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Backhaul cellulaire / mobile

 Backhaul cellulaire / mobile

Dans tout réseau de télécommunications, la partie de liaison du réseau est formée des liaisons entre le réseau central et les petits sous-réseaux périphériques à la périphérie.

Généralement, pour un réseau mobile, les éléments de liaison sont utilisés pour transférer des données à partir des stations de base ou des nœuds Bs ou des eNodes Bs vers les zones centrales du réseau global.

À mesure que les réseaux transportent plus de données, les éléments de liaison mobile ou de liaison cellulaire forment une partie de plus en plus importante du système cellulaire global.

Principes de base du réseau mobile

Bien que les topologies des réseaux cellulaires se développent à mesure que les réseaux passent de la 2G à la 3G puis à la 4G, certains éléments restent les mêmes. Ils montrent comment les éléments de liaison mobile s'intègrent dans le réseau global.

Lorsqu'on regarde les infrastructures de réseau, il est préférable de commencer par un réseau GSM car cela construit l'image et montre comment les éléments de liaison ont évolué au fil des ans.

Le réseau GSM de base se compose d'une variété d'émetteurs-récepteurs de station de base, BTS, connectés à un contrôleur de station de base, BSC qui peut être situé à distance avec un BTS situé au centre, ou même dans le centre de commutation mobile, MSC. Au départ, le système GSM ne transportait que la voix, mais avec l'introduction du GPRS et de l'EDGE, des services de données ont également été fournis. La voix était commutée par circuit, mais les données étaient commutées par paquets.

Des interfaces spéciales ont été développées pour relier dans le cadre de la norme GSM pour relier ces éléments. La liaison BTS / BSC était l'Abis, et l'interface BSC / MSC (voix) était appelée A et BSC / SGSN (données) était appelée interface Gb.

Lorsque l'UMTS est arrivé, différentes interfaces ont été introduites pour s'adapter au nouveau système. Le BTS était resté en tant que nœud B, et l'équivalent d'un BSC était le contrôleur de réseau radio, RNC. Le lien entre le nœud B et le RNC était appelé le Iub, et du RNC au MSC, il y avait l'Iu-cs et du RNC au SGSN pour les données était l'Iu-ps.

En ce qui concerne les domaines dans lesquels les technologies de backhaul mobile sont applicables, tous les liens Abis, A, Gb et Iu peuvent être inclus sous la bannière de backhaul mobile.

Types de backhaul

Il existe plusieurs technologies différentes qui peuvent être utilisées pour fournir une liaison mobile. Le choix de tout opérateur dépendra des performances requises et de l'accessibilité du site pour différentes formes de backhaul.

Les différentes technologies utilisées pour le backhaul mobile comprennent:

  • E1 / T1: Les systèmes E1 / T1 étaient largement utilisés dans les télécommunications lorsque les technologies 2G, y compris le GSM, étaient déployées et déployées. Ces circuits pourraient être exécutés en parallèle pour fournir une capacité supplémentaire, permettant ainsi de répondre aux exigences d'une variété de situations de liaison. De nos jours, d'autres formes de backhaul sont utilisées pour permettre des débits de données beaucoup plus élevés, bien que nombre de ces circuits restent encore utilisés.
  • Porteuse Ethernet: Carrier Ethernet est un format idéal pour le backhaul mobile et uit est largement utilisé dans cette application. Il fournit une bande passante significative avec une interface / protocole standard de l'industrie. Il peut être transporté sur cuivre, fibre ou micro-ondes.
  • DSL: Des technologies telles que DSL, ADSL, etc. sont de plus en plus utilisées pour les techniques de déchargement de backhaul. Par exemple, de nombreux mobiles passeront au Wi-Fi lorsqu'ils sont à portée d'un hotspot, et beaucoup d'entre eux sont connectés via une forme de liaison DSL. En plus de cela, un nombre croissant de femtocellules sont déployées dans les foyers, où encore ADSL, etc. sont des formes largement utilisées de liaison de données qui forment la connexion de liaison mobile.

Il existe également un certain nombre de supports sur lesquels les données peuvent être transportées.

  • Cuivre: Le cuivre est l'une des méthodes traditionnelles de transport de données. Les vitesses ne sont pas aussi élevées que celles qui peuvent être atteintes avec la fibre. Les technologies telles que E1 / T1 et DSL, etc. utilisent largement le cuivre pour le support sur lequel les données sont transmises.
  • Fibre: Les liaisons par fibre optique sont installées et utilisées de plus en plus. Ils sont fiables et ont une bande passante beaucoup plus élevée que le cuivre.
  • Backhaul micro-ondes: Les micro-ondes sont particulièrement utiles dans les situations où il n'est pas possible de faire fonctionner une liaison cuivre ou fibre. Les endroits éloignés où il n'est pas viable d'exécuter une liaison physique, ou même où de petites cellules sont montées sur du mobilier urbain, sont des opportunités idéales pour l'utilisation du backhaul micro-ondes.

Il existe de nombreuses techniques, technologies et saveurs de liaison mobile ou cellulaire. Avec des largeurs de bande croissantes et un plus grand nombre de stations de base utilisées, une variété croissante d'options doit être envisagée pour fournir le backhaul cellulaire.

Capacité de backhaul

L'un des éléments clés de tout système de liaison cellulaire est sa capacité.

La capacité de liaison cellulaire doit répondre aux besoins attendus de la station de base ou d'une autre liaison qu'elle dessert, sinon les données qui doivent être transportées seront retardées ou perdues.

Les exigences de capacité de liaison paient une grande partie dans la détermination de la solution globale. Étant donné que l'investissement dans le raccordement d'un réseau complet est important et que le coût d'ajout de capacité supplémentaire est important, il est essentiel d'installer la capacité requise au début.

Les attentes en matière de capacité sont l'un des principaux facteurs qui régissent le type de capacité de liaison mobile nécessaire. Lors du choix de la solution de liaison, il est nécessaire d'estimer le trafic maximum qui sera transporté par la cellule. Des calculs similaires mais différents sont nécessaires pour le système de liaison entre le BSC ou RNC et le réseau central.

Pour estimer la capacité requise pour la solution de backhaul mobile, il est nécessaire d'examiner la capacité du réseau d'accès radio, c'est-à-dire l'interface radio avec les téléphones mobiles, pour voir quelle est la capacité maximale et l'utilisation probable.

Exigences de capacité de backhaul pour divers systèmes

Au fur et à mesure que les systèmes cellulaires se sont développés à partir de leurs premières technologies GSM 2G, les exigences en matière de liaison de données ont rapidement augmenté à mesure que l'utilisation des données et la capacité et la capacité du réseau d'accès radio augmentaient. En utilisant les détails du système de base, il est possible d'estimer les besoins de backhaul maximum.

La capacité du réseau cellulaire dépend de divers facteurs:

  • Bande passante disponible.
  • Efficacité spectrale du système cellulaire.
  • Nombre de secteurs desservis par la station de base.
  • Dans certains cas, que la voix ou les données soient transportées.

Connaissant le système du système, sa bande passante et d'autres facteurs, il est possible d'estimer la capacité typique du réseau d'accès radio et donc la capacité de liaison cellulaire requise.


Approximations des besoins en capacité de liaison cellulaire
Système cellulaireVoix
Spectre
(MHz)
Les données
Spectre
(MHz)
Efficacité spectrale vocale
(bits / Hz)
Efficacité spectrale des données
(bits / Hz)
Bande passante requise (Mbps)
GSM1.2N / A0.52N / A1.3
BORD1.22.30.5216,1
HSPAN / A5N / A221.0
LTE (5 MHz)N / A5N / A3.839.9
LTE (10 MHz)N / A10N / A3.879.8
La capacité suppose une utilisation de pointe de 70% et trois secteurs par station de base
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