1-ma’ruza Simsiz aloqa tizimlariga kirish Radioaloqani tashkil etish prinsiplari Simsiz aloqa tizimlariga kirish

1-ma’ruza

Simsiz aloqa tizimlariga kirish

Radioaloqani tashkil etish prinsiplari

Simsiz aloqa tizimlariga kirish

Zamonaviy ma’lumotlarni uzatish tizimlari ko‘plab turli xil texnologiyalarni ishlatadi, ularning soni keskin ortib bormoqda. Ularning ichidan quyidagilar eng keng qo‘llaniladi:

• 
  elektr kabellar bo‘yicha aloqa tizimlari (KAT);
  
• 
  optik tolali aloqa tizimlari (OTAT);
  
• 
  Erning sun’iy yo‘ldoshlari (ESY) orqali aloqa tizimlari;
  
• 
  tor polosali va keng polosali er usti radioaloqa tizimlari;
  
• 
  ochiq tarqatiladigan optik aloqa tizimlari.
  

Bu ro‘yxatdagi aloqa tizimlari kabelli (OTAT va KAT) va simsiz tizimlarga bo‘linadi.
Elektr kabellar bo‘yicha aloqa tizimlari taqsimlash tarmoqlari (masalan, kabelli televidenie tizimlarida) va olis masofali aloqada eng keng qo‘llaniladi, lekin xom-ashyo materiallarning yuqori narxi (rangli va qimmatbaho metallar), uncha katta bo‘lmagan o‘tkazish polosasi bilan bir qatorda kelajakda bunday tizimlrning raqobatbardoshligini muammoli qiladi. Kabelli tuzilmalarning umumiy kamchiliklari er yoki suv osti ishlariga bog‘liq katta qurilishi vaqti, tabiy ofatlar, vandalizm va terrorizm tahdidlariga uchrashi va o‘sib borayotgan yotqizish ishlarining narxi hisoblanadi. Simli tizimlarni qurish bo‘yicha ishlarni sermashaqqat, ayrim joylarda, ayniqsa, shaharlarning tarixiy joylarida, qo‘riqlanadigan hududlarda yoki murakkab relefda deyarli amalga oshirib bo‘lmaydi. Aholi uchun u bilan bog‘liq noqulayliklar, transportning ishlashini buzilishi, shikastlangan yo‘llar va boshqa bo‘ladigan maummolar shundoq ham turli bosqichlar bilan muvofiqlashtirish protseduralarini murakkablashtiradi va iqtisodiy foydani kamaytiradi.
Simsiz tizimlarning eng muhim avzalligi qurishning kam vaqti hisoblanadi. Bu xususan, shunga bog‘liqki, transheyalarni qazish, kabellarni yotqizilishi, shuningdek binolarda kabellarni simlarni ichki o‘tkazish zarurati bo‘lmaydi. Istalgan tizimni yaratilishi uchun investitsiyalar talab qilinadi, vaqt bo‘yicha ularning qanday taqsimlangani va ishlatishdan foydani tez olishni kutish qanchalik mumkinligi bu boshqa. Simsiz tizimlar ishlatishga bosqichma-bosqich kiritilishi mumkin. Simli tizimlar esa bir vaqtda butun infratuzilmani yaratilishini talab qiladi. Simsiz tizimlarda daromadlarni olishning boshlanishi birinchi fragmentni ishga tushirilishi bilan mos tushadi va tizimni keyingi rivojlantirilishi foydalanuvchilarning o‘zlari orqali moliyalashtiriladi. Bundan tashqari,ishlaydigan tuzilma ko‘rinishidagi ijobiy misol o‘rniga bo‘lajak imtiyozlar, potensial abonentlarni va vositalarni jalb qilishga imkon beradi. Bu investorlarning moliyaviy xavflarini keskin kamaytiradi va kelajakka ishonch bilan qarashga imkon beradi. Ishlar bir vaqtda boshlanganida simsiz telekommunikatsion tizimning to‘liq o‘zini oqlashiga simli tizim ishga tushirilguncha erishish mumkin.
1.1-rasmda raqmli texnologiyalarga kiradigan turli telekommunikatsion tizimlarning qo‘llanilishi sohalari shartli diagrammasi keltirilgan. Ikkita katta asosiy qo‘llanish sohalarini Erning sun’iy yo‘ldoshili (ESY) aloqa tizimlari va optik tolali aloqa tizimlari (OTAT) egallaydi.

1.1-rasm. Turli telekommunikatsion tizimlarning qo‘llanilishi sohalari

ESYli aloqa tizimlarining xarakterli o‘ziga xos xususiyalariga nisbatan uncha katta bo‘lmagan ma’lumotlar hajmlarini er sirtining sezilarli maydonlarini qamrab olish bilan (global tizimlarni qurishgacha) juda katta olis maofalarga uzatish (10 – 60 Mbit/cgacha tezliklarda) imkoniyati kiradi. Uzatiladigan ma’lumotlar hajmini cheklash Erla ma’qul elektromagnit holatni ta’minlash maqsadlarida nurlantiriladigan signallar quvvatini chegaralash orqali aniqlanadi.

Optik tolali aloqa tizimlari (OTAT) eng katta ma’lumotlar hajmlarini bir necha minglab kilometrlargacha masofalarga (raqamli oqimlarni uzatish tezliklari 1 Tbit/slardan ortadi) ishonchli uzatishga imkon beradi. Masofalar qisqarishi bilan OTATni joriy etishdan iqtisodiy samara kamayishi mumkin va har bir aniq holda sinchiklab tekshirishni o‘tkazish talab qilinadi.
Er usti simsiz tizimlari zamonaviy ma’lumotlarni uzatish tizimlarida orasida optik tolali va sun’iy yo‘ldoshli tuzilmalar bilan muvaffaqiyatli raqobatlashish bilan, ayniqsa uncha katta bo‘lmagan mosfalarga aloqada juda sezilarli rolni o‘ynaydi. Er usti radio vositalari sohasidagi texnologik echimlarda inqilobiy o‘zgarishlar bo‘lib o‘tdi. Bir necha o‘n minglab kilometrlargacha masofalarda aloqani mikroto‘lqinli aloqa tizimlari ta’minlaydi ularning ishlash tezligi sekundiga yuzlab megabitlardan ortadi.
40 MGs chastotalar polosasida STM-4 (622 Mbit/s) raqamli oqimlarni uzatilishini tashkil etishga imkon beradigan radioreleli raqamli tuzilmalar paydo bo‘ldi.
Uncha katta bo‘lmagan masofalarga aloqa uchun (bir necha o‘nlab kilometrlargacha) ulanish va ma’lumotlarni taqsimlash tizimlari ommaviy ko‘lamlarda ustun rivojlanmoqda. Bunday tizimlarga tor polosali va keng polosali radioaloqa tizimlari, shuningdek ochiq tarqatiladigan telekommunikatsion tizimlar kiradi.
Radiotizimlar zamonaviy atamashunoslikda tor polosali va keng polosali radioaloqa tizimlariga bo‘linadi. Farq, avvalo qo‘llaniladigan tebranishlar tashuvchilari tuzilmalaridan iborat. Tor polosali tizimlarga kiradigan an’anaviy radiovositalar signal tashuvchisi sifatida bir chastotali garmonik tebranishlarni ishlatadi. Bunday tizimlardagi ajratilgan chastotalar dipazonida ko‘plab foydalanuvchilarning ishlashi imkoniyatini ta’minlash uchun uzatiladigan signallar chastotalari polosalarini iloji boricha kamaytirishga uriniladi. Keng polosali aloqa tizimlarida tebranishlar tashuvchilari sifatida keng polosali psevdo-tasodifiy signallar qo‘llaniladi. Bunda har bir foydalanuvchining signali chastotalar diapazonining butun ajratilgan oralig‘ini egallaydi, alohida signallarni ajratish esa kodli usullarda amalga oshirildi.
Zamonaviy radio vositalarning xarakterli o‘ziga xos xususiyatlariga radio dipazonning yuqoriroq 2 dan 100 GGs chastotalar oraliqlariga o‘tishni kiritish mumkin. Bunda to‘g‘ri ko‘rinishdagi masofalarga etarlicha katta ma’lumotlar oqimlarini uzatish ta’minlanadi. Bunda dipazonning pastki oraliqlari diapazonlari atmosfera orqali yaxshi o‘tadi va masalan, 2 GGs dipazonda 90 kmgacha mosofani qamrab olishi, uzatkichning o‘sha quvvatidagi radiotizimda esa 38 GGs diapazonda 5-7 kmdan ortiq masofalarni ta’minlashi mumkin.
2-100 GGs diapazonlarda ishlaydigan er usti tizimlarining nomlaridan biri mikroto‘lqinli aloqa hisoblanadi. Ularga radioreleli liniyalar va to‘g‘ri ko‘rinish aloqa tarmoqlari, ma’lumotlarni taqsimlash tizimlari radioko‘priklar va ayrim sotali tuzilmalar kiradi.
Radioreleli liniyalar va to‘g‘ri ko‘rinish aloqa tarmoqlari uchun zamnaviy apparaturalar 2, 4, 6, 8, 11, 13, 15, 17, 23, 27, 38 GGs va undan yuqori chastotalar diapazlnlariga ishlab chiqariladi. Dunyodagi Ericsson, Siemens, Nokia, Nera, Harris, MRC, Alcatel va boshqalar kabi o‘nlab firmalar mikroto‘lqinli aloqa uchun qurilmalarning yuzlab variantlarini ishlab chiqarmoqda. So‘nggi yillarda Rossiyada ham kichik va o‘rta sig‘imli Radan, Radian, Radius, Erikom, «Bist», Sandra, Prosvet, Pereval kabi raqamli radioreleli aloqa tizimlari ishlab chiqarilmoqda.
So‘nggi yillarda ishlab chiqilgan ochiq tarqatiladigan optik aloqa tizimlari infraqizil va lazerli tizimlarga bo‘linadi. Bu tizimlar kichik masofalarga (yuzlab va minglab metrlarga) sezilarli ma’lumotlar oqimlarini uzatishga imkon beradi. Uncha katta bo‘lmagan masofa tuman, yomg‘ir, qor, qurum, do‘l va turli tabiy va sun’iy to‘siqlarning ta’siri orqali tushuntiriladi. Eng yaxshi tizimlar (masalan, Canobeam, Lightpoint tizimlari) signalni juda zich nurga jamlash va yorug‘lik nurini antennaning apreturasida ushlab turadigan tizimni avtomatik qidirish va sozlashni qo‘llash bilan istalgan ob-havo sharoitlarida raqamli oqimlarni 4-5 kmlargacha masofalarga 155 Mbit/s tezliklarda uzatishga imkon beradi (www.canon.com, www.lightpointcom.com). Infraqizil va lazerli qurilmalarning eng muhim avzalliklariga boshqa tizimlariga qaraganda ularning hamma joyda hech qanday litsenziyalarsiz va ruxsatlarsiz qo‘llanilishini kiritish mumkin.

Radioaloqani tashkil etish prinsiplari

Radioaloqaning eng oddiy sxemasi 1.2-rasmda keltirilgan:

1 – ma’lumotlar (raqamli ma’lumotlar, tasvir, ovoz va h.k.) manbai;
2 – xabarni o‘zgartirigich keladigan ma’lumotlarni elektr signalga o‘zgartirish uchun xizmat qiladi;
3 – uzatkichli modulyator.

1.2-rasm. Radioaloqa sxemasi

Signalni modulyasiyalash zarurati shundan iboratki, elektr signalga o‘zgartirilgan ma’lumotlar nisbatan past chastotaga ega, ma’lumki, yomon nurlanadi. Radiosignal deyiladigan modulyasiyalangan YUCH tebranishlar uzatuvchi antennaga uzatiladi va atrof-muhitga elektromagnit to‘lqinlarni qo‘zg‘atadi. Uzatkichdan uncha katta bo‘lmagan elektromagnit to‘lqinlar energiyasi qismi qabullash antennasiga etib boradi va unda kuchsiz modulyasiyalangan yuqori chastotali tokni hosil qiladi. RQQQda modulyasiyalangan tebranishlar kuchaytiriladi va keyin o‘zgartirgichdan uzatish punktida olingan o‘sha ko‘rinishdagi signalga detektorda teskari o‘zgartiriladi. Bunday o‘zgartirish detektorlash deyiladi. Keyin signal qayta tiklash qurilmasi – harf teruvchi apparat, telefon, televizion qabullash trubkasi va boshqalarga beriladi, bundan keyin qabul qilingan ma’lumotlar oluvchiga beriladi.

Uzatkich, uzatuvchi antenna, to‘lqinlarning tarqalishi muhiti, qabullash antennasi va qabullagichdan iborat kompleks radioliniyani hosil qiladi. 1.2-rasmdan ko‘rinib turibdiki, radioliniyalarda uzatuvchi antenna joylashgan punktdan qabullagich joylashgan punktga ma’lumotlarni bir tomonlama uzatilishi amalga oshiriladi. Teskari uzatish bu holda ko‘zda tutilmaydi.
Bir tomonlama uzatish ko‘pincha radioaloqada emas, balki ovoz va TV uzatishda, matbuot agentliklari uchun ma’lumotlarni, metrologik ma’lumotlarni, aniq vaqt, aniq signallarini uzatish xizmatlarida va boshqalarda ishlatiladi. Qurilmalardan foydalanish samaradorligini yaxshilash va radioliniyaning o‘tkazish polosasini oshirish uchun zichlashtirish apparaturasi qo‘llaniladi (1.3-rasm). turli 1a–1n ma’lumotlar manbalari signallaridan 2a–2n o‘zgartirgichlar orqali o‘zgartirilgan yagona guruh signalini hosil qiladi. Bu apparaturaning qabul qiluvchi qismi signallarni ajratadi, ularni o‘zgartirishni amalga oshiradi (5a–5n), bundan keyin ular 6a-6n iste’molchilarga beriladi. Bitta manbadan xabarlarni oluvchiga uzatilishini ta’minlaydigan texnik vositalar majmui radioaloqa kanali deyiladi. Radioliniyalar zichlashtirilgan radioaloqa tizimi ko‘p kanalli radioaloqa deyiladi.

1.3-rasm. Zichlashtirish apparaturasili radioliniya

Ikkita punktlar orasida ma’lumotlarni almashlash uchun bir-birlariga qarama-qarshi ishlaydigan ikkita bir tomonlama aloqa qurilmalari jamlanmasi yordamida ta’minlanadigan ikki tomonlama radioaloqa tashkil etiladi. Ikki tomonlama radioaloqaning har bir oxirgi punktida ham uzatish, ham qabullash qurilmalari joylashtiriladi. Manba va oluvchi odatda birlashtiriladi, shuningdek ayrim hollarda uzatkich va qabullagich ham yagona qabullash-uzatish radiostansiyasiga birlashtiriladi. Bunday punktda ikkita antennalar o‘rniga bitta umumiy qabullash-uzatish antennasi ishlatiladi.

Ikki tomonlama radioaloqa quyidagi variantlar bo‘yicha tashkil etilishi mukin:
1. Har ikkala uzatkichlar o‘sha bitta chastotada ishlaydi, ya’ni qabullagichlar ham o‘sha bir chastotaga sozlanadi. Bu holda radioliniya bir vaqtda ikkita yo‘nalishda ishlay olmaydi. Bunday aloqa simpleks aloqa deyiladi.
2. Uzatkichlar turli chastotalarda ishlaydi, mos ravishda qabullagichlar ham turli chastotalarga sozlanadi. Bu holda radioliniya bir vaqtda ikkita yo‘nalishda ishlay oladi. Ishlash navbatma-kavbat yo‘nalishlardan birida amalga oshiriladi. Bunday aloqa dupleks aloqa deyiladi.
3. Radioaloqa qabullash va uzatish chastotalaridan foydalanish orqali, lekin dupleks radioalqaga qaraganda bir vaqtda emas, balki navbatma-navbat amalga oshiriladi. Signal bitta chastotada qabul qilinadi, boshqa chastotada uzatiladi. Vaqtning bir momentida abonent “qabullash” yoki “uzatish” rejimida bo‘lishi mumkin. Bunday aloqa yarim dupleks (ikki chastotali simpleks) aloqa deyiladi.