قسمت دوم روش طراحی شبکه رادیویی

 با توجه به ماهیت بین المللی این سازمان، شمول مصوبات آن از سایر سازمان ها و موسسات مخابراتی دیگر بیشتر بوده و در ایران نیز توصیه های فنی این سازمان مورد قبول و ملاک عمل  می باشد.

مطالعه و استنباط کامل مقررات و توصیه های فنی ITU تخصص های متعدد و مدت زمان فراوانی را ایجاب می نماید که مد نظر کتاب حاضر نمی باشد. به عنوان نمونه و از دیدگاه طراحی شبکه های رادیوئی، موارد زیر ارائه می گرد:

·         مدار مرجع فرضی ارتباطات HRX  (Hypothetical Reference Connection) راه دور که در توصیه های سری G عنوان گریده و برای جزئیات بیشتر می توان به آنها مراجعه نمود.

·         مدار مرجع دیجیتال فرضی HRDP  (Hypothetical Reference Digital Path) برای سیستم های رادیوئی. که در توصیه شماره F.556-1  عنوات گردیده و برای اطلاعات کاملتر می توان به آن مراجعه نمود.

·         سلسله مراتب کانالی سیستم های رادیو دیجیتال(Digital Multiplex Hierarchy) PDH و SDH  

·         معیار های آمادگی (Availability Criteria) و کارائی (Performance Criteria) که در توصیه های شماره F.557  و F.751

مؤسسه استاندارد های مخابراتی اروپایی

                        موسسه استاندارد مخابراتی اروپایی ETSI ، یک سازمان مستقل و غیر انتفاعی می باشد که وظیفه تدوین استانداردهای مخابراتی برای حال و آینده را به عهده دارد.

 این سازمان از 55 کشور و حدود 700 عضو از سازندگان،‌ اپراتورها و سازمان های اداری و تحقیقاتی تشکیل می یابد.  علیرغم اینکه ETSI یک سازمان منطقه ای می باشد لکن به علت وسعت و اعتبار استانداردهای تدوین شده بوسیله آن، مقبولیت وسیعی پیدا نموده و بعضا" تنها گزینه و یا همراه با سایر استانداردها مورد استناد واقع می گردد.

 

مشخصه پخش

                        برای تعیین نوع پخش سیگنال های رادیوئی از طرف ITU ، روش استانداردی وضع گردیده که هر نوع پخش با یک" علامت مشخصه" (Emission Designation) شامل 9 کاراکتر به شرح زیر تعیین می گردد:

 

XLXX                     YDZTR                                    

                    پهنای باند لازم

Y: نوع مدولاسیون

D: ماهیت سیکنال مدوله کننده

Z: نوع اطلاعات ارسال

T: جزئیات سیگنال

R: ماهیت مالتی پلکس

·         پهنای باند لازم با XLXX  مشخص می شود که L از اعضای مجموعه (G, M, K, H) به ترتیب به معنای هرتز،‌ کیلو هرتز، مگاهرتز و گیگا هرتز انتخاب شده و 3 کاراکتر X نیز متناسب با پهنای باند ارقام 0 تا 9 هستند. مثلا"‌314 H  یعنی 314 هرتز، 2K70  یعنی 7/2 کیلو هرتز و  16M3  یعنس 3/16 مگا هرتز.

·          کارکتر پنجم یعنی Y مشخص کننده نوع مدولاسیون حامل اصلی از قبیل مدولاسیون دامنه،‌ فاز و یا زیر مجموعه آنها می باشد که از میان 18 حرف مشخص شده در جدول شماره 1 پیوست 3 کتاب انتخاب می گردد. مثلا"‌  F یعنی مدولاسیون فرکانس(Frequency Modulation) و یا C مدولاسیون دامنه یا باند کناری غیر متقارن (Vestigial Site Modulation ) و یا P  یعنی مدولاسیون پالس های متوالی در دامنه ( Pulse Amplitude Modulation  ) می باشد.

·         کاراکتر ششم یک رقم است که مشخص کننده ماهیت سیگنال مدوله کننده بوده و انواع آن از مکیان 8 رقم مندرج در جدول انتخاب می گردد. مثلا"‌3 یعنی تک کانال آنالوگ و یا 7 یعنی چند کاناله دیجیتال.

·         کاراکتر هفتم یک حرف انگلیسی می باشد که بیانگر نوع اطلاعات ارسالی از قبیل صوت، نمابر،‌ دیتا،‌ تصویر، موارد مرکب و غیره بوده و از میان 9 حرف مشخص شده انتخاب می گردد. مثلا" حرف C  برای سیگنالهای نمابر،D ‌ برای دیتا،‌  E برای تلفن،‌  F برای تصویر می باشد.

·         کاراکتر هشتم نیز یک حرف انگلیسی است که شامل اطلاعاتی در خصوص جزئیات سیگنال ها مانند کیفیت سیگنالهای صوتی و یا تصاویر تک رنگ و یا رنگی بوده و از میان 15 حرف انتخاب می گردد. مثلا H کیفیت صوت در بخش همگانی 2 و یا 4 باندی، J کیفیت صوت در ارتباطات معمولی و یا N سیگنال تصویر رنگی را مشخص می نماید.

·         کاراکتر نهم نیز یک حرف انگلیسی است که حاوی اطلاعاتی در خصوص ماهیت مالتی پلکس بکار گرفته شده نظیر  TDM, FDM, CDMو غیره می باشد و از میان 6 حرف انتخاب       می شود. مثلا"‌C مشخص کننده مالتی پلکس کدی، F مالتی پلکس فرکانس و T مالتی پلکس زمانی می باشد.

مثال 1 :

علائم مشخصه 16M3F8EJF و   16KOF3EJNرا تفسیر نمائید.

حل:

علامت مشخصه 16KOF3EJN نوع پخش سیگنال سیستم های  رادیو سیار FM‌ معمولی است که در ارتباطات اختصاصی بکار می رود و تفسیر آن به شرح زیر می باشد:

 

16KO                                 :                      پهنای باند سیگنال 16 کیلو هرتز می باشد.

F                                             :                      مدولاسیون کاربر اصلی FM است.

3                                             :                      سیگنال مدوله کننده تک کانال آنالوگ است.

E                                            :                      اطلاعات ارسالی از نوع صوتی می باشد.

J                                             :                      کیفیت سیگنال از نوع تجاری است.

N                                            :                      هیچگونه مالتی پلکس بکار نرفته است.

 

علامت مشخصه 16M3F8EJF نوع پخش سیستم رله رادیوئی با مالتی پلکس فرکانسی می باشد که حاوی 960 کانال تلفنی می باشد. تفسیر آن به شرح زیر می باشد:

 

16M3         :                      پهنای باند سیگنال 3/16 مگا هرتز.

F                                             :                      مدولاسیون کاربر اصلی FM است.

8                                             :                      چند کانال (مثلا" 960 کانال) حاوی اطلاعات آنالوگ می باشد.

E                                            :                      نوع سیگنال ارسالی تلفنی می باشد.

J                                             :                      کیفیت صوت از نوع تجاری است.

F                                                      :                      از مالتی پلکس فرکانسی استفاده شده است.

 

 

              طراح سیستم های رادیوئی

              جایگاه طراحی

                        همانگونه که قبلا"‌ اشاره گردید هدف مجموعه حاضر،‌ آشنایی با اصول انتشار و طراحی شبکه ها و سیستم های رادیوئی می باشد. در این راستا لازم است جایگاه طراحی شبکه ها و سیستم های مخابراتی بطور عام و جایگاه سیستم های رادیوئی بطور                                        خاص  مشخص گردد. بطور کلی مجموعه اقدامات و بخش های اصلی صنعت مخابرات،‌ همانگونه که در نمودار منعکس گردیده از اقلام زیر تشکیل می یابد.

    

                                                  اجزا و عناصر

                                       دستگاه ها و تجهیزات

                                               طراحی و اجرا

                                                  نصب و اجرا

                                        آزمایش و راه اندازی

                                            نگهداری و تعمیر

                                                  بهره برداری

                                                     نمودار شماره (1): جایگاه طراحی سیستم های مخابراتی

 

علاوه بر آن به منظور فرهم مودن مقدمات، پشتیبانی،‌ تکمیل و رشد آنها نیاز به خدمات جنبی مهمی می باشد که اهم آنها عبارتند از:

·         آموزش های علمی و فنی

·         تحقیقات و آزمایشات

·         تحقیقات و آزمایشات

·         کنفرانس ها و سمینارها

·         مقررات و استانداردها

 

                  بخش های اصلی طراحی

             در طراحی شبکه های رادیوئی بطور کلی موارد اصلی عبارتند از:

·         بررسی و ادغام نیازها (Requirement Study & Integration)

·         بررسی و برآورد ترافیک ارتباطی (Traffic Study)

·         بررسی راه حل ها و انتخاب روش بهینه (Alternative Study & Optimization)

·         تعیین مبانی طراحی (Design Criteria)

·         تعیین معیارهای ضریب اطمینان،‌ میزان آمادگی و کارائی (Reliability, Availability and Performance )

·         تعیین میزان کیفیت ( Quality Of Service, GOS) و درجه سرویس (Grade Of Service, GOS)

·         مساحی دفتری و صحرائی (Map Survey and Site Survey)

·         انتخاب محل ایستگاهها (Site Selection)

·         انجام محاسبات فنی

·         تهیه نقشه ها،‌ دیاگرام،‌ جداول از جمله پلان های مالتی پلکس (Multiplex Plan) و فرکانس (Frequency Plan )

·         تهیه مشخصات فنی تجهیزات

·         برآورد کالا وتجهیزات

·         بررسی و تعیین فلسفه نگهداری وتعمیرات

·         پیش بینی و طراحی تاسیسات زیربنایی

·         برآورد هزینه های اجرائی اولیه و نگهداری آتی

توضیح اینکه موارد فوق صرفا"‌ عناوین افدامات مختلفی است که می بایستی برای طراحی شبکه ها و سیستم های رادیوئی انجام پذیرد. جزئیات مربوطه خارج از محدوده  کتاب حاضر بوده و در مجموعه جداگانه ای تهیه و ارائه خواهد شد.

 

                         محاسبات فنی

              بطور کلی عناوین اصلی محاسبات فنی مربوط به سیستم های رادیوئی عبارتند از:

1-     ترافیک ارتباطی از جمله تعداد کانال ها،‌ ظرفیت کانال ها، درجه سرویس

2-    مسیر امواج،‌ فاکتور K ، برآمدگی زمین و تعیین نقاط بحرانی

3-    باز بودن مسیر امواج از جمله شعاع فرنل،‌ معیار باز بودن مسیر،‌ ارتفاع آنتن ها و میزان حاشیه احتیاطی

4-    تلفات فضای آزاد و تضعیف های مختلف انتشار امواج

5-    تلفات لبه تیز،‌ برخورد با موانع،‌ انعکاس،‌ انکسار و تفرق  

6-    آینه های مخابراتی و تکرار کننده های غیر فعال

7-    سطح سیگنال دریافتی و میزان حاشیه امنیت

8-    زوایای محور آنتن ها و آینه ها

9-     پارامترهای آنتن ها از جمله نمودار تشعشعی،‌ بهره و پهنای اشعه

10- تعیین ابعاد و مشخصات قدرت فرستنده ها و حساسیت گیرنده ها و فیدرها

11-    ضریب اصلاح تنوع های مختلف

12-   فیدینگ صاف و انتخابی (Flat & Selective Fading )

13-   تداخل امواج رادیوئی (Radio Frequency Interference, RFI)

14-   میزان آمادگی و بودجه عدم آمادگی (Availability & Unavailability Budget ) و تخصیص آن به بخش های مختلف

15-   محاسبات بودجه لینک (Link Budget Calculation)

16-    محاسبات پوششی (Coverage Area Calculation)

17-   ضریب اطمینان انتشار امواج (propagation Reliability)

18-   ضریب اطمینان تجهیزات(Reliability Equipments )

19-    زمان قطع سیستم (system Outage Time)

20-   محاسبات کارائی سیستم (Performance Calculation )

خلاصه ای در مورد اتحادیه بین المللی ارتباطات راه دور

این مقاله برداشتی آزاد است از کتابچه ارائه شده این اتحادیه و صرفا جهت تاریخچه و شناسایی این سازمان میباشد.

 

اتحادیه بین الملی ارتباطات راه دور

        تاریخچه

یکی از قدیمی ترین مجامع جهانی، اتحادیه بین المللی ارتباطات راه دور ITU  می باشد که در سال 1865 بنیانگذاری شده و در سال 1947 به سازمان ملل پیوست. این سازمان در طول فعالیت خود با توجه به تحولات زیاد سیستم های مخابراتی و نیازهای جامعه بشری به بهبود و ارتقاء کیفیت و افزایش کمیت و تنوع ارتباطات،‌ تغییرات فراوانی از نظر ساختار داشته تا بتواند پاسخگوی این نیاز باشد. در شرایط فعلی این سازمان دارای 189 کشور عضو بوده و مقر آن در شهر ژنو در کشور سوئیس واقع می باشد.                          ساختار

براساس آخرین ساختار سازمانی،‌ اتحادیه از 3 بخش اصلی زیر متشکل است که هر کدام مسئولیت خاصی به عهده دارند:

                ·         ITU        : Telecommunication Standardization

                 ·         ITU-R                              : Radio Communication

                 ·         ITU-D                                               : Development

               کارهای عمده

به لحاظ فنی و بویژه رادیویی، کارها و اقدامات عمده ITU به شرح زیر می باشد:

·                           تعریف و قراردادها

·                           تهیه و تصویب مقررات رادیوئی

·                           تخصیص باندهای فرکانس در نواحی سه گانه جهان به سرویس های مختلف

·                           تقسیم بندی باندها و تعین فرکانس های کاربرهای رادیوئی

·                           تعیین معیارهای فنی لازم در خصوص پارامترهائی نظیر قدرت فرستنده،‌ تلرانس فرکانس ها( Frequency Tolerance)، ‌میزان انتشارات ناخواسته (Spurious Emission) و غیره

·                           تعیین شرایط اتصال سیستم های مختلف

·                           تعریف مدارهای مرجع

·                           تعیین معیارهای آمادگی،‌کیفیت و کارائی سیستم ها

·                           تعریف و تعیین سلسله مراتب (Hierarchy) استاندارد برای تقسیمات مالتی پلکس

·                           تهیه گزارشات،‌ توصیه ها و مصوبات فنی در خصوص مسائل انتشار امواج

·                           تشکیل کنفرانس های بین المللی

         انتشارات

                        از جمله انتشارات ITU که به لحاظ سیستم های رادیوئی دارای اهمیت محسوب می شوند    می توان به موارد زیر اشاره  نمود:

·                                                               مقررات رادیوئی

·                                                               توصیه های  ITU-D

·                                                               توصیه های        ITI-T

·                                                               توصیه های   ITU-R   

·                                                               طیف فرکانس های رادیوئی

مقررات رادیوئی که شامل 4 جلد کتاب می باشد از 9 فصل شامل 59 ماده در جلد اول و 42 ضمیمه در جلد دوم و تعدادی قطعنامه و توصیه در جلدهای سوم و چهارم تشکیل می گردد. فهرست مجموعه مقررات در جدول شماره (1)  ارائه شده است.

ITU Radio Regulations	CHAPTER
Terminology and technical characteristics	I
Frequencies	II
Coordination, notification and recording of  frequency assignments and plan modifications	III
Interferences	IV
Administrative provisions	V
Provisions for services and stations	VI
Distress and safety communications	VII
Aeronautical services	VIII
Maritime services	IX

                                        جدول شماره(1): فهرست فصول جلد اول مقررات رادیوئی ITU

 

توصیه های ITU-R  شامل 14 سری مختلف طبق جدول شماره (2)می باشد. برخی از توصیه های مهم آن در مورد انتشار امواج رادیوئی نیز در جدول (3) ارائه شده است. همچنین مجموعه توصیه های ITU-T عموما"مربوط به مسائل مالتی پلکس‌، کابل و روش های سیگنالینگ می باشد.