, таких как соотношение пропускной способности между восходящими и нисходящими каналами связи, фактическими условиями радиосвязи и значением максимальной дальности.

Структура базового кадра показана на рисунке 2.1

Рисунок 2.1 - Структура базового кадра

Полоса пропускания к абонентским модулям конфигурируется на точке доступа. При этом происходит установка границы между интервалами данных, передаваемых точкой доступа и абонентскими модулями, что задает пропускную способность “вверх” и “вниз”.

Интервалы данных содержат фрагментированные пользовательские данные. Ethernet-пакеты разбиты на 64-байтовые фрагменты для передачи по радиоканалу, поэтому ошибки оказывают минимальное влияние, помимо этого фрагментирование данных ускоряет избирательную повторную передачу пакетов.

Рисунок 2.2 - Фрагментирование данных в системе Canopy

В кадре Canopy имеется 33 интервала данных, это число колеблется в зависимости от дальности и выбранного количества интервалов управления.

Содержание базового кадра:

- 1 интервал маяка.

- 1 интервал управления потоком данных “вниз” (downlink).

- 1…7 интервалов подтверждения для данных передаваемых “вниз” (3 по умолчанию).

- 0…6 интервалов подтверждения для высокоприоритетного канала данных передаваемых “вниз” (по умолчанию – 0).

- Интервалы данных, передаваемых “вниз” (число зависит от настроек).

- 1…7 интервалов подтверждения для данных передаваемых “вверх” (по умолчанию – 3).

- 1…16 интервалов управления данными, передаваемыми “вверх” (по умолчанию – 3).

- Интервалы данных, передаваемых “вверх” (число колеблется).

- 0…6 интервалов подтверждения для высокоприоритетного канала данных “вверх” (по умолчанию – 0).

- 0…15 интервалов управления для высокоприоритетного канала данных “вверх” (по умолчанию – 0).

- Интервалы данных высокоприоритетного канала “вверх” (число колеблется).

Таким образом, максимальная совокупная пропускная способность будет составлять: 33 интервала данных × 64 байта = 16 896 бит. Длина кадра составляет 2,5 мс, повторяемая 400 раз в секунду. Следовательно, максимальная теоретическая совокупная пропускная способность будет составлять 16 896 бит × 400/с = 6,758 Мбит/с. Но при этом не учитываются дополнительные служебные данные, добавляемые к кадрам Ethernet перед передачей по радиоинтерфейсу.

Интервал маяка осуществляет синхронизацию и распределение по абонентским модулям и включает в себя:

– соотношение между пропускной способностью вверх/вниз;

– электронный серийный номер точки доступа;

– цветовой код (цветовой код – номер определенной точки доступа);

– режим работы: «точка-точка» или «точка-многоточка»;

– количество зарегистрированных пользователей на точке доступа;

– текущий номер кадра;

– информацию об управляющем интервале.

Точка доступа передает кадры, содержащие управляющую информацию, которая выделяет интервалы передачи в будущих кадрах тем абонентским модулям, которые ранее выдали запрос на обслуживание. Кадры также содержат маяк, управляющую информацию и данные, ранее запрошенные отдельными абонентскими модулями. Каждый абонентский модуль сверяется с кадрами передаваемыми точкой доступа для синхронизации с данной точкой доступа и определения, адресована ли ему содержащаяся в кадре информация. Если информация действительно адресована данному модулю, он принимает ее и направляет соответствующему пользователю.

В кадрах передаваемых абонентскими модулями содержится управляющая информация от каждого абонентского модуля, запрашивающего передачу данных в последующих кадрах. Абонентские модули размещают данные в кадрах, при этом объем данных заранее определяется точкой доступа. Так как одна точка доступа может поддерживать до 200 абонентских модулей, то, соответственно, если бы все 200 абонентских модулей располагали информацией для одновременной передачи на точку доступа, они бы все запросили разрешение на передачу данных к точке доступа (по умолчанию – 3 абонентских модуля на кадр). Продолжительность кадра составляет 2,5 мс, повторяемых 400 раз в секунду, поэтому запросы от всех абонентских модулей на обслуживание будут удовлетворены в течение приблизительно 70-80 мс.

Интервалы управления – это единственные интервалы в радиоинтерфейсе Canopy, являющиеся объектом конкуренции. Если абонентский модуль хочет что-либо передать, он посылает сообщение следующего плана: «у меня имеется 8 Ethernet-кадров для передачи». Количество интервалов управления при передаче вверх по умолчанию установлено на точке доступа в значение 3. Таким образом, в пределах 1 кадра запросы на точку доступа могут направить 3 абонентских модуля. Если слишком большое число абонентских модулей конкурирует за одни и те же 3 интервала управления, то число последних можно увеличить. Точка доступа распределяет кадры, которые будет использовать каждый абонентский модуль: до 1024 кадров выделяется предварительно. Реально же не все абонентские модули будут передавать данные в том же самом кадре.

Абонентские модули запрашивают полосу пропускания путем отправки сообщений с запросом о полосе (bandwidth request message – BREQ) для передачи до 8 Ethernet-кадров, используя интервалы управления. Задержка в Canopy связана с процессом запроса и предоставления полосы пропускания. Если имеется только одна пара «абонентский модуль – точка доступа», то интервалы предназначенные для передачи данных к точке доступа не используются в процессе запроса полосы пропускания. Ввиду этого полная пропускная способность системы Canopy может быть достигнута только тогда, когда на одну точку доступа приходится свыше одного абонентского модуля.

Заключение

В данной работе произведено обоснование применения высокоскоростной сети передачи данных. В отчете был сделан анализ существующих систем беспроводного абонентского доступа, исходя из которого, было отдано предпочтение в пользу системы Canopy фирмы Motorola. Выбор системы производился по многочисленным параметрам, таким как: технические характеристики системы, возможность применения системы в Казахстане, стоимость, надежность и так далее. В работе проведен анализ сетей беспроводного доступа. Анализ показал, что широкополосные системы ра­диодоступа, (в особенности интегрированные решения на их основе) являются альтер­нативой ВОЛС.