تحقیق در مورد شبکه های مخابراتی

شبکه های مخابراتی

نسل سوم شبکه های مخابراتی که پس از نسل دوم تجهیز شده است، نوعی استاندارد و تکنولوژی برای موبایل. این شبکه مبنی بر توافقنامه ارتباطات بین المللی1 و زیر نظر ارتباطات سیار بین المللی2، IMT-2000، است. تکنولوژی3G قابلیت ارایه خدمات گسترده و سودمندی را از سوی اپراتور به کاربر را به وجود می آورد. می توان از خدماتی همچون شبکه های بی سیم با پهنای باند زیاد و به کار گیری از سیستمهای صوتی و تصویری بر روی موبایل نام برد.
بی هیچ شباهتی به شبکه IEEE 802.11، شبکه های 3G، شبکه هایی با پهنای بسیار وسیع هستند که بر روی آن دسترسی راحت به اینترنت پر سرعت و ویدیو کنفرانس ها رشد کرده اند. در دسامبر 2005، یک صد شبکه 3G در بیش از 40 کشور دنیا بر اساس GSM4 فعال بوده است.
اولین کشوری که از شبکه 3G به صورت گسترده و تجاری استفاده کرد، کشور ژاپن بود. در اولین روز ماه اکتبر سال 2001، بزرگ ترین و قویترین غول ارتباطی ژاپن، NTT DoCoMo، سرویس های مخابراتی خود را به نسل سوم مجهز کرد. دسامبر سال 2001 دومین کشور یعنی کره جنوبی تجهیزات مخابراتی خود را، برای رقابت با استاندارد CDMA EV-DO، مجهز به نسل سوم کرد. صنعت مخابرات حال منتظر خبرهایی از نسل سوم بود.
در اروپا نخستین کشورهایی که از نسل سوم شبکه مخابراتی استفاده کردند مربوط به کشورهای بریتانیای کبیر و ایتالیا در ماه مارس سال 2003 می شود. پس از این ورود اولیه، اتحادیه اروپا بر ان شد تا 80 درصد کشورهای عضو تا پایان سال 2005 به این نسل مخابراتی مجهز شوند.
با اینکه رشد این شبکه در ابتدای ورود خود بسیار چشمگیر بود، اما هنوز نتوانسته است که کاربران فراوانی را داشته باشد. به جرات می توان گفت که در حدود 16 درصد کاربران تلفن همراه قادراند از این شبکه بهره ببرند. حتی در کشورهایی که برای اولین بار در این زمینه پیش قدم بودند، متاسفانه با رشدی سریع روبرو نیستیم. حتی در بسیاری از کشورهای صنعتی، همچون ایلات متحده، هنوز تعداد کاربرانی که می توانند از شبکه 3G استفاده کنند، به 50 درصد نرسیده است.
با این وجود، ضریب نفوذ این صنعت در کشورهای جهان سوم، روز به روز در حال افزایش است. به عنوان نمونه می توان گفت که شبکه 3G برای نخستین بار در افریقای شمالی در کشور مغرب توسط شرکتی نوپا به نام "Wana" ارایه شد. سپس در مصر، افریقای جنوبی و نیجریه این شبکه راه اندازی شد.
اولین کشوری نیز که در خاورمیانه از این صنعت استقبال کرد، کشور امارات متحده عربی است و شبکه نسل سوم مخابرات از سوی شرکت Vodafone در این کشور ارایه شد.
در اواخر سال 2006 نیز این صنعت برای نخستین بار توسط اپراتور دوم تلفن همراه، یعنی ایرانسل ام تی ان، در ایران برای مشترکین این اپراتور ارایه شد.
پر اهمیت ترین اتفاقی که در انتظار 3G است، پشتیبانی از تعداد زیادی کاربر، خصوصا در مناطق شهری، که می توانند بر روی شبکه از اطلاعات صوتی و تصویری، سرعت بالای انتقال داده ها بهره گیرند. این امر سبب می شود تا از بار اضافی موجود بر نسل دوم کاسته شود.
از دیگر مزیت های این شبکه می توان به وجود 5 کانال کاربری اشاره داشت که علاوه بر کاهش بار اضافی موجود بر روی نسل دوم، همچنین سبب رقابت برای ایجاد خطوط پر سرعت تر در انتقال داده ها و اطلاعات برای کاربر خواهد شد.
این شبکه قابلیت استفاده از انتقال داده ها با سرعت 384 کیلو بایت در ثانیه (به صورت متحرک) و 2 مگا بایت (به صورت ساکن) را فراهم کرده است.
در این شبکه پنج استاندارد وجود دارد :W-CDMA، CDMA2000، TD-CDMA/TD-SCDMA، UWC (این استاندارد تکمیل کننده استاندارد EDGE است) ، DECT.
استفاده از نسل سوم مخابراتی برای تلفن های همراه، از سال 1999 شروع و تا پایان سال 2010 پایان خواهد یافت. اولین کشوری که در این زمینه پیش قدم بود ژاپن است که تا پایان سال 2006 توانست نزدیک به 90 درصد مشترکین تلفن همراه خود را وارد نسل سوم شبکه مخابراتی کند و تا کنون در این زمینه پیش قدم است و امید است که تا پایان سال 2008 تمامی مشترکین این کشور از این تکنولوژی بهره گیرند.
● اپراتورها و UMTS5
ار تاریخ 2005، شبکه های نسل سوم ضریب نفوذ خود را افزایش دادهاند، یکی از علل را می توان در پر شدن گنجایش نسل دوم شبکه های مخابراتی دانست. شبکه های 2G برای انتقال اطلاعات صوتی با سرعت پایین طراحی شده است. از همین رو براساس نیاز های مشترکین به ارتباطات پر سرعت تر، این نسل وارد شد.
نسل 2.5G و حتی 2.75G تکنولوژی های پیشرفته یی هستند، می توان بر روی این شبکه عکس ها را ارسال کرد، از موقعیت یاب جهانی6 بهره مند شد و می توان اطلاعات را با سرعت بیشتری ارسال و دریافت7 کرد. اما پدیدار شدن این امکانات بر روی نسل دوم مخابرات فقط برای نشان دادن وجود چنین خصوصیات بر روی شبکه های مخابراتی است. نسل سوم علاوه بر نشان دادن وجود چنین امکاناتی از سرعت بالا و شبکه های بی سیم نیز بهره می گیرد.
● طبقه بندی شبکه ها
اتحادیه بین المللی ارتباطات، نیازهایی را برای شبکه 3G بر اساس استاندارد IMT-2000 معین کرد. در همین راستا سازمانی به نام "پروژه مشارکت نسل سوم" در ادامه فعالیت های اتحادیه بین المللی ارتباطات، شبکه های موجود را بر اساس استاندارد IMT-2000 بازرسی می کند. این سیستم را "سیستم همگانی ارتباطات از راه دور سیار" می نامند. همچون همه تکنولوژی ها، این سیستم نیز خود را توسعه داد و هم اکنون به آن "آزاد سازی"8 می گویند. در زیر به برخی از "آزاد سازی" ها اشاره می شود:
Release '99
– سرویس های مجهز؛
– 64 کیلو بایت بر ثانیه در حالت گردشی؛
– 384 کیلو بایت بر ثانیه در حالت بسته یی؛
– استفاده از GSM بر پایه USIM.
Release 4
– استفاده از رادیو؛
– پیام های چند رسانه یی؛
– استفاده از IMS.
Release 5
– IP Multimedia Subsystem؛
– انتقال IP در UTRAN؛
– HSDPA.
Release 6
– یکپارچگی در WLAN؛
– منتشر کردن چند رسانه ها؛
– بهبود در سیستم IMS؛
– HSUPA.
با توجه به این زیر ساخت ها نسل ها را تعریف می کنند. هر چند که تفاوتهایی اندک در بین آنها دیده می شود و در بسیاری از موارد فقط بهبود سیستم به چشم می خورد، اما همین تفاوتهای اندک در ایجاد ارتباط سریع تر بسیار مفید و کارساز است.
به عنوان مثال در اروپا، شبکه های موبایل بر اساس GSM طرح بندی شده است و به راحتی می تواند به سیستم UMTS تبدیل شود. اما در آمریکای شمالی، ارتباطات سیار بر اساس استاندارد TDMA9 است. برای تبدیل این سیستم به سیستم UMTS، ابتدا شبکه باید به سیستم EDGE10 تبدیل شود و سپس به سیستم UMTS منتقل شود
فایده های لایه بندی شبکه
بر خلاف GSM، سیستم UMTS از چندین لایه تشکیل شده است. در بالاترین سطح لایه ها، سطوح گسترده سرویس ها وجود دارد. لایه میانه در بالا بردن پردازش ها به ظرفیت ها ی شبکه و اجازه می دهد تا به صورت پویا ظاهر شوند. پایین ترین سطح لایه های اتصال نقش انتقال دهند را ایفا می کند، بدین معنی که این لایه هم زمان با افزایش ترافیک، مشترکین شبکه را بر روی ATM/AAL2 یا IP/RTP انتقال خواهد داد.
● تکنولوژی موبایل
زمانیکه شبکه GSM به شبکه UMTS تبدیل می شود، برخورد اول شبکه با تکنولوژی "سرویس بسته های عمومی امواج رادیویی" یا همان GPRS است. سرویس که بر روی شبکه های نسل سوم راه اندازی شده است. نوعی سرویس که بر روی آن، اتصال همیشگی و برقرار خواهد بود. از همین رو مشترکین بهره مند از این سرویس در تمام مدت online هستند. امکانی که از سوی اپراتور ارایه می شود. مساله GPRS یکی از مسایل مهمی است که در هنگام تبدیل شبکه به UMTS، از آن استفاده شود. همچنین سودی که از این راه برای اپراتور بوجود می آید، دارای اهمیت فراوانی است.
به واسطه GPRS، اپراتورها می توانند شبکه خود را مستقیم به UMTS تبدیل کنند و یا به سیستم EDGE متصل شوند. یکی از مزیت های EDGE نسبت به UMTS در عدم نیاز این سیستم به لیسانس های جدید فرکانس است. در واقع بی نیاز به فرکانس ها و آنتن های جدید قابل بهره برداری است.
● آینده شبکه
هنگامی که شبکه UMTS راه اندازی شد و مشترکین شبکه از آن استفاده می کنند، باید گنجایش ظرفیت کاربری شبکه آزموده شود. هرچند چنین کاری تقریبا نارسا و گنگ خواهد بود، علت آن است که گنجایش شبکه های WLAN، ظرفیت را تا حدودی بیشتر نشان خواهد داد یا ممکن است به علل در خواست بیشتر در UMTS تغییرات ظرفیت پدیدار شود. با این حال زمانیکه در سیستم با اخطارهایی روبرو می شویم که حاکی از سرحد گنجایش شبکه دارد و باید مکان افزایش ترافیک شناسایی و برخی از مشترکین را برای تسهیل در امر خدمات، موقتا از شبکه خارج کرد. البته این مورد تا کنون در هیچ یک از این شبکه ها رخ نداده است ولی انتظار چنین مواردی، همچون شبکه های نسل اول و دوم، در این شبکه ها وجود دارد.
● نتیجه
اگرچه شبکه نسل سوم در شناساندن خود در تمام دنیا موفق عمل کرده است، اما هنوز بحث هایی در خصوص ارایه کنندگان این شبکه و کاربران آن وجود دارد. از جمله مواردی را که می توان به آن اشاره داشت و از همه مهمتر است، شارژ این شبکه است. در واقع می توان اینگونه گفت که زیر ساختهای شبکه 3G در طرح ریزی ها و برقراری ارتباطات بسیار موفق عمل خواهد کرد.

پانوشت:
1-International Telecommunication Union
2- International Mobile Telecommunications
3- Engineers Institute of Electrical and Electronics
4- Global Mobile Suppliers Association
5- Universal Mobile Telecommunications System
6- General Packet Radio Service
7- High-speed Circuit-Switched Data
8- Release
9- Time Division Multiple Access
10- Enhanced Data Rates for GSM Evolution

Source:
1- http://www.3g.com
2- http://www.about.com
3- http://www.howstuffswork.com

7