Мобильные средства связи, Пейджер, Сотовый телефон – Изучение современных средств связи на уроках технологии

Беспроводные системы связи

Беспроводные системы связи осуществляются по радиоканалам. Первую такую беспроводную связь – радиотелеграф (тогда его называли “беспроволочный телеграф”) изобрел А.С. Попов и развил Г. Маркони. Главную роль в создании радиовещания (или звукового вещания) сыграли изобретения Ф.

Брауна, Ли де Фореста, А. Мейсснера, Э.Г. Армстронга. В 1913 году Э. Армстронг изобрел регенеративный радиоприемник (с обратной связью), а в 1918 году – супергетеродинный радиоприемник, схема которого используется и сегодня. Однако в них тогда применялась амплитудная модуляция, не позволявшая получить высокое качество звука радиоприемника из-за невозможности подавления помех в радиоэфире. Она обеспечивала верхнюю границу частотного диапазона не более 5000 Гц.

1934 году Э. Армстронг изобрел частотную модуляцию (ЧМ), позволившую избавиться от помех и обеспечивавшую высококачественное воспроизведение звука радиоприемника и передачу полного диапазона слышимости человеческого уха – звуков от барабана до флейты, в диапазоне от 50 Гц до 15 000 Гц.

В 1939 году Э. Армстронг построил первую радиостанцию, работающую в ЧМ диапазоне радиоволн. Сегодня в мире работают многие тысячи ЧМ-радиостанций, обеспечивающих высококачественное звучание. Применяется частотная модуляция и для передачи звука в телевидении.

С 1915 до 1950-х гг. аппаратура для радиосвязи развивалась на основе электронных ламп; затем были внедрены транзисторы и другие полупроводниковые приборы.

До 1920 года в радиосвязи применялись преимущественно волны длиной от сотен метров до десятков километров. В 1922 году радиолюбителями было открыто свойство коротких волн распространяться на любые расстояния благодаря преломлению в верхних слоях атмосферы и отражению от них. Вскоре короткие волны стали основным средством осуществления дальней радиосвязи.

В 1930-е гг. были освоены метровые, а в 40-е – дециметровые и сантиметровые волны, распространяющиеся прямолинейно, не огибая земной поверхности (т. е. в пределах прямой видимости), что ограничивает прямую связь на этих волнах расстоянием в 40-50 км в равнинной местности, а в горных районах – в несколько сотен километров.

Поскольку ширина диапазонов частот, соответствующих этим длинам волн, – от 30 Мгц до 30 Ггц – в 1000 раз превышает ширину всех диапазонов частот ниже 30 Мгц (волны длиннее 10 м), они могут передавать огромные потоки информации и осуществлять многоканальную связь.

В то же время ограниченная дальность распространения и возможность получения острой направленности с антенной несложной конструкции позволяют использовать одни и те же длины волн во множестве пунктов без взаимных помех. Передача на значительные расстояния достигается применением многократной ретрансляции в линиях радиорелейной связи или с помощью спутников связи, находящихся на большой высоте (около 40 тыс. км)

над Землей (см. “Космическая связь”). Позволяя вести на больших расстояниях одновременно десятки тысяч телефонных разговоров и передавать десятки телевизионных программ, радиорелейная и спутниковая связь по своим возможностям являются значительно более эффективными, чем обычная дальняя радиосвязь на метровых волнах.

Интернет-телефония

Одним из самых современных и экономичных видов связи стала Интернет-телефония. Днем ее рождения можно считать 15 февраля 1995 года, когда фирма VocalTec выпустила свой первый soft-phone – программу, служащую для обмена голосом по сети IP. Затем Microsoft выпустил в октябре 1996 года первую версию NetMeeting.

Почему обычная междугородная и международная телефонная связь так дорога? Объясняется это тем, что во время разговора вы занимаете целый канал связи, причем не только когда вы говорите или слушаете собеседника, но и когда вы молчите или отвлекаетесь от разговора. Так происходит при передаче голоса по телефону обычным аналоговым способом.

При цифровом же способе информацию можно передавать не непрерывно, а отдельными “пакетами”. Тогда по одному каналу связи можно посылать информацию одновременно от многих абонентов. Этот принцип пакетной передачи информации подобен перевозке множества писем с разными адресами в одном почтовом вагоне.

Ведь не “гоняют” же один почтовый вагон для перевозки каждого письма в отдельности! Такое временное “пакетное уплотнение” позволяет намного эффективнее использовать существующие каналы связи, “сжимать” их. На одном конце канала связи информация делится на пакеты, каждый из которых, подобно письму, снабжается своим индивидуальным адресом.

Через персональный компьютер можно по сети Internet посылать и получать письма, тексты, документы, рисунки, фотографии. Но точно так же работает и Интернет-телефония (IP-телефония) – телефонный разговор двух пользователей персональных компьютеров. Для этого оба пользователя должны иметь микрофоны, соединенные с компьютером, и наушники или звуковые колонки, а их компьютеры – звуковые карты (желательно для двухсторонней связи).

При этом компьютер преобразует аналоговый “голосовой” сигнал (электрический аналог звука) в цифровой (комбинации импульсов и пауз), который затем передается по сетям Интернета. На другом конце линии компьютер вашего собеседника производит обратное преобразование (цифровой сигнал в аналоговый), и голос воспроизводится как в обычном телефоне.

Имея персональный компьютер, звуковую карту, совместимые с ней микрофон и наушники (или звуковые колонки), Вы можете с помощью Интернет-телефонии позвонить любому абоненту, у которого обычный городской телефон. При этом разговоре Вы также будете платить только за пользование Интернетом.

Перед началом пользования Интернет-телефонией абоненту – владельцу персонального компьютера необходимо установить на него специальную программу.

Для пользования услугами Интернет-телефонии вообще не обязательно иметь персональный компьютер. Для этого достаточно иметь обычный телефон с тональным набором. В этом случае каждая набранная цифра уходит в линию не в виде разного количества электрических импульсов, как при вращении диска, а в виде переменных токов разной частоты. Такой тоновый режим есть в большинстве современных телефонных аппаратов.

Для пользования Интернет-телефонией с помощью телефонного аппарата нужно купить кредитную карточку, и позвонить на мощный центральный компьютер-сервер по указанному на карточке номеру. Затем автомат сервера голосом (по выбору на русском или английском языке) сообщает команды: набрать с помощью кнопок телефонного аппарата серийный номер и ключ карточки, набрать код страны и номер своего будущего собеседника.

Далее сервер превращает аналоговый сигнал в цифровой, отправляет его в другой город, страну или на другой континент в находящийся там сервер, который снова преобразует цифровой сигнал в аналоговый и отправляет его нужному абоненту. Собеседники разговаривают как по обычному телефону, правда, иногда чувствуется небольшая (на доли секунды) задержка ответа.

TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) – это основной интернет-протокол, или формат передачи данных в Интернете. При этом IР обеспечивает продвижение пакета по сети, а ТСР гарантирует надежность его доставки. Они обеспечивают разбивку передаваемых данных на пакеты, передачу каждого из них получателю по произвольному маршруту, а потом – сборку в правильном порядке и без потерь.

По каналу связи последовательно передаются не только ваши пакеты, но и пакеты нескольких других абонентов. На другом конце линии связи все ваши пакеты снова объединяются, и ваш собеседник слышит всю вашу речь. Для того чтобы не чувствовать задержки в разговоре, этот процесс не должен превышать 0,3 секунды.

Мобильная сотовая связь

Связь называют мобильной, если источник информации либо ее получатель (или оба) перемещаются в пространстве. Радиосвязь с момента возникновения была мобильной. Первые радиостанции предназначались для связи с подвижными объектами – кораблями. Ведь один из первых приборов радиосвязи А.С.

Долгие годы для осуществления индивидуальной радиосвязи между двумя абонентами требовался свой отдельный канал радиосвязи, работающий на одной частоте. Одновременную радиосвязь по многим каналам можно было бы обеспечить, выделив каждому каналу определенную полоску частот.

Но ведь частоты нужны и для радиовещания, телевидения, радиолокации, радионавигации, военных нужд. Поэтому и число каналов радиосвязи было весьма ограничено. Она использовалась для военных целей, правительственной связи. Так, в автомобилях, которыми пользовались члены политбюро ЦК КПСС, были установлены телефоны мобильной связи.

Устанавливалась они в полицейских машинах и радиотакси. Для того чтобы мобильная связь стала массовой, понадобилась новая идея ее организации. Эту идею в 1947 году высказал Д. Ринг, сотрудник американской компании Bell Laboratories.

Она заключалась в разделении пространства на небольшие участки – соты (или ячейки) радиусом 1-5 километров и в отделении радиосвязи в пределах одной ячейки от связи между ячейками. Это позволяло использовать в разных сотах одни и те же частоты. В центре каждой ячейки предлагалось расположить базовую – приемно-передающую – радиостанцию для обеспечения радиосвязи в пределах ячейки со всеми абонентами.

Читайте про операторов:  951. 7 951. 8 951. 7951. 8951. какой оператор с кодом 951. 951 какой оператор

Каждая сота должна обслуживаться базовым радиопередатчиком с ограниченным радиусом действия и фиксированной частотой. Это дает возможность повторно использовать ту же частоту в других сотах. Во время разговора сотовый радиотелефон соединен с базовой станцией радиоканалом, по которому передается телефонный разговор.

Идея мобильной сотовой связи состоит в том, что, еще не выйдя из зоны действия одной базовой станции, мобильный телефон попадает в зону действия любой соседней вплоть до наружной границы всей зоны сети.

Для этого созданы системы антенн-ретрансляторов, перекрывающих свою “соту” – область поверхности Земли. Чтобы связь была надежной, расстояние между двумя соседними антеннами должно быть меньше радиуса их действия. В городах оно составляет около 500 метров, а в сельской местности – 2-3 км.

Идея мобильной сотовой связи заключалась еще и в применении компьютерного контроля за телефонным сигналом от абонента, когда он переходит от одной сотовой ячейки к другой. Именно компьютерный контроль позволил в течение всего лишь тысячной доли секунды переключать мобильный телефон с одного промежуточного передатчика на другой. Все происходит так быстро, что абонент просто этого не замечает.

Центральной частью системы мобильной связи являются компьютеры. Они отыскивают абонента, находящегося в любой из сот, и подключают его к телефонной сети. Когда абонент перемещается из одной ячейки в другую, они передают абонента с одной базовой станции на другую, а также подключают абонента из “чужой” сотовой сети к “своей”, когда он оказывается в зоне ее действия, – осуществляют роуминг (что по-английски означает “странствие” или “бродяжничество”).

Принципы современной мобильной связи были достижением уже конца 40-х годов. Однако в те времена компьютерная техника была еще на таком уровне, что ее коммерческое применение в системах телефонной связи было затруднено. Поэтому практическое применение сотовой связи стало возможным только после изобретения микропроцессоров и интегральных полупроводниковых микросхем.

Первые сотовые телефоны весили больше килограмма. Сконструировал первый сотовый телефонный аппарат Мартин Купер (фирма Motorola, США). Весил это аппарат 1,15 кг и имел габариты 22,5х12,5х3,75 см (рис. 4.2). На передней панели было расположено 12 клавиш, из них 10 цифровых и две для отправки вызова и прекращения разговора.

Дисплея и дополнительных функций у него не было, т.к. они увеличивают вес аппарата. Аккумулятор позволял общаться 35 минут, но заряжать его приходилось более 10 часов. На крыше 50-этажного здания в Нью-Йорке была смонтирована базовая станция, способная обслуживать не более 30 абонентов и соединять их с наземными линиями связи.

Первым этот телефон взял в руки Мартин Купер весенним утром 3 апреля 1973 года. Он набрал номер Джоэла Энгела, начальника исследовательского отдела Bell Laboratories, и произнес следующие слова: “Представь себе, Джоэл, что я звоню тебе с первого в мире сотового телефона. Он у меня в руках, а я иду по нью-йоркской улице”.

Вес современных сотовых телефонов через 33 года, в 2006 году, составляет всего 70-100 г (рис. 4.3).

В июле 1978 года начала работу Advanced Mobile Phone Service (Усовершенствованная Служба Мобильных Телефонов) или AMPS.

В декабре 1979 года в Токио начала работу первая сотовая сеть связи из 88 базовых станций. В 1984 г. сеть была расширена до масштабов всей Японии.

Эксплуатация первой в Европе системы сотовой связи стандарта NMT-450 (Nordic Mobile Telephone), предназначенной для работы в диапазоне 450 МГц, началась в 1981 году в Швеции, Исландии, Дании, Норвегии, Финляндии и Саудовской Аравии.

Затем началась эксплуатация систем связи того же типа в странах Европы и Юго-Восточной Азии. В 1985 году на базе этого стандарта был разработан стандарт NMT-900 диапазона 900 МГц, позволивший увеличить абонентскую емкость системы связи. Подобные стандарты были введены в США, Франции и Великобритании.

Однако все эти стандарты являются аналоговыми и относятся к первому поколению систем сотовой связи. В них используется аналоговый способ передачи информации с помощью частотной (ЧМ) или фазовой (ФМ) модуляции – как в обычных радиостанциях. Этот способ имеет ряд существенных недостатков, главными из которых являются возможность прослушивания разговоров другими абонентами и невозможность борьбы с замиранием сигналов при передвижении абонента и под влиянием ландшафта и зданий. Перегруженность частотных диапазонов вызывала помехи при разговорах.

Поэтому к концу 1980-х годов началось создание второго поколения систем сотовой связи, основанных на базе цифровых методов обработки сигналов. В 1990 году был разработан стандарт GSM-900 для диапазона 900 МГц, который расшифровывается как Global System for Mobile Communications.

В России аналоговые системы сотовой связи на основе стандарта NMT-450 появились с опозданием на 10 лет, но зато цифровые системы на основе стандарта GSM – с опозданием только на 3 года. Стандарты NMT и GSM утверждены в нашей стране в качестве федеральных.

В Москве активнее всего развиваются сотовые сети на основе цифрового стандарта GSM, а в регионах – аналоговые сети. Системы стандарта GSM в России наиболее активно продвигают на рынке три оператора – МТС, “Билайн” и “МегаФон”. Сегодня на основе этого стандарта работают уже более 70% всех сотовых телефонов в мире.

России пошло на пользу опоздание с внедрением сотовой связи. У нас был сразу принят цифровой стандарт GSM. Многие современные сотовые телефоны оснащены возможностью высокоскоростного доступа в Интернет по стандарту GPRS (General Packet Radio Service).

Дмитрий Борисович Зимин (год.рожд. 1933,) — основатель и Почетный Президент компании “Вымпел-Коммуникации” (торговая марка — “Билайн”), основатель Фонда некоммерческих программ “Династия”.

Начав в старших классах средней школы заниматься радиотехникой, вместе с учителем физики С. М. Алексеевым написал книгу “Школьная УКВ-радиостанция”, которая позже была опубликована.

В 1950 году Д. Б. Зимин закончил радиотехнический факультет Московского авиационного института в 1957 году. По окончании поступил на должность инженера в проблемную лабораторию при кафедре профессора М. С. Неймана.

В 1962 году Зимин был приглашен на работу в Радиотехнический институт Академии наук СССР, возглавляемый академиком А. Л. Минцем.

Более 35 лет Д. Б. Зимин занимал руководящие посты в Радиотехническом институте (позднее РТИ имени А. Л. Минца). Он работал начальником лаборатории, затем 14 лет был начальником научного отдела, а позже — директором Центра по разработке радиотехнического оборудования.

В 1963 году Зимин защитил кандидатскую диссертацию, а в 1964 году – докторскую диссертацию.

После резкого сокращения оборонных заказов в начале 1990-х годов Д. Б. Зимин принял активное участие в реализации идей конверсии с целью создания рабочих мест для высококвалифицированных специалистов военно-промышленного комплекса. Как заместителю главного конструктора ему была поручена работа по развертыванию в институте конверсионной тематики.

6 марта 1991 года было зарегистрировано малое предприятие КБ “Импульс”, организованное Д. Б. Зиминым в рамках конверсионной программы. Первой его разработкой стала система спутникового телевидения. Следующим проектом была система кабельного телевидения — АС-600. Она также была запущена в серию и уже принесла небольшой доход.

В 1991 году внимание Д. Б. Зимина привлекла новая задача — создание подвижной сухопутной связи общего назначения (официальное наименование сотовой телефонной связи в тот период). Проектную разработку системы сотовой связи он начал в 1991 году с организации группы технических экспертов внутри Радиотехнического института. На начальном этапе партнером Д. Б. Зимина была американская фирма “Plexis”.

Для производства и эксплуатации оборудования сотовой связи общего назначения по инициативе Д. Б. Зимина в 1992 году было создано акционерное общество “Вымпел-Коммуникации” (АО “ВымпелКом”), где Зимин стал Президентом и Генеральным директором. Была запущена в действие и заработала пилотная станция мобильной связи стандарта AMPS, покрывавшая Садовое кольцо и имевшая начальную емкость около 200 абонентов.

Под руководством Д. Б. Зимина ОАО “ВымпелКом” внесло большой вклад в развитие сотовой связи в России, организовав работы, приведшие к принятию в России стандартов мобильной связи AMPS/D-AMPS и GSM-1800 и выходу услуг сотовой связи на рынок массового потребителя.

В мае 2001 года, когда абонентская база “ВымпелКома” превысила миллион абонентов, компания вышла на прибыльность и в состав акционеров вошла группа “Альфа”, Д. Б. Зимин добровольно оставил пост Генерального директора и стал Почетным Президентом ОАО “ВымпелКом”.

В настоящее время Д. Б. Зимин занимается общественной работой и благотворительностью. Он принимает участие в работе ряда университетов и общественных организаций.

Читайте про операторов:  Мобильная связь МТС, Псков

С 2002 года Д. Б. Зимин — основатель и президент благотворительного фонда “Династия”, а с 2006 г. – член наблюдательного совета “Династии”, основными задачами которого являются поддержка и популяризация российской фундаментальной науки.

Доли сотовых операторов в общероссийской абонентской базе в 2009 году: лидирует по этому показателю “МТС” (33%), за ней следует компания “ВымпелКом” (25%), на третьем месте “МегаФон” (24%), четвертую позицию занимает TELE2 (7%). Остальные операторы делят между собой 11% абонентской базы.

В США услугами сотовой телефонной связи пользуются примерно 81 миллион человек, что составляет более 31 процента от общей численности населения страны в 260 миллионов.

В странах Европы, включая Россию, этот показатель выше – примерно 33,8% всего населения. Максимальный в мире показатель – в Финляндии: 63,5% населения страны владеют сотовыми телефонами.

Число пользователей сотовой связи в России в 2000 г. составляло 3,3 млн человек, в 2001 г. – 7,8 млн, в 2002 г. – 17,7 млн, в 2003 г. – 32 млн. При этом уровень проникновения сотовой связи на конец октября 2003 г. в Москве и Московской области составляет 63%, в Петербурге и Ленинградской области – 51%, а в других регионах России – 22%.

Персональная сотовая мобильная связь пользуется все большей популярностью, особенно у молодежи. Общее число ее пользователей в мире превышает 600 миллионов абонентов.

Важным преимуществом мобильной сотовой связи является возможность пользоваться ею вне общей зоны своего оператора – роуминг. Для этого различные операторы договариваются между собой о взаимной возможности пользования своим зонами для пользователей. Абонент, покидая общую зону своего оператора, автоматически переключается на зоны других операторов даже при перемещении из одной страны в другую, например, из России в Германию или во Францию.

Ведущие компании-производители сотовых телефонов ориентируются на единый европейский стандарт – GSM. Именно поэтому их аппаратура технически совершенна, но относительно недорога. Ведь они могут позволить себе выпускать огромные партии телефонов, находящих сбыт.

Удобным дополнением к сотовому телефону стала система коротких сообщений SMS (Short Message Service). Она используется для передачи коротких сообщений прямо на телефон современной цифровой системы GSM без применения дополнительного оборудования, только с помощью цифровой клавиатуры и экранчика-дисплея сотового телефона.

Прием SMS-сообщений производится также на цифровой дисплей, которым оснащен любой сотовый телефон. SMS можно использовать в тех случаях, когда обычный телефонный разговор не является самым удобным видом связи (например, в шумном переполненном поезде).

Можно послать знакомому по SMS свой номер телефона. Из-за низкой стоимости SMS является альтернативой телефонному разговору. Максимальная величина SMS-сообщения составляет 160 символов. Посылать его можно несколькими способами: звонком в специальную службу, а также с помощью своего телефона GSM с функцией отправки, с помощью Интернета.

Но и система SMS – не последнее слово в сотовой связи. В наиболее современных сотовых телефонах (например, фирмы Nokia) появилась функция Chat (в русской версии – “диалог”). С ее помощью можно общаться в режиме реального времени с другими владельцами сотовых телефонов, как это делается в Интернете.

По существу, это новый вид обмена посланиями SMS. Для этого вы составляете послание своему собеседнику и отправляете его. Текст вашего послания появляется на дисплеях обоих сотовых телефонов – вашего и вашего собеседника. Потом он вам отвечает и на дисплеях высвечивается его послание.

Появились и сотовые телефоны с поддержкой высокоскоростного доступа в Интернет через GPRS (General Packet Radio Service) – стандарт пакетной передачи данных по радиоканалам, при котором телефону не нужно “дозваниваться”: аппарат постоянно поддерживает соединение, отправляет и принимает пакеты данных. Выпускаются и сотовые телефонные аппараты со встроенной цифровой фотокамерой.

По данным исследовательской компании Informa Telecoms & Media (ITM)
число пользователей мобильной связи в мире в 2007 году составляет 3,3 млрд. человек.

Наконец, самые сложные и дорогие аппараты – это смартфоны и коммуникаторы, сочетающие возможности сотового телефона и карманного компьютера.

Мобильные средства связи. классификация видов мобильной связи. сотовые системы мобильной связи. pmr (транкинговая система)

МОБИЛЬНЫЕ
СРЕДСТВА СВЯЗИ

Литература:

  1. Громаков Ю. А. «Стандарты и системы
    подвижной связи» Москва. Изд. Эко-трэндз 2000
    г.
  2. под ред. Ипатова В. П. «Системы мобильной
    связи» Москва. Изд. Горячая линия – телеком 2000
    г.
  3. Бабков В. Ю., Вознюк М. А., Михайлов П. А.
    «Сети мобильной связи: частотно-территориальное планирование» Москва.
    Горячая линия – телеком 2005 г.
  4. Соловьёв А. А. «Пейджинговая связь» Москва.
    Изд. Эко-трэндз 2000 г.
  5. Соколов А. В., Андрианов В. И. «Альтернатива
    сотовой связи: транкинговые системы» СПБ. БХВ-Питербург 2002
    г.
  6. Галкин В. А. «Цифровая мобильная радиосвязь»
    Москва. Изд. Горячая линия – телеком 2007
    г.
  7. Величко В. В. «Передача данных в сетях
    мобильной связи третьего поколения» Москва. Радио и связь 2005
    г.

Классификация видов мобильной связи.

4 класса:

1. Ведомственная или частная профессиональная
система мобильной связи PMR (Private Mobile Radio)

2. Сотовые системы мобильной связи

3. Спутниковые системы

4. Системы персонального радиовызова (СПРВ)

1.PMR (транкинговая система) обеспечивает связью
абонентов государственных организаций (01, 02, 03), такси

Основное требование
– минимальное гарантированное время доступа к сети (<1с)

Особенности:
абоненты делятся на группы; существуют приоритеты между группами и внтри групп;
нужен администратор сети, управляющий группами, присваивающий приоритеты;
абонент с более высоким приоритетом прерывает связь абонента с более низким
приоритетом; безопасность (с точки зрения защиты информации).

В этих системах
используется три канала управления:

Выделенный канал
управления
. Создаётся один или несколько частотных а
сегодня ещё и временных каналов по которым радиостанция абонента поддерживает
связь с базовой станцией (БС); во время звонка система автоматически находит
свободный разговорный канал и переключает абонента на него; после завершения
разговора разговорный канал освобождается и радиостанция переключается обратно
на канал управления.

Применяется в
больших транкинговых системах (большое количество абонентов, не территория)

Достоинство –
минимальное время доступа к сети

Недостаток – часть
спектра постоянно занято под управляющие каналы

Сканирующий
канал управления
. Поиск свободного разговорного канала
выполняется не БС, а радиостанцией.

Применяются при
небольшом количестве абонентов

Достоинство – все
каналы могут быть свободны

Недостаток –
максимальное время доступа к сети

Совмещённый
канал управления
. Часть спектра разговорного канала
используется под управляющий.

0 – 300Гц – канал
управления

300 – 3400 Гц –
разговорный канал

3400 – 4000 Гц –
защитный интервал

Недостаток –
сложность настройки, так как фильтры каналов аналоговые, а их параметры не
долговечны.

Транкинговая
система в целом стоит меньше системы GSM, а транкинговый
телефон – дороже сотового.

Стандарт, принятый
в России – MPT 1327 (англ.) – аналоговая система с очень
маленькой полосой канала (25 кГц).

Отношение
сигнал/помеха в аналоговых системахМобильные средства связи, Пейджер, Сотовый телефон - Изучение современных средств связи на уроках технологии

Также известны:

TETRA (цифровая) –
дополнительная услуга – передача данных

APCO25 (цифровая
американская)

2. Сотовые
системы мобильной связи.
(наиболее распространена)

Отличие от
транкинговых систем: большее количество абонентов (ёмкость сети), больший
спектр услуг, большая скорость передачи данных, частотный канал намного шире (1
– 40 МГц).

Существуют
телефоны, переключающиеся между сотовыми и спутниковыми системами.

Мощность
передатчика сотового телефона меньше транкингового (из-за большего количества
БС).

Стандарты: GSM
(2G), UMTS (3G).

Подробнее о GSM в следующих лекциях. J

3. Спутниковые
системы.
Преобладают низко орбитальные и
среднеорбитальные системы.

Низкоорбитальные
системы
– до 1500
км.

Достоинства:
меньшая мощность передатчика спутника и телефона; меньшая задержка (лаг);
используется ненаправленная антенна.

Недостатки:
относительно небольшое время контакта спутника (около 1 мин), что уменьшает
качество соединения (может потеряться соединение) и уменьшается пропускная
способность канала.

Среднеорбитальные
системы
– от 1500
км до 10000 км; сказываются лаги (слышимые задержки).

Примеры спутниковых
систем:

ORBCOMM (США,
Канада, Малайзия) – высота спутника 825
км, 36 спутников в системе; мощность передатчика спутника 160 Вт;
ориентирована на аварийный поиск и спасательные работы.

Дополнительная
услуга – передача цифровой информации со скоростью 2400/4800 бит/с.

Одна из дешёвых
спутниковых систем.

Стоимость телефона (терминала)
– $100; минута разговора – $(3 – 4); 100байт – $(0,25 – 1)

INMARSAT-P (Великобритания, США, Бразилия, Япония, Россия) 10 спутников на
круговых орбитах на высоте 10354 км; средняя продолжительность связи с одним
спутником– 50 мин; мощность передатчика спутника 6,3 кВт.

Читайте про операторов:  Тариф Бизнес Выгодно: от 90₽/мес. | базовая стоимость 900₽/мес. - Газпромбанк Мобайл

Стоимость телефона
(терминала) – $1000; разговора – $2 стоимость наземной телефонии/Интернета

GLOBALSTAR (США)
высота спутников 1400 км; 48-52 спутника; в зоне обслуживания спутников полоса
Земли между 720 СШ и 720 ЮШ; кроме телефона доступны
факс, передача данных (9600 бит/с)

Стоимость телефона
(терминала) – $(800 – 1000); минута разговора – $(0,5 – 2).

Телефоны
двухрежимные (GSM и спутник) с GSM-модемом;
спутниковый модем использует кодовое разделение сигналов.

IRRIDIUM (Motorola, США) высота спутника 780 км; плановое количество 66 спутников;
мощность передатчика спутника 1,2 кВт; каждый спутник способен обслужить 3840
абонентов; межспутниковый обмен данными со скоростью 12,5 Мбит/с; возможность
передачи цифровых данных, факса, пейджинговых сообщений со скоростью 2400
бит/с.

Предполагалось
обслуживать до 650 тыс. телефонных абонентов и до 350 тыс. пейджинговых
абонентов.

Стоимость телефона
(терминала) – $3000; минута разговора – $3

TELEDESIC (Microsoft, США) Планировалась. Высота спутников 740
км; количество спутников 840; на спутнике – направленная антенна, которая по
мере перемещения спутника должна «следить» за фиксированной Земной ячейкой; планировалось
обслуживать небольшое количество высокоскоростных сетевых элементов со
скоростью от 155 Мбит/с до 1,2 Гбит/с; межспутниковая связь – на скорости
155Мбит/с; скорость передачи данных к терминалу до 28 Мбит/с; канал
спутник-терминал – ассиметричный (скорости «вверх» и «вниз» не равны).

Стоимость телефона
(терминала) – $1000.

В России:

IRRIDIUM (уже не
используется)

GLOBALSTAR

ICO (51 компания)

INMARSAT ICO (государственный
представитель – Морсвязьспутник) аналогичен INMARSAT-P

4. Системы
персонального радиовызова (СПРВ) (пейджинг).

Односторонняя связь (к абоненту).

Достоинства: низкая
стоимость и потребляемая мощность.

Система и стандарт
в России – POCSAG предусматривает три скорости пейджинга:

512 бит/с

1200 бит/с

2400 бит/с

Также разработаны
двухсторонние системы связи.

Пейджинговая связь

Пейджинговая связь – это радиотелефонная связь, пересылка по телефону продиктованных абонентом-отправителем сообщений и прием их по радиоканалу абонентом-получателем с помощью пейджера – радиоприемника с жидкокристаллическим дисплеем, на котором высвечиваются принятые буквенно-цифровые тексты.

История пейджинга как средства персонального радиовызова началась с середины 1950-х годов в Англии. Первое такое устройство было разработано в 1956 году. Количество абонентов могло быть не более 57. Когда абонент получал тоновый сигнал, он должен был поднести устройство к уху и в речевой форме прослушать сообщение, которое передавал диспетчер.

Пользователями первой сети в Англии стали врачи. Сети, существовавшие в то время, носили местный характер и служили нуждам конкретных служб. Самыми крупными из них были службы аэропортов. Некоторые подобные сети существуют и сегодня. Широкое распространение пейджинга началось в конце 1970-х годов в США.

С тех пор системы пейджинга получили достаточно широкое распространение в городах Европы и США. В это же время пейджинг пришел в Россию.

Первые пейджеры были простыми приемниками частотно-модулированного сигнала. Они содержали несколько настроенных контуров, отслеживающих характерную последовательность низкочастотных сигналов (тонов). При получении этих тонов устройство подавало звуковые сигналы. Поэтому такие пейджеры называют тональными.

Переход к цифровым системам был неизбежен. Тональное кодирование не подходило для передачи буквенно-цифровых сообщений.

К концу 2000 года число владельцев пейджеров в европейских странах превысило 20 миллионов.

История пейджинга в России (тогда еще СССР) началась в конце 1960-х годов. Системы персонального радиовызова широко использовались отдельными государственными структурами. В 1980 году во время московской Олимпиады также широко использовался пейджинг.

В 1990-х годах пейджинг начал бурно развиваться, но только до тех пор, пока не появились сотовые телефоны – средство двухсторонней связи. Правда, был разработан твейджер – пейджер с возможностью отправления сообщений, более дешевый, чем сотовый телефон. Но он не смог конкурировать с сотовым телефоном, обеспечивающим двухстороннюю голосовую связь.

Поэтому с момента начала развития сотовой связи развитие пейджинга остановилось. В столичных и в большинстве крупных городов пейджинговые компании закрылись, уступив место операторам сотовой связи. Число пользователей сотовой связи исчисляется многими миллионами.

Радиорелейные линии связи

Радиорелейная связь первоначально применялась для организации многоканальных линий телефонной связи, в которых сообщения передавались с помощью аналогового электрического сигнала. Первая такая линия протяженностью 200 км с 5 телефонными каналами появилась в США в 1935 году. Она соединяла Нью-Йорк и Филадельфию.

В 50-х годах были созданы многоканальные радиорелейные станции (РРС), использующие диапазон сверхвысоких частот и методы частотного и/или временного разделения каналов. К началу 1970-х годов во всех развитых странах была создана густая сеть многоканальных линий радиорелейной связи с несколькими тысячами каналов в каждой линии.

В России первая магистральная радиорелейная система была создана в 1958 году. В 1970 году появился комплекс унифицированных радиорелейных систем “КУРС”. Все это позволило в 1960-1970-е годы развить сеть связи страны, обеспечить качественную телефонию и наладить передачу программ центрального телевидения.

К середине 1970-х годов в стране была построена радиорелейная линия с огромной емкостью каналов связи, протяженность которой составляет около 10 тыс. км. Суммарная протяженность радиорелейных линий в СССР превысила к середине 1970-х годов 100 тыс. км.

За последние десятилетия необходимость передавать данные – информацию, представленную в цифровом виде, – привела к созданию цифровых систем передачи. Появились цифровые радиорелейные системы передачи данных, способные обмениваться цифровой информацией.

Сотовый телефон

Основное отличие сотового телефона от обычного в том, что территория, обслуживаемая сотовой радиосвязью, разбивается на много небольших зон, расположенных на незначительном расстоянии друг от друга. каждая зона обслуживается своей базовой радиостанцией, а зоны на карте напоминают рисунок пчелиных сот, от чего и произошло название этого вида связи.

При разговоре сотовый радиотелефон связывается с тем передатчиком, в зоне обслуживания которого он находится. Если во время разговора абонент пересчёт границу между зонами, соединение автоматически переключается на передатчик, ставший ближайшим.

Вследствие небольшой мощности передатчиков, сотовые радиотелефоны, работающие на одной частоте, но в разных (несмежных) зонах, не создают взаимных помех. Это позволяет при одном и том же числе каналов существенно увеличить число одновременно ведущихся разговоров и количество абонентов.

Они могут выбрать тот или иной стандарт сотовой связи. Существует несколько таких стандартов. Наиболее распространёнными из них являются стандарты GSM-900, “Би-Лайн”, “Московская сотовая связь”, а также региональные стандарты, введённые в отдельных областях страны.

В оплату сотовой связи входит абонентская плата в месяц и (или) плата за минуту разговора. Тарифы оплаты для разных стандартов могут быть различными в зависимости от объёма предлагаемых услуг и времени суток, в которое осуществляется телефонный разговор. Так же, как и для пейджинговой связи, сотовая телефонная связь может осуществляться в других городах с помощью роуминга.

Спутниковое цифровое телевидение

Благодаря развитию космонавтики и цифровых технологий в последние годы возникло спутниковое цифровое телевидение. Главным его отличием является возможность прямого приема со спутника на индивидуальную домашнюю антенну, обеспечивающая свободу выбора большого числа телевизионных каналов и программ – на все вкусы.

Цифровое телевидение представляет собой современную замену традиционному аналоговому телевидению. Оно дает возможность передавать и принимать большое число телевизионных программ с идеальным “цифровым” качеством. Поясним, что означает это “цифровое” качество.

В аналоговом телевидении качество телевизионных программ зависит от уровня принимаемого сигнала и соотношения сигнал/шум, то есть оно в значительной степени зависит от помех. В цифровом телевидении качество телевизионных программ неизменное и всегда высокое.

Для этого только нужно, чтобы принимаемый сигнал превышал некоторый пороговый уровень. Как только этот порог перейден, то телевизионные передачи принимаются с постоянным качеством, не зависящим от помех, а зависящим лишь от качества передаваемого видеоматериала и скорости передаваемого цифрового потока.

Он может передаваться с помощью спутниковых, кабельных и наземных эфирных каналов связи. Наибольшее распространение в настоящее время получило спутниковое цифровое телевидение, а в России оно является единственной возможностью приема цифрового телевидения.

За 4 года существования оно сумело в значительной степени вытеснить аналоговое телевидение. Сегодня доля цифровых телевизионных программ – около 90% от общего числа спутниковых телевизионных каналов. Это объясняется не только высоким качеством цифрового телевидения, но и его низкой стоимостью: вместо одного аналогового телеканала в каждой частоте можно разместить 4-8 цифровых каналов. Сегодня для жителей Европы доступно более 2000 телевизионных и радиоканалов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *