Поршкевич_Реализация информ.технологий

С изобретением мобильного WiMAX все больший акцент делается на разработке мобильных устройств и компьютерной периферии (USB радиомодулей и PC-card). Сопоставления технологий WiMAX и Wi-Fi далеко не редкость, но эти технологии направлены на решение совершенно различных задач. WiMAX – это система дальнего действия, покрывающая километры пространства, которая обычно использует лицензированные спектры частот. WiMax предоставляет пользователю выход в Internet, используя соединения типа «точка-точка» провайдера с конечным пользователем. Разные стандарты семейства 802.16 обеспечивают разные виды доступа – от мобильного до фиксированного. Wi-Fi – это система более короткого действия, обычно покрывающая сотни метров, которая использует нелицензированные диапазоны частот для обеспечения доступа к сети. Обычно Wi-Fi используется пользователями для доступа к их собственной локальной сети. Если WiMAX можно сравнить с мобильной связью, то Wi-Fi скорее похож на стационарный беспроводной телефон. WiMAX и WiFi имеют совершенно разный механизм Quality of Service (QoS). WiMAX использует механизм, основанный на установлении соединения между базовой станцией и устройством пользователя. Каждое соединение основано на специальном алгоритме планирования, который может гарантировать параметр QoS для каждого соединения. Wi-Fi использует механизм QoS подобный тому, что используется в Ethernet, при котором пакеты получают различный приоритет. Такой подход не гарантирует одинаковый QoS для каждого соединения.

5.RadioEthernet – технология широкополосного доступа к Internet, обеспечивает скорость передачи данных от 1 до 11 мб/с, которая делится между всеми активными пользователями. Для работы RadioEthernet-канала необходима прямая видимость между антеннами абонентских точек. Радиус действия до 30 км.

6.MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System) – система способна обслуживать территорию в радиусе 50-60 км, при этом прямая видимость передатчика оператора не обязательна. Средняя скорость передачи данных составляет от 500 кб/с до 1 мб/с.

7.LMDS (Local Multipoint Distribution System) – это стандарт сотовых сетей беспроводной передачи информации для фиксированных абонентов. Система строится по сотовому принципу, одна базовая станция охватывает район радиусом до 10 км и позволяет подключить несколько тысяч абонентов. Сами базовые станции объединяются друг с другом высокоскоростными наземными каналами связи либо радиоканалами (RadioEthernet). Скорость передачи данных до 45 мб/c.

81

8.Мобильный GPRS-Internet. Для пользования услугой «Мобильный Интернет» при помощи технологии GPRS необходимо иметь телефон со встроенным GPRS-модемом, который связан с персональным компьютером посредством дата-кабеля, IrDA или Bluetooth. Технология GPRS обеспечивает скорость передачи данных до 114 Кбит/с. Технология GPRS – это усовершенствование базовой сети GSM или протокол пакетной коммутации для сетей стандарта GSM.

9.EDGE является продолжением развития сетей GSM/GPRS. Технология EDGE – улучшенный GPRS или EGPRS, обеспечивает более высокую скорость передачи данных по сравнению с GPRS (скорость до 200 кб/сек). Для выхода в Internet с помощью этих технологий необходимо подключить мобильный телефон к ноутбуку или персональному компьютеру любым из способов – USB, BlueTooth, IrDA (IrDA-standart – стандарт для организации передачи информации по открытому инфракрасному каналу), Wi-Fi и т. д.

10.Мобильный CDMA-Internet. Сеть стандарта CDMA – это стационарная и мобильная связь, а также скоростной мобильный Internet. Для пользования услугой «Мобильный Интернет» при помощи технологии CDMA необходимо иметь телефон со встроенным CDMA-модемом или CDMA-модем и компьютер. Технология CDMA обеспечивает скорость передачи данных до 153 кб/с. В настоящее время технология CDMA предоставляет услуги мобильной связи третьего поколения. Технологии мобильной связи 3G – набор услуг, который обеспечивает высокоскоростной мобильный доступ к сети Internet, мобильное телевидение и видеотелефонную связь. Мобильная связь третьего поколения строится на основе пакетной передачи данных. Сети третьего поколения 3G работают в диапазоне около 2 ГГц, передавая данные со скоростью до 14 Мбит/с. Сети третьего поколения 3G реализованы на различных технологиях, основанных на сле-

дующих стандартах: W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) и его европейском варианте – UMTS (Universal Mobile Telecommunication System).

11.Home PNA. Для доступа в Internet применяются технологии Home PNA (HPNA). Доступ в Internet осуществляется по выделенным линиям HPNA (телефонным линиям) и комбинируется с методами доступа DSL, WiFi и др. Скорость передачи данных HPNA 1.0 составляет 1 мб/с, а расстояние между удаленными узлами – 150 м. Спецификация HPNA 2.0 обеспечивает доступ со скоростью 10 мб/с и расстояние до 350 м. Технология HPNA применяется в основном для организации домашней сети с помощью сетевых адаптеров. Подключение к глобальной сети можно осуществить с помощью роутера через

82

сети общего доступа. Технология HPNA предназначена для организации коллективного доступа в Internet.

12. Стандарт HomePlug 1.0 осуществляет доступ к Internet через бытовую электрическую сеть, поддерживает скорость передачи до 14 мб/с. Максимальная протяжённость между узлами до 300 м. Компания Renesas, выпустила модем в виде штепсельной вилки для передачи данных по электрическим сетям.

1.5.10. Спутниковые системы связи на морском транспорте

Спутниковая связь широко используется для связи морских судов с наземными станциями, для определения местоположения морских объектов и т. д. Это один из видов радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников земли в качестве ретрансляторов. Спутниковая связь осуществляется между земными станциями, которые могут быть как стационарными, так и мобильными, и является развитием традиционной радиорелейной связи путем вынесения ретранслятора на очень большую высоту (от сотен до десятков тысяч километров). Так как зона покрытия в этом случае – почти половина земного шара, то необходимость в цепочке ретрансляторов отпадает. Орбиты, на которых размещаются спутниковые ретрансляторы (рис. 13), подразделяют на три класса: экваториальные (1), наклонные (2), полярные (3). Важной разновидностью экваториальной орбиты является геостацонарная орбита, на которой спутник вращается с угловой скоростью, равной угловой скорости Земли, в направлении, совпадающем с направлением вращения Земли, т. е. спутник постоянно находится над одной точкой.

Многократное использование радиочастот. Радиочастоты яв-

ляются ограниченным ресурсом, необходимо обеспечить возможность использования одних и тех же частот разными земными станциями. Сделать это можно двумя способами.

1.Пространственное разделение – каждая антенна спутника принимает сигнал только с определенного района, при этом разные районы могут использовать одни и те же частоты.

2.Поляризационное разделение – различные антенны принимают и передают сигнал во взаимно перпендикулярных плоскостях поляризации, при этом одни те же частоты могут применяться два раза (для каждой из плоскостей).

Типичная карта покрытия для спутника, находящегося на геостационарной орбите, включает следующие компоненты.

83

•альный луч производит связь с земными станциями по всей зоне покрытия, ему выделены частоты, не пересекающиеся с другими лучами этого спутника.

•Лучи западной и восточной полусфер поляризованы в плоскости, называемой плоскостью A, причем в западной и восточной полусферах используется один и тот же диапазон частот.

•Зонные лучи поляризованы в плоскости B, перпендикулярной A, и используют те же частоты, что и лучи полусфер. Таким образом, земная станция, расположенная в одной из зон, может использовать также и полусфериглобальный луч.

•Все частоты (за исключением зарезервированных за глобальным лучом) используются многократно – в западной и восточной полусферах и в каждой из зон.

Рис. 13. Орбиты спутников

Геостационарная орбита (ГСО) – 00 широты (экватор); находится на высоте 35786 км над уровнем моря. Частоты, используемые в спутниковой связи (СС), разделяют на диапазоны, обозначаемые буквами

(табл. 7).

Таблица 7

84

Множественный доступ. Для обеспечения возможности одновременного использования спутникового ретранслятора несколькими пользователями применяют системы множественного доступа.

•Множественный доступ с частотным разделением – предоставляется отдельный диапазон частот.

•Множественный доступ с временным разделением – предоставляется определенный временной интервал (таймслот).

•Множественный доступ с кодовым разделением – пользователю выдается кодовая последовательность, ортогональная кодовым последовательностям других пользователей. Передаваемые сигналы различных пользователей не мешают друг другу, хотя передаются на одних и тех же частотах.

•DAMA (Demand Assigned Multiple Access) – множественный доступ с предоставлением каналов по требованию. Применение спутниковой связи:

1)магистральная спутниковая связь;

2)системы VSAT;

3)системы подвижной спутниковой связи;

4)спутниковый Internet.

Спутниковая связи используется в ГМССБ, глобальная морская система связи при бедствии для обеспечения безопасности (Global Maritime Distress & Safety System, GMDSS), являет собой комплекс обязательных технических мер, инфраструктуры и правил оказания помощи в аварийных ситуациях в мировом океане и обеспечению безопасности судоходства. В основе создания ГМССБ лежит конвенция СОЛАС.

Районы ГМССБ.

1.А1 – морской район ГМССБ в пределах действия по крайней мере одной береговой УКВ-радиостанции, обеспечивающей постоянное наблюдение в режиме ЦИВ (цифровой избирательный вызов) на канале 70 и связь по УКВ-радиотелефону на 16-м канале.

2.А2 – морской район ГМССБ, за исключением района А1, в пределах действия по крайней мере одной береговой ПВрадиостанции, обеспечивающей постоянное наблюдение в режиме ЦИВ на частоте 2187,5 кгц и связь по радиотелефону начастоте2182 кгц (приблизительно 150–200 морских миль от береговой радиостанции).

3.А3 – морской район ГМССБ, кроме районов А1, А2 в пределах действия системы ИНМАРСАТ, то есть между 70°n и 70°s.

4.А4 – оставшаяся часть Мирового океана (приполярные шапки), за исключением районов А1, А2 и А3.

85

На основе современных систем связи обеспечивается радиосвязь с морскими судами в случае бедствия, обеспечения безопасности мореплавания, а также в служебных целях. Состав обязательного судового радиооборудования должен отвечать морскому району ГМССБ. ГМССБ состоит из следующих компонентов: морская подвижная служба (МПС), морская подвижная спутниковая служба КОСПАССАРСАТ, в которые входят:

1.ИНМАРСАТ на основе геостационарных спутников на высокой орбите;

2.КОСПАС-САРСАТ на основе низкоорбитальных спутников Земли;

3.аварийные радиобуи спутникового позиционирования

(АРБ/EPIRB);

4.спасательные координационные центры;

5.наземные системы связи ЦИВ, радиотелефония в УКВ и КВ диапазонах;

6.система автоматической передачи навигационных предупреж-

дений NAVTEX;

7.аварийный радарный транспондер SART.

Составной частью ГМССБ является система ИНМАРСАТ –

Международная спутниковая система морской связи, была основана в 1979 г. для обслуживания морского сообщества и предоставления услуг глобальной мобильной спутниковой связи. Инмарсат включает в себя три составляющие.

1.Космический сегмент, с 1998 года состоящий из 5 спутниковретрансляторов 3-го поколения, находящихся на геостационарных орбитах над экватором на высоте 35000 км, имеющих точные географические координаты относительно Земли.

2.Береговые земные станции (БЗС или Land Earth Stations – LES) – шлюзы в наземные сети. Кроме этого, в каждом океанском районе расположены станции сетевой координации (Network Coordination Stations – NCS), которые обеспечивают выделение свободных каналов судовым и береговым земным станциям.

3.Подвижные и неподвижные станции спутниковой связи пользователей.

ГЛОНАСС – Глобальная навигационная спутниковая система связи (российская спутниковая система навигации). Основой системы должны являться 24 спутника, движущихся над поверхностью Земли в трех орбитальных плоскостях с наклонением 64,8° и высотой 19100 км. Принцип измерения аналогичен американской системе GPS (NAVSTAR). Мониторинг подвижных объектов осуществляется с по-

86

мощью спутниковых навигационных систем GPS и ГЛОНАСС. Информация от этих систем эффективно и надежно используется судами при плавании во всех районах Мирового океана. Используется дифференциальный режим работы этих систем, который реализуется посредством развертывания сети контрольно-корректирующих станций (ККС). В зоне действия станций (в радиусе 300 км от места установки) обеспечивается точность 1–5 м (с вероятностью 95 %). Ввод в эксплуатацию ККС в России позволяет использовать в системах контроля и управления судоходством современные навигационноинформационные технологии, обеспечить высокоточную навигацию на подходах к российским портам.

В настоящее время приемниками системы ГЛОНАСС оборудованы все базовые станции автоматических идентификационных систем, установленные в действующих морских береговых системах управления движением судов. Оборудованием системы ГЛОНАСС оснащено 1670 морских судов, состоящих на учете Российского морского регистра судоходства.

Контрольные вопросы к первой главе

1.Какова роль информационных технологий в решении задач управления?

2.Дайте анализ терминологического аппарата информационных систем.

3.Перечислите состав и дайте классификация автоматизированных информационных систем.

4.Каковы принципы построения информационных систем КИС?

5.Что такое функциональные подсистемы КИС? Приведите примеры функциональных подсистем КИС.

6.Состав и назначение информационной обеспечивающей подсистемы КИС.

7.Метод обследования информационных потоков предприятия. В чем преимущества и недостатки каждого (графический, графоаналитический, матричный, транспортный).

8.Дать сравнительную характеристику методов исследования информационных потоков.

9.Системы управления базами данных в КИС.

87

10.Привести примеры баз данных в информационном обеспечении предприятий морского транспорта.

11.Состав и назначение программно-математической обеспечивающей подсистемы КИС.

12. Назначение организационной обеспечивающей подсистемыКИС. 13.Техническое обеспечение КИС, состав, общая характеристика.

14.Устройство персонального компьютера. Базовая аппаратная конфигурация.

15.Компьютерные сети, определение, классификация, состав. 16.Топологии соединения компьютеров в сети.

17.Сетевое оборудование компьютерных сетей.

18.Назначение семиуровневой сетевой архитектуры.

19.Базовые технологии компьютерных сетей. Методы доступа.

20.Протоколы передачи данных в компьютерных сетях.

21.Глобальная сеть. Адресация в глобальной сети. Применение технологий Internet в управлении предприятия.

22.Способы подключения к глобальной сети.

23.Применение беспроводных сетевых технологий (Wi-Fi, WiMAX). Спутниковые системы связи на морском транспорте.

24.Применение спутниковой связи в ГМССБ.

25.ГЛОНАСС – Глобальная навигационная спутниковая система связи на морском транспорте.

88

(заказчик, разработчик, договор, оценка, выпуск – релиз, программный продукт, аттестация и т. п.), процессы жизненного цикла и включает ряд примечаний по процессу и вопросам адаптации стандарта. Стандарт описывает 17 процессов жизненного цикла, распределенных по трем категориям – группам процессов (названия представлены с указанием номеров разделов стандарта, следуя определениям на русском и английском языке, определяемыми [ГОСТ 12207, 1999] и оригинальной версией ISO/IEC 12207, соответственно):

5.Основные процессы жизненного цикла.

5.1.Заказ.

5.2.Поставка.

5.3.Разработка.

5.4.Эксплуатация.

5.5.Сопровождение.

6.Вспомогательные процессы жизненного цикла.

6.1.Документирование.

6.2.Управление конфигурацией.

6.3.Обеспечение качества.

6.4.Верификация.

6.5.Аттестация.

6.6.Совместный анализ.

6.7.Аудит.

6.8.Решение проблем.

7.Организационные процессы жизненного цикла.

7.1.Управление.

7.2.Создание инфраструктуры.

7.3.Усовершенствование.

7.4.Обучение.

Стандарт определяет высокоуровневую архитектуру жизненного цикла. Жизненный цикл начинается с идеи или потребности, которую необходимо удовлетворить с использованием программных средств. Архитектура строится как набор процессов и связей между ними. Для моделирования реальных экономических объектов применяются современные программные системы. Существенно улучшают организацию создания программных систем проблемноориентированный подход. Он поддерживает описание системы в виде взаимодействия объектов. Проблемно-ориентированное программирование позволяет решить проблемы проектирования, ускорения разработки за счет многократного использования готовых модулей, обеспечения легкости модификации, а также предполагает единый подход к проектированию, построению и развитию системы. Основопола-

90