Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Консп лекц_й Сучасн_ _нформац_йн_ системи.doc
Скачиваний:
2
Добавлен:
05.12.2018
Размер:
526.34 Кб
Скачать

Національний університет „Львівська політехніка”

Інститут підприємництва та перспективних технологій

Матвійчук я.М. Сучасні інформаційні системи

Конспект лекцій

Львів 2011

ЗМІСТ

Вступ. Історичний нарис розвитку засобів передачі інформації.

1. Методи модуляції несучих в інформаційних системах.

2. Протоколи доступу в безпровідних мережах.

3. Деякі безпровідні поширені та місцеві мережі.

4. Системи цифрового зв’язку з розширеним спектром CDMA.

5. Системи глобального позиціонування GPS, ГЛОНАСС, GALILEO, БЕЙДОУ.

6. Архітектура, принципи роботи та майбутнє коміркової мережі GSM.

Висновки. Перспективи розвитку інформаційних систем.

Вступ.

Пересилання інформації завжди мало і має вирішальне значення в культурному, економічному і технічному розвитку людства.

Лише люди з усього живого світу нашої планети володіють досконалим інформаційним засобом – розвиненою мовою. Ще у сиву давнину були створені писемність, папір та друкарство. Наступні чотири винаходи мали незрівнянний вплив на технології зберігання та пересилання інформації. Назвемо їх за часом появи.

Першим було винайдення телефону і звукозапису в другій половині XIX сторіччя внаслідок праць американців Грехема Белла і Томаса Едісона.

Другим можна назвати відкриття радіозв’язку в кінці XIX сторіччя, до якого спричинились німець Генріх Герц, росіянин Олександр Попов та італієць Гульєльмо Марконі.

Третім винаходом є створення телебачення в 30-і роки XX сторіччя, пов’язане з іменем американця Володимира Зворикіна.

Четвертий винахід, сучасниками якого є ми, полягає у створенні і розвитку комп’ютерних (цифрових) мереж, включно з комірковою телефонією. На наших очах відбувається величний процес об’єднання трьох значних різновидів зв’язку:

– класичних провідникових телефонних мереж;

– кабельних і радіо телевізійних мереж, включно зі супутниковими;

– безпровідникових коміркових і комп’ютерних мереж.

Таким чином, утворюється єдина глобальна мережа пересилання та обробки інформації.

У посібнику розглядаються деякі особливості сучасних інформаційних мереж, зокрема систем коміркової телефонії та систем глобального позиціонування, деякі перспективи їх розвитку.

1. Методи модуляції несучих в інформаційних системах.

1.1. Загальне окреслення інформаційних мереж

Інформаційною мережею називають зараз з’єднання абонентів, яке забезпечує:

– взаємний обмін інформацією;

– віддалений доступ до збірок даних;

– спільне використання відносно дорогих засобів обробки інформації, наприклад потужних комп’ютерів;

– спостереження та управління на відстані промисловими процесами.

Історично першими виникли мережі аналогові. В аналогових мережах сигнали змінюються неперервно в часі та за рівнем. Типові приклади аналогових мереж – це телефонні, радіотрансляційні та телевізійні мережі.

Цифрові (комп’ютерні) мережі виникли в останні десятиріччя і процес їх формування продовжується. Типові приклади – мережі Езернет та Інтернет (Ethernet, Internet).

Основна відмінність аналогових та цифрових мереж полягає, перш за все, в аналоговій та дискретній природі сигналу, що передається. Ця відмінність спричинює кращу завадостійкість цифрової мережі порівняно з аналоговою. Однак дискретизація сигналу різко зменшує швидкість передачі інформації. Причина цього очевидна: в дискретній передачі використовуються лише певні рівні сигналу в певні моменти часу, на відміну від аналогової. Для компенсації цього недоліку застосовують різні способи стискання цифрової інформації, які суттєво не погіршують високу завадостійкість цифрової мережі.

Несучими в мережах є електромагнітні хвилі різної частоти, від звукової до частот видимого світла.

Для створення мереж широко використовують електричні та оптичні провідники у вигляді металевих провідникових пар, коаксіальних та світло­вих кабелів. Позитивні ознаки таких мереж – відносна простота обладнання та висока завадостійкість. Натомість безпровідникові мережі не вимагають витрат на прокладання провідників, а для створення мобільних або тимчасових мереж є взагалі незамінними.

Безпровідна передача інформації здійснюється каналами, кожному з яких властиві середня частота несучої та ширина смуги пропускання. В аналогових мережах кожне повідомлення передають окремим каналом передачі. У цифрових мережах характерною є організація інформації в пакети даних (slots). Повідомлення може бути розділене на кілька пакетів. Кожний пакет має певні супровідні ознаки, які є частиною протоколу пере­дачі даних. Пакети, що сто­суються різних повідомлень, можна передавати в межах одного й того ж каналу, а пакети одного повідомлення можуть попасти в різні канали. Формування пакетів на передавальній стороні, їх правильне скерування в каналах та об’єднання на приймальній стороні забезпе­чують спеціальні комп’ютерні пристрої – сервери (servers).

Треба відзначити ще два типи мереж – місцеві та поширені. Місцева мережа має обмежений просторовий обсяг взаємодії абонентів (будинок, підприємство), а поширена охоплює значний географічний регіон аж до всієї земної кулі (таку мережу називають глобальною). В цифрових мережах прийняті позначення LAN (Local Area Network) i WAN (Wide Area Network). Типові приклади: LAN – Ethernet; WAN – Internet.

Залежно від частот несучої електромагнітної хвилі розрізняють мережі радіочастотні та світлові.

Радіомережі використовують частоти VHF (30-300 MHz), UHF (300-3000 MHz) та SHF (3-30 GHz), а саме діапазон 100MHz-10GHz, де наймен­ше розсіяння радіохвиль у нижніх шарах атмосфери (тропосфері). Недолі­ком цього діапазону є прямолінійне розповсюдження хвиль без відбивання в іоносфері, що зумовлює використання радіорелейного обладнання та супутників-ретрансляторів. Використання хвиль з діапазонів LF i MF (30-3000 kHz), дарма що вони добре поширюються на великі відстані, неможливе з огляду на малу кількість каналів, що можна там розмістити. Хвилі з діапазону HF (3-30 MHz), відбиваючись від іоносфери, поширюються надто нестабільно.

У світлових мережах несучим є інфрачервоне світло з довжинами хвиль від 0.75 m до 12 mm. Використовують в мережах діапазони інфра­червоного світла, в яких тропосфера є най­більш прозора для випроміню­ван­ня. Це такі діапазони довжин хвиль: 0.5–0.9 mm; 1.0–1.3 mm; 1.55–1.75 mm; 2.1–2.4 mm; 3.4–4.1 mm; 8–12 mm. Загалом залежність поглинання в тропосфері від довжини хвилі інфрачервоного світла є дуже нерегулярною внаслідок сумірності довжини хвилі з молекулярними відстанями.