Geniş Band Radyo Erişim Şebekesi (BRAN)

1. Giriş

ETSI'de Nisan 1997'de ilk çalışmalarına başlayan BRAN projesi hem geniş-band sabit radyo erişim sistemlerini (Wireless Local Loop gibi) hem de geniş-band yerel alan şebekelerini (HIPERLAN'lar) kapsar. Ancak, burada uygulama olarak kurumumuzu daha çok ilgilendiren geniş-band sabit radyo erişim şebekeleri üzerinde durulacaktır. BRAN (Broadband Radio Access Network-BRAN) projesinde geniş-band sabit radyo erişim sistemleri kısaca 'HIPERACCESS' olarak adlandırılmıştır. Bu yazıda da 'HIPERACCESS' terimi kullanılacaktır. Diğer yandan, geniş-band terimi 2 Mbit/s'den daha yüksek data hızlarını aboneye sağlayabilen sistemleri belirtmek için kullanılacaktır .

2. Yeni Telekomünikasyon Servislerine Duyulan İhtiyaç

Abonelerin kullandıkları telekomünikasyon servisleri artık değişme aşamasına gelmiştir. Bu değişim yavaş veya hızlı aşağıdaki nedenlerden dolayı olacaktır;

-Abonelerin internet, multimedya ve video gibi servislere duydukları ihtiyacın gidererek artması.
-Mevcut geleneksel telefon servis sağlayıcıları ile rekabet için telekomünikasyon endüstrisinin yeni servisler sağlaması.
-Mevcut PTO'ların (Public Telecommunication Operator) bu senaryolara karşılık vermesi.

Geniş-band servislere artan ihtiyaçtan dolayı WLL sistemlerinin yetersiz kalacağı ve bu sorunun BRAN HIPERACCESS ile aşılması beklenmektedir. Geniş-bandlı sistemler, eğer uygun olarak tasarlanırlarsa mevcut kapasite kullanıcı talebine ve şebekelerdeki var olan kaynaklara göre etkin olarak tahsis edilebilir. Buradaki önemli nokta aboneye sağlanan servis band-genişliğinin sabit olmayıp abonenin ihtiyacına göre olmasıdır. ATM (Asynchronous Transfer Mode) ile bu tasarım sağlanabilmektedir. BRAN sistemi ATM uyumlu olacak ve çok sayıda kullanıcıya bir veya daha fazla geniş-band kanal servisi sağlayacaktır. Kanalların kapasitesi sabit olmak yerine isteğe göre tahsis edilecektir.

BRAN sisteminde ses haberleşmesi yine esas olarak kalacaktır. BRAN şebekesi, POTS (Plain Old Telephone Service) ve ISDN (Integrated Services Digital Network) servislerini destekleyecektir

3. Rakip Teknolojiler

3.1 . Bakır Çift Üzerinden ADSL/VDSL

Bugün bazı telekomünikasyon operatörleri ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) ile ilgili denemelerinde oldukça ilerlemişlerdir ve VDSL'in (Very high speed Digital Subscriber Line) gelişmesini büyük bir ilgi ile beklemektedirler. Bu sistemler ile 6.5 Mbit/s'den 26 Mbit/s'e kadar sürekli bir band-genişliğinin sağlanması mümkün olacaktır. Fakat şimdilik ekonomik çözüm olarak gözükmemektedir.

3.2 . Kablolu Modemler

Kablolu modemler, Internete erişim için dünyanın bazı yerlerinde kullanılmaktadır. Kabloların band-genişliği, dağıtım yükselticileri ve intermodülasyon ürünleri ile ilgili sınırlamalar olmaktadır. Kablolu modemler bir veya birkaç video kanalını tek yönlü (yalnız alış) olarak sistemin küçük bir kısmına, tipik olarak 200 eve dağıtırlar. Kullanıcılar bu kanalları istatistiksel çoklama (statistical multiplexing) tekniği ile paylaşırlar. Sisteme bağlı olarak 2 ile 30 Mbit/s arasında bir alış (downstream) ve 2 Mbit/s'e kadar veriş (upstream) data hızlarına paket-mod tekniği ile erişirler.

4. Bran Hiperaccess İçin Stratejik Gereksinimler

Erişim sistemi geniş bir alan üzerinde uygulanabilmelidir (Bir çok hücrelere ihtiyaç duyan geniş bir şehir gibi). Yalnızca sabit servisler sağlanmalıdır ve abone terminali bir bina yapısına sabit olarak yerleştirilmelidir.
- Bir işletmeci BRAN HIPERACCESS erişimini kullanarak rakip geniş-bandlı erişim teknolojilerinin servis kalitesinde ve benzer özelliklerde taşıyıcı servisleri sağlamalıdır (VDSL gibi). Servis esas olarak ev aboneleri ve küçük-orta büyüklükteki işletmeler için olmalıdır.
- ATM ve IP'nin (Internet Protocol) gelecek olan uygulamaları gibi ihtiyaçları desteklemek için yüksek-hız oranlı geniş-bandlı servisleri sağlayabilmelidir.
- Sistem ekonomik olarak uygulanabilmelidir. Burada yalnızca baz istasyonları ve abone uç terminalleri maliyetleri değil baz istasyonlarını yerel santrale bağlayan arabirimlerde dikkate alınmalıdır.
- Sistem küçük ve orta işletmecilerin ihtiyaçlarını karşılamalıdır. Bunlar genellikle ev abonelerinden farklı saatlerde servisleri kullanırlar. Böylece verimli olarak şebeke altyapısını kullanabilirler.

Bunların dışındaki gereksinimler şunlardır ;

Standart abone donanım arabağlarının desteklenmesi (özellikle ATM)
- Uygun şebeke yönetim özelliklerinin desteklenmesi
- Şebeke servislerinin ATM ve IP standartlarına uygunluğu
- Ekonomik gereksinimleri karşılayacak hücre kapsama alanı ve kapasitesi
- Maliyet (özellikle abone donanımı)
- Spektrum verimliliği (gereksinimleri ekonomik olarak karşılayabilmek için işletmecilerin uygun spektrumu kullanabilmesi)
- Esnek faturalama seçeneklerinin desteklenmesi
- Abone terminalinin kolayca kurulabilmesi
- Frekans planlaması için minumum gereksinimin olması
- Şebeke kapasitesinin kolayca artırılabilmesi
- Mikrodalga frekanslarındaki propagasyon için direk-görüş-açısını (line-of-sight) sağlamadaki güçlükden dolayı ekonomik bir kapsama alanını kapsayacak repetör gereksinimi

5. İşletmeyle İlgili Gereksinimler

Abone servis profilleri
- Abone yoğunluğu ve pazar
- LOS/NLOS düzenlemeleri (Line-Of-Sight/None-Line-Of-Sight)
- Şebeke yönetimi
- Radyo kapsama alanı
- Kapasite
- Faturalama
- Kamu güvenliği (Public Safety)
- Tesisat
- Çevre koşulları
- EMC (Electromagnetic Compatibility)
- Bakım
- Güç kaynakları

6. Bran Referans Modeli

Şekil 1.'de BRAN geniş-band radyo erişim şebekesinin bir mantıksal modeli verilmiştir.

Şekil 1. BRAN Şebekesi Genel Sistem Yapısı - Şekli daha yakından görmek için üzerine tıklayınız...

Şekilde çevrelenmiş olarak gözüken Radyo Erişim Şebekesi bölümü abone terminali ve lokal santral arasındaki haberleşmeyi sağlar. Genellikle bir telekomünikasyon işletmecisi tarafından işletilir ve bir yada daha fazla kamu şebekelerine bağlıdır.

BRAN şebekesi görüldüğü gibi ATM'yi desteklemektedir. Diğer, ATM olmayan servisler ise adaptörler ile ATM dışı terminalleri destekleyecektir.

Bu yolla aşağıda belirtilen şebekelerin bir veya daha fazlasına erişmek mümkündür.

PSTN (Public Switched Telecommunication Network) şebekeleri
ATM şebekeleri ISDN şebekeleri
IP şebekeleri

BRAN şebekesi şu elemanlardan oluşmaktadır:

Radyo Kontrol Ünitesi (RCU): V5 yada VB5 gibi standartlara uyumlu olarak, arabağ 1 (IF1) vasıtasıyla yerel santral ve BRAN şebekesi arasındaki bağlantıyı karşılar. Esas görevi BRAN şebekesi boyunca trafiğin yönlendirilmesini kontrol etmektir. Bu görev Radyo Terminalleri (RT) arasında alternatif olarak farklı yönlendirmelerin sağlanmasını ve lokal şebeke tıkanıklığı, hata ve direk görüş açısı (LOS) yollarının engellenmesi durumlarında anahtarlamayı da içerir. Alternatif yollar şekilde kesik çizgiyle gösterilmişlerdir. RCU, birçok Radyo Kümesi (RH) ile arabağ 2'ye (IF2) bağlı olarak noktadan noktaya hatlarla (fiber, bakır, mikrodalga gibi) haberleşir. Ayrıca RCU, arabağ 5 (IF5) vasıtasıyla OA&M (Operation, Administration and Maintenance) bilgisini Şebeke Yönetim Sistemine (EMS) sağlar.

Radyo Kümeleri (RH): BRAN şebekesinin servis bölgesini kaplayacak şekilde dağılmışlardır. Bunlar arabağ 3 (IF3) vasıtasıyla radyo uç noktaları (RT) , radyo repetörleri (RR) veya RT ve RR'lerin her ikisininde görevini birleştiren (RT/RR) üniteleriyle haberleşir.

Radyo Uç Noktası (RT): RH'lerle havadan haberleşmeyi sağlar (bir veya daha fazla radyo repetörü üzerinden olabilir). Abone terminaline sabit bağlantılar sağlar ve normalde abone binasında bulunur. Bir RT'ye birden fazla terminal bağlanıp desteklenebilir. ATM terminalleri doğrudan arabağ 4'de (IF4) desteklenecektir. ATM dışı terminaller uygun bir terminal adaptörü ile desteklenebilir. Şebeke tasarımına göre herbir RT, arabağ 3'e bağlı olarak bir Radyo Kümesi (RH) ile doğrudan yada bir Radyo Repetörü (RR) üzerinden haberleşir.

Radyo Repetörleri (RR) : BRAN şebekesinin kapsama alanını genişletmek için RH ile RT arasında tekrarlayıcı olarak kullanılırlar.

IF1 BRAN ve lokal santral arasındaki arabağ (V5 veya VB5 standartları gibi)
IF2 RCU:RH arabağı
IF3 Hava arabağı
IF4 ATM kullanıcısı ve şebeke arabağı
IF5 Yönetim arabağı

7. Sonuç

Tüm telekom işletmecileri artık, 21. yüzyılın başlarında evlere kadar geniş-bandlı servisleri ekonomik olarak sunmayı hedeflemekteler ve bunu gerçekleştirmek için değişik yerel erişim şebeke alternatiflerini düşünmekteler. Bu çerçevede alternatiflerden birisi olan ETSI BRAN Proje çalışmaları çok yakından takip edilmektedir.