Sunday, February 19, 2017

සන්නිවේදනය හා ආධුනික ගුවන් විදුලිය (Amateur radio) 45

GSM හා සෙල්‍යුලර් තාක්ෂණය ගැන තවත් වැදගත් සංකල්ප හා ක්‍රියාකාරිත්වයන් කිහිපයක් දැන් බලමු. මේ සමඟම ගෝලීය වශයෙන් දුරකතන සේවා ක්‍රියාත්මක වීම ගැනත් සරලව සලකා බලමු. සමස්ථ සෙල්‍යුලර් ක්‍රියාකාරිත්වය ඉතා හොඳ සැලස්මකට අනුවයි සාදා තිබෙන්නේ. එහි මූලික උපපද්ධති කිහිපයක් ඇත – Base Station Subsystem (BSS), Network Switching Subsystem (NSS), Operation Support Subsystem (OSS), හා Mobile Station (MS). පහත රූපයේ පෙන්වන්නේ මෙම උපපද්ධති එකිනෙකට සම්බන්ධව සකස් කෙරෙන GSM Network Architecture එකයි.



MS යනු ඔබ අප භාවිතා කරන ජංගම දුරකතනයයි. ජංගම දුරකතනය යනු රේඩියෝ ට්‍රාන්සීවරයක්නෙ. ඉතිං, එය සපෝට් කරන (එනම් භාවිතා කරන) නිශ්චිත සංඛ්‍යාත පරාසයක්/පරාසයන් තිබිය යුතුමයි. ලෝකයේ දැනට 3GPP TS 45.005 යන සම්මතයට අනුව GSM සඳහා යොදා ගන්නා සංඛ්‍යාත පරාස කිහිපයක් ඇත. ඒවා පහත දැක්වේ. ඉනුත් ලෝකයේ ඉතා ප්‍රචලිත සංඛ්‍යාත පරාස 4 පහත වගුවේ අලුපැහැයෙන් දක්වා තිබෙනවා. ලංකාවේ භාවිතා වෙන්නේ 900 හා 1800 යන බෑන්ඩ් දෙකයි (අකුරු තද කර තිබෙන්නේ ඒවාය).

Band
Uplink (MHz)
Downlink (MHz)
380
380.2 - 389.8
390.2 - 399.8
410
410.2 - 419.8
420.2 - 429.8
450
450.4 - 457.6
460.4 - 467.6
480
478.8 - 486.0
488.8 - 496.0
710
698.0 - 716.0
728.0 - 746.0
750
747.0 - 762.0
777.0 - 792.0
810
806.0 - 821.0
851.0 - 866.0
850
824.0 - 849.0
869.0 - 894.0
900
890.0 - 915.0
935.0 - 960.0
900
880.0 - 915.0
925.0 - 960.0
900
876.0 - 915
921.0 - 960.0
900
870.4 - 876.0
915.4 - 921.0
1800
1710.0 - 1785.0
1805.0 - 1880.0
1900
1850.0 - 1910.0
1930.0 - 1990.0

සාමාන්‍යයෙන් යම් GSM ෆෝන් එකක් ඉහත වගුවේ දක්වා ඇති සංඛ්‍යාත පරාසවලින් එකක් අනිවාර්යෙන්ම සපෝට් කරනවා (ලංකාවේදී එම බෑන්ඩ් එක අනිවාර්යෙන්ම 900 වේ). එහෙත් අද පවතින සියලුම ෆෝන් බෑන්ඩ් 2ක් සපෝට් කරනවා. ලංකාවේදී (යුරෝපය, ආසියාව, මැදපෙරදිග රටවල) එම බෑන්ඩ් දෙක විය යුත්තේ 900 හා 1800 වන අතර ඇමරිකාවේ එය 850 හා 1900 විය යුතුය. මෙවැනි ෆෝන් dual band ලෙස හැඳින්වෙනවා. තවත් සමහර ෆෝන් බෑන්ඩ් 3ක් සපෝට් කළ හැකි අතර (triband), තවත් සමහරක් බෑන්ඩ් 4ක්ම සපෝට් කරනවා (quadband). මෙවැනි බෑන්ඩ් කිහිපයක් සපෝට් කරන ෆෝන් multi-band phone ලෙස හැඳින්වේ. මල්ටිබෑන්ඩ් ෆෝන් එකක් ලෝකයේ සංචාරය කරන අයට වාසිය (තමන්ගේ ෆෝන් එක හැමතැනම ගෙන යා හැකියි).

ෆෝන් එකේ සිට ටවර් එකට යන සංඥා uplink එකට අදාල සංඛ්‍යාත පරාසයක ගමන් කරන අතර, ටවර් එකේ සිට ෆෝන් එකට එන සංඥා downlink එකට අදාල වෙනත් සංඛ්‍යාත පරාසයක ගමන් කරනවා.

යම් රටක GSM සෙල්‍යුලර් දුරකතන සේවා සැපයීමට ආයතන (mobile phone network operator) කිහිපයක්ම සාමාන්‍යයෙන් තිබෙනවානෙ. ලංකාවේ දැනට ඔපරේටර්ලා 5ක් සිටිනවා. ඉතිං, ලංකාවේ 900 හා 1800 යන බෑන්ඩ් දෙක පමණක් භාවිතා කරන නිසා, එම සංඛ්‍යාත පරාසයන් මෙම ඔපරේටර්ලා අතරේ බෙදා දිය හැකියි (කැමති නම් ඉනුත් යම් සංඛ්‍යාත පරාසයන් නොදී තබා ගෙන සිටියද හැකියි; එය රජයේ ප්‍රතිපත්ති මත තීරණය වේ). ලංකාවේ එම සංඛ්‍යාතයන් ලබා දී තිබෙන ආකාරය පහත රූපයේ දැක්වේ.


මෙම රූපය අධ්‍යනය කරන විට පෙනෙනවා ලංකාව භාවිතා කරන 900 බෑන්ඩ් එක ඉහත වගුවේ පාට කර තිබෙන 900 බෑන්ඩ් එක නොවන බව. ඒ අනුව ලංකාව භාවිතා කරන්නේ 35MHz ක පලලක් තිබෙන බෑන්ඩ් එකක්ය (සාමාන්‍ය එකට වඩා වැඩිපුර 10MHz ක පලලක් මෙහි තිබේ).

එක් එක් ඔපරේටර් වෙනස් වර්ණවලින් නිරූපණය කර තිබෙනවා. තවද, වර්ණවත් කොටු තුල තිබෙන 5, 7.5 වැනි සංඛ්‍යාවලින් දක්වා තිබෙන්නේ ලබා දී තිබෙන සංඛ්‍යාත පරාසයන් (බෑන්ඩ්විත්) වේ. උදාහරණයක් ලෙස, 900 බෑන්ඩ් එකේ රතු පාට මුල්ම කොටුවේ 880MHz සිට 885MHz දක්වා වූ 5MHz ක පරාසය ඩයලොග් සඳහා වෙන් කර තිබේ. ඉහත වගුව අනුවත් ඩයලොග් සමාගමේ ප්‍රකාශ අනුවත් ඇත්තටම පෙනෙනවා අනෙක් ඔපරේටර්ලාට වඩා අඩු සංඛ්‍යාත පරාසයන් තමයි ඩයලොග් සමාගමට ලැබී තිබෙන්නේ කියා. එසේ වුවත්, ඔවුන්ගේ සේවාව වැඩි පරාසයන්ට හිමිකම් කියන අනෙක් ඔපරේටර්ලාට වඩා ඉතා උසස් මට්ටමක තිබෙන බව කිව යුතුයි (ඒ ඔවුන්ගේ උසස් තාක්ෂණය හා කාර්ක්ෂම සැලසුම් නිසා).

සාමාන්‍යයෙන් සෑම ඔපරේටර් කෙනෙකුම වඩා කැමැත්තක් දක්වන්නේ පහල සංඛ්‍යාතයන්ටයි. ඊට තාක්ෂණික හේතු තිබේ. උදාහරණයක් ලෙස රේඩියෝ සංඥා ඉතා හොඳින් හායනය නොවී බොහෝ දුරට ගමන් කළ හැකියි 900 බෑන්ඩ් එකේදි (සංඛ්‍යාතය වැඩි වන විට ගමන් කරන දුර අඩුවීම ගැන පසුව වෙනමම පාඩමකින් සලකා බැලේ). ඒ කියන්නේ 1800 බෑන්ඩ් භාවිතා කරනවා නම් වැඩිපුර ටවර් ගැසීමට සිදු වෙනවා. තවද, 900 බෑන්ඩ් එක භාවිතා කරන්නට ගත්තේ 1800 වැනි ඉහල සංඛ්‍යාත බෑන්ඩ්වලට අවුරුදු ගණනාවකට පෙර සිට නිසා, ඒ බෑන්ඩ් එක සම්බන්ධ තාක්ෂණය හා උපකරණ ඉතා හොඳ ඉහල මට්ටමකින් අප සතුව තිබෙනවා. ඒ අනුව 900 බෑන්ඩ් එකට තිබෙන ඉල්ලුම ඉතා ඉහලයි.

එහෙත් 1800 වැනි ඉහල සංඛ්‍යාතයන්වල තිබෙන වාසිය වන්නේ වැඩි සංඛ්‍යාත පරාසයක් තිබීමයි. උදාහරණයක් ලෙස 900 බෑන්ඩ් බලන විට පෙනී යනවා, එහි මුලු බෑන්ඩ්විත් එක 25MHzක් හෝ 35MHzක් බව. එහෙත් 1800 බෑන්ඩ් එකේදී එහි මුලු බෑන්ඩ්විත් එක 75MHz කි (අර වගේ තුන් ගුණයක පළලකි). එමනිසා අධිවේගි දත්ත සේවාවන් සඳහා ඉහල සංඛ්‍යාත බෑන්ඩ් උචිතය.

OSS උපපද්ධතිය මුලු ජාලය පුරාම පැතිර තිබෙන්නෙකි. එය විසින් ජාලයේ තාක්ෂණික, පරිපාලන ක්‍රියාකාරිත්වයන් අධීක්ෂණය (monitor) වේ. ඕනෑම තැනක ක්‍රමවත් බව ඇති වීමට යම් පරිපාලනයක් තිබිය යුතුයිනෙ. අපි ලබා ගන්නා සේවා වලට ගාස්තු අය කිරීම් (රීලෝඩ් ආදිය) ගැනද වගබලා ගන්නේ මෙම උපපද්ධතියයි. තාක්ෂණික පැත්තෙන් බලන විට එය අපට පාරදෘෂ්‍ය වේ (එනම් අපට වැඩක් නැත; ඔපරේටර්ට වැඩක් ඇත).

NSS උපපද්ධතිය ඉතාම වටිනා කොටසකි. අප ලබා ගන්නා කෝල් නිසි තැනට යොමු කරන්නේ (call routing) එය විසිනි. අප දන්නවා අපේ ෆෝන් එකේ සිට ලොව ඕනෑම ෆෝන් එකකට කෝල් කළ හැකියි. එම ඉන්ද්‍රජාලික රාජකාරිය සිදු කරන්නේ මෙම උපපද්ධතියෙනි. ඒ ගැන මොහොතකින් තවත් විස්තරත් සමඟ බලමු. NSS හි තවත් ඉතාම වැදගත් සංරචක කිහිපයක් ඇත.

එකක් නම්, අප මීට පෙර ඉගෙන ගත් EIR නම් එමි දත්ත ගබඩාව තිබෙන්නෙත් මෙහිය. ඊට අමතරව ග්‍රාහකයන්ගේ Ki අංක හා අනෙකුත් එවැනි රහස්‍ය අත්‍යවශ්‍ය තොරතුරු ගබඩා වී තිබෙන පරිගනක පද්ධතිය වන Authentication Center (AuC) තිබෙන්නේද මෙහිය. තවද, පෙර ඡේදයේ පැවසූ ලෙස වෙනත් ජංගම හා ස්ථාවර දුරකතන ජාලා සමඟ කෝල් රවුටිං සිදු කරන්න පරිගනක පද්ධතිය වන Mobile Services Switching Center (MSC) පිහිටා තිබෙන්නෙත් මෙම NSS තුලයි.

Home Location Register (HLR) යනු ග්‍රාහකයන් සම්බන්ද සියලු තොරතුරු සහිත දත්ත ගබඩාවයි. ඔබ සිම් එකක් මිල දී ගන්න විට ඔබේ නම, ලිපිනය, හැඳුනුම්පත් අංකය වැනි පෞද්ගලික විස්තර ෆෝර්ම් එකක පුරවනවානෙ. එම සියලු විස්තර ඇතුලු වන්නේ මෙහිය. ඊට අමතරව ඔබ දැනට සිටින සෙල් කලාපයද එහි ගබඩා වෙනවා.

Visitor Location Register (VLR) යනුද HLR වැනිම දත්ත පද්ධතියකි. එහි තිබෙන තොරතුරු තාවකාලික වන අතර, MSC එකට අවශ්‍ය රාජකාරි ඉටු කිරීමට පමණක් අවශ්‍ය ග්‍රාහක තොරතුරු එහි ඇත. VLR එකේ තිබෙන්නේ HLR එකේ තොරතුරුවලින් කුඩා ප්‍රමාණයකි (උදාහරණයක් ලෙස එදිනෙදා රාජකාරි කිරීමට MSC එකට වැඩක් නැහැනෙ ග්‍රාහකයාගේ නම ගම වැනි තොරතුරු). අත්‍යවශ්‍ය කුඩා තොරතුරු ප්‍රමාණයක් පමණක් තිබෙන නිසා, වේගවත්ව MSC එකේ රාජකාරි ඉටු කරගත හැකියි.

ඇත්තටම MSC එකෙන් තමයි කෝල් එකක් සම්බන්ද සියලුම කටයුතු සිදු කරන්නේ (authentication, registration, handover, roaming). සාමාන්‍යයෙන් ඕනෑම දුරකතන ජාලයක් ගතහොත්, එය විවිධාකාරයේ සන්නිවේදන ජාලා සමඟ සම්බන්ද වෙනවනේ. සාමාන්‍ය රැහැන් දුරකතන ජාල (Public Switched Telephone Network – PSTN), ජංගම දුරකතන ජාලා (Public Land Mobile Network – PLMN), අන්තර්ජාල/දත්ත ජාල (Public Switched Data Network – PSDN), සංගෘහිත/ඩිජිටල් සන්නිවේදන පද්ධති (Integrated Services Digital Network – ISDN) මේ අතර වේ. ඉතිං මෙවැනි සියලු ජාල සමඟ සම්බන්දතා ඇති කර ගන්නේ MSC එක විසිනි.

phone/subscriber registration නම් ක්‍රියාවලිය ඉටු කරන්නේද MSC විසිනි. ෆෝන් එකක් ඔන් කරන විට මෙය සිදු වේ (ඔබට නෙට්වර්ක් සිග්නල් පෙන්වන්නේ මෙම රෙජිස්ට්‍රේෂන් එක සාර්ථක නම් පමණි; නැතිනම් registration failed ලෙස දන්වාවි). ඔබේ ෆෝන් එකේ එමි අංකය NSS උපපද්ධතියේම ඇති EIR දත්ත ගබඩාව සමඟ සැසඳීම සිදු වන්නේ MSC තුල සිදුවන මෙම රෙජිස්ට්‍රේෂන් අධියරේදීය.

තවද, ඔබේ සිම් එකේ ඇති Ki එක උපයෝගී කරගෙන තමන් කවුද යැයි අදාල නෙට්වර්ක් එකට හඳුන්වා දී නෙට්වර්ක් එකට ඇතුලු වීමට අවසර ගැනීම (authentication) සිදුවන්නේද MSC තුලයි (මේ ගැන මීට කලින් අප ඉගෙන ගත්තනෙ).

සෙල්‍යුලර් දුරකතන සේවා කියන්නේ ජංගම සේවාවක්නෙ. ඒ කියන්නේ ගමන් කරමින් අපට කතා කළ හැකියි. මෙලෙස ගමන් කරන විට, දැන් සිටින සෙල් කලාපයක සිට වෙනත් සෙල් කලාපවලට අප මාරු වෙනවා. එසේ මාරුවන විට, අප දැන් කතා කරමින් ඉන්න ටවර් එකත් මාරු වෙනවා. ටවර් එක මාරුවන විට ඉබේම සංඛ්‍යාතයන්ද (චැනල්) වෙනස් වෙනවා. තාක්ෂණිකව ගත් කළ එතැන තරමක සංකීර්ණ ස්වභාවයක් තිබෙනවා. එහෙත් කුමන සංකීර්ණතා මැද වුවද, අප කතා කරමින් සිටින කෝල් එක ඩිස්කනෙක්ට් නොවී දිගටම අපට කතා කරමින් සිටිය හැකියිනෙ. මෙලෙස අපගේ කෝල් එකක් එක් චැනලයකින් තවත් චැනලයක මාරු වීම handover හෙවත් handoff ලෙස හැඳින්වෙනවා. මෙම හෑන්ඩ්ඕවර් සිදු වන්නෙත් MSC තුලයි. ඇත්තටම හෑන්ඩ්ඕවර් කිහිප ආකාරයකින්ම සිදු විය හැකියි.

ඔබ දැනට කෝල් එකක සිටින විට ඒ සඳහා යම් චැනලයක් (සංඛ්‍යාතයක් හා එම සංඛ්‍යාත කලාපය තුල යම් ටයිම් ස්ලොට් එකක්) ලැබෙනවානෙ. සමහර අවස්ථාවලදී එම චැනලයේ මතුවන ගැටලුවක් (ඝෝෂාව තදින් පැවතීම වැනි) නිසා, එම චැනලය මාරු කළ යුතු යැයි base station විසින් තීරණය කළ හැකියි. එවිට, එම ටවර් එකේම වෙනත් චැනලයක් ඔබට ලැබෙනු ඇත. මෙයත් හෑන්ඩ්ඕවර් එකකි.

තවත් හෑන්ඩ්ඕවර් එකක් සිදු වන්නේ ඔබ දැනට සිටින ටවර් එකේ සිට වෙනත් ටවර් එකකට ගමන් කරන විට හා එම ටවර් දෙකම එකම BSC එකකින් පාලනය වන විටයි. මෙවිට හෑන්ඩ්ඕවර් එක සිදු කරන්නේ අදාල BSC එක මැදිහත් වීමෙනි.

තවත් හෑන්ඩ්ඕවර් එකක් සිදු වෙනවා පෙර සේම දැනට සිටින ටවර් එකේ සිට වෙනත් ටවර් එකකට ගමන් කරන විට; නමුත් එම ටවර් දෙක වෙනස් BSC දෙකකින් පාලනය වේ. මෙවිට, MSC එක මැදිහත්ව හෑන්ඩ්ඕවර් එක සිදු කළ යුතු වෙනවා.

මීටත් අමතරව, GSM ජාලයක් හා වෙනත් සෙල්‍යුලර් තාක්ෂණ ජාලයක් (3G/UMTS, WCDMA වැනි) අතරද හෑන්ඩ්ඕවර් සිදු වෙනවා. මෙවැනි හෑන්ඩ්ඕවර් අර තරම් කිසිසේත් සරල නැත. මෙහිදී එකිනෙකට සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් තාක්ෂණ දෙකකුයි පවතින්නේ.

ඉහත කුමන ආකාරයක හෝ හෑන්ඩ්ඕවර් එකක් සිදුවීමට අවශ්‍ය කොන්දේසි තිබේ. බැලූබැල්මට ප්‍රධානතම කොන්දේසිය වන්නේ දැනට භාවිතා කරන චැනලය දුර්වල වීම හා වෙනත් ප්‍රබල චැනල් පැවතීමයි.

සාමාන්‍යයෙන් ෆෝන් එක සංඛ්‍යාත දෙකක් භාවිතා කරනවානෙ ඔබේ කට හඬ යැවීමට (අප්ලින්ක්) හා අනෙකාගේ හඬ ඇසීමට (ඩවුන්ලින්ක්). ඉනුත් එම සංඛ්‍යාත පරාස දෙක සම්පූර්ණයෙන්ම භාවිතා කරන්නේ නැත; අප්ලින්ක් සංඛ්‍යාතයේ එක් ටයිම් ස්ලොට් එකකුත් (ටයිම් ස්ලොට් 8කට සංඛ්‍යාතය කඩන බව අප දැන් දන්නවා) ඩවුන්ලින්ක් සංඛ්‍යාතයේ එක් ටයිම් ස්ලොට් එකකුත් තමයි අපි වරකට භාවිතා කරන්නේ. එයත් එකවර සිදු නොවේ. උදාහරණයක් ලෙස ඩවුන්ලින්ක් එකේ යම් ටයිම් ස්ලොට් එක භාවිතා කර, තවත් ටයිම් ස්ලොට් 3ක කාලයකට පසුව අප්ලින්ක් එකේ ටයිම් ස්ලොට් එක භාවිතා කරනවා.

 

ඉතිං, ට්‍රාන්සීවරය ටයිම් ස්ලොට් 6ක්ම නිකං ඉන්නේ. මෙන්න මෙම කාලය තුල තමයි හෑන්ඩ්ඕවර් සිදු කරනවාද නැද්ද යන තීරණය ගෙන හෑන්ඩ්ඕවර් සිදු කරන්නේ. එමඟින් ඔබේ කෝල් එක කට් නොවී ඊට කිසිදු අවහිරයක් නොදැනී ක්ෂණිකව මෙන් එය සිදු වෙනවා.

හැමවිටම ෆෝන් එක විසින් ඊට හසුවන චැනල් නිරන්තරයෙන්ම (නොකඩවා) මොනිටර් කරනවා. එසේ මොනිටර් කර, ඒ ඒ චැනල් කොතරම් හොඳින්/ප්‍රබලව ෆෝන් එකට හසුවෙනවාදැයි ටවර් එකට දන්වනවා. ටවර් එක එම තොරතුරු විශ්ලේෂණය කරනවා නිරන්තරයෙන්ම. ඉතිං ටවර්/BSC/MSC එකට හොඳ තීරණයක් ගත හැකියි හෑන්ඩ්ඕවර් එකක් සිදු කිරීම සුදුසුද නැද්ද කියා. එසේ සුදුසු යැයි තීරණය කළොත්, එය විසින් ෆෝන් එකට දන්වනවා මෙන්න මෙම සංඛ්‍යාත පරාසත්, මෙන්න මෙම ටයිම් ස්ලොට් ද භාවිතා කරන්න කියා. එවිට, ෆෝන් එක ඊට අවනත වෙමින් එම සංඛ්‍යාත හා ස්ලොට්වලින් සන්නිවේදනය අරඹනවා.

ඉතිං ඉහත සියලු වැදගත් අත්‍යවශ්‍ය රාජිකාරි ගණනාවක් සිදු කරන MSC එකට සහය වීමට තමයි HLR, VLR, AUC, EIR යන සංරචක තිබුණේ.

GSM architecture හි අනෙක් උපපද්ධතිය වන Base Station Subsystem (BSS) ගැන දැන් බලමු. අප මීට කලින් ටවර් හා එම ටවර් එකට සම්බන්ද base station ගැන කතා කළා. එවැනි බේස් ස්ටේෂන් එකක් හෝ ළඟපාත තිබෙන බේස් ස්ටේෂන් කිහිපයක් එකට පාලනය කිරීමට තිබෙන පරිගනක පද්ධතිය Base Station Controller ලෙස හැඳින්වෙනවා. යම් සෙල්‍යුලර් ජාලයක් ගතහොත් රටපුරා එවැනි බේස් ස්ටේෂන් කොන්ට්‍රෝලර් ගණනාවකි තිබේවි. ඒ සියල්ල පොදුවේ BSS ලෙස හඳුන්වමු. BSS මඟින් තමයි ටවර් හරහා ගමන් කරන කෝල් MSC එකට යවන්නේ. ඒ අනුව අධිවේගී දත්ත මාර්ගවලින් සෑම BSS එකක්ම MSC ට සම්බන්ධ කෙරෙනවා.

GSM හි යොදා ගන්නේ Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK) යන මූර්ජන ක්‍රමයයි. මෙම ක්‍රමයෙන් මූර්ජන හා විමූර්ජන ක්‍රියාවලිය සිදු කරන්නේ BSS විසිනි. GSM යනු FDMA/TDMA පද්ධතියකි. එනිසා, ටවර් එකට සම්බන්ධ ෆෝන්වලට සුදුසු සංඛ්‍යාතයන් හා ටයිම් ස්ලොට් පවරන්නේ එම ටවර් එකට අයත් BSS මඟිනි.

නෙට්වර්ක් එකකට දී තිබෙන මුලු සංඛ්‍යාත පරාසය FDMA ක්‍රමයට පටු සංඛ්‍යාත පරාසයන්ට කඩනවානෙ. සම්මතය අනුව 200kHz බෑන්ඩ්විත් සහිත පරාසයන් (චැනල්) යොදා ගැනේ. උදාහරණයක් ලෙස 900 කලාපයේදී ඩයලොග්ට 5MHz හෙවත් 5000kHz පරාසයක් (අප්ලින්ක් හා ඩවුන්ලින්ක් දෙකට වෙන වෙනම) තිබෙනවානෙ. එවිට ඩයලොග්ට හැකියි 200kHz චැනල 5000/200 = 25කට කඩන්නට. එවිට අප්ලින්ක් එකට චැනල් 25ක්ද ඩවුන්ලින්ක් එකට චැනල් 25ක්ද තිබෙනවා. මෙවැනි චැනල් එකක් හෝ කිහිපයක් එක් ටවර් එකකට ලබා දිය හැකියි. එම චැනලයක් TDMA ක්‍රමයට නැවත ටයිම් ස්ලොට් 8කට කැඩේ.

ඔබට ටවර් එකේ සිට එන සංඥා එන්ක්‍රිප්ට් කරන්නේද, ඔබෙන් ටවර් එකට යන සංඥා ඩික්‍රිප්ට කරන්නේද BSS මඟින්මයි.

තවද, ටවර් එකට සම්බන්ද ෆෝන් එකේ ජවය (වොට් ප්‍රමාණය) සකසන්නේද (power management) BSS මඟිනි. මෙයත් ඉතා වැදගත් රාජකාරියක‍් නිසා ඒ ගැනත් තරමක් සොයා බලමු. ඔබ දන්නවා මොබයිල් ෆෝන් වැඩ කරන්නේ බැටරිවලින්. එනිසා බැටරිය ඉක්මනින්ම බසින්නේ නැති විදියට ක්‍රියාත්මක කළ හැකි නම් එය ඉතා වටිනවා භාවිතාවේ තිබෙන පහසුව (නිතර නිතර චාජ් කරන්නට අවශ්‍ය නොවීම) හා බලශක්ති සංරක්ෂණය යන පැතිවලින්.

ඊටත් අමතරව, වැඩි ජවයකින් යම් ට්‍රාන්ස්මීටරයක් ක්‍රියාත්මක වන විට, ඉන් බාධා (interference) ඇති විය හැකියි වෙනත් සන්නිවේදන පද්ධතිවලට.

තවද, මොබයිල් ෆෝන් හැමවිටම වාගේ රඳවන්නේ මිනිස් සිරුරට ඉතා ආසන්නයේ. එයත් අතිශය සංවේදී පෙදෙසක් වන මුහුන අසලයි. ෆෝන් එකකින් නිකුත් වන රේඩියෝ තරංගවල ජවය (වොට් ගණන) ඉහල නම් එය සෞඛ්‍යට බලපෑම් එල්ල කළ හැකියි (මේ ගැනත් පසුව වෙනම පාඩමක් ඇත). මේ ගැන වෙනම ජාත්‍යන්තර ප්‍රමිතින් තිබෙනවා. ඉතිං අප උත්සහ කළ යුතුයි අඩුම ජවයකින් වැඩ කරන්නට.

ඉහත තුන් ආකාරයේම අවශ්‍යතා සපුරා ගැනීමට GSM ජාලවල power management සිදු කරනවා (BSS උපපද්ධතිය තුල). GSM ෆෝන් සඳහා භාවිතා කළ හැකි උපරිම ජව මට්ටම් සම්මත කර ගෙන තිබෙනවා. මෙම ජව මට්ටම GSM Power Class ලෙස හඳුන්වනවා. ඇත්තටම සියලුම ෆෝන්වලට එක ජව මට්ටමක් නොව, ජව මට්ටම් කිහිපයක් (එනම් සම්මත කිහිපයක්) පනවා තිබෙනවා. තවද, එම ජව මට්ටම් එම ෆෝන් එක භාවිතා කරන සංඛ්‍යාත බෑන්ඩ් අනුවත් වෙනස් වෙනවා. පහත දැක්වෙන්නේ මෙම පවර් ක්ලාස් වගුවයි. බොහෝවිට අප භාවිතා කරන ෆෝන්වල ජවය වොට් 5ට අඩුය (ඉහල වොට් අගයන් සහිත ඒවා වාහනවල සවිකරන ජාතියේ ෆෝන්වලට අදාල වේ).

GSM Power Class Number
Max Power (900MHz)
Max Power (1800MHz)
1
43dBm (20W)
30dBm (1W)
2
39dBm (8W)
23dBm (250mW)
3
37dBm (5W)
36dBm (4W)
4
33dBm (2W)
-
5
29dBm (800mW)
-

ඔබ කෝල් එකක සිටින විට ටවර් එකේ සිට ඔබේ ෆෝන් එකට සංඥා ෆෝන් එක විසින් නිරන්තරයෙන් නිරීක්ෂණය (monitor) කරනවා. සංඥාව කොතරම් ප්‍රබලව ලැබෙනවාද යන්න නැවත ෆෝන් එකේ සිට ටවර් එකට (BSS එකට) දන්වනවා. ඒ සමඟම ඔබේ ෆෝන් එකේ පවර් ක්ලාස් අංකයත් ටවර් එකට දන්වනවා. මෙම දත්ත ඇසුරින් දැන් BSS/ටවර් එක ෆෝන් එකට දන්වනවා කොතරම් ජවයකින් ෆෝන් එක වැඩ කළ යුතුද කියා. එමඟින් සාර්ථකව සන්නිවේදනය සිදු වීමට ප්‍රමාණවත් ජවයක් ටවර් එකේ උපදෙස් පිට ෆෝන් එක නිතරම සකසා ගන්නවා (ජවය අඩු වැඩි කරමින්).

GSM සඳහා GMSK මූර්ජන ක්‍රමය යොදා ගැනීමට හේතු වූයේ ඉන් සයිඩ්බෑන්ඩ් සෑදීම අවම නිසාය. මෙනිසා, යම් බෑන්ඩ්විත් එකකට සීමා විය යුතු සංඥාවක් මේ ක්‍රමයෙන් මූර්ජනය කරන විට, එම බෑන්ඩ්විත් එකට අමතරව (දෙපසින්) සෑදෙන සයිඩ්බෑන්ඩ් ඒ දෙපස තිබෙන චැනල්වලට බාධා නොවන මට්ටමකින් පවතිනවා. එහි ප්‍රතිපලයක් ලෙස, GSM වල බෙදා තිබෙන 200kHz චැනල් අතර අමුතුවෙන් හිඩ තැබීමට අවශ්‍ය නැත. එනම්, එක් චැනලයක් අවසන් වන සංඛ්‍යාතයෙන්ම ඊළඟ චැනලය පටන් ගැනේ. මෙමඟින් ඉතා වටිනා සංඛ්‍යාතයන් නාස්ති නොවේ. තවද, මෙහිදී විස්තාර අගය නියතව තිබෙන නිසා, ජවය උපරිමව නාස්තිය අවමව වැය වීමත් ප්‍රබල වාසියකි (සියලු angle modulation ක්‍රමවල මෙම ගතිගුණය තිබෙන බව පෙර අප ඉගෙන ගත්තා).

200kHz ක චැනලයක දළ වේගය 270kbps වේ. එක් චැනලයක් ටයිම් ස්ලොට් 8කට බෙදන බැවින් එක් ග්‍රාහකයෙකුට ඒ අනුව 270/8 = 33.76kbps ක දත්ත වේගයක් ලැබිය යුතුය. එහෙත් දත්තය (කටහඬ) පමණක් නොවෙයි ගමන් කරන්නේ. දත්ත, චැනල් ආදී දේවල් හරියාකාරව පාලනය කිරීමට පාලක දත්ත (overhead) පවා යවන්නේ දත්ත සමඟයි. ඉතිං, ඕවර්හෙඩ් සඳහා අවශ්‍ය බිට් ගණන ඉවත් කළ විට, ග්‍රාහකයෙකුට 24kbps පමණ ලැබෙනවා. ඇත්තටම මෙම ප්‍රමාණයත් නොවෙයි ග්‍රාහකයාගේ දත්තවලට ලැබෙන්නේ. විවිධාකාරයේ බාධකවලට ඔරොත්තු දිය හැකි ලෙස දත්ත යවන නිසා, එම කාර්යටත් බිට් ප්‍රමාණයක් වෙන් වෙනවා. මෙවිට සත්‍ය ලෙසම ග්‍රාහක දත්ත සඳහා වෙන් වන්නේ 13kbps .

ඉතිං යම් ග්‍රාහකයෙකු තමන්ගේ දත්ත සම්ප්‍රේෂණය කරන්නේ ඔහුට ලබා දී තිබෙන සංඛ්‍යාත චැනලයක එක් ටයිම් ස්ලොට් එකකදී පමණි. මෙම කුඩා කාලය තුල ග්‍රාහකයකු කරන සම්ප්‍රේෂණය GSM burst ලෙස හැඳින්වෙනවා. එක් බර්ස්ට් එකක කාලය 0.577ms වේ. එවැනි බර්ස්ට් 8ක් එකතු වූ විට, ඊට TDMA frame එකක් යැයි කියනවා. මතක තබා ගන්න මෙලෙස එකතු කරන බර්ස්ට් 8 එකට/අනුයාතව නොවේ පවතින්නේ; එක් චැනලයක ඔබට හිමි ස්ලොට් එකේදී එක් බර්ස්ට් එකකුත්, නැවත ස්ලොට් 7කට පසුව එන දෙවැනිවර බර්ස්ට් එකත් ආදී ලෙසයි එම බර්ස්ට් 8 සලකන්නේ. එවිට එක් frame එකක් සඳහා වැයවන කාලය ඉහත කාලය මෙන් 8 ගුණයක් වන 4.615ms වේ. ඔබ දන්නවා communication link එකක් හරහා දත්ත ගමන් කරන්නේ frame (හෝ වෙනත් නමකින්) හැඳින්වෙන යම් ක්‍රමවත් ආකාරයකටයි. එවැනි ෆ්‍රේම් 26ක් එකතු වුණාම ඊට multiframe කියා කියනවා. මල්ටිෆ්‍රේම් එකක සඳහා 120ms ක් වැය වේ. පහත දැක්වෙන්නේ GSM බර්ස්ට් එකක සැකස්ම (format) හා ඉන් ෆ්‍රේම් හා මල්ටිෆ්‍රේම් සෑදී තිබෙන ආකාරයයි.


ඇත්තටම බර්ස්ට් වර්ග කිහිපයක් ඇති අතර ඉහත පෙන්වා තිබෙන්නේ සාමාන්‍ය දත්ත (කටහඬ) යැවීමට ගන්නා normal burst එකේ ෆෝර්මැට් එකයි. අප්ලින්ක් හා ඩවුන්ලින්ක් දෙපැත්තටම මෙවැනි බර්ස්ට් යැවේ (ශබ්දය යැවීමටත් ශබ්දය ඇසීමටත්). එක් බර්ස්ට් එකක් තුල බිට් 148ක් යැවේ. ඉහත රූපයේ දැක්වෙන පරිදි ඇත්තටම දත්ත සඳහා යොදා ගැනෙන්නේ බිට් 57 කොටස් 2කි (එනම් බිට් 114කි). ඉතිරි බිට් ඕවර්හෙඩ් වේ. මුලින්ම තිබෙන බිට් 3ක ටේල් බිට්වල රාජකාරිය තමයි, ට්‍රාන්ස්මිටර් පරිපථයට ස්ථාවර වන්නට යම් සුලු කාලයක් ලබා දීමයි. ට්‍රාන්ස්මීටරය ඔබ දන්නවා ටයිම් ස්ලොට් 1ක් පමණයි ක්‍රියාත්මක වන්නේ; ඉතිරි කාලය නිකං ඉන්නේ. ඉතිං, “නිදිමත ගතිය මඟ හැරීමට” තමයි එම කාලය ලබා දෙන්නේ. එලෙසම බර්ස්ට් එකේ අගත් ටේල් බිට් 3ක් තිබෙනවා. එහි රාජකාරිය ට්‍රාන්ස්මිටරයට නින්දට යෑම යම් කාලයක් ලබා දීමයි.

අගම තිබෙන ගාඩ් බිට්වලින් කරන්නේ වෙනත් ටයිම් ස්ලොට් එකක් සමඟ යම් හෙයකින් ගැටුමක් සිදු වුණොත් ඊට ඔරොත්තු දීමේ හැකියාව ලබා දීමයි. මේවා පරිපථනෙ. කිසිදු පරිපථයක් පරිපූර්ණ නැත. යම් ට්‍රාන්ස්මිටරයක් ඊට හිමි ටයිම් ස්ලොට් එකට පෙර හෝ පසු වැරදිලා සම්ප්‍රේෂනය කළ හැකියි. එවන් විටදී වෙනත් ටයම් ස්ලොට් එකක සිදුවන සම්ප්‍රේෂනයකට බාධා එල්ල විය හැකියි. මෙය මඟහැරීමට ගාඩ් බිට් ප්‍රයෝජනවත්ය.

බිට් 26කින් සමන්විත ට්‍රේනිං බිට් කොටසින් එක් එක් ටයම් ස්ලොට් වෙන් කොට හඳුනාගැනීමට උපකාරි වෙනවා. එය හරියට රබර් සීල් එකක් වගෙයි. එම බිට් 26 අහඹු බිට් ටිකක් නොවේ. එහි පැටර්න් 8ක් තිබේ; එක් ටයිම් ස්ලොට් එකකට එක් පැටර්න් එක ගානේ. ඊට අමතරව timing (synchronization) සඳහාද එම බිට් භාවිතා වේ.

normal burst හැරුනහම synchronization burst, frequency correction burst ආදි ලෙස තවත් බර්ස්ට් වර්ග ඇත. ඒවා නෙට්වර්ක් එක පරිපාලනය කිරීමට අවශ්‍ය පාලක දත්ත එහා මෙහා යැවීමට භාවිතා වේ. සාමාන්‍ය දත්ත/බර්ස්ට්/ෆ්‍රේම් යවන්නේ traffic channel ලෙස හැඳින්වෙන සංඛ්‍යාත චැනලයන් ඔස්සේය. පාලක දත්ත/බර්ස්ට්/ෆ්‍රේම් යවන්නේ control channel (මෙම පාලක දත්ත ගෙනයන සංඛ්‍යාතය beacon frequency ලෙසද හැඳින්වෙනවා) ඔස්සේය.

ඇත්තටම ඉහත රූපයේ පෙන්වා තිබෙන මල්ටිෆ්‍රේම් එක traffic multiframe ලෙස හැඳින්වේ. එය යොදා ගන්නේ කටහඬ දත්ත ගෙන යෑමටයි. එහිදී කටහඬ දත්ත ෆ්‍රේම් 26කුයි තිබුණේ. මීට අමතරව පාලක දත්ත ගෙන යන ෆ්‍රේම් 51ක් එකතු වීමෙන් තමයි control multiframe එකක් සෑදෙන්නේ. දළ වශයෙන් කෙන්ට්‍රෝල් මල්ටිෆ්‍රේම් එකක් ට්‍රැෆික් මල්ටිෆ්‍රේම් මෙන් දෙගුණයක් නේද?

මල්ටිෆ්‍රේම් කිහිපයක් එකතු වී ඊටත් වඩා විශාල superframe එකක් සෑදෙනවා. ඉහත පෙන්වා දුන් ආකාරයට මල්ටිෆ්‍රේම් වර්ග දෙකක් තිබෙනවානෙ. ඉතිං, ට්‍රැෆික් මල්ටිෆ්‍රේම් 51ක් එකතු වීමෙන් හෝ කොන්ට්‍රෝල් මල්ටිෆ්‍රේම් 26ක් එකතු වීමෙන් එක් සුපර්ෆ්‍රේම් එකක් සෑදෙනවා. එනිසා සුපර්ෆ්‍රේම් එකක සයිස් එක ට්‍රැෆික් හා කොන්ට්‍රෝල් යන දෙවර්ගයෙහිම සමානය – තත්පර 6.12කි.

එලෙසම සුපර්ෆ්‍රේම් 2048ක් එකතු වීමෙන් Hyperframe එකක් සෑදේ. එහි කාලය පැය 3කුත් විනාඩි 28කුත් තත්පර 53.76 කි. මෙම කාලයට වඩා වැඩි කාලයක් යමෙකු එක දිගට කෝල් එකක රැඳී සිටියොත් (ඩිස්කනෙක්ට් නොවී), බොහෝවිට ඔහුගේ කනෙක්ෂන් එක එක්තරා විදියක “රීසෙට්” වීමකට ලක් වේ. එනම්, ඔහු දැනට එන්ක්‍රිප්ට කිරීමට භාවිතා කරන කී එක වෙනුවට නව කී එකක් සාදා එම අලුත් කී එකෙන් සන්නිවේදනය එන්ක්‍රිප්ට වේවි. දැනට සිටින සංඛ්‍යාත පරාසය (චැනල්) හා ටයිම් ස්ලොට් එක වෙනුවට වෙනත් චැනලයක් හා ටයිම් ස්ලොට් එකක් ලැබේ (එනම් හෑන්ඩ්ඕවර් එකක් සිදු වේ).

2 comments:

  1. තාක්ශනය ගැන උනන්දු අයට ..මේ ලංකාවට තාක්ශනික නිපැයුම් කරුවන් බිහිකරන්න ඔබට පුලුවන්..මේ කැපවීම වෙනුවෙන් ඔබතුමාට අනාගතයේ හොදක්ම සිදු වේවා..මමත් උපරිමයෙන්ම ඉගෙන ගන්නවා..ගැටලු ඇතොත් ඉදිරියේදි අහන්නම්..ස්තුතී..වටිනවා..ගොඩක්..

    ReplyDelete