cisco e2e wimax вмультисервисной сетиip ngn part 2 › c › dam › global ›...

© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco E2E WiMAX, p1 1

Alexey Zaytsev

Cisco E2E WiMAXв мультисервиснойсети IP NGN

Part 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


BTS и антенны,описание









Продукты радиоподсистемы Cisco WiMAX WiMAX Broadband Wireless BTS & CPE


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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$


Cisco CPE, описание









Портфель CPE

802.16E� Beamforming

� Zero-Install

Приложение� Portable/Nomadic

� Business/Residential

� PDA

Доступность� доступно


� Zero -Install

Приложение� Portable/Nomadic

� Higher Capacity

Density

� Residential

� IPTV, VoIP



� Zero-Install

� 5MHzПриложение� High Capacity

� Nomadic/Mobile

� Business/

Residential

� Lower Cost


LMXLMX PMXPMX Surfer 1000Surfer 1000


� Zero-Install

� 5MHz

Приложение� High Capacity

� Nomadic/Mobile

� Bus/Residential

� Wave 2

� Lower Cost

Surfer 3000Surfer 3000

Доступность� 2008


� 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


Услуги в сетиCisco WiMAX









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


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


bandwidth profiles

E-Line

(L2VPN P2P)

Ethernet

-CS Fixed


bandwidth profiles

E-LAN

(L2VPN P2MP)

Ethernet

-CS Fixed


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


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.


Практическаяинформация









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


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


Сайт RAN - BTS и доп. оборудование(пример)

Выпрямитель

(24VDC)

Switch Cisco

RF Backhaul

Батареи

BTS

Cisco

Монитор

мощности

Защитные

автоматы

(против молнии)

Lightning Arrestors


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


Alexey Zaytsev

cisco e2e wimax вмультисервисной сетиip ngn part 2 › c › dam › global ›...

Documents