Алматы облысы үшін CDMA 450 технологиясының негізінде радиорұқсатты қолданумен көпарналы телекоммуникациялық жүйені жобалау (Телекоммуникация.Радиоэлеклектроника)

Кіріспе

Бірінші және екінші ұрпақ жүйелерінде арналарды жиілікпен (FDMA - Frequency Division Multiple Access) және уақытпен (TDMA - Time Division Multiple Access) бөлгенде байланыс сапасы ұсынылатын арна санына және жүктемеге байланысты анықталады, егер арналар бос болмаса абонент мүлдем қабылданылмайды. Арналарды кодпен бөлу жүйесінде (CDMA - Code Division Multiple Access) шектеулер бөгеуілдерге бастырылады. Өткізу жолағы мүмкіндігінің негізгі шектелуі берілген жиілік диапазонын пайдаланатын барлық қосылулар бір-біріне өзара бөгеуілдер тудыруынан пайда болады. Осыған орай өткізу мүмкіндігінің «жұмсақ» басқаруына қол жеткізіледі, себебі пайдаланушылар санының өсуі (негізгі шегінен артық) байланыс сапасының баяу төмендеуімен жүреді.

2003 жылдың тамыз айында Қазақстан мемлекеті жылжымалы байланыстың CDMA стандартын дамыту үшін лицензия алуға конкурс ұйымдастырды. Конкурс талаптарына сай, лицензия алған операторларға 800 МГц және 450 МГц жиіліктерін алу құқығы берілді. Соңғы жиілік ауылды жерлерде жылжымалы байланысты дамытуға арналған.

2003 жылдың күзінде Қазақстандық «Алтел» компаниясы тез дамып келе жатқан және GSM-операторлары басым рөл атқаратын байланыс нарығында өзінің үлесін арттыру үмітімен 800 МГц жиілігінде CDMA 2000 1Х стандартында ұялы байланыс желісін еңгізді. Қазақстан үкіметі саладағы төмен бәсекелестікті ескеріп жаңа стандартты еңгізуді жан-жақты қолдауда.

Тәуелсіз сарапшыларға сілтей отырып «Алтел» компаниясы CDMA стандартындағы жылжымалы байланыс үлесі мемлекетте 35% құрайды деп хабарлайды. Компания болжамы бойынша 2010 жылға таман 15 млн. халқы бар Қазақстанда бұл байланыс жүйесін пайдаланушылар саны 3, 5 млн. болады. Бүгінгі күні компания CDMA ұялы байланыс қызметін 70-тен астам қалалар мен ауылды мекендерге ұсынады [1] .

Жаңа стандартта жұмыс істейтін операторлардың пайда болуы тарифтердің төмендеуіне, жаңа тарифті жоспарлардың пайда болуына, сапаның және қызмет түрлерінің өсуіне алып келеді.

Бұл дипломдық жобада Алматы облысы үшін CDMA 450 технологиясының негізінде радиорұқсатты қолданумен көпарналы телекоммуникациялық жүйені жобалау нұсқасы қарастырылады. Қойылатын негізгі мақсат - дауыс телефониясы және мәліметтерді тарату мен Интернет желісіне кеңжолақты қол жеткізу қызыметтерін қамтамасыз етіп, мекеннің 95% қамту.

1 Қазіргі кезде жұмыс істеп жатқан желілерді талдау

1. 1 Алматы облысының негізгі сипаттамалары

Алматы облысы 223, 9 мың ш. км ауданды алып жатыр. Территориясының географиялық және қоныстану ерекшеліктері түрлі болып келеді. Облыстың шығыс және оңтүстік аймақтары таулы болып келсе, орталығында төбелі, батысында жазық болып келеді. Халық саны 1603, 758 мың адам. Орталығы - Талдықорған қаласы. Республика қарауындағы қала - Алматы, халық саны 1293, 2 мың адам. Облыс құрамына 16 аудан, 15 ауыл, 7 аудан қарауындағы қала, 3 облыс қарауындағы қала кіреді. Мекендер туралы мәліметтерді кестелерден көруге болады (кесте 1. 1 және кесте 1. 2) .

Алматы облысында ұялы байланыс қызыметімен қамтамасыз етілмеген елді мекендер әлі де бар. Бұл елді мекендерге және облыстың 95%-на тек дауыс телефониясын ғана емес, сонымен қатар мәліметтерді тарату және Интернетке қол жеткізу қызметін қамтамасыз ету мақсатында жоба құру қажет деп есептейміз.

1. 1- кесте

Алматы облысының территориялық бірліктері, халық саны

1. 2 - кесте

Алматы облысының аудандары мен аудан орталықтары

1. 2 Қазақстандағы ұялы байланыстың жағдайы

Жылжымалы байланыстың ұялы желісін пайдаланушылардың саны қарқынды өсуде. Халықаралық Телекоммуникациялар Одағы (ITU) мәліметтері бойынша 2006 жылы әлемдегі мобилді телефонды пайдаланушылардың саны 1, 7 миллиардтан асып жер шарының 26% қамтыды. Мобилді байланыс абоненттер санының аса көп өсуі экономикасы дамып келе жатқан елдерде байқалды, әсіресе Үндістан мен Қытайда. Батыс Еуропа мен АҚШ-та мобилді операторлардың абоненттер базасының өсу қарқыны салыстырмалы төмен болды, ол нарықтың қанығуымен сипатталады. Бұл елдерде өсу жағдайын үшінші ұрпақ желілерін құрумен байланыстырады.

Ұлттық ұялы байланыс операторларының сараптамалары қарқынды дамып келе жатқан нарықты сараптаумен негізделген. Қазіргі уақытта ұялы байланыстың ену деңгейі 80%-ға жақындағанымен, ұялы байланыс операторларының абоненттік базасының өсу қарқыны сақталса, 2007 жылдың соңына қарай компаниялардың клиенттер саны 10 миллионға дейін жетуі мүмкін.

Қазақстанда қазіргі уақытта ұялы байланыспен төрт компания қамтамасыз етеді - «GSM Қазақстан» ЖШС, «Кар-Тел» ЖШС, «Алтел» АҚ және «Мобайл Телеком-Сервис» ЖШС. Соңғысы, «Қазақтелеком» АҚ қарамағында болып келетін, жақын арада жаңа өнімі - NEO сауда белгісін шығарды. Егер бұрында «Мобайл Телеком» өз абоненттеріне ескірген AMPS стандартын ұсынса, қазіргі жаңа бренд GSM стандартын қолдайды. Қазақстандағы (1994 жылдан бері жұмыс істеп келген) алғаш пайда болған ұлттық оператор қазір нарықта үшінші орынға ие. «Алтел» АҚ қызмет көрсету аясы - Қазақстанның 53 қаласы, соның ішінде Алматы облысының аумағын айта кететін болсақ - Алматы, Талдықорған, Қапшағай, Талғар, Қалқаман, Қаскелең, Энергетический, Есік, Каменка, Фабричный, Жаркент, Шелек. Компания Қазақстанда алғаш және жалғыз болып CDMA2000 1x үшінші ұрпақ технологиясын 800 МГц жиілік диапазонында қолдануда. Алайда нарықтағы ең үлкен ойыншы болып Қазақстанның 1054 елді мекендеріне GSM 900 стандартында қызмет көрсететін «GSM Қазақстан» ЖШС болып табылады.

Екінші орынды GSM стандартының 900 МГц жиілігінде қызмет көрсететін «Кар-Тел» ЖШС алады. Екі жарым жыл бұрын «Кар-Тел» ЖШС Ресейдің тұрғылықты мекенінің 94%-ын (136 миллион адам) және Қазақстан территориясының 100%-ын жабатын «ВымпелКом» ресейлік компаниялар тобымен сатып алынды. Ұялы байланыс қызметі республиканың 1000-нан астам жергілікті мекендеріне және негізгі автокөлік трассаларына көрсетіледі: Астана - Бурабай - Көкшетау, Павлодар - Екібастұз, Астана - Қарағанды, Алматы - Георгиевка, Алматы - Талдықорған, Астана - Павлодар, Алматы - Шымкент, Балқаш - Қарағанды.

Елімізде ұялы байланыс қызметін пайдаланушылар санының өсуі операторлардан желіні құру және сапалы қызмет көрсету үшін қосымша шығындарды қажет етеді. Абоненттердің талаптары өсуде, олар мәліметтерді тарату және жоғары жылдамдықты Интернет сияқты қосымша қызметтерді күтеді. Бұл талаптарға CDMA стандарты жеткілікті жауап береді. Бұл болашақта ұялы байланыстың 3G ұрпағына тез өтуіне жағдай жасайды.

Қазақстан аймағы географиялық және демографиялық жағынан ерекше болып келеді: территориядағы халықтың төмен тығыздығы. Бұл ұялы байланыстың дамуын тежейтін фактор болып отыр. Сол себептен халқы аз қоныстанған және қашық жатқан көптеген елді мекендер байланыс мүмкіндіктерімен қамтамасыз етілмеген. Осы сипаттарды ескере отырып Алматы облысында сымсыз байланыстың CDMA технологиясын қолданып 450 МГц жиілігінде желі құру тиімді деп есептейміз.

1. 3 Құрылғыларды таңдау

Қазіргі таңда 3G желісінің дамуының негізгі қозғаушысы болып өндіруші компаниялар болып табылады. Олар нарықтың инновациялық сегментін іздеп, оның құрылуына көптеген күш салуда. Айта кетсек, көптеген компаниялар ұялы байланыс операторларына қолдау көрсету мақсатымен арнайы бағдарламалар жүргізеді. Профессионалды қызметтің бүкіл дестесі операторға тек желі құруда көмек көрсету ғана емес, сонымен қатар жобаның бизнес-құрылымына әсерлі қолдау көрсетуге бағытталған. Мүмкін өндірушілердің тырысулары сәтті болып, біздің елде үшінші ұрпақ желісі Жапониядағыдай орнап кетеді деген үміттеміз. Бірақ бұндай уақыттың келуінен бұрын желіні құру мен қызмет көрсету бағасын төмендету, ал ең бастысы, пайдаланушыларды желіге тартудың жаңа идеясын табу сияқты көптеген мәселелерді шешу керек. Ал бұл болса операторларға арналған тапсырма.

CDMA 450 шешімдерін және коммерциялық қолайлы өнімдерді көптеген әлемдегі озық компаниялар ұсынады. Солардың ішінде Airvana, Ericsson, Huawei, Lucent Technologies, Nortel Networks, QUALCOMM және ZTE. Оларда 450-470 МГц жиілік диапазондарында IMT-2000 шешімдері бар. Әрбір компанияның желі құру және оны ары қарай дамыту мәселелерінің өзіндік шешімдері бар. Соның ішінде бізге қолайлы болатыны қытайлық Huawei компаниясының ұсынылған шешімі.

Huawei өзінің тапсырыс берушілеріне құны төмен және басқа желілермен өте жақсы өзара әрекеттесетін CDMA2000 жоғары өнімділікті кешенді шешімін ұсынады. CDMA2000 шешімдері мобилді желілерді және абоненттік радиорұқсат желілерін (WLL - Wireless Local Loop) қолдай отырып 50МГц/800МГц/1900МГц/2100МГц жиіліктер диапазонында құрыла алады.

Huawei компаниясының CDMA2000 шешімдеріне кіреді:

• соңғы пайдаланушылардың түрлі категорияларына арналған мобилді телефондар және стационарлы сымсыз терминалдар сериясы;
• базалық станцияның (BТS) толық серия құрамына кіретін үнемді базалық станциялар жүйесі (BSS) ;
• өте жақсы масштабталумен және интеграцияның жоғары дәрежесімен сипатталатын технологиялық дамыған желілік қолдау жүйесі (NSS) ;
• табыстың жаңа ағындары үшін ашық сервисті тұғырнама;
• қуатты басқару функциялары мен ыңғайлы пайдалану интерфейсі арқылы желіні интегралды басқарудың шешімі.

Huawei компаниясының CDMA2000 шешімдері әлемнің 20-дан астам елдерінде кеңінен қолданылады. Бүкіл әлемде мобилді желінің кешенді шешімін құруда біраз жыл тәжірибесі бар Huawei компаниясы тапсырыс берушілерге CDMA2000 желісін құруда осы заманғы шешімін ұсынады.

Huawei CDMA2000 шешімінің экономикалық артықшылықтары мен тиімділігі:

• үнемді және икемді шешім, қызметтерді тез еңгізу мүмкіндігі;

Операторлар өздерінің пайдасын өсіру үшін үнемді әрі тиімді шешімдерді қажет етеді. Желі құру кезіндегі шығындарды төмендетуге тырысқан Huawei компаниясы CDMA2000 құрғанда шешімнің үнемді болуына көңіл бөлді.

• құрылымның ыңғайлығы және жетілгендігі желіні құрудағы шығындарды азайтады;
• модулді дизайн және желі сиымдылығын үлкейту кезіндегі қаржыландыруды азайтатын жұмсақ кеңейту мүмкіндігі;
• Мини-BTS, қосымша құрылғыға және инфрақұрылымға шығынды азайтады, желінің тез жайылуына жағдай жасайды;
• қамтудың және қоршаған ортаның түрлі талаптарына жауап беретін базалық станция құрылғыларының толық сериясы;
• таратудың түрлі режимдері, бар ресурстарды бірлесіп пайдалану.

Компания мобилді желілердің дамуының негізі болатын болашаққа бағдарланған шешімдерді жасайды. CDMA2000 1x негізінде құрылған CDMA желісі 1x EV-ні шешуге бағытталған және ең прогрессивті тұғырнама мен ең дамыған технологияны пайдаланып, 1x EV-DO және 1x EV-DV стандарттарына жұмсақ өтуіне мүмкіндігін қамтамасыз етеді:

• 25 Гбит/с сиымдылығы бар кең жолақты дестелі тарату АТМ тұғырнамасы BSS бағдарламалық қамтамасыз етуді және BTS құрылымында 1x EV арналық платаны ауыстыру жолымен келесі апгрейд үшін қолайлы;
• сандық қабылдау/таратқыш, патенттелген радиоресурспен басқару алгоритмі және қуатты сатылы реттеу технологиясы қабылдағыштың сезімталдығын өсіреді және EV-DO бағытында келесі дамуды қамтамасыз етіп, өнімділік талаптарына жауап береді; бұдан басқа, жоғарыда айтылған артықшылықтардың арқасында интерференция төмендейді және жүйенің сиымдылығы өседі.

Тапсырыс берушілердің талаптарына бағытталып, желілік шешімдерді ұсынушы Huawei желіаралық қатынастың және мобилді жүйенің ашықтығының маңыздылығын түсіне отырып қазіргі стандарттарға сәкес келетін және басқа желілермен өте жақсы қатнайтын CDMA2000 шешімін құрда. Қазіргі уақытта бұл жүйе саладағы ірі өндірушілердің құрылғылары мен терминалдарымен сәйкессіздік тестісін сәтті өтті.

Huawei компаниясы сатудан кейін кепілді қызмет көрсетуді ұсынады. Бұл қазіргі жағдайда қажетті шарттың бірден-бірі. Сатудан кейінгі жаһанды қызмет көрсету жүйесінің құрамы келесідей:

• континенталды масштабтағы 8 қызмет көрсету орталығы және әлем бойынша 32 бөлімшелер;
• 24 сағаттық «ыстық желі» техникалық қолдау қызметі (аптасына 7 күн) ;
• желіні жобалау және тиімдеу жөніндегі тәжірибелі команда;
• тпсырыс берушілердің мамандарына арналған оқыту бағдарламалары.

Тапсырыс берушілердің талаптарын тез арада орындау үшін компания дайын желілік шешімдерін ұсынады. Бұл шешімдерге қажетті құрылғылардың толық түрі, қазіргі заман талаптарына сай ұсынылатын қызметтер түрі кіреді.

Huawei мәліметтері бойынша 2006 жылдың 3 ширегінде компания CDMA2000 шешімін әлемнің 20-дан астам елдерінде, соның ішінде Қытайда, ТМД елдерінде, Еуропада және т. б. елдерде сәтті құрды.

Huawei компаниясының CDMA2000 кешенді шешімінің құрамы:

• BTS сериясы
• RAC/PCF/IWF
• BSC/PCF
• HLR/AC
• MSC/VLR
• PDSN/AAA/HA
• OMC
• CDMA терминалдары

1. 1 - сурет. Huawei ұсынған CDMA2000 1x SYSTEM желі жүйесінің құрылымы

2 Ұялы байланыс жағдайын талдау

2. 1 Әлемде CDMA стандартының дамуы

Арналарды кодпен бөлу арқылы көптеп қол жеткізу жүйесі - СDMA (Code Division Multiple Access) - әлемдік нарықта пайда болған ең үміт артар жүйе болғаны мүмкін. Бастапқыда CDMA технологиясы АҚШ-тың әскери күшіне арналып, тек сол салада ғана пайдаланылса, бүгінде коммерциялық байланыс жүйесі үшін кең тараған сандық стандарт ретінде бәріне танымал. Соңғы он бес жылдардың ішінде CDMA технологиясы тесттеліп, стандартталып, лицензияланып және көптеген компаниялармен өндіріске жіберіліп бүкіл әлемде қолданылуда. Сигналдың энергиясы таңдап алынған жиіліктерде немесе уақыт интервалдарында шоғырланатын, абоненттердің желіге қол жеткізудің басқа әдістерден айырмашылығы, CDMA сигналдары үзіліссіз жиілікті-уақыттық кеңістікте таралған. Басқаша айтсақ, бұл әдіс жиілікпен де, уақытпен де және энергиямен де әсерлеседі.

CDMA технологиясы сәулелену қуатының және шулар деңгейінің төмендеген жағдайында сигналдың жоғары сапасымен қамтамасыз етеді. Нәтижесінде орташа шығыс қуатының минималды мәніне қол жеткізуге болады, ол қазіргі кезде қолданылатын стандарттардың шығыс қуатының көрсеткіштерінен жүздеген есе аз. Бұл адам ағзасына әсерін төмендетуге және терминалдардың батареясын зарядтамай ұзақ пайдалануға мүмкіндік береді. CDMA ұялы жүйесінің терминалдарының сәулелену қуатының орташа мәні 10 мВт-тан кем, бұл арналарды уақытпен бөлу жүйелері талап ететін деңгейден әлде-қайда аз. Радиожиілікті диапазонды тиімді пайдалану, яғни желіде бір жиілікті бірнеше рет пайдалану мүмкіндігі (жоғары спектралды тиімділік) CDMA сиымдылығын аналогты жүйелермен салыстырғанда 10-20 есе және цифрлы жүйелермен салыстырғанда 3-6 есе арттырады. Бұл қуатты және дауыс белсенділігін басқару механизмін қолдануға мүмкіндік береді, ол болса өз артынан жүйе сиымдылығына және басқа факторларға әсер ететін өзара кедергілерді төмендетеді, және үлкен жүктемелі байланыс арнасын блоктау мәселесін айналып өтуіне мүмкіндік береді. Сәйкесінше CDMA басқа жылжымалы жүйелерге қарағанда дауыс хабарламасын таратуда аз кідірісті қамтамасыз етеді, сондықтан сигналдың кідірісінің созылуына және Доплер тиімділігінің күрделендіруіне көңіл бөлу қажеттігін тудырмайды. Ақырында, ұялар арасында (немесе бір ұя төңіріндегі секторлар арасында) жай өту бір ұядан басқа ұяға «жұмсақ» өтуіне мүмкіндік береді.

CDMA-дағы байланыс процесі келесі түрде жүреді: ақпараттар кодталып, шу тәріздес сигнал түрінде таратылады, ақпараттар сигналын жалпы сигналдрдан бөліп алу үшін кодтарды ретімен орналастыру керек болады. Бір арнада көптеген сигналдар таратылады, дәл осы кезде жиіліктің кең жолағында барлық мәліметтер беріледі. Арналарды кодпен бөлу кезінде ақпаратты бөгеуілдерден және бөтен адамдардың тыңдауынан сақтайды.

Ұялы байланыс стандарттарының 3-ші ұрпақ құрамына кіретін технология тобы - International Mobile Telecommunications System-Multi Carrier (IMT-MC) . Бұл технологиялар америкалық компаниялармен қатар құрылған. Мақсаты: IS-95 стандарты бойынша арналары кодпен бөлінген цифрлы ұялы байланыс жүйесінің параметрлерін 3-ші ұрпақ байланыс талаптарына сай келтіру еді. 800 МГц-те жұмыс істейтін cdmaOne жүйесінің жиілігімен сәйкестікті сақтап, мәліметтерді тарату жылдамдығын арттыруға ұмтылғандары да сол мақсатпен болатын.

2. 1 - сурет. Ұялы байланыстың даму кезеңдері

CdmaOne жүйесінде сигналдарды тарату үшін ені 1, 25 МГц болатын радиоарна қолданылады, ал мәліметтерді тарату жылдамдығын арттыру бастапқыда бірнеше радиоарналарды параллелді түрде пайдалану жолымен жиілік жолағын кеңейту жоспарланған еді. Технологияның атауындағы “Multi-Carrier” - көпжиілікті деген сөз тіркесі осыдан алынған.

Мәліметтердің жылдамдығын басқа жолмен де арттыруға болады, атап айтқанда: жиіліктің жалғыз жолағында-ақ сигналдарды модуляциялау мен кодтауда басқа жүйені пайдалану. Бұл шешімді пайдаланатын стандарттың атауы CDMA2000 1x, мұндағы “1x” элементі ені 1, 25 МГц болатын радиоарнаның тек бір түрін ғана пайдаланылатынын көрсетеді. Жаңа технология cdmaOne-мен сәйкестікті сақтай отырып, мәліметтерді тарату жылдамдығын 153 кбит/с-қа дейін арттырды.

CDMA 450 стандарты (CDMA-MC) 450 МГц жиілік диапазонында желі құруға арналған. Бұл стандарттың артықшылығы арнаның жоғары спектралды тиімділігінде, CDMA2000 стандартының мәліметтерін таратудағы жоғары жылдамдықтық мүмкіншілігіде және төменгі жиілікті диапазонды пайдаланғанда қамтамасыз ететін радиоқамтудың кең аумақтығында болып табылады.

---

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс