Микроұялы байланыс және DECT

CDPD жүйесінің цифрлік қосылуы.

Мобильді ЭЕМ бір мәліметті жібергісі келгенде базалық станция арна тыңдалынады және базалық станцияның арнасының бостығын хабарлайтын жолаушы тексеріледі. Егер де арна бос емес болса, онда ЭЕМ келесі кезекті уақыт доменін күтпей, ойдан уақыт домен санын өткізіп, содан кейін кайтадан тексеріп көреді. Егер де қайта тексергеннен де тк шыкпаса, күту уақыты екі еседей өседі. ЭЕМ арнаның бостығына көзі жеткен кезден бастап, ол өзінің микроблоктарын жібере бастайды. Жіберуге дайын тұрған барлық ЭЕМдерге арна бос болған сәтте оны қолданып қалуына тосқауыл қоятын процедура қарастырылған. Бұл алгоритм DSMA ( Digital Sense Multiple Access) деп аталады. Бірақ, DSMA-ны қолданғанымен, екі немесе одан да көп ЭЕМ-дер жіберуді бастау үшін бір уақыттық доменді қолдана алатын болатындықтан кактығыстар болуы мүмкін. Қақтығыстарды анықтау үшін оның алдындағы микроблоктың дұрыс жэеткізілгенің тексеруге мүмкіндік беретін арнайы жалауша қарастырылған. Өкінішке орай бұл тез арада орындалмайды, бірнеше микробтардан кейін іске асырылады. Қателіктер  табылған жағдайда жіберу тоқтатылады. Ерекшеленген CDPD арналарын құру мүмкіншілігі қарастырылған.

Ақпараттық алмасу дауыс мәліметтерін беруге қарағанда приоритеті төменірек болғанын есте сақтауымыз керек.

ЭЕМ-нің мобильді байланысы үшін проблеманың аз емес бөлігін құрайды. Әдеттегі схемада әрбір ЭЕМ өзіндік тұрақты IP-адреске ие (ең болмағанда сессия уақытында). Мобильді байланыстарда бұл ондай емес. Интернетке пакеттерді жіберу IP-адрес арқылы бару нуктесі анықталады. Машиналар стационарлы, көшпелі немесе мобильді болуы мүмкін. Көшпелі ЭЕМ деп уақыт ара олардың жағдайы өзгеріп отыратын ЭЕМ-сын атауға болады (мысалға,  Laptop ЭЕМ-лары Бір ғимараттан екінші ғимаратқа көшіріліп сол жерде желіге қосылуы мүмкін). Мұндай машиналар сессия уақытында өз жағдайын өзгертпейді.

Бұл проблеманы шешу үшін мобильді объектілер болған барлық түйіндер “локальді агент” және “сыртқы агент” программаларын қамту керек. Локальді агент – бұл программа осы локальді желіге жазылған ЭЕМ-ның шынайы орнын тексереді. Сыртқы агент – осы қызмет көрсету аумағында жаңа ЭЕМ-ның пайда болуын анықтайтын программа. Осы программа көбінесе мобильді байланыс түйіндерінде орнатылады. Желі мобильді байланыс ұяшықтары немесе локальді желілер бола алатын аймақтарға бөлінеді.

Қолданушы кейбір аймақтарда пайда болған кезде оның ЭЕМ-сы сыртқы агентте тіркелуі керек. Әрбір сыртқы агент уақыт ара кең таралымды түрде өзінін барлығын ескертеді. Мобильді қолданушы кей уақыт ондай ескертуді күте алады немесе өзі “Бұл жерде сыртқы агент бар ма?” деген кең таралымды сұраныс жібере алады.

Тіркеу барысында мобтльді ЭЕМ сыртқы агентке өзінің IP-адресін (үйдегі локальді желіде), ағымдағы МАС-адресті және қауіпсіздіктің керекті деңгейін қамтамасыздандыратын кейбір ақпаратты жібереді.

Локальді агент алынған мәлімттерге анализ жүргізеді(мұнда уақыттық белгі де кіреді). Егер де оның ойынша бәрі дұрыс болса, онда ол сыртқы агентке бұл жайлы хабарлайды.

Сыртқы агент локальді агентпен мақұлданған кезде, ол керекті мәліметтерді кестеге (мәліметтер базасына) кіргізеді, және мобильді ЭЕМ-ге сәтті тіркелгені туралы хабарланады. Негізінде аумақтан кеткен кезде сыртқы агентті ол жайлы хабарлау керекті. Бірақ бұл көбінесе жасалынбайды.

Мобильді ЭЕМ-нің иесі Шемкент қаласында тұрады деп қарастырайық. Ол жұмыс сапарымен Астана қаласына автомобильмен бара жатыр және үйіндегі офистің ішіндегі электрондық почтаны оқығысы келді деп ойлайық. Оны практика жүзінде қалай жүзеге асыра алады?

Мобильді ЭЕМ арқылы қолданушыға жіберілген пакеттер локальді агентпен ұрланады. Соңғысы озінің жазбаларында дәл қазіргі уақытта мобилдік ЭЕМнің орнын анықтайды және Астанадағы  сәйкес сыр тқы агеттің адресін анықтайды. Сосын локалды агент ІР пакет деректерінің аумағындағы пакетті инкапсуляциялайды және оны сыртқы агентке жібереді. Мұндай процедура тунельдеу деп аталады. Сыртқы агент пакетті қабылдап, енгізілген деректерді шығарып мобилді ЭЕМға жібереді. Мұнан соң локальды агент деректерді кадрларға инкапсуляциялай отырып жіберушіге деректерді тікелей осы машинаның жергілікті желі жазбасына емес,  сыртқы агентке жіберуді ұсынады.Егер мобильді ЭЕМ берілген сыртқы агенттің аумағынан шығып, басқа агенттің аумағына түссе, бүкіл процедура басынан қайталануы тиіс. Мобильді ЭЕМнің ІРv6 адрестеуін кеңінен орнатқаннан кейін хабарласу хаттамасын оңайлататын жаңа уникалды адрес енгізеге болады. Осындай мобильді машиналармен ақпарат алмасу схемасы 6-шы суретте көрсетілген.

Мобильді ЭЕМ-мен жұмыс кезіндегі ауысым схемасы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 CDMA жүйесі

 

Ең басында телефон желілер әуе және кабілді жолақтарды қолданылатын сымды жүйе негізінде жасалды. Уақыт өте, кабелді жүйенің артықшылықтарымен бірге олрдың кемшіліктері де көріне бастады. Соңғысына желіні құруға кететін көп уақыт, енгізу барысындағы инвестициядағы шектеулері, маңызды эксплуатациялық шығындарды жатқызуға болады.

Сымсыз абоненттік радиоқатынас қарқынды түрде дамуын бірнеше себептермен түсіндіруге болады. Көбінесе мыс немесе талшықты – оптикалық кәбіл негізіндегі дәстурлі абоненттік желі өз алдында көлемі жағынан өте үлкен және жұмысқа пайдалану үшін ендіу процесі ұзақ болады, сонымен қатар көп қаржы шығынын қажет етеді, ол әрбір абоненттік   жұпты пайдалану пайызы төмен болғандықтан ірі ивестицияны қаратуды мүмкін болмайды.

Сонымен қатар кез-келген желіні кеңейту үшін кабелді трассалары үлкен инженерлік жұмыстар қажет етіледі. Осы себептерден байланыстың сымды жолағын құру үлкен мәселе болып саналады, әсіресе ескі қалаларда немесе ауылдық желіде көп шығындалуға мәжбүрлік туады.

WILL (Wireless Local Loop) жүйесін пайдаланғанда  қымбат кәбілдерді салу қажеті  жоқ және де инженерлі –  құрылыс жұмыстарының көп мөлшерде қажеті болмайды, өйткені бұл жүйе бірнеше айдың ішінде-ақ құрылады.  WILL технологиясының иілгіштігі байланыс қызметімен әртүлі жағдайдағы аудандарды қамтамасыз ете алады – адам көп қоныстанған аудандар, ескі қалалар, тез өсетін қала сыртындағы және бақшалық аудандар, кішкентай қалалар, адам аз қоныстанған, электр – байланысының инфрақұрылымы дамымаған аудандар және т.б.

WILL жүйесінің бағасы (абоненттік  жолақтадағы радиоарналарды қолданылады) жолақ ұзындығына, грунттың түріне  және жағдайына, қызмет көрсету аймағындағы сулы жерлерге және әуе аймағына тәуелді емес.

 Абоненттік қолжеткізушілік  географиялық рельефі өте қиын  аймақтарда да тиімді болады, яғни таулы желерде , аралдары  көп жерлерде. Радиоарналар арқылы  каботажды жүзудің теңіз кемелерін  телефондауға болады.

Жергілікті сымды желінің шығындарының көп бөлігі желілік және коммутациялайтын құрылғыға келіп түседі.

Соңғы жылдары қатынас жүйесі нарығында радиотехнологияларды қолданылатын құрылғыларға көшу кең өріс алды. Сымды қатынас жүйелерінің  кемшіліктері мен мүмкіндіктерінің шектелунен, телефондаманың дамуы тоқтатылады. Осының барлығы компания-операторларының қазіргі заманға сай талаптарына жауап беретін сымсыз технологияларының дамуына әкелді [1].

 Радиожелілер (сымсыз желілер) жергілікті компьютерлі желілер (ЖКЖ) арасында ақпарат алмасуды қамтамасыз ету үшін арналған. Оны кәбілді технологияны қолдану қиын және қымбат болғанда пайдаланады. Сымсыз радиоқатынас технологиясын қолданудың тиімді мысалы ретінде – қаржы жетіспеген жағдайда, кабелді жұмыстар өткізуге рұқсат бірілмегенде жергілікті желілер сегменттері арасында байланыс орнату үшін қолданылады.

Осындай жағдайларда сымсыз байланыс желісін қолдану тиімді болады. Сонымен қатар, экономикалық жағынан кабелді салу тиімсіз болса қолданады. Мысалы уақытша компьютерлі желілерді  уақытша жалға алынған көрмелер мен офистерде құру үшін пайдалынған тиімді.

Кабелді технологияға қарағанда сымсыз технология келесі қасиеттерімен ерекшеленеді:

• Бағасы
• Алшақтығы
• Уақыты
• Инвестицияны қорғау
• Қызмет көрсетудегі қарапайымдылығы
• Пішінүйлесімнің  иілгіштігі
• Жоғары өнімділігі
• Беріктігі
• Баршаға қол жетерлігі

Сымсыз абоненттік радиоқолжеткізу жүйелерінің барлығын үш категорияға бөлуге болады:

• Қозғалмалы ұялы байланыс стандарттары мен технологиялары негізінде жүзеге асырылған цифрлық және аналогтық жүйелер (NMT-450, D-AMPS, CDMA, IS-95 және т.б)
• Сымсыз телефония стандартын қолдайтын  жүйелер (DECT, CT2, PHS және т.б)
• Бекітілген қолжеткізуді қамтамасыз ету үшін арналған аналогты және цифрлы жүйелер.

 

Қозғалмалы ұялы байланыс стандарттары мен технологиялары негізіндегі жүйелердің категориялары ұяшықтар сыйымдылығының жоғарлығымен және БС пен пайдаланушы терминлдары арасындағы байланыс алшақтығының үлкендігімен сипатталады. Мыс NMT-450 және NMT- 900 стандарттарын қолдайтын RAS 1000 (Ericsson өндірісі) аналогты жүйесіндегі БС ұяшықтарының радиусы 415-450 МГц жиілік жолағында жұмыс істегенде 46 км-ге дейін жетеді. Цифлық жүйелерінің ұяшықтаының максималды радиусы одан аз болады, 20-35 км. Қозғалмалы ұялы байланыс стандарттары мен технологиялары негізіндегі жүйелер абоненттерінің орналасу тығыздығы әртүрлі үлкен территорияларды телефондамалау үшін өте қолайлы. Дегенмен, олардың сөйлесуді тасымалдау сапасы және мәліметтерді тасымалдау жылдамдығы таржолақты болғандықтан олар кеңжолақты фирмалық жүйелерден кем болады.

Қозғалмалы байланыс NMT-450, AMPS, D-AMPS,  немесе GSM стандарттары желілерінің жиіліктерінде жұмыс жасайтын сымсыз абоненттік радиоқолжеткізу жүйелері комерциялық жағынан қарағанда перспертивті емес. Казіргі кезде барлық дерлік аудандарда ұялы қозғалмалы байланыс байланыс операторлары жұмыс істейді. Сондықтан бұл жүйелердің жұмыс істеуі үшін жиіліктер өте тапшылық болады.  Сымсыз телефондама стандарты негізіндегі жүйелер радиустары онша үлкен емес ұяшықтарды қамтамасыз етеді (0,2...15 км) және кішкене территорияларды қамтуға арналған. Олардың азқуатты БС-ры жоғарыда айтылып кеткен категогрияның   БС-ына қарағанда ондай күрделі және ірі емес, сондықтан оларды орнату оңай және азанырақ. Сымсыз телефондалу стандарты негізіндегі жүйелер жұмыс жиіліктерін автоматты түрде таңдайды, яғни жиілікті жобалаудың қажеті жоқ, ол өз алдына иестиляцияны жеңілдетеді. Сонымен қатар, олар жедел әрекетті ұялы байланыс стандарты негізіндегі жүйелерге қарағанда жоғары сапалы сөулесуді және ақпарат тасымалдаудың жоғары жылдамдығын қамтамасыз етеді.

Айтылып кеткендей БС-ның жүйе контролерімен байланысы үшін сымды және сымсыз байланыс арнасы қолданылуы мүмкін.

Әдетте, WILL жүйелерінің өндірушілері берілген арналарының физикалық табиғатын анықтауын қажет етпейді. Ол тек жоғары деңгейлі технологияларды және байланыс хаттамасын қолдауды керек етеді. Ал ақпараттың таралу ортасын операторға таңдауға қалдырады.      

WILL фирмалық жүйелерінің категорияларының  жүйелері өзінің базалық радио  технологияларымен, параметрлерімен  мүмкіндіктеімен соншалық ерекшеленеді, сондықтан оларға жалпы сипаттама  беру қиын. Оларды қарастыру жеңілірек  болсын деп, екі топқа: таржолақты  және кеңжолақты деп. Бөлуге болады.

Біріншісі өзінің параметрлерімен ұялы байланыс стандартары және технологиялары негізіндегі сымсыз абоненттік радиоқолжеткізушілік жүйелеріне ұқсады. Ол ақпарат тасымалдау жылдамдығы жоғары емес (144 кбит/с-ке дейін) болған кезде радиобайланыстың үлкен алшақтығын қамтамасыз етеді. Екіншісі, ақпарат тасымалдаудың жоғары жылдамдығына (144 кбит/с) және жоғары бөгеулікке төзімділігіне  ие. Ол кезде олардың ұяшықтарының максималды радиустары 20-30 км-ге тең.   

Соңғы жылдары бүкіл әлімде, соның ішінде біздің елде де байланыс нарығының либерализациясы және демонополизациясы болды. Жаңа операторлар мемлекеттік немесе жеке телекоммуникациялық  ұйымдармен бәсекеге түсті. Мұндай бәсекелестік байланыстың жаңа технологиялары пайда болуымен түсіндіріледі, олар жаңа операторларға позицияларды жаулап алуға, ал бұрынғыларға оларды ұстап отыруға мүмкіндік береді.

 

 

Жалпы арнаның таралуы.

 

Сымсыз телефонды байланыс жүйелерінде арнайы қатынасты  ұйымдастыру әдістерін цифлық технологияларды және сәйкесінше кодтау әдістерін пайдалану арқылы жоғары өткізу қабілеттілігін және қызмет көрсету аймағын жауып тастауға, байланыс арнасының жұмысының сапасын жоғарлатуға радиожиіліктің спектрді тиімді пайдалануға мүмкіндік  береді. Qualcomm фирмасының WILL желісінің уақытша жұмысқа пайдалану мысалдарының көрсеткіштері бойынша 5 жыл жұмысқа пайдаланғаннан кейін сымсыз CDMA – технологиясының инвестициядан көрген табысы (бір абонентке санағанда) кабелді  желімен салыстырғанда 5 есе көп болады [2].

CDMA технологиясын соғыстан кейін ұзақ уақыт бойынша СССР мен АҚШ-тың әскери байланыс жүйелерінде қолданылды, артықшылықтары төменде келтіріледі.

CDMA-ның негізін салушы фирмалардың  бірі QUALCOMM американдық фирмасы. АҚШ-та CDMA цифрлы ұялы жүйесі TIA (Telecom-munication Industry Association) мен стандартталып, IS-95 стандартында сипатталды. IS-54 стандарты секілді IS-95 стандарты ұялы жүйемен AMPS –тің сәйкестеуін қамтамасыз етеді. IS-95 стандартында жұмыс істейтін жүйелер үшін AMPS  үшін секілді жиілік жолағы қолданылады. Басқаша айтқанда, CDMA стандарты AMPS үстінен жұмыс жасайды.

Жалпы қолданыстағы телефонды желіге  цифрлық коммутациялау орталығы қосылады (КО немесе Switch). Өз алдына оның ішіне базалық станса контроллерлері (BSC – Base Station Controller) қосылады, олар базалық стансаларды басқарады және абоненттік трафикті мультеплекстейді. Базалық станса абонеттер мен ұялы байланыс желісі арасында радиоинтерфейсті ұйымдастырады. БС-ның ерекшелігі оның таралатын қабылдауды пайдалануы, сондықтан оның екі қабылдаушы антенналары болуы керек. Сонымен қатар ол қабылдап таратуға арналған екі бөлек антенналарға да ие болуы мүмкін. Басқа ерекшелігі – бірнеше қабылдағышпен соншама таратқыштың болуы. Олар әртүрлі жиілікті жиілікті бірнеше арналарда бір уақытта жұмыс жасауға мүмкіндік береді. Коммутациялау орталығында барлық базалық стансалардың ақпараттық ағындары жиналады, екінші жағынан ол абоненттердің басқа байланыс операторларының желілеріне шығуын қамтамасыз етуі керек.