Курстық жұмыс: Телекоммуникация жүйесі | Телекоммуникациялық байланыс желісін құру

Мазмұны

Кіріспе ---------------------------------------------------------------------------------------- 2
ТЕОРИЯЛЫҚ МӘЛІМЕТТЕР
1.1.ЖҚТЖ құрылу принциптері---------------------------------------------------------- 3
1.2.Радиотелефонды желілердің құрылу принциптері------------------------------ 5
1.3.Ұялы байланыс желілері (ұрпақтары, GSM стандарты)------------------------ 6
1.4.Спутниктік байланыс желілері----------------------------------------------------- 11
1.5. Темір жол көлігіндегі байланыс желілері(технологиялық желілер иерархиясы,байланыс түрлері TETRA стандарты)--------------13
1.6. Құжатталған байланыс желілері (локальді және глобальді желілердің құрылу принциптері, OSI моделі, Ethernet технологиясы)---------- 15
ЕСЕПТЕУ БӨЛІМІ
2.1 Сөйлесу тракт сұлбаның құрылуы------------------------------------------------- 17
2.2 Жалпы қолданыстағы телефон желілерінің сұлбасын құру----------------- 18
2.3 Жалпы қолданыстағы телефон желілерінің бөлігін анализдеу-------------- 19
2.4 Арналар тарату жоспарын құру----------------------------------------------------- 20
ҚОРЫТЫНДЫ:---------------------------------------------------------------------------------
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР:---------------------------------------------------------
Кіріспе
Телекоммуникация (Telecommunications) — компьютерлік жүйелер мен қазіргі заманғы техникалық электрондық байланыс құралдары негізінде телефон желілері, спутниктік байланыс және т.б. арқылы мәліметгерді қашықтан жеткізуге қатысты жалпы ұғым; жалпы немесе арнаулы байланыс желілері (телеграф, телефон, радио арқылы мәліметтер алмастыруға арналған қатынас). Телефон жүйесі арқылы ақпарат жеткізу; ара қашықтықтық байланыс; мәліметтерді ара қашықтыққа жіберу.
Қазіргі телекоммуникациялық желілерді құрған кезде желілік деңгейдің үш түрі болады: біріншілік желінің деңгейі, екіншілік желінің деңгейі және электрбайланыс қызметі мен жүйелер деңгейі.Яғни, біріншілік желі (БЖ) – бұл таратудың типтік универсалдық цифрлық арналардың негізгі торабы, желілік коммутация станцияларының немесе біріншілік желінің соңғы құрылғыларының негізінде құрылған және олардың тарату желілерін қосатын көліктік желі. Желілік түйіндер жататын біріншілік желінің түріне байланысты оларды магистралдық, ішкі аймақтық, жергілікті немесе корпоративтік, ведомстволық (мекемелік) желілер. БЖ негізінде әртүрлі екіншілік желілерді (ЕЖ) құрады және қалыптастырады.
Телекоммуникация, телеқатысым (латынша тele – қатынасу, байланысу, грекше – қашық және ағылшаруашылығы communіcatіon – байланыс) – ғылым мен техниканың халықты ақпараттық қызметтің барлық түрімен қамтамасыз ететін саласы; қашықтықтан ақпарат алмасуды жүзеге асыратын технологиялар жиынтығы. Телекоммуникация саласы Қазақстанға 20 ғасырдың 90-жылдарынан ене бастады. Телекоммуникация электрбайланыс және компьютердің көмегімен ақпараттың барлық түрлерін (дыбыс, дерек, қозғалмалы және қозғалмайтын бейне, мультимедиа) талшықты оптикалық байланыс кабелі, радио, Жердің жасанды серігі, т.б. байланыс түрлері арқылы таратады. Электр сигналдарын таратып-қабылдауды телекоммуникация жүйесі атқарады. Бұл жүйе ақпаратты пайдаланушыларға дыбыс немесе бейне-көрініс түрінде тарататын жабдықтар жиынтығынан тұрады. Телекоммуникация жүйелері жиынтығының аумақтық орналасу принципіне, жұмыс істеуі мен бір-біріне тәуелділігіне қарай біріктірілуін телекоммуникация желісі деп атайды. Барлық мемлекеттегі құрастырылатын, өндірілетін және пайдаланылатын телекоммуникация жабдықтарының параметрлерін үйлестіру және телекоммуникация саласының даму сатысын анықтау мәселесімен Халықаралық Электрбайланыс Одағы айналысады. Телекоммуникацияжелісіне радио, теледидар, телефон желілері және компьютерлік желі жатады. Радио және теледидар желілері тұтынушыларға ақпаратты бір жақты, кеңінен (желіден абоненттерге) тарату қызметін атқарады.
I.ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМ
1.1.ЖҚТЖ құрылу принциптері.
Негізгі түсініктемелер мен анықтамалар.
Электробайланыс құралдарының негізінде құрылған байланыс желілері телекоммуникациялық желілер деп аталады. Хабарларды беру мен оларды тарату үшін, тарату жүйелері мен хабарларды тарату жүзеге асырылу керек. (СПРС), яғни, кең мағынадағы байланыс жүйесі, ал оларды электробайланыс желілері деп атайды.
ЖҚТЖ иерархиялық деңгейлері.
Кез-келген ірі желіде иерархиялық деңгейді бөлектеу туралы шешім қабылданған. Бұл процесті негізгі белгі бойынша топтастыру деп қарастыруға болады. Көптеген жаңа кәсіпорындар мекемелік АТС (МАТС-УАТС), локальді есептеуші желілерді (ЛЕЖ-ЛВС) және бизнес процестерді қолдайтын телекоммуникациялық жүйелерді пайдаланады. Иерархиялық деңгей – қол жеткізу желісі. Оның мақсаты болып тұтынушы жабдығы мен базалық желі арасындағы байланысты ұйымдастыру табылады.
Жергілікті телефон желілері. Қалалық телефон желілері (ҚТЖ).
XIX ғасырдың аяғы мен XX ғасырдың басында барлық ҚТЖ бір ғана телефон станциясын орнату арқылы құрылған. Желілер қаратының көбеюі екінші, үшінші және тағы да басқа телефон станцияларын орнату қажеттілігіне әкеліп соқты. Бірақ сонда да, кішкене қалаларда көбінесе бір ғана АТС жұмыс істейді.
3- сурет. Қолданыстағы аудандандырылмаған қалалық телефон желісі
Бұндай желілер аудандандырылмаған желілер деп аталады. Декадты-адымды және координатты АТС қолдану кезінде, егер қызмет көрсетілетін абоненттердің максималды саны 8000 нөмірден аспаса, ҚТЖ-нің осындай құрылу әдісі тиімді болып табылады. Цифрлы коммутациялық станцияларды пайдалану үнемді ондаған мың нөмірлі аудандандырылмаған ҚТЖ салуға мүмкіндік береді. Осындай жағдайда ҚТЖ құрамында бөлек шағарылатын АТС модульдері – концентраторлар қолданылады.
Қазіргі АТС – бұл цифрлық сигналдармен жұмыс істейтін бағдарламалы басқарылатын жалғаушы жүйе болып табылады. Бұл абоненттік жолынан АТС-ға аналогты сигналды енгізген кезде, цифрлық түрге түрленеді және осы түрде басқа абоненттік желісіне түскен кезде қайтадан аналогты түрге айналып, телефон желісі бойынша әрі қарай таратылады. АТС абоненттерінің саны оның сыртқы арналар санына қатынасын (концентрация) коэффициенті деп атаймыз. Осы коэффициенттің қалыпты мәнін 8:1-10:1 реітінің шамасы деп есептеледі (коэффициент, егер АТС барлық абоненттер қосылуды сұраса, онда олардың ішінде 12,5 пайызды ғана сұранымын қанағаттандыра алады, бірақ бірмерзімді АТС 10000 ішіндегі 1 250 абоненттерін өсіру ықтималдығы бір абонентті жүктеудің статистикалық орта қарқымдылығы шамалы, сондықтан жоғарыда келтірілген шоғырлану коэффициенттері толығымен орындалуын білдіреді).
Аймақтық телефон желілері.
Аймақтық телефон желісінің негізгі компоненті болып, ҚР облыс орталығында орналасқан ҚТЖ табылады. Тапсырыс берілген жалғаушы жолдар (ТЖЖ-ЗСЛ) мен қалааралық жалғаушы жолдар (ҚЖЖ-СЛМ) шоғыры барлық ірі қалалардың ҚТЖ байланыстырушы желісі, олар әдетте облыс орталығына бағанады. ҚР құрамында осындай ҚТЖ-нің К саны құрылған деп жорамалданады. Облыс орталығымен де L ауылдық желі байланысқан. Олардың құрамына аудан орталықтарындағы ҚТЖ-де кіреді. Ірі қалалардағы ҚТЖ мен кейбір ауылдық байланыс желілерінің орталық желілері (ОЖ-ЦС) арасындағы үлкен өзара тартылыс кезінде түзу ЗСЛ/СЛМ шоғырлары пайда болуы мүмкін.
Қалааралық және халықаралық телефон желілері.
ХХ ғасыр ішінде Қазақстандағы қалааралық және халықаралық телефон байланысы бір Оператормен ғана пайдаланымға беріліп отырған. ХХІ ғасырдың басында қалааралық және халықаралық телефон байланысының монополиясыздандыру нарығы басталды. 1.1 суретіндегі «Л» және «В» әр түрлі ГТС-ке қосылған абоненттер байланысы, әр түрлі Операторлармен пайдаланымға берілетін бірнеше қалааралық байланыс желілерінің кез-келгені арқылы орнатылуы мүмкін. Осы қарастырылған модель үшін қалааралық байланыстың М желісі сипатталған.
1сурет – Аймақ ішіндегі телефон байланысы кезіндегі жалғаулар түрі
1.2.Радиотелефонды желілердің құрылу принциптері.
Радиобайланыстың дамуының ең маңызды кезеңі 1906 жылы американдық инженер Д. Форестің үш электродты шамды — триодты ойлап шығарумен байланысты. Триод негізінде 1913 жылы өшпейтін электрлік тербелістердің шамды генераторы жасалынды. Соның нәтижесінде электромагниттік толқын арқылы енді музыканы, сөзді, яғни дыбысты қашықтықта тарату жүзеге асырылды. Оны радиотелефондық байланыс деп атады.
4-сурет
Радиотелефон байланысын іске асыру енді тіпті оңай сияқты көрінеді. Дыбыс толқыны тудыратын ауа қысымының тербелісін микрофонда дәл сондай электрлік тербелістерге айналдырады. Оны күшейетіні дыбыс жиілігіндегі айнымалы токтың еріксіз тербелісін антеннада тудыруға болады. Бірақ мұндай тәсілмен радиотелефондық байланысты іске асыру мүмкін емес. Антенна шығаратын электромагниттік толқынның интенсивтілігі жиіліктің төртінші I~w4 дәрежесіне пропорционал екенін еске түсірейік. Дыбысты берудің қиыншылығы мынада: радиобайланыс үшін жоғары жиілікті электрлік тербелістер керек, ал дыбыс жиілігі төменгі жиіліктегі тербелістер болып табылады. Мұндай төменгі жиіліктегі электромагниттік толқындар мүлдем шығарылып таратылмайды дерлік. Сондықтан дыбыс жиілігіндегі электромагниттік тербелістерді алысқа тарата алатын жоғары жиілікті электромагниттік тербелістерге қандай да бір тәсілмен үстемелеу қажет болды.
Төменгі жиілікші электрлік тербелістерге сәйкестендіре отырып жоғары жиілікті электромагниттік тербелістерді басқару — жоғары жиілікті тербелістерді модуляциялау деп аталады. Модуляция деп отырғанымыз жоғары жиілікті тербелістердің параметрлерінің бірін — амплитудасын, жиілігін немесе фазасын төменгі (дыбыс) жиілікпен баяу өзгертетін процесс. Радиобайланыста амплитудалық, жиіліктік және фазалық модуляция қолданылады. Жоғары жиілікті тербелістерді тасымалдаушы жиіліктер деп атайды, өйткені олар дыбыс жиілігіндегі тербелістердің тасымалдаушылары рөлін атқарады.
Қазіргі заманғы радиотехникада көбінесе, ғарыштық байланыс жүйелерінде және телевизияда әрқашан жиіліктік модуляция қолданылады.
Радиоқабылдағышта жиіліғі жоғары күрделі тербелістерден қайтадан төменгі жиілікті тербелістерді ажыратып, бөліп алады. Төменгі жиілікті сигналды қалпына келтіру процесін демодуляция немесе детекторлеу деп атайды. Детекторленген сигналды күшейткеннен кейін акустикалық тербеліске айналдырады. 4-суретте радиобайланысты жүзеге асырудың негізгі принциптерінің модульдік сұлбасы берілген.
Телефон байланысының сымсыз жүйелері әдетте радиотелефонды байланыс жүйелері деп аталады, ал шет елдерде - Wireless Local Loop (WLL). Соңғы жылдары радиотелефонды байланыс жүйелері кеңінен дами бастады. Олар көбінесе мобильді байланысқа (mobil – жылжымалы) арналған аймақтық телефон жүйелері ретінде қолданылады, сонымен қатар, сымды телефон жолдары болмаған кезде (мысалы, жаңа құрылыс орындарында, ауылдық жерлерде және т.б.) стационарлы объектілермен байланысу үшін қажет.
Радиотелефон жүйелерін құру қымбат бағалы телекоммуникацияларды төсеуді, күрделі инженерлік жұмыстарды жүргізуді талап етпейді, санаулы күндер ішінде жер бедері мен ауа райы шарттарына қарамай-ақ, байланыс ұйымдастырылуы мүмкін.
Радиотелефонды байланыс технологиялары телекоммуникация жүйелері дамымаған үлкен қалаларда, тез үлкейіп жатқан қала маңы мен саяжай қоныстарында, кішкене қалалар мен аз тұрғыны бар ауылдық жерлерде байланыстың қажеттілігін қамтамасыз ете алады.
Радиотелефонды байланыс сымды телефонияның орнына әрдайым қолдануға арналған бәсеге қабілетті балама (альтернатива) болуы мүмкін, өйткені сымды телефония бірталай ақша қаражаты мен күнделікті қызмет көрсетуде көп еңбекті талап ететін күрделі шаруашылық болып табылады, және де дәл уақытында қажетті жедел жалғауды қамтамасыз ете алмайды.
Қарапайым сымды телефон жүйесімен салыстырғанда, сымсыз байланыс маңызды артықшылықтарға ие:
- ауа райы шарттары мен телекоммуникация инфрақұрылымынының болуына қарамастан, кез-келген жағдайларда орнатылу мүмкіндігі;
- жылжымалы (мобильді) тұтынушылармен сенімді және жедел байланысты қамтамасыз ету;
- жүйені ұйымдастыру бойынша көп еңбек сіңіруді талап етпейді, және де қолданысқа енгізу қарқыны айтарлықтай жылдам;
- оны құруға арналған қаражат шығыны 2-3 есеге аз;
- жүйенің өзіне жұмсалған қаражатын шығару мерзімі аз;
- жүйені басқару мен ақпараттарды қорғау бойынша жан-жақты қызмет көрсетеді.
Радиотелефонды жүйелердің ішінде олардың мынадай түрлері болады:
- ұялы радиотелефонды байланыс жүйесі;
- транкингті радиотелефонды байланыс жүйесі;
- радиотрубкалы телефондар;
- радиотелефонды ұзартқыштар;
- дербес спутникті радиобайланыс жүйелері.
Қазіргі уақытта әлемде радиотелефон жүйелерінің жұмыс істейтін протоколдарын анықтайтын, елуге жуық әр түрлі стандарттары бар.
Радиотелефон байланысының кейбір стандарттары
Стандарт
Таралуы Арна жолағының ені,кГц Деректерді тарату жылдамдығы, кбод Желінің түрі
1 2 3 4 5
GSM Ресей, Еуропа, АҚШ 200 0,2 – 9,6 Цифрлық ұялы
TDMA Ресей, Еуропа, Азия, АҚШ 30 48,6 Аналогты және сандық радио желілері,
спутниктік жүйелер
CDMA Азия, АҚШ 1230 1230 Цифрлық ұялы,спутниктік жүйелер
DECT Еуропа 1728 1152 Цифрлық радиотелефон
TETRA Еуропа 25 36 Транкингті жүйелер
CT Еуропа 100 72 Радиотелефон
Желіде байланысты ұйымдастырудың келесі негізгі варианттары қамтамасыз етіледі:
- абонент - телефон желісі – мобильді абонент;
- мобильді абонент - мобильді абоненті (тікелей радиоарнасы бойынша);
- топтық байланыс;
- апаттық шақырулар.
Жүйенің сервистік мүмкіндіктері:
-радиотелефондық арнаға қол жеткізудің приоритеттің 10 деңгейін ұйымдастыру мүмкіндігі, бұл кезде барлық арналар бос емес болғанда шүыл жағдайда приоритетті абоненттер шамалы артықшылықты абоненттердің сөйлесуін үзіп, байланысқа шығу мүмкіндігі болады;
- жеке абоненттерге шектеуді орнату мүмкіндігі, ол приоритеттің деңгейіне, жүйе қол жеткізу уақыты бойынша, қалалық пен қалааралық телефон желісіне қол жеткізу бойынша орнатылады.
- шұғыл және аса маңызды хабарды тарату үшін артықшылықты кезекші арнаны ұйымдастыру және қолдану мүмкіндігі;
- сөйлесуді тыңдаудан қорғау мүмкіндігі, бұл кезде транкты телефонға қажеттілік болғанда маскиратор (скремблер) қосылады;
- сөйлесудің барлық түрлердің уақытын оперативті ескеру мүмкіндігі, бұл транкингті байланысты пайдалану үшін әртүрлі абоненттер мен ұйымдарға төлем төлеу кезінде өте ыңғайлы.
«Мобильді абонент - телефон» режимідегі жалғану
Телефондық желіге шығу үшін транкты радиотелефонның клавиатурасында телефон нөмірін (14 санға дейін) теру керек және АТС-ке 1-ші немесе 2-ші телефондық жолы бойынша қол жеткізу үшін 1 немесе 2 режим кнопкасын басу керек. Радиотелефонның контроллері жұмыс жиіліктердің ауқымын тексереді, бос арнаны тауып, радиотелефонды базалық станцияға қосады. Қосудан кейін қосымша ішкі нөмірдің тональды теру мүмкін. Бұл кезде радиотелефон тіркелген пайдаланушының қосылу кодасын сандық түрде жібереді, содан кейін ол 1 немесе 2 телефон жолы бойынша шақырылатын телефон нөмірдің кодасын береді. Мобильді абоненттің телефондық желімен байланысу сеансының аяқталуы мобильді телефоннан ажырату туралы кодасы қабылдағанда болады.
1.3.Ұялы байланыс желілері (ұрпақтары, GSM стандарты)
Ұялы байланыс желілері өз атауын ұйымдастырудың ұялық принциптеріне сәйкес алған. Осыған сәйкес қызмет көрсету аймағы (қала территориясы немесе регион) ұяшықтардың кейбір сандартына бөлінеді. Ұяшықтарда әдетте дұрыс алтыбұрыш түрінде бейнелейді, себебі бұлар аралардың ұяшықтарына ұқсағандықтан бұл жүйені біз ұялы деп атаймыз. Желінің ұялы құрылымы жиіліктерді екінші реттік қолдану негізімен тікелей байланысты. Осыған байланысты бірдей жиіліктер бір-бірінен белгілі бір ара қашықтықта орналасқан ұящықтарда қайталануы мүмкін.Әрбір ұяшықтың центрінде негізгі базалық станция орналасқан(БС). Бұл БС өз ұяшығының шегінде барлық жылжымалы станцияларға қызмет етеді. Абонент бір ұяшықтан басқа ұяшыққа орын ауыстырған кезде бір байланыс станциясынан басқа байланыс станциясы оған қызмет көрсете бастайды. Байланыс станциялардың арналардың коммутациясы коммутация центрінде жүзеге асады (КЦ). Бұл УПАТС немесе ақырғы құқықтары негізінде ортақ қолданыстағы телефондық желіге (ОҚТС) қосылады.Шын мәнінде ұяшықтар қатаң геометриялық пішінде болмайды. Ұяшықтардың шынайы шекаралары дұрыс емес қисық түрінде болады .Олар радиотолқындардың өшуі мен таралу шарттарына тәуелді. Демек, қызмет ететін террмoторияның жерінің рельефіне салулардың тығыздығына және басқа факторларға тәуелді. Сонымен қатар, сенімді қабылдаудың зонасының шегінде сигналды қабылдауға мүмкін болмайтын облыстарда болады(көлеңке аймақтар). Осыған сәйкес базалық станцияның орналасуы ұяшық центрімен шамамен ғана сәйкес келеді. Бұны бірмағыналықпен анықтау қиынға соғады. Егер базалық станция бағытталған антенналарды қолдамаса, онда БС ұяшық шекараларында болады.
Цифрлық жүйедегі ұялы байланыс (мысалы GSM)”базалық станциясының жүйесі” (БСЖ) деген мағына қолданылады. Бұған базалық станцияларының контролері (БСК) кіреді және бірнеше базалық қабылдау берілістер станциялары (БҚБС) кіреді.Бір контроллер бірнеше БҚБС-ті басқара алады және келесі функцияларды орындайды: радиоканалдардың таратып үлестірулерін басқарады, қосылыстарды бақылап, кезектерін ретке келтіріп отырады; сигналдардың модуляция мен демодуляцияларын, хабарлардың кодалау мен декодалауларын, қозғалғыштық жиілікті және жұмыс режимін қамтамасыз етеді. Бір ортақ БСК-ға қосылған үш БҚБС, әрбір 120-градустық секторында жұмыс істей алады, ал бір ортақ БСК-ға қосылған алты БҚБС – әрбір 60-градустық секторында жұмыс істей алады.
Оның жалпы қамту аумағы жеке базалық станциялардың қамту аумағымен анықталатын ұяшықтарға бөлінген. Ұяшықтар бір-бірін көмкеріп, желі құрайды. Тегіс және ашық жердегі қамту аумағының базалық станциялары шеңбер пішінді болып келеді, сондықтан олардан құралған желі алты бұрышты ұяшықтардан құралған бал арасының ұяшығына ұқсас болып келеді. Желі бірдей жиілікте жұмыс істейтін, кеңістікте таралатын қабылдағыштар атқыштардан, қозғалыстағы абоненттердің орнын алдын ала анықтау және оның бір қабылдағыштар атқыштың қызмет көрсету аумағынан басқа қызмет көрсету аумағына ауысу ........