Mobil tarmoqlari.
1.
3G (UMTS va WCDMA) tarmoqlari haqida
2.
4G (WiMAX va LTE) texnologiyalari
3.
5G texnologiyalari.
1
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
2
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
3
"avlod" so'zini anglatadi, 1, 2, 3, 4 va 5 raqamlari avlod raqamini anglatadi. 80yillarning 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
4
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
5
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 1.62.0 GHz chastota diapozonida ishlaydi. Bunday mobil aloqa tarmoqlarining
o’tkazish polosasi 100Hz va keng polosali qaramli tarmoq ham deb nomlanadi.
6
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
7
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
8
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
9
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
10
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.
11
9-rasm. Beshinchi avlod qo’llab quvvatlaydigan mobil xizmat turlari
2-jadval.
Mobil aloqa avlodlarining imkoniyatlari
12