9. Укв радиосвязь

Радиоволны УКВ- диапазона распространяются на небольшие расстояния, практически в пределах прямой видимости. Поэтому их использование для целей связи с транспортными средствами и контроля над их движением возможно только для местной связи. Даже при поднятии базовой радиостанции на высокую башню радиус связи не превышает 50 км.

Можно несколько увеличить дальность связи, используя ретрансляторы на таких же башнях. Однако нужно иметь в виду, что строительство каждой такой башни высотой порядка 70 метров и оборудование её необходимой аппаратурой потребует свыше 50 тысяч долларов.

При применении простых базовых УКВ- радиостанций или ретрансляторов невозможна связь нескольких машин и абонентов одновременно. Такая система может работать только для очень ограниченного числа пользователей.

В то же время использование УКВ- радиостанций для локальной связи имеет некоторые преимущества. Это относительно невысокая стоимость аппаратуры и фактически бесплатный трафик.

5.1.10. Транковая связь

Транковая связь представляет собой систему, построенную на сети базовых станций - ретрансляторов, объединённых в единую логическую структуру. Однако это производственная связь, и она имеет ряд ограничений.

Прежде всего, это ограничение по площади. Здесь не ставится задача охватить всю территорию страны, а лишь территорию данного производственного комплекса или нескольких комплексов, или некоторого района, в котором необходима связь с подвижными объектами. Кроме того, имеется ряд ограничений по возможностям выхода во внешние сети связи, по продолжительности переговоров. Разным абонентам устанавливаются разные приоритеты. Иногда это связь не дуплексная, а симплексная и т.д.

Транковая связь несколько дешевле сотовой и может использоваться автоперевозчиками, осуществляющими местные перевозки.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое спутниковое позиционирование?

2. На какие классы подразделяются используемые системы подвижной связи?

3. Что такое роуминг? Его виды.

4. Какова основная идея, на которой базируется система сотовой связи?

5. Каков алгоритм функционирования систем сотовой связи?

6. Что подразумевается под «временным уплотнением каналов»?

7. Что входит в состав сетей сотовой связи?

8. Чем принципиально отличается стандарт сотовой связи 3-го поколенья от 2-го?

5.2. Системы спутниковой связи

5.2.1. Структура и типы систем спутниковой связи

Возможность эффективного построения наземных сотовых систем существует далеко не везде, и альтернативным вариантом — особенно для предоставления телекоммуникационных услуг в труднодоступных и малонаселенных районах — является применение спутниковых систем персональной связи (ССПС). Идея построения ССПС состоит в использовании методов сотовой связи, но с размещением ретрансляторов базовых станций в космическом пространстве. В результате зона обслуживания одной станции многократно увеличивается, и появляется возможность создания на базе искусственных спутников Земли (ИСЗ) глобальной системы, обеспечивающей пользователя связью в любой точке планеты. Сочетание наземных и спутниковых систем персональной связи и их интеграция обеспечат возможность приема и передачи речи, данных и факсимильных сообщений в любом регионе Земли с приемлемым уровнем цен на предоставляемые услуги.

В зависимости от предоставляемых услуг спутниковые системы связи можно разделить на три класса:

• Системы пакетной передачи информации (телекс, факс…). Скорость передачи до сотен килобайт в секунду.

• Системы речевой связи. В таких системах задержка сигнала не должна превышать 0,3 с. Частота работы более 1,5 ГГц.

• Системы для определения координат. GPS- навигатор.

В зависимости от высоты орбиты спутники подразделяются:

• низкоорбитальные (700-1500 км).

• средневысокие (5000-15000 км).

• геостационарные (36000 км).

В состав любой спутниковой системы связи входят следующие составляющие:

• Космический сегмент, состоящий из нескольких спутников-ретрансляторов;

• Наземный сегмент, состоящий из центра управления системой, центра запуска космических аппаратов (КА), командно-измерительных станций, центра управления связью и шлюзовых станций;

• Пользовательский (абонентский) сегмент, осуществляющий связь при помощи персональных спутниковых терминалов;

• Наземные сети связи, с которыми через интерфейс связи сопрягают шлюзовые станции космической связи.

Быстрое развитие спутниковых систем связи потребовало разработки и принятия ряда международных конвенций, соглашений и норм.

Наземный сегмент

Центр управления системой осуществляет слежение за КА, расчет их координат, сверку и коррекцию времени, диагностику работоспособности бортовой аппаратуры, передачу служебной (командной) информации и т.д. Для управления космической группировкой в различных режимах работы КА используют как штатные каналы связи (с учетом перекрестной спутниковой связи), так и отдельные, территориально разнесенные командно-измерительные станции. Благодаря этому центр управления системой позволяет обеспечить с достаточно высокой оперативностью:

• Контроль запуска и точность вывода КА на заданную орбиту;

• Контроль состояния каждого КА;

• Контроль и управление орбитой отдельного КА;

• Контроль и управление КА в нештатных режимах работы;

• Вывод КА из состава орбитальной группировки.

Управление космической группировкой осуществляется специалистами группы управления и анализа. Передачу служебной информации на КА осуществляют через территориально-разнесенные основные и резервные станции командно-измерительной системы

Центр запуска КА определяет программу запуска, осуществляет сборку ракеты-носителя, ее проверку, а также установку полезной нагрузки (КА) и проведение предстартовых проверок и испытаний. После запуска ракеты-носителя производят траекторные измерения на активном участке полета, которые транслируются в центр управления системой, где для формирования промежуточной орбиты корректируются расчетные траекторные данные. Последующее управление КА осуществляется центром управления системой при помощи командно-измерительных станций по следующей программе:

• Разворачиваются солнечные батареи КА;

• Производится кратковременное включение корректирующих двигателей для перевода КА на основную орбиту;

• Снимается телеметрическая информация для контроля состояния бортового оборудования КА.

Центр управления связью планирует использование ресурса спутника, координируя эту операцию с центром управления системой. Центр управления связью осуществляет анализ и контроль связи, а также управление через национальные шлюзовые станции.

В штатных условиях работы орбитальной спутниковой группировки связь с шлюзовыми станциями и пользовательскими терминалами осуществляется автономно. В нештатных ситуациях (в случае вывода отдельного КА из группировки или при выходе из строя элементов шлюзовой станции) центр управления связью переходит в режим поддержания связи с повышенной нагрузкой, а в особых случаях предусматривается также возможность реконфигурирования сети.

Шлюзовая станция (шлюз) состоит из нескольких приемопередающих комплексов (обычно не менее трех), в каждом из которых имеется следящая параболическая антенна.

Для управления большим потоком информации в составе шлюзовой станции имеются очень быстродействующие ЭВМ, в которых имеется банк данных персональных терминалов. Шлюзовые станции в своем составе имеют коммутационное оборудование (интерфейсы связи) для соединения с различными наземными системами связи. Основной задачей любой шлюзовой станции является организация телефонной связи, передача факсимильных сообщений, а также данных больших объемов.

Пользовательский сегмент

Системы персональной спутниковой связи предназначены для предоставления следующих видов услуг:

• Связь абонентов, имеющих персональные спутниковые терминалы, между собой;

• Дуплексная связь абонентов, имеющих персональные спутниковые терминалы, с абонентами телефонной сети общего назначения, пейджинговых и сотовых сетей, а также частных каналов связи, если указанные сети подключены к интерфейсам связи шлюзовых станций;

• Определение местоположения (координат) абонентов СПСС.

Для организации спутниковой связи применяют переносные персональные спутниковые терминалы (весом около 700 г) и мобильные терминалы (весом около 2,5 кг) Данные терминалы способны устанавливать связь между абонентами за 2 с, как и в системе сотовой связи. В настоящее время многие фирмы предлагают пользователям следующие типы спутниковых терминалов:

• Портативные терминалы (спутниковый телефон);

• Переносные персональные терминалы;

• Мобильные терминалы для автотранспортных, авиа- и морских средств;

• Малогабаритные пейджинговые терминалы;

• Терминалы для коллективного пользования.

Для спутниковых систем выделены следующие полосы частот: L-1.452-1.5 и 1.61-1.71ГГц; S - 1,93-2,70 ГГц; С - 3,40-5,25 и 5,725-7,075 ГГц; Ku - 10.70-12.75 и 12.75-14.80 ГГц; Ка - 14,40-26,5 и 27-50,2 ГГц и К 84-86 ГГц.