27. Спутниковые каналы передачи данных. Системы мобильной связи.

Спутники в системах связи могут находиться на геостационарных (высота 36 тысяч км) или низких орбитах. На геостационарных орбитах заметны задержки на прохождение сигналов (туда и обратно около 520 мс). Возможно покрытие поверхности всего земного шара с помощью четырех спутников. В низкоорбитальных системах обслуживание конкретного пользователя происходит попеременно разными спутниками.

Рассмотрим системы спутниковой связи на примере VSAT-подобных систем (Very Small Aperture Terminal). Наземная часть системы представлена совокупностью комплексов, в состав каждого из них входят центральная станция (ЦС) и абонентские пункты (АП). Связь ЦС со спутником происходит по радиоканалу (типовая пропускная способность VSAT – 2 Мбит/с, у поздних версий – до 100 Мбит/с) через направленную антенну диаметром 1...3 м и приемопередающую аппаратуру. АП подключаются к ЦС с физической топологией "звезда" с помощью многоканальной аппаратуры (обычно Т1 или Е1). ЦС передает свои сообщения широковещательно на одной фиксированной частоте, мультиплексируя в этом потоке данных для всех АП. Обратный канал может строится по различным технологиям множественного доступа.

Системы мобильной или сотовой связи осуществляют передачу информации между пунктами, один из которых или оба являются подвижными. Характерным признаком систем сотовой связи является применение радиоканала. К технологиям сотовой связи относятся пейджинг, твейджинг, сотовая телефония, транкинг, для мобильной связи используются также спутниковые каналы.

Пейджинг - система односторонней связи, при которой передаваемое сообщение поступает на пейджер пользователя.

Твейджинг - это двухсторонний пейджинг.

Сотовые технологии обеспечивают телефонную связь между подвижными абонентами. Связь осуществляется через посредство базовых (стационарных) станций, выполняющих коммутирующие функции.

Доступ к радиоканалу осуществляется одним из следующих способов.

1. Случайный доступ. Применяется только при малых нагрузках. Его развитием стал метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов (МДКН/ОК). Carrier Sense Multiple Access /Collision Detection (CSMA/CD).

2. Технология CDMA (Code Division Multiple Access) - выделение для каждого абонента своей кодовой комбинации, которой кодируются символы 1 и 0 передаваемых сообщений. Это широкополосная технология с возможностью одновременной передачи нескольких сообщений с различными кодами символов.

3. Технология TDMA (Time Division Multiple Access) - временное мультиплексирование с выделением слота по требованию. Требования отсылаются в короткие интервалы времени (слоты запросов), при коллизиях запросы повторяются. Базовая станция выделяет свободные информационные слоты, сообщая их источнику и получателю.

Разработано несколько стандартов мобильной связи. Одной из наиболее широко распространенных технологий мобильной связи является технология, соответствующая стандарту для цифровых сетей сотовой связи GSM (Global System for Mobile Communications), основанному на TDMA. GSM может поддерживать интенсивный трафик (270 кбит/с), обеспечивает роуминг (т.е. автоматическое отслеживание перехода мобильного пользователя из одной соты в другую), допускает интеграцию речи и данных и связь с сетями общего пользования. Используются разновидности: сотовая связь GSM-900 в частотном диапазоне 900 МГц (более точно 890-960 МГц), и микросотовая (большое затухание, маленькая сота) связь GSM-1800 (DCS-1800) в диапазоне 1800 МГц (1710-1880 МГц).

А рхитектура GSM-системы предст. на рисунке. В каждой соте действует базовая станция. БС имеет диапазон частот, отличный от диапазонов соседних сот. Центр коммутации осуществляет коммутацию и маршрутизацию, направляя вызовы нужному абоненту, в том числе во внешние сети общего пользования.

Мобильная связь для предприятий (т.е. ведомственная) может отличаться от сотовой связи индивидуальных пользователей. Такую ведомственную связь называют транкинговой (или транковой). Для транкинговой связи характерны следующие особенности:

– связь внутри некоторой группы (бригады) и групповой вызов от центра ко всем членам группы;

– скорость соединения выше;

– возможность выхода в телефонную сеть общего пользования во многих случаях она вообще может отсутствовать;

– преимущественная передача данных, в некоторых случаях голосовая связь не нужна; чаще используется полудуплексная передача.