6.5.3. Спутниковые системы связи
Спутниковые системы передачи информации – бурно развивающееся направление в области телекоммуникационных технологий [125, 128, 130]. Наиболее известные международные организации спутниковой связи – Intelsat, Eutelsat, «Интерспутник». В настоящее время функционирует около 300 спутников-ретрансляторов: «Космос», «Молния», «Гонец», Globastar, Orbcomm, Teledesic и др. В отличие от радиорелейного трафика стоимость спутникового канала не зависит от расстояния. Другие достоинства – глобальность территориального покрытия, высокая оперативность организации связи. Спутниковые ретрансляторы используются также в сети Internet и в IP-телефонии. Для передачи энергетической информации могут применяться фиксированная и мобильная спутниковые службы, работающие в диапазонах L (1,5/1,6 ГГц), С (4/6 ГГц) и Ku (11/14 ГГц).
Среди спутниковых систем для удаленного доступа выбирают один из двух вариантов передачи информации: single-hop (одиночный переход) или double-hop (двойной переход). В первом варианте данные передаются по выделенным линиям на наземную мастер-станцию, которая излучает данные на спутник, который отражает их на главное или удаленные места. Расходы могут быть высоки, если входящие и выходящие каналы приобретаются в собственность, а вся ширина полосы частот каналов не используется. При втором варианте используется сеть «терминалов с очень маленькой апертурой» (VSAT), которая обеспечивает связь большого числа удаленных мест с центральным пунктом (центром) с использованием распределенного доступа. Аппаратура VSAT непосредственно соединена с мастер– или удаленной станцией и излучает данные на спутник-ретранслятор.
В телеметрии нашла применение система Globalstar, особенностью которой является наличие удаленного доступа через Internet.
В процессе стыковки спутниковых терминалов Globalstar с контроллерами АСКУЭ (УСПД RTU-300, ЭКОМ-3000 и др.), интеллектуальными счетчиками (ЕвроАльфа, ТОК, газосчетчиками и теплосчетчиками Метран и т.д.) основными параметрами настройки являются: установка скорости по стыку RS232 9600 бит/сек; переадресация вызова по занятости, по отсутствию ответа, по умолчанию, полная блокировка связи и др. Столь большой выбор требует от заказчика внимательного изучения пакета услуг и четких представлений о том, какой их набор сможет максимально повысить эффективность работы АСКУЭ. Типовая структурная схема организации каналов связи между удаленным объектом и центральным сервером отличается от наземных только наличием вынесенной на 20-30 м антенны спутникового терминала (модема) вместо наземных кабелей связи (рис. 6.27). При использовании такой схемы информация циркулирует от удаленного контроллера группы учета или компьютера на узле учета через модем или стационарный терминал, затем идет на спутниковый канал, коммутатор наземной станции, наземные каналы связи или на спутниковый канал и такой же модем и далее на центральный сервер.
Р и с. 6.27. Передача данных через спутниковый канал «Глобастар»
6.5.4. Оптические линии связи
Применение оптического диапазона излучения в практике измерительного приборостроения и сетевых коммуникаций АСКУЭ обусловлено следующими достоинствами [125]:
использование света в качестве носителя и источника информации, как правило, не сопровождается энергетическим вмешательством в ход самих измеряемых процессов и величин, что позволяет получать их объективные характеристики и параметры;
свет как носитель и источник информации содержит наибольшее число информативных параметров, таких как амплитуда, частота и фаза электромагнитных волн, ширина и характер спектра излучения и поглощения, положение плоскости поляризации, особенности взаимодействия (отражение, поглощение, преломление) с другими веществами и различной природы полями, возбуждаемые в оптическом волокне моды и др.;
пространственная плотность спектра и скорость распространения излучения имеют максимальные по сравнению с радиотехническим диапазоном значения;
среда распространения оптического излучения может быть сравнительно легко защищена от воздействия других излучателей как оптического, так и неоптического характера.
Одна из современных беспроводных технологий FSO (Free Space Optics) – способ передачи информации в оптической части электромагнитного спектра. В ее основе лежит принцип передачи цифрового сигнала через атмосферу путем модуляции излучения в нелицензируемом диапазоне длин волн и его последующим детектированием фотоприемным устройством. Приемопередающий блок аппаратуры атмосферной оптической связи показан на рис. 6.25, в. Импульс светового излучения при прохождении в атмосфере практически не испытывает дисперсионных искажений фронтов, характерных для любых оптических волокон. Это принципиально позволяет передавать поток данных со скоростями до терабит в секунду. К другим преимуществам такого способа передачи информации можно отнести:
отсутствие необходимости платить за использование частотного диапазона;
использование нелицензируемого диапазона длин волн;
абсолютную электромагнитную совместимость;
конфиденциальность передачи информации;
низкие затраты на установку и эксплуатацию.
Современное состояние FSO-технологии позволяет создавать надежные каналы связи на расстояниях от 100 до 1500-2000 м в условиях атмосферы. В настоящее время технология обеспечивает передачу цифровых потоков до 4 Гбит/с.
Имеются разработки фрагментов АСКУЭ со считыванием информации через инфракрасный порт IrDA (Infra red Data Assotiation), который работает в диапазоне 850...90 нм со скоростью 2,4-115,2 кбит/с на расстояниях 1...3 м.