- •Принципы функционирования физической среды передачи данных
- •1.1Теоретические основы передачи данных
- •2.1.1. Разные формы представления сигнала
- •Сигналы, данные, передача
- •Взаимосвязь пропускной способности канала и его полосы пропускания
- •Сигналы с ограниченной полосой пропускания.
- •1.2Представление данных на физическом уровне
- •Цифровые данные – Цифровые сигналы
- •1.2.1.1Потенциальный nrz код
- •1.2.1.2Биполярный код ami
- •1.2.1.3Биполярные импульсные коды
- •1.2.1.4Потенциальный код 2b1q
- •1.2.1.5Сигнальная скорость
- •Цифровые данные – Аналоговый сигнал
- •Аналоговые данные – Цифровый сигнал
- •Аналоговые данные – аналоговый сигнал
- •1.3Среды передачи
- •Магнитные носители
- •Витая пара
- •Коаксиальные кабели
- •Оптоволокно
- •1.4Беспроводная связь
- •Электромагнитный спектр
- •Радио передача
- •Микроволновая передача
- •Инфракрасные и миллиметровые волны
- •Видимое излучение
- •1.5Телефонные сети
- •Немного истории
- •Структура телефонной сети
- •Локальное соединение
- •Технологии xDsl
- •Магистрали и мультиплексирование
- •1.5.1.1Мультиплексирование с разделением частот
- •1.5.1.2Мультиплексирование с разделением длины волны
- •1.5.1.3Мультиплексирование с разделением по времени
- •1.5.1.4Стандарт sonet/sdh
- •Коммутация
- •1.5.1.5Коммутация каналов
- •1.5.1.6Иерархия коммутаторов
- •1.5.1.7Коммутаторы каскадные
- •1.5.1.8Коммутаторы с разделением времени
- •Системы х.25 с коммутацией пакетов
- •Цифровые сети с интегрированным сервисом (isdn)
- •1.5.1.9Архитектура n-isdn сетей
- •1.5.1.10Высокоскоростные isdn сети и atm сети
- •1.5.1.11Виртуальные каналы и коммутация каналов
- •Передача в atm сетях
- •1.5.1.12Атм переключатели
- •1.6Сотовая связь
- •Сотовые, радио телефоны
- •1.6.1.1Развитая мобильная телефонная система - amps
- •1.6.1.2Цифровая сотовая телефония
- •1.6.1.3Gprs служба
- •1.6.1.4Gprs служба изнутри
- •1.6.1.5Новый стандарт для 3g сетей
- •Услуги персональной связи
- •1.7Спутниковая связь
- •Геостационарные спутники
- •Низко орбитальные спутники
- •Спутники или оптоволокно?
- •Спутниковая связь в России
- •1.7.1.1Основные категории с3
- •1.7.1.2Персональная спутниковая связь
- •1.7.1.3Vsat сети
- •1.7.1.4Высокоскоростные спутниковые системы связи
- •1.7.1.4.1Система спутниковой связи и передачи данных astrolink
- •1.7.1.4.2Межрегиональная система спутниковой связи и передачи данных spaceway
- •1.7.1.4.3Спутниковая система для видеотелефонной связи в сша cyberstar
- •1.7.1.4.4Низкоорбитальная система спутниковой связи и передачи данных skybridge
- •1.7.1.4.5Система спутниковой связи и передачи данных teledesic
- •1.7.1.4.6Система спутниковой связи celestri
- •1.7.1.4.7Характерные особенности технической реализации систем
Услуги персональной связи
Эти системы предполагают, что у пользователя есть только один номер, по которому он доступен, не зависимо от места его нахождения. На сегодня в разных системах коммуникации один и тот же пользователь имеет, вообще говоря, разные номера. Так, например, у него может быть номер городского телефона и не один, номер мобильного телефона и не один, IP адреса в сети, пейджер. Для каждого номера у него, как правило, свой терминал, со своим комплектом аксессуаров, батарей, зарядных устройств и т.д. Представьте себе выезд такого пользователя в командировку. В недалеком будущем все эти номера заменит один персональный номер. Это шаг к Глобальному Информационному Пространству. Здесь сегодня сосредоточены усилия специалистов. 3G системы являются основными претендентами на роль таких систем.
1.7Спутниковая связь
Идея создания системы связи на основе отражающего объекта, расположенного высоко над землей, давно витала в головах исследователей. Ее привлекательность состояла в том, что чем выше объект расположен над Землей, тем большую часть поверхности Земли можно охватить при одинаковом угле обзора. Вначале пытались использовать в качестве такого объекта металлизированный воздушный шар, воздушные плотные массы и т.д. и т.п. Однако, сигнал возвращался на столько слабым, что практическое использование такой системы было исключено. Первый спутник связи был запущен в СССР в 1962 году. Основное его отличие от того, что предпринималось ранее – он усиливал сигнал, прежде чем отправить его назад на Землю.
Спутник связи имеет несколько приемопередатчиков - транспондеров. Каждый транспондер слушает свою часть спектра, усиливает полученный сигнал и передает его обратно на землю в нужном направлении, на нужной частоте, отличной от частоты приема, чтобы избежать интерференции с принимаемым сигналом. Возвращаемый луч может быть по желанию либо широким, покрывая большую территорию, либо наоборот узко направленным.
Геостационарные спутники
Согласно 3-му закону Кеплера период вращения спутника пропорционален радиусу орбиты в степени 3/2. На высоте примерно 36000 км над экватором период вращения спутника будет равен 24 часа. Такой спутник наблюдателю на экваторе будет казаться неподвижным. Благодаря этой неподвижности можно существенно упростить устройство наземной приемно-передающей антенной системы.
Из-за интерференции волн не разумно было бы размещать такие спутники ближе чем 2 градуса экваториальной плоскости, если они работают на одних частотах. Таким образом, в одно и тоже время на экваториальной орбите может находиться не более 180 спутников, работающих на одной и той же частоте. Так как часть из этих орбит зарезервирована не только для целей связи, то спутников связи на самом деле меньше.
На рис.2-66 показано распределение частот для спутников.
Обычно спутник связи имеет 12-20 транспондеров с полосой пропускания 36-50 Мгц каждый. 50 Мбит/сек транспондер может быть использован для передачи одного потока данных на скорости в 50 Мбит/сек либо 800 телефонных разговоров на скорости 64 Кбит/сек каждый, либо иначе комбинируя скорости и количество передаваемых потоков данных. Можно за счет поляризации сигнала сделать так, что два транспондера смогут использовать одну и ту же частоту.
Первые спутники связи имели один широкий луч. Современные имеют несколько более узких лучей, пятно которых охватывает несколько сот километров поверхности Земли.
Относительно новой технологией является технология малых антенн, называемых VSAT - Very Small Aperture Terminals - терминалы с очень маленькой апертурой. Такой терминал имеет антенну с диаметром от 1.8 до 2.5 метра, способную излучать сигнал мощностью в 1 ватт. Он может передавать данные со скоростью примерно 19.2 Кбит/сек и принимать - 512 Кбит/сек. Из-за малой мощности сигнала такие терминалы не могут взаимодействовать напрямую, но прекрасно могут это делать через специальный спутниковый хаб, как это показано на рис.2-67. Взаимодействие через хаб, это компромисс, цель которого задержка при передаче в обмен на низкую стоимость передачи.
Спутниковые системы связи имеют существенные отличия от наземных систем точка-точка. Несмотря на то, что сигнал распространяется со скоростью света, из-за больших расстояний задержка при передаче велика - 250-300 мсек, против 3-5мксек/км на коаксиале, оптоволокне и т.д.
Спутниковые системы принципиально вещательного типа. Для некоторых приложений это очень важно. Стоимость передачи не зависит скольким получателям сообщение предназначено. Однако, проблема безопасности передаваемой информации здесь требует особого внимания - все слышат все, что передается. Решение этой проблемы - только шифрование.
Стоимость передачи не зависит от расстояния.
Этот способ передачи имеет очень низкий коэффициент ошибок при передаче.