Issn 2306-7365 Ғылыми журнал 1996 жылдың қарашасынан бастап екі айда бір рет шығады

149 
 
                               АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
 
Поэтому  в  разработке  имеются  механизмы  изменения  энергетических 
характеристик  гелиоустановки  с  геометрически  изменяемым  параболическим 
концентратором, применяемой для получения тепловой и электрической энергии, 
в зависимости от произвольного изменения плотности энергии солнечных лучей, 
конструктивных параметров. 
Выводы:  В  работе  разработаны  алгоритмы    расчета  распределения 
плотности лучистых потоков в фокальной плоскости теплоприемника двигателя 
Стирлинга  при различной степени неточности параболоидного зеркала.  
Результаты  работы  могут  быть  применены  при  проектировании 
концентраторов солнечного излучения в области ВИЭ. 
 
ЛИТЕРАТУРА 
 
1.
 
Симакин  В.В.,  Тюхов  И.И.,  Смирнов  А.В.  Солнечная  энергетическая 
установка для одновременного получения электричества и тепла // Электротехника. –
№3. –2009. – М.: Знак. – С. 38–42. 
2.
 
Вартанян  А.В.  Геометрическая  интерпретация  математической  модели 
расчета распределения энергии в фокальной плоскости параболоида //Гелиотехника. 
– 1966. – № 5. – С. 10–14. 
3.
 
Мак-Клелланд 
Д. 
Концентраторы 
солнечного 
излучения 
для 
высокотемпературных  установок  КА.  //Энергетические  установки  космических 
аппаратов. – М., 1964. – С. 95–11. 
 
ТҮЙІНДЕМЕ 
Жұмыста  Стирлинг  қозғалтқышының  фокусында  орналасқан  жылу  қабылдағыш  бетіне 
келіп  түсетін  радиациясының  тығыздығы  мен  параболоид  тәріздес  шоғырландырғышы  әр 
түрлі деңгейде анықталды. 
(Қойшиев  Т.К.,  Абильдаев  А.  Параболоид  тәріздес  шоғырландырғышы  бар  Стирлинг 
жылу өткізгішінің сәулелену деңгейін тарату) 
 
SUMMARY 
This  article  deals  with  distribution  of  radiant  flux  of  Stirling  engine  with  paraboloyd 
concentrator of solar radiation. 
(Koishieva  T.K.,  Abildayeb  A.  distribution  of  radiant  flux  of  Stirling  engine  with  paraboloyd 
concentrator of solar radiation) 
 
 
 
 
 
 
 
 

150 
 
   АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
 
УДК 621.39/621.316.5 
А.Н.АХСАМБАЕВ 
магистрант КазАТК им.М.Тынышпаева 
 
ВЛИЯНИЕ ФАЗОВОЙ САМОМОДУЛЯЦИИ ОПТИЧЕСКОГО СИГНАЛА НА 
КАЧЕСТВО КАНАЛОВ СИСТЕМЫ WDM 
 
В  статье  решается  задача  оценки  влияния  фазовой  самомодуляции 
оптического  сигнала  на  качество  предоставляемых  оптических  каналов 
ВОСП  со  спектральным  разделением  каналов.  В  среде  MatLab  построена 
имитационная  модель  одного  канала  ВОСП  СРК,  учитывающая  шум 
усиленного  спонтанного  излучения  оптических  усилителей,  а  также 
линейные  и  нелинейные  искажения  оптического  волокна.  Проводится 
сравнение полученных результатов с похожими исследованиями по данному 
направлению. 
 
Ключевые  слова:  фазовая  самомодуляция,  среда  Matlab,  Фурье-метод, 
оптические каналы Восп СРК, оптическая секция, уравнение Шредингера. 
 
Применение систем со спектральным разделением каналов (СРК) (англ. 
wavelength-division  multiplexing,  WDM)  позволяет  повысить  эффективность 
использования  оптических  волокон  (ОВ)  и  уменьшить  себестоимость  услуг 
связи.  Возможность  полной  компенсации  дисперсионных  искажений 
группового сигнала, а также усиление сигнала в оптической форме привело к 
тому,  что  качество  оптических  каналов  такой  системы,  в  основном, 
определяется  усиленным  спонтанным  излучением  оптического  усилителя. 
Для  увеличения  защищенности  сигнала  на  входе  схемы  принятия  решения 
тракта  приема,  необходимо  повышать  мощность  сигнала  на  выходе 
передатчика.  При  этом  также  повышается  мощность  нелинейных  помех, 
приводящих к искажению формы импульса, межсимвольной и межканальной 
интерференции.  Поэтому  при  расчете  параметров  качества  оптических 
каналов следует учитывать проблему возникновения нелинейных искажений 
в  приемном  сигнале  оптического  канала.  В  большинстве  публикаций  при 
расчете  вероятности  ошибки  оптического  канала  учитывается  только 
четырехволновое  смешение  [1]  и  спонтанный  шум  оптического  усилителя 
[2].  Однако  в  расчетах  необходимо  также  учитывать  фазовую 
самомодуляцию,  приводящую  к  искажению  формы  импульсов  выходного 
сигнала и деградации параметров качества оптического канала. 
Поэтому  целью  данной  статьи  является  оценка  влияния  фазовой 
самомодуляции  оптического  сигнала  на  параметры  качества  оптического 
канала ВОСП СРК. 
Для  решения  поставленной  задачи,  в  среде  MatLab  согласно 
функциональной схеме,  показанной  на рисунке 1,  построена  имитационная  

151 
 
                               АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
 
модель одного канала ВОСП СРК. Модель включает передатчик и приемник 
оптического  канала,  а  также  N
секц
  одинаковых  оптических  секций.  В 
последующем тексте статьи детально рассматривается реализация каждого из 
этих блоков. 
 
 
Рисунок 1. Функциональная схема имитационной модели одного канала ВОСП СРК 
 
Передатчик  ВОСП  состоит  из  лазера  непрерывного  действия  ЛНД, 
оптического 
модулятора 
ОМ 
и 
генератора 
псевдослучайной 
последовательности  ГПСП,  формирующего  N
симв
  двоичных  символов  со 
скоростью  B=10  Гбит/с.  Длительность  фронта  импульса  выходного  сигнала 
составляет t
фр
  при  изменении  мощности  от  уровня  K
l
  до  K
2
  своего  пикового 
значения  Р
пик
.  В  работе  [3]  показано,  что  форму  фронта  оптического 
импульса  можно  описать  гауссовой  кривой  с  половиной  условной 
длительности импульса 
                      
2
1
ln
ln
2
K
K
t
фр
.       (1) 
На  выходе  ОМ  формируется  индивидуальный  канальный  сигнал  со 
следующей формой импульсов [3]: 
,
,
)
(
0
,
)
(
0
2
)
(
0
1
1
10
2
2
c
t
t
T
t
t
P
e
P
P
t
t
P
t
P
               
( 2 )
 
 
 
         
( 3 )  
 
                   
                                        ( 4 )  
,
)
(
,
0
,
)
(
)
(
1
0
2
)
(
0
1
01
2
2
c
c
t
T
t
T
t
t
T
P
t
t
P
e
P
P
t
P
c
c
T
t
P
t
P
0
,
)
(
0
00

152 
 
 
   АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
 
                         
( 5 )  
 
где  P
1
  и  P
0
  -  соответственно  мощность  единичного  (P
1
  =  Р
пик
)  и  нулевого 
символов на выходе ОМ; T
с
 - символьный интервал. 
Первый  символ  нижнего  индекса  в  выражениях  (2)-(5)  равен  биту 
предыдущего тактового интервала, второй символ – биту текущего тактового 
интервала.  Смещение 
t
  гауссового  импульса  по  длительности  оптического 
импульса рассчитывалось по выражению [3]: 
.
2
ln
2
2
0
T
t
                    (6) 
Известно, 
что 
стандартный 
оптический 
модулятор 
(электроабсорбционный или Маха - Зендера) позволяет формировать сигнал с 
коэффициентом  гашения  E R   =   P
1
  /   Р
0
 
  10.  В  этом  случае  паспортные 
данные модулятора
 
K
1
  и  K
2
  перед  подстановкой  в  (1)  следует  пересчитать  в 
промежуточные  значения  K
1
’
  и  K
’
2
.  Рисунок  2  позволяет  установить 
взаимосвязь между ними: 
0
1
1
0
1
1
'
1
P
P
P
P
K
P
K
 и 
.
0
1
1
0
2
1
'
2
P
P
P
P
K
P
K
(7) 
Оптическая  секция  (рисунок  1)  состоит  из  последовательно 
включенных  одномодового  ОВ  типа  SMF  (Single  Mode  Fiber)  длиной
 
L
S M F
, 
компенсирующего  дисперсию  ОВ  типа  DCF  (Dispersion  Compensation  Fiber) 
длиной
 
L
DCF
  и  оптического  усилителя  на  основе  легированного  эрбием 
волокна  EDFA  (Erbium  Doped  Fiber  Amplifier).  В  основу  моделей  двух 
вышеуказанных  типов  волокон  положено  известное  нелинейное  уравнение 
Шредингера [4] 
                                 
,
2
2
2
2
2
2
A
A
t
A
A
j
z
A
j
                        (8) 
где
 
A(z,  t)  –  напряженность  электрического  поля  оптического  сигнала  на 
расстоянии  z   от  передатчика  в  момент  времени  t;  α  и  β
2
  -  соответственно 
коэффициент 
затухания 
и 
вторая 
производная 
коэффициента 
распространения  β(ω)  волокна  на  длине  волны  излучения;  γ  -  коэффициент 
нелинейности ОВ. 
 
,
0
,
)
(
1
11
c
T
t
P
t
P

153 
 
                               АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
 
Рисунок 2. Параметры сигнала на выходе оптического передатчика 
Простым  и  достаточно  производительным  методом  решения  уравнения 
Шредингера  является  известный  Фурье-метод  расщепления  по  физическим 
факторам  [4].  Его  суть  заключается  в  разбиении  оптического  волокна  с 
длиной L
ов
 на n
отр
 условных отрезков одинаковой длины. Внутри каждого из 
них  моделирование  дисперсионных  и  нелинейных  эффектов  на  оптический 
сигнал проводится в три этапа (рисунок 3). Воздействие линейных (на первом 
и  третьем  этапе),  а  также  нелинейных  искажений  (на  втором)  описывается 
следующими выражениями [5]: 
,
,
2
1
4
2
,
2
2
Z
z
j
t
Z
e
e
t
z
A
fft
ifft
z
A
      (9) 
,
2
1
2
1
2
,
2
1
,
,
z
z
A
j
t
Z
t
Z
t
Z
e
z
A
z
A
       (10) 
,
2
1
4
2
,
,
2
2
Z
z
j
t
Z
t
Z
e
e
z
A
f f t
if f t
z
A
    
(11) 
где  A ( z ,   t )     A (   z   +
z , t
  )   –  напряженность  электрического  поля 
оптического сигнала на входе и выходе условного отрезка волокна; fft () и ifft 
() – соответственно операторы прямого и обратного преобразования Фурье. 
 
 
 
Рисунок 3. Графическое представление Фурье-метода расщепления по физическим факторам 

154 
 
   АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
 
Моделирование показало, что увеличение количества условных отрезков 
свыше 100, не приводит к существенному повышению точности результатов 
моделирования,  поэтому  в  дальнейших  расчетах  использовалось  n
отр
=100. 
Параметры волокон, которые использовались при моделировании, приведены 
в таблице 1 [6, 7]. 
 
Таблица 1. Параметры моделей оптических волокон 
Тип волокна 
α, дБ/км 
Длина, км 
 
Β
2
,  с
2
/км 
γ, 1/(Вт·км) 
Одномодовое 
(SMF) 
0,2 
50 
-21,68·10
-24
 
1,20 
Компенсирующее 
дисперсию (DCF) 
0,43 
7,08 
153,05·10
-24
 
5,47 
 
Выбранная  длина  волокна  DCF  в  7,08  км  позволила  полностью 
скомпенсировать дисперсионные искажения на выходе оптической секции. 
Оптический усилитель моделировался согласно выражению [2]: 
 
(12) 
 
где Р
вх  n
(t)  и  Р
вых  n
(t)  –  соответственно  мощности  входного  и  выходного 
сигнала оптического усилителя секции n; G   -  коэффициент усиления; P
ase
( t )  
-   шум  усиленного  спонтанного  излучения  ASE  (Amplified  Spontaneous 
Emission).  
Значение  коэффициента  усиления  G   выбиралось  исходя  из  полной 
компенсации  затухания  отрезков  одномодового
 
A
S M F
  и  компенсирующего 
дисперсию
 
A
DCF
 волокон: 
.
10
1
,
0
DCF
SMF
A
A
G
                      (13) 
 
Модель  шума  представляла  комплексный  случайный  процесс  с 
нормальным законом распределения и значением средней мощности [8]: 
,
2
1
2
0
f
hf
G
n
P
sp
ase
                             (14) 
 
где n
sp
 - коэффициент спонтанной эмиссии (n
sp 
 2 для шум-фактора в 6 дБ); h  
-   постоянная  Планка  ( h   =  6,626  10 
34
  Дж-с);  f  -  частота  оптического 
излучения  (соответствовала  длине  волны  λ  =1552  нм); 
f
0
  -  полоса 
пропускания модели оптического ФНЧ. 
В  вышеприведенной  формуле  учитывалась  удвоенная  полоса 
пропускания  оптического  ФНЧ,  поскольку  полосовой  фильтр  пассивного 
демультиплексора ВОСП СРК имеет полосу частот в 2 раза большую  f
0
.  
Для  упрощения  программной  реализации  функциональных  блоков 
ВОСП СРК, модуляция оптической несущей частоты лазера не выполнялась. 
Поэтому на входе модели приемника ВОСП (рисунок 1) вместо полосового  
,
)
(
)
(
)
(
t
P
G
t
P
t
Р
ase
n
вх
n
вых

155 
 
                               АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
оптического  фильтра  установлен  ФНЧ.  Его  модель  в  MatLab  представлена 
КИХ  фильтром  посредством  функции  fir2  пакета  Signal  Processing  Toolbox. 
Расчет  этого  фильтра  проводился  по  участку  характеристики  затухания 
полосового фильтра демультиплексора ВОСП СРК в области положительных 
частот (рисунок 4,а) [9]. Фотодетектор представлял p-i-n фотодиод с токовой 
чувствительностью R=0,8 А/Вт и следующей формой тока на выходе: 
,
)
(
)
(
R
t
P
t
I
пр
фд
               (15) 
где P
пр
 (t) - оптический сигнал на входе фотодиода. 
Основу  функциональной  модели  трансимпедансного  усилителя  (ТИУ) 
составила интегральная схема AD2820 фирмы Analog Devices. Функциональный 
блок модели реализован в виде КИХ фильтра, аналогично вышеуказанному ФНЧ, 
по характеристике трансимпеданса согласно рисунку 4,б [10]. Внутренние шумы 
ТИУ  и  фотодиода  не  учитывались  вследствие  наличия  предварительного 
оптического усилителя в составе предшествующей оптической секции. 
Главным  критерием  качества  оптических  каналов  ВОСП  СРК  является 
вероятность ошибки р
ош
, которая связана с Q-фактором следующим выражением: 
,
2
2
1
Q
erf c
р
ош
         (16) 
где erfc() – функция ошибок. 
Машинное  вычисление  по  данному  выражению  при  высоких  значениях 
Q  является  затруднительным,  поэтому  в  статье  в  качестве  показателя 
качества  используется  сам  Q-  фактор.  Последний  рассчитывался  согласно 
стандартному выражению 
                    
0
1
0
1
Q
                          (17) 
по следующим параметрам выходного сигнала U   ( t ) :  
-  математическому  ожиданию 
1
  и 
0
  отсчетов,  соответствующих 
символам 1 и 0;  
- среднеквадратическому отклонению 
1
 и 
0
 вышеуказанных отсчетов. 
 
Рисунок 4 – Частотные характеристики: а) полосового фильтра демультиплексора ВОСП СРК 
для межканального интервала 100 ГГц; б) трансимпедансного усилителя. 

156 
 
 
   АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
 
Выражение  (10),  которое  учитывает  нелинейность  ОВ,  показывает  влияние 
мощности  вводимого  в  него  оптического  сигнала  на  фазу  выходного  сигнала. 
График  на  рисунке  5,  на  котором  наблюдается  зависимость  Q-фактора  от 
пиковой мощности сигнала передатчика Р
пик
, подтверждает данное  
предположение.  Он  позволяет  сделать  вывод  о  существовании  оптимального 
значения  входной  мощности,  которое  максимизирует  Q.  При  малой  мощности 
сигнала  передатчика  отношение  сигнал/шум  на  входе  фотодетектора  невелико. 
Это  объясняется  малой  защищенностью  сигнала  от  шумов  спонтанного 
излучения усилителей. Существенного изменения фазы принимаемого сигнала в 
этом  случае  не  происходит.  При  повышении  уровня  входного  сигнала, 
защищенность  от  шумов  усилителей  повышается,  однако  одновременно 
увеличивается  и  фазовый  сдвиг  в  выражении  (10).  В  результате  расширения 
спектра  линейного  сигнала  и  последующего  его  ограничения  в  канальном 
фильтре демультиплексора возникает межсимвольная интерференция сигнала P
пр 
(t)  на  входе  фотодиода.  Это  и  приводит  к  уменьшению  Q-фактора  для  входных 
сигналов  с  большой  мощностью.  Увеличение  количества  оптических  секций 
приводит  к  накоплению  фазового  сдвига принимаемого  сигнала  и  уменьшению 
Q.  Приведенные  графики  показывают  целесообразность  использования  уровней 
входного сигнала порядка 3...6 дБ для оптических трасс длиной 50...500 км. Это 
обеспечивает  намного  меньшую  вероятность  ошибки  по  сравнению  с 
допустимыми для ВОСП значениями 10 
-12
 ...10 
- 1 5
.  
 
 
Рисунок 5. Зависимость Q-фактора от мощности сигнала передатчика (er=10 
дБ; K
1
=0,2; K
2
=0,2; t
фр
=35 пс; N
симв
=1000) 
 
Выводы:  В  заключении  следует  отметить,  что  поставленная  в  статье  задача 
оценки  влияния  фазовой  самомодуляции  оптического  сигнала  на  параметры 
качества  оптического  канала  ВОСП  СРК  выполнена.  Имитационное 
моделирование показало, что  зависимость  Q-фактора  от  мощности  вводимого  в 
оптическое волокно сигнала имеет экстремум в виде максимума. Для оптической 
трассы  длиной  50...500  км  оптимальным  является  уровень  входного  сигнала 
порядка 3...6 дБм. 

157 
 
                               АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
 
Построенная  в  среде  MatLab  имитационная  модель  учитывает  линейные  и 
нелинейные  искажения  оптического  волокна,  а  также  шумы  спонтанного 
излучения  оптического  усилителя.  Ее  можно  использовать  для  оценки 
параметров ВОСП СРК на этапе их проектирования. 
 
В дальнейших исследованиях следует оценить совместное влияние фазовой 
самомодуляции и четырехволнового смешения на параметры оптических каналов 
ВОСП СРК. 
 
ЛИТЕРАТУРА 
 
1.
 
Tkach R.W. Four-photon mixing and high-speed WDM systems / R.W. Tkach, Chraplyvy A.R., 
F. Forghieri, A.H. Gnauck, R.M. Derosier // Journal of Lightwave Technology.  - 1995. -Vol. 13, № 5. -P. 
841-849. 
2.
 
Убайдуллаев  Р.Р.  Протяженные  ВОЛС  на  основе  EDFA  //  LIGHTWAVE  russian  edition.  -
2003. -№1. - С. 22-29. 
3.
 
Педяш  В.В.  Использование  имитационного  моделирования  для  определения  длины 
участка регенерации ВОСП по дисперсии / В.В. Педяш, О.С. Решетникова // Науковi прац ОНАЗ iм. 
О.С.Попова. - 2009. - № 2. - С. 73-78. 
4.
 
Агравал Г. Нелинейная волоконная оптика / пер. с англ. С.В. Черникова, И.Ю. Хрущева, 
Д.В. Коробкина. – М.: Мир, 1996. - 323 с. 
5.
 
Shaw  J.K.  Mathematical  Principles  of  Optical  Fiber  Communication  /  –  Blacksburg:  Virginia 
Polytechnic  Institute  and  State  University,  2004.  -  103  р.  -  (CBMS-NSF  Regional  Conference  Series  in 
Applied Mathematics). 
6.
 
Characteristics  of  a  single-mode  optical  fibre  and  cable  [Электронный  ресурс].  -  Режим 
доступу: 
http://www.icsconsult.ru/consult/storage/299/G.652-200506.pdf
. Заголовок з екрана. 
7.
 
Ramachandran S. Fiber Based Dispersion Compensation. - New York: Springer, 2007. - 558 p. 
8.
 
Agrawal  G.P.  Fiber-Optic  Communication  Systems.  -  New  York:  Wiley-Interscience,  2002.  - 
580 p. 
9.
 
100G/50G/25G DWDM Fiber Grating [Электронный ресурс]. - Режим доступу: http://www.o-
eland.com/SensorProducts/FiberGrating_wdm.htm.  
10.
 
10.7  Gbps,  3.3  V,  Low  Noise,  TIA  with  Average  Power  Monitor  [Электронный  ресурс]: 
http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADN2820.pdf.  
 
ТҮЙІНДЕМЕ 
Мақалада  спектралды  арналар  бөлінуімен  ТОБЖ-і  оптикалық  арналарының  сапасына 
оптикалық 
сигналдың 
фазалық 
өздікмодуляциясының 
әсерін 
бағ алау 
мәселесі 
қарастырылғ ан.  
(Ахсамбаев  А.Н.  WDM  жүйесі  арналарының  сапасына  оптикалық  сигналдың  фазалық 
өздікмодуляциясының әсері) 
 
SUMMARY 
The  problem  of  optical  signal's  self-phase  modulation  influence  estimation  on  the  optical 
channels quality in the system with a spectral channeling is considered in this article.  
(Ahsambayev  A.N.  Influence  of  optical  signal  self-phase  modulation  on  a  channels  quality  of 
WDM system) 
 
 
 
 

158 
 
   АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
 
УДК 621.39 
Л.А.ДУТБАЕВА  
магистрант КазАТК им. М.Тынышпаева 
 
А.З.АЙТМАГАМБЕТОВ  
кандидат технических наук,  
доцент  КазАТК им. М.Тынышпаева 
 
 
МЕТОДЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ   
В СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМАХ СВЯЗИ  
 
В  статье  рассмотрены  наиболее  используемые  методы  пропускной 
способности  в  спутниковой  системы  связи,  а  точнее  в  приемниках  с 
многолучевыми  антеннами.  Ширина  полосы  спутникового  канала 
характеризует  количество  информации,  которую  он  может  передавать  в 
единицу  времени.  Спутниковая  связь  осуществляется  между  земными 
станциями, которые могут быть как стационарными, так и подвижными, 
поэтому ширина полосы спутникового канала очень велика.  
 
Ключевые  слова:  спутниковая  связь,  каналы  ЗС-СР,  бортовая  антенна, 
пропускная способность. 
 
В  статье  рассмотрены  каналы  ЗС-СР.  При  использовании  глобального 
приемного  луча  ширина  диаграммы  направленности  бортовой  антенны 
должна быть равна угловому размеру C: 
C=2220,7 
 
 / 
 
 LkT
,             (1) 
 
где  - соответственно, мощность передатчика и диаметр передающей антенны 
земной  станций, 
  -  результирующий  коэффициент  использования 
поверхности  передающей  и  приемной  антенн,  равный  произведению 
коэффициентов их использования. 
Оценим  возможности  повышения  пропускной  способности  каналов 
связи ЗС-СР.  
1.  Увеличение  выходной  мощности  передатчика  P
3
  или  диаметра 
передающей антенны 
 земных станций позволяет увеличить пропускную  
способность  каналов  связи  ЗС-СР,  но  приводит  к  существенному 
удорожанию  сети  в  целом,  особенно  при  большом  числе  земных  станций, 
поскольку  связные  ресурсы  земных  станций  в  принципе  не  могут 
использоваться коллективно.  
2.  Снижение  полной  эквивалентной  шумовой  температуры  приемной  
системы  ретранслятора  Т.  Шумовая  температура  приемной  антенны 
определяется внешними источниками шумов и собственными шумами  

159 
 
                               АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
 
приемника,  но реальным  путем  снижения  полной  эквивалентной  шумовой  
температуры  является  улучшение  шумовых  характеристик  приемника. 
Характеристики  современных  малошумящих  транзисторных  усилителей 
достаточно  высоки,  а  их  вклад  в  полную  шумовую  температуру  невелик. 
Поэтому  усилия  по  дальнейшему  улучшению  шумовых  характеристик 
приемников не приводят к заметному росту пропускной способности.  
3. Уменьшение потерь полезного сигнала L. Поскольку основной вклад в 
результирующие  потери  вносят  принципиально  неустранимые  потери  на 
трассе распространения радиосигналов, а аппаратурные  потери доведены до 
значений,  существенно  меньших  потерь  распространения,  их  дальнейшее 
снижение  не  приводит  к  ощутимому  росту  пропускной  способности 
спутниковых каналов.  
4.  Снижение  порогового  отношения  сигнал/шум  при  фиксированной 
помехоустойчивости может быть реализовано с помощью помехоустойчивых 
кодов. 
При 
неизменной 
энергетике 
радиолинии 
использование 
помехоустойчивого  кода  позволяет  увеличить  пропускную  способность  в 
число  раз,  равное  энергетическому  выигрышу  кода,  и  потенциально  это 
увеличение  может  быть  существенным  –  в  зависимости  от  допустимой 
вероятности ошибки в 10-20 раз. При построении современных спутниковых 
каналов 
связи 
широко 
используются 
помехоустойчивые 
коды, 
обеспечивающие  приемлемую  сложность  технической  реализации  и 
характеристики,  весьма  близкие  к  предельно,  достижимым.  Кроме  этого, 
использование  помехоустойчивых  кодов  уменьшает  эффективность 
использования полосы частот. 
Пропускная способность каналов связи ЗС-СР обратно пропорциональна 
квадрату  углового  размера  области  обслуживания  (ширины  диаграммы 
направленности  приемной  антенны  ретранслятора).  При  использовании 
глобального  луча  величина  р  является  фиксированным  параметром, 
определяемым  целевым  назначением  сети  связи.  Если  разделить  область 
обслуживания  ретранслятора  на  m  одинаковых  зон,  то  угловой  размер 
каждой  зоны  обслуживания  окажется  равным  приблизительно  P/Vra.  Для 
индивидуального  обслуживания  каждой  зоны  возможно  использование 
приемной  антенны    большего  диаметра,  чем  при  использовании  антенны  с 
глобальным  приемным  лучом.  В  принципе  зональное  обслуживание  может 
быть  реализовано  при  помощи  одного  дискретно  сканирующего 
(«прыгающего»)  узкого  луча,  обслуживающего  зоны  последовательно  в 
априорно  заданном,  циклически  повторяющемся  порядке,  либо  с 
использованием  параллельно  работающих  приемных  лучей,  каждый  из 
которых постоянно нацелен на выбранную зону обслуживания [1]. 
Благодаря возможности многократного использования одинаковых полос 
частот  в  различных  лучах,  применение  многолучевых  приемных  антенн 
позволяет повысить эффективность использования полосы частот. Эта  

160 
 
   АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
 
возможность  реализуется  при  помощи  пространственного  разделения 
(разделения   по   направлению    прихода)    сигналов,    перекрывающихся   в  
частотной  области.  Эффективность  пространственного  разделения  может 
быть  оценена  в  зависимости  от  формы  диаграммы  направленности 
конкретной  антенны  и  величины  углового  разноса  между  источниками 
разделяемых  сигналов.  Наличие  боковых  лепестков  ДН  не  позволяет 
реализовать  в  диапазонах  радиочастот  пространственное    разделение  в 
чистом виде, т.е. использовать во всех приемных лучах одну и ту же полосу 
частот.  На  практике  не  допускается  использование  одинаковых  сигналов  в 
соседних 
лучах, 
а 
возможно 
применение 
одинаковых 
частот, 
пространственно разнесенных не менее чем через один луч. Но даже и в этом 
случае  к  уровню  боковых  лепестков  многолучевых  бортовых  антенн 
предъявляются  существенно  более  жесткие  требования,  чем  к  однолучевым 
антеннам.  Эффективность    многократного  использования  полосы  частот 
определяют  отношением  числа  лучей  к  числу  используемых  разных  полос 
частот  (это  отношение  называется  коэффициентом  многократного 
использования частоты). 
 
 
Рисунок 1.  Покрытие зоны обслуживания восемью лучами 
 
Рисунок 2. Гексагональная решетка 
 
Пространственное расположение отдельных лучей при их относительно  
небольшом  числе  выбирается  таким  образом,  чтобы  обеспечить  полное 
покрытие области обслуживания заданной конфигурации. На рис. 1 для  

161 
 
                               АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
 
примера  показано  покрытие  зоны  обслуживания  восемью  лучами. 
Коэффициент  многократного  использования  частоты  в  рассматриваемом 
примере равен двум. При  большом  числе  лучей  их центры располагаются в  
узлах гексагональной решетки, которая строится на основе покрытия плоскости 
равносторонними  треугольниками.  Правильная  гексагональная  решетка 
приводит  к  формированию  области  обслуживания,  близкой  по  форме  к 
правильному шестиграннику (рис. 2). На практике соседние лучи перекрываются, 
как  правило,  на  уровне  -3  дБ  таким  образом,  чтобы  обеспечить  сплошное 
покрытие  области  обслуживания.  Число  лучей,  формирующих  область 
обслуживания на базе правильной гексагональной решетки, равно:  
1 + З п (п - 1), где п = 1, 2, 3       (2) 
 
Если угловое расстояние между центрами соседних зон обслуживания равно 
а,  то  ширина  ДН  используемых  лучей,  обеспечивающих  сплошное  покрытие 
области обслуживания по уровню не менее -3 дБ, должна быть равна:  
a/cos30° = 1,1547a.                  (3) 
 
В  ситуациях,  когда  форма  области  обслуживания  сильно  отличается  от 
правильной, возможно исключение из решетки части периферийных лучей таким 
образом,  чтобы  максимально  приблизиться  к  требуемой  конфигурации  области 
обслуживания.  У  каждого  луча  решетки  число  соседних  лучей  не  превышает 
шести,  поэтому  для  исключения  использования  одинаковых  частот  в  смежных 
лучах  понадобится  7  различных  частот  и  коэффициент  многократного  
использования  частоты  для  гексагональной  решетки  равен  т/1.  Дополнительно, 
применяя  поляризационное  разделение,  величину  этого  коэффициента  можно 
увеличить до значения т/А. Таким образом, применение многолучевых приемных 
бортовых  антенн  необходимо,  в  первую  очередь,  при  построении 
высокоскоростных  сетей  связи,  например,  широкополосных  цифровых  сетей 
интегрального  обслуживания,  а  также  в  ситуациях,  когда  энергетические  и 
массогабаритные характеристики аппаратуры пользователей жестко ограничены, 
например, в сетях VSAT, сетях  персональной подвижной спутниковой службы, 
сетях сбора информации. Возможность эффективного использования частотного 
ресурса  сетей  связи  весьма  привлекательна  для  сетей  персональной  подвижной 
службы I-диапазона, в котором доступная в соответствии с Регламентом полоса 
частот не превышает нескольких десятков МГц. Заметим, что отмеченные выше 
преимущества  многолучевых  бортовых    приемных  антенн  с  фиксированными 
лучами могут быть реализованы, когда земные станции разделены между зонами 
обслуживания достаточно равномерно, а трафик от зон обслуживания примерно 
одинаков.  В  противном  случае,  когда,  например,  подвижные  пользователи, 
перемещаясь  в  пределах  области  обслуживания,  могут  концентрироваться  в 
части  зон,  указанный  выигрыш  в  пропускной  способности  и  полосе  частот 
снижается, а в пределе, когда весь трафик сети может сосредоточиться в одной 
из  зон  обслуживания,  -  выигрыш  по  сравнению  с  системой,  использующей 
глобальный луч, отсутствует. В подобных случаях, при относительно небольшом 
числе мобильных абонентов, возможно использование узких сканирующих  

162 
 
   АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
лучей,  каждый  из  которых  осуществляет  обслуживание  одного  из  абонентов. 
Примером  такой  системы  является  американская  система  начала  80-х  годов 
TDRSS  (Tracking  and  Data  Relay  Satellite  System),  которая  предназначена  для  
управления  и  информационно-телеметрического  обеспечения  группировки 
низкоорбитальных  космических  аппаратов.  В  этой  системе  использована  30-
элементная  ФАР,  позволяющая  при  угловом  размере  области  обслуживания 
около  26°  формировать  сканирующие  приемные  лучи  шириной  26°/  Jm  ~  5°. 
Количество  приемных  лучей  определяется  числом  комплектов  аппаратуры 
формирования  лучей  и  в  рассматриваемой  системе  равно  20.  Это  позволяет 
одновременно  обслуживать  до  20  пользователей.  Функции  ФАР  распределены 
между  космическим  и  наземным  сегментами  системы:  приемные  элементы 
установлены  на  борту  ретранслятора,  а  аппаратура  формирования  лучей 
размещена на Земле. Каждый приемный элемент связан с наземной аппаратурой 
по  отдельному  частотному  каналу.  Описанный  подход  позволил  обеспечить 
обслуживание  динамично  перемещающихся  пользователей  в  зависимости  от  их 
расположения  в  пространстве.  В  процессе  функционирования  системы  
приемные  лучи  могут  перекрываться,  поэтому  необходимо  дополнительно 
разделять сигналы пользователей по частоте или форме, но при этом частотный 
выигрыш не может быть реализован [2]. 
Вывод.  Для  нашей  эпохи  характерен  огромный  рост  информации  во  всех 
сферах 
деятельности 
человека. 
Помимо 
прогрессирующего 
развития 
традиционных  средств  передачи  информации  –  телефонии,  телеграфии, 
радиовещания, возникла потребность в создании новых её видов – телевидения и 
обмен  электронными  данными.  Один  из  видов  обеспечивающий  передачу 
данных – это спутниковая связь. А количество и качество передачи информации 
зависят от пропускной способности в спутниковой связи. 
 
ЛИТЕРАТУРА 
1.
 
Кантор  Л.Я.  Расцвет  и  кризис  спутниковой  связи.  –  Москва:  Электросвязь,  
2007. - №7. 
2.
 
Камнев В.Е.,Черкасов В.В., Чечин Г.В. Спутниковые системы связи. – Москва: 
Альпина Паблишер,  2004. – 184 с. 
 
ТҮЙІНДЕМЕ 
Бұл  мақалада  спутниктік  байланыс  жүйесінің  өткізу  қабілеттілігінің  әдістері 
қарастырылған. Спутниктік арнаның өткізу жолағы белгілі бір уақытта жібере алатын ақпарат 
санын  сипаттайды.  Спутниктік  байланыс  стационарлы  және  қозғалмалы  бола  алатын,  жер 
аралық станция байланысын қамтамасыз етеді, сондықтан оның  арна жолағы өте кең болады. 
(Дутбаева 
Л.А.,  Айтмагамбетов  А.З.  Спутниктік  байланыс  жүйесінің  өткізу 
қабілеттілігінің пайдалану әдістері) 
 
SUMMARY 
The  article  describes  the  most  commonly  used  methods  of  bandwidth  in  the  satellite 
communication systems, and more precisely in the receiver with multibeam antennas. The bandwidth 
of  the  satellite  channel  indicates  the  amount  of  information  it  can  transmit  at  a  time.  Satellite 
communication is between the earth stations, which can be both fixed and mobile, so the bandwidth 
of the satellite channel is very high. 
(Dutbayeva L.A., Aitmagambetov A.Z. Methods of in the satellite communication systems.)  

163 
 
                               АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
 
Д.А.АХМЕТБЕКОВ  
магистрант КазАТК им. М.Тынышпаева 
 
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕСПРОВОДНОГО ДОСТУПА ДЛЯ СОЗДАНИЯ 
«ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА» 
 
В 
данной 
статье 
рассматриваются 
современные 
телекоммуникационные  технологии,  способные  развить  в  Казахстане 
«Информационное 
общество», 
а 
также 
описание 
концепта 
«Постиндустриальное  общество».  В  качесте  наиболее  приемлемых  были 
предложены  современные  средства  предоставления  высокоскоростного 
доступа в интернет –  Wi-Fi, WiMAX и LTE. Даны краткие описания каждой 
из  трех  технологий,  данные  сведены  в  общую  таблицу.  Подведен 
сравнительный анализ с предложением наиболее подходящего, на мой взгляд, 
способа достижения глобальной «информатизации» общества. 
 
Ключевые слова: информационное общество, беспроводный доступ, Wi-
Fi,  Wi-MAX, квадратурно-амплитудная, модуляция, LTE.  
 
В  1973  году,  американский  социолог  и  политолог  Даниел  Белл, 
профессор  Гарвардского  и  Колумбийского  университетов,  в  своей  книге 
"Грядущее  постиндустриальное  общество"  ("The  Coming  of  Post-Industrial 
Society:  A  Venture  of  Social  Forecasting")  выдвинул  одну  из  самых 
популярных  на  сегодняшний  день  исторических  периодизаций  обществ: 
доиндустриальное,  индустриальное  и  постиндустриальное.  При  этом 
человечество,  проживающее  на  самом  совершенном  -  постиндустриальном 
этапе - названо Беллом как «информационное общество» [1]. 
Сам  же  концепт  «информационное  общество»  был  образован  в  1972 
году,    профессором  Токийского  технологического  института  Ю.Хаяши, 
поставившим  задачу  информационного  развития  своего  общества,  т.е. 
сделать его информационным [2]. 
Согласно  Беллу,  в  постиндустриальном  обществе  особенно  важны 
организация  и  обработка  информации  и  знаний.  В  основе  этих  процессов 
лежит  компьютер  –  техническая  основа телекоммуникативной  революции. 
Автор  называет  пять  основных  проблем,  которые  решаются  в 
постиндустриальном обществе: 
1) слияние телефонных и компьютерных систем связи; 
2)  замена  бумаги  электронными  средствами  связи,  в  том  числе  в  таких 
областях,  как  банковские,  почтовые,  информационные  услуги  и 
дистанционное копирование документов; 
3) расширение телевизионной службы через кабельные системы; замена 
транспорта  телекоммуникациями  с  использованием  видеофильмов  и  систем 
внутреннего телевидения; 

164 
 
   АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
4) реорганизация  хранения   информации   и  систем  ее  запроса  на  базе  
компьютеров и интерактивной информационной сети (Интернет); 
5)  расширение  системы  образования  на  базе  компьютерного  обучения; 
использование  спутниковой  связи  для  образования  жителей  сельских 
местностей; использование видеодисков для домашнего образования [1]. 
Основные,  из  пяти  названных  Д.Беллом  проблем,  решаемых 
«информационным  обществом»,  уже  пройдены  и  не  представляют  помехи 
для 
узкого 
круга 
населения. 
Однако 
главным 
принципом 
постиндустриального  этапа  является  предоставление  услуги  связи  и 
интернета в любой точке страны: как в здании, так и на улице, как в городе, 
так  и  в  сельской  местности.  Упор  здесь,  на  мой  взгляд,  должен  быть 
выполнен на беспроводные системы передачи данных. Только они могут где 
угодно  и  в  полной  мере  предоставить  все  возможности  широкополосного 
доступа. 
Данная статья не является описанием чего-то футуристического, а значит 
и технологии достижения цели всеобщей информатизации должны быть уже 
созданными  и  понятными  каждому.  На  данный  момент  самыми 
распространенными в среде беспроводного доступа являются средства Wi-Fi 
и WiMAX, а также для сферы сотовой связи более близка технология LTE. В 
статье  будет  дан  сравнительный  анализ  вышеназванных  технологий,  для 
подбора наиболее подходящего нам. 
Одними 
из 
ранних 
и 
распространенных 
среди 
приборов 
высокоскоростного  беспроводного  доступа  в  интернет  являются  точки 
доступа Wi-Fi. 
Wi-Fi (англ. Wireless Fidelity (беспроводная надежность) – это семейство 
протоколов беспроводной  передачи данных  IEEE  802.11,  был  создан  в  1991 
году  NCR  Corporation/AT&T  (впоследствии  –  Lucent  Technologies  и  Agere 
Systems) в Ньивегейн, Нидерланды, Виком Хейзом [3]. 
Сети  Wi-Fi  работают  на  частотах  2,4  ГГц  или  5  ГГц.  Используют  они 
квадратурно-амплитудную  модуляцию  (quadrature  amplitude  modulation, 
QAM), а именно QAM-64, что предполагает одновременное изменение (до 64 
комбинаций)  как  амплитуды,  так  и  фазы  несущей  для  представления 
совокупности данных, позволяющих представить до 6 бит информации в виде 
одного 
передаваемого 
символа. 
А 
также 
применяется 
схема 
мультиплексирования с разделением по ортогональным частотам (Orthogonal 
Frequency Division Multiplexing - OFDM), т.е. модулированный сигнал делится 
по  многим  поднесущим  (для  Wi-Fi  их  количество  равно  64),  занимающим 
определенный  канал.  Технология  OFDM  очень  эффективна,  поскольку 
позволяет  передавать  данные  с  повышенной  скоростью  и  минимизировать 
проблемы, связанные с многолучевым распространением [4]. 
Все  это  обеспечивает  беспроводную  связь  при  прямой  видимости  в 
радиусе до 300 метров от точки доступа и в пределах 50 метров - в закрытых 
помещениях.  Со  скоростью  передачи  данных  для   Wireless  оборудования,  

165 
 
                               АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
 
поддерживающего стандарт 802.11g (наиболее распространенный на данный 
момент  стандарт  Wi-Fi),  до  54  Mбит/с  и  для  стандарта  802.11n  -  скорость 
передачи данных до 600 Мбит/с. [3].  
Следует  также  обратить  внимание  на  использование  разнесенных  в 
пространстве общественных точек доступа Wi-Fi и технологии Netsukuku для 
построения ячеистой сети беспроводной передачи данных, которая смогла бы 
автоматически  генерироваться  и  самостоятельно  поддерживаться,  которая  в 
теории смогла бы создать конкуренцию сотовым сетям GSM [5]. 
С  появлением  таких  сетей  использование  стандартной  связи  отпала  бы, 
так  как  Wi-Fi  пригоден  для  использования VoIP.  В  настоящий  момент 
непосредственное  сравнение  Wi-Fi  и  сотовых  сетей  нецелесообразно. 
Телефоны,  использующие  только  Wi-Fi,  имеют  очень  ограниченный радиус 
действия, поэтому развёртывание таких сетей обходится очень дорого. Тем не 
менее,  развёртывание  таких  сетей  может  быть  наилучшим  решением  для 
локального использования, например, в корпоративных сетях [3]. 
Таковы  ограниченные  возможности  технологии  Wi-Fi.  Дальше  речь 
пойдет  о  технологиях,  уже  внедряемых  в  качестве  беспроводного  доступа 
четвертого поколения (4G). 
Следующая  технология  является  продолжением  Wi-Fi  –  ее  эволюцией, 
поэтому  многие  компоненты  и  возможности  двух  технологий  во  многом 
схожи. Различия постараемся раскрыть ниже. 
WiMAX  (англ.  Worldwide  Interoperability  for  Microwave  Access 
(Международная  способность  к  взаимодействию  для  микроволнового 
доступа)  -  телекоммуникационная  технология,  разработанная  с  целью 
предоставления  универсальной беспроводной  связи на  больших  расстояниях 
для  широкого  спектра  устройств  (от  рабочих  станций  и  портативных 
компьютеров до  мобильных телефонов). В общем WiMAX следует считать 
жаргонным  названием,  так  как  это  не  технология,  а  название  форума,  на 
котором Wireless MAN и был согласован [6]. 
Основана  на  стандарте расширения  IEEE  802.16а,  принятое  в  январе           
2003  года,  и  работает  в  диапазоне  2-11  ГГц.  Так  же  как  и  Wi-Fi,  WiMAX 
использует  квадратурно-амплитудную  модуляцию  с  последующим  OFDM-
мультиплексированием,  только  в  WiMAX  сетях  сигнал  фиксированного 
доступа имеет до 256  поднесущих, а в сетях мобильного WiMAX - до 2048 
поднесущих. Максимальная скорость в лабораторных условиях составляла до 
1 Гбит/сек на  ячейку.  Все  эти  решения  позволяют  значительно  расширить 
радиус  радиодоступа.  Так  каждая  базовая  станция  в  типовом  варианте, 
развернутые по городу в виде сети сотовой связи, покрывает зону радиусом 
6-8  км  (возможны  зоны  радиусом  до  30-50  км,  а  при  размещении  базовой 
станции  на  аэростате  с  фиксированным  положением  возможно  покрытие 
территории диаметром 500-600 км!) [7]. 
WiMAX  решает  такие  же  задачи,  что  и Wi-Fi,  но на гораздо большем 
радиусе   покрытия,   без    применения     пользовательской    приоритетности  

166 
 
   АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
 
(скорость  передачи  для  каждого  подключенного  в  соте  будет  одинакова,  в 
независимости  от  расстояния  до  базы).  В  идеальных  условиях  скорость 
обмена  данными  может  достигать  70  Мбит/с,  при  этом  не  требуется 
обеспечения прямой видимости между базовой станцией и приёмником. При 
этом  общая  пропускная  способность  динамически  распределяется  между 
нисходящим  и  восходящим  каналами.  Между  базовыми  станциями 
устанавливаются  соединения  (прямой  видимости),  использующие  диапазон 
частот  от  10  до  66  ГГц,  скорость  обмена  данными  может  достигать  140 
Мбит/c.  При  этом,  по  крайней  мере  одна  базовая  станция  подключается  к 
сети провайдера с  использованием  классических  проводных  соединений. 
Однако,  чем  большее  число  БС  подключено  к  сетям  провайдера,  тем  выше 
скорость передачи данных и надёжность сети в целом [6]. 
Но  есть  недостаток,  как  было  замечено  выше,  существуют  две 
технологии  WiMAX:  фиксированный  (IEEE  802.16  e),  т.е.  позволяет 
обслуживать только «статичных» абонентов, и мобильный (IEEE 802.16 d) - 
ориентированный  на  работу  с  пользователями,  передвигающимися  со 
скоростью до 150 км/ч. И при этом не существует универсального протокола 
и  для  фиксированного,  и  для  мобильного  вариантов  WiMAX.  Хотя  ряд 
базовых требований совпадает, каждая из спецификаций WiMAX определяет 
свои  рабочие  диапазоны  частот,  ширину  полосы  пропускания,  мощность 
излучения, способы кодирования и модуляции сигнала и прочие показатели. 
А потому WiMAX-системы, основанные на версиях стандарта IEEE 802.16 e 
и d, практически несовместимы [6]. 
Теперь перейдем к наиболее молодой и самой перспективной технологии 
мобильного широкополосного беспроводного доступа. LTE (англ. Long Term 
Evolution  (долговременное  развитие) –  проект  разработан  консорциумом 
3GPP  в  целях  усовершенствования  технологий  мобильной  передачи 
данных CDMA, UMTS.  Скорость  передачи  данных  по  стандарту  LTE  в 
теории  достигает  326,4 Мбит/с (демонстрационно  1  Гбит/с)  на  приём 
(download) и 172,8 Мбит/с на отдачу (upload); в стандарте же прописано 173 
Мбит/с на приём и 58 Мбит/с на отдачу. Рабочий частотный диапазон весьма 
широк: от 800 МГц до 2,7 ГГц, т.е. может быть такой же как и используемый 
существующими сетями GSM в данном регионе [8]. 
Сандарт  LTE  при  передаче  сигнала  также  использует  квадратурно-
амплитудную  модуляцию  с  использованием  по  нисходящей  стороне 
технологии 
множественного 
ортогонального 
многочастотного 
мультиплексирования  (Orthogonal  Frequency-Division  Multiple  Access, 
OFDMA), который не только делит несущие на множество поднесущих (как 
в  OFDM),  но  также  группирует  эти  множественные  поднесущие  в 
подканалы,  что  еще  эффективней  защищает  сигнал  от  помех;  а  по 
восходящей стороне - технология множественного доступа SC-FDMA. 
 

167 
 
                               АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
 
 (Single Carrier – Frequency Division Multiple Access) c одной несущей частотой, 
представляющая  из  себя  гибридную  схему  передачи,  которая  сочетает  низкие 
значения  мощности  передачи,  с  большой  длительностью  символа  и  гибким 
распределением частот OFDM [9]. 
 Кроме  того,  система  коммутации  каналов  была  полностью  заменена  на 
систему  коммутации  пакетов.  Еще  одной  особенностью  LTE  является 
использование  MIMO-систем (т.е. передающие и приёмные антенны разнесены 
настолько,  чтобы  достичь слабой  корреляции  между  соседними  антеннами)  для 
увеличения пропускной способности сети и достижения высоких скоростей при 
передаче данных [8]. 
Радиус действия базовой станции LTE может быть различным в зависимости 
от мощности и используемых частот. В оптимальном случае это порядка 5 км, но 
при необходимости дальность действия может составлять  30 км или даже 100 км 
(при достаточном возвышении антенны) [8]. 
Проще  говоря,  LTE,  по  отношению  к  двум  другим  технологиям,  стал 
результатом  эволюции  стандарта  3G,  позволяющая  повысить  скорость, 
эффективность передачи данных, снизить издержки, расширить и улучшить уже 
оказываемые  услуги,  а  также  интегрироваться  с  уже  существующими 
протоколами. 
В  завершении  попробуем  подвести  некий  итог,  сравнение  вышеописанных 
технологий в табличном виде.  
 
Таблица 1. Сравнительная таблица технологий. 
Параметры 
Wi-Fi 
WiMAX 
LTE 
Модуляция 
QAM-64 
QAM-64 
QAM-64 
Мультиплексирование  OFDM (64) 
OFDM (256, 2048) 
OFDMA, SC-FDMA 
Рабочие частоты 
2,7  ГГц  –        5 
ГГц 
2,7 ГГц – 5 ГГц 
800 МГц – 2,7 ГГц 
Скорость передачи 
54 Мбит/с 
70 Мбит/с 
Вх  173  Мбит/с,  исх 
58 Мбит/с 
Радиус покрытия 
50 - 300 м 
6 - 50 км 
5 - 30 км 
Интеграция с 3G 
невозможна 
невозможна 
Возможна 
 
Как  наглядно  видно  из  таблицы  1,  Wi-Fi  если  и  останется  на  современном 
рынке, то только лишь как защищенная локальная беспроводная сеть для малого 
офиса  и  дома  с  возможностью  доступа  в  Интернет  за  счет  работодателя  или 
владельца точки доступа, что неприемлемо для разграниченного в пространстве 
жителя  «информационного  общества».  Технология  Netsukuku  возможно  и 
появиться  в  массах,  однако  из-за  множества  преград  случиться  это  весьма  не 
скоро. А значит и конкурировать между собой придется технологиям WiMAX и 
LTE. 
Преимущества LTE-технологии очевидны, но самый значимый все же – это, 
то  что  звонок  или  сеанс  передачи  данных,  инициированный  в  зоне  покрытия 
LTE,  технически  может  быть  передан  без  разрыва  в  сеть  3G  (W-CDMA, 
CDMA2000)  или   в  GSM/GPRS/EDGE.   Таким   образом,  развитие   сетей  LTE  

168 
 
   АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
 
возможно  на  уже  развитых  сетях  GSM  и  является  долгосрочным  и  более 
выгодным  решением  для  сотовых  абонентских  компаний  (в  отличие  от  WiMax 
сетей). 
Однако  первым  плюсом  в  адрес  WiMAX-технологии  становится  время. 
Технология WiMAX опережает LTE на 2-3 года. Частоты для технологий одни и 
те же. Однако для WiMAX они уже выделены, да и терминалы уже разработаны 
под технологию. И при этом, довольно доступная цена. Так, например, стоимость 
WiMAX-модема  в  Европе  составляет  около  $70,  что  позволяет  обеспечить 
неплохое  проникновение услуги  среди  пользователей. Иные же  полагают,  что в 
будущем произойдет слияние в единое целое WiMAX и LTE, они станут единой 
технологией 4G [10]. 
В  общем,  какая  бы  технология  не  стала  главенствовать,  предпосылки 
создания «информационного общества»  уже заложены и все что остается нам  – 
это не поддаваться застойным идеям и идти вместе со временем в ногу… 
 
ЛИТЕРАТУРА 
 
1.
 
Интернет-ресурс:  Философия  науки  и  техники:  конспект  лекций.  Электронный  адрес: 
http://www.ereading.org.ua/chapter.php/103628/50/Filosofiya 
_nauki_i_tehniki__konspekt_lekciii.html. 
2.
 
Интернет-ресурс:  Информационное  общество,  Материал  из  Википедии  –  свободной 
энциклопедии. Электронный адрес: http://ru.wikipedia.org/wiki/Информационное общество. 
3.
 
Интернет-ресурс:  Wi-Fi,  Материал  из  Википедии  –  свободной  энциклопедии. 
Электронный адрес: 
http://ru.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi
. 
4.
 
Интернет-ресурс: Wi-Fi – технология. Электронный адрес: 
http://reeed.ru/technology_wi-
fi.php
. 
5.
 
Интернет-ресурс:  Netsukuku,  Материал  из  Википедии  –  свободной  энциклопедии. 
Электронный адрес: 
http://ru.wikipedia.org/wiki/Netsukuku
 
6.
 
Интернет-ресурс:  WiMAX,  Материал  из  Википедии  –  свободной  энциклопедии. 
Электронный адрес: 
http://ru.wikipedia.org/wiki/WiMAX
 
7.
 
Интернет-ресурс:  Технология  фиксированного  широкополосного  беспроводного 
доступа 
WiMAX 
стандарта 
IEEE 
802.16-2004. 
Электронный 
адрес: 
http://www.unidata.com.ua/files/Wi-MAX_Technology.pdf
 
8.
 
Интернет-ресурс:  3GPP  Long  Term  Evolution,  Материал  из  Википедии  –  свободной 
энциклопедии. Электронный адрес: 
http://ru.wikipedia.org/wiki/LTE
 9. Интернет-ресурс: FDMA 
с 
одной 
несущей 
– 
новый 
восходящий 
канал 
LTE. 
Электронный 
адрес: 
http://www.russianelectronics.ru/leader-r/review/2187/doc/40516/
 
9.
 
Интернет-ресурс: В ФОКУСЕ: БУДУЩЕЕ LTE: Туманная перспектива или неизбежная 
реальность? Электронный адрес: http://www.telecomru.ru/article/?id=5606 
 
ТҮЙІНДЕМЕ 
Бұл  мақалада  Қазақстанда  «Ақпараттық  қоғамды»  дамытуға  қабілетті  заманауи 
телекоммуникациялық технологиялар қарастырылады.  
(Ахметбеков  Д.А.  «Ақпараттық  қоғамды»  жасау  үшін  сымсыз  ақпарат  алмасуды 
қолдану).  
 
SUMMARY 
In  this  article  the  modern  telecommunication  technologies,  capable  to  develop  in  Kazakhstan 
«Information society» are considered, and also their comparative analysis is given. 
(Ahmetbekov D.A. Use of Wireless Access for Creation of “Informetion Society”). 

169 
 
                               АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
  БИОЛОГИЯ 
 
УДК 57.083.13
 
 А.А.АБУБАКИРОВА 
магистр-старший преподаватель 
ЮКГУ им. М.Ауезова 
 
Б.Ш.КЕДЕЛЬБАЕВ  
доктор технических наук, профессор 
ЮКГУ им. М.Ауезова 
 
Б.Ж.ШЫРЫНБЕКОВА 
старший преподаватель МКТУ им. Х.А.Ясави  
 
 
ВЫДЕЛЕНИЕ И АНТИМИКРОБНАЯ АКТИВНОСТЬ 
АКТИНОМИЦЕТОВ РОДА АCTINOMADURA ИЗ РАЗЛИЧНЫХ 
ТИПОВ ПОЧВ ЮЖНОГО КАЗАХСТАНА 
 
В  работе выделены актиномицеты рода Асtinomadura  из различных типов 
почв  Южного  Казахстана  и  исследована  их  антимикробная  активность.  
Антимикробную активность проводили по методу агаровых дисков. В качестве 
тест-культур использовали Baccilus subtilis,  Staphylococcus aureus, Micrococcus 
luteus  и  Candida  albicans.  Актиномицеты  –  мицелиальные  бактерии, 
составляющие  неотъемлемую  часть  почвенного  микробного  комплекса. 
Выделены  штаммы  актиномицетов  с  высокой  антимикобактериальной 
активностью.  Штаммы  рода  Асtinomadura    изучены  на  антибактериальные 
метаболиты.  Восемь  штаммов  рода  Асtinomadura  показали  высокие 
антагонистические  свойства  на  грамм-положительные  бактерии  и  тест-
организмы  грибов.  Только  один  штамм,  выделенный  из  аллювиального  типа 
почвы проявлял антимикробную  активность ко всем тест-культурам.  
 
Ключевые слова: актиномицеты, антимикробная активность, актиномадуры, 
почва, антибиотики, штаммы, питательная среда. 
 
В  последнее  время  на  биосинтетической  способности  актиномицетов 
базируется  производство  многих  практических  ценных  метаболитов: 
антибиотиков,  ферментов,  витаминов  и  др.  В  связи  с  этим  во  всем  мире 
неослабевающий  интерес  проявляется  к  распространению  актиномицетов    и  их 
биосинтетическим возможностям  1 .  
Применение  селективных  методов  для  выделения  актиномицетов  из 
природных  субстратов  повысило  частоту  выявления  принципиально  новых 
изолятов и существенно обогатило систематику.  
В  настоящее  время  описано  уже  более  60  родов  актиномицетов.  В  почвах 
Казахстана  обнаружены  и  обстоятельно  изучены  представители  рода 
Streptomyces  2 . Имеющиеся сведения не полностью отражают биоразнообразие 
актиномицетов  почв   Казахстана   и   свидетельствуют  о  недостаточной  его
  

170 
 
   АХМЕТ ЯСАУИ УНИВЕРСИТЕТІНІҢ ХАБАРШЫСЫ, №1, 2013 
 
изученности.  В  связи  с  этим  представляет  несом-ненный  интерес  исследования 
биологии  и  экологии  актиномицетов,    в  частности  редких  форм,  в  почвах 
Южного Казахстана.  
В  течение  многих  лет  актиномицеты  были  богатым  источником 
антибиотических метаболитов. Они главным образом получены из  
Streptomyces 
spp.,  однако  представители  других  родов,  такие,  как  Actinomadura,  также 
привели  к многочисленным и интересным соединениям  3 . 
 
Целью  данной  работы  являлось  выделение  штаммов  Actinomadura  из 
различных  типов  почв  Южного  Казахстана  и  исследование  их 
антимикробной активности.  
Образцы  почвы  были  собраны  из  различных  районов  Южного 
Казахстана  (Байдибекский,  Ордабасинский,  Сайрамский  районы,  район 
Шымкентского  дендропарка,  112  квартал  и  район  Спортивный  города 
Шымкент):  чернозем,  глинозем,  серозем  и  аллювиальный.  Десять  граммов 
каждой почвы предварительно прогревали при 55
о
С в течение 15 минут и при 
100
о
С  –  в  течение  60  минут,  суспендировали  в  100  мл  воды  4 .  Посев 
проводили на казеиновую и крахмальную среды. Посевы инкубировали при 
32
о
С в термостате.  
Проводили 
дифференцированный 
подсчет 
количества 
колониеобразующих  единиц  (КОЕ)  актиномицетов  разных  родов  с 
использованием морфологических и культуральных  признаков  5 . Для этого 
использовали  оптический  микроскоп.  Представителей  определенных 
морфологических типов выделили в чистую культуру, использовали овсяный 
агар  и  агаровые  среды  Гаузе  1,2  6 .  Для  предварительной  родовой 
идентификации 
использовали 
морфологические 
характеристики 
актиномицетов (наличие субстратного и воздушного мицелия, фрагментации 
и  ветвления  мицелия,  присутствие  и  характер  расположения  спор  на 
воздушном и субстратном мицелии, число их в цепочках, а также диаметр и 
подвижность спор, наличие спорангиев)  7 .     
Антимикробную  активность  проводили  по  методу  агаровых  дисков.    В 
качестве  тест-культур  использовали  Вaccilus  subtilis,  Staphylococcus  aureus, 
Micrococcus  luteus и Candida albicans.  
В результате исследований определено общее количество актиномицетов 
и  представителей  Аctinomadura,  выделенных  из  различных  почв  Южного 
Казахстана. Полученные результаты представлены в таблице 1. 
Как  видно  из  данных  таблицы  1,  почвенные  образцы  различаются  по 
содержанию  в  них  актиномадур  и  других  представителей    Actinomycetes. 
Актиномадуры составляют неотъемлемую часть актиномицетного комплекса. 
В  черноземах  и  глиноземах  актиномадур  обнаруживается  больше,  чем  в 
остальных.   
Актиномицеты  –  мицелиальные  бактерии,  составляют  неотъемлемую 

жүктеу/скачать 6,74 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: