20/12/08
Возможности увеличения скорости модема CNU-680 Pro в сети Скай Линк.
Окончание 2008 года отмечено поступлением в магазины техники связи нового изделия корейского предприятия C-motech. Модем CNU-680 Pro (внешний вид см. на рис. 1) предназначен для соединения компьютера или локальной сети
|
|
|
Рис.1. Внешний вид модема Модем CNU-680 Pro |
компьютеров с Интернетом через сеть стандарта CDMA 1xEV-DO Rev.A (450 МГц). Скай Линк выводит этот продукт на российский рынок с надеждой сохранить в 2009 году передовые позиции среди сотовых операторов по поставке услуги беспроводного доступа к Интернет с максимальной практически достижимой скоростью приема/передачи информации.
Не будем останавливаться на преимуществах модема CNU-680Pro в области поддержки функционирования локальных компьютерных сетей. Об этом можно читать инструкцию, например на странице http://www.skylink.ru/pages/equip.aspx?id=20280&r=78. Рассмотрим технические решения, реализованные в CNU-680 Pro для обеспечения более высоких скоростей приема/передачи по сравнению с предыдущей моделью CNU-550 Pro, лидировавшей на рынке более 2-х лет. В таблице 1 приведены технические характеристики.
Таблица 1. Сравнение технических характеристик.
|
Тип модема |
Протокол |
Максимальная скорость, кБит/с |
Максимальная мощность передатчика, мВт |
|
|
прием |
передача |
|||
|
CNU-550 Pro |
CDMA 1xEV-DO/ EV-DO (IS-856) |
2400 |
153 |
280 |
|
CNU-680 Pro |
CDMA 1xEV-DO/ EV-DO Rev.A (IS-856) |
3100 |
1800 |
280 |
Для увеличения теоретического максимума скорости в модеме CNU-680 Pro модифицирован канальный протокол. Кроме того, для обеспечения соответствующей скорости, применен пространственно-разнесенный прием на две антенны. Модем комплектуется двумя антенными разъемами и штатными штыревыми антеннами. Ответа на вопрос о способе применения двух антенн нет ни в инструкции, ни на Интернет-сайтах, посвященных описанию модели CNU-680 Pro.
Попытаемся объяснить конструкцию модема. Инженеры ООО «Техника связи» специализируются на проблемах увеличении скорости приема/передачи информации через Интернет-модемы Скай Линк. Из теории вопроса, подтвержденной 5-ти летней практикой, известно, что максимальные скорости приема и передачи могут реализовываться при достижении максимально возможных отношений сигнал/помеха (ОСП) на входе решающей схемы приемного тракта модема или базовой станции сотового ретранслятора. Такое ОСП наблюдается в идеальных условиях, когда модем находится в непосредственной близости (зоне прямой видимости) от базовой станции сети Скай Линк. Под помехой понимается совокупность аддитивных естественных шумов и искусственных помех, а также мультипликативных помех в виде замираний сигнала. Естественные шумы – это случайное сочетание шумов приемника, атмосферных шумов, образованных разрядами во время гроз, статического электричества, космических, солнечных шумов. Искусственными помехами считаются электромагнитные колебания, попадающие в полосу пропускания приемных устройств. Источниками таких помех являются:
· электротранспорт и системы зажигания автомобилей;
· промышленные электроустановки;
· радиоэлектронные средства различного назначения, комбинированные помехи от радиопередатчиков и другое;
· внутрисистемные помехи, обусловленные одновременной работой в одной полосе частот нескольких станций. Например, передатчиков соседних сот Скай Линк.
Случайные помехи в виде замирания сигнала во времени возникают из-за многолучевого распространения радиосигнала от базовой станции до модема (и в другом направлении). На входе приемника складываются лучи сигнала, распространяющиеся по прямой, при отражении от многочисленных препятствий (зданий, деревьев, подстилающей поверхности земли). В приемнике модема происходит обработка широкополосного сигнала в полосе 1,23 МГц, частотные составляющие имеют различные фазовые соотношения. Сложение частотных составляющих лучей сигнала с разными фазовыми соотношениями является источником замираний.
|
|
|
Рис. 2. Блок-схема подключения модема. |
Наличие помех приводит к уменьшению ОСП случайным образом. Кроме того, при распространении сигнала его мощность уменьшается с увеличением расстояния связи, при преломлении (переотражении) и поглощении в среде распространения. Из-за перечисленных факторов ОСП является величиной случайной во времени, в пространстве и в зависимости от поляризации приемной антенны. Уменьшение ОСП ниже критического значения приводит к уменьшению скорости приема информации из-за возможности аппаратуры сети Скай Линк использовать избыточность кодирования и включать более сложные и времязатратные режимы обработки сигналов.
Дальнейшее уменьшение ОСП вызывает срыв правильного приема сигнала. Описанная ситуация проявляется на практике в том, что заявленные в таблице 1 максимальные теоретические скорости приема/передачи достигнуть затруднительно. Кроме того, возникают случаи срыва передачи информации. Например, в типичной ситуации, когда модем SNU-550 Pro устанавливается внутри помещения в здании, находящемся на удалении (4-8) км от базовой станции Скай Линк, и подключается по схеме, показанной на рис. 2, получается средняя скорость при работе в Интернет:
· прием информации (8-300) кБит/с;
· передача информации (5-30) кБит/с.
Одновременно, в работе Интернет-канала могут происходить случайные прерывания с периодичностью примерно (5-10) срывов за 8 часов. Когда Клиент сети Скай Линк обнаруживает такой характер работы модема, он задумывается над вариантами решения вопроса:
· Вернуть модем Продавцу и отказаться от услуг сети Скай Линк из-за низкой скорости и нестабильности его функционирования.
· Улучшить работу модема дополнительными средствами.
Если выбирается второе решение, то специалисты ООО «Техника связи» проводят работы по улучшению работы модема, предварительно обсудив с Клиентом особенности объекта, на котором используется модем, стоимость комплектующих и работ. Как правило, решение задачи достигается посредством применения усовершенствованной схемы подключения модема в соответствии с рис. 3.
|
|
|
Рис. 3. Усовершенствованная блок-схема подключения модема.
|
Для повышения ОСП предлагается направленная антенна, например «волновой канал», настроенная на частоты приема и передачи модема. Направленная внешняя антенна является лучшим «усилителем» принимаемого и передаваемого сигналов и уменьшает аддитивные и мультипликативные помехи. Следовательно, ее использование приводит к значительному увеличению ОСП. Антенна устанавливается на мачтовое устройство на крышу здания. Высота установки антенны диктуется правилом: чем выше антенна, тем лучше качество приема. Высота может быть ограничена стоимостью конструкции мачты и стоимостью коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом от антенны до модема. Чем длиннее кабель, тем больше его стоимость из-за того, что он должен быть выбран с малым затуханием на частотах, близких к 450 МГц. Наиболее типичны мачтовые устройства высотой от 2 до 10 м и длина кабеля от 15 до 30 м. В результате монтажа оборудования по схеме на рис. 3 и настройки антенны на ближайшую базовую станцию Скай Линк Клиент получает устойчивую без срывов работу модема при скорости в Интернете:
· прием информации (600-1500) кБит/с;
· передача информации до 150 кБит/с.
Окончательно полученные скорости зависят от удаленности объекта, от запрограммированных характеристик и ограничений объема трафика базовой станции Скай Линк.
Вернемся к обсуждению особенностей модема CNU-680 Pro. Производитель попытался улучшить ОСП за счет борьбы с мультипликативной помехой (с быстрыми замираниями многолучевого сигнала) путем применения разнесенного приема на две антенны. О способе сложения разнесенных сигналов у автора статьи информации нет. В технике приема таких способов несколько. Они отличаются эффективностью. Однако в качестве замечания можно указать на то, что какая бы ни была схема сложения разнесенных сигналов, при подключении штатных антенн (см рис. 1), находящихся на расстоянии 0,25 длины волны друг от друга, где длина волны сигнала 300/450=0,67(м), копии сигнала от этих двух антенн будут коррелированны с коэффициентом корреляции близким к единице. Из теории известно, что эффекта по увеличению ОСП от сложения таких копий сигнала нет. Следовательно, не будем ожидать эффекта по увеличению скорости приема информации. Увеличение ОСП может быть получено при сложении в модеме CNU-680 Pro пространственно-разнесенных сигналов от двух внешних (вынесенных за пределы помещения) антенн или от одной внешней и одной штатной. Несомненный выигрыш по увеличению ОСП может быть получен при сложении сигнала от двух поляризационно-разнесенных антенн, например от двух антенн типа «волновой канал» с горизонтальной и вертикальной поляризацией. Степень увеличения скорости модема при применении подобных технических решений будет в каждом случае разная, зависящая от многих причин, указанных выше при обсуждении модема CNU-550 Pro. Предположительно скорости, полученные для модема CNU-550 Pro, будут оценкой снизу для скоростей приема/передачи информации в модеме CNU-680 Pro.
В заключение отметим возможность практического получения скорости от 600 до 2000 кБит/с в Интернет при доступе через сеть Скай Линк при использовании модема CNU-680 Pro. Если для создания проектов по передаче репортажных видеоизображений, по внедрению охранных сигнализаций с передачей видеоизображений, созданию корпоративных сетей и просто для полноценной работы в Интернет требуются высокие скорости, то достигнуть этого Клиенту поможет ООО «Техника связи».
Специалисты ответят на вопросы о составе и стоимости комплектующих и работ по улучшению работы модемов Скай Линк. Обращаться по тел. (812) 333-03-65 или на e-mail: corp@tconnect.spb.ru
Автор: директор ООО «Техника связи», кандидат технических наук А.В. Семенов.
20.12.08.