Вопрос 44. Системы радиосвязи с подвижными объектами

Дата добавления: 2014-11-24 | Просмотров: 1524

1. Профессиональные системы подвижной связи.

2. Системы сотовой подвижной связи.

3. Системы персонального радиовызова.

4. Системы персональной спутниковой связи.

1. Профессиональные системы подвижной радиосвязи PMR (Professi­onal Mobile Radio)имеют радиальную или радиально-зоновую структуру сети и могут использовать как симплексные, так и дуплексные каналы радиосвязи. Системы связи PAMR (Public Access Mobile Radio) обеспечивают соединение подвижных або­нентов с абонентами телефонных сетей общего пользования. Автоматизированная дуплексная радиотелефонная связь имеет следующие преимущества:

• выбор биологически наиболее безопасного диапазона частот;

• централизация и автоматизация управления системой; вход в телефонную сеть общего пользования; наличие сквозных радиотелефонных каналов и их коммутация;

• персональная и групповая нумерация подвижных абонентов. В транкинговых системах (с автоматическим поиском свободно­го канала связи) подвижной радиосвязи достигается наиболее полное использование выделенного диапазона частот. Разли­чаются транкинговые системы с:

• последовательным (сканирующим) поиском свободного канала связи;

• выделенным каналом управления.

Основным недостатком сканирующих транкинговых систем яв­ляется значительное время установления связи, поэтому их ис­пользование наиболее эффективно при небольшом количестве каналов (до 10).

Более распространены транкинговые системы с выделенным ка­налом управления. Кроме того, существуют и аналоговые сис­темы с совмещенным каналом управления, в которых сигналы управления передаются в полосе частот, расположенной ниже спектра речевого сигнала (полоса частот от 0 до 15 Гц).

Системы подвижной связи обеспечивают своих абонентов ка­чественной связью не только в пределах какой-либо отдельно взятой территории (города, области и т. п.), но и в глобальном масштабе (страна, континент). Такой режим работы называет­ся роумингом (от англ. roam — скитаться, блуждать). Для ор­ганизации роуминга необходимо, чтобы системы использовали один и тот же стандарт или имели специальное оборудова­ние, позволяющее абонентам систем разных стандартов связы­ваться друг с другом.

По принципу организации связи различают три вида роуминга:

• ручной — простой обмен одного средства связи на другое;

• полуавтоматический, когда абоненту необходимо сначала заре­гистрироваться у местного оператора;

• автоматический — предоставляющий абоненту возможность выйти на связь "в любое время и в любом месте".

Нынешний объем предоставляемых услуг роуминга во многом определяется активностью деятельности компаний.

Общей тенденцией развития профессиональных систем под­вижной радиосвязи является переход от аналоговых стандартов к единым международным цифровым стандартам, обеспечивающим: конфиденциальность и повышенное качество связи, более эффек­тивное использование частотного диапазона, роуминг для всех абонентов и возможность передачи данных с высокой скоростью.

Основными требованиями, предъявляемыми абонентами и опера­торами к профессиональным системам подвижной связи, являются:

• обеспечение связи в заданной зоне обслуживания независимо от местоположения абонентов;

• возможность взаимодействия отдельных групп абонентов и ор­ганизации циркулярной связи;

• оперативность управления связью, в том числе на различных уровнях;

• обеспечение связи через центры управления;

• возможность приоритетного установления каналов связи;

• низкие энергетические затраты подвижной станции;

• конфиденциальность разговоров.

2. Среди современных телекоммуникационных средств наиболее стремительно развиваются системы сотовой радиотелефонной

связи. Их внедрение позволило решить проблему экономичного использования выделенной полосы радиочастот путем передачи сообщений на одних и тех же частотах и увеличить пропуск­ную способность телекоммуникационных сетей. Свое название они получили в соответствии с сотовым принципом организации связи, согласно которому зона обслуживания (территория города или региона) делится на ячейки (соты).

Эти системы подвижной связи являются принципиально но­вым видом систем связи, так как они построены в соответ­ствии с сотовым принципом распределения частот по террито­рии обслуживания (территориально-частотное планирование) и предназначены для обеспечения радиосвязью большого числа под­вижных абонентов с выходом в телефонную сеть общего поль­зования. Если ведомственные (или частные) системы создава­лись (и создаются) в интересах небольшого числа абонентов, то сотовые системы подвижной связи ориентированы на самые широкие слои населения.

Использование современной технологии позволяет обеспечить абонентам сетей сотовой связи:

• высокое качество речевых сообщений;

• надежность и конфиденциальность связи;

• защиту от несанкционированного доступа в сеть;

• миниатюрность радиотелефонов;

• увеличенный интервал времени работы батареи между подза­рядками.

Имеется возможность обеспечения качественной телефонной и факсимильной связью офисов, коттеджей, пансионатов, больниц, дачных поселков, а также организации оперативной связи при проведении выставок, конференций, строительных работ и т. п.

В России сотовые сети развиваются на базе использования пяти основных стандартов: двух аналоговых (NMT-450, AMPS) и трех цифровых (GSM, D-AMPS, CDMA), которые приняты во многих странах мира, в том числе и в европейских. Вхождение этих сетей в европейскую сотовую связь позволяет абонентам поль­зоваться радиотелефоном не только в России, но и в других государствах.

3. Системы персонального радиовызова, обеспечивающие односто­роннюю передачу информации своим абонентам в пределах обслуживаемой зоны, являются сегодня одним из наиболее доступных средств мобильной связи. В России сети этой свя­зи создаются на основе систем и средств, соответствующих международным стандартам, прежде всего принятым большин­ством стран Европейского Союза.

Необходимость разработки и использования систем персо­нального радиовызова обусловлена тем, что до недавнего вре­мени в различных отраслях производства, на транспорте и в сфере обслуживания между работниками, деятельность кото­рых сопряжена с пребыванием на каких-либо объектах или с передвижением по городу, могла осуществляться только радио­телефонная связь. Сложность реализации такой связи опреде­лялась ограниченностью и занятостью диапазона используемых радиочастот, громоздкостью и высокой стоимостью аппарату­ры. Системы персонального радиовызова позволяют избежать указанных трудностей и осуществить избирательный вызов по узкополосному каналу любого из абонентов, свободно пере­двигающихся в пределах города и его окрестностей. При вызо­ве, о котором сигнализирует миниатюрный приемник, извещае­мый абонент использует ближайший телефон для переговоров или получает необходимые инструкции в виде текстовой ин­формации на дисплее своего пейджера. Применение систем персонального радиовызова в значительной мере сокращает потерю времени на поиски требуемого абонента.

В отличие от классической системы радиовызова (с передвижны­ми приемопередатчиками), системы персонального радиовызо­ва, рационально сочетающиеся с телефонной сетью, доступны для значительного числа абонентов. Они завоевали широкое признание во многих странах. В мире общее число абонентов таких систем исчисляется миллионами. Наряду с системами персонального радиовызова городского типа разработаны сис­темы государственных и континентальных масштабов, исполь­зующие спутники.

Внедрение систем персонального радиовызова во многие отрасли производства, торговли и т. п. позволяет;

• повысить производительность труда на подвижных объектах;

• добиться экономии материально-трудовых ресурсов;

• обеспечить автоматизированный контроль технологических про­цессов;

• создать надежную систему управления транспортными средст­вами, распределенными на большой территории и входящими в состав гибких автоматизированных систем управления.

4. Наряду со ставшими уже общедоступными средствами подвиж­ной связи — персонального радиовызова и сотовыми — в по­следние годы в России все более активно внедряются совре­менные системы персональной спутниковой связи. Сегодня и в обозримом будущем они призваны развить и дополнить суще­ствующие системы сотовой связи там, где она невозможна или недостаточно эффективна. Персональная спутниковая связь ча­ще всего используется:

• при передаче информации в глобальном масштабе;

• в акваториях Мирового океана;

• в районах с малой плотностью населения;

• в местах разрывов наземной инфраструктуры.

При удалении абонента за пределы зоны обслуживания местных сотовых систем спутниковая связь играет ключевую роль, по­скольку она не имеет ограничений по привязке к конкретной ме­стности. И хотя предполагается, что в начале XXI в. сотовыми системами связи будет охвачено более 15% земной поверхнос­ти, организация связи с их помощью не всегда представляется возможной. Во многих регионах мира спрос на услуги под­вижной связи может быть эффективно удовлетворен только с помощью спутниковых систем.

Для абонента пользование спутниковым терминалом не со­ставляет большого труда и не требует специальных знаний. Набор номера производится с помощью кнопочной клавиату­ры, как и при пользовании обычным телефоном. Система ав­томатически выделяет свободный канал и закрепляет его за собеседниками на время разговора.

Предварительные прогнозы развития рынка персональной спут­никовой связи показывают, что в начале XXI в. число пользо­вателей этих систем составит 1 млн, а к концу его первого де­сятилетия — более 3 млн.

Вопрос 45. Стандарты систем сотовой радиосвязи и персонального радиовызова

1. Требования к единой системе мобильной связи.

2. Стандарты систем сотовой радиосвязи.

3. Стандарты систем персонального радиовызова.

1. Требования к единой системе мобильной связисформулированы в рамках программы ШТ-2000 {International Mobile Telecommunica­tions)} В названии число 2000 указывает значение частоты (2 ГГц).

Единая мобильная система IMT-2000 должна обеспечивать:

• высокую скорость передачи данных как внутри помещений, так и на открытой местности;

• симметричную и асимметричную передачи данных;

• поддержку канальной и пакетной коммутации для обеспечения таких сервисов, как IP (Internet Protocol, межсетевой протокол) и передача видеоизображений (Real Time Video);

• высокое качество голоса, не уступающее качеству, достижимо­му при передаче по проводной линии;

• большую компактность спектра и его более эффективное ис­пользование;

• возможность глобального роуминга.

Программа ШТ-2000 должна обеспечить следующую скорость связи:

• до 2,048 Мбит/с при низкой мобильности (скорость менее 3 км/ч) и локальной зоне покрытия;

• до 144 Кбит/с при высокой мобильности (до 120 км/ч) и ши­рокой зоне покрытия;

• до 64 (или 144) Кбит/с при глобальном покрытии (спутнико­вая связь).

Архитектура IMT-2000 включает два основных элемента:

• сетевую инфраструктуру (Access Network);

• магистральные базовые сети (Core Network).

Такая архитектура обеспечивает возможность наращивания ин­фраструктуры путем последовательной модификации ее со ставных элементов. Чтобы гарантировать работу сетей в долго­срочной перспективе, необходимо помнить об абонентской части архитектуры — терминалах, которые за счет изменяемой конфигурации должны удовлетворять требованиям многих стандартов.

Благодаря IMT-2000 возможна передача видеоизображений и муль­тимедийных данных в режиме реального времени, что позволяет создать эффект присутствия для абонента, находящегося на боль­шом удалении от места событий. Появятся сотовые телефоны с "электронным компасом", позволяющие определять местопо­ложение пользователя. Но наибольших успехов следует ожи­дать в области электронной коммерции. Будет значительно рас­ширен объем банковских услуг, получаемых непосредственно с помощью мобильного телефона. В число данных банковских ус­луг войдут:

• платные информационно-справочные услуги;

• различные виды электронных платежей (оплата авиабилетов, парковок);

• различные виды банковских операций с портативных или мо­бильных сотовых телефонов, что фактически превратит их в "кар­манные банкоматы".

2. В настоящее время в России используются пять основных стан­дартов систем сотовой радиосвязи:¹

• аналоговые стандарты (NMT-450 и AMPS);

• цифровые стандарты (GSM, D-AMPS и CDMA).

Данные стандарты нашли широкое применение во многих странах мира, особенно в европейских:

• в 1991 г. были открыты первые системы сотовой радиосвязи, в которых использовался аналоговый стандарт NMT-450;

• с апреля 1995 г. в некоторых сетях сотовой связи применяется код идентификации пользователя (SIS), который позволяет точно определить номер радиотелефона пользователя и исклю­чить несанкционированное подключение к системе;

• в июне 1994 г. в России началась коммерческая эксплуатация со­товых сетей связи на основе аналогового стандарта AMPS, ко­торый обеспечивает роуминг с другими сетями этого стандарта;

• в январе 1996 г. в России началась коммерческая эксплуатация сети сотовой связи, использующей цифровой стандарт GSM. Впервые был обеспечен автоматический роуминг абонентов России со многими странами Европы;

• в феврале 1996 г. Министерство связи РФ дало разрешение на применение цифровых стандартов D-AMPS и CDMA. Наиболее перспективным является стандарт CDMA, который основан на технологии шумоподобных сигналов с кодовым разделением ка­налов. Он предполагает увеличение количества абонентов в 10 раз по сравнению с аналоговым стандартом AMPS и в 3 раза — с цифровым стандартом D-AMPS.

3. Начало внедрения систем персонального радиовызовав нашей стране относится к 1980 г.,когда в Москве в период летних Олимпийских игр стала использоваться первая пейджинговая сеть на основе оборудования фирмы Миlti-Топе (Великобритания).

Второй этап развития этих систем в России начался в 1993 г.Тогда в нескольких больших городах были созданы пейджинговые компании. В качестве абонентского оборудования они использовали англоязычные пейджеры.

С 1994г. в пейджинговых сетях стали применять русифици­рованные пейджеры. Вбольшинстве российских пейджинговых систем используется международный стандарт POGSAC. Отдель­ное направление развития систем персонального радиовызова связано с уплотнением сигналов в УКВ-диапазоне радиовеща­ния на основе пейджингового стандарта RDS.

В 1995 г. подписано первое международное соглашение о роуминге для абонентов сетей стандарта ERMES между операто­рами России и европейских стран. В некоторых пейджинговых сетях внедрен высокоскоростной стандарт FLEX, который по­зволяет значительно увеличить количество одновременно об­служиваемых абонентов.

Применение стандартов ERMES и FLEX позволяет создавать не только региональные, но и федеральные сети, в которых осуществляется национальный и международный роуминг.