Жергілікті есептеуіш желілер

Транкинг – бұл көптеген абоненттердің  шектелген арналар санына еркін қосылу мүмкіншілігінің тәсілі. Қандай-да бір уақытта барлық абоненттер белсенді болмағандықтан, керекті арналар саны жалпы абоненттер санынан анағұрлым аз. Мысалы, арналар саны 5 болғанда(4 сөйлеу арнасы және 1 басқару арнасы), транкингтік жүйе 300 абоненттке қызмет ете алады.

Ұялы жүйелермен салыстырғанда  транкингтік радиожүйелерінің артықшылықтарына мыналарды жатқызуға болады: шақырулардың икемді жүйесі– индивидуалды, топтық, аварийді және басқалар; нөмірлеудің  икемді жүйесі– екімәнділерден бастап толық дыбыс нөмірлеріне дейін; байланысты орнатудың аз уақыты- ұялы жүйелердегі бірнеше секундына  қарсы секундтың бір бөлігі; экономдау  – құрылғылар және оларды пайдалану  шығыны бойынша ұялы жүйелерге қарағанда  транкингтік радиожүйелер бірнеше  есе экономды. 

Транкингтік жүйелердің тағы бір ерекше айырмашылығы бұл- бір-бірімен ортақ басқару  шина көмегімен байланысқан, бірнеше  ретрансляторлардан тұратын ретрансляторлық  пункттің ортақ жиіліктік ресурсына  қосылу мүмкіншілігін ұйымдастыруы арқылы жиілік жолағын эффективті/тиімді түрде пайдалану мүмкіншілігі болып  табылады. Транкингтік жүйесінің  икемді архитектурасы/сәулеті жеке, әрі бірнеше абоненттердің немесе барлық абоненттердің шақыруларын  өткізуге мүмкіншілік береді. Бірақ  бірінші дәуірлі кәсіпқой транкингтік  жүйесінің желілері жоғары конфиденциалдылыққа  жауап бере алмады және абоненттік құрылғылардың идентификациясын, абоненттердің  аутентификациясын қамтамасыз ете  алмады. Бұл тапсырмалар бір-біріне сәйкес келмейтін аналогты стандарттардың үлкен санының орнын баса алатын, екінші дәуірлі (АРСО, TETRA) кәсіпқой байланыстың  цифрлық жүйелерінде шешілген. TETRA-ға байланыс протоколдары/хаттамалары ерекше болатын және түрлі жиілік диапазондарда/ауқымдарында жүйені минималды шығынмен іске асыра алатын универсалды техникалық шешімдер кіргізілген. Сонымен бірге, TETRA техникалық мүмкіншіліктерді көбейту саласының мүмкіншіліктерін қамтамасыз етеді. 

Абоненттер  арасында байланыс ретрансляторлар  арналарын автоматты түрде орналастыруды  іске асыратын жылжымалы жер радиобайланыстың радиалды- аумақтық жүйелердің принципі SmarTrunk, MPT 1327- тан бастап жаңа TETRA-ға дейін барлық транкингтік жүйелерді біріктіреді.

TETRA –  бұл цифрлық радиобайланыстың еуропалық стандарты болып табылады. Бұл стандарт қоғамдық қауіпсіздік, көлік және коммуналдық қызмет саласындағы қолданушыларға негізделген. Уақыт арқылы бөлетін көпшілік қосылу мүмкіншілігі бар технологиясын қолданатын TETRA стандарты көбінесе адамдар саны үлкен болатын қалалық жерлер байланысында қолданылуы керек(мысалы, Еуропаның солтүстік-батыс елдерінде). Ол тек шектеулі деңгейлі қуаттарды және жиіліктердің тар диапазонын қолданып, транкингтік байланыс режимінде ғана жұмыс істеуді қалайды.

Бірінші дәуірлі (Inmarsat-A стандартты) сымсыз серіктік/спутникті байланыстың жер станциялары негізінен үлкен орталық станциялары бар, радиалды-түйінді/торабты корпаративті желілерде істеу үшін арналған. Мобильді серіктік байланыста революциялық түрлендірулер өткен ғасырдың 90-шы жылдарда болды. Олар келесі үш фактормен шартталған: космостық программалардың коммерциализациясымен; төмен және орташа орбиталарды қолданумен; цифрлық сигналдық процессорлардың қолдануы арқылы цифрлық байланысқа өтумен. Нәтижесінде төменгі орбиталарда (Iridium, Globalstar), орташа биік (ICO) орбиталарда серіктік байланыстың глобальды жүйелерінің бірнеше жобалары іске асырылды, мысал ретінде екі регионалды/аумақтық жүйелер (AceS и Thuraya) келтіруге болады.

Жеке  радиобайланыстың жүйелері (пейджингтік жүйелер) қазіргі кезде негізінен екі негізгі стандартта жұмыс істейді: POCSAG және FLEX. Қазақстан және ТМД елдерінің пейджингтік компаниялардың көбісі мәліметтерді тарату жылдамдығы 512 немесе 1200 бит/сек тең POCSAG стандартын пайдаланады. Бұл компанияларының пайдаланатын жиілік диапазоны - 138-174 MГц, бірақ 435-480 MHz жиілік диапазонында жұмыс істейтіндері де бар. Алыс шетел ел мемлекеттерінде 929-932 MHz диапазоны кең таралған. Пейджингтік жүйелерің үлкен артықшылығы – спектрді экономды түрде қолдану - бір жиілікте 10 мың абоненттерге қызмет етіледі. Бірақ цифрлық ұялы жүйелерді жобалау мен құрудағы кететін шығындардың төмендеуі (арзандауы) мен дамуына байланысты қазіргі кезде пейджингтік жүйелерге деген сұранысты төмендетіп жатыр.

3. ЖЕЛIНIҢ ОРЫНДАЛУЫН ЕСЕПТЕУ, КЕҢСЕНІ ОРНАЛАСТЫРУ

Ең алдымен  желiлердiң сымсыз WiFiлерiнiң қасиетiн  айтатын болсақ, кейбiр кемшiлiктері атап айтқанда 

-сезгіштік   өте ауыр радиожиiлiк жағдай  шарттарындағы  желiнiң жақсы   жұмыс істеуі iс жүзiнде мүмкiн  емес. Қосылу жылдамдығы азаяды;

-сигналдың  әлсiретуiне алып келеді  темiр  бетонның радиотолқындарын  күштi жұтуына байланысты ;

Бұл WiFiдiң кiрiстiрiлген сымсыз қол жеткiзу нүктесiмен (ADSL - модем) шлюз және сымсыз адаптер жабдықталған клиент құрылымдарын талап етеді.

Желiнi құрастырудың әдістемесі:

1. (шлюз интернет-) бiздiң қорапты таңудан босатамыз,  (қандай болмасын интернет қоспаймыз, сымсыз желiнiң ешқандай да параметрлерiн күйiне келтiрмеймiз) желiге қосамыз;
2. ноутбук аламыз және (немесе сымсыз адаптер жай ғана қосамыз және бiрден ноутбуктiң сымсыз адаптерiнiң әсерiнiң радиустарында болатын жергiлiктi сымсыз желiлердiң iздестiруiн процедура iске қосылады) сымсыз желiн  iске қосамыз;

3. өндiрушiлердiң көпшiлiгi default ке SSID-тiң желiсiнiң идентификаторын орнатады, сондықтан - жалғастырамыз,  бiздiң желiлерiнiң барлық табылғандарының  арасында тап сол қызықтырады . сiздiң компьютерiңiз егер мұндай атпен бiрнеше желiлердi және сiздi тапқан  солардың бiрiне қосыла аласыз;

4. желiнiң  жұмысының жылдамдығының өзгерiсi  туралы сигналдың деңгейi  бақылаңыз.

1-сурет.  Үйге сымсыз желіні қосу схемасы

Сiздiң  желiңiздiң схемасы (ADSL немесе "Ерекшеленген сызық") интернетпен қосу әдiсiне байланысты осылай көрiне алады:

Жабдықтарды  күйге келтiрудi (P660HW ) ZyXEL OMNI ADSL WLANнiң  кiрiстiрiлген сымсыз қол жеткiзу нүктесiмен  модемнiң ADSLның мысалында өткiземiз.

Абоненттік  қолжеткізімде (жалпы қолданыстағы желіде) радиостандарттар дамыған мемлекеттерде  бұрыннан кең қолданыста. Оның өзіне  ғана тән көптеген ерекшеліктері  бар. Әсіресе, кабельдік инфраструктура жоқ жерде тез арада байланысты аз шығындармен орналастыруда таптырмайтын жол. Біздің елімізде қазіргі кезде ауылдық жерлерді телефондандыруда CDMA стандартты радиобайланыс түрі кең қолдануда. 
Көпстанцалы қатынау тәсілдерінің негізгі үшеуін қарастырайық: FDMA, TDMA, CDMA.

FDMA - жиіліктік бөлінуімен көпшілік қатынау. Барлық рұқсат етілген ауқымнан абонентке өз жиілік жолағы беріледі, бұл жолақты ол уақытының 100% -да қолдана алады. Сөйтіп уақыттық фактор емес, тек жиіліктегі айырмашылық абоненттерді бөлуге (дифференциалдауға) қолданылады. Бұндай жолдың артықшылығы бар: барлық ақпарат «нақ осы уақытта» беріледі және абонент өзіне бірілген сегменттің өткізу жолағын толығымен пайдалануға мүмкіндік алады. Сегмент жолағының ені пайдаланып отырған байланыс желісіне байланысты өзгеріп отырады.

TDMA –  уақыттық бөлінуімен көпшілік қатынау. TDMA стандарты қазіргі цифрлық сымсыз байланыс жүйелерінде жиі қолданылуда. Жиіліктік бөліну жүйелеріне қарағанда, TDMA жүйесінің барлық абоненттері бір жиілік ауқымында жұмыс істейді, бірақ әрқайсысы қатынаудың уақыттық шектеулеріне ие. Әрбір абонентке уақыттық аралық беріледі (кадр), осы аралықта оған «таралу» рұқсат етілген. Бір абонент таралуын аяқтаған соң, рұқсат екінші абонентке беріледі, содан үшіншіге т.с.с. барлық абонентке қызмет көрсетілген соң, процесс қайтадан басталады. Абоненттің көзқарасы бойынша оның белсенділігі «пульстаушы» сипатта болады. Абоненттер саны көп болған сайын, олардың әрқайсысына өз мәліметтерін беру мүмкіндігі аз болады, сөйтіп әрқайсысы аз мәлімет жібереді. Егер абоненттің мүмкіншілігін белгілі шамамен шектесек, онда осындай тәсілмен бөлінген ортаның пайдаланушылар санын бағалауға болады. Уақыттық бөліну жиіліктік бөлінумен жүреді, сондықтан таралу берілген жиілік ауқымында жүреді.

Радиобайланыс ресурстарының шектеулігіне байланысты, радиоресурстарды бөлу тәсілі-радиоресурстарды максимал мүмкін болатын бөліктерге бөлуді қамтамасыз ету керек. GSM стандартымен таңдап алынған тәсіл, уақыттық және жиіліктік бөліну тәсілдерінің комбинациясын көрсетеді (Time-Division Multiple Access Frequency-Division Multiple Access). FDMA жартысы өзіне жиілік жолағы бойынша бөлінуді иеленген, оның ені 25 MГц –қа дейін, өзара 200kHz жолақтармен бөлінген 124 тасымал жолағында. Біреу немесе бірнеше тасымал жиіліктер әр базалық станцияға жазылған. Әрбір осы тасымал жиілікке TDMA сұлбасы бойынша уақыттық бөлу механизмі қолданылады. TDMA сұлбасында негізгі уақыттық бірлік болып - десте периоды (burst period ) табылады. Десте периоды – 15/26 ms тең уақыт аралығы ( ол жуық мөлшермен 0,577 ms). Сегіз осындай уақыт аралықтары TDMA-да фреймге (frame-120/26 ms немесе 4.615 ms) топтасады, ол логикалық арналарды анықтаудын негізгі бірлігі болып табылады. Физикалық арна болып фрейм TDMA-да десте (burst period ) болып табылады. 

Арналар нөмірлер және сәйкес дестенің орналасуына  байланысты анықталады. Бұл барлық анықтамалар циклды және цикл жуық мөлшермен 3 сағатты құрайды. Арналар  екі негізгі топқа бөлінген болуы  мүмкін: ерекшеленген (dedicated channels) - әр мобильды станцаға динамикалық ерекшеленген және жалпы қолдануға арналған (common channels) - пассивты жағдайда мобильды станцамен  қолданатын.

Трафик  арнасы (traffic channel - TCH) – дауысты және мәліметтерді тарату үшін қолданылады. Трафик арнасы мультифреймнің 26 TDMA фрейммінен тұрады. Бұл мультифреймнің ұзындығы – 120 ms. Жиырма төрт фрейм - өзінің трафигі  үшін қолданылады, біреуі – Жай Ассоцирленген  Басқарушы Арна (SACCH – Slow Associated Control Channel)үшін, бәреуі - әлі іске қосылмаған (2nd). Шығыс және кіріс мәліметтерінің трафик арналары уақыт бойынша преиод уақытында үщ дестеге (burst period ) бөлінеді, сондықтан, әрбір жақ қабылдауды және жіберуді бір мезгілде жүргізбеу  керек, бұл кезегінде электрониканы  жеңілдетеді. Осы толық жылдамдықты (full-rate) арналарға қосымша ретінде  жартылай жылдамдықты (half-rate) арналар TCH бар. Жартылай жылдамдықты арналар  мәліметтерді тарату кезінде жүйе жылдамдығын  екі есе жоғарлатуға арналған (яғни, дауысты кодтау 7 kbps, орнына 13 kbps). Сонымен сегіз жылдамдықты TCH спецификацияланған, бірақ олар сигналдармен ауысу үшін қолданылады. Ұсыныстарда  олар Бөлек тұратын Ерекшеленген Басқарушы Арналар (SDCCH- Stand-alone Dedicated Control Channels) деп аталады.CDMA – кодтық бөлінуімен көпшілік қатынау. Ортаның мұндай бөліну тәсілінде әрбір пайдаланушыға жеке код беру арқылы трафик арналары құрылады. Бұл код жолақтың бүкіл ені бойынша таралады. Бұндай жағдайда уақыттық бөліну деген жоқ, барлық абоненттер үнемі арнаның бүкіл енің пайдаланады. Байқап кететіні, бір арна ұйымдастыруға бөлінген жиіліктер жолағы өте кең. Абоненттер таратылуы бірінің үстіне бірі жабылады, бірақ әрқасысының кодтары ерекшеленген соң, олар оңай дифференциалданады.CDMA стандартын қолданған жағдайда, сигнал жоғарғы бөгеттер кезінде де қабылдануы мүмкін, бірақ оның тарату сапасы сол қалпы немесе жоғарғы болады. Барлық абоненттер бірігіп бір жиілік ресурсын пайдаланады. CDMA стандартында әрбір ұяда бір сол бір жиілік жолағы пайдаланады және секторланған ұяның әрбір секторында қолданылады. Берілген жағдайда жиіліктерді қайталадан қолдану моделі N=1 деп белгіленеді. N=1 моделі CDMA стандарты үшін басқа технологияламен салыстырғанда жоғарғы өткізу мүмкіндігін (емкость) қамтамасыз етеді. Басқа абонентермен және басқа базалық станцалармен пайда болатын бөгеуілдер CDMA стандарт желісінің өткізу мүмкіндігінің жоғарғы деңгейін анықтайды. Бірлік желісін құру кезінде негізгі мақсат – ол бөегуілдердің жалпы деңгейін минимумге келтіру. CDMA стандартында бөгеуілдер деңгейін төмендетудің және желінің көлемін максимумге жеткізудін бірнеше тәсілдері бар.

Арналардың  кодтық бөліну негізіндегі көпстанцалы  қатынауы бар желілер (АКБНКҚ) спектры  тура кеңейтілген жүйелердің дамуын және жұмыс жиілігін қайта өңдеу  жолымен алынған спектрі кеңейтілген  жүйелердің дамуын көрсетеді. Арналардың кодтық бөліну негізіндегі көпстанцалы  қатынауы бар желілерде әрбір  қолданушыға жеке, әрі басқалардан  өзгеше ПСП берілген.Егер осы ПСП  өзара корреляцияланбаған болса, онда бір ұя шегінде К тәуелсіз абоненттер хабарламаларды бір уақытта тарата алады, әрі осы кезде олар бір  радиожиілік жолағын алып тұрады. Қабылдауыштарда сигналдардын корреляциясы (спектрды сығу) іске асып жатады, соның  нәтижесінде жіберген хабарламалардың  қайта қалпына келу жүреді di(t)=1,…K. 1-ші суретте арналардың кодтық бөліну негізіндегі көпстанцалы қатынауы бар желілердегі К спектры  тура кеңейтілген 10 тасымалдаушысы бар  мысалында спектрдын бірігіп  қолднану концепциясы көрсетілген.Егер 10 мобильды таратқыштар ақпаратты  бір уақытта тарататын болса, онда базалық станция қабылдағышының кірісінде уақыты және жиілігі бойынша 10 қиылысатын сигнал пайда болады. Мобильды станция қабылдағышы туралы да осыны  айтуға болады. Егер барлық қабылданатын сигналдар қуатын Ps-ке тең және бір  ғана пайдалы сигнал қалған тоғыз  МДКРК қуаты бірдей сигналдармен интерференленсе, онда қабылдағыштың  РЧ кірісіндегі сигнал/бөгеуіл (С/І) қатынасы 1/9 немесе (С/jT)=-9,54 дБ-ге тең  болады. Сигнал/бөгеуіл қатынасының мұндай терістелген мәні ішкі жүйелі бөгеуілмен шартталған, ішкі жүйелі бөгеуіл кеңейтілген түзу спектрі бар 9 тасымалдаушы арқылы пайда болады және осы уақытта дәл сол жиілік жолағында орналасады. Корреляциялық өңдеу (спектрді қысу) нәтижесінде кең жолақты радиожиіліктегі тасушы/бөгеуіл (С/І) қатынасының терістелген мәні тар модульды жолақты сигнал/бөгеуіл (S/I) қатынасының оң мәніне айналады. Модульды жиілік жолағында сигнал/бөгеуіл қатынасы жоғары болу керек, себебі Ре-нің қатысты төмен мәндерінің жетістігін кепілдеу керек. Сигнал/бөгеуіл (S/I) қатынасының мәні сигнал/шу (S/N) қатынасымен салыстырғанда модульды жиілік жолағында бірнеше дБ-ге жоғары болады.Спектрді тікелей кеңейту жүйесінде бір ұя шегінде болатын хабар таратқыш арналар (трафик арналары ) бір уақытта бір ғана радиожиілікті, яғни радиоарнаны пайдаланады. Көрші ұялар я осыны, я көрші жиілік арналарын пайдалана алады. Кейбір жылжымалы объекттер базалық станцияға жақын, ал басқалары алыс орналасады. Жақын орналасқан жылжымалы объекттен базалық станция арқылы қабылданатын күшті сигнал алыс орналасқан жылжымалы объекттен қабылданатын әлсіз сигнал ретінде болады. Жақын орналасқан жылжымалы объекттен пайда болатын маскирования немесе ішкі жолақты бөгеуілдер эффекті «жақын-алыс» бөгеуілдер деген атпен белгілі. Бұл бөгеуіл түрі МДКРК жүйесін қолдану және проектілеуде үлкен қиыншылықтар туғызады.Қуатпен басқару «жақын-алыс» бөгеуілдерінің дәрежесін түсіруге мүмкіндік беоеді. Қуатпен басқарудың идеальды сұлбасы жылжымалы объект орналасуына және радиотолқындар тарату кезіндегі жоғалуға тәуелсіз болатын, осы ұяда орналасқан жылжымалы объекттің базалық станциямен қабылданатын сигналдар қуатының теңдігін қамтамасыз етеді. Жылжымалы объекттегі қабылданатын пилот-сигналдың өлшенген дәрежесі радиотолқын тарату кезіндегі базалық станция таратқышынан жылжымалы объект қабылдағышына дейін болатын жоғалуларды бағалауға мүмкіндік береді. Жылжымалы объекттегі жоғалу бағаларының нәтижесінде қуатпен берілетін басқару сигналы қалыптасады және таратқыштың қажетті қуаты орнатылады. Бұл процедура қажетті скважность арқылы қайталанады және осыған байланысты тұйықталмаған петлямен адаптивті басқаруға қол жеткізеді. Мұнда тура және кері радиосымдарды таратуда болатын жоғалулар бірдей болуы мүмкін. Бірақ тұйықталмаған петлямен бақылау әрқашанда туралық және сапалық дәрежесін қамтамасыз етпейді. Қуатпен басқарудың реалды туралығы тұйықталмаған ТхРС петлясы көмегімен 1,5 дБ-ге тең болады. Идеалды жағдайда ол 0 дБ-ге тең болуы керек. Бұл бізге әртүрлі жылжымалы объекттен таратылған сигналдардың бәрі бірдей қуатпен қабылдануы керектігін айтады, себебі олардың дәрежелерінің түрлілігі 0 дБ-ге тең. Бұл жақын және алыс орналасқан қолданушылардың қиыншылықтарын жеңілдетеді және ұялы МДКРК жүйенің сыйымдылығын оптимизациялайды.