Wi-MAX технологиясы

Развертывание систем WiMAX:

Построение сети фиксированного беспроводного доступа  предполагает использование трех типов  оборудования — базовых станций, абонентских станций и оборудования для организации связи между  базовыми станциями.

Для того чтобы два  и более радиосигнала не мешали работе друг друга, необходимо, чтобы они  совпадали (пересекались) по частоте (частотному спектру), времени и в пространстве. Тем самым, каждая система для  своего нормального функционирования должна иметь частотно-территориальный  разнос (ЧТР) с мешающим сигналом (интерференцией). Кроме того, поскольку мы имеем  дело с цифровыми системами, радиосигналы в которых имеют форму импульса, то условие совпадения по времени  означает совпадение или наложение  по времени импульсов сигналов, приходящих в систему. Тем самым, временной  разнос импульсов радиосигналов  может быть обеспечен временной  синхронизацией работы системы с  источниками интерференции.

Сети стандарта IEEE 802.16 WiMAX являются на сегодняшний день наиболее высокотехнологичной системой BWA в области беспроводных телекоммуникаций и предъявляют повышенные требования к параметрам и качеству своего антенно-фидерного тракта. Антенны и СВЧ тракт в целом является самой капризной частью любой системы беспроводного доступа, в случае же сетей WiMAX, неправильная интеграция активного оборудования и СВЧ может свести к нулю все преимущества данной технологии. В базовых станциях сетей WiMAX могут использоваться всенаправленные и секторные антенны с углом сектора на 60, 90 и 120 градусов.

При установке базовых  станций используется существующая инфраструктура.

Рисунок 24 - Типовая  схема включения БС WiMAX, размещенных на существующих площадках БШД с использованием транспортных каналов NGN

Местоположение WiMAX-площадок должно выбираться таким образом, чтобы  обеспечить максимальную производительность. С точки зрения операционной эффективности  особое внимание необходимо обращать на операционную поддержку процесса развертывания площадок, а также  на их стандартизацию. Это позволяет  экономить время и деньги, затрачиваемые  на проектирование каждой индивидуальной площадки. Стандартизация подразумевает  создание небольшого набора конфигураций, которые берутся как готовые  проекты и подгоняются с минимальными изменениями под специфику конкретной площадки. На рынке существуют инвентарные  решения, поддерживающие автоматизацию  такого процесса. Особое внимание в  таких решениях следует уделять  поддержке актуальности инвентарных  данных, так как в дальнейшем они  будут необходимы для расширения WiMAX-площадок по мере роста спроса и  для гарантирования высокого уровня услуг.

8. БЕЗОПАСНОСТЬ  ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ РАЗВЕРТЫВАНИИ  СЕТИ.

8.1 Особенности географического  положения Егорьевского района  Московской области.

Расположен в 101 км к юго-востоку от Москвы (80 км от МКАД), в Мещёрской низменности, на реке Гуслица (приток Нерской), связан со столицей прямой автодорогой (Москва — Касимов). Население 80000 человек.

Поверхность территорий Егорьевского района в основном равнинная, с небольшими холмам, достигающими высоты 140 м над уровнем моря. Лишь к югу от Егорьевска есть отдельные  холм, поднимающиеся до 168 и 214 м. Самая  низкая часть территории находится  близ реки Цны и реки Устани, здесь она опускается до уровня 107 м. Егорьевский район характеризуется высокой лесистостью (52,5%), что выше среднего показателя по Московской области более чем на 10 процентов. Все реки на территории района относятся к категории малых. В районе выделяется 26 относительно крупных рек и речек, среди них р. Ока - 280 км, р. Москва - 44 км, р. Клязьма - 27 км.

8.2 Воздействие радиочастотного  поля на организм человека

Распространение широкополосного  Интернета обеспечивает развитая сеть базовых станций с фиксированными антеннами, передающими информацию коммутационным центрам с помощью  радиочастотных сигналов. С целью  обеспечения повышения скорости мобильного интернета операторы  увеличивают количество базовых  станций и осуществляют их постоянное переоснащение в соответствии с  самыми новыми технологическими разработками отрасли. Факт наличия значительного  количества радиотехнических объектов время от времени вызывает беспокойство по поводу возможного влияния радиосигналов  на здоровье пользователей.

В результате проведенных  исследований Всемирная организация  здравоохранения (ВОЗ) официально признала, что ни одна из проведенных в последнее  время экспертиз не подтвердила, что радиочастотное поле, создаваемое  мобильными телефонами или базовыми станциями, негативно влияет на здоровье человека.

Важно также указать, что установленные в России максимально  допустимые уровни излучения значительно  ниже допустимого уровня влияния  радиочастотных сигналов радио- и телевизионных  передатчиков, некоторых других бытовых  приборов (например, микроволновых  печей).

Месторасположение базовой станции определяется с  учетом необходимости обеспечения  покрытия и качества связи и обусловливается  наличием помещений или открытых мест, отвечающих техническим требованиям  для монтирования соответствующего оборудования. Базовые станции позволяется  устанавливать на сооружениях общественного  пользования и жилых домах, если суммарная мощность излучения не превышает предельно допустимых уровней, установленных санитарными  нормами.

Санитарные нормы  уровней излучения приведены  в документе «Санитарные нормы  и правила защиты населения от действия электромагнитных излучений», утвержденном приказом Министерства транспорта и связи России (от 01.08.96 г. №29) и  зарегистрированном в Минюсте России (29.08.96 г. №488/151). В соответствии с  этими нормами плотность потока электромагнитной энергии не должна превышать в месте пребывания человека 2,5 мкВт/см2. Нормативная база России в сфере гигиены электромагнитного облучения является одной из самых жестоких в мире. Для сравнения приводим предельно допустимые уровни электромагнитного излучения в мкВт/см2: Россия — 10; Скандинавия — 100; Венгрия — 12. Результаты исследований влияния мобильной связи

На сегодня достоверно подтвержден только непрямой вред излучения  радиосвязи в населенных пунктах. Так, немецкие ученые протестировали работу 231 модели кардиостимуляторов при влиянии  на них микроволнового излучения  радиоволн. В соответствии с результатами их исследования, более 30% кардиологических аппаратов подвержены влиянию радиоволн.

Микроволновый диапазон электромагнитного поля, в котором  работает современная радиосвязь, находится  в пределах 450 МГц—2 ГГц. Такие поля, в отличие от ионизирующего излучения (гамма-, рентгеновские лучи, коротковолновый ультрафиолет), независимо от их мощности, не могут вызывать ионизацию или вторичную радиоактивность в организме.

Доказано, что волны  диапазона с частотой выше 1 МГц  приводят к нагреванию тканей (вследствие поглощения ими энергии электромагнитного  поля). Поля высокой интенсивности  способны локально повышать температуру  тканей на 10° и больше. Даже менее  важное изменение температуры живых  тканей может приводить к таким  последствиям, как нарушение развития плода, снижение мужской фертильности, изменение гормонального фона.

Можно выделить четыре системы организма, более всего  поддающиеся вредному влиянию электромагнитного  излучения:

1. Центральная нервная  система. Она наиболее чувствительна  к электромагнитным полям. Наблюдается  ухудшение памяти, внимания, нарушение  сна, возможно возникновение нейроциркуляторной  дистонии.

2. Иммунитет. Происходит  угнетение иммуногенеза, что приводит  к ухудшению устойчивости организма  к различным инфекциям.

3. Эндокринная система.  Увеличивается содержание адреналина  в крови (нет потребности рассказывать о вреде повышенного давления и хронического пребывания организма в состоянии стресса).

4. Половая система.  Именно молодые люди репродуктивного  возраста особенно часто пользуются  источниками электромагнитных волн. Наблюдается угнетение сперматогенеза, повышение количества врожденных  недостатков развития и увечий. Яичники более чувствительны  к влиянию электромагнитного  излучения.

Из изложенного  очевидно, что при равномерном  расположении базовых станций в  зоне покрытия широкоплосным мобильным интернетом с соблюдением санитарных норм наибольшую опасность для здоровья абонента несет непосредственно его мобильный телефон и телефоны людей, его окружающих. Причем от работающего рядом мобильника можно получить значительно выше уровень облучения, чем от собственного телефона. Это связано с тем, что при разговоре антенна мобильника ориентирована таким образом, чтобы ее основный поток излучения направлялся в сторону от головы того, кто разговаривает. К сожалению, такое облучение мы очень часто можем получить в общественном транспорте.

При установлении антенны  базовой станции вокруг нее фиксируется  санитарная зона, за границей которой  суммарная мощность излучения не превышает предельно допустимых уровней, установленных санитарными  нормами. Место установления антенны  базовой станции, которая не попадает в санитарную зону, является вполне безопасным. При этом, чтобы отвести санитарную зону от сооружения, на котором устанавливается антенная система (до трех антенн), последнюю закрепляют на башню, возвышающуюся на 10—20 м над уровнем крыши сооружения, или же на край стены сооружения (только одну отдельную антенну). А вот все места и сооружения, расположенные в направлениях, куда нацелены антенны, попадают под облучение микроволновой энергии, которая с увеличением расстояния от установленной антенны спадает. Следовательно, сооружение или здание, на котором устанавливается базовая станция, имеют самую низкую величину облучения. А те здания, где нет антенн базовых станций, но расположенные в зоне облучения антенн с соседних зданий, имеют наивысший уровень облучения. Причем, чтобы «пробить» стены зданий и тем самым обеспечить достаточный уровень мощности для работы мобильных телефонов, мощность облучения от базовой станции нужно увеличивать. Повышение мощности излучения антенны базовой станции требуется также и в случае, когда базовая станция расположена на значительном расстоянии от зоны, которую она должна обслуживать, чтобы компенсировать потери энергии на большое расстояние распространения. Следовательно, чтобы излучение антенн базовых станций было как можно ниже, они должны равномерно располагаться в зоне обслуживания. Если же зона обслуживается отдаленными базовыми станциями, то уровень радиочастотной энергии существенным образом повышается и может на отдельных направлениях наносить ущерб.

9. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ  ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ РАЗРАБОТКИ  ИНФОРМАЦИОННОЙ СЕТИ НА ОСНОВЕ  ТЕХНОЛОГИИ Mobile WiMAX

Построение сети МБД может проводиться различными способами, которые требуют различное  количество каналов для реализации. В первую очередь количество каналов, требуемых для построения сети МБД, определяется размерностью кластера. Для частотно-территориального планирования сетей МБД используются кластеры 1, 2 или 3, в редких случаях 4. Так как  системы МБД строятся с использованием секторных антенн, то конфигурация сети в зависимости от типа кластера записывается в следующем формате:

BxSxF, (32)

где B - количество БС в кластере c разными наборами частот,

S - количество секторов  на БС,

F - количество частот  на одной БС.

Впоследствии, с  ростом абонентской базы требования к пропускной способности возрастут, и доход от новых абонентов  можно будет использовать на расширение сети. Для минимизации перепланирования и построения уровня плотности размещения БС: макро, микро и пико. Макроуровень обычно строится из БС с радиусом обслуживания до нескольких километров и в основном предназначен для обслуживания абонентов, движущихся в автомобиле, и части пешеходов на улице. Такие абоненты не могут быть обслужены БС с меньшими зонами обслуживания, так как потери пропускной способности и задержки из-за частого хэндовера приводят к ухудшению качества связи. Также макроуровень используется для покрытия малонаселенных районов. Микроуровень состоит из БС с радиусом обслуживания обычно до километра и применяется для обслуживания пешеходов в районах со средней плотностью абонентов внутри и вне помещений. Как правило, микро- и макроуровни обеспечивают сплошное покрытие городов.

Пико-уровень строится из БС с радиусом обслуживания до нескольких сотен метров и предназначен для обслуживания пешеходов и стационарных абонентов в местах скопления людей: в магазинах, на площадях, в транспортных узлах и т.д. Построение многоуровневой сети схематично показано на рис. 2, при этом каждый уровень может строиться с применением секторных или всенаправленных антенн.

Каждый уровень  такой сети может строиться с  единичным переиспользованием частоты, однако из-за существенной разницы в мощности между БС различных уровней невозможно развернуть на одной территории разные уровни с использованием одного частотного канала. Это приводит к тому, что соты нижнего уровня испытывают недопустимые помехи от БС более высокого уровня. По этой причине для построения многоуровневой

Таким образом, для  обеспечения гибкости при планировании сетей МБД требуется порядка  трех-четырех каналов, что позволяет  постепенно наращивать количество оборудования и пропускную способность сети, а  также строить сети с многоуровневой иерархией. В результате этого при  использовании оборудования с шириной  канала 10 МГц требуется порядка 30—40 МГц.

Помимо этого  очень важно отметить, что спектр, выделяемый одному оператору, должен идти одним непрерывным блоком. В первую очередь это объясняется конструкцией современных БС. Как правило, многосекторные макро-БС МБД изначально предусматривают модульную конструкцию. При этом предусматривается функционирование всех каналов БС в узком диапазоне, что позволяет создавать высококачественные фильтры, обеспечивающие значительное подавление помех в соседних каналах и эффективное использование спектра за счет исключения защитных полос, а также дублировать часть высокочастотных цепей для разных каналов. При несплошном выделении спектра такая возможность отсутствует, что требует покупки большего количества оборудования, дополнительных усилий по интеграции нескольких комплектов БС и увеличивает затраты на размещение и эксплуатацию БС. Все это может привести к многократному увеличению стоимости построения сети МБД. Также несплошное выделение повышает вероятность появления помех от сетей различных операторов в соседних полосах и требует организации дополнительных защитных полос.