Главная страница > Настоящее и перспективы радиорелейной связи :

Настоящее и перспективы радиорелейной связи .
     За долгую историю своего развития, насчитывающую более шести десятилетий, несмотря на масштабное разворачивание ВОЛС, радиорелейная связь по-прежнему остается важнейшей составной частью транспортных систем разного уровня – от ведомственных до международных.

Еще лет пятнадцать назад радиорелейная связь широко использовалась для реализации международных и национальных телекоммуникационных проектов. Достаточно сказать, что большинство междугородных каналов связи организовывались с использованием таких систем: в США – до 70%, в странах Западной Европы – более 50%, в Японии – примерно 50%.

В Украине в настоящее время широко используется радиорелейная связь для передачи телевизионного сигнала (КРРТ), достаточно протяженную радиорелейную инфраструктуру имеет Укртелеком. Примечательным фактом является и то, что первая цифровая магистральная линия в Украине, которая использовалась для международной связи, была линия "Киев-Азимут", построенная с применением радиорелейного оборудовании компании Siemens в 1992 году. Именно этот вид связи позволил Украине в кратчайшие сроки организовать собственную международную связь после обретения независимости.

Отметим также, что оборудование Siemens было использовано и в 1996 году для построения самой протяженной в мире магистральной радиорелейной линии связи Москва-Хабаровск.

Настоящее и перспективы

Следует признать, что прежнее значение радиорелейной связи на магистральном уровне было утеряно – ее повсеместно вытесняет волоконно-оптическая связь.

Но не везде и не всегда. На относительно пустынных или неосвоенных, а также сложнорельефных территориях (в той же России, в Африке и т. п.), в ряде случаев для дублирования отдельных участков оптики, как предтеча ВОЛС (при необходимости развернуть связь не дожидаясь завершения строительства оптических линий) и др., радиорелейная связь вполне достойно востребована на магистральном уровне и сегодня.

Новый же импульс в своем развитии радиорелейная связь получила с развитием новых технологий связи, таких, как сотовая связь – мобильная и WLL, различных технологий радиодоступа для передачи данных и др. Именно эти технологии, требующие строительства огромного числа базовых станций и точек доступа, широко используют радиорелейную связь, как одно из самых эффективных (в части стоимости и скорости разворачивания) средств доставки трафика – к каждой базовой станции ВОЛС не проложишь. Экспертами здесь прогнозируется дальнейший рост значения и применений радиорелейной связи, особенно в свете развития широкополосного беспроводного доступа, происходящего в последнее время, в том числе на базе технологии WiMAX.

Достаточно отметить, что сегодня, по данным исследовательского агентства Visant Strategies, у операторов мобильной связи сосредоточено более 70% всех приемопередатчиков радиорелейной связи в мире.

По данным Эрикссон, сегодня базовые станции шести из десяти сетей GSM соединяются с помощью микроволновых систем, а релейные линии связи обеспечивают передачу трафика базовых станций магистральным сетям и узлам коммутации. Такое применение диктует и направления дальнейшего развития радиорелейной связи как беспроводного транспорта сотовых сетей, для которых с увеличением доли неголосового трафика стали весьма актуальны повышение пропускной способности, внедрение механизмов пакетной обработки, поддержки возможностей управления классом сервиса. В этом перечне приоритетной для основных категорий пользователей становится пропускная способность радиорелейных станций.

Естественно, радиорелейная связь остается незаменимой в своих традиционных областях применения, связанных либо с невозможностью использования других систем связи или нецелесообразностью по экономическим соображениям, либо по иным причинам – часто применение радиорелейной связи остается единственным средством, обеспечивающим передачу трафика.

Основными типовыми задачами, решаемыми с помощью этого вида оборудования, являются организация межсайтовых соединений, абонентских выносов, привязка к транспортным магистралям, построение технологических линий связи большой протяженности.

Спектр применения современной цифровой радиорелейной связи достаточно широк, что связано с особенностями разворачивания такой связи. В частности, оборудование радиорелейной связи позволяет оперативно наращивать возможности системы связи путем установки оборудования в помещениях узлов связи, используя антенно-мачтовые устройства и другие сооружения, что сокращает капитальные затраты на создание радиорелейных линий связи. Незаменимой является радиорелейная связь для организации многоканальной связи в регионах со слаборазвитой (или с отсутствующей) инфраструктурой связи, а также на участках местности со сложным рельефом, для развертывания разветвленных цифровых сетей в регионах, больших городах и индустриальных зонах, где прокладка новых кабелей слишком дорога или невозможна. Весьма эффективна радиорелейная связь для восстановления связи в районах стихийных бедствий или при спасательных операциях и др.

Часто радиорелейная связь используются вместо широкополосных оптоволоконных линий, создаваемых в городских условиях для связи между узловыми АТС и другими объектами связи. Такие РРС могут быть встроены в телекоммуникационные сети, отвечающие стандартам SDH/SONET. В этом случае радиорелейная связь интегрируется в городские сети и служит для замыкания колец, для соединения между кольцами и для подключения удаленных узлов доступа; линия может использоваться как транспортная альтернатива оптоволокну или для его резервирования.

В последние годы радиорелейная связь широко используется для построения ведомственных и корпоративных сетей, позволяя оперативно и эффективно обеспечивать связь между удаленными офисами, создавать системы управления и контроля, например, на нефтегазовых магистралях, обеспечивать связью месторождения и др.

Одним из относительно новых применений радиорелейной связи в последние годы стала реализация задач "последней мили" – с помощью радиорелейной связи абонентам предоставляются услуги голосовой телефонной связи, передачи данных (интернет), кабельного телевидения. Особенно эффективны такие применения в пригородных и сельских районах с недостаточной степенью проникновения современной телекоммуникационной инфраструктуры, коттеджных поселках и т. п. При этом, в зависимости от той или иной ситуации, радиорелейная связь может применяться для решения таких задач "последней мили", как отдельное самодостаточное звено при наличии в составе радиорелейного оборудования функционально законченных абонентских окончаний или в сочетании с оконечным мультиплексорным оборудованием или оборудованием АТС, а также в сочетании с другими средствами абонентского радиодоступа.

Например, аналогично использованию в сотовых сетях, для телефонизации используется такая схема применения радиорелейной станции в составе интегрированной системы абонентского радиодоступа, когда с помощью радиорелейной связи обеспечивается вынос необходимого числа цифровых потоков Е1 от проводной транспортной сети на точку доступа, к которой подключается оборудование WLL.

Решение реализации "последней мили", естественно, важный элемент для построения городских и региональных корпоративных сетей, при этом важную роль играет наличие дополнительных сервисов, связанных с наличием дополнительных интерфейсов пакетной передачи данных (Ethernet), низкоскоростных цифровых каналов дополнительно к основным цифровым потокам, возможность телеуправления-телесигнализации, программное управление и конфигурация и т. п. Все это позволяет строить полноценные корпоративные сети передачи данных, используя современные технологии такой передачи.

Сегодня практически все производители радиорелейного оборудования обеспечивают в своей продукции множество новых возможностей, обеспечивающих высокую пропускную способность, гибкость и универсальность, возможность передавать как TDM- так и IP-трафик, масштабируемость, интеграцию с PDH/SDH-проводными системами передачи, минимизацию габаритов и энергопотребления. Кроме того, современное радиорелейное оборудование имеет эффективные системы управления, позволяющие осуществлять удаленный контроль, диагностику и мониторинг, динамическое управление трафиком, кроме того, обеспечиваются возможности миграции и апгрейда оборудования только за счет замены программного обеспечения.

Если говорить о перспективных направлениях в развитии радиорелейной связи, то, по мнению специалистов, они связаны прежде всего с потребностями пользователей, и несут в себе использование различных мультимедийных приложений. Для того, чтобы доставить подобные услуги в центры обработки и коммутации, увеличивается несущая способность радиорелейных систем, осваиваются новые частотные диапазоны и более высокие порядки модуляции. Также функциональность дополняет передача и агрегация сигналов пакетной коммутации (IP, ATM) в чистом, не инкапсулированном виде ("что-то" поверх "чего-то"). Естественно, немалое внимание уделяется устойчивости систем и классов обслуживания.

Конечно же, радиорелейная связь, обладая рядом преимуществ, о которых сказано выше, имеет и определенные недостатки. На нее влияют погодные условия, происходит снижение дальности действия с увеличением рабочей частоты, у компаний могут также возникать вопросы с получением частот. Так что оператор сам, взвесив все "за" и "против", склоняется либо к проводному, либо радиорелейному транспорту в том или ином случае.

Технология и рынок

В настоящее время производством оборудования для радиорелейной связи занимаются в мире сотни компаний, в том числе и в Украине. Общий объем рынка оборудования радиорелейной связи, по данным компании "Современные Телекоммуникации" (Россия) прогнозировался в 2007 году на уровне 4 млрд долл.

Основными производителями такого оборудования являются порядка полутора десятков компаний, при этом, по качественной оценке исследовательской компании Unstrung Insider, лидерами здесь являются компании Ericsson, Nokia Siemens Networks, NEC, Harris Stratex Networks, Alcatel-Lucent, на которые, например, приходится порядка 80-90% оборудования для радиорелейной связи для операторов мобильной связи.

По данным компании Эрикссон, РРЛ занимают значительную часть в общем объеме продаж всего портфолио компании, и глобальная доля рынка Эрикссон в сегменте РРЛ для сетей GSM и WCDMA составляет более 60%. Совокупная же доля мирового рынка РРЛ на короткие расстояния (short-haul microwave) превышает 40%. На сегодняшний день компания поставила более 1,4 миллиона терминалов Mini-Link.

При этом интересно отметить, что миллионная радиорелейная станция Mini-Link была установлена в сети украинского оператора мобильной связи компании "Киевстар" (Эрикссон презентовал компании "Киевстар" золотой Mini-Link).

Согласно исследованию компании "Современные Телекоммуникации", в 2006 году в Россию было поставлено более 15 тыс. единиц оборудования радиорелейной связи, при этом в течение 2004-2006 гг. лидерами среди импортеров стали компании NEC, Nokia (сегодня – Nokia Siemens Networks), Stratex Networks/DMC (сегодня – Harris Stratex Networks), Ericsson и Alcatel (сегодня – Alcatel-Lucent), при этом суммарная доля лидеров за последние три года не опустилась ниже значения 92%, однако имеется тенденция к снижению. Хотя компания "Современные Телекоммуникации" не прогнозирует появление нового игрока, способного кардинально изменить ситуацию на рынке импортных ЦРРС и отмечает появление двух сильных объединенных компаний: Alcatel-Lucent и Nokia Siemens Networks.

Хотя новый игрок на мировом рынке производителей радиорелейного оборудования все же относительно недавно появился – на него вышла китайская компания Huawei Technologies. По данным компании, отсутствие в продуктовой линейке Huawei радиорелейных станций приводило к тому, что при построении сотовых сетей "под ключ" компания ежегодно теряла до 400 млн долл.

И хотя рынок радиорелейного оборудования уже давно поделен между основными производителями, и конкуренция на нем сейчас достаточно жесткая, Huawei все же решила выйти на него, и финансовые потери являются лишь одной из причин, заставившей ее сделать это. Главным фактором в этом случае скорее служит желание компании еще более упрочить свои позиции на рынке мобильной связи, предлагая универсальные и конкурентоспособные решения, сосредоточенные в одних руках. Это выгодно и самими операторам, которые зачастую вынуждены использовать разномастное оборудование самых различных вендоров.

Кроме того, компанию к разработке радиорелейного оборудования нового поколения подталкивает и сама ситуация, складывающаяся сегодня на рынке. Большие площади покрытия и рост числа абонентов, наряду с появлением новых сервисов требуют от сотовых операторов значительного увеличения пропускной способности каналов связи. Особенно это относится к сетям третьего поколения с новыми типами передаваемого трафика, включая высокоемкие мультимедийные приложения. При этом операторы должны быть готовы к тому, что трафик увеличится значительно, а прибыль – нет, что требует от них точно выверенных шагов при выборе оборудования, которое будет использоваться при построении новых сетей. Их основная задача в этой ситуации состоит в том, чтобы сделать оптимальный выбор и снизить как операционные, так и инвестиционные расходы.

Если говорить о рынке Украины, то в нашей стране подобных исследований не проводилось, не предоставляют такую информацию и компании, работающие на отечественном рынке, поэтому говорить достоверно о долях рынка тех или иных производителей радиорелейного оборудования не приходится. Однако если аппроксимировать мировые и российские реалии на рынок Украины, то они будут достаточно близки – в части, по крайней мере, вендоров, лидирующих в сегменте поставок радиорелейного оборудования, например, для операторов мобильной связи. На который, как отмечалось выше, приходится более двух третей всех поставок оборудования для радиорелейной связи.

Расхождения могут быть лишь в долях рынка.

Примерные оценки поставок радиорелейного оборудования для операторов мобильной связи в 2007 году можно сделать, исходя из данных операторов по вводу базовых станций. Так, только ведущей тройкой операторов мобильной связи (Киевстар, УМС и Астелит) в 2007 году было введено около шести тысяч базовых станций. Можно оценочно (данные компании не предоставляют) считать, что число поставленных радиорелейных станций для этих операторов примерно соответствует числу введенных базовых станций, хотя часть из них могла быть подключена к проводной системе связи. Однако, учитывая, что компании развивают свои сети в местах все более удаленных от основных магистралей, то для большинства из вновь введенных базовых станций используется радиорелейный доступ.

Следует также отметить, что примерно полторы тысячи базовых станций были введены другими операторами мобильной связи в стандарте GSM и CDMA, кроме того, следует учесть развитие новых сетей беспроводной передачи данных (WiMAX и др.), хотя на этом направлении развития пока масштабы ввода базовых станций незначительны.

Пока же основными потребителями радиорелейного оборудования в 2007 году являлись операторы сотовой связи, что видно по выданным операторам лицензиям (см. табл.).

Традиционными поставщиками оборудования для операторов сотовой связи Украины, в том числе и радиорелейной связи, являются компании Эрикссон, Alcatel-Lucent и Nokia Siemens Networks, в последнее время активную деятельность здесь демонстрирует и компания Huawei, заключившая контракты с Укртелекомом и некоторыми сотовыми операторами. Что касается использования радиорелейной связи для других применений, то здесь выбор у украинского пользователя весьма широкий. В настоящее время на Украинском телекоммуникационном рынке представлено оборудование радиорелейной связи десятков производителей, как отечественных, так и зарубежных.

Достаточно отметить, что в Реестр радиоэлектронных средств (РЭС) и излучающих приборов (ИП), которые могут использоваться на территории Украины в полосах радиочастот общего пользования, внесено на протяжении 2006-2007 гг. около 300 типов оборудования радиорелейной связи.

Оборудование и особенности для потребителя

Некоторые из разрешенных зарубежных средств приведены в таблице. Конечно же, подробное рассмотрение всей номенклатуры оборудования в рамках статьи не представляется возможным, поэтому остановимся лишь на некоторых особенностях оборудования того или иного производителя.

Так, оборудование FlexiHopper производства компании Nokia ориентировано на решение существующей потребности в транспортных сетях PDH операторов подвижной связи и корпоративных заказчиков. Радиорелейное оборудование FlexiHopper оперирует в 7, 13, 15, 23, 26 и 38 Гц диапазонах частот и применяется для организации межсайтовых соединений, организации магистральных линий связи, как при построении, так и при расширении инфраструктуры в сотовых сетях любых стандартов (GSM, NMT450, CDMA, WCDMA), транкинговых сетях любых стандартов (МРТ-1327, TETRA, ARCO-25), а также для построения корпоративных сетей связи и передачи данных в городах, от отдельных участков до больших территорий. Отличительными особенностями FlexiHopper являются: универсальная платформа для всех диапазонов частот, полное перекрытие диапазонов 7 ГГц-37 ГГц, возможность поддержки одним внутренним блоком до 3-х наружных блоков, интеграция функций радиосвязи и кросс-соединений, связь с наружным блоком одним кабелем. Система управления сетью Nokia NMS может быть использована централизованно для сбора информации об аварийных сигналах и результатов измерения установленных в сети радиорелейных станций Nokia FlexiHopper, а также использоваться для конфигурирования радиорелейных станций. Поддержание связи между системой Nokia NMS и радиорелейной станцией осуществляется через шину Nokia Q1. Nokia NMS обеспечивает полный набор функций, включая управление устранением неисправностей, управление рабочими характеристиками и конфигурациями, а также управление передачей и функциями безопасности.

По словам Павла Шепотько, Старшего специалиста по техническим решениям Эрикссон Восточная Европа и Центральная Азия, для операторов мобильной связи РРЛ приносят гибкость и быстроту развертывания сети и в основном используются для собирания и концентрации трафика от базовых станций в сторону коммутационного центра.

Операторы стационарной связи в основном используют радиорелейную связь в местах труднодоступных (горы, водные преграды, заповедные зоны и т. д.), также немаловажным фактором является все возрастающая стоимость прокладки кабеля в городской части (аренда канализационной структуры).

Само по себе радиорелейное оборудование постоянно совершенствуется, наращивая емкость потока в эфире и функциональную способность, к примеру, передачу сигналов пакетной коммутации с использованием более высоких порядков модуляции.

Фактически ни одно техническое решение не проходит мимо радиорелейной сети. Компания Эрикссон занимает одно из ведущих мест в мире по исследованию и разработке этого оборудования и в своем портфолио содержит решения для всех участков транспортной сети: уровень доступа, городских сетей и магистралей.

До недавнего времени Эрикссон являлся разработчиком и производителем только систем на короткие расстояния (Short Haul). С приобретением компании Marconi в портфолио вошли системы, работающие на длинных расстояниях свыше ста километров с возможностью передачи до 20 потоков STM-1 через одну антенну.

Оборудование компании Эрикссон MINI-LINK НС представляет собой компактное решение для организации радиорелейных линий SDH со скоростью 155 M6ht/c (STM-1), работающее в полосах частот 7-38 ГГц. Данное решение предоставляет гибкие возможности по организации радиоканалов точка-точка с высокой пропускной способностью. Оборудование MINI-LINK НС может использоваться в сетях мобильной и фиксированной связи. В мобильных сетях, как правило, данное оборудование используется на уровне агрегации или доступа, там, где требуется повышенная (по сравнению с традиционными PDH радиорелейными системами) пропускная способность. Также решение MINI-LINK НС может использоваться для построения отдельных сегментов сетей фиксированной связи с организацией резервированных каналов STM-1.

Другой областью применения MINI-LINK НС являются узлы агрегации трафика широкополосного доступа, например, xDSL и WLAN.

Оборудование MINI-LINK НС также может использоваться для резервирования наземных волоконно-оптических каналов связи.

Терминалы MINI-LINK НС могут быть укомплектованы платой для одновременной организации каналов Ethernet и Е1/Т1 по радиорелейной линии; обычно такая конфигурация используется для объединения офисных LAN и соединения телефонных станций. При этом узлами MINI-LINK НС можно управлять централизованно с помощью системы управления MINI-LINK Manager.

В состав системы MINI-LINK TN входят масштабируемые узлы с функциями мультиплексирования каналов PDH и SDH, маршрутизации трафика, а также с поддержкой механизмов защиты на уровне узла и на уровне сети. Существует возможность гибкого подбора требуемой конфигурации оборудования в диапазоне от малых узлов с одним радиотерминалом до крупных концентраторов, агрегирующих трафик от нескольких направлений в оптические или радиоканалы высокой пропускной способности.

Функция управления узлами реализована в виде встроенного элемент-менеджера (Embedded Element Manager – ЕЕМ). Доступ к ЕЕМ осуществляется с использованием стандартного веб-браузера. Для централизованного управления узлами используется приложение MINI-LINK Manager – общая система управления для всех продуктов MINI-LINK. Кроме того, существует система MINI-LINK Connexion, обладающая расширенной функциональностью для организации каналов пользователей в сетях MINI-LINK TN.

MINI-LINK TN объединяет функциональность радиорелейных терминалов PDH для различных частот, различной пропускной способности и модуляции с функциональностью кросс-коммутаторов и терминальных мультиплексоров SDH, имеющих механизмы сетевой защиты.

В новом радиорелейном оборудовании Huawei используется несколько оригинальных технических решений, призванных повысить надежность сетей и снизить эксплуатационные затраты. Радиорелейные станции Huawei позволяют производить все настройки с единого центра управления сети без осуществления какой-либо механической коммутации. Это стало возможным благодаря использованию в релейном оборудовании специального коммутатора, который позволяет выводить различные потоки данных без дополнительных оптических мультиплексоров и кросс-соединений. Точно так же программным способом по командам с пульта управления можно изменять и полосу пропускания каналов от 4Е1 до SDH уровня. Все это существенно повышает оперативность предоставления новых услуг и значительно снижает операционные затраты. Еще одной особенностью оборудования Huawei является наличие в нем возможности организации пролетов, как по радиоканалам, так и с использованием оптоволоконных каналов связи, которые можно гибко комбинировать. При замене платы IF на оптическую плату, оборудование радиопередачи может функционировать как оптическое оборудование для обеспечения большой емкости передачи, что обеспечивает дополнительную гибкость при планировании и расширении сети.

На данный момент компания предлагает радиорелейное оборудование серии RTN 600 – это отдельно устанавливаемая, программно конфигурируемая, совместимая с PDH/SDH система, которая объединяет в себе возможность передачи как по радиоканалу, так и по оптическому волокну. На данный момент производится два типа оборудования серии RTN 600 – RTN 610 и RTN 620, которые предназначены для различных сценариев применения. Во всем оборудовании серии RTN 600 используется общая программная и аппаратная платформа, поддерживающая четыре направления радиопередачи, каждое из которых имеет программно конфигурируемую емкость в диапазоне от 4хЕ1 до lxSTM-1.

В 2008 году к существующему оборудованию добавится линейка серии 605, транковое радиорелейное оборудование серии 2200 и решения, предназначенные для работы в пакетном режиме (910 и 920).

Среди украинского оборудования отметим станции "Контакт-11Д" (производитель – "Бета ТВ ком"), которые могут использоваться в телекоммуникационных сетях для организации трактов цифровых радиорелейных систем передачи со скоростью цифрового потока 2,048 Мбит/с (Е1), 4х2,048 Мбит/с (4хЕ1) или 8,448 Мбит/с (Е2).

Радиорелейный комплекс "ГЕЛiОС" (Производитель "Гелиов РРЛ") обеспечивает передачу цифровых сигналов в диапазоне частот 4, 6, 8, 11, 13 и 15 ГГц; со скоростью 2; 2х2; 4х2;8х2; 16x2 Мбит/с, а также программ телевидения и радиовещания. Комплекс состоит из четырех основных устройств: антенное устройство, приемопередающее устройство, базовый блок (модем + мультиплексор), блок контроля и индикации.

Еще целый ряд украинских компаний выпускает оборудование радиорелейной связи, среди которых компании "Сатурн", "Цифроком", "Олимп" и другие.

Классификация РРЛ

РРЛ классифицируют по следующим взаимосвязанным признакам:

Высокоскоростные большой емкости радиорелейные линии применяются в глобальных сетях передачи данных и называются магистральными. Среднескоростные средней емкости радиорелейные линии – для создания региональных, зоновых сетей передачи данных, и называются зоновыми. Наконец, малоканальные широко используются для организации связи на железнодорожном транспорте, газопроводах, нефтепроводах, линиях электропередачи и т. п. Малоканальные радиорелейные линии с подвижными РРС применяются в военных целях.

Полосы радиочастот РРЛ расположены в диапазоне от 2 до 50 ГГц и жестко регламентируются внутри каждой полосы как рекомендациями ITU (Международного союза электросвязи), так и Украины.

Некоторые основные преимущества радиорелейной связи перед проводной связью

1. Технологические:

2. Ценовые:

              2008.06.17       Автор: Ольга Белоконь, Николай Нестеренко