Локальная система связи

Классификация систем связи

За последнее десятилетие уровень развития территориаль­ных систем связи значительно определил любую другую область телекоммуникаций, ощутимо изменив стиль всей нашей жизни.

Средства связи — это комплект аппаратуры, обеспечиваю­щий взаимное соединение и передачу информации между або­нентами. Средства связи могут быть различны между собой. Виды связи в значительной степени зависят от того, как и где расположены элементы системы, которую они обслуживают.

Существуют системы, которые расположены на некоторой ограниченной территории (как правило, в одном помещении или нескольких помещениях, расположенных недалеко друг от дру­га), для обслуживания их используются локальные средства свя­зи.Они создаются специально для каждого случая и выполняют­ся так, чтобы технически обеспечить взаимодействие элементов системы. Существуют системы, элементы которой расположе­ны на значительных расстояниях. К ним относятся все системы связи, традиционно используемые в быту и на производствах. В таких случаях применяются каналы связи, использующиеся на данной территории. Такие виды связи принято считать террито­риальными, предназначенными для определенных территорий, или глобальными — для межгосударственных контактов.

Современные территориальные системы связи можно разде­лить на следующие группы:

— телеграф;

— телефонная связь;

— радиосвязь различных видов;

— индивидуальные соединительные линии связи. Индивидуальные линии создаются специально для систем, используемых на данной территории или в каком-либо помеще­нии, но технически они выполняются как разновидность одного из перечисленных каналов территориальной или локальной свя­зи.

Для оценки возможностей передачи информации рассмотрим конкретно каждый из видов связи.

Локальная система связи

Данная система связи выполняется как сеть, которая соеди­няет между собой специально подготовленное оборудование. Та­кая система связи способна передавать непосредственно ту ин­формацию, которая создается всей аппаратурой, сопряженной с ней. Простейшая сеть из двух компьютеров может быть органи­зована путем прямого соединения между собой установленных в этих компьютерах адаптеров. Расстояние между компьютера­ми может достигать 300-800 м. Для объединения компьютеров в вычислительную сеть используют технологию "разветвленная звезда".

Для создания более сложной сети применяют пассивные и ак­тивные разветвители, которые соединяются между собой в раз­личных сочетаниях.

Расстояние от пассивного разветвителя до компьютера или активного разветвителя — до 60 м. Если пассивные разветвите­ли выполняют только функции разветвления соединений сети, то активные разветвители содержат усилители передаваемого сигнала. Расстояния от компьютера до активного разветвителя или от одного активного разветвителя до другого может дости­гать 600-800 м.

Всего в одной локальной сети может работать до 255 ком­пьютеров. С учетом возможности последовательного соединения до 10 активных разветвителей протяженность такой цепочки мо­жет составлять до 6-8 км (рис. 50).

В тех случаях, когда используются территориальные виды связи, прямая передача сведений, создаваемых вычислительны­ми системами, невозможна, так как такие системы связи по сво­им техническим характеристикам не способны передавать ин­формацию с компьютера.

Для сопряжения компьютеров с такой сетью применяется следующая специальная аппаратура:

1. Модем — это устройство, позволяющее компьютеру выхо­дить на связь с другим компьютером посредством телефонных линий, т. е. модем может модулировать и демодулировать пе­редаваемое сообщение. При пользовании модемом возможен са­мый быстрый способ принять документальный материал с одно­го компьютера на другой без его распечатки. Пересылка файла по модему возможна в течение нескольких минут. При его рас­печатке пересылка его займет значительно больше времени.

2. Факс-модем — это устройство, позволяющее принимать факсимильные сообщения с выводом их на экран компьютера или с печатью на принтере и передавать документы, подгото­вленные на компьютере без их распечатки, а также использовать другие возможности телефаксов.

Рис. 50. Пример организации вычислительной сети

Телеграф

Телеграф — это первый вид электрической связи, позволив­ший радикально сократить время передачи международных со­общений. Работа по созданию телеграфа велась параллельно во многих странах.Один из первых работоспособных телеграф­ных аппаратов был продемонстрирован русским дипломатом П. Л. Шеллингом в Санкт-Петербурге в 1832 г.

Телеграфная сеть охватывает практически всю заселенную часть России. Причем во многих случаях она обеспечивает более надежную передачу сообщений, чем телефонная сеть, и является нередко единственным и доступным видом связи для удаленных районов.

Телеграфная сеть строится по иерархическому принципу.

Верхний уровень охватывает промышленные или региональные центры, которые соединены между собой.Средний уровень — областные центры, соединенные по радиальному принципу с районными узлами и между собой.Нижний уро­вень — это районные узлы, которые соединены по радиальному принципу с телеграфными пунктами.

Сначала в качестве телеграфного кода использовалась азбу­ка Морзе. При переходе на автоматические устройства азбука Морзе была заменена двоичным кодом с фиксированным числом сигналов типа "да"—"нет" или 0; 1. Каждый знак, передавае­мый по телеграфу, содержит 7 бит. Первый (стартовый) и затем пять значащих битов имеют длительность по 20 м/сек каждый, седьмой (стоп) бит продолжительностью 30 м/сек (рис. 51).

Рис. 51. Пример современного телеграфного кода

Таким образом, для передачи одного символа (буквы, цифры, знака) требуется 150 м/сек (0,15 сек), следовательно, скорость передачи информации телеграфом составляет ~47 бит/сек. Страница текста форматом А4 (2000 — символов текста) по телеграфу будет передаваться ~300 сек (5 мин). Такая же стра­ница по факсимильной связи может передаваться менее 10-15 сек. (скорость передачи 9600 бит/сек). Это служит одним из су­щественных недостатков телеграфной связи.

Для ускорения передачи телеграфных сообщений в начале 30-х гг. была создана сеть абонентских телеграфов — телекс. Для передачи сообщений в этом случае используются различ­ные сокращения и упрощения конструкции фраз. Но скорость передачи сообщений с использованием телекса все равно значи­тельно ниже по сравнению с факсимильной связью.

Телефонная связь

Первая телефонная связь, изобретенная Александром Беллом, была продемонстрирована в 1876 г. в США. В настоящее время этот вид связи превратился в глобально разветвленную систему. С помощью нее передаются речевые сообщения, осуще­ствляется факсимильная связь, передается электронная почта.

Телефонная сеть представляет собой систему узлов комму­таций. Для каждого отдельного случая это — автоматическая телефонная станция (АТС), кабельная сеть и абонентские теле­фоны. Система узлов коммутации строится по иерархическому принципу. На нижнем уровне располагаются индивидуальные абоненты, соединенные с узлом связи (АТС) по радиальному принципу. На верхнем у^вне каждая АТС соединяется с дру­гой. В промежуточных уровнях используется смешанный тип соединения. Таким образом, по мере движения вверх зона об­служивания каждого абонента расширяется, но количество об­служивающих АТС растет (рис. 52), что отрицательно влияет на качество связи.

Рис. 52. Иерархическая структура узлов телефонной сети

В простейшем случае, если вызывающий и вызываемые або­ненты находятся в одном или соседнем городских районах, со­единение может осуществляться через одну АТС. Если же об­служивается междугородное или международное сообщение, ко­личество задействованных АТС растет. В частности, присвязи абонентов А и Б, расположенных в разных странах, передачу информации обеспечивают все АТС системы на линии между этими абонентами. Чтобы оценить возможности такой связи, рассмотрим телефонную сеть Москвы, которая является наибо­лее телефонизированным городом России. В среднем здесь на 100 семей имеется 98 телефонов, а на 100 человек населения — 48 телефонов.

Первые 800 телефонов в Москве были установлены в 1882 г. Обслуживались они одной ручной телефонной станцией. К 1916 г. Московская телефонная сеть содержала уже 60000 но­меров. Сейчас в Москве насчитывается уже около 5 млн. теле­фонов, но обслуживаются эти телефоны в основном устаревшими электромеханическими АТС. Электронные АТС составляют все­го 10% от общего количества.

По улицам Москвы протянуто огромное количество кабелей всех типов общей протяженностью в 60 000 км (т. е. в 1,5 больше экватора Земли), значительная часть которых эксплуатируется уже многие десятилетия. Все это в целом негативно влияет на качество передачи сообщений. Внедрение достижений в области электроники за последнее десятилетие позволило применить це­лый ряд технических решений и усовершенствований как теле­фонных аппаратов, так и АТС.

Ранее в основном осуществлялся дисковой набор номера, т. е. импульсное кодирование, сейчас происходит клавишный набор номера, т. е. тональное кодирование. Это усовершенствование в значительной степени сокращает время набора номера и имеет большие преимущества при телефонных вызовах в экстремаль­ных ситуациях. Такие преимущества не могут быть полностью реализованы в том случае, когда телефон с клавишным набором номера взаимодействует с электромеханической АТС.

В целом ряде случаев положительный эффект может дости­гаться при эксплуатации электронного оборудования в сочета­нии с имеющейся телефонной сетью. Например, большинство наших учреждений используют, как правило, городскую теле­фонную сеть и имеют свою внутреннюю АТС. Применение в таком случае электронной офисной АТС в значительной степе­ни повышает эффективность связи учреждения. В этом случае появляется целый ряд благоприятных возможностей связи, к ко­торым относятся следующие:

— многосторонняя конференц-связь;

— гибкое направление входящих вызовов на различные ап­параты;

— перенаправление вызова со своего аппарата на другой;

— поисковый вызов по всем аппаратам;

— выход на внешнюю линию и др. Имеются также системы абонентского уплотнения, примене­ние которых обеспечивает пропускную способность используемых телефонных линий. Такая система включает в свой со­став два полу комплекта — станционный, устанавливаемый по­близости от АТС, и абонентский, устанавливаемый у абонента

(рис. 53).

Рис. 53. Пример конфигурации системы уплотнения

Абонентский полукомплект объединяют от четырех до вось­ми телефонных каналов. Он соединяется одним каналом со стан­ционным полу комплектом. Причем разговор может вестись од­новременно по всем телефонам.

Станционный полукомплект соединяет все действующие ка­налы с АТС. Абонентские комплекты могут быть удалены от станционных на расстояние до 120 км, а телефоны от абонент­ских комплектов до 6 км.

Как видно из приведенных примеров, современные усовер­шенствования телефонной сети позволяют максимально обеспе­чить удобство ее использования и повысить пропускную способ­ность с минимальным увеличением дополнительного количества кабельных линий.

Однако, несмотря на высокую надежность телефонной сети и большие ее возможности, есть два обстоятельства, которые в некоторой степени ограничивают ее применение.

Первое — стоимость используемых кабелей не менее стоимо­сти используемого оборудования.

Второе — телефонная сеть в чистом виде не обладает мо­бильностью, т. е. абонент непосредственно привязан к рабочему месту с телефоном.

Кроме передачи голосового сообщения, телефонная связь ши­роко используется для передачи факсимильных сообщений и электронной почты.

Формирование и передача факсимильного сообщения.Факсимильная связь ведет свою родословную от фототелеграфа и рассчитана на передачу изображений, выполненных на стан­дартных листах бумаги.

Первая пригодная для практической передачи система такой связи была разработана немецким физиком Артуром Корном в 1902 г. Коммерческая эксплуатация этой системы началась через 5 лет.

Факсимиле (от латинского слова facsimile — "делай подоб­ное") означает точное воспроизведение факсированного плоского изображения на твердом носителе (чаще всего бумаге) фотоэлек­трическим способом. При передаче изображение рассматривает­ся как набор белых и черных точек.

У передающего телефакса лист бумаги маленькими шаж­ками протягивается мимо ряда светочувствительных элементов, расположенных поперек листа. На каждом шаге с них считыва­ется информация о яркости соответствующего участка листа, которая затем специальным образом кодируется и передается на другой телефакс.

Принимающий телефакс расшифровывает информацию и передает ее на встроенное печатающее устройство. В боль­шинстве телефаксов такое устройство — термопечатающее. Это означает, что в нем используется специальная бумага, темнею­щая при нагревании.

При получении информации о чередовании темных и светлых точек в просканированной полоске оригинала соответствующие сигналы подаются на полоску нагревательных элементов, нахо­дящихся в контакте с термобумагой. Элементы, соответствую­щие темным местам оригинала, нагреваются и вызывают потем­нение находящихся против них участков бумаги. После остыва­ния нагревательных элементов термобумага протягивается на один шаг, и затем формируется изображение следующей стро­ки. Такой цикл длится несколько миллисекунд, что обеспечивает высокую скорость печати.

Прежде чем начать передачу изображения вложенного в те­лефакс листа, передающий и принимающий телефаксы должны договориться о скорости и режиме передачи. Скорость переда­чи измеряется в битах в секунду и находится в пределах 2400-9600 бит/сек.

Чем лучше качество телефонной линии, тем выше может быть скорость передачи.

После того, как телефаксы вышли на связь для передачи и приема изображения, передающий телефакс посылает на линию на максимально возможной скорости (9600 бит/сек) специаль­ный сигнал. Принимающий телефакс, распознав этот сигнал, отправляет подтверждающее сообщение. Если из-за низкого ка­чества линии сигнал остается нераспознанным, то передающий телефакс не получит ответа и повторит посылку сигнала не­сколько раз. Если связь так и не будет установлена, он уменьшит скорость и снова несколько раз повторит передачу.

Такой цикл будет повторяться до тех пор, пока не будет до­стигнута самая низкая скорость передачи. Если даже на самой низкой скорости телефаксы не смогут "понять" друг друга, пе­редать факс будет нельзя.

Наиболее широко распространены и сравнительно недороги телефаксы с термопечатающим устройством, но они могут ис­пользовать только дорогую термобумагу. Поэтому ряд фирм вы­пускают телефаксы, которые используют обычную бумагу. Та­кие телефаксы заметно дороже, поскольку в них, как правило, используются более дорогие струйные или даже лазерные печа­тающие устройства. Однако, если сообщений на факс приходит много, экономия бумаги перекрывает разницу в цене аппарата.

В современных аппаратах имеются следующие режимы пе­редачи изображения:

Standard (обычный) Fine (качественный) Super fine (высококачественный) Halftone (полутоновой)

Они отличаются размерами шага, на который протягивается бумага. Полная строка состоит всегда из 1600 элементов, т. е. ширина элемента составляет 1/8 (одну восьмую) мм.

Полутоновой режим (Halftone) обеспечивает передачу оттен­ков серого цвета и полезен, если необходимо передать по теле­факсу рисунок в полутонах.

Время передачи обычного делового письма на формате А4 у большинства телефаксов составляет 10-15 сек. Однако, если из-за качества телефонных линий телефакс будет вести передачу на пониженной скорости 4800 бит/сек, время увеличится в два раза, а для скорости 2400 бит/сек — в четыре раза.

Передача в качественном режиме (Fine) удваивает время пе­редачи, в высококачественном (Super fine) примерно увеличива­ет в четыре раза, а передача документа в полутоновом (Halftone) режиме продолжается примерно в восемь раз дольше, чем в стан­дартном. В наихудшем случае (при скорости 2400 бит/сек и по­лутоновом режиме) на передачу одного листа формата А4 может потребоваться около восьми минут.

Электронная почта. В основе концепции электронной по­чты лежит стремление объединить положительные качества обычной почты и средств электрической связи. Передача сооб­щения выполняется следующим образом:

1. Сообщение на твердом носителе (бумаге) в конверте с адре­сом получателя отправитель опускает в ящик почтового отделе­ния (ПО). Это ПО для обработки таких сообщений должно иметь унифицированный терминал электросвязи, который обеспечива­ет передачу изображения или текста.

2. На ПО отправителя конверт вскрывается, информация с сообщения вводится в терминал, и по линиям телефонной связи передается копия сообщения в адрес терминала ПО обслужива­ющего получателя.

3. ПО получателя копию принятого сообщения запечатывает в конверт и доставляет непосредственно получателю.

Для пользователя формальное отличие при передаче таким способом информации заключается в том, что вместо оригина­ла сообщения посылается его копия. Такая пересылка сообще­ний не получила широкого распространения, потому, что, во-первых снизились цены на факсимильные аппараты, способные передавать аналогичную информацию без почтовых отделений, во-вторых, на рынках появились доступные по ценам персональ­ные компьютеры, пригодные для использования в качестве тер­миналов сетей электросвязи.

Радиосвязь

Одним из существенных недостатков телефонной и телеграф­ной связи является отсутствие мобильности, т. е. возможность ведения её только из определенных мест. Этот недостаток исключается при использовании современных средств радиосвязи, которые представляют собой:

— пейджинговую связь;

— индивидуальную радиосвязь;

— сотовую связь;

— спутниковую связь.

Каждый из этих видов связи имеет свои особенности.

8.5.1. Пейджинговая связь — система персонального оповещени.я

Пейджер — это торговое наименование устройства персо­нального радиовызова (от английского выражения "to page", буквально означающего — "вызывать, громко называя фами­лию").

Пейджер — это миниатюрный, постоянно включенный ра­диоприемник с автономным источником питания.

Первые подобные устройства были предназначены для де­журного персонала госпиталей. Маломощный центральный пе­редатчик госпиталя имел ограниченный радиус действия, обыч­но в пределах нескольких корпусов. У каждого врача был прием­ник. Когда он срочно требовался, с центрального передатчика посылали индивидуальный сигнал, на который пейджер отзы­вался сигнальным писком: врач спешил к ближайшему телефо­ну, звонил на пульт и узнавал, кому и зачем нужен.

Впервые пейджеры появились в Москве во время проведения Олимпиады-80 у руководства соревнований, судей, журналистов. Оборудование пейджинга и сами пейджеры (тональные) поста­вляла английская фирма Multi-Tone. По окончании олимпиады систему перестали использовать. Новейшая история пейджин­га в России началась осенью 1993 г. Летом 1994 г. появились русифицированные пейджеры.

На западе в крупных городах, промышленных и деловых цен­трах пейджерами пользуются около 10% населения. В Москве сейчас около 60 тыс. абонентов, что составляет ~0,5% населе­ния столицы.

Сначала пейджеры принимали только цифровые сигналы, с помощью которых можно было передавать несложные сообще­ния. Далее появились более дорогие текстовые пейджеры. Пере­даваемый текст может быть довольно большим, передают его бегущей строкой.

В большинстве развитых стран услугами пейджинговой свя­зи охвачена вся территория. Некоторые государства начинают объединять свои системы. Например, уже сейчас можно вызы­вать американских абонентов из Европы и наоборот.

На мировом рынке по производству пейджеров лидерство держат американская MOTOROLA, японская NEC, английская MULTI-TONE и немецкая компания PHILIPS.

Сообщение по пейджинговой связи проходит следующим образом: абонент, желающий отправить сообщение, звонит по телефону оператору, называет номер другого абонента и пере­дает сообщение. С компьютера оператора сообщение поступает на пейджинг-консоль, где оно кодируется и поступает на ба­зовый радиопередатчик, обслуживающий данную территорию (рис. 54).

Рис. 54. Схема передачи сообщения на пейджер

Временной диапазон, в течение которого сообщение попадает на пейджер, составляет 15 сек — 5 мин.

При получении сообщения пейджер запоминает его номер, текст, время и дату приема; подает световой, звуковой или ви­брационный сигнал. Полученное сообщение можно прочитать на экране. Если сообщение не прочитано, то пейджерраз в две ми­нуты будет сигнализировать об этом. Максимальный радиус зо­ны приема для общегородской сети — 50-100 км (для Москвы примерно 100 км).

Недостатки пейджинговой связи:

— односторонний характер связи;

— пейджер обеспечивает прием знаков и не способен прини­мать голосовые сообщения.

8.5.2. Индивидуальная радиосвязь

Радиосвязь позволяет обеспечить передачу информации тем абонентам, которые по роду своей деятельности оказываются от­резанными от систем телефонной связи.

Основной элемент индивидуальной радиосвязи — радиотеле­фон, способный как принимать информацию, так и передавать ее. Но без дополнительного оборудования радиотелефон может обеспечить связь на ограниченном расстоянии: в городе — до 3 км, за городом — до 8 км. Поэтому дальность радиосвязи, га­рантированная связь с нужным адресатом, скорость доступа к радиоканалу и количество обслуживаемых абонентов зависят от типа выбранного оборудования и от способа организации радио­связи, т. е. радиостанции.

Для организации радиосвязи в чистом виде возможно не­сколько вариантов.

Одночастотная радиосвязь, когда радиостанции работа­ют на одной частоте в симплексном режиме (попеременная рабо­та на прием и на передачу); имеют одинаковое право выхода в эфир; могут связываться между собой в произвольном порядке. При небольшом числе пользователей (три—пять человек), обыч­но составляющих одну группу, связь организуется следующим образом: один говорит, остальные слушают. При большом числе пользователей, особенно если они представляют разные группы, пользователи отвлекаются на "чужие" переговоры.

Одноканальная (двухчастотная) радиосвязь. Для уве­личения дальности связи применяется ретранслятор, который принимает сообщения на одной частоте, усиливает их и переда­ет на другой. Радиостанции также работают в режиме двухча­стотного комплекса.

Ретранслятор устанавливается на высокой точке, имеет большую мощность, оборудуется высокоэффективной антенной.

В целом такая радиосеть может состоять из нескольких ре­трансляторов, работающих на разных частотах, и покрывать значительные территории. Каждый абонент может иметь мест­ное закрепление или иметь возможность использовать любой ре­транслятор, выбирая вручную соответствующие сигналы. Схе­ма такой связи показана на примере, где количество обслужива­емых абонентов составляет до 50 человек, зона обслуживания — до 30 км (рис. 55).

Рис. 55. Схема построения режима двухчастотного комплекса

Многоканальная транкинговая радиосвязь. Транкинговая организация радиосвязи применяется при интенсивном ра­диообмене и при большом числе пользователей (до 2 тыс. або­нентов).Транкинг — это автоматическое предоставление по запросу на выход в эфир любого свободного канала, что значи­тельно повышает эффективность связи. При этом имеется два или более канала связи, т. е. два ретранслятора и две группы пользователей, каждая из которых привязана к своему ретранс­лятору. Но ретрансляторы выполнены так, что в случае входа в них сигнала радиотелефона в тот момент, когда ретранслятор занят, он может переадресовать сигнал на соседний ретрансля­тор. Если второй канал свободен, радиосвязь осуществится. При такой организации связи пропускная способность при двух ка­налах обеих групп пользователей увеличится примерно в 6-8 раз.

Примером такой системы связи может служить система LANCER, позволяющая осуществлять одностороннюю и двусто­роннюю связь емкостью до 2 тыс. абонентов, а также выход в городскую телефонную сеть. Зона обслуживания — до 100 км.

8.5.3. Сотовая связь

Впервые сотовая связь появилась в скандинавских странах, в частности, в Швеции. Сотовые системы были созданы для того, чтобы наиболее экономичным образом обеспечить связью боль­шие, но малонаселенные территории Северной Европы. Сейчас сотовые сети действуют на территории более 100 стран, а число зарегистрированных пользователей достигает 40 млн. чел.

Сотовая система представляет собой сеть относитель­но маломощных базовых (стационарных) радиостанций, осуще­ствляющих радиообмен с помощью мобильных радиотелефонов.

Как отмечалось выше, основная проблема при организации любой радиосвязи — ограниченное количество свободных ра­диочастот. Хорошее перекрытие большой зоны для радиосвязи возможно только при установке на максимально высоком месте приемной и передающей антенн центральной станции, напри­мер, на самом высоком в этой зоне здании или на вершине высо­кой горы. Но тут возникает проблема. Если имеющегося набора частот достаточно лишь, например, для 25 одновременных те­лефонных разговоров, а обеспечить нужно 100, вариант с одной высокой антенной не годится. Вместо этого, можно разделить обслуживаемую зону на четыре части, установив на централь­ной станции четыре антенны, каждая из которых имеет свое направление и обслуживает только свою ячейку. По этому же принципу строится работа сотовой системы.

Вся территория, где она действует, разбивается на равнове­ликие ячейки (в виде шестигранной соты — отсюда и название). В центре каждой соты размещается базовая станция с антенной. Группы базовых станций соединяются кабелем с центрами ком­мутации, которые кабелем соединены с АТС. В соседних ячейках сотовой связи используются разные частоты радиоволн (условно их обозначим — Hzl; Hz2; Hz3), на которых ведутся перегово­ры, а через одну ячейку эти частоты могут вновь повторяться. При таком построении возможно сколь угодно большую терри­торию объединить в сотовую сеть, используя всего три часто­ты. Максимальный размер соты обычно колеблется в пределах от 300-500 м до 10-15 км. Число каналов на одну соту в различ­ных стандартах сотовой связи может изменяться от 26 до 1 тыс. (рис. 56).

Рис. 56. Схема организации сотовой связи

Повторение и многократное использование одних и тех же частот — это главное отличие сотовой радио­связи от обычной. Современные мобильные сотовые радиоте­лефоны меняют свою рабочую частоту при перемещении из од­ной ячейки в другую. Когда уровень сигнала, поступающего на базовую станцию с радиотелефона, становится слишком низким для качественной связи, станции, обслуживающие прилегающие ячейки, получают команду искать в эфире сигнал этого радио­телефона. Если уровень принимаемого сигнала окажется выше, они берут обслуживание на себя, а радиотелефон получит ко­манду изменить рабочую частоту на частоту новой ячейки. Од­новременно на эту ячейку переключается и абонент, с которым связывается телефон.

Современная аппаратура сотовой связи позволяет пользо­ваться радиотелефоном в целом ряде стран Европы и включает в себя следующие составляющие:

1. Каждый радиотелефон содержит карту, идентифицирую­щую абонента и обеспечивающую зашифровку его переговоров.

2. Базовая станция состоит из приемопередатчика, осуще­ствляющего связь с радиотелефоном в ячейке сотовой связи, и контролера, управляющего работой базовой станции. Контролер обслуживает несколько базовых станций, обеспечивая передачу связи с телефоном из ячейки в ячейку и смену рабочих частот.

3. Коммутационный центр имеет несколько блоков. Комму­татор осуществляет все соединения в сети и выход на телефон­ную сеть. Защитная база содержит данные о секретных кодах каждого пользователя, на основании которых они допускаются в сеть.

Кроме обычных телефонных переговоров, система уже сейчас предлагает целый ряд услуг:

— передачу и прием коротких (до 160 знаков) индивидуаль­ных буквенно-цифровых сообщений;

— возможность обмена данными;

— передачу электронной почты, видеотекстов, телетекстов и телексов.

В мире разработана целая серия различных стандартов по регламентации различных направлений сотовой связи.

Развитие сотовой связи в России. Сегодня в России дей­ствуют три мировых стандарта:

1. Московская сотовая связь (MCC) (NMT 450 МГц) появи­лась в 1989 г. У компании самые дешевые телефонные труб­ки и невысокие тарифы. В телефонных аппаратах используется система идентификации — секретный код. Без него трубка в систему войти не может. В Москве прием работает достаточно устойчиво. Прием и связь ухудшаются, когда абонент находится под линиями электропередачи, а также троллейбусными и трам­вайными линиями. Действие линии, кроме Москвы, распростра­няется на Латвию, Литву и Санкт-Петербург.

2. Система БИ ЛАЙН (AMPS 800 МГц) — это на сегодняш­ний день наиболее стремительно развивающаяся сеть. В ближай­шее время под ее влиянием может оказаться не только Москва и область, но и вся страна. Сеть работает в Москве и в радиусе 50 км от кольцевой дороги. Недостаток системы, как считают эксперты, — в том, что она сделана по американскому стандар­ту и в будущем, возможно, наше сотрудничество с Европой по этой связи будет затруднено.

3. Мобильные телесистемы. Европейский стандарт GSM устойчиво действует в пределах Садового кольца, а также распространяется на Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Якутск и Ростов-на-Дону и т. д.

8.5.4. Спутниковая связь

Дальность действия радиосвязи непосредственно зависит от высоты антенны, передающей и принимающей радиосигнал: чем выше антенна, тем больше район действия связи. Поэтому для этой цели используют спутники. Сущность спутниковой связи заключается в следующем. На спутнике расположена антенна. На Земле имеются специальные станции. Сигнал от абонента А (рис. 57) поступает на станцию и передается на антенну спут­ника, а затем — наземной станции, которая обслуживает зону, где расположен абонент Б. Прямая передача связи между назем­ными станциями обоих абонентов в данном случае невозможна ввиду того, что земная поверхность за счет своей кривизны пре­пятствует прохождению радиосигнала. Такая организация связи позволяет расширить зону ее действия практически во все точки мира.

Спутниковая связь может выполняться в двух вариантах:

Первый вариант. Спутники располагаются на геостацио­нарной орбите и вращаются вокруг Земли со скоростью, равной скорости ее вращения, т. е. спутник практически висит над од­ной точкой Земли. Примером может служить спутниковая связь, созданная в конце 1997 г. ЗАО "Телепорт — ТП". Центральный узел станции расположен в Москве и состоит из международного и национального центров и наземной станции спутниковой связи. На наземной станции смонтированы три спутниковые антенны диаметром 18 м и одна — диаметром 13 м. Эта сеть спутниковой связи обслуживает 15 крупнейших регионов России и состоит из 28 наземных станций с антеннами диаметром 7 и 4,5 м (Санкт-Петербург, Воронеж, Казань, Пермь, Инта, Мирный, Якутск и ряд других городов). Кроме того, эта система обеспечивает связь с 37 странами мира.

Для построения своей сети компания "Телепорт — ТП" ис­пользует три спутника Intelsat и один спутник Eutelsat между­народной спутниковой системы связи.

Кроме того, в России имеется аналогичная спутниковая си­стема связи, которая создана НПО "Кросна". В качестве ор­битальной группировки в ней используются геостационарные спутники:

— российские "Горизонт" и "Экспресс";

— зарубежные "Intelsat".

В 1997 г. НПО "Кросна" сдана в эксплуатацию спутниковая система связи Северо-Восточного региона России. Кроме этого, пущена в эксплуатацию система спутниковой связи Чеченской республики, что было необходимо сделать из-за разрушения всей инфраструктуры связи республики в результате военных дей­ствий.

Рис. 57. Схема организации спутниковой связи

Такой вариант очень удобен и может обеспечить связь с лю­бой точкой земного шара, но он не дешев. Стоимость индивиду­ального аппарата примерно 20 тыс. долл. а минута разговора — 4,5-5,5 долл.

Второй вариант спутниковой связи — это системы, ко­торые используют низкоорбитальные спутники, вращающиеся вокруг Земли по круговой орбите. В качестве примера служит низкоорбитальная спутниковая система связи "Гонец", которая создана ОАО "Ижевский радиозавод". Эта система строится на базе использования группировки из 45 спутников на низких круговых орбитах. Спутники располагаются в пяти плоскостях относительно оси земной поверхности, в каждой из плоскостей по девять спутников. Принципиальное отличие этой системы от первой в том, что каждый спутник постоянно перемещается от­носительно наземных станций, работающих с ним и обслужива­емых им абонентов.

Передача информации в системе "Гонец" производится на основе двух принципов: внутрирегионального и межрегиональ­ного.

При расположении абонентов в одном регионе (в области диа­метром около 5 тыс. км) информация передается через спутник в масштабе времени, близком к реальному.

Если абоненты расположены в разных регионах (т. е. более чем 5 тыс. км друг от друга), информация, переданная отправи­телем, запоминается спутником и ретранслируется получателю при пролете в регионе его расположения. Сообщение может быть доставлено через несколько часов. При необходимости передачи срочного сообщения оно ретранслируется и передается в регио­нальный центр, а далее уже через другой спутник передается получателю.

Основным достоинством системы является то, что на назем­ных станциях не нужны громоздкие и тяжелые антенны, так как спутники пролетают на относительно небольшом удалении от поверхности земли.

Терминалы системы "Гонец" оснащаются малогабаритными ненаправленными антеннами, позволяющими устанавливать их на транспортных средствах и вести связь в движении.

Такая спутниковая система дешевле системы с геостационар­ными орбитами спутников, но главным ее недостатком является то, что не всегда возможна прямая передача сообщения между абонентами.

Заключение. По мере развития рыночной экономики роль систем связи становится все более значительной, растет спрос на современные телекоммуникационные сети. Для России раз­витие сектора телекоммуникаций и компьютерных технологий становится национальным приоритетом. Успешно развиваются совместные предприятия и деловые взаимоотношения с ведущи­ми мировыми компаниями телекоммуникационных и компьютер­ных услуг, а также производителями оборудования.

Российский рынок информационных технологий превраща­ется в один из наиболее перспективных.

Активно внедряются различные виды современной связи — цифровые-транкинговые, беспроводные, спутниковые и др. При­менение систем связи способствует развитию и совершенствова­нию экономических отношений.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Каким образом в локальных системах связи обеспечивается