Спутниковые системы связи
Литература
Введение
Задачей связи является передача сообщений на расстояние от источника к получателю. В электросвязи переносчиком сообщений является электрический сигнал, способный распространяться в определенных средах. То есть для передачи на расстояние сообщение, создаваемое источником, должно быть преобразовано в электрический сигнал, который будет преодолевать пространство. На месте приема полученный сигнал необходимо преобразовать в сообщение, подаваемое получателю. Чтобы выполнить все эти операции, необходимы соответствующие технические устройства, которые в совокупности со средой распространения сигнала образуют систему электросвязи. Источником и получателем сообщений являются: люди, различные датчики, автоматические устройства и ЭВМ. В реальных условиях сложный и многоэтапный процесс передачи сообщений происходит при воздействии множества помех.
Под помехой понимается любое воздействие на полезный сигнал, изменяющее его информационный параметр и затрудняющее прием. Помехи в системах связи весьма разнообразны по происхождению и физическим свойствам. Источники помех могут быть как внутри, так и вне системы электросвязи.
Таким образом, в приемник поступает сигнал, подверженный воздействию помех ("сигнал + помеха"). Однако сообщение, принимаемое получателем, должно полностью соответствовать сообщению, переданному от источника. Выполнение этого условия возможно в том случае, когда все элементы системы электросвязи обладают требуемой помехоустойчивостью.
Кроме этого возможно использование специальных методов шумоподавления и кодирования, если речь идёт о цифровой передаче.
1.Современные виды электросвязи
Все виды электросвязи можно условно разделить на четыре группы передачи:
·звуковых сообщений
·неподвижных оптических сообщений;
·подвижных оптических изображений;
·сообщений между ЭВМ.
·передачи сообщений, только при развитии IP - телефонии.
Телеграфная связь и передача данных служат для передачи дискретных сообщений в виде текстов (телеграмм) и цифровых данных соответственно. Причем передача данных обеспечивает более скоростную и качественную передачу сообщений.
Факсимильная связь и ее разновидность (передача газетных полос) обеспечивают передачу оптических сообщений в виде неподвижных изображений (в том числе и цветных).
Телефонная связь и системы звукового вещания предназначены для передачи звуковых сообщений. Телефонная связь обеспечивает ведение переговоров между людьми (абонентами), а звуковое вещание - одностороннюю и высококачественную передачу звуковых сообщений (радиопрограмм), предназначенных одновременно для многих слушателей.
Телевизионное вещание и видеотелефонная связь обеспечивают одновременную передачу оптических и звуковых сообщений. При этом телевидение обеспечивает одностороннюю передачу массовых сообщений, а видеотелефонная связь - двустороннюю передачу индивидуальных сообщений, позволяя вести переговоры, при которых собеседники видят друг друга. Этот вид электросвязи получил широкое распространение, из-за относительно высокой стоимости Каждый вид электросвязи реализуется с помощью определенной системы, обеспечивающей передачу на расстояние конкретных сообщений. Поэтому в электросвязи существуют системы: телефонной, телеграфной, факсимильной, видеотелефонной связи, передачи газет, передачи данных, а также звукового и телевизионного вещания. Состав и схемы этих систем определяются характером и видом передаваемых сообщений.
Телефонные, телеграфные, видеотелефонные системы и системы передачи данных обеспечивают одновременную двухстороннюю передачу сообщений между абонентами, то есть позволяют вести переговоры. Для этого каждый абонент должен иметь как передатчик, так и приемник, связанные между собой двумя каналами связи, один из которых обеспечивает передачу сигналов в одном направлении, а другой в другом (обратном) направлении.
Системы звукового и телевизионного вещания, а также передачи газет обеспечивают одностороннюю передачу сообщений, предназначенных одновременно для большого числа абонентов. Каждый слушатель или группа слушателей, находящиеся у одного приемника, пользуется "своей" системой связи, состоящей из передатчика, канала связи и приемника. При этом передатчик является общим элементом одновременно для многих систем. Общее число систем соответствует числу приемников.
2.Система электросвязи
Системы для передачи непрерывных сообщений. Системы телефонной связи предназначены для передачи на расстояние звуковых (акустических) сообщений, создаваемых голосовыми связками и воспринимаемых органом слуха (ухом) человека. Поэтому в качестве передатчиков используются устройства, которые преобразуют звуковые колебания, происходящие в воздушном пространстве, в электрические сигналы, передаваемые на расстояние. Такие акустоэлектрические преобразователи называются микрофонами.
Приемник в системе телефонной связи выполняет обратное преобразование электрических сигналов в звуковые колебания.
Такой электроакустический преобразователь называется телефоном.
Кроме микрофона и телефона, являющихся основными элементами системы, у каждого абонента имеется ряд вспомогательных устройств, необходимых для удобства подключения, вызова и сигнализации. Основные и вспомогательные элементы, которыми пользуется абонент, конструктивно составляют телефонный аппарат. Современные телефонные аппараты весьма разнообразны. Они отличаются типами микрофонов, телефонов, номеронабирателей, а также формой корпуса аппарата.
Каналы связи в системах телефонной связи образуются совокупностью устройств и среды распространения, обеспечивающих прохождение сигналов от одного телефонного аппарата к другому.
Системы звукового вещания обеспечивают одностороннюю передачу звуковых сообщений (речи, музыки) от источника до большого числа слушателей, рассредоточенных в пространстве. В зависимости от технических средств, используемых для этого, различают системы радиовещания и проводного вещания.
В первом случае сигналы передаются по радиоканалу, в котором средой распространения является открытое пространство. Радиоканал образуется с помощью специальных устройств, основными из которых являются радиопередатчик, передающая антенна, приемная антенна и радиоприемник.
Радиопередатчик преобразует первичный низкочастотный сигнал на выходе микрофона в высокочастотный сигнал, излучаемый передающей антенной в окружающее пространство в виде электромагнитных волн.
Под воздействием поля излучения в приемной антенне возникает высокочастотный ток, характер изменения которого повторяет закон изменения высокочастотного сигнала. В радиоприемнике из высокочастотного сигнала после соответствующей обработки выделяется первичный (исходный) сигнал. Далее низкочастотный первичный сигнал преобразуется громкоговорителем в звуковое сообщение.
В системах проводного вещания сигналы звукового вещания доставляются слушателям по так называемым проводным каналам, использующим в качестве среды распространения специальные направляющие устройства -проводные линии передачи. Иногда часть канала реализуется радиотехническими средствами, а часть - проводными. При этом сообщения также преобразуются в сигнал с помощью микрофона, устанавливаемого в специальных помещениях - студиях. Приемниками являются абонентские громкоговорители, устанавливаемые непосредственно в квартирах слушателей. Передача сигналов между микрофоном и приемником осуществляется по проводам, проходящим через специальные узлы проводного вещания.
Телевизионная связь предназначена для одновременной передачи оптических и звуковых сообщений, поэтому системы телевизионной связи содержат две подсистемы. Подсистема передачи звуковых сообщений практически не отличается от рассмотренной выше системы звукового вещания. Подсистема передачи оптических сообщений обеспечивает передачу подвижных изображений. Телевизионные сигналы, как правило, передаются по радиоканалу. Радиоканал содержит телевизионный радиопередатчик (РПер), передающую антенну, среду распространения радиоволн, приемную антенну и телевизионный радиоприемник (РПр).
Спектр видеосигнала содержит низкие частоты и поэтому его невозможно передать в открытом пространстве. Преобразование видеосигнала в радиочастотный сигнал, способный излучаться передающей системой в окружающее пространство в виде радиоволн, осуществляется в телевизионном радиопередатчике.
На приемной стороне системы часть энергии радиоволн перехватывается приемной антенной, усиливается и вновь преобразуется в телевизионном радиоприемнике в видеосигнал.
Для преобразования видеосигналов в сообщения используется свойство некоторых веществ, которые светятся под действием падающего на них потока электронов. Такие вещества называются люминофорами. Яркость их свечения пропорциональна интенсивности падающего потока.
Слой люминофора нанесен на внутреннюю поверхность широкой части стеклянного баллона. Электронный луч создается прожектором, формируется и ускоряется специальными электродами.
Интенсивностью электронного луча управляет видеосигнал. Луч направляется на люминофор и высвечивает поэлементно строку за строкой. Движение луча по горизонтали и вертикали задается отклоняющей системой. Поскольку интенсивность луча изменяется в соответствии с изменением сигнала, яркость свечения каждой строки будет изменяться. Ввиду большой скорости перемещения луча по строкам и определенной инерционности зрения человек наблюдает на экране цельное оптическое изображение.
Устройства, обеспечивающие преобразование радиочастотных сигналов в электрические сигналы звуковых частот и видеосигналы, а также громкоговоритель и кинескоп конструктивно объединены в один аппарат, называемый телевизором.
Системы телеграфной связи предназначены для двухсторонней передачи дискретных сообщений (телеграмм). Они состоят из двух подсистем. При этом на каждом конце системы необходимо иметь передатчик и приемник. Эти два устройства обычно конструктивно объединяются и образуют устройство, называющееся оконечным телеграфным аппаратом. Следовательно, телеграфная связь реализуется системой, состоящей из двух оконечных телеграфных аппаратов, соединенных каналом связи.
В системах передачи дискретных сообщений используется кодовый метод преобразования сообщения в сигнал и обратно. Смысл этого метода заключается в том, что знаки сообщения при передаче заменяются кодовыми комбинациями, составляемыми из определенных элементов. При этом каждому знаку сообщения соответствует своя комбинация. Совокупность всех используемых комбинаций составляет телеграфный код. Старейшим и наиболее известным является код Морзе, комбинации которого составляются из двух различных элементов - "точка" и "тире".
При использовании кодов передача сообщений сводится к передаче двух различных элементов кодовых комбинаций. Процесс преобразования знаков сообщения в сигнал начинается с кодирования, в результате которого знаки заменяются кодовыми комбинациями. Затем элементы комбинации последовательно преобразуются в элементы сигнала, то есть в импульсы тока. Эти функции выполняются специальными устройствами передающей части оконечного телеграфного аппарата.
Приемник системы телеграфной связи выполняет обратное преобразование сигнала в сообщение в следующей последовательности. Вначале элементы сигнала поочередно принимаются, преобразуются в элементы кодовой комбинации и запоминаются. Затем определяется знак, соответствующий принятой кодовой комбинации, то есть выполняется операция, обратная кодированию, называемая декодированием. Процесс приема заканчивается записью знака на бумаге. Все перечисленные операции выполняются специальными устройствами приемной части оконечных телеграфных аппаратов.
Системы передачи данных не имеют принципиальных отличий от систем телеграфной связи. В них также используют условный (кодовый) метод преобразования сообщений в сигнал и обратно, и поэтому процесс передачи сообщений и устройства передатчика и приемника не отличаются от соответствующих элементов системы телеграфной связи.
Как отмечалось выше, системы передачи данных способны передавать дискретные сообщения значительно быстрее и точнее, то есть обеспечивать более высокую скорость и качество передачи сообщений. Они гарантируют заданную верность передачи при любой практически необходимой скорости передачи сообщений. Это достигается благодаря использованию дополнительных устройств повышения качества передачи сообщений, которые конструктивно объединяются с передатчиками и приемниками систем передачи данных, образуют приемопередающие устройства, называемые аппаратурой передачи данных.
Одна её часть, выполняющая различные преобразования сигналов при передаче, размещается на передающем, а вторая, обеспечивающая прием, корректировку и другие преобразования сигналов и кодовых комбинаций, размещается на приемном конце системы передачи данных.
Устройства повышения качества передачи позволяют обнаруживать или даже исправлять ошибки в сообщениях, появляющиеся в процессе передачи. Системы передачи данных используют двухсторонний канал, обратный канал используется для борьбы с ошибками.
Типичная функциональная схема организации цифрового канала электросвязи изображена на рис. 2.10. Цифровой канал имеет зеркальное функционирование передающего и приёмного плеч.
3.Проводные линии электросвязи
Витая пара является самой дешёвой и распространённой средой передачи данных. Она состоит из двух изолированных медных проводов, свитых друг с другом.
Витая пара широко используется внутри зданий для объединения компьютеров в локальные сети, использующие скорость передачи данных около 10 Мбит/с.
Обычно несколько витых пар объединяются в кабель, обёрнутый в плотную защитную оболочку. Скручивание пары приводит к снижению перекрёстных помех от соседних проводов пары. Шаг скрутки лежит в пределах от 5 до 15 см. Толщина проводов пары лежит в пределах 0,4-0,9 мм.
В 1991 году ассоциация электронной промышленности опубликовала стандарт EIA - 568, который определяет использование экранированной пары для передачи данных внутри здания. Согласно этому стандарту различают три категории неэкранированной витой пары по ширине полосы пропускания:
·Категория 3 - менее 16 МГц;
·Категория 4 - менее 20 МГц;
·Категория 3 - менее 100 МГц.
Кабельные линии связи сегодня являются основным типом проводных линий. По конструкции и взаимному расположению проводников различают симметричные и коаксиальные кабели. Основными элементами кабелей являются токопроводящие жилы (пара проводов), образующие электрическую цепь. На рис. 2.12 показана конструкция однопарных симметричного и коаксиального кабелей.
Оптическое волокно. По волоконно-оптическим линиям принципиально можно организовать передачу до миллиона телефонных сигналов одновременно. Внешне оптические кабели мало отличаются от традиционных кабелей связи. Однако вместо токопроводящих металлических жил в них применяются тонкие (диаметром 125... 150 мкм) двухслойные стеклянные волокна - световоды, которые являются средой, по которой передаются сигналы электросвязи в оптическом диапазоне частот (10" - I015 Гц).
Оптические кабели, как и обычные, имеют защитные полиэтиленовые оболочки и различные внешние покровы.
Их можно прокладывать в земле, воде, помещениях и т. д. Они нечувствительны к электромагнитным помехам и поэтому не нуждаются в металлических экранах. Очень существенным достоинством волоконно-оптических линий является отсутствие в их конструкции дефицитных материалов; меди, алюминия, свинца и другие. Волокно изготовлено из кварца.
Оптические волокна очень компактны и легки. Системы связи на основе оптических волокон устойчивы к электромагнитным помехам, а передаваемая по световому волокну информация защищена от несанкционированного доступа.
Важное свойство оптического волокна - долговечность.
Применяются два вида волокна: одномодовое и многомодовое. Свое название волокна получили от способа распространения излучения в них. Волокно состоит из сердцевины и оболочки с разными показателями преломления.
В многомодовом волокне размер световодной жилы порядка 50-60 мкм, что делает возможным распространение большого числа лучей (много - мод).Оптическое волокно в настоящее время считается самой совершенной физической средой для передачи информации, а также самой перспективной средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния. В оптических лабораториях США разрабатываются самые "прозрачные", так называемые фтороцирконатные волокна с теоретическим пределом порядка 0,02 дБ/км на длине волны 2,5 мкм. Лабораторные исследования показали, что на основе таких волокон могут быть созданы линии связи с регенерационными участками через 4 600 км при скорости передачи порядка 1 Гбит/с.
Стеклянные волокна - неметаллические, поэтому при строительстве систем связи автоматически достигается гальваническая развязка сегментов. Такие кабели можно монтировать на мачтах существующих линий электропередач, как отдельно, так и встроенные в фазовый провод, экономя значительные средства на прокладку кабеля через реки и другие преграды.
Волоконно-оптические линии связи нельзя подслушать неразрушающим способом. Всякие воздействия на волокно могут быть зарегистрированы методом мониторинга (непрерывного контроля) целостности линии.
Время жизни волокна, то есть сохранение им своих свойств в определенных пределах, превышает 25 лет, что позволяет проложить оптико-волоконный кабель один раз и, по мере необходимости, наращивать пропускную способность канала путем замены приемников и передатчиков на более быстродействующие.
Недостатки ВОЛС:
·требуются активные высоконадежные элементы, преобразующие электрические сигналы в свет и свет в электрические сигналы;
·необходимы оптические коннекторы (соединители) с малыми оптическими потерями и большим ресурсом на подключение-отключение. Точность изготовления таких элементов линии должна соответствовать длине волны излучения, то есть погрешности должны быть порядка доли микрона;
·для монтажа оптических волокон требуется дорогостоящее технологическое оборудование (инструменты для оконцовки, коннекторы, тестеры, муфты и спайс-кассеты);
·Обладая главными патентами, американские фирмы (в первую очередь это относится к фирме "CORNING GLASS") оказывают влияние на производство и рынок компонентов ВОЛС во всем мире благодаря заключению лицензионных соглашений с другими фирмами и созданию совместных предприятий.
На сегодня в мире несколько десятков фирм, производящих оптические кабели различного назначения. Наиболее известные из них:
·AT&T;
·General Cable Company (США);
·Siecor (ФРГ);
·BICC Cable (Великобритания);
·Les cables de Lion (Франция);
·Nokia (Финляндия);
·NTT, Sumitomo (Япония);
·Pirelli (Италия).
Радиосвязь. Наряду с проводными линиями в электросвязи широко используются линии радиосвязи.
Сигналы электросвязи, подлежащие передаче, преобразовываются радиопередатчиком в радиочастотные сигналы, способные излучаться передающей антенной в открытое пространство в виде радиоволн.
Радиоволны - это электромагнитные колебания с частотами до 3-1012 Гц, распространяющиеся в пространстве без искусственных направляющих сред.
В соответствии с международной договоренностью все радиоволны разделены на десять диапазонов.
Далее радиоволны принимаются антенной радиоприемника и преобразуются в нем сначала в сигналы электросвязи, а затем в соответствующие сообщения. Протяженность радиолинии и возможное число сигналов, передаваемых по ней, зависят от многих факторов: диапазона используемых частот, условий распространения радиоволн, технических данных радиопередатчиков, радиоприемников, антенн и др.
Линия радиосвязи может состоять из нескольких или многих участков (интервалов), в пределах которых передача сигналов происходит согласно рассмотренной схеме. В этом случае сигналы, переданные из одного пункта, принимаются в другом, усиливаются и передаются дальше в третий пункт и т. д. Такие линии называются радиорелейными линиями (РРЛ).
Разновидностью радиорелейных линий являются спутниковые радиолинии.Радиосигналы с земной передающей станции излучаются в направлении искусственного спутника Земли (ИСЗ), где принимаются, усиливаются и вновь передаются с помощью радиопередатчика в направлении земной станции приема. Радиотехническое оборудование ИСЗ выполняет функцию промежуточной станции радиорелейной линии, находящейся на большой высоте.
Основной характеристикой спутника является орбита, на которой он находится. На сегодня наиболее распространенными являются геостационарные спутники (GEOS). Если спутник находится на круговой орбите, на высоте 35 838 км над уровнем океана и вращается в экваториальной плоскости, то его угловая скорость будет совпадать со скоростью вращения Земли. В результате спутник будет, всё время находиться над одной и той же точкой на экваторе. Такое расположение спутника обладает рядом достоинств:
·не возникает проблем, связанных с эффектом Доплера, то есть с изменением частоты, вызванным движением спутника относительно антенны земной станции;
·простота наведения антенны на спутник;
·с высоты 36 тыс. км спутник "видит" примерно четверть Земли, то есть трёх спутников достаточно, чтобы охватить все самые заселённые регионы.
В тоже время с использованием геостационарных спутников связаны следующие проблемы:
·с высоты 36 тыс. км сигнал сильно ослабевает;
·полярные регионы недоступны;
·задержка распространения сигнала весьма существенна.
Задержка распространения сигнала между двумя находящимися точно под геостационарным спутником терминалами составит:
T = 2 x 35 838 км : 300 000 км/с = 0,24 с ,
то есть прохождение сигнала в оба конца составит примерно 0,5 с.
Решить эти проблемы помогают спутники, находящиеся на более низких орбитах:
·низкоорбитальные - 320 - 1100 км;
среднеорбитальные - 8000 - 12000 км.
4.Мобильные системы электросвязи
Классификация решений профессиональной мобильной радиосвязи (ПМР) определяется различием потребностей заказчиков, а также их отраслевой спецификой. Как и вся коммуникационная инфраструктура предприятия, ПМР служит для передачи информации в интересах обеспечения управления и безопасности и обслуживает сегмент оперативной связи с мобильными абонентами. Специфическими особенностями ПМР являются:
·скорость (до 0,5 с) и простота (нажатием одной кнопки) установления связи;
·обеспечение групповой связи (организация групп, подгрупп);
·надежность оборудования для работы в тяжелых условиях (пыле-, влаго-, вибро-, ударо-, взрывозащищенность и т. п.).
Следующий уровень детализации определяет деление на конкретные решения ПМР, исходя из различных удовлетворяемых потребностей пользователей. Основными параметрами, определяющими разделение на различные классы продуктов внутри ПМР, являются:
.Требуемая плотность абонентов в обслуживаемой зоне;
.Требуемая площадь покрытия (определяющая масштаб системы);
.Требуемый уровень сервиса;
.Автоматический или ручной выбор канала, т. е. способ управления системой;
.Возможности и глубина группообразования;
.Наличие индивидуальных и аварийных вызовов;
.Идентификация абонентов;
.Выход в телефонную сеть, полный дуплекс на уровне абонентского терминала;
.Передача коротких сообщений;
.Передача данных и др.
На основании представленных выше специфических особенностей и требований к решениям ПМР, все системы можно разделить на подклассы:
.Системы с закрепленными каналами или конвенциональные (невысокая плотность абонентов, ручной выбор каналов);
.Локальные (малого радиуса действия, без использования базовых станций);
.Диспетчерские на базе симплексной радиостанции;
.Диспетчерские на базе ретранслятора;
.Многозоновые сложные диспетчерские системы;
.Системы c распределенными каналами или транкинговые (высокая плотность абонентов, централизованное управление системой);
.Аналоговые (оперативная речевая связь, статусные сообщения);
.Цифровые интегрированные системы (оперативная речевая связь, дуплексная беспроводная телефония, все виды передачи данных).
Использование радиоканала для передачи информации подразумевает необходимость использования частотного ресурса. В ПМР используется несколько основных диапазонов частот, приведённых в табл. 2.6.
Выбор конкретного решения требует обязательного привлечения квалифицированного подрядчика, предлагающего комплексное решение, который должен начать свою работу с уточнения потребностей заказчика, определения специфических особенностей, выверки постановки задачи. Только после этого возможна проработка вариантов решения, их оценка и обоснование выбора.
Радиорелейная связь. При сравнении методов использования радиорелейных и волоконно-оптических линий связи становятся очевидны преимущества беспроводных технологий, которые, с одной стороны, требуют гораздо меньших затрат и времени на развертывание, чем ВОЛС, а с другой - могут быть оперативно проложены в сложных географических условиях. Радиорелейные линии (РРЛ) наиболее эффективны при развертывании разветвленных цифровых сетей в больших городах и индустриальных зонах, где прокладка ВОЛС слишком дорога или вовсе невозможна, а качество передачи информации по современным РРЛ практически не уступает ВОЛС.
В пользу применения РРЛ для построения территориально-распределенных сетей связи говорит и тот факт, что в мире большинство междугородних каналов связи образовано на таких системах (в США - 60-70 %, в странах Западной Европы свыше 50 %, в Японии порядка 50 %).
Это обусловлено прежде всего относительной простотой сооружения линии при незначительных затратах на строительство и эксплуатацию, а также возможностью оперативного разрешения вопросов развития и реконструкции сети без дополнительных капитальных затрат.
На российском рынке в последнее время появились отечественные РРС нового поколения, которые, не уступая зарубежным аналогам по основным техническим характеристикам, имеют значительно более низкую цену и неоспоримые преимущества:
·организации гарантийного и послегарантийного обслуживания;
·расширенного рабочего температурного диапазона (от - 50 до + 50 °С).
РРЛ могут по необходимости быть развёрнуты за считанные часы с использованием специальных телескопических антенн ("Берёза") и аппаратных, выполненных на базе военных автомобилей.
Сотовая связь - это система подвижной связи, которая образуется с помощью сети приемопередающих станций, устанавливаемых в городах или вдоль автострад. Каждая приемопередающая станция охватывает свой кусок территории. Город поделен на такие участки, как на соты. Когда водитель машины поднимает трубку, его слушает ближайшая приемо-передающая станция, через нее он связывается со своим абонентом. Когда машина выезжает из зоны данной приемо-передающей станции она передает сопровождение соседней станции, и так от соты к соте.
Сотовая связь - достаточно удобный и быстро развивающийся вид связи. Бывшая вначале элитной из-за высоких цен сотовых телефонных аппаратов и особенно из-за высокой платы за связь, сейчас, после значительного снижения цен, она становится достаточно массовой.
Нередко и транспортные предприятия оснащают своих водителей сотовыми телефонами и используют их для управления перевозками.
Однако при применении сотовой связи для этих целей выявляется ряд недостатков:
1.Недостаточные зоны покрытия. Даже в Западной Европе, где построено большое количество базовых станций, сотовая связь не покрывает всю территорию. В России сотовой связью охвачены лишь крупные города и основные магистральные дороги Европейской части;
2.Существует несколько стандартов сотовой связи, несовместимых друг с другом. Проблемы же роуминга до конца не решены, причём не только межсистемного роуминга, но порой и внутрисистемного при переезде из одного региона в другой;
.Ещё довольно высокая плата за трафик. По опыту некоторых автотранспортных компаний плата за телефон одного водителя превышает 150 долларов в месяц;
.Отсутствие объективного контроля фактического местонахождения транспортного средства. Диспетчер, специально запросив водителя, судит об этом с его слов. А если машин на предприятии много, то такие запросы и ручная регистрация местоположения потребуют немало времени, внимания и денег;
.Отсутствие документирования переговоров с водителем (в результате чего нередко возникают недоразумения между диспетчером и водителем) и документирования фактических маршрутов движения автомашин;
.Получение информации по голосовой связи затрудняет создание автоматизированных систем управления автотранспортным предприятием.
Разделить обслуживаемую территорию на ячейки (соты) можно двумя способами, которые основаны на измерении:
·Статистических характеристик распространения сигналов в системах связи;
·Параметров распространения сигнала для конкретного района.
При реализации первого способа вся обслуживаемая территория разделяется на одинаковые по форме зоны и с помощью закона статистической радиофизики определяются их допустимые размеры и расстояния до других зон, в пределах которых выполняются условия допустимого взаимного влияния. Для оптимального, то есть без перекрытия или пропусков участков, разделения территории на соты могут быть использованы только три геометрические фигуры: треугольник, квадрат и шестиугольник. Наиболее подходящей фигурой является шестиугольник, так как если антенну с круговой диаграммой направленности устанавливать в его центре, то будет обеспечен доступ почти ко всем участкам соты. При использовании первого способа интервал между зонами, в которых используются одинаковые рабочие каналы, обычно получается больше требуемого для поддержания взаимных помех на допустимом уровне. Более приемлем второй способ разделения на зоны - в этом случае тщательно измеряют или рассчитывают параметры системы для определения минимального числа базовых станций, обеспечивающих удовлетворительное обслуживание абонентов по всей территории. Далее определяют оптимальное место расположения базовой станции с учетом рельефа местности, рассматривают возможность использования направленных антенн, пассивных ретрансляторов, смежных центральных станций в момент пиковой нагрузки.
Каждая из ячеек обслуживается своим передатчиком с невысокой выходной мощностью и ограниченным числом каналов связи. Это позволяет без помех повторно использовать частоты каналов этого передатчика в другой, удаленной на значительное расстояние, ячейке.
Теоретически такие передатчики можно использовать и в соседних ячейках. Но на практике зоны обслуживания сот могут перекрываться под действием различных факторов, например, вследствие изменения условий распространения радиоволн. Поэтому в соседних ячейках используются различные частоты. Пример построения сот при использовании трех частот Fl - F3 представлен на рис. 2.22. Группа сот с различными наборами частот называется кластером. Определяющим его параметром является количество используемых в соседних сотах частот. На практике это число может достигать пятнадцати.
Основной идеей, на которой базируется принцип сотовой связи, является повторное использование частот в несмежных сотах. Первым способом организации повторного использования частот, который применялся в аналоговых системах сотовой подвижной связи первого поколения, был способ, использующий антенны базовых станций с круговыми диаграммами направленности. Он предполагает передачу сигнала одинаковой мощности по всем направлениям, что для абонентских станций эквивалентно приему помех от всех базовых станций со всех направлений.
5.Технология Bluetooth
Международный стандарт для беспроводных коммуникаций малого радиуса действия давно и широко рекламируется как одна из наиболее многообещающих технологических новинок среди устройств для мобильных коммуникаций.
Основное назначение Bluetooth - обеспечение экономичной (с точки зрения потребляемого электропитания) и дешевой радиосвязи между различными типами электронных устройств, причем немалое значение придается компактности электронных компонентов, что дает возможность применять Bluetooth в малогабаритных устройствах размером с наручные часы.
В настоящее время технология Bluetooth является твердо устоявшимся коммуникационным стандартом для беспроводной связи на малых расстояниях. Она заменяет целую кучу отдельных кабелей, присоединяющих одно устройство к другому посредством одной универсальной радиолинии с малым радиусом действия. Например, радиотехнология Bluetooth, встроенная и в сотовый телефон, и в ноутбук, заменяет кабель, используемый в настоящее время для присоединения ноутбука к сотовому телефону. Принтеры, персональные компьютеры, факсы, клавиатуры, джойстики и практически любые другие цифровые устройства могут быть частью системы Bluetooth.
"Понять" друг друга могут только те устройства, которые настроены на один и тот же шаблон передачи - для посторонних приборов переданная информация будет обычным шумом.
Ближайшие цели разработчиков Bluetooth состоят в том, чтобы обеспечить высокоскоростное соединение до 6-10 Мбит/с и сделать технологию полностью совместимой со всеми нужными устройствами.
Немаловажным плюсом для развития Bluetooth является тот факт, что эта технология не подлежит лицензированию, и ее использование не требует выплаты каких-либо лицензионных отчислений (хотя и требует подписания бесплатного соглашения).
6.Транковая связь
Транковая связь, как и сотовая, представляет собой систему, построенную на сети базовых станций-ретрансляторов, объединённых в единую логическую структуру. Однако это производственная связь, она имеет ряд ограничение:
·По площади охвата. Здесь не ставится задача охватить всю территорию страны, а лишь территорию данного производственного комплекса или нескольких комплексов, или некоторого района, в котором необходима связь с подвижными объектами;
·По количеству абонентов;
·Необходимость получения разрешения на использование частотного диапазона;
·По возможностям выхода во внешние сети связи;
·По продолжительности переговоров;
·Устанавливаются разные приоритеты разным абонентам;
·Иногда это связь не дуплексная, а симплексная и.т.д.
Транковая связь несколько дешевле сотовой и может использоваться автоперевозчиками, осуществляющими местные перевозки. В то же время с точки зрения использования её как связи для управления автоперевозками ей присущи те же недостатки, что и сотовой связи. Именно на принципе транкинга основано действие современных АТС.
Транковые радиосистемы - это системы подвижной радиосвязи, которые основаны на тех же принципах, что и обычные телефонные сети. Иными словами, в системе транковой радиосвязи имеется ограниченное число радиоканалов (как правило, от 2-х до 20-ти), которые по мере надобности выделяются центральным контроллером для ведения переговоров.
В транковых радиосистемах абонент запрашивает разрешение на разговор, а центральный контроллер (состоящий из нескольких репитеров) выделяет канал, по которому можно вести разговор.
7.Спутниковые системы связи
Основное достоинство спутниковой связи - возможность вести телефонные переговоры в любой точке мира, тогда как владельцы сотовых телефонов могут разговаривать только на территории покрытия станциями сотовой сети. Все сети спутниковой связи предоставляют возможность надежной качественной телефонии.
Различия между ними состоят:
·в наборе дополнительных услуг, предлагаемых абоненту (факс, телекс, доступ в Интернет);
·в области покрытия (некоторые системы не работают на территории Южного и Северного полюсов);
·в стоимости телефонных аппаратов и услуг связи.
Сегодня в мире существует множество различных систем спутниковой связи. У каждой из них есть свои достоинства и недостатки. Однако в России имеет смысл реально говорить только о нескольких из них - это системы:
·Инмарсат (Inmarsat) - первый оператор мобильной спутниковой связи в мире. Только эта система предлагает полный набор услуг современной спутниковой связи для морских, наземных и воздушных приложений;
·Глобалстар (Globalstar) - провайдер мобильных услуг спутниковой связи нового поколения. Система предоставляет телефонную связь в те районы, услуги связи в которых были ранее недоступны или ограничены, и доступ к передаче голоса и данных из практически любого населенного района мира;
·Иридиум (Iridium) - беспроводная спутниковая сеть, созданная для обеспечения телефонной связи в любой точке планеты в любое время. Универсальный доступный сервис - новые возможности для бизнеса и жизни. Система накрывает всю территорию Российской Федерации;
·Турайя (Thuraya) - недорогая мобильная спутниковая связь на 1/3 земного шара. Спутниковые + GSM трубки и спутниковые таксофоны - обеспечивают свободу связи и передвижений. Система доступна на 35 % территории Российской Федерации.
Литература
электросвязь сообщение bluetooth транковый
1.В.А. МЕДВЕДЕВ, С.В. СУББОТИН. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НА ТРАНСПОРТЕ. УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ. САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2013.