Применение современных телекоммуникационных решений при организации связи в мобильных узлах – тема научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям читайте бесплатно текст научно-исследовательской работы в электронной библиотеке КиберЛенинка

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике электросвязи и может использоваться для обеспечения связи в условиях отсутствия телекоммуникационной инфраструктуры и чрезвычайных ситуаций и обеспечения сопряжения с действующими системами связи различных министерств и ведомств.

В настоящее время на существующих сетях подвижной спутниковой связи и сетях сотовой связи используются различные абонентские стационарные и возимые или носимые станции, с помощью которых абоненты могут вести между собой обмен информацией раздельно в каждой из сетей связи.

Для выхода абонентов одной сети в другую сеть потребуются дополнительные устройства или связь между ними может быть обеспечена только через специальные центры коммутации. Это приводит к значительному увеличению времени на установление соединения и к невозможности обеспечения связи между абонентами различных сетей из-за использования в них разнотипных оконечных средств с различными алгоритмами работы.

Вместе с тем, все чаще различным службам министерств и ведомств приходится выполнять свои задачи и взаимодействовать между собой при выполнении различных мероприятий, например при устранении последствий чрезвычайных ситуаций, по сопровождению перевозимых наземными транспортными средствами грузов и получении информации об их местоположении.

Известно, что персональная радиосвязь на базе сотовых наземных сетей является одним из наиболее быстро развивающихся направлений связи. Применение радиосвязи на абонентском участке позволяет иметь доступ к каналу связи при перемещении в пространстве. При этом сохраняется возможность соединения с перемещающимся абонентом по его неизменному номеру.

Однако следует учитывать, что в районах с низкой плотностью населения, в том числе в России, использование наземных сотовых радиосистем связи вне крупных городов будет крайне малоэффективно экономически. Поэтому предлагается применять для этой цели совмещенные сети связи, построенные на базе средств спутниковой связи и сотовых радиосистем.

Это обосновано тем, что станции персональной спутниковой связи обладают рядом преимуществ по сравнению с другими системами подвижной связи. Например, если пользователь находится за пределами зоны обслуживания местных сотовых систем, спутниковая связь играет ключевую роль, поскольку она не имеет ограничений по привязке к конкретной местности земли. Во многих регионах мира спрос на услуги подвижной связи может быть удовлетворен только с помощью спутниковых систем.

Известные абонентские стационарные и носимые станции подвижной связи содержат антенные системы, приемопередатчики в составе приемников, передатчиков, блоков модуляторов-демодуляторов и оконечное оборудование для образования каналов и ведения по ним дуплексной телефонной связи, передачи данных и различных сообщений [1, 2].

Указанные станции подвижной связи предназначены для обеспечения передачи различных сообщений и ведения связи только раздельно в сетях связи, создаваемых определенными средствами и комплексами связи, в том числе средствами спутниковой связи, средствами подвижной радиосвязи или станциями радиорелейной связи.

Из известных наземных станций спутниковой связи наиболее близкой по технической сущности является абонентская станция подвижной спутниковой связи, описанная в [3].

Эта станция содержит антенную систему, устройство разделения приема и передачи (дуплексер), приемопередатчик в составе малошумящего усилителя, преобразователя частоты приема, демодулятора, мультиплексора, модулятора, преобразователь частоты передачи, усилителя мощности, блока управления и системы наведения [3].

Известная станция обеспечивает двухстороннюю телефонную связь и обмен данными с прямыми абонентами аналогичных станций и других наземных станций в сетях спутниковой связи.

Основной недостаток известной абонентской станции спутниковой связи заключается в том, что она обеспечивает работу только в сетях спутниковой связи и с ее помощью невозможно обеспечить выход в сеть подвижной радиосвязи для организации связи между абонентами различных сетей.

Задачей изобретения является создание мобильного узла подвижной связи многофункционального назначения, обеспечивающего возможность работы абонентских станций в различных сетях связи, организации сопряжения между телефонной сетью общего пользования и наземными станциями подвижной связи с передачей по образованным трактам речевой и документальной информации, а также данных от удаленных абонентов в центральные пункты и офисы.

Заявляемая совокупность элементов и связей позволяет достичь поставленной цели за счет оригинального сочетания используемых в телефонных сетях общего пользования и сетях спутниковой связи приборов и устройств как в их прямом, так и в нестандартном применении.

При изучении известных технических решений в данной области техники совокупность признаков, отличающих заявляемый объект, не была выявлена. Предлагаемое решение существенно отличается от известных.

Заявляемое решение явным образом не следует из уровня техники и имеет изобретательский уровень.

Заявляемый мобильный узел подвижной связи может быть реализован с использованием существующих средств связи и аппаратуры, используемой на сетях электросвязи и компьютерных сетях, и является промышленно применимой. Испытания изготовленного образца предлагаемого мобильного узла подвижной связи показали, что он работоспособен и обеспечивает выполнение поставленной цели.

Поставленная цель достигается тем, что в мобильный узел подвижной связи, содержащий абонентскую станцию спутниковой связи в составе антенной системы, устройства разделения трактов приема и передачи, приемопередатчика, аппаратуры каналообразования, блока управления и системы наведения, при этом вход-выход антенной системы соединен с входом-выходом устройства разделения трактов приема и передачи, выход которого соединен со входом высокочастотной части приемопередатчика, выход тракта промежуточной частоты которого соединен с линейным входом аппаратуры каналообразования, линейный выход которой соединен со входом тракта промежуточной частоты приемопередатчика, выход высокочастотной части которого соединен со входом устройства разделения трактов приема и передачи, управляющий вход-выход аппаратуры каналообразования соединен с первым управляющим входом-выходом блока управления, второй управляющий вход-выход которого соединен с первым входом-выходом системы наведения, второй вход-выход которой подключен к управляющему входу-выходу антенной системы, в него введены блок коммутации, маршрутизатор, портативный компьютер, малогабаритный принтер, факсимильный аппарат, станция навигации в составе приемопередатчика, антенны и мобильного терминала данных, автоматический коммутатор каналов, базовая станция транкинговой радиосвязи с антенной, возимая станция подвижной радиосвязи с антенной, абонентская линия телефонной связи, n портативных станций подвижной радиосвязи, телефонный аппарат системы АТС, проводные линии связи и блок рабочего места оператора, причем первый канальный вход-выход аппаратуры каналообразования по факсимильному стыку соединен с первым канальным входом-выходом блока коммутации, второй канальный вход-выход которого соединен по телефонному стыку со вторым канальным входом-выходом аппаратуры каналообразования, третий и четвертый канальные входы-выходы которой подключены по стыкам ISDN и RS-232 соответственно к третьему и четвертому канальным входам-выходам блока коммутации, первый и второй входы-выходы по стыку Ethernet, третий и четвертый входы-выходы по стыкам ISDN и RS-232C маршрутизатора подключены соответственно к пятому, шестому, седьмому и восьмому канальным входам-выходам блока коммутации, девятый канальный вход-выход которого по стыку RS-232 соединен с первым входом-выходом приемопередатчика станции навигации, высокочастотная часть которого соединена с антенной, а ко второму входу-выходу приемопередатчика подключен вход-выход мобильного терминала данных, десятый канальный вход-выход блока коммутации соединен со станционным входом-выходом автоматического коммутатора каналов, первый линейный вход-выход блока коммутации соединен с первым входом-выходом портативного компьютера с возможностью коммутации этого входа-выхода компьютера на вход-выход маршрутизатора по стыку RS-232, второй, третий, четвертый, пятый и шестой линейные входы-выходы блока коммутации подключены соответственно к входу-выходу факсимильного аппарата, входу-выходу абонентской линии телефонной связи, линейному входу-выходу телефонного аппарата системы АТС, входам-выходам проводных линий связи и линейному входу-выходу блока рабочего места оператора, вход-выход разговорных приборов которого поочередно, по мере необходимости, соединяется с соответствующим входом-выходом портативного компьютера, мобильного терминала данных станции навигации, базовой станции транкинговой радиосвязи и возимой станции подвижной радиосвязи, первый, второй, третий и четвертый канальные входы-выходы автоматического коммутатора каналов подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам-выходам каналов базовой станции транкинговой радиосвязи, портативные станции подвижной радиосвязи соединяются между собой по эфиру через антенны базовой станции транкинговой радиосвязи или возимой станции подвижной радиосвязи автоматически, а также вручную через оператора блока рабочего места.

Для обеспечения полнодоступного включения каналов и линий связи блок коммутации мобильного узла подвижной связи содержит блок ввода каналов, блок коммутационного поля, блок шнуропар и блок ввода линий, причем первый, второй, третий и четвертый канальные входы-выходы по соответствующим факсимильному, телефонному, ISDN и RS-232 стыкам аппаратуры каналообразования, первый и второй входы-выходы по стыку Ethernet, третий и четвертый входы-выходы по стыкам ISDN и RS-232C маршрутизатора, канальный вход-выход приемопередатчика станции навигации и станционный вход-выход автоматического коммутатора каналов через блок ввода каналов блока коммутации соединены с соответствующими коммутационными гнездами станционной стороны блока коммутационного поля, которые посредством шнуропар блока шнуропар соединены с коммутационными гнездами линейной стороны блока коммутационного поля, которые соединены со станционными входами-выходами блока ввода линий, первые, вторые, третьи, четвертые, пятые и шестые линейные входы-выходы которого подключены соответственно к первому входу-выходу портативного компьютера, входу-выходу факсимильного аппарата, входу-выходу абонентской линии телефонной связи, линейному входу-выходу телефонного аппарата системы АТС, входу-выходу проводных линий связи и входу-выходу блока рабочего места оператора, при этом первые, вторые, третьи, четвертые, пятые, шестые, седьмые, восьмые, девятые и десятые входы-выходы блока ввода каналов являются соответствующими канальными входами-выходами блока коммутации, первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым линейными входами-выходами которого являются соответственно первые, вторые, третьи, четвертые, пятые и шестые входы-выходы блока ввода линий.

Портативный компьютер содержит системный блок, состоящий из материнской платы, на которой размещены микропроцессор, системная магистраль, оперативное запоминающее устройство, перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство и контроллер клавиатуры, адаптера монитора, адаптера портов, контроллера дисков, контроллера дополнительных устройств, вход-выход которого соединен с входом-выходом встроенного в системный блок модема, жесткого магнитного диска, дисковода для подключения гибкого магнитного диска, системное программное обеспечение и специальное прикладное программное обеспечение, поставляемое на накопителе на жестком магнитном диске, а также содержит дисплей с плазменным экраном и стандартную клавиатуру, причем входы-выходы центрального процессора через системную магистраль соединены с входами-выходами оперативного запоминающего устройства, перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства, адаптера монитора, адаптера портов, контроллера дисков, контроллера клавиатуры и контроллера дополнительных устройств, вторые входы-выходы адаптера монитора соединены с входами-выходами дисплея с плазменным экраном, вторые входы-выходы адаптера портов соединены с входами-выходами малогабаритного принтера, вторые входы-выходы контроллера дисков подключены к соответствующим входам-выходам дисковода и жесткого магнитного диска, вторые входы-выходы контроллера клавиатуры соединены с входами-выходами клавиатуры.

Для обеспечения возможности работы мобильного узла подвижной связи в движении и быстрой доставки его к местам использования, его оборудование и аппаратура размещены в цельнометаллическом кузове на шасси автомобиля малой грузоподъемности, при этом основное оборудование и аппаратура узла расположены в кузове, а антенная система станции спутниковой связи, антенна станции навигации, антенна базовой станции транкинговой радиосвязи и антенна возимой станции подвижной радиосвязи размещены на крыше автомобиля.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый мобильный узел подвижной связи отличается наличием новых блоков: блока коммутации, маршрутизатора, портативного компьютера, малогабаритного принтера, факсимильного аппарата, станции навигации в составе приемопередатчика с антенной и мобильного терминала данных, автоматического коммутатора каналов, базовой станции транкинговой радиосвязи с антенной, возимой станции подвижной радиосвязи с антенной, абонентской линии телефонной связи, n портативных станций подвижной радиосвязи, телефонного аппарата системы АТС, проводных линий связи и блока рабочего места оператора, а также их связями с остальными элементами схемы.

Кроме того, предлагаемый мобильный узел отличается от прототипа тем, что его основные элементы имеют модульную конструкцию, позволяющую осуществлять быструю сборку в цельнометаллическом кузове или кузове-контейнере подвижного объекта, возможность перемещения узла своим ходом и транспортировки его воздушным транспортом.

Таким образом, заявляемый мобильный узел подвижной связи соответствует критерию изобретения “новизна”. Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что вновь введенные в предлагаемый мобильный узел подвижной связи блоки реализуемы, хорошо известны специалистам в данной области техники и дополнительного творчества, учитывая приведенные ниже пояснения, для их воспроизведения не требуется.

Однако при их введении в указанной связи с остальными элементами схемы в заявляемый мобильный узел подвижной связи, вышеуказанные блоки проявляют новые свойства, заключающиеся в обеспечении возможности совместной работы абонентских станций в сетях подвижной связи, создаваемых разнородными средствами связи, и сопряжения с сетью подвижной радиосвязи в местах с неразвитой телекоммуникационной инфраструктурой при одновременном повышении оперативности установления соединения между абонентами различных сетей связи.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого мобильного узла подвижной связи. На фиг.2 и 3 приведены структурные схемы блока коммутации и портативного компьютера, а на фиг.4 показан пример (вариант) конструктивного выполнения мобильного узла подвижной связи в цельнометаллическом кузове на шасси автомобиля с малой грузоподъемностью.

Предлагаемый мобильный узел подвижной связи (фиг.1) содержит станцию 1 спутниковой связи в составе антенной системы 2, устройства 3 разделения трактов приема и передачи, приемопередатчика 4, аппаратуры 5 каналообразования, блока 6 управления и системы 7 наведения, блок 8 коммутации, маршрутизатор 9, портативный компьютер 10, малогабаритный принтер 11, факсимильный аппарат 12, станцию навигации 13 в составе приемопередатчика 14, антенны 15 и мобильного терминала данных 16, автоматический коммутатор 17 каналов, базовую станцию 18 транкинговой радиосвязи с антенной 19, возимую станцию 20 подвижной радиосвязи с антенной 21, абонентскую линию 22 телефонной связи, n портативных станций 23 подвижной радиосвязи, телефонный аппарат 24 системы АТС, проводные линии связи 25 и блок 26 рабочего места оператора.

Блок 8 коммутации (см. фиг.2) содержит блок 27 ввода каналов, блок 28 коммутационного поля, блок 29 шнуропар и блок 30 ввода линий.

Портативный компьютер 10 содержит (см. фиг.3) системный блок 31, состоящий из материнской платы 32, на которой размещены микропроцессор 33, системная магистраль 34 (шина), оперативное 35 запоминающее устройство, перепрограммируемое постоянное 36 запоминающее устройство и контроллер 37 клавиатуры, адаптера 38 монитора, адаптера 39 портов, контроллера 40 дисков, контроллера 41 дополнительных устройств, модема 42, жесткого 43 магнитного диска, дисковода 44 для подключения гибкого магнитного диска, системное 45 программное обеспечение и специальное прикладное 46 программное обеспечение, поставляемое на накопителе на жестком 43 магнитном диске, а также содержит дисплей 47 с плазменным экраном и стандартную клавиатуру 48.

Системная магистраль 34, включающая в себя магистраль адресов (МА), магистраль данных (МД) и магистраль управления (МУ), обеспечивает коммуникацию важнейших узлов портативного компьютера 10 друг с другом. Каждая из магистралей представляет собой набор проводников, по которым микропроцессор 33 передает или принимает определенные электрические сигналы.

Магистраль адресов предназначена для передачи из микропроцессора 33 цифрового адреса ячейки памяти ОЗУ или внешнего устройства (ВУ). По магистрали данных передаются данные, например информация из регистров микропроцессора 33, в ОЗУ и наоборот.

По магистрали управления пересылаются сигналы управления, которые сопутствуют любой передаче адресов или данных. Набор проводников в системной магистрали 34, характер и правила передачи по ним электрических сигналов между устройствами строго регламентируются в соответствии с определенным системным интерфейсом (например, в соответствии с интерфейсом Q-bus).

Мобильный узел подвижной связи размещен (см. фиг.4) в цельнометаллическом кузове 49 на шасси 50 автомобиля малой грузоподъемности, при этом основное оборудование и аппаратура узла расположены в кузове 49, а антенная система 2 станции 1 спутниковой связи, антенна 15 станции 13 навигации, антенна 19 базовой станции 18 транкинговой радиосвязи и антенна 21 возимой станции 20 подвижной радиосвязи размещены на крыше 51 автомобиля.

В качестве автомобиля для мобильной станции подвижной связи использовался автофургон с цельнометаллическим кузовом, например легковой автомобиль УАЗ-3162, серийно выпускаемый открытым акционерным обществом «УАЗ» (Ульяновский автозавод).

В абонентской станции 1 спутниковой связи вход-выход антенной системы 2 соединен с входом-выходом устройства разделения 3 трактов приема и передачи, выход которого соединен со входом высокочастотной части приемопередатчика 4, выход тракта промежуточной частоты которого соединен с линейным входом аппаратуры 5 каналообразования, линейный выход которой соединен со входом тракта промежуточной частоты приемопередатчика 4, выход высокочастотной части которого соединен со входом устройства разделения 3 трактов приема и передачи, управляющий вход-выход аппаратуры 5 каналообразования соединен с первым управляющим входом-выходом блока управления 6.

Второй управляющий вход-выход блока 6 управления соединен с первым входом-выходом системы наведения 7, второй вход-выход которой подключен к управляющему входу-выходу антенной системы 2. Первый и второй канальные входы-выходы блока 8 коммутации по факсимильному и телефонному стыкам подключены соответственно к первому и второму канальным входам-выходам аппаратуры 5 каналообразования, третий и четвертый канальные входы-выходы по стыкам ISDN и RS-232 которой подключены соответственно к третьему и четвертому канальным входам-выходам блока 8 коммутации.

Первый и второй входы-выходы по стыку Ethernet, третий и четвертый входы-выходы по стыкам ISDN и RS-232С маршрутизатора 9 подключены соответственно к пятому, шестому, седьмому и восьмому канальным входам-выходам блока 8 коммутации. Девятый канальный вход-выход блока 8 коммутации по стыку RS-232 соединен с первым входом-выходом приемопередатчика 14 станции 13 навигации.

Высокочастотная часть приемопередатчика 14 соединена с антенной 15, а ко второму входу-выходу приемопередатчика 14 подключен вход-выход мобильного терминала 16 данных. Десятый канальный вход-выход блока 8 коммутации соединен со станционным входом-выходом автоматического коммутатора 17 каналов, первый, второй, третий и четвертый канальные входы-выходы которого подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам-выходам каналов базовой станции 18 транкинговой радиосвязи, высокочастотная часть которого соединена с антенной 19.

Первый линейный вход-выход блока 8 коммутации соединен с первым входом-выходом портативного компьютера 10 с возможностью коммутации этого входа-выхода компьютера 10 на вход-выход маршрутизатора 9 по стыку RS-232. К порту портативного компьютера 10 подключен малогабаритный принтер 11.

Второй, третий, четвертый, пятый и шестой линейные входы-выходы блока 8 коммутации подключены соответственно к входу-выходу факсимильного аппарата 12, абонентской линии 22 телефонной связи, линейному входу-выходу телефонного аппарата 24 системы АТС, входам-выходам проводных линий 25 связи и линейному входу-выходу блока 26 рабочего места оператора, вход-выход разговорных приборов которого поочередно, по мере необходимости (при установлении связи, посылке и приеме вызова, ведении переговоров по каналам и линиям связи), соединяется с соответствующим входом-выходом портативного компьютера 10, мобильного терминала 16 данных станции 13 навигации, базовой станции 18 транкинговой радиосвязи и возимой станции 20 подвижной радиосвязи с антенной 21.

Каждая из n портативных станций 23 подвижной радиосвязи соединяются между собой по эфиру через антенну 19 базовой станции 18 или антенну 21 возимой станции 20 подвижной радиосвязи автоматически, а также вручную через оператора блока 26 рабочего места, станционный вход-выход возимой станции 20 подвижной радиосвязи соединен со входом-выходом абонентской линии 22 телефонной связи для обеспечения выхода абонентов телефонной станции в сеть подвижной связи.

Подключенные к блоку 8 коммутации канальные входы-выходы аппаратуры 5 каналообразования станции 1 спутниковой связи, маршрутизатора 9, приемопередатчика 14 станции 13 навигации и автоматического коммутатора 18 каналов со станционной стороны блока 27 ввода каналов соединены с соответствующими коммутационными гнездами канальной стороны блока 28 коммутационного поля, которые посредством шнуропар блока 29 шнуропар соединены с соответствующими коммутационными гнездами аппаратной стороны блока 28 коммутационного поля, которые соединены со станционными входами-выходами блока 30 ввода линий, первые, вторые, третьи, четвертые, пятые и шестые линейные входы-выходы которого подключены соответственно к первому входу-выходу портативного компьютера 10, входу-выходу факсимильного аппарата 12, входу-выходу абонентской линии 22 телефонной связи, линейному входу-выходу телефонного аппарата 24 системы АТС, входам-выходам проводных 25 линий связи и входу-выходу блока 26 рабочего места, при этом первые, вторые, третьи, четвертые, пятые, шестые, седьмые, восьмые, девятые и десятые входы-выходы блока 27 ввода каналов являются соответствующими канальными входами-выходами блока 8 коммутации, первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым линейными входами-выходами которого являются соответственно первые, вторые, третьи, четвертые, пятые и шестые входы-выходы блока 30 ввода линий.

Входы-выходы микропроцессора 33 системного блока 31 портативного компьютера 10 через системную магистраль 34 подключены соответственно к первым входам-выходам оперативного 35 запоминающего устройства, перепрограммируемого постоянного 36 запоминающего устройства, контроллера 37 клавиатуры, адаптера 38 монитора, адаптера 39 портов, контроллера 40 дисков и контроллера 41 дополнительных устройств, вторые входы-выходы которого соединены с первыми входами-выходами модема 42.

Читайте про операторов:  Отзывы о Ростелеком | 838 отзывов

Вторые входы-выходы адаптера 38 монитора по стыку RS-232 подключены к входам-выходам дисплея 47 с плазменным экраном, а вторые входы-выходы адаптера 39 портов по стыку RS-232 подключены к входам-выходам малогабаритного принтера 11. Системное 44 программное обеспечение и специальное прикладное 45 программное обеспечение поставляются на накопителе на жестком 43 магнитном диске.

Вторые входы-выходы контроллера 40 дисков подключены к соответствующим входам-выходам жесткого 43 магнитного диска (винчестера) и дисковода 46 для подключения гибкого магнитного диска, а входы-выходы стандартной клавиатуры 48 соединены со вторыми входами-выходами контроллера 37 клавиатуры.

В состав антенной системы 2 входит рефлектор с облучающей системой, антенно-волноводный тракт (АВТ) и опорно-поворотное устройство с электросиловым приводом. Антенная система 2 станции 1 спутниковой связи соединена с высокочастотными цепями устройства 3 разделения трактов приема и передачи.

Устройство 3 разделения трактов приема и передачи предназначено для разделения поступающих из антенной системы 2 высокочастотных радиосигналов и передачи их на вход высокочастотной части приемопередатчика 4, а также для приема с выхода высокочастотной части приемопередатчика 4 высокочастотных сигналов и передачи их на вход антенной системы 2 для излучения в эфир.

Возможны различные варианты выполнения приемопередатчика 4. Один из вариантов приемопередатчика 4 содержит в приемной части малошумящий усилитель, преобразователь частоты приема и демодулятор, а передающая часть приемопередатчика 4 включает в себя модулятор, преобразователь частоты передачи и усилитель мощности [3].

Приемная часть приемопередатчика 4 станции 1 спутниковой связи осуществляет предварительное усиление принятого сверхвысокочастотного (СВЧ) сигнала, преобразование его в промежуточную частоту (обычно 70 МГц) для последующей обработки в демодуляторе, а передающая часть предназначена для формирования СВЧ сигнала с заданными параметрами и его усиления до требуемого уровня.

При этом в модуляторе формируется сигнал промежуточной частоты (обычно 70 МГц), модулированный по частоте сигналами изображения и звукового сопровождения. Для подавления нежелательных комбинированных составляющих в приемопередатчике предусмотрено двойное преобразование частоты и оперативная перестройка в полосе частот.

Аппаратура 5 каналообразования станции 1 спутниковой связи предназначена для преобразования информационных сигналов, поступающих на станцию из наземной сети, а также сигнальной информации, поступающей от аппаратуры управления доступом и сигнализации, в сигналы принятых в данной системе протоколов информационного обмена и их преобразования в радиосигналы промежуточной частоты. В приемном тракте происходит обратное преобразование.

В состав аппаратуры 5 каналообразования может входить линейное оборудование и блок оконечного оборудования, включающий тракт цифровой обработки каналов, блок телефонного канала и блок передачи данных. Типовой тракт цифровой обработки сигналов состоит из модема и компьютеризированного цифрового управляющего устройства, а также речевого кодека.

Блок оконечного оборудования обеспечивает интерфейс по дистанционному контролю и управлению и аналоговый интерфейс с необходимыми типами оконечного оборудования пользователя для передачи речевой информации, сигналов факса или телекса. Речевой кодек обеспечивает преобразование аналогового телефонного сигнала в цифровую форму при передаче и обратное преобразование при приеме.

Наиболее распространенным вариантом преобразования является адаптивная дифференциальная ИКМ (АДИКМ) со скоростью 32 кбит/с в соответствии с рекомендациями МСЭ-Р G.721. Помимо речевой информации в цифровую форму преобразуются и служебные сигналы сигнализации, передаваемые по абонентскому телефонному интерфейсу при установлении соединения.

Рассмотренный комплект оборудования станции обеспечивает организацию дуплексного телефонного канала, предоставляемого в закрепленном режиме или по требованию. Интерфейс пользователя реализован в 2-проводном абонентском варианте или в 4-проводном типа Е&М, рассчитанным на прямое подключение телефонного аппарата или учрежденческой АТС [3, 4].

Хотя описанное в рекомендациях МККТТ G.728 преобразование ориентировано прежде всего на передачу речи, оно обеспечивает и трансляцию факсимильных сообщений со скоростью 1200 бит/с.

Блок передачи данных аппаратуры 5 каналообразования оборудован цифровым модемом и устройством цифрового интерфейса с оконечным оборудованием ПД, которое используется потребителем. Устройство интерфейса обеспечивает электрическую и физическую связь между станцией 1 спутниковой связи и внешней оконечной аппаратурой передачи данных (АПД).

Для удобства пользователей устройство интерфейса снабжено несколькими портами ввода-вывода данных и обеспечивает совместимость с различными протоколами. В большинстве случаев программно или аппаратно реализуются три основных типа интерфейсов: RS-449/422, V.35, RS-232. Наиболее часто в спутниковых сетях передачи данных используются протоколы обмена данными Х.25, SNA/SDLC, TCP/IP.

В аппаратуре 5 каналообразования за счет установки дополнительного интерфейсного оборудования реализуются также протоколы обмена данными с подключением станции к локальной компьютерной сети.

Аппаратура 5 каналообразования с учетом вышеперечисленного оборудования обеспечивает уплотнение и разуплотнение высокочастотного тракта, образованного трактом промежуточной частоты приемопередатчика 4 станции 1 спутниковой связи, формирование каналов и образование стандартных интерфейсов по телефонному и факсимильному стыкам, по стыкам ISDN и RS-232 с последующей передачей их на соответствующие канальные входы-выходы блока 8 коммутации.

Блок 6 управления предназначен для обеспечения взаимоувязанной работы элементов станции 1 спутниковой связи, установления режимов работы, скорости передачи информации и проверки ее работоспособности.

Система наведения 7 предназначена для управления антенной системой 2 станции 1 спутниковой связи по сигналам, поступающим от станции 13 навигации, и корректировки угла наклона антенны в зависимости от местоположения мобильного узла подвижной связи на местности.

Станция 1 спутниковой связи полностью поддерживает режим IPDS (Inmarsat Packet Data Service). Работая в этом режиме, пользователь оплачивает не время соединения, а количество фактически переданной информации, что значительно удешевляет связь.

Для обеспечения возможности работы станции 1 спутниковой связи в движении используется специальная антенна, позволяющая отслеживать ориентацию станции на спутник при ее нахождении в движении.

Блок 8 коммутации предназначен для приема и оперативной коммутации, контроля и оперативной проверки включаемых в него каналов и линий связи.

Схемно-конструктивная реализация такого блока может быть выполнена по техническим решениям на блок коммутации, структурная схема и технические возможности которого описаны в [5].

Маршрутизатор 9 содержит (см. фиг.2) набор сетевых модулей, например, серии Cisco 3600, которые используются в качестве маршрутизаторов/серверов доступа и единых платформ со встроенными оптоволоконными модемами и модемами типа HDSL. Такие маршрутизаторы могут работать как друг с другом, так и в качестве ответного устройства для многофункциональных узлов доступа DXC.

Такой маршрутизатор дает возможность предоставлять не только стандартные, традиционные для маршрутизаторов такого класса услуги, но и новые, связанные с пакетной телефонией и системой «интеллектуальных сервисов». Маршрутизатор 9 включает в себя базовый блок с модулем управления, модули главного канала и модули ввода-вывода.

Каждый из модулей обеспечивает формирование цифровых каналов связи и управления, интерфейсов для сопряжения с внешним оборудованием.

Поддержка маршрутизатором сетевых модулей, а также голосовых карт VIC и голосовых модулей объединительной линии HDV (Digital Voice и Fax Packet Voice Trunk) дает возможность предоставлять не только стандартные, традиционные для маршрутизаторов такого класса услуги, но и новые, связанные с пакетной телефонией и системой «интеллектуальных сервисов».

Портативный компьютер 10 может быть реализован на основе электронных модулей и вычислительных узлов семейства ЭВМ «Багет». При этом компьютер включает в себя системный блок, состоящий из центрального процессора и электронных модулей БТ01-414, БТ01-416, выполненных на основе отечественного микропроцессора 1В578, системной шины ISA и специализированного программного обеспечения, поставляемого на накопителе на жестком магнитном диске (НЖМД).

Модуль БТ01-414 является программно-управляемым электронным модулем, реализующим протоколы физического и канального уровней. Этот модуль предназначен для передачи (приема) данных и речевой информации по каналам связи с использованием стандартных протоколов обмена данными и речевой информацией TAPI или в соответствии со стандартом EIA RS-232-C.

Структурно модуль включает в себя микропроцессор, например, АМД-133 с тактовой частотой 80 МГц, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), асинхронный последовательный интерфейс RS-232.

Обработка сигналов управления, опрос клавиатуры, формирование необходимых частот и вывод информации на дисплей происходит под управлением центрального процессора.

В качестве компьютера 10 может быть использован также портативный компьютер типа ноутбук фирмы «Toshiba», содержащий системный блок, состоящий из центрального процессора типа «Intel», системной шины, электронных модулей оперативного запоминающего устройства и перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства, стандартной клавиатуры, дисплея с плазменным экраном, системного программного обеспечения и специального прикладного программного обеспечения (СПО), поставляемого на накопителе на жестком магнитном диске.

Одной из функций СПО является формирование файлов для встроенного в системный блок модема. В состав СПО входит также SNMP-менеджер, по протоколу которого осуществляется управление оборудованием и его диагностика. При этом программное обеспечение рассчитано на операционную систему Windows NT и включает в себя утилиту формирования конфигурационных файлов для модема.

Обмен электронной корреспонденцией по каналам связи осуществляется с использованием известной почтовой программы Internet Mail и соответствующими файлами в форме стандартного протокола по модемному стыку RS-232 со скоростями передачи от 1200 до 9600 бит/с.

Малогабаритный принтер 11 предназначен для печатания принятых по каналу связи сообщений. В качестве такого принтера может быть использован принтер фирмы «Toshiba».

Факсимильный аппарат 12 предназначен для передачи и приема факсимильных сообщений по каналам станции 1 спутниковой связи.

В качестве факсимильного аппарата 12 может быть использован аппарат фирмы «Panasonic» типа Panasonic KX-FP 88.

В качестве станции 13 навигации может быть использована станция спутниковой подвижной связи “Инмарсат-С”, включающая в свой состав приемопередатчик 14 типа ТТ-3022С или TT-3026L, мобильный терминал данных 15 типа Logiq MDA фирмы “Simaq” или ТТ-3606С.

Компактный приемопередатчик 14 типа ТТ-3022С LandMobile Capsat Transceiver станции 13 навигации позволяет быстро и с высокой степенью надежности отправлять и получать факсы, данные как абонентам сетей общего пользования, так и на другие станции системы Capsat. Приемопередатчик соответствует спецификациям INMARSAT (CN114) и IEC 1097-4/IEC 945.

Антенна 15 станции 13 навигации представляет собой ненаправленную антенну стандарта Inmarsat-C/GPS.

Станция 13 навигации указанного состава позволяет организовать обмен данными, а также отправлять и получать факсимильные сообщения. Ее характеризуют высокая надежность, компактность и быстрая передача информации между абонентами, определение координат местонахождения объектов.

Станция имеет функцию “спящего” режима (активизируется в перерывах между отправкой сообщений или определением координат), что позволяет снизить ее энергопотребление и увеличить продолжительность работы мобильной станции в автономном режиме, то есть без использования внешнего источника электропитания.

Станции системы Inmarsat-C предназначены для установки в легкие подвижные объекты и обеспечения передачи данных и телекса в двух направлениях с низкой скоростью. Для таких станций разработан ряд стандартов абонентских станций, используемых для различных видов подвижной службы.

Кроме того, станция 13 навигации содержит аппаратуру программного наведения, представляющую собой специализированную ЭВМ, постоянно вычисляющую пространственное положение спутника по исходным параметрам его орбиты и передающую данные на мобильный терминал 16.

Станция навигации 13 снабжена компактной всенаправленной антенной 15, которая используется и GPS-приемником, входящим в состав станции 13 навигации. К приемопередатчику 14 подключен мобильный терминал 16 данных. Станция 13 навигации совместима со специализированной программой типа Capsat Manager Program для отслеживания местоположения объекта. Данная программа Capsat Manager Program показывает на карте местоположение объекта.

Дополнительный GPS-модуль (GPS-приемник) станции 13 осуществляет обновление данных приемника за короткое время, например за время 1 с, при этом модуль обеспечивает точность определения координат местоположения в 15 м и точность определения скорости движения в 0,2 м/с.

В станции 13 навигации для подключения внешнего пользователя имеется параллельный разъем RS-410, 4-х битовый открытый коллектор с входом-выходом и 2-х битовый вход.

Автоматический коммутатор 17 каналов представляет собой блок, в котором расположены центральный процессор (МРС-450), узловой процессор (KRA-450) и несколько интерфейсных модулей (LIA-450) для подключения соединительных линий или стыков с телефонной сетью.

С помощью интерфейсных модулей типа LIA обеспечивается также подключение приемопередатчиков и оконечных приборов.

Доступ к телефонной сети общего пользования и ведомственных АТС возможен через модули типа PIA. Возможность подключения к сети ISDN обеспечивается с помощью модуля PID.

Базовая станция 18 транкинговой радиосвязи построена на однотипных модулях и включает в свой состав ретрансляторы, блок управления, источники питания, комбайнер, распределительную панель и блок вентиляции. В качестве базовой станции транкинговой радиосвязи может быть использована радиостанция типа ND-953. Для работы базовой станции 18 используется стандартный диапазон частот 410-430, 440-460 МГц.

В качестве возимой станции 20 подвижной радиосвязи с антенной 21 может быть использована радиостанция типа GM-1280. Станция подобного типа содержит четырехстрочный алфавитно-цифровой дисплей, клавиатуру для набора телефонных номеров на передней панели и встроенный цифровой магнитофон.

Станция имеет программируемую сетку частот, динамическую перегруппировку и оперативное изменение принадлежности радиостанции к группе станций, автоответчик и обеспечивает возможность передачи данных, посылку и прием сигналов вызова, хранение в памяти списка часто используемых номеров и список “Вызовы в отсутствии”.

В качестве портативных станций 23 подвижной радиосвязи могут быть использованы носимые станции сухопутной подвижной радиосвязи GP 680. Данный тип станции уникален своей многофункциональностью. При необходимости добавить или исключить определенные функции радиостанции, ее можно программировать, используя функциональную клавиатуру.

Станция проста в эксплуатации, имеет быстрый вызов за счет набора номера нажатием одной кнопки, простое меню и буквенно-цифровую записную книжку со списком контактных номеров, что значительно упрощает работу с ней. Наличие динамической перегруппировки позволяет изменять принадлежность радиостанций к разговорной группе по эфиру, а также вводить идентификаторы групп в доступной буквенно-цифровой форме.

Сигнал вызов “в отсутствии” радиостанция хранит идентификатор входящих вызовов, статусные и речевые сообщения, принятые во время отсутствия абонента, и напоминает ему о сообщениях, на которые он не ответил.

Полный частотный диапазон УКВ/ДМВ (UHF/VHF) и программируемая сетка частот обеспечивает гибкость при развертывании системы.

В качестве таких станций могут быть использованы известная радиостанция УКВ диапазона Р-169ВМ и портативные радиостанции Р-169П-1 из комплекса технических средств Р-169, состав и технические возможности которых описаны в [2].

Телефонный аппарат 24 предназначен для выхода по абонентским и соединительным линиям в местные сети и сети дальней телефонной связи, подключенные к проводным 25 линиям связи. Он обеспечивает автоматический набор номера абонентов и ведение телефонной связи по абонентским и соединительным линиям к станциям АТС местной сети или по каналам связи, образованным станцией 1 спутниковой связи, а также выход на станции ручного обслуживания сети телефонной связи общего пользования.

Сопряжение станции спутниковой связи (СС) с местной наземной телефонной сетью общего пользования возможно как по абонентской, так и по соединительной линии. В первом случае станция СС выступает как один из абонентов такой сети, так что потребители, желающие воспользоваться спутниковой связью, должны звонить на СС через соответствующую АТС и после установления соединения передавать на нее данные, необходимые для организации канала через спутник и далее по наземной сети до вызываемого абонента.

Соединительная линия представляет собой линию связи, по которой связываются между собой отдельные АТС. Сопряжение по соединительной линии означает, что станция СС выступает в качестве одного из узлов коммутации местной наземной сети, являясь как бы одной из АТС этой сети.

Для подключения по абонентской линии рекомендации МККТТ предусматривают интерфейс типа Z (Q.512). Этот интерфейс обеспечивает также двух – или четырехпроводное подключение к станции СС внешнего телефонного или телефаксного аппарата. Сопряжение по соединительной линии выполнено в соответствии с рекомендациями МККТТ Q.511.

Предусматриваются аналоговый вариант такого интерфейса (тип С) и цифровой (тип А). Для цифрового сопряжения со скоростью 2048 кбит/с станция 1 спутниковой связи содержит демультиплексор для временного разделения принятого группового потока с целью выделения канала синхронизации и необходимых информационных каналов, а также мультиплексор для организации группового потока в сторону наземной сети. Электрические характеристики цифровых интерфейсов удовлетворяют рекомендациям МККТТ G.703 [4].

Блок 26 рабочего места оператора предназначен для подключения оконечных приборов к абонентским и соединительным линиям и каналам связи блока 8 коммутации, посылки и приема вызова по ним, ведения переговоров по установленному тракту связи, а также обслуживания портативного компьютера 10, станции 13 навигации, автоматического коммутатора 17 каналов, базовой станции 18 подвижной связи и возимой станции 20 подвижной радиосвязи.

Мобильный узел подвижной связи, построенный на базе указанных средств и организационно-технических принципов, обеспечивает следующие режимы работы:

1) двухсторонний речевой и документальный обмен информацией с рабочего места оператора на стоянке и в движении по каналу станции 1 спутниковой связи со скоростью группового потока до 64 кбит/с;

2) двухсторонний обмен данными путем передачи и приема электронной почты и факсимильных сообщений на стоянке и в движении по каналам станции 1 спутниковой связи и станции навигации 13 со скоростью группового потока до 600 бит/с;

3) двухсторонний обмен информацией на стоянке по проводным линиям 25 связи через станции сети местной связи и телефонной сети дальней связи, а также выход в телефонную сеть общего пользования;

4) ультракоротковолновую (УКВ) радиосвязь с подвижными абонентами в транкинговом режиме в зоне обслуживания сети, организуемой базовой станцией 18 подвижной радиосвязи, возимой 20 станцией подвижной радиосвязи и портативными 23 станциями подвижной радиосвязи;

5) УКВ радиосвязь в режиме прямого межабонентского радиодоступа (конвенциальный режим) с использованием средств транкинговой радиосвязи на стоянке и в движении (служебная радиосвязь);

6) обмен данными по каналам и трактам, образованным станцией 1 спутниковой связи и базовой станцией 18 транкинговой радиосвязи;

7) управление с рабочего оператора техническими средствами мобильной станции подвижной связи и контроль за их состоянием, а также за состоянием организуемых от узла направлений связи.

Принципы обеспечения указанных режимов работы и схемы организации трактов передачи информации определяются в зависимости от места использования в системе связи (сети действующей связи и районы с неразвитой телекоммуникационной инфраструктурой) и выполняемой роли предлагаемым мобильным узлом подвижной связи.

Мобильный узел подвижной связи может выполнять одновременно роль абонентской станции сети спутниковой связи, абонентской и базовой станции сети сотовой радиосвязи, наземного ретранслятора для указанных сетей, наземной станции сопряжения с телефонной сетью общего пользования и местными телефонными сетями.

При этом для каждого из перечисленных режимов работы возможна организация нескольких вариантов схем установления соединения и передачи информации.

В варианте обеспечения связи между абонентом, находящимся на центральном пункте или в офисе, и удаленными абонентами, подключенными к предлагаемому мобильному узлу подвижной связи, предусматривается организация тракта передачи информации по следующей схеме.

Для абонента центрального пункта, являющегося абонентом сети спутниковой связи, тракт с его рабочего места до удаленного абонента проходит через наземную (центральную) станцию спутниковой связи на спутниковый ретранслятор и далее по радиоинтерфейсу передается на абонентскую станцию 1 спутниковой связи, размещенную в мобильном узле подвижной связи.

Общий алгоритм процесса осуществления исходящего вызова от абонента с абонентского терминала (AT) включает в себя, как и другие процедуры, которые протекают подобным же образом, следующие этапы:

по каналу случайного доступа (RACH) в составе кадра доступа абонентский терминал посылает запрос канала связи, после чего AT наблюдает за сообщениями канала разрешения доступа (AGCCH) в ожидании ответа на запрос;

аппаратура спутника-ретранслятора (СР) назначает соответствующий радиоканал среди доступных ресурсов и сообщает об этом абонентскому терминалу (AT);

параллельно с этим спутник-ретранслятор (СР) оповещает центр управления (ЦУС) или центральный контроллер (ЦК) системы о местонахождении AT;

центральный контроллер инициирует процедуры аутентификации и шифрования;

после успешного завершения аутентификации и запуска шифрования абонентский терминал посылает сообщение, содержащее указатель требуемой службы носителя, номера вызываемого и вызывающего абонентов. Эта информация поступает в регистр временных пользователей ЦУС или ЦК, где она проверяется и о результатах проверки AT оповещается через спутник-ретранслятор;

ЦУС или центральный контроллер направляет на спутник-ретранслятор запрос на назначение трафика-канала (ТК) с указанием его параметров, исходя из чего СР выделяет соответствующий радиочастотный ресурс и сообщает AT данные о нем;

Читайте про операторов:  Как сменить тариф на Ростелекоме — все способы

в ответ на команду абонентский терминал посылает подтверждение, содержащее параметры радиоинтерфейса, и инициирует процедуру установления канального соединения, по завершении которой направляет подтверждающее сообщение на спутник-ретранслятор;

получив от СР сообщение о завершении процесса назначения канального ресурса, ЦУС или центральный контроллер на основе номера вызываемого абонента формирует запрос в соответствующую сеть связи на установление соединения с адресатом. По получении подтверждения об установлении соединения с вызываемым абонентом ЦК направляет команду на соединение единения с вызываемым абонентом ЦК направляет команду на соединение абонентского терминала;

абонентский терминал подтверждает спутнику-ретранслятору выполнение данной команды;

в проключенном канале осуществляется обмен информацией между абонентами.

Двухсторонний речевой и документальный обмен информацией с рабочего места оператора на стоянке и в движении осуществляется по каналу станции 1 спутниковой связи со скоростью передачи группового потока до 64 кбит/с. При этом в групповом потоке могут одновременно передаваться речевые и факсимильные сообщения, компьютерные данные и данные о координатах подвижных объектов.

Обмен речевой информацией по каналу станции 1 спутниковой связи осуществляется по тракту, включающему входы-выходы портативного компьютера 10, блока 8 коммутации, маршрутизатора 9 и станции 1 спутниковой связи. При этом оператор с помощью переговорных приборов блока 26 рабочего места подключается к портативному компьютеру 10 и через него осуществляет двухсторонний обмен речевыми сообщениями по каналу станции 1 спутниковой связи.

Аналоговый сигнал с выхода микротелефонной трубки блока 26 рабочего места оператора поступает на вход портативного компьютера 10, в котором происходит преобразование речевого сообщения в пакетированные данные и передача их через блок 8 коммутации и маршрутизатор 9 на вход телефонного канала аппаратуры 5 каналообразования станции 1 спутниковой связи.

С выхода аппаратуры 5 каналообразования пакетированные данные поступают на вход приемопередатчика 4. В приемопередатчике 4 модулятор совместно с преобразователем частоты передачи осуществляют преобразование пакетированных данных в высокочастотные радиосигналы, которые усиливаются усилителем мощности до необходимого уровня и через устройство 3 разделения приема и передачи поступают на вход антенной системы 2, которая излучает их в эфир.

В рассматриваемой сети связи каждая абонентская станция 1 спутниковой связи осуществляет постоянный прием общего канала сигнализации (ОКС) на частоте, жестко закрепленной за данной спутниковой сетью. При приеме сигнального сообщения, относящегося к данной абонентской станции и определяемого по идентификационному номеру (закрепляемому индивидуально за каждой станцией), блок управления 6 станции 1 производит расшифровку сообщения и вырабатывает команды в соответствии с алгоритмом работы системы.

Сигнал вызова или информационный сигнал от абонентской станции 1 спутниковой связи через спутник-ретранслятор на противоположной стороне поступает на станцию 1 спутниковой связи той зоны, в которой находится вызываемый абонент. Поскольку в банке данных станции спутниковой связи хранится информация о зоне, в которой расположена вызываемая абонентская станция, то станция спутниковой связи на противоположной стороне организует прохождение вызывного или информационного сигнала к соответствующему абоненту напрямую или по наземным каналам связи через соответствующие автоматические телефонные станции.

Маршрутизатор 9 через блок 8 коммутации включен между выходом портативного компьютера 10 и входом аппаратуры 5 каналообразования. При этом маршрутизатор 9 обрабатывает адреса всех входящих данных и через спутник-ретранслятор посылает соответственно адресованные данные на другую станцию 1 спутниковой связи, которая также через аппаратуру 5 каналообразования соединена с маршрутизатором 9.

Маршрутизаторы 9 отсортировывают любые сообщения для станции 1 спутниковой связи, которые обозначены своим адресным кодом. Маршрутизатор 9 кодирует соответствующие адреса в сигналы, имеющие назначения, отличные от первой станции 1 спутниковой связи.

При этом в станции 1 производятся традиционные для спутниковой связи функции: преобразование сообщений с целью помехоустойчивого кодирования-декодирования, модуляция-демодуляция, формирование и обработка, уплотнение и разделение передаваемых радиосигналов, перестройка рабочих частот, переключение режимов прием-передача и номиналов скоростей передачи сигналов, а также осуществляются, в частности, процедуры, связанные с обеспечением доступа к каналам и ресурсам станции спутниковой связи, организация передачи битового потока, объединяемого в кадры, блоки, байты и пакеты, синхронизация и организация обмена данными с оконечным оборудованием пользователя, преобразование кодов (последовательных в параллельные и наоборот), контроль за состоянием канала и другие операции.

Выработанная маршрутизатором 9 информация поступает на аппаратуру 5 каналообразования станции 1 спутниковой связи, где происходит синхронизация потоков информации, преобразование протоколов сигнализации, формирование общего канала сигнализации, определение сдвига фазы сигнала, объединение потоков и общего канала сигнализации в единый поток скоростью 64 кбит/с.

Маршрутизатор 9 определяет также, для какой сети предназначено то или иное сообщение и направляет его в заданную сеть. Для определения абонента внутри сети используется адрес узла (Node Address). Таким образом, с помощью двух адресов можно однозначно определить любую станцию объединенной сети и организовать обмен данными между объектами, расположенными в различных сетях.

Для определения пути передачи данных между сетями на маршрутизаторах 9 строятся таблицы маршрутов (Routing Tables). Такие таблицы содержат список маршрутов, т.е. последовательность передачи данных через маршрутизаторы для доставки данных адресату.

Каждый маршрут содержит адрес конечной сети, адрес следующего маршрутизатора и стоимость передачи данных по этому маршруту. При оценке стоимости могут учитываться количество промежуточных маршрутизаторов, время, необходимое на передачу данных, наконец, просто денежная стоимость передачи данных по линии связи.

Для обеспечения требуемой связности системы, т.е. возможности обеспечения непрерывной связи между абонентами, расположенными в любых точках мира, на каждом космическом аппарате (КА) устанавливают ретрансляторы, предназначенные для связи с КА на своей орбите и на соседних орбитах.

При этом на спутниковом ретрансляторе осуществляется обработка сигналов (демодуляция и декодирование) и их коммутация. Служебные сигналы (вызов, запрос, ответ и др.) передаются через ближайший КА по фидерным линиям прямо на координирующую станцию, которая, имея информацию о всех абонентах системы и их координатах, а также данные о свободных каналах на всех КА, осуществляет прокладку маршрутов прохождения сигналов от одного абонента к другому, дает команду об их коммутации на космическом аппарате и посылает вызов вызываемому абоненту.

Если вызываемый абонент находится в зоне радиовидимости другого космического аппарата, то координирующая станция осуществляет функции наземного ретранслятора и передает сигнал в соответствии с разработанным маршрутом на соседний КА и т.д. пока сигнал не дойдет до космического аппарата, в зоне которого находится вызываемый абонент.

Если вызывающий абонент дает согласие на связь, тогда координирующая станция назначает обоим абонентам канал (или каналы при дуплексной связи) и осуществляет коммутацию, а после окончания сеанса фиксирует вид и продолжительность на предмет ее последующей оплаты и отключает каналы.

Передача сигналов в системе, как правило, осуществляется в пакетном режиме по протоколам АТМ, кроме дуплексной телефонной связи, которая осуществляется по скоммутированному на время сеанса постоянному соединению «абонент-абонент».

Передача документальной информации с рабочего места оператора по каналу станции 1 спутниковой связи осуществляется также с помощью портативного компьютера 10 и малогабаритного принтера 11.

При подключении портативного компьютера 10 к каналу станции 1 спутниковой связи и передачи по нему информации может быть получена скорость обмена файлами практически в реальном масштабе времени. При этом обеспечивается передача за одну секунду примерно половины страницы текста.

При использовании электронной почты в станции обеспечивается также режим с запоминанием, суть которого заключается в том, что поступившая информация запоминается портативным компьютером 10 и доставляется корреспонденту в заранее определенное время суток.

Двухсторонний обмен данными путем передачи и приема электронной почты и факсимильных сообщений на стоянке и в движении по каналу станции навигации 13 со скоростью группового потока до 600 бит/с осуществляется с использованием мобильного терминала данных 16.

При этом оператор станции на мобильном терминале 16 набирает сообщение, которое после установления связи с помощью станции 13 навигации по известному принципу передается на вход канала приемопередатчика 14. В приемопередатчике набранное сообщение преобразуется в радиосигналы и через антенну 15 излучается в эфир.

При обмене электронной корреспонденцией алгоритм работы следующий. Запускается почтовая программа, составляется сообщение (пишется письмо), в заголовке которого указывается адрес получателя, и отсылается сообщение почтовому серверу своего провайдера, так называемому SMTP-серверу (Simple Message Transfer Protocol – протокол передачи простых сообщений).

Когда же сообщение (письмо) приходит в адрес мобильной станции, подключенной к общей сети Интернет, то другой сервер нашего провайдера – РОР-сервер (Post Office Protocol – почтовый протокол) – принимает сообщение и хранит его на своем жестком диске до тех пор, пока оператор станции его не прочтет. Как только полученное сообщение переписано на компьютер станции, сервер стирает его у себя.

В общем случае, когда отправляется сообщение (письмо) с предлагаемой мобильной станции, почтовый сервер провайдера отправителя считывает имя домена провайдера адресата и отправляет послание на соответствующий сервер. Сервер провайдера получателя просматривает свою базу данных клиентов и, найдя соответствующую запись, отправляет письмо в его почтовый ящик.

Если сервер не может найти подходящий адрес клиента в своей базе данных, письмо отправляется обратно с пометкой «получатель не найден».

При запуске программы электронной почты и соединении с Интернет программа автоматически соединяется с почтовым сервером и загружает всю почту на компьютер станции.

С помощью Connection Server (CS) серверы WebPhone и WebPhone Gateway Xchange (WGX) могут устанавливать соединение (контакт) с другой стороной по электронной почте, IP-адресу и телефонному номеру. Сервер хранит необходимую информацию и отслеживает, что используется на данный момент.

При поступлении запроса на установление соединения по адресу электронной почты CS преобразует запрошенный адрес почты в IP-адрес и таким образом позволяет установить прямое соединение между вызывающим и вызываемым абонентами. При поступлении запроса на установления соединения по телефонному номеру CS возвращает ближайшему к получателю серверу WGX в соответствии с телефонным номером E.

164 – то есть в соответствии с кодом страны, города и АТС. Затем соединение с требуемым телефонным номером абонента устанавливается через указанный сервер WGX. Достоинством данной системы (WebPhone – это телефон на экране монитора) является то, что абонент одним щелчком мыши (при наличии микрофона) может осуществлять вызовы, организовывать конференции, переадресовывать и принимать голосовые пакеты в реальном масштабе времени.

Связь устанавливают пользователи персональных компьютеров, оснащенные средствами мультимедиа и (или) специальными программными (программно-аппаратными) средствами, которые обеспечивают ведение дуплексных телефонных переговоров, необходимый сервис и контроль, и подключенных к Internet.

Пользовательские компьютеры могут входить в состав локальной сети, иметь персональный адрес или подключаться к сети Internet с помощью модема. Оцифровка, сжатие и пакетизация аудиосигнала выполняются программно-аппаратными средствами на компьютере отправителя, а воспроизведение полученного сигнала производится с помощью звуковой платы (voice card) на машине получателя.

Второй вариант предусматривает использование специальных многофункциональных устройств, построенных на основе цифровых процессоров обработки сигналов (DSP), называемых DSP-картами. Такая карта в совокупности с персональным компьютером и соответствующим программным обеспечением образует телефонный шлюз.

Обмен электронной корреспонденцией осуществляется также с помощью портативного компьютера 10 и малогабаритного принтера 11. Тракт для обмена электронной корреспонденцией включает в себя: малогабаритный принтер 11, портативный компьютер 10, интерфейсный вход-выход по стыку RS-232 которого соединен с первым линейным входом-выходом блока 8 коммутации.

На указанный вход-выход блока 8 коммутации подключается цифровой канал, образованный станцией 1 спутниковой связи. При подключении к портативному компьютеру 10 канала спутниковой связи, в нем происходит преобразование сигнала из цифровой формы в стандартный интерфейс по стыку RS-232 и передача далее на портативный компьютер 10, в котором происходит прием, обработка принятых данных и выдача их на малогабаритный принтер 11 для печати.

Широкополосный модем своим входом-выходом по интерфейсному стыку RS-232 подключается к СОМ-порту портативного компьютера 10 или порту USB, а с каналом связи модем соединяется своим цифровым входом-выходом.

Специальное программное обеспечение использует модем для осуществления вызова провайдера при установлении соединения. При соединении с провайдером компьютер 10 пересылает ему имя и пароль пользователя. Компьютер провайдера идентифицирует пользователя и подключает его к сети [7, 8].

Поскольку на портативном компьютере 10 мобильного узла подвижной связи установлены операционная система (ОС) Microsoft Windows и Microsoft Office, то в качестве почтового клиента при обмене информацией могут быть использованы программы как Outlook, так и Outlook Express операционной системы Windows ХР [7, 8].

Двухсторонний обмен информацией на стоянке осуществляется по проводным 25 линиям связи через станции сети местной связи и телефонной сети дальней связи с использованием телефонного аппарата системы АТС 24 и блока 26 рабочего места оператора. При этом через блок 8 коммутации обеспечивается связь как по абонентским, так и по соединительным линиям от внешней автоматической телефонной станции.

Ультракоротковолновая радиосвязь с подвижными абонентами в транкинговом режиме в зоне обслуживания сети организуется с помощью базовой станции 18 подвижной радиосвязи с антенной 19, возимой 20 станции подвижной радиосвязи с антенной 21 и портативных 23 станций подвижной радиосвязи.

Обеспечение радиосвязи с подвижными абонентами осуществляется несколькими способами. Первый из них обеспечивается путем выхода с телефонного аппарата 24 станции в сеть подвижной радиосвязи, организованной с помощью автоматического коммутатора 17 каналов, базовой станции 18 транкинговой радиосвязи с антенной 19, а также с абонентами местной телефонной сети системы подвижной радиосвязи и телефонной сети внешней автоматической телефонной станции.

При этом должностное лицо или оператор станции набирают номер абонента местной телефонной сети или сети внешней АТС. При наборе номера вызывной сигнал с выхода телефонного аппарата 24 через входы-выходы блока 8 коммутации и автоматического коммутатора 17 каналов поступает на один из каналов базовой станции 18 транкинговой радиосвязи и через антенну 19 излучается в эфир.

На противоположной стороне в аналогичном узле подвижной связи через антенну 19 радиосигнал поступает в базовую станцию 18, где происходит выделение вызывного сигнала и передача его через автоматический коммутатор 17 каналов и блок 8 коммутации на телефонный аппарат 24.

Услышав сигнал вызова, оператор поднимает трубку с телефонного аппарата 24 и ведет переговоры с вызывающим абонентом. По окончании переговоров операторы кладут трубки на телефонные аппараты и происходит автоматический отбой. При этом происходит разъединение установленного тракта и станции переходят в режим приема (исходное состояние).

Второй вариант обеспечения связи через базовую станцию 18 транкинговой радиосвязи осуществляется путем организации транзита любого канала этой станции на канал станции 1 спутниковой связи для выхода удаленного абонента в сеть связи центрального офиса.

При этом тракт для ведения связи организуется следующим образом. Вход-выход канала базовой станции 18 транкинговой радиосвязи через станционный вход-выход автоматического коммутатора 17 каналов подключен к десятому канальному входу-выходу блока 8 коммутации и через второй канальный вход-выход этого блока соединен с телефонным каналом аппаратуры 5 каналообразования станции 1 спутниковой связи.

Ведение телефонной связи по составному тракту от абонента местной сети к абоненту, находящемуся на центральном пункте или в офисе, осуществляется следующим образом. Абонент местной сети подвижной радиосвязи через свою станцию путем набора номера вызываемого абонента выходит по эфиру на базовую станцию 18 транкинговой радиосвязи, которая принимает вызов и транслирует его на станцию 1 спутниковой связи.

При этом вызывной сигнал с выхода одного из каналов базовой станции 18 транкинговой радиосвязи через автоматический коммутатор 17 каналов, блок 8 коммутации и аппаратуру 5 каналообразования поступает в тракт промежуточной частоты приемопередатчика 4, где происходит преобразование поступившего сигнала в высокочастотный сигнал, который после усиления усилителем мощности приемопередатчика 4 станции спутниковой связи передается через устройство 3 разделения приема и передачи на антенную 2 систему и излучается ею в эфир.

По эфиру вызывной сигнал поступает на спутник-ретранслятор, который по номеру абонента определяет вызываемую наземную станцию спутниковой связи и транслирует ей принятый сигнал вызова абоненту. На противоположной стороне принятый наземной станцией спутниковой связи сигнал вызова передается по наземной сети связи вызываемому абоненту. Далее связь осуществляется по обычному для сети телефонной связи алгоритму.

Третий вариант обеспечения связи заключается в том, что с помощью аналогичных базовых станций 18 транкинговой радиосвязи организуется сеть связи, по которой абоненты могут связываться между собой и осуществлять выход в местную телефонную сеть системы подвижной радиосвязи, а также выход на абонентов телефонной сети внешней автоматической телефонной станции.

Возимая станция 20 подвижной связи с подключенной к ней антенной 21 и портативные станции 23 со встроенной антенной предназначены для обеспечения бесперебойной радиотелефонной связи должностным лицам станции между собой и с абонентами местной телефонной сети системы подвижной радиосвязи, а также выход на абонентов телефонной сети внешней автоматической телефонной станции. При этом осуществляется ведение радиосвязи с адресным вызовом корреспондентов в сети по известному принципу [2].

Обеспечение связи в движении при перемещении мобильного узла осуществляется с помощью возимой станции 20 подвижной связи и антенны 21, размещенной на кузове автофургона (подвижного объекта). При этом осуществляется выход в сеть подвижной связи и ведение радиосвязи с адресным вызовом корреспондентов в сети.

С помощью портативных станций 23 осуществляется также связь в движении путем выхода в сеть и обмена сообщениями.

Управление техническими средствами мобильной станции подвижной связи и контроль за их состоянием, а также за состоянием организуемых направлений связи осуществляется оператором с помощью блока 26 рабочего места и портативного компьютера 10. При этом информация о состоянии станции 1 спутниковой связи, станции 13 навигации, автоматического 17 коммутатора каналов, базовой станции 18 транкинговой радиосвязи, возимой станции 20 подвижной радиосвязи через блок 8 коммутации постоянно подается (на схеме не показано) на вход портативного компьютера 10, в котором принятая информация после обработки запоминается и периодически высвечивается на дисплее компьютера 10.

Техническая эффективность предлагаемого мобильного узла подвижной связи заключается в обеспечении возможности совместной работы между собой абонентов различных сетей подвижной связи, создаваемых разнородными средствами связи, при одновременном повышении оперативности установления соединения между ними.

Повышение оперативности достигается за счет обеспечения прямой передачи речевой и документальной информации непосредственно с рабочих мест должностных лиц как по каналам станции 1 спутниковой связи, так и по каналам сотовой радиосвязи, образованным станцией 18 транкинговой связи, возимой станцией 20 подвижной радиосвязи и портативными станциями 23.

При этом в процессе испытаний было определено, что время установления соединения сократилось с 5-6 до 1,5-2 с – при работе по каналам прямой связи и с 60-90 до 15-30 с – при работе по составным трактам, то есть в 3-4 раза по сравнению с прототипом.

Предлагаемый мобильный узел подвижной связи является многофункциональным. Он может быть использован для резервирования каналов основных сетей, обеспечения функционирования в условиях отсутствия телекоммуникационной инфраструктуры и чрезвычайных ситуациях при отсутствии доступа к основным каналам связи, наращивания возможностей в интересах подвижных абонентов за счет организации сети связи собственными радиосредствами и обеспечения сопряжения с действующими сетями связи различных министерств и ведомств с обеспечением по организованным каналам двухсторонней телефонной связи, передачи (приема) факсимильных сообщений, документальной информации и данных о местонахождении подвижных объектов в реальном масштабе времени. Все это способствует расширению функциональных возможностей предлагаемого мобильного узла подвижной связи.

Кроме того, достоинством предлагаемого мобильного узла подвижной связи является обеспечение защиты передаваемой информации от перехвата и введения в каналы связи ложной информации. Это осуществляется путем кодирования информации в процессе ее передачи и ввода в канал связи, что способствует повышению достоверности передачи (приема) информации и надежности связи.

К положительному фактору предлагаемого мобильного узла подвижной связи относится также и обеспечение качественного дуплексного общения абонентов в режиме обмена электронной корреспонденцией между аналогичными станциями.

Предлагаемый мобильный узел подвижной связи прошел опытную проверку и показал высокое качество работы. Предложение открывает новые возможности для передачи и приема речевой и документальной информации с использованием оборудования общего назначения, что упрощает и удешевляет процесс и может служить оптимальным решением при восстановлении основных сетей связи в случае их нарушения и обеспечении взаимодействия абонентов разнородных сетей подвижной связи, позволяя пользователю задействовать одни и те же каналы для передачи компьютерных данных, факсимильных сообщений и для осуществления речевой связи.

Читайте про операторов:  GSM под увеличительным стеклом —

Источники информации

1. RU, патент №2133555, кл. Н 04 В 7/185, 1999.

2. Комплекс технических средств подвижной радиосвязи Р-169. ОАО «Рязанский радиозавод».

3. Спутниковая связь и вещание: Справочник. – 3-е изд., перераб. и доп. /В.А.Бартенев, Г.В.Болотов, В.Л.Быков и др.; Под ред. Л.Я.Кантора. – М.: Радио и связь, 1997, с.419 (прототип).

4. Иванова Т.И. Абонентские терминалы и компьютерная телефония. – М.: Эко-Трендз, 1999.

5. Военные системы коммутации и телефония. Б.А.Гордиенко, В.Н.Филиппов, Л.П.Щербина /Под ред. Б.А.Гордиенко. – Л.: ВАС, 1984.

6. Семейство ЭВМ «Багет». – М.: КБ «Корунд-М», а/я 10.

7. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Изд. 6-е перераб. и доп. – М.: ИНФРА-М, 1996.

8. Егоренков А.А., Егоренкова И.М. Самоучитель работы на компьютере. Windows XP. Microsoft Office XP. – М.: Лист Нью, 2003.

Применение современных телекоммуникационных решений при организации связи в мобильных узлах

УДК 004.724.2

DOI 10.21685/2072-3059-2022-4-11

Л. В. Куц, Т. А. Говор, С. В. Качалин

ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ РЕШЕНИЙ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ СВЯЗИ В МОБИЛЬНЫХ УЗЛАХ

Аннотация.

Актуальность и цели. Объектом исследования являются мобильные узлы связи. Предметом исследования является применение современных телекоммуникационных решений в мобильных узлах связи. Цель работы – создание отказоустойчивой и надежной системы по передаче информации, обеспечивающей высокий уровень информационной безопасности за счет применения современных телекоммуникационных решений, а также использование их в совокупности.

Материалы и методы. Применен протокол BFD совместно с протоколом IS-IS для быстрого восстановления работоспособности сети после сбоя и переключения на резервный канал.

Результаты. Разработана общая схема транспортной сети мобильного узла связи. В качестве протокола маршрутизации предложено использовать протокол внутридоменной маршрутизации IS-IS совместно с протоколом выявления сбоев в канале передачи BFD для определения сбоев в канале передачи данных за кратчайшее время и переходить на другой доступный канал. Для обеспечения высокого уровня информационной безопасности предлагается применять технологию VRF (виртуальная маршрутизация) для каждого используемого канала связи, отдельно создавая виртуальный маршрутизатор для удаленного управления сетевым оборудованием.

Выводы. Описанная реализация системы связи мобильного узла позволит обеспечить высокий уровень информационной безопасности за счет применения современных телекоммуникационных решений, а также использования их в совокупности. Обеспечение резервирования каналов связи повысит надежность и безопасность предоставляемых услуг связи.

Ключевые слова: мобильный узел связи, канал передачи данных, MPLS, маршрутизация IS-IS.

L. V. Kuts, T. A. Govor, S. V. Kachalin

THE USE OF MODERN TELECOMMUNICATION SOLUTIONS IN THE ORGANIZATION OF MOBILE NODES

Abstract.

Background. The object of the study is mobile communication nodes. The subject of the research is the application of modern telecommunication solutions in mobile communication nodes. The aim of the work is to create a fault – tolerant and reliable information transmission system that provides a high level of information security through the use of modern telecommunication solutions, as well as their use in the aggregate.

© Куц Л. В., Говор Т. А., Качалин С. В., 2022. Данная статья доступна по условиям всемирной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License (http://creativecommons.Org/licenses/by/4.0/), которая дает разрешение на неограниченное использование, копирование на любые носители при условии указания авторства, источника и ссылки на лицензию Creative Commons, а также изменений, если таковые имеют место.

№ 4 (48), 2022 Технические науки. Электроника, измерительная и радиотехника

Materials and methods. The use of BGP in conjunction with the is-is Protocol for fast recovery of a network after a failure and switch to backup channel.

Results. The General scheme of a transport network of a mobile communication node is developed. As a routing Protocol, it is proposed to use the IS-IS intradomain routing Protocol together with the failure detection Protocol in the BFD transmission channel to identify failures in the data transmission channel in the shortest time and move to another available channel. To ensure a high level of information security, it is proposed to use VRF technology(virtual routing) for each communication channel used, separately creating a virtual router for remote management of network equipment.

Conclusions. The described implementation of the mobile node communication system will provide a high level of information security through the use of modern telecommunication solutions, as well as their use in combination. Provision of redundant communication channels will improve the reliability and security of communications services.

Keywords: mobile communication node, data channel, MPLS, IS-IS routing.

В настоящее время перед мобильными узлами связи (МУС) поставлены задачи по обеспечению отказоустойчивости и надежности передачи информации. Перечень возможных услуг специальной связи постоянно расширяется. В связи с переходом организационно-технических структур сетей связи специального назначения для нужд государственного управления Российской Федерации на использование цифровых сетей передачи данных меняются и требования абонентов к терминальным устройствам.

В рассмотренных современных отечественных узлах связи [1] используется, как правило, 2-3 канала связи для передачи данных. В качестве основного выступает спутниковый канал, так как позволяет обеспечивать связью из любой точки мира. В случае выхода из строя основного канала передачи данных переключение на другие каналы происходит в ручном режиме. Автоматический переход на резервные каналы не предусмотрен.

Мобильный узел связи, исходя из назначения и условий применения, должен обеспечивать:

а) оперативную организацию и предоставление всех видов услуг специальной связи;

б) возможность присоединения к любым сетям связи общего пользования, ведомственным сетям связи и сетям специальной связи, доступным в месте развертывания мобильного узла связи;

в) организацию привязки к нескольким узлам одной или различных сетей связи;

г) организацию одной или нескольких линий привязки от точек привязки присоединяемых сетей связи к месту предоставления услуг специальной связи;

д) информационную безопасность при организации и предоставлении услуг специальной связи;

е) горячее (нагруженное) резервирование и агрегацию пропускной способности привязок мобильного узла связи;

ж) гарантированное качество предоставляемых услуг специальной связи, включая обеспечение надежности и устойчивости.

В качестве единой коммуникационной основы МУС используется транспортная сеть с коммутацией пакетов [2, 3]. Организация связи мобильных узлов проводится со стационарными узлами через каналы (линии) связи, организованные с использованием ресурсов сетей связи общего пользования. Выход во внутреннюю сеть и сети специальной связи предлагается осуществлять через стационарные узлы доступа. Обобщенная схема транспортной сети мобильного узла связи представлена на рис. 1.

Основными каналами передачи данных, используемыми в сетях специальной связи, являются:

– волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС): от 1 до 10 Гбит/с на расстоянии 1 км;

– проводные xDSL линии связи: до 15,2 Мбит/с на расстоянии до 7,5 км;

– сети PDH/SDH: ограниченная скорость передачи данных 2048 кб/с на один канал потока E1;

– беспроводной канал связи посредством использования радиоэлектронных станций широкополосного беспроводного доступа (РЭС ШБД): до 40 Мбит/с на расстоянии до 50 км в прямой видимости;

– канал связи UMTS/LTE: высокая скорость передачи данных до 100 Мб/с;

– спутниковый канал связи: до 30 Мбит/с в Ка-диапазоне.

Основной задачей МУС является обеспечение бесперебойной, устойчивой связи. Поэтому необходимо использовать все доступные каналы связи на случай выхода из строя одного (нескольких) каналов связи. Следует обеспечить автоматическое переключение на резервный канал связи за время не более 1 с без перерыва текущего сеанса связи, предоставляя при этом высокое качество услуг. Такое время переключения на резервный канал критично для передачи голоса, телефонии. Резервирование каналов возможно реализовать на платформе MPLS-маршрутизатора, что позволит обеспечить высокую скорость обработки маршрутной информации. Преимуществом использования технологии MPLS является быстрое восстановление работоспособности сети после сбоя. В основе механизма отказоустойчивости в IP-сетях лежат протоколы маршрутизации. В случае выхода из строя канала связи соседние узлы обнаруживают это и отражают изменения в сетевой топологии в своих служебных сообщениях. Для некоторых видов сетевых топологий время, прошедшее между сбоем и обновлением таблиц маршрутизации на всех узлах сети, может быть уменьшено с нескольких десятков секунд до нескольких секунд при использовании специальных механизмов снижения времени сходимости [4].

В качестве протокола маршрутизации предлагается использовать протокол внутридоменной маршрутизации IS-IS совместно с протоколом выявления сбоев в канале передачи BFD, что позволит маршрутизатору определять сбои в канале передачи данных за время менее 1 с и переходить на другой доступный канал [5, 6]. Помимо этого, необходимо для каждого канала связи создать отдельные VLAN (виртуальная локальная сеть). Услуги, которые предоставляет мобильный узел связи, изолированы в отдельные виртуальные локальные сети (VLAN). Технология VLAN позволяет изолировать сети внутри одного VLANa, независимо от того, подключены ли сети к одному маршрутизатору (или коммутатору) или к разным.

С целью обеспечения высокого уровня информационной безопасности предлагается применять технологию VRF (виртуальная маршрутизация) для каждого используемого канала связи, отдельно создавая виртуальный маршрутизатор для удаленного управления сетевым оборудованием. Работа каждого канала будет изолирована и маршрутизируется внутри одного виртуального маршрутизатора.

Каждый канал связи должен быть организован в отдельном туннельном интерфейсе (например, GRE-туннеле). Основным назначением GRE-протокола является туннелирование сетевых пакетов (инкапсуляция пакетов сетевого уровня сетевой модели OSI в IP пакеты).

Одним из важных аспектов разработки современных систем связи является применение технологии качества обслуживания сети (QoS), которая предоставляет гибкий и универсальный механизм приоритезации предоставляемых услуг связи. Применение технологии QoS в системе связи узлов доступа с мобильными узлами связи позволяет обеспечить необходимый уровень качества услуг [7].

Таким образом, предлагаемая схема организации связи в мобильных узлах обеспечит высокий уровень информационной безопасности и повысит надежность предоставляемых услуг связи.

Библиографический список

1. Сериков, И. В. Аппаратные управления и телекоммуникации, полевые подвижные инфокоммуникационные комплексы, мобильные пункты доступа разработки ОАО «НПП «Рубин» / И. В. Сериков, В. Е. Кузнецов, Ю. И. Серикова // Вопросы радиоэлектроники. Сер.: СОИУ. – 2022. – Вып. 2. – С. 142-158.

2. Олифер, В. Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы : учеб. для вузов / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. – 4-е изд. – СПб. : Питер, 2022. – 944 с.

3. Таненбаум, Э. Компьютерные сети / Э. Таненбаум, Д. Уэзеролл. – 5-е изд. -СПб. : Питер, 2022. – 960 с.

4. Макаренко, С. И. Время сходимости протоколов маршрутизации при отказах в сети / С. И. Макаренко // Системы управления, связи и безопасности. – 2022. -№ 2. – С. 45-98.

5. Гольдштейн, А. Б. Технология и протоколы MPLS / А. Б. Гольдштейн, Б. С. Гольдштейн. – СПб. : БХВ – Санкт-Петербург, 2005. – 304 с.

6. Martey, A. IS-IS Network Design Solutions / A. Martey. – Indianapolis : Cisco Press, 2002. – 405 с.

7. Официальный сайт компании Cisco Systems. – URL: http://cisco.com (дата обращения: 12.02.2022).

References

1. Serikov I. V., Kuznetsov V. E., Cerikova Yu. I. Voprosy radioelektroniki. Ser.: SOIU [Issues of radio electronics. Series: SIDM]. 2022, iss. 2, pp. 142-158.

2. Olifer V. G., Olifer N. A. Komp’yuternye seti. Printsipy, tekhnologii, protokoly: ucheb. dlya vuzov [Computer networks. Principles, technologies, protocols: textbook for universities]. 4th ed. Saint-Petersburg: Piter, 2022, 944 p.

3. Tanenbaum E., Uezeroll D. Komp’yuternye seti [Computer networks]. 5th ed. Saint-Petersburg: Piter, 2022, 960 p.

4. Makarenko S. I. Sistemy upravleniya, svyazi i bezopasnosti [Systems of management, communication and security]. 2022, no. 2, pp. 45-98.

№ 4 (48), 2022 Технические науки. Электроника, измерительная и радиотехника

5. Gol’dshteyn A. B., Gol’dshteyn B. S. Tekhnologiya i protokoly MPLS [MPLS technology and protocols]. Saint-Petersburg: BKhV – Sankt-Peterburg, 2005, 304 p.

6. Martey A. IS-IS Network Design Solutions. Indianapolis: Cisco Press, 2002, 405 p.

7. Ofitsial’nyy sayt kompanii Cisco Systems [Official site of Sisco Systems]. Available at: http://cisco.com (accessed Febr. 12, 2022).

Куц Леонид Валентинович

кандидат технических наук, инженер-программист, Научно-производственное предприятие «Рубин» (Россия, г. Пенза, ул. Байдукова, 2)

E-mail: kuts_leonid@mail.ru

Говор Тарас Александрович начальник отдела, Научно-производственное предприятие «Рубин» (Россия, г. Пенза, ул. Байдукова, 2)

E-mail: govortaras@gmail.com

Kuts Leonid Valentinovich Candidate of engineering sciences, engineer-programmer, Research and Production Enterprise «Rubin» (2 Baydukova street, Penza, Russia)

Govor Taras Aleksandrovich Head of department, Research and Production Enterprise «Rubin» (2 Baydukova street, Penza, Russia)

Качалин Сергей Викторович

кандидат технических наук, заместитель начальника отделения, Научно-производственное предприятие «Рубин» (Россия, г. Пенза, ул. Байдукова, 2)

Kachalin Sergey Viktorovich

Candidate of engineering sciences, deputy head of department, Research and Production Enterprise «Rubin» (2 Baydukova street, Penza, Russia)

E-mail: s.kachalin@gmail.com

УДК 004.724.2 Куц, Л. В.

Применение современных телекоммуникационных решений при организации связи в мобильных узлах / Л. В. Куц, Т. А. Говор, С. В. Качалин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2022. – № 4 (48). – С. 118-123. – Б01 10.21685/2072-3059-20224-11.

Формула изобретения

1. Мобильный узел подвижной связи, содержащий абонентскую станцию спутниковой связи, состоящую из антенной системы, устройства разделения трактов приема и передачи, приемопередатчика, аппаратуры каналообразования, блока управления режимами работы элементов абонентской станции спутниковой связи и системы наведения антенной системы, при этом вход-выход антенной системы соединен с входом-выходом устройства разделения трактов приема и передачи, выход которого соединен со входом высокочастотной части приемопередатчика, выход тракта промежуточной частоты которого соединен с линейным входом аппаратуры каналообразования, линейный выход которой соединен со входом тракта промежуточной частоты приемопередатчика, выход высокочастотной части которого соединен со входом устройства разделения трактов приема и передачи, управляющий вход-выход аппаратуры каналообразования соединен с первым управляющим входом-выходом блока управления режимами работы элементов абонентской станции спутниковой связи, второй управляющий вход-выход которого соединен с первым входом-выходом системы наведения антенной системы, второй вход-выход которой подключен к управляющему входу-выходу антенной системы, отличающийся тем, что в него введены блок коммутации, маршрутизатор, портативный компьютер, малогабаритный принтер, факсимильный аппарат, станция навигации, состоящая из приемопередатчика, антенны и мобильного терминала данных, а также автоматический коммутатор каналов, базовая станция транкинговой радиосвязи с антенной, возимая станция подвижной радиосвязи с антенной, абонентская линия телефонной связи, n портативных станций подвижной радиосвязи, телефонный аппарат системы АТС, проводные линии связи и блок рабочего места оператора, причем первый канальный вход-выход аппаратуры каналообразования по факсимильному стыку соединен с первым канальным входом-выходом блока коммутации, второй канальный вход-выход которого соединен по телефонному стыку со вторым канальным входом-выходом аппаратуры каналообразования, третий и четвертый канальные входы-выходы которой подключены по стыкам ISDN и RS-232 соответственно к третьему и четвертому канальным входам-выходам блока коммутации, первый и второй входы-выходы по стыку Ethernet, третий и четвертый входы-выходы по стыкам ISDN и RS-232C маршрутизатора подключены соответственно к пятому, шестому, седьмому и восьмому канальным входам-выходам блока коммутации, девятый канальный вход-выход которого по стыку RS-232 соединен с первым входом-выходом приемопередатчика станции навигации, высокочастотная часть которого соединена с антенной, а ко второму входу-выходу приемопередатчика подключен вход-выход мобильного терминала данных, десятый канальный вход-выход блока коммутации соединен со станционным входом-выходом автоматического коммутатора каналов, первый линейный вход-выход блока коммутации соединен с первым входом-выходом портативного компьютера с возможностью коммутации этого входа-выхода компьютера на вход-выход маршрутизатора по стыку RS-232, второй, третий, четвертый, пятый и шестой линейные входы-выходы блока коммутации подключены соответственно к входу-выходу факсимильного аппарата, входу-выходу абонентской линии телефонной связи, линейному входу-выходу телефонного аппарата системы АТС, входам-выходам проводных линий связи и линейному входу-выходу блока рабочего места оператора, вход-выход разговорных приборов которого поочередно, по мере необходимости, соединяется с соответствующим входом-выходом портативного компьютера, мобильного терминала данных станции навигации, базовой станции транкинговой радиосвязи и возимой станции подвижной радиосвязи, первый, второй, третий и четвертый канальные входы-выходы автоматического коммутатора каналов подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам-выходам каналов базовой станции транкинговой радиосвязи, портативные станции подвижной радиосвязи соединяются между собой по эфиру через антенны базовой станции транкинговой радиосвязи или возимой станции подвижной радиосвязи автоматически, а также вручную через оператора блока рабочего места.

2. Мобильный узел по п.1, отличающийся тем, что для обеспечения полнодоступного включения каналов и линий связи блок коммутации мобильного узла подвижной связи содержит блок ввода каналов, блок коммутационного поля, блок шнуропар и блок ввода линий, причем первый, второй, третий и четвертый канальные входы-выходы по соответствующим факсимильному, телефонному, ISDN и RS-232 стыкам аппаратуры каналообразования, первый и второй входы-выходы по стыку Ethernet, третий и четвертый входы-выходы по стыкам ISDN и RS-232C маршрутизатора, канальный вход-выход приемопередатчика станции навигации и станционный вход-выход автоматического коммутатора каналов через блок ввода каналов блока коммутации соединены с соответствующими коммутационными гнездами станционной стороны блока коммутационного поля, которые посредством шнуропар блока шнуропар соединены с коммутационными гнездами линейной стороны блока коммутационного поля, которые соединены со станционными входами-выходами блока ввода линий, первые, вторые, третьи, четвертые, пятые и шестые линейные входы-выходы которого подключены соответственно к первому входу-выходу портативного компьютера, входу-выходу факсимильного аппарата, входу-выходу абонентской линии телефонной связи, линейному входу-выходу телефонного аппарата системы АТС, входу-выходу проводных линий связи и входу-выходу блока рабочего места оператора, при этом первые, вторые, третьи, четвертые, пятые, шестые, седьмые, восьмые, девятые и десятые входы-выходы блока ввода каналов являются соответствующими канальными входами-выходами блока коммутации, первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым линейными входами-выходами которого являются соответственно первые, вторые, третьи, четвертые, пятые и шестые входы-выходы блока ввода линий.

3. Мобильный узел по п.1, отличающийся тем, что портативный компьютер содержит системный блок, состоящий из материнской платы, на которой размещены микропроцессор, системная магистраль, оперативное запоминающее устройство, перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство и контроллер клавиатуры, адаптера монитора, адаптера портов, контроллера дисков, контроллера дополнительных устройств, вход-выход которого соединен с входом-выходом встроенного в системный блок модема, жесткого магнитного диска, дисковода для подключения гибкого магнитного диска, системное программное обеспечение и прикладное программное обеспечение, поставляемое на накопителе на жестком магнитном диске, а также содержит дисплей с плазменным экраном и стандартную клавиатуру, причем входы-выходы центрального процессора через системную магистраль соединены с входами-выходами оперативного запоминающего устройства, перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства, адаптера монитора, адаптера портов, контроллера дисков, контроллера клавиатуры и контроллера дополнительных устройств, вторые входы-выходы адаптера монитора соединены с входами-выходами дисплея с плазменным экраном, вторые входы-выходы адаптера портов соединены с входами-выходами малогабаритного принтера, вторые входы-выходы контроллера дисков подключены к соответствующим входам-выходам дисковода и жесткого магнитного диска, вторые входы-выходы контроллера клавиатуры соединены с входами-выходами клавиатуры.

4. Мобильный узел по п.1, отличающийся тем, что, для обеспечения возможности работы мобильного узла подвижной связи в движении и быстрой доставки его к местам использования, его оборудование и аппаратура размещены в цельнометаллическом кузове на шасси автомобиля малой грузоподъемности, при этом основное оборудование и аппаратура узла расположены в кузове, а антенная система станции спутниковой связи, антенна станции навигации, антенна базовой станции транкинговой радиосвязи и антенна возимой станции подвижной радиосвязи размещены на крыше автомобиля.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Adblock
detector