При построении такого рода сетей широко используются высокоскоростные радиомодемы. Первые поколения таких модемов имели пропускную способность 64 Кбит/с и применялись для объединения локальных сетей или удлинения телефонных каналов. Сейчас по скорости передачи данных они соответствуют одному или нескольким каналам E1, предназначенным для организации магистральных и межстанционных соединений в телефонной сети.

Что такое радиомодем?

По мере развития сетей передачи данных возрастали и требования к пропускной способности каналов связи, в том числе и радиоканалов. Радиооборудование развивалось в основном в двух направлениях: адаптация радиотелефонных каналов к передаче данных и увеличение размеров локальных вычислительных сетей (за счет использования радиосистем), - которые принципиально различаются типами используемых каналов - синхронным и асинхронным соответственно.

В последнее время при создании беспроводных сетей передачи данных наибольшее распространение получили устройства на базе технологии RadioEthernet, появившейся несколько лет назад и ориентированной на обеспечение радиодоступа к локальным вычислительным сетям. Обычно такая задача возникает при подключении к компьютерной сети офиса мобильных абонентов. Сейчас эта технология очень популярна при развертывании крупномасштабных корпоративных сетей и организации доступа к Интернет. Причина этого - простота и дешевизна стыковки оборудования RadioEthernet с обычными компьютерными сетями, поскольку для этого не требуется приобретать и устанавливать дорогостоящие сетевые согласующие устройства (преобразователи интерфейсов и протоколов, мощные маршрутизаторы и т. д.). Однако из-за трудностей, связанных с обеспечением необходимого качества обслуживания (Quality of Service), и нехватки (в ряде случаев) пропускной способности сетевых каналов технология Ethernet не всегда подходит для передачи трафика мультимедиа. Кроме того, она неэффективна для организации крупномасштабных сетей.

Решением проблемы построения таких сетей сегодня является технология Frame Relay, основанная на использовании синхронных высокопроизводительных каналов, к которым относятся и радиомодемные каналы.

В отличие от радиорелейных систем, работающих в различных диапазонах - от дециметрового до миллиметрового, практически все существующие радиомодемы функционируют в нелицензируемых в большинстве стран мира диапазонах, выделенных для промышленного, научного и медицинского оборудования (Industrial, Scientific and Medical bands - ISM): 902-928 МГц, 2,4-2,4835 ГГц и 5,725-5,85 ГГц. Возможность свободного использования диапазонов ISM во многом и определила широкую популярность радиомодемов во всем мире.

Провести резкую границу между радиомодемами, устройствами RadioEthernet и радиорелейными системами довольно сложно. И все же, опираясь на уже сложившиеся подходы, можно сказать, что радиомодем - это радиотехническое устройство, предназначенное для передачи синхронных цифровых потоков данных по радиоканалу ISM-диапазона без использования специализированных протоколов доступа к среде передачи данных. В отличие от радиомодемов профессиональные радиорелейные системы обычно не работают в диапазонах ISM, а радиомосты и другие устройства RadioEthernet (точки доступа, беспроводные сетевые адаптеры и др.) обеспечивают пакетную передачу данных с использованием специально разработанных протоколов доступа к среде передачи, что необходимо для предотвращения коллизий пакетов.

Помимо перечисленных в определении характеристик, радиомодемы имеют и другие важные свойства, а именно: поддержка технологии расширения спектра сигнала; высокое значение показателя эффективность/стоимость; простота установки, не требующая от выполняющих ее особых профессиональных навыков; малые габаритные размеры, масса и энергопотребление; преимущественное использование для создания однопролетных радиолиний топологии "точка-точка".

Характеристики синхронных дуплексных радиомодемов E1

Обычно радиомодемы выполняются в виде двух отдельных модулей - внутреннего и внешнего. Внутренний модуль предназначен для установки в помещениях и обеспечивает выполнение всех операций по формированию и обработке низкочастотных сигналов. Иногда на него возлагаются и задачи формирования и обработки сигнала на промежуточной частоте. Внешний модуль формирует и обрабатывает радиосигнал и, как правило, чтобы свести к минимуму потери мощности сигнала в высокочастотном кабеле, устанавливается в непосредственной близости от антенны. Расстояние между внутренним и внешним модулями может быть весьма значительным - до 100 м. В зависимости от того, на какой частоте - низкой или промежуточной - производится разделение функций между модулями, соединяются они обычным или коаксиальным кабелем. В последнем случае питание для внешнего модуля подается тоже по коаксиальному кабелю с помощью инжектора.

Некоторые радиомодемы выполняются в виде единого внутреннего или внешнего блока. Довольно часто радиомодемы поставляются в комплекте с направленными антеннами, имеющими высокий коэффициент усиления. Важной особенностью современных радиомодемов являются развитые средства мониторинга и управления, к которым относятся встроенные средства контроля коэффициента ошибок в линии связи. Практически все радиомодемы поддерживают протокол SNMP, а в некоторых предусмотрена возможность их конфигурирования по отдельной проводной модемной линии.

Технические характеристики наиболее распространенных синхронных дуплексных радиомодемов E1 даны в таблице. Все они обеспечивают дуплексную передачу по крайней мере одного синхронного цифрового потока E1 (исключением является лишь полудуплексный радиомодем AirPro E1, производимый подразделением фирмы Cylink, недавно вошедшим в состав компании P-Com) и за счет более высокого значения показателя эффективность/стоимость могут составить серьезную конкуренцию радиорелейным линиям.

Использование радиомодемов

Для обеспечения нормального функционирования радиомодемов необходимо соблюдать два основных условия:

Во-первых, антенны радиомодемов должны находиться в зоне прямой видимости друг друга, что осложняется естественной кривизной земной поверхности и препятствиями на трассе распространения радиоволн. Поэтому антенны приходится устанавливать на довольно большой высоте над поверхностью земли. При определении высоты следует учитывать заданную дальность связи и неровности рельефа местности, для чего в общем случае необходимо построение высотного профиля трассы.

Во-вторых, энергетический потенциал радиолинии должен обеспечивать создание требуемого отношения сигнал/шум в точке приема. При правильной установке антенн для расчета энергетического потенциала можно использовать широко известные из радиотехники формулы, учитывающие выходную мощность передатчика, шумовую температуру приемника и другие параметры компонентов радиолинии. На практике же получил распространение видоизмененный подход, базирующийся на понятии системного усиления радиомодема, т. е. разности выраженных в децибелах значений мощности передатчика и реальной чувствительности приемника. В нашей таблице с характеристиками радиомодемов содержится информация и об этих показателях. Для нормального функционирования радиолинии необходимо, чтобы сумма значений системного усиления радиомодема и коэффициентов усиления антенн, уменьшенная на величину дополнительных потерь в высокочастотных кабелях и самих антеннах, превышала значение ослабления сигнала при его распространении по радиолинии. Следует отметить, что в принципе не обязательно использовать радиомодемы с их штатными антеннами - можно задействовать любые подходящие соответствующего диапазона. Вариант методики расчета радиолиний ISM-диапазона можно найти в Интернет по адресу www.diamond.ru.