ITU-R INFORME F 2058 SPANISH-2006 Design techniques applicable to broadband fixed wireless access systems conveying Internet protocol packets or asynchronous transfer mode cells《适用.pdf

1、 I. UIT-R F.2058 1 INFORME UIT-R F.2058 Tcnicas de diseo aplicables a los sistemas de acceso inalmbrico fijo en banda ancha que transportan paquetes del protocolo Internet o clulas del modo de transferencia asncrono (2006) NDICE Pgina 1 Introduccin 2 2 Tipos de sistemas FWA que transportan paquetes

2、IP o clulas ATM en cuanto a la utilizacin del canal radioelctrico. 2 3 Alcance . 3 4 Referencias . 4 5 Siglas y acrnimos 6 6 Caractersticas tcnicas que se describen . 9 6.1 Mtodo de modulacin y acceso mltiple 9 6.2 CoS y QoS 9 6.3 Caractersticas del retardo de transferencia 10 6.4 Caractersticas tcn

3、icas de VoIP. 11 6.5 Utilizacin eficaz del espectro 11 6.6 Tcnicas de correccin de errores en sistemas FWA basados en ATM . 12 ANEXO 1 Mecanismo para garantizar la QoS o la CoS en los sistemas FWA de banda ancha. 12 ANEXO 2 Ejemplos de clculo de retardo medio del protocolo de acceso y variacin del r

4、etardo en sistemas FWA basados en CSMA/CA 31 ANEXO 3 Ejemplos de clculo del tiempo de espera cuando se transmiten varios flujos VoIP en sistemas FWA basados en TDMA . 37 ANEXO 4 Ejemplo de clculos del retardo de red para la clase 0 de QoS 43 ANEXO 5 Caractersticas tcnicas de los sistemas FWA de band

5、a ancha para VoIP . 47 ANEXO 6 Tcnicas para mejorar la eficiencia en la utilizacin del espectro 55 ANEXO 7 Tcnicas de correccin de errores en sistemas FWA basados en ATM . 57 2 I. UIT-R F.2058 1 Introduccin En el mercado de las telecomunicaciones se hace sentir la necesidad apremiante de servicios d

6、e banda ancha. Los usuarios tienen necesidades distintas en cuanto a la velocidad binaria y la calidad del servicio. El protocolo Internet (IP) y el modo de transferencia asncrono (ATM) se estn convirtiendo en los mtodos de transmisin de seales ms utilizados en las redes almbricas modernas para aten

7、der la demanda de servicios multimedios. Esta tendencia tambin puede observarse en los sistemas inalmbricos fijos utilizados en las redes de acceso. En general, lo ideal sera que los sistemas de acceso inalmbrico fijo (FWA) basados en IP y ATM tuvieran una capacidad de control de la calidad de servi

8、cio (QoS) o de la clase de servicio (CoS) similar a la de los sistemas almbricos. La QoS y la CoS son categoras definidas mediante parmetros de calidad de funcionamiento de la transmisin. La QoS corresponde a categoras de calidad de funcionamiento de la transmisin que satisfacen los requisitos de ca

9、lidad de los usuarios, mientras que la CoS corresponde a clases de calidad de funcionamiento similar que ofrece el administrador de red a los usuarios a ttulo orientativo. Por otra parte, los sistemas FWA deben cumplir ciertos objetivos en relacin con los parmetros de calidad de funcionamiento IP o

10、ATM para la red almbrica adoptados en las Recomendaciones UIT-T I.356 y Y.1541. A tal efecto, los parmetros de la capa fsica (PHY) de los sistemas FWA deben disearse para cumplir estos objetivos. La relacin entre los parmetros de la capa fsica y los parmetros de calidad de funcionamiento de la capa

11、IP, por ejemplo el IPTD, figuran en las Recomendaciones UIT-T Y.1540 y Y.1541. La relacin entre los parmetros de la capa fsica y los parmetros de calidad de funcionamiento de la capa ATM, por ejemplo la tasa de clulas perdidas (CLR) o la tasa de errores en las clulas (CER) viene dada en la Recomenda

12、cin UIT-T I.356. Los sistemas FWA basados en ATM deben cumplir adems el objetivo SESR (tasa de segundos con muchos errores) estipulado en la Recomendacin UIT-R F.1668 (los requisitos y objetivos de calidad de funcionamiento y disponibilidad para los sistemas FWA conectados a la RTPC se describen en

13、la Recomendacin UIT-R F.1400). Tanto IP como ATM son tecnologas basadas en paquetes o clulas que funcionan a una frecuencia de reloj elevada, por lo que la transmisin de paquetes IP o clulas ATM puede repercutir en el diseo del sistema y la eficiencia en cuanto a la utilizacin del espectro de radiof

14、recuencias. Como consecuencia de estos requisitos, las consideraciones de diseo son distintas a las de los sistemas FWA existentes para voz. Por otra parte, las tecnologas necesarias para las aplicaciones FWA basadas en paquetes IP y clulas ATM son, en muchos aspectos, similares a las utilizadas en

15、las redes radioelctricas de rea local (RLAN). La finalidad del presente Informe es facilitar ejemplos de tcnicas y mtodos de diseo que abarcan diversos aspectos de sistemas FWA para la transmisin de datos IP o ATM. 2 Tipos de sistemas FWA que transportan paquetes IP o clulas ATM en cuanto a la utili

16、zacin del canal radioelctrico Los tipos de sistemas FWA que transportan paquetes IP o clulas ATM se pueden clasificar por la utilizacin del canal radioelctrico del modo siguiente. El primer tipo consiste en atribuir un canal radioelctrico exclusivo a cada abonado de manera permanente o durante una l

17、lamada. Este tipo es caracterstico de los sistemas de acceso inalmbrico en banda ancha punto a punto (P-P) o punto a multipunto (P-MP) que funcionan generalmente en bandas de frecuencia por encima de 20 GHz. Se suele utilizar para servicios de acceso de lneas arrendadas. I. UIT-R F.2058 3 El segundo

18、 tipo consiste en atribuir un recurso radioelctrico en el momento de efectuar la llamada. Este tipo es caracterstico de los sistemas FWA que dan servicios RTPC a una masa de usuarios. Algunos de estos sistemas recurren a las tecnologas de los sistemas de acceso inalmbrico mvil para reducir el coste

19、de los equipos. En el tercer tipo, el canal radioelctrico se atribuye slo cuando hay trfico de paquetes IP o clulas ATM. Este tipo es ms eficiente en cuanto a la utilizacin de frecuencias que los dos anteriores, especialmente en el caso de la topologa punto a multipunto, siempre que los bits de tara

20、 no sean demasiado numerosos. Este tipo de FWA tambin resulta adecuado para la topologa multipunto a multipunto. Son igualmente tpicos del segundo tipo los sistemas basados en RLAN. Adems, los sistemas FWA basados en tecnologas RLAN pueden tener la ventaja de que el coste de los equipos sea menor. U

21、na caracterstica del tercer tipo puede explicarse del modo siguiente en el caso de la transmisin de clulas ATM. Hay dos clases de sistemas FWA que transmiten clulas ATM: a) El sistema FWA transmite clulas ATM de manera transparente sin identificar la informacin que contiene la clula. b) El sistema F

22、WA identifica la informacin que figura en el encabezamiento de la clula ATM y gestiona en consecuencia el tratamiento de cada clula dentro de la seccin radioelctrica. En el caso a), el mtodo de diseo del sistema FWA debe ser bsicamente similar a los sistemas destinados a la transmisin de seales SDH.

23、 Corresponde al primer tipo de sistemas FWA descrito anteriormente. En cambio, en el caso b) puede emplearse un mecanismo diferente para transmitir clulas ATM por la seccin radioelctrica a fin de utilizar con eficacia el espectro de radiofrecuencias. Algunas de las RLAN que se utilizan principalment

24、e para el acceso inalmbrico nmada (NWA) u otros tipos de sistemas de acceso inalmbrico basados en la transmisin radioelctrica de paquetes IP o clulas ATM ya se comercializan como productos o han sido examinados en organismos de normalizacin de ciertos foros. Las normas relativas a los sistemas de ac

25、ceso inalmbrico fijo y nmada se indican en las Recomendaciones UIT-R F.757 y UIT-R M.1450. 3 Alcance En el presente Informe se describen diversas tcnicas de diseo aplicables a sistemas FWA basados en tecnologas RLAN o NWA, que transmiten paquetes IP o clulas ATM a una velocidad superior a varios Mbi

26、t/s establecida para la penetracin ubicua. Las soluciones de diseo que figuran en los Anexos al presente Informe se proponen como una de las posibles formas de satisfacer las normas de la capa MAC particular especificadas en las Recomendaciones UIT-T relativas a la transmisin IP y ATM. Cabe sealar q

27、ue la informacin contenida en el Anexo 6 no es aplicable al trfico IP, dado que el concepto de clula vaca es especfico del ATM. El anlisis del FWA que se figura en el presente Informe se concentra principalmente en las aplicaciones punto a multipunto, en las que varias estaciones terminales comparte

28、n la capacidad de una portadora radioelctrica facilitada por una estacin de base. No obstante, algunas de las tcnicas descritas en los Anexos al presente Informe son igualmente aplicables a las transmisiones punto a punto y multipunto a multipunto. 4 I. UIT-R F.2058 4 Referencias Recomendaciones del

29、 UIT-R Recomendacin UIT-R F.757 Requisitos bsicos y objetivos de calidad de funcionamiento para sistemas de acceso inalmbrico fijo que utilizan tecnologas derivadas de las tecnologas mviles que ofrecen servicios de telefona y de comunicaciones de datos. Recomendacin UIT-R M.1450 Caractersticas de la

30、s redes radioelctricas de rea local de banda ancha. Recomendacin UIT-R F.1668 Objetivos de caracterstica de error para los enlaces inalmbricos fijos digitales utilizados en las conexiones ficticias de referencia y trayectos ficticios de referencia de 27 500 km. Recomendacin UIT-R F.1704 Caracterstic

31、as de los sistemas inalmbricos fijos multipunto a multipunto con topologa de red en malla que funcionan en bandas de frecuencias superiores a unos 17 GHz. Recomendacin UIT-R F.1763 Normas de interfaz radioelctrica para sistemas de acceso inalmbrico de banda ancha que funcionan en el servicio fijo po

32、r debajo de 66 GHz. Recomendaciones del UIT-T Recomendacin UIT-T Y.1540 Servicio de comunicacin de datos con protocolo Internet - Parmetros de calidad de funcionamiento relativos a la disponibilidad y la transferencia de paquetes de protocolo Internet. Recomendacin UIT-T Y.1541 Objetivos de calidad

33、de funcionamiento de red para servicios basados en el protocolo Internet. Recomendacin UIT-T P.800 Mtodos de determinacin subjetiva de la calidad de transmisin. Recomendacin UIT-T P.862 Evaluacin de la calidad vocal por percepcin: Un mtodo objetivo para la evaluacin de la calidad vocal de extremo a

34、extremo de redes telefnicas de banda estrecha y cdecs vocales. Recomendacin UIT-T I.356 Calidad de funcionamiento en la transferencia de clulas en la capa de modo de transferencia asncrono de la red digital de servicios integrados de banda ancha. Recomendacin UIT-T G.107 El modelo E, un modelo infor

35、mtico para utilizacin en planificacin de la transmisin. Recomendacin UIT-T G.113 Degradaciones de la transmisin debido al tratamiento de las seales vocales. Recomendacin UIT-T G.114 Tiempo de transmisin en un sentido. Recomendacin UIT-T G.711 Modulacin por impulsos codificados (MIC) de frecuencias v

36、ocales. Recomendacin UIT-T G.723.1 Cdec de voz de doble velocidad para la transmisin en comunicaciones multimedios a 5,3 y 6,3 kbit/s. I. UIT-R F.2058 5 Recomendacin UIT-T G.729 Codificacin de la voz a 8 kbit/s mediante prediccin lineal con excitacin por cdigo algebraico de estructura conjugada. Otr

37、as referencias ETSI TS 101 761-1 v1.3.1 Broadband Radio Access Networks (BRAN); HIPERLAN Type 2; Data Link Control (DLC) Layer; Part 1: Basic Data Transport Functions. ETSI TS 101 856 v1.1.1 Broadband Radio Access Networks (BRAN); Functional Requirements for Fixed Wireless Access systems bellow 11 G

38、Hz: HIPERMAN. ETSI TS 101 999 v1.1.1 Broadband Radio Access Networks (BRAN); HIPERACCESS; PHY protocol specification. IEEE standard for local and metropolitan area networks Specific requirements Part 11: Wireless LAN medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications Amendment 1: Hi

39、gh-speed physical layer in the 5 GHz band. IEEE standard for local and metropolitan area network Specific requirements Part 11: Wireless LAN medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications. IEEE standard for local and metropolitan area networks Specific requirements Part 11: Wire

40、less LAN medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications Amendment 4: Further higher-speed physical layer extension in the 2.4 GHz band. IEEE standard for local and metropolitan area networks Part 16: Air interface for fixed broadband wireless access systems. ARIB STD-T70 v1.0 Lo

41、w power data communication systems/broadband mobile access communication system (HiSWANa). Design and considerations for traffic class expediting and dynamic multicast filtering, IEEE Std 802.1D Annex H, IEEE, 1998. http:/www.ietf.org/html.charters/mpls-charters.html http:/www.ietf.org/html.charters

42、/diffserv-charter.html http:/www.ietf.org/html.charters/rsvp-charter.html Wireless medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications: Medium access control (MAC) enhancements for quality of service (QoS), IEEE std 802.11e/D1, March 2001. INOUE, Y., SAITOH, S., IIZUKA, M. and MORIKU

43、RA, M. December 2000 A fair data transfer method by using a CoS control mechanism for fixed wireless access systems, The 2000 International Conference on broadband wireless access systems, p. 19-25. KAGAMI, O., OTHA, A. and HOJO, H. November 2002 Development of compact wireless access equipment for

44、an AWA system based on HiSWANa standard, NTT Rev., p. 49-53, Vol. 14, No. 6. TTC Standard JJ-201.01 2003 A method for speech quality assessment of IP telephony. ETSI TR 101 329-7 End-to-end quality of service in TIPHON systems; Design guide for elements of TIPHON connection from an end-to-end speech

45、 transmission point of view. MASUDA, M. and ORI, K. November 2001 Network performance metrics in estimating the speech quality of VoIP, IEICE APSITT2001, p. 333-337. 6 I. UIT-R F.2058 ICHIKAWA, T., et. al., Approximation of characteristics of CSMA/CA based on IEEE 802.11 standard, B-5-186, Proceedin

46、gs of the 2003 IEICE Society Conference. 5 Siglas y acrnimos En el presente Informe se utilizan las siguientes siglas y acrnimos: ACK Acuse de recibo (acknowledge) AIFS Separacin entre tramas de arbitraje (arbitration inter-frame space) ARQ Peticin automtica de repeticin (automatic repeat request) A

47、TM Modo de transferencia asncrono (asynchronous transfer mode) BC Canal de radiodifusin (broadcast channel) BCC Cdigo convolucional en bloque (block convolutional code) BE Sin garantas (best effort) BEB Dilacin exponencial binaria (binary exponential backoff) BER Tasa de errores en los bits (bit err

48、or ratio) BS Estacin de base (base station) BWA Acceso inalmbrico en banda ancha (broadband wireless access) CBR Velocidad binaria constante (constant bit rate) CBQ Puesta en cola segn la clase (class based queuing) CDV Variacin del retardo de clula (cell delay variation) CER Tasa de errores en las

49、clulas (cell error ratio) CLR Tasa de clulas perdidas (cell loss ratio) CMR Tasa de insercin errnea de clulas (cell misinsertion ratio) CoS Clase de servicio (class of service) CSMA/CA Acceso mltiple por deteccin de portadora con evitacin de colisiones (carrier sensing multiple access with collision avoidance