Алматы қаласында 4G технологиясын ұйымдастыру

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ  ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Қ.И.Сәтбаев атындағы Қазақ  ұлттық техникалық университеті

Автоматика және телекоммуникациялар  институты

Радиотехника, электроника  және телекоммуникация кафедрасы

 

 

 

 

 

Курмантаев Мейрбек Есеналиевич

 

 

Дипломдық жобаның 

ТҮСІНДІРМЕ ЖАЗБАСЫ

Тақырыбы: «Алматы қаласында 4G технологиясын ұйымдастыру»

050719 – «Радиотехника, электроника және телекоммуникация»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы 2011

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ  ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Қ.И.Сәтбаев атындағы Қазақ  ұлттық техникалық университеті

Автоматика және телекоммуникациялар  институты

Радиотехника, электроника  және телекоммуникация кафедрасы

 

                                                                              ҚОРҒАУҒА ЖІБЕРІЛДІ

                                                                      Кафедра меңгерушісі

                                                                                техн.ғылым.докторы, проф.

                                                                                     ________ Н.Т. Исембергенов

                                                                                     «____»____________ 2011ж.

 

ДИПЛОМДЫҚ ЖОБА

 

Тақырыбы: «Алматы қаласында 4G технологиясын ұйымдастыру»

050719 – «Радиотехника, электроника және телекоммуникация»

 

Орындаған:                                                                М.Е. Курмантаев

 

Пікір беруші                                                              Ғылыми жетекші

ЕТ кафедрасының                                                          РЭжТ кафедрасының           аға оқытушы                                                                  аға оқытушы

                                                           

____________Н.Т. Аскарова                                       ______А.Д. Мухамеджанова       

«___»___________ 2011ж.                                      «___»____________ 2011ж.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы 2011

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ  ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Қ.И.Сәтбаев атындағы Қазақ  ұлттық техникалық университеті

Автоматика және телекоммуникациялар  институты

Радиотехника, электроника  және телекоммуникация кафедрасы

050719 – «Радиотехника, электроника және телекоммуникация»

 

                                                        БЕКІТЕМІН

                                                                      Кафедра меңгерушісі

                                                                                техн.ғылым.докторы, проф.

                                                                                     ________ Н.Т. Исембергенов

                                                                                     «____»____________ 2011ж.

 

Дипломдық жобаны даярлауға

ТАПСЫРМА

 

Білім алушы Курмантаев Мейрбек Есеналиевичке

Жобаның тақырыбы «Алматы қаласына 4G технологиясын ұйымдастыру»

Институттың №____ «____»__________ Ғылыми кеңесінің шешімімен бекітілген.

Орындалған жобаны өткізу мерзімі «_____»_____________ 2011ж.

Дипломдық жобаның бастапқы мәліметтері: Жоба үшін статикалық деректер, маркетингтік зерттеулер, телекоммуникциялық жабдықтарды шығаратын фирманың жарнамалық проспектілері, нормативті жобалық құжаттама. 

Есеп-түсініктеме жазбаның талқылауға берілген сұрақтарының тізімі мен қысқаша диплом жобасының мазмұны:

а) Негізгі жұмыс істеп тұрған желілерді талдау

б) WiMAX сымсыз кең жолақты қатынау желiсiн жобалау

в) Экономикалық дәйектеме

Графикалық материалдардың тізімі (қажетті сызбалар міндетті түрде көрсетілсін): 4G технологиялардың құрастырылуы; WiMAX-тың жүйелiк архитектурасы; WIMAX – орталықтандырылған шлюзы бар желiсі; Алматы қаласындағы базалық станцияның қамту аймағы.

Ұсынылған негізгі әдебиеттер:

– Вишневский В., Портной С., Шахнович И. Энциклопедия WiMAX путь к 4G

-М.: Техносфера, 2009.

– Шахнович И. Современные технологии беспроводной связи. - М.: Техносфера, 2004.

 

 

 

 

 

 

 

АҢДАТПА

 

 

Бұл дипломдық жобада 4G мобильді байланыс технологиясының сипаттамаларын зерттеу ұсынылған. Дипломда 4G жүйесінің  сипаттамалары,  оны құру сұлбасы  және жабдығы қарастырылған. 4G технологиясын  пайдалана отырып базалық станция  қамту аумағын, абоненттік жүктеме  және базалық станцияның күшейткіші есептелген. Сонымен қатар, осы жобаның  техникалық–экономикалық негіздемесін енгізу әзірленген, жабдық пайдалануда  өмір тіршілігі қауіпсіздігі мәселелері баяндалған.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АННОТАЦИЯ

 

 

В дипломной проекте представлена исследование характеристик мобильной связи 4G. В дипломе рассмотрены характеристики стандарта 4G, схема построения и состав оборудования. С учетом использования технологии 4G рассчитаны зоны покрытия базовой станции, абонентская нагрузка, усилитель базовой станции. Кроме того, разработано технико-экономическое обоснование внедрения данного проекта, описаны меры безопасности жизнедеятельности при эксплуатации оборудования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АNNOTATION

 

 

Study of the features mobile relationship four generation is presented In degree work. In diploma are considered features of the standard 4G, scheme of the building and composition of the equipment. With provision for use of technologies 4G is calculated zones of the covering to base station, subscription load, amplifier to base station. Besides, is designed feasibility study of the introduction given project, is described security measure to vital activity at usages of the equipment.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ 1 Негізгі жұмыс істеп тұрған желілерді талдау 1.1 4G технологиясына шолу 1.2 Желiдегi қолданылатын технологияларға шолуы             1.2.1 LTE мен WiMAX технологияларын салыстыру 1.3 IEEE 802.16 кең жолақты қатынау стандарты 1.3.1 Кең жолақты IEEE 802.16 стандарттарының түрлерi 1.3.2 IEEE 802.16j стандартына қысқаша сипаттама 1.3.3 IEEE 802.16m стандартына қысқаша сипаттама 1.4  Тапсырманың қойылуы 2 WiMAX сымсыз кең жолақты қатынау желiсiн жобалау 2.1 WiMAX желісі архитектурасының негізгі принциптері                                                                                  2.2 Желінің базалық үлгісі 2.4 Қызмет көрсету сапасы                                                      2.5 BreezeMAX 4Motion платформасының негізіндегі WiMAX жабдығы 2.5.1 АSN-шлюздер 2.5.2 Базалық станция 2.5.3 Абоненттiк жабдық 2.6 Алматы қаласында 4G технологиясы негізінде ұйымдастырылатын желіге сипаттама 2.7 Жабдықтың техникалық сипаттамалары 3 Желі параметрлерін есептеу  3.1 Базалық станцияның қамту аймағын есептеу 3.2 Базалық станцияның санын есептеу (Node B) 3.3 Мобильді WiMAX желінің сыйымдылығын есептеуі 3.4 Байланыс тиімділігінің бағасы 3.5 Пакеттің оптимизация есебі 3.6 Жалпы кідіріс есебі 3.7 Пайдалы сигналдың қуатын есептеу 4 Экономикалық бөлім 4.1 Жұмыстың  мақсаты 4.2 Ұйымдастыру жоспары   4.3 Қаржы шығындар  4.4 Жылдық инвестициялық  шығындарды есептеу  4.5 Электр қуатының шығындарын  есептеу  4.6 Экономикалық тиімділік көрсеткіштерін есептеу 4.6.1 Инвестициялық жобалардың  экономикалық тиімділігін бағалаудағы  уақыт факторын есептеу                                             5 Еңбек қорғау бөлімі                                                                                                           5.1 Қолданылатын бөлмеде еңбек ету шартының анализі                                                                          5.2 Санитарлы талаптар және ережелер 5.3 Ауаны баптау жүйесін  есептеу 5.4 Кондиционерді таңдау 5.5 Өмір қауіпсіздігін  қамтамасыз ететін техникалық  шешімдер ҚОРЫТЫНДЫ                                                                                  ПАЙДАЛАНЫЛҒАН  ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

10 12 12 14 14 19 19 21 24 27 28 28 28 32 34 35 36 42 44 44 46 48 48 52 53 54 56 58 59 61 61 61 62 63 65 67 69 69 71 71 72 73 78 78 84 85

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КІРІСПЕ

 

 

Кез келген бағыттағы телекоммуникациялық  жүйенің одан әрі дамуы мен  бәсекеге төзімділігі қатынау желілерін  таңдау бойынша операторлардың қабылдаған шешіміне тәуелді анықталады. Қазіргі  кездегі қолданысқа енетін және аса  жоғары құнымен, төмен сенімділігімен белгілі болған рұқсат желілерінің  көбісі  ақпараттық коммуникациялық  қызметтердің жаңа түрін қамтамасыз ете алмайды.

Біздің әлем тек қана ұялы байланыс желісі үшін ғана емес, басқа да қолданыста сымдарды азайтуда. Бұл өте тиімді және ыңғайлы, себебі ыңғайлы терминал – комммуникатордың көмегімен кез-келген уақытта, кез-келген жерде қажетті  іскери немесе жеке ақпаратқа қол  жеткізуге болады. Бұл әлі де тез  қозғалатын автокөлікте орындалмағанымен, бұл мәселе шешімін табуда. Алайда бұл әлі де аз. Атап айтқанда Intel корпорациясының  шешімі бойынша ТМД елдері үшін сымсыз технологиялар, яғни қазіргі кезде  қолданылатын WLAN (сымсыз локальді желі), Wi-Fi желілері жаңа экономикаға бір  уақытта жол ашады және жол  бастаушы болуы мүмкін. Барлық аналитикалық және консалтингтік агенттіктердің жалпы шешімі бойынша, мобильді сымсыз құрылғылардың нарығы жақын арадағы  уақытта күрт дамиды. Және бұл даму қазіргі уақытта дамуда.

Операторлар, қондырғыларды жеткізушілер мен қаржылаушылар үшін желіні дәл  құрудың болашақтағы мүмкіндіктері  жайлы мәселе маңызды болып отыр.

3G желілерінен басқа Wi-Fi желілеріне  бәсекені тағы да оның негізінде  құрылатын WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) деп аталатын желілер құруы мүмкін, оны алға ұсынушы Intel компаниясы болып табылады. Wi-Fi жетістігі - өтілген қадам, ал операторлар оны дамыту жолында қызмет етуі тиіс.

Жоғарыда аталғандай, мәліметтерді сымсыз таратудың жылдам дамуы WWAN (кең  қолданыстағы сымсыз желі) аймақтық деңгейдегі сымсыз желілерді енгізуге жол ашады. Және кеңжолақты сымсыз рұқсат технологиялары Интернет желісіне тағы да 5 млрд. тұтынушыны қосуға мүмкіндік береді. Ұсынылып отырған компания нарыққа жаңа сымсыз байланыс жүйелерін шығаруда.

Wi-MAX (IЕEE 802.16 стандарттарының жиыны) - бұл 75 Мбит/с жылдамдықпен алыс  қашықтықтарға Интернетке екі  жақты рұқсатты қамтамасыз ететін  және QoS шартын қанағаттандыратын  желі болып табылады. Технологияны  қолдайтындар бұл стандарт 30 миль қашықтыққа ретронсляторлар арасында мәліметтерді таратуға және қазіргі заманғы DSL құрылғылардың және кабельді модемдердің мүмкіндіктерінен арта отырып, жоғары өткізу жолағының арқасында аймақты қамту радиусы кең болады. Альтернативті экономикалық тиімді рұқсат желісінің құны жоғары болады. Сондықтан экономикалық тұрғыдан да бұл желі өте тиімді.

WiMax қатысты жағымсыз факторлары  да болады, мысалы олардың маңыздысы,  қажетті мөлшердегі бос кеңістіктің  болмауы. Жоспар бойынша, әр  елде WiMax 2,5; 3,5 және 5 ГГц лицензияланған  және лицензияланбаған диапазондар  комбинациясын пайдалану арқылы  әртүрлі жиіліктерде жұмыс істейді.  Алайда одан бері бес жыл  уақыт өтіп, нарық өзгеріске ұшырады. Intel мамандарының қорытындысы бойынша, WiMax вирус секілді уақыт өткен  сайын қазіргі кезде жердегі  теледидар қолданып жүрген жиіліктер  жолағына қарағанда әлдеқайда  көп жиілікті пайдаланады. 

Бүгінгі және болашақтағы операторлардың назарына WiMAX үш бизнес-модельдері ұсынылады: кабель мен DSL құрылғыларын ауыстыратын  орнатылған рұқсат, ірі хот-споттар  секілді қалалық аудандарды қамтитын портативті рұқсат, ұялы құрылымды  толық мобильді жүйе (болашақтағы IEEE 802.16j стандарты). WiMAX дауыстық байланыстың  мүмкіндіктерін қамтитынына қарамастан, бұл берілген стандарттың негізгі  мақсаты емес.

Берілген жобаның мақсаты тұрғындардың тығыздығы мен жер рельефіне  тәуелсіз кабельдік қосылыстарды алмастыру  ретінде көптеген тұрғындарды сапалы және арзан қызметпен қамтамасыз ету үшін Қапшағай қаласында WIMAX технологиясы негізінде сымсыз қатынау желісін жобалау болып табылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Негізгі жұмыс істеп  тұрған желілерді талдау 

 

1. 4G технологиясына шолу

 

 

Құрылымдардың төртiншi ұрпағы бiздiң пiкiр бойынша - бұл қалтадағы бағалы мультимедиа кеңсесi. Дәл бұл номадтикалық және бекiтiлген  абоненттер 1 Гбит/с үшiн жылжымалы үшiн 100 Мбит/ске дейiн мұндай төмен түсетін арнадағы жылдамдықтың жүйелерiмен қамтамасыз ету бойынша талап IMT-Advanced бағытталған (1.1-сурет). Олар бастапқы ITU-R М1645 ұсыныста сипатталған, қазiр тұрақты түзету кезеңі болып жатыр. Бұл - дауыс қосулар орнату мүмкiндiгi, бiр уақытта әр түрлi ақпараттық сервистер үшiн мүмкiндiк - интернетте жұмыс iстеу, үлкен көлемді деректерді айырбастау, (IPTV) хабарды жүргiзу. Қазіргі таңда барлық қолданушының үйінде (кеңсесінде) бар.

 

 

1.1- сурет. IMT-Advanced жүйесінің параметрлерi

 

Барлық технологиялар IMT-Advanced адапттивтi антенна жүйелерi бар жұмысты, антенна  жүйелерiнiң бағытталған диаграммаларын құрастыру функциясын қоса қолдауы керек. Перспективада және  динамикалық цифрлар диаграмма құрылуын қолдау. Бiрiгу деңгейде тiрек толығырақ болуы керек, әр түрлi интерфейстерi бар желiлердi арасындағы ағындарға шейiн. WiMAX те, LTE-Advanced шеңберiнде де мына барлық талап жасалатын перспективалы стандарттарды қолдайтынын атап өтемiз.