Ұялы байланыс принциптері

Құрылу тарихы

1982 жылы пошта және электр байланысы әкімшіліктерінің Еуропалық Конфернціядары (СЕРТ) 900МГц диапазонында цифрлық ұялы байланыстың бірыңғай стандартын әзірлеу үшін топ құрды. Бұл топтың жұмысы нәтижесінде GSM (Global System for Mobile Соммunісаtіоns - жылжымалы байланыстың ғаламдық жүйесі) стандраты болды.

Осы стандарттың ерекшелігіне аналогтық стандарттармен салыстырғанда телефон аппараттарының көлемі мен салмағы аз, батарея зарядталмаған телефондардың жұмыс істеу уақыты және т.б. жатқызуға болады. Негізінен бұл артықшылықтар есебінен қол жеткізіледі базалық станция жабдығын, үнемі талдайтын деңгейі сигнал берушіден қабылданған абоненттің телефон. Деңгей қажеттіліктен жоғары болған жағдайда, автоматты түрде қуат төмендейді;

GSM900 желісі. Негізгі сипаттамалары:

Салыстырмалы жоғары желі сыйымдылығы;

Осы жиілік диапазонында өнеркәсіптік кедергілердің төмен деңгейі;

Ашық кілтпен шифрлау алгоритмдерін пайдалану арқылы қол жеткізілетін Нөмірді тыңдаудан және заңсыз қолданудан максималды қорғау (Жоғары тек GSM-1800 қорғау);

Жақын базалық станциядан 35 км дейінгі қашықтықтағы байланыс;

Ұялы стандарттардың ішіндегі ең төмен абоненттік терминалдардың сәулелену қуаты.

GSM-900 стандартында рұқсатсыз қосылудан барынша қорғау үшін абоненттің арнайы түпнұсқалық модулі - SIM картасы қолданылады. Нақты абонент туралы арнайы ақпарат сақталатын кіріктірілген микросхемасы бар бұл карта абонентке телефонды қосқан кезде беріледі және GSM стандартының ұялы телефонының кез келген моделімен пайдаланылуы мүмкін. Ұрлаушы оны пайдалана алмауы үшін телефонды қосқан сайын теру керек арнайы сәйкестендіру нөмірі (РІN-коды) жазылған. Егер қатарынан үш рет РІN-кодты дұрыс теру дұрыс болмаса, SIM картасы уақытша бұғатталады. SIM-картаны пайдалану сондай-ақ абонент телефоныңызды өзгерткенде өзінің ұялы нөмірін ауыстырудың қажеті жоқ, ол картаны жай ғана ауыстырады және онда сақталған барлық деректер (жазба кітапшасын қоса алғанда) жаңа ұялы телефонда қолжетімді болады.

Бүгінгі таңда Черновцах бар екі желісі операторының GSM900: бұл ҮМЗ (украина ұялы байланыс) және Киевстар Дж. Эс. Эм.

Аналогтық байланыс жүйелерімен қолдамайтын GSM бірегей мүмкіндігі деректерді аралық сақтау режимінде берілетін қысқа хабарламаларды (Short Message Service) екі бағытты жіберу (160 байтқа дейін) болып табылады. GSM абоненті немесе Internet пайдаланушысы болып табылатын адресатқа хабарлама жіберуге болады, содан кейін жіберушіге осы хабарламаны алғаны туралы растау жіберіледі. Қысқа хабарламаларды кең тарату режимінде қолдануға болады, мысалы, абоненттерге аймақтағы жол қозғалысы жағдайларының өзгеруі, ауа райы жағдайлары, шетел валютасының бағамдары және т.б. туралы хабарлау үшін.

ETSI (European Telecomunication Standarts Insitute) анықталған ағымдағы Ерекшеліктер [1] қосымша мүмкіндіктер түрінде ақпаратты тасымалдау және байланыс қызметтерін ұсыну жөніндегі қызметтерді сипаттайды (мысалы, GSM абонентінің қол жетімсіз немесе бос болмаған ұялы телефоны, автожауапбергіш және т.б. болған жағдайда шақыруды қайта бағыттау).

Көп ұзамай шақыруды сәйкестендіру, шақыруды кезекке орналастыру, бірден бірнеше абоненттердің келіссөздері және т. б. сияқты жаңа мүмкіндіктер пайда болады деп күтілуде.. Мұндай стандарт GSM негізінде әзірленеді және ұялы байланысты дамытудағы үшінші секіріс болады. Оның атауы UMTS (Universal Mobile Tyelecommunication System)

ETSI анықтамаларына сәйкес, GSM желісі келесі қызмет түрлерін ұсына алады:

Ақпаратты тасымалдау бойынша қызметтер (bearer services);

Сөйлеу ақпаратын берудің жоғары сапасы;

Жабдықтар мен көрсетілетін қызметтер құнының төмендігі;

Пайдаланушының портативті жабдығын қолдау мүмкіндігі;

Қолдау халықаралық роуминг;

Келіссөздердің құпиялылығын қамтамасыз ету;

Алын ISDN үйлесімділігі

GSM-1800 стандарты (DCS-1800) және оның ерекшеліктері.

GSM-1800 (DCS-1800) - Global System for Mobile Соммunісаtіоns-жылжымалы байланыстың ғаламдық жүйесі. Бұл 1710-1880 МГц жиілік диапазоны бар цифрлық стандарт GSM-900 стандартының модификациясы болып табылады. Осы стандарттың ерекшеліктеріне келесі сипаттамаларды жатқызуға болады:

GSM-1800 – 1вт (GSM-900 – 2Вт салыстыру үшін) стандартының ұялы телефондарының максималды сәуле шығару қуаты. Яғни, барлық танымал ұялы байланыс жүйелерінен ең төмен сәулелену қуаты;

Нөмірді тыңдаудан және заңсыз қолданудан жоғары қорғау;

Ірі қалалар үшін маңызды желінің жоғары сыйымдылығы;

Базалық станциядан абонентті барынша жою-5-6 километр.

PCM сигналын кодтау және SIM карталарын пайдалану жүйесі GSM-900 стандартына ұқсас. Бүгінгі таңда Черновецтерде GSM-1800 желісін «украиналық ұялы байланыс» операторы жүзеге асырды”

Су жіберу қабілетін жақсарту және даму перспективалары

Радиоспектр шектеулі ресурстарға ие болғандықтан, жолақтың енін барлық ықтимал пайдаланушылар арасында оңтайлы бөлу қажет. Осы мақсатта GSM-да қолданылатын әдіс-бұл TDMA және FDMA (Time and Frequency Division Multiple Access) көпше қатынау әдістерінің комбинациясы. Алдымен 25 Мгц жиіліктер жолағы 200 Кгц жолағына бөлінеді. Әрбір станцияға өз жолағы (немесе бірнеше жолақтар) сәйкес келеді. Әрбір жеке жолақтың абоненттері уақыт бойынша бөлінген. Әрбір абонентке бір кадр сәйкес келеді. Сегіз кадр фреймге біріктіріледі. 26 фрейм, өз кезегінде, циклдік қайталанатын мультифрейм құрайды. Мультифрейм ұзындығы-120 миллисекунд. Бір кадрға 1/208 мультифрейм, яғни шамамен 0.6 миллисекунд келеді. Арналар оларға сәйкес келетін циклдік кадрлардың санымен және позициясымен анықталады және барлық палитралар шамамен әрбір 3 сағат сайын қайталанады. Олар белгіленген арналарға (dedicated channels), немесе трафик арналарына және жалпы арналарға (common channels), немесе жылжымалы станциялардың пассивті режимде пайдаланатын басқару арналарына бөлінеді.

GSM жүйесі сандық, сондықтан аналогтық сигналдарды цифрлауды талап етеді. Жоғары жылдамдықты арналар мен оптикалық желілерде аналогтық желілердің мультиплексування үшін қолданыстағы телефон жүйелері мен ISDN желісімен қолданылатын әдіс PCM (Pulse Coded Modulation) импульстік-кодтық модуляция деп аталады. PCM 64 Кбит/с Шығыс ағынының жылдамдығы GSM жүйесінің радиоарналары бойынша тарату үшін тым жоғары. GSM зерттеу тобы бірнеше кодтау алгоритмдерін зерттеді, RPE-LTP (Regular Pulse Excitation-Long Term Prediction) кодтау схемасында өз таңдауын тоқтатқанша. Схема 64 Кбит/c жылдамдығымен келіп түсетін сөйлеу ағынын 13 Кбит/с жылдамдығымен ағынға және кері қарай, берілетін сигналдың сапасын сақтай отырып ауыстыруды жүзеге асырады.

GSM абонентінің нөмірі базалық станцияның географиялық жағдайына бекітілген және желі абонентінің қай жерде тұрғанына байланысты емес.

GSM стандарты ең алдымен ISDN (Integrated Services Digital Network) және IN (Intelligent Network) - мен үйлесімді. GSM негізгі функционалдық элементтері қазіргі уақытта әзірленіп жатқан UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) жылжымалы байланыстың Ғаламдық жүйесінің халықаралық стандартына кіреді, ол болашақта GSM алмастыратын. UMTS жүйесінде көпше қол жеткізудің барлық түрлері қолданылады. Яғни, ол TDMA, FDMA, CDMA пайдалану арқылы құрылады. Бұл стандарттың негізгі бағыты басқа желілермен интеграцияға жасалатын болады, атап айтқанда, модемдерде деректерді беру жылдамдығын 9600-ден 115200-ге дейін ұлғайтуды жоспарлап отыр, алайда параметрлер мен ерекшеліктердің көпшілігі GSM-ден мұра.