Naziemne systemy szerokopasmowego dostępu

Architektura

Podstawową architekturę interaktywnego systemu LMDS przedstawiono na rys. 11, a nazwy poszczególnych interfejsów na rys. 12. W zależności od usług udostępnianych abonentom systemy LMDS mogą mieć różne struktury. Systemy LMDS z asymetrycznym wąskopasmowym kanałem zwrotnym, dostosowane do świadczenia usług rozsiewczych, składają się z następujących warstw:

• fizycznej, w której określono wszystkie parametry transmisyjne;

• transportowej, w której określono odpowiednie struktury danych i protokoły komunikacyjne, np. kontener danych itp.;

• aplikacji, stanowiącej interaktywne oprogramowanie.

W modelu systemu LMDS wyróżnia się warstwy zależne i niezależne od sieci. W systemach LMDS stosujących do transmisji platformę DVB wyróżnia się dwa kanały pomiędzy dostawcą usług i użytkownikiem:

• rozsiewczy (BC – Broadcast Channel) – jednokierunkowy szerokopasmowy kanał rozsiewczy przenoszący sygnały wizyjne, foniczne i danych; kanał ten jest tworzony dla użytkownika przez dostawcę usług; może on zawierać łącze zapewniające przenoszenie usług interaktywnych w relacji dostawca usług – użytkownik;

• interakcyjny (IC – Interaction Channel) – dwukierunkowy kanał interakcyjny utworzony pomiędzy dostawcą usług i użytkownikiem, składający się z:
  • łącza zwrotnego od użytkownika do dostawcy usług, stosowanego głównie do przesyłania zapytań do dostawcy lub do przesyłania odpowiedzi do dostawcy;

  • łącza podstawowego (do użytkownika), stosowanego do przesyłania informacji przez dostawcę usług do użytkownika; kanał ten może być zintegrowany z kanałem rozsiewczym, może również nie być wymagany przy świadczeniu niektórych prostych usług przez kanał rozsiewczy.

Terminal użytkownika składa się z interfejsu do sieci (NIU – Network Interface Unit), obejmującego moduł interfejsu rozsiewczego (BIM – Broadcast Interface Module) i moduł interfejsu interaktywnego (IIM – Interactive Interface Module) oraz urządzenia końcowego (STU – Set Top Unit). Terminal użytkownika jest wyposażony w interfejsy do kanału rozsiewczego i do kanału interakcyjnego, a kontaktuje się z siecią przez moduł IIM.

W systemach LMDS, stosujących cyfrową platformę DVB, jest konieczne utworzenie dwukierunkowego łącza pomiędzy dostawcą usług i użytkownikiem. Zasadą jest przekazanie sygnału synchronizującego w łączu kanału interaktywnego od interfejsu adaptera sieciowego (INA – Interactive Network Adapter) do interfejsu sieciowego użytkownika NIU. Dzięki temu interfejsy NIU mogą dostosować się do sieci i odesłać informację o synchronizacji do INA.

Transmisja od użytkownika do sieci odbywa się przy zastosowaniu czasowego zwielokrotnienia dostępu do kanału TDMA. Szczeliny czasowe mogą być wykorzystane przez różnych użytkowników. Jeden kanał do użytkownika może być użyty do synchronizacji do ośmiu kanałów od użytkowników, z których każdy jest podzielony na szczeliny czasowe. Informacja o stanie licznika adaptera sieciowego kanału interaktywnego INA jest przesyłana periodycznie do interfejsów sieciowych użytkowników NIU. Dzięki temu są one w stanie pracować synchronicznie, opierając się na tym samym zegarze, a szczeliny czasowe mogą być udostępniane różnym użytkownikom.

W systemie stosuje się trzy podstawowe typy protokołów dostępu. Pierwszy z nich jest protokołem losowym. Użytkownik może przesłać wiadomość w dowolnym czasie. Może ona jednak wejść w kolizję z wiadomością wysłaną przez innego użytkownika. W pozostałych dwóch typach protokołów stosuje się rezerwację albo określonej skończonej liczby szczelin dla określonego NIU, albo określonej przepustowości wymaganej przez dany NIU. Typy protokołów są dobierane w sposób dynamiczny. Interfejsy sieciowe użytkownika NIU uzyskują informację, czy w danym momencie mogą stosować protokół losowy, czy też jeden z protokołów rezerwacyjnych.

Adapter sieciowy kanału interaktywnego INA okresowo wskazuje nowym użytkownikom możliwość przejścia przez wstępną procedurę w celu synchronizacji ich interfejsów sieciowych do zegara sieci bez ponoszenia ryzyka kolizji z już aktywnymi użytkownikami. INA udostępnia nowym użytkownikom szerszy przedział czasowy do przesyłania wiadomości. Uwzględniane są czasy propagacji sygnału od INA do wielu NIU i z powrotem.

Kanały interaktywne w łączu od użytkownika mogą być umieszczone w pasmie kanału rozsiewczego (IB – In Band) lub poza jego pasmem (OOB – Out Of Band). Urządzenia abonenckie nie muszą być dostosowane do obu typów kanałów interaktywnych (sterujących).

W systemach ze sterowaniem OOB musi występować podstawowy kanał interaktywny zarezerwowany dla danych interaktywnych i sterujących. Można również przesyłać większe strumienie danych stosując kanał DVB-MS. Częstotliwość tego kanału jest przesyłana w podstawowym kanale interaktywnym. W systemach ze sterowaniem IB kanał sterujący jest realizowany poprzez MPEG-2 TS kanału DVB-MS. Systemy z interaktywnym kanałem do użytkownika w pasmie kanału rozsiewczego (IB) i poza nim (OOB) zapewniają taką samą jakość usług. Systemy te różnią się architekturą. Mogą pracować w jednej sieci, muszą jednak być rozdzielone częstotliwościowo.