Телефондық аппарат желілерін құру мәселелері

Кіріспе
1 Телефондық аппаратжүйелерін құру мәселелерін аналитикалық зерттеу
1.1 Телефондық аппаратжелісін құру принциптері
1.2 Телефондық аппаратстандарттарының салыстырмалы анализі
1.3 GSM стандартының даму тарихы мен жетістіктері
1.4 Мәселе қойылымы мен жоба негіздемесі
2 GSM желісін жобалау технологиясы
2.1 GSM стандарттарының жалпы сипаттамалары
2.2 GSM стандартындағы телефондық аппарат желілерінің құрылымдық
сұлбасы

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

Қазіргі кезде экономикалық қатынастарды глобализациялау жағдайларында глобальді роумингті және мәліметтерді таратудың жоғары жылдамдықты қызметті ұсынуды қамтамасыз ететін жаңа технологиялық негізге байланыс қызметін аударуды қажет ететін әлемдік ақпараттық ағындар интенсивті қызмет атқаруда.
Қазіргі уақытта GSM Қазақстан/Kcell GSM-900/1800 стандартындағы Телефондық аппаратқызметтерін ұсынатын Телефондық аппаратоператоры. Компания міндеті – Телефондық аппарат ты Қазақстан тұрғындарына қолжетімді ету, өзінің абоненттеріне барынша көп пайда әкеліп, әрі ең жоғары сапалы байланыс қызметтерімен қамтамасыз ету.
GSM Қазақстан компаниясы 1998 жылы құрылып, 1999 жылдың ақпанында Kcell сауда белгісімен Телефондық аппаратқызметтерін көрсете бастады, сол жылдың қыркүйегінде нарыққа Activ ұялы бренді шығарылды. Жақсы жоспарланған маркетингтік стратегияның арқасында 2000 жылдың басында компанияның абоненттік базасы 100 000 адамнан асып, сол жылдың аяғына қарай екі есе көбейді. Бүгінгі таңда компанияның абоненттік базасы 7 миллион адамнан асады.
Алғашқы сәттен бастап GSM Қазақстан/Kcell Қазақстанның Телефондық аппаратнарығы дамуының бағыттары мен үрдістерін анықтаушы ролін атқарып келеді. Компанияның Телефондық аппаратнарығындағы белсенді әрекеттерінің арқасында алғаш рет GPRS/EDGE технологиясы пайда болды, тұтастай ел аумағындағы миллиондаған абоненттер Ұтқыр Интернет, WAP, MMS сияқты қызметтерді пайдалануға мүмкіндік алды. Қазіргі уақытта компания үшінші буынды байланыс – 3G енгізуге белсенді дайындық жүргізуде, ол компания абоненттеріне Бейнеқоңыраулар мен Ұтқыр телевизия сияқты революциялық қызметтерді пайдалануға мүмкіндік береді.
Нарықтағы 11 жыл бойына GSM Қазақстан/Kcell желімен қамту аймағын тұрақты түрде кеңейтуде. 2009 жылдың желтоқсан айындағы мәлімет бойынша компания ұсынатын байланысты 2499 қала мен елді мекен тұрғындары пайдалана алады. Компания тұрғындар саны 5000 адамнан асатын барлық елді мекендерді. 2012 жылға дейін асырылуы қажет алғышарттар қатарында 1000-нан астам тұрғыны бар елді мекендерді байланыспен қамту мақсаты тұр.Берілген дипломдық жобада ОҚО, Төрткүл ауданы, Төрткүл қаласындағы GSM стандартының мобильді байланыс желісінің жобалануы жүзеге асырылады. Бірақ GSM технологиясы екінші ұрпақтың (2G) байланыс жүйесі болғанымен, берілген стандарт әлемде кең қолданысқа ие болды. Қазіргі кезде GSM желілері әлемдегі 210 мемлекетті қамтиды (шамамен 82%). GSM операторларының жалпы саны 653 болған, жақын арада GSM желілерінің 100-ге жуық операторлар қосылмақ. GSM абоненттерінің саны 2004 жылдың IV ширегінің аяғына қарай 1122,3 млн. болды, бұл әлемдегі Телефондық аппаратабоненттерінің жалпы санының 72.9%-ін және цифрлық стандарттардың
Телефондық аппарат абоненттерінің 73,6%-ін құрайды. Қазақстанда мобильді байланыс абоненттерінің 90%-ы GSM-900 стандартында жұмыс істейді.
Жобада GSM стандартының сипаттамалары, тұрғызу сұлбасы және қондырғының құрамы қарастырылады.
GSM технологиясының пайдаланылуын есепке алғанда базалық станцияның жабу зонасы, абоненттік жүктеме, базалық станцияны күшейткіші есептелінеді.

1. Сотовые телефонные сети стандрата GSM: Учеб.пособие/ СПбГУТ.СПб, 1996.

2. Соколов А., Андриянов В. Средства мобильной связи. С-Пб.:BHV - Санкт-Петербург, 1998.

3. Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. М.Эко-трендз.,1997

4. Петров Л.Д., Романюк П.А. Радиопередающие устройства. М.: Радио и связь, 1990

5. Муравин Д.В., Скворцова С.А. Мобильный интернет: сочетание возможности и свободы. - Мобильные системы, 1999,12.

6. Многоканальная электросвязь и РРЛ: Учебник / Под ред. Н.Н. Баевой.
– М.: Радио и связь, 1988. – 312 б.

7. Уолрэнд Дж. Теллекоммуникационные и компьютерные сети / Пер. с англ. – М.: Постмаркет, 2001. – 476 б.

8. Теория сетей связи: Учебник для вузов связи / Рогинский В.Н., Харкевич А.Д, Шнепс М.А.и др.;Под ред. В.Н Рогинского. – М.: Радио и связь ,

1981.-192 б.,ил

9. Расчет зануления: Методическое указание к выполнению дипломного проекта / Т.С. Санатова. Алма-Ата: РУМК, 1991. 44 б.

10. Экономика связи: Учебник для вузов/О.С. Срапионов, М.А Горелик, В.И. Холодарь и др ; Под ред. Срапионова – М.:Радио и связь, 1992.-320 б,

11. Производственное освещение: Методическое указание к выполнению дипломного проекта / Л.П. Кошулько, Н.Г. Суляева, А.А. Генбач. Алма-Ата:

РУМК, 1989. 40 б.

12. ГОСТ 12.2.032 – 78. ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования.

13. Охрана труда на предприятиях связи и охрана окружающей среды: Учебник / Под ред. Н.И. Баклашова, Н.Ж. Китаева, Б.Д. Терехов. – М.: Радио и связь, 1989. – 288 б.

14. Долин П.А. Справочник по технике безопасности. – М.: Энергоиздат,

1982. – 800 б.

15. Охрана труда: Учебник / Под ред. Б.А. Князевский. – М.: Высшая школа, 1982. – 311 б

16. http://ru.wikipedia.org/wiki/GSM
17. http://www.etsi.org/forums/tellcom
18. http://www.huawei.com (www.huawei.ru)

19. http://www.ixbt.com/main/news

20. http://www.iksmedia.ru/ip349pdf/for45
21. http://www.telecomnews.ru/today/worldnews/page347
22. http://www.networkworld.com/main/gsm_forum

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 48 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны
Кірісп
е
1 Телефондық аппаратжүйелерін құру мәселелерін аналитикалық зерттеу
1.1 Телефондық аппаратжелісін құру принциптері
1.2 Телефондық аппаратстандарттарының салыстырмалы анализі
1.3 GSM стандартының даму тарихы мен жетістіктері
1.4 Мәселе қойылымы мен жоба негіздемесі
2 GSM желісін жобалау технологиясы
2.1 GSM стандарттарының жалпы сипаттамалары
2.2 GSM стандартындағы телефондық аппарат желілерінің құрылымдық
сұлбасы

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

Кіріспе

Қазіргі кезде экономикалық қатынастарды глобализациялау жағдайларында
глобальді роумингті және мәліметтерді таратудың жоғары жылдамдықты қызметті
ұсынуды қамтамасыз ететін жаңа технологиялық негізге байланыс қызметін
аударуды қажет ететін әлемдік ақпараттық ағындар интенсивті қызмет
атқаруда.

Қазіргі уақытта GSM ҚазақстанKcell GSM-9001800 стандартындағы
Телефондық аппаратқызметтерін ұсынатын Телефондық аппаратоператоры.
Компания міндеті – Телефондық аппарат ты Қазақстан тұрғындарына қолжетімді
ету, өзінің абоненттеріне барынша көп пайда әкеліп, әрі ең жоғары сапалы
байланыс қызметтерімен қамтамасыз ету.

GSM Қазақстан компаниясы 1998 жылы құрылып, 1999 жылдың ақпанында
Kcell сауда белгісімен Телефондық аппаратқызметтерін көрсете бастады, сол
жылдың қыркүйегінде нарыққа Activ ұялы бренді шығарылды. Жақсы жоспарланған
маркетингтік стратегияның арқасында 2000 жылдың басында компанияның
абоненттік базасы 100 000 адамнан асып, сол жылдың аяғына қарай екі есе
көбейді. Бүгінгі таңда компанияның абоненттік базасы 7 миллион адамнан
асады.

Алғашқы сәттен бастап GSM ҚазақстанKcell Қазақстанның Телефондық
аппаратнарығы дамуының бағыттары мен үрдістерін анықтаушы ролін атқарып
келеді. Компанияның Телефондық аппаратнарығындағы белсенді әрекеттерінің
арқасында алғаш рет GPRSEDGE технологиясы пайда болды, тұтастай ел
аумағындағы миллиондаған абоненттер Ұтқыр Интернет, WAP, MMS сияқты
қызметтерді пайдалануға мүмкіндік алды. Қазіргі уақытта компания үшінші
буынды байланыс – 3G енгізуге белсенді дайындық жүргізуде, ол компания
абоненттеріне Бейнеқоңыраулар мен Ұтқыр телевизия сияқты революциялық
қызметтерді пайдалануға мүмкіндік береді.

Нарықтағы 11 жыл бойына GSM ҚазақстанKcell желімен қамту аймағын
тұрақты түрде кеңейтуде. 2009 жылдың желтоқсан айындағы мәлімет бойынша
компания ұсынатын байланысты 2499 қала мен елді мекен тұрғындары пайдалана
алады. Компания тұрғындар саны 5000 адамнан асатын барлық елді мекендерді.
2012 жылға дейін асырылуы қажет алғышарттар қатарында 1000-нан астам
тұрғыны бар елді мекендерді байланыспен қамту мақсаты тұр.Берілген
дипломдық жобада ОҚО, Төрткүл ауданы, Төрткүл қаласындағы GSM стандартының
мобильді байланыс желісінің жобалануы жүзеге асырылады. Бірақ GSM
технологиясы екінші ұрпақтың (2G) байланыс жүйесі болғанымен, берілген
стандарт әлемде кең қолданысқа ие болды. Қазіргі кезде GSM желілері
әлемдегі 210 мемлекетті қамтиды (шамамен 82%). GSM операторларының жалпы
саны 653 болған, жақын арада GSM желілерінің 100-ге жуық операторлар
қосылмақ. GSM абоненттерінің саны 2004 жылдың IV ширегінің аяғына қарай
1122,3 млн. болды, бұл әлемдегі Телефондық аппаратабоненттерінің жалпы
санының 72.9%-ін және цифрлық стандарттардың

Телефондық аппарат абоненттерінің 73,6%-ін құрайды. Қазақстанда мобильді
байланыс абоненттерінің 90%-ы GSM-900 стандартында жұмыс істейді.

Жобада GSM стандартының сипаттамалары, тұрғызу сұлбасы және
қондырғының құрамы қарастырылады.

GSM технологиясының пайдаланылуын есепке алғанда базалық станцияның
жабу зонасы, абоненттік жүктеме, базалық станцияны күшейткіші есептелінеді.

Одан басқа, қондырғыны пайдалану кезінде өмірлік қызметтің қауіпсіздік
шаралары сипатталады, берілген жобаны енгізудің техникалық-экономикалық
негіздеуі және бизнес-жоспары өңделіп шығарылады.

1 Телефондық аппарат желілерін құру мәселелерін аналитикалық зерттеу

1.1 Телефондық аппарат жүйесін құру принциптері

Әрбір ұяшықта жоғары емес қуат пен байланыстың белгіленген арналар
мөлшерімен байланыс құралы арқылы қызмет көрсетіледі. Бұлай қызмет көрсету
байланыс құралының арналар жиілігін басқа алыс арақашықтықтағы ұяшықта
қайталап қолдануға мүмкіндік береді. Теориялық жағынан бұндай байланыс
құралдарын көршілес ұяшықтарда қолдануға болады. Іс жүзінде ұялы қызмет
көрсету аймақтары әртүрлі факторлар әсерінен, мысалы радиотолқындарды
таратудың шарттарын өзгеруі салдарынан жабылып қалуы мүмкін. Сондықтан
көршілес ұяшықтарда әртүрлі жиіліктер қолданылады.

F1, F2 және F3 сияқты үш жиілікті пайдалану арқылы ұяларды құру үлгісі
1.1- суретінде берілген

1.1-сурет. Үш жиілікте ұяларды құру

Әртүрлі жиынтықтағы жиіліктегі ұялар тобы кластер деп аталады. Оны
анықтайтын өлшем көршілес ұялардағы қолданылатын жиіліктердің саны болып
табылады. 1.1. суретінде, мысалы, кластердің өлшемі үшке тең. Бірақ іс
жүзінде бұл өлшем 15–ке дейін жетуі мүмкін.

Телефондық аппарат тағы ұстанымның негізгі мазмұны аралас ұялардағы
жиіліктерді қайталап қолдану болып таблады. Алғашқы уақытта Телефондық
аппаратжүйесінде қолданылған алғашқы әдіс–жиіліктерді қайталап қолдануды
ұйымдастыру әдісі болды және айналма диаграмалары бар базалық станцияларды
антенналарын қолдану әдісі болды,

1.2-суретінде аралас ұялардағы жиіліктерді қайталап қолдану берілген

1.2-сурет. Аралас ұялардағы жиіліктерді қайталап қолдану

Бұл әдіс бірдей қуаттағы дыбыс сигналын барлық бағытта беруді
қамтамасыз етеді, яғни барлық бағыттардан, барлық базалық станциялардан
дыбыс сигналдарын қабылдаумен тең.

Жиіліктерді белгілі мөлшерде қайталап қолдануға болатын базалық
станцияларда бір–бірінен D қашықтығында орналасқан, ол “қорғау интервалы”
деп аталады (1.2-сурет). Бірдей жиіліктерді қайталап қолдану мүмкіндігі
байланыстың ұялы жүйесіндегі жиілік спектрін қолданудың жоғары тиімділігін
анықтайды.

Ұяларды кіші ұяшықтарға бөлген кезде базалық станциялардың саны
артады, ал сәуле түсу қуаты базалық және жылжымалы станциялар үшін
төмендейді. Бұндай әсер базалық станциялардағы секторлық антенналарды
пайдалануға болады. Радиусы 300–500 м. аз ұяшықтар ыңғайсыз, себебі қызмет
көрсетудегі қабылдау ағыны өседі. Бұнда Телефондық аппаратжүйесін құрудағы
көпдеңгейлі (иерархиялық) сызбаларды ірі ұяшықтарда (макроұяшықтарда), ал
кіші (микроұяшықтар, пикоұяшықтар) ұяшықтарда пайдалануға болады.

Кей жағдайларда ұяшықты бөлу қажет емес, оларды ірілендіру қажет, егер
трафик кіші болса, ол базалық станцияның қажетті жүктемесін қамтамасыз ете
алмайы. Егер осында ұяшықтың радиусы базалық станцияның қабылдағышының ең
алыс қашықтықта әрекетінен жоғары болса, онда байланыспен алыс қашықтықта
қамтамасыз ету үшін ретранслятор рөлін атқаратын қайталағыштарды қолдануға
болады.

Ұялы радиожүйе стационарлық жүйесі бар аймағында жылжымалы
абоненттерді байланыспен қамтамасыз ету керек. Радиожүйенің элементтері
базалық станциялар болып саналады. Бір–бірінен алыс қашықтықта тұрған
базалық станциялар бірдей жиілікті қайталап қолдана алады. Радиожүйенің
сапалы жобалары трафиктің мүмкін тығыздығын қанағаттандыруы қажет, бұл
жерде радиоқұралдардың ең аз мөлшері жиілік аумағын есепке ала отырып

абоненттерге қызмет көрсетуге жұмсалуы қажет. Бұндай жағдайды базалық
станциялардың орналасқан жерлерін ыңғайландыру, қабылдағыштардың қуаты,
антенналардың биіктігі мен түрлері, базалық станциялардың арасында
жиіліктерді тарату есебінен шешуге болады. Жағдайдың қиындығы сонда – тура
шешім табуға мүмкіндіктің жоқтығында және біртіндеп жақындасу әдістерін
қолдануға болатындығында. Синтез процедурасын сипаттағанда жүйенің түрін
есепке алу талап етіледі. Әрі қарай NMT және GSM стандарттарының өлшем
жүйелерін бағытталаймыз.

Базалық станцияның құрал–жабдықтары базалық станцияның контроллерінен
(BSC) тұрады. Базалық станцияның контроллері бірнеше қабылдау–жіберу
блоктарынан басқара алады. BSC радиоарналарды бөлуді басқарады, қосылуларды
бақылайды, олардың кезектігін реттейді, секірмелі жиіліктердің жұмыс
кестесін қамтамасыз етеді, дыбыс сигналдарының модуляция мен
демодуляциясын, хабарламалардың кодталуы мен декодталуын, сөздің кодталуын,
сөзді жіберуге арналған қабылдау жылдамдығын қамтамасыз ете отырып, жеке
шақырудың хабарламалар беру кезектестігін анықтайды. BSC жылжымалы
байланыстың коммутация орталығымен (MSC) бірлесе отырып, HLR және VLR
регистрімен қосылып, арналарды босату қызметімен айналысады, әрине MSC–тің
бақылауымен. MSC базалық станциядан арналарды босатуды қамтамасыз етуді
сұрауы мүмкін. BSC пен MSC бірлесе отырып жылжымалы станциялардың кейбір
категориялары үшін хабарламаларды ерекше жеткізуді қамтамасыз етеді.

Алты бұрышты ұяшыктарды колдану кажетті жиілік диапазонының ұзындығын
реттеуге мүмкіндік береді.Бұдан басқа, алты бұрышты форма (түрі) базалық
станциялардың антеннасының бағыттылығының айналма диаграммасына сай келеді
және ол ұяшық ортасын да орналасқан.

R ұяшық радиусы арқылы өтетін базалық станциялардың қызмет көрсету
аймақтарының көлемі N абоненттерінің мөлшерімен анықталады, олар бір
мезгілде қызмет көрсету аймақтарында әңгіме жүргізе алады.

Қосымша қағазда көрсетілген Телефондық аппаратжүйесінің ыңғайлы түрін
құруда біз абоненттердің белсенді аймақтаррында ұяшықтың радиусы азайып,
белгіленген жиілікті қолданудың тиімділігін арттыруға мүмкін екекнін,
қабылдағыштардың қуатын азайтуға және базалық станциялардағы
қабылдағыштардың сузімталдығын азайтуға болатынын, жүйедегі құралдардың
құрамын қысқартуға, болатынын негізге алдық.

R радиусындағы ұяшықтың мөлшерін таңдауға тоқталайық. Бұл мөлшерлер D
қорғау интервалын анықтайды (1.2-сурет), ұяшықтар арасында белгілі
жиіліктер қайталап қолдануы мүмкін. D қорғау интервалының көлемі, жоғарыда
аталған факторлардан басқа, радиотолқындарды таратудың мүмкін деңгейі мен
шарттарына байланысты.

Барлық аймақтағы шақырулардың жиілігі бірдей болған жағдайда
ұяшықтардың бір өлшемі таңдалады. Базалық станцияның қызмет көрсету
аймағының өлшемі R радиусы арқылы көрсетіліп, N абоненттері арқылы
анықталып, қызмет көрсету аймақтарында бір уақытта әңгіме жүргізуге

байланысты болады. Ұяшықтардың радиусын азайту жиіліктерді қолданудың
тиімділігін арттыруға және абоненттің ұлғайтуға ғана емес,сонымен бірге
қабылдағыштардың қуатын азайтуға және базалық станциялардағы
қабылдағыштардың сезімталдығын азайтуға ықпал етеді. Бұл өз кезегіндегі
Телефондық аппаратқұралдарының электромагниттін сәйкестік жағдайын
жақсартады.

Шудың деңгейін төмен түсірудегі тиімді әдісте бағыттылығы тар
диаграммадағы секторлық антенналарды қолдануға болады. Бұндай бағытталған
антенна секторында сигнал (дыбыс) бір жағына көбірек беріледі, ал
қарама–қарсы бағыттағы берілу деңгейі ең төменгі мөлшерге дейін қысқарады.
Ұяларды секторларға бөлу ұялардағы жиіліктерді жиі қолдануға мүмкіндік
береді.Бұлай ұйымдастырылған ұяларды жиіліктердіқайталап қолданудағы
жалпыға мәлім әдіс әрбір базалық станцияға 3–секторлы антенналарды
қолдануға және жиілігі тоғыз топты құрайтын 3 көршілес базалық станцияларды
қолдануға негізделген (1.3 сурет). Бұл жағдайда бағыттылығы 120 диаграммасы
бар антенналар қолданылады.

Жиіліктерді қолданудағы ең жоғары тиімділік және жүйедегі ең көп
абонентердің болуы жиіліктерді қайталап қолданудағы жасалған әдісті
қамтамасыз етеді,мұнда екі базалық станция жұмыс істейді.Бұл әдісті іске
асыруда 1.4 суретіндегі әрбір жиілік кластер деңгейінде екі рет
қолданылады, ол төрт ұяшықтан тұрады,мұндағы базалық станция 12 жиілікте
жұмыс істей алады,онда бағыттылығы 60 диаграммасы бар антенна қолданылады.

Үш секторлы ұядағы қайталап қолдану моделі 1.3-суретте көрсетілген

1.3-сурет. 3–секторлы ұядағы қайталап қолдану моделі (үлгісі)

Екі көршілес ұядағы жиіліктерді қайталап қолдану моделі 1.4-суретте
бейнеленген

1.4-сурет. Екі көршілес ұядағы жиіліктерді қайталап қолдану моделі

Телефондық аппаратжүйесінің сыйымдылығын жоғарылату әдістері болады.
Ол әдістің бірі ұяшықтарды бөлу, яғни жиіліктерді қайталап қолдану
коэффициентінде аз ұяшықтарға өту әдісі болып табылады.

1.2 Телефондық аппарат стандарттарының салыстырмалы анализі

Стандарттар телекоммуникацияда маңызды рөл атқарады, себебі олар әр
түрлі өндірушілердің өнімдерінің өзара байланысын қамтамасыз етіп, жалпы
өнім үшін үлкен нарық құру арқылы жаңа технологиялардың енуін жеңілдетеді.

Телефондық аппарат тың әр стандарты стандарт спецификациясына кірген
зерттеу топтары жиналған елдердің нақты талаптарын қанағаттандыру
мақсатында құрастырылған. Осы себептен, стандарт бір елге жарағанымен
екінші елге жарамауы мүмкін. Негізгі стандарттар мен олар қолданылатын
стандарттар 1.1-кестеде келтірілген.

Стандарттар өзіне мынадай спецификацияларды біріктіреді: жылжымалы
байланыстың телефон аппараттарымен сигналдарды тарату және қабылдау
процедурасы, бұл сигналдардың форматы, желі түйіндерінің өзара
әрекеттестігі, жылжымалы байланыс абоненттеріне жететін негізгі желілік
қызметтер, желінің базалық құрылымы.

1.1-кестеде Телефондық аппарат тың негізгі стандарттары келтірілген

1.1-к е с т е Телефондық аппарат тың негізгі стандарттары
Жыл Стандарт Телефондық аппаратжүйесі Технология Алғашқы нарық
Скандинавиялық Еуропа, Орта
1981 NMT 450 мобильді телефондық Аналог.
Шығыс
байланыс

Мобильді байланыстың Солтүстік және
1983 AMPS Аналог. Оңтүстік
жетілдірілген жүйесі
Америка

1985 TACS Бәріне ортақ қатынасты Аналог. Еуропа және
байланыс жүйесі Қытай

Скандинавиялық Еуропа, Орта
1986 NMT 900 мобильді телефондық Аналог.
Шығыс
байланыс

1991 GSM Мобильді байланыстың Цифр. Бүкіл әлем
ауқымды жүйесі

TDMA Уақытпен бөлінген көптік Солтүстік және
1991 (D-AMPS) қатынас (цифрлық Цифр. Оңтүстік
(IS136) AMPS) Америка
1992 GSM 1800 Мобильді байланыстың Цифр. Еуропа
ауқымды жүйесі

CDMA One Кодалаумен бөлінген Солтүстік
1993 Цифр. Америка Корея,
(IS 95) көптік қатынас
Қытай

1994 PDC Дербес цифрлық ұялы Цифр. Жапония
(байланыс)

1995 PCS 1900 Дербес байланыс қызметі Цифр. Солтүстік
Америка

2000 UMTS Мобильді байланыстың Цифр. Еуропа
әмбебап жүйесі

2001 GSM 800 Мобильді байланыстың Цифр. Солтүстік
ауқымды жүйесі Америка

Енді осы стандарттардың кейбіреулеріне толықтыра кетсек:

GSM1800 стандарты. Цифрлық стандарт, жиілік диапазоны 1710-1880 МГц.
GSM 900 стандартының модификациясы.

Таратылатын дыбыстың жоғары сапасы, әңгімелесудің құпиялылығы,
абоненттік нөмірге қарақшылықтың мүмкін еместігі сияқты техникалық
мүмкіндіктерінің арқасында әлемде 70 млн адам GSM стандартын таңдады.
GSM1800 стандарты үшін GSM900 қарағанда телефондардың максималды сәулелену
қуатының аздығы тән. GSM1800 стандартында ол 1 Вт, ал GSM900 де 2 Вт.
Тыңдалу мен рұқсатсыз қолданудан жоғары қорғаныс. Желінің жоғары

сыйымдылығы, ірі қалалар үшін бұның маңызы зор. Кемшілігі жабу аймағының
аздығы. Абоненттің базалық станциядан максимал қашықтығы 5-6 километр.

CDMA стандарты. Сымсыз WLL (Wireless Local Loop) абоненттік қатынасы
жаңа CDMA арналарды кодалық бөлетін цифрлық технология негізінде жасалған.

Бұл стандарт үшін дыбыстың жақсы сапасы мен фондық шуылдардың төмен
деңгейі тән. Жүйенің сыйымдылығы 10 есе AMPSке қарағанда, және 3-5 есе
GSMге қарағанда көп. CDMA халық көп орналасқан аудандар мен жоталы жерлерде
байланыс сапасын жақсартады. CDMA бос емес, қиылысқан, тұрып қалған
қоңырауларды виртуалды шашып, жүйенің сыйымдылығын арттырады. Бұл бір
жиіліктік арнаны барлық ұяшықтарда көп рет қолданудың арқасында мүмкін
болады.

CDMA абоненттік аппараттарының маңызды айырмашылығы аз сәулелену
қуаты, ол 10 мВт құрайды, бұл DAMPS пен GSM желілерінен біршама кем. Қуатқа
мұндай төмен талаптар жұмыс уақыты ұзақ аппараттар қолдануға мүмкіндік
береді. CDMA рұқсатсыз қолданудың алдын алып, жеке қоңырауларды бөлу үшін
4,4 триллион код қолданады. CDMA жеке ақпаратты сенімді қорғау үшін әр
қоңырауға бір код қолданады.

NMT-450i стандарты. Жиілік диапазоны 453-468 МГц. NMT-450 артықшылығы
- басқа стандарттармен салыстырғанда қызмет ету аймағының үлкендігі; бос
кеңістікте сигналдың аз өшуі. NMT-450 желілеріне үлкен қашықтық тән -
базалық станциядан бірнеше ондаған километр (100*109 м-ге дейін) қашықтықта
байланысу мүмкіндігі. Цифрлық стандарттарға қарағанда адам даусының
табиғилығы.

Бұл стандарттың кемшілігі бөгеуілге тұрақтылығының әлсіздігі (бұл
диапазонда бөгеуіл деңгейі 800, 900 және 1800 МГц диапазондармен
салыстырғанда жоғары); сервистік қызметтердің спектрінің тарлығы;
тыңдалудан қорғалмағандығы. Телефон аппараттарының өлшемі, салмағы
аккумуляторының энергия жұмсауы үлкен. Осы себептерге байланысты ірі
қалаларда NMT-450 стандартының бір ұяшығында бірден қолданылатын нөмірлер
саны шектеулі. Егіздердің қосылу мүмкіндігі.

Желі қолданушыларын егіздерден қорғау үшін SIS (SIS – Subscriber
Identification Security) қорғаныс жүйесі құрылды. Фродтан қорғау
функциясынан басқа, оператор бір ұямен щектелген телефон үшін төмендетілген
тариф, нақты бір абонент үшін қызмет ету аймағын шектеу, SMS сияқты қосымша
мүмкіндіктерге ие болады. Негізгі артықшылығы - автоматты роумингті
ұйымдастыру мүмкіндігі.

NMT-450 стандартты желілердің сыйымдылығын арттыру үшін стандартты 25
кГц-тік қадам орнына 12,5 кГц жиілік тор қадамын қолдану жоспарлануда, бұл
жұмыс арналарының санын 180-нен 359-ге дейін арттырады.

DAMPS стандарты. AMPS стандартының цифрлық модификациясы. Солтүстік
Америка үшін жасалған, жиілік диапазоны 825-890 МГц. Бұл стандарттың
ерекшелігі жоғары желі сыйымдылығы болып табылады. DAMPSAMPS стандартында
қолданушы телефон аппаратын аналогты да,

цифрлы да режимде қолдана алады. Егер роуминг кезінде AMPS аналогты
желісінің абоненті цифрлық DAMPS желісіне түссе, жұмысы үшін оған аналогты
арна бөлінеді. Дегенмен, бұл жағдайда цифрлық желінің артықшылықтары оған
жетпейді.

Келешекте AMPS желісі бұл стандарттың цифрлық нұсқасында істейтін
желілермен біртіндеп алмастырылады. DAMPS стандартының соңғы жетілімі IS-
136 техникалық мүмкіндіктері бойынша оны GSM-ге жақындатады.

Салыстыру сипаттамалары. Аналогты стандарттармен салыстырғанда GSM
көп артықшылықтарға ие. Олардың негізгісі - абоненттік аппараттар мен
базалық станцияларда аз қуатты таратқыштарды қолдануы. Бұл құрылғыны
арзандатады, бірақ байланыс сапасына әсер етпейді. Одан басқа, ақпаратты
цифрлық түрде тарату сөйлесулердің жоғары дәрежелі құпиялылығын қамтамасыз
етеді.

GSM мен CDMA стандарттарының салыстыру сипаттамалары 1.2-кестеде
келтірілген

1.2-к е с т е GSM мен CDMA стандарттары
Сипаттамалары GSM CDMA
Телефон таратқышының 1-1,5 0,2-0,25
қуаты, Вт
Дерек тарату жылдам- Стандартты - 4-5, Стандартты -5-15,
дығы, кбитс EDGE – 15-20 EDGE –25-80
Телефон таңдау кеңдігі үлкен аз
Телефон құны сай 2-3 есе артық
Телефон сапасы жақсы өте нашар
Дауыс сапасы орташа жақсы
Ұзақтықты шектеу,с 1800-2400 жоқ
Автоқоңырау бар жоқ
Келешегі жоқ зор
Желіні ұстауғакететін көп аз
шығындар
Стандарттың ашықтығы жоғары жоғары
Жабу мен таралуы жоғары төмен
Артық жүктемеге төмен жоғары
тұрақтылығы

GSM 1800-дің GSM 900-ден айырмашылығы. Негізінен тек жұмыс
жиіліктерінде. Дегенмен, кейбір қызық сәттер бар:

– жоғары жиіліктен ұяшықтың максимал мүмкін радиусы кішірейеді. GSM
900 үшін бұл қашықтық 35*103 м, ал GSM 1800 үшін 10*103 м;

– 1800-2000 МГц жиілікте радиотолқындар басқалай өткізу қасиеттеріне
ие;

1.3-кестеде GSM 900 бен GSM 1800 стандарттарының негізгі сипаттамалары
берілген

1.3-к е с т е GSM 900 бен GSM 1800 стандарттарының негізгі
сипаттамалар
GSM 900 бен GSM 1800 стандарттарының сипаты GSM 900 GSM 1800
Жылжымалы станцияның тарату және базалық
станцияның қабылдау жиілігі, МГц 890–915 1710–1785
Жылжымалы станцияның қабылдау және базалық
станцияның тарату жиілігі, МГц 935–960 1805–1880
Қабылдау және тарату жиіліктерінің дуплекстік
жылжытуы, МГц 45 95
Радиоарнадағы хабар тарату жылдамдығы, кбитс 270.833 270.833
Әңгіме кодегінің түрлендіру жылдамдығы, кбитс 13 13
Байланыс арнасының жолақ ені, кГц 200 200
Байланыс арналарының максимал саны 124 375
Базалық станцияда ұйымдастырылатын арналардың
максимал саны 16–20 16–20
Модуляция түрі GMSK 0.3 GMSK
Модуляция индексі ВТ 0.3 ВТ 0.3
Модуляция алдындағы гаусс сүзгішінің жолақ ені, 81.2 81.2
кГц
ТDМА кадрының аралығындағы уақыттық көшіру 2 2
Бір секундтағы жиілік бойынша секірулер саны 217 217
Әңгіме кодегінің түрі RPELTP RPELTP
Ұяшықтың максимал радиусы, м 35*103 10*103

1.3 GSM стандарттарының даму тарихы мен жетістіктері

Алғашқы буын желілерінің көптеген кемшіліктері бар: желінің аз
сыйымдылығы, тыңдалудан қорғалмағандығы, жүйеге рұқсат етілмеген кіру
мүмкіндігі және т.б. 1982 жылы еуропалық ұялы жүйелердің әртектілігі мен
сәйкессіздігі мазалаған Еуропалық пошта администрациясы мен электробайланыс
конференциясы (СЕРТ) арнайы топ – Groupe Special Mobile (GSM) құруды шешті.
Бұл топтан мың емес миллиондаған абонентке қызмет көрсете алатын
жалпыеуропалық Телефондық аппаратжелісінің спецификациясын құру талап
етілді. Шарттар арасында тек бір талап болды: жүйе 1980 жылғы СЕРТ
рекомендациясына сәйкес 862-960 МГц ауқымында жұмыс жасауы керек болды.
1984 жылы жүйе талаптары нақтылана түсті – жүйе көрсетілетін қызмет түрлері
бойынша ISDN (Integrated Services Digital Network) желілерімен сәйкес,

цифрлы болады деп шешілді.

1986 жылы Ынтымақтастық туралы келісімге қол қойған елдердің
(Англия, Германия, Италия, Франция) жиналысында GSM желісін 1991 жылы

құру туралы шешілді. 1987 жылы қыркүйекте Копенгагенде 13 еуропалық елдің
операторларымен Өзара түсіністік жайлы меморандусға (Memorandum of
Understanding – MoU) қол қойылды, онда жүйенің пайдалануға берілу мерзімі –
1991 жылдың 1 шілдесі деп келісілді. Дегенмен, 1989 жылы айтылған мерзімге
желіні құру тұрмақ, барлық спецификацияларды толығымен жасап бітпейтіні
түсінікті болды. Орын алған жағдайдың шешімі тез табылды: желіні екі
кезеңде (фазада) құру керек деп шешілді. Алғашында абоненттерге тек дауыс
тарату мүмкіндігін көрсеткен GSM бірінші фазасы құрылды, кейін жүйе GSM
стандартының бүкіл цифрлық мүмкіндіктері іске асырылатын екінші фазасына
дейін жетілдірілді. 1989 жылы билік құқы GSM тобынан телекоммуникация
стандарттары бойынша Еуропалық институтқа (European Telecommunications

Standards Institute – ETSI) берілді.

GSM тобы мен ETSI институтының жұмыс нәтижесі 1990 жылы жарияланған
GSM стандартының бірінші фазадағы спецификацияларынан тұратын көп беттік
құжат болды.

Арналарды бөлу үшін уақыт бойынша бөлетін көпшілік қатынас қолданылды
(Time Division Multiple Access – TDMA). Бұл технологияның мәні бір жиілік
жолағында бірнеше әр түрлі сигнал берілетінінде болды. Бұл сигналды
уақытпен ығыстыру арқылы келтіріледі, яғни сигналдар кезекпен беріледі:
алдымен, мысалы ұзақтығы 1 мс біреуі таратылады, сосын басқасы т.б., кезек
аяқталғанда процесс басынан басталады. Солайша, бір жиілік жолағында
бірнеше радиосигналдың псевдобірмезгілде таратылуы жүзеге асады. GSM
стандартында TDMA кадр 8 TDMA-терезеден тұрады, яғни ені 200 kHz жиілік
диапазонында псевдобіруақытта 8 радиосигнал таратылады.

Уақытпен бөлінгеннен басқа GSM арналары жиілік бойынша да бөлінеді.
Жүйе барлығы 124 жиіліктік арналарды қолданады, олардың әрқайсысы 8
уақыттық арнаға бөлінеді, яғни желі сыйымдылығы 992 арнаны құрайды. TDMA
және GSM-да қолданылатын бірқатар технологиялар аналогты стандарттармен
салыстырғанда, радиоспектрді өте эффективті пайдалануға және жақсы
бөгеуілге төзімділікті (GSM-қабылдағыштар үшін сигнал-шуыл қатынасы 9 дБ
құрайды) қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

GSM – цифрлық стандарт, яғни әңгіме дискретті сигналға түрлендіріледі.
Цифрлау үшін арнайы кодер қолданылады, оның бір ерекшелігі оның құрамына
әңгіме белсенділігінің детекторы кіреді (Voice Activated Detector – VAD),
сондықтан кодек тек VAD абонент сөйлеп тұр деп есептегенде ғана жұмыс
істейді. Ары қарай деректер жоғалғанда ақпараттың 12,5 % -ке дейін қалпына
келтіре алатын арналық кодалау жүзеге асырылады. Таратылатын ақпараттың
құпиялылығын қамтамасыз ету үшін соңғы сатыда деректерді RSA (ашық кілтпен
шифрлау) алгоритмімен шифрлау жүреді. Қарастырылған шаралардың арқасында
GSM стандарты жоғары сапалы әңгіме мен абонент сөйлесулерінің құпиялылығын
қамтамасыз етеді.

Жүйені рұқсат етілмеген қатынастан қорғау үшін стандарт алдын-ала
арнайы аутентификация механизмін қарастырған. Абонентті идентификациялау
үшін қажетті бар ақпарат арнайы енгізілетін SIM-модульде (Subscribe

identification module) сақталады, және оны оқу не өзгерту мүлде мүмкін
емес. Идентификациялық модульді қара жәшік деп атауға болады – оның
кірісіне аутентификация кезінде жүйеден телефонға берілетін код түседі, ал
шығысында SIM-картаның микропроцессорымен NP-толық алгоритмі бойынша
жасалған код шығады. Алынған код желіге беріліп, онда жүйе жүргізген
есептеулер нәтижесімен салыстырылады. SIM-картада телефонның желіде қалыпты
жұмыс істеуі үшін қажетті барлық ақпарат бар.

Барлық аналогты желілерге тән проблемалардан басқа GSM стандарты
Еуропаға ғана тән проблеманы да шешті. Америкалық IS-41-ге ұқсас GSM MAP
хаттамасы әр түрлі GSM желілерінің коммутаторларына бір-бірімен қатынас
жасауға мүмкіндік берді. Осылайша, автоматты роуминг қамтамасыз етілді.

1992 жылы мамырда Германияда бірінші GSM 900 коммерциялық желісі жұмыс
істей бастады. Бір-екі айдың ішінде Өзара түсіністік жайлы меморандумға
қол қойған елдерде GSM желісі орнатылды. 1992 жылы маусымда байланыс
операторлары арасында алғашқы роуминг туралы келісім жасалды. 1992 жыл
Еуропадағы мобильдік бумның басы болды – бір жарым жыл ішінде GSM
абонеттерініңсаны нөлден миллион адамға дейін өсті. 1993 жылы MoU-ге
австралиялық Telsra Телефондық аппаратоператоры қосылды – GSM стандарты
Еуропадан асып, бүкіл әлемге шықты. 1995 жылы GSM аббревиатурасыстандарттың
кең таралуына байланысты Global System for Mobile communications –
Мобильді байланыс үшін глобальді жүйе деп аударылатын болды.

Өзінің пайда болуынан бастап GSM стандарты үздіксіз әр түрлі
жетілдірулерге ұшырады. Ең бірінші және ең ауқымды жетілдіру GSM желісі
орнатылмай тұрып өтті. 1990 жыл спецификацияларды жариялаған кезде стандарт
қамтамасыз ететін желі сыйымдылығы – 992 арна – мегаполистер үшін өте аз
екені түсінікті болды. Сондықтан 1991 жылы GSM негізінде DCS 1800 (Digital
Cellular System) стандарты жасалды. Кейін оны GSM 1800, ал негізгі
стандартты GSM 900 деп атай бастады. GSM 1800-дің GSM 900-ден негізгі
айырмашылықтары жұмыс жиілігінің басқа диапазоны мен желі сыйымдылығының
өсуінде. Сыйымдылық артуы жиілік жолағының кеңеюі (2х25 орнына 2х75)
есебінен іске асты. Солайша, DCS 1800 стандартты желісінің сыйымдылығы 2976
арна болды. GSM 1800 стандартының басқа жұмыс жиілігінің диапазоны (1710-
1880 MHz) ұяшық радиусының 35-тен 10 *103 м-ге дейін қысқартты. DCS 1800
сипаттамалары мегаполистер үшін идеалды болып табылады.

GSM 1800 стандартын өздерінің PCN (Personal Communication Networks)

– Жеке байланыс желілері концепциясының негізі ретінде Ұлыбритания бірден
қабылдады. Бүкіл Еуропа GSM 900 желісін орнатып жатқанда, Англия GSM 1800
таңдады. Осы кезде GSM 900-де, GSM 1800-де жұмыс істей алатын телефон
аппараты шығрыла бастады (dual-band telephone). Бұл телефондар GSM 900 және
GSM 1800 желілерінің арасында автоматты түрде ауыса алады. Кейіннен dual-
band аппараттар тек роумингқа ғана қолданылмайтын болды. Көп байланыс
операторлары екі желі орнатты: GSM 1800 – қалаларда, ал

ауылдарда – GSM 900. солайша, абоненттер кез-келген жерде сапалы
байланыспен қамтамасыз етілді, ал операторлар ақшасын үнемдеді.

GSM стандарты АҚШ-ты айналып өткен жоқ. TDMA (IS-136) америкалық
цифрлық стандарты көптеген сипаттамалары бойынша GSM-нан қалып қойды.
Сондықтан кейбір америкалық байланыс операторлары америкалық Дербес
байланыс қызметі – PCS (Personal Communication Services) концепциясын
өздерінше жүзеге асыруды шешті. Осы үшін стандарттың кезекті жетілдіруі –
GSM 1900 деп те аталатын PCS 1900 жасалды. Басты және жалғыз айырмашылығы
(америкалық GSM-ның еуропалықтан) басқа жұмыс жиілік диапазонында болды.
PCS 1900 желілері FCC арнайы PCS концепциясын іске асыру үшін бөліп берген
1900 мегагерцтік диапазонда жұмыс істейді. Бірінші жағдайдағыдай, ұялы
телефон өндірушілері көп күттірмей, GSM 900, GSM 1800, GSM 1900 желілерінде
істей алатын tri-band аппараттар шығара бастады. Осылайша, 1997 жылға қарай
GSM желісінің абоненттері бүкіл әлем бойынша саяхаттай алатын болды.

Қазіргі кезде стандарттың 400- және 800-мегагерцтік диапазон (GSM 400,
GSM 800) қолданатын түрлері де бар. Олар әлі кең таралмаған.

Өзінің қолданылу кезеңінде GSM желілері тек жұмыс жиіліктерінің
диапазонын ғана ауыстырған жоқ. 1995 жылы екінші фазадағы GSM
спецификацияларын жасау жұмысы аяқталды. Екінші фазадағы GSM желілері
абоненттерге мынадай қосымша қызметтер көрсетті: дауыс поштасы; конференц-
байланыс; нөмірді анықтағыш; анти нөмір анықтағыш; қысқаша мәтіндік
хабарламалар қызметі – SMS (Short Message Service); сөйлесу құны жайлы
ақпарат; жабық қолданушылар тобы; екі телефон нөмірін бір аппаратта
қолдану; факсимильдік хабарлар мен деректерді 9600 Kbits-ке дейінгі
жылдамдықта тарату. 1997 жылы бұл қызметтерді барлық еуропалық операторлар
көрсете бастады.

Екінші фаза спецификацияларын енгізген соң ETSI GSM стандартының ары
қарайғы дамуы жайлы ойланды. Олар стандарттың ары қарайғы жетілдірулерін 2+
фазасы шеңберінде іске асыруды ұсынды. 2+ фазасының нақты ендіру мерзімі
жок – оған 1995 жылдан кейін жасалған, GSM стандартының мүмкіндіктерін
кеңейтетін кез-келген спецификациялар кіреді. Осылайша, 2+ фазасы GSM
желілері өз қызметін аяқтаған кезде толық ендірілген болады.

Қазіргі кезде 2+ фазасы шеңберінде ендірілген қызметтер саны 50-ден
асады. Олардың ішіндегі ең танымалы USSD(Unstructured Supplementary

Services Data)- бұл мобильді терминал мен оператор жүйесінің арасында
жоғары жылдамдықты деректер алмасуын ұйымдастыра алатын технология.
Деректер желінің өткізу қабілетіне онша әсер етпей, қызметтік арналармен
таратылады. USSD технологиясының қолдануы қолданушы деңгейінде былай
көрінеді: қолданушы телефонда *1хх# түріндегі символдар тізбегін тереді –
оператор жүйесі сұранысты өңдеп телефон дисплейінде көрінетін сәйкес
жауапты жібереді. әдетте операторлар USSD технологиясын анықтамалық (шот
жайы, соңғы қоңырау ұзақтығы), ақпараттық (ауа райы, гороскоп) және

жаңалық қызметтерін ұйымдастыру үшін қолдананды. STK (SIM Application
Toolkit) – телефонға кейбір қимылдар тізбегін орындауға бұйрық беретін
командаларды SIM-картада сақтауға мүмкіндік беретін технология. әдетте STK-
командаларды байланыс операторы жазады, және олар не USSD-код, не арнайы
SMS-хабарлама болады. Осылайша, қолданушыға USSD-кодтар мен SMS мазмұнын
есте сақтау орнына менюдің бір пунктін таңдау жеткілікті. STK-командаларды
сақтау үшін SIM-картаның ТЖҚ көлемі арттырылды. STK-командалардан басқа,
SIM-картада SMS-хабарлар мен телефон кітапшасын сақтау мүмкін болды. WAP
(Wireless Application Protocol) – бұл ұялы телефондардан интернет-ресурске
қатынасты қамтамасыз ететін хаттамалар жиынтығы. WAP құрамына ұялы
телефондардың дисплейінде көрсетуге бейімделген арнайы WAP-беттердіқұруға
арналған тілдерді (мысалы, WML); сервер мен клиенттің өзара әрекеті;
таратылатын деректерді шифрлауды сипаттайтын стандарттар кіреді.

2+ фазасының шеңберіндегі модификациялар арқасында GSM желіері аса
қатты өзгерді. Тіпті HSCSD, GPRSEDGE технологиялары енгізілген GSM
желілерін 2,5G желілері деп атау шешілген.

GSM 900 – жылжымалы байланыстың глобальді жүйесі. Панеуропалық
стандарт, жиілік диапазоны 890-960 МГц.

GSM 900 басты артықшылығы – аналогты стандарттармен салыстырғанда
телефон аппараттарының кіші салмағы мен өлшемдері. Салыстырмалы жоғары желі
сыйымдылығы. Бөгеуілдердің төмен деңгейі. Аналогты стандарттарға қарағанда
тыңдалудан және нөмірді заңсыз қолданудан қорғаныстың жоғары деңгейі
(дегенмен, GSM 1800 бен CDMA стандарттарында қорғаныс GSM 900 ден
жоғарырақ). Стандарттың кемшілігі – сигнал қашықтығының қысқалығы. Тұрақты
байланыс жақын базалық станциядан 35*103 м-ден ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.