Базалық станцияны басқарушы сервер
1
2
3
Аңдатпа
4
Дипломдық жобаның тақырыбы: Ленгер қаласының сымсыз желісін жобалау
(WiMAX технологиясы)
Жобаның бастапқы мәліметтері: WiMAX ( Wordwide Interoperability for
Miccrowave Access) - әмбебап сымсыз байланысты үлкен қашықтықтағы кең
спектрлі құрылғыларға қызмет көрсету мақсатында өңделген телекоммуникациялық
технология болып табылады.
Дипломдық жұмыста, базалық стансаның қамту аймағы, сигналдың пайдалы
қуаты мен антеннаны орналастырудың биіктігі, таралу трассасының бойындағы
сигнал қуатының орташа жоғалуы бойынша есептеулер жүргізілген.
Жалпы дипломдық жоба барлық жағынан толық қамтылған және қолданысқа
енген.
Аннотация
Тема дипломной работы:Проектирование безпроводной сети города Ленгер.
Дипломный проект полностью и разносторонно расмотрен и уже применяется
в данном учебном заведении.
Annotation
Theme of this diplom proekt is: Designe of a wireless network of the city og Lenger.
This diplom project fully and versatilly reviewed and is already used in this
institution.
5
Мазмұны
Кіріспе
1 Аналитикалық бөлім
1.1 Негізгі жұмыс істеп тұрған желілерді анализдеу
1.2 Wi-Fi және WiMAX стандарттарының басты айырмашылықтары
1.3 Спектрлік кеңейту тәсілдері
1.4 WiMAX технологиясының көрсеткіштері
1.5 WiMAX технологиясының артықшылықтары
1.6 Тапсырманың ұйымдастырылуы
8
10
10
13
13
14
17
18
2
Жобалық бөлім
19
2.1 Ленгер қаласында WiMAX желісін жобалау
2.2 Желіні құру мақсаттары мен тағайындалуы
2.3 Желі қызметтеріне қойылатын талаптар
2.4 Жұмыста қоланылатын құрылғы
2.5 Жобаланған желінің құрылымдық сұлбасын өңдеу
2.6 Қосымша қызметтер
2.7 Таралым аймағын ұйымдастыру
3 Эксперименталдық бөлім
3.1 WiMAX технологиясының негізгі параметрлерін есептеу
3.2 Бағдарлама скриншоттары
4 Өмiр тiршiлiк қaуiпciздiгi бөлiмi
4.1 Бөлмедегі ауа алмасу үрдісі
4.2 Бөлмедегі желдету жүйесі
4.3 Ауа алмасу жүйесін есептеу
5 Экономикалық бөлім
5.1 Жобаның мақсат
5.2 Ұйымдастыру жоспары
5.3 Қаржы шығындар
5.4 Жылдық инвестициялық шығындарды есептеу
5.5 Электр қуатының шығындарын есептеу
5.6 Экономикалық тиімділік көрсеткіштерін есептеу
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
А Қосымшасы
6
19
20
20
22
27
28
29
31
31
44
48
48
49
51
59
59
60
60
61
63
65
69
70
71
Кіріспе
Болашағы үлкен, бәсекеге қабілетті, сымды байланыс құралдарына балама
бола алатын шешім ретінде сымсыз қосылу желілері болып табылады. Сымсыз желі
жабдықтары компьютерлер, желілік және арнаулы сипаттағы құрылғылар арасында
радио арналар бойынша ақпаратты (мәлімет, телефония, бейне) таратуға арналған.
Қазіргі таңда, олар қарқынды өңделіп, бүкіл әлемнің ірі қалаларында кең қолданысқа
ие болуда.
Сымсыз байланыс қызметтері кең жайыла отырып, көбіне төмен
эксплуатациондық шығындарға ие. Жергілікті сымсыз желілердің артықшылығы
айқын, өйткені олар оңай және арзан қолданылып, сонымен қатар,
модификацияланады. Бұл аталғандардың барлығы тұтынушы үшін айтарлықтай
маңызды жайттар болып табылады.
1990 жылдардың басынан радиосигналдарды кодалық модуляцияланатын
құрылғылар
қарқынды қолданылып келуде. Радиосигналдың кодалық
модуляциялануы, оның спектрінің кеңеюіне және амплитудасының шуыл деңгейіне
дейін төмендеуіне әкеліп соқтырады. Мұндай құрылғылар кеңжолақты немесе шуыл
тәріздес жүйелер деп аталады. Кеңжолақты сымсыз байланыс технологиясы жоғары
сапа мен коммуникация сенімділігін, бөгеуілдер мен ауа райы жағдайларына
тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Кеңжолақты сымсыз байланыс жүйелерінің ең
басты артықшылығы кодалық модуляцияның жаңа түрлері арқылы жүзеге
асырылатын мәліметтер тасымалдануының жоғарғы жылдамдыққа ие болуы. Сол
себепті кеңжолақ түсінігі мультисервистік қызмет көрсетуге (интернет, мәлімет
тарату, дауыс, бейне және т.б) қажетті жүйенің жоғарғы жылдамдықпен мәліметтер
тасымалдау қабілетіне ие болуының баламасы болып табылады. WIMAX (Worldwide
Interoperability for Microwave Access) - (IEEE) Электроника және электротехника
саласындағы инженерлер институты әзірлеген 802.16, мәліметті сымсыз кеңторапты
әдіспен жолдау халықаралық стандарттың коммерциялық атауы.
WIMAX желілері Ұялы телефон принциптері сияқты жұмыс істейді. WiMAX
30 шақырымнан астам қашықтықты қамтиды, ал жолданым қабілетін кабельдік - 75
секМбит-пен салыстыруға болады.
Сонымен қатар WiMAX стандарты Triple DES (кілт ұзындығы - 128 бит)
немесе RSA (кілт ұзындығы - 1024 бит) алгоритмдер бойынша шифрлеуді қолдайды.
Бұған қоса хакерлердің кері ықпалына төзімділігі бар және сәуле жолданымын
басқару өздігінен басқарылады. (автоматическое управление мощностью излучения).
Басқа радиотехнологиялардан айырмашылығы WiMAX базалық станса
көрінбей тұрса да, кеңістікте қайтарым сигнал арқылы тұрақты істей береді.
Қалаларда тығыз салынған құрылыстардың бар екенін ескерсек, бұл өте жақсы
ерекшелік.
Қазіргі таңда Broadband Wireless Access (BWA) кеңжолақты сымсыз қосылу
7
үйелерінде протоколдардың көпжақты қосылуы көп қолданысқа ие болуда. Әсіресе,
BWA кеңжолақты сымсыз қосылу жүйелерінде IEEE 802.16 (WiMAX) стандарты
TDMA протоколдарын қолданады.
IEEE 802.16 стандарты бизнес, үй тұтынушыларына ақпаратқа кең жолақты
қосылудың тез қосылу әдісін береді. Кеңжолақты сымсыз қосылу DSL және
кабельдік қосылуларға тән кемшіліктерден айырылған. Оны тіпті оңай жайып, аудан
жабынын үлкейтуге болады.
WiMAX - Интернетке кең торапты кіруді қамтамасыз етумен қатар, дыбыс,
дауыс, бейне (видео) тағысы тағыларды, басқа да ақпараттық мәліметтерді жолдауға
мүмкіндік береді. Басқаша айтқанда, корпоративтік желілер ұйымдастыру, сапалы
видео-трансляция және IP-телефония - жеңілдей түседі.
Берілген дипломдық жобада Ленгер қаласының нарығына жаңа және
болашағы бар WiMAX қызметін енгізіп, қаланың байланыс желісін оңтайландыру
қарастырылады.
8
1 Аналитикалық бөлім
1.1 Негізгі жұмыс істеп тұрған желілерді анализдеу
1.1.1 WiMAX технологиясының жалпы сипаттамалары. WiMAX (Worldwide
Interoperability for Microwave Access) - әмбебап сымсыз байланысты үлкен
қашықтықтағы кең спектрлі құрылғыларға (жұмыс станциялары мен ықшам
компьютерлерден ұялы телефондарға дейін) қызмет көрсету мақсатында өңделген
телекоммуникациялық технология болып табылады. IEEE 802.16 стандарты қала
масштабының 50 шақырым радиусты аумағында сымсыз байланыс желілерін құру
мен абоненттердің кеңжолақты сымсыз қосылуы (BWA) үшін қызметтерді
қамтамасыз етеді.
Жалпы айтқанда IEEE 802.16 стандартының сипаттамасы бойынша таралым
алыстағы 50 шақырымға дейін қарастырылады, тура көру мүмкіндігі жоқ жағдайда
да қызмет көрсете береді және де базалық станцияның бір секторы 70 Мбитсек
жоғары жылдамдығында ақпарат алмасуға мүмкіндік береді, ал секторлар саны 6
болуы мүмкін.
Өзінің
атымен ‹‹Микротолқынды диапазондағы сымсыз қосылудың
халықаралық әрекеттесу желілері››, технология біріншіден, ‹‹соңғы шақырым
байланысының жүзеге асырылуына ат салысуға бағытталуына (осыдан - ‹‹әрекеттесу
желілері››), екіншіден, ең алғаш жиілік диапазоны 10-66 ГГц аралығында
қолданудың жобалануына міндетті (осыдан - ‹‹микротолқынды диапазон ››).
WiMAX желісінің жабдықтары 2-11 ГГц жиілік аралығында ені 10 МГц болатын
бірнеше жиіліктік арнада жұмыс істейді. Әр мемлекет жиілік аралықтарын арнайы
тарататын болғандықтан, WiMAX жабдықтарына әр түрлі жиілікте жұмыс істеу
талабы қойылады. Аралықтардың осыншама кең үлестірілуі дүние жүзіндегі
мемлекеттердің басым көпшілігіндегі талаптарға сай болу үшін жасалған. Яғни,
Солтүстік Америкада WiMAX технологиясы үшін 2,5 және 5 ГГц жиілік аралығында
қолданылады, Орталық және Оңтүстік Америкада - 2,5, 3,5 және 5 ГГц, Таяу
Шығыста, Африкада, Батыс және Шығыс Еуропада - 3,5 және 5 ГГц, ал Азия -
Тынықмұхит аумақтарында - 2,3, 3,5 және 5 ГГц жолағында жұмыс істейді. WiMAX
WI-Fi технологиясымен салыстырғанда, Т1 класты желілерінің жылдамдығымен
жұмыс істейтін интернетке қатынау мүмкіндігін береді және оның сигнал тарату
алыстығы әлдеқайда көп. Өз кезегінде WiMAX-тың және DSL желісінің
‹‹магистралды тармағының›› жалғасы Wi-Fi локальды желісі болып табылады.
WiMAX 10 шақырым және оданда көп радиуста байланыспен қамтамасыз ете
отырып, айтарлықтай аумақта таралады. Сол себепті, қызмет көрсетушіге ‹‹соңғы
9
шақырым›› өзекті мәселесін шешуге қолайлы мүмкіндіктер береді. WiMAX
желісінің қосылу сұлбасының 2.1-суретте көрсетілген.
1.1 сурет − WiMAX стандарты негізінде желіні ұйымдастыру
IEEE 802.16 стандарты құрылымы бойынша дәстүрлі ұялы байланыс
желілеріне ұқсас болып келеді мұнда радиусы 50 км дейін әсер ететін базалық
станциялар орналастырылады және оларды тек мұнаралардың үстіне ғана емес, үй
шатырларына да орналастыруға болады. Базалық станцияны тұтынушымен қосу
үшін абоненттік құрылғының бар болуы қажет. Содан соң сигнал Ethernet
стандартты кабелі арқылы керекті компьютерге және Wi-Fi 802.11 стандартының
қосылу нүктесіне немесе Ethernet стандартының локальды желілердің
инфрақұрылымын кабельдік қосылудан WiMAX-қа өтуін сақтайды. BWA
кеңжолақты сымсыз қосылу жүйесінің IEEE 802.16 (WiMAX) стандарты
қашықтықта орналасқан абоненттердің Итернетке, телефонияға қосылу, мәлімет,
аудио және бейне ақпараттарын тарату қызметтерін атқарады.
WiMAX арқылы желіні оңтайландыру үш негізгі бөлімге бөлінеді.
Қазіргі бірінші бөлімі бір жерде бекітіліп тұратын ‹‹ұялы таяқша›› тәріздес
антеннамен жұмыс істейтін ескі IEEE 802.16a және 802.16d стандартының орнына
жаңа IEEE 802.16-2004 стандартты WiMAX технологиясымен кең тарату.
Екінші бөлімі WiMAX технологиясын ыңғайлы және қол жеткізерліктей
қылатын ішкі антенналарды қолдану.
Үшінші бөлімі 2006 жылы IEEE 802.16e арнаулы стандартын енгізу. Бұл
WiMAX технологиясының қазіргі заманғы Wi-Fi желісі сияқты ‹‹таралым
10
аймағында›› орын ауыстырып жүретін жылжымалы кішігірім құрылғылардың
жұмыс атқаруына жол ашады.
Осыншама күрделі стандарттарды жасап шығару ұялы байланыспен, басқада
сымсыз стандарттармен қатар бар болуы, ‹‹ақылды›› антенналарды жасап шығаруы,
OFDMA сияқты модуляцияның жаңа түрін қолдануы, QoS көрсеткіштері болу
негізінде қарастырылған. Бұл ауқымды жұмыста WiMAX технологиясының барлық
сырлары көрсетілген, бірақ сонда да бұл өте ұзақ және күрделі жұмыс.
WiMAX технологиясының даму бағыты бірнеше деңгейді қарастырады.
Алғашқыда - бір жерге бекітілген сымсыз байланыс. Кейіннен − PDA және
құрылғыларының көмегімен қатынауға мүмкіндік ашылды, яғни далаға шығып
базалық станцияның қызмет көрсету аймағына кіріп ноутбугін ашып интернетке кіре
бере алады. Осылайша базалық станцияның жабу аймағында кез келген адам толық
мобилділікке қол жеткізеді. Қазақстанға арзан шешім керек екенін баршамыз
түсінеміз. Және де мобилділік пен алысқа қызмет көрсететін жүйе керек. Осымен
қатар тұтынушылардың түсінігі бойынша бұл әмбебап қызмет көрсетуі тиіс, яғни
интернетпен қатар телефон желісіне де мүмкіндік аламыз.
WiMAX технологиясы сымды және қазіргі таңда бар ұялы технологиялармен
салыстырғанда нәтижелілік көрсеткіштері мен желі бағасы бойынша бірқатар
артықшылықтары бар. Атап айтқанда, WiMAX технологиясы
сымды
технологияларға қарағанда бір уақытта қызмет көрсетілетін абоненттердің
максималды санымен өлшенетін желінің кеңжолақты қосылу сегментінде жоғарғы
сыйымдылықпен және аз шығындалу нәтижесінде желінің жайылуы мен қызмет
көрсетілуіндегі ең үлкен қашықтықтағы байланыспен қамтамасыз етілуі.
WiMAX Forum кеңжолақты сымсыз желіні қолдайтын бес қатынау түрін
ұсынады:
− Fixed WiMAX − бекітілген қатынау;
− Nomadic WiMAX − сеансты қатынау;
− Portable WiMAX − орын ауыстыру кезіндегі қатынау;
− Mobile WiMAX − мобильді қатынау.
Алғашқы екі режім, абоненттік құрылғының негізгі құрылғыға қатысты,
әрқашан бір жерде болғанын талап етеді. Тасымалдау режіміндегі қатынау,
шектелген аймақта үзіліссіз байланыста құрылғының кішкентай жылдамдықта
қозғалуын рұқсат етеді. Ал мобильді режім, сымсыз желі қамту аймағында үзіліссіз
байланысты жоғары жылдамдықта қамтамасыз етеді. Жоғарыда келтірілген қатынау
түрлерінің өз ерекшеліктері бар. Олардың барлығы, байланыс үлгілерін жетілдіру
кезінде ескерілуі керек.
Радиотолқынның 10-66 ГГц жиілік ауқымында жұмыс істеу ерекшелігі,
жүйенің тура көрініс шартында жұмыс істеу қабілеттілігімен ғана шектеледі.
Мұндай жағдайда, қаладағы халықтың қоныстануын ескеретін болсақ, базалық
стансаның жұмыс істеу радиусында тұтынушылардың жартысын ғана қосуға
болады. Ал қалған 50 пайызына тура көрініс жоқ. Осы жағдайды ескере отырып,
802.16 үлгісі 2-11 ГГц жиілікке қатысты қосымшаны жетілдірді.
11
Үлгіде, физикалық деңгейдің төрт әртүрлі технологиялары қарастырылған.
Олар үшін, құрылғының параметрлеріне қойылатын талаптарды көрсететін, онға
жуық режимдері бар. Негізгілерін төменде қарастырайық.
SC технологиясы бір тасушыда - Single Carrier (SC) мәліметтерді таратуға
негізделген. 10-66 ГГц ауқым жиілігінде, WirelessMAN желісін құруға болады.
Модуляция түрлері: QPSK, 16 QAM және 64 QAM. Мәліметті тарату үшін жиілік
арнасы 25-28 МГц.
Жиіліктік (FDD) немесе уақыттық (TDD) екіжақтық жұмыс істеу рұқсат
етілген. SC жүйесі үшін белгіленген жылдамдықтар 1-кестеде көрсетілген. Бұл
жылдамдықтар кодалауды ескермегенде алынғанына көңіл аудару керек. Негізінде,
SC бөлімі LMDS тобына жататын жүйеге қойылатын талаптарды көрсетеді.
1.2 Wi-Fi және WiMAX стандарттарының айырмашылықтары
Wi-Fi технологиясы 802.11 стандартына негізделген және салыстырмалы
белгіленген радиусты аумақтағы бөлмелерде локальды желілерді құруға арналған.
Wi-Fi - бұл шағын қашықтықта, кеңседе, кафеде және тағы басқа жерлерде жұмыс
істейтін технология. Рұқсат ету нүктесі мен компьютердің арасы он шақты метрден
аспайды. Wi-Fi - 100 метрдей қашықтықты аумақты қамтитын қысқа қашықтықты
жүйе. Егер WiMAX-ты ұялы байланыспен салыстыратын болсақ, Wi-Fi стационарлы
сымсыз телефонға ұқсайды.
WiMAX технологиясы - бұл базалық станция мен қабылдағыштың арасы
километрлермен өлшенетін, бір қаланың аймағында қызмет көрсететін кеңжолақты
сымсыз байланыс. Wi-Fi желісіне қарағанда, WiMAX технологиясы үлкен
жылдамдық пен үлкен аумағымен ерекшеленеді. WiMAX технологиясы кез келген
жағдайда жұмыс істей береді, соның ішінде қаланың тығыз құрылысты
аймақтарында да жоғары жылдамдықты байланыс пен мәлімет алмасуды
қамтамасыз етеді. Бұл стандарттың аппаратурасы операторлық класстың
жұмыстарын шешуге арналған. Wi-Fi технологиясының тағы бір кемшілігі -
құрылғыларының жоғарғы энергиялық сыйымдылыққа ие болуы, үнемді режімде
жұмыс істей алмауы.
1.3 Спектрлік кеңейту тәсілдері
Бір жиілікті тасымалданушыны қолданған кезде, спектрлікті кеңейтудің үш
тәсілі бар: кездейсоқ тізбектестікпен түзу кеңейту DS (Direct Spectrum) тәсілі, жиілік
бойынша секіріс кеңейту FH (Frequency Hopping) тәсілі, уақыт бойынша секіріс
кеңейту тәсілі TH (Time Hopping). Осы тәсілдердің әртүрлі комбинациялары да
қолданылады.
Бүгінгі күнде, кездейсоқ тізбектестік пен түзу кеңейту тәсілі қолданылады.
Мысалы, мобильді CDMA (one) жүйесінде де, WiMAX 802.16 және 802.16-2004
үлгісінен атқаратын қызметі бойынша DL − MAP ұқсас. Онда, дестедегі кадрлар
12
саны, басталу нүктесі, барлық дестелердің түрлері туралы мәлімет жазылады.
Модуляция жылдамдығы жіберуші арнада, қайтып келуші арнамен бірдей болу
керек. IEEE 802.16 үлгісінің CS режімінде де осы тәсіл қолданылады.
Түзу кеңейту тәсілінде, берілетін сигналдың алғашқы тізбегі кездейсоқтық
тізбектестіктің импульстарымен көбейтіледі. Кездейсоқтық тізбектестік, импульстік
биттер үшін цифрлық тасушы ретінде қолданылады. Кездейсоқтық тізбектестіктің
импульстері төртбұрышты болады да, амплитудасы мен ұзақтығы бірдей болып
келеді. Сондықтан, биттің ұзақтығы кезінде кездейсоқтық тізбектестіктің
импульстарының көбі генерацияланады. Кездейсоқтық тізбектестік
импульстарының пайда болу уақыты, кездейсоқтық заңымен анықталады. Олардың
импульстары биттердің импульстарынан кіші болғандықтан, спектрлері кең болып,
көбейту нәтижесінде спектрі кең импульсті сигнал алынады. Нәтижесінде, бұл
сигналмен гармоникалық тасушы жиіліктің сигналы модуляцияланып, спектрі кең
радиосигнал алынады. Ал түзу көрініс болмаған кезде, көпжиілікті OFDM
технологиясын қолданған тиімді.
1.4 WiMAX технологиясының көрсеткіштері
1.4.1 Архитектурасы. WiMAX архитектурасының бірнеше конфигурациясы
бар: ‹‹нүкте − нүкте››, ‹‹нүкте − көпнүкте››, және барлық аймақты қамту. WiMAX
технологиясының орталыққа қатынауды басқаратын жүйесі MAC (Media Access
Control) ‹‹нүкте − көпнүкте››, және барлық аймақты қамту режимдерін (mesh)
қолдайды. Егер WiMAX жүйесінде тек бір абоненттік станса жұмыс істейтін болса,
онда базалық станса абонеттік стансамен ‹‹нүкте − нүкте›› режимінде қосылысты
орнатады. Мұндай режімдегі базалық станса бағыттау диаграммасы үлкен емес
антенналарды қолдана алады және байланыс ұзақтығын арттырады.
Сымды желілерге қарағанда, WiMAX желісі кабельді жүргізуді және көптеген
құрылғыларды талап етпейді. Радиоарналарды қолдануға болатын рұқсатты
операторлардан алу мүмкіндігі бар. Себебі WiMAX желісінің жүктемесі үлкен емес.
Бірнеше жиілік диапазонында жұмыс жасай алады. Құрылғы мен антенналар
орнатылғаннан кейін, WiMAX өз жұмысын бастауға бірден дайын болады. Кейбір
жағдайларда, WiMAX жүйесін жұмысқа қосу бірнеше сағатты ғана алуы мүмкін.
1 кесте − Қалалық желілер стандарты (MAN)
13 Стандарты
Жиілік ауқымы,
ГГц дейін
Жылдамдық,
Мбитс дейін
Қамту аймағы,
М
IEEE 802.16
10-66
134
2-5
IEEE 802.16.а
2-11
70
6-9
1.4.2 WiMAX жүйесінің жиіліктік диапазондары.
Енді, WiMAX жүйесінде қолданылатын жиіліктік диапазондарын
қарастырайық:
− 2,5-2,7 ГГц MMDS технологиясы бойынша, телевидение жүйелері қолдану
үшін негізделген. Сонымен бірге, интерактивтік теледидарлама мен екі жақты
мәліметті тарату үшін де қолдануға рұқсат етілген.
− 3,4-3,6 ГГц кең жолақты сымсыз жүйелерге қатынауды ұйымдастыру үшін
қолданылады.
− 5,725-5,850 ГГц сымсыз кеңжолақты қатынаудың әртүрлі жүйелерімен
қолданылады. Сонымен қатар, ескірген аналогты және цифрлық радиорелейлі
байланыста да қызмет етеді.
1.4.3 Желілік деңгейде IP - протоколын жүзеге асыру ерекшеліктері. WiMAX
жүйесінің желілік деңгейінде мәліметтерді тарату IP − протоколы қолданылады. Бұл
протокол, компьютерлік желілерде, сонымен қатар Интернет желісінде де
қолданылады. Сондықтан, WiMAX жүйесі компьютерлер арасындағы мәліметті
тарату арқылы компьютерлік желі болып табылады. WiMAX жүйесінде IP −
протоколы дәстүрлі түрде пайдаланылса, мәліметтерді тарату емес, телефондық
байланысты орнату үшін қолданылатын басқа сымсыз желілердің желілік деңгейінде
бұл протоколды пайдалану қолданысқа енді ғана енуде. IP − протоколын қолданған
кезде, мәлімет, дауыс, видео сияқты кез келген ақпарат IP пакетіне жинақталады.
Сондықтан, IP ақпараттың кез келген түрін тарата алатын желі болып табылады. IP
инфраструктурасын қолданған, алдыңғы ұрпақтың BWA желілері мультимедиялық
трафикті тарату кезінде шектеулі ғана мүмкіншіліктері болды. Негізінде, дауыс
немесе видео трафигін IP мәліметтер пакетіне жай ғана орналастыру жеткіліксіз.
Дауыс немесе видео қызметтерін көрсету үшін, байланыс арнасының jitter, қате
деңгейі сияқты талап ететін параметрлерін орындау керек. IEEE 802.16 стандарты
бойынша QoS тың жаңа типтерін жүзеге асыру нәтижесінде, WiMAX жүйесі
арнаның кез келген трафик түріне қоятын талаптарын орындай алады.
WiMAX жүйесі IP − протоколының көмегімен желіні құру моделін (data
contric) жүзеге асырады. Бұл ерекшелік, WiMAX-тың басқа желілерден
айырмашылығын көрсетеді. Соңғы технологиялық жетістіктерді қолдана отырып,
осы модельді жүзеге асыру, WiMAX технологиясын басқа кеңжолақты сымсыз
желілермен бәсекелесуге мүмкіндік береді. IP деңгейі қосымшалар деңгейі (мысалға,
телефондық байланыс, видеоны жіберу т.б.) мен физикалық, арналық деңгейлер
арасындағы интерфейс ретінде қолданылады. Желіні құру кезінде өзгерістер болған
жағдайдың өзінде (мысалы, модуляция типін немесе қатынау кезіндегі
14 IEEE 802.16.е
2-6
15
15
IEEE 802.20
3,5
1
5
мультиплексорлеу протоколын) қосымшалар деңгейінде ешқандай түзетулерді қажет
етпейді.
Мысал ретінде, дауыс тарату протоколын компьютерлі IP желілерінде Voice
over IP (IP телефониясы ) технологиясының кең қолдануын келтіруге болады.
Келешекте, IP телефониясының кең сымды телефондық желілерде алдыңғы қатарлы
орын алатыны сөзсіз. Бүгінгі күннің өзінде, TDM құрылғысы Ethernet пен IP
протоколдарына өтіп, Voice және Video over IP құруды ойластырып жатыр.
1.4.4 Қызмет көрсету (QoS). WiMAX технологиясында қызмет көрсету
сапасының жоғары болуына көп көңіл бөлінген. Және оның ерекшеліктерінің бірі
болып жүзеге асырылған. Осының әсерінен көрсететін қызметтің сапасын арттыруға
болады. QoS қызметтерінің ішінен: ARQ (Automatic Repeat Request, мәліметті қайта
жіберу үшін автоматты түрде сұраныс жасау) және бөлек қосылыс (per - connection
QoS) сияқты қызмет түрлерін атап өтсе болады. Сонымен бірге қызмет түрлерін,
төрт топқа бөлуге болады:
− тұрақты жылдамдықта қызмет көрсету UGS (Unsolicited Grant Service).
Мысалы, Т1E1 дауыс арналары немесе ‹‹IP бойынша дауыс››. Е1 эмуляциясы:
− нақты уақытта мәліметті жіберуге сұраныс жасау қызметі rtPS (Real − time
Polling Service). Жылдамдықтары тұрақсыз трафик үшін арналған. Мысалы, MPEG
форматының видеобейнесі;
− нақсыз уақытта мәліметті жіберуге сұраныс жасау қызметі nrtPS (Non-real-
time Polling Service). QoS параметрлеріне қатты талаптар қоймайтын тұрақсыз
жылдамдықтағы трафик үшін арналған. Мысалы, FTP файлдары;
− Интернет трафигіне арналған BE (Best Effort). Бос слоттар пайда болғанда,
мәліметтерді жіберуге мүмкіншіліктің туындауы.
1.4.5 Қауіпсіздік. WiMAX технологиясында қауіпсіздікті қамтамасыз ететін
функциялар бар. Солардың ең негізгілерін қарастырайық.
− Тұтынушы құрылғысын, базалық станса сертификаттарын ауыстыру
арқылы аутентификациялап басқа терминалдардың қосылуынан қорғауға болады;
− EAP (Extensible Authentication Protocol, кеңейтетін аутентификация
протоколы );
− DFS стандартын қолдана отырып жіберілетін мәліметтерді кодалау (Data
Encryption Standard, мәліметтерді шифрлау коды) немесе AES стандарты (Advanced
Encryption Standard, жаңадан шыққан мәліметтерді шифрлау коды);
− арналық деңгейдің МАС деңгейінде сұрақ-жауап (grant − request) тәсілі
қолданылады.
WiMAX жүйесінде мәліметтерді DES алгоритмі арқылы үштік кодтау
қарастырылған. Бұл технологияның құрылғысы қайталанбас сертификаттарына ие.
Біреуі құрылғы типі үшін, екіншісі ойлап табушыға. Осыдан, мәліметтер ағынының
эффективті және сенімді қорғанысы ұйымдастырылады. Сондықтан WiMAX
негізінде, тіпті виртуалды желілер (VPN) де құралады. Олар қорғаныс
15
туннельдерінің ұйымдастырып, бір мекеменің ішінде немесе алыс орналасқан
мекемелер арасындағы мәліметтер алмасуын қамтамасыз етеді. Шифрлауға арналған
көптеген кілттер мен 3 - DES алгоритмі көмегімен, мәліметті басқа біреу иемденіп,
шифрлауды бұзғысы келген кезде қиыншылықтарға тап болады. Трафикті шифрлеу
механизмі әрбір виртуалды қосылыс үшін екі кілтті бірдей қолданады. Осыдан,
қосылыс қауіпсіздігі арта түседі. IEEE 802.16 стандартында әрбір абоненттік
комплекске Х.509 цифрлық сертификатымен қол қойылған. Сондықтан, абоненттік
комплекс, құрылғыны шығарушымен қорғалған және сертификаттың мерзімі
біткеннен кейін де (10 жыл) өзгертіле алмайды. Цифрлық қол қою негізінде базалық
стансада абоненттік комплекстің аутентификациясы жүргізіледі. Базалық және
абоненттік стансалар шифрланған кілттермен алмасады да, қауіпсіз шифрланған
қосылыс ұйымдастырылады:
Сонымен бірге, WiMAX жүйесінде криптографиялық алгоритмдер
қолданылады:
Режім CBC: DES 56 - разрядтық кілтімен, мәліметтер аутентификациясымен
және 3 − DES, 128;
Режім СВС: DES с 56
-
разрядтық кілтімен, мәліметтер
аутентификациясынсыз және RSA, 1028;
Режім ССМ: мәліметтер аутентификациясынсыз және AES, 128.
1.5 WiMAX технологиясының артықшылықтары
WiMAX технологиясы, сымсыз байланысты қоныстанған ауданның түгелдей
аймағына орната алады. Сонымен қатар жаңа қосылыстарға шығынды азайтады.
Бүгінгі таңда, бір объектінің қосылуына бірнеше айлар кетсе, WiMAX-тың
арқасында, бұл процесс бірнеше сағат немесе күнге дейін қысқарады.
Ұйымдастыруға, кабельді тарту мен оны қызметке енгізудегі кететін шығынның
азаюы, сонымен бірге қосылысты ұйымдастыруда уақыттың қысқаруы, телеком -
инфрақұрылымына кететін инвестиция көлемін азайтады.
Масштабталу сияқты қасиеті бар сымсыз желілер қолданыста өте ыңғайлы
болып келеді. WiMAX кез келген мәліметтерді тарату, интернетке қатынауды,
ақырғы құрылғысы бар ұялы желінің белгіленіп отыратын конвергенциясын
ұсынады. WiMAX технологиясы тек дауысты тарату ғана емес, сонымен қатар
қандай да болмасын мәліметтерді тарату, видеоконференция, корпоративті желі мен
база мәліметтерін де ұйымдастыру мүмкіншілігі бар.
Берілген стандарт бір базалық стансасын қолдана отырып, мыңдаған
абоненттерге қызмет көрсете алады. Құрамына қосылған құралдар көмегімен
қауіпсіздікті қамтамасыз ете алады.
Стандарттың бар болуы, желі құрылғысында әр түрлі өндірушілердің
қатысуына мүмкіндік береді. WiMAX құрылғысын стандарттаудың нәтижесінде,
абоненттік құрылғыларға бағаны төмендету мүмкіндігі бар.
Жалпы, бүгінгі күннің тұтынушысы, SDH немесе Ethernet сияқты кабельді
16
қосылыстар арқылы келетін барлық қызмет түрлеріне кедергісіз қол жеткізу керек.
Сондықтан, WiMAX технологиясы алдағы уақытта IP мен EI сияқты сервистер түрін
ұсынып қана қоймай, ASL - қатынау инфраструктурасын сымсыз желіге ауыстыру
мақсатын көздеп отыр.
WiMAX технологиясының тағы бір ерекшелігі, мобильді байланысты
ұйымдастыру.
WiMAX-тың жиіліктік диапазоны 2-ден 11 ГГц және 10-нан 66 ГГц-ке дейін.
Арна ені 1,5-нан 28 МГц-ке дейін. Ал модуляциясы, радиоспектрді әр герцке 5 бит
тиімділігімен қолдануға мүмкіндік береді. Сондықтан, жылдамдық 134 Мбитс-қа
дейін жетеді. (арна ені 28 МГц).
WiMAX негізгі ерекшелігінің бірі, құрылғылар арасындағы арақашықтығы 50
км-ге дейін жетеді. Бүгінгі таңда кеңжолақты сымсыз технологиялардың көбісі,
мәліметті тарату кезінде тура көріністі талап етеді. Ал WiMAX жүйесі, OFDM
технологиясын пайдалану арқылы, тұтынушы құрылғысы мен базалық станса
арасындағы процесс тура көріністі талап етпейді. Арақашықтығы ондаған
километрге дейін жетеді.
Қалада халықтың орналасуы жоғары тығыздылығымен сипатталады. Оларды
мәліметпен қамтамасыз ету үшін үлкен өткізу жолағы қажет. Сол үшін берілген
спектрде үлкен өткізу жолағы бар желіні құру керек.
Бұл технология, қалалық және аумақтық жоғары жылдамдықты радио
желілерге ыңғайлы болады. Қазақстан территориясы үлкен, ал халықтың
қоныстануы сирек болып келетін жерлері аз емес. Сондықтан, WIMAX
технологиясының сымсыз желісін, осындай жерлерге қолдану тиімді тәсілдердің бірі
болып саналады.
Бүгінгі таңда Интернетке, мультимедиялық ақпаратқа және VoIP-ге деген
сұраныс күннен-күнге өсіп келеді. Сондықтан, кеңжолақты сымсыз желілерге деген
сұраныс та туындайды.
1.6 Тапсырманың ұйымдастырылуы
Қазақстан Республикасының ішкі экономикасының, таяу және шалғай
шетелдердегі байланыс саласының қарқынды дамуы, телекоммуникация нарығында
жұмыс істейтін барлық операторларды, отандық нарыққа жаңа ғылым мен техника
жетістіктерін енгізуді талап етеді. Әрине бұл үрдістен Қазақтелеком байланыс
алатын бірден бір оператор. Осы мәселе бойынша Қазақтелеком байланыс
желілерін ыңғайландыру үшін, әр жерде маркетингтік зерттеулер жүргізуде.
Ақпараттық алу тәсілдері мен қайнар көздеріне Шымкент ОТД-сының жеке
зерттеулерін жатқызуға болады.
Айтылып отырған нарықты қамту келесі сыртқы әсерлерге байланысты:
− нарықта экономикалық тұрғыдан дамыған компаниялардың болуы (Нұрсат,
Информационные технологий және т.б.);
− жаңа тұтынушыларды шақыру мүмкіндігі;
17
− тұтынушылардың жаңа телекоммуникациялық қызметтерді талап етуі.
Қазіргі кезде ADSL қызметіне қосылушы кейбір абоненттерге мүмкіндік болмай
отыр. Ол техникалақ себептермен байланысты:
− абоненттердің телефондары қосарланған болуы;
− абоненттер PSM арқылы қосылған;
− абонентке дейінгі қосу желісі сапасыз болуы;
− абонентке әуе байланыс желісінің болуы;
− сымды жалғағыш желінің болмауы.
Негізгі болашақ абоненттер ретінде, кезінде сұраныстары техникалық
себептермен қанағаттандырылмаған заңды тұлғаларды, ПБ (видео-камераларды
қосуға), мектептерді алуға болады.
WiMAX желісін 2010 жылы құру - сымсыз желілер арқылы көрсетілген жаңа
қызмет түрлерін арттыруға мүмкіндік береді. Күн санап өсіп жатқан сұранысты
қанағаттандырудың жалғыз шешімі болып табылатын технология осы.
2 Жобалық бөлім
2.1 Ленгер қаласында WiMAX желісін жобалау
2.1.1 Ленгер қаласының желі жағдайын талдау. Ленгер - Оңтүстік Қазақстан
облысы, Төле би ауданындағы қала (1945 жылдан), аудан орталығы (1956 жылдан).
Темір жол стансасы Шымкент қаласынан оңтүстік-шығысқа қарай 30 км, Бадам
өзенінің оң жағалауында орналасқан. Іргесі 19-ғасырдың 70-жылдарында қоңыр
көмір өндіретін шағын кеніш ретінде қаланған. Ленгер қаласының тұрақты
тұрғындарының саны 20 мың адам (2003).
Аудан жерімен Ленгер-Шымкент темір жолы өтеді. Ленгерде Ақмаржан АҚ,
Балмұздақ фабрикасы, Қазақстан - Иран бірлескен машина жасау зауыты, ауыл
шаруашылығына қажетті қосалқы бөлшектер, құрал-саймандар шығарады: көмір
өндіретін шахта, кірпіш-қыш зауыты, астық қабылдау пункті, Үміт АҚ, Шұғыла
АҚ, Әсел ӨК, күнбағыс және мақсары майын өндіретін бірнеше цехтар, сыра
зауыты т.б кәсіпорындар бар. Ұйық, тоқыма, тігін фабрикалары, машина жасау
зауыты, Оңтүстік мұнай-газ ашық акционерлік қоғамы, Ленгер мұнай барлау
скважиналарын сынау экспедициясы жұмыс істейді. Фудмастер-Шымкент
компаниясы − сүт өнімдерін шығарады . Оңтүстік алаңында Төле биге ескерткіш
орнатылған.
Қаланың байланыс желісінің жалпы сыйымдылығы 30 912 нөмір. Желідегі
нумерация бес және алты мәнді. Желі сыйымдылығының толық қолданылуы
қамтамасыз етіледі. Қаланың инфрақұрылымының өсуіне байланысты басқа
аймақтардан халықтың көптеп келуі кеңжолақты сымсыз рұқсат сияқты жаңа
қызметтерді қолданудың қажеттілігін арттырады. Сонымен қатар қалада GSM, Activ,
18
Beeline, Pathword, Neo ұялы байланыс операторлары орнатылған.
Операторлар периферияда қызмет істейтін және тікелей құрылыс немесе басқа
өндіріс саласымен айналысатын өздерінің бөлімшелерін сапалы байланыспен
қамтамасыз етуді қажет ететін корпоративті клиенттерге өз қызметтерін ұсынады.
Қалалық байланыс желісінің тораптық бөлігінде негізінен ТПП және ТГ типті
талшық диаметрі 0,5, 0,32 мм болатын, ИКМ-30, ИКМ-120 типті сандық тарату
жүйелерімен тығыздалатын мыс кабельдері қолданылған. Қалада 7 цифрлық сыртқа
шығарылған станциясы бар 2 цифрлық АТС және АТСКУ түрлі үш аналогты
станция бар.
2.2 Желіні құру мақсаттары мен тағайындалуы
Берілген дипломдық жұмыстың мақсаты WiMAX технологиясы, соның ішінде
IskraTEL компаниясының SI3000 WiMAX шешімі негізінде интернетке кеңжолақты
қосылу қызметтерін қамтамасыз ететін желіні құру болып табылады.
SI3000 WiMAX стандартының барлық функционалдық мүмкіндіктерін
иемденетін, ең қолайлы және базалық станциясы тез орнатылатын WiMAX
технологиясы шешімі болып табылады. Жүйе негізінде Telsima чипсетінің
архитектурасы жатыр.
SI3000 WiMAX қалалық және ауылдық аймақтарда таралу ауқымы (5-10 км)
ауданды қамтитын толыққұнды желіні ұйымдастырады. Бұл жүйенің мүмкіндіктері
радиосигналдың күрделі таралу жағдайында да WiMAX технологиясының кез
келген типті абоненттік терминалдарының тұрақты жұмысын қамтамасыз етеді.
WiMAX технологиясы негізінде сымсыз байланыс желісін құрудың негізгі
мақсаты - түрлі байланыс қызметтерін қамтамасыз етуде экономикалық жағынан
тиімді, әрі нәтижелі шешім ұсыну. Берілген жұмыста жалпы қолданыстағы сымсыз
қосылу нұсқасы таңдалды.
SI3000 WiMAX шешімі негізінде жобаланған мәліметтерді тарату желісі
сымсыз байланыс қызметтерін қамтамасыз ету негізінде құрылады. SI3000 WiMAX
архитектурасының конфигурациясы көпсекторлы базалық станцияларды қолдануға
мүмкіндік береді. Құрылымы мен орнатуының қарапайым болуына байланысты
базалық станцияның әр секторы радиосигнал таралуының қолайлы емес
аймақтарына да шығарылады. Бұл WiMAX радио таралым аумағының жер бедерінің
күрделі болуына қарамастан біркелкі болуын қамтамасыз етеді. Осылайша, SI3000
WiMAX жүйесі қалалық масштабтағы WiMAX желісін қымбат емес шапшаң түрде
құрылуын жүзеге асырады.
2.3 Желі қызметтеріне қойылатын талаптар
Берілген дипломдық жұмыстың негізгі мақсаты, Ленгер қаласында,
кеңжолақты сымсыз қатынау негізінде IP − телефония, интернетке қатынау мен
кеңжолақты мәліметтерді тарату қызметтерін көрсету үшін желі құру. Сымсыз
19
кеңжолақты қатынауды ұйымдастырудың ең тиімді тәсілі WiMAX технологиясы
болып табылады. Себебі WiMAX жүйесінің көмегімен жергілікті желілерді қоса
отырып, абоненттерге қызмет түрлерін көрсете алатын үлкенқалалық жүйені құруға
болады. Және де бұл технологияның басқаларға қарағанда бірқатар артықшылығы
бар.
Сымды желілерге қарағанда (xDSL, TI), сымсыз желі арқылы операторлар мен
сервис провайдерлерге жаңа абоненттерді тиімді қосу ғана емес, сонымен қатар,
тұтынушыларға ақпараттық және телекоммуникациондық технологиялардың
спектрлерін кеңейтуге де мүмкіндік бар.
Стандарт, байланыс оператор деңгейінің технологияларын (көптеген кіші
желілерді қосып, Интернет қызметін көрсету үшін), соңғы миля технологиясын
(провайдер желісіне кіру нүктесінен тұтынушы компьютеріне дейінгі қашықтық)
біріктіреді. Нәтижесінде, жүйенің сенімділігі мен қауіпсіздігі артады.
Сымсыз технологиялар, масштабталу қасиетіне байланысты, құрылған
желілерге жаңа абоненттерді қосуға мүмкіндігі бар. Құрылғыны орнату өте тез және
жеңіл болғандықтан, алыстатылған немесе аз қоныстанған аудандарға қолдану
экономикалық жағынан өте тиімді.
Қамту
аймағының үлкен болуы, радиобайланыстың негізгі
артықшылықтарының бірі. Бүгінгі күннің сымсыз желілерінің көпшілігі түзу
көргішті талап етеді. Ал WiMAX жүйесінде OGDM технологиясын қолдану арқылы
бұл мәселені оңай шешуге болады. Желі түзу көргіштік болмаған кезде де ондаған
километрге дейін жұмыс істей береді. WiMAX технологиясында IP протоколы
қарастырылғандықтан, оны локальді желілерге қосу өте жеңіл.
Ленгер қаласының абоненттеріне WiMAX технологиясының негізінде ең жаңа
мультисервис қызметтерін, сымсыз қатынау мүмкіншілігін пайдалана отырып,
жоғары жылдамдықты мәліметтерді (10 Мбитс-қа дейін) және дауыс тарату
қызметін жүзеге асыру үшін төмендегідей мәселелер қарастырылған.
WiMAX мәлімет тарату желісі IskraTEL компаниясының SI3000 WiMAX шешімі
негізінде құрылып, көбінесе Интернет қызметтерін қамтамасыз етеді.
Интернетке қосылу - желінің негізгі қызметі. Клиенттердің желіге қосылуы радио-
модем арқылы базалық станцияға қосылу негізінде жүзеге асырылады. Интернетке
сымсыз қосылу офистері сапалы кабельдік қосылуы тапшы аймақтарда орналасып,
ал жаңа сымды байланыс жолдарын құру экономикалық тиімсіз болу себептерінен
көп тұтынушыларды қызықтырады. Қарастырылып отырған желі Интернетке
қатынаудың сапалы да сенімді қызметтерін ұсыну үшін арналады. Ұсынулы отырған
шешім сымсыз арнаның тез ұйымдастырылуы, қызмет көрсетуге қарағанда төмен
бағалы болуы мен тиімді тарифтік ұсыныстар сияқты ерекшеліктерімен
сипатталады. Желіге рұқсат етілмеген қосылудан қорғану IEEE 802.16-2004
енгізілген қауіпсіздік параметрлерімен қамтамасыз етіледі.
2.4 Жұмыста қоланылатын құрылғы
20
Nateks-Multilink W − құрылғысы OFDM технологиясын пайдаланып, тура
көрініс болған жағдайда да, көрініс жоқ кезде де жұмыс істей береді. Нүкте −
нүкте, нүкте − көпнүкте топологияларын қолданады. Жүйеде, динамикалық
модуляция қолданылады. Кодалау жылдамдығы беріліс арнасының
сигналшубөгеуіл қатынасының өзгеруіне тәуелді болады. Қамту аймағын үлекейту
үшін, қосымша секторларды пайдалану мүмкіндігі бар.
Желілік деңгейдің біріңғай басқаруы, мониторинг пен біріңғай қызмет, IP
қызмет түрлерін көрсетуге болады (VoIP, ағындық видео және жоғары
жылдамдықты Internet). Бұл қызмет түрлері жүйені, сымсыз қатынау желілерінде
қолдануға мүмкіндігін арттырады. Құрылғы ең біріншіден операторлық желілер
үшін негізделген. Бірақ басқа да тұтынушыларға қолдануға болады. Nateks −
Multilink W құрылғысы тұтынушының қалаған жиілік ауқымында жасалынып
беріледі.
Қатынау құрылғысы (SC) орнатылған ресурс нүктесін (Softswitch, ISP сервері
және т.б.) және сымсыз абоненттік құрылғының (*SS) арасын қосады. Трафик
радиоарнамен қосылған абоненттік құрылғыға таралып, одан кейін тұтынушы
құрылғысына барады (PC, телефондар және т.б.).
2.1 сурет − Nateks - Multilink W құрылғысы
Қатынау құрылғысының екі RJ45 порты бар. Олар арқылы мәліметтерді
тарату және қоректену жүзеге асады. Қатынау құрылғысына сыртқы антенна қосыла
алады (N − типті ағытпа арқылы) және сыртқы құрылғыдан (GPS ағытпа арқылы
BNC) тұрады.
Іште қолданылатын абоненттік құрылғы (RSS) радиомодемнен тұрады. Plug
and play функциясының арқасында құрылғы арнайы техникалық білімді талап
етпейді.
21
RSS екі RJ45 портынан тұрады да VoIP мен мәліметтерді таратуға өте
қолайлы. Блок ішінде DHCP - сервері мен NAT − маршрутизаторы орнатылған.
SI3000 WiMAX жүйесі WiMAX сымсыз желісінің базалық станцияларын 3,5-
3,7 ГГц жиілік диапазонында құруды ұйымдастырады.
SI3000 WiMAX жүйе шешімі негізінде құрылған желі операторлар мен
жабдықтаушыларға аз шығындалу нәтижесінде миллиондаған жаңа потенциалды
клиенттер назарын аударып, кеңжолақты қосылу қызметтерін қамтамасыз етеді.
IskraTEL компаниясының ұсынып тұрған 16d+16e қатар өмір сүру стратегиясы
операторларға бүгінгі күні 16d желісін құрып, дәл сол жиілік спектрі көлемінде
технологияның пісіп жетілуі мен даму шегінде 16e желісіне көшуге мүмкіндік
береді. Берілген өнім OFDM модуляциясы сияқты жоғарғы класс технологиясы
негізінде жасалған. Бұл тура көру мүмкіндігі (LOS) және тура көру мүмкіндігі жоқ
(NLOS) жағдайда жүйенің жұмыс сипаттамасын қамтамасыз етеді. Өзінің
архитектурасы, интерфейсі және желімен қарапайым түрде интеграциялануына
байланысты SI3000 WiMAX Access шешімі жоғары сапалы дауыс тасымалдау мен
жоғары жылдамдықпен Интернетке қосылу қызметтерін қамтамасыз етеді.
SI3000 WiMAX базалық станциясы мен абоненттік станциялары IEEE 802.16-
2004 стандартының техникалық талаптарына толығымен сай болып келеді.
Сондықтан да кез келген сертифицирленген WiMAX құрлығысымен желілік
сәйкестік пен операторлардың кәсіптік шығындарына деген қорғаныш қамтамасыз
етіледі.
2.4.1 Жобаланған желі құрылымы. Орталық басқарушы станция, базалық
станция (БС), абоненттік терминалдар және базалық станцияны сымсыз
микротолқынды байланыс жолдары арқылы байланысады. Оның өткізу жолағы
базалық станцияның өткізу жолағынан асады, өйткені бұл байланыс жолынан
қызмет көрсету трафигі өтеді.
2.4.2 Орталық станция. Орталық станцияда СТОП, интернет және басқа да
байланыс операторларына негізгі қосылулары жүзеге асырылады. Сондықтан да
базалық станцияның барлық трафиктері осында келіп түседі. Сонымен қатар
орталық станцияда мониторинг жүйесі мен оператор құрылғысын басқаратын
қызметкерлер жинақталған.
2.4.3 Базалық станцияны басқарушы сервер. Базалық станцияны басқарушы
сервер базалық станция мен абоненттерді басқару, қалпына келтіру жұмыстарын
жүзеге асырады. Кейбір жағдайларда абоненттер тарификациясы жүргізіледі.
2.4.4 Базалық станция (BS). Базалық станция қызмет көрсету аумағында
абоненттермен байланыс орнататын құрылғы болып табылады. БС - басқарушы
арналардан, антенналардан, көпарналы қабылдау-таратқыш аппаратурасынан,
коммуникациялық ин тұратын беру жүйесі.
22
Құрылғы IEEE 802.16-2004 стандарты негізіндегі Telsima компаниясының
System On a Chip (SOC) чипсетті архитектурасымен сипатталады. Базалық станция
келесі функцияларды атқарады:
− қабылдау-таратқыштың жұмысын басқару;
− жалпы жүйенің трафигін басқару;
− абоненттік терминал арасындағы трафикті басқару.
SI3000 WiMAX базалық станциясы IDU ішкі блогынан және ODU сыртқы
блогынан тұрады. Базалық станцияның сыртқы модулі бөлменің сыртында, діңгекте
немесе ғимараттың шатырында орналастырылады. Биіктік 50 метрден аспау қажет.
Ал ішкі модуль сыртқымен радиоблокқа қоректену көзін беретін, әрі басқару
мәліметтері мен трафик тасымалдауы жүретін ширатылған сым арқылы
байланысады. Қабылдау - таратқыш аппаратуралары 50 шақырым радиус аумағын
қамтамасыз ете отырып, бағытталу диаграммасы
,
,
секторлық және
толық бағытталушы антенналармен байланысады. 2.2 кестеде базалық
станцияның сипаттамасы көрсетілген.
2.2 кесте − Базалық станцияның сипаттамасы.
SI3000 WiMAX базалық станцияларында оның түрлі қолдау
конфигурацияларын, желілік құрылымын және таралым сценарилерін жүзеге
асыратын түрлі палаталар түрлері бар. SI3000 WiMAX жүйесінде ODU блогының
келесі екі моделінің қолдауы WiMAX палаталарымен қолданылады:
− SI3000 WiMAX BS8100 (1Tx 1Rx) қуаты 30 Вт (802.12d);
− SI3000 WiMAX BSM8200 (2TX 2RX) қуаты 36 Вт немесе 40 Вт (802.16е).
23
Стандарт пен сәйкестік
WiMAX Forum certified, IEEE 802.16-
2004
Дуплекстік қолдау
TDD, OFDMSOFDMA
Жиілігі
3300-3890 МГц
Арна ені
1,5, 3, 5, 7,510, 20 МГц
Қуаты
35 dBm
Қоректену көзі
220 B
Шығындалу қуаты
30 атт
2.1 сурет − Iskratel компаниясы WiMAX базалық станциясының ODU сыртқы блогы
SI3000 WiMAX жүйесінің IDU серия блоктары масштабталу талаптарына сай
өңделді. Оның екісекторлы базалық станциясы бір платада ұсынылады.
2.2 сурет − Iskratel компаниясы WiMAX базалық станциясының IDU ішкі
блогы
SI3000 WiMAX базалық станцияларының IDU сериялары ODU сериясымен
бірге WiMAX желісінің нәтижелілігінің берік тірегін қамтамасыздандыра отырып,
бұл салада ең жақсы баға бойынша өнімділік пен масштабталу мүмкіндігін береді.
SI3000 WiMAX базалық станциясы IEEE 802.16e деңгейіне дейін
модернизациялануының экономикалық жағынан ең тиімді ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
2
3
Аңдатпа
4
Дипломдық жобаның тақырыбы: Ленгер қаласының сымсыз желісін жобалау
(WiMAX технологиясы)
Жобаның бастапқы мәліметтері: WiMAX ( Wordwide Interoperability for
Miccrowave Access) - әмбебап сымсыз байланысты үлкен қашықтықтағы кең
спектрлі құрылғыларға қызмет көрсету мақсатында өңделген телекоммуникациялық
технология болып табылады.
Дипломдық жұмыста, базалық стансаның қамту аймағы, сигналдың пайдалы
қуаты мен антеннаны орналастырудың биіктігі, таралу трассасының бойындағы
сигнал қуатының орташа жоғалуы бойынша есептеулер жүргізілген.
Жалпы дипломдық жоба барлық жағынан толық қамтылған және қолданысқа
енген.
Аннотация
Тема дипломной работы:Проектирование безпроводной сети города Ленгер.
Дипломный проект полностью и разносторонно расмотрен и уже применяется
в данном учебном заведении.
Annotation
Theme of this diplom proekt is: Designe of a wireless network of the city og Lenger.
This diplom project fully and versatilly reviewed and is already used in this
institution.
5
Мазмұны
Кіріспе
1 Аналитикалық бөлім
1.1 Негізгі жұмыс істеп тұрған желілерді анализдеу
1.2 Wi-Fi және WiMAX стандарттарының басты айырмашылықтары
1.3 Спектрлік кеңейту тәсілдері
1.4 WiMAX технологиясының көрсеткіштері
1.5 WiMAX технологиясының артықшылықтары
1.6 Тапсырманың ұйымдастырылуы
8
10
10
13
13
14
17
18
2
Жобалық бөлім
19
2.1 Ленгер қаласында WiMAX желісін жобалау
2.2 Желіні құру мақсаттары мен тағайындалуы
2.3 Желі қызметтеріне қойылатын талаптар
2.4 Жұмыста қоланылатын құрылғы
2.5 Жобаланған желінің құрылымдық сұлбасын өңдеу
2.6 Қосымша қызметтер
2.7 Таралым аймағын ұйымдастыру
3 Эксперименталдық бөлім
3.1 WiMAX технологиясының негізгі параметрлерін есептеу
3.2 Бағдарлама скриншоттары
4 Өмiр тiршiлiк қaуiпciздiгi бөлiмi
4.1 Бөлмедегі ауа алмасу үрдісі
4.2 Бөлмедегі желдету жүйесі
4.3 Ауа алмасу жүйесін есептеу
5 Экономикалық бөлім
5.1 Жобаның мақсат
5.2 Ұйымдастыру жоспары
5.3 Қаржы шығындар
5.4 Жылдық инвестициялық шығындарды есептеу
5.5 Электр қуатының шығындарын есептеу
5.6 Экономикалық тиімділік көрсеткіштерін есептеу
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
А Қосымшасы
6
19
20
20
22
27
28
29
31
31
44
48
48
49
51
59
59
60
60
61
63
65
69
70
71
Кіріспе
Болашағы үлкен, бәсекеге қабілетті, сымды байланыс құралдарына балама
бола алатын шешім ретінде сымсыз қосылу желілері болып табылады. Сымсыз желі
жабдықтары компьютерлер, желілік және арнаулы сипаттағы құрылғылар арасында
радио арналар бойынша ақпаратты (мәлімет, телефония, бейне) таратуға арналған.
Қазіргі таңда, олар қарқынды өңделіп, бүкіл әлемнің ірі қалаларында кең қолданысқа
ие болуда.
Сымсыз байланыс қызметтері кең жайыла отырып, көбіне төмен
эксплуатациондық шығындарға ие. Жергілікті сымсыз желілердің артықшылығы
айқын, өйткені олар оңай және арзан қолданылып, сонымен қатар,
модификацияланады. Бұл аталғандардың барлығы тұтынушы үшін айтарлықтай
маңызды жайттар болып табылады.
1990 жылдардың басынан радиосигналдарды кодалық модуляцияланатын
құрылғылар
қарқынды қолданылып келуде. Радиосигналдың кодалық
модуляциялануы, оның спектрінің кеңеюіне және амплитудасының шуыл деңгейіне
дейін төмендеуіне әкеліп соқтырады. Мұндай құрылғылар кеңжолақты немесе шуыл
тәріздес жүйелер деп аталады. Кеңжолақты сымсыз байланыс технологиясы жоғары
сапа мен коммуникация сенімділігін, бөгеуілдер мен ауа райы жағдайларына
тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Кеңжолақты сымсыз байланыс жүйелерінің ең
басты артықшылығы кодалық модуляцияның жаңа түрлері арқылы жүзеге
асырылатын мәліметтер тасымалдануының жоғарғы жылдамдыққа ие болуы. Сол
себепті кеңжолақ түсінігі мультисервистік қызмет көрсетуге (интернет, мәлімет
тарату, дауыс, бейне және т.б) қажетті жүйенің жоғарғы жылдамдықпен мәліметтер
тасымалдау қабілетіне ие болуының баламасы болып табылады. WIMAX (Worldwide
Interoperability for Microwave Access) - (IEEE) Электроника және электротехника
саласындағы инженерлер институты әзірлеген 802.16, мәліметті сымсыз кеңторапты
әдіспен жолдау халықаралық стандарттың коммерциялық атауы.
WIMAX желілері Ұялы телефон принциптері сияқты жұмыс істейді. WiMAX
30 шақырымнан астам қашықтықты қамтиды, ал жолданым қабілетін кабельдік - 75
секМбит-пен салыстыруға болады.
Сонымен қатар WiMAX стандарты Triple DES (кілт ұзындығы - 128 бит)
немесе RSA (кілт ұзындығы - 1024 бит) алгоритмдер бойынша шифрлеуді қолдайды.
Бұған қоса хакерлердің кері ықпалына төзімділігі бар және сәуле жолданымын
басқару өздігінен басқарылады. (автоматическое управление мощностью излучения).
Басқа радиотехнологиялардан айырмашылығы WiMAX базалық станса
көрінбей тұрса да, кеңістікте қайтарым сигнал арқылы тұрақты істей береді.
Қалаларда тығыз салынған құрылыстардың бар екенін ескерсек, бұл өте жақсы
ерекшелік.
Қазіргі таңда Broadband Wireless Access (BWA) кеңжолақты сымсыз қосылу
7
үйелерінде протоколдардың көпжақты қосылуы көп қолданысқа ие болуда. Әсіресе,
BWA кеңжолақты сымсыз қосылу жүйелерінде IEEE 802.16 (WiMAX) стандарты
TDMA протоколдарын қолданады.
IEEE 802.16 стандарты бизнес, үй тұтынушыларына ақпаратқа кең жолақты
қосылудың тез қосылу әдісін береді. Кеңжолақты сымсыз қосылу DSL және
кабельдік қосылуларға тән кемшіліктерден айырылған. Оны тіпті оңай жайып, аудан
жабынын үлкейтуге болады.
WiMAX - Интернетке кең торапты кіруді қамтамасыз етумен қатар, дыбыс,
дауыс, бейне (видео) тағысы тағыларды, басқа да ақпараттық мәліметтерді жолдауға
мүмкіндік береді. Басқаша айтқанда, корпоративтік желілер ұйымдастыру, сапалы
видео-трансляция және IP-телефония - жеңілдей түседі.
Берілген дипломдық жобада Ленгер қаласының нарығына жаңа және
болашағы бар WiMAX қызметін енгізіп, қаланың байланыс желісін оңтайландыру
қарастырылады.
8
1 Аналитикалық бөлім
1.1 Негізгі жұмыс істеп тұрған желілерді анализдеу
1.1.1 WiMAX технологиясының жалпы сипаттамалары. WiMAX (Worldwide
Interoperability for Microwave Access) - әмбебап сымсыз байланысты үлкен
қашықтықтағы кең спектрлі құрылғыларға (жұмыс станциялары мен ықшам
компьютерлерден ұялы телефондарға дейін) қызмет көрсету мақсатында өңделген
телекоммуникациялық технология болып табылады. IEEE 802.16 стандарты қала
масштабының 50 шақырым радиусты аумағында сымсыз байланыс желілерін құру
мен абоненттердің кеңжолақты сымсыз қосылуы (BWA) үшін қызметтерді
қамтамасыз етеді.
Жалпы айтқанда IEEE 802.16 стандартының сипаттамасы бойынша таралым
алыстағы 50 шақырымға дейін қарастырылады, тура көру мүмкіндігі жоқ жағдайда
да қызмет көрсете береді және де базалық станцияның бір секторы 70 Мбитсек
жоғары жылдамдығында ақпарат алмасуға мүмкіндік береді, ал секторлар саны 6
болуы мүмкін.
Өзінің
атымен ‹‹Микротолқынды диапазондағы сымсыз қосылудың
халықаралық әрекеттесу желілері››, технология біріншіден, ‹‹соңғы шақырым
байланысының жүзеге асырылуына ат салысуға бағытталуына (осыдан - ‹‹әрекеттесу
желілері››), екіншіден, ең алғаш жиілік диапазоны 10-66 ГГц аралығында
қолданудың жобалануына міндетті (осыдан - ‹‹микротолқынды диапазон ››).
WiMAX желісінің жабдықтары 2-11 ГГц жиілік аралығында ені 10 МГц болатын
бірнеше жиіліктік арнада жұмыс істейді. Әр мемлекет жиілік аралықтарын арнайы
тарататын болғандықтан, WiMAX жабдықтарына әр түрлі жиілікте жұмыс істеу
талабы қойылады. Аралықтардың осыншама кең үлестірілуі дүние жүзіндегі
мемлекеттердің басым көпшілігіндегі талаптарға сай болу үшін жасалған. Яғни,
Солтүстік Америкада WiMAX технологиясы үшін 2,5 және 5 ГГц жиілік аралығында
қолданылады, Орталық және Оңтүстік Америкада - 2,5, 3,5 және 5 ГГц, Таяу
Шығыста, Африкада, Батыс және Шығыс Еуропада - 3,5 және 5 ГГц, ал Азия -
Тынықмұхит аумақтарында - 2,3, 3,5 және 5 ГГц жолағында жұмыс істейді. WiMAX
WI-Fi технологиясымен салыстырғанда, Т1 класты желілерінің жылдамдығымен
жұмыс істейтін интернетке қатынау мүмкіндігін береді және оның сигнал тарату
алыстығы әлдеқайда көп. Өз кезегінде WiMAX-тың және DSL желісінің
‹‹магистралды тармағының›› жалғасы Wi-Fi локальды желісі болып табылады.
WiMAX 10 шақырым және оданда көп радиуста байланыспен қамтамасыз ете
отырып, айтарлықтай аумақта таралады. Сол себепті, қызмет көрсетушіге ‹‹соңғы
9
шақырым›› өзекті мәселесін шешуге қолайлы мүмкіндіктер береді. WiMAX
желісінің қосылу сұлбасының 2.1-суретте көрсетілген.
1.1 сурет − WiMAX стандарты негізінде желіні ұйымдастыру
IEEE 802.16 стандарты құрылымы бойынша дәстүрлі ұялы байланыс
желілеріне ұқсас болып келеді мұнда радиусы 50 км дейін әсер ететін базалық
станциялар орналастырылады және оларды тек мұнаралардың үстіне ғана емес, үй
шатырларына да орналастыруға болады. Базалық станцияны тұтынушымен қосу
үшін абоненттік құрылғының бар болуы қажет. Содан соң сигнал Ethernet
стандартты кабелі арқылы керекті компьютерге және Wi-Fi 802.11 стандартының
қосылу нүктесіне немесе Ethernet стандартының локальды желілердің
инфрақұрылымын кабельдік қосылудан WiMAX-қа өтуін сақтайды. BWA
кеңжолақты сымсыз қосылу жүйесінің IEEE 802.16 (WiMAX) стандарты
қашықтықта орналасқан абоненттердің Итернетке, телефонияға қосылу, мәлімет,
аудио және бейне ақпараттарын тарату қызметтерін атқарады.
WiMAX арқылы желіні оңтайландыру үш негізгі бөлімге бөлінеді.
Қазіргі бірінші бөлімі бір жерде бекітіліп тұратын ‹‹ұялы таяқша›› тәріздес
антеннамен жұмыс істейтін ескі IEEE 802.16a және 802.16d стандартының орнына
жаңа IEEE 802.16-2004 стандартты WiMAX технологиясымен кең тарату.
Екінші бөлімі WiMAX технологиясын ыңғайлы және қол жеткізерліктей
қылатын ішкі антенналарды қолдану.
Үшінші бөлімі 2006 жылы IEEE 802.16e арнаулы стандартын енгізу. Бұл
WiMAX технологиясының қазіргі заманғы Wi-Fi желісі сияқты ‹‹таралым
10
аймағында›› орын ауыстырып жүретін жылжымалы кішігірім құрылғылардың
жұмыс атқаруына жол ашады.
Осыншама күрделі стандарттарды жасап шығару ұялы байланыспен, басқада
сымсыз стандарттармен қатар бар болуы, ‹‹ақылды›› антенналарды жасап шығаруы,
OFDMA сияқты модуляцияның жаңа түрін қолдануы, QoS көрсеткіштері болу
негізінде қарастырылған. Бұл ауқымды жұмыста WiMAX технологиясының барлық
сырлары көрсетілген, бірақ сонда да бұл өте ұзақ және күрделі жұмыс.
WiMAX технологиясының даму бағыты бірнеше деңгейді қарастырады.
Алғашқыда - бір жерге бекітілген сымсыз байланыс. Кейіннен − PDA және
құрылғыларының көмегімен қатынауға мүмкіндік ашылды, яғни далаға шығып
базалық станцияның қызмет көрсету аймағына кіріп ноутбугін ашып интернетке кіре
бере алады. Осылайша базалық станцияның жабу аймағында кез келген адам толық
мобилділікке қол жеткізеді. Қазақстанға арзан шешім керек екенін баршамыз
түсінеміз. Және де мобилділік пен алысқа қызмет көрсететін жүйе керек. Осымен
қатар тұтынушылардың түсінігі бойынша бұл әмбебап қызмет көрсетуі тиіс, яғни
интернетпен қатар телефон желісіне де мүмкіндік аламыз.
WiMAX технологиясы сымды және қазіргі таңда бар ұялы технологиялармен
салыстырғанда нәтижелілік көрсеткіштері мен желі бағасы бойынша бірқатар
артықшылықтары бар. Атап айтқанда, WiMAX технологиясы
сымды
технологияларға қарағанда бір уақытта қызмет көрсетілетін абоненттердің
максималды санымен өлшенетін желінің кеңжолақты қосылу сегментінде жоғарғы
сыйымдылықпен және аз шығындалу нәтижесінде желінің жайылуы мен қызмет
көрсетілуіндегі ең үлкен қашықтықтағы байланыспен қамтамасыз етілуі.
WiMAX Forum кеңжолақты сымсыз желіні қолдайтын бес қатынау түрін
ұсынады:
− Fixed WiMAX − бекітілген қатынау;
− Nomadic WiMAX − сеансты қатынау;
− Portable WiMAX − орын ауыстыру кезіндегі қатынау;
− Mobile WiMAX − мобильді қатынау.
Алғашқы екі режім, абоненттік құрылғының негізгі құрылғыға қатысты,
әрқашан бір жерде болғанын талап етеді. Тасымалдау режіміндегі қатынау,
шектелген аймақта үзіліссіз байланыста құрылғының кішкентай жылдамдықта
қозғалуын рұқсат етеді. Ал мобильді режім, сымсыз желі қамту аймағында үзіліссіз
байланысты жоғары жылдамдықта қамтамасыз етеді. Жоғарыда келтірілген қатынау
түрлерінің өз ерекшеліктері бар. Олардың барлығы, байланыс үлгілерін жетілдіру
кезінде ескерілуі керек.
Радиотолқынның 10-66 ГГц жиілік ауқымында жұмыс істеу ерекшелігі,
жүйенің тура көрініс шартында жұмыс істеу қабілеттілігімен ғана шектеледі.
Мұндай жағдайда, қаладағы халықтың қоныстануын ескеретін болсақ, базалық
стансаның жұмыс істеу радиусында тұтынушылардың жартысын ғана қосуға
болады. Ал қалған 50 пайызына тура көрініс жоқ. Осы жағдайды ескере отырып,
802.16 үлгісі 2-11 ГГц жиілікке қатысты қосымшаны жетілдірді.
11
Үлгіде, физикалық деңгейдің төрт әртүрлі технологиялары қарастырылған.
Олар үшін, құрылғының параметрлеріне қойылатын талаптарды көрсететін, онға
жуық режимдері бар. Негізгілерін төменде қарастырайық.
SC технологиясы бір тасушыда - Single Carrier (SC) мәліметтерді таратуға
негізделген. 10-66 ГГц ауқым жиілігінде, WirelessMAN желісін құруға болады.
Модуляция түрлері: QPSK, 16 QAM және 64 QAM. Мәліметті тарату үшін жиілік
арнасы 25-28 МГц.
Жиіліктік (FDD) немесе уақыттық (TDD) екіжақтық жұмыс істеу рұқсат
етілген. SC жүйесі үшін белгіленген жылдамдықтар 1-кестеде көрсетілген. Бұл
жылдамдықтар кодалауды ескермегенде алынғанына көңіл аудару керек. Негізінде,
SC бөлімі LMDS тобына жататын жүйеге қойылатын талаптарды көрсетеді.
1.2 Wi-Fi және WiMAX стандарттарының айырмашылықтары
Wi-Fi технологиясы 802.11 стандартына негізделген және салыстырмалы
белгіленген радиусты аумақтағы бөлмелерде локальды желілерді құруға арналған.
Wi-Fi - бұл шағын қашықтықта, кеңседе, кафеде және тағы басқа жерлерде жұмыс
істейтін технология. Рұқсат ету нүктесі мен компьютердің арасы он шақты метрден
аспайды. Wi-Fi - 100 метрдей қашықтықты аумақты қамтитын қысқа қашықтықты
жүйе. Егер WiMAX-ты ұялы байланыспен салыстыратын болсақ, Wi-Fi стационарлы
сымсыз телефонға ұқсайды.
WiMAX технологиясы - бұл базалық станция мен қабылдағыштың арасы
километрлермен өлшенетін, бір қаланың аймағында қызмет көрсететін кеңжолақты
сымсыз байланыс. Wi-Fi желісіне қарағанда, WiMAX технологиясы үлкен
жылдамдық пен үлкен аумағымен ерекшеленеді. WiMAX технологиясы кез келген
жағдайда жұмыс істей береді, соның ішінде қаланың тығыз құрылысты
аймақтарында да жоғары жылдамдықты байланыс пен мәлімет алмасуды
қамтамасыз етеді. Бұл стандарттың аппаратурасы операторлық класстың
жұмыстарын шешуге арналған. Wi-Fi технологиясының тағы бір кемшілігі -
құрылғыларының жоғарғы энергиялық сыйымдылыққа ие болуы, үнемді режімде
жұмыс істей алмауы.
1.3 Спектрлік кеңейту тәсілдері
Бір жиілікті тасымалданушыны қолданған кезде, спектрлікті кеңейтудің үш
тәсілі бар: кездейсоқ тізбектестікпен түзу кеңейту DS (Direct Spectrum) тәсілі, жиілік
бойынша секіріс кеңейту FH (Frequency Hopping) тәсілі, уақыт бойынша секіріс
кеңейту тәсілі TH (Time Hopping). Осы тәсілдердің әртүрлі комбинациялары да
қолданылады.
Бүгінгі күнде, кездейсоқ тізбектестік пен түзу кеңейту тәсілі қолданылады.
Мысалы, мобильді CDMA (one) жүйесінде де, WiMAX 802.16 және 802.16-2004
үлгісінен атқаратын қызметі бойынша DL − MAP ұқсас. Онда, дестедегі кадрлар
12
саны, басталу нүктесі, барлық дестелердің түрлері туралы мәлімет жазылады.
Модуляция жылдамдығы жіберуші арнада, қайтып келуші арнамен бірдей болу
керек. IEEE 802.16 үлгісінің CS режімінде де осы тәсіл қолданылады.
Түзу кеңейту тәсілінде, берілетін сигналдың алғашқы тізбегі кездейсоқтық
тізбектестіктің импульстарымен көбейтіледі. Кездейсоқтық тізбектестік, импульстік
биттер үшін цифрлық тасушы ретінде қолданылады. Кездейсоқтық тізбектестіктің
импульстері төртбұрышты болады да, амплитудасы мен ұзақтығы бірдей болып
келеді. Сондықтан, биттің ұзақтығы кезінде кездейсоқтық тізбектестіктің
импульстарының көбі генерацияланады. Кездейсоқтық тізбектестік
импульстарының пайда болу уақыты, кездейсоқтық заңымен анықталады. Олардың
импульстары биттердің импульстарынан кіші болғандықтан, спектрлері кең болып,
көбейту нәтижесінде спектрі кең импульсті сигнал алынады. Нәтижесінде, бұл
сигналмен гармоникалық тасушы жиіліктің сигналы модуляцияланып, спектрі кең
радиосигнал алынады. Ал түзу көрініс болмаған кезде, көпжиілікті OFDM
технологиясын қолданған тиімді.
1.4 WiMAX технологиясының көрсеткіштері
1.4.1 Архитектурасы. WiMAX архитектурасының бірнеше конфигурациясы
бар: ‹‹нүкте − нүкте››, ‹‹нүкте − көпнүкте››, және барлық аймақты қамту. WiMAX
технологиясының орталыққа қатынауды басқаратын жүйесі MAC (Media Access
Control) ‹‹нүкте − көпнүкте››, және барлық аймақты қамту режимдерін (mesh)
қолдайды. Егер WiMAX жүйесінде тек бір абоненттік станса жұмыс істейтін болса,
онда базалық станса абонеттік стансамен ‹‹нүкте − нүкте›› режимінде қосылысты
орнатады. Мұндай режімдегі базалық станса бағыттау диаграммасы үлкен емес
антенналарды қолдана алады және байланыс ұзақтығын арттырады.
Сымды желілерге қарағанда, WiMAX желісі кабельді жүргізуді және көптеген
құрылғыларды талап етпейді. Радиоарналарды қолдануға болатын рұқсатты
операторлардан алу мүмкіндігі бар. Себебі WiMAX желісінің жүктемесі үлкен емес.
Бірнеше жиілік диапазонында жұмыс жасай алады. Құрылғы мен антенналар
орнатылғаннан кейін, WiMAX өз жұмысын бастауға бірден дайын болады. Кейбір
жағдайларда, WiMAX жүйесін жұмысқа қосу бірнеше сағатты ғана алуы мүмкін.
1 кесте − Қалалық желілер стандарты (MAN)
13 Стандарты
Жиілік ауқымы,
ГГц дейін
Жылдамдық,
Мбитс дейін
Қамту аймағы,
М
IEEE 802.16
10-66
134
2-5
IEEE 802.16.а
2-11
70
6-9
1.4.2 WiMAX жүйесінің жиіліктік диапазондары.
Енді, WiMAX жүйесінде қолданылатын жиіліктік диапазондарын
қарастырайық:
− 2,5-2,7 ГГц MMDS технологиясы бойынша, телевидение жүйелері қолдану
үшін негізделген. Сонымен бірге, интерактивтік теледидарлама мен екі жақты
мәліметті тарату үшін де қолдануға рұқсат етілген.
− 3,4-3,6 ГГц кең жолақты сымсыз жүйелерге қатынауды ұйымдастыру үшін
қолданылады.
− 5,725-5,850 ГГц сымсыз кеңжолақты қатынаудың әртүрлі жүйелерімен
қолданылады. Сонымен қатар, ескірген аналогты және цифрлық радиорелейлі
байланыста да қызмет етеді.
1.4.3 Желілік деңгейде IP - протоколын жүзеге асыру ерекшеліктері. WiMAX
жүйесінің желілік деңгейінде мәліметтерді тарату IP − протоколы қолданылады. Бұл
протокол, компьютерлік желілерде, сонымен қатар Интернет желісінде де
қолданылады. Сондықтан, WiMAX жүйесі компьютерлер арасындағы мәліметті
тарату арқылы компьютерлік желі болып табылады. WiMAX жүйесінде IP −
протоколы дәстүрлі түрде пайдаланылса, мәліметтерді тарату емес, телефондық
байланысты орнату үшін қолданылатын басқа сымсыз желілердің желілік деңгейінде
бұл протоколды пайдалану қолданысқа енді ғана енуде. IP − протоколын қолданған
кезде, мәлімет, дауыс, видео сияқты кез келген ақпарат IP пакетіне жинақталады.
Сондықтан, IP ақпараттың кез келген түрін тарата алатын желі болып табылады. IP
инфраструктурасын қолданған, алдыңғы ұрпақтың BWA желілері мультимедиялық
трафикті тарату кезінде шектеулі ғана мүмкіншіліктері болды. Негізінде, дауыс
немесе видео трафигін IP мәліметтер пакетіне жай ғана орналастыру жеткіліксіз.
Дауыс немесе видео қызметтерін көрсету үшін, байланыс арнасының jitter, қате
деңгейі сияқты талап ететін параметрлерін орындау керек. IEEE 802.16 стандарты
бойынша QoS тың жаңа типтерін жүзеге асыру нәтижесінде, WiMAX жүйесі
арнаның кез келген трафик түріне қоятын талаптарын орындай алады.
WiMAX жүйесі IP − протоколының көмегімен желіні құру моделін (data
contric) жүзеге асырады. Бұл ерекшелік, WiMAX-тың басқа желілерден
айырмашылығын көрсетеді. Соңғы технологиялық жетістіктерді қолдана отырып,
осы модельді жүзеге асыру, WiMAX технологиясын басқа кеңжолақты сымсыз
желілермен бәсекелесуге мүмкіндік береді. IP деңгейі қосымшалар деңгейі (мысалға,
телефондық байланыс, видеоны жіберу т.б.) мен физикалық, арналық деңгейлер
арасындағы интерфейс ретінде қолданылады. Желіні құру кезінде өзгерістер болған
жағдайдың өзінде (мысалы, модуляция типін немесе қатынау кезіндегі
14 IEEE 802.16.е
2-6
15
15
IEEE 802.20
3,5
1
5
мультиплексорлеу протоколын) қосымшалар деңгейінде ешқандай түзетулерді қажет
етпейді.
Мысал ретінде, дауыс тарату протоколын компьютерлі IP желілерінде Voice
over IP (IP телефониясы ) технологиясының кең қолдануын келтіруге болады.
Келешекте, IP телефониясының кең сымды телефондық желілерде алдыңғы қатарлы
орын алатыны сөзсіз. Бүгінгі күннің өзінде, TDM құрылғысы Ethernet пен IP
протоколдарына өтіп, Voice және Video over IP құруды ойластырып жатыр.
1.4.4 Қызмет көрсету (QoS). WiMAX технологиясында қызмет көрсету
сапасының жоғары болуына көп көңіл бөлінген. Және оның ерекшеліктерінің бірі
болып жүзеге асырылған. Осының әсерінен көрсететін қызметтің сапасын арттыруға
болады. QoS қызметтерінің ішінен: ARQ (Automatic Repeat Request, мәліметті қайта
жіберу үшін автоматты түрде сұраныс жасау) және бөлек қосылыс (per - connection
QoS) сияқты қызмет түрлерін атап өтсе болады. Сонымен бірге қызмет түрлерін,
төрт топқа бөлуге болады:
− тұрақты жылдамдықта қызмет көрсету UGS (Unsolicited Grant Service).
Мысалы, Т1E1 дауыс арналары немесе ‹‹IP бойынша дауыс››. Е1 эмуляциясы:
− нақты уақытта мәліметті жіберуге сұраныс жасау қызметі rtPS (Real − time
Polling Service). Жылдамдықтары тұрақсыз трафик үшін арналған. Мысалы, MPEG
форматының видеобейнесі;
− нақсыз уақытта мәліметті жіберуге сұраныс жасау қызметі nrtPS (Non-real-
time Polling Service). QoS параметрлеріне қатты талаптар қоймайтын тұрақсыз
жылдамдықтағы трафик үшін арналған. Мысалы, FTP файлдары;
− Интернет трафигіне арналған BE (Best Effort). Бос слоттар пайда болғанда,
мәліметтерді жіберуге мүмкіншіліктің туындауы.
1.4.5 Қауіпсіздік. WiMAX технологиясында қауіпсіздікті қамтамасыз ететін
функциялар бар. Солардың ең негізгілерін қарастырайық.
− Тұтынушы құрылғысын, базалық станса сертификаттарын ауыстыру
арқылы аутентификациялап басқа терминалдардың қосылуынан қорғауға болады;
− EAP (Extensible Authentication Protocol, кеңейтетін аутентификация
протоколы );
− DFS стандартын қолдана отырып жіберілетін мәліметтерді кодалау (Data
Encryption Standard, мәліметтерді шифрлау коды) немесе AES стандарты (Advanced
Encryption Standard, жаңадан шыққан мәліметтерді шифрлау коды);
− арналық деңгейдің МАС деңгейінде сұрақ-жауап (grant − request) тәсілі
қолданылады.
WiMAX жүйесінде мәліметтерді DES алгоритмі арқылы үштік кодтау
қарастырылған. Бұл технологияның құрылғысы қайталанбас сертификаттарына ие.
Біреуі құрылғы типі үшін, екіншісі ойлап табушыға. Осыдан, мәліметтер ағынының
эффективті және сенімді қорғанысы ұйымдастырылады. Сондықтан WiMAX
негізінде, тіпті виртуалды желілер (VPN) де құралады. Олар қорғаныс
15
туннельдерінің ұйымдастырып, бір мекеменің ішінде немесе алыс орналасқан
мекемелер арасындағы мәліметтер алмасуын қамтамасыз етеді. Шифрлауға арналған
көптеген кілттер мен 3 - DES алгоритмі көмегімен, мәліметті басқа біреу иемденіп,
шифрлауды бұзғысы келген кезде қиыншылықтарға тап болады. Трафикті шифрлеу
механизмі әрбір виртуалды қосылыс үшін екі кілтті бірдей қолданады. Осыдан,
қосылыс қауіпсіздігі арта түседі. IEEE 802.16 стандартында әрбір абоненттік
комплекске Х.509 цифрлық сертификатымен қол қойылған. Сондықтан, абоненттік
комплекс, құрылғыны шығарушымен қорғалған және сертификаттың мерзімі
біткеннен кейін де (10 жыл) өзгертіле алмайды. Цифрлық қол қою негізінде базалық
стансада абоненттік комплекстің аутентификациясы жүргізіледі. Базалық және
абоненттік стансалар шифрланған кілттермен алмасады да, қауіпсіз шифрланған
қосылыс ұйымдастырылады:
Сонымен бірге, WiMAX жүйесінде криптографиялық алгоритмдер
қолданылады:
Режім CBC: DES 56 - разрядтық кілтімен, мәліметтер аутентификациясымен
және 3 − DES, 128;
Режім СВС: DES с 56
-
разрядтық кілтімен, мәліметтер
аутентификациясынсыз және RSA, 1028;
Режім ССМ: мәліметтер аутентификациясынсыз және AES, 128.
1.5 WiMAX технологиясының артықшылықтары
WiMAX технологиясы, сымсыз байланысты қоныстанған ауданның түгелдей
аймағына орната алады. Сонымен қатар жаңа қосылыстарға шығынды азайтады.
Бүгінгі таңда, бір объектінің қосылуына бірнеше айлар кетсе, WiMAX-тың
арқасында, бұл процесс бірнеше сағат немесе күнге дейін қысқарады.
Ұйымдастыруға, кабельді тарту мен оны қызметке енгізудегі кететін шығынның
азаюы, сонымен бірге қосылысты ұйымдастыруда уақыттың қысқаруы, телеком -
инфрақұрылымына кететін инвестиция көлемін азайтады.
Масштабталу сияқты қасиеті бар сымсыз желілер қолданыста өте ыңғайлы
болып келеді. WiMAX кез келген мәліметтерді тарату, интернетке қатынауды,
ақырғы құрылғысы бар ұялы желінің белгіленіп отыратын конвергенциясын
ұсынады. WiMAX технологиясы тек дауысты тарату ғана емес, сонымен қатар
қандай да болмасын мәліметтерді тарату, видеоконференция, корпоративті желі мен
база мәліметтерін де ұйымдастыру мүмкіншілігі бар.
Берілген стандарт бір базалық стансасын қолдана отырып, мыңдаған
абоненттерге қызмет көрсете алады. Құрамына қосылған құралдар көмегімен
қауіпсіздікті қамтамасыз ете алады.
Стандарттың бар болуы, желі құрылғысында әр түрлі өндірушілердің
қатысуына мүмкіндік береді. WiMAX құрылғысын стандарттаудың нәтижесінде,
абоненттік құрылғыларға бағаны төмендету мүмкіндігі бар.
Жалпы, бүгінгі күннің тұтынушысы, SDH немесе Ethernet сияқты кабельді
16
қосылыстар арқылы келетін барлық қызмет түрлеріне кедергісіз қол жеткізу керек.
Сондықтан, WiMAX технологиясы алдағы уақытта IP мен EI сияқты сервистер түрін
ұсынып қана қоймай, ASL - қатынау инфраструктурасын сымсыз желіге ауыстыру
мақсатын көздеп отыр.
WiMAX технологиясының тағы бір ерекшелігі, мобильді байланысты
ұйымдастыру.
WiMAX-тың жиіліктік диапазоны 2-ден 11 ГГц және 10-нан 66 ГГц-ке дейін.
Арна ені 1,5-нан 28 МГц-ке дейін. Ал модуляциясы, радиоспектрді әр герцке 5 бит
тиімділігімен қолдануға мүмкіндік береді. Сондықтан, жылдамдық 134 Мбитс-қа
дейін жетеді. (арна ені 28 МГц).
WiMAX негізгі ерекшелігінің бірі, құрылғылар арасындағы арақашықтығы 50
км-ге дейін жетеді. Бүгінгі таңда кеңжолақты сымсыз технологиялардың көбісі,
мәліметті тарату кезінде тура көріністі талап етеді. Ал WiMAX жүйесі, OFDM
технологиясын пайдалану арқылы, тұтынушы құрылғысы мен базалық станса
арасындағы процесс тура көріністі талап етпейді. Арақашықтығы ондаған
километрге дейін жетеді.
Қалада халықтың орналасуы жоғары тығыздылығымен сипатталады. Оларды
мәліметпен қамтамасыз ету үшін үлкен өткізу жолағы қажет. Сол үшін берілген
спектрде үлкен өткізу жолағы бар желіні құру керек.
Бұл технология, қалалық және аумақтық жоғары жылдамдықты радио
желілерге ыңғайлы болады. Қазақстан территориясы үлкен, ал халықтың
қоныстануы сирек болып келетін жерлері аз емес. Сондықтан, WIMAX
технологиясының сымсыз желісін, осындай жерлерге қолдану тиімді тәсілдердің бірі
болып саналады.
Бүгінгі таңда Интернетке, мультимедиялық ақпаратқа және VoIP-ге деген
сұраныс күннен-күнге өсіп келеді. Сондықтан, кеңжолақты сымсыз желілерге деген
сұраныс та туындайды.
1.6 Тапсырманың ұйымдастырылуы
Қазақстан Республикасының ішкі экономикасының, таяу және шалғай
шетелдердегі байланыс саласының қарқынды дамуы, телекоммуникация нарығында
жұмыс істейтін барлық операторларды, отандық нарыққа жаңа ғылым мен техника
жетістіктерін енгізуді талап етеді. Әрине бұл үрдістен Қазақтелеком байланыс
алатын бірден бір оператор. Осы мәселе бойынша Қазақтелеком байланыс
желілерін ыңғайландыру үшін, әр жерде маркетингтік зерттеулер жүргізуде.
Ақпараттық алу тәсілдері мен қайнар көздеріне Шымкент ОТД-сының жеке
зерттеулерін жатқызуға болады.
Айтылып отырған нарықты қамту келесі сыртқы әсерлерге байланысты:
− нарықта экономикалық тұрғыдан дамыған компаниялардың болуы (Нұрсат,
Информационные технологий және т.б.);
− жаңа тұтынушыларды шақыру мүмкіндігі;
17
− тұтынушылардың жаңа телекоммуникациялық қызметтерді талап етуі.
Қазіргі кезде ADSL қызметіне қосылушы кейбір абоненттерге мүмкіндік болмай
отыр. Ол техникалақ себептермен байланысты:
− абоненттердің телефондары қосарланған болуы;
− абоненттер PSM арқылы қосылған;
− абонентке дейінгі қосу желісі сапасыз болуы;
− абонентке әуе байланыс желісінің болуы;
− сымды жалғағыш желінің болмауы.
Негізгі болашақ абоненттер ретінде, кезінде сұраныстары техникалық
себептермен қанағаттандырылмаған заңды тұлғаларды, ПБ (видео-камераларды
қосуға), мектептерді алуға болады.
WiMAX желісін 2010 жылы құру - сымсыз желілер арқылы көрсетілген жаңа
қызмет түрлерін арттыруға мүмкіндік береді. Күн санап өсіп жатқан сұранысты
қанағаттандырудың жалғыз шешімі болып табылатын технология осы.
2 Жобалық бөлім
2.1 Ленгер қаласында WiMAX желісін жобалау
2.1.1 Ленгер қаласының желі жағдайын талдау. Ленгер - Оңтүстік Қазақстан
облысы, Төле би ауданындағы қала (1945 жылдан), аудан орталығы (1956 жылдан).
Темір жол стансасы Шымкент қаласынан оңтүстік-шығысқа қарай 30 км, Бадам
өзенінің оң жағалауында орналасқан. Іргесі 19-ғасырдың 70-жылдарында қоңыр
көмір өндіретін шағын кеніш ретінде қаланған. Ленгер қаласының тұрақты
тұрғындарының саны 20 мың адам (2003).
Аудан жерімен Ленгер-Шымкент темір жолы өтеді. Ленгерде Ақмаржан АҚ,
Балмұздақ фабрикасы, Қазақстан - Иран бірлескен машина жасау зауыты, ауыл
шаруашылығына қажетті қосалқы бөлшектер, құрал-саймандар шығарады: көмір
өндіретін шахта, кірпіш-қыш зауыты, астық қабылдау пункті, Үміт АҚ, Шұғыла
АҚ, Әсел ӨК, күнбағыс және мақсары майын өндіретін бірнеше цехтар, сыра
зауыты т.б кәсіпорындар бар. Ұйық, тоқыма, тігін фабрикалары, машина жасау
зауыты, Оңтүстік мұнай-газ ашық акционерлік қоғамы, Ленгер мұнай барлау
скважиналарын сынау экспедициясы жұмыс істейді. Фудмастер-Шымкент
компаниясы − сүт өнімдерін шығарады . Оңтүстік алаңында Төле биге ескерткіш
орнатылған.
Қаланың байланыс желісінің жалпы сыйымдылығы 30 912 нөмір. Желідегі
нумерация бес және алты мәнді. Желі сыйымдылығының толық қолданылуы
қамтамасыз етіледі. Қаланың инфрақұрылымының өсуіне байланысты басқа
аймақтардан халықтың көптеп келуі кеңжолақты сымсыз рұқсат сияқты жаңа
қызметтерді қолданудың қажеттілігін арттырады. Сонымен қатар қалада GSM, Activ,
18
Beeline, Pathword, Neo ұялы байланыс операторлары орнатылған.
Операторлар периферияда қызмет істейтін және тікелей құрылыс немесе басқа
өндіріс саласымен айналысатын өздерінің бөлімшелерін сапалы байланыспен
қамтамасыз етуді қажет ететін корпоративті клиенттерге өз қызметтерін ұсынады.
Қалалық байланыс желісінің тораптық бөлігінде негізінен ТПП және ТГ типті
талшық диаметрі 0,5, 0,32 мм болатын, ИКМ-30, ИКМ-120 типті сандық тарату
жүйелерімен тығыздалатын мыс кабельдері қолданылған. Қалада 7 цифрлық сыртқа
шығарылған станциясы бар 2 цифрлық АТС және АТСКУ түрлі үш аналогты
станция бар.
2.2 Желіні құру мақсаттары мен тағайындалуы
Берілген дипломдық жұмыстың мақсаты WiMAX технологиясы, соның ішінде
IskraTEL компаниясының SI3000 WiMAX шешімі негізінде интернетке кеңжолақты
қосылу қызметтерін қамтамасыз ететін желіні құру болып табылады.
SI3000 WiMAX стандартының барлық функционалдық мүмкіндіктерін
иемденетін, ең қолайлы және базалық станциясы тез орнатылатын WiMAX
технологиясы шешімі болып табылады. Жүйе негізінде Telsima чипсетінің
архитектурасы жатыр.
SI3000 WiMAX қалалық және ауылдық аймақтарда таралу ауқымы (5-10 км)
ауданды қамтитын толыққұнды желіні ұйымдастырады. Бұл жүйенің мүмкіндіктері
радиосигналдың күрделі таралу жағдайында да WiMAX технологиясының кез
келген типті абоненттік терминалдарының тұрақты жұмысын қамтамасыз етеді.
WiMAX технологиясы негізінде сымсыз байланыс желісін құрудың негізгі
мақсаты - түрлі байланыс қызметтерін қамтамасыз етуде экономикалық жағынан
тиімді, әрі нәтижелі шешім ұсыну. Берілген жұмыста жалпы қолданыстағы сымсыз
қосылу нұсқасы таңдалды.
SI3000 WiMAX шешімі негізінде жобаланған мәліметтерді тарату желісі
сымсыз байланыс қызметтерін қамтамасыз ету негізінде құрылады. SI3000 WiMAX
архитектурасының конфигурациясы көпсекторлы базалық станцияларды қолдануға
мүмкіндік береді. Құрылымы мен орнатуының қарапайым болуына байланысты
базалық станцияның әр секторы радиосигнал таралуының қолайлы емес
аймақтарына да шығарылады. Бұл WiMAX радио таралым аумағының жер бедерінің
күрделі болуына қарамастан біркелкі болуын қамтамасыз етеді. Осылайша, SI3000
WiMAX жүйесі қалалық масштабтағы WiMAX желісін қымбат емес шапшаң түрде
құрылуын жүзеге асырады.
2.3 Желі қызметтеріне қойылатын талаптар
Берілген дипломдық жұмыстың негізгі мақсаты, Ленгер қаласында,
кеңжолақты сымсыз қатынау негізінде IP − телефония, интернетке қатынау мен
кеңжолақты мәліметтерді тарату қызметтерін көрсету үшін желі құру. Сымсыз
19
кеңжолақты қатынауды ұйымдастырудың ең тиімді тәсілі WiMAX технологиясы
болып табылады. Себебі WiMAX жүйесінің көмегімен жергілікті желілерді қоса
отырып, абоненттерге қызмет түрлерін көрсете алатын үлкенқалалық жүйені құруға
болады. Және де бұл технологияның басқаларға қарағанда бірқатар артықшылығы
бар.
Сымды желілерге қарағанда (xDSL, TI), сымсыз желі арқылы операторлар мен
сервис провайдерлерге жаңа абоненттерді тиімді қосу ғана емес, сонымен қатар,
тұтынушыларға ақпараттық және телекоммуникациондық технологиялардың
спектрлерін кеңейтуге де мүмкіндік бар.
Стандарт, байланыс оператор деңгейінің технологияларын (көптеген кіші
желілерді қосып, Интернет қызметін көрсету үшін), соңғы миля технологиясын
(провайдер желісіне кіру нүктесінен тұтынушы компьютеріне дейінгі қашықтық)
біріктіреді. Нәтижесінде, жүйенің сенімділігі мен қауіпсіздігі артады.
Сымсыз технологиялар, масштабталу қасиетіне байланысты, құрылған
желілерге жаңа абоненттерді қосуға мүмкіндігі бар. Құрылғыны орнату өте тез және
жеңіл болғандықтан, алыстатылған немесе аз қоныстанған аудандарға қолдану
экономикалық жағынан өте тиімді.
Қамту
аймағының үлкен болуы, радиобайланыстың негізгі
артықшылықтарының бірі. Бүгінгі күннің сымсыз желілерінің көпшілігі түзу
көргішті талап етеді. Ал WiMAX жүйесінде OGDM технологиясын қолдану арқылы
бұл мәселені оңай шешуге болады. Желі түзу көргіштік болмаған кезде де ондаған
километрге дейін жұмыс істей береді. WiMAX технологиясында IP протоколы
қарастырылғандықтан, оны локальді желілерге қосу өте жеңіл.
Ленгер қаласының абоненттеріне WiMAX технологиясының негізінде ең жаңа
мультисервис қызметтерін, сымсыз қатынау мүмкіншілігін пайдалана отырып,
жоғары жылдамдықты мәліметтерді (10 Мбитс-қа дейін) және дауыс тарату
қызметін жүзеге асыру үшін төмендегідей мәселелер қарастырылған.
WiMAX мәлімет тарату желісі IskraTEL компаниясының SI3000 WiMAX шешімі
негізінде құрылып, көбінесе Интернет қызметтерін қамтамасыз етеді.
Интернетке қосылу - желінің негізгі қызметі. Клиенттердің желіге қосылуы радио-
модем арқылы базалық станцияға қосылу негізінде жүзеге асырылады. Интернетке
сымсыз қосылу офистері сапалы кабельдік қосылуы тапшы аймақтарда орналасып,
ал жаңа сымды байланыс жолдарын құру экономикалық тиімсіз болу себептерінен
көп тұтынушыларды қызықтырады. Қарастырылып отырған желі Интернетке
қатынаудың сапалы да сенімді қызметтерін ұсыну үшін арналады. Ұсынулы отырған
шешім сымсыз арнаның тез ұйымдастырылуы, қызмет көрсетуге қарағанда төмен
бағалы болуы мен тиімді тарифтік ұсыныстар сияқты ерекшеліктерімен
сипатталады. Желіге рұқсат етілмеген қосылудан қорғану IEEE 802.16-2004
енгізілген қауіпсіздік параметрлерімен қамтамасыз етіледі.
2.4 Жұмыста қоланылатын құрылғы
20
Nateks-Multilink W − құрылғысы OFDM технологиясын пайдаланып, тура
көрініс болған жағдайда да, көрініс жоқ кезде де жұмыс істей береді. Нүкте −
нүкте, нүкте − көпнүкте топологияларын қолданады. Жүйеде, динамикалық
модуляция қолданылады. Кодалау жылдамдығы беріліс арнасының
сигналшубөгеуіл қатынасының өзгеруіне тәуелді болады. Қамту аймағын үлекейту
үшін, қосымша секторларды пайдалану мүмкіндігі бар.
Желілік деңгейдің біріңғай басқаруы, мониторинг пен біріңғай қызмет, IP
қызмет түрлерін көрсетуге болады (VoIP, ағындық видео және жоғары
жылдамдықты Internet). Бұл қызмет түрлері жүйені, сымсыз қатынау желілерінде
қолдануға мүмкіндігін арттырады. Құрылғы ең біріншіден операторлық желілер
үшін негізделген. Бірақ басқа да тұтынушыларға қолдануға болады. Nateks −
Multilink W құрылғысы тұтынушының қалаған жиілік ауқымында жасалынып
беріледі.
Қатынау құрылғысы (SC) орнатылған ресурс нүктесін (Softswitch, ISP сервері
және т.б.) және сымсыз абоненттік құрылғының (*SS) арасын қосады. Трафик
радиоарнамен қосылған абоненттік құрылғыға таралып, одан кейін тұтынушы
құрылғысына барады (PC, телефондар және т.б.).
2.1 сурет − Nateks - Multilink W құрылғысы
Қатынау құрылғысының екі RJ45 порты бар. Олар арқылы мәліметтерді
тарату және қоректену жүзеге асады. Қатынау құрылғысына сыртқы антенна қосыла
алады (N − типті ағытпа арқылы) және сыртқы құрылғыдан (GPS ағытпа арқылы
BNC) тұрады.
Іште қолданылатын абоненттік құрылғы (RSS) радиомодемнен тұрады. Plug
and play функциясының арқасында құрылғы арнайы техникалық білімді талап
етпейді.
21
RSS екі RJ45 портынан тұрады да VoIP мен мәліметтерді таратуға өте
қолайлы. Блок ішінде DHCP - сервері мен NAT − маршрутизаторы орнатылған.
SI3000 WiMAX жүйесі WiMAX сымсыз желісінің базалық станцияларын 3,5-
3,7 ГГц жиілік диапазонында құруды ұйымдастырады.
SI3000 WiMAX жүйе шешімі негізінде құрылған желі операторлар мен
жабдықтаушыларға аз шығындалу нәтижесінде миллиондаған жаңа потенциалды
клиенттер назарын аударып, кеңжолақты қосылу қызметтерін қамтамасыз етеді.
IskraTEL компаниясының ұсынып тұрған 16d+16e қатар өмір сүру стратегиясы
операторларға бүгінгі күні 16d желісін құрып, дәл сол жиілік спектрі көлемінде
технологияның пісіп жетілуі мен даму шегінде 16e желісіне көшуге мүмкіндік
береді. Берілген өнім OFDM модуляциясы сияқты жоғарғы класс технологиясы
негізінде жасалған. Бұл тура көру мүмкіндігі (LOS) және тура көру мүмкіндігі жоқ
(NLOS) жағдайда жүйенің жұмыс сипаттамасын қамтамасыз етеді. Өзінің
архитектурасы, интерфейсі және желімен қарапайым түрде интеграциялануына
байланысты SI3000 WiMAX Access шешімі жоғары сапалы дауыс тасымалдау мен
жоғары жылдамдықпен Интернетке қосылу қызметтерін қамтамасыз етеді.
SI3000 WiMAX базалық станциясы мен абоненттік станциялары IEEE 802.16-
2004 стандартының техникалық талаптарына толығымен сай болып келеді.
Сондықтан да кез келген сертифицирленген WiMAX құрлығысымен желілік
сәйкестік пен операторлардың кәсіптік шығындарына деген қорғаныш қамтамасыз
етіледі.
2.4.1 Жобаланған желі құрылымы. Орталық басқарушы станция, базалық
станция (БС), абоненттік терминалдар және базалық станцияны сымсыз
микротолқынды байланыс жолдары арқылы байланысады. Оның өткізу жолағы
базалық станцияның өткізу жолағынан асады, өйткені бұл байланыс жолынан
қызмет көрсету трафигі өтеді.
2.4.2 Орталық станция. Орталық станцияда СТОП, интернет және басқа да
байланыс операторларына негізгі қосылулары жүзеге асырылады. Сондықтан да
базалық станцияның барлық трафиктері осында келіп түседі. Сонымен қатар
орталық станцияда мониторинг жүйесі мен оператор құрылғысын басқаратын
қызметкерлер жинақталған.
2.4.3 Базалық станцияны басқарушы сервер. Базалық станцияны басқарушы
сервер базалық станция мен абоненттерді басқару, қалпына келтіру жұмыстарын
жүзеге асырады. Кейбір жағдайларда абоненттер тарификациясы жүргізіледі.
2.4.4 Базалық станция (BS). Базалық станция қызмет көрсету аумағында
абоненттермен байланыс орнататын құрылғы болып табылады. БС - басқарушы
арналардан, антенналардан, көпарналы қабылдау-таратқыш аппаратурасынан,
коммуникациялық ин тұратын беру жүйесі.
22
Құрылғы IEEE 802.16-2004 стандарты негізіндегі Telsima компаниясының
System On a Chip (SOC) чипсетті архитектурасымен сипатталады. Базалық станция
келесі функцияларды атқарады:
− қабылдау-таратқыштың жұмысын басқару;
− жалпы жүйенің трафигін басқару;
− абоненттік терминал арасындағы трафикті басқару.
SI3000 WiMAX базалық станциясы IDU ішкі блогынан және ODU сыртқы
блогынан тұрады. Базалық станцияның сыртқы модулі бөлменің сыртында, діңгекте
немесе ғимараттың шатырында орналастырылады. Биіктік 50 метрден аспау қажет.
Ал ішкі модуль сыртқымен радиоблокқа қоректену көзін беретін, әрі басқару
мәліметтері мен трафик тасымалдауы жүретін ширатылған сым арқылы
байланысады. Қабылдау - таратқыш аппаратуралары 50 шақырым радиус аумағын
қамтамасыз ете отырып, бағытталу диаграммасы
,
,
секторлық және
толық бағытталушы антенналармен байланысады. 2.2 кестеде базалық
станцияның сипаттамасы көрсетілген.
2.2 кесте − Базалық станцияның сипаттамасы.
SI3000 WiMAX базалық станцияларында оның түрлі қолдау
конфигурацияларын, желілік құрылымын және таралым сценарилерін жүзеге
асыратын түрлі палаталар түрлері бар. SI3000 WiMAX жүйесінде ODU блогының
келесі екі моделінің қолдауы WiMAX палаталарымен қолданылады:
− SI3000 WiMAX BS8100 (1Tx 1Rx) қуаты 30 Вт (802.12d);
− SI3000 WiMAX BSM8200 (2TX 2RX) қуаты 36 Вт немесе 40 Вт (802.16е).
23
Стандарт пен сәйкестік
WiMAX Forum certified, IEEE 802.16-
2004
Дуплекстік қолдау
TDD, OFDMSOFDMA
Жиілігі
3300-3890 МГц
Арна ені
1,5, 3, 5, 7,510, 20 МГц
Қуаты
35 dBm
Қоректену көзі
220 B
Шығындалу қуаты
30 атт
2.1 сурет − Iskratel компаниясы WiMAX базалық станциясының ODU сыртқы блогы
SI3000 WiMAX жүйесінің IDU серия блоктары масштабталу талаптарына сай
өңделді. Оның екісекторлы базалық станциясы бір платада ұсынылады.
2.2 сурет − Iskratel компаниясы WiMAX базалық станциясының IDU ішкі
блогы
SI3000 WiMAX базалық станцияларының IDU сериялары ODU сериясымен
бірге WiMAX желісінің нәтижелілігінің берік тірегін қамтамасыздандыра отырып,
бұл салада ең жақсы баға бойынша өнімділік пен масштабталу мүмкіндігін береді.
SI3000 WiMAX базалық станциясы IEEE 802.16e деңгейіне дейін
модернизациялануының экономикалық жағынан ең тиімді ... 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