Alors que la demande de données mobiles dépasse toutes les attentes, une architecture de réseau hétérogène avec plusieurs bandes de fréquences, différentes technologies d'accès radio et des stations de base avec différentes zones de couverture est la seule solution pour faire avancer les opérateurs.

Dans le domaine des télécommunications, des statistiques alarmantes sont largement connues concernant la demande de transmission de données, en particulier dans les endroits où les gens sont les plus encombrés. La forte demande oblige les opérateurs à augmenter la densité des stations de base (BS) et à augmenter l'efficacité spectrale grâce au MIMO (Eng. Multiple Input Multiple Output) et à d'autres technologies LTE. Cependant, tôt ou tard, la possibilité de déployer de nouvelles stations de base atteindra la limite en raison de la surutilisation des fréquences et du coût élevé, et leur installation deviendra impraticable dans grandes villes. Par conséquent, il devient nécessaire d'installer des points d'accès Wi-Fi, de petites stations de base et d'autres éléments pour "combler les lacunes" qui forment ensemble un réseau hétérogène (HetNet).

Technologies clésHetNet

L'une des tâches principales est l'intégration « transparente » (invisible) des petites stations de base dans le réseau : leur installation peut Influence négative sur des indicateurs de performance clés, tels qu'une baisse du débit de transmission à la suite d'interférences provenant de macro et micro BS.

Pour décharger la macro BS, un assez grand nombre de petites BS installées dans des endroits surpeuplés seront nécessaires, cependant, les exigences pour leur déploiement et les coûts peuvent être faibles en raison de la sommation de la transmission déjà disponible sur le site et de l'alimentation intégrée fournitures.

1. Définition précise des endroits où de petites stations de base sont nécessaires.

Les petites BS sont efficaces pour décharger les macro BS lorsqu'elles sont installées dans des endroits très fréquentés. Les opérateurs peuvent créer des cartes de trafic réseau en collectant des informations sur l'emplacement des micro et macro BS, la quantité de trafic en circulation et l'emplacement des terminaux utilisateurs (UE) dans le réseau dans ce moment. Compte tenu de la taille de la zone de couverture micro BS, la précision recommandée pour la carte du trafic est de 50 × 50 mètres. Les opérateurs peuvent évaluer les performances d'un micro BS en comparant les cartes de trafic de pré-déploiement et de post-déploiement pour aider à faire d'autres optimisations à l'avenir.

2. Intégration de micro BS.

L'achat d'un tout nouveau site avec beaucoup d'équipements devient coûteux et inefficace, nécessitant le déploiement de petits BS sur des poteaux et des murs. Pour ce faire, les éléments de transmission, les alimentations et la protection contre les surtensions peuvent être intégrés à tout le reste dans un facteur de forme BS pratique (sphérique ou rectangulaire), ne dépassant pas 8 kg (afin qu'une seule personne puisse l'installer facilement).

3. Transmission souple.

La transmission est un problème sérieux lors du déploiement de micro BS. Pour son résumé, des méthodes fixes et sans fil peuvent être utilisées.

La fibre est le principal moyen pour les BS avec un routage de transmission fixe via des connexions point à point (P2P) ou un réseau optique passif (xPON).

La connexion sans fil des petites stations de base est plus flexible, mais moins fiable. Les solutions typiques pour cela utilisent des micro-ondes 60 GHz, LTE TDD, des micro-ondes eBand ou une connectivité Wi-Fi, qui ont toutes leurs propres avantages.

Le 60 GHz sans licence s'avère rentable si une transmission à haut débit et à courte distance est attendue ; tandis que l'utilisation de LTE TDD sera efficace dans les environnements sans visibilité directe, et le Wi-Fi sera utile pour fournir des services à faible coût.

4. Exploitez les opportunitésSON (réseaux auto-organisés).

Pour répondre à la demande de large bande mobile au cours des cinq prochaines années, le nombre de petites BS doit constamment dépasser le nombre de macro BS. Déploiement facile et Entretien, qui ont lieu en SON, jouent un rôle important dans la réduction des coûts d'exploitation à long terme.

Une micro BS auto-organisée peut analyser automatiquement les conditions de son environnement radio, grâce à quoi elle planifie et configure automatiquement des paramètres tels que la fréquence, le code de brouillage et les puissances de transmission. Une BS traditionnelle ne peut pas faire cela, c'est pourquoi une micro BS avec des fonctions SON permet d'économiser 15 % des heures de travail pour la planification du réseau.

De plus, une telle micro BS peut détecter automatiquement les changements dans l'environnement radio ; lorsqu'une autre micro BS est déployée à côté, elle peut automatiquement optimiser les paramètres du réseau. Pour les réseaux traditionnels, l'optimisation du réseau est un élément essentiel de la maintenance du réseau. Et lorsqu'elle devient automatique, les coûts de main-d'œuvre sont réduits de 10 à 30 %.

5. Coordination macro-micro BS

L'un des principaux avantages de l'architecture HetNet est qu'elle permet une croissance progressive et flexible de la capacité du réseau en fonction de la demande plutôt que de la prédiction. Les hotspots qui sont peu fréquents dans la zone ne nécessitent que quelques micro BS, et ils peuvent utiliser les mêmes fréquences de la même manière que les macro BS. Cependant, une coordination est nécessaire pour réduire les interférences entre eux. Lorsque la quantité de trafic dans un point d'accès augmente et que suffisamment de micro BS sont déployées, les ingénieurs peuvent répartir de manière flexible les opérateurs entre les micro BS pour maximiser la capacité.

Avec les micro BS déployées, leur coordination avec les macro BS augmente le débit global de la cellule de 80 à 130 %.

Scénarios de déploiement

1. Intérieur

Les chaussées intérieures sont classées par division (multiple ou non) et selon la taille de la chaussée (petite, moyenne ou grande). Un emplacement typique pour les BS avec une couverture petite à moyenne et un accès multiple serait un immeuble résidentiel, des supermarchés, des métros et des salles de conférence de taille moyenne, et d'autres zones avec des plafonds bas, des utilisateurs mobiles et des exigences de capacité élevées. Ce type comprend les picocellules LTE et l'utilisation du Wi-Fi.

Les grands points d'accès intérieurs multi-utilisateurs comprennent les grands immeubles de bureaux, les hôtels et d'autres endroits où il y a une forte densité d'utilisateurs avec une forte demande. Cependant, ces deux exigences, à la fois la capacité et la demande, doivent être considérées ensemble, en tenant compte de la disponibilité des ascenseurs et des un grand nombreétages (la couverture BS macro verticale est souvent médiocre).

2. Extérieur

La couverture extérieure se divise en trois catégories : les petits points d'accès indépendants ("HotDots"), les points d'accès extérieurs ("HotLines") et les grands points d'accès zonaux ("HotZones").

Dans "HotDot" (café), la demande est élevée mais la couverture est assez faible et les utilisateurs sont principalement sur place. Dans "HotLine", la densité d'abonnés et la demande sont élevées et la couverture est comparable à une rue de la ville, avec "HotLine" interagir activement avec tous les services et entreprises de cette rue, ce qui doit être pris en compte lors du déploiement de "HotZone" fait généralement référence à de grandes zones et autres lieux publics où la densité d'utilisateurs et la demande sont élevées, mais seulement dans certaines circonstances, qui sont le plus souvent assez prévisible.

La couverture extérieure peut utiliser des microcellules LTE, et les petites cellules de la couverture intérieure doivent principalement compléter la couverture extérieure, en étant utilisées conjointement avec celle-ci.

Conclusion

Les réseaux mobiles du futur auront besoin d'une capacité et d'une expérience utilisateur importantes, et cela sera réalisé avec HetNet. La micro BS doit être placée dans des lieux de congestion massive de personnes et de trafic important pour décharger la macro BS. Une bonne coordination est nécessaire : les macro et micro BS doivent avoir une influence minimale l'une sur l'autre. Toute micro BS doit intégrer des batteries, une alimentation et une protection contre les surtensions pour minimiser les besoins en espace et les coûts de déploiement. Une couverture intérieure de nouvelle génération optimisée devrait permettre un placement flexible et polyvalent de la station de base, une extension de capacité incrémentielle et des capacités de service à distance. Certains scénarios de déploiement sont déjà en place et les opérateurs doivent maintenant les adapter à leurs propres besoins.

Préparé par : Romanshenkov N.O.

Un réseau hétérogène est construit à partir de sous-réseaux fonctionnant selon différentes normes, utilisant différentes technologies. Dans le même temps, tous forment un environnement intégré unique, où une transition transparente d'un sous-réseau à un autre, imperceptible pour l'utilisateur, est assurée. Autrement dit, un réseau hétérogène fonctionne comme un système unique.

Ericsson estime que d'ici 2018, 30 % de la population le globe vivront dans des villes et des zones métropolitaines qui n'occupent que 1 % de la planète. Ce 1 % générera 60 % du trafic mobile mondial, qui devrait être multiplié par 10 par rapport à 2014. D'autre part, déjà aujourd'hui, environ 70% de tout le trafic de données est généré à l'intérieur. En comparant ces deux tendances, il devient clair que les besoins en bande passante réseau dans les grandes villes augmentent rapidement, tout comme les attentes des consommateurs concernant la vitesse et la fiabilité du transfert de données. Les entreprises de télécommunications sont confrontées au défi de créer des réseaux qui seraient intégrés à différents niveaux, combinant différentes normes et technologies, assurant une transition transparente d'une norme à l'autre, d'une technologie à l'autre. De tels réseaux doivent non seulement combiner différentes normes (du GSM au LTE), mais également assurer une interopérabilité complète entre les différentes couches de réseau, ainsi que les réseaux construits sur différentes technologies accès radio. Ce sont ces réseaux qui sont dits hétérogènes.

"Tous les réseaux depuis l'avènement des stations de base de différentes capacités (macro-micro-pico) et de différentes normes (2G-3G-4G) sont en fait hétérogènes", explique Eduard Ilatovsky, un expert de premier plan dans la planification et le développement du réseau radio de VimpelCom. "Au fil du temps, ce concept s'est transformé, et maintenant les réseaux hétérogènes signifient un niveau complètement différent d'intégration et d'interaction des différentes normes et niveaux de réseau qu'il y a 10 à 15 ans."

En tant que l'un des projets les plus importants et les plus complexes d'un réseau hétérogène, Megafon appelle la construction d'infrastructures en vue de jeux olympiquesà Sotchi. "Dans une petite zone du parc olympique, il fallait desservir les abonnés dans les grands stades, dans le parc lui-même il y avait toujours personnel de service, invités et participants de l'Olympiade. Tout cela était relié au réseau dans le reste de la ville, offrant des transitions fluides lors de l'entrée dans le parc olympique et du retour à la ville », explique Alexander Bashmakov, directeur des infrastructures chez MegaFon. "Un tel fragment du réseau a donné une expérience inestimable aux ingénieurs de l'entreprise, de sorte que des sections similaires du réseau sont apparues dans d'autres villes, principalement dans les deux capitales."

Les réseaux hétérogènes font plus que simplement permettre aux opérateurs d'augmenter la capacité du réseau pour répondre aux besoins des abonnés. Ces solutions sont également les plus rentables, car elles permettent aux opérateurs de résoudre les problèmes locaux sans réinvestir dans le développement du macro-réseau.

Construction de réseaux hétérogènes

Aujourd'hui, n'importe quelle grande ville peut servir d'exemple de réseau hétérogène. Les spécialistes d'Ericsson divisent le processus de création de réseaux hétérogènes en trois étapes : amélioration au niveau macro, densification au niveau macro et introduction du niveau micro (ajout de petites cellules).

Le moyen le plus rentable consiste à augmenter la capacité des stations de base déjà construites, car les sites sont l'un des principaux postes de coût dans la construction d'un réseau. De plus, ces solutions permettent de gagner du temps, car il n'est pas nécessaire de chercher un endroit pour implanter de nouvelles stations. Des améliorations au réseau existant peuvent être apportées en ajoutant de nouvelles bandes de fréquences, en utilisant de nouvelles technologies radio dans la bande inférieure dédiée, en introduisant le LTE et en utilisant diverses solutions de diversité de réception et de transmission, et en améliorant par programmation les performances des réseaux d'accès radio.

Ericsson estime que la technologie HSPA a encore le potentiel d'augmenter la capacité et vitesse moyenne transfert de données à la disposition des abonnés, tout en assurant une grande fiabilité des connexions et bonne qualité services vocaux. Ainsi, l'amélioration du macro réseau HSPA, sans ajouter la technologie LTE, peut augmenter sa capacité de 4 fois (avec la 4G, ce chiffre augmente de 10 fois).

La prochaine étape dans l'augmentation de la capacité du réseau est le compactage au niveau macro. Ici, les stratégies des opérateurs sont largement déterminées par les exigences réglementaires d'un marché particulier. Par exemple, dans Amérique du Nord la distance entre les stations de base du macro-réseau ne doit pas être inférieure à 700 mètres, tandis que dans Asie de l'Est et en Europe, ce chiffre ne dépasse souvent pas 200 mètres. À ce jour, les fabricants proposent des équipements avec des exigences réduites en matière de densité de placement (150-200 mètres), ce qui permet d'obtenir un compactage du macroréseau de plus de 10 fois.

Après épuisement des possibilités de compactage du macro-réseau, les opérateurs sont confrontés à la tâche d'installer des micro-stations de base dans les lieux de plus forte concentration d'utilisateurs et de trafic - en centres commerciaux, dans les stades, les gares, les aéroports. Les bâtiments sont particulièrement difficiles, où la couverture peut également être faible en raison de haut niveau les pertes de pénétration à travers les murs, dans les bureaux ou les sites distants où la couverture macro est très faible. Dans ces cas, les opérateurs installent des stations de base pico et femto qui fournissent une couverture locale et fournissent en fait une capacité de réseau dédiée à des utilisateurs spécifiques.

La solution pour les petites cellules qui convient dans une situation donnée dépend de nombreux facteurs : les conditions de propagation d'un signal radio, la disponibilité des sites pour le placement des stations de base, la disponibilité des canaux de transport et leur qualité.

Anna Koroleva, experte de premier plan dans le développement des solutions haut débit mobiles d'Ericsson en Europe du Nord et en Asie centrale, souligne que l'introduction des petites cellules permet également d'utiliser plus efficacement la ressource de fréquences à la disposition de l'opérateur : « Avec une bonne coordination, il n'est pas nécessaire d'allouer une ressource de fréquence pour les petites cellules, ce qui vous permet de desservir une grande quantité de trafic en utilisant la même bande passante et d'augmenter l'efficacité spectrale du réseau dans son ensemble. De plus, le taux de transfert de données à la périphérie de la cellule est également amélioré, et donc l'expérience utilisateur. »

En règle générale, les opérateurs installent de petites cellules de la norme HSPA, car la plus grande charge incombe aux smartphones fonctionnant dans cette norme particulière, alors que le nombre d'appareils prenant en charge LTE est encore faible (et il est peu probable qu'il augmente rapidement dans un avenir proche). Une autre façon d'étendre le réseau au niveau micro est la construction de réseaux Wi-Fi intégrés, qui, en plus d'améliorer la qualité de la communication, augmentent également les performances globales du réseau en transférant une partie du trafic mobile vers le Wi-Fi. Réseau Fi.

En Russie, le concept de petites cellules ne s'est pas encore répandu en raison des exigences réglementaires, ainsi que des difficultés technologiques liées à la mise en œuvre de tels projets. Cependant, les opérateurs sont convaincus de la nécessité de développer de petites stations de base de différentes capacités et de différentes normes pour créer des réseaux intégrés multicouches. "Notre portefeuille comprend des développements pour l'application de ces solutions à la fois dans les macro-réseaux lors de la planification d'un réseau régulier, et pour l'amélioration ciblée de la couverture pour les entreprises clientes, et même pour entrer sur le marché B2C avec des équipements pour créer une couverture femto pour les petits bureaux et Utilisation à la maison, - dit Eduard Ilatovsky de VimpelCom. "Lequel des développements sera mis en œuvre et dans quel délai dépend, tout d'abord, de la demande pour certains services sur le marché."

La sélection des fournisseurs

Compte tenu de la structure multi-niveaux et multi-standard d'un réseau hétérogène, assurer la présence continue d'un abonné dans ce réseau est primordial, qu'il y soit connecté via une macro-cellule ou une petite cellule, dans quelle norme ça marche et quelle technologie. « À mesure que le réseau devient plus hétérogène, la gestion du trafic, le partage de charge, la mobilité entre différents niveaux les réseaux acquièrent tout plus grande valeur, - souligne Anna Koroleva d'Ericsson. – Seule une approche commune, appliquée à toutes les couches et technologies, permet d'assurer une continuité dans l'utilisation du réseau et d'atteindre efficacité maximale l'utilisation des ressources."

A cet égard, la question se pose : est-il possible de parvenir à une coordination à tous les niveaux du réseau en utilisant des équipements de différents fabricants ? Logiquement, on peut supposer que les réseaux mono-fournisseurs sont plus faciles à intégrer. Eduard Ilatovsky de VimpelCom confirme qu'une interaction idéale n'est possible que dans des réseaux hétérogènes construits sur des solutions mono-fournisseur, cependant, l'utilisation d'équipements non-fournisseur principal pour certains niveaux de réseaux est possible. Cela ne nuit pas à la qualité du macro-réseau, tout en améliorant la qualité de la communication à l'intérieur des bâtiments ou dans les lieux de concentration locale d'abonnés.

"Par exemple, dans les réseaux Vimpelcom, les stations de base de différentes normes peuvent provenir de différents fournisseurs : réseau 2G du fournisseur 1, réseau 3G du fournisseur 2 et réseau 4G du fournisseur 3, et dans les mêmes réseaux, le niveau pico / femto peut être organisé sur l'équipement du fournisseur 4 », explique Eduard Ilatovsky. - Cette solution est tout à fait réelle et réalisable, cependant, pour l'interaction correcte de tous les niveaux et normes du réseau, il est nécessaire d'affiner les paramètres et de disposer d'un système de contrôle de réseau automatisé basé sur des solutions de réseau auto-organisé, qui est également activement utilisé dans le réseau VimpelCom.

Selon lui, dans un avenir proche, VimpelCom prévoit de passer d'un modèle à 3,5 fournisseurs à un modèle à deux fournisseurs. Selon Alexander Bashmakov, MegaFon construit également des réseaux sur l'équipement de divers fournisseurs, et sa liaison est une tâche technique distincte à laquelle les ingénieurs de l'opérateur doivent faire face.

En route vers la 5G

Le développement de réseaux hétérogènes permet non seulement de fournir la capacité et la fiabilité des réseaux nécessaires aujourd'hui transmission mobile données. Bien que les exigences technologiques pour les réseaux de cinquième génération ne devraient apparaître qu'en 2020, il est déjà évident aujourd'hui qu'il ne sera possible de fournir les performances les plus élevées requises en termes de vitesse, de capacité et de délais que dans un réseau hétérogène, l'un dont les éléments fondamentaux seront de petits nids d'abeilles.

"L'évolution des technologies existantes, telles que LTE et les nouveaux types d'accès radio, feront partie du futur système 5G flexible et dynamique", explique Anna Koroleva d'Ericsson. – Il prendra en charge l'intégration inter-domaines et fonctionnera dans plusieurs technologies d'accès radio. Une très faible latence sera possible dans ce système, et le besoin d'une capacité plus élevée nécessitera l'utilisation de bandes RF plus élevées que celles actuellement utilisées. Nous sommes donc convaincus que l'intégration des technologies et la coordination de plusieurs couches, qui sont aujourd'hui au cœur du concept de réseaux hétérogènes, deviendront une plate-forme durable pour le développement ultérieur du réseau et permettront aux opérateurs de maximiser le potentiel et d'utiliser les opportunités de l'avenir. les technologies."

Pour les utilisateurs, la transition généralisée vers des réseaux hétérogènes restera invisible. Il n'aura pas besoin de basculer manuellement entre les normes, les points d'accès et les différents réseaux. Le fournisseur de services le fera automatiquement.

SYSTÈMES DE CONTRÔLE AUTOMATISÉS

RÉSEAUX DE COMMUNICATION HÉTÉROGÈNES EN RÉSEAU

SURVEILLANCE

Olimpiev AA,

Recherche scientifique OJSC

Institut Rubin,

Sherstyuk Yu.M., docteur en sciences techniques, professeur associé, JSC "Research Institute" Rubin ", [courriel protégé]

Mots clés:

système d'information, approche orientée objet, automates d'apprentissage, automates finis, grammaires.

ANNOTATION

Les tendances générales dans le développement des systèmes de contrôle de communication automatisés domestiques et les technologies existantes pour créer des systèmes de cette classe sont examinées. Les lacunes des approches traditionnelles de la création de modèles d'information, qui sont à la base de la construction systèmes d'information et consistant en une croissance excessive du contenu et de la structure du modèle de présentation et de stockage des informations.

Un modèle formel de la représentation objet d'un réseau de communication hétérogène est proposé, qui permet de calculer rapidement l'état intégral du réseau de communication et de ses éléments. Le réseau de communication est représenté comme une collection d'objets interagissant par la transmission de messages. Chaque objet est une instance d'une certaine classe et est représenté comme une machine à états avec un comportement arbitrairement complexe. Le contenu du modèle ne dépend pas des technologies de transmission de données utilisées dans le réseau et de la composition des équipements, ce qui le rend capable de s'adapter aux changements évolutifs du réseau de communication.

Comme méthode d'optimisation de la collecte des données de surveillance destinées à mettre à jour l'état du modèle objet, une approche a été choisie basée sur un système d'automates d'apprentissage. Cette approche permet d'atteindre une grande efficacité dans la mise à jour de l'état du modèle objet en l'absence d'informations sur l'infrastructure réseau en s'adaptant au temps de réponse du système.

SYSTÈMES DE CONTRÔLE AUTOMATISÉS

Introduction

Dans le cadre de la création de systèmes automatisés de contrôle des communications (ACS) au niveau opérationnel et technique, l'une des tâches les plus urgentes à résoudre est la tâche d'affichage adéquat des informations d'un réseau de communication contrôlé en tant qu'objet de surveillance et de contrôle (OMC ). Le modèle d'information, qui agit comme un composant du système d'aide à la décision dans la boucle de contrôle, doit afficher la composition, les connexions et les caractéristiques des éléments ADM qui correspondent le mieux à l'état actuel des ADM et de ses composants.

Actuellement, des approches de représentation de réseaux de même nature sont connues (voir, par exemple, ), mais la dimension des représentations résultantes est extrêmement élevée. De plus, la comptabilisation statique de tous les éléments du réseau n'est pas recommandée - elle est extrêmement gourmande en ressources et dupliquera les données pouvant être obtenues à partir d'outils de surveillance technologiques.

Un obstacle à la création d'un modèle adéquat d'un réseau de communication est l'incohérence existante des modèles conceptuels et d'information des niveaux de gestion opérationnel-technique et technologique, qui consiste dans le fait qu'au niveau technologique les éléments du réseau de communication sont représentés par leurs bases d'informations de gestion (Management Information Block - MIB), qui tiennent compte de leurs spécificités en termes d'implémentation logicielle et/ou matérielle, mais en termes de caractéristiques opérationnelles et techniques du réseau de communication, les éléments doivent être "cachés" de l'utilisateur - le niveau réseau implique de fonctionner avec des concepts communs à des équipements de même type avec des MIB différentes.

Considérant que le niveau technologique lors de la création d'un système de contrôle automatisé est objectivement donné et inchangé, le problème généré par la contradiction indiquée ne peut être résolu dans le cadre du modèle d'information "comptable" - il doit être complété par une sorte de formalisme informatique , qui peut être un modèle de représentation d'objet.

Modèle d'objet formel

représentations du réseau de communication

L'essence du formalisme informatique de la représentation d'objet des réseaux de communication modernes peut être définie comme suit :

1). Le concept central du modèle est le concept d'objet - une entité abstraite caractérisée par ses paramètres et son comportement :

o= , o e O, où cl est la classe, nm est le nom, st est l'état, (prm) est l'ensemble des paramètres, (mt) est l'ensemble des méthodes définies par la classe cl et la relation d'héritage dans la hiérarchie des classes , O est l'ensemble de tous les objets.

Le paramètre d'état de l'objet peut prendre une valeur dans un ensemble fixe - ("normal", "accident", "avertissement", ...).

2). Sur l'ensemble des objets, les relations suivantes existent :

"le tout fait partie du tout" (Risa);

"fournisseur - consommateur" (Ruse) ;

"interaction" (Rcon). Sd = (O, Risa, Rcon, Ruse),

où Sd est une application d'un ensemble de relations sur un ensemble d'objets.

3). Chaque objet est une instance d'une classe. Les classes forment une hiérarchie avec la possibilité d'hériter de paramètres et de méthodes.

V o e O 3 cl e CL : o => cl, où CL est l'ensemble de toutes les classes.

4). À la base, les classes et leurs objets correspondants peuvent être conditionnellement divisés en trois groupes :

"terminateurs" - nœuds de représentation graphique des réseaux de communication ;

"connecteurs" - bords de la représentation graphique des réseaux de communication ;

"agrégateurs" - entités abstraites - une association logique d'objets dans un groupe avec la capacité de calculer son état intégral.

5). Un ensemble de méthodes d'objet a un mappage pour entrer des messages.

Les messages d'entrée incluent : création/suppression d'objets ; créer/supprimer des relations d'objet ; changer l'état des objets en interaction ; modifier les valeurs des paramètres de l'objet (y compris les paramètres de fonctionnement calculés à partir des données de surveillance).

6). L'objet est considéré comme une machine à états capable de recevoir des messages et, à partir de ceux-ci, de changer son état et/ou de générer des messages. Les règles de transition et de génération de messages peuvent être arbitrairement complexes.

Le fonctionnement de l'automate peut s'écrire comme suit :

st (tm) = v (x, st(ti)), (y) = φ (x, st(ti)), où st est l'état de l'automate ; x - messages d'entrée, y - messages de sortie ; x,y avec S, où S est l'ensemble de tous les messages possibles.

7). Le "gestionnaire d'objets" agit comme un composant de support de l'environnement informatique, qui effectue les actions suivantes :

création et suppression d'objets ;

analyse des messages entrants et leur transfert vers les objets de destination ;

générer des messages pour créer/supprimer des relations sur des objets ;

formation de messages prenant en compte les relations sur les objets.

Le "gestionnaire d'objets" peut être représenté comme un automate à pile :

^o (Q cho, GM, Gin, Goutte, G, Ib),

où Gin, Gout avec S sont les grammaires des bandes d'entrée et de sortie, respectivement ; ГМ = Г] avec Г2, Г] avec S, Г2 = ( ) - stocker la grammaire ; Ib avec Q est l'ensemble des états finaux de l'automate, où Q est l'ensemble de tous les états de l'automate.

L'application G : Q x Gm x Gin ^ Q x Gm x Gout définit un ensemble de règles pour les transitions entre états.

8). Les messages arrivant à l'entrée du "gestionnaire d'objets"

HIGH TECH DANS LA RECHERCHE SPATIALE SUR LA TERRE

SYSTÈMES DE CONTRÔLE AUTOMATISÉS

Les alarmes peuvent être générées en réponse à l'un des événements suivants :

changer l'état d'un objet;

modification des informations de compte ;

détection d'événements significatifs au niveau des éléments du réseau.

9). L'état du réseau est mis à jour par la passerelle d'interaction entre les moyens des niveaux technologique et opérationnel-technique sur la base d'un ensemble d'événements significatifs se produisant dans l'environnement de surveillance.

L'ensemble des événements significatifs sur une période de temps D/ au niveau des éléments de réseau peut être représenté comme suit :

U(D) = DVshv(S) et UA(D), où Dbshv est la dynamique des paramètres M1V, UA(D/) est l'ensemble des influences extérieures sur les éléments du réseau, D1=/k-/k-1 est l'intervalle de temps entre les interrogations signifie une veille technologique.

DVShv(D0 = 1DP „№, où m = , N = - ensemble de tous les éléments du réseau, r = , /p - nombre de classes d'équipements, ng - nombre d'instances de cette classe.

D = ext.Sch, j=))

où tw(D/) est le temps d'interrogation minimal autorisé du >ème élément de réseau, φ est la fréquence d'interrogation de l'élément de réseau au moyen de la surveillance technologique, Yj est le nombre d'influences externes sur jème réseauélément.

Il convient de résoudre le problème d'optimisation D/ en utilisant des automates d'apprentissage dont le fonctionnement peut être représenté par :

AM = (W C, 2, X, Zo, DO), où W = (^1, m2, ... mp) est le vecteur mémoire, C est la matrice de pénalité, 2 est l'opérateur de contrôle aléatoire, X est le contrôle vecteur, X \u003d 2 (X-b DX), X \u003d<Д/, П>, O" = Ф(Пшв), - conditions attribuées par le système ou l'opérateur de niveau supérieur, DO, = Д^ь ДD(Xr-1), 2о).

Basée sur U(D/), la passerelle génère un ensemble de messages qui arrivent sur la bande d'entrée du gestionnaire d'objets.

Conclusion

Du fait de la présence des mécanismes décrits ci-dessus, le modèle objet peut être considéré au sens figuré comme une sorte de réseau de neurones, dans lequel un stimulus externe (informations comptables, données de surveillance) conduit à la création/suppression d'objets et/ou à l'exécution de un processus amorti d'excitation des neurones qui se propage à travers le modèle d'information du réseau - le processus de mise à jour du modèle d'information d'état.

Un résultat important de l'utilisation des mécanismes décrits est la capacité d'obtenir rapidement des informations sur l'état non seulement d'un seul équipement ou d'une ligne de communication, mais également d'une évaluation intégrale de l'état du réseau de communication dans son ensemble.

Littérature

1. Grebeshkov, A. Yu. Normes et technologies de gestion des réseaux de communication [Texte] : Manuscrit. - M. : Eco-Tendances, 2003. - 288 p.

2. Sherstyuk, Yu. M. Architecture des moyens de gestion technologique des télécommunications [Texte] / Yu. M. Sherstyuk,

V. D. Zaripov, M. D. Rozhnov, I. L. Savelyev // Technologies des télécommunications. - 2006. - Numéro. 2. S. 33-40.

3. Sherstyuk, Yu. M. Architecture et principales directions de développement d'un système de contrôle automatisé pour un système unifié d'information et de télécommunication [Texte] // Technologies de télécommunication. - 2007. - Numéro. 3.

4. Olimpiev A. A. Unification de la représentation des réseaux de communication basée sur l'approche objet [Texte] / A. A. Olimpiyev, M. D. Rozhnov, Yu. M. Sherstyuk // V Conférence interrégionale de Saint-Pétersbourg " Sécurité des informations regions of Russia-2007 (ISRR-2007) », Saint-Pétersbourg, 23-25 ​​octobre 2007 : Actes de la conférence. Section : Sécurité de l'information des réseaux de télécommunication. - Saint-Pétersbourg : SPOISU, 2008. S. 60-66.

5. Sherstyuk Yu.M. Proposition pour résoudre le problème de la mise à jour de l'état d'un réseau de télécommunications hétérogène [Texte] / Yu. M. Sherstyuk, A. A. Olimpiyev // Problèmes d'électronique radio. Ser. SOIU. - 2012. - Numéro. 2. S. 5-10.

RÉSEAU DE COMMUNICATION HÉTÉROGÈNE DANS LE SYSTÈME DE SURVEILLANCE DE RÉSEAU

Institut de recherche JSC "Rubin", [courriel protégé]

Sherstyuk Y., Doc.Tech.Sci., docent, Institut de recherche JSC "Rubin", [courriel protégé]

Dans l'article sont quelques tendances générales dans le développement des systèmes de gestion de réseau. Considéré comme l'approche traditionnelle de la création de tels systèmes.

Un modèle formel de représentation d'objet d'un réseau hétérogène, qui vous permet de calculer rapidement l'état intégral du réseau de communication et de ses éléments. Le réseau de communication est représenté comme une machine à bande interagissant via la messagerie.

Comme méthode d'optimisation de la collecte de données pour la surveillance, destinée à mettre à jour l'état du modèle, on choisit une approche qui repose sur un système d'automates d'apprentissage. Cette approche nous permet d'atteindre une grande efficacité de mise à jour de l'état du modèle d'information dans le

manque d'informations sur l'infrastructure du réseau. Mots clés : système d'information, approche orientée objet, automates d'apprentissage, automates finis, grammaires.

1. Grebeshkov, A 2003, "Normes et technologies de contrôle des réseaux de communication", Moscou, 288 pages.

2. Sherstyuk, Yu 2006, "Architecture des moyens de gestion technologique des télécommunications", Technologies des télécommunications, vol. 2, p. 33-40.

3. Sherstyuk, Yu 2007, "Architecture et principales directions de développement d'un système de contrôle automatisé d'un système de télécommunication d'information uniforme", Technologies des télécommunications, vol. 3, p. 5-14.

4. Olimpiyev, A 2008, "Unification de la représentation des réseaux de communication sur la base de l'approche objet", le V St. Conférence interrégionale de Saint-Pétersbourg "Sécurité de l'information des régions de Russie-2007 (IBRR-2007), pp. 60-66.

5. Sherstyuk, Yu 2012, "Proposition selon la solution de la tâche de mise à jour de l'état d'un réseau de télécommunication hétérogène", Radiotronics Questions, vol. 2, p. 5-10.

Alors que la demande de données mobiles dépasse toutes les attentes, une architecture de réseau hétérogène avec plusieurs bandes de fréquences, différentes technologies d'accès radio et des stations de base avec différentes zones de couverture est la seule solution pour faire avancer les opérateurs.

Dans le domaine des télécommunications, des statistiques alarmantes sont largement connues concernant la demande de transmission de données, en particulier dans les endroits où les gens sont les plus encombrés. La forte demande oblige les opérateurs à augmenter la densité des stations de base (BS) et à augmenter l'efficacité spectrale grâce au MIMO (Eng. Multiple Input Multiple Output) et à d'autres technologies LTE. Cependant, tôt ou tard, la possibilité de déployer de nouvelles stations de base atteindra la limite en raison de la surutilisation des fréquences et du coût élevé, et leur installation deviendra impraticable dans les grandes villes. Par conséquent, il devient nécessaire d'installer des points d'accès Wi-Fi, de petites stations de base et d'autres éléments pour "combler les lacunes" qui forment ensemble un réseau hétérogène (HetNet).

Technologies clésHetNet

L'une des tâches clés est l'intégration "transparente" (invisible) des petites stations de base dans le réseau : leur installation peut avoir un impact négatif sur les indicateurs de performance clés, comme une baisse de la vitesse de transmission en raison d'interférences entre macro et micro stations de base.

Pour décharger la macro BS, un assez grand nombre de petites BS installées dans des endroits surpeuplés seront nécessaires, cependant, les exigences pour leur déploiement et les coûts peuvent être faibles en raison de la sommation de la transmission déjà disponible sur le site et de l'alimentation intégrée fournitures.

1. Définition précise des endroits où de petites stations de base sont nécessaires.

Les petites BS sont efficaces pour décharger les macro BS lorsqu'elles sont installées dans des endroits très fréquentés. Les opérateurs peuvent créer des cartes de trafic réseau en collectant des informations sur l'emplacement des micro et macro BS, la quantité de trafic en circulation et l'emplacement des terminaux utilisateurs (UE) dans le réseau en ce moment. Compte tenu de la taille de la zone de couverture micro BS, la précision recommandée pour la carte du trafic est de 50 × 50 mètres. Les opérateurs peuvent évaluer les performances d'un micro BS en comparant les cartes de trafic de pré-déploiement et de post-déploiement pour aider à faire d'autres optimisations à l'avenir.

2. Intégration de micro BS.

L'achat d'un tout nouveau site avec beaucoup d'équipements devient coûteux et inefficace, nécessitant le déploiement de petits BS sur des poteaux et des murs. Pour ce faire, les éléments de transmission, les alimentations et la protection contre les surtensions peuvent être intégrés à tout le reste dans un facteur de forme BS pratique (sphérique ou rectangulaire), ne dépassant pas 8 kg (afin qu'une seule personne puisse l'installer facilement).

3. Transmission souple.

La transmission est un problème sérieux lors du déploiement de micro BS. Pour son résumé, des méthodes fixes et sans fil peuvent être utilisées.

La fibre est le principal moyen pour les BS avec un routage de transmission fixe via des connexions point à point (P2P) ou un réseau optique passif (xPON).

La connexion sans fil des petites stations de base est plus flexible, mais moins fiable. Les solutions typiques pour cela utilisent des micro-ondes 60 GHz, LTE TDD, des micro-ondes eBand ou une connectivité Wi-Fi, qui ont toutes leurs propres avantages.

Le 60 GHz sans licence s'avère rentable si une transmission à haut débit et à courte distance est attendue ; tandis que l'utilisation de LTE TDD sera efficace dans les environnements sans visibilité directe, et le Wi-Fi sera utile pour fournir des services à faible coût.

4. Exploitez les opportunitésSON (réseaux auto-organisés).

Pour répondre à la demande de large bande mobile au cours des cinq prochaines années, le nombre de petites BS doit constamment dépasser le nombre de macro BS. La facilité de déploiement et de maintenance fournie avec SON joue un rôle important dans la réduction des coûts d'exploitation à long terme.

Une micro BS auto-organisée peut analyser automatiquement les conditions de son environnement radio, grâce à quoi elle planifie et configure automatiquement des paramètres tels que la fréquence, le code de brouillage et les puissances de transmission. Une BS traditionnelle ne peut pas faire cela, c'est pourquoi une micro BS avec des fonctions SON permet d'économiser 15 % des heures de travail pour la planification du réseau.

De plus, une telle micro BS peut détecter automatiquement les changements dans l'environnement radio ; lorsqu'une autre micro BS est déployée à côté, elle peut automatiquement optimiser les paramètres du réseau. Pour les réseaux traditionnels, l'optimisation du réseau est un élément essentiel de la maintenance du réseau. Et lorsqu'elle devient automatique, les coûts de main-d'œuvre sont réduits de 10 à 30 %.

5. Coordination macro-micro BS

L'un des principaux avantages de l'architecture HetNet est qu'elle permet une croissance progressive et flexible de la capacité du réseau en fonction de la demande plutôt que de la prédiction. Les hotspots qui sont peu fréquents dans la zone ne nécessitent que quelques micro BS, et ils peuvent utiliser les mêmes fréquences de la même manière que les macro BS. Cependant, une coordination est nécessaire pour réduire les interférences entre eux. Lorsque la quantité de trafic dans un point d'accès augmente et que suffisamment de micro BS sont déployées, les ingénieurs peuvent répartir de manière flexible les opérateurs entre les micro BS pour maximiser la capacité.

Avec les micro BS déployées, leur coordination avec les macro BS augmente le débit global de la cellule de 80 à 130 %.

Scénarios de déploiement

1. Intérieur

Les chaussées intérieures sont classées par division (multiple ou non) et selon la taille de la chaussée (petite, moyenne ou grande). Un emplacement typique pour les BS avec une couverture petite à moyenne et un accès multiple serait un immeuble résidentiel, des supermarchés, des métros et des salles de conférence de taille moyenne, et d'autres zones avec des plafonds bas, des utilisateurs mobiles et des exigences de capacité élevées. Ce type comprend les picocellules LTE et l'utilisation du Wi-Fi.

Les grands points d'accès intérieurs multi-utilisateurs comprennent les grands immeubles de bureaux, les hôtels et d'autres endroits où il y a une forte densité d'utilisateurs avec une forte demande. Cependant, ces deux exigences, à la fois la capacité et la demande, doivent être considérées ensemble, en tenant compte de la disponibilité des ascenseurs et d'un grand nombre d'étages (verticalement, la couverture macro BS est souvent médiocre).

2. Extérieur

La couverture extérieure se divise en trois catégories : les petits points d'accès indépendants ("HotDots"), les points d'accès extérieurs ("HotLines") et les grands points d'accès zonaux ("HotZones").

Dans "HotDot" (café), la demande est élevée mais la couverture est assez faible et les utilisateurs sont principalement sur place. Dans "HotLine", la densité d'abonnés et la demande sont élevées et la couverture est comparable à une rue de la ville, avec "HotLine" interagir activement avec tous les services et entreprises de cette rue, ce qui doit être pris en compte lors du déploiement de "HotZone" fait généralement référence à de grandes zones et autres lieux publics où la densité d'utilisateurs et la demande sont élevées, mais seulement dans certaines circonstances, qui sont le plus souvent assez prévisible.

La couverture extérieure peut utiliser des microcellules LTE, et les petites cellules de la couverture intérieure doivent principalement compléter la couverture extérieure, en étant utilisées conjointement avec celle-ci.

Conclusion

Les réseaux mobiles du futur auront besoin d'une capacité et d'une expérience utilisateur importantes, et cela sera réalisé avec HetNet. La micro BS doit être placée dans des lieux de congestion massive de personnes et de trafic important pour décharger la macro BS. Une bonne coordination est nécessaire : les macro et micro BS doivent avoir une influence minimale l'une sur l'autre. Toute micro BS doit intégrer des batteries, une alimentation et une protection contre les surtensions pour minimiser les besoins en espace et les coûts de déploiement. Une couverture intérieure de nouvelle génération optimisée devrait permettre un placement flexible et polyvalent de la station de base, une extension de capacité incrémentielle et des capacités de service à distance. Certains scénarios de déploiement sont déjà en place et les opérateurs doivent maintenant les adapter à leurs propres besoins.

Préparé par : Romanshenkov N.O.

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Réseau informatique hétérogène- un réseau informatique qui connecte des ordinateurs personnels et d'autres appareils avec différents systèmes d'exploitation ou protocoles de transfert de données. Par exemple, un réseau local (LAN) qui connecte des ordinateurs exécutant systèmes d'exploitation Microsoft Windows, Linux et MacOS sont hétérogènes. Le terme "réseaux hétérogènes" est également utilisé dans les réseaux informatiques sans fil, où technologies diverses se connecter. Par exemple, un réseau sans fil qui fournit un accès sur un réseau local sans fil et est capable de fournir un accès en passant au cellulaire est également appelé réseau hétérogène.

HetNet

Référence technologique HetNet signifie souvent l'utilisation de plusieurs types de points d'accès dans un réseau de communication sans fil. Le WAN peut utiliser des macrocellules, des picocellules et/ou des femtocellules pour fournir une couverture dans un environnement avec divers types zones allant des espaces ouverts aux immeubles de bureaux, maisons et espaces souterrains. Les experts cellulaires définissent HetNet comme un réseau avec des interactions complexes entre les macro-cellules, les petites cellules et, dans certains cas, les éléments Réseaux Wi-Fi- tous ces éléments sont utilisés ensemble pour fournir une couverture tuilée avec une capacité de transfert entre les éléments du réseau. Les recherches d'ARCchart prédisent que HetNets contribuera à stimuler le marché des infrastructures mobiles, qui est évalué à environ 57 milliards de dollars d'ici 2017.

Sémantique des « réseaux informatiques hétérogènes » en télécommunications

D'un point de vue sémantique, il est important de noter que le concept réseaux hétérogènes peuvent avoir différentes significations dans le domaine des télécommunications sans fil. Par exemple, cela peut signifier un paradigme d'interopérabilité bien intégrée et omniprésente entre différents protocoles utilisant différentes zones de couverture (voir HetNet). Dans d'autres cas, cela peut signifier une répartition spatiale inégale des utilisateurs ou des points d'accès sans fil (voir Inhomogénéité spatiale). Par conséquent, l'utilisation du terme « réseaux hétérogènes » sans contexte peut prêter à confusion dans la littérature scientifique lors de l'examen des travaux d'autres spécialistes. En fait, la confusion pourrait s'accroître à l'avenir, d'autant plus que le paradigme « HetNet » peut également être considéré d'un point de vue « géométrique ».

voir également

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Littérature

Un extrait caractérisant un réseau informatique hétérogène

Rostov dans la campagne s'est permis la liberté de monter non pas sur un cheval de première ligne, mais sur un cosaque. A la fois connaisseur et chasseur, il s'est récemment procuré un fringant Don, grand et gentil cheval joueur, sur lequel personne ne lui a sauté. Monter ce cheval était un plaisir pour Rostov. Il pensait au cheval, au matin, à la femme du docteur, et ne pensait pas une seule fois au danger imminent.
Avant, Rostov, se lançant dans les affaires, avait peur; maintenant il n'éprouvait plus le moindre sentiment de peur. Non pas parce qu'il n'avait pas peur d'être habitué au feu (on ne s'habitue pas au danger), mais parce qu'il avait appris à maîtriser son âme face au danger. Il avait l'habitude, en se lançant dans les affaires, de penser à tout, sauf à ce qui semblait être plus intéressant qu'autre chose - au danger imminent. Peu importe à quel point il a essayé ou s'est reproché sa lâcheté pendant la première fois de son service, il n'a pas pu y parvenir; mais au fil des ans, il est maintenant devenu évident. Il chevauchait maintenant à côté d'Ilyin entre les bouleaux, arrachant parfois des feuilles aux branches qui lui tombaient sous la main, touchant parfois l'aine du cheval avec son pied, donnant parfois, sans se retourner, sa pipe fumée au hussard qui chevauchait derrière, avec un tel aplomb. regard calme et insouciant, comme s'il faisait du cheval. C'était dommage pour lui de regarder le visage agité d'Ilyin, qui parlait beaucoup et mal à l'aise; il connaissait par expérience cet état angoissant d'attente de peur et de mort dans lequel se trouvait le cornet, et il savait que rien d'autre que le temps ne l'aiderait.
Dès que le soleil est apparu sur une bande claire sous les nuages, le vent s'est calmé, comme s'il n'avait pas osé gâcher cette charmante matinée d'été après un orage; les gouttes tombaient toujours, mais déjà à pic, et tout était calme. Le soleil est sorti complètement, est apparu à l'horizon et a disparu dans un nuage étroit et long qui se dressait au-dessus de lui. Quelques minutes plus tard, le soleil est apparu encore plus brillant sur le bord supérieur du nuage, déchirant ses bords. Tout s'est illuminé et scintillant. Et avec cette lumière, comme si elle y répondait, des coups de feu ont été entendus devant.
Rostov n'avait pas encore eu le temps de réfléchir et de déterminer à quelle distance ces coups étaient, lorsque l'adjudant du comte Osterman Tolstoy a galopé de Vitebsk avec l'ordre de trotter le long de la route.
L'escadron a contourné l'infanterie et la batterie, qui était également pressée d'aller plus vite, est descendue et, traversant un village vide et sans habitants, a de nouveau escaladé la montagne. Les chevaux ont commencé à s'envoler, les gens ont rougi.
- Arrêtez, égalisez ! - le commandement du divisionnaire a été entendu en avant.
- Épaule gauche en avant, pas de marche ! commandé en avant.
Et les hussards le long de la ligne de troupes sont allés sur le flanc gauche de la position et se sont tenus derrière nos lanciers, qui étaient en première ligne. À droite, notre infanterie se tenait dans une colonne dense - c'étaient des réserves; Au-dessus d'elle sur la montagne, dans l'air clair et pur, le matin, illumination oblique et brillante, à l'horizon même, nos canons étaient visibles. Des colonnes et des canons ennemis étaient visibles au-delà du creux. Dans le creux on entendait notre chaîne, déjà en action et claquant joyeusement avec l'ennemi.
Rostov, comme des sons de la musique la plus joyeuse, se sentait joyeux dans son âme de ces sons, qui n'avaient pas été entendus depuis longtemps. Piège ta ta tape ! - applaudirent brusquement, puis rapidement, l'un après l'autre, plusieurs coups de feu. Tout redevint silencieux, et à nouveau des craquelins semblaient crépiter, sur lesquels quelqu'un marchait.
Les hussards sont restés environ une heure au même endroit. La canonnade a commencé. Le comte Osterman et sa suite sont montés derrière l'escadron, se sont arrêtés, ont parlé avec le commandant du régiment et sont partis vers les canons sur la montagne.
Après le départ d'Osterman, un ordre a été entendu des lanciers :
- Dans la colonne, alignez-vous pour l'attaque ! "L'infanterie devant eux s'est doublée en pelotons pour laisser passer la cavalerie. Les lanciers se mirent en marche en se balançant avec les girouettes de leurs cimes, et au trot descendirent vers la cavalerie française, qui apparut sous la montagne à gauche.