Довнарь А.И. Информатика и компьютерная техника. Учебное пособие
Подождите немного. Документ загружается.
сетями, что необходимо для идентификации абонентов и проверки их права на
доступ в сеть.
Каждая базовая станция представляет собой контроллер соединенный с
радиопередатчиками. Это передатчики относительно небольшой мощности (не
более 100 Вт) с антеннами, монтируемыми на стальных мачтах высотой 30 м.
Диапазон 430-1900 МГц. Обычно радиус зоны, обслуживаемой одним сотовым
радиопередатчиком, не превышает 20 км. Зоны сотовых радиопередатчиков
перекрываются, поэтому большая территория разделяется на определенное
количество малых, но взаимодействующих между собой ячеек (сот).
11.3.1 Стандарт GSM
Изначально стандарт GSM задумывался как трансъевропейский стандарт
цифровой сотовой телефонной связи. Для эффективной реализации проекта в
1982 году одна из европейских межгосударственных организаций – Conference
des Administrations Europeennes des et Telecommunications (CEPT) – Почтовая и
Телеграфная европейская конференция, объединяющая телекоммуникационные
концерны 26 стран, создала специальную рабочую группу – Groupe Speciale
Mobile (GSM). Новый стандарт должен был удовлетворять следующим
требованиям:
- эффективное использование частотного спектра, что позволило бы
сделать емкость сетей достаточной для использования миллионами людей
одновременно;
- высокое качество и безопасность передачи речевой информации;
- низкая стоимость оборудования и предоставляемых услуг;
- поддержка портативного пользовательского оборудования;
- поддержка ряда новых услуг и оборудования;
- совместимость с ISDN (Integrated Services Digital Network), которая
широко используется в «наземных» телекоммуникационных системах;
- поддержка международного роуминга, то есть возможность
использования абонентом мобильного телефона при перемещении в другую
сеть GSM.
В 1984 году проект GSM получил одобрение Европейской комиссии.
В дальнейшем появились стандарты GSM-900 (использующий частотную
полосу 935 – 960 МГц для прямых каналов и 890 – 915 МГц для обратных) и
GSM-1800 (1805 – 1880 МГц и 1710 – 1885 МГц соответственно).
В настоящий момент число абонентов сетей GSM уже превысило пятьсот
миллионов человек, а это значит, что в этом стандарте работает более 2/3 всех
сотовых телефонов в мире. Стандарт GSM по праву называют стандартом,
объединившем Европу.
Сегодня GSM отведена одна из главных ролей в процессе эволюции
систем связи. Он тесно связан со всеми современными стандартами цифровых
сетей, в первую очередь – ISDN (Integrated System of Digital Networks) и IN
(Intelligent Network). Основные функциональные элементы GSM входят в
разрабатываемый сейчас международный стандарт глобальной системы
подвижной связи UMTS (Universal Mobile Telecommunications System).
211
11.3.2 Стандарт CDMA
Первые научные материалы, описывающие ее принцип, появились в
СССР еще до 1941 года, а в последующих десятилетиях данная технология уже
широко использовалась в военных системах связи, как СССР, так и США.
Возможности цифровой сотовой системы связи на основе кодового
разделения каналов были впервые продемонстрированы Американской
компанией Qualcomm в ноябре 1989г в Сан-Диего. В последующий период с
1990 по 1992г. были проведены показательные испытания оборудования в
различных городах и регионах (Hью-Йорк, Вашингтон, и т.д.), которые
подтвердили исключительно высокие характеристики системы, отличающие ее
от систем других стандартов.
Цифровая сотовая система связи CDMA (Code Division Multiple Access) -
множественного доступа с кодовым разделением каналов, обеспечивающая
повышенную емкость, была стандартизована в 1993 г. Американской
телекоммуникационной промышленной ассоциацией (U.S. Telecommunications
Industry Association (TIA) в виде стандарта IS-95 ("Mobile Station - Base Station
Compatibility Standart for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular
System").
Hа сегодняшний день производство оборудования цифровых сотовых
систем связи CDMA освоено различными производителями: Ericsson, Lucent
Technologies, Motorola, NEC, Nortel, Samsung и др. Абонентское оборудование
выпускается еще большим количеством компаний, к списку которых, кроме
вышеприведенных, необходимо добавить такие компании как LG, Nokia,
Qualcomm, Sony и т.д.
Среди основных преимуществ цифровых сотовых систем связи с кодовым
разделением каналов, отвечающих стандарту IS -95, можно выделить
следующие:
Повышенная емкость системы, определяемая максимально возможным
количеством активных пользователей системы на территории зоны ее
обслуживания. Емкость систем CDMA значительно превышает емкость
существующих аналоговых систем связи. Это связано с высокой спектральной
эффективностью, то есть возможностью многократного использования одного
частотного канала во всех сотах. Повышению емкости системы способствует
применение механизма контроля мощности и речевой активности, что
уменьшает взаимные помехи, влияющие на емкость системы и другие факторы.
Потенциально высокая емкость системы выражается в отсутствии блокировки
вызовов в часы наибольшей нагрузки.
Высокое качество обслуживания абонентов, обусловленное
использованием усовершенствованных алгоритмов обработки сигналов.
Цифровые сотовые системы связи на основе CDMA способны обеспечить
надежное функционирование в условиях замираний сигнала. При этом
используется многолучевое распространение сигнала для улучшения качества
связи.
Hа качество обслуживания в цифровых сотовых системах связи CDMA,
также, влияет использование механизма мягкой эстафетной передачи абонента
между сотами или секторами одной соты в процессе разговора ("handoff"). При
212
нахождении абонента на границе между двумя сотами обслуживание абонента
не переходит скачкообразно от одной соты к другой, что привело бы к
искажениям речи. При "мягком handoff" процедура перехода между сотами
остается незаметной для пользователя.
В отличие от других цифровых и аналоговых сотовых систем связи,
осуществляющих временный разрыв соединения при переходе между сотами
("жесткий handoff"), в системах CDMA при появлении соединения с новой
сотой поддерживается соединение с исходной. Кодированная форма сигналов в
системе CDMA обеспечивает высокую степень защиты от подслушивания и
делает цифровую сотовую систему более защищенной от помех, сканирующих
приемников и различного мошенничества.
Экономичность системы. Излучаемая мобильными аппаратами средняя
мощность в сотовых системах CDMA составляет менее 10 мВт, что на порядок
ниже мощности, требуемой в системах с временным разделением каналов
TDMA (Time - Division Multiple Access). Это обусловливает больший резерв
аккумуляторов, а также намного меньшее биологическое воздействие на
человека и окружающую среду.
11.3.3 Стандарт 3G
Сети третьего поколения 3G работают на частотах дециметрового
диапазона около 2 ГГц, передавая данные со скоростью 2 Мбит/с. Они
позволяют организовывать видеотелефонную связь, смотреть на мобильном
телефоне фильмы и телепрограммы и т. д. В мире сосуществуют два стандарта
3G: UMTS (или W-CDMA) и CDMA2000. UMTS распространён в основном в
Европе, CDMA2000 — в Азии и США.
Помимо услуг интернет-доступа и видеоконференц-связи, клиенты 3G
смогут воспользоваться удалённым доступом к корпоративной сети. Третье
поколение сотовой связи в корне изменит такое понятие, как мобильная работа.
Сотрудник сможет выполнять свои задачи в любом месте, даже не выходя из
дома.
1 ноября 2007 года государственное предприятие Укртелеком запустило
сеть мобильной связи 3G под брендом «Utel» . Сеть «Utel» работает в стандарте
UMTS 2100 с надстройкой HSDPA (3,5G). 3G-покрытие оператора охватывает
все областные центры, крупные города и курорты Украины. На время
строительства сети вне зоны покрытия 3G-сети абонентам «Utel»
обеспечивается национальный роуминг в сети GSM «Украинских радиосистем»
(«Beeline»). При этом стоимость голосовых вызовов и sms-сообщений остаётся
такой же, что и в зоне действия 3G-сети.
11.4 Спутниковая связь
Сотовая связь не всегда в состоянии удовлетворить потребности
некоторых категорий деловых людей – например, геологов, работников нефте- и
газодобывающей промышленности, сотрудников МЧС и др., - специалистов,
которым нужна связь в любое время и в любом месте. Именно для них, а также
для многочисленных туристов и путешественников представляют интерес сети
персональной спутниковой связи. (рис 11.3)
213
Рис 11.3. Спутниковые телефоны
Система спутниковой связи состоит из трех основных сегментов:
космического, пользовательского и наземного.
Космический сегмент включает группировку из нескольких десятков
низкоорбитальных спутников (высоты порядка 1400 км). Каждый спутник
содержит антенный комплекс для создания лучей, создающих на поверхности
Земли зону обслуживания диаметром в несколько тысяч километров.
Пользовательский сегмент состоит из портативных, мобильных и
стационарных терминальных устройств, применяемых для передачи голоса,
данных и определения местоположения.
Наземный сегмент состоит из станций сопряжения и центров управления
наземным и спутниковыми сегментами.
Вопросы
1. Что такое КПК?
2. Какие функции позволяет выполнять карманный компьютер?
3. Чем смартфон отличается от КПК?
4. Как организована сотовая связь?
5. Какую функцию выполняет коммутационный центр?
6. В чем отличие стандарта CDMA от GSM?
7. Как организована спутниковая связь?
214
Литература
1. Глушаков, С.В., Linux для дома и офиса [текст]/ С.В.Глушаков, А.С.
Сурядный. – Х: Фолио. 2002. – 389с.
2. Практическое руководство по OpenOffice.org.[текст] / А. Ионов,
Ю.Коновалов, А.Новодворский, И.Трунин, Д.Смирнов, А.Якушин. —
UnixCenter ОИС МАИ. 2002. – 73с.
3. Жаров, А.В. Железо IBM 2004 [текст] – Москва: МикроАРТ, 2005 –
368 с.
4. Колесниченко, Д.В. Ubuntu Linux.[текст] Краткое руководство
пользователя. - Спб: БХВ – Петербург, 2007. - 304 с.
5. Руководство пользователя Open Office. org2. [текст]- Спб: БХВ –
Петербург, 2007 . - 320 с.
215
Учебное издание
Довнарь Александр Иосифович
Лазоренко Сергей Валерьевич
ИНФОРМАТИКА И
КОМПЬЮТЕРНАЯ ТЕХНИКА
Учебное пособие
для студентов I курса всех специальностей
дневного и заочного форм обучения
Ответственный за выпуск: Метешкин К.А.
Редактор: Носырева Г.А.
Редактор: Дудник Н.Ю.
Компьютерная верстка:
Довнарь А.И., Лазоренко С.В.
План 2008
Подписано к печати
Формат 60х84 1/16
Бумага для мн.ап. Печ. ризография
Усл. печ. листов – 56:22 Учет.-изд. листов – 216
Тираж 100
____________________________________________________________
Международный Славянский университет. Харьков
61045, г.Харьков, ул. Отакара Яроша, 9-А
216