COMPUTER
Hardware-software-windows-network-short stories 
قالب وبلاگ

مخابرات بی سیم در سال ۱۸۹۷ با اختراع تلگراف بی سیم توسط مارکنی آغاز شد و اکنون پس از گذشت بیش از یک قرن، سومین نسل از سیستم های مخابرات بی سیم یعنی سیستم های مخابرات فردی (PCS) پا به عرصه ظهور گذاشته است. اکنون فناوری های مخابرات سیار تا بدانجا پیش رفته است که کاربران اینچنین سیستم هایی با استفاده از یک ترمینال دستی کوچک (handset) می توانند با هر کس در هر زمان و هر مکان، انواع اطلاعات (صوت، تصویر و دیتا) را مبادله کنند. این مقاله نگاهی اجمالی اما فنی به تاریخ و تکنیک های مهم مخابرات سیار دارد. یجاد امکانات ارتباطی با کمترین محدودیت های مکانی و زمانی از نیازهای بشر است که از دیرباز بدان توجه می شود. در ابتدا، سیستم های مخابراتی جهت انتقال صوت و علائم الکتریکی از سیم های هادی ارتباط استفاده می کردند. با پیشرفت تکنولوژی و به کارگیری امواج الکترومغناطیسی، امکان ایجاد ارتباط بی سیم فراهم شد و قدم اول در غلبه بر مشکل ایجاد ارتباط در مکان هایی که امکان کابل گذاری وجود نداشت، یا مسافت آنها بالا بود و افت سیگنال ها مانع از برقراری ارتباط می شد، برداشته شد.
روند رو به رشد تکنولوژی و صنعت مخابرات منجر به کاربرد موج برهای نوری و سیستم های نوری شد و بدین وسیله امکان انتقال اطلاعات با پهنای باند بالا در نقاط دور فراهم شد. سیستم های مخابراتی متداول از بسترهای هدایتی سیمی به منظور حمل اطلاعات استفاده می کنند و این امر مستلزم آن است که میان مبدأ و مقصد کابل گذاری صورت گیرد. هزینه بسیار بالای پیاده سازی کابل ها، افت سیگنال در درون آنها بخصوص در مسافت های بالا، سخت بودن یا عدم امکان کابل کشی در برخی نقاط و انعطاف پذیری کم (عدم تحرک و جابه جایی) در ارائه سرویس های مختلف از جمله مسائلی است که کاربرد سیستم های مخابراتی بی سیم را موجه و در برخی موارد الزامی می کند. از جمله راه حل های پوشش کاربران در شبکه هایی که از ضعف عدم امکانات ایجاد بسترهای مخابراتی مانند خطوط دوسیمه، رنج می برند و نیاز به پیاده سازی سریع لینک های مخابراتی با هزینه مناسب دارند، استفاده از شبکه بی سیم است.
•اصول مشترک سیستم های رادیویی سیار
• در کلیه تشکیلاتی که از سرویس های رادیویی سیار بهره برداری می کنند، عموماً واحدهای سیار نیاز به برقراری ارتباط رادیویی با یک ایستگاه کنترل کننده مرکزی دارند. در این سیستم ها تعداد زیادی سیار با مرکز ثابت مربوط به خود در تماس هستند و تشکیلات مختلف باید همزمان و بدون ایجاد تداخل با یکدیگر قادر به برقراری تماس مورد نیاز باشند. در این سیستم ها نیاز به آنتن هایی داریم که به صورت همه جهته و در موازات سطح زمین از ایستگاه ثابت، اطلاعات را پخش و جمع آوری نمایند و آنتن های سیار هم باید با راندمان مناسب جهت نصب روی واحد سیار باشند. در محیط های شهری امواج رادیویی باید قدرت نفوذ و انتشار از میان ساختمان های مرتفع را داشته باشند. همچنین به علت محدودیت در باندهای رادیویی، باید بتوان از باندهای رادیویی مشابه در شهرهای مختلف که در فاصله مناسبی از یکدیگر قرار دارند، به صورت مکرر استفاده کرد.
• در اکثر سیستم های عملی جهت برقراری ارتباط مناسب با واحدهای سیار لازم است تا از یک دستگاه رادیویی مرتفع جهت ارسال و دریافت پیام ها استفاده شود، اما به دلیل عملی نشدن این مسئله در اغلب اوقات، معمولاً ارتباط بین دفتر مرکزی و ایستگاه رادیویی مورد نیاز از طریق یک لینک ثانویه که می تواند ترکیبی از کابل های تلفنی داخل شهری و یک لینک رادیویی ماکروویو باشند، برقرار شده و این لینک ثانویه پیام های مرکز ثابت را جهت پخش به ایستگاه رادیویی VHF انتقال داده و پیام ها از آن نقطه برای واحدهای سیار پخش خواهد شد. از اشکالات لینک ثانویه این است که چنانچه به عللی لینک ثانویه قطع شود، شبکه سیار از کار خواهد افتاد. روش دیگر برای ایجاد پوشش رادیویی مناسب، استفاده از ایستگاه های تکرارکننده است که موجب افزایش برد عملیاتی ایستگاه مرکزی خواهد شد. در این نوع تکرارکننده ها به دلیل امکان کار همزمان فرستنده و گیرنده، فرکانس ارسال و دریافت باید از یکدیگر حداقل فاصله ای داشته باشند تا از کاهش حساسیت گیرنده و نوسان جلوگیری به عمل آید.
• در سیستم های سیار، چون زمان دریافت پیام مشخص نیست، معمولاً گیرنده ها آماده دریافت پیام هستند. از طرف دیگر به علت تغییرات دامنه سیگنال دریافتی در سیستم های سیار که در محدوده وسیع انجام می پذیرد گیرنده باید مجهز به یک مدار کنترل کننده بهره به طور اتوماتیک (AGC) برای تثبیت قدرت سیگنال دریافتی باشد. در نتیجه در زمان هایی که پیامی دریافت نمی شود، به علت وجود نویز در سیستم، گیرنده های FM مجهز به مداری موسوم به ( Squelch یا Mute) هستند که وجود کاریر را در سیگنال دریافتی آشکار کرده و خروجی صوتی را تنها در صورتی که وجود کاریر تشخیص داده شود، باز خواهد نمود. وجود این مدار باعث خواهد شد که در حالت انتظار برای دریافت پیام، گیرنده Muteشده و نویز مزاحم از گیرنده شنیده نشود.
•استفاده ازشبکه های سلولی در مخابرات سیار
سیستم مخابرات سیار مورد استفاده در یک منطقه جغرافیایی باید به گونه ای باشد که از لحاظ مخابراتی تمام منطقه را تحت پوشش قرار بدهد و اصطلاحاً هیچ نقطه کوری از دید امواج رادیویی باقی نماند. از طرف دیگر اختصاص فرکانس های کاری مورد استفاده باید به صورتی باشد که تداخل فرکانسی در سیستم ایجاد نشود. بنابراین هنگام پیاده سازی سیستم موبایل در یک منطقه جغرافیایی، منطقه مربوطه را به مناطق کوچکتری به نام سلول تقسیم بندی می کنند. آنگاه فرستنده را در سلول قرار می دهند. در این صورت سرویس دهی تنها در منطقه ای که سلول بندی شده است ممکن می شود. شبکه های سلولی دو مزیت دارند، یکی از آنها استفاده مجدد از فرکانس کاریر با رعایت فاصله جغرافیایی است. مزیت دیگر شکافتن سلول ها است. بدین معنی که در طرح اولیه شبکه سلولی مخابرات سیار، سلول را بزرگ انتخاب می کنند و در صورت افزایش مشترکان سلول را می توان به سلول های کوچکتری تقسیم کرد و اصطلاحاً سلول را شکافت، و با گذاشتن ایستگاه های پایه BTS)) اضافه، تعداد مشترک بیشتری را سرویس دهد.
•نسل های مخابرات سیار
تاریخ کامل مخابرات بی سیم به چهار دوره تقسیم می شود.
۱- دوره قبل از همگانی شدن این سیستم
۲- سیستم های آنالوگ (نسل اول)
۳- سیستم های دیجیتال نسل دوم
۴- سیستم های دیجیتال نسل سوم (PCS)
دوره قبل از همگانی شدن سیستم های مخابرات بی سیم از سال های ۱۹۵۰ شروع و تا ۱۹۶۰ ادامه یافت. در این دوره از مخابرات سیار برای کاربردهای پلیسی، نظامی و هواپیمایی استفاده می شد و تجهیزات ارسال و دریافت، حجیم و گران قیمت بود.
نسل اول در سال های ۱۹۷۰ تا ۱۹۸۰ بر پایه تکنولوژی آنالوگ و استفاده از مفهوم سلولی پدید آمد. ایده اساسی در مخابرات سیار سلولی (MCS) استفاده مجدد از طیف فرکانسی در مناطقی است که به اندازه کافی از هم دورند. استفاده از مخابرات سیار سلولی موجب افزایش ظرفیت سیستم، کاهش هزینه، بهبود کیفیت سرویس و کاهش توان مورد نیاز شد. انواع مختلفی از این سیستم های آآنالوگ با نام های گوناگون TACS، Aurora، NMT، AMPS، NEC و... وجود داشت. اما مهمترین و رایج ترین شکل سیستم های آنالوگ، سیستم AMPS است. سیستم AMPS در سال ۱۹۷۸ راه اندازی شد. این سیستم در باند فرکانسی ۸۰۰ تا ۹۰۰ مگاهرتز کار می کرد و دارای ۶۶۶ کانال دوطرفه با پهنای باند ۳۰kHz و مدولاسیون FM آنالوگ بود. با افزایش بیش از حد تقاضا، سیستم های آنالوگ نسل اول قادر به تأمین ظرفیت مورد نیاز برای برخی مناطق شهری نبودند. از معایب و کمبودهای AMPS، مسئله ظرفیت این سیستم است. همچنین از اشکالاتی که در این سیستم ها وجود دارد ضعف امنیتی آنها است. به طوری که به متقلبان مجال استفاده غیر مجاز را می دهد. این اشکالات در سیستم های دیجیتال نسل بعدی بر طرف شده است. به علاوه سیستم های دیجیتال نرخ بیت و سرعت بالاتری دارند و حجم اطلاعاتی بیشتری را می توان در کانال های آن مبادله کرد. با توجه به ظهور سیستم های دیجیتال، سیستم AMPS چندان مورد استفاده نخواهد بود. سیستم های نسل دوم در سال های ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰ با استفاده از تکنولوژی دیجیتال تحقق یافت. GSMاولین استاندارد MCS تمام دیجیتال در دنیا است. این سیستم در ۱۹۹۲ در اروپا به بهره برداری تجاری رسید. در این سیستم موبایل ها از فرکانس های ۸۹۰ تا ۹۱۵ مگاهرتز و ایستگاه پایه ها از فرکانس های ۹۳۵ تا ۹۶۰ مگاهرتز برای ارسال سیگنال استفاده می کنند. پهنای باند هر کانال رادیویی ۲۰۰ کیلو هرتز است که توسط ۸ کاربر استفاده می شود. به علت تقاضای روزافزون برای سرویس های MCS، تکنولوژی های جدیدی نظیر CDMA برای بهبود بهره برداری از طیف فرکانسی پدید آمد. CDMA یکی از پیچیده ترین سیستم های بی سیم دیجیتال در دنیای امروز است. CDMA تمامی کاربران را در فرکانس های یکسان و زمان های یکسان با کدهای مختلف مجزا می کند. پهنای باند هر کانال ۲۳/۱ مگاهرتز است. سیستم های نسل سوم، سیستم های مخابرات فردی (PCS) نامیده می شوند. PCS سیستمی است که با استفاده از آن کاربر می تواند در هر زمان و در هر مکان با هر کس به کمک یک مخابرات فردی واحد (PTN) تبادل اطلاعات نمایند. در سال های اخیر نسل سوم شبکه های رادیو سلولی شدیداً مورد توجه قرار گرفته است. سیستم های نسل سوم را گاه با ۳G نشان می دهند. هم اکنون سیستم های CDMA باند وسیع ( W-CDMA) به صورت تجاری به کار گرفته می شوند و روزبه روز کاربرد آنها در مخابرات سیار بیشتر می شود. از لحاظ تاریخی CDMAبه سه دوره تقسیم می شود:
۱- CDMA اولیه که بیشتر در حد تئوری بود، از سال ۱۹۴۹ تا ۱۹۷۸
۲- CDMA باند باریک از ۱۹۷۸ تا ۱۹۹۵
۳- CDMA باند وسیع از ۱۹۹۵ به بعد.
نسل سوم از اواخر سال ۱۹۹۵ کم کم وارد عرصه مخابرات سیار شد. از مزایای عمده آن بر سیستم های نسل دوم نرخ بیت بالاتر، پشتیبانی همزمان صدا و تصویر با توجه به نرخ بیت بالا، قابلیت انعطاف پذیری بیشتر، سرویس های دسترسی چندگانه همزمان برای یک کاربر و... است. سیستم های رادیویی سیار نقش مهمی را در فعالیت های بازرگانی، تجارتی و امور مراقبتی و حفاظتی عمومی به گونه ای صنعتی و پیشرفته دارا هستند و به همین دلیل دانشمندان پیوسته در اندیشه بهینه ساختن سیستم های مخابرات سیار هستند.

[ ٢٩ بهمن ۱۳۸۸ ] [ ٩:٤٠ ‎ب.ظ ] [ آرش ] [ نظرات () ]
.: Weblog Themes By Iran Skin :.

درباره وبلاگ

کانال ما رو در تلگرام دنبال کنید : ketabnew@ https://telegram.me/ketabnew
نويسندگان
لینک دوستان
موضوعات وب
امکانات وب
Instagram

کمک به سازمان خيريه محک