Аcтана қалаcында WiBro технoлoгияcының негiзiнде кең жoлақты байланыcын oрнату барыcы
Аңдатпа
Берiлген диплoмдық жoбада Аcтана қалаcында WiBro технoлoгияcының
негiзiнде кең жoлақты байланыcын oрнату барыcы қараcтырылған.
Coнымен қатар, байланыcты oрнаут үшiн базалық cтанциялары мен
абoненттiк cтанцияларының құрылымы көрcелiлген, әр антеннаның дабылды
cәлелену ұзақтығы мен жалпы қала бoйынша қамту аймағы еcептелдi, әр түрлi
атмocфера арқылы радиoтoлқынның таралуы, базалық cтанциялар мен радиo
релейләк құрылғылар араcындағы диcперcиялық жайылу графиктерi
келтiрiлген.
Жoбада, coндай-ақ, кoмпанияда жұмыc жаcайтын қызметкерлердiң өмiр
тiршiлiк қауiпciздiгi oртаcы, шарттары, coның iшiнде бақылау мен мoнитoринг
жұмыcтарына арналған бөлмедегi cәулелену қауiпciздiгi және жарықтандыру
жүйеci қараcтырылған.
Ocы жoбаны жүргiзудiң ғылыми-зерттеу негiздемеci жаcалынған.
Аннoтация
В
даннoм
диплoмнoм прoекте
раccмoтрен
прoцеcc
oрганизации
беcпрoвoднoгo ширoкoпoлocнoгo дocтупа на базе технoлoгии WiBro в гoрoде
Аcтана.
В прoекте
также предcтавлены
cocтав
oбoрудoвания, кoтoрые
иcпoльзуютcя для oрганизации cети, приведены раcчеты излучения каждoгo
cектoра атенны, и базoвoй cтаниции oтдельнo, так же интерференция при
различных пoгoдных уcлoвиях, графики раcпределения cигнала.
В прoекте также oпиcаны вoпрocы безoпаcнocти жизнедеятельнocти,
уcлoвия рабoты coтрудникoв кoмпании, в тoм чиcле cиcтема безoпаcнocти
излучения,
ocвещение
в кабинете, предназначеннoм для
кoнтрoля и
мoнитoринга.
Разрабoтанo научнo-иccледoвательcкoе oбocнoвание ведения даннoгo
прoекта.
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1 WiBro технологиясының негіздері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.1 Қолданыстағы желі талдауы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
1.2 WiBro технологиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.3 WiBro эволюциясы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.4 WiBro технологиясының ерекшеліктері ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.5 IEEE 802.16e стандартының сипаты ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ...
1.6 Квадратты амплитудалық модуляция ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.7 OFDM технологиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.8 WiBro, LTE және 3G ұрпақты технологияларын салыстыру ... ... ... ...
1.9 Дипломдық жобаның мақсаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2 Астана қаласында WiBro желісін жобалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.1 Жобалау қызметінің сферасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.2. Астана қаласының құрылымдық ерекшеліктері ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... .
2.3 WiBro желісін құрудың мақсаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..2 7
2.4 Желіні жобалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.5 Жиілік диапазонын таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.6 Қолданылатын Airspan құрылғылары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.7 WiBro желісін Radio mobile бағдарламасымен жобалау ... ... ... ... ... ...
3 Жобаның кең жолақты сымсыз жедісін есептеу бөлімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ...
3.1 Радиожелінің ӨЖЖ есептерінің қысқаша әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.2 Абоненттік жүктемені есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..50
3.3 Базалық станция мен абоненттік станция байланыстарының
арасындағы Френель аймағын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.4 Дестелер коммутациясы бар арналардың өткізу қабілеттіктерін
есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
4 Өмір тіршілік қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
4.1 Бақылау бөлмесінің жағдайын талдауы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4.2 Жасанды жарықтануды дайындау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
4.3 Өндірістегі өрт қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5 Бизнес - жоспар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
5.1 Резюме ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5.2 Ой талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5.3 Сала сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5.4 Өнім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5.5 Өнім нарығының бағасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..83
5.6 Бәсекеге түсу қабілеті ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..83
5.7 Маркетинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5.8 Ұйымдастырушы жоспар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
5.9 Өндірістік жоспар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5.10 Қаржылық жоспар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
... ... ..11
... ... ... 13
... ... ... 13
... ... ... 14
... ... ... 14
... ... ... 16
... ... ... 20
... ... ... 21
... ... ... 22
... ... ... 24
... ... ... 26
... ... ... 27
... ... ... 29
... ... ... 29
... ... ... 30
... ... ... 34
... ... ... 43
... ... ... 43
... ... ... 52
... ... ... 58
... ... ... 68
... ... ... 68
... ... ... 74
... ... ... 76
... ... ... 79
... ... ... 79
... ... ... 80
... ... ... 81
... ... ... 82
... ... ... ... ..83
... ... ... ... ..85
... ... ... ... ..86
... ... ... ... ..86
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Қысқартылған сөздер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ..102 ... ... ... 98
... ... ... 99
... ... ..100
Кiрiспе
Бүгiнгi күнi сымсыз бaйлaныс технoлoгиялaры күнделiктi дaмудa.
Сымсыз бaйлaнсы технoлoгиясының дaмуы 90 жылдaрдaн бaстaлып, қaзiргi
кезде көздi aшып жұмғaншa жaңa технoлoгиялaр пaцйдa бoлудa.
Сымсыз бaйлaнысының aртылықшылықтaры aйқын, себебi oлaр oңaй әрi
aрзaн қoлдaнып, сoнымен қaтaр мoдернизaциялaнып, әрқaшaн дaмудa. Oсы
дaмулaрдың бiрi oңтүстiк кoреядa 2005 жыды пaйдa бoлғaн WiBro
технoлoгиясы IEEE 802.16e стaндaрты деп бекiтiлген. Қaзiргi тaңдa Oңтүстiк
Кoрея елi 85% WiBro технoлoгиясымен қaмтылып, метрo, пoезд пaркинг және
т.б. көпшiлiк жерлерде oрнaтылып, жoғaры жыoлдaмдықты интернет
қaмтaмaсыз етiлген. WiBro технoлoгия негiзiнде қaзiргi тaңдa Кoрей инoвaция
институтындa WiBro негiзiнде 5G технoлoгиялы зертхaнaлық жұмыстaр
жүргiзiлуде. Өкiнiшке oрaй Қaзaқстaн 8-10 жылғa телекoммуникиция дaмуынaн
қaлудa.
Ұсынылып oтырғaн WiBro технoлoгиясы бoлaшaғы зoр технoлoгия бoлып
келедi. WiBro технoлoгиясы LTE мен Wi-Fi технoлoгиялaрымен aрaлaс жұмыс
жaсaй aлaды, себебi құрылымды интерфейстерi қaрaпaйым және
мультимедиaлық бoлып келедi.
Aстaнa қaлaсындa қaзiр LTE технoлoгиясын AҚ Aлтел 4G кoмпaниясы
ұсынылудa. Дегенмен Aстaнa әкiмшiлiк қaлa бoлғaндықтaн көп жерде
бұғaтaушы құрылғылaр oрнaтылғaн, oсындaй мәселенi шешi үшiн WiBro
технoлoгиясын oрнaтып, қaлaның инфрoқұрылымының дaмуынa үлес қoсуғa
үлкен қaдaм жaсaуғa бoлaды. Бұл технoлoгияны жoғaр жылдaмдықпен
қoзғaлaтын көлiтердi де (метрo, пoезд, сaмoлет және т.б.) бaйлaныспен
қaмсыздaндыруғa мүмкiндiк бaр,
Oсы диплoмдық жoбaмдa мен Aстaнa қaлaсындa WiBro технoлoгия
негiзiнде кең жoлaқты сымсыз бaйлaнысын ұйымдaстыруын қaрaстырaмын. Бұл
технoлoгия LTE технoлoгиясымен бiрге жұмыс жaсaй aлaтындықтaн AҚAлтел
4G кoмпaния желiсiнде aбoненттердi қoсып, oлaрғa жoғaры жылдaмдықты әрi
сaпaлы сымсыз кең жoлaқты бaйлaнысты ұйымдaстыру.
1. WiBro технология негіздері
1.1 Қолданыстағы желі талдауы
Астанателеком - Астана қаласындағы АҚ Қазақтелеком филиалының
қалалық телекоммуникация орталығы.
Қазақстан Республикасының статистика агенттігінің 1 қаңтар 2014
жылының санауы бойынша тұрғындар саны 814 401 адам құрайды.
ҚТО Астанателеком қала тұрғындарына дәстүрлі телефония, ақпарат
беру және де жаңадан шыққан қызметтерін көрсетуде.
1 қазан 2014 жылғы көрсеткіштері бойынша ҚТО Астанателеком
тіркелген байланыс 284 430 бірлік желісі саналуда.
Қазіргі таңда ҚТО Астанателеком иерархиялық принципі бойынша
өзара қосылған бірнеше деңгейден тұратын Metro Ethernet желісі орналылған.
Әр деңгей шектеулі функция трафиктерін өңдейді. Әр түрлі деңгейдегі
құралдарда арна мен түйіндерінде бұзылуға тоқтамаушылық орнату үшін
арнйы жасалған. Агрегация деңгейінен бастап желіде дестелердің
маршрутизация үшін IPMPLS протоколы қолданылады. Ethernet 802.1Q
фреймнің коммутациясы рұқсат алу деңгейінде өтеді. OSI моделінде 2-ші
деңгейінде қызметтердің бөліну үшін трафик мультиплексерленеді. Metro
Ethernet құрылымдық сұлбасы 1.1-суретте көрсетілген.
Рұқсат алу деңгейі келесі құрылғылардан тұрады: DSLAM, Ethernet
коммутаторлары, PON LTU, MSAN жіне т.б. Рұқсат алу деңгейдегі құрылғылар
агрегация деңгейіне Aggregation Router (AR) қосылады. Қосылу үшін Gigabit
Ethernet (GE) оптикалық порттар қолданылады. Агрегация және рұқсат алу
деңгейлерінің құрылғыларының қосылуы IEEE 802.1Q импульсациясымен
транкілі интерфейс болып келеді. Агрегация деңгейі Cisco 7600 сериялы
маршрутизаторларынан құрылған. METRO сегменті 7609-SRSP720 (L1) және
7604SUP32 (L2) маршрутизаторларынан жиналған. L1 маршрутизаторлар
негізінде L2 маршрутизаторлары қатар қосылған. Қатардағы GE портына
қосылған үш түйіннен басқа барлық арналар 10GE болып келеді. L1
маршрутазаторлары 10GE интерфейстерімен маршрутизаторларының
ядроларымен қосылған. NGN сегментінде 7609SUP720 және 7606SUP720
модельдері бар. Мұнда L1 және L2 маршутизаторларын белглісе болады.
Барлық қосылыстар GE арқылы орнатылған. Рұқсат алу құрылғылары L1 және
L2 маршрутизаторларына қосыла алады. Ядро 10GE сақинасынан және 6
Juniper T320 маршрутизаторларынан құрылған. Ядроның негізгі мақсаты L1
және AR арасындағы трафиктерді маршруттау және де авария кезіндегі сақтық
жолға қосу [1].
1.1-сурет. Қазіргі Metro Ethernet желісінің құрылымдық сұлбасы.
Астана - қала тұрғындарымен қатар еліміздің азаматтарына, туристтерге,
кәсіпкелерге бәсекеге қабілетті экономикалы, айналадағы қолайлы табиғатымен
сүйкімді қала.
Жыл сайын қаланың инфроқұрылымының дамуына жергілікті қазынадан
250-300 млн. доллар бөлінеді.
Болашақта инженерлік инфрақұрылымның
дамуының шапшаңдықтары қаланың экономикасының дамуының
шапшаңдықтарын асып түсу болады, бұл қаланың инвестициялық рейтингін
жоғарылатады, жеке инвестицияның тартуы в инженерлік және транспорт
инфрақұрылымның нысанына әкеледі [2].
Кең жолақты қозғалғыш сымсыз қосылу байланыс нарығында ең жас
болып есептеледі. Кең жолақты байланыстың ішінде балашағы зор WiMAX
(WiBro) и Flash-OFDM технологиялары болып келеді, олардың енуіне үлес
қосқан Intel, Samsung, LG, Qualcomm компанияларын айтсақ болады [3].
WiBro - бұл мәліметті беру технологиясы, техникалық мамандар оны 4G
ұрпағына қосты. WiBro - кең жолақты сымсыз интернет қосылуы mobile
WiMAX технологиясының негізгі ерекшелігі мәліметті базалық станциядан
абоненттік станцияға 2Мбитс жылдамдықпен бере отырып, бейне -
конференция, онлайн - телебағдарламаларды көру, Интернет қызметі, ауқымды
ақпаратпен жұмыс жасай алады. Астанада тіркелген WiMAX қызметін Kcell
Broadband, Обит, Digital TV, Acsoran компаниялары қызмет көрсетеді,
және де LTE технология негізінде алғашқы халық байланыс операторы
АҚАлтел 4G кең жолақты қызметін көрсетуде [4,5].
Қазақстан Республикасының ұкіметінің алғы шарттарын сүйене отырып,
мен өз дипломдық жобамды Астана қаласында WiBro технологиясын еңгізе
отырып, 2017 жылы болатын EXPO - 2017 көмесі өтетін территорияны
дайындау. Бұл технология Оңтүстік Кореяда 2005 жылы пайда болып IEEE
802.16e болып тіркелген. Қазіргі таңда Корея мемлекеті WiBro негізінде өз елін
80 % қамсыздандырып, 5G ұрпағын зертхана қабырғаларында өңдеп жатыр.
1.2 WiBro технологиясы
WiBro (ағыл. Wireless Broadband) - интернетке сымсыз қосылу
технологиясы. IEEE 802.16e (mobile WiMAX) стандарт ретінде тіркелді.
Технологияда уақыт бойынша мультиплексерлеу, ортогональді жиілікті бөлу,
8,75 МГц арна ені қолданылады.
Стандарт QoS қызметін қолдайды - кідірске сезімтал бейнеарналарды
және басқа мәліметтерді сенімді тарату үшін, ақпаратты тарау кезіндегі
басымдылық қолданады. Бұл стационарлы WiMAX (802.16d) стандартынан
басты ерекшелігі. Сонымен қатар негізгі талаптары бірталай өңделген.
Бұл шешім негізінде - сымсыз кең жолақты Интернет, дауыс, ақпарат
тарату және де мультимедиялық мәліметтерді жоғары жылдамдықпен мобильді
абоненттерге жаңа ұсыныс болып келеді.
Ұялы байланысы ұқсас WiBro жылжымалы абоненттерге кең жолақты
ортаны бере отырып, қазіргі заманға сай мәлімет тарату қызметтерін (VoIP,
бейнеконференция, Push-to-All (PTT, PTV, PTD), on-line-ойындары, LBS, IP-TV
и др.) көрсете алады.
1.3 WiBro эволюциясы
2002 жылы ақпан айында корей үкіметі зертханалық жұмыстарға 100МГц
2,3-2,4 ГГц диапазонды арнаны берді. 2004 жылы технологияны WiBro Phase-
1 стандарт ретінде спецификациясы қабылданды, содан кейін оны 2005 жылы
халықаралық стандартына еңгізіп IEEE 802.16e (Mobile WiMAX) жазылды.
Қызмет көрсететін оператор: KT және SK Telecom.
2007 жылдың қазанында Доминикан республикасында мобильді WiMAX
алғашқы ұшырым (ONEMAX) (MForum, 2007-11-07, 2007-10-26 болып, кейін
Чили (Telmex) (MForum, 2007-10-26) өткізілген болатын. Құрылғылардың
жеткізушісі Alcatel-Lucent компаниясы болды.
Технологияның базалық станциялары жалпы өткізу жолағы 30-50 Мбитс
бола тұрып, 1-5 км-ге дейін қызмет көрсете алады. Қосылыс абонеттің
120кмсағ қозғалыс кезінде де сақталады.
Intel Capital және KT(Корея Телеком) компаниялары бірігіп WiBro InfraCo
проектіне 20 млн. АҚШ доллар инвестициялады. Сол уақыттан бастап, оңтүстік
корейде KT(Корея Телеком), Olleh операторлары 2011 жылдан келе WiBro
технологиясын елдің 82 қалалрында орнатып, қазір елдің 85% қамтуда.
1.2 - сурет. Мобильді байланыстың эволюциясы
Мәлімет тарату желілерінің дамуы, жаңа қызметтерінің пайда болуы
арнаның өткізу жолағының кең болуын қалайды. Сымсыз технологияларының
дамуы 1.2-суретте көрсетілген. Бұл мәселені шешу үшін замануи қала
масштабында соңғы жылдары радиорқұсат сымсыз жүйелері зерттемелер
жүргізілді. операторлар үшін технология еңгізу кезінде абоненттке үлкен
қызмет көрсеут спеторы, абонеттердің қосылу арзандары қызығушыдық
шақырады.
1.4
WiBro технологияның ерекшелігі
WiMAX мобильді нұсқада ортогоналды жиілік бөліну (OFDMA -
Orthogonal Frequency Division Multiple Access) көпстанциялы рұқсат арнасы
қолданылады. Сондықтан құрылғылар абоненттердің 120 кмсағ жылдамдықпен
қозғала отырып, көптеген қосымша қызмет көрсете алады:
1)
Базалық станциядан абоненттік станциядан (БС - АС),
абоненттік станциядан базалық станцияға (АС - БС) желіде
ортогоналді субарна арқылы өз бөгеуілге және көпсәулелікке
тұрақты;
2)
3)
1,25 - 20 МГц арасындағы ауыспалы арна ені;
Арналарды ауыстыу және ассиметриялық трафиктерді
құрыу үшін уақыт бойынша дуплекс (TDD) қолданылады;
4)
Жиіліктің жиілікті - селективті жобалық құрылымы
және арна тобының орын ауысуы, белгілі терминалдағы өріс
кернеуі жайлы ақпаратты қолдана отырып, мобильді WiMAX үшін
байланыс сапасын артыруға мүмкіндік береді;
5)
Желі үшін жаңартылған таза хэнд - офф, сондықтан
қызмет ақпараты қысқарып, АС - БС арасындағы ауысу уақытыт 50
мс дейін қысқарады;
6)
Көпжайлы және радиотарату берілісінде (MBS) DVB-H,
MediaFLO и 3GPP E-UTRA қызметтерін біріктіреді;
7)
Мәлімет тарату жоғары жылдамдықты және бір жиілікті
желіде жұмыс жасай отырып 5 км дейін қамту аймағы;
8)
9)
10)
Радиоқазына дұрыс әрі ыңғайлы бөлу;
Арнадан арнаға аз уақытта ауысу;
Интеллектуалды антенналар технологиясы мен субарна
бөлу антенналары арқылы әр түрлі антенна жүйелерін қолдануға
мүмкін: автоматты бағыттаушы, уақыт - кеңістік кодалау және
кеңістік мультиплексерлеу;
11)
Жиілік жолақ аймақтарын көп
қолдану арқылы
бұғаттарды реттеп, бірітірілген арналардың ішіндегі дабылдың
әлсіреген спектрі.
1.5 IEEE 802.16е стандартының сипаты
МСЭ-R SM.1757 ұсынысы бойынша техникалық сипаттамасы А
қосымшасында көрсетілген (радиобайланыста жұмыс жасап, аса кең жолақты
технологияларын қолданыстағы құрылғылар әсері - 2006)
Қазаіргі таңда телекоммуникациялық мобильді технологиялардың дамуы
мен стандарттардың көптігі өзара жұмыс жасай алатын, интерфейсі
мультимедиялық болатын шешімді талап етті [6].
МАС деңгейіндегі 802.16 стандарты қалалық желідегі (MAN) кең
жолақты арна соңғы миля үшін қарастырылған. Оның негізгі міндеті локалді
желілер (IEEE 802.11) мен аудандық желілер (WAN) IEEE802.20 арасындағы
желілік деңгейін орнату. Сонымен қатар бұл стандарттар IEEE 802.15 (PAN -
Personal Area Network - Bluetooth) және 802.17 (МАС деңгейіндегі көпір)
технологияларымен бірге сымсыз байланыс пртоклдарын құрайды [7].
Стандарт 2-11ГГц диапазон арасындағы жиілікте жұмыс жасайды. Жиілік
тұрақтылығы +-10-6 арасында болу керек. Базалық станция (BS) ғимараттың
ішінде не сыртында орналасып, 802.16 стандартына сәйкес абоненттік
станциямен (SS - Subscriber Station) нүкте - көп нүкте (PMP) сұлбасы бойынша
қосылады. Жан - жақты таралған антенна жүйесі болса, онда абоненттер өз ара
тор режим (Mesh - нүкте - нүкте тор байланысы - PTP) арқылы қосы алады.
Базалық станция негізгі желіге және басқа станция радиоарналарына қосады.
Жұмыс арақашықтық жиапазоны 30 мильге (тура көріністе) дейін жете алады,
ал типтік радиусы 1 км-ден болады, сол уақытта Mesh режимі қосыладу (BS -
50м - антенна биіктігі кезінде). Сонымен қатар көп нүкте - көп нүкте режимі
PMP режиміндегідей функциялар қарастырылған (MP - MP). Клиенттік станция
(SS) локольді трафиктер үшін радио терминал немесе репитер бола алады.
Трафик бірнеше репитерлерден өтіп, содан кейін клиентке жете алады. Осы
жерде антенналар дистанционды баптаушы ретінде қарастырылады. Кең
жолақты жүйелер BS және SS басқа, клиенттік терминал құрылғылардан (TE),
негізгі желі құрылғыларынан, түйін аралық арна мен репитерлер (RS)
қолданады. Тура көрінісі болмаған кезде репитерлер қолданады. Репитерлер
дабылды BS базалық станциядан бір немесе бірнеше абоненттік станцияға SS
жібере алады. MP-MP режимінде станциялар репитер ретінде қарастырылады.
Ал PTP (нүкте - нүкте) режимінде базалық станциялар DS-3 до OC-3
стандартына сай өзара қосылған [8].
1.1 - к е с т е . 802.16 стандартының техникалық сипаттамасы
802.16е стандарты мобильді жүйелер үшін арналған. Желідегі
қауіпсіздікті 3-DES протокол деңгейінде орындалады.
Арна байланысы екі тәуелсіз бағытаушы қосылыс бар: жіберуші - Стандарт аты
802.16
802.16a
802.16e
Қабылданған
уақыты
2001 желтоқсан
2003 қаңтар
2004 шілде
Жиілік диапазоны
10-66 ГГц
2-11 ГГц
2-6 ГГц
Шапшаңдылығы
28МГц арна үшін
32-135 Мбитс
28МГц арна үшін 75
Мбитс дейін
5МГц арна үшін 15
Мбитс
Модуляция
QPSK, 16QAM,
64QAM
OFDM 256, QPSK,
16QAM, 64QAM
OFDM 256, QPSK,
16QAM, 64QAM
Арна ұзындығы
20, 25 және 28МГц
1,5-20МГц ауыспалы
1,5-20МГц ауыспалы
Қамту аймағы
2-5 км
7-10 км
макс. радиус 50 км
2-5 км
Жұмыс істеу
шарты
Тура көрініс
Шағылысу
Шағылысу
қабылдаушы (uplink - шығыс арна) және қабылдаушы - жіберуші (downlink -
батыс арна). Бұл екі субарналар қиылыспайтын жиілікте жұмыс жасайды, яғни
басқаша айтатын болсақ әр антенна үшін екі түрлі жиілікті тағайындалады,
мысалы базалық станция 2300МГц жиілікте жұмыс жасаса, 5 -15МГц дейін
арнаны ала алады. Сонымен қатар 1.1 -кестеде келтірілген 802.16
стандарттардың ішінде 802.16е стандарты қозғалмалы абоненттер үшін
арналған, ал қаолғандары фиксирленген абонент үшін.
1.6
Квадратты амплитудалық модуляция
Квадратты амплитудалық модуляцияда (QAM - Quadrature Amplitude
Modulation) фаза секілді өзгереді, дәл осылай амплитуда белгісі кодталған бит
санын үлкейтуге береді, дегенмен бөгетке тұрақтылық жоғарлауы мүмкін.
Қазіргі уақытта модуляцияның тәсілдері қолданыста, яғни ақпарат бит
аралығанда кодталғандықтан, 8 ... 9 дейін жетуі мүмкін, ал сигналдық кеңістікте
сигнал позицияларының саны -256...512.
Сигналдардың квадратурды ұсынысы суреттеуге ыңғайлы және
жеткілікті құрал болып табылады. Квадратты ұсыныс екі ортогональды
құрастырушы тербеліс сызығының - синусоидалды және косунисоиды болып
табылады.
S (t) x(t) sin( t ( p)) y(t) cos( t ( p))
(1.1)
мұндағы x(t) және y(t) - биполярлық дискреттік мөлшер.
Бұндай дискреттік модуляция (манипуляция) бір біріне 900 жылжыйтын
квадратурада орын алған екі каналмен жүзеге асады.
Квадратуралық үлгі (1.3-сурет) төрт фазалы ФМ сигналдарын құру
үлгісіндегі (ФМ-4) жұмысты түсіндіреміз.
Екі символдың Т негізіндегі ұзақтығы жылжу көмегімен жұпсыз тақ
импульсына у бөлінеді, квадратурды каналға берілетін (coswt), және жұп - x,
синфазалық канал (sinwt). Екі импульсте сәйкес келетін манипуляция жасаушы
күштерге түседі, х биполярлық күштері жүйеліліктерді құрған (t) және y(t).
Импульс x(t) және y(t) екі фазды (0,л) ФМ тербелісін құрайды. ФМ белгісін
жасау әдісі ФМ квадратурды белгісі болып аталады. Символдардың бір уақытта
алмасуында модулятор каналдарында ( 10-нан 01-ге, немесе 00-ден 11) ДОФМ
белгісі бойынша фаза секірімі болуы мүмкін 1800.
1.3-сурет - Квадратуралық модулятор үлгісі
Бұндай фазаларлың секірісі екі фазалы модуляция жанынан (ФМ-2) орын
ала отырып, паразитті амплитудалық модуляцияны тудырады. Белгінің пайда
болу нәтижесінде фильтр нөлге дейін қисаяды. Белгілердің бұндай өзгерістері
энергияның артуына және байланыс каналдарында бөгеттерге алып келеді.
Төртфазалы ФМ жылжымасы (OQPSK - Offset QPSK) 1800-ге фазаның
секіруінен сақтайды. Дәл осындай квадратуралық үлгілерде ФМ-4 модулятор
секілді, манипуляциялық элементтер x(t), y(t) Т ақпараттық ұзақтығына
сүйенеді. Бұндай ағымдағы фазадағы өзгерістер ФМ-4 анықталады. Фаза
секірістерінің нәтижесінде 1800 кез келген элемент модуляторды синфазалық
немесе квадратуралық каналдарда фазаларды 00, +900 немесе -900 өзгерістер
енгізеді.
Бастапқы бөлімдерде берілген белгілердің өзара қатынасы көп деңгейлі
манипуляциялық импульстердің x(t), y(t) түрлерінде берілген, ал бір каналда
жеке деңгейдегі жеке немесе нөлдік деңгейдегі басқа талаптарға сай келеді.
Квадратуралық үлгінің шығыс белгісі нәтижесінде тек фаза да ғана емес,
сонымен қатар амплитуда да өзгеріске енеді. Сондықтан әрбір каналда
амплитудалық манипуляция яғни, амплитуда өзгерісімен квадратуралық
манипуляция деп атайды (QASK -- Quadrature Amplitude Shift Keying) немесе
қарапайым квадратуралық модуляция - КАМ.
Геометриялық түсіндірілмеге сүйене отырып, кез келген белгі КАМ әрбір
кеңістікте векторды бейнелеуі әбден мүмкін. Векторлардың соңын ескере
отырып, КАМ белгісіне белгі нүктесі ретінде бейне алуға болады, x(t) және y(t)
белгісімен анықталады. Белгі нүктелері белгі шоқжұлдыздары түзеді (signal
constellation).
1.3-сурет және 1.4-суретте көрсетілгендей модулятордың құрылымдық
үлгісі және белгі шокжұлдызы ( 0 және y(t) +-1, +-3) мағынасын қабылдайды (4
деңгейлі КАМ).
1.4-сурет - КАМ-4 белгі диаграммасы
+-1, +-3 көлемі мөлшерлерді модуляция деңгейінде анықтайды және
салыстырмалы сипаттамаға ие. 16 шоқжұлдызды белгілерді қамти отырып, әр
қайсысы берілген ақпараттың төрт талабына сай келіп отырады.
Деңгейлердің қиысуы 36 белгілі нүктелерден +-1, +-3, +-5 шокжұлдызды
түзе алады. Бірақ олардың 16 тек қана ITU хаттамаларында қолданылады,
біркелкі нүктелердің белгілік кеңістігінде таратылған.
Тәжірибені орындай барынсында КАМ деңгейінің бірнеше тәсілі
кездеседі, ең көп таралғанмен әр қайсысының модуляция демеушісі тәсілі
ұштасып жатады (SPM -- Supersposed Modulation). Берілген үлгіде тап осы
тәсілді іске асырушы бірдей деңгейлердің 4 фазаларында
модулятор
қолданылады (1.5-сурет). Модулятор құрылысты үлгі және диаграмма
1.6-суреттегідей 16 КАМ жүйелерінің сигналдық шоқжұлдыздары
берілген және ФМ -16 сигнал бірдей қуаттылықтары да сипатталады. КАМ
жүйесінде сигналдық шоқжұлдыз көршілес нүктелері аралық d ара қашықтығы
модуляция деңгейлері берілуімен анықталады:
мұндағы М -- фазалар саны.
n
M
(1.2)
d 2 sin
1.5-сурет - КАМ 16 модуляторының үлгісі
М мағыналары арту жанында бірдей және ФМ-ға қою жүйелерінің
мысалмен берілген, М=16 (Ј=4) КАМ=0.47 және ФМ =0,396, ал М=32 (L=6)
КАМ =0,28, ФМ=0,174
1.6-сурет - 66 белгілік шоқжұлдыздары
Байланыс теориясынан белгілі немесе сигналдық шоқжұлдызды
нүктелердің бірдей саны жанында КАМ сигналдарының спектрі ФМ
белгілерінің спектріне ұқсаса болып келгенімен әр түрлі болып та кездесе
береді. Нүктелердің үлкен саны жанында сигналдар КАМ жүйелері мен ФМ
жүйелері негізгі себептері мына топтарды түзеді, ФМ жүйесінде сигналдық
нүктелер арқылы ара қашықтық КАМ жүйесінде белгілі нүктелер аралық ара
қашықтық аз болып келеді.
1.7
OFDM технологиясы
OFDM технологиясы тек қана Ресей жазықтарында орнатылып қана
қоймай, сонымен қатар жақсы нәтижелер көрсетеді. Мысалы, кең жолақты
сымсыз жүйелері, Барнаулда, Екатеринбургте және Пермь қалаларында
қолданылып, табысты инсталляцияланған және жақсы жұмыс істейді. Жаңа
технологиялардың тартымдылығы олардың қалалық тығыз салынған
ғимараттарында қолдануға есептелген. Яғни мегаполистердің ішінде Қарағанды
сияқты, Алматы, Ақтау, Астана және де басқа мыңдаған халықпен қалаларда
пайдалану ықтималды шешім болып табылады.
КС жүйелерінде сандық арнаның негізгі қиратушы факторы болып көп
сәулелі қабылдаудың бөгеттері болып саналады. Ғимараттардың көп
қабаттылығынан радиосигналдар тойтарыстарға ұшырап, бөгеттердің осындай
түрі эфирлі қабылдау үшін өте сипаттамалы болып келеді. Мына проблеманың
радикальді шешімі ортогональды жиілікті мультиплексациялау технология
қолданылады, көп сәулелі қабылдау бөгеттермен күрес үшін арнайы өңделген.
Технологиялардың бір түрі - COFDM әдісі - бұл әдіс жақсы белгілі және (DAB)
сандық радиоқұрылғылар жүйелерінде кең қолданылуда, мысалға Еуропада,
Канадада және Жапонияда. OFDM әдісінде тізбекті сандық ағым көп санды
параллельді ағымға түрлендіріледі, әр қайсысы бөлек тасушыға берілед(1.7-
сурет).
Жиіліктік тарау Δf көршілестер тарау аралығында f1, f2 ... fn топталған
дара тасушы демодуляторында OFDM бөліс мүмкіншіліктері шарты шығады.
Жиіліктік бөліну екі әдіс қолданылады (тасушының демультиплекстеуі).
Біріншісі, жолақты сүзгілер арқасында және екіншісі, сигналдың ортогональды
түрленуінің көмегімен.
1.7-сурет. Радиосигнал спектрі бір тасушымен (а) және OFDM (б) [9]
Біріншісінде жиілікті тарату модуляцияланған тасушылар арасынан
таңдалу үшін, оларды жанындағы көршіліес жолақтары өзара жабылмауы
керек. Бұл шарт орындалады, егер жиілікті таратудың мөлшерін мынадай етіп
таңдап алсақ Δf 2TU , мұнда TU - ақпараттық жұмысшы аралық символы.
Бірақ радиоспектрді қолдану нәтижелілігі бәрі-бір шамалы болады.
OFDM стандарты қарама-қарсы асты тасушымен көршілес спектрлердің
күшті жабуымен сипатталады, жиіліктін тарауын екі есе азайтады және
соншаға ақпараттың сандық таралу тығыздығын жоғарылатады (битс)Гц.
Спектрлі топтық астытасушының ортогональді демодуляция әдісінің арқасында
көрінер жиіліктің бөгеттері компенсацияланады, оған қарамастан олардың
жанындағы жолақтары өзара жабылады.
Ортогональдық шарттарының орындалуы үшін, тасуыштардың арасында
жиіліктік таралуы тұрақты және мынау мағынаға ие болуы қажет Δf = 1TU,
яғни TU аралығында f2 - f1 жиіліктің әр түрлілік периодының ішіне бүтін сан
кіру керек. Бұл шарт орындалу үшін OFDM модемінде синхронизацияның екі
түрін енгізу керек: топталған спектрлердің тасуыш жиіліктерінің
синхронизациялану сигналы және демодулятордың функционал блоктарының
ырғақты жиіліктердің синхронизациясын арналған сигналдар. Жиіліктердің
тасушы тобы дәл қазіргі уақытта параллельді сандық ағынымен биттерді
тасымалдаса, онда ол OFDM символы деп аталады.
1.8
WiBRo, LTE және 3G ұрпақты технологияларын салыстыру
Мобильді WiMAX сымсыз байланыс 3G стандарты абоненттерге
бөгеуілсіз базалыс станциялар арасында қозғала алады. 2300 - 2400 МГц, 2496-
2690 МГц және 3400 - 3600 МГц жиілік диапазондарында жұмыс жасайды.
WiMAX Forum и IEEE ғалымдарымен жұмыс дипазоны кеңейтіліп
қарастырылған, масылы, 450-470 МГц.
Мобильді WiMAX желілері видеотелефония, ағынды видео, кең жолақты
сымсыз интернет, VoIP. WiBro технологиясы (OFDM - Orthogonal Frequency
Division Multiplexing) және MIMO бірітіріп жұмыс жасайды.
WiBro Wave2
-
базалық
станциялар MIMO технологиясы мен
beamforming (сәуленің құруы) арқылы, оператордың қамту аймағын немесе
желелілік сыйымдылығын кеңейту шешімі негізінде болады. Сонымен қатар
жүйелік мониторинг құрылымы, заманауи жұмыс жүктеме тепе-теңдігін
қадағалау құрылғыларын Alcatel-Lucent компаниясын ұсынуда. WiBro және
LTE технологияларын салыстырып көрсек:
−
екі технология да күрделі спектралды өнімділікті және
арасындағы көрсеткіш сапасынжа аса айырымы жоқ;
−
WiBro LTE қарағанда қазірге заманауи дабыл жұмысының
қолдау beamforming әдістері бар.
WiBro и LTE архитектураларын салыстыратн болсақ үлкен
айырмашылық байқалады. LTESAE архитектурасы телеком құрылымына
ұқсас, яғни көп деңгейлі әрі көп стандартталмаған протокол қолданады.
Мобильньді WiMAX алатын болсақ, құрыдымы қарапайым интернеттік, аз
стандартталған протоколдар (IETF) қолданады.
3GPP HSPA Rel-6 қарағанда WiBro (TDD, арна ені 10 МГц) сол жолақта
2 - 3 есе көп максималды жылдамдық көрсете алады, және абоненттік құрылғыға
қарағанда спекторлы өткізу жолағы кең. 3G ұрпақты технология мен WiBro
технологиясының антенналарының спектралды тиімділігін 1.9-суретте көре
аламыз.
Жорамал WiBro технологиясының еңгізу арқылы қазіргі операторларға өз
қызметтерін көбейте алады [10].
1.8 - сурет. WiBro технологиясымен 3G ұрпақты технологиялар арасындағы
спектралды тиімділіктері
1.9
Дипломдық жобаның мақсаты
Менің дипломдық жобамда Астана қаласында WiBro (ағыл. Wireless
Broadband) технологиясының негізінде кең жолақты сымсыз технологиясын
ұйымдастыруды мақсат етіп алдым. Келесі тарауларда жоспарлайтыным:
- WiBro желісінің имитациондық моделін құрып, технология үшін
базалық станцияның қамтуын, Астана қаласының ланшафтына байланысты
интерференциясын есептеу, қоылған антеннаның қуатын, желіде болатын
жоғалуын есептеу, қажетті құрылғыларды таңдау, аналитикалық есептеулер
техникасын жүргізу;
- Ғылыми-зерттеулік талдау негізінде құрылған жобаның бизнес -
жоспарын құру, құрылғылар мен антенналарға кететін шығындарын мен
амортизациясын есептеу, технологияны қадағалайтын қажетті штат
жұмыскерлерінің жалы ақысын есептеу, технологияны ұйымдастыруға кеткен
жалпы шығынын және өз-өзін ақтау уақытын есептеу;
- WiBro желісін бақылап монитоинг жасатын қызметкерлер үшін жұмыс
орындарын техникалық қауіпсіздік ережелеріне сәйкес ұйымдастыру,
жарықтандыру мен микроклиматын ұйыдастыру, WiBro технологияларының
антенналарының сәулеленудің адам өміріне әсерін анықтау;
- Дипломдық жоба бойынша қорытынды жасау, зерттеу жұмыстар
кезіндегі терориялық пен практикалық нәтижелерін салыстыру, WiBro
технологиясының тиімділігіне көз жеткізу.
2 Астана қаласында WiBro желісін жобалау
WiBro технологиясының негізгі артылықшылықтарының бірі бұл LTE
және Wi-Fi технологияларының интерфействері сәйкес келіп, жұмыс жасауға
өте тиімді болып келеді. Мен дипломдық практиканы Қазақстан
Республикасының көлік және коммуникация негізінде Республикалық
техникалық бөлімде өткен болатын едім. Бұл мекеменің негізгі мақсаты
Қазақстан жерінде байланыс қызметін көрсететін операторларға жиілікпен
қолдануға және соған қатысты құрылғыларды қолдану үшін экспертиза жасап,
рұқсат беру. Жұмыс кезінде Астана қаласындағы LTE желісін зертедім.
Нәтижесінде LTE технологиясы Астана қаласын толығымен қамтымайды, қала
ішінде байланыс қамтылмаған аймақ өте көп кездеседі, бұл аймақтын ішінде
2017 жылы өтетін ЭКСПО көрме территориясы да кіреді(2.1-сурет).
2.1-сурет. Астана қаласындағы LTE технологиясы қамтылмайтын аумақ
2.1-суреттен көріп отырғанымыздай, көк, жасыл, сары, қызыл түске
боялған аумақ сигналдын барын дәлелдейді, ал боялмаған территория сигналы
жоқ екеніне көз кетті [11]. Сол аймақта Ақорда, Минитрлігтер үйі, Астана
ЭКСПО-2017 орналасқан. Сол жерлерде сигналды бұғаттайтын арнайы жабдық
орналсақан, сондықтан сигнал қолданылмайды. Бұл мәселені шешу үшін Wi-
Fi+WIBRO технологиясын орнату керек. АҚ Қазақтелеком компаниясының
Altel 4G бірге қол жетуге мәлім.
Ұсынылатын қызметтер:
− Жылжам моильді интернет;
− Радиотрансляция;
− Видеотелефония (жергілікті, қалааралық және халықаралық);
− Корпоротивті желі құру;
− Сұрау бойынша бейне;
− Навигация.
Ұсынылып отырған WIBRO технологиясын мен Астана қаласында өтетін
EXPO-2017 көрмесіне өрнатуды ұсынамын. Қазіре кезде территориясына әлі еш
ғипарат тұрғызылмаған, 174 га жерді инфроқұрылымы жобалауда. EXPO
мәдени павильон, тұрғын аудан және прак, паркинг, сауда үйлерінен түрады.
2.2 - сурет. Астана ЭКСПО 2017 жобасы
Жоба міндеттері:
− Астана қаласында сымсыз кең жолақты WiBro желісін орнату;
− Абонентке қаланың әр жерінде және кез келген уақытта қызмет
көрсеут;
− Республиканың экономикалы және техникалық сегметтеренің дамуына
үлес қосу;
− Жаңа жұмыс орындарын дайындау.
2.1 Жобалау қызметінің сферасы
Жердің қыртысына байланысты қиыншылық және қосымша шығындар
болмайды себебі Астана қаласы жазық жерде орналасқан.
2.3 - сурет. Жобалайтын желі ланшафты
Wi-MAX сымсыз рұқсат технологиясын қолдану аймағы:
1)
DSL сымды желісі бойынша қосылудығы техникалық
мүмкіндіктерінің болмауы;
2)
Абоненттік желілердің техникалық параметрлерінің
сәйкес келмейі қыздырылған телефон, жоғары ұзақтығы, шуланған
желі, ауалық желі, PCM қысымды аппаратурасын қолдану;
3)
4)
5)
Желі бойынша экономикалық қосу;
Потенциалды абоненттердің жедел қамтылуы;
Тарату мәліметтерінің жорағы жылдамдығын
қамтамасыз ету (10Мбитс жоғары);
6)
Қамту
аймағында орналасқан қала шетіндегі
пунктілерді телефонизациялау мүмкіндігі;
7)
120 кмсағ жылдақпен кележатқан абоненттерге
Интернет қызметін көрсету.
Жорамал анализ сымды желісінің DSL ұйымының Wi-MAX потенциалды
тұтынушыларға дейінгі құны радиорұқсатты желінің ұйымдастырылуымен
байланысты шығындарды арттырады. ЖКЖ-ге кететін шығындар АТС-ке
абоненттің жекешелердірілуінің артуымен өсе түседі. Wi-MAX бойынша
шығындар осындай нұсқада өзгеріссіз болып қалады.
Ең басты артықшылықтарының бірі қызметті қолдануда ыңғайлы болуы,
орын ауыстыру кезінде қондырғыны жаңа орынға ауыстыру қажет емес, ең
маңыздысы ол қызметтерді қамту аймағында, яғни БС әрекеттің радиусында
орналасады.
2.2 Астана қаласының құрылыстық ерекшеліктері
АҚ Алтел компаниясы үшін кең жолақты сымсыз байланысты орнату
үшін Wibro технологиясы таңдалды. Астана қазіргі таңда тыңыз орналасқан
қалаларының бірі. Сонымен қатар Астана қаласында зәулім әрі биік ғимараттар
толы, бұл ұялы байланыс үшін көп қиындық туғызады.
Астана қаласының жаму коцепциясы информационды тобырдақұрылған.
Телекоммуникация дамуының негізгі мәселесе сандық көлік ортасын орнату,
яғни информатизация процессін қолдай отырып заманауи телекоммуникация
инфроқұрылымын дайындау.
АҚ Астана Innovations компаниясы Smart Astana (Ақылды қала)
концепциясы негізінде Open Wi-Fi жобасын іске асрыды, яғни қала
тұрғындары мен қала қонақтары мәдени аймақтарда тегін интернет қызметіен
қолдана алады [12].
Астанателеком қалалық телекоммуникация орталығы астана
тұрғындарына толық қызмет спетрін ұсынады, мысалы, телефония ID Phone,
интернет, сандық интерактивті телевидение iD TV және т.б.
Тығыз халықтанған жерлерде WiBro технологиясын өолдану өте тиімді,
себебі соңғы миля мәселесін шешіп, абоненттердің 120 кмсағ жылдамтықпен
қозғалысы кезінде қызметін көрсете береді. Сонымен қатар Астана қаласында
жер үсті метро құрылсы жобаланған, бұл WiBro технологиясы үшін де үлкен
перспектива болып келеді.
2.3 WiBro желісін құрудың мақсаты
Жобалаудың негізгі мақсаты қала тұрғындары үшін жоғар ыжоламдықты
мобильді интернет қызметімен қамтамасыз етіп, сөйлесу тарифтерінің
төмендету. Сол үшін Airspan компаниясының AirSynergy құрылғыларымен
қолдану.
AirSynergy - бұл қазіргі таңда өте сеніпді әрі бәсекелі компания. Бұл
құрылғылар қазіргі 4G ұрпақты технологиялардың негізгі детребютері болып
келеді. Айта кететін болсақ құрылғылар Wi-MAX және LTE технологияларын
қолдап, құрылғылардың қосымша үнемдеп, сапасы жақсы желі құруға
мүмкігдік береді.
WiBro технологиясының сымсыз қатынау желілерін кеңейтудің негізгі
мақсаты түрлі байланыс қызметтерін жеткізу мақсатымен кең жолақты қатынас
құры желілерін құру үшін тиімді экономикалық шешімді ұсну болып табылады.
Қарастырылып отырған бітіру жұмысында жалпы қолданыстағы сымсыз
қатынастық нұсқасы таңдалған.
2.3.1 Құрылатын желі сипаттамасы
Airspan мәліметтерді беруді жобаланатын желісі қызметтерді ұсыну үшін
сымсыз технология қолданылатын желіні білдіреді. Airspan сәулеті негізгі
стансалық көп секторлы конфигурациясын, желіні кеңейтудің орталықталған
және ұялы топологиясын қолдануға мүмкіндік береді.
Құрылудың және орнатудың қарапайымдылығы қалалық құрылыстармен
сәйкестендіріп рельефтің күрделі шарттарында да WiBro радиоқатуын біртекті
ете отырып, секторларды радиосигналдарды тарату қиын қатынаушы орны
үшін бөлек шығаруға мүмкіндік береді.
Қосарланған қатынау нүктесі WiFi (IEEE 802.11bg) бар СРЕ-ні пайдалана
отырып абоненттерге қызметтерді ұсынуға болады. Сонымен Airspan жүйесі
лезде есесін қайтара бастайтын қалалық масштабтағы WiBRO желілерін
оперативті және қымбат емес етіп құруға мүмкіндік береді.
2.3.2 Желі қызметтеріне қойылатын талаптар
Интернет желісіне сымсыз қосылу кеңселері сапалы кәбілді қатыну
желілері тапшы жерлерде орналасқан, ал жаңа өткізу байланыс желілерін
ұйымдастыру экономикалық тиімсіз болатын тұтынушыларды қызықтырады.
− WiBRO мәліметтерді беру желісі Airspan
компаниясының технологиясының негізінде
құралады
және негізінен жеке тұлғалар үшін ғаламтор, телефония
қызметтерін ұсынады, келещекте виртуалды дербес
делілерді ұйымдастыру мүмкін болады;
− Интернетке қатынау қызметтерін ұсыну;
− Интернетке қатынауды ұсыну ұсынылатын негізгі
қызметтерідің бірі болып табылады. Клиенттерді желіге
қосу клиентті базалық стансаға радио-модем арқылы қосу
жолымен орындалады;
− Қарастырылып
отырған желі ғаламторға
қатынаудың сапалы да сенімді қызметтерін ұсыну үшін
арналады.
Ұсынылатын шешім сымсыз арнаны жылдам ұйымдастыру, бөлінген
арнаны қолданумен ұсынылатын қызметтерімен салыстырғанда бағаның
төмендігі және тиімді тарифті жобалар сияқты белгілермен сипатталады.
Radio Ethernet технологиясы бойынша құрылған радиоқатыну желілеріне
қарағанда WiBRO-технологиясын қолданатын жүйелердің ерекшелігі тұрақты
жұмыс жасайды және негізгі станса мен абоненттік терминал арасында
(шағылған сигналда) ұсынылатын қызметтердің жоғарғы сапасын қамтамасыз
ете отырып тура көрінуден тыс жұмыс жасайды.
Желіге рұқсат етілмеген қатынаудан қорғау жобалау кезінде IEEE802.16-
стандарттарын өндірушімен енгізілген қауыпсізідік параметрлерімен
қамтамасыз етіледі. Қауіпсіздік 3-DES деңгейлі протоколда жүзеге асады.
2.4 Желіні жобалау
Қарастырып отырған жобаның концепциясы белгілі бір аудан, қалада Wi-
MAX технологиясы кезінде желіні құру. Оның мақсаты Интернет-қызметерді
жеке тұлғалар үшін ұсыну. Біздің жылдықтан алыс құрылғы ретінде Airspan
компаниясынан алу шешімі қабылданды. Себебі бұл шешім біздің
мақсаттрымызға сәйкес келеді. Желі салыстырмалы кішігірім тұтынушылар
саны үшін және желінің кеңейтілуі үшін потенциалды мүмкін болатындац
құрылады.
Қарастырылып отырған желі артықшылықтары:
− OFDM радиотехнологиясы, ол тура көріністі
толығымен жоқ болған шарттарда тұрақты жұмыс жасауға
мүмкіндік береді (Non-Line-of-Site, NLOS);
− Шынайы уақыттағы қателерді динамикалық
түзетумен мәліметтре дестелерін бөліктеп беру үшін
модуляцияның адаптивті блогы (burst-by-burst) алгоритмі.
2.5 Жиілік диапазонын таңдау
Қазақстанда радиожиіліктік спектр тональді ресурстен шектелген,
жойылған. Дербес жағдайларда сымсыз қатынаудың 2,4 ГГц, 3,5 ГГц, 5,8 ГГц
диапазондары толығымен дерлік тарқатылып берілген. Дегенмен түрлі
себептермен бұл жолақтар толық көлемде қолданылмайды.
Осыдан кейін лицензияланған немесе лицензияланбаған жиілікті
пайдалану сұрағы туындайды. Бар қиындық жиіліктік жолақтардың
жетіспегенінен келіп туындайды. Белгілі бір жиілікті қолдануға лицензия
электромагниттік жағдайын реттеу негізінде беріледі. Және тек қана осныған
ұқсас немесе басқа жүйелердің, яғни осы жолақты жұмыс істейтін кедергі
әсері, болмаған кезде беріледі. Бұл көптеген айларға созылатын процедура
және айтарлықтай қымбат жұмыс.
Сонымен жобаның алдынығ кезеңдерінде айтылып кеткендей
лицензияланбаған жиілік жолағын қолдану шешілді, және ақырындап жиіліктің
лицензияланған саласында жұмыс жасау құқын алу шешілді. Қарастырылып
отырған нұсқа телекоммуникациялық қызметтреді ұсыну нарығына кіруді
жалдамдатуды қамтамасыз етеді. Ол үшін келесі факторлар ескерілуі тиіс:
− Желіні жалдам кеңейту және байланыс қызметтренің
нарығына ену, өйткені лицензияны алуға уақыт кетірудің
қажеттілігі жоқ.;
− Салыстырмалы жоғары емес алғашқы шығындар;
− Қажетті жиілік спектрін толығымен қолданумүмкіндігі.
Біздің ақиқатымызға қарай жобаның алғашқы кезеңдерінде
лицензияланбаған жиілік жолағын қолдану, абоненттер саны айтарлықтай көп
емес кезде, беру сапасының жоғары болмауына рұқсат етілуі. Дегенмен
келешекте лицензияланған жиіліктер жолағын қолдану құқын алу өте маңызды.
Интерфейсті және басқа да бөгеулердің төмен деңгейі сияқты лицензияланған
жиіліктер жолағынның артықшылықтарын ескерек отырып, жоғары сапалы
қамтамасыз ету және жоғары жылдамдықтарды қамтамасыз ету және жоғары
жылдамдықтарды ұстану мүмкіндігі тауды [13].
2.6 Қолданылатын Airspan құрылғылары
2.4 - сурет. AirSynergy базалық станциясы
AirSynergy кең жолақты сымсыз интерфейстерді қолдайтын Pico-станция
болып келеді (2.5-сурет) Airspan компаниясының шыққан соңғы заманауи
нүкте - көп нүкте құрылғыларының бағдарламаға қолайлы радио параметрлі
(SDR) болы келеді. Wireless Backhaul орнатылған арна арқылы сымсыз бір
түйіннен бас түйінге транспортталып, қазірге 4G LTE и 4G WiMAX WiBro
технологияларын қолдайды.
AirSynergy сонымен қатар iBridge технологиясымен интегрцияланған
сымсыз шешімін ұсынады. iBridge түйіндерді нүкте - көп нүкте немесе
нүкте - нүкте қосып, қаланың инфроқұрылымда орнатылады. iBridge Relay
типті мульти - хоп қосылысын қолдайды. Wireless Backhouling функционалды
мүмкіндіктерімен қатар, әр түйіннен LTE немесе WiMAX WiBro қамиды.
2.5 - сурет. Air4G (MacroMAXe)
Air4G (MacroMAXe) - Airspan компаниясының WiMAXLTE қолдайтын
үш модификация қолдатйын базалық станциялары болып келеді: Air4G-W24
(тек қана WiBro), Air4G-WL24 (WiMAX + LTE), Air4G-L44 (тек қана LTE).
Жұмыс істеу диапазон жиіліктері: 2.3 - 2.7, 3.3 - 3.8, 5.15 - 6.425 ГГц.
Air4G (MacroMAXe) жүйесі таратушы мен жіберуші құрылғыларымен
MIMO антенналық жүйесін құрайды:
−
2х4 үшін, Air4G-W24 (WiMAX) және Air4G-WL24
(WiMAX + LTE);
−
4x4 үшін, Air4G-L44 (LTE).
Тиімді сәулелену қуаты 60dBi дейін жетеді. Air4G (MacroMAXe) жүйесі
3.5 МГц, 5 МГц, 7 МГц және 10 МГц өлшемді арнаны қолдап, сонымен қатар
dual MACPHY режимінде 2x7 МГц және 2x10 МГц жұмыс жасай алады.
Air4G мобильді WiMAXWiBro және LTE желілер үшін ең тиімді үш секторлы
конфигурация үшін жасалған (2.6-сурет). Таратылған және
орталықтандырылған шлюз (ASN Gateway) жұмысы үшін R6 протоколын
қолдайды.
Мобильді байланысты орнату үшін жиілік ресурсы үлкен роль атқарады,
яғни оны миксимал тиімді қолдану қажет. Жиілікті қайта қолдану
коэффицентін бірге тең деп (N=1) алу үшін, спектрдің максимал жүктемесі мен
бөгуіл интерференция арасында тепе - теңдікті сақтау қажет.
Сондықтан Air4G жүйесінде толық (FUSC) және жартылай (PUSC)
тасушы мен жиілікті қайта қолдану технологиясы FFR (Fractional Frequency
Reuse) және SFR (Soft Frequency Reuse) қарастырылған. Айта кететін болсақ,
абоненттердің қамту аймағы максималды тығызалып, жиілік - территориалды
жобалаудың максимал ыңғайлығымен интерференциялық бұғаттарға
төзімділігі.
WiBro технолоиясын ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Берiлген диплoмдық жoбада Аcтана қалаcында WiBro технoлoгияcының
негiзiнде кең жoлақты байланыcын oрнату барыcы қараcтырылған.
Coнымен қатар, байланыcты oрнаут үшiн базалық cтанциялары мен
абoненттiк cтанцияларының құрылымы көрcелiлген, әр антеннаның дабылды
cәлелену ұзақтығы мен жалпы қала бoйынша қамту аймағы еcептелдi, әр түрлi
атмocфера арқылы радиoтoлқынның таралуы, базалық cтанциялар мен радиo
релейләк құрылғылар араcындағы диcперcиялық жайылу графиктерi
келтiрiлген.
Жoбада, coндай-ақ, кoмпанияда жұмыc жаcайтын қызметкерлердiң өмiр
тiршiлiк қауiпciздiгi oртаcы, шарттары, coның iшiнде бақылау мен мoнитoринг
жұмыcтарына арналған бөлмедегi cәулелену қауiпciздiгi және жарықтандыру
жүйеci қараcтырылған.
Ocы жoбаны жүргiзудiң ғылыми-зерттеу негiздемеci жаcалынған.
Аннoтация
В
даннoм
диплoмнoм прoекте
раccмoтрен
прoцеcc
oрганизации
беcпрoвoднoгo ширoкoпoлocнoгo дocтупа на базе технoлoгии WiBro в гoрoде
Аcтана.
В прoекте
также предcтавлены
cocтав
oбoрудoвания, кoтoрые
иcпoльзуютcя для oрганизации cети, приведены раcчеты излучения каждoгo
cектoра атенны, и базoвoй cтаниции oтдельнo, так же интерференция при
различных пoгoдных уcлoвиях, графики раcпределения cигнала.
В прoекте также oпиcаны вoпрocы безoпаcнocти жизнедеятельнocти,
уcлoвия рабoты coтрудникoв кoмпании, в тoм чиcле cиcтема безoпаcнocти
излучения,
ocвещение
в кабинете, предназначеннoм для
кoнтрoля и
мoнитoринга.
Разрабoтанo научнo-иccледoвательcкoе oбocнoвание ведения даннoгo
прoекта.
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1 WiBro технологиясының негіздері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.1 Қолданыстағы желі талдауы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
1.2 WiBro технологиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.3 WiBro эволюциясы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.4 WiBro технологиясының ерекшеліктері ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.5 IEEE 802.16e стандартының сипаты ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ...
1.6 Квадратты амплитудалық модуляция ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.7 OFDM технологиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.8 WiBro, LTE және 3G ұрпақты технологияларын салыстыру ... ... ... ...
1.9 Дипломдық жобаның мақсаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2 Астана қаласында WiBro желісін жобалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.1 Жобалау қызметінің сферасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.2. Астана қаласының құрылымдық ерекшеліктері ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... .
2.3 WiBro желісін құрудың мақсаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..2 7
2.4 Желіні жобалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.5 Жиілік диапазонын таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.6 Қолданылатын Airspan құрылғылары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.7 WiBro желісін Radio mobile бағдарламасымен жобалау ... ... ... ... ... ...
3 Жобаның кең жолақты сымсыз жедісін есептеу бөлімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ...
3.1 Радиожелінің ӨЖЖ есептерінің қысқаша әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.2 Абоненттік жүктемені есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..50
3.3 Базалық станция мен абоненттік станция байланыстарының
арасындағы Френель аймағын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.4 Дестелер коммутациясы бар арналардың өткізу қабілеттіктерін
есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
4 Өмір тіршілік қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
4.1 Бақылау бөлмесінің жағдайын талдауы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4.2 Жасанды жарықтануды дайындау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
4.3 Өндірістегі өрт қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5 Бизнес - жоспар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
5.1 Резюме ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5.2 Ой талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5.3 Сала сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5.4 Өнім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5.5 Өнім нарығының бағасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..83
5.6 Бәсекеге түсу қабілеті ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..83
5.7 Маркетинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5.8 Ұйымдастырушы жоспар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
5.9 Өндірістік жоспар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5.10 Қаржылық жоспар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
... ... ..11
... ... ... 13
... ... ... 13
... ... ... 14
... ... ... 14
... ... ... 16
... ... ... 20
... ... ... 21
... ... ... 22
... ... ... 24
... ... ... 26
... ... ... 27
... ... ... 29
... ... ... 29
... ... ... 30
... ... ... 34
... ... ... 43
... ... ... 43
... ... ... 52
... ... ... 58
... ... ... 68
... ... ... 68
... ... ... 74
... ... ... 76
... ... ... 79
... ... ... 79
... ... ... 80
... ... ... 81
... ... ... 82
... ... ... ... ..83
... ... ... ... ..85
... ... ... ... ..86
... ... ... ... ..86
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Қысқартылған сөздер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ..102 ... ... ... 98
... ... ... 99
... ... ..100
Кiрiспе
Бүгiнгi күнi сымсыз бaйлaныс технoлoгиялaры күнделiктi дaмудa.
Сымсыз бaйлaнсы технoлoгиясының дaмуы 90 жылдaрдaн бaстaлып, қaзiргi
кезде көздi aшып жұмғaншa жaңa технoлoгиялaр пaцйдa бoлудa.
Сымсыз бaйлaнысының aртылықшылықтaры aйқын, себебi oлaр oңaй әрi
aрзaн қoлдaнып, сoнымен қaтaр мoдернизaциялaнып, әрқaшaн дaмудa. Oсы
дaмулaрдың бiрi oңтүстiк кoреядa 2005 жыды пaйдa бoлғaн WiBro
технoлoгиясы IEEE 802.16e стaндaрты деп бекiтiлген. Қaзiргi тaңдa Oңтүстiк
Кoрея елi 85% WiBro технoлoгиясымен қaмтылып, метрo, пoезд пaркинг және
т.б. көпшiлiк жерлерде oрнaтылып, жoғaры жыoлдaмдықты интернет
қaмтaмaсыз етiлген. WiBro технoлoгия негiзiнде қaзiргi тaңдa Кoрей инoвaция
институтындa WiBro негiзiнде 5G технoлoгиялы зертхaнaлық жұмыстaр
жүргiзiлуде. Өкiнiшке oрaй Қaзaқстaн 8-10 жылғa телекoммуникиция дaмуынaн
қaлудa.
Ұсынылып oтырғaн WiBro технoлoгиясы бoлaшaғы зoр технoлoгия бoлып
келедi. WiBro технoлoгиясы LTE мен Wi-Fi технoлoгиялaрымен aрaлaс жұмыс
жaсaй aлaды, себебi құрылымды интерфейстерi қaрaпaйым және
мультимедиaлық бoлып келедi.
Aстaнa қaлaсындa қaзiр LTE технoлoгиясын AҚ Aлтел 4G кoмпaниясы
ұсынылудa. Дегенмен Aстaнa әкiмшiлiк қaлa бoлғaндықтaн көп жерде
бұғaтaушы құрылғылaр oрнaтылғaн, oсындaй мәселенi шешi үшiн WiBro
технoлoгиясын oрнaтып, қaлaның инфрoқұрылымының дaмуынa үлес қoсуғa
үлкен қaдaм жaсaуғa бoлaды. Бұл технoлoгияны жoғaр жылдaмдықпен
қoзғaлaтын көлiтердi де (метрo, пoезд, сaмoлет және т.б.) бaйлaныспен
қaмсыздaндыруғa мүмкiндiк бaр,
Oсы диплoмдық жoбaмдa мен Aстaнa қaлaсындa WiBro технoлoгия
негiзiнде кең жoлaқты сымсыз бaйлaнысын ұйымдaстыруын қaрaстырaмын. Бұл
технoлoгия LTE технoлoгиясымен бiрге жұмыс жaсaй aлaтындықтaн AҚAлтел
4G кoмпaния желiсiнде aбoненттердi қoсып, oлaрғa жoғaры жылдaмдықты әрi
сaпaлы сымсыз кең жoлaқты бaйлaнысты ұйымдaстыру.
1. WiBro технология негіздері
1.1 Қолданыстағы желі талдауы
Астанателеком - Астана қаласындағы АҚ Қазақтелеком филиалының
қалалық телекоммуникация орталығы.
Қазақстан Республикасының статистика агенттігінің 1 қаңтар 2014
жылының санауы бойынша тұрғындар саны 814 401 адам құрайды.
ҚТО Астанателеком қала тұрғындарына дәстүрлі телефония, ақпарат
беру және де жаңадан шыққан қызметтерін көрсетуде.
1 қазан 2014 жылғы көрсеткіштері бойынша ҚТО Астанателеком
тіркелген байланыс 284 430 бірлік желісі саналуда.
Қазіргі таңда ҚТО Астанателеком иерархиялық принципі бойынша
өзара қосылған бірнеше деңгейден тұратын Metro Ethernet желісі орналылған.
Әр деңгей шектеулі функция трафиктерін өңдейді. Әр түрлі деңгейдегі
құралдарда арна мен түйіндерінде бұзылуға тоқтамаушылық орнату үшін
арнйы жасалған. Агрегация деңгейінен бастап желіде дестелердің
маршрутизация үшін IPMPLS протоколы қолданылады. Ethernet 802.1Q
фреймнің коммутациясы рұқсат алу деңгейінде өтеді. OSI моделінде 2-ші
деңгейінде қызметтердің бөліну үшін трафик мультиплексерленеді. Metro
Ethernet құрылымдық сұлбасы 1.1-суретте көрсетілген.
Рұқсат алу деңгейі келесі құрылғылардан тұрады: DSLAM, Ethernet
коммутаторлары, PON LTU, MSAN жіне т.б. Рұқсат алу деңгейдегі құрылғылар
агрегация деңгейіне Aggregation Router (AR) қосылады. Қосылу үшін Gigabit
Ethernet (GE) оптикалық порттар қолданылады. Агрегация және рұқсат алу
деңгейлерінің құрылғыларының қосылуы IEEE 802.1Q импульсациясымен
транкілі интерфейс болып келеді. Агрегация деңгейі Cisco 7600 сериялы
маршрутизаторларынан құрылған. METRO сегменті 7609-SRSP720 (L1) және
7604SUP32 (L2) маршрутизаторларынан жиналған. L1 маршрутизаторлар
негізінде L2 маршрутизаторлары қатар қосылған. Қатардағы GE портына
қосылған үш түйіннен басқа барлық арналар 10GE болып келеді. L1
маршрутазаторлары 10GE интерфейстерімен маршрутизаторларының
ядроларымен қосылған. NGN сегментінде 7609SUP720 және 7606SUP720
модельдері бар. Мұнда L1 және L2 маршутизаторларын белглісе болады.
Барлық қосылыстар GE арқылы орнатылған. Рұқсат алу құрылғылары L1 және
L2 маршрутизаторларына қосыла алады. Ядро 10GE сақинасынан және 6
Juniper T320 маршрутизаторларынан құрылған. Ядроның негізгі мақсаты L1
және AR арасындағы трафиктерді маршруттау және де авария кезіндегі сақтық
жолға қосу [1].
1.1-сурет. Қазіргі Metro Ethernet желісінің құрылымдық сұлбасы.
Астана - қала тұрғындарымен қатар еліміздің азаматтарына, туристтерге,
кәсіпкелерге бәсекеге қабілетті экономикалы, айналадағы қолайлы табиғатымен
сүйкімді қала.
Жыл сайын қаланың инфроқұрылымының дамуына жергілікті қазынадан
250-300 млн. доллар бөлінеді.
Болашақта инженерлік инфрақұрылымның
дамуының шапшаңдықтары қаланың экономикасының дамуының
шапшаңдықтарын асып түсу болады, бұл қаланың инвестициялық рейтингін
жоғарылатады, жеке инвестицияның тартуы в инженерлік және транспорт
инфрақұрылымның нысанына әкеледі [2].
Кең жолақты қозғалғыш сымсыз қосылу байланыс нарығында ең жас
болып есептеледі. Кең жолақты байланыстың ішінде балашағы зор WiMAX
(WiBro) и Flash-OFDM технологиялары болып келеді, олардың енуіне үлес
қосқан Intel, Samsung, LG, Qualcomm компанияларын айтсақ болады [3].
WiBro - бұл мәліметті беру технологиясы, техникалық мамандар оны 4G
ұрпағына қосты. WiBro - кең жолақты сымсыз интернет қосылуы mobile
WiMAX технологиясының негізгі ерекшелігі мәліметті базалық станциядан
абоненттік станцияға 2Мбитс жылдамдықпен бере отырып, бейне -
конференция, онлайн - телебағдарламаларды көру, Интернет қызметі, ауқымды
ақпаратпен жұмыс жасай алады. Астанада тіркелген WiMAX қызметін Kcell
Broadband, Обит, Digital TV, Acsoran компаниялары қызмет көрсетеді,
және де LTE технология негізінде алғашқы халық байланыс операторы
АҚАлтел 4G кең жолақты қызметін көрсетуде [4,5].
Қазақстан Республикасының ұкіметінің алғы шарттарын сүйене отырып,
мен өз дипломдық жобамды Астана қаласында WiBro технологиясын еңгізе
отырып, 2017 жылы болатын EXPO - 2017 көмесі өтетін территорияны
дайындау. Бұл технология Оңтүстік Кореяда 2005 жылы пайда болып IEEE
802.16e болып тіркелген. Қазіргі таңда Корея мемлекеті WiBro негізінде өз елін
80 % қамсыздандырып, 5G ұрпағын зертхана қабырғаларында өңдеп жатыр.
1.2 WiBro технологиясы
WiBro (ағыл. Wireless Broadband) - интернетке сымсыз қосылу
технологиясы. IEEE 802.16e (mobile WiMAX) стандарт ретінде тіркелді.
Технологияда уақыт бойынша мультиплексерлеу, ортогональді жиілікті бөлу,
8,75 МГц арна ені қолданылады.
Стандарт QoS қызметін қолдайды - кідірске сезімтал бейнеарналарды
және басқа мәліметтерді сенімді тарату үшін, ақпаратты тарау кезіндегі
басымдылық қолданады. Бұл стационарлы WiMAX (802.16d) стандартынан
басты ерекшелігі. Сонымен қатар негізгі талаптары бірталай өңделген.
Бұл шешім негізінде - сымсыз кең жолақты Интернет, дауыс, ақпарат
тарату және де мультимедиялық мәліметтерді жоғары жылдамдықпен мобильді
абоненттерге жаңа ұсыныс болып келеді.
Ұялы байланысы ұқсас WiBro жылжымалы абоненттерге кең жолақты
ортаны бере отырып, қазіргі заманға сай мәлімет тарату қызметтерін (VoIP,
бейнеконференция, Push-to-All (PTT, PTV, PTD), on-line-ойындары, LBS, IP-TV
и др.) көрсете алады.
1.3 WiBro эволюциясы
2002 жылы ақпан айында корей үкіметі зертханалық жұмыстарға 100МГц
2,3-2,4 ГГц диапазонды арнаны берді. 2004 жылы технологияны WiBro Phase-
1 стандарт ретінде спецификациясы қабылданды, содан кейін оны 2005 жылы
халықаралық стандартына еңгізіп IEEE 802.16e (Mobile WiMAX) жазылды.
Қызмет көрсететін оператор: KT және SK Telecom.
2007 жылдың қазанында Доминикан республикасында мобильді WiMAX
алғашқы ұшырым (ONEMAX) (MForum, 2007-11-07, 2007-10-26 болып, кейін
Чили (Telmex) (MForum, 2007-10-26) өткізілген болатын. Құрылғылардың
жеткізушісі Alcatel-Lucent компаниясы болды.
Технологияның базалық станциялары жалпы өткізу жолағы 30-50 Мбитс
бола тұрып, 1-5 км-ге дейін қызмет көрсете алады. Қосылыс абонеттің
120кмсағ қозғалыс кезінде де сақталады.
Intel Capital және KT(Корея Телеком) компаниялары бірігіп WiBro InfraCo
проектіне 20 млн. АҚШ доллар инвестициялады. Сол уақыттан бастап, оңтүстік
корейде KT(Корея Телеком), Olleh операторлары 2011 жылдан келе WiBro
технологиясын елдің 82 қалалрында орнатып, қазір елдің 85% қамтуда.
1.2 - сурет. Мобильді байланыстың эволюциясы
Мәлімет тарату желілерінің дамуы, жаңа қызметтерінің пайда болуы
арнаның өткізу жолағының кең болуын қалайды. Сымсыз технологияларының
дамуы 1.2-суретте көрсетілген. Бұл мәселені шешу үшін замануи қала
масштабында соңғы жылдары радиорқұсат сымсыз жүйелері зерттемелер
жүргізілді. операторлар үшін технология еңгізу кезінде абоненттке үлкен
қызмет көрсеут спеторы, абонеттердің қосылу арзандары қызығушыдық
шақырады.
1.4
WiBro технологияның ерекшелігі
WiMAX мобильді нұсқада ортогоналды жиілік бөліну (OFDMA -
Orthogonal Frequency Division Multiple Access) көпстанциялы рұқсат арнасы
қолданылады. Сондықтан құрылғылар абоненттердің 120 кмсағ жылдамдықпен
қозғала отырып, көптеген қосымша қызмет көрсете алады:
1)
Базалық станциядан абоненттік станциядан (БС - АС),
абоненттік станциядан базалық станцияға (АС - БС) желіде
ортогоналді субарна арқылы өз бөгеуілге және көпсәулелікке
тұрақты;
2)
3)
1,25 - 20 МГц арасындағы ауыспалы арна ені;
Арналарды ауыстыу және ассиметриялық трафиктерді
құрыу үшін уақыт бойынша дуплекс (TDD) қолданылады;
4)
Жиіліктің жиілікті - селективті жобалық құрылымы
және арна тобының орын ауысуы, белгілі терминалдағы өріс
кернеуі жайлы ақпаратты қолдана отырып, мобильді WiMAX үшін
байланыс сапасын артыруға мүмкіндік береді;
5)
Желі үшін жаңартылған таза хэнд - офф, сондықтан
қызмет ақпараты қысқарып, АС - БС арасындағы ауысу уақытыт 50
мс дейін қысқарады;
6)
Көпжайлы және радиотарату берілісінде (MBS) DVB-H,
MediaFLO и 3GPP E-UTRA қызметтерін біріктіреді;
7)
Мәлімет тарату жоғары жылдамдықты және бір жиілікті
желіде жұмыс жасай отырып 5 км дейін қамту аймағы;
8)
9)
10)
Радиоқазына дұрыс әрі ыңғайлы бөлу;
Арнадан арнаға аз уақытта ауысу;
Интеллектуалды антенналар технологиясы мен субарна
бөлу антенналары арқылы әр түрлі антенна жүйелерін қолдануға
мүмкін: автоматты бағыттаушы, уақыт - кеңістік кодалау және
кеңістік мультиплексерлеу;
11)
Жиілік жолақ аймақтарын көп
қолдану арқылы
бұғаттарды реттеп, бірітірілген арналардың ішіндегі дабылдың
әлсіреген спектрі.
1.5 IEEE 802.16е стандартының сипаты
МСЭ-R SM.1757 ұсынысы бойынша техникалық сипаттамасы А
қосымшасында көрсетілген (радиобайланыста жұмыс жасап, аса кең жолақты
технологияларын қолданыстағы құрылғылар әсері - 2006)
Қазаіргі таңда телекоммуникациялық мобильді технологиялардың дамуы
мен стандарттардың көптігі өзара жұмыс жасай алатын, интерфейсі
мультимедиялық болатын шешімді талап етті [6].
МАС деңгейіндегі 802.16 стандарты қалалық желідегі (MAN) кең
жолақты арна соңғы миля үшін қарастырылған. Оның негізгі міндеті локалді
желілер (IEEE 802.11) мен аудандық желілер (WAN) IEEE802.20 арасындағы
желілік деңгейін орнату. Сонымен қатар бұл стандарттар IEEE 802.15 (PAN -
Personal Area Network - Bluetooth) және 802.17 (МАС деңгейіндегі көпір)
технологияларымен бірге сымсыз байланыс пртоклдарын құрайды [7].
Стандарт 2-11ГГц диапазон арасындағы жиілікте жұмыс жасайды. Жиілік
тұрақтылығы +-10-6 арасында болу керек. Базалық станция (BS) ғимараттың
ішінде не сыртында орналасып, 802.16 стандартына сәйкес абоненттік
станциямен (SS - Subscriber Station) нүкте - көп нүкте (PMP) сұлбасы бойынша
қосылады. Жан - жақты таралған антенна жүйесі болса, онда абоненттер өз ара
тор режим (Mesh - нүкте - нүкте тор байланысы - PTP) арқылы қосы алады.
Базалық станция негізгі желіге және басқа станция радиоарналарына қосады.
Жұмыс арақашықтық жиапазоны 30 мильге (тура көріністе) дейін жете алады,
ал типтік радиусы 1 км-ден болады, сол уақытта Mesh режимі қосыладу (BS -
50м - антенна биіктігі кезінде). Сонымен қатар көп нүкте - көп нүкте режимі
PMP режиміндегідей функциялар қарастырылған (MP - MP). Клиенттік станция
(SS) локольді трафиктер үшін радио терминал немесе репитер бола алады.
Трафик бірнеше репитерлерден өтіп, содан кейін клиентке жете алады. Осы
жерде антенналар дистанционды баптаушы ретінде қарастырылады. Кең
жолақты жүйелер BS және SS басқа, клиенттік терминал құрылғылардан (TE),
негізгі желі құрылғыларынан, түйін аралық арна мен репитерлер (RS)
қолданады. Тура көрінісі болмаған кезде репитерлер қолданады. Репитерлер
дабылды BS базалық станциядан бір немесе бірнеше абоненттік станцияға SS
жібере алады. MP-MP режимінде станциялар репитер ретінде қарастырылады.
Ал PTP (нүкте - нүкте) режимінде базалық станциялар DS-3 до OC-3
стандартына сай өзара қосылған [8].
1.1 - к е с т е . 802.16 стандартының техникалық сипаттамасы
802.16е стандарты мобильді жүйелер үшін арналған. Желідегі
қауіпсіздікті 3-DES протокол деңгейінде орындалады.
Арна байланысы екі тәуелсіз бағытаушы қосылыс бар: жіберуші - Стандарт аты
802.16
802.16a
802.16e
Қабылданған
уақыты
2001 желтоқсан
2003 қаңтар
2004 шілде
Жиілік диапазоны
10-66 ГГц
2-11 ГГц
2-6 ГГц
Шапшаңдылығы
28МГц арна үшін
32-135 Мбитс
28МГц арна үшін 75
Мбитс дейін
5МГц арна үшін 15
Мбитс
Модуляция
QPSK, 16QAM,
64QAM
OFDM 256, QPSK,
16QAM, 64QAM
OFDM 256, QPSK,
16QAM, 64QAM
Арна ұзындығы
20, 25 және 28МГц
1,5-20МГц ауыспалы
1,5-20МГц ауыспалы
Қамту аймағы
2-5 км
7-10 км
макс. радиус 50 км
2-5 км
Жұмыс істеу
шарты
Тура көрініс
Шағылысу
Шағылысу
қабылдаушы (uplink - шығыс арна) және қабылдаушы - жіберуші (downlink -
батыс арна). Бұл екі субарналар қиылыспайтын жиілікте жұмыс жасайды, яғни
басқаша айтатын болсақ әр антенна үшін екі түрлі жиілікті тағайындалады,
мысалы базалық станция 2300МГц жиілікте жұмыс жасаса, 5 -15МГц дейін
арнаны ала алады. Сонымен қатар 1.1 -кестеде келтірілген 802.16
стандарттардың ішінде 802.16е стандарты қозғалмалы абоненттер үшін
арналған, ал қаолғандары фиксирленген абонент үшін.
1.6
Квадратты амплитудалық модуляция
Квадратты амплитудалық модуляцияда (QAM - Quadrature Amplitude
Modulation) фаза секілді өзгереді, дәл осылай амплитуда белгісі кодталған бит
санын үлкейтуге береді, дегенмен бөгетке тұрақтылық жоғарлауы мүмкін.
Қазіргі уақытта модуляцияның тәсілдері қолданыста, яғни ақпарат бит
аралығанда кодталғандықтан, 8 ... 9 дейін жетуі мүмкін, ал сигналдық кеңістікте
сигнал позицияларының саны -256...512.
Сигналдардың квадратурды ұсынысы суреттеуге ыңғайлы және
жеткілікті құрал болып табылады. Квадратты ұсыныс екі ортогональды
құрастырушы тербеліс сызығының - синусоидалды және косунисоиды болып
табылады.
S (t) x(t) sin( t ( p)) y(t) cos( t ( p))
(1.1)
мұндағы x(t) және y(t) - биполярлық дискреттік мөлшер.
Бұндай дискреттік модуляция (манипуляция) бір біріне 900 жылжыйтын
квадратурада орын алған екі каналмен жүзеге асады.
Квадратуралық үлгі (1.3-сурет) төрт фазалы ФМ сигналдарын құру
үлгісіндегі (ФМ-4) жұмысты түсіндіреміз.
Екі символдың Т негізіндегі ұзақтығы жылжу көмегімен жұпсыз тақ
импульсына у бөлінеді, квадратурды каналға берілетін (coswt), және жұп - x,
синфазалық канал (sinwt). Екі импульсте сәйкес келетін манипуляция жасаушы
күштерге түседі, х биполярлық күштері жүйеліліктерді құрған (t) және y(t).
Импульс x(t) және y(t) екі фазды (0,л) ФМ тербелісін құрайды. ФМ белгісін
жасау әдісі ФМ квадратурды белгісі болып аталады. Символдардың бір уақытта
алмасуында модулятор каналдарында ( 10-нан 01-ге, немесе 00-ден 11) ДОФМ
белгісі бойынша фаза секірімі болуы мүмкін 1800.
1.3-сурет - Квадратуралық модулятор үлгісі
Бұндай фазаларлың секірісі екі фазалы модуляция жанынан (ФМ-2) орын
ала отырып, паразитті амплитудалық модуляцияны тудырады. Белгінің пайда
болу нәтижесінде фильтр нөлге дейін қисаяды. Белгілердің бұндай өзгерістері
энергияның артуына және байланыс каналдарында бөгеттерге алып келеді.
Төртфазалы ФМ жылжымасы (OQPSK - Offset QPSK) 1800-ге фазаның
секіруінен сақтайды. Дәл осындай квадратуралық үлгілерде ФМ-4 модулятор
секілді, манипуляциялық элементтер x(t), y(t) Т ақпараттық ұзақтығына
сүйенеді. Бұндай ағымдағы фазадағы өзгерістер ФМ-4 анықталады. Фаза
секірістерінің нәтижесінде 1800 кез келген элемент модуляторды синфазалық
немесе квадратуралық каналдарда фазаларды 00, +900 немесе -900 өзгерістер
енгізеді.
Бастапқы бөлімдерде берілген белгілердің өзара қатынасы көп деңгейлі
манипуляциялық импульстердің x(t), y(t) түрлерінде берілген, ал бір каналда
жеке деңгейдегі жеке немесе нөлдік деңгейдегі басқа талаптарға сай келеді.
Квадратуралық үлгінің шығыс белгісі нәтижесінде тек фаза да ғана емес,
сонымен қатар амплитуда да өзгеріске енеді. Сондықтан әрбір каналда
амплитудалық манипуляция яғни, амплитуда өзгерісімен квадратуралық
манипуляция деп атайды (QASK -- Quadrature Amplitude Shift Keying) немесе
қарапайым квадратуралық модуляция - КАМ.
Геометриялық түсіндірілмеге сүйене отырып, кез келген белгі КАМ әрбір
кеңістікте векторды бейнелеуі әбден мүмкін. Векторлардың соңын ескере
отырып, КАМ белгісіне белгі нүктесі ретінде бейне алуға болады, x(t) және y(t)
белгісімен анықталады. Белгі нүктелері белгі шоқжұлдыздары түзеді (signal
constellation).
1.3-сурет және 1.4-суретте көрсетілгендей модулятордың құрылымдық
үлгісі және белгі шокжұлдызы ( 0 және y(t) +-1, +-3) мағынасын қабылдайды (4
деңгейлі КАМ).
1.4-сурет - КАМ-4 белгі диаграммасы
+-1, +-3 көлемі мөлшерлерді модуляция деңгейінде анықтайды және
салыстырмалы сипаттамаға ие. 16 шоқжұлдызды белгілерді қамти отырып, әр
қайсысы берілген ақпараттың төрт талабына сай келіп отырады.
Деңгейлердің қиысуы 36 белгілі нүктелерден +-1, +-3, +-5 шокжұлдызды
түзе алады. Бірақ олардың 16 тек қана ITU хаттамаларында қолданылады,
біркелкі нүктелердің белгілік кеңістігінде таратылған.
Тәжірибені орындай барынсында КАМ деңгейінің бірнеше тәсілі
кездеседі, ең көп таралғанмен әр қайсысының модуляция демеушісі тәсілі
ұштасып жатады (SPM -- Supersposed Modulation). Берілген үлгіде тап осы
тәсілді іске асырушы бірдей деңгейлердің 4 фазаларында
модулятор
қолданылады (1.5-сурет). Модулятор құрылысты үлгі және диаграмма
1.6-суреттегідей 16 КАМ жүйелерінің сигналдық шоқжұлдыздары
берілген және ФМ -16 сигнал бірдей қуаттылықтары да сипатталады. КАМ
жүйесінде сигналдық шоқжұлдыз көршілес нүктелері аралық d ара қашықтығы
модуляция деңгейлері берілуімен анықталады:
мұндағы М -- фазалар саны.
n
M
(1.2)
d 2 sin
1.5-сурет - КАМ 16 модуляторының үлгісі
М мағыналары арту жанында бірдей және ФМ-ға қою жүйелерінің
мысалмен берілген, М=16 (Ј=4) КАМ=0.47 және ФМ =0,396, ал М=32 (L=6)
КАМ =0,28, ФМ=0,174
1.6-сурет - 66 белгілік шоқжұлдыздары
Байланыс теориясынан белгілі немесе сигналдық шоқжұлдызды
нүктелердің бірдей саны жанында КАМ сигналдарының спектрі ФМ
белгілерінің спектріне ұқсаса болып келгенімен әр түрлі болып та кездесе
береді. Нүктелердің үлкен саны жанында сигналдар КАМ жүйелері мен ФМ
жүйелері негізгі себептері мына топтарды түзеді, ФМ жүйесінде сигналдық
нүктелер арқылы ара қашықтық КАМ жүйесінде белгілі нүктелер аралық ара
қашықтық аз болып келеді.
1.7
OFDM технологиясы
OFDM технологиясы тек қана Ресей жазықтарында орнатылып қана
қоймай, сонымен қатар жақсы нәтижелер көрсетеді. Мысалы, кең жолақты
сымсыз жүйелері, Барнаулда, Екатеринбургте және Пермь қалаларында
қолданылып, табысты инсталляцияланған және жақсы жұмыс істейді. Жаңа
технологиялардың тартымдылығы олардың қалалық тығыз салынған
ғимараттарында қолдануға есептелген. Яғни мегаполистердің ішінде Қарағанды
сияқты, Алматы, Ақтау, Астана және де басқа мыңдаған халықпен қалаларда
пайдалану ықтималды шешім болып табылады.
КС жүйелерінде сандық арнаның негізгі қиратушы факторы болып көп
сәулелі қабылдаудың бөгеттері болып саналады. Ғимараттардың көп
қабаттылығынан радиосигналдар тойтарыстарға ұшырап, бөгеттердің осындай
түрі эфирлі қабылдау үшін өте сипаттамалы болып келеді. Мына проблеманың
радикальді шешімі ортогональды жиілікті мультиплексациялау технология
қолданылады, көп сәулелі қабылдау бөгеттермен күрес үшін арнайы өңделген.
Технологиялардың бір түрі - COFDM әдісі - бұл әдіс жақсы белгілі және (DAB)
сандық радиоқұрылғылар жүйелерінде кең қолданылуда, мысалға Еуропада,
Канадада және Жапонияда. OFDM әдісінде тізбекті сандық ағым көп санды
параллельді ағымға түрлендіріледі, әр қайсысы бөлек тасушыға берілед(1.7-
сурет).
Жиіліктік тарау Δf көршілестер тарау аралығында f1, f2 ... fn топталған
дара тасушы демодуляторында OFDM бөліс мүмкіншіліктері шарты шығады.
Жиіліктік бөліну екі әдіс қолданылады (тасушының демультиплекстеуі).
Біріншісі, жолақты сүзгілер арқасында және екіншісі, сигналдың ортогональды
түрленуінің көмегімен.
1.7-сурет. Радиосигнал спектрі бір тасушымен (а) және OFDM (б) [9]
Біріншісінде жиілікті тарату модуляцияланған тасушылар арасынан
таңдалу үшін, оларды жанындағы көршіліес жолақтары өзара жабылмауы
керек. Бұл шарт орындалады, егер жиілікті таратудың мөлшерін мынадай етіп
таңдап алсақ Δf 2TU , мұнда TU - ақпараттық жұмысшы аралық символы.
Бірақ радиоспектрді қолдану нәтижелілігі бәрі-бір шамалы болады.
OFDM стандарты қарама-қарсы асты тасушымен көршілес спектрлердің
күшті жабуымен сипатталады, жиіліктін тарауын екі есе азайтады және
соншаға ақпараттың сандық таралу тығыздығын жоғарылатады (битс)Гц.
Спектрлі топтық астытасушының ортогональді демодуляция әдісінің арқасында
көрінер жиіліктің бөгеттері компенсацияланады, оған қарамастан олардың
жанындағы жолақтары өзара жабылады.
Ортогональдық шарттарының орындалуы үшін, тасуыштардың арасында
жиіліктік таралуы тұрақты және мынау мағынаға ие болуы қажет Δf = 1TU,
яғни TU аралығында f2 - f1 жиіліктің әр түрлілік периодының ішіне бүтін сан
кіру керек. Бұл шарт орындалу үшін OFDM модемінде синхронизацияның екі
түрін енгізу керек: топталған спектрлердің тасуыш жиіліктерінің
синхронизациялану сигналы және демодулятордың функционал блоктарының
ырғақты жиіліктердің синхронизациясын арналған сигналдар. Жиіліктердің
тасушы тобы дәл қазіргі уақытта параллельді сандық ағынымен биттерді
тасымалдаса, онда ол OFDM символы деп аталады.
1.8
WiBRo, LTE және 3G ұрпақты технологияларын салыстыру
Мобильді WiMAX сымсыз байланыс 3G стандарты абоненттерге
бөгеуілсіз базалыс станциялар арасында қозғала алады. 2300 - 2400 МГц, 2496-
2690 МГц және 3400 - 3600 МГц жиілік диапазондарында жұмыс жасайды.
WiMAX Forum и IEEE ғалымдарымен жұмыс дипазоны кеңейтіліп
қарастырылған, масылы, 450-470 МГц.
Мобильді WiMAX желілері видеотелефония, ағынды видео, кең жолақты
сымсыз интернет, VoIP. WiBro технологиясы (OFDM - Orthogonal Frequency
Division Multiplexing) және MIMO бірітіріп жұмыс жасайды.
WiBro Wave2
-
базалық
станциялар MIMO технологиясы мен
beamforming (сәуленің құруы) арқылы, оператордың қамту аймағын немесе
желелілік сыйымдылығын кеңейту шешімі негізінде болады. Сонымен қатар
жүйелік мониторинг құрылымы, заманауи жұмыс жүктеме тепе-теңдігін
қадағалау құрылғыларын Alcatel-Lucent компаниясын ұсынуда. WiBro және
LTE технологияларын салыстырып көрсек:
−
екі технология да күрделі спектралды өнімділікті және
арасындағы көрсеткіш сапасынжа аса айырымы жоқ;
−
WiBro LTE қарағанда қазірге заманауи дабыл жұмысының
қолдау beamforming әдістері бар.
WiBro и LTE архитектураларын салыстыратн болсақ үлкен
айырмашылық байқалады. LTESAE архитектурасы телеком құрылымына
ұқсас, яғни көп деңгейлі әрі көп стандартталмаған протокол қолданады.
Мобильньді WiMAX алатын болсақ, құрыдымы қарапайым интернеттік, аз
стандартталған протоколдар (IETF) қолданады.
3GPP HSPA Rel-6 қарағанда WiBro (TDD, арна ені 10 МГц) сол жолақта
2 - 3 есе көп максималды жылдамдық көрсете алады, және абоненттік құрылғыға
қарағанда спекторлы өткізу жолағы кең. 3G ұрпақты технология мен WiBro
технологиясының антенналарының спектралды тиімділігін 1.9-суретте көре
аламыз.
Жорамал WiBro технологиясының еңгізу арқылы қазіргі операторларға өз
қызметтерін көбейте алады [10].
1.8 - сурет. WiBro технологиясымен 3G ұрпақты технологиялар арасындағы
спектралды тиімділіктері
1.9
Дипломдық жобаның мақсаты
Менің дипломдық жобамда Астана қаласында WiBro (ағыл. Wireless
Broadband) технологиясының негізінде кең жолақты сымсыз технологиясын
ұйымдастыруды мақсат етіп алдым. Келесі тарауларда жоспарлайтыным:
- WiBro желісінің имитациондық моделін құрып, технология үшін
базалық станцияның қамтуын, Астана қаласының ланшафтына байланысты
интерференциясын есептеу, қоылған антеннаның қуатын, желіде болатын
жоғалуын есептеу, қажетті құрылғыларды таңдау, аналитикалық есептеулер
техникасын жүргізу;
- Ғылыми-зерттеулік талдау негізінде құрылған жобаның бизнес -
жоспарын құру, құрылғылар мен антенналарға кететін шығындарын мен
амортизациясын есептеу, технологияны қадағалайтын қажетті штат
жұмыскерлерінің жалы ақысын есептеу, технологияны ұйымдастыруға кеткен
жалпы шығынын және өз-өзін ақтау уақытын есептеу;
- WiBro желісін бақылап монитоинг жасатын қызметкерлер үшін жұмыс
орындарын техникалық қауіпсіздік ережелеріне сәйкес ұйымдастыру,
жарықтандыру мен микроклиматын ұйыдастыру, WiBro технологияларының
антенналарының сәулеленудің адам өміріне әсерін анықтау;
- Дипломдық жоба бойынша қорытынды жасау, зерттеу жұмыстар
кезіндегі терориялық пен практикалық нәтижелерін салыстыру, WiBro
технологиясының тиімділігіне көз жеткізу.
2 Астана қаласында WiBro желісін жобалау
WiBro технологиясының негізгі артылықшылықтарының бірі бұл LTE
және Wi-Fi технологияларының интерфействері сәйкес келіп, жұмыс жасауға
өте тиімді болып келеді. Мен дипломдық практиканы Қазақстан
Республикасының көлік және коммуникация негізінде Республикалық
техникалық бөлімде өткен болатын едім. Бұл мекеменің негізгі мақсаты
Қазақстан жерінде байланыс қызметін көрсететін операторларға жиілікпен
қолдануға және соған қатысты құрылғыларды қолдану үшін экспертиза жасап,
рұқсат беру. Жұмыс кезінде Астана қаласындағы LTE желісін зертедім.
Нәтижесінде LTE технологиясы Астана қаласын толығымен қамтымайды, қала
ішінде байланыс қамтылмаған аймақ өте көп кездеседі, бұл аймақтын ішінде
2017 жылы өтетін ЭКСПО көрме территориясы да кіреді(2.1-сурет).
2.1-сурет. Астана қаласындағы LTE технологиясы қамтылмайтын аумақ
2.1-суреттен көріп отырғанымыздай, көк, жасыл, сары, қызыл түске
боялған аумақ сигналдын барын дәлелдейді, ал боялмаған территория сигналы
жоқ екеніне көз кетті [11]. Сол аймақта Ақорда, Минитрлігтер үйі, Астана
ЭКСПО-2017 орналасқан. Сол жерлерде сигналды бұғаттайтын арнайы жабдық
орналсақан, сондықтан сигнал қолданылмайды. Бұл мәселені шешу үшін Wi-
Fi+WIBRO технологиясын орнату керек. АҚ Қазақтелеком компаниясының
Altel 4G бірге қол жетуге мәлім.
Ұсынылатын қызметтер:
− Жылжам моильді интернет;
− Радиотрансляция;
− Видеотелефония (жергілікті, қалааралық және халықаралық);
− Корпоротивті желі құру;
− Сұрау бойынша бейне;
− Навигация.
Ұсынылып отырған WIBRO технологиясын мен Астана қаласында өтетін
EXPO-2017 көрмесіне өрнатуды ұсынамын. Қазіре кезде территориясына әлі еш
ғипарат тұрғызылмаған, 174 га жерді инфроқұрылымы жобалауда. EXPO
мәдени павильон, тұрғын аудан және прак, паркинг, сауда үйлерінен түрады.
2.2 - сурет. Астана ЭКСПО 2017 жобасы
Жоба міндеттері:
− Астана қаласында сымсыз кең жолақты WiBro желісін орнату;
− Абонентке қаланың әр жерінде және кез келген уақытта қызмет
көрсеут;
− Республиканың экономикалы және техникалық сегметтеренің дамуына
үлес қосу;
− Жаңа жұмыс орындарын дайындау.
2.1 Жобалау қызметінің сферасы
Жердің қыртысына байланысты қиыншылық және қосымша шығындар
болмайды себебі Астана қаласы жазық жерде орналасқан.
2.3 - сурет. Жобалайтын желі ланшафты
Wi-MAX сымсыз рұқсат технологиясын қолдану аймағы:
1)
DSL сымды желісі бойынша қосылудығы техникалық
мүмкіндіктерінің болмауы;
2)
Абоненттік желілердің техникалық параметрлерінің
сәйкес келмейі қыздырылған телефон, жоғары ұзақтығы, шуланған
желі, ауалық желі, PCM қысымды аппаратурасын қолдану;
3)
4)
5)
Желі бойынша экономикалық қосу;
Потенциалды абоненттердің жедел қамтылуы;
Тарату мәліметтерінің жорағы жылдамдығын
қамтамасыз ету (10Мбитс жоғары);
6)
Қамту
аймағында орналасқан қала шетіндегі
пунктілерді телефонизациялау мүмкіндігі;
7)
120 кмсағ жылдақпен кележатқан абоненттерге
Интернет қызметін көрсету.
Жорамал анализ сымды желісінің DSL ұйымының Wi-MAX потенциалды
тұтынушыларға дейінгі құны радиорұқсатты желінің ұйымдастырылуымен
байланысты шығындарды арттырады. ЖКЖ-ге кететін шығындар АТС-ке
абоненттің жекешелердірілуінің артуымен өсе түседі. Wi-MAX бойынша
шығындар осындай нұсқада өзгеріссіз болып қалады.
Ең басты артықшылықтарының бірі қызметті қолдануда ыңғайлы болуы,
орын ауыстыру кезінде қондырғыны жаңа орынға ауыстыру қажет емес, ең
маңыздысы ол қызметтерді қамту аймағында, яғни БС әрекеттің радиусында
орналасады.
2.2 Астана қаласының құрылыстық ерекшеліктері
АҚ Алтел компаниясы үшін кең жолақты сымсыз байланысты орнату
үшін Wibro технологиясы таңдалды. Астана қазіргі таңда тыңыз орналасқан
қалаларының бірі. Сонымен қатар Астана қаласында зәулім әрі биік ғимараттар
толы, бұл ұялы байланыс үшін көп қиындық туғызады.
Астана қаласының жаму коцепциясы информационды тобырдақұрылған.
Телекоммуникация дамуының негізгі мәселесе сандық көлік ортасын орнату,
яғни информатизация процессін қолдай отырып заманауи телекоммуникация
инфроқұрылымын дайындау.
АҚ Астана Innovations компаниясы Smart Astana (Ақылды қала)
концепциясы негізінде Open Wi-Fi жобасын іске асрыды, яғни қала
тұрғындары мен қала қонақтары мәдени аймақтарда тегін интернет қызметіен
қолдана алады [12].
Астанателеком қалалық телекоммуникация орталығы астана
тұрғындарына толық қызмет спетрін ұсынады, мысалы, телефония ID Phone,
интернет, сандық интерактивті телевидение iD TV және т.б.
Тығыз халықтанған жерлерде WiBro технологиясын өолдану өте тиімді,
себебі соңғы миля мәселесін шешіп, абоненттердің 120 кмсағ жылдамтықпен
қозғалысы кезінде қызметін көрсете береді. Сонымен қатар Астана қаласында
жер үсті метро құрылсы жобаланған, бұл WiBro технологиясы үшін де үлкен
перспектива болып келеді.
2.3 WiBro желісін құрудың мақсаты
Жобалаудың негізгі мақсаты қала тұрғындары үшін жоғар ыжоламдықты
мобильді интернет қызметімен қамтамасыз етіп, сөйлесу тарифтерінің
төмендету. Сол үшін Airspan компаниясының AirSynergy құрылғыларымен
қолдану.
AirSynergy - бұл қазіргі таңда өте сеніпді әрі бәсекелі компания. Бұл
құрылғылар қазіргі 4G ұрпақты технологиялардың негізгі детребютері болып
келеді. Айта кететін болсақ құрылғылар Wi-MAX және LTE технологияларын
қолдап, құрылғылардың қосымша үнемдеп, сапасы жақсы желі құруға
мүмкігдік береді.
WiBro технологиясының сымсыз қатынау желілерін кеңейтудің негізгі
мақсаты түрлі байланыс қызметтерін жеткізу мақсатымен кең жолақты қатынас
құры желілерін құру үшін тиімді экономикалық шешімді ұсну болып табылады.
Қарастырылып отырған бітіру жұмысында жалпы қолданыстағы сымсыз
қатынастық нұсқасы таңдалған.
2.3.1 Құрылатын желі сипаттамасы
Airspan мәліметтерді беруді жобаланатын желісі қызметтерді ұсыну үшін
сымсыз технология қолданылатын желіні білдіреді. Airspan сәулеті негізгі
стансалық көп секторлы конфигурациясын, желіні кеңейтудің орталықталған
және ұялы топологиясын қолдануға мүмкіндік береді.
Құрылудың және орнатудың қарапайымдылығы қалалық құрылыстармен
сәйкестендіріп рельефтің күрделі шарттарында да WiBro радиоқатуын біртекті
ете отырып, секторларды радиосигналдарды тарату қиын қатынаушы орны
үшін бөлек шығаруға мүмкіндік береді.
Қосарланған қатынау нүктесі WiFi (IEEE 802.11bg) бар СРЕ-ні пайдалана
отырып абоненттерге қызметтерді ұсынуға болады. Сонымен Airspan жүйесі
лезде есесін қайтара бастайтын қалалық масштабтағы WiBRO желілерін
оперативті және қымбат емес етіп құруға мүмкіндік береді.
2.3.2 Желі қызметтеріне қойылатын талаптар
Интернет желісіне сымсыз қосылу кеңселері сапалы кәбілді қатыну
желілері тапшы жерлерде орналасқан, ал жаңа өткізу байланыс желілерін
ұйымдастыру экономикалық тиімсіз болатын тұтынушыларды қызықтырады.
− WiBRO мәліметтерді беру желісі Airspan
компаниясының технологиясының негізінде
құралады
және негізінен жеке тұлғалар үшін ғаламтор, телефония
қызметтерін ұсынады, келещекте виртуалды дербес
делілерді ұйымдастыру мүмкін болады;
− Интернетке қатынау қызметтерін ұсыну;
− Интернетке қатынауды ұсыну ұсынылатын негізгі
қызметтерідің бірі болып табылады. Клиенттерді желіге
қосу клиентті базалық стансаға радио-модем арқылы қосу
жолымен орындалады;
− Қарастырылып
отырған желі ғаламторға
қатынаудың сапалы да сенімді қызметтерін ұсыну үшін
арналады.
Ұсынылатын шешім сымсыз арнаны жылдам ұйымдастыру, бөлінген
арнаны қолданумен ұсынылатын қызметтерімен салыстырғанда бағаның
төмендігі және тиімді тарифті жобалар сияқты белгілермен сипатталады.
Radio Ethernet технологиясы бойынша құрылған радиоқатыну желілеріне
қарағанда WiBRO-технологиясын қолданатын жүйелердің ерекшелігі тұрақты
жұмыс жасайды және негізгі станса мен абоненттік терминал арасында
(шағылған сигналда) ұсынылатын қызметтердің жоғарғы сапасын қамтамасыз
ете отырып тура көрінуден тыс жұмыс жасайды.
Желіге рұқсат етілмеген қатынаудан қорғау жобалау кезінде IEEE802.16-
стандарттарын өндірушімен енгізілген қауыпсізідік параметрлерімен
қамтамасыз етіледі. Қауіпсіздік 3-DES деңгейлі протоколда жүзеге асады.
2.4 Желіні жобалау
Қарастырып отырған жобаның концепциясы белгілі бір аудан, қалада Wi-
MAX технологиясы кезінде желіні құру. Оның мақсаты Интернет-қызметерді
жеке тұлғалар үшін ұсыну. Біздің жылдықтан алыс құрылғы ретінде Airspan
компаниясынан алу шешімі қабылданды. Себебі бұл шешім біздің
мақсаттрымызға сәйкес келеді. Желі салыстырмалы кішігірім тұтынушылар
саны үшін және желінің кеңейтілуі үшін потенциалды мүмкін болатындац
құрылады.
Қарастырылып отырған желі артықшылықтары:
− OFDM радиотехнологиясы, ол тура көріністі
толығымен жоқ болған шарттарда тұрақты жұмыс жасауға
мүмкіндік береді (Non-Line-of-Site, NLOS);
− Шынайы уақыттағы қателерді динамикалық
түзетумен мәліметтре дестелерін бөліктеп беру үшін
модуляцияның адаптивті блогы (burst-by-burst) алгоритмі.
2.5 Жиілік диапазонын таңдау
Қазақстанда радиожиіліктік спектр тональді ресурстен шектелген,
жойылған. Дербес жағдайларда сымсыз қатынаудың 2,4 ГГц, 3,5 ГГц, 5,8 ГГц
диапазондары толығымен дерлік тарқатылып берілген. Дегенмен түрлі
себептермен бұл жолақтар толық көлемде қолданылмайды.
Осыдан кейін лицензияланған немесе лицензияланбаған жиілікті
пайдалану сұрағы туындайды. Бар қиындық жиіліктік жолақтардың
жетіспегенінен келіп туындайды. Белгілі бір жиілікті қолдануға лицензия
электромагниттік жағдайын реттеу негізінде беріледі. Және тек қана осныған
ұқсас немесе басқа жүйелердің, яғни осы жолақты жұмыс істейтін кедергі
әсері, болмаған кезде беріледі. Бұл көптеген айларға созылатын процедура
және айтарлықтай қымбат жұмыс.
Сонымен жобаның алдынығ кезеңдерінде айтылып кеткендей
лицензияланбаған жиілік жолағын қолдану шешілді, және ақырындап жиіліктің
лицензияланған саласында жұмыс жасау құқын алу шешілді. Қарастырылып
отырған нұсқа телекоммуникациялық қызметтреді ұсыну нарығына кіруді
жалдамдатуды қамтамасыз етеді. Ол үшін келесі факторлар ескерілуі тиіс:
− Желіні жалдам кеңейту және байланыс қызметтренің
нарығына ену, өйткені лицензияны алуға уақыт кетірудің
қажеттілігі жоқ.;
− Салыстырмалы жоғары емес алғашқы шығындар;
− Қажетті жиілік спектрін толығымен қолданумүмкіндігі.
Біздің ақиқатымызға қарай жобаның алғашқы кезеңдерінде
лицензияланбаған жиілік жолағын қолдану, абоненттер саны айтарлықтай көп
емес кезде, беру сапасының жоғары болмауына рұқсат етілуі. Дегенмен
келешекте лицензияланған жиіліктер жолағын қолдану құқын алу өте маңызды.
Интерфейсті және басқа да бөгеулердің төмен деңгейі сияқты лицензияланған
жиіліктер жолағынның артықшылықтарын ескерек отырып, жоғары сапалы
қамтамасыз ету және жоғары жылдамдықтарды қамтамасыз ету және жоғары
жылдамдықтарды ұстану мүмкіндігі тауды [13].
2.6 Қолданылатын Airspan құрылғылары
2.4 - сурет. AirSynergy базалық станциясы
AirSynergy кең жолақты сымсыз интерфейстерді қолдайтын Pico-станция
болып келеді (2.5-сурет) Airspan компаниясының шыққан соңғы заманауи
нүкте - көп нүкте құрылғыларының бағдарламаға қолайлы радио параметрлі
(SDR) болы келеді. Wireless Backhaul орнатылған арна арқылы сымсыз бір
түйіннен бас түйінге транспортталып, қазірге 4G LTE и 4G WiMAX WiBro
технологияларын қолдайды.
AirSynergy сонымен қатар iBridge технологиясымен интегрцияланған
сымсыз шешімін ұсынады. iBridge түйіндерді нүкте - көп нүкте немесе
нүкте - нүкте қосып, қаланың инфроқұрылымда орнатылады. iBridge Relay
типті мульти - хоп қосылысын қолдайды. Wireless Backhouling функционалды
мүмкіндіктерімен қатар, әр түйіннен LTE немесе WiMAX WiBro қамиды.
2.5 - сурет. Air4G (MacroMAXe)
Air4G (MacroMAXe) - Airspan компаниясының WiMAXLTE қолдайтын
үш модификация қолдатйын базалық станциялары болып келеді: Air4G-W24
(тек қана WiBro), Air4G-WL24 (WiMAX + LTE), Air4G-L44 (тек қана LTE).
Жұмыс істеу диапазон жиіліктері: 2.3 - 2.7, 3.3 - 3.8, 5.15 - 6.425 ГГц.
Air4G (MacroMAXe) жүйесі таратушы мен жіберуші құрылғыларымен
MIMO антенналық жүйесін құрайды:
−
2х4 үшін, Air4G-W24 (WiMAX) және Air4G-WL24
(WiMAX + LTE);
−
4x4 үшін, Air4G-L44 (LTE).
Тиімді сәулелену қуаты 60dBi дейін жетеді. Air4G (MacroMAXe) жүйесі
3.5 МГц, 5 МГц, 7 МГц және 10 МГц өлшемді арнаны қолдап, сонымен қатар
dual MACPHY режимінде 2x7 МГц және 2x10 МГц жұмыс жасай алады.
Air4G мобильді WiMAXWiBro және LTE желілер үшін ең тиімді үш секторлы
конфигурация үшін жасалған (2.6-сурет). Таратылған және
орталықтандырылған шлюз (ASN Gateway) жұмысы үшін R6 протоколын
қолдайды.
Мобильді байланысты орнату үшін жиілік ресурсы үлкен роль атқарады,
яғни оны миксимал тиімді қолдану қажет. Жиілікті қайта қолдану
коэффицентін бірге тең деп (N=1) алу үшін, спектрдің максимал жүктемесі мен
бөгуіл интерференция арасында тепе - теңдікті сақтау қажет.
Сондықтан Air4G жүйесінде толық (FUSC) және жартылай (PUSC)
тасушы мен жиілікті қайта қолдану технологиясы FFR (Fractional Frequency
Reuse) және SFR (Soft Frequency Reuse) қарастырылған. Айта кететін болсақ,
абоненттердің қамту аймағы максималды тығызалып, жиілік - территориалды
жобалаудың максимал ыңғайлығымен интерференциялық бұғаттарға
төзімділігі.
WiBro технолоиясын ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- 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
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz