Tehnologii de acces de banda larga

INTRODUCERE

Aprecierea directiilor de evolutie si estimarea performantelor viitoare ale tehnologiilor destinate retelelor de acces de banda larga, cablate si wireless, este o intreprindere riscanta daca argumentatia se bazeaza pe analiza solutiilor aplicate sau aflate in faza de testare. Progresul comunicatiilor digitale este impulsionat nu numai de cerintele unui trafic aflat in faza exploziva dar si, mai ales, de asteptarile utilizatorilor si operatorilor. Popularitatea telefoanelor inteligente, tabletelor sau altor dispozitive de date solicita mutatii masive la nivelul arhitecturilor traditionale de retea. Ca atare, tehnologiile 4G, incluzand LTE-Advanced si Advanced Mobile WiMAX, devin limitative. Astazi discutam despre retele celulare radio, RAN, ce iau in considerare scenarii noi de structurare si organizare, un management de retea ce vizeaza limitarea interferentelor, coordonarea transmisiilor intre celule, totul pentru a atinge performante superioare de sistem.

Arhitecturile actuale limiteaza serios scalabilitatea retelelor de acces si stocarea continutului de catre acestea. Specificitatea interfetelor si protocoalele complexe ale planului de control, in combinatie cu numarul tot mai mare de parametri configurabili la nivelul nodului, diminueaza substantial capabilitatea retelei de a suporta servicii inovative. Reteaua traditionala are probleme tot mai mari de securitate, robustete, administrare si mobilitate.

Directiile de cercetare din domeniul tehnologiilor de acces de bana larga urmaresc solutiipe fibra optica si solutii wireless capabile de colaborare, pentru adaptarea facila ale acestora la necesitatile utilizatorilor. Solutiile combinate, hibride, asigura in multe dintre situatii optimizarea accesului de banda larga.

Cartea de fata propune cititorului o trecere in revista a tehnicilor si tehnologiilor de acces aflate in faza de maturitate a ciclului de viata, ca premize ale unei abordari creative, dar pragmatice, ale viitoarei retea de acces. Cu alte cuvinte, credem ca arhitectura trebuie revolutionata, dar fundamentele trebuie sa ramana pentru a sustine noua structura.

Cu siguranta, pe durata de elaborare a cartii, unele dintre subiectele tratate au primit rezolvari teoretice si solutii tehnice de implementare in servicii de comunicatii. Deoarece tinta noastra este prezentarea aspectelor problematice cu care se confrunta industria comunicatiilor digitale in zona accesului la retea, abordarea si aprecierea propunerilor de rezolvare, argumentate prin demonstratii solide, trebuiesc considerate optiuni supuse uzurii timpului.

Cartea aduna in paginile sale atat rezultate provenite din studii de cercetare cat si experiente acumulate in activitati didactice universitare. Ca atare, aceasta este dedicata, in egala m asura, cercetatorilor cu preocupari avansate in domeniu, specialistilor in comunicatii digitale, cat si studentilor interesati in tematica abordata.

CUPRINS

CUPRINS 5 

1. INTRODUCERE 7 

2. SOLUTII WIRELESS 9
2.1. Tehnologii wireless de acces de banda larga 9 
2.1.1. Bazele modulatiei 9 
2.1.2. Variante ale modulatiei de faza 11
2.1.3. Modulatia in amplitudine in cuadratura 16
2.1.4. Antene „inteligente” 17
2.1.5. Tehnici MIMO 20 
2.1.6. Folosirea inteligenta a spectrului de radiofrecventa 22 
2.2. Standarde, retele wireless 26 
2.2.1. Tehnologia Wi-Fi 26 
2.2.2. Tehnologia UWB 33 
2.2.3. Tehnologia WiMAX 38 
2.2.4. Tehnologia LTE 44
2.3. Evolutia catre 5G 55 
2.3.1. Baza de reglementare 55 
2.3.2. Principiile noilor infrastructuri wireless 60 
2.3.3. Dezvoltarea tehnologiilor pentru 5G 63 

3. SOLUTII OPTICE WIRELESS 71 
3.1. Comunicatii FSO 71 
3.1.1. Stadiul actual 71 
3.1.2. Solutia tehnica 73 
3.1.3. Integrarea FSO cu alte sisteme de comunicatie 76 
3.2. Standarde, tehnologii, retele 77 
3.2.1. Componente ale retelei 77 
3.2.2. Tehnologia comunicatiei in spectrul de lumina vizibila 78 
3.2.3. Tehnologia comunicatiei IRCom in infrarosu 83 

4. SOLUTII OPTICE GHIDATE 88 
4.1. Comunicatii optice ghidate 88 
4.1.1. Necesitatea introducerii accesului ghidat pe fibra optica 88 
4.1.2. Solutia tehnica 89
4.2. Standarde, tehnologii, retele 91 
4.2.1. Topologii PON 91 
4.2.2. Functionarea EPON 93 
4.2.3. Protocolul MPCP 96 
4.2.4. Alocarea dinamica a largimii de banda 101 
4.2.5. Reguli de functionare 103 
4.3. Tehnologii PON 106 
4.3.1. Tehnologii APON si WPON 106 
4.3.2. TehnologiaWDM-PON 107 
4.3.3. Tehnologii DWDM si CWDM 109 
4.3.4. Structura echipamentelor WDM-PON 115 
4.3.5. Arhitectura retelei WDM-PON 117 
4.3.6. Implementarea WDM-PON 120 
4.4. Stadiul actual si perspectivele solutiilor de acces optic ghidate 122 

5. SOLUTII HIBRIDE 130 
5.1. Probleme generale ale solutiilor hibride 130 
5.2. Sistem de radio prin fibra, RoF 134 
5.2.1. Principiul de functionare 134 
5.2.2. Modelul interferentei in celula 136 
5.2.3. Performanta sistemului RoF 138 

6. APLICATII, MODELE SI SOLUTII 140 
6.1. Probleme generale ale aplicatiilor 140 
6.2. Aplicatii wireless 143 
6.2.1. Aplicatii in spectrul de radiofrecventa 143 
6.2.2. Aplicatii FSO 147 
6.3. Aplicatii optice ghidate 151 
6.3.1. Servicii IP realizate prin EPON 151 
6.3.2. Video in timp real si voce prin protocol IP 153 

LISTA ACRONIMELOR 159 

BIBLIOGRAFIE 169