Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Методология создания беспроводных мультисервисных сетей класса WiMAX
Часть 3

Впервых двух частях [1] были сформулированы задачи и рассмотрены методики сбора исходных данных, выбора оборудования, топологии, структуры, решены задачи расчета ресурсов, оценки покрытия, разработки сценариев развертывания, выбора параметров базовых станций, расчета и оценки производительности сети WiMAX. В третьей, заключительной части рассматривается методика стоимостной оценки инфраструктуры сети класса WiMAX – влияние производительности на стоимостные показатели, то есть эффективность создания WiMAX: оценка капитальных затрат (CAPEX),операционных расходов (OPEX), общей стоимости владения (TCO), доходности, окупаемости и срока возврата инвестиций (ROI).
Владимир Широков
Эксперт к.т.н.

Оценка стоимости создания инфраструктуры сети WiMAX

Стоимость создаваемой инфраструктуры WiMAX зависит от выбранных параметров базовых станций и опорных каналов, структуры и топологии сети. Поскольку структура и топология фиксируются, стоимость сети пропорциональна ее ресурсам, то есть количеству K и пропускной способности C каналов базовых станций и опорной сети. Поэтому результаты выбора параметров сети и расчета производительности, полученные на предыдущем этапе, используются для расчета и оценки стоимости инфраструктуры WiMAX.

В работе [2] предложен алгоритм расчета стоимости D(S) сети класса WiMAX как мультисервисной системы обмена информацией (МСОИ). Расчет стоимости D(S) выполняется с учетом зависимости структуры S(K, C) от параметров сети K и C. Структура S(K, C) изменяется согласно сценарию развертывания сети, ее преобразования в структуру S', удовлетворяющую ограничению:

|B - D(S')| ≤ ε,   (1)

где B - бюджет ; D - стоимость варианта структуры; ε - требуемая точность.


Анализ временных параметров и выбор результатов расчета по выбранному варианту структуры S' осуществляется по максимуму производительности max W(N, τ) и минимуму временной задержки xmin.

Чем выше коэффициент загрузки системы р, тем ближе производительность W(N,x) к предельной Nn, но тем больше задержки τ, которые могут превысить предельную величину τ > Tn.

Задержки τ обработки сообщений могут быть снижены за счет уменьшения длины b пакетов. Однако при этом увеличивается удельный вес накладных расходов, связанный с передачей служебной информации, снижается интенсивность обслуживания трафика.

Длинные пакеты b увеличивают задержку τ обработки других пакетов.

В результате может быть превышена максимально приемлемая задержка хmax обслуживания пакетов, то есть превышено допустимое время To отклика (реакции) системы.

По общей пропускной способности C, ширине H полосы частот определяется количество прямых Kn и обратных Ko каналов соответственно, необходимых для передачи пакетов через систему WiMAX (МСОИ).

Выполняется перерасчет ресурсно-временных параметров, находятся фактические значения производительности: количество обслуживаемых абонентов

и задержка пакетов, передаваемых по сети.


Структура сети WiMAX типа МСОИ определяет количество необходимых аппаратных элементов системы в зависимости от их исполнения:

  • количество абонентских узлов (фиксированных и мобильных станций);
  • количество и емкость каналов базовой станции (станций);
  • структуру и количество вспомогательных элементов канальных, групповых, полугрупповых передатчиков, сумматоров, делителей мощности, разветвителей, мультиплексоров, приемников;
  • число секторных антенн, количество и длины радиокабелей (фидеров). Оборудование станций может быть различного исполнения, различаться по стоимости и техническим характеристикам и соответственно по отношению "цена/качество".

Для разных вариантов структуры рассчитывается стоимость оборудования (капитальные затраты, CAPEX), оцениваются производительность, сравнивается отношение стоимость/производительность для полученных вариантов. На этапе структурной оптимизации минимизация стоимости сети WiMAX выполняется путем оценки CAPEX в зависимости от структуры Sc каналообразующего и распределительного оборудования системы.

В заключение приводится общий график создания сети радиосвязи с учетом получения разрешений на использование радиочастот в виде таблицы.


Данный график показывает, что отдельные этапы создания радиосети могут выполняться параллельно. Это позволяет сократить общее время создания радиосети.

Формат статьи не позволяет рассмотреть все аспекты методологии более подробно. Детально с методологией структурной и параметрической оптимизации сети класса WiMAX можно ознакомиться в материалах, представленных в [2].

Выводы по предложенной методологии

1. Модель сетевой нагрузки и модель производительности, а также расчетные соотношения, использованные в представленных методиках, позволяют сформировать общие этапы методологии создания сети WiMAX, расчета пропускной способности, выбора вариантов структуры, параметров МСОИ.

2. Предлагаемая методология позволяет учитывать влияние нескольких видов трафика нагрузки на каналы WiMAX (МСОИ), на базовые и абонентские станции.

3.  Разработанная методология позволяет рассматривать выбранную среду передачи между множеством {N} абонентов сети и множеством {Y} узлов, соединенных каналами, как один модельный узел с заданными характеристиками. Производительность модельного узла зависит от временной задержки τ, контуров q услуг, структуры сети S(K, C).

4.   Возможность представления многопараметрического объекта WiMAX типа МСОИ одним модельным узлом доказывает универсальность и переносимость методологии, базирующейся на предложенных моделях и методах.

5. Разработанная методология показывает, что соотношения математической модели [2] можно выстроить в логически непротиворечивую последовательность, в которой результат вычисления одного блока обеспечивает все необходимые исходные данные для выполнения расчетов в последующем блоке.

6. Оптимизация структуры, выбор параметров базовых станций и опорных каналов WiMAX обеспечивает необходимую производительность, достаточную для обслуживания заданного числа пользователей, абонентов, услуг в системе, гарантирует устойчивость функционирования сети.

Литература

  1. Широков В.Л. Методология создания сетей класса WiMAX. Ч. 1 // Технологии и средства связи. – № 1. – 2010.
  2. Широков В.Л. Разработка моделей и методов для оценки и выбора параметров мультисервисных систем обмена информацией (МСОИ). – М.: МЭИ (ТУ), 2006. – 225 с.
  3. Широков В.Л. Связь временных задержек с производительностью мультисервисной коммуникационной системы // BC/NW. – 2007. – № 2 (11). http://network-jour-nal.mpei.ac.ru/
  4. Scherr A.A. An Analysis of Time-Shared Computer Systems. – Mass., Cambridge: MIT Press, 1967.

Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #5, 2010
Посещений: 7169

  Автор

Владимир Широков

Владимир Широков

Эксперт, к.т.н.

Всего статей:  3

В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций