Технические средства, используемые для доставки информации, включают в себя разнообразные коммуникации. Они предполагают использование факсимильных, телефонных, компьютеров, оснащенных модемами, и т.п. Все эти устройства дают возможность организовать разнообразные виды связи. При пользователю неизвестны те способы, которые используются для осуществления сеанса.
Традиционные виды связи подразделяются на:
Почтовые (переносящие графическую и буквенно-цифровую информацию);
Телефонные (передающие речь);
Телеграфные (предназначенные для переноса буквенно-цифровых сообщений);
Факсимильные (способствующие передаче графической и буквенно-цифровой информации);
Радиорелейные и спутниковые виды связи.
При этом могут быть проводными (телеграфные, телефонные и т.п.), а также беспроводными. Во втором типе связи, в свою очередь, классифицируются отдельные группы (радио, радиорелейные и При этом передача речи, например, возможна посредством практически любого из видов.
Современные виды связи подразделяют на:
Телефонную;
Компьютерную телефонию;
Радиотелефонную;
Системы радиотелефонной сотовой связи;
Системы, включенные в стандарт Wi-Fi.
Такой вид связи, как телефонная, является самым широко используемым и распространенным. Он применяется не только для контактов между людьми, но и для более предприятиями, административным корпусом, а также для осуществления финансовой и хозяйственной деятельности. В зависимости от типа использования телефона, связь подразделяется на два основных вида:
Для общего пользования (международная, междугородняя и городская);
Внутренняя, применяемая в пределах только одной организации.
В технологии компьютерной телефонии основная роль отводится Использование данного вида связи способствует значительному ускорению процесса оперативного управления предприятием, повышая при этом качество и эффективность администрирования при минимальном количестве затрат. Применение современных компьютерных технологий позволяет сократить суммы на оплату междугородных и международных переговоров.
Такие виды связи, как радиотелефонные, используют в процессе передачи информации беспроводные системы. Это позволяет значительно сократить расходы, производимые на монтаж дорогостоящих коммуникаций и их последующее обслуживание. Данный вид связи весьма мобилен и его можно быстро организовать в любой местности. В настоящее время радиотелефонная связь является прекрасной альтернативой проводной телефонии.
Причина появления сотовых коммуникаций - возникшая необходимость создания обширной сети радиотелефонной подвижной связи. В настоящее время использование этого способа передачи информации производится более чем в ста сорока странах на всех континентах.
К современным беспроводным технологиям относится и Wi-Fi. Принцип передачи информации при таком виде связи основан на соединении в сети ряда компьютеров или их подключении к сети Интернет.
Спутниковая связь один из видов радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников земли в качестве ретрансляторов. Спутниковая связь осуществляется между земными станциями, которые могут быть как стационарными, так и подвижными. Спутниковая связь является развитием традиционной радиорелейной связи путем вынесения ретранслятора на очень большую высоту (от сотен до десятков тысяч км). Так как зона его видимости в этом случае почти половина Земного шара, то необходимость в цепочке ретрансляторов отпадает в большинстве случаев достаточно и одного.
В 1945 году в статье «Внеземные ретрансляторы» («Extra- terrestrial Relays»), опубликованной в октябрьском номере журнала «Wireless World», английский учёный, писатель и изобретатель Артур Кларк предложил идею создания системы спутников связи на геостационарных орбитах, которые позволили бы организовать глобальную систему связи. Впоследствии Кларк на вопрос, почему он не запатентовал изобретение (что было вполне возможно), отвечал, что не верил в возможность реализации подобной системы при своей жизни, а также считал, что подобная идея должна приносить пользу всему человечеству. Первые исследования в области гражданской спутниковой связи в западных странах начали появляться во второй половине 50-х годов XX века. В США толчком к ним послужили возросшие потребности в трансатлантической телефонной связи.
20 августа 1964 года 11 стран (СССР в их число не вошёл) подписали соглашение о создании международной организации спутниковой связи Intelsat (International Telecommunications Satellite organization). В СССР к тому времени была собственная развитая программа спутниковой связи, увенчавшаяся 23 апреля 1965 года успешным запуском связного советского спутника Молния-1. В рамках программы Intelsat первый коммерческий спутник связи Early Bird (англ.) («ранняя пташка», произведенный корпорацией COMSAT, был запущен 6 апреля 1965 год. По сегодняшним меркам спутник Early Bird (INTELSAT I) обладал более чем скромными возможностями: обладая полосой пропускания 50 МГц, он мог обеспечивать до 240 телефонных каналов связи. В каждый конкретный момент времени связь могла осуществляться между земной станцией в США и только одной из трёх земных станций в Европе (в Великобритании, Франции или Германии), которые были соединены между собой кабельными линиями связи.
В дальнейшем технология шагнула вперед, и спутник INTELSAT IX уже обладал полосой пропускания 3456 МГц. В СССР долгое время спутниковая связь развивались только в интересах Министерства Обороны СССР. В силу большей закрытости космической программы развитие спутниковой связи в социалистических странах шло иначе чем в западных странах. Развитие гражданской спутниковой связи началось соглашением между 9 странами социалистического блока о создании системы связи «Интерспутник» которое было подписано только в 1971 году.
В первые годы исследований использовались пассивные спутниковые ретрансляторы (примеры спутники «Эхо» и «Эхо- 2»), которые представляли собой простой отражатель радиосигнала (часто металлическая или полимерная сфера с металлическим напылением), не несущий на борту какого-либо приёмопередающего оборудования. Такие спутники не получили распространения. Все современные спутники связи являются активными. Активные ретрансляторы оборудованы электронной аппаратурой для приема, обработки, усиления и ретрансляции сигнала.
Спутниковые ретрансляторы могут быть нерегенеративныйми и регенеративный ми. Нерегенеративныйй спутник, приняв сигнал от одной земной станции, переносит его на другую частоту, усиливает и передает другой земной станции. Спутник может использовать несколько независимых каналов, осуществляющих эти операции, каждый из которых работает с определенной частью спектра (эти каналы обработки называются транспондерами). Регенеративный спутник производит демодуляцию принятого сигнала и заново модулирует его. Благодаря этому исправление ошибок производится дважды: на спутнике и на принимающей земной станции. Недостаток этого метода сложность (а значит, гораздо более высокая цена спутника), а также увеличенная задержка передачи сигнала.
Важной разновидностью экваториальной орбиты является геостационарная орбита,геостационарная орбита на которой спутник вращается с угловой скоростью, равной угловой скорости Земли, в направлении, совпадающем с направлением вращения Земли.угловой скоростью Очевидным преимуществом геостационарной орбиты является то, что приемник в зоне обслуживания «видит» спутник постоянно.
Однако геостационарная орбита одна, и все спутники вывести на неё невозможно. Другим её недостатком является большая высота, а значит, и большая цена вывода спутника на орбиту. Кроме того, спутник на геостационарной орбите неспособен обслуживать земные станции в приполярной области. Наклонная орбита позволяет решить эти проблемы, однако, из-за перемещения спутника относительно наземного наблюдателя необходимо запускать не меньше трех спутников на одну орбиту, чтобы обеспечить круглосуточный доступ к связи. Полярная орбита предельный случай наклонной (с наклонением 90º).наклонением При использовании наклонных орбит земные станции оборудуются системами слежения, осуществляющими наведение антенны на спутник. Станции, работающие со спутниками, находящимися на геостационарной орбите, как правило, также оборудуются такими системами, чтобы компенсировать отклонение от идеальной геостационарной орбиты. Исключение составляют небольшие антенны, используемые для приема спутникового телевидения: их диаграмма направленности достаточно широкая, поэтому они не чувствуют колебаний спутника возле идеальной точки. Многократное использование частот зоны покрытия.диаграмма направленности
Поскольку радиочастоты являются ограниченным ресурсом, необходимо обеспечить возможность использования одних и тех же частот разными земными станциями. Сделать это можно двумя способами: пространственное разделение каждая антенна спутника принимает сигнал только с определенного района, при этом разные районы могут использовать одни и те же частоты, поляризационное разделение различные антенны принимают и передают сигнал во взаимно перпендикулярных плоскостях поляризации, при этом одни и те же частоты могут применяться два раза (для каждой из плоскостей). поляризации
Типичная карта покрытия для спутника, находящегося на геостационарной орбите, включает следующие компоненты: глобальный луч производит связь с земными станциями по всей зоне покрытия, ему выделены частоты, не пересекающиеся с другими лучами этого спутника. лучи западной и восточной полусфер эти лучи поляризованы в плоскости A, причем в западной и восточной полусферах используется один и тот же диапазон частот. зонные лучи поляризованы в плоскости B (перпендикулярной A) и используют те же частоты, что и лучи полусфер. Таким образом, земная станция, расположенная в одной из зон, может использовать также лучи полусфер и глобальный луч. При этом все частоты (за исключением зарезервированных за глобальным лучом) используются многократно: в западной и восточной полусферах и в каждой из зон.
Выбор частоты для передачи данных от земной станции к спутнику и от спутника к земной станции не является произвольным. От частоты зависит, например, поглощение радиоволн в атмосфере, а также необходимые размеры передающей и приемной антенн.радиоволнатмосфере Частоты, используемые в спутниковой связи, разделяют на диапазоны, обозначаемые буквами.
Применение L, 1,5 ГГц, Подвижная спутниковая связь. S, 2,5 ГГц, Подвижная спутниковая связь С, 4 ГГц, 6 ГГц, Фиксированная спутниковая связь X, Для спутниковой связи рекомендациями ITU-R частоты не определены. Для приложений радиолокации указан диапазон 8-12 ГГц. Фиксированная спутниковая связь (для военных целей) Ku, 11 ГГц, 12 ГГц, 14 ГГц, Фиксированная спутниковая связь, спутниковое вещание K, 20 ГГц, Фиксированная спутниковая связь, спутниковое вещание Ka, 30 ГГц, Фиксированная спутниковая связь, межспутниковая связь
Особенностью спутниковых систем связи является необходимость работать в условиях сравнительно низкого отношения сигнал/шум, вызванного несколькими факторами:отношения сигнал/шум значительной удаленностью приемника от передатчика, ограниченной мощностью спутника (невозможностью вести передачу на большой мощности). В связи с этим спутниковая связь плохо подходит для передачи аналоговых сигналов. Поэтому для передачи речи её предварительно оцифровывают, используя (ИКМ).аналоговых сигналовоцифровывают Для передачи цифровых данных по спутниковому каналу связи они должны быть сначала преобразованы в радиосигнал, занимающий определенный частотный диапазон. Для этого применяется модуляция (цифровая модуляция называется также манипуляцией). Наиболее распространенными видами цифровой модуляции для приложений спутниковой связи являются фазовая манипуляция и квадратурная амплитудная модуляция. Например, в системах стандарта DVB-S2 применяются QPSK, 8-PSK, 16-APSK и 32- APSK.модуляцияфазовая манипуляцияDVB-S2
Модуляция производится на земной станции. Модулированный сигнал усиливается, переносится на нужную частоту и поступает на передающую антенну. Спутник принимает сигнал, усиливает, иногда регенерирует, переносит на другую частоту и с помощью определённой передающей антенны транслирует на землю.антенну регенерирует Из-за низкой мощности сигнала возникает необходимость в системах исправления ошибок. Для этого применяются различные схемы помехоустойчивого кодирования, чаще всего различные варианты свёрточных кодов (иногда в сочетании с кодами Рида-Соломона.помехоустойчивого кодированиясвёрточных кодовкодами Рида-Соломона
Антенна терминала VSATVSAT Системы VSAT (Very Small Aperture Terminal терминал с очень маленькой апертурой) предоставляют услуги спутниковой связи клиентам (как правило, небольшим организациям), которым не требуется высокая пропускная способность канала. Скорость передачи данных для VSAT-терминала обычно не превышает 2048 кбит/с.VSATпропускная способность Слова «очень маленькая апертура» относятся к размерам антенн терминалов по сравнению с размерами более старых антенн магистральных систем связи. VSAT- терминалы, работающие в C-диапазоне, обычно используют антенны диаметром 1,8-2,4 м, в Ku-диапазоне 0,75-1,8 м. В системах VSAT применяется технология предоставления каналов по требованию.
Изначально возникновение спутниковой связи было продиктовано потребностями передачи больших объёмов информации. Первой системой спутниковой связи стала система Intelsat, затем были созданы аналогичные региональные организации (Eutelsat, Arabsat и другие). С течением времени доля передачи речи в общем объёме магистрального трафика постоянно снижалась, уступая место передаче данных.IntelsatEutelsatArabsat С развитием волоконно-оптических сетей последние начали вытеснять спутниковую связь с рынка магистральной связи.
Особенностью большинства систем подвижной спутниковой связи является маленький размер антенны терминала, что затрудняет прием сигнала. Для того, чтобы мощность сигнала, достигающего приемника, была достаточной, применяют одно из двух решений: Спутники располагаются на геостационарной орбите. Поскольку эта орбита удалена от Земли на расстояние км, на спутник требуется установить мощный передатчик. Этот подход используется системой Inmarsat (основной задачей которой является предоставление услуг связи морским судам) и некоторыми региональными операторами персональной спутниковой связи (например, Thuraya).ЗемлиInmarsatThuraya Множество спутников располагается на наклонных или полярных орбитах. При этом требуемая мощность передатчика не так высока, и стоимость вывода спутника на орбиту ниже.
Однако такой подход требует не только большого числа спутников, но и разветвленной сети наземных коммутаторов. Подобный метод используется операторами Iridium и Globalstar.IridiumGlobalstar С операторами персональной спутниковой связи конкурируют операторы сотовой связи. Характерно, что как Globalstar, так и Iridium испытывали серьёзные финансовые затруднения, которые довели Iridium до реорганизационного банкротства в 1999 г.сотовой связибанкротства В декабре 2006 года был запущен экспериментальный геостационарный спутник Кику-8 с рекордно большой площадью антенны, который предполагается использовать для отработки технологии работы спутниковой связи с мобильными устройствами, не превышающими по размерам сотовые телефоны.Кику-8
Спутниковая связь находит применение в организации «последней мили» (канала связи между Интернет-провайдером и клиентом), особенно в местах со слабо развитой инфраструктурой.последней мили Интернет-провайдером Особенностями такого вида доступа являются: Разделение входящего и исходящего трафика и привлечение дополнительных технологий для их совмещения. Поэтому такие соединения называют асимметричными. Одновременное использование входящего спутникового канала несколькими (например, 200-ми) пользователями: через спутник одновременно передаются данные для всех клиентов «вперемешку», фильтрацией ненужных данных занимается клиентский терминал (по этой причине возможна «Рыбалка со спутника»).Рыбалка со спутника По типу исходящего канала различают:
Терминалы, работающие только на прием сигнала (наиболее дешевый вариант подключения). В этом случае для исходящего трафика необходимо иметь другое подключение к Интернету, поставщика которого называют наземным провайдером. Для работы в такой схеме привлекается туннелирующее программное обеспечение, обычно входящее в поставку терминала. Несмотря на сложность (в том числе сложность в настройке), такая технология привлекательна большой скоростью по сравнению с dial-up за сравнительно небольшую цену. Приемо-передающие терминалы. Исходящий канал организуется узким (по сравнению с входящим). Оба направления обеспечивают одно и то же устройство, и поэтому такая система значительно проще в настройке (особенно если терминал внешний и подключается к компьютеру через интерфейс Ethernet). Такая схема требует установки на антенну более сложного (приемо-передающего) конвертера. И в том, и в другом случае данные от провайдера к клиенту передаются, как правило, в соответствии со стандартом цифрового вещания DVB, что позволяет использовать одно и то же оборудование как для доступа в сеть, так и для приема спутникового телевидения.
Слабая помехозащищённость Огромные расстояния между земными станциями и спутником являются причиной того, что отношение сигнал/шум на приемнике очень невелико (гораздо меньше, чем для большинства радиорелейных линий связи). Для того, чтобы в этих условиях обеспечить приемлемую вероятность ошибки, приходится использовать большие антенны, малошумящие элементы и сложные помехоустойчивые коды. Особенно остро эта проблема стоит в системах подвижной связи, так как в них есть ограничение на размер антенны и, как правило, на мощность передатчика.антенныпомехоустойчивые коды Влияние атмосферы На качество спутниковой связи оказывают сильное влияние эффекты в тропосфере и ионосферетропосфереионосфере
Поглощение в тропосфере Поглощение сигнала атмосферой находится в зависимости от его частоты. Максимумы поглощения приходятся на 22,3 ГГц (резонанс водяных паров) и 60 ГГц (резонанс кислорода). В целом, поглощение существенно сказывается на распространении сигналов с частотой выше 10 ГГц (то есть, начиная с Ku-диапазона). Кроме поглощения, при распространении радиоволн в атмосфере присутствует эффект замирания, причиной которому является разница в коэффициентах преломления различных слоев атмосферы.резонансводяных паровкислородазамираниякоэффициентах преломления Ионосферные эффекты Эффекты в ионосфере обусловлены флуктуациями распределения свободных электронов. К ионосферным эффектам, влияющим на распространение радиоволн, относят мерцание, поглощение, задержку распространения, дисперсию, изменение частоты, вращение плоскости поляризации. Все эти эффекты ослабляются с увеличением частоты. Для сигналов с частотами, большими 10 ГГц, их влияние невеликофлуктуациямидисперсию
Задержка распространения сигнала Проблема задержки распространения сигнала так или иначе затрагивает все спутниковые системы связи. Наибольшей задержкой обладают системы, использующие спутниковый ретранслятор на геостационарной орбите. В этом случае задержка, обусловленная конечностью скорости распространения радиоволн, составляет примерно 250 мс, а с учетом мультиплексирования, коммутации и задержек обработки сигнала общая задержка может составлять до 400 мс. Задержка распространения наиболее нежелательна в приложениях реального времени, например, в телефонной связи. При этом, если время распространения сигнала по спутниковому каналу связи составляет 250 мс, разница во времени между репликами абонентов не может быть меньше 500 мс.
Возможности различных видов связи в чрезвычайных ситуациях .
Проводная телефонная (фиксированная) связь, местная телефонная связь - это телефонное соединение между пользователями телефонной связи, посредством проводных соединений. Телефонная сеть общего пользования, ТфОП - это абонентская сеть связи, для доступа к которой используются телефонные аппараты, АТС и оборудование передачи данных. Предоставление услуги доступа конечных пользователей к телефонной сети общего пользования находится в ведении операторов телефонной связи. В подавляющем большинстве случаев, каждый абонент ТфОП получает определённый уникальный (глобально или в рамках конкретного сегмента сети) идентификатор - телефонный номер. По типу соединения значительно уступает сотовой связи. В настоящий момент все достоинства вытеснены другими видами связи. Недостатки : обрывы проводов на линии, привязанность к конкретному месту, дороговизна при междугородних переговорах.
Сотовая (мобильная) связь - это вид телекоммуникаций, при котором графическая и голосовая информация передается на беспроводные терминалы, которые не привязаны к какому-либо определенному месту или территории представляет собой удобное средство коммуникации. Благодаря обмену пакетов между сотовым телефоном и базовой станцией происходит постоянный контакт. Надёжность связи зависит от многих факторов: 1) это зона покрытия, стоит выйти из строя одной-двум «сотам – базовым станциям», начнутся проблемы. 2) сотовая связь подвержена прослушиванию другими (третьими лицами).
Спутниковая связь - один из видов космической радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников земли в качестве ретрансляторов, находящихся на очень большой высоте (от десятков до сотен тысяч км). Спутниковая связь осуществляется между земными станциями, которые могут быть как стационарными, так и подвижными. Для организации связи достаточно одного спутника – ретранслятора, имеющего орбиту на очень большой высоте. Выход из строя одного из элементов системы приводит к обрыву связи.
Также большое значение имеет и нахождение геостационарной орбиты спутника-ретранслятора. В основном эти орбиты находятся ближе к экватору, и поэтому в наших северных районах спутниковая связь имеет проблемы. Тем более, что в начальный период боевых действий многие спутники будут уничтожены.
УКВ радиосвязь
- организуется в диапазоне радиоволн с частотой от 30 МГц до 3000 МГц, и практически в пределах прямой видимости. УКВ радиоволны не отражаются от ионосферы, а уходят в космическое пространство. В условиях ровного участка местности (например, поверхность моря) дальность связи
возможна до 11 км, при подъеме антенны относительно поверхности, дальность увеличивается. При использовании хорошей УКВ аппаратуры, хороших антенн, возможно увеличить дальность связи до 40-50 км. Отрицательными факторами являются: пересеченная местность, высокие здания, которые являются преградой для распространения УКВ радиоволн, что уменьшает дальность связи.
Достоинства УКВ диапазона:
- Малый уровень внешних помех.
- Возможность размещения большого количества каналов связи без взаимных помех.
- Чем несущая частота выше, тем больше объем информации на ней можно передать.
- Дальность распространения мало зависит от метеоусловий.
- Антенны приемные и передающие имеют небольшие размеры.
- Высокое качество передаваемой звуковой информации.
- Ограниченная дальность связи.
- Дифракция волн обуславливает влияние на условия передачи в зоне препятствий, приводящих к появлению зон неуверенного приема (или мертвых зон).
Коротковолновая радиосвязь
- организуется в диапазоне радиоволн, с частотой от 3 МГц до 30 МГц также имеет свои достоинства и недостатки.
Достоинства
– это имея определенный набор частот можно проводить радиосвязи практически круглосуточно.
Недостатки
– все классические антенны (штырь, диполь, треугольник) имеют определенный угол излучения относительно земли, поэтому появляются «мёртвые зоны», т.е. сигнал, излучаемый антенной, отражается от ионосферы и принимается корреспондентом только на определённом расстоянии, которое зависит от используемых частот, типа антенны, времени года и времени суток. Чем выше используемая частота, тем больше «мёртвая зона». Ниже приведен рисунок строения ионосферы. Самый нижний слой ионосферы D
, располагаемый над Землей на высоте от 60 до 90 км. Образуется только в дневные часы,когда велика интенсивность солнечного ионизирующего излучения, а ночью исчезает. Слой D
играет существенную роль при организации связи на частотах 3-8 МГц - это понятие «дневное» и «ночное» прохождение. Используя классические антенны в дневные часы возможно установление радиосвязи поверхностной волной (40 - 60 км) и неустойчивые радиосвязи отраженной волной (слой D
частично или полностью поглащает сигналы радиостанций - эффект замирания сигнала, станция то исчезает, то появляется).
Строение ионосферы.
Атмосферой
называется газовая оболочка земли. Земная атмосфера, состоящая из воздуха и влаги, является основной средой, где распространяются радиоволны. Состав атмосферы не однороден.
Атмосфера на три части:
- верхний слой атмосферы на высотах выше 60 км - называется ионосферой
.
- слой атмосферы на высотах 20 - 60 км - называется стратосферой
.
- нижнюю часть атмосферы до высот 10 - 20 км - называют тропосферой
.
Углы излучения КВ антенн.
Углы излучения антенны «Штырь».
Углы излучения антенны «Диполь».
В настоящее время индивидуальный предприниматель Владимиров Павел Аркадьевич имеет возможность обеспечить радиосвязь на КВ без «мёртвых зон», т.е. от 0 и до 400-600 км, чему предшествовали разработка и многолетние испытания малогабаритных КВ антенн в различных регионах и климатических районах нашей страны.
В результате разработаны и запущены в производство в 2013 году малогабаритные коротковолновые антенно-фидерные устройства серии «МРВ»
, которые не уступают по своим техническим характеристикам моделям известных мировых производителей, а в некоторых вопросах и превосходят их.
Например:
1) сборно-разборная конструкция излучателя, что обеспечивает удобство при транспортировке.
2) излучатель выполнен из алюминия АД31 (используемый в авиа, и машиностроении), что увеличивает срок эксплуатации и позволяет использовать АФУ в условиях разных климатических зонах, и в разное время года.
3) диаграмма направленности – круговая, имеется небольшой минимум, но он ощущается только в ближней зоне - длинна волны (Лямбда - на рисунках выделен этот минимум красным цветом). Излучение сигнала соответствует АЗИ (антенна зенитного излучения), но только на низкочастотных участках КВ диапазона (2,3 МГц, иногда 4 МГц, в зависимости от времени года и времени суток).
4) небольшая высота подвеса (2-х метровая мачта в комплекте), и маленькая площадь для установки.
Диаграмма «МРВ».
Это ТТХ «МРВ»:
А они будут такими:
«МРВ-4»
- диапазон: 1,875 - 7,3 МГц; диаметр излучателя: 4 м; КСВ: не более 1,2; подводимая мощность: до 150 ватт; импеданс: 50 Ом.
Состав АФУ:
1) сама антенна;
5) кабель управления - 28 м;
6) пульт управления - 1 шт.
«МРВ-3,2»
- диапазон: 2,3 - 8,5 МГц; диаметр излучателя: 3,2 м; КСВ: не более 1,2; подводимая мощность: до 150 ватт; импеданс: 50 Ом.
Состав АФУ:
1) сама антенна;
2) стеклопластиковая мачта высотой 2 метра - 1 шт.;
3) два яруса оттяжек, 1-й -4 шт, по 10 м, 2-й - 4 шт, по 5 м;
4) коаксиальный кабель с разъемами - 28 м;
5) кабель управления - 28 м;
6) пульт управления - 1 шт.
7) измеритель мощности и КСВ с кабелем, для подключения к радиостанции.
«МРВ-1,9»
- диапазон: 3,5 - 12,5 МГц; диаметр излучателя: 1,9 м; КСВ: не более 1,2; подводимая мощность: до 150 ватт; импеданс: 50 Ом.
Состав АФУ:
1) сама антенна;
2) стеклопластиковая мачта высотой 2 метра - 1 шт.;
4) коаксиальный кабель с разъемами - 28 м;
5) кабель управления - 28 м;
6) пульт управления - 1 шт.
7) измеритель мощности и КСВ с кабелем, для подключения к радиостанции.
«МРВ-1»
- диапазон: 14,0 - 29,9 МГц; диаметр излучателя: 1,0 м; КСВ: не более 1,2; подводимая мощность: до 150 ватт; импеданс: 50 Ом. (В Твери - МЧС применяется на частоте дальнобойщиков - 27,135 МГц).
Состав АФУ:
1) сама антенна;
2) стеклопластиковая мачта высотой 2 метра - 1 шт.;
3) один ярус оттяжек - 4 шт, по 5 м;
4) коаксиальный кабель с разъемами - 28 м;
5) кабель управления - 28 м;
6) пульт управления - 1 шт.
7) измеритель мощности и КСВ с кабелем, для подключения к радиостанции.
по дисциплине «Транспортная связь»
1.Какой из видов электрической связи появился первым на железнодорожном транспорте?
а) телефонная связь
б) радиосвязь
в) факсимильная связь
г) телеграфная связь
д) передача данных
2. Кто первым запатентовал электромагнитный телефонный аппарат?
а) Герман Эдиссон
б) П. М. Голубицкий
в) А. С. Попов
г) Алехандро Белл
д) А.А.Новицкий
3.С именем какого российского изобретателя и инженера связано первое применение телефонной связи на железнодорожном транспорте?
а) Б. А. Введенский
б) П.М. Голубицкий
в) П. Л. Шиллинг фон Канштадт
г) Б.С.Якоби
д) Мориц Герман
4.Какой из видов связи первым был применен для управления и контроля за движением поездов на ж. д. транспорте?
а) телефонная связь
б) радиосвязь
в) перегонная связь
г) оптический телеграф
д) поездная диспетчерская связь
5. Кто изобрел электромагнитный телеграфный аппарат?
а) Герман Эдиссон
б) П. М. Голубицкий
в) А. С. Попов
г) Алехандро Белл
д) П. Л. Шиллинг фон Канштадт
6.С именем какого российского изобретателя и инженера связано первое применение телеграфной связи на ж. д. транспорте?
а) Сэмуэль Морзе
б) П. М. Голубицкий
в) Мориц Герман
г) П. Л. Шиллинг фон Канштадт
д) А.А.Новицкий
7. Какое имя носил Б.С.Якоби до переезда в Россию?
а) Томас Эдиссон
б) Алехандро Белл
в) Герман Эдиссон
г) Мориц Герман
д) Исаак Швейцер
8. С именем какого российского изобретателя и инженера связано первое применение кабелей связи на железнодорожном транспорте?
а) Сэмуэль Морзе
б) П. М. Голубицкий
в) Мориц Герман
г) Б. А. Введенский
д) А.А.Новицкий
9. С именем какого российского изобретателя и инженера связано первое применение телефонной станции для организации внутридеповской связи?
а) Сэмуэль Морзе
б) П. М. Голубицкий
в) Мориц Герман
г) Б. А. Введенский
д) А.А.Новицкий
11. В паровозном депо какой железной дороги была впервые установлена телефонная станция для организации внутридеповской связи?
а) Либаво-Роменской
б) Галацко-Одесской
в) Николаевской
г) Забайкальской
д) Яссо-Кишиневской
12. На сколько номеров была рассчитана телефонная станция, впервые установленная в паровозном депо железной дороги для организации внутридеповской связи?
13. Кто из российских изобретателей и инженеров предложил использовать переносной телефонный аппарат для организации связи в пути остановившегося поезда?
а) Томас Эдиссон
б) П. М. Голубицкий
в) Мориц Герман
г) Б. А. Введенский
д) А.А.Новицкий
14. Кто из российских изобретателей и инженеров предложил объединить микрофонный и телефонный капсюли в одной микротелефонной трубке?
а) Герман Эдиссон
б) П. М. Голубицкий
в) Мориц Герман
г) Б. А. Введенский
д) А.А.Новицкий
15. Кто первым применил радиосредства на транспорте?
а) П. М. Голубицкий
б) Герман Телефункен
в) Гульельмо Маркони
г) Алехандро Белл
д) П. Л. Шиллинг фон Канштадт
4.Для передачи каких сообщений применяются аналоговые сигналы?
а) подвижных изображений
б) неподвижных изображений
в) телеграфных
г) речевых
5.Для передачи каких сообщений применяются дискретные сигналы?
а) телеграфных
б) команд в системах телеуправления и телесигнализации
в) данных
г) данных и команд в системах телеуправления, телесигнализации и телеизмерений
д) для всего выше перечисленного
6.Назначение дорожной сети связи?
а) для организации связи абонентов Управления железной дороги
б) для организации связи абонентов станций железной дороги
в) для организации связи абонентов разных участков железной дороги
г) для организации связи абонентов разных отделений железной дороги
д) для организации связи абонентов Управления дороги, отделений дороги и крупных станций
7.Назначение участковых связей?
а) для организации связи абонентов разных участков железной дороги
б) для организации связи абонентов участков разных железных дорог
в) для организации связи абонентов участка с Управлением дороги
г) для организации связи абонентов станции участка между собой
д) для организации связи абонентов станций участка с отделением железной дороги, участковой станцией и между собой
8.Назначение перегонных связей?
а) для организации связи между абонентами, находящимися на перегоне
б) для организации связи абонента на перегоне с ДСП станции, ограничивающей перегон слева
в) для организации связи абонента на перегоне с ДСП станции, ограничивающей перегон справа
г) организации связи абонента, находящегося на перегоне с ДНЦ
д) для организации связи абонента на перегоне с ДСП станций, ограничивающих перегон и ДНЦ
9.Назначение станционных связей?
а) для организации связи между ж. д. станциями
б) для организации связи в пределах ж.д. станции или узла
в) для организации связи абонентов ж.д. станций с Управлением дороги
г) для организации связи абонентов ж.д. станций с отделением дороги
д) для всего выше перечисленного
10.Что такое сеть связи?
а) каналы связи
б) совокупность линейных сооружений и коммутационных устройств
в) оконечные устройства
г) совокупность каналов связи и оконечных устройств
д) совокупность оконечных устройств, коммутационного оборудования и линейных сооружений
11.Какими свойствами обладает информация?
а) непрерывностью
б) повторяемостью
в) старением
г) ценностью
д) двумя последними
12.Что описывает математическая модель Винера-Шеннона?
а) необходимую длину оптоволоконной линии связи
б) эффективность работы радиоприемника
в) требуемое количество коммутационных приборов
г) эффективность работы радиоканала
д) все выше перечисленное
13.От чего зависит объем информации переданный по радиоканалу?
а) от собственного затухания
б) от ширины полосы передаваемых частот
в) от высоты поднятия передающей антенны
г) от высоты поднятия приемной антенны
д) от всего выше перечисленного
14.Что необходимо предпринимать для увеличения эффективности радиоканала?
а) снижать трафик
б) увеличивать трафик
в) уменьшать соотношение сигнал/помеха
г) увеличивать соотношение сигнал/помеха
д) все выше перечисленное
15.Из чего состоят воздушные линии связи?
а) металлических проводов
в) изоляторов
г) специальной арматуры
д) всего выше перечисленного
16.Что используется в качестве проводов на воздушных линиях связи?
а) алюминий
б) вольфрам
в) железо
д) все выше перечисленное
17.Что используется в качестве токопроводящих жил в кабелях?
а) сталь, железо
б) медь, вольфрам
в) железо, алюминий
г) алюминий, медь
д) сталь, вольфрам
18.Что является проводником информации в волоконно-оптической линии связи?
а) световод
г) алюминий
д) биметалл
19.Что относится к первичным параметрам линии связи?
а) сопротивление
б) индуктивность
в) емкость
г) проводимость
д) все выше перечисленное
20.Что относится к вторичным параметрам линии связи?
а) сопротивление
б) волновое сопротивление
в) коэффициент усиления
г) индуктивность
д) все выше перечисленное
21.Как определяют вторичные параметры линии связи?
а) через первичные параметры
б) через волновое сопротивление
в) через коэффициент усиления
г) через километрический коэффициент затухания
д) через коэффициент изменения фазы тока
22.Что оказывает влияние на собственное затухание линии связи?
а) километрический коэффициент затухания
б) длина линии связи
в) километрический коэффициент затухания и длина линии связи
г) коэффициент изменения фазы тока
д) длина линии связи и коэффициент изменения фазы тока
23.Как соотносятся величины собственного и рабочего затухания?
а) собственное затухание больше рабочего затухания в π раз
б) собственное затухание меньше рабочего затухания в π раз
в) собственное затухание больше рабочего на величину затухания несогласованности
г) собственное затухание меньше рабочего на величину затухания несогласованности
д) собственное затухание равно рабочему затуханию
24.В чем измеряется затухание?
б) вольты
в) децибелы
д) радианы
25.Чем компенсируется собственное затухание линии связи?
а) усилителями
б) фильтрами
в) источниками питания
г) трансформаторами
д) всем выше перечисленным
26.Какие проводные линии связи являются перспективными на Белорусской ж. д.?
а) воздушные
б) кабельные симметричные
в) кабельные коаксиальные
г) волоконно-оптические
д) все выше перечисленные
27.Что преобразуют электроакустические преобразователи?
а) звуковые колебания
б) электрические колебания в звуковые
в) механические колебания в электрические и обратно
г) звуковые колебания в электрические и обратно
д) механические колебания в электрические
28.Что включается на передающем конце телефонного тракта?
а) фильтр
б) микрофон
в) телефон
г) усилитель
д) звуковая колонка
29. Что включается на приемном конце телефонного тракта?
а) фильтр
б) микрофон
в) телефон
г) усилитель
д) звуковая колонка
30.В чем заключается назначение телефонных аппаратов?
а) передача вызывных сигналов
б) прием вызывных сигналов
в) передача разговорных сообщений
г) прием разговорных сообщений
д) передача и прием вызывных сигналов и разговорных сообщений
31.Что относится к вызывным устройствам телефонного аппарата?
а) номеронабиратель
б) звонок переменного или постоянного тока
в) индуктор
г) тастатура
д) все выше перечисленное
32.Что относится к разговорным приборам телефонного аппарата?
а) микрофонный капсюль
б) телефонный капсюль
в) телефонный трансформатор
г) усилительные устройства
д) все выше перечисленное
33.Как устраняется явление местного эффекта в телефонных аппаратах?
а) с помощью фриттера
б) с помощью усилителя приема
в) применением мостовой и компенсационной противоместных схем
г) с помощью четырехпроводной схемы включения
д) применением номеронабирателей кнопочного типа
34.К какой системе относятся квазиэлектронные АТС?
а) электромеханической
б) полуэлектронной
в) электронной
г) механической
д) ко всем выше перечисленным
35.Какой способ управления искателями применяется в квазиэлектронных АТС?
а) косвенный
б) непосредственный
в) цифровой
г) аналоговый
д) комбинированный
36.Что используется в качестве коммутационного элемента в координатных АТС?
а) декадно-шаговые искатели
б) шаговые искатели
в) электромагнитные реле
37. Что используется в качестве коммутационного элемента в квазиэлектронных АТС?
а) декадно-шаговые искатели
б) шаговые искатели
в) электромагнитные реле
г) многократные координатные соединители
д) реле с магнитоуправляемыми контактами
38.В каких АТС наиболее проще реализуется возможность предоставления ДВО?
а) декадно-шаговых
б) релейных
в) координатных
г) учрежденческих
д) квазиэлектронных
39.К какой системе относятся цифровые АТС?
а) электромеханической
б) полуэлектронной
в) электронной
г) смешанной
д) всем выше перечисленным
40.У кого устанавливаются телефонные аппараты системы ЦБ при организации станционной оперативно-технологической телефонной связи?
а) начальника станции
б) руководителя технологического процесса
в) исполнителей технологического процесса
г) руководителей и исполнителей технологического процесса
д) дежурного электромеханика
41.Чем отличается групповой канал низкой частоты от групповой физической цепи?
а) наличием симплексных усилителей
б) наличием дуплексных усилителей
в) отсутствием дуплексных усилителей
г) полосой передаваемых частот
д) более низкой вызывной частотой
42.Как со стороны промежуточного пункта осуществляется вызов распорядительной станции на цепях участковых диспетчерских технологических связей?
в) посылкой тональной частоты
г) импульсами набора номера
д) всем выше перечисленным
43. Как со стороны распорядительной станции осуществляется вызов промежуточного пункта на цепях участковых диспетчерских технологических связей?
в) индукторным вызовом
г) импульсами набора номера
д) всем выше перечисленным
44. Как со стороны распорядительной станции осуществляется вызов промежуточного пункта на цепи постанционной связи?
в) посылкой тональной частоты
г) импульсами набора номера
д) всем выше перечисленным
45. Как со стороны промежуточного пункта осуществляется вызов распорядительной станции на цепи постанционной связи?
в) посылкой тональной частоты
г) импульсами набора номера
д) всем выше перечисленным
46.Сколько видов вызывных сигналов применяется в системах тонального избирательного вызова СК2/7 и СК2/12?
г) четыре
д) сорок два
47.Сколько промежуточных пунктов вызывается при посылке в участковую цепь ТТС группового вызова?
48. Сколько промежуточных пунктов вызывается при посылке в участковую цепь ТТС циркулярного вызова?
в) группа промежуточных пунктов
г) две группы промежуточных пунктов
д) все группы промежуточных пунктов
49.Как расшифровывается аббревиатура ДРС?
а) декадно-шаговая ручная станция
б) декадно-шаговая распорядительная связь
в) дискретная распорядительная станция
г) дорожная распорядительная связь
д) дорожная распорядительная станция
50.К какому виду ТТС относится СДС?
а) магистральная
б) дорожная
в) участковая
г) перегонная
д) станционная
51.К какому виду ТТС относится ОПС?
а) магистральная
б) дорожная
в) участковая
г) перегонная
д) станционная
52.Сколько всего частот и какого спектра используется в системе СК2/7?
а) семь частот
б) шесть частот
в) семь частот в спектре от 316 до 2000 Гц
г) шесть частот в спектре от 316 до 2000 Гц
д) семь частот в спектре от 300 до 3400 Гц
53.Сколько импульсов тока содержит индивидуальная кодовая комбинация в СК2/7?
в) четыре
д) восемь
54.Сколько импульсов тока содержит групповая комбинация в СК2/7?
в) четыре
д) восемь
55.Сколько импульсов тока содержит циркулярная комбинация в СК2/7?
в) четыре
д) восемь
56.Что входит в состав аппаратуры распорядительной станции?
а) переговорное устройство
б) кнопочный пульт
в) система PTT
г) датчик тонального избирательного вызова
д) все выше перечисленное
57.Что не входит в состав аппаратуры промежуточного пункта?
а) телефонный аппарат
б) усилитель передачи
в) усилитель приема
г) приемник тонального избирательного вызова
д) датчик тонального избирательного вызова
58.Чему равны минимально и максимально допустимые уровни сигнала в участковой цепи диспетчерской связи?
59.Чему равны минимально и максимально допустимые уровни сигнала в участковой цепи постанционной связи?
а) p min = 0 дБ и p max = +5.2 дБ
б) p min = - 8.7дБ и p max = +5.2 дБ
в) p min = -13.9 дБ и p max = 0дБ
г) p min = -13.9 дБ и p max = +5.2 дБ
д) p min = -5.2дБ и p max = +13.9 дБ
60.По какому принципу организуется перегонная связь?
а) по групповому каналу низкой частоты
б) по каналу тональной частоты
в) по принципу МБ
г) по принципу ЦБ
д) по радиоканалу
61.Что служит проверкой правильности расстановки дуплексных усилителей вдоль группового канала низкой частоты?
а) минимизация стоимости системы
б) оптимизация стоимости системы
в) построение линейных диаграмм уровней сигнала
г) построение графиков передачи информации
д) измерение скорости передачи информации
62.Что входит в состав междугородной телефонной сети?
а) РТС и каналы связи
б) каналы связи
в) АТС и каналы связи
г) МТС и каналы связи
д) АТС и РТС
63.Какая система не входит в систему обслуживания заявок на междугородные соединения?
а) заказная
б) немедленная
в) скорая
г) медленная
д) комбинированная
64.Какие соединения не устанавливаются на сети междугородной телефонной связи железнодорожного транспорта?
а) прямые
б) косвенные
в) транзитные
г) обходные двухзвенные
д) обходные трехзвенные
65.Чем характеризуется качество обслуживания абонентов сети междугородной телефонной связи?
а) громкостью
б) стоимостью разговоров
в) вероятностью потерь вызовов с учетом повторных вызовов
г) вероятностью занятости вызываемого абонента
д) дизайном телефонного аппарата абонента
66.Какая математическая модель определяет качество обслуживания абонентов сети междугородной телефонной связи?
а) Форланга
б) Морланга
в) Эрланга
67.Какова норма вероятности потерь по вызовам с учетом повторных вызовов на сети междугородной телефонной связи железнодорожного транспорта?
а) p вп ≥ 0.8
б) p вп ≤ 0.8
в) p вп ≥ 0.2
г) p вп ≤ 0.2
д) p вп = 0.4
68.В каких единицах измеряется скорость передачи дискретных сигналов?
а) сантиметр в секунду
69.Что такое телеграфный код?
а) азбука
в) условное обозначение букв и цифр импульсами тока
г) данные
70.Что повышает помехоустойчивость приема информации в системах передачи данных?
а) уменьшение помех
б) увеличение скорости передачи информации
в) уменьшение скорости передачи информации
г) применение корректирующих кодов
д) применение повторной передачи
71.С какой скоростью работают телеграфные аппараты?
а) 600-1000 бит
б) 20-40 км/ч
в) 50-100 Бод
г) 50-100 бит
д) 50-100 км/ч
72.В каком диапазоне работает станционная радиосвязь на Белорусской ж. д.?
а) сантиметровом
б) миллиметровом
в) гектометровом
г) дециметровом
д) метровом
73.В каком диапазоне работает система ПРС на участках Белорусской ж. д.?
а) сантиметровом
б) миллиметровом
в) гектометровом
г) дециметровом
д) метровом
74. В каком диапазоне работает система ПРС при приближении и на станциях и в узлах Белорусской ж. д.?
а) сантиметровом
б) миллиметровом
в) гектометровом
г) дециметровом
д) метровом
75.Какие частоты составляют железнодорожный стандарт СТ-1?
а) 300-3400 Гц
б) 316-2100 Гц
г) 150-156 МГц
76.Несущие частоты какого диапазона применяются для организации станционной радиосвязи на Белорусской железной дороге?
а) 300-3400 Гц
б) 316-2100 Гц
г) 150-156 МГц
д) 800-900 МГц
77.Стандарт GSM-Rсоответствует частотному диапазону?
а) 300-3400 Гц
б) 316-2100 Гц
г) 150-156 МГц
д) 800-900 МГц
78.В каком частотном диапазоне работают системы «Транспорт»?
а) 300-3400 Гц
б) 316-2100 Гц
г) 150-156 МГц
д) 800-900 МГц
79.Что определяют по квадратичной формуле Б. Введенского?
а) напряжение питания передающей радиостанции
б) напряженность оператора технологического процесса при приеме информации
в) напряженность поля в точке приема
г) напряженность поля в точке передачи
д) напряжение питания приемной радиостанции
80.Как влияет высота антенн на уверенную дальность приема в радиосистемах УКВ?
б) с увеличением высоты очень сильно увеличивается дальность
в) с увеличением высоты очень сильно уменьшается дальность
г) в квадратичной зависимости
д) относительно слабо
81.Что не сдерживает увеличение высоты передающей антенны радиостанции?
а) значение частоты сигнала
б) длина антенно-фидерных устройств
в) стоимость антенно-фидерных устройств
г) технические и технологические условия установки антенны
д) технические и технологические условия обслуживания антенны
82.Как распространяется энергия электромагнитного поля изотропной антенны?
а) наибольшая часть энергии распространяется вправо
б) наибольшая часть энергии распространяется влево
в) одинаково во всех направлениях передачи
г) согласно изотермической характеристике
д) согласно математической модели Винера-Шеннона
83.От чего зависит КНД передающей антенны?
а) длины антенны
б) высоты антенны
в) конфигурации и технических приспособлений антенны
г) коэффициента усиления антенны
д) длины радиоканала
84.Для чего применяется система ATC(AutomaticTrainControl)?
а) организации перегонной связи
б) организации горочной радиосвязи
в) управления и контроля движения поездов на станции
г) управления и контроля движения поездов на участке
д) контроля нагрева букс
85. Для чего применяется система ATP(AutomaticTrainProtection)?
Мобильная связь - это радиосвязь между абонентами, местоположение одного или нескольких из которых меняется. Одним из видов мобильной связи является сотовая связь.
Сотовая связь - один из видов радиосвязи, в основе которого лежит сотовая сеть. Ключевая особенность: общая зона покрытия делится на соты, определяющиеся зонами покрытия базовых станций . Соты перекрываются и вместе образуют сеть. На идеальной поверхности зона покрытия одной базовой станции представляет собой круг, поэтому составленная из них сеть имеет вид сот с шестиугольными ячейками .
Принцип действия сотовой связи
Итак, для начала рассмотрим, как осуществляется звонок по мобильному телефону. Лишь только пользователь набирает номер, телефонная трубка (HS - Hand Set) начинает поиск ближайшей базовой станции (BS - Base Station) - приемопередающее, управляющее и коммуникационное оборудование, составляющее сеть. В ее состав входят контроллер базовой станции (BSC - Base Station Controller) и несколько ретрансляторов (BTS - Base Transceiver Station). Базовые станции управляются мобильным коммутирующим центром (MSC - Mobile Service Center). Благодаря сотовой структуре, ретрансляторы покрывают местность зоной уверенного приема в одном или нескольких радиоканалах с дополнительным служебным каналом, по которому происходит синхронизация. Точнее происходит согласование протокола обмена аппарата и базовой станции по аналогии с процедурой модемной синхронизации (handshacking), в процессе которого устройства договариваются о скорости передачи, канале и т.д. Когда мобильный аппарат находит базовую станцию и происходит синхронизация, контроллер базовой станции формирует полнодуплексный канал на мобильный коммутирующий центр через фиксированную сеть. Центр передает информацию о мобильном терминале в четыре регистра: посетительский регистр подвижных абонентов или "гостей" (VLR - Visitor Layer Register), "домашний" регистр местных подвижных абонентов (HRL - Home Register Layer), регистр подписчика или аутентификации (AUC - AUthentiCator) и регистр идентификации оборудования (EIR - Equipment Identification Register). Эта информация уникальна и находится в пластиковой абонентской микроэлектронной телекарточке или модуле (SIM - Subscriber Identity Module) , по которому производятся проверка правомочности абонента и тарификация. В отличие от стационарных телефонов, за пользование которыми плата взимается в зависимости от нагрузки (числа занятых каналов), поступающей по фиксированной абонентской линии, плата за пользование подвижной связью взимается не с используемого телефонного аппарата, а с SIM-карты, которую можно вставить в любой аппарат.
Карточка представляет собой не что иное, как обычный флэш-чип, выполненный по смарт-технологии (SmartVoltage) и имеющий необходимый внешний интерфейс. Его можно использовать в любых аппаратах, и главное - чтобы совпадало рабочее напряжение: ранние версии использовали 5.5В интерфейс, а у современных карт обычно 3.3В. Информация хранится в стандарте уникального международного идентификатора абонента (IMSI - International Mobile Subscriber Identification), благодаря чему исключается возможность появления "двойников" - даже если код карты будет случайно подобран, система автоматически исключит фальшивый SIM, и не придется в последствии оплачивать чужие разговоры. При разработке стандарта протокола сотовой связи этот момент был изначально учтен, и теперь каждый абонент имеет свой уникальный и единственный в мире идентификационный номер, кодирующийся при передаче 64бит ключом. Кроме этого, по аналогии со скремблерами, предназначенными для шифрования/дешифрования разговора в аналоговой телефонии, в сотовой связи применяется 56бит кодирование.
На основании этих данных формируется представление системы о мобильном пользователе (его местоположение, статус в сети и т. д.) и происходит соединение. Если мобильный пользователь во время разговора перемещается из зоны действия одного ретранслятора в зону действия другого, или даже между зонами действия разных контроллеров, связь не обрывается и не ухудшается, поскольку система автоматически выбирает ту базовую станцию, с которой связь лучше. В зависимости от загруженности каналов телефон выбирает между сетью 900 и 1800 МГц, причем переключение возможно даже во время разговора абсолютно незаметно для говорящего.
Звонок из обычной телефонной сети мобильному пользователю осуществляется в обратной последовательности: сначала определяются местоположение и статус абонента на основании постоянно обновляющихся данных в регистрах, а затем происходят соединение и поддержание связи.
Системы подвижной радиосвязи строятся по схеме "точка-многоточие" (point-multipoint), поскольку абонент может находиться в любой точке соты, контролируемой базовой станцией. В простейшем случае круговой передачи мощность радиосигнала в свободном пространстве теоретически уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния. Однако на практике сигнал затухает гораздо быстрее - в лучшем случае пропорционально кубу расстояния, поскольку энергия сигнала может поглощаться или уменьшаться на различных физических препятствиях, и характер таких процессов сильно зависит от частоты передачи. При уменьшении мощности на порядок охватываемая площадь соты уменьшается на два порядка.
"ФИЗИОЛОГИЯ"
Важнейшими причинами повышенного затухания сигналов являются теневые зоны, создаваемые зданиями или естественными возвышенностями на местности. Исследования условий применения подвижной радиосвязи в городах показали, что даже на очень близких расстояниях теневые зоны дают затухание до 20дБ. Другой важной причиной затухания является листва деревьев. Например, на частоте 836МГц в летнее время, когда деревья покрыты листвой, уровень принимаемого сигнала оказывается приблизительно на 10дБ ниже, чем в том же месте зимой, при отсутствии листьев. Замирания сигналов от теневых зон иногда называют медленными с точки зрения условий их приема в движении при пересечении такой зоны.
Важное явление, которое приходится учитывать при создании сотовых систем подвижной радиосвязи - отражение радиоволн, и, как следствие, их многолучевое распространение. С одной стороны, это явление полезно, так как оно позволяет радиоволнам огибать препятствия и распространяться за зданиями, в подземных гаражах и тоннелях. Но с другой стороны, многолучевое распространение порождает такие трудные для радиосвязи проблемы, как растягивание задержки сигнала, релеевские замирания и усугубление эффекта Доплера.
Растягивание задержки сигнала получается из-за того, что сигнал, проходящий по нескольким независимым путям разной протяженности, принимается несколько раз. Поэтому повторяющийся импульс может выйти за пределы отведенного для него интервала времени и исказить следующий символ. Искажения, возникающие за счет растянутой задержки, называются межсимвольной интерференцией. При небольших расстояниях растянутая задержка не опасна, но если соту окружают горы, задержка может растянуться на многие микросекунды (иногда 50-100 мкс).
Релеевские замирания вызываются случайными фазами, с которыми поступают отраженные сигналы. Если, например, прямой и отраженный сигналы принимаются и противофазе (со сдвигом фазы на 180°), то суммарный сигнал может быть ослаблен почти до нуля. Релеевские замирания для данного передатчика и заданной частоты представляют собой нечто вроде амплитудных "провалов", имеющих разную глубину и распределенных случайным образом. В этом случае при стационарном приемнике избежать замираний можно просто переставив антенну. При движении же транспортного средства такие "провалы" проходятся ежесекундно тысячами, отчего происходящие при этом замирания называются быстрыми.
Эффект Доплера проявляется при движении приемника относительно передатчика и состоит в изменении частоты принимаемого колебания. Подобно тому, как тон шума движущегося поезда или автомобиля кажется неподвижному наблюдателю несколько выше при приближении транспортного средства и несколько ниже при его удалении, частота радиопередачи смещается при движении приемопередатчика. Более того, при многолучевом распространении сигнала отдельные лучи могут давать смещение частоты в ту или другую сторону одновременно. В результате, за счет эффекта Доплера получается случайная частотная модуляция передаваемого сигнала подобно тому, как за счет релеевских замираний происходит случайная амплитудная модуляция. Таким образом, в целом многолучевое распространение создает большие трудности в организации сотовой связи, в особенности для подвижных абонентов, что связано с медленными и быстрыми замираниями амплитуды сигнала в движущемся приемнике. Преодолеть эти трудности удалось с помощью цифровой техники, которая позволила создать новые методы кодирования, модуляции и выравнивания характеристик каналов.
"АНАТОМИЯ"
Передача данных осуществляется по радиоканалам. Сеть GSM работает в диапазонах частот 900 или 1800 МГц. Более конкретно, например, в случае рассмотрения диапазона 900МГц подвижной абонентский аппарат передает на одной из частот, лежащих в диапазоне 890-915 МГц, а принимает на частоте, лежащей в диапазоне 935-960 МГц. Для других частот принцип тот же, изменяются только численные характеристики.
По аналогии со спутниковыми каналами направление передачи от абонентского аппарата к базовой станции называется восходящим (Rise), а направление от базовой станции к абонентскому аппарату - нисходящим (Fall). В дуплексном канале, состоящем из восходящего и нисходящего направлений передачи, для каждого из названных направлений применяются частоты, различающиеся точно на 45МГц. В каждом из указанных выше частотных диапазонов создаются по 124 радиоканала (124 для приема и 124 для передачи данных, разнесенных на 45МГц) шириной по 200кГц каждый. Этим каналам присваиваются номера (N) от 0 до 123. Тогда частоты восходящего (F R) и нисходящего (F F) направлений каждого из каналов можно вычислить по формулам: F R (N) = 890+0.2N (МГц), F F (N) = F R (N) + 45 (МГц).
В распоряжение каждой базовой станции может быть предоставлено от одной до 16 частот, причем число частот и мощность передачи определяются в зависимости от местных условий и нагрузки.
В каждом из частотных каналов, которому присвоен номер (N) и который занимает полосу 200кГц, организуются восемь каналов с временным разделением (временные каналы с номерами от 0 до 7), или восемь канальных интервалов.
Система с разделением частот (FDMA) позволяет получить 8 каналов по 25кГц, которые, в свою очередь, разделяются по принципу системы с разделением времени (TDMA) еще на 8 каналов. В GSM используется GMSK-модуляция, а несущая частота изменяется 217 раз в секунду для того, чтобы компенсировать возможное ухудшение качества.
Когда абонент получает канал, ему выделяется не только частотный канал, но и один из конкретных канальных интервалов, и он должен вести передачу в строго отведенном временном интервале, не выходя за его пределы - иначе будут создаваться помехи в других каналах. В соответствии с вышеизложенным работа передатчика происходит в виде отдельных импульсов, которые происходят в строго отведенном канальном интервале: продолжительность канального интервала составляет 577мкс, а всего цикла - 4616мкс. Выделение абоненту только одного из восьми канальных интервалов позволяет разделить во времени процесс передачи и приема путем сдвига канальных интервалов, выделяемых передатчикам подвижного аппарата и базовой станции. Базовая станция (BS) всегда передает на три канальных интервала раньше подвижного аппарата (HS).
Требования к характеристикам стандартного импульса описываются в виде нормативного шаблона изменения мощности излучения во времени. Процессы включения и выключения импульса, которые сопровождаются изменением мощности на 70дБ, должны укладываться в промежуток времени длительностью всего 28мкс, а рабочее время, в течение которого передаются 147 двоичных разрядов, составляет 542.8мкс. Значения мощности передачи, указанные в таблице ранее, относятся именно к мощности импульса. Средняя же мощность передатчика оказывается в восемь раз меньше, так как 7/8 времени передатчик не излучает.
Рассмотрим формат нормального стандартного импульса. Из него видно, что не все разряды несут полезную информацию: здесь в середине импульса располагается обучающая последовательность из 26 двоичных разрядов для защиты сигнала от помех многолучевого распространения. Это - одна из восьми специальных легко распознаваемых последовательностей, по которой принятые разряды правильно располагаются во времени. Такая последовательность ограждается одноразрядными указателями (PB - Point Bit), а с обеих сторон этой настроечной последовательности располагается полезная кодированная информация в виде двух блоков по 57 двоичных разрядов, ограждаемых, в свою очередь, граничными разрядами (BB - Border Bit) - по 3бит с каждой стороны. Таким образом, импульс переносит 148бит данных, которые занимают 546.12мкс временной интервал. К этому времени добавляется еще промежуток, равный 30.44мкс защитного времени (ST - Shield Time), в течение которого передатчик "молчит". По продолжительности этот промежуток соответствует времени передачи 8.25 разряда, но передачи в это время не происходит.
Последовательность импульсов образует физический канал передачи, который характеризуется номером частоты и номером временного канального интервала. На основе этой последовательности импульсов организуется целая серия логических каналов, которые различаются своими функциями. Кроме каналов, передающих полезную информацию, существует еще ряд каналов, передающих сигналы управления. Реализация таких каналов и их работа требуют четкого управления, которое реализуется программными средствами.
