Radiowe systemy dostępowe

Wprowadzenie

Wraz z dopuszczeniem na rynek telekomunikacyjny w Polsce operatorów niepublicznych pojawiła się naturalna między nimi konkurencja. W początkowej fazie najistotniejszym elementem walki konkurencyjnej był czas, w jakim operator jest w stanie dostarczyć abonentowi podstawowe usługi telekomunikacyjne. Nic więc dziwnego, że wszyscy operatorzy zwrócili uwagę na systemy radiowego dostępu abonenckiego (SRDA). Systemy te, dzięki zastosowaniu łączy radiowych, zapewniają znaczne skrócenie czasu budowy w porównaniu z systemem przewodowym, a szerokie stosowanie technik cyfrowych zapewnia nie tylko wymaganą pojemność systemu, ale również skuteczne wykorzystanie widma częstotliwości radiowych.

Zapóźnienia w telefonizacji kraju sprawiły, że wielu upatruje w systemach radiowego dostępu abonenckiego możliwość znacznego przyspieszenia dostępu do podstawowych usług telefonicznych. Sprzyjającym jest również fakt, że ETSI opracowało wymagania na systemy radiowego dostępu abonenckiego. Wychodząc naprzeciw zapotrzebowaniu na systemy radiowego dostępu abonenckiego, Ministerstwo Łączności opracowało nie tylko wymagania techniczne, ale również ustaliło zakresy częstotliwości, w których mogą one pracować. Wszystkie te czynniki sprawiły, że w Polsce na niespotykaną w innych krajach skalę rozpoczęto wdrażanie systemów stosujących dostęp radiowy.

Systemy szerokopasmowe a usługi multimedialne

Systemy multimedialne to systemy umożliwiające integrację danych, tekstu, wszelkiego typu obrazów i dźwięku w środowisku informatycznym. Taki sposób widzenia systemów multimedialnych implikuje wymagania w stosunku do technik służących do wytwarzania, przesyłania, przetwarzania i prezentacji. O ile tworzenie usług multimedialnych może odbywać się w wyspecjalizowanych systemach, o tyle ich dostarczenie do odbiorcy musi zapewnić zintegrowana sieć, której jednym z ważniejszych elementów jest system dostępowy oraz wielofunkcyjne terminale. Różne rodzaje usług nakładają różne wymagania w odniesieniu do zdolności transmisyjnych sieci dostępowej oraz mocy przetwarzania sygnałów.

Najbardziej wymagające są usługi związane z przesyłaniem obrazów. Ich integracja w systemie jest związana z przesyłaniem, przechowywaniem, przetwarzaniem i wyświetlaniem na ekranie wielkiej liczby danych w postaci obrazu. Cyfrowa reprezentacja obrazu to często ogromne zbiory informacji, podczas gdy jeden bajt reprezentuje całą literę. Jeśli ponadto obraz zmienia się w czasie, to ogromna ilość danych musi być składowana, przekazywana i przetwarzana, by spełnić wymagania związane z dostarczaniem ruchomych obrazów.

Realizacja usług multimedialnych nakłada wiele wymagań technicznych na systemy. Po pierwsze systemy muszą dysponować ogromnymi pamięciami, typowo rzędu setek megabajtów. Po drugie wymagają specjalizowanych i o dużej mocy obliczeniowej procesorów do przetwarzania i wizualizacji danych. Po trzecie muszą mieć odpowiednią architekturę, by oprócz danych i tekstu mogły dostarczać obrazu i dźwięku w wymaganym przez daną aplikację standardzie. Po czwarte tak bogate otoczenie informatyczne nie będzie wiele warte, jeśli użytkownik nie będzie w stanie w łatwy sposób poruszać się w nim, wyszukiwać informacji, mieć do nich dostęp oraz uruchamiać aplikacje, realizujące wybrane usługi. Ponadto system multimedialny powinien zapewnić pełny dostęp do usług wielu odbiorcom jednocześnie. Narzuca to ogromne wymagania dla każdego z elementów systemu, zwłaszcza na stosowane sieci transmisyjne i dostępowe. Jeśli są one sieciami radiowymi, to dodatkowo występują ograniczenia związane z szerokością dostępnego pasma częstotliwości oraz wpływem zjawisk propagacyjnych na jakość transmisji.

Transmisje multimedialne to połączenie transmisji obrazu, dźwięku i danych w dowolnych kombinacjach w celu realizacji usług, takich jak: telekonferencje, wideokonferencje, telefonia, systemy rozsiewcze foniczne i wizyjne. Cechą oczekiwaną współczesnych sieci transportowych i dostępowych jest możliwość dynamicznego udostępnienia łącza o ustalonych parametrach na potrzeby transmisji multimedialnych. Do udostępniania usług multimedialnych coraz częściej są stosowane systemy radiowe, w tym satelitarne. Są one dostosowane do udostępniania usług multimedialnych przez tworzenie pomiędzy dostawcą usług i użytkownikiem niesymetrycznego kanału transmisyjnego. Systemy lokalnej szerokopasmowej dystrybucji danych (LMDS – Local Multipoint Distribution Systems) stanowią podklasę szerszej klasy systemów radiokomunikacyjnych typu punkt–wiele punktów (PMP – Point to MultiPoint), wyróżniającą się asymetrią łącza (rys. 11). Analizując historycznie rozwój systemów PMP i standardów związanych z tymi systemami, można stwierdzić, że w początkowym okresie były one dostosowane pod względem właściwości transmisyjnych do świadczenia tzw. wąskopasmowych usług (do 2 Mb/s), wykorzystując z reguły kanały symetryczne z gradacją szybkości transmisji równą 64 kb/s. Stosowano je w celu zastąpienia zespołu linii radiowych typu punkt–punkt (PP – Point-to-Point). Obecnie systemy LMDS zapewniają transmisję danych multimedialnych. Ze względu na zapotrzebowanie częstotliwościowe tego typu transmisji muszą być one systemami szerokopasmowymi. Podobną drogę przeszły systemy satelitarne, które w początkowym okresie rozwoju służyły do tworzenia długodystansowych linii radiowych typu PP do przenoszenia ruchu telefonicznego, w tym międzykontynentalnego.