Mobil tarmoqlari

Mobil tarmoqlari.

1. 
   3G (UMTS va WCDMA) tarmoqlari haqida
   
2. 
   4G (WiMAX va LTE) texnologiyalari
   
3. 
   5G texnologiyalari.
   

Kirish
XX asrning boshlarida to oxirigi qadar har bir telekommunikatsiya xizmati uchun alohida tarmoq infratuzilmasi loyihalandi va qurildi. Foydalanuvchilarga xizmatlar top’lami alohida qurilgan tarmoq infratuzilmalari orqali taqdim etildi, masalan radio, telefon, sputnik, telegraf va boshqalari. 1980 yildan boshlab radio va telefon aloqa tarmoqlari orqali tarqim etilgan xizmatlaridan tashqari kompyuter tarmoqlari va telefon tarmoqlari infratuzilmalariga asoslangan xizmatlar (ISDN) alohida alohida bo’lib rivojlantirildi. Keyinchalik paketli (IP) texnologiyalarni keng joriy yetish yo’lga qo’yilganidan keyin, har bir xizmatni bitta tarmoq orqali foydalanuvchilarga uzatish imkoniyati ishlab chiqildi hamda foydalanuvchining oxirgi terminallarida ham o’z navbatida ushbu xizmatlarni qo’llab quvvatlash imkoniyati ishlab chiqildi. Bugungi kunda smartfonlar orqali ovozli, matnli, video, radio, mobil TV, online o’yin, videokonferensiya, faks, telegraf va ko’plab xizmatlarni qo’llab quvvatladi.

1-rasm. Mobil qurilmasini istalgan joyga olib yurish mumkin

Simsiz aloqa tushunchasi - bu jismoniy qurilma degan ma’noni anglatmaydi. Simsiz tarmoq degani mahalliy tarmoq (LAN), global tarmoq (WAN) yoki 4G / 3G uyali tarmoq kabi simsiz tarmoqqa kirish anglatiladi. Ushbu turdagi tarmoqlar aloqa qilish uchun elektr ta'minoti va tarmoq tugunlariga fizik ulanish uchun yaqin masofadagi ba'zi qurilmalarni talab qiladi.

Simsiz tarmoq taqsimlangan tarmoqqa ulanish uchun stasionar yoki portativ oxirgi nuqtani ta'minlaydi. Boshqa tomondan, uyali tarmoq, taqsimlangan tarmoqlarga, yetarli qamrov mavjud bo'lganda, har qanday joyga ko’chib yurish (mobillilikni) imkoniyatini beradigan portativ qurilma orqali tarmoqqa ulanishni ta'minlaydi.

2-rasm. Mobil tarmoqlarining avlodlari

Shu kunga qadar mobil tarmoqlarining bir nechta avlodlari (generation) ishlab chiqildi - 1G, 2G, 3G, 4G, 5G va texnologiyaning rivojlanish evolutsiyasi davom etib kelmoqda. 1G, 2G, 3G, 4G va 5G mobil tarmoqlarning avlodlari bo’lib, ular hozirgi kunda faol ishlatilib kelinmoqda. 5G-besh avlodini anglatadi, bu erda G "avlod" so'zini anglatadi, 1, 2, 3, 4 va 5 raqamlari avlod raqamini anglatadi. 80-yillarning boshlaridan deyarli har 10 yilda mobil tarmoqlarning yangi avlodi paydo bo'ldi.

3-rasm. Mobil tarmoqlarining avlodlari

Aslida, avlodlar har doim muayyan vaqt oralig'ida joylashtirilishi mumkin bo'lgan standartlar guruhlariga asoslanadi. 5G bilan davom ettirish ehtimoli katta, shuning uchun 5G joylashtirilgan bitta nuqta bo'lmaydi, aksincha uning imkoniyatlari aniqlanib, rivojlantirilganidan so'ng bosqichma-bosqich joylashtiriladi.
Birinchi avlod mobil aloqa tarmoqlari
1980-1990 yillarda keng foydalanilgan ushbu mobil avlod standarti uchun 150MHz-900MHz chastota diapozonidan foydalanilgan. Polosa kengligi 30Khz ni tashkil etgan va batariya ta’minoti juda kuchsiz bo’lgan. 1G mobil telefoni faqat ovozli ko’rinishda bo’lib, ovozning sifat darajasi ancha past bo’lgan. Mobil qurilmasining o’lchami esa ancha katta va foydalanish qo’pol bo’lgan. Stansiya bilan mobil qurilmasi o’rtasida analog ko’rinishda signal formatidan foydalanib maksimum 2Kbit/s tezlikda ma’lumot almashinilgan.



4-rasm. 1G mobil qurilmasi va stansiyasi
Ushbu avlod mobil qurilmasida ko’plab kamchiliklar va xizmat ko’rsatish sifati past bo’lgan, axborot xavfsizligi masalari yechilmaganligi sababli, 2 avlod mobil tarmoqlarida ko’plab yangi imkoniyatlar ishlab chiqildi, xizmatlar joriy etildi global tarmoqda foydalanish imkoniyatli hal etildi.
Ikkinchi avlod aloqa mobil tarmoqlari
GSM (Global System for Mobiles) standartiga asoslangan 2 avlod mobil standarti 1991 yil birinchi marta Finlandiyada joriy etildi. Bu avlod aloqa jarayonlari uchun 1 avloddan farqli ravishda raqamli signallardan foydalanildi. 900MHz chastota polosa kengligida ishlovchi ushbu standartning ma’lumot uzatish tezligi 64 Kbit/s gacha oshirish imkoniyati ishlab chiqildi.
2G tarmoqlari foydalanuvchilarga ovozli, matnli, rasmli va MMS (multimedia message) xizmatlarini yuqori sifatda taqdim eta oldi. 2G tarmog’ida mobil telefonini ishlash uchun kuchli raqamli signal talab etiladi, aks holda tarmoqda uzilishlar yuzaka keladi va raqamli signal yoqoladi. 2G tarmoqlarida xech qanday video xizmatlari joriy etilmadi, ammo 3G tarmoqlariga moslab video xizmatlarni qo’shish va yana qo’shimcha xizmatlari taqdim etish masalalari ko’rib chiqilgan.



5-rasm. 2G mobil tarmoqlari arxitekturasi
2 (G) avlod mobil tarmoqlari GSM/CDMA standartiga asoslangan bo’lib, tarmoq bir nechta elementlardan tashkil topgan arxitekturaga asoslanadi. GSM tarmog'ining arxitekturasi Stansiya quyi tizimi (BSS), tarmoq va kommutatsiya (NSS), operatsiya va qo'llab-quvvatlash quyi tizimi (OMS), shuningdek MSC, AuC, HLR, VLR va boshqalar iborat.
Uchunchi avlod mobil aloqa tarmoqlari
3 avlod mobil aloqa tarmoqlari 2000-2010 yillar oralig’ida dunyo miqyosida keng foydalanildi va ularda foydalanilgan terminallar smartfonlar deb nomlandi. 1 va 2 avlod taqdim etgan xizmatlarga qo’shimcha video qo’ng’iroqlar ham ushbu avlod tomonidan qo’llab quvvatlandi. Aloqa almashish tezligi juda tez, qo’shimcha xizmatlari ko’paygan va mobil TV xizmatlarini o’zida jamlagan 3G tarmoqlari 1.6-2.0 GHz chastota diapozonida ishlaydi. Bunday mobil aloqa tarmoqlarining o’tkazish polosasi 100Hz va keng polosali qaramli tarmoq ham deb nomlanadi. CDMA (Code Division Multiple Access), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) va EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) standart texnologiyalarga asoslangan 3G avlod mobil aloqa tarmog’ining ma’lumot uzatish tezligi soniyasida 144kb/s –2Mb/s tezlikni qo’llab quvvatlaydi.

6-rasm. 3G mobil tarmoqlari arxitekturasi
UMTS – universal mobil telekommunikatsiya tizimi GSM standarti asosida ishlab chiqilgan uchinchi avlod mobil aloqa tizimi hisoblanadi. 3G tarmog'i tezroq elektron ma'lumot uzatish tezligini 384 kbit / s dan yuqori tezlikni taklif qiladi, bu foydalanuvchilar tez-tez katta fayllarni yuklab olishiga imkon beradi. Unda 5 MHz kanal o'tkazish qobiliyati mavjud bo’lib, o'tkazish qobiliyatidan foydalangan holda bir vaqtning o'zida 100 dan ortiq ovozli qo'ng'iroqlarni qabul qilish imkoniyatini qo’llab quvvatlaydi yoki u asl formatida 2 Mbit/s gacha tezlikda ma'lumotlarni uzata olish qobiliyatiga ega.
WCDMA – GSM standartiga asoslanmagan, kanallarni ajratish jarayoni CDMA texnologiyasiga asoslangan 3 avlod mobil aloqa tarmog’i texnologiyasi hisoblanadi. Ta’kidlanganidek keng polosali CDMA bu uchinchi avlod (3G) simsiz standart, ovoz va ma'lumot uchun bitta 5 MHz kanalidan foydalanadi va dastlab 384 kbit/s gacha tezlikni taqdim etadi. WCDMA AQShda AT&T va T-Mobile tomonidan ishlatiladigan 3G texnologiyasi hisoblanadi.
To’rtinchi avlod mobil aloqa tarmoqlari
2000 yildan oldi to’rtinchi avlod mobil texnologiyalarini rivojlantirish va joriy etish masalalari boshlangan bo’lsa, birinch marta 2009 yilning oxirida Stokgolm va Oslo shaharlarida TeliaSonera operatori 4G tarmog’ini ishga tushirdi. Undan keyin dunyoda Finlandiya ikkinchilardan bo’lib, 4G tarmog’ini ishga tushirdi. 4G tarmog’ida ma’lumot uzatish tezligi 100Mb/s-1Gb/s gacha etishi mumkin. Shuningdek, 1G-3G mobil tarmoqlari qo’llab quvvatlagan barcha xizmatlariga qo’shimcha mobil multimedia, global mobillilik, integrasiyalangan simsiz yechimlar, shaxsiylashtirishlgan xizmatlar va boshqa xizmatlar to’plamini qo’llab quvvatladi.
4G tarmoqlari 2GHz -8GHz chastota diapozonida ishlaydi va polosa kengligi 100MHz teng. Ma’lumot uzatish tezligi juda yuqori va IP texnologiyasini to’liq qo’llab quvvatlaydi. Batariya quvvati talab dajarasida ishlay oladigan 4G smartfonlar orasidagi axborot xavfsizligi darjasida yuqori va xizmat ko’rsatish sifafi (QoS) talab darajasida.

7-rasm. 4G mobil tarmoqlari arxitekturasi
4G mobil aloqa tarmoqlari 3G avlod tarmoqlari kabi ikki standart asosida ishlab chiqildi: WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) va LTE (Long-term evolution). Dunyoda ba’zi mamlakatlar 4G tarmog’ini WiMAX texnologiyasi va ba’zilari LTE texnologiyasi asosida qurib kelmoqda.
LTE texnologiyasi asoslangan GSM standartiga asoslangan 4G tarmoqlari IEEE standartlash qo’mitasining GSM/EDGE va UMTS/HSPA standartlari to’plami asosida quriladi. Taqqoslaganda LTE tarmoqlarining o’tkazish qobiliyati WiMAX tarmoqlariga qaraganda ancha yuqori,100MHz va 40MHz mos ravishda. Shuningdek, harakatlanish tezligi LTE 450-500km/soat bo’lsa, WiMAX 120 km/soatni qo’llab quvvatlaydi. Quyidagi 1-jadvalda mobil aloqa avlodlarining imkoniyatlari keltirilgan.
1-jadval.
WiMax va LTE texnologiyalarning imkoniyatini ko’rib chiqamiz

Beshinchi avlod mobil aloqa tarmoqlari

Beshinchi avlod mobil aloqa texnologiyasi – tzelekommunikatsiya sohasida, 5G uyali aloqa kompaniyalari tomonidan 2019 yilda global miqyosda tarqalishni boshlagan uyali aloqa tarmoqlari uchun beshinchi avlod texnologiyasi hisoblanadi. Bugungi kunda yuqori tezliklarda ma’lumot uzatish va boshqa ko’plab imkoniyatlarni qo’llab quvvatlovchi zamonaviy 4G aloqa tarmoqlarining davomchi sifatida 5G tarmoqlari rivojlantirilmoqda.
Bugungi kunda Janubiy Koreya, Xitoy va AQSh 5G texnologiyasini yaratish va joriy etish bo'yicha dunyoda etakchi mamlakatlar hisoblanadi va 5G tarmoqlarining ba’zi xizmatlarida foydalanish yo’lga qo’yilmoqda. Butun dunyo bo'ylab operatorlar, shu jumladan AT&T Inc., KT Corp va China Mobile, beshinchi avlod (5G) simsiz texnologiyasini to’liqligicha yaratish va joriy etishga intilmoqda.

8-rasm. 2G, 3G va 4G avlodlarining arxitekturasining qiyosi



9-rasm. Beshinchi avlod mobil tarmoqlari arxitekturasi
Oldingi mobil aloqa avlodalaridan farqli 5G tarmoqlari 1G-4G bo’lgan barcha turdagi xizmatlarni ajoyib sifat darajasida va uzatish tezligida qo’llab quvvatlaydi. Ko’plab xizmatlarni integrasiya qiladi hamda mavjud fizik ob’ektlarning ko’plari 5G tarmoqlari dasturish ko’risnishda ishlab chiqilgan. 5G tarmoqlari orqali barcha simsiz: sputnik aloqa, Wi-Fi, Wi-Max va simli aloqa xizmatlaridan foylanish mumkin. 5G tarmoqlari uchun chastota diapazoni ikki to'plamda orqali belgilanadi (1) chastota diapazoni LTE chastota diapazonini o'z ichiga olgan 450MHs – 6 GHz oralig’ida va (2) chastota diapazoni 24, 25GHz - 52,6GHz oralig’i.
Beshinchi avlod mobil aloqa tarmoqlarini dunyo miqyosida keng joriy yetish bilan birga, 5G tarmoq foydalanuvchilari soniyasiga gigabit ma’lumot uzatish imkoniyatiga ega bo’lishadi, 3D formatda online kino ko’rishlari, sensor texnologiyalari keng joriy etish imkoniyati, smart home, smart city, avtomatlashtirilgan sanoat, o’z o’zini boshqaruvchi aqlli ob’ektlar, aqlli tibbiyot, aqlli transport, uchuvchisiz boshqariluvchi dronlar, aqlli elektr tarmoqlari, IoT xizmatlari, mashina-mashina aloqasi, gologramma, va boshqa telekommunikatsiya xizmatlariga ega bo’lishadi, 10-rasm.

9-rasm. Beshinchi avlod qo’llab quvvatlaydigan mobil xizmat turlari
2-jadval.
Mobil aloqa avlodlarining imkoniyatlari