download zivotna sredina studije kg3179 02

ETF - ELEKTROTEHNIKI FAKULTETUNIVERZITET U BEOGRADUBulevar kralja Aleksandra 73, PF 3554, 11120 Beograd, Srbija +381 (0) 11 - Tel 3248464, Fax 3248681, Raun 840-1438666-48, ETF-sopstveni prihodi

Kattel Katedra za telekomunikacije, RadioLab 66, 66a, 67+381 (0) 11 - Tel 3218350, Fax 3218399, e-mail: [email protected]

STUDIJA O PROCENIUTICAJA NA IVOTNU SREDINU RADIO BAZNE STANICE MOBILNE TELEFONIJE KG3179_02 - KV Novi Pazar Fabrika Ras

Odgovorni projektant:

Investitor: Kompanija VIP MOBILE d.o.o

Doc. dr Aleksandar Nekovi

Novembar, 2009. Beograd

SADRAJOSNOVNI PODACI I ZAKONSKA DOKUMENTACIJA 1. 2. 3. 4. 5. 6. REENJE O REGISTRACIJI PROJEKTANTSKE ORGANIZACIJE LICENCA PROJEKTANTSKE ORGANIZACIJE REENJE O ODREIVANJU ODGOVORNOG PROJEKTANTA LICENCA ODGOVORNOG PROJEKTANTA POTVRDA PROJEKTANTA O USAGLAENOSTI DOKUMENTACIJE IZJAVA PROJEKTANTA O KORIENJU PROPISA

II PROJEKTNI ZADATAK III PROJEKAT 1. UVOD............................................................................................................................. 1 2. TEHNIKO-TEHNOLOKA KONCEPCIJA GSM/UMTS MREE I PRIMENJENI STANDARD ............................................................................................ 2 2.1 NASTANAK GSM SISTEMA ................................................................................................ 2 2.2 ARHITEKTURA I OSNOVNI ELEMENTI GSM MREE .......................................................... 32.2.1 Osnovne postavke ...............................................................................................................3 2.2.2 elijska bazna stanica - BTS ..............................................................................................3 2.2.3 Kontroler baznih stanica - BSC ..........................................................................................3 2.2.4 Upravljako-komutacioni sistem - SS ................................................................................4

2.3 EVOLUCIJA GSM SISTEMA KA 3G SISTEMIMA ................................................................. 52.3.1 Uvod ...................................................................................................................................5 2.3.2 GPRS ..................................................................................................................................6 2.3.3 EDGE ..................................................................................................................................7 2.3.4 3GSM ..................................................................................................................................8

2.4 SADANJE STANJE GSM/UMTS SISTEMA U SVETU ......................................................... 9 2.5 FREKVENCIJSKI OPSEZI .................................................................................................. 112.5.1 GSM frekfencijski opsezi ............................................................................................... 112.5.1.1 Stanje u svetu ......................................................................................................................11 2.5.1.2 GSM opsezi dodeljeni kompaniji VIP-MOBILE ...............................................................12 2.5.2 UMTS frekfencijski opsezi ...............................................................................................14 2.5.2.1 Stanje u svetu ......................................................................................................................14 2.5.2.2 UMTS opsezi dodeljeni kompaniji VIP-MOBILE .............................................................15

3. INFRASTRUKTURNI ASPEKTI, SMETAJ OPREME I PROBLEMI UKLAPANJA U PROSTOR ......................................................................................... 16 3.1 ELEMENTI INFRASTRUKTURE ......................................................................................... 16 3.2 TIPOVI GSM BAZNIH STANICA I KARAKTERISTIKE . ....................................................... 16

3.2.1 Macro bazne stanice .........................................................................................................173.2.1.1 Struktura kabineta macro baznih stanica ............................................................................19 3.2.1.2 Osnovne karakteristike kombajnera macro baznih stanica ................................................22

3.2.2 Micro bazne stanice ..........................................................................................................243.2.2.1 Arhitektura i koncept micro bazne stanice .........................................................................26 3.2.2.2 Osnovne karakteristike kombajnera micro baznih stanica ...... ..................................... ....27

3.3 TIPOVI UMTS BAZNIH STANICA (NODOVA B) I KARAKTERISTIKE ................................. 303.3.1 Osnovne karakteristike noda B "Nortel UMTS BTS 12010 indoor" .................................30 3.3.2 Osnovne karakteristike noda B "Nortel UMTS BTS 12020 indoor" .................................32 3.3.3 Osnovne karakteristike noda B "Nortel UMTS iBTS 600 i 700" ......................................35 3.3.4 Osnovne karakteristike noda B "Alcatel EVOLIUM" .......................................................38

3.4 ANTENSKI SISTEM BAZNE STANICE ................................................................................ 43 3.5 SMETANJE OPREME ...................................................................................................... 45 3.6 UKLAPANJE U IVOTNU SREDINU ................................................................................... 45 4. UTICAJ ELEKTROMAGNETNOG ZRAENJA BAZNIH STANICA I UREAJA RADIO-RELEJNIH VEZA NA IVOTNU SREDINU I TEHNIKE UREAJE ....................................................................................................................... 48 4.1 UVOD ............................................................................................................................ 48 4.2 POSTOJEI STANDARDI I NORME .................................................................................... 484.2.1 Uticaj elektromagnetnog zraenja na ljude ..................................................................48 4.2.1.1 Norme za tehniko osoblje ICNIRP ......................................................................50 4.2.1.2 Norme za optu ljudsku populaciju ICNIRP .........................................................51 4.2.1.3 Norme za tehniko osoblje FCC ...........................................................................51 4.2.1.4 Norme za optu ljudsku populaciju FCC ..............................................................52 4.2.1.5 Norme za tehniko osoblje ARPANSA ..................................................................52 4.2.1.6 Norme za optu ljudsku populaciju ARPANSA .....................................................53 4.2.1.7 Norme za istovremeni uticaj vie izvora elektromagnetnog zraenja ...................53 4.2.2 Uticaj elektromagnetnog zraenja na tehnike ureaje ................................................54

4.3 ANALIZA UTICAJA ELEKTROMAGNETNOG ZRAENJA BAZNIH STANICA I NODOVA B ...... 554.3.1 Uvod .............................................................................................................................55 4.3.2 Proraun zone nedozvoljenog zraenja ........................................................................56

4.4 ANALIZA UTICAJA ELEKTROMAGNETNOG ZRAENJA PREDAJNIKA RADIO-RELEJNIH VEZA .................................................................................................. 59 5. METODOLOGIJA......................................................................................................61 5.1 METODA PREDIKCIJE NIVOA ELEKTROMAGNETNE EMISIJE..............................................61 5.2 ZAKONSKA REGULATIVA ..............................................................................................62 6. PODACI O NOSIOCU PROJEKTA ....................................................................... 64 7. OPIS LOKACIJE ....................................................................................................... 65 7.1 MAKROLOKACIJA .......................................................................................................... 65 7.2 MIKROLOKACIJA ........................................................................................................... 66 7.3 KLIMATSKE KARAKTERISTIKE I METEOROLOKI POKAZATELJI ...................................... 66 7.4 PRIKAZ PEDOLOKIH, GEOMORFOLOKIH I HIDROGEOLOKIH KARAKTERISTIKA TERENA67 7.5 NASELJENOST I KONCENTRACIJA STANOVNITVA .......................................................... 67 7.6 FLORA I FAUNA .............................................................................................................. 67 7.7 ZATIENA KULTURNA DOBRA ...................................................................................... 67 7.8 STANJE INFRASTRUKTURE ............................................................................................. 67 7.9 SEIZMIKA I TRUSNO PODRUJE ...................................................................................... 67

8. OPIS PROJEKTA ...................................................................................................... 68 9. PRIKAZ GLAVNIH ALTERNATIVA.....................................................................72 10. PRIKAZ STANJA IVOTNE SREDINE NA LOKACIJI I BLIOJ OKOLINI ........................................................................................................................ 73 11. OPIS MOGUIH ZNAAJNIH UTICAJA PROJEKTA NA IVOTNU SREDINU ........................................................................................................................ 75 12. PROCENA UTICAJA NA IVOTNU SREDINU U SLUAJU UDESA I NEREGULARNOSTI U RADU BAZNE STANICE .................................................. 78 13. OPIS MERA PREDVIENIH U CILJU SPREAVANJA, SMANJENJA ILI OTKLANJANJA SVAKOG ZNAAJNIJEG TETNOG UTICAJA NA IVOTNU SREDINU ........................................................................................................................ 79 13.1 MERE PREDVIENE ZAKONSKOM REGULATIVOM ......................................................... 7913.1.1 Opasnosti pri postavljanju i korienju elektrinih instalacija ...................................79 13.1.2 Predviene mere zatite ..............................................................................................80 13.1.3 Opte obaveze.............................................................................................................82 13.1.4 Zakonska regulativa....................................................................................................83

13.2 MERE TOKOM IZVOENJA GRAEVINSKIH RADOVA ..................................................... 84 13.3 MERE U SLUAJU REDOVNOG RADA ............................................................................ 84 13.4 MERE PO PRESTNKU RADA BAZNE STANICE ................................................................. 85 14. PROGRAM PRAENJA UTICAJA NA IVOTNU SREDINU ........................ 86 15. ZAKLJUAK ........................................................................................................... 87 16. LITERATURA .......................................................................................................... 89 PRILOZI ......................................................................................................................... 90

OSNOVNI PODACI Naziv radio bazne staniceKG3179_02 - KV Novi Pazar Fabrika Ras

Lokacija radio bazne stanice

KATASTARSKI BROJ PARCELE: 207/5 K.O. Osoje

Geografska pozicija:43 07 33.2 N 20 31 41.4 E

VlasnikFabrika Deeva

I ZAKONSKA DOKUMENTACIJA

ETF - ELEKTROTEHNIKI FAKULTET U BEOGRADUBulevar kralja Aleksandra 73, PF 3554, 11120 Beograd, Srbija +381 (0) 11 - Tel 3248464, Fax 3248681, Raun 840-1438666-48, ETF-sopstveni prihodi


Na osnovu odredbi lana 107. i 109. Zakona o planiranju i izgradnji ("Slubeni glasnik RS" broj 47/2003, 34/2006), kao i shodno Odluci fakulteta, donosim:

REENJEO ODREIVANJU PROJEKTANATA NA IZRADI

STUDIJE O PROCENI UTICAJA NA IVOTNU SREDINU RADIO BAZNE STANICE MOBILNE TELEFONIJE KG3179_02 - KV Novi Pazar Fabrika RasOvlaujem Doc. dr Aleksandra Nekovia, dipl.ing. kao odgovornog projektanta, i projektante Prof. dr ora Paunovia, dipl.ing, Doc. dr Natau Nekovi, dipl.ing, Mr Mirjanu Simi, dipl.ing, Mladena Koprivicu, dipl.ing, Marka ivanovia, dipl.ing, Mr Miloa Borenovia, dipl.ing. i Jelenu Soki, dipl.ing.

za projektovanje - izradu tehnike dokumentacije. Dekan Elektrotehnikog fakulteta

Prof. dr Miodrag Popovi, dipl. ing.



Na osnovu odredbi lana 107. i 109. Zakona o planiranju i izgradnji ("Slubeni glasnik RS" broj 47/2003, 34/2006), kao i shodno Odluci fakulteta, donosim:

POTVRDUda je

STUDIJA O PROCENI UTICAJA NA IVOTNU SREDINU RADIO BAZNE STANICE MOBILNE TELEFONIJE KG3179_02 - KV Novi Pazar Fabrika Rasdalje priloena uz ovaj dokument usaglaena u svim svojim delovima.

Odgovorni projektant

Doc. dr Aleksandar Nekovi, dipl.ing.



IZJAVAO KORIENJU PROPISAPrilikom izrade priloene

STUDIJE O PROCENI UTICAJA NA IVOTNU SREDINU RADIO BAZNE STANICE MOBILNE TELEFONIJE KG3179_02 - KV Novi Pazar Fabrika Raskorieni su zakonski i podzakonski propisi, kao i meunarodne preporuke i standardi navedeni u prilogu 1 ove izjave.

Odgovorni projektant

Doc. dr Aleksandar Nekovi, dipl.ing.

Prilog 1 Izjave odgovornog projektanta o korienju propisa Prilikom izrade

STUDIJE O PROCENI UTICAJA NA IVOTNU SREDINU RADIO BAZNE STANICE MOBILNE TELEFONIJE KG3179_02 - KV Novi Pazar Fabrika Raskorieni su sledei propisi: Meunarodni propisi: Human exposures to electromagnetic fields. High frequency (10kHz to 300GHz), European prestandard ENV 50166-2, CENELEC European Committee for Electrotehnical Standardization, Januar 1995; Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic and electromagnetic fields (up to 300GHz) ICNIRP International Comission on Non-Ionizing Radiation Protection; Radiofrequency radiation, Principles and Methods of Measurements - 300kHz to 100GHz", Australian standard AS 2772.2, The Standards Association of Australia, North Sydney, 1988; Radiofrequency Radiation Exposure Limits, U.S. Federal Communications Commission Preporuke ETSI-GSM; Preporuke ETSI-UMTS; Pravilnik o radio-komunikacijama pridodat Meunarodnoj konvenciji o telekomunikacijama; Ostali relevantni propisi. Nacionalni propisi: Zakon o zatiti ivotne sredine ("Sl. glasnik RS" br. 135/2004); Zakon o proceni uticaja na ivotnu sredinu ("Sl. glasnik RS" br. 135/2004); Pravilnik o sadrini studije o proceni uticaja na ivotnu sredinu ("Sl. glasnik RS" br. 69/2005); "Radio-komunikacije - Radio-frekvencijska zraenja - Maksimalni nivoi izlaganja koji se odnose na ljude" Jugoslovenski standard sa obaveznom primenom, JUS N.NO.205, Pravilnik br. 06/01-93/178, "Sl. list SFRJ br. 50/1990"; Zakon o planiranju i izgradnji ("Sl. glasnik RS" br. 47/2003, 34/2006); Zakon o telekomunikacijama ("Sl. glasnik RS" br. 44/2003, 36/2006); Zakon o bezbednosti i zdravlju na radu ("Sl. glasnik RS" br. 101/2005); Zakon o kulturnim dobrima ("Sl. glasnik RS" br.71/1994); Zakon o zatiti od poara ("Sl. glasnik SRS" br. 37/1988, 53/1993, 67/1993, 48/1994, 101/2005); Zakon o postupanju sa otpadnim materijama ("Sl. glasnik RS" br. 25/1996, 26/1996, 101/2005); Pravilnik o nainu postupanja sa otpacima koji imaju svojstva opasnih materija ("Sl. glasnik RS" br. 12/1995); Pravilnik o dozvoljenom nivou buke u ivotnoj sredini ("Sl. glasnik RS" br. 54/1992);

Pravilnik o tehnikim normativima za temeljenje graevinskih objekata ("Sl. list SFRJ" br. 15/1990); Pravilnik o radio-stanicama koje se mogu postavljati u gradovima i naseljima gradskog karaktera ("Sl. list SFRJ" br. 9/1983); Pravilnik o postupku izdavanja dozvole za radio-stanicu i podacima i dokumentaciji koji se podnose uz zahtev za pribavljanje dozvole za radio-stanicu (Slubeni glasnik RS" br. 100/2005); Pravilnik o tehnikim merama za izgradnju, postavljanje i odravanje antenskih postrojenja ("Sl. list SFRJ" br. 1/1969); Pravilnik o tehnikim normativima za odravanje antenskih stubova ("Sl. list SFRJ" br. 65/1984); Pravilnik o tehnikim normativima za zatitu od atmosferskog pranjenja, Pravilnik o jugoslovenskim standardima za gromobranske instalacije ("Sl. list SRJ" br. 11/1996, kao i saglasno JUS IEC 1024, JUS NB4 803 i JUS NB4 810); Pravilnik o tehnikim normativima za zatitu od statikog elektriciteta ("Sl. list SFRJ" br. 62/1973); Plan namene radio-frekvencijskih opsega ("Sl. glasnik RS" br. 112/2004, 86/2008); Jugoslovenski standardi sa obaveznom primenom: JUS N.N6.xxx, posebno JUS N.N6.201; Ostali relevantni propisi.

II PROJEKTNI ZADATAK

VIP MOBILE d.o.o. Beograd Omladinskih brigada 21, 11070 Novi BeogradTel (+381 11) 2203000, Fax (+381 11) 2203001

PROJEKTNI ZADATAK za izraduSTUDIJE O PROCENI UTICAJA NA IVOTNU SREDINU RADIO BAZNE STANICE MOBILNE TELEFONIJE KG3179_02 - KV Novi Pazar Fabrika Ras

Beograd, novembar 2009.

VIP MOBILE d.o.o. Beograd Omladinskih brigada 21, 11070 Novi BeogradTel (+381 11) 2203000, Fax (+381 11) 2203001

1.

OSNOVNI PODACI O INVESTITORU I INVESTICIJIINVESTITOR VIP MOBILE DOO, Beograd Omladisnkih brigada 21, 11070 Novi Beograd Tel. (011) 2203000 Fax (011) 2203001 Direktor kompanije VIP MOBILE DOO lan Upravnog odbora Sektor Tehnike Naziv investicionog programa Alexander Sperl

Mr. Sc. Darko Parun

GSM/ UMTS mrea kompanije VIP MOBILE DOO Nova investicija

Karakter investicije

2.

OSNOVNI ZAHTEVI

U okviru ovog projekta treba realizovati studiju o proceni uticaja na ivotnu sredinu radio bazne stanice mobilne telefonije KG3179_02 - KV Novi Pazar Fabrika Ras u skladu sa Zakonom o proceni uticaja na ivotnu sredinu ("Sl. Glasnik RS" br. 135/2004) i Pravilnikom o sadrini studije o proceni uticaja na ivotnu sredinu ("Sl. glasnik RS" br. 69/2005). Ovaj projekat treba da predstavlja sastavni deo ukupne dokumentacije neophodne za dobijanje neophodnih dozvola. Projekat studije o proceni uticaja GSM/UMTS bazne stanice na ivotnu sredinu treba da sadri: a) podatke o nosiocu projekta, b) opis lokacije na kojoj se planira izvoenje projekta, c) opis projekta, d) prikaz glavnih alternativa koje je nosilac projekta razmatrao, e) prikaz stanja ivotne sredine na lokaciji i blioj okolini (mikro i makro lokacija), f) opis moguih znaajnih uticaja projekta na ivotnu sredinu, g) procenu uticaja na ivotnu sredinu u sluaju udesa, h) opis mera predvienih u cilju spreavanja, smanjenja i otklanjanja svakog znaajnijeg tetnog uticaja na ivotnu sredinu, i) program praenja uticaja na ivotnu sredinu,

j) netehniki krai prikaz podataka navedenih u takama b) do i), k) podatke o tehnikim nedostacima ili nepostojanju odgovarajuih strunih znanja i vetina ili nemogunosti da se pribave odgovarajui podaci.

3.

ZAKONSKA REGULATIVA

Studiju o proceni uticaja na ivotnu sredinu radio bazne stanice mobilne telefonije KG3179_02 - KV Novi Pazar Fabrika Ras treba uraditi u skladu sa reenjem o odreivanju obima i sadraja studije o proceni uticaja na ivotnu sredinu, kao i u skladu sa vaeim propisima, pre svega u skladu sa Zakonom o zatiti ivotne sredine ("Sl. glasnik RS" br. 135/2004), Zakonom o proceni uticaja na ivotnu sredinu ("Sl. glasnik RS" br. 135/2004), Zakonom o bezbednosti i zdravlju na radu ("Sl. glasnik RS" br. 101/2005), Zakonom o planiranju i izgradnji ("Sl. glasnik RS" br. 47/2003, 34/2006), Zakonom o telekomunikacijama ("Sl. glasnik RS" br. 44/2003, 36/2006) i drugim podzakonskim aktima i propisima iz oblasti telekomunikacija, propisima koji se odnose na oblast izrade tehnike dokumentacije, itd.

4.

POSEBNI USLOVI

Studija o proceni uticaja na ivotnu sredinu radio bazne stanice mobilne telefonije KG3179_02 - KV Novi Pazar Fabrika Ras mora biti uraena u skladu sa prethodnim dokumentima koji su ve razmatrani od strane Revizionih komisija. Studija o proceni uticaja na ivotnu sredinu radio bazne stanice mobilne telefonije KG3179_02 - KV Novi Pazar Fabrika Ras podlee postupku ocene do strane nadlene Tehnike komisije, a u smislu Zakona o proceni uticaja na ivotnu sredinu (Sl. Glasnik RS br. 135/2004). Projektant je duan da postupi po primedbama Tehnike komisije.

Beograd, 09.11.2009.god.

lan Upravnog odbora Sektor Tehnike _________________ Mr. Sc. Darko Parun

III PROJEKAT

Studija o proceni uticaja na ivotnu sredinu bazne stanice "KG3179_02 - KV Novi Pazar Fabrika Ras"

1. UVODKompanija VIP MOBILE d.o.o, (deo MOBILCOM Austria grupe) angaovalo je Elektrotehniki fakultet u Beogradu (u daljem tekstu ETF) da razmotri problem zatite ivotne sredine u okviru GSM/UMTS sistema VIP MOBILE. Posebno za namene zatite i procene uticaja elektromagnetnog zraenja na ivotnu sredinu, strunjaci VIP MOBILE i ETF dopunski se koluju i usavravaju, prate najnoviju literaturu i uestvuju u radu najpoznatijih svetskih konferencija iz ove oblasti. U okviru ovog projekta dat je prikaz stanja u ovoj oblasti nauke u svetu, kao i predlog mera za spreavanje ili smanjivanje negativnih uticaja koje VIP MOBILE treba da preduzima u toku izgradnje i eksploatacije svog GSM/UMTS sistema javne mobilne telefonije. Studija o proceni uticaja na ivotnu sredinu bazne stanice mobilne telefonije KG3179_02 - KV Novi Pazar Fabrika Ras izloena je u esnaest glava. U okviru druge glave izloena je osnovna koncepcija GSM/UMTS mree. Tehnike karakteristike baznih stanica koje se koriste u okviru VIP MOBILE razmotrene su u treoj glavi. Uticaj elektromagnetnog zraenja GSM/UMTS baznih stanica i pripadajuih predajnika radiorelejnih veza na ivotnu sredinu i tehnike ureaje razmotren je u etvrtoj glavi. Metodologija prorauna intenziteta elektromagnetne emisije u lokalnoj zoni radio-predajnika (bazne stanice) data je u glavi 5. Podaci o nosiocu projekta nalaze se u glavi est. Opis lokacije na kojoj se planira instalacija predmetne bazne stanice dat je u glavi sedam, dok je opis samog projekta tema osme glave. U glavi devet dat je prikaz osnovnih alteranativa. Prikaz stanja ivotne sredine na lokaciji i blioj okolini dat je u glavi 10, dok je u glavi 11 dat opis moguih znaajnih uticaja projekta na ivotnu sredinu. Procena uticaja na ivotnu sredinu u sluaju udesa i opis mera predvienih u cilju spreavanja, smanjenja ili otklanjanja tetnih uticaja na ivotnu sredinu dati su u glavama dvanaest i trinaest, respektivno. Glava etrnaest sadri program praenja uticaja na ivotnu sredinu, dok glava petnaest sadri zakljuak. Na kraju je dat spisak koriene literature (glava esnaest).

Elektrotehniki fakultet Univerziteta u Beogradu

1


2. TEHNIKO-TEHNOLOKA KONCEPCIJA GSM/UMTS MREE I PRIMENJENI STANDARD2.1 NASTANAK GSM SISTEMA Nordijske PTT organizacije predloile su CEPT-u (Conference Europeenne des Postes et Telecommunications), 1982. god., da specificira zajedniki Evropski telekomunikacioni servis u opsegu 900MHz. Neposredno potom osnovana je GSM grupa za standardizaciju sa ciljem da razradi specifikacije za novi pan-Evropski mobilni radio-sistem. U periodu od 1982. do 1987. voene su rasprave o koncepciji sistema. Odlueno je da novi sistem bude digitalan i baziran na uskopojasnoj TDMA (Time Division Multiple Access) tehnici. U isto vreme, prvih 13 zemalja potpisalo je MoU (Memorandum of Understanding) obavezujui se pri tome da e ispunjavati propisane specifikacije i da e instalirati GSM (Global System for Mobile Communication) sistem na svojoj teritoriji. Na ovaj nain obezbeeno je veliko potencijalno trite. U kasnijem razvoju GSM-a izvrena je specifikacija PCN (Personal Communication Network) odnosno DCS 1800 sistema (Digital Cellular System) za frekvencijski opseg 1800MHz i PCS sistema (Personal Communication Services) za opseg 1900MHz (USA). Konano, specificiran je i tzv. GSM 400 frekvencijski opseg. U tehnolokom smislu GSM sistem je u osnovi moderan digitalni sistem sa frekvencijskom i vremenskom raspodelom kanala u radio-opsegu (FDMA/TDMA) sa 8 vremenskih slotova po jednom radio-nosiocu, to znai da jedan radio-kanal podrava 8 tzv. fizikih kanala koji mogu biti saobraajni ili kontrolni kanali. Pri tome, GSM sistem ima i neke elemente tehnike proirenog spektra (FHSS) poto moe da koristi i frekvencijsko skakanje po skupu raspoloivih radio-kanala. U generacijskom smislu osnovna verzija GSM sistema spada u radio-sisteme takozvane 2. generacije (2G). U nastavku izlaganja dat je kratak opis tehnikih osnova GSM mobilne mree na nain kako su definisani od strane GSM MoU udruenja i kroz odgovarajue ETSI standarde. Svi specificirani elementi i interfejsi bie implementirani u GSM mrei VIP MOBILE-a.


2


2.2 ARHITEKTURA I OSNOVNI ELEMENTI GSM MREE 2.2.1 snovne postavke Koncepcija GSM mree bazirana je na klasinoj arhitekturi elijske radio-mree. Osnovna jedinica ovakve mree je elija. U cilju pokrivanja eljene teritorije, servisne zone osnovnih elija se udruuju i na taj nain formiraju jedinstven sistem. U optem smislu, svaka elija ima svoju baznu stanicu (BTS - Base Transceiver Station) koja emituje servis koristei dodeljenu grupu radio-kanala. Radio-kanali dodeljeni jednoj eliji se razlikuju od radiokanala dodeljenih susednim elijama. Jedna ili vie baznih stanica koje su postavljene u neposrednoj blizini, koje koriste istu prostoriju ili deo zgrade, koje su montirane u iste montane ormane ili kontejnere, koje koriste isti antenski stub, itd., u prostorno-teritorijalnom smislu formiraju lokaciju (Site). U sistemskom smislu odreene bazne stanice formiraju grupu kojom upravlja jedan kontroler baznih stanica (BSC - Base Station Controller). BSC takoe realizuje i funkcije kao to je na primer handover (prelaz mobilne stanice (MS - Mobile Station) iz jedne u drugu eliju) i sl. Kontroleri baznih stanica se povezuju na upravljako-komutacioni sistem (SS Switching System) ija je uloga da realizuje neophodne signalizacije u sistemu, kao i da obavlja funkcije upravljanja, kontrole i preusmeravanja saobraaja (bilo po principu komutacije kola, bilo po principu komutacije paketa), kako u okviru sopstvene mree, tako i prema drugim mreama (npr., PSTN-u, ISDN-u, Internetu i sl.). Dodatno, SS ostvaruje direktnu komunikaciju sa mobilnom stanicom u fazama uspostave, odravanja i raskida veze, kao i po pitanjima mobilnosti pojedinih jedinica. Na Slici 2.1 data je blok ema jedne tipine GSM mree, sa opisom osnovnih blokova u nastavku teksta. 2.2.2 elijska bazna stanica - BTS Osnovna funkcija BTS je da obezbedi predaju i prijem radio-signala u okviru pripadajue elije. elija koju opsluuje BTS moe biti omnidirekciona ili sektorska. Da bi se zadovoljio zahtev u pogledu kapaciteta saobraaja, bazna stanica moe imati jedan ili vie primo-predajnika. Posebno treba naglasiti da se u okviru UMTS terminologije ravnopravno sa terminom bazna stanica koristi se i termin nod B. 2.2.3 Kontroler baznih stanica - BSC Kontroler baznih stanica je element mree koji se nalazi izmeu SS-a i BTS-ova. Osnovna funkcija BSC-a je sprovoenje funkcije handover-a. Naime, u toku ostvarivanja veze mobilni korisnik moe izai iz zone elije koja ga opsluuje i ui u zonu neke od susednih elija. U ovakvom sluaju BSC ima zadatak da gotovo neprimetno (sa stanovita korisnika) izvri promenu aktivne bazne stanice. Tokom uspostavljene veze, mobilna stanica oslukuje susedne bazne stanice koje pripadaju istoj GSM mrei i kontinualno alje izvetaje o izmerenom kvalitetu signala aktivne i susednih baznih stanica BSC-u. Ovakvi postupci omoguavaju donoenje kvalitetnih odluka, u realnom vremenu, za veliki broj funkcija koje ima BSC. Jedna od funkcija BSC u okviru GSM mree je da sprovodi dinamiku kontrolu snage mobilnih stanica, a opciono i baznih stanica. Na ovaj nain smanjuje se snaga zraenja pojedinih stanica minimizirajui na taj nain interferenciju prema drugim GSM korisnicima. Pri tome se takoe potronja baterije svodi na minimum i istovremeno poveava kvalitet veze. U okviru ETSI standarda topologija BSC-a nije definisana (da li je centralizovana ili decentralizovana) tako da je svakom GSM proizvoau ostavljena mogunost da sam implementira i dimenzionie svoj BSC. U centralizovanoj arhitekturi BSC je najee kolociran sa SS, dok je u decentralizovanojElektrotehniki fakultet Univerziteta u Beogradu 3


arhitekturi vie udaljenih BSC jedinica povezano na jedan SS. U okviru GSM mree VIP MOBILE za sada e se primenjivati centralizovana arhitektura.

Slika 2.1: Blok ema tipine GSM mree 2.2.4 Upravljako-komutacioni sistem - SS Upravljako-komutacioni sistem (SS) koga po pravilu ini vie upravljakokomutacionih centara predstavlja srce GSM radio-mree u kome se sprovode funkcije rutiranja poruke od izvorita do odredita. U sutini SS u potpunosti upravlja procesima uspostavljanja, odravanja i raskidanja veze. Takoe, SS je odgovoran za funkcije handover-a koje se obavljaju izmeu dva MGW (Media Gateway-a), funkcije tarifiranja i obraunavanja, za dodatne servise itd. Pored toga, u njemu se realizuju i interfejsi izmeu GSM mree i drugih mrea. Jedan upravljako-komutacioni centar se moe povezivati sa drugim upravljako-komutacionim centrom koji pripada bilo istoj GSM mrei bilo nekoj drugoj GSM mrei. Osnovni elementi jednog upravljako-komutacionog centra su dva logika entiteta: MGW (Media Gateway) i MSC (MSC Server). Kontrolna logika je smetena u MSC Serveru, a stvarna matrica komutiranja u MGW voru. Ovi logiki entiteti mogu biti implementirani u istoj ili odvojenim fizikim jedinicama. Razdvajanje kontrolnog saobraaja i saobraaja podataka omoguava da mrea rutere efikasnije iskoristi za podatke kod kojih se oekuju veliki protoci, a da se kontrolnim porukama relativno malog obima upravlja na drugim mestima. U okviru svake GSM mree postoji vie povezanih veoma vanih baza podataka u kojima se uvaju relevantni podaci o korisnicima. Svakoj od ovih baza pridrueni su i odgovarajui hardverski i softverski resursi koji obezbeuju njihov rad. To su: Registar matinih korisnika - HLR (engl. Home Location Register) sadri informacije o korisnicima koji pripadaju matinoj mrei. U bliskoj vezi sa HLR je Centar za proveru autentinosti - AUC (engl. Authentification Centre)Elektrotehniki fakultet Univerziteta u Beogradu 4


koji obezbeuje potrebne informacije u cilju identifikacije korisnika i njegovih servisnih prava. Registar gostujuih korisnika (preciznije, registar trenutno aktivnih korisnika) - VLR (engl. Visitor Location Register) sadri informacije o tipu korisnika, o dopunskim servisima, kao i o lokaciji aktivnih korisnika u okviru dela mree (dela mree koji opsluuje nadreeni MSC Server). Registar identifikacije ureaja - EIR (engl. Equipment Identity Register) sadri informacije o tipu mobilne stanice koja se koristi. Registar lokacija za povezivanje - ILR (engl. Interworking Location Register) ima namenu da se preko njega razmenjuju informacije izmeu GSM mree i drugih mrea koje rade prema razliitim standardima. Centar za prenos kratkih poruka - SMS-C (engl. Short Message Service-Centre) je specifian deo GSM mree preko koga se mogu primati ili slati kratke alfanumerike poruke duine do 160 karaktera. Poruke se od/do mobilne jedinice alju preko kontrolnog kanala radio-interfejsa. Mobilna inteligentna mrea - MIN (engl. Mobile Intelligent Network) u okviru GSM mree omoguava dodatne servise kao to su na primer: virtuelna privatna mrea VPN (Virtual Private Network) u okviru koje je mogue organizovati posebne grupe korisnika sa posebnom tarifom i posebnim servisima (npr., skraeno biranje), IN tarifiranje, tarifiranje poziva pozvanom uesniku, korienje resursa mree upotrebom kreditne kartice itd. Sistem govorne pote VMS (engl. Voice Mail System) se realizuje kao posebna celina, pridruena SS-u. U okviru SS ili u vezi sa njim postoji i niz drugih organizacionih celina, koje zbog ogranienog prostora ne mogu biti objanjene na ovom mestu.

2.3 EVOLUCIJA GSM SISTEMA KA 3G SISTEMIMA2.3.1 Uvod GSM je standard koji se stalno modifikuje i evoluira u cilju zadovoljavanja sve veih i sve raznovrsnijih potreba korisnika, obezbeujui na taj nain svoj kontinuirani rast. Kao takav on predstavlja izuzetno dobru osnovu za primenu novih tehnologija u oblasti javnih mobilnih sistema. Uzimajui u obzir svetske trendove, evolucija GSM sistema podrazumeva postepenu vremenski razdvojenu primenu sledeih tehnologija: GPRS (General Packet Radio Services), EDGE (Enhanced Data for GSM Evolution), i 3GSM (tehnologija 3G mobilnih sistema primenjena na evoluiranoj GSM strukturi). U nastavku teksta bie u najkraem opisana svaka od navedenih tehnologija. Naravno, servisi koji su uvedenu u okviru druge generacije GSM-a primanjivae se i u novim tehnolokim nadogradnjama sistema.


5


2.3.2 GPRS GPRS (General Packet Radio Services) tehnologija uvodi novi negovorni servis iz grupe dodatnih znaajnih servisa kojim se omoguava paketski prenos podataka unutar javne mobilne mree. Kao takav, GPRS predstavlja nadgradnju GSM sistema u odnosu na postojei prenos podataka komutacijom kola i SMS servis. Preciznije, kroz GPRS tehnologiju uvodi se paketski prenos podataka na radio-ineterfejsu u okviru standardne GSM mree, to predstavlja sutinski napredak. Kao to je poznato iz iskustva fiksnih sistema, korienjem paketskog prenosa podataka moe se znatno poveati efikasnost korienja dragocenog radiospektra. Kao veliku prednost, posebno treba naglasiti da se GPRS uvodi na relativno jednostavan nain. Pri tome se nesmetano koristi standardna elijska struktura. Nije neophodno ni novo frekvencijsko planiranje. U okviru GSM sistema GPRS se realizuje na taj nain to se vri udruivanje vie vremenskih slotova u okviru jednog radio-nosioca i na taj nain omoguava vei protok podataka. U radio-interfejsu koristi se isti tip modulacije (Gaussian Minimium Shift Keying) kao i sluaju klasinog prenosa govornog signala. Teorijski, maksimalan protok koji se moe ostvariti na fizikom nivou primenom GPRS-a iznosi 160kbs (sa stanovita korisnika 115kbs), pri emu se u okviru jednog radio-nosioca koristi svih 8 vremenskih slotova. Navedeni protok je oko tri puta vei od maksimalnih protoka koji se mogu ostvariti u dananjim fiksnim mreama sa standardnim analognim telefonskim prisupom i oko 10 puta vei od protoka koji se moe ostvariti komutacijom kola u okviru postojeih GSM mrea. S obzirom na injenicu da se podaci primenom GPRS prenose bre, bez biranja odreenog broja i znatno efikasnije nego do sada, korisnicima se omoguava jeftiniji servis prenosa podataka. Ipak, treba napomenuti da su u praksi raspoloivi protoci ipak znatno manji (tipino 4050kbps). Naime, iz razloga zahtevanih kapaciteta saobraaja malo je verovatno da e operateri dozvoliti nekom korisniku da koristi svih 8 vremenskih slotova na jednom radionosiocu. U okviru GPRS servisa veza se uspostavlja veoma brzo (nema potrebe za biranjem nekog broja) tako da se podaci mogu primati ili slati ba u onim trenucima kada se za tim ukae potreba. Pri tome se ne uspostavlja tzv. dial-up veza. To praktino znai da su GPRS korisnici uvek na vezi. Brzo uspostavljanje veze je znaajna prednost GPRS-a (takoe i SMS-a) u poreenju sa prenosom podataka komutacijom kola. Za vremenski kritine aplikacije, kao to je npr. autorizacija kreditne kartice, neprihvatljivo je da korisnik eka u pojedinim sluajevima dodatnih 30 sekundi. GPRS tehnologija omoguava primenu servisa koji do sada praktino nisu bili ostvarivi, bilo zbog ogranienog protoka (komutacijom kola 9.6kbs), bilo zbog ograniene duine poruke (SMS - 160 karaktera). GPRS prvi put u mobilnim mreama omoguava potpuno korienje Interneta i njegovih servisa. Praktino, mobilni telefoni mogu da se smatraju mobilnim host-ovima, pri emu svaki GPRS terminal potencijalno moe da ima svoju IP adresu. Sa stanovita upravljako-komutacionog sistema, prilikom realizacije GPRS-a u okviru postojee GSM mree neophodna je instalacija dva dodatna elemenata koji su: GPRS gateway GGSN (Gateway GPRS Service Node), i GPRS server - SGSN (Serving GPRS Service Node). Kao to mu samo ime kae, GPRS gateway - GGSN ima ulogu gatewaya izmeu GPRS mree i drugih javnih mrea za prenos podataka (npr., IP i X.25 mrea). Takoe, GGSN omoguava povezivanje sa drugim GPRS mreama u cilju lakeg sprovoenja procedure GPRS roaming-a. Sa druge strane GPRS server SGSN vri rutiranje paketaElektrotehniki fakultet Univerziteta u Beogradu 6


korisnika u okviru svog servisnog podruja. Nain povezivanja GGSN i SGSN elemenata u postojeu GSM mreu ilustrovan je na Slici 2.2. Pored navedenog, u okviru GSM mree potrebno je napraviti jo neke tehnike promene, kao to je dodavanje jedinice za kontrolu protoka podataka PCU (Packet Control Unit) koja se instalira u okviru BSS, dodavanje funkcije za kontrolu mobilnosti u cilju lociranja mobilne GPRS stanice, instaliranje novog radio-interfejsa za paketski saobraaj, instalacija novih funkcija kriptozatite, realizacija GPRS specifine signalizacije itd.

BTS

BSC

MSC/VLR

IAS IP IP NetNetwork work

MS

HLR

SGSN

Backbone Backbone

GGSN

Slika 2.2: Ilustarcija naina uvoenja GPRS-a u postojeu GSM mreu to se tice GSM mree VIP MOBILE, korisnicima je omogueno korienje GPRS servisa. 2.3.3 EDGE EDGE (Enhanced Data Rates for Global Evolution) tehnologija predstavlja, posle GPRS-a, sledei evolutivni korak postojeih GSM sistema prema 3G sistemima. U okviru EDGE-a dolazi do promena na osnovnom fizikom nivou radio-interfejsa, pri emu se maksimalni mogui protok podataka do pojedinanog korisnika znaajno poveava. To poveanje iznosi oko tri puta u odnosu na protoke ostvarene u okviru GPRS-a, to praktino znai da se tri puta vei broj korisnika prenosa podataka moe opsluiti. Pri tome se struktura i naini realizacije servisa praktino ne menjaju. U osnovi, u okviru EDGE-a uvode se novi tip modulacije i novi tip kanalskog kodovanja na radio-interfejsu koji omoguavaju kako paketsku komutaciju, tako i komutaciju kola za potrebe ostvarivanja prenosa govornih informacija i prenosa podataka. EDGE praktino predstavlja nadogradnju GPRS-a. Pri tome, u okviru EDGE striktno se potuju TDMA struktura rama, irina radio-kanala (200kHz), struktura logikih kanala, kao i sistemski mehanizmi primenjeni u okviru GPRS-a. Ipak, treba primetiti da se, u koncepcijskom smislu, GPRS-om uvode znaajnije promene u GSM nego EDGE-om (prvi put se u okviru GSM sistema uvodi paketski prenos podataka), ali da EDGE omoguava vee protoke podataka. U okviru GSM sistema druge generacije, za prenos signala na radio-interfejsu koristi se GMSK (Gaussian minimum shift keying) modulacija koja predstavlja jednu vrstu fazne modulacije. U okviru GMSK modulacije svakom emitovanom simbolu odgovara jedan bit,Elektrotehniki fakultet Univerziteta u Beogradu 7


odnosno svaki pomeraj faze odgovara jednom bitu. Sa druge strane, u okviru EDGE tehnologije koristi se 8PSK (8-phase shift keying) modulacija u okviru koje svakoj grupi od tri uzastopna bita odgovara jedan simbol. Protok simbola u okviru EDGE tehnologije i standardnog GSM-a je identian, to praktino znai da je ukupni bitski protok u okviru EDGE-a tri puta vei u odnosu na standardni GSM. Uporedni prikaz GMSK i 8PSK modulacija dat je na Slici 2.3. Konkretno, primenom EDGE-a, sa stanovita korisnika moe se ostvariti maksimalni protok podataka od 384kbs (u okviru GPRS-a 115kbs), a teorijski na fizikom nivou 473.6kbs (GPRS 160kbs).

Slika 2.3: Uporedni prikaz GMSK i 8PSK modulacija. Kao i u sluaju GPRS-a, u GSM mrei VIP MOBILE korienje EDGE servisa je omogueno korisnicima. 2.3.4 3GSM

Sistemi tree generacije - 3G (3G varijanta sistema implentirana na tlu Evrope naziva se UMTS) treba da omogue mobilnim korisnicima znatno vee protoke podataka (a samim tim i iroku paletu novih servisa) u odnosu na 2G i 2.5G sisteme (GSM, GPRS, EDGE). Za razliku od TDMA (Time Division Multiple Access) tehnike viestrukog pristupa primenjenog u GSM, GPRS i EDGE sistemima, u okviru 3G sistema primenjuje se tehnika viestrukog pristupa bazirana na kodnoj raspodeli (CDMA - Code Division Multiple Access) u okviru koje je realno mogue ostvariti vee protoke podataka na radio-interfejsu. Za razliku od GPRS i EDGE tehnologija u okviru kojih je paketski prenos podataka realizovan preko mree sa komutacijom kola, u okviru 3G sistema bie realizovana prava paketska mrea. Pri tome, 3G mrea omoguava prenos daleko veeg broja paketa, sa protocima do 2Mbps (uvoenjem tzv. HSDPA-High Speed Data Packet Access tehnologije ostvaruju se protoci i do 13.98Mbit/s). Treba napomenuti i to da vrlo bitan aspekt razvoja 3G sistema predstavljaju i korisniki ureaji. Dananji GPRS mobilni ureaji uglavnom su bazirani na servisima ponuenim korisnicima u okviru GSM sistema druge generacije. Korisnike jedinice 3G sistema su bazirane uglavnom na video prenosu. Sa stanovita korisnika, prelaz sa GPRS-a na 3G sisteme je revolucionarniji nego prelaz sa GSM sistema druge generacije na GPRS. GPRS u okviru mobilne mree korisnicima prua prenos podataka uporediv sa servisom prenosa podataka u fiksnimElektrotehniki fakultet Univerziteta u Beogradu 8


telekomunikacionim mreama. U okviru 3G mree omoguen je znatno vei protok podataka, to praktino ostavlja dosta prostora i za uvoenje potpuno novih servisa. Za razliku od 2G i 2.5G sistema u okviru kojih je mobilni operater korisnicima uglavnom pruao kompletan servis, u okviru 3G sistema mobilni operateri e pruati samo uslugu prenosa podataka, a konkretan servis mogu realizovati druge kompanije (ak i bez uea mobilnog operatera). S obzirom na veliku popularnost GSM-a, kao i na veliki broj instalacija u svetu, GSM je praktino ve evoluirao ka 3G sistemu. Realizacija 3G sistema na osnovama GSM mree esto se oznaava kao 3GSM. Treba naglasiti da je do danas preko 85% svih svetskih mobilnih operatera izabralo 3GSM tehnologiju kao osnovu za realizaciju 3G servisa. ITU je definisao minimalne zahteve po pitanju protoka podataka u okviru IMT-2000 standarda. U zavisnosti od stepena mobilnosti mobilnog korisnika razlikuju se sledei sluajevi: Visoka mobilnost korisnika zahteva se minimalan protok od 144kbs u ruralnom okruenju na otvorenom. Pri tome, podrazumeva se da se korisnik ne kree bre od 120km na sat. Potpuna mobilnost korisnika zahteva se minimalan protok od 384kbs za korisnika koji se kree brzinom manjom od 120km u urbanom orkuenju na otvorenom. Ograniena mobilnost korisnika zahteva se minimalan protok od 2Mbs za korisnika koji se kree brzinom manjom od 10km na sat unutar zgrade ili na manjem ogranienom otvorenom prostoru. Posebno treba primetiti da kada se govori o maksimalnim protocima omoguenim u okviru 3G sistema, misli se na korisnika ograniene mobilnosti. U sutini, pravi potencijal 3G tehnologije doi e do izraaja ba u zatvorenom prostoru i manjim otvorenim prostorima. U pogledu radio-mree, za potrebe realizacije 3G (UMTS) sistema, u maksimalnoj moguoj meri koristi se postojea ve izgraena infrastruktura za potrebe GSM-a (lokacije baznih stanica za koje ve postoje ugovori i potrebne dozvole, antenski stubovi, napajanje, itd.). Treba primetiti da 3G (UMTS) sistemi podrazumevaju znatno vei broj baznih stanica na istoj teritoriji u odnosu na standardne GSM sisteme. To praktino znai da operateri koji imaju ve razvijene mree GSM 1800, to je sluaj sa GSM mreom VIP MOBILE, zbog manjih elija sistema imaju znaajnu prednost u odnosu na one operatere koji primenjuju iskljuivo GSM 900 mreu.

2.4 SADANJE STANJE GSM/UMTS SISTEMA U SVETUU proteklih nekoliko godina broj korisnika javnih mobilnih radio-mrea beleio je bri rast nego to se, prema pojedinim analizama trita, moglo oekivati. U Tabeli 2.1, dat je statistiki prikaz rasta broja mobilnih korisnika prema znaajnijim tipovima mobilnih radiosistema. Na osnovu navedene tabele vie je nego jasno da su GSM/UMTS sistemi najzastupljeniji u svetu. Danas, od ukupnog broja mobilnih korisnika u svetu preko 88,2% korisnika koristi sisteme bazirane na GSM/UMTS tehologiji. Broj korisnika u GSM mreama prevaziao je maginu cifru od jedne milijarde korisnika u etvrtom kvartalu 2003, drugu milijardu u treem kvartalu 2006, dok je zahvaljujui daljem ekspanzivnom rastu, trea milijarda korisnika GSM/UMTS sistema dostignuta u prvom kvartalu 2008.

NumberElektrotehniki fakultet Univerziteta u Beogradu

Percentage9


World cdmaOne CDMA2000 1X CDMA2000 1xEV-DO CDMA2000 1xEV-DO Rev. A GSM UMTS UMTS HSPA TDMA PDC iDEN Analog

3,804,064,939 6,953,459 292,839,706 106,348,820 3,229,839 3,059,133,102 240,352,034 57,965,067 2,198,457 6,669,884 28,065,549 309,621

0.18% 7.70% 2.80% 0.08% 80.42% 6.32% 1.52% 0.06% 0.18% 0.74% 0.01%

III kvartal 2008 (izvor GSM MoU)

Tabela 2.1: Komparativna analiza preraspodele mobilnih korisnika prema tipovima sistema U okviru Tabele 2.2, data je komparativna analiza preraspodele GSM mobilnih korisnika prema regionima sveta. U svetu danas ima preko 860 javnih mobilnih mrea u preko 220 zemalja, odnosno regiona. Procentualno, najvei broj korisnika GSM sistemi opsluuju na podruju Evrope i Azije. Na podruju Evrope danas ima preko 150 operatera javnih GSM/UMTS mobilnih mrea u preko 50 drava/regiona koje opsluuju preko 924 miliona korisnika. Broj mobilnih korisnika na tlu Evrope prevazilazi 85% od ukupnog broja stanovnika. Pri tome, u 25 zemalja, taj procenat je i znatno preko 100%. Sadanji mobilni 2G i 2.5G sistemi koji zahvaljujui stalnom tehnolokom napredku evoluiranju ka 3GSM (UMTS) sistemima, bie sigurno sistemi koji e se i narednih godina najvie implementirati i koristiti u svetu. World Africa Americas Asia Pacific Europe: Eastern Europe: Western Middle East USA/Canada Number 3,804,064,939 340,781,354 430,149,046 1,618,229,953 425,011,242 499,297,637 204,695,402 286,074,805 Percentage 9% 11% 43% 11% 13% 5% 8%

Tabela 2.2: Komparativna analiza preraspodele GSM/UMTS mobilnih korisnika prema regionima Na teritoriji Republike Srbije u operativnom radu su tri javna mobilna operatera i to: Mobilna Telefonija Srbije (MTS), Telenor i VIP MOBILE. Sva tri operatera implementirala su kako GSM sisteme (ukljuujui GPRS i EDGE tehnologije i servise) tako i 3GSM (UMTS) tehnologiju i servise.


10


2.5 FREKVENCIJSKI OPSEZI 2.5.1. GSM frekvencijski opsezi 2.5.1.1 Stanje u svetu GSM sistemi u svom radio-delu danas koriste vie razliitih frekvencijskih opsega. U Evropi i svuda u svetu, osim u USA, uglavnom se koriste opsezi oko 900 i oko 1800 MHz (nazivi odgovarajuih sistema su GSM 900 i GSM 1800/DCS 1800). Osnovni GSM 900 opseg, koji podrazumeva 124 dupleksna radio-kanala, oznaava se kao P-GSM. Kasnijim proirenjem osnovnog opsega sa dodatnih 49 GSM kanala, definisan je tzv. E-GSM. Sa druge strane, za potrebe eleznikog transporta, uveden je poseban opseg GSM-R. U USA se za GSM koristi opseg oko 1900 MHz (naziv odgovarajueg sistema je GSM 1900). U oktobru 1999. standardizovani su i takozvani GSM 450 MHz i GSM 480 MHz opsezi, sa nominalnim nazivom sistema GSM 400. Osnovna intencija otvaranja ovih GSM opsega je bila zamena mnogobrojnih NMT 450 sistema modernijim GSM sistemima u istom opsegu. Pored navedenih opsega, standardom definisani su i tzv. opsezi GSM 850, GSM 710 i GSM 750 . Tane granice svih GSM opsega navedene su u Tabeli 2.3 Tip GSM mree GSM-450 GSM-480 GSM-710 GSM-750 GSM-850 P-GSM-900 E-GSM-900 R-GSM-900 DCS-1800 PCS-1900*

Opseg 450 480 710 750 850 900 900 900 1800 1900

Frekvencijski opseg uplink / downlink* 450.4457.6 460.4467.6 478.8486.0 488.8496.0 698.0716.0 728.0746.0 747.0762.0 777.0792.0 824.0849.0 869.0894.0 890.0915.0 935.0960.0 880.0915.0 925.0960.0 876.0915.0 921.0960.0 1710.01785.0 1805.01880.0 1850.01910.0 1930.01990.0

Redni brojevi kanala 259293 306340 dynamic 438511 128251 1124 9751023, 0-124 9551023, 0-124 512885 512810

uplink (smer predaje od mobilne ka baznoj stanici), downlink (smer predaje od bazne stanice ka mobilnoj)

Tabela 2.3: Granice frekvencijskih opsega GSM sistema


11


2.5.1.2

GSM opsezi dodeljeni kompaniji VIP-MOBILE

U velikom broju zemalja za potrebe GSM sistema nisu od poetka rada GSM mrea dodeljivani kompletni predvieni opsezi, ve samo njegovi pojedini delovi. Takva je situacija i u Republici Srbiji. Razmak izmeu uzastopnih radio-nosilaca (raster) u GSM sistemu iznosi 200 kHz. GSM sistem je realizovan u TDMA tehnici sa 8 vremenskih slotova po jednom radio-nosiocu, to znai da jedan radio-kanal podrava 8 tzv. fizikih kanala. U okviru svakog fizikog kanala realizuje se tzv. logiki kanal. Svaki logiki kanal ima tano specificiranu namenu: za prenos govora, za signaliziranje u fazi uspostave veze, za pejding itd. U okviru GSM sistema razlikuje se 11 tipova logikih kanala. Dva tipa se koriste kao saobraajni kanali (TCH - Traffic Channel), dok se preostalih 9 koriste kao kontrolni kanali. Licencom koja je dodeljena kompaniji VIP MOBILE predvieno je da GSM900/GSM1800 mrea dobije na raspolaganje za svoje potrebe: 1. frekvencijski opseg u ukupnoj irini od 2*4.2 MHz (21 dupleksni radio-kanal) u P-GSM frekvencijskm podruju 900 MHz i to 890.1 - 894.3 MHz 935.1 - 939.3 MHz (uplink - smer od mobilne jedinice ka baznoj stanici), i (downlink - smer od bazne stanice ka mobilnoj jedinici).

Dodeljeni frekvencijski opseg, prema GSM specifikacijama odgovara GSM kanalima sa rednim brojevima od 1 do 21. 2. frekvencijski opseg u ukupnoj irini od 2*20.0 MHz (100 dupleksnih radio-kanala) u GSM frekvencijskm podruju 1800MHz i to 1740.1-1760.1 MHz 1835.1-1855.1 MHz (uplink - smer od mobilne jedinice ka baznoj stanici), i (downlink - smer od bazne stanice ka mobilnoj jedinici).

Dodeljeni frekvencijski opseg, prema GSM specifikacijama odgovara GSM/DCS kanalima sa rednim brojevima od 662 do 761. U okviru GSM/UMTS mree kompanije VIP MOBILE vri se instalacija baznih stanica koje rade kako u opsegu GSM 900, tako i u opsegu GSM 1800. Na slici 2.4 grafiki je prikazan navedeni opseg frekvencija u odnosu na druge korisnike GSM 900 frekvencijskog podruja. Sa druge strane, na slici 2.5 prikazan je raspored odobrenih opsega za korisnike GSM 1800 frekvencijskog podruja.


12


Slika 2.4: Raspored odobrenih GSM i drugih opsega u GSM 900 frekvencijskom podruju

DONJI FREKVENCIJSKI OPSEG

TELENOR10 MHz 10 MHz

TELEKOM75 MHz 9.8 MHz

VIP20 MHz 24.9 MHz

GSM1710.1 MHz 1720.1 MHz

GSM1730.1 MHz 1739.9 MHz 1740.1 MHz

GSM1760.1 MHz

GORNJI FREKVENCIJSKI OPSEG

TELENOR10 MHz 10 MHz

TELEKOM75 MHz 9.8 MHz

VIP20 MHz 24.9 MHz

GSM1805.1 MHz 1815.1 MHz

GSM1825.1 MHz 1834.9 MHz 1835.1 MHz

GSM1855.1 MHz 1880 MHz

Slika 2.5: Raspored odobrenih GSM opsega u GSM 1800 frekvencijskom podrujuElektrotehniki fakultet Univerziteta u Beogradu 13


2.5.2 UMTS frekvencijski opsezi 2.5.2.1 Stanje u svetu

Mree tree generacije (3G) razvijaju se u okviru globalnog standrda IMT-2000 koji je zamiljen tako da omogui komunikacije velikih protoka sa multimedijalnim servisima visokog kvaliteta i globalnom roaming podrkom. Sutinski posmatrano, IMT-2000 nije jedan jedinstven standard, ve on predstavlja familiju delimino kompatibilnih standarda na globalnom nivou. Jedan od standarda koji ine IMT-2000 jeste UMTS koji treba da omogui implementaciju javnih mobilnih mrea tree generacije na tlu Evropskog kontinenta (a i ire). Na globalnom nivou ve je izvrena rezervacija frekvencijskih opsega za potrebe realizacije 3G javnih mobilnih mrea to je prikazano u okviru slike 2.6.

Slika 2.6: Prikaz frekvencijskih opsega namenjenih mreama tree generacije (3G) prema pojedinim regionim sveta Za potrebe realizacije UMTS sistema, na svetskoj adminstrativnoj radio konferenciji WARC'92 rezervisani su opsezi 1885-2005MHz i 2110-2200MHz. Pri tome, u okviru UMTS sistema razlikuju se dva moda rada: FDD (Frequency Division Duplex) i TDD (Time Division Duplex). FDD mod se primenjuje u sluajevima kada treba obezbediti pokrivanje irih teritorija kvalitetnim UMTS servisom (makro i mikro elije), dok je TDD mod planiran uglavnom za manje lokalne zone (mikro i piko elije). Prema UMTS standardu FDD mod se realizuje u sledeim frekvencijskim opsezima 1920 - 1980 MHz (uplink - smer od mobilne jedinice ka baznoj stanici), i 2110 - 2170 MHz (downlink - smer od bazne stanice ka mobilnoj jedinici). U okviru ovih opsega, uestanost nosioca se moe podeavati sa korakom od 0.2 MHz, pri emu je irina jednog radio kanala 5MHz, a dupleksni razmak (razmak izmeu nosioca signala na predaji i nosioca signala na prijemu) 190MHz. Ilustracija raspodele UMTS FDD opsega prikazana je na slici 2.7.Elektrotehniki fakultet Univerziteta u Beogradu 14


Slika 2.7: Prikaz raspodele UMTS FDD opsega Inicijalno, za potrebe realizacije UMTS mrea, operatorima se po pravilu dodeljuje kontinualni frekvencijski opseg irine 2 15 MHz. Za razliku od FDD moda rada, za potrebe realizacije TDD moda rezervisani su sledei frekvencijski opsezi: 1900 - 1920 MHz 2010 - 2025 MHz (za oba smera veze), i (za oba smera veze).

U sadanjem trenutku, postojei UMTS sistemi, relizovani od strane renomiranih svetskih proizvoaa, podravaju iskljuivo FDD mod rada. Iz tog razloga, i UMTS mrea kompanije VIP MOBILE realizovana je iskljuivo u FDD modu.

2.5.2.2

UMTS opsezi dodeljeni kompaniji VIP MOBILE

U velikom broju zemalja za potrebe realizacije UMTS mrea operatorima su ve dodeljeni pojedini frekvencijski opsezi, odnosno dodeljene su Licence za korienje odobrenih frekvencijskih opsega. Kompanija VIP MOBILE je na teritoriji Republike Srbije dobila Licencu za korienje UMTS frekvencijskog opsega. Konkretno, kompaniji VIP MOBILE za realizaciju UMTS mree odobren je sledei frekvencijski opseg: 1950 - 1965 MHz (uplink - smer od mobilne jedinice ka baznoj stanica), i 2140 - 2155 MHz (downlink - smer od bazne stanice ka mobilnoj jedinici). u ukupnoj irini spektra od 2 15 MHz. U navedenom opsegu realizuje se FDD (Frequency Division Duplex) mod rada UMTS mree. Dodatno, za potrebe budue realizacije TDD (Time Division Duplex) moda rada, kompaniji VIP MOBILE odobren je frekvencijski opseg u irini od jednog TDD kanala i to: 1910 - 1915 MHz (za oba pravca veze). U okviru tekue faze izgradnje UMTS mree nije predviena implementacija TDD moda, tako da e sve lokacije baznih stanica koje su predmet ove faze razvoja mree, biti realizovane u FDD modu rada.


15


3.

INFRASTRUKTURNI ASPEKTI, SMETAJ OPREME I PROBLEMI UKLAPANJA U PROSTORELEMENTI INFRASTRUKTURE

3.1

Proces planiranja jednog GSM/UMTS sistema, a u okviru njega proces planiranja sistema baznih stanica kao jedan od najkompleksnijih problema, neprekidno se obavlja sve dok sistem postoji. Konaan kvalitet nekog GSM/UMTS sistema u velikoj meri zavisi od kvaliteta inicijalnog plana sistema baznih stanica i zbog toga se ovom problemu mora posvetiti velika panja. U osnovi, sistem baznih stanica mora da ostvari dve funkcije. Prvo, treba da ostvari pokrivanje teritorije koja je od interesa radio-servisom zadatog kvaliteta. Drugo, na podrujima gde postoji zadovoljavajui kvalitet radio-servisa, sistem baznih stanica treba da obezbedi odgovarajui kapacitet, odnosno da kontinualno opsluuje zadati broj korisnika. Da bi sistem mogao da obezbedi zahtevani kvalitet servisa, proces planiranja sistema baznih stanica se mora zasnivati na tri vana faktora: obuenom strunom kadru, preciznim bazama podataka i odgovarajuim softverskim i hardverskim alatima za planiranje radio-sistema. VIP MOBILE je uspeo da objedini sva tri faktora i obezbedi dobru osnovu za razvoj kvalitetnog GSM/UMTS sistema. U nastavku teksta opisane su osnovne karakteristike GSM i UMTS baznih stanica.

3.2 TIPOVI GSM BAZNIH STANICA I KARAKTERISTIKESve savremene GSM bazne stanice koncipirane su tako da se za njihovo normalno funkcionisanje ne zahteva stalna ljudska posada. To znai da u okviru poslova ureenja bazne stanice ne treba da se razmatraju pitanja dovoda vode, grejanja (osim u sluaju opreme predviene za instalaciju u objektu ili kontejneru), kanalizacije itd. Svaka bazna stanica je ukljuena u sistem daljinskog nadzora, to znai da se u svakom trenutku ima uvid u stanje bazne stanice. Izbor tipa bazne stanice u velikoj meri zavisi od konkretnih uslova na izabranoj mikrolokaciji bazne stanice. Razlikuju se jasno dva sluaja: na lokaciji POSTOJI odgovarajue prostorija u koju se moe smestiti bazna stanica i pripadajua oprema, i na lokaciji NE POSTOJI odgovarajue prostorija u koju se moe smestiti bazna stanica pripadajua oprema. U svakom od ova dva sluaja neophodno je izvriti kontrolu stabilnosti postojeeg objekta nakon instalacije opreme, uz sve neophodne prethodne proraune.Elektrotehniki fakultet Univerziteta u Beogradu 16


Shodno tome, u okviru tekue faze izgradnje GSM mree VIP MOBILE planirana je upotreba baznih stanica iz familije savremenih baznih stanica kompanije Alcatel. Familija baznih stanica Alcatel EVOLIUM A9100 dizajnirana je tako da omoguava visok kvalitet servisa, pre svega zahvaljujui visokim radio performansama koje obezbeuju minimalne prekide u pruanju servisa. Ove bazne stanice su skalabilne, to praktino znai da se mogu postepeno proirivati u skladu sa potrebama. Pri tome, istiu se po pouzdanosti u radu, kao i u pogledu jednostavnosti montae i odravanja. Treba pomenuti i to da se isti kabinet, tj. arhitektura bazne stanice, moe koristiti za realizaciju GSM850, GSM900, GSM1800 i GSM1900 mobilnih mrea. Praktino, bazne stanice iz ove familije mogu biti konfigurisane tako, da jedan isti kabinet, u jednom trenutku, prua servise i u GSM900 i GSM1800 mrei. Dodatno, bazne stanice iz ove familije omoguavaju pruanje GPRS, EDGE i UMTS servisa. Familija baznih stanica Alcatel EVOLIUM A9100 zasniva se na troslojnoj modularnoj arhitekturi koja se sastoji od: antenskog podsistema, podsistema primopredajnika i podsistema kojim se upravlja funkcionalnou bazne stanice.

3.2.1 Macro bazne staniceOsnovne krakteristike macro baznih stanica iz Alcatel EVOLIUM A9100 familije prikazane su u tabeli 3.1. Neke od glavnih prednosti navedene familije baznih stanica, koje se temelje na njihovim konstrukcionim i mehanikim osobinama su sledee: Funkcionalnost antenskog sistema moe se menjati relativno lako i to na mestu bazne stanice, jednostavnim ukljuivanjem ili iskljuivanjem sekcije kombajnera. Dodavanje primopredajnika, pa ak i sektora, mogue je vriti i na sajtovima koji su ve u funkciji. To je naroito vano u sluajevima ispada pojedinih elemenata bazne stanice, pri emu se intervencije na problematinim elementima mogu obavljati bez uticaja na elemente koji normalno funkcioniu. Odabir tipa kabineta bazne stanice zavisi samo od maksimalnog broja primopredajnika koje treba obezbediti u budunosti. Naime, ne mora se voditi rauna o nainu funkcionisanja bazne stanice, trenutnoj konfiguraciji antenskog sistema, trenutnom broju antena, broju primopredajnika po sektoru itd. Osnovni tipovi baznih stanica mogu se lako proirivati dodavanjem kabineta za ekstenziju. Postoji veliki broj mogunosti za konfigurisanje i upravljanje baznom stanicom, pri emu su one koncipirane tako da stalno mogu evoluirati i proirivati svoje funkcionalnosti. Da bi se obezbedili adekvatni ambijentalni uslovi za funkcionisanje bazne stanice, kabineti su opremljeni ureajima za hlaenje i grejanje. Sistemom za odravanje radne temperature upravlja sama bazna stanica, zahvaljujui senzorima kojima raspolae. Pri tome, svi elementi ovog sistema su redudantni.Elektrotehniki fakultet Univerziteta u Beogradu 17


Frekvencijski opseg

GSM 850, GSM 900, GSM 1800 i GSM 1900 TX: 869-894, 925-960, 1805-1880 ili 1930-1990 MHz RX: 824-849, 880-915, 1710-1785 ili 1850-1910 MHz Broj primo-predajnika 1 12 Broj sektora 16 Tehnologija za povezivanje -G703 interfejs sa osetljivou od 36 dB (standardno) baznih stanica -ostalo - HDSL, radio-relejni linkovi, satelitski linkovi Interfejs za povezivanje baznih -2E1 (standardno) stanica sa BSC-ovima (Abis) - dodatnih 2E1 (opciono) Indoor Outdoor Dimenzije do 45x194x60 cm do 74x149x152 cm < 270 kg (MBI***) Teina < 140 kg (CBO****) < 570 kg (MBO*****) GMSK 8 - PSK (EDGE) 15W/41.8dBm (GSM850) 45W/46.5dBm (GSM850) 30W/44.8dBm (GSM900 MP*) 45W/46.5dBm (GSM900 MP*) Snaga na ulazu u antenski kabl 60W/47.8dBm (GSM900 HP**) 30W/44.8dBm (GSM900 HP**) (proseena vrednost) * 35W/45.4dBm (GSM1800 MP ) 30W/44.8dBm (GSM1800MP*) ** 60W/47.8dBm (GSM1800 HP ) 30W/44.8dBm(GSM1800HP**) 45W/46.5dBm (GSM1900) 25W/44.0dBm (GSM1900) GMSK 8 - PSK (EDGE) -111 dBm (statiki i dinamiki) < -111 dBm (statiki, MCS1) Osetljivost prijemnika -116 dBm (dinamiki sa FH i -108 dBm (statiki MCS5) diversitijem) -99 dBm (statiki MCS9) MBI*** CBO**** MBO***** 24V DC -48 - -60V DC 20% -48 - -60V DC 20% -48 - -60V DC 20% Napajanje prema vrsti kabineta 230V AC 15%, 230V AC 15%, 230V AC 15%, 47-63Hz, jedna faza 47-63Hz, jedna faza 47-63Hz, jedna faza 400V AC 15%, 47-63Hz, tri faze Indoor kabinet - mala integrisana baterija koja dri do 5 minuta - jedna baterija unutar kabineta od 90Ah - do tri baterije od 90Ah, u zasebnom kabinetu Outdoor kabinet - mala integrisana baterija koja dri do 30 minuta - jedna baterija unutar kabineta od 90Ah - do tri baterije od 90Ah, u zasebnom kabinetu od -5 do +45 C za indoor kabinete i od -45 do +45 C za outdoor kabinete Minimalni nivo IP20 za indoor i IP55 za outdoor kabinete

Baterijsko rezervno napajanje

Radna temperatura Zatita od atmosferskih uslova

* MP - Medium Power ** HP - High Power *** MBI - Multistandard BTS Indoor **** CBO - Compact BTS Outdoor ***** MBO - Multistandard BTS Outdoor

Tabela 3.1: Osnovne karakteristike baznih stanica iz familije Alcatel EVOLIUM A9100


18


3.2.1.1 Struktura kabineta macro baznih stanica Indoor kabineti U okviru familije baznih stanica Alcatel EVOLIUM A9100 dostupna su dva tipa indoor kabineta (koji se nazivaju i rekovima): - MBI3 (MINI) kabinet sa tri odeljka, i - MBI5 (MEDI) kabinet sa pet odeljaka. Osnovni podaci o dimenzijama i kapacitetu ovih baznih stanica dati su na Slici 3.1. Kabineti MBI3 i MBI5 mogu se privrstiti za zid, ili za pod. Mogu se spajati i bono jedan sa drugim. Kabineti nemaju bona vrata - pristup kabinetu i kabliranje se vri sa prednje strane. Ove dve vrste kabineta su potpuno samostalne. Treba napomenti i to, da se MBI3 kabinet ne moe nadograditi da bi se dobio MBI5 kabinet. Obe vrste kabineta imaju po 12 antenskih konektora to omoguava formiranje do 6 sektora. Oba tipa kabineta se mogu napajati jednosmernom ili naizmeninom strujom i mogu imati rezervno baterijsko napajanje.

Slika 3.1: Alcatel EVOLIUM indoor A9100 bazna stanica (MBI)


19


Outdoor kabineti U okviru familije baznih stanica Alcatel EVOLIUM A9100 dostupna su dva tipa outdoor kabineta: Multi-Standard Base Station Outdoor (MBO) kabineti, u koje spadaju tzv. MBO1 (MINI) i MBO2 (MEDI) kabineti koji omoguavaju veliki broj razliitih konfiguracija, sa fleksibilnou u prelazu sa jedne na drugu konfiguraciju (pa ak i sa MBO1 na MBO2 tip kabineta). Pri tome, isti kabinet se moe koristiti i za razliite vrste servisa (npr., GSM i UMTS) kada se na jednoj lokaciji realizuju obe vrste servisa. Compact Base Station Outdoor kabinet (CBO) sa malim brojem primopredjanika sa kojima se zadovoljavaju potrebe na specifinim lokacijama, tj. na lokacijama na kojima se ne oekuje veliki prirast broja korisnika u budunosti, ali ni porast intenziteta korienja servisa (to su najee ruralne sredine sa malim intenzitetom saobraaja). MBO1 i MBO2 tipovi kabineta MBO1 i MBO2 kabineti omoguavaju operaterima fleksibilnost u radu na terenu koja se ogleda u mogunosti proirenja MBO1 kabineta (kapaciteta do 8 primopredajnika) na MBO2 kabinet (kapaciteta do 12 primopredajnika). Takvu fleksibilnost omoguavaju posebni prazni odeljci u kabinetima u koje se po potrebi mogu dodati primopredajniki elementi ili moduli za napajanje. S obzirom na modularan dizajn, montaa MBO1 i MBO2 kabineta je laka jer je teina najteeg modula samo 90kg, pri emu je visina kabineta ograniena na 152cm, ime se znaajno pojednostavljuje priprema lokacije pre montae bazne stanice. Osnovni podaci o dimenzijama i kapacitetu MBO1 i MBO2 kabineta baznih stanica dati su na Slici 3.2.

Slika 3.2: Alcatel EVOLIUM outdoor A9100 bazna stanica (MBO)Elektrotehniki fakultet Univerziteta u Beogradu 20


MBO2 kabinet se formira dodavanjem kabineta za ekstenziju (MBOE) na MBO1 kabinet. Prilikom dodavanju modula radi proirenja kapaciteta bazne stanice mora se voditi rauna o sledeim problemima: prostoru koji je na raspolaganju, ukupnoj potronji struje svih modula, ukupnom broju konektora, disipaciji snage koja je dozvoljena pri odreenoj konfiguraciji itd. CBO kabinet CBO tip kabineta koristi se u ruralnim podrujima gde je intenzitet saobraaja vrlo mali, i to ne samo u inicijalnom trenutku podizanja mobilne mree, ve kada se moe oekivati da takva situacija potraje i u duem vremenskom periodu. CBO kabinet omoguava optimalno reenje za pokrivanje ovakvih podruja kvalitetnim servisom. Preciznije, CBO se uobiajeno primenjuje za: pokrivanje ireg podruja sa maksimalno tri primopredajnika i sistemom omni antena, pokrivanje putnih i eleznikih pravaca sa po dva sektora i po jednim primopredajnikom u svakom sektoru, i pokrivanje podruja sa niskim intenzitetom saobraaja, gde je dovoljno imati po jedan primopredajnik po sektoru. Osnovni podaci o dimenzijama i kapacitetu ovih tipova kabineta dati su na Slici 3.3

Slika 3.3: Alcatel EVOLIUM outdoor CBO kabinet CBO ima 6 antenskih konektora, to omoguava implementaciju do tri sektora po lokaciji. Kompletna familija baznih stanica Alcatel EVOLIUM A9100 u potpunosti ispunjava zahteve zadate Direktivama Evropske unije 89/336/EEC, a koje se tiu elektromagnetske kompatibilnosti (u skladu sa ETSI standardom ETS 301 489-1 i 8). to se tie akustikog zagaenja, ova familija baznih stanica ispunjava uslove standarda ETS 300 019-1-4 klase 4.1, tj. spada u izuzetno tihe ureaje iji je maksimalni nivo akustikog pritiska manji od 55dB (A) u dnevnom radu. Takoe, ova familija baznih stanica ispunjava sledee standarde bezbednosti: IEC 215 (EN 60 215), koji se tiu bezbednosnih zahteva za radio-predajnike, i IEC 950 (EN 60 950), koji se tiu bezbednosnih zahteva za informatiku opremu.Elektrotehniki fakultet Univerziteta u Beogradu 21


Polazei od konkretnih uslova na lokaciji bazne stanice, kao i od prethodno iznetih podataka o dimenzijama, teinama i drugim zahtevima za smetanje baznih stanica, za svaku baznu stanicu vri se ureivanje prostora na adekvatan nain. U sluaju da je na konkretnoj lokaciji mogue obezbediti prostoriju povrine od oko 15 m2, implementira se neko od indoor reenja. Pri tome nosivost poda prostorije mora biti takva da moe da izdri lokalno optereenje od 500 kg/m2 na povrini predvienoj za smetanje opreme bazne stanice, a 800 kg/m2 na povrini predvienoj za smetaj baterijskog napajanja. Ukoliko navedeni uslovi nisu unapred ispunjeni, odgovarajuim glavnim projektom mora se obezbediti reenje za lokalno ojaanje konstrukcije. U okviru ureenja prostorije, izmeu ostalog planira se instaliranje ureaja za obezbeivanje mikro-klimatskih uslova, a po potrebi i postavljanje antistatikog poda i postavljanje opreme za protiv poarnu zatitu, itd. Poto se ne radi o velikim snagama disipacije, ureaji za klimatizaciju su standardni, ali u cilju obezbeenja visoke pouzdanosti po pravilu treba instalirati po dva kompleta, radni i rezervni. Napajanje ureaja i instalirane opreme elektrinom energijom regulie se, za svaku baznu stanicu, sporazumom sa nadlenom elektrodistributivnom kompanijom. Ako za instaliranje bazne stanice nije mogue obezbediti adekvatnu prostoriju implementira se neko od outdoor reenja. Pri tome se vodi rauna da osim pogodnosti lokacije sa stanovita pokrivanja teritorije, ona ne bude daleko od energetskih izvora, poto to u znaajnoj meri moe da povisi cenu instalacije. U sluajevima kada na tlu treba da se postavi samostalni antenski stub i ureaji bazne stanice, obino se vri zakup zemljita povrine od oko 100 m2. Napajanje ureaja i instalirane opreme elektrinom energijom regulie se, za svaku baznu stanicu, sporazumom sa nadlenom elektrodistributivnom kompanijom. 3.2.1.2 Osnovne karakteristike kombajnera macro baznih stanica Kombajneri omoguavaju povezivanje vie predajnika na jednu zajedniku antenu. Bez kombajnera, predajnici bi nepovoljno uticali jedan na drugog, poto su oba povezana na istu antenu. Podsistem za sprezanje antena je segment koji povezuje antenski sistem sa sistemom primopredajnika - on igra ulogu kombajnera tj. interfejs ka antenskom sistemu. Jedan modul, pod nazivom Antenna Network Combiner (ANc) moe da opsluuje najvie etiri primopredajnika. Za konfiguracije veeg kapaciteta mora se dodati kombajnerski modul. Zahvaljujui fleksibilnosti i modularnosti ANc modula, podsistem za sprezanje antena moe da zadovolji irok spektar potreba kao to su smanjenje gubitaka usled slabljenja, smanjenje broja potrebnih antena i slino. ANc modul ANc modul povezuje do etiri predajna signala na dve antene i distribuira primljeni signal sa svake antene na najvie etiri prijemnika. ANc moe biti konfigurisan u dva moda u odnosu na broj primopredajnika u sektoru: No-combining mod za konfiguracije do dva primopredajnika, pri emu se ne koristi Wide Band Combiner (WBC) kao to je to rpikazano na Slici 3.4, Combining mod za konfiguracije sa tri ili etiri primopredajnika, pri emu se koristi Wide Band Combiner kao to je to prikazano na Slici 3.5.


22

Studija o proceni uticaja na ivotnu sredinu bazne stanice "KG3179_02 - KV Novi Pazar Fabrika Ras"Antenna A TXA - RXA - RXdivB Antenna B TXB- RXB -RXdivA

Duplexer Filter Filter LNA Splitter

Duplexer Filter LNA Splitter Filter

By-pass function

WBC

Splitter

Splitter

Splitter

Splitter

WBC

By-pass function

TX RXn RXd

RXd RXn TX

TRX 1

TRX 2

Slika 3.4: ANc modul - No-combining mod

Antenna A TXA - RXA - RXdivB

Antenna B TXB- RXB - RXdivA

Duplexer Filter Filter LNA Splitter

Duplexer Filter LNA Splitter Filter

WBC

Splitter

Splitter

Splitter

Splitter

WBC

TX RXn RXd TRX 1

TX RXn RXd TRX 2

RXdRXn TX TRX 3

RXd RXn TX TRX 4

Slika 3.5: ANc modul - Combining mod

Twin Wide Band Combiner (ANy) modul Ovaj modul kombinuje do etiri primopredajnika na dva izlaza i distribuira do dva prijemna signala na etiri prijemnika. Pri tome se koristi hibridna wide-band tehnika kombinovanja to sistem ini pouzdanijim i upravljivijim. Pored toga postoji i kompatibilnost sa sistemima proirenog spektra. ANy modul je prikazana na Slici 3.6.


23

Studija o proceni uticaja na ivotnu sredinu bazne stanice "KG3179_02 - KV Novi Pazar Fabrika Ras"TxA RxA RxdivA TxB RxB RxdivB

WBC

Splitter

Splitter

WBC

Splitter

Splitter

Tx Rxn Rxdiv

Tx Rxn Rxdiv

Tx

Rxn Rxdiv

Tx Rxn Rxdiv

TRX 1

TRX 2

TRX 3

TRX 4

Slika 3.6: ANy - twin Wide Band Combiner modul U standardnim konfiguracijama, pri emu u svakom sektoru postoje po dve antene (ili jedna kros-polarizovana antena) ANy modul je potreban samo u sektorima sa pet ili vie primopredajnika kao to je to prikazano na Slici 3.7. ANx modul predstavlja kombinaciju WBC kombajera i dupleksera.Antennas

Antenna network Combining ANc

Twin combiner stage ANy

Twin combiner stage ANy

TRXs

TRXs

Slika 3.7: Konfiguracija sa 1x8 primopredajnika

3.2.2 Micro bazne staniceMicro bazne stanice iz familije Alcatel EVOLIUM A9100 (A9110-E) dizajnirane su sa ciljem da se olaka instalacija i pokrivanje servisom u najraznorodnijim okruenjima, i to na jednostavan i isplativ nain uz mogunost stalne evolucije sisrtema. Neke od osnovnih karakteristika ovih baznih stanica su sledee: Adaptivnost - minimalni zahtevi u pogledu ureenja lokacije na koju se oprema postavlja, tj. mogunost postavljanja na horizontalne i vertikalne zidove u indoor i outdoor okruenju; razliite mogunosti u pogledu podeavanja snage radio predajnika, korienja razliitih frekvencijskih opsega i razliitih antenskih sistema; ureaji su modularni, to smanjuje vreme instalacije, i postoji kompatibilnost sa prethodnim generacijama Alcatel-ovih ureaja.Elektrotehniki fakultet Univerziteta u Beogradu 24


Fleksibilnost - ogleda se u lakoi odravanja, upgrade-ovanja i rekonfiguracije mree, maloj potronji energije i velikoj pouzdanosti u radu mree. Skalabilnost - podrano je do 12 radio nosilaca po jednoj baznoj stanici i to u razliitim frekvencijskim opsezima, sa razliitim brzinama prenosa podataka, kodecima i enkripcijom, sa podrkom za GPRS i EGDE servise za prenos podataka. Osnovne krakteristike micro baznih stanica iz Alcatel EVOLIUM A9100 familije prikazane su u tabeli 3.2.Frekvencijski opseg GSM 850, GSM 900, GSM 1800 i GSM 1900 TX: 869-894, 925-960, 1805-1880 ili 1930-1990 MHz RX: 824-849, 880-915, 1710-1785 ili 1850-1910 MHz

Broj primo-predajnika / broj 1 12 / 1 6 sektora Tehnologija za povezivanje --2xE1 sa G703 interfejsom sa osetljivou od 36 dB (standardno) baznih stanica Dimenzije Teina 750 x 384 x 137 mm, bez zatitnog oklopa 818 x 450 x 190 mm, sa zatitnim oklopom 27 / 26 kg (low-loss / single-antenna), bez zatitnog oklopa 32.5 / 31.5 kg (low-loss / single-antenna), sa zatitnim oklopom GMSK 8 - PSK (EDGE)2.3W/33.6dBm (GSM850) / 1 antena 2.3W/33.6dBm (GSM900P) / 1 antena 1.3W/32.95dBm (GSM900 G1) / 1 ant. 1.8W/32.6dBm (GSM1800) / 1 ant. 1.8W/32.6dBm (GSM1900) / 1 antena 5W/37dBm (GSM850) / 2 antene 5W/37dBm (GSM900P) / 2 antene 4.3W/36.35dBm (GSM900 G1) / 2 ant. 4W/36dBm (GSM1800) / 2 antene 4W/36dBm (GSM1900) / 2 antene

Snaga na ulazu u antenski kabl (proseena vrednost)

3.2W/35.1dBm (GSM850) / 1 antena 3.2W/35.1dBm (GSM900P) / 1 antena 2.7W/34.45dBm (GSM900 G1) / 1 ant. 3.2W/35.1dBm (GSM1800) / 1 antena 3.2W/35.1dBm (GSM1900) / 1 antena 7W/38.5dBm (GSM850) / 2 antene 7W/38.5dBm (GSM900P) / 2 antene 6W/37.85dBm (GSM900 G1) / 2 antene 7W/38.5dBm (GSM1800) / 2 antene 7W/38.5dBm (GSM1900) / 2 antene

Osetljivost prijemnika

Napajanje prema vrsti kabineta Potronja

GMSK -110 dBm (statiki i dinamiki) -112 dBm (dinamiki sa FH diversitijem) - AC 230V (od 170 do 270 V) - DC 300V (od 240 do 357 V)

8 - PSK (EDGE) < -110 dBm (statiki, MCS1) i -106 dBm (statiki MCS5) -96 dBm (statiki MCS9)

od 140 do 155 W, sa 2 aktivna primopredajnika i ventilatorima 210 W, sa 2 aktivna primopredajnika, ventilatorima i grejnim elementima dolazi opciono ukoliko se bazna stanica porui sa prateim kabinetom baterijsko napajanje daje podrku za nesmetani rad prilikom nestanka elektrine energije u trajanju od 40 do 250 minuta, u zavisnosti od konfiguracije bazne stanice i broja aktivnih primopredajnika od -33 do +45 C (do +55 C sa dodatnim ventilatorima) Minimalni nivo IP55

Baterijsko rezervno napajanje

Radna temperatura Zatita od atmosferskih uslova


25


Tabela 3.2: Osnovne karakteristike micro baznih stanica iz familije Alcatel EVOLIUM A9100 3.2.2.1 Arhitektura i koncept micro bazne stanice Konfiguracija sajta zasnovana na micro baznim stanicama iz familije Alcatel EVOLIUM A9100 moe sadrati i do 6 osnovnih jedinica u zajednikoj konfiguraciji. Svaka osnovna jedinica je gradivni blok koji sadri dva primopredajnika, to omoguava da se izgradi sajt sa 2 do 12 primopredajnika rasporeenih u 1 do 6 sektora. Dakle, izgradnja ili modifikacija konfiguracije na nekoj lokaciji je potpuno fleksibilna, tj. samo dodavanjem osnovnih jedinica mogue je poveavati kapacitet sajta u skladu sa rastuim potrebama. Na slici 3.8 prikazani su principi konfiguracije sajta sa micro baznom stanicom.

Slika 3.8: Principi konfiguracije micro bazne stanice Jedna od osnovnih jedinica ima ulogu master jedinice. Ostale jedinice (kojih moe biti jo maksimalno 5) imaju ulogu slave jedinice i povezane su sa master jedinicom preko unutranje magistrale. Ova veza moe biti direktna ili preko drugih slave jedinica. One slave jedinice koje su direktno vezane na master jedinicu su slave jedinice gornjeg nivoa, a one koje su vezane na druge slave jedinice su slave jedinice donjeg nivoa (kao to je predstavljeno na slici). Master i slave jedinice su identine sa hardverskog stanovita ali su funkcije kontrole bazne stanice aktivne samo na master jedinici. Osnovna jedinica koja se sastoji od minimalnog broja modula je u sutini jedna kompletna bazna stanica. Ovakav koncept olakava manipulaciju opremom i fleksibilnost u instaliranju i rekonfiguracijama sajtova. Osnovna jedinica ima modularnu arhitekturu i sastoji se od tri osnovne komponente: kombajnera, primopredajnika, i modula za kontrolu funkcionisanja bazne stanice.Elektrotehniki fakultet Univerziteta u Beogradu 26


Postoje dva tipa osnovnih jedinica u zavisnosti od tipa kombajerskog modula, kojim se omoguava povezivanje jedne ili dve antene na osnovnu jedinicu. Na slici 3.9 prikazane su dve mogue konfiguracije osnovne jedinice.

Slika 3.9: Dve varijante osnovne jedinice

3.2.2.2 Osnovne karakteristike kombajnera micro baznih stanica Ve smo pomenuli da je kombajnerski podsistem sprega izmeu primopredajnika i antenskog sistema. U sluaju micro baznih stanica iz familije Alcatel EVOLIUM A9100 postoje dve arhitekture antenskog sistema: single-antenna, arhitektura koja se bazira na hibridnom kombajneru, i low-loss, arhitektura sa dve antene. Principi i osnovne karakteristike ove dve arhitekture date su u nastavku teksta, ali ono to treba odmah napomenuti je injenica da je izlazna snaga kod arhitekture sa jednom antenom oko 3W, tj. priblino dva puta manja od izlazne snage kod low-loss arhitekture koja iznosi oko 7W.

Single-antenna arhitektura Ova arhitektura omoguava povezivanje dva primopredajnika na jednu antenu i to uz pomo hibridnog kombajnera. Time se, takoe, prijemni signal distribuira na dva prijemnika. U ovakvoj arhitekturi antenski diversiti nije mogu. Ova arhitektura prikazana je na slici 3.10.Elektrotehniki fakultet Univerziteta u Beogradu 27


Low-loss arhitektura U poreenju sa prethodnom, ova arhitektura ima dva kompletna lanca za prijem i predaju, i u svakom lancu duplekser, pojaava i spliter. Osnovni smisao ove konfiguracije je da se u jednom sektoru za oba primopredajnika obezbedi odvojen tok signala: prilikom prijema signala, prijemnici iz oba lanca su preko splitera vezani na pojaavae iz oba lanca, ime se obezbeuje i antenski diversiti, prilikom predaje signala, signal iz svakog predajnika napaja preko dupleksera svoju zasebnu antenu, tako da umesto hibridnog kombajnera imamo air-combining, to rezultira manjim gubicima u predajnom lancu odnosno veom snagom na predaji. Postoji i jedan alternativni mod kojim bi se svaki primopredajni lanac iskoristio za razliite sektore, to bi omoguilo pokrivanje dva sektora sa jednom baznom stanicom. Prelazak u ovaj drugi mod je mogue izvesti samo softverskom komandom, bez promena u hardverskom delu. Na slici 3.11 je prikazana low-loss arhitektura sa antenskim diversitijem, a na slici 3.12 low-loss arhitektura sa dva sektora bez antenskog diversitija.

Slika 3.10: Arhitektura sa jednom antenom


28


Slika 3.11: Arhitektura sa dve antene i antenskim diversitijem

Slika 3.12: Arhitektura sa dva sektora bez antenskog diversitija


29


3.3 TIPOVI UMTS BAZNIH STANICA (NODOVA B) I KARAKTERISTIKEU okviru tekue faze izgradnje UMTS sistema VIP MOBILE planirana je upotreba nodova B iz dve serije savremenih nodova B (baznih stanica) kompanija Nortel: Nortel UMTS BTS 12010 - indoor, Nortel UMTS BTS 12020 outdoor i Nortel UMTS BTS 700 indoor. Alcatel EVOLIUM 9100, MBO2 - outdoor. 3.3.1 Osnovne karakteristike noda B "Nortel UMTS BTS 12010 indoor" Bazna stanica (nod B) Nortel UMTS BTS 12010 (indoor) je skalabilna bazna stanica koja moe da podri konfiguracije do tri nosioca, a radi se na tome da se to povea na etiri nosioca u jednoj specifinoj konfiguraciji. Posebna panja posveena je inicijalnoj konfiguraciji. Mogua je konfiguracija od sistema malog kapaciteta (OTSR - Omnidirectional Tx, Sectored Rx) sa jednim kanalom za inicijalno postavljanje sistema, do sistema velikog kapaciteta (STSR - Sectored Rx, Sectored Tx) koji mogu imati do tri nosioca i 6 sektora sa diversitijem na predaji. Sistem odlikuje velika efikasnost u radu, sa malom potronjom snage zahvaljujui naprednim tehnikama u RF lancu. Takoe, postoje hardverska i softverska reenja za otkrivanje kvarova i brzu rekonfiguraciju sistema. Bazna stanica podrava sledee funkcije: pristupna radio mrea, obrada poziva, nadzor performansi, pristupni interfejs ka ostatku mree, konfiguracija i nadzor, sinhronizacija. Radio interfejs se sastoji od 12 RF portova za povezivanje glavnih i diversiti antena radi pokrivanja do 6 sektora. Spoljanji izgled BTS 12010 prikazan je na slici 3.13. Prikaz elemenata kabineta dat je na slici 3.14., dok slika 3.15 prikazuje arhitekturu kabineta u konfiguraciji sa tri sektora. Osnovne karakteristike ureaja date su u tabeli 3.3.

Slika 3.13: Spoljanji izgled noda B Nortel 12010 indoorElektrotehniki fakultet Univerziteta u Beogradu 30


Slika 3.14: Glavne komponente noda B Nortel 12010 indoor

Slika 3.15: arhitektura noda B u konfiguraciji sa tri sektoraElektrotehniki fakultet Univerziteta u Beogradu 31


Originalno je namenjeno da se bazna stanica napaja jednosmernom strujom sa -48 V ili +24V. Naravno mogue je i dodavanje modula za napajanje naizmeninom strujom. Radna temperatura je od -5 do +45 C. Postoje i jedinice za hlaenje sistema. U sluaju nestanka elektrine energije, napajanje preuzimaju rezervna baterijska napajanja kojima mogu da se premoste prekidi u napajanju u trajanju do 3.5 asova. U pogledu zatite od vode i praine ovaj tip noda B ispunjava zahteve preporuke IP-20 prema standardu IEC/EN 60 529.Tehnika viestrukog pristupa na radio-interferjsu WCDMA UMTS band I Uplink: 1920 - 1980 MHz Downlink: 2110 - 2170 MHz Frekvencijski opseg UMTS band II Uplink: 1850 - 1910 MHz Downlink: 1930 - 1990 MHz 13 16 8 x E1 2 x STM-1 HDSL (opciono) 1650 x 600 x 600 mm 305 kg sa punom opremom kabineta 30 W (44.8 dBm 4dB) 45 W (46.5 dBm 4dB) -124.5 dBm -48 V DC (-40.5V - -50.7V) +24 V DC (20 V - 31 V) 208 - 250 V AC (opciono) 675 - 2466 W (za 30W zraene snage) 726 - 2772 W (za 45W zraene snage) 210 - 40 min. (za 30W zraene snage) 180 - 35 min. (za 45W zraene snage) od -5C do +45 C Minimalni nivo IP20 po IEC/EN 60 529

Broj primo-predajnika po sektoru Broj sektora Raspoloivi interfejsi prema sistemu prenosa Dimenzije Teina Snaga predajnika Referentna statika osetljivost prijemnika noda B Napajanje Potronja elektrine energije (u zavisnosti od konfiguracije) Baterijsko rezervno napajanje Radna temperatura Zatita od atmosferskih uslova

Tabela 3.3: Osnovni tehniki podaci noda B Nortel 12010 indoor 3.3.2 Osnovne karakteristike noda B "Nortel UMTS BTS 12020 outdoor" Bazna stanica (nod B) Nortel UMTS BTS 12020 je skalabilna bazna stanica koja moe da podri konfiguracije do tri nosioca, a radi se na tome da se to povea na etiri nosioca u jednoj specifinoj konfiguraciji. Posebna panja posveena je inicijalnoj konfiguraciji. Mogua je konfiguracija od sistema malog kapaciteta (OTSR - Omnidirectional Tx, Sectored Rx) sa jednim kanalom za inicijalno postavljanje sistema, do sistema velikog kapaciteta (STSR - Sectored Rx, Sectored Tx) koji mogu imati do tri nosioca i 6 sektora sa diversitijem na predaji. Sistem odlikuje velika efikasnost u radu, sa malom potronjom snage zahvaljujui naprednim tehnikama u RF lancu. Takoe, postoje hardverska i softverska reenja za otkrivanje kvarova i brzu rekonfiguraciju sistema. Bazna stanicaElektrotehniki fakultet Univerziteta u Beogradu 32


podrava sledee funkcije: pristupna radio mrea, obrada poziva, nadzor performansi, pristupni interfejs ka ostatku mree, konfiguracija i nadzor, sinhronizacija. Radio interfejs moe imati do 12 RF portova za povezivanje glavnih i diversiti antena radi pokrivanja do 6 sektora. Spoljanji izgled BTS 12020 prikazan je na slici 3.16. Prikaz elemenata kabineta dat je na slici 3.17., dok slika 3.18 prikazuje arhitekturu kabineta u konfiguraciji sa tri sektora. Osnovne karakteristike ureaja date su u tabeli 3.4.

Slika 3.16: Spoljanji izgled noda B Nortel 12020 outdoor

Slika 3.17: Glavne komponente noda B Nortel 12020 outdoor


33


Slika 3.18: arhitektura noda B u konfiguraciji sa tri sektora Bazna stanica moe da se napaja naizmeninom ili jednosmernom strujom. Postoji interno rezervno baterijsko napajanje koje moe da premosti prekid u napajanju elektrinom energijom do tri asa. Opciono je mogua i ugradnja eksternog baterijskog napajanja. Radna temperatura je od -40 do +50 C. Postoje i jedinice za hlaenje sistema. U pogledu zatite od vode i praine ovaj tip noda B ispunjava zahteve preporuke IP-20 prema standardu IEC/EN 60 529.

Elektrotehniki fakultet Univerziteta

download zivotna sredina studije kg3179 02

Documents