Simsiz tarmoqlar fanidan laboratoriya ishi

MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI
TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI
FARG‘ONA FILIALI

TELEKOMMUNIKATSIYA TEXNOLOGIYALARI VA
KASB TA’LIMI FAKULTETI

SIMSIZ TARMOQLAR FANIDAN


LABORATORIYA ISHI

Bajardi: M. Muxammadsidiqov

Qabul qildi: L. Dalibekov


Farg‘ona-2022
2G tarmoqlarining parametrlarini tadqiq qilish


2G
1980-yillarning boshlarida Yevropa pochta va telefon maʼmuriyatida CEPT (Evropa pochta va telekommunikatsiyalar konferensiyasi)da GSM (Global mobil aloqa tizimi) standartini ishlab chiqish boʻyicha ishchi guruh tuzildi.
1987 yilga kelib, ushbu standart asosan ishlab chiqildi va keyingi rivojlanish uchun u ETSI (Yevropa standart telekommunikatsiya instituti) Evropa telekommunikatsiya standartlari institutiga o‘tkazildi. 1991 yilda birinchi GSM mobil qurilmalari ommaga taqdim etildi va birinchi ikkinchi avlod 2G GSM tarmog‘i Shveytsariyada ishga tushirildi.



1-rasm. Motorolaning birinchi GSM mobil telefonlaridan biri.


1995 yilda GSM standartida SMS (Qisqa xabarlar xizmati) qo‘shimcha xizmati paydo bo‘ldi. Dastlab, u tijorat maqsadlarida foydalanish uchun emas, balki foydalanuvchilarga yanada qulaylik yaratish uchun ishlab chiqilgan, chunki suhbat davomida USSD (Tuzilishsiz qo‘shimcha xizmat ma'lumotlari) xizmat kanali band bo‘lmagan, bu esa tarmoq abonenti va xizmat o‘rtasida interaktiv o‘zaro aloqani tashkil qilish imkonini berdi. ilova qisqa xabarlarni uzatish rejimida 144 belgigacha. Hech kim bu xizmat foydalanuvchilar orasida katta shuhrat qozonishini xayoliga ham keltirmagan edi, bu asosan o‘sha paytda ancha qimmat bo‘lgan suhbat daqiqalarini tejash imkonini berganligi tufayli.
2G va 1G o‘rtasidagi asosiy farq shundaki, GSM raqamli texnologiyalardan foydalangan, 1G esa analog texnologiyalarga asoslangan. Shu sababli, GSM birinchi avlod analog tizimlarining asosiy muammolarini hal qilishga muvaffaq bo‘ldi: imkoniyatlar cheklovlari, zaif shovqin immuniteti, yomon aloqa sifati.
GSM va oldingi avlodlar o‘rtasidagi yana bir farq shundaki, u global standart edi. Bungacha xorijga safarlarda uyali telefonni olish foydasiz edi, chunki turli mamlakatlarda turli standartlar mavjud edi va ular bir xil bo‘lsa ham, 1G tarmog‘ida turli milliy operatorlarning tarmoqlari o‘rtasida rouming hali ham imkonsiz edi.
GSM standarti uyali aloqada eng muhim yaxshilanishlardan biri - turli mamlakatlardagi tarmoqlar o‘rtasida roumingni joriy qildi. Endi abonentlar, agar u erda GSM tarmog‘i mavjud bo‘lsa, Yerning deyarli barcha mintaqalaridan qo‘ng‘iroq qilishlari mumkin edi.
GSM tarmoqlari 4 ta asosiy chastotada ishlaydi: 800 MGts, 900 MGts, 1800 MGts va 1900 MGts. Ularning har biridagi tarmoqli kengligi 25 MGts, bir telefon kanali uchun esa 64 kbps ni tashkil qiladi. Shu sababli, tarmoq sig‘imi ancha yuqori edi va tarmoq bir vaqtning o‘zida ko‘p sonli qo‘ng‘iroqlarni qo‘llab-quvvatlashi mumkin edi.
Biroq, 2G tarmog‘ida, bitta hujayrada ko‘p sonli abonentlar mavjudligida, deb ataladi. "qaynoq nuqta", ya'ni bir vaqtning o‘zida ko‘plab abonentlar bo‘lgan tayanch stantsiya hammaga kanallarni taqdim eta olmadi.
1G texnologiyalari bilan solishtirganda GSM ning sezilarli yaxshilanishi ovozli kanallarning siqilishi bo‘ldi, bu bir nechta abonentlar uchun bir chastotali kanaldan foydalanish imkonini berdi (1Gda bo‘lgani kabi).



2-rasm. 64K ovozli kanal chastotasini siqish va TDMA vaqt bo‘limi
(manba: Qualcomm).


Quyidagi rasmda GSM-da bunga qanday erishilganligi va oldingi avlodlarda qanday bo‘lganligi batafsilroq ko‘rsatilgan.





3-rasm. GSM ning radiokanaldan foydalanishdagi afzalliklari (manba: GSMA Intelligence, 2014).
Yana bir raqamli 2G mobil aloqa texnologiyasi - bu CDMA (Code Division Multiple Access) mobil aloqasi. Bu bitta radiokanaldan foydalangan holda obunachilar sonini yanada oshirish imkonini beradi. CDMA ning ishlash printsipi quyidagi rasmdan aniq.



4-rasm. 2G CDMA texnologiyasi qanday ishlaydi (manba: GSMA Intelligence, 2014).


Hozirgi vaqtda 2G CDMA texnologiyasi juda kam qo‘llaniladi, chunki GSM dunyoda ancha keng tarqalgan va operatorlar uchun bir-biriga mos kelmaydigan turli xil texnologiyalardan foydalanish mantiqiy emas.
Biroq, keyingi maqolada ko‘rsatilgandek, CDMA ko‘plab 3G 3G texnologiyalari uchun asos yaratdi.
Boshqa ikkinchi avlod 2G raqamli texnologiyalari:
 IS-54 va IS-136: AQShda qo‘llaniladigan TDMA texnologiyasi, AMPS bilan mos keladi;
 IS-95: 1993-yilda standartlashtirilgan CDMA texnologiyasi Janubiy Koreya va Gonkongda, 1996-yilda esa AQShda qoʻllanilgan.
 WLAN, DECT va boshqalar kabi boshqa raqamli radio kirish texnologiyalarini mobil tarmoqlar deb tasniflash mumkin emas, chunki ular yetarli darajada yaxshi uzatishni ta'minlamaydi (abonentni bir tayanch stansiyadan boshqasiga o‘tkazish va tarmoqlar o‘rtasida roumingni ta'minlamaydi). turli operatorlar). Biroq, "WiFi rouming" deb nomlangan xizmat mavjud, ammo bu mobil texnologiya emas, balki Internet xizmati.


GSM tarmog‘ining tuzilishi
Internetda siz GSM tarmog‘ining tuzilishi uchun ko‘plab variantlarni topishingiz mumkin, shu jumladan. 3/4G bilan birlashtirilgan. Soddalashtirilgan shaklda 2G GSM tarmog‘ining tuzilishi quyidagicha ifodalanishi mumkin.

5-rasm. 2G GSM tarmoq tuzilishi.


Foydalanuvchining mobil qurilmalari Um radio interfeysi orqali eng yaqin BTS (Base Transceiver Station) ga ulangan. BS qisqartmasi - Baza stansiyasi tez-tez ishlatiladi. Um radio interfeysi - bu radio to‘lqinlar signallarni uzatish uchun ishlatiladigan tarmoq qismi. Tarmoqdagi barcha boshqa ulanishlar turli simli texnologiyalardan foydalanadi (mikroto‘lqinli ulanishlar bundan mustasno, ba'zan tarmoqning transport qatlamida qo‘llaniladi).
BTS tarmoqning ma'lum bir hududini qamrab olgan bir necha o‘nlab tayanch stantsiyalarni boshqarishi mumkin bo‘lgan BSC (Base Station Controller) tayanch stansiya boshqaruvchisidan boshqariladi. GSM tarmog‘ida o‘z hududida abonent ulanishlarini almashtiradigan bir necha o‘nlab va yuzlab BSClardan foydalanish mumkin. BTS va BSC o‘rtasidagi interfeys standartlashtirilgan va Abis deb ataladi. Turli ishlab chiqaruvchilarning uskunalarida bir xil, shuning uchun bitta BSC turli sotuvchilardan BTS ning ishlashini nazorat qilishi mumkin. Bu tarmoqdagi turli sotuvchilardan uskunalarning mosligini ta'minlaydi.
GSM tarmog‘ining juda muhim qismi tarmoqdagi bir nechta BSClarning ishlashini boshqaradigan Mobil Kommutatsiya Markazi (MSC) hisoblanadi. U turli BSC mintaqaviy guruhlari o‘rtasida qo‘ng‘iroqlarni almashtiradi.
GSM tarmog‘i uy (Uy) tarmog‘i va mehmon (Tashrif) tarmog‘i tushunchalaridan foydalanadi. Odatda bu turli mintaqalarning tarmoqlari, masalan, viloyatlar, shtatlar, viloyatlar, ma'muriy tumanlar. Har bir bunday tarmoq o‘z MSC-ga ega. Shaklda bo‘lsa ham. 5-rasmda oddiylik uchun faqat bitta MSC ko‘rsatilgan, odatda har bir mintaqaviy tarmoqda ikkita MSC ishlaydi: faol va kutish, ulardan biri ishlamay qolganda boshqaruvni biridan ikkinchisiga o‘tkazish uchun.
Bir hududning uy tarmog‘i abonentlari deb ataladigan joyda ro‘yxatga olingan. "Uy" registri HLR (Uydagi joylashuv registri). Odatda, bitta HLR abonentlari har bir mintaqaviy tarmoqqa tayinlangan o‘n xonali abonent raqamidan oldin uchta raqamdan iborat kodga (prefiks) ega. Agar abonent o‘z uy tarmog‘i hududidan chiqib, boshqa mintaqaga ko‘chib o‘tsa (masalan, Moskvadan Vladivostokga sayohat qilsa), u holda mobil qurilmasini boshqa mintaqa tarmog‘ida ro‘yxatdan o‘tkazishda uning raqami VLR "mehmon" registriga tushadi ( Tashrifchilarning joylashuvi ro‘yxati). Keyin uy hududining HLRiga abonent boshqa mintaqada ro‘yxatdan o‘tganligi haqida xabar beriladi, shuning uchun ushbu abonentga uy (yoki uchinchi) mintaqadan qo‘ng‘iroq qilganda, ushbu qo‘ng‘iroqlar darhol abonent joylashgan hududning MSCga yo‘naltiriladi. hozirda joylashgan.
EIR (Equipment Identity Register) mobil qurilmalarni o‘g‘irlashni ma'nosiz qilish uchun mo‘ljallangan. O‘g‘irlangan telefon yoki smartfon boshqa SIM-karta va, ehtimol, boshqa mobil tarmoq bilan qayta ishlatilishi mumkin. Agar tarmoqda EIR bo‘lmasa, qurilmani boshqa qonuniy SIM-karta bilan yoqsangiz, u normal ishlaydi va operator o‘g‘irlangan mobil telefon ishlatilayotganini bilmaydi. EIR uyali aloqa operatorlariga o‘g‘irlangan mobil telefonning yagona xalqaro identifikatori IMEI (Xalqaro mobil uskuna identifikatori) ni qora ro‘yxatga kiritish imkonini beradi va shu bilan ularning tarmoqda ro‘yxatdan o‘tishini oldini oladi.
GSM tarmog‘idagi AuC (Autentifikatsiya markazi) tarmoqqa qayta ulangan mobil abonentni autentifikatsiya qilish uchun ishlatiladi. Shu bilan birga, SIM-kartaning haqiqiyligi tekshiriladi va abonent raqami tarmoqda ro‘yxatga olinadi. Abonent ro‘yxatdan o‘tishi va uning raqami autentifikatsiya qilingandan so‘ng, AuC radiokanal orqali uzatish paytida uning signali uchun shifrlash parametrlarini ishlab chiqaradi va shu bilan 1G tarmog‘ida osonlik bilan amalga oshirilishi mumkin bo‘lgan radio signalini ushlab turishning oldini oladi. Abonent ma'lum bir MSCda ro‘yxatdan o‘tganda, unga vaqtinchalik TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity) identifikatori beriladi, bu uning AuCdagi ma'lumotlari bilan bog‘liq.
GSM Interworking Unit - GIWU (GSM Interworking Unit), boshqa narsalar qatori, GPRS (General Packet Radio Service) texnologiyasi qo‘llaniladigan Internet bilan o‘zaro ta'sir qiladi.
Bundan tashqari, MSC an'anaviy simli PSTN (Ommaviy kommutatsiyalangan telefon tarmog‘i) yoki PSTN (umumiy kommutatsiyalangan telefon tarmog‘i) bilan o‘zaro ishlash imkonini beradi. Bu mobil telefondan shahar telefoniga va aksincha qo‘ng‘iroq qilish imkonini beradi.


GPRS
GPRS (General Packet Radio Service) paketli maʼlumotlar xizmati GSM mobil tarmogʻi tuzilishiga qoʻshimcha boʻlib, paketli maʼlumotlarni uzatish, masalan, mobil qurilmadan internetga kirish imkonini beradi. U GSM standartida biroz keyinroq - 2001 yilda paydo bo‘ldi.
Bungacha GSM CSD (Circuit Switched Data) texnologiyasidan foydalangan. U o‘rnatilgan yoki abonentning mobil qurilmasiga ulangan modem yordamida ulanishlarni o‘rnatish imkonini berdi, shu bilan birga ma'lumotlarni uzatish tezligi 9,6 kbps dan oshmadi. Bundan tashqari, telefonni ovozli qo‘ng‘iroq qilish uchun ishlatib bo‘lmaydi.
Keyin HSCSD (High Speed ​​​​CSD) deb nomlangan CSD texnologiyasini takomillashtirish ishlab chiqildi. Bu ma'lumotlarni uzatish tezligini 57,6 Kbit / s gacha oshirish imkonini berdi.
Keyin GPRS paketli ma'lumotlarni uzatish texnologiyasi ishlab chiqildi, bu ma'lumotlarni uzatish kanalining sig‘imini 171,2 kbps ga sezilarli darajada oshirdi, shuningdek, tayanch stansiyalar resurslaridan yanada samarali foydalanish imkonini berdi. Biroq, ushbu texnologiya 5-rasmda GIWU tarkibiga kiruvchi tarmoq tuzilishiga SGSN (GPRS qo‘llab-quvvatlash tuguniga xizmat ko‘rsatish) va GGSN (Gateway GPRS Support Node) qo‘shimcha elementlarni qo‘shishni "talab qildi".
Tasvir uchun, rasmda. 6-rasmda ushbu elementlarning GSM tarmog‘i tuzilishidagi joylashuvi ko‘rsatilgan.



6-rasm. SGSN va GGSN ning GSM tarmog‘i tuzilishidagi o‘rni (manba: habrahabr.com).


Ushbu elementlar 3G tarmog‘ida ham qo‘llaniladi, ular keyingi maqolada ko‘rsatiladi. EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) mobil maʼlumotlarni uzatish texnologiyasi ham mavjud boʻlib, bu GPRSning biroz yaxshilanishidir. EDGE-da radio interfeysidagi kodlash sxemalari o‘zgartirildi, bu Internetga kirish tezligini 473,6 kbps ga oshirish imkonini berdi. Bu grafikli veb-saytlarni ko‘rish uchun etarli bo‘lishi mumkin, lekin Youtube kabi oqim xizmatlaridan foydalanish uchun juda kam, ayniqsa video HD sifatli bo‘lsa.


Xulosa
Birinchi avlod analog AMPS texnologiyasining raqamli takomillashtirilgani bo‘lgan D-AMPS, shuningdek, dastlab raqamli bo‘lgan CDMA kabi bir nechta ikkinchi avlod 2G raqamli texnologiyalari mavjud edi.
Biroq, faqat yaqinda 30 yoshga to‘ladigan GSM texnologiyasi bugungi kungacha keng qo‘llaniladi. Bu hayratlanarli fakt.
Hatto endigina paydo bo‘layotgan 5G texnologiyasini qo‘llab-quvvatlaydigan eng so‘nggi mobil qurilmalarda ham hali ham 2G GSM texnologiya moduli mavjud bo‘lib, uni dunyodagi yetakchi operatorlarning aksariyati qo‘llab-quvvatlashda davom etmoqda. Bu g‘alati, texnologik nuqtai nazardan, haqiqat juda sodda tarzda tushuntiriladi: dunyoda hali ham juda ko‘p an'anaviy GSM "tugmachali" telefonlar qo‘llaniladi. Ulardan ba'zilari ma'lumotlarni uzatish funktsiyalarini ham ta'minlashi va hatto GPRS yoki EDGE yordamida Internetga kirishlari mumkin. Ammo smartfonlarning aksariyat funksiyalari ularda mavjud emas.
Buning sababi shundaki, ko‘p odamlar, ayniqsa keksa odamlar, bu so‘zlardan foydalanishni xohlamaydilar yoki foydalana olmaydilar. "aqlli" telefonlar (smartfonlar), ularni juda murakkab va noqulay deb hisoblaydi. Shu sababli, aloqa operatorlari endi bir nechta tarmoqlarni qo‘llab-quvvatlashga majbur: 2G, 3G, 4G. Va 5G davri keladi. Bir nechta turli tarmoq platformalarini qo‘llab-quvvatlash zarurati operatorlar biznesining chegaralarini yomonlashtiradi.
3/4/5G tarmoqlarida oddiy telefon xizmatlarini faqat "Skype-ga o‘xshash" xizmatlar (Skype, Viber, WhatsApp va boshqalar) qo‘llab-quvvatlashi mumkin, ular faqat ma'lumotlarga asoslangan va faqat mobil Internet yoki WiFi mavjud bo‘lganda ishlaydi. Ulardan faqat smartfonlarda foydalanish mumkin.
Endi ba'zi operatorlar o‘z abonentlarini smartfonlarga o‘tkazish uchun 2G GSM tarmoqlarini majburan o‘chirishni boshladilar. Bu Reliance JIO (Hindiston) kabi operatorlar; CTM, Hutchison, Smartone (Makao SAR, Xitoy); M1, Singtel, Starhub (Singapur); DTAC, AIS, TrueMoveH (Tailand); Chunghwa, Far East Tone, Taiwan Mobile, Taiwan Star (Tayvan); Softbank, NTT Docomo (Yaponiya) va boshqalar. Ushbu operatorlarning ba'zilari hatto o‘z abonentlarini 4G ga o‘tkazish uchun 3G tarmoqlarini o‘chirib qo‘yishmoqda.
2019-yilning o‘rtalariga kelib, dunyoda GSM milliy operatorlarining 20 ta tarmog‘i allaqachon uzilgan. Shuningdek, ko‘plab operatorlar 3G (W-CDMA) tarmoqlarini o‘chirishni rejalashtirmoqda.
2026 yilgacha yana 15 ta GSM tarmog‘i va 13 ta 3G W-CDMA tarmog‘ini o‘chirish rejalashtirilgan (beshta operator bir vaqtning o‘zida ikkala turdagi tarmoqni ham o‘chirishni rejalashtirmoqda).
2020 yilda Shimoliy Amerikadagi barcha 2G tarmoqlari oʻchiriladi. Evropada ular hali ham qo‘llaniladi. Biroq Norvegiyaning Telenor operatori 2020-yilda 3G tarmog‘ining to‘xtatilishini e’lon qildi, biroq u 2G‘ni faqat 2025-yilda o‘chirib qo‘yishni rejalashtirmoqda (ko‘rinishidan, bu qo‘ldagi “tugmachali” telefonlarning katta parki bilan bog‘liq). Britaniyaning Vodafone operatori 2020-21-yillarda Yevropa bo‘ylab o‘zining 3G tarmoqlarini to‘xtatadi. Biroq, Yevropaning uchta yirik operatorlari: Vodafone, Deutsche Telekom va Telefonica hali Yevropadagi 2G tarmoqlarini o‘chirish rejalarini e’lon qilishmadi.