| Apie | Žurnalas | Archyvas | Mokslo įdomybės | Paieška |

2002 m. Nr. 4 turinys

· Tinklo plėtra 2002 metais

· Komutavimo protokolai
· 2002 metų lyderiai
· Laisvę telekomunikacijų verslui!
· Ar verta rinktis VDSL?

Elektronika
· Pokalbis su mašina
· Maksi displėjai ir mini projektoriai
· Patys mažiausi skaitliukai
· Gyvenimas be laikrodžių
· Žinutės
· Kišeninė "elektrinė"
· Blausi švytinčios elektronikos ateitis

Optinis ryšys
· Ne aukštos materijos, o žemiški dalykai
· Optinis regeneravimas
· Permatomas, pilkšvas, bet lazeriai mėlyni
· Žinutės

· Alcatel modernizuoja Lietuvos telekomo optinio ryšio tinklą

Mobilusis ryšys
· Žinutės
· "Galileo" - kas tai?
· UMTS ir ne tik
· 3G operatoriai privalo susirūpinti GSM keliama interferencija

Internetas
· Wi-Fi ryšio tinkli dygsta kaip grybai po lietaus
· Žinutės
· Plačiajuostis belaidis ryšys - dėžutėje
· Ko trūksta plačiajuosčio ryšio sistemoms?

Technikos istorija
· Laiko matavimo kronika
· Nuo radio lempos iki Sip

· Alvarix plačiajuostė daugiataškė bevielio ryšio sistema

3G operatoriai privalo susirūpinti GSM keliama interferencija

   GSM tinklų skleidžiami trikdžiai gali stipriai įtakoti ir trečiosios kartos (3G) mobiliojo ryšio sistemų (UMTS) paleidimą ir tų sistemų teikiamų paslaugų kokybę.

   Tai, jog UMTS ir GSM tinklai privalės veikti vienu metu, kelia nemažai problemų operatoriams, planuojantiems ir kuriantiems 3G tinklus. Siekiant garantijų, kad naujieji mobiliojo ryšio tinklai tikrai užtikrins žadamas dideles duomenų perdavimo spartas ir geresnę ryšio kokybę, svarbu išsiaiškinti ir laiku pašalinti bet kokią potencialią GSM ir UMTS sąveiką. Tinkamai neatsižvelgus į tinklų sąveikos klausimus, nukentės ir tinklo aprėptis, ir jo pralaida, ir abonentų aptarnavimo kokybė.

   UMTS tinkluose bus naudojama bevielio ryšio sąsaja W-CDMA, kurios konstrukcija leidžia pasiekti atsparumą tam tikriems specifiškiems trikdžių tipams. Pavyzdžiui, atskiri mobilūs terminalai mato visą duomenų srautą W-CDMA ląstelėje kaip tam tikrą trikdžių šaltinį ir stengiasi jį eliminuoti. Kiti interferencijos šaltiniai, tame tarpe ir GSM tinklai, reikalauja atidaus darbo planuojant tinklus ir juos instaliuojant. Deja, operatoriai iki šiol neskyrė pakankamai dėmesio šioms problemoms, nes jų pagrindinės pastangos yra nukreiptos į tinklų įrangos optimizavimą ir instaliavimo išlaidų mažinimą.

   Operatoriaus nekontroliuojama interferencija gali atsirasti ir dėl UMTS, ir dėl GSM tinklų kaltės. Jos šaltiniai gali būti mobilieji UMTS terminalai ar kitų tinklų, veikiančių gretimuose dažnių diapazonuose, bazinės stotys, o taip pat kanalų sąveika ribiniuose plotuose, skiriančiuose operatorius, naudojančius tą pačią dažnių juostą. Didžiausias GSM tinklų keliamų trikdžių šaltinis yra signalai, prasiskverbę iš DCS sistemos (1800 MHz) bazinių stočių.

   Greta esančių kitų UMTS tinklų operatorių sukelti trikdžiai gali sukurti tinklo aprėpties skyles arba "negyvąsias zonas", kurių dydis priklausys nuo spektro paskirstymo ir operatorių tinklo planų. Šią problemą operatoriams geriausia spręsti dirbant kartu bei tobulinant savo tinklų įrangą.

   GSM tinkluose pakraštinės interferencijos problemos yra sprendžiamos gana paprastai, nes 200 KHz pločio GSM sistemos kanalai leidžia operatoriams kaitalioti dažnius nesibaiminant dėl ženklesnio tinklo pralaidos sumažėjimo. Tačiau UMTS atveju kanalo plotis jau yra 5 MHz, o tai sudarys pusę daugelio operatorių valdomo spektro srities pločio, todėl panašios dažnių planavimo procedūros nebus efektyvios. Tačiau jeigu operatoriai bendradarbiaus, jie galės kontroliuoti ribose atsirandančią tinklų sąveiką. Europos Pašto ir telekomunikacijų administracijų konferencijos CEPT 2001 m. vasario mėnesį paskelbtose rekomendacijose yra pasiūlyta tam tikra tarptautinių kodų priskyrimo schema. Ši schema leidžia Europoje įsikūrusiems 3G operatoriams naudotis tais pačiais dažniais, o savuosius abonentus atskirti pagal skirtingus W-CDMA kodų rinkinius.

   UMTS technologija tebėra kūrimo stadijoje, todėl standartizavimu besirūpinančios institucijos gali toliau ją tobulinti, stengiantis sumažinti sąveiką ir tarp UMTS tinklų, ir tarp UMTS bei GSM tinklų. GSM įtaką UMTS tinklams pakeisti yra sudėtingiau, nes GSM yra seniai įsitvirtinusi technologija, kurią kuriant nebuvo galvota apie galimybę, kad ji veiks greta UMTS.

   Į UMTS dažnių juostą prasiskverbusių GSM signalų interferencija gali įvykti, jei abiejų šių sistemų tinklai veiks tame pačiame geografiniame regione. Situacija taps kritiška, kai GSM ir UMTS bazinės stotys bus įkurdintos toje pat vietoje ar tame pat bokšte, o ypač tuomet, kai GSM ir UMTS bazinės stotys naudos tą pačią anteną.

   Europoje tokia sąveika atskiruose geografiniuose regionuose yra beveik garantuota, nes GSM jau yra aprėpusi viską. UMTS tikriausiai bus įkurdinama jau egzistuojančiuose GSM statiniuose jau vien dėl finansinių priežasčių. Todėl yra labai svarbu, kad operatoriai laiku įsisąmonintų galimą interferencijos pavojų ir sukurtų strategiją, kaip tą pavojų sumažinti.

   1992 m. ITU rekomendavo tam tikrą 3G/IMT-2000 sistemų dažnių paskirstymą. 3G spektras yra padalijamas dažnių ruože nuo 1710 iki 2170 MHz. Aukštynkryptę dažninio sutankinimo duplekso (FDD - Frequency Division Duplex) UMTS juostą nuo žemynkryptės DCS 1800 (GSM 1800) juostos teskiria vos 40 MHz. FDD aukštynkryptė juosta yra skirta mobiliųjų terminalų siunčiamų signalų perdavimui bazinėms stotims; ši juosta bus svarbiausia 3G operatoriams. Laikinio sutankinimo duplekso TDD (Time Division Duplex) juosta, kurioje aukštynkrypčiai ir žemynkrypčiai UMTS signalai bus to paties dažnio, bet naudosis skirtingais laiko tarpsniais, yra netgi arčiau prie GSM 1800 naudojamų dažnių. Tikimasi, jog TDD bus panaudota vėlesnėje 3G tinklų plėtros stadijoje, kai prireiks nedideliu nuotoliu perduoti didelius duomenų srautus.

1 pav.

   GSM ir UMTS juostų artumas reiškia, kad signalai, patenkantys iš GSM-1800 siųstuvo į tame pačiame bokšte esančią 3G bazinės stoties anteną, pablogins tos stoties sugebėjimą be klaidų priimti 3G mobiliųjų telefonų siunčiamus signalus. Jeigu dvi bazinės stotys naudojasi ta pačia antena, nelieka jų siunčiamų signalų atskyrimo dėl izoliacijos, todėl interferencija dar išaugs. Netgi ir tada, kai bazinės stotys bus ne toje pat vietoje, o tik veiks toje pat vietovėje, pakankamai dideli GSM-1800 signalai vis tiek prasiskverbs ir sugadins UMTS stoties parametrus.

   Du patys svarbiausi mechanizmai, per kuriuos pasireiškia aptariamoji interferencija, yra dideli nuotėkio signalų lygmenys, "blokuojantys" UMTS imtuvo stiprintuvus, ir pašalinė spinduliuotė ar tarpusavio moduliacijos metu atsiradę signalai, patenkantys į UMTS dažnių juostą. Kuris iš šių dviejų mechanizmų dominuos kiekvienu konkrečiu atveju, priklausys nuo tikslios GSM filtrų, antenų ir stiprintuvų konfigūracijos, o taip pat nuo GSM dažnių paskirstymo plano.

   Dėl tarpusavio moduliacijos atsiradę signalai, sukelti vieno GSM operatoriaus stočių, daugiau paveiks tik tuos 3G operatorius, kuriems priklausantis spektras yra žemadažnėje FDD juostos dalyje. Tačiau tokia tarpusavio sąveika taip pat gali atsirasti, kuomet vienoje vietoje yra įsikūrę du GSM operatoriai. Pavyzdžiui, dėl operatorių, turinčių 1810 MHz ir 1875 MHz dažnių įrangą, siųstuvų sąveikos gali atsirasti 1940 MHz signalai, patenkantys į patį FDD juostos vidurį. Šiuo atveju svarbu yra tai, kad tiktai operatoriams bendradarbiaujant galima maksimaliai sumažinti GSM signalų įtaką UMTS operatoriaus įrangai.

   Europos telekomunikacinių standartų institutas ETSI pabandė riboti šiuos interferencijos mechanizmus. 2000 m. lapkričio mėn. ETSI paskelbė GSM specifikacijos papildymus (Release 99 of GSM TS 05.05). Naujoji specifikacija apibrėžia gerokai mažesnius GSM-1800 bazinių stočių spinduliuojamo signalo, patenkančio į UMTS priskirtus dažnių diapazonus, lygmenis (žr. 2 pav.).

2 pav.

   Buvo nustatyti du skirtingi spinduliuotės lygmenys. Vienas yra taikomas toje pačioje vietoje įrengtoms GSM ir UMTS stotims, o kitas tuo atveju, kai abu tinklai veikia tame pačiame geografiniame regione.Tada, kai bazinės stotys yra įrengtos toje pačioje vietoje, reikalaujama, kad prasiskverbę GSM signalai būtų papildomai slopinami ne mažiau kaip 50 dB. Naujai nustatytais spinduliuotės lygmenimis yra siekiama juos sumažinti tiek, kad bet kokia sąveika negalėtų pabloginti UMTS veikos žemiau tam tikros ribos, panašiai kaip anksčiau buvo padaryta su kitais galimos interferencijos šaltiniais.

   Anksčiau galiojančias specifikacijas atitinkančią aparatūrinę įrangą turinčios GSM bazinės stotys irgi privalės tenkinti naujuosius reikalavimus, o tai reiškia, kad operatoriai turės įrangą atnaujinti. Vienoje vietoje įrengtoms GSM bazinėms stotims prireiks naujų atšakiklių, filtrų bei duplekso įrenginių. Tačiau visas šis modifikavimas privalo būti atliekamas labai atsargiai, nesumažinant GSM siųstuvų išvesties galios. Nemažai techninių problemų kyla ir siekiant atskirti signalus bendrose GSM ir 3G bazinių stočių antenose.

3 pav.

   GSM bazinėms stotims pasirenkamos apylinkėje dominuojančios pozicijos irgi gali sukelti tam tikrų problemų. Daug ankstyvųjų GSM bazinių stočių, stengiantis aprėpti kuo didesnį plotą, būdavo įrengiamos iškiliose vietose, ant aukštų bokštų. Jos netenkina UMTS, nes interferenciją galės sukelti ir toli esantys mobilieji terminalai.

   Nepaisant visų šių problemų, praktinės aplinkybės, - instaliavimo kaina, naujų vietų stotims trūkumas, būtinybė užtikrinti patikimą abiejų sistemų sąveiką - verčia GSM ir UMTS bazines stotis įrengti tose pačiose vietose. Norint nustatyti, kurios iš GSM stočių tinka ir UMTS įrengimui, o kuriose reikia atnaujinti GSM įrangą, būtina ištirti jose visus potencialios interferencijos šaltinius.


El. p.: info@elektronika.lt