Спутник связи

Земля

Земная станция

35 838 км

Геостационарная орбита

Рис. 4.21. Спутниковая система связи

Такое расположение спутника обладает рядом достоинств:

• не возникает проблем, связанных с эффектом Доплера, то есть с изменением частоты, вызванным движением спутника относительно антенны земной станции;

• простота наведения антенны на спутник;

• с высоты 36 тыс. км спутник «видит» примерно четверть Земли, то есть трёх спутников достаточно, чтобы охватить все самые заселённые регионы.

В тоже время с использованием геостационарных спутников связаны следующие проблемы:

• с высоты 36 тыс. км сигнал сильно ослабевает;

• полярные регионы недоступны;

• задержка распространения сигнала весьма существенна.

Задержка распространения сигнала между двумя находящимися точно под геостационарным спутником терминалами составит:

T = 2 x 35 838 км : 300 000 км/с = 0,24 с ,

то есть прохождение сигнала в оба конца составит примерно 0,5 с.

Решить эти проблемы помогают спутники, находящиеся на более низких орбитах:

• низкоорбитальные – 320 – 1100 км;

• среднеорбитальные – 8000 – 12000 км.

Канал связи. Понятие «линия связи» близко к понятию «канал связи». В тех случаях, когда по линии связи передается один сигнал, эти поня­тия совпадают. По современным линиям связи, как правило, передаются одновременно и независимо друг oт друга десятки, сотни, тысячи и более сигналов. Каждый сигнал передается по своему каналу. Образование каналов для передачи отдельных сигналов электросвязи по одной линии связи называется разделе­нием каналов. Операция разделения каналов основана на при­своении каждому передаваемому сигналу индивидуального при­знака. Известны разные методы разделения каналов, но наиболее широко применяется метод частотного разделения ка­налов (ЧРК) и временного разделения каналов  (ВРК). При использовании метода ЧРК каждому передаваемому сигналу отводится строго индивидуальная полоса частот. Известно, что сигналы электросвязи, соответствующие однородным сообщениям, имеют одинаковую ширину спектра. С помощью специальных устройств (преобразователь частоты) сигнал одной полосы частот переносится без информационного изме­нения в заданный диапазон частот. Принцип переноса полос частот поясняется на рис. 4.22.

Рис. 4.22. Принцип переноса полос частот при ЧРК

Полосы частот, занимаемых каждым сигналом после переноса, должны находиться в пределах частотного диапазона используемой линии передачи.

В основу метода ВРК положен принцип поочередной поэлемент­ной передачи нескольких сигналов по одной линии связи. Вначале по линии передаются первые элементы первого сигнала, затем вто­рого и так до последнего n-го сигнала. Далее передаются вторые элементы снова от первого до n-го сигнала.

Подобная операция повторяется цикл за циклом до тех пор, пока не будут переданы последние элементы всех п сигналов. В итоге получается, что каждый сигнал передается в строго определенные интервалы вре­мени, то есть по своему временному каналу. В данном случае всего п временных каналов (см. рис. 4.6).

На приемной стороне элементы каждого сиг­нала выделяются, объединяются и по ним восстанавливаются копии исходных сигналов. Последовательность передачи сигналов по ли­нии предполагает определенную задержку в передаче отдельных элементов сигналов. Однако задержка не должна ощущаться при приеме сообщений.

Совокупность физических цепей (одной или двух пар прово­дов) линейных трактов однотипных или разнотипных систем пе­редачи, имеющих общие среду распространения, линейные соору­жения и устройства их обслуживания, называется линией пе­редачи.

Протоколы обмена информацией.

При обмене данными между компьютерами, терминалами и другими устройствами обработки данных могут использоваться сложные процедуры. Для этого нужно решить задачу организации физического пути между двумя компьютерами. Они могут быть соединены напрямую или через коммуникационную сеть, но для их информационного взаимодействия необходимы следующие условия:

• сеть должна идентифицировать подключаемый компьютер;

• управляющая программа на принимающей системе готова к приёму и сохранению файла для данного пользователя;

• форматы файлов, используемых каждой из систем, необходимо преобразовать для их совместимости.

Соглашение для успешного взаимодействия двух систем называется протоколом, который может определить набор правил обмена данными между ними.

Протокол объединяет следующие ключевые элементы:

• синтаксис – форматы данных, уровни сигналов и пр.;

• семантика – управляющая информация, служащая для координации и обработки ошибок;

• синхронизация – согласование скорости и порядка передачи данных.

Количество и разнообразие протоколов очень велики, так, в качестве примера, на рис. 4.23 приведены протоколы стека TCP | IP:

MIME

BGP

FTP

HTTP

SMTP

TELNET

SNMP

ICMP

IGMP

OSPF

RSVP

TCP

IP

UDP

Рис. 2.21. Некоторые протоколы стека TPC/IP

• BGP – Border Gateway Protocol (протокол граничного шлюза);

• FTP – File Transfer Protocol (протокол передачи файлов);

• HTTP – HyperText Transfer Protocol (протокол передачи гипертекста);

• ICMP – Internet Control Message Protocol (протокол управляющих сообщений Интернета);

• IGM – Internet Group Management Protocol (межсетевой протокол управления группами);

• IP – Internet Protocol (протокол Интернета);

• MIME – Multipurpose Internet Mail Extension (многоцелевые расширения почты Интернета);

• OSPF – Open Shortest Path First (первоочередное открытие кратчайших маршрутов);

• RRSVP – Resource ReSerVation Protocol (протокол резервирования ресурсов);

• SMTP – Simple Mail Transfer Protocol (простой протокол передачи почты);

• SNMP – Simple Network Management Protocol (простой протокол сетевого администрирования);

• TCP – Transmission Control Protocol (протокол управления передачей);

• UDP – User Datagram Protocol (протокол пользовательских дейтаграмм).