Upload
others
View
11
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 1
Alexey Zaytsev
Cisco E2E WiMAXв мультисервиснойсети IP NGN
Part 2
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 2
Программа / продолжение
� WiMAX. Рынок и Технология.
� Решение Cisco WiMAX, описание
� Cisco ASN/CSN, описание
� Cisco BTS и антенны, описание
� Cisco CPE, описание
� Услуги в сети Cisco WiMAX
� Практическая информация
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 3
BTS и антенны,описание
� WiMAX. Рынок и Технология.
� Решение Cisco WiMAX, описание
� Cisco ASN/CSN, описание
� Cisco BTS и антенны, описание
� Cisco CPE, описание
� Услуги в сети Cisco WiMAX
� Практическая информация
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 4
Продукты радиоподсистемы Cisco WiMAX WiMAX Broadband Wireless BTS & CPE
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 5
Типовая конфигурация Сайта с BTSBS/сектора по 1200
� HW 3-го поколения
� поддерживаемая полоса: 5MHz, TDD
� конфигурируемый DL/UL
� простая инсталляция
� EMS для удаленного обслуживания
Спецификация Значение
Операционныйтемпературныйдиапазон (BS)
+0 to +50 0C
Размеры5.25H x19W x12.9D inches 13,3cmH x48,2Wcm x32,76Dcm (под стандартную 19’’ стойку)
Блок питания+24VDC, -48VDC,
110/240 AC
BS
BS
BS
EGU
8-и элементнаяантенна
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 6
Лирическое отступление -
Изотропическая антеннаформирует и излучает сферическое поле
Проекция поля излучения в плане
Путь логического развития
несколько более узконаправленных антеннформируют сектора излучения и приема
Основные процессы в радиосистеме
передатчик
приемник
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 7
Технологии беспроводного Доступа
Power
Frequency
Power
Frequency
Power
Frequency
Time
Power
Power
FDMA
CDMA
OFDM
TDMA
OFDMA
Sub-Channel
(Group of
Frequencies)
Sub-Channel
(Group of
Frequencies)
802.16e-2005 > SOFDMA
PHY - уровень
•••
5 MHz
(512 tones)
� Tone (a.k.a. “sub-carrier”): синусоидаьный вольтаж, который модулируется и кодируется и затемконвертируется в RF. RF передается через антенну.
Для полосы 5MHz используется 512 tones
� Типы тонов:
Active Tones
Data tones – для передачи данных
Pilot tones – мониторинг канала, синхронизация
Null tones – не используется для передачи
Guard bands
DC carriers
� Sub-Channel: группа активных тонов
� Permutation: схема группирования активных тонов вsub-channels
Sub-channel содержит pilot tones, data tones
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 8
Мобильный WiMAX – MAC Уровень
PHY OTA Передача & Прием OFDM символов, Power Control, Ranging,
Modulation и Coding
SecurityAuthentication, Encryption, Key Management
MAC Common PartRanging, Scheduling, Connection Setup, Hybrid ARQ, QoS
MAC Convergenge Sublayerмаппирование IP, Ethernet и ATM к MAC уровню
ATM
Layer 1
Layer 2
IP Ethernet
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 9
Структура Фрейма в Mobile WiMAX TDD
32 symbols
(3.292 ms)
15 symbols
(1.543 ms)
(0.105 m
s)
(0.060 m
s)
One Frame (5.000 ms)
timeDL SUBFRAME UL SUBFRAMETTG
RTG
� Frame Control Header (FCH):
предоставляет информацио о конфигурации Фрейма: DL-MAP, длинусообщения и burst profile (схема кодрования, используемые sub-channels ит.п.)
� DL/UL-MAP
Содержит информацию о размере Burst, user IDs, расположение Burst-ов,allocations in the data area (DL/UL)
� UL Ranging
используется для MS для выполнения обратной связи ссетью по согласованию времени, частоты и мощности, атакже запроса полосы
� Fast Feedback Channels
используется и запускается с BS, MS замеряет/собирает информацию о качестве канала накаждом фрейме, но отправляет только по запросу BS
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 10
Cisco Smart WiMAXTM
� Smart WiMAXTM
использует патентованную технологию
Beamforming для улучшения MIMO
Увеличение покрытия
Больше скорости передачи данных
Более предсказуемаяпроизводительность
состоит из двух компонентов:
Smart Beamforming
Smart MIMO
Smart WiMAX
Smart Beamforming Smart MIMO
� Smart WiMAXTM
Объединяет Beamforming, MIMO A (STC) и MIMO B в одной системе
Комбинирует RF адаптации, использует одновременно MIMO и Beamformingдля любого пользователя
Выбирает наиболее эффективную схему MIMO для каждого пользователяMobile, portable, stationary
Переключает между RF адптациями как требуется на каждый тайм-слот
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 11
Switched Lobe Smart Antenna Switched Lobe Smart Antenna
(Vendor X)(Vendor X)Дешевый, но не гибкий. Использует
множество малых, неподвижных
«субсекторов». BS выбирает субсектор для
использования, базируясь на наиболее
сильном полученном сигнале от MS/SS.
Проблемы с усилением сигнала.
ДинамическиДинамически фазируемыйфазируемый
массивмассив/Beam Steering (Vendor Y)/Beam Steering (Vendor Y)Использует множество малых,
неподвижных «субсекторов». BS
выбирает субсектор для использования
на основании угла прибытия и
управляет диаграммой. Проблемы с
multipath интерференцией.
АдаптивныйАдаптивный антенныйантенный массивмассив ––
CiscoCisco / Smart / Smart BeamformingBeamformingЛучшие характеристики. BS измеряет
угол, фазу и силу сигнала из uplink.
Использует результаты для отправки в
downlink используя все доступные
multipath.
Multipath
Interference
Технологии Cisco AASне все реализации AAS эквивалентны…
Преимущества решения Cisco:
� Adaptive Beamforming создает уникальную пространственную RF-сигнатуру для каждого пользователя в каждый момент времени.
� Использование multipath для созданияпреимущества в фазированных антеннах(отлично от Beam Switching или Beam Steering).
� Использование 8 раздельных передающих/принимающих антенн дляусиления РЧ сигнала для максимизации количества энергии, направляемой на определенного пользователя
Больше зона покрытия с более высокими скоростями
CPE меньшего веса, легче, дешевле
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 12
Что такое “simple MIMO”/просто MIMO?
� Два различных типа MIMO (Multiple Input, Multiple Output)
Matrix A (STC - Space Time Coding) для надежного соединения
Передаются множественные, сдвинутые по времени копии одного потокаданных
Увеличивает надежность и предсказуемость мобильного линка
Увеличивает бюджет линка
Matrix B (SM - Spatial Multiplexing) для высокой пропускной способности пристационарной работе
Использует SM для передачи множественных потоков данных по всемдоступным путям сигнала
Удваивает пропускную способность (в теории) путем мультиплексированиямножественных потоков данных на коротких дистанциях
Зависит от «природного/случайного» multipath
Cisco оценивает реально возможный прирост пропускнойспособности системы в 20-30% при использовании simple MIMO
Оба типа MIMO Обязательны к использованию в Mobile WiMAX CPE,
отвечающих стандартизации Wave 2
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 13
Smart MIMO, Матрица A (STC)
Динамическое объединение Smart Beamforming & STC-MiMO A
предоставляет намного более высокие характеристики для
мобильных пользователей
STC + Beamforming (для Мобильных Пользователей)
1s
2s
• Добавляет Channel feedback
для контроля мощности при
формировании диаграммы/
beamforming
• до 12 dB усиления по
сравнению с обычным MIMO
STC
• 9dB усления на Uplink
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 14
MIMO, Матрица B (SM)и Beamforming MIMO, Матрица B (SM)
Cisco помогает природе в практической реализации
MIMO, Матрица B
• Simple MIMO – используемая Matrix B
увеличивает пропускную способность
downlink-ка путем отправки различных
данных на общей частоте для
стационарных пользователей
• Зависит от «природного» multipath к
CPE, т.к. необходимо получить
достаточный «уровень отличия» в
канале (SNR), чтобы разделить 2
сигнала
• если нет «природного» multipath, то
канал падает и данные должны быть
отправлены снова или потеряны
Simple MIMO Matrix B работает
только если Природа готова
помогать
Smart WiMAX формирует MIMO
Matrix B c искуcственным
созданием multipath, а также с
Beamforming для надежного
получения сигнала, увеличения
дистанции и большего
проникновения в здания
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 15
Технологическое лидерство Cisco WiMAX
Энергия распределена по всемнаправлениям
Энергия направлена наконкретного пользователя
Без Beam-Forming Smart Beam-Forming + MIMO
Неэффективноеиспользование спектра
Меньше покрытие
Эффективноеиспользование спектра
Больше дистанция
Сisco/Navini - основоположник комбинирования Smart Beam-Forming с MIMO:
� Требуется до 50% меньше Сайтов, чем у конкурентов
� Результат-до 50% экономии в OpEx и CapEx
� Возможность использования маломощных CPE(до 4 раз меньше требуемая мощность)
� в 2-3 раза больше пропускная способность сети
� Выше уровень сигнала длястационарных и мобильныхпользователей
� Увеличенные характеристики покрытияи полосы пропускания внутрипомещений
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 16
Cisco Cisco АдаптивныйАдаптивный BeamformingBeamformingБюджетБюджет линкалинка
� Бюджет RF-линка большинства вендоров ≈≈≈≈ 135-150 dB
� Бюджет линка в решении Cisco WiMAX ≈≈≈≈ 160-165 dB
∆∆∆∆ ≈≈≈≈ 10~30 dB
Выше пропускная способность
Большее
покрытие
Шире NLOS
Проще Indoor-
использование
PCMCIAМеньший Форм-фактор/
меньше мощность
MobilityБольшие границы
замирания сигнала
Как потратить
дополнительные 20 dB$
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 17
Cisco CPE, описание
� WiMAX. Рынок и Технология.
� Решение Cisco WiMAX, описание
� Cisco ASN/CSN, описание
� Cisco BTS и антенны, описание
� Cisco CPE, описание
� Услуги в сети Cisco WiMAX
� Практическая информация
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 18
Портфель CPE
802.16E� Beamforming
� Zero-Install
Приложение� Portable/Nomadic
� Business/Residential
� PDA
Доступность� доступно
802.16E� Beamforming
� Zero -Install
Приложение� Portable/Nomadic
� Higher Capacity
Density
� Residential
� IPTV, VoIP
Доступность� доступно
802.16E� Beamforming
� Zero-Install
� 5MHzПриложение� High Capacity
� Nomadic/Mobile
� Business/
Residential
� Lower Cost
Доступность� доступно
LMXLMX PMXPMX Surfer 1000Surfer 1000
802.16E� Beamforming
� Zero-Install
� 5MHz
Приложение� High Capacity
� Nomadic/Mobile
� Bus/Residential
� Wave 2
� Lower Cost
Surfer 3000Surfer 3000
Доступность� 2008
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 19
� Доступно : a. 2300-2390† MHz
b. 2496-2690 MHz
c. 3400-3700 MHz
� Полоса: 5 MHz
� Схема Доступа: OFDMA / 802.16e
� Регуляторика: ETSIa,c, FCCa,b
� доступно 5 различных цветов
Семейство Surfer 1000Для Mass Market с поддержкой функционалаMobile WiMAX
Комбинирует пропускную способность 16e +
возможности Smart Beamforming
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 20
Услуги в сетиCisco WiMAX
� WiMAX. Рынок и Технология.
� Решение Cisco WiMAX, описание
� Cisco ASN/CSN, описание
� Cisco BTS и антенны, описание
� Cisco CPE, описание
� Услуги в сети Cisco WiMAX
� Практическая информация
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 21
Услуги Wholesale
Услуги Residential Услуги Business
Услуги WiMAX
� Internet Access
� Parental Control
� Residential Voice
� Walled Garden
� Managed Services
� L2 VPN
� L3 VPN (MPLS)
� Internet access and presence
� Backhaul of Hotspots
� Internet Access
� Voice Services
Услуги Consumer
� Internet Access
� Voice Services
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 22
Модели Услуг / подробнее
СегментСегмент УслугиУслуги ТипТип CSCS МодельМодель ПримерПример SLASLA
Residential Internet Access IP-CS Fixed
Best Effort (BE) with variable bandwidth profiles (example
512/256 Kbps)
VoIP
Telephony IP-CS Fixed Extended-real-time polling service (Ert-PS)
Personal
Broadband Internet Access
IP-CS
(PMIP)
Nomadic /
mobile Best Effort (BE) with variable bandwidth profiles
L3 VPN
IP-CS
(PMIP)
Nomadic /
mobile
Non Real Time Polling Service (nrtPS) or BE with variable
bandwidth profiles
VoIP
Telephony
IP-CS
(PMIP) Full Mobile Extended-real-time polling service (Ert-PS)
Business L3 VPN
Ethernet
-CS Fixed
Non Real Time Polling Service (nrtPS) or BE with variable
bandwidth profiles
E-Line
(L2VPN P2P)
Ethernet
-CS Fixed
Non Real Time Polling Service (nrtPS) or BE with variable
bandwidth profiles
E-LAN
(L2VPN P2MP)
Ethernet
-CS Fixed
Non Real Time Polling Service (nrtPS) or BE with variable
bandwidth profiles
Managed Voice IP-CS Fixed Extended-real-time polling service (Ert-PS)
Wholesale L3 (P2P, MP)
Ethernet
-CS Fixed
Best effort Service (BE) variable bandwidth profiles with optional
priority
L2 (P2P, MP)
Ethernet
-CS Fixed
Best effort Service (BE) variable bandwidth profiles with optional
priority
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 23
NMS/OSS
MPLS
ASNGW RSP720
Пример предоставления услуги для 16е Profile CResidential Internet
Bridge-domain
Internet
DHCP
Voice(Call Control)
Subscriber Profile Security VLAN IDQoS Profile
The R6 Control PlaneВыполняетаутентификациюMS/SS, назначениеVLAN и Service Flow
LogicalRepresentation ofCisco 7600 at the Distribution layer
Cisco 7600 at the Aggregation layer performing MPLS PE function
AAAEMS
R3 Control Plane
SEF Layer
The R6 Bearer planeУслуги типаResidential используютR6 для обслуживанияСontrol и Bearer plane.
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 24
Практическаяинформация
� WiMAX. Рынок и Технология.
� Решение Cisco WiMAX, описание
� Cisco ASN/CSN, описание
� Cisco BTS и антенны, описание
� Cisco CPE, описание
� Услуги в сети Cisco WiMAX
� Практическая информация
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 25
Cisco WiMAX – Коммерческая Реальность
� WiMAX BTS в коммерческом использовании
Liberty Technologies Panama
Плотная застройка /Dense Urban Panama City
Paying end-users
Excellent Proof Point
� WiMAX HW и SW уже доступны (802.16e-2005)
Реальная коммерческая эксплуатация – не Trial, не “friendly users”
Плотная городская застройка /Dense urban –сложнейший из всех типов использования дляпокрытия и обеспечения необходимыххарактеристик
3.5GHz – наиболее сложный из всех спектровWiMAX
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 26
MaxTelecom
� 3.5GHz WiMAX сеть в Болгарии
� Эксплуатация запущена в Сентябре 2007 в Софии
� Услуги
Residential Access/ VoIP с национальным планом нумерации
Business/ Wholesale
Самоактивация /Self Activation Model
� Navini RAN / Cisco Core
� Первая полностью Mobile WiMAX (16e) сеть в Европе
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 27Courtesy of Unwired Australia
Технологии AAS дают возможность создаватьболее компактные решения
� На фото реальная башня вкоммерческой эксплуатации / Австралия
� RFS-8 намного меньшеобычных GSM-антенн
� Меньшие затраты на арендуплощадки
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 28
Сайт RAN - BTS и доп. оборудование(пример)
Выпрямитель
(24VDC)
Switch Cisco
RF Backhaul
Батареи
BTS
Cisco
Монитор
мощности
Защитные
автоматы
(против молнии)
Lightning Arrestors
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 29
Что отличает Cisco WiMAX E2E решение ?
� Cisco разрабатывает все ключевые компоненты изWiMAX reference model
� Cisco – единственный вендор, добавивший WiMAXфункционал к своим маршрутизаторам
� Cisco имеет наиболее всесторонний портфельрешений для Mobile Edge и Service Edge, которыемогут быть добавлены к доступу WiMAX, предлагаянастоящее E2E решение
© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 30
Alexey Zaytsev