- Глобалстар – 48 низкоорбит. Спутников (тел. связь)
- Iridium – 66 спутников – всемирный оператор спутн. связи
- Глонасс – 24 спутника
Достоинства и недостатки низкоорбитальных спутников противоположны соответствующим качествам геостационарных спутников. Главное их достоинство — близость к Земле, а значит, пониженная мощность передатчиков, малые размеры антенн и небольшое время распространения сигнала (около 20-25 мс). Кроме того, их легче запускать. Основной недостаток — малая площадь покрытия, диаметр которой составляет всего около 8000 км. Период оборота такого спутника вокруг Земли составляет 1,5-2 часа, а время видимости спутника наземной станцией — всего 20 минут. Это значит, что постоянная связь с помощью низкоорбитальных спутников может быть обеспечена, только когда на орбите находится достаточно большое их количество. Кроме того, атмосферное трение снижает срок службы таких спутников до 8-10 лет.
Если основным назначением геостационарных спутников является широковещание и дальняя связь, то низкоорбитальные спутники рассматриваются как важное средство поддержания мобильной связи.
ИК излучение – электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным видимым концом света(0,74 мкм) и микроволновым излучением(1-2 мм).
Сейчас весь диапазон ИК излучения делят на три составл.:
- коротковолновая область: λ = 0,74—2,5 мкм;
- средневолновая область: λ = 2,5—50 мкм;
- длинноволновая область: λ = 50—2000 мкм;
Последнее время длинноволновую окраину этого диапазона выделяют в отдельный, независимый диапазон электромагнитных волн — терагерцовое излучение (субмиллиметровое излучение).
ИК излучение не требует соединительных проводов, т.к. использует для связи ИК излучение
Скорость передачи данных по ИК каналу обычно не превышает 5-10 Мбит/с, но при использовании ИК лазеров м.б. достигнута скорость 150 Мбит/с
Обеспечивает рабочую дальность от 300 м
Секретность передаваемой информации не достигается
В основном используется для связи компа с периферийным устройством
ИК каналы делятся на 2 группы:
Каналы прямой видимости. Связь осуществляется на лучах, идущих непосредственно от передатчика к приёмнику. При этом связь возможна только при отсутствии препятствий. Протяжённость канала прямой видимости может достигать несколько км
Каналы на рассеянном излучении. Работают на сигналах, отражающихся от стен, потолка, пола и др. препятствий. Препятствия в данном случае не страшны, но связь должна осуществляться в пределах одного помещения.
Достоинства:
- нечувствительность к электромагнитным помехам
- отсутствие необходимости получать разрешения на использование радиочастоты
- быстрый и простой монтаж
Недостатки:
- плохая огибаемость препятствий
- затруднена работа в условиях сильной запылённости воздуха
- сравнительно высокая стоимость
- зависимость от погодных условий и загрязнения оптики
Мобильная радиосвязь — это радиосвязь между абонентами, местоположение которых может меняться.
Структура организации связи:
МС — БС ЦК БС — МС
МС – мобильные станции
БС – базовые станции
ЦК – центр коммутации и управления
Классификация систем мобильной радиосвязи (СМРС)
Наземные
системы персонального радиовызова (СПРВ)
сотовые СМРС (предоставляют доступ к территориальному ресурсу)
системы с радиальной архитектурой (станции абонентов и центральная станция — коммутатор и комплект приемопередатчиков с круговой диаграммой направленности)
системы с радиально-зоновой архитектурой, транкинговая система мобильной радиосвязи (используют ретрансляторы, система автоматически выбирает лучший)
зоновые СМРС (фиксированный канал через ретранслятор)
Спутниковые
геостационарные (спутник находится на геостационарной орбите, высота около 36 тыс. км)
среднеорбитальные
низкоорбитальные
высокоэллиптические (работа спутника осуществляется при его нахождении в апогее)
Классификация систем мобильной радиосвязи в зависимости от назначения, объёма предоставляемых услуг и размеров зоны обслуживания:
- системы персонального радиовызова
- сотовые системы мобильной радиосвязи
- транкинговая система мобильной радиосвязи
- зоновые системы мобильной радиосвязи
Системы персонального радиовызова (Paging system, пейджинг) обеспечивают одностороннюю передачу информацию в пределах обслуживаемой зоны. Передаваемое сообщение поступает на пейджер пользователя, извещая его о необходимости предпринять то или иное действие или просто информируя его о тех или иных текущих событиях. Это наиболее дешёвый вид мобильной связи. Твейджинг – это двухсторонний пейджинг. В отличие от пейджинга есть возможность подтверждения получения сообщения и даже ведение некого подобия диалога.
По принципу построения системы персонального радиовызова делятся на:
- системы с выделенным радиоканалом, т.е. использующие для передачи информации отдельные радиочастоты – классическое пейджинговое решение
- совмещённые системы, реализуемые на основе применения каналов вещания УКВ ЧМ(FM).
Используется технология RDS (RadioDataSystem – система передачи радиоданных), предназначенная для доп. информации со скоростью 1187,5 бит/с на частоте 57 кГц в диапазоне 87,5 – 108 МГц.
Достоинства:
- невысокая стоимость услуги;
- отсутствует необходимость в немедленной реакции на вызов;
- более того, безопасны для здоровья из-за отсутствия передающего устройства;
- эффективное использование частотных ресурсов дает возможность обслужить большое число клиентов, используя радиоканал с узкой полосой, что весьма важно для провайдеров.
Классификация систем мобильной радиосвязи в зависимости от назначения, объёма предоставляемых услуг и размеров зоны обслуживания:
- системы персонального радиовызова
- сотовые системы мобильной радиосвязи
- транкинговая система мобильной радиосвязи
- зоновые системы мобильной радиосвязи
Сотовая связь, сеть подвижной связи — один из видов мобильной радиосвязи, в основе которого лежит сотовая сеть.
Ключевая особенность заключается в том, что общая зона покрытия делится на ячейки (соты), определяющиеся зонами покрытия отдельных базовых станций (БС).
Соты частично перекрываются и вместе образуют сеть. На идеальной (ровной и без застройки) поверхности зона покрытия одной БС представляет собой круг, поэтому составленная из них сеть имеет вид сот с шестиугольными ячейками (сотами).
Сеть составляют разнесённые в пространстве приёмопередатчики, работающие в одном и том же частотном диапазоне, и коммутирующее оборудование, позволяющее определять текущее местоположение подвижных абонентов и обеспечивать непрерывность связи.
Основные составляющие сотовой сети — это сотовые телефоны и базовые станции, которые обычно располагают на крышах зданий и вышках.
Будучи включённым, сотовый телефон прослушивает эфир, находя сигнал базовой станции. После этого телефон посылает станции свой уникальный идентификационный код. Телефон и станция поддерживают постоянный радиоконтакт, периодически обмениваясь пакетами.
Связь телефона со станцией может идти по аналоговому протоколу (AMPS, NAMPS, NMT-450) или по цифровому (DAMPS, CDMA, GSM, UMTS). Если телефон выходит из поля действия базовой станции (или качество радиосигнала сервисной соты ухудшается), он налаживает связь с другой (англ. handover).
Транкинговая радиосвязь (от trunk– ствол)— система двусторонней подвижной радиосвязи, которая использует диапазон ультракоротких волн.
Транкинговая радиосвязь (от trunk – ствол) – отражает то обстоятельство, что «ствол связи» содержит несколько каналов, причем жесткого закрепления каналов за пользователями нет.
Цель такой системы–при ограниченном частотном диапазоне обслужить максимальное кол-во пользователей.
Особенности:
- наличие приоритетности
- скорость соединения больше, чем в сотовой связи
- отсутствие выхода в общую телефонную сеть
- преимущественная передача данных, чаще всего используется полудуплексная передача
=>растет оперативность связи при уменьшенной цене
Протоколы транкинга:
аналоговый MPT-1327(используется несколько частотных поддиапазонов в пределах 80-800 МГц с выделение каналов шириной 12,5 кГц)
TETRA – применяется метод TDMA с несколькими слотами на каждый из несущих.
Чем меньше частота, тем больше охватываемая зона, но меньше число каналов
В структуре системы транкинговая связь использует:
- BS – базовые станции (обслуживает 1 зону, имеет несколько несущих частот)
- DXT – центры коммутации
При этом, транкинговая радиосвязь поддерживает:
- осуществление моментальной связи (0,2-0,5 сек) внутри группы абонентов, которая может быть задана заранее;
- возможность перераспределения участников групп во время сеанса связи;
- систему приоритетов вызовов (мобильный оператор не делает различий между абонентами);
- сохранение связи даже при выходе из строя базовой станции;
- передачу широковещательного сигнала абонентам сети;
- возможность быстро переконфигурировать сеть.
Цифровые стандарты транкинговой радиосвязи пока не получили такого широкого распространения в связи с более высокой стоимостью оборудования.
Методы доступа к среде передачи бывают конфликтные (состязательные) и неконфликтные. Конфликтные методы доступа предполагают возможность коллизии (collision – столкновение), т.е. одновременной передачи по одной линии двумя и более компьютерами.
Конфликтные методы доступа:
- CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)
- CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect)
Неконфликтные методы доступа:
- метод доступа с маркером
- метод доступа по приоритету
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) — множественный доступ (МА) с прослушиванием несущей и обнаружением коллизий (CS). Это — полудуплексная архитектура, что означает возможность передавать информацию в тот или иной момент времени только для одной станции.
Начинать передачу имеет право любой компьютер сети (Multiple Access, MA), но перед началом передачи компьютер должен проверить, свободна ли линия (измерить напряжение). Компьютер начавший передачу контролирует её до конца передачи. В случае изменения сигнала обнаруживается коллизия(Collision Detect, CD), после этого передача прекращается и запускается аварийный сигнал. Метод применяется в сетях с логической общей шиной.
Этапы доступа к среде:
Все данные передаваемые по сети, помещаются в кадры определённой структуры и снабжаются уникальным адресом станции назначения.
Чтобы получить возможность передавать кадр станция должна убедиться, что разделяемая среда свободна. Это достигается прослушиванием основной гармоники сигнала, которая также называется несущей частотой (carriersense, CS). Признак незанятости – отсутствие несущей частоты.
Если среда свободна, то узел имеет право начать передачу кадра.
Кадр данных всегда сопровождается преамбулой (preamble), которая состоит из семи байт и нужна для оповещения о входе.
После завершения передачи все узлы должны выждать технологическую паузу. Случайная пауза выбирается по алгоритму ПАУЗА=L*(ИНТЕРВАЛ ОТСРОЧКИ), где интервал отсрочки равен 512 битовым интервалам. Битовый интервал обозначается bt и соответствует времени между появлениями двух последовательных бит на данном кабеле. L – целое число, выбранное с равной вероятностью из диапазона от 0 до 2 в степени N, где N – номер повторной попытки передачи данного кадра: 1,2,…,10. После десятой попытки интервал из которого выбирается пауза не увеличивается. Т.о. случайная пауза может принимать значения от 0 до 52,4 мс. Если 16 последовательных попыток передачи кадра вызывают коллизию, то передатчик должен прекратить попытки и отбросить этот кадр.
34. CSMA/CA
CSMA/CA (CarrierSenseMultipleAccess/CollisionAvoidance) — множественный доступ (MA) с прослушиванием несущей(CS) и избеганием коллизий(CA).
Каждый компьютер перед передачей данных в сеть сигнализирует о своём намерении, поэтому остальные компьютеры узнают о готовящейся передаче и могут избежать коллизий. Однако широковещательное оповещение увеличивает общий трафик сети и уменьшает её пропускную способность (CSMA/CA медленнее CSMA/CD).
Общий недостаток конфликтных методов доступа – неопределённое время прохождения кадра, резко увеличивающееся при возрастании интенсивности сетевого трафика.
Достоинства конфликтных методов доступа:
- простота реализации
- все сетевые узлы передают и принимают сигналы в одной полосе частот
- имеется один канал для передачи всех данных
Недостатки конфликтных методов доступа:
- только один узел может передавать данные в отдельный момент времени
- узел может либо передавать либо принимать данные (работать в полудуплексном режиме)