18.3.2. Радиосвязь

Радиосвязь между объектами можно условно разделить на три составляющие:

• системы радиосвязи с помощью радиостанций;

• сотовые системы связи;

• системы персонального радиовызова (пейджеры).

Радиостанции представляет собой конструктивно объе­диненные в одном корпусе передатчик и приемник с общей антенной и источником питания. Принцип их работы описан в разд. 10. С помощью радиостанций можно вести связь на боль­ших расстояниях, пересылать данные и факсы, организовы­вать работу людей на полях, заводе или стройке, они не нуждаются в сети базовых станций, как сотовые телефоны. Достоинством радиостанций является и то, что они, в отли­чие от "мобильников" и пейджеров, позволяют производить соединение в доли секунды.

Радиостанции в соответствии с ГОСТ 12252-86 бывают стационарные, возимые, носимые и портативные.

Стационарные радиостанции — основа любой радио­системы. В их число входят ретрансляторы и трансиверы.

Ретрансляторы (приемопередатчики) работают в режи­мах приема/передачи на одной частоте.

Трансиверы — это устройства, обеспечивающее прием сигнала на одной частоте и передающие его на другой, т. е. они позволяют осуществлять дуплексную связь.

Стационарные радиостанции имеют большую мощность и в сочетании с хорошими антеннами позволяют осуществ­лять связь с другими стационарными или мобильными ра­диостанциями на больших расстояниях (десятки километров). Их можно использовать для связи абонентов разных частот­ных диапазонов друг с другом, а также обслуживать систе­мы персонального радиовызова.

Возимые и носимые радиостанции обеспечивают устой­чивую радиосвязь между мобильными и стационарными пользователями. Отличаются уменьшенными размерами и массой. Радиус действия их зависит от качества применяе­мых антенн и выходной мощности передатчика.

Портативные радиостанции используются в качестве радиотелефонов. Отличаются от носимых радиостанций по­ниженной мощностью передатчика, что позволило уменьшить емкость и вес батарей, в результате была достигнута ком­пактность исполнения. Их радиус работы лежит в пределах нескольких километров. Основная область применения пор­тативных радиостанций — локальная недорогая оперативная связь с людьми на ограниченной территории: на строитель­ной площадке, больших складах или в поле.

Сотовые системы связи. К недостаткам связи по радио относятся: громоздкость аппаратуры, низкая надежность ра­диопередач, возможность прослушивания переговоров посто­ронними, ограниченная дальность (до 50 км) и узкий круг абонентов.

В 1990 г. был разработан глобальный (паневропейской) стан­дарт для мобильной связи — GSM (Global Standard for Mobile Communications). В основу GSM был положен цифровой прин­цип построения мобильной системы связи. Цифровая система связи дает целый ряд преимуществ перед аналоговой связью (см. выше) и дает возможность создать для абонентов ряд но­вых услуг, например факсимильную связь, службу коротких сообщений (SMS — Short Message Service — пейджинг). Для связи между пользователями ПК и сетью GSM не требуется модем. Дополнительные услуги включают несколько видов перенаправления вызовов, определение номера вызывающе­го абонента, ожидание вызова, конференц-связь.

Сеть GSM состоит из нескольких функциональных еди­ниц: мобильный телефон, который находится у абонента, базовая станция, которая контролирует радиосвязь с мобиль­ным телефоном, и центр коммутации, выполняющий управ­ление при перемещении абонентов.

Мобильный телефон состоит из терминала (непосред­ственно телефонного аппарата) и SIM-карты (Subscriber Identity Module — модуль идентификации абонента).

В терминале находится антенна, микрофон, приемопе­редатчик, АЦП и ЦАП, усилитель и миниатюрный громкого­воритель. Терминал однозначно идентифицируется кодом IMEI (International Mobile Equipment Identity).

SIM-карта представляет собой микросхему (чип) флэш-памяти, в которую заносится код для идентификации або­нента в системе, секретный ключ для проверки подлинности карты, шифры, пароли, личная информация о конкретном абоненте и другая информация.

Базовая станция в пределах сотовой ячейки поддержи­вает одновременно сотни телефонных переговоров, выделяя им свободные частотные коридоры. При перемещении мо­бильного телефона базовая станция автоматически переклю­чает его на другую свободную частотную полосу, на которой связь более устойчива.

Коммутационный центр следит за перемещением те­лефона абонента и определяет момент роуминга, когда сле­дует переключить вызов с одной базовой станции на другую, чтобы не снизилось качество приема и передачи.

Таким образом, с телефоном сотовой связи абонент мо­жет на протяжении сеанса связи перемещаться из зоны дей­ствия антенны одной соты в зону действия другой, затем тре­тьей и т. д.

Цифровой стандарт GSM получил в Европе и в России наиболее широкое распространение и стал основным. В Рос­сии наиболее распространен GSM 900/1800. Сети этого стан­дарта есть во всем мире. Операторами стандарта GSM явля­ются МТС (Мобильные Теле Системы) и Би-Лайн.

Технические характеристики мобильных телефо­нов. Важнейшими параметрами мобильных телефонов явля­ются: мощность передатчика, чувствительность приемника, качество звука, вес, эргономичность, безвредность.

Мощность радиопередатчика определяет дальность свя­зи. В то же время с увеличением мощности сокращается время пользования трубкой и усиливается воздействие электромаг­нитных излучений на организм человека. Мощность передат­чиков в трубках не может быть более 2 Вт.

Чувствительность. Это основной критерий: хороший аппарат сможет уловить сигнал оператора даже там, где он очень слаб. Сотовые телефоны имеют меньшую мощность передачи, чем радиостанции (максимум 2 Вт), однако их чув­ствительность в десятки раз превышает чувствительность большинства радиостанций. В результате сотовые телефоны имеют сопоставимый с радиостанциями радиус действия.

Эргономичностъ обусловливается удобством для руки, дизайном кнопок, размером цифр и знаков, подсветкой эк­рана, четкостью символов и наличием сервисных функций.

Сервисные функции мобильных телефонов:

• вызов номеров, записанных в ячейках 1-10, нажатием одной кнопки;

• автоматический повторный набор;

• часы, таймер, будильник;

• режим экономии питания;

• возможность просмотра стоимости разговора и остатка на счете;

• услуга коротких сообщений;

• исключение нежелательных звонков;

• пересылка и переадресация вызова;

• предоставление двух номеров на один аппарат. Пейджер — это небольшой цифровой радиоприемник,

настроенный на определенную несущую частоту и получаю­щий предназначенные только ему сообщения. Пейджеры ис­пользуются для получения разнообразной цифровой инфор­мации: текст, изображения и небольшие голосовые сообще­ния. Размер передаваемой информации даже в лучших пей­джерах ограничен несколькими сотнями знаков. Время для получения информации может составлять несколько минут. Недостатком пейджеров является односторонняя связь, для оперативного обмена голосом они не пригодны.

Информация, переданная на пейджер, отображается на его жидкокристаллическом дисплее в виде букв, цифр и условных знаков. При поступлении вызова с центрального пульта пейджер воспроизводит вибрационный или звуковой сигнал, привлекающий внимание абонента. Простота конст­рукции, низкая цена, высокая надежность и удобство пользо­вания обеспечили пейджерам большую популярность.

Пейджеры бывают тоновые, цифровые и текстовые.

Тоновый пейджер самый простой и дешевый, он только извещает абонента о вызове вибрационным, звуковым или световым сигналом. При этом тип оповещательного сигнала может условно кодировать одно из четырех заранее выб­ранных абонентом сообщений: позвонить в офис, позвонить домой и т. п.

Цифровой пейджер имеет дисплей (на 10-20 символов) и оперативную память (на 80-200 символов или 8-20 сообще­ний); на дисплей может быть передано цифровое сообщение (номер телефона, по которому нужно позвонить; время не­которого заранее обусловленного события; курс акций и т. п.).

Удобно использовать такой пейджер совместно с голосо­вым почтовым ящиком (ГПЯ), организуемым практически в каждой пейджинговой системе. В этом случае на пейджер вы­дается сообщение о поступлении в ГПЯ информации в адрес абонента. Эту информацию абонент может получить, позвонив в "почтовый ящик" с любого близлежащего телефона (доступ в ГПЯ конфиденциальный — по идентификатору или паролю).

Текстовый пейджер — самый совершенный. Модели текстовых пейджеров весьма разнообразны: многие из них выводят сообщение на дисплей на русском языке, некоторые — только на английском; они имеют часы, будильник, систему регистрации даты и времени поступления сообщения.