1. Radiorabitə sistem və şəbəkələrinin klassifikasiyası

1. Radiorabitə sistem və şəbəkələrinin klassifikasiyası
1.1. Radiorabitə sistemlərinin ümumiləşdirilmiş struktur sxemi, ümumi qurulma prinsipləri, klassifikasiyası
Radiorabitə sisteminin ümumiləşdirilmiş struktur sxemi. Radiorabitə sistem və şəbəkələri- telekommunikasiya texnologi­yala­rının altsinfi olub, naqildən istifadə Radiorabitə sistem etmədən iki və daha artıq nöqtə arasında informasiya mübadiləsi aparmaq üçün istifadə olunur. İnformasiyanı ötür­mək üçün radiodalğalardan istifadə oluna bilər.

Müasir rabitə sistemlərində rəqəm sistemli verilişlərdən (RSV) geniş istifadə olunur, yəni fasiləsiz məlumatlar diskret siqnallarla ötürülür. Bu məqsədlə diskretləşmə, kvantlama və kodlama əməliyyatlarından istifadə edilir və məlumatlar rəqəm siqnallarına çevrilir. Aşağıdakı şəkildə ötürülən məlumatın rəqəmsal siqnala və daha sonra yüksək tezlikli radiodalğalara (a) və əksinə (b) çevrilməsi prosesi göstərilmişdir.

Şək. 1.1.1.
Rəqəmsal radiorabitə sisteminin ümu­miləşdirilmiş modelinə baxaq (şək.1.1.2).

Məlumat mənbəyi ya zamanın fasiləsiz funksiyası, ya da diskret verilənlər axını kimi təsvir edilə bilən siqnal generasiya edir. Zamandan asılı olaraq fasiləsiz dəyişən siqnal kimi insan nitqini misal gətirmək olar. Bu cür analoq siqnalı rəqəmli sistem vasitəsi ilə ötürmək üçün onu rəqəmli formaya çevirmək zəruridir. Bu, ana­loq siqnalın diskretlənməsi və fraqmentlərin sonrakı kvantlanması ilə reallaşdırılır. Bu məqsədlə analoq siqnal diskretləmə tezliyi ilə seçmələrə bölünür, daha sonra hər bir seçmə fraqmentin amplituduna uyğun olaraq ikilik say sistemi bloku ilə əvəz edilir. Diskretləmə tezliyinin qiyməti seçmələr teoreminə əsasən seçilir, yəni:

, (1.1.1)
burada - ötürülən siqnalın spektrindəki maksimal tezlikdir.

Standart telefoniyada bu proseduraları impuls-kod modulyasiyasına (İKM) əsaslanan mənbə koderi həyata keçirir. Zamana və səviyyə­yə (kvantlama) görə diskretləmədən sonra alınan N qədər səviyyə ikili kodla kodlanır. Bu zaman hər bir səviyyə m simvoldan (1 və 0) ibarət kod kombinasiyası adı ilə adlandırılır. Alınan ikili simvollar ardıcıllığı (rəqəm siqnalı) diskret modul­yasiya növlərindən biri ilə (IKM-TM və ya IKM-FM) modul­lan­dıqdan sonra rabitə kanalı ilə ötürülür. Siqnalların rəqəmli üsullarla ötürülməsinin üstünlüyü ondadır ki, həm yüksək maneəyədavamlı kodlardan istifadə etmək, həm də siqnalların artıqlığını ixtisar etmək imkanı yaranır. Məsələn, standart telefonitada koder mikrofondan gələn analoq siqnalın tezliyi ilə diskretlənməsini və hər bir fraqmen­tin 8-bitlik blokla əvəz olunmasını təmin edir. Kvantlama zamanı başlanğıc siqnalın tərkibində olan informasiyanın bir hissəsi itirilir. Bunun nəticəsində kvantlama küyü əmələ gəlir.

Ümumi halda mənbə koderi verilən siqnalın fraqmentlərini ikilik ardıcıllığa çevirmək üçün istifadə olunur (nitq siqnalları ötürülən halda mənbə koderinə nitq koderi deyilir).

Rabitə kanallarında baş verən bəzi fiziki hadisələr qəbuledicidə bir sıra xətaların yaranmasına səbəb olur. Bu xətaları ötürülən ikilik ardıcıllıq və qəbul olunmuş siqnaldan bərpa olunmuş ikilik ardıcıllıq arasındakı fərq kimi təsvir etmək olar. Belə xətaların olduğunu aşkar etmək və lazımi düzəlişlər etmək üçün vericidə kanal koderindən, qəbuledicidə isə kanal dekoderindən istifadə olunur. Ötürülən informasiya bloklarına müəyyən nəzarət informasiyası əlavə olunur. Bu informasiyaya əsasən qəbuledici qəbul olunmuş məlumat blokunun düzgün olub - olmadığı haqqında qərar qəbul edir.

Modulyator - yüksək tezlikli (YT) rəqslərin informasiya parametrlərinin (tezlik, amplitud və/və ya faza) ötürülən aşağı tezlikli siqnalın dəyişmə qanununa uyğun olaraq dəyişən blokdur. Modulyasiya nəticəsində informasiya daşıyan aşağı tezlikli siqnal radiodiapazonun müvafiq hissəsinə sürüşdürülür və dəqiq formalaşmış spektral parametrlərə malik olur. Siqnalın bu xassəsi naqilsiz rabitə texnologiyaları üçün ən əsas xüsusiyyətlərdən biridir. Modulyasiya zamanı, spektrin qonşu oblastlarında ötürülən məlumatları təhrif etməmək üçün, ayrılmış spektral resurslardan səmərəli istifadə olunmalıdır.

Elektromaqnit (EM) spektri - çox dəyərli və məhdud bir resursdur. Son illərdə bir çox yeni naqilsiz rabitə sistemləri meydana gəlmiş, bazara yeni xidmət növləri çıxarılmışdır. Bunun nəticəsində daha yüksək tezlik diapazonlarında işləyən sistemlər üçün yeni-yeni cihazlar yaradılır, daha mürəkkəb texnologiyalardan istifadə olunur. EM spektrin tezliklərinin bölüşdürülməsi dövlətlərarası danışıqların və razılaşmaların mövzusudur.

YT blok radiotezlik spektrində işləyir və radiosiqnalları lazımi səviyyəyə qədər gücləndirir. Naqilsiz rabitə sistemlərində istifadə olunan YT bloklara qoyulan adi tələblərdən biri aşağı enerji sərfidir.

İstənilən radiorabitə sisteminin ayrılmaz hissələrindən biri antenadır. Kana­lın xassələri istifadə olunan verici və qəbuledici antenanın tipindən asılıdır. Antena­nın istiqamətlənmə və güclənmə əmsalları daha böyük əhəmiyyət kəsb edir. Antena­nın xarakteristikaları sistemin işçi diapazonunu və onun effektivliyini təyin edir.

Açıq fəzada (efirdə) siqnal müxtəlif təhriflərə və küylərin təsirinə məruz qalır. Ona görə də qəbul olunmuş siqnal verilmiş siqnaldan bir qədər fərqlənir. Siqnalın fəzada təhrif olunmasını L operatoru ilə xarakterizə etsək, qəbul olunan siqnalı aşağıdakı kimi göstərmək olar:
z(t) = L [u (t)] + e(t),
burada u (t)-ötürülən siqnal, e(t)- additiv küylərdir.

Qəbuledicidə həyata keçirilən çevrilmələr vericidəki çevrilmələrin əksinə uyğun gəlir. YT blokda güclənmə və filtrlənmədən sonra qəbul olunmuş siqnal demodulyasiya olunur. Çevrilmənin xarakteri istifadə olunan rəqəmli modulyasiya metodundan və kanalın parametrlərindən asılıdır. Demodulyatorun əsas məqsədi - YT blokun çıxışında formalaşan modulyasiya olunmuş siqnaldan impuls ardıcıllığını ayırmaqdır. Daha sonra alınmış impuls ardıcıllığı ikilik say sistemi ardıcıllığına çevrilir.

Kanal dekoderinin məqsədi formalaşmış kod ardıcıllığının tərkibindən istifa­dəçi informasiyasını ayırmaqdır. Xatırladaq ki, vericidə kanal koderi vasitəsi ilə isti­fadəçi informasiyasının tərkibinə, xətaları aradan qaldırmaq üçün nəzarət informasi­yası əlavə olunmuşdu. Daha sonra alınmış rəqəmli istifadəçi informasiyası mənbə dekoderi vasitəsi ilə analoq siqnala çevrilir və məlumat qəbuledicisinə ötürülür.

Radiorabitə sistemlərinin klassifikasiyası. Əvvəl göstərilmişdir ki, radiorabitə sistemlərinin tərkibinə siqnalın ötürülməsi və qəbul olunması prosesində vəhdət şəklində işləyən müxtəlif tipli bloklar daxildir. Bu bloklar və eləcə də şəbəkəni təşkil edən digər obyektlər bir-biri ilə müəyyən qaydalara uyğun olaraq təmasda olurlar. İki punkt arasında informasiyanın ötürülməsini/qəbul olunmasını təmin edən belə qaydalar toplusuna rabitə protokolu deyilir. Naqilsiz rabitə sistemləri bu və ya digər protokoldan istifadə olunmasına görə iki böyük sinfə bölünürlər: asinxron və sinxron sistemlər.

Asinxron sistemlərdə hər bir verilənlər blokunun (paketlər) tərkibində “start” və “stop” siqnallarından istifadə olunur. Bu siqnalların məqsədi ve­ricinin və qəbuledicinin işini sinxronlaşdırmaqdan ibarətdir. Adətən “start” siqnalının davametmə müddəti bir takt intervalı, “stop” siqnalının davamet­mə müddəti isə 1; 1,5 və ya 2 takt intervalına bərabər olur. Belə iş rejimi ona görə asinxron adlandırılır ki, verici və qəbuledici bir- biri ilə sinxron olaraq işləmir. Bu halda verilənlər bloku zaman oxunda qeyri- bərabər paylanır. Verilənlərin asinxron rejimdə ötürülməsi zamanı verici və qəbul­edicinin sinxronlaşması verilənlər blokunun əvvəlindəki “start” biti əsasın­da baş verir. Bunun nəticəsində kanalda verilənlərin itkisinə yol verilmir.

Sinxron sistemlərdə isə verici ilə qəbuledicinin sinxronlaşması ya xüsusi ayrılmış kanalla göndərilən takt impulsları ya da verilənlər blokunun qəbulu üçün dəqiq zaman intervallarının (taym slot) ayrılması vasitəsi ilə həyata keçirilir. İkinci halda ayrılmış zaman intervalları zaman oxu üzə­rində bərabər paylandığından “start” və “stop” bitlərindən istifadə olunmur. Verilənlərin sinxron ötürülməsi zamanı daha böyük ötürülmə sürətinə nail olmaq olur, çünki bu zaman verilənlər blokunda xidməti informasiyadan (“start” və “stop” bitləri) istifadə olunmur. Verilənlərin yüksək sürətlə və dəqiq ötürülməsi zamanı sinxron rabitədən istifadə olunur.

Topologiyaya görə iki növ radiorabitə şəbəkəsi fərqləndirilir:

1. 
   “nöqtə-nöqtə”;
   
2. 
   “nöqtə-çoxnöqtə”.
   

Praktikada istifadə olunan şəbəkə topologiyalarının sayı göstərilən­lərdən daha çoxdur, lakin radiorabitə sistemlərinin şəbəkələrinin təşkili nöqteyi-nəzərindən yuxarıda sadalananlar daha vacib sayılırlar. “Nöqtə-nöqtə” topologiyasında bir-birindən müəyyən məsafədə yerləşən 2 nöqtə arasında radiorabitə yaradılır. «Nöqtə-çoxnöqtə» halında isə, eyni zaman anında daha çox abonentin şəbəkəyə girməsi təmin olunur. Belə şəbəkələrdə baza stansiyası və ya giriş nöqtəsi adlandırılan və müəyyən ərazidə radioörtmə zonası yaradan mərkəzi avadanlıq mövcud olur.

İstifadə oblastından asılı olaraq radiorabitə sistemlərini iki sinfə bölmək olar:

1. 
   operatorlu radiorabitə sistemlərini;
   
2. 
   korporativ radiorabitə sistemlərini.
   

Birincilər rabitə operatorları tərəfindən yaradılır və abonentlərə qarşılıqlı (ödənişli) xidmət göstərmək üçün qurulur. Korporativ naqilsiz şəbəkələr korporasiya işçiləri tərəfindən qurulur və öz tələbatlarını ödəmək üçün istifadə olunur. Bu siniflər arasındakı fərq kifayət qədər for­maldır, lakin xidmətin ödənişli olub olmamağı xüsusi lisenziya tələb edir.

Bütün radiorabitə sistemlərini istifadə olunun tezlik zolağının eninə görə iki qrupa bölmək olar:

1. 
   darzolaqlı;
   
2. 
   genişzolaqlı.
   

Belə bölünmə təqribidir. Adətən hesab edirlər ki, əgər sistemin işlədi­yi spektral zolağın eni , bu zolağın mərkəzi tezliyindən çox kiçikdir­sə (yəni, ) onda belə sistem darzolaqlıdır. Əks halda sistem genişzolaqlı sayılır. Birinci qrup sistemlərdə veriliş dəqiq təyin olunmuş mərkəzi tezliyin ətrafında, dar zolaqda aparılır. Bu zaman ötürülən informasiyanın küyə davamlılığı aşağı olur. Genişzolaqlı sistemlər isə daha yüksək küyə davamlılığa malikdirlər və ayrılmış spektri daha səmərəli istifadə edirlər.

Quraşdırılma yerinə görə radiorabitə şəbəkəsinin avadanlıqları iki qrupa bölünürlər:

1. 
   daxildə quraşdırılan;
   
2. 
   xaricdə quraşdırılan.
   

Birinci baxışdan belə qruplaşdırma əhəmiyyətsiz görünə bilər, lakin avadanlığın bu kriteriyə görə seçilməsi şəbəkənin işinə böyük təsir göstərir. Xaricdə quraşdırılmaq üçün nəzərdə tutulmuş avadanlıqlar daha geniş tem­peratur diapazonuna, nəm və tozdan qorumaya, xüsusi materialdan hazır­lanmış hermetik korpusa malik olurlar. Bundan başqa, nizamlayıcı orqan­ların tələblərini təmin etmək üçün xaricdə və daxildə quraşdırılan avadan­lıqların radiotezlik xarakteristikaları da fərqlənir.

Radiorabitə sistemlərinin təsnifatının ən əsas kriterilərindən biri təklif olunan xidmətlərin həcmi və sistemin mürəkkəblik səviyyəsinin vəhdətidir. Bu nöqteyi-nəzərdən aşağıdakı kateqoriyaları sadalamaq olar:

1. 
   personal radioçağırış sistemləri;
   
2. 
   naqilsiz telefon sistemləri;
   
3. 
   trankinq sistemləri;
   
4. 
   naqilsiz hesablama şəbəkələri (RadioEthernet);
   
5. 
   radiorele xəttləri
   
6. 
   şanvari rabitə sistemləri;
   
7. 
   peyk rabitə sistemləri.
   

Sadalanmış kateqoriyaların xarakterik xüsusiyyətlərini və fərqli cəhətlərini qısa şəkildə araşdıraq.

Personal radioçağırış sistemləri. Personal radioçağırış sistemləri və ya peycinq (paging - çağırış) xidməti ilkin variantda radioyayım sistemləri əsasında qurulmuşdu. Klassik peycinq sistemlərində birtərəfli, yəni çağırış­ları emal edən mərkəzlə əlaqələndirilmiş baza stansiyasından seçilmiş səyyar stansiya istiqamətində radiorabitə reallaşdırılır. Səyyar stansiya yal­nız qəbuletmə rejimində işləyir və bütün radioyayım siqnallarından yalnız ona adreslənmiş siqnalları ayırır. Klassik sistemdə peycer verilənləri yalnız qəbul edə bilər. Hal-hazırda belə verilənlər hərf-rəqəm ardıcıllığından və ya qısa nitq məlumatından ibarət ola bilər. Səyyar stansiyalar (peycer) çoxlu­ğundan lazım olanı tərkibində unikal adres olan informasiya blokunun göndərilməsi nəticəsində seçilir. Adətən verilənləri ötürmək üçün tezlik modulyasiyasından istifadə olunur. Peycer sadə və verilənlərin ötürülməsi üçün nəzərdə tutulmamış cihaz olduğundan, çox az enerji sərfinə və kiçik ölçülərə malik olur. Standart peycinq sistemi aşağıdakı hissələrdən ibarətdir:

1. Çağırışları emal etmə mərkəzi. İstifadəçiyə hərfi və ya səsli məlu­matın göndərilməsi üçün çağırışlar bu mərkəzə ünvanlanır;

2. Baza vericisi. Verilənləri səyyar stansiyalara ötürmək üçün istifadə olunur və yüzlərlə MHs tezlikdə işləyir;

3. Çoxlu sayda qəbuledicilər (peycerlər).

Şanvari rabitə sistemlərinin çox böyük populyarlıq qazanması ilə əlaqədar olaraq hal-hazırda peycinq texnologiyasının inkişaf tempi bir qə­dər aşağı düşmüşdür. Buna baxmayaraq bu radiorabitə sistemləri Avropanın bir sıra ölkələrində geniş istifadə olunur. Məsələn, ümum­avropa peycinq sistemi- ERMES (The Enhanced Radio Message System).

Naqilsiz telefon sistemləri. Naqilsiz telefon sistemləri XX əsrin 70-ci illərində yaranmışlar. Bu sistem baza stansiyasından az məsafədə yerlə­şən və nisbətən az sürətlə hərəkət edən abonentləri naqilsiz rabitə ilə təmin edir. Naqilsiz telefonların yaradılmasında əsas ideya telefon dəstəyi və telefon aparatı arasındakı naqilləri radiorabitə ilə əvəz etmək idi. Qarşıya qoyulan əsas tələb isə, avadanlığın dəyərinin və rabitənin keyfiyyətinin adi naqilli telefondan çox olmamağı idi.

Baxılan sistemdə baza stansiyası- ümumi istifadə üçün nəzərdə tutulmuş kommutasiya olunan telefon şəbəkəsinə adi telefon aparatı kimi qoşulmuş avadanlıqdır. Əksər hallarda bir baza stansiyası bir səyyar stansiya ilə- mobil telefon dəstəyi ilə əlaqədə olur. Belə sistemlər üçün ayrılmış tezlik spektrində abonentlərin sayının az, vahid sahəyə düşən baza stansiyalarının maksimal və rabitə zonasının kiçik olması xarakterikdir. Mobil dəstəklə özgə baza stansiyası arasında rabitənin yaradılmasını aradan qaldırmaq üçün müxtəlif texniki üsullardan istifadə olunur. Məsələn, yalnız bir cüt radiorabitə stansiyasına məlum olan parol (rəqəmli ardıcıllıq) mübadiləsi. Daha bir üsul- radiorabitə stansiyalar cütlüyü üçün nəzərdə tutulmuş kanallar arasında boş olanı axtarmaqdır.

Naqilsiz telefon sistemlərində rəqəmli texnologiyalardan istifadə olunması, belə sistemlərin imkanlarını xeyli artırır, baza stansiyalarının əhatə dairəsi daha da genişlənir. Belə ki analoq sistemlərdə bu ərazi binanın bir neçə otağı ilə məhdudlanır.

Hal-hazırda naqilsiz telefon sistemləri sırasında ən qabaqcılı - DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications - Təkmilləşdirilmiş Rəqəmli Naqilsiz Telefon rabitə sistemi) rəqəmli standartıdır. Bu tele­fonlar bağlı ərazilərdə istifadə olunmaq üçün optimallaşdırılıb. DECT stan­dartına əsasən baza stansiyaları yerli naqilli telefon şəbəkələrinə qoşulurlar. Baza stansiyaları mobil dəstəyin yerdəyişməsi zamanı da rabitəni stabil saxlaya bilirlər. Bu sistemdə istənilən abonenti onun əhatə dairəsində oldu­ğu istənilən baza stansiyası vasitəsi ilə çağırmaq olar. Hal - hazırda DECT telefonları həmçinin kommunikasiya trafikinin sıxlığının çox olduğu əra­zilərdə - aeroportlarda, şəhərlərin mərkəzlərində, dəmiryol stansi­yalarında və s. quraşdırılır.

Hazırda, bəzi təkmilləşdirmələrdən sonra DECT telefonlarından na­qilsiz lokal hesablayıcı şəbəkələrə daxil olma nöqtəsi kimi də istifadə olunmağa başlandı.

Trankinq sistemləri. Trankinq (trunking - qruplaşma) sistemləri iri müəssisələrdə telekommunikasiya şəbəkələrinin qurulması üçün nəzərdə tutulmuşdur. Trankinq sistemləri əsasən nəqliyyat kompaniyalarında və xüsusi xidmət orqanlarında (polis, qəza xilas etmə və s.) istifadə edilir. Belə sistemlərin xarakterik xüsusiyyəti - çağırışları paylaşdıran dispetçer və idarəetmə mərkəzlərinin olmasıdır. Trankinq sistemlərində reallaşdırılan bəzi rabitə növləri adi telefon sistemlərində yalnız əlavə xidmət kimi abonentlərə təklif oluna bilər. Məsələn, dispetçer mərkəzindən bütün səyyar stansiyalara və ya səyyar stansiyaların bir qrupuna zəng olunması. Bu sistemə xas olan daha bir rabitə növü - bir neçə səyyar stansiya arasında rabitənin yaradılmasıdır.

Trankinq sistemlərinin resursları ümumi istifadə üçün nəzərdə tutulmuş müəyyən sayda kanallardan ibarətdir. İstənilən boş kanal yeni bir rabitənin yaradılması üçün istifadə oluna bilər. Bu rabitə başa çatdıqdan sonra isə istifadə olunan kanal yenidən ümumi kvotaya qaytarılır. Bu trankinq sistemlərini klassik dispetçer sistemlərindən fərqləndirən əsas xüsusiyyətdir. Klassik dispetçer sistemlərində hər bir istifadəçi qrupu üçün konkret kanallar ayrılır. Əgər dispetçer sisteminin bir qrupunda bütün kanallar məşğuldursa, onda bu qrupdan olan istifadəçi digər qruplarda boş kanallar olsa da yeni rabitə yarada bilməyəcək.

Müasir trankinq sistemləri 460- 900 MHs tezlik diapazonunda işləyir. Kanalların eni isə 12,5- 25 kHs təşkil edir. Hal- hazırda trankinq texno­logiyaları sferasında ən qabaqcılı TETRA rəqəmli trankinq sistemidir. Bu sistem həm nitq, həm də digər tip informasiya mübadiləsinə imkan yaradır.

Radiorele xəttləri. Radiorele xəttlərində istifadə olunan radiotezlik diapazonları bir sıra üstünlüklərə malikdir. Bu geniş zolaqlı diapazonların hər birində çoxsaylı genişzolaqlı siqnalın ötürülməsi mümkündür. Bu diapazonlarda böyük güclənmə əmsalına malik antenalar nisbətən kiçik ölçülərə malik olur. Belə antenaların tətbiqi ki­çik gücə malik vericilər vasitəsi ilə dayanıqlı rabitə yaratmağa imkan verir. Atmosfer və sənaye mənşəli xarici maneələrin spektri nisbətən aşağı tezlik oblastlarında yerləşir. Ona görədə ultrayüksək və daha yük­sək tezlikli diapazonlarda belə maneələr praktiki olaraq yoxdur. Magistral radiorele xətlərində santimetr­lik dalğa diapazonunda işləyən analoq radiorele stansiyaları daha geniş tətbiq olunur.

Radiorele rabitə xəttini qəbuledici-verici RRS-nın zənciri şəklində qururlar. RRS – də gücü 0,1 ÷10 Vt olan verici, küy əmsalı 10 dB ətrafında olan qəbuledici və güclənmə əmsalı 40 dB (açılış sahəsi 10 kv.m) ətrafında olan antenalar quraşdırılır. RRX-nın qonşu RRS – lərinin antenaları arasında bir başa görmə təmin olunmalıdır. Bunun üçün antenaları hündürlüyü 40 ÷100 m olan dayaqlar üzərində yerləşdi­rirlər. Magistral radiorele xətlərinin qonşu RRS – ləri arasındakı məsafə 50 km ətrafında seçilir.

Troposfer radiorele xətlərinin qonşu stansiyaları arasındakı orta məsafə 250 km ətrafında seçilir. Burada gücü 1 ÷10 kVt olan vericilər, effektiv küy temperaturu 150 ÷ 200 K olan azküylü gücləndiriciyə malik qəbuledicilər və güclənmə əmsalı 40 dB ətrafında olan antenalar quraşdırılır.

Naqilsiz hesablama şəbəkələri (RadioEthernet). Verilənlərin kom­püter şəbəkələri, kompüter və dayaq şəbəkəsi, kompüter və mobil cihazlar arasında naqilsiz mübadiləsini təşkil etmək üçün məhz RadioEthernet tex­nologiyalarından istifadə olunur. Bu tip radiorabitə sistemləri genişzolaqlı spektrdə işləyir və verilənləri ayrı-ayrı paketlər şəklində gön­dərir/qəbul edir. Verilənlərin paket şəklində ötürülməsi zamanı, bütün infor­masiya ardıcıl ötürülən və qəbuledicidə birləşdirilən ayrı- ayrı porsiyalara bölünür. Belə şəbəkələr kifayət qədər yüksək ötürmə sürətinə malik olurlar və ayrılmış tezlik zolağından səmərəli istifadə edirlər. Digər naqilsiz rabitə sistemlərindən fərqli olaraq RadioEthernet texnologiyalarında verilənlərin asinxron ötürülməsi reallaşdırılır.

Hal-hazırda bir çox RadioEthernet texnologiyalar mövcuddur. Onlar əsasən öz marketinq adları ilə məşhurlaşmışlar, məsələn Wi-Fi, WiMAX, Bluetooth və s. Bu texnologiyalara sonrakı paraqraflarda daha ətraflı baxılacaq.

Şanvari rabitə sistemləri. Şanvari telefoniya - hərəkət edən ob­yektlərlə naqilsiz rabitənin ən parlaq nümunəsidir. Şanvari rabitə sistem­lərində baza stansiyalarının əhatə dairəsində olan geniş ərazilərdə yüksək sürətlə hərəkət edən səyyar stansiyalarla ikitərəfli (dupleks) naqilsiz rabitə reallaşdırılır. Şanvari rabitə sistemləri bir ölkənin ərazisini bütövlüklə örtə bilər. Bundan başqa, eyni bir şanvari rabitə standartına mənsub olan sistem vasitəsi ilə bir neçə ölkəni əhatə etmək olar. Məsələn, hal-hazırda Avropanın bir çox ölkəsində GSM standartlı sistemlərdən istifadə olunur.

Son iyirmi il ərzində şanvari rabitə sistemləri sürətlə inkişaf etmiş və daha təkmilləşmişlər. Birinci nəsil şanvari rabitə sistemləri analoq sistemlər idi. Danışıq siqnalları tezlik modulyasiyası vasitəsi ilə ötürülürdü. Lakin, rabitənin yaradılmasına nəzarət, səyyar stansiyanın hərəkəti zamanı rabitənin bir baza stansiyasından digərinə ötürülməsi, səyyar stansiyanın şüalanma gücünün tənzim olunması və bir sıra başqa proseduralar rəqəmsəl siqnallar vasitəsi ilə həyata keçirilirdi. 80-cı illərdə bir- biri ilə uyğunlaş­mayan çoxlu sayda şanvari rabitə sistemləri yaradılmışdı. Məsələn, Amerikanın AMPS (Advanced Mobile Phone Service - səyyar stansiyalarla perspektivli rabitə xidməti), İngiltərənin TACS (Total Access Cellular System- ümumi istifadə üçün şanvari sistem), Skandinaviyanın NMT (Nordic Mobile Telephone system - Skandinaviya mobil telefon sistemi), Almaniyanın C-Netz və s.

Rəqəmli texnologiyaların inkişafı və analoq sistemlərinin az abonent tutumu (əsasən də böyük şəhərlərdə) ikinci nəsil şanvari rabitə sistem­lə­ri­nin yaradılmasına zəmin yaratdı. İkinci nəsil sistemlər rəqəmli texnologi­yalara əsaslanır.

Son onillikdə üçüncü nəsil şanvari rabitə sistemləri yaradıldı. Belə bir fərziyyə sürülmüşdü ki, texnologiyanın inkişafı ilə əlaqədar olaraq tədricən ötürülən informasiyanın əsas hissəsini verilənlər (nitq siqnalları yox) və multimedia informasiyası təşkil edəcək. Ona görə də üçüncü nəsil sistemlərdə daha böyük abonent tutumu və bir neçə trafik növü reallaşdırılmışdır. Bundan başqa, şanvari rabitə sistemlərinin altqurumu olan verilənlərin asinxron ötürülməsi texnologiyası işlənib hazırlanmışdı. Belə altqurumlara misal olaraq GPRS-i (General Packet Radio Service- ümumi istifadə üçün paket radiorabitəsi) göstərmək olar.

Şanvari rabitə sistemləri sırasında ən tanınmış və geniş istifadə olunanı GSM-dir (Global System for Mobile communications- mobil rabitə üçün qlobal sistem). Şanvari rabitə sistemlərinin əsasları sonrakı paraqraflarda nəzərdən keçiriləcək.

Peyk rabitəsi sistemləri. Radiorabitə sistemləri içində peyk rabitəsi sistemləri ən böyük əhatə zonasına malikdir. Bir peyk sistemi fəsiləsindən olan peyklər vasitəsi ilə bütün yer səthini rabitə ilə təmin etmək olar. Müasir peyk rabitəsi sistemləri verilənlərin aşağı sürətlə, lakin böyük məsafələrə bir və iki istiqamətli ötürülməsi ilə xarakterizə olunurlar. Siste­min abonent tutumu birbaşa istifadə olunan peyklərin sayından asılıdır. Lakin nəzərə almaq lazımdır ki, peyklərin sayının artırılması sistemin qiymətinin artmasına səbəb olur. İstifadəçilər arasında şanvari rabitə sistemlərinin peyk rabitəsi sistemlərinə nəzərən daha çox tanınmasına baxmayaraq, sonuncular ucqar nöqtələrdə (yüksək dağlıq ərazilər və qütb yarımdairələri) rabitəni təmin etmək üçün yeganə çıxış yoludur.

Hal - hazırda INMARSAT, Iridium, GlobalStar, ICO, Thuraya, Teledesic kimi peyk rabitəsi sistemləri fəaliyyət göstərir və bu siyahı artmaqda davam edir. Sadalanan sistemlər haqqında sonrakı paraqraflarda danışıla­caq.

1.2. Rabitə kanallarının əsas xarakteristikaları və parametrləri


Rabitə texnikasında siqnal rabitə kanalı ilə ötürülür. Odur ki, siqnalın əsas keyfiyyət göstəriciləri olan xarakteristikaları və parametrləri rabitə kanallarının da uyğun parametrlərini və xarakteristikalarını müəyyən edir, lakin kəmiyyətcə onlardan fərqlənir. Həmin parametrləri nəzərdən keçirək (şək. 1.2.1-də verilmiş ixtiyari siqnal üçün).

1. Siqnalın enerjisi-onun təsir etdiyi müddətdə yığılan enerjiyə deyilir:

(1.2.1)


Şək. 1.2.1.

2. Siqnalın (kanalın) dinamik diapazonu-maksimum güc səviyyəsinin () minimum güc səviyyəsinə () olan nisbətinin loqorifmik qiymətinə () deyilir:

; (1.2.2)

Müxtəlif siqnallar üçün dinamik diapazon müxtəlifdir. Məsələn:

a) telefon və diktor danışığı üçün: ;

b) radioyayım siqnalı üçün: (simfonik or­kestr üçün=);

c) televiziya siqnalı üçün: .

3. siqnalın (kanalın) tezlik spektrinin eni-maksimum tez­liyi ilə minimum tezliyi arasındakı tezlik fərqinə deyilir:

.

Müxtəlif siqnallar (eləcə də kanallar) üçün spektr eni də müxtəlifdir. Məsələn:

a) telefon danışığı üçün: (rəqəm siqnalı üçün );

b) yüksək keyfiyyətli radioyayım üçün:

;

c) yaxşı keyfiyyətli radioyayım üçün:

;

ç) televiziya siqnalı üçün:

d) faksimil siqnalı üçün: ;

e) teleqraf (teletayp) siqnalı üçün:

4. Siqnalın təsir müddəti, () effektiv təsir müddəti () və effektiv spektr eni ():

a) siqnalın başlanğıc müddəti () ilə son (təsirinin kəsildiyi) müddəti () arasındakı fərq onun təsir müddəti () adlanır: .

b) siqnalın effektiv təsir müddəti olaraq, elə bir zaman intervalı götürülür ki, həmin müddət ərzində siqnalın enerjisi maksimum () qiymətindən -a qədər azalır: (burada - maksimum güc səviy­yə­sinə, isə minimum güc səviyyəsinə uyğun zamanlardır;

c) siqnalın effektiv spektr eni olaraq, elə iki tezlik fərqi götürülür ki, həmin tezliklərdə siqnalın gücü maksimum qiy­mətindən qiymətinə qədər azalır: = (burada -maksimum güc səviyyəsinə uyğun tez­likdir, -isə minimum-yəni güc səviy­yə­si­nə uyğun tezlikdir.

5. Siqnalın (kanalın) həcmi-onun üç əsas parametrlərinin hasilinə bərabərdir:

. (1.2.3)

6. Siqnalın (eləcə də rabitə kanalının) informasiya miqdarı () və informasiya tutumu ():

a) siqnalın (kanalın) informasiya miqdarı onun tezlik spek­trinin enindən, təsir müddətindən və siqnal maneə güc­lə­rinin nisbətindən () asılıdır:

; (1.2.4)

b) siqnalın (kanalın) informasiya tutumu vahid zamanda ötürülən informasiya miqdarına deyilir:

; (1.2.5)
7. Verilənlərin ötürülmə sürəti. Naqilsiz rabitə texnologiyalarını xarakterizə edən ən əsas parametrlərdən biri verilənlərin ötürülmə sürətidir. Rabitə kanalının verici hissəsində ötürülmə sürəti saniyədə bitlərlə (bit/san) aşağıdakı kimi hesablanır:

, (1.2.6)

burada - ­ kanal simvollarının təkrarlanma tezliyi (Hs - lərlə), -bir simvolun mümkün qiymətlərinin sayıdır.

1.3. Radiorabitə sistem və şəbəkələri üçün əsas energetik ifadələr
Siqnalın radio­rabitə sistemində ötürülməsi verici tərəfindən generasiya edilən elektrik enerjisinin EM dalğalarına çevrilməsinə, bu dalğaların fəzada yayılmasına və qəbuledicidə yenidən elektrik enerjisinə çevrilməsinə əsaslanır. Naqilsiz rabitə kanalının xassələri bir çox faktorlardan asılıdır, məsələn, istifadə olunan antenaların parametrlərindən, radiodalğaların yayıldığı fiziki mühi­tin xassələrindən, məlumatın verilməsində və qəbul olunmasında iştirak edən elektron dövrələrin xüsusiyyətlərindən, hərəkət edən stansiyaların sürətlərindən və s.

Siqnalın ötürülmə kanalını analiz etmək üçün şək. 1.1.2- də təsvir olunmuş struktur sxemi daha ümumiləşmiş formada göstərmək məqsədəuyğundur (şək. 1.3.1).

Fərz edək ki, vericinin çıxışında siqnalın gücü təşkil edir. Verici antenanın güclənmə əmsalını nəzərə alaraq, şüalanma gücünü aşağıdakı kimi ifadə etmək olar:

. (1.3.1)

Şüalanma mənbəyindən məsafədə güc seli sıxlığı (GSS) aşağıdakı kimi təyin olunur:

. (1.3.2)
Verici antenadan müəyyən məsafədə yerləşmiş və ona istiqamət­lənmiş qəbuledici antena şüalanan enerjinin yalnız bir qismini «yığır». Enerjinin qəbul olunmuş bu hissəsi qəbuledici antenanın təsiredici sahəsinin qiymətindən asılıdır və aşağıdakı kimi təyin olunur:
. (1.3.3)
Əgər (1.3.1) və (1.3.2) ifadələrini (1.3.3)-də nəzərə alsaq:
. (1.3.4)
Qəbuledici antenalar nəzəriyyəsindən məlumdur ki, antenanın təsir­edi­ci sahəsi aşağıdakı kimi hesablanır:
. (1.3.5)
Sonuncu ifadəni (1.3.4)-da yerinə qoyaraq, qəbuledicinin girişindəki siqnalın gücü üçün aşağıdakı ifadəni alarıq:
. (1.3.6)
Məlumdur ki, EM dalğaları açıq fəzada yayılan zaman bir sıra itkilərə məruz qalır. Fəzada yayılma zamanı yer alan itkiləri aşağıdakı kimi ifadə etmək olar:

. (1.3.7)
Dalğaların fəzada yayılma itkilərini (1.3.7) və bir sıra əlavə itkiləri (məsələn, atmosfer itkilərini ) nəzərə alaraq, (1.3.6) ifadəsini aşağıdakı kimi yazaq:

. (1.3.8)
Sonuncu ifadə müxtəlif riyazi hesablamaların aparılması üçün daha əlverişlidir. Bu ifadənin loqarifmini hesablasaq şüalanma gücünün, güclən­mə və itki əmsallarının desibellərlə cəmini alarıq. Beləliklə (1.3.8) ifadə­sini aşağıdakı kimi yazmaq olar:
. (1.3.9)
Qəbuledici antenanın güclənmə əmsalı və onun təsiredici sahəsi ante­nanın həndəsi ölçülərindən və qəbul olunan siqnalın dalğa uzunluğundan asılıdır. Məsələn, parabolik antenanın təsiredici sahəsi aşağıdakı kimi hesablanır:

, (1.3.10)

burada - diametri olan parabolik antena­nın aperturasının sahəsi; - aperturanın istifadə olunma əmsalıdır ().

Əgər (1.3.5) ifadəsini (1.3.10) ifadəsində nəzərə alsaq, diametri olan parabolik antenanın güclənmə əmsalı üçün düstur alarıq:
. (1.3.11)
Radioxəttin enerji potensialı qəbul olunmuş siqnalın gücünün küylərin spektral sıxlığına nisbəti kimi xarakterizə olunur:
, (1.3.12)
burada - Bolsman sabiti, - qəbuledicinin küy tempera­turudur (Kelvinlərlə).

1.4. Siqnalın fəzada yayılmasına çoxşüalılığın təsiri
İndi isə radiosiq­nalların fəzada yayılması problemlərinə baxaq. Vericidən qəbulediciyə isti­qamətlənmiş radiodalğa çox nadir hallarda düz xətt boyunca yayılır. O öz yayılma trayektoriyasında adətən müxtəlif maneələrə rast gəlir. Həmin maneələr radiodalğaların əks olunmasına və öz istiqamətini dəyişməsinə səbəb olur. Bunun nəticəsində elə bir situasiya yarana bilər ki, qəbulediciyə siqnalın zaman oxu üzərində sürüşdürülmüş və müxtəlif amplitudlu bir neçə kopiyası çatacaq. Bundan əlavə, başlanğıc (əsas) siqnalın enerjisi bu kopi­yalar arasında qeyri-bərabər paylanır. Radiosiqnalların vericidən qəbuledici istiqamətində belə yayılmasına siqnalın çoxşüalı yayılması deyilir. Naqilsiz rabitə sistemində radiodalğaların yayılmasının sadələşdirilmiş - ikişüalı yayılma modelinə baxaq (şək. 1.4.1).

Qəbul edək ki, verici və qəbuledici antenalar yer səthindən uyğun olaraq və hündürlüklərində yerləşdirilmişdir. Antenalar arasındakı məsafə - dir və hər iki antenanın hündürlüyündən çox-çox böyükdür. Fərz edək ki, siqnal qəbuledicinin antenasına iki istiqamətdən təsir edir: düz istiqamətdən (düzünə görünüş xətti üzrə - ) və yer səthindən bir dəfə əks olunmaqla (- sınıq xətti). Yer səthindən əks olunmanın itkisiz baş verdiyini, yəni düşən şüanın enerjisinin əks olunan şüanın enerjisinə bərabər olduğunu qəbul edək. Göstərmək olar ki, təsvir olunmuş modeldə qəbuledicinin girişində siqnalın gücü aşağıdakı kimi ifadə olunacaq:

. 1.4.1)

Sonuncu ifadədən belə bir nəticə çıxarmaq olar ki, düz istiqamətdən başqa daha bir yayılma trayektoriyasının yaranması (düz istiqamətdən fərqli olan) qəbul olunan siqnalın gücünə böyük təsir göstərir. Göründüyü kimi siqnalın ikişüalı yayılması halı üçün qəbul olunan siqnalın gücü antenalar arasında məsafənin dördüncü dərəcəsi ilə tərs mütənasibdir. Baxılan model radiodalğaların çoxşüalı yayılmasının kanalın xarakteristikalarına təsirini öyrənmək üçün istifadə olunan son dərəcə ideallaşdırılmış bir nümunədir. Real şəraitdə ətraf mühitin xüsusiyyətlərindən asılı olan mövcud şüaların sayı çox olur.

Verici antenadan məsafəsində qəbul olunan siqnalın gücünü bir çox hallarda aşağıdakı kimi ifadə etmək daha məqsədəuyğun olur:
, , (1.4.2)
burada - konkret bir məsafəsində ölçülmüş dayaq gücü; - radiodalğaların yayılma şəraitindən asılı olan və 2- 5,5 intervalında dəyişən dərəcə göstəricisidir. Göstərmək olar ki, dalğaların birşüalı yayılması halı üçün , ikişüalı yayılmasında isə olur.

Radiodalğaların çoxşüalı yayılması zamanı elə hal ola bilər ki, siqnal və onun kopiyası qəbuledici tərəfindən əks fazada qəbul olunsun. Yəni, kopiya siqnala nəzərən tam periodlar qədər gecikə bilər. Bu halda siqnal və onun kopiyası qəbuledicidə əks fazada toplana və bir-birini kompensasiya edə bilər. Bu da öz növbəsində təhriflərin sayının artmasına və rabitə kanalının keyfiyyətinin aşağı düşməsinə səbəb olur. Bu effektə “siqnalın donması” deyilir. Yəni, verici və qəbuledici arasında radiorabitənin qısa müddət ərzində qırılması illüziyası yaranır.