Определения, обозначения, сокращения

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 3

Определения, обозначения, сокращения. 5

ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЕТЕЙ 5G.. 8

1.1. Сотовые сети пятого поколения. 8

1.2. Требования к характеристикам обслуживания. 9

1.3. Процесс стандартизации сетей 5G.. 11

1.4. Базовые услуги сетей 5G.. 12

ГЛАВА 2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ СЕТЕЙ СТАНДАРТА G.. 15

2.1. Технические характеристики поколений сотовой связи. 15

2.2. Механизмы модуляции в стандарте 5G.. 17

2.3. Транзитные и фронтальные соединения. 20

2.4. Формирование луча и функции MIMO.. 21

2.5 Организация беспроводного интерфейса. 22

2.6. Дуплексная передача. 25

2.7. Планирование передач и каналы управления. 26

2.8. Оборудование 5G.. 27

ГЛАВА 3. ТРЕБОВАНИЯ К ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ БЕСПРОВОДНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ.. 30

3.1. Возможные угрозы при передаче данных по беспроводной сети. 30

3.2. Требования к протоколам защиты данных беспроводной передачи. 31

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 32

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 33

 

ВВЕДЕНИЕ

Последнее десятилетие в области сетей и систем связи ознаменовалось экспоненциальным ростом как числа абонентских устройств (АУ), так и общего объема трафика, передаваемого на беспроводном участке доступа в сетях связи общего пользования (ССОП). По оценкам различных источников такая тенденция сохранится и в ближайшем будущем. Значительную часть новых устройств составляют носимые устройства, которые формируют совершенно уникальную пользовательскую экосистему, известную как Интернет носимых вещей (Internet of Things, IoT). Среди устройств IoT есть, как и довольно знакомые смартфоны, умные часы, браслеты, так и более специфические очки дополненной и виртуальной реальности, и т.д. В целом, носимые устройства генерируют большое количество информации, создавая исключительно высокую нагрузку на абонентском участке доступа.

Помимо постоянного увеличения нагрузки, современные потребности в мобильном трафике характеризуются высокой степенью временных и пространственных изменений и, как ожидается, сохранят эти свойства в ближайшем будущем. Пространственный компонент в основном обусловлен локализованными событиями, например, спонтанными скоплениями людей. Кроме того, исследования показывают, что временная динамика трафика начинает быть менее предсказуемой. Одной из причин является распространение современных приложений, таких как игры с дополненной и виртуальной реальностью, использующие знание о текущем местоположении устройств.

Как поставщики сетевого оборудования, так и организации по стандартизации в настоящее время ищут симметричный ответ для удовлетворения растущих потребностей абонентов. Учитывая тот факт, что современные сети связи долгосрочной эволюции четвертого поколения (Long Term Evolution, LTE) используют эффективные механизмы физического и канального уровней позволяющие достаточно близко приблизиться к теоретической верхней границе пропускной способности беспроводных каналов связи, методом, позволяющим и далее наращивать емкость беспроводных сетей доступа является расширение доступного спектра частот.

Однако, учитывая загруженность электромагнитного спектра на частотах ниже 6 ГГц, единственным вариантом, доступным на сегодняшний день, является создание систем, работающих в диапазоне экстремально высоких частот (Extremely High Frequency, EHF), 30 − 300 ГГц.

Согласно ведущим организациям стандартизации систем мобильной связи, МСЭ-Т и 3GPP, системы беспроводного радиодоступа, работающие в нижней полосе частот диапазона EHF, 30−100 ГГц, будут составлять основу сетей связи пятого поколения (Fifth Generation, 5G), предоставляя малую задержку на беспроводном интерфейсе и пиковую скорость передачи данных достигающую 10 Гбит/с.

Пользователи с беспроводным доступом к информации могут работать еще более производительно и лучше, чем их коллеги, привязанные к проводным телефонным и компьютерным сетям, так как есть зависимость от определенной инфраструктуры коммуникаций.

В определенной степени решить данные проблемы связи позволяет переход на качественно новый стандарт связи. Таким стандартом связи на современном этапе является стандарт - 5G.

Развитие сетей стандарта 5G повлекло за собой особый интерес со стороны специалистов и в свою очередь обусловило актуальность данной курсовой работы.

Цель работы: Осуществление анализа сетей стандарта 5G.

Задачи:

1. Рассмотреть стандарты G беспроводных сетей

2. Сравнить технические параметры технологий 4G и 5G

3. Проанализировать сегмент применения стандарта 5G

4. Сделать выводы об эффективности внедрения стандарта 5G

 

Определения, обозначения, сокращения

В настоящей курсовой работе, применяются следующие термины с соответствующими определениями:

NOMA (англ. Non-Orthogonal Multiple Access) - метод неортогонального множественного доступа в системах сотовой связи 5-го поколения (5G).

Massive MIMO - технология, в которой количество пользовательских терминалов намного меньше, чем количество антенн базовой станции (мобильной станции)

OFDM (англ. Orthogonal frequency-division multiplexing — мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов)

N-OFDM (англ. Non-Orthogonal Frequency Division Multiplexing — мультиплексирование с неортогональным частотным разделением каналов)

DLC – Data Link Control - включает несколько протоколов канального уровня, в том числе Synchronous Data Link Control (SDLC, протокол управления синхронным каналом передачи данных) для иерархических сетей и Token Ring для одноранговых локальных сетей, соответствует канальному уровню (Data Link layer) OSI (однако не охватывает полностью функциональность Data Link layer OSI)

HDLC – Hight-level Data Link Control - бит ориентированный протокол канального уровня сетевой модели

SNA - Systems Network Architecture (системная сетевая архитектура) — разработанное компанией IBM в 1974 г. Общее описание структуры, форматов, протоколов, используемых для передачи информации между программами IBM и оборудованием, создавалось для объединения в глобальные сети мейнфреймов IBM.

BSS (base station subsystem) — один из основных элементов системы подвижной радиотелефонной связи, ответственный за передачу голосового и сигнального трафика между мобильным терминалом абонента и подсистемой сети и коммутации, GSM core network.

PSTN - Телефонная сеть общего пользования (Public Switched Telephone Network) — всеобщая абонентская сеть связи, для доступа к которой используются телефонные аппараты, автоматические телефонные станции (АТС) и оборудование передачи данных.

Квадратурная амплитудная модуляция (КАМ, КАМн; англ. Quadrature Amplitude Modulation, QAM) — разновидность амплитудной модуляции сигнала, которая представляет собой сумму двух несущих колебаний(сигнал, один или несколько параметров которого изменяются в процессе модуляции) одной частоты, но сдвинутых по фазе относительно друг друга на 90 (π/2 радиан, т.е., четверть полного угла, поэтому «квадратурная»), каждое из которых модулировано по амплитуде своим модулирующим сигналом.

Сеть пакетной передачи данных – это такая сеть, где вся передаваемая информация представляет собой набор пакетов какого-либо файла. Каждый пакет данных содержит в себе: преамбулу, адрес отправителя и назначения, управляющую информацию, кадр, контрольную сумму и концевик. После создания пакета он кодируется в двоичный код и передается по среде передачи данных. На пользовательском компьютере для каждого пакета после его получения подсчитывается отдельно друг от друга контрольная сумма и сверяется с тем значением, которое хранится в заголовке. Если два значения контрольной суммы совпадают, то пакет считается принятым без ошибок. В случае потери пакета во время пересылки он повторно запрашивается с сервера. Когда все пакеты доставлены, и контрольная сумма прошла проверку, они автоматически объединяются в файл.

Телефонная сеть общего пользования (англ. PSTN, Public Switched Telephone Network) — частный случай телефонной сети — всеобщая абонентская сеть связи, для доступа к которой используются телефонные аппараты, автоматические телефонные станции (АТС) и оборудование передачи данных. PSTN является универсальной единой сетью для всех пользователей во всём мире и обеспечивает одну из важнейших современных сфер жизнедеятельности человеческого общества — возможность телефонных переговоров между пользователями из любой точки земного шара.

Макросоты - соты большого радиуса, обычно, несколько десятков километров (порядка 35 км). Радиус соты может быть увеличен при использовании направленных антенн. Макросоты характеризуются низкой или средней плотностью трафика, поддержкой умеренных скоростей движения мобильных станций и узкополосными службами. Типичная макросота может быть расположена в сельской местности или в условиях пригорода, с умеренным блокированием пути сигнала зданиями и, в зависимости от географических условий, значительной блокировкой пути сигнала листвой.

Микросоты – маломощные соты малого радиуса, предназначенная для обслуживания небольшой территории (одного офиса или квартиры). Соединяется с сетью сотового оператора через канал связи, подведённый к пользователю (публичный Интернет).