Интеллектуальные сотовые телефоны

В последние годы появилось много блокнотных компьютеров и компьютеров — электронных секретарей (PDA), имеющих возможность работы в сотовых теле­фонных сетях, в частности, для приема и передачи данных (рис.17.1).

Рис. 17.1. Абонентский радиотелефон, объединенный с ноутбуком и модемом

Подобные же возможности обеспечиваются и некоторыми моноблочными сото­выми аппаратами — интеллектуальными сотовыми телефонами, например комму­никаторами Nokia 9210, Motorola V100, Ericsson R380s.

Коммуникатор Nokia 9210 работает в стандартах GSM 900 и 1800, имеет габариты 158 х 56 х 27 мм и вес 244 г. Он содержит все, что необходимо для работы в офисе: сотовый телефон, факс, систему электронной почты (по протоколам SMTP, POP3, MIME и т. д.), браузер для работы в Интернете, в том числе и для доступа к web-серверам, микробраузер для доступа к WAP-серверам со скоростями передачи до 43,5 кбит/с; поддерживает службу SMS, имеется обширная память для хранения адресов и телефонов, списка дел, календаря и т. д.

Коммуникатор имеет 32-битный RISC-процессор ARM-9 и операционную систему EPOC, программные пакеты MS Office 2000: текстовый редактор Word, табличный процессор Excel, систему просмотра презентаций Power Point и т. д.; поддерживает программы архивирования и сжатия (стандарты JPEG или GIF) файлов. Много­цветный (4096 цветовых оттенков) высококачественный дисплей позволяет рабо­тать и с текстовой, и с графической информацией (в том числе и с видеоклипами).

Выбор оператора сотовой связи. При выборе оператора следует учитывать:

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

·  зону охвата территории и возможный роуминг;

·  качество сигнала;

·  сервисные услуги и их доступность;

·  уровень обслуживания;

·  стоимость предоставляемых услуг и возможность выбора схемы расчета за них.

По прогнозам UMTS-форума рынок услуг мобильной связи в 2005 году охватит 940 млн абонентов, а в 2010 году — 1700 млн абонентов. По тем же прогнозам стан­дарт GSM останется лидером по числу абонентов еще на ближайшие несколько лет. В то же время спрос на абонентские сотовые трубки стандарта CDMA растет быстрее, чем на трубки GSM. Ожидается, что за период с 1999 по 2003 годы объем доходов мирового рынка сетей GSM увеличится с $15,5 до $24,5 млрд при средне­годовом приросте 12,1 %, а сетей CDMA — с $3,5 до $20,4 млрд при среднегодовом приросте 55,9 %. При этом доля сетей других стандартов на рынке сотовой связи будет не существенна.

Следует обязательно сказать, что сотовый телефон не безвреден для человека. Пока нет данных о последствиях долговременного (в течение нескольких лет) ис­пользования таких телефонов. Но исследования английских ученых за физиоло­гическими изменениями в организме человека во время 30-минутного разговора по сотовому телефону показали, что уже после 6 мин температура кожи вблизи от трубки возросла на 2,3 градуса, изменилась также интенсивность потока воздуха, вдыхаемого через нос с ближайшей к телефону стороны. Австралийские ученые указывают на случай нервного расстройства мужчины после пользования мобиль­ным телефоном, при этом он испытывал постоянные головные боли в течение нескольких дней и имел замедление реакций ближайшего к трубке полушария го­ловного мозга. Почти все исследователи считают, что долговременное воздействие излучения от радиотелефона на человека ведет к непредсказуемым последствиям для его здоровья.

Системы транкинговой радиотелефонной связи

Транкинговая связь — наиболее оперативный вид двусторонней мобильной свя­зи, максимально эффективной для координации подвижных групп абонентов. Транкинговые системы связи менее интересны для индивидуальных пользовате­лей (связь между ними остается прерогативой сотовых радиотелефонных систем); они более перспективны и эффективны для корпоративных организаций, для груп­повых пользователей — для мгновенной связи между группами пользователей, объ­единившимися по организационному признаку или просто по интересам. Часто тра­фик (передача информации) замыкается в основном внутри транкинговых систем, и выход абонентов в телефонные сети общего пользования, хотя и возможен, но пред­полагается только в исключительных случаях. Но в принципе работа транкинговых систем возможна и в локальном (однозоновом, корпоративном), и в сетевом (много­зоновом, обслуживающем индивидуальных пользователей) вариантах.

Система транкинговой связи (trunk — ствол) включает в себя базовую станцию (иногда несколько) с ретрансляторами и абонентские радиостанции (транковые радиотелефоны) с телескопическими антеннами.

Базовая станция связана с телефонной линией и сопряжена с ретранслятором с большим радиусом действия — до 50-100 км. Транковые радиотелефоны исклю­чительно надежны, компактны и выполняются в нескольких вариантах:

·  носимом — радиус действия 20-35 км, вес 300-500 г;

·  возимом — радиус действия 35-70 км, вес около 1 кг;

·  стационарном — радиус действия 50-120 км, вес обычно больше 1 кг.

Усредненные возможности транкинговой связи по охвату территории показаны на рис. 17.2.

Рис. 17.2. Возможности транкинговой связи по охвату территории

Вообще для транкинговых систем характерно оборудование, выполненное с ис­пользованием высоких технологий, поддерживаемое хорошим сервисом как для абонента, так и для оператора сети, оборудование, обеспечивающее полноценную дуплексную или полудуплексную радиотелефонную связь с подвижными объек­тами, работу в аналоговом и цифровом режимах.

При помощи транкинга малое число радиоканалов динамически распределяется между большим числом пользователей. На один канал приходится до 50 и более абонентов; поскольку абоненты не очень интенсивно используют телефон, а базо­вая станция работает в режиме концентратора (то есть распределяет все радиока­налы только между обратившимися к ней абонентами), вероятность ситуации «занято» не велика (существенно меньше, чем при жестком прикреплении даже нескольких абонентов к одному каналу).

Радиотелефоны могут работать как в системе, находясь в зоне действия базовой (базовых) станции и через нее связываясь с любым абонентом телефонной сети (в том числе и с транкинговым абонентом), так и индивидуально друг с другом, находясь как внутри, так и вне зоны базовых радиостанций. В первом случае не­посредственная связь абонентов обеспечит большую оперативность соединения (время соединения обычно не превышает 0,3-0,5 с). Возможность непосредствен­ной связи абонентов без участия базовой станции — основное, глобальное отличие транкинговых систем от сотовых.

Стандарты транкинговой связи можно разделить на два поколения:

·  аналоговые транкинговые стандарты — Smart Trunk, MPT 1327,

·  TR, SmartNet и т. д.;

·  цифровые транкинговые стандарты - TETRA, АРСО 25, EDACS, iDEN, Tetra-
pol и т. д.

В российском регионе в основном используются аналоговые транкинговые систе­мы, цифровые системы единичны и многие из них проходят лишь опытную эксп­луатацию.

Аналоговый стандарт Smart Trunk II

Весьма популярная в России система Smart Trunk II, впервые представленная в 1992 году и являющаяся развитием известной во всем мире системы Smart Trunk, первоначально разрабатывалась как однозоновая (локальная) недорогая система для широкого применения. Сейчас системы Smart Trunk II используются и в ло­кальном, и в сетевом режимах.

Сетевой вариант работы предусматривает наличие нескольких базовых станций и/или ретрансляторов, размещенных не обязательно близко для перекрытия ком­пактной территории, а в соответствии с топологией обслуживаемых регионов. Возможным вариантом является, например, установка одного или нескольких ре­трансляторов в районе города, где расположен центральный офис фирмы и где плотность абонентов высока, и отдельных ретрансляторов в зонах, где расположе­ны филиалы фирмы, в районах зон отдыха и дачных участков сотрудников фирмы и т. п.

Распределенная сетевая транкинговая связь обеспечивает автоматическую пере­регистрацию абонента при переходе из одной зоны базовой станции в другую (ро-уминг) и автоматическую переадресацию поступившего вызова к абоненту, пере­шедшему в другую зону.

При организации связи может учитываться приоритетность абонентов, обеспечи­вается защищенность связи (абоненты не могут вмешиваться в другие разговоры и работать на уже занятых каналах). Каждый транковый радиотелефон имеет свой уникальный идентифицирующий его номер, благодаря которому исключается воз­можность несанкционированного доступа в сеть посторонних абонентов.

Для Smart Trunk II характерны следующие параметры:

·  число каналов — до 16, каждый транковый канал может быть подключен к од­ному или двум телефонным линиям;

·  число абонентов — до 1100 (в новой версии контроллера ST-853 — до 4000 або­нентов);

·  абонентские радиотелефоны — дуплексные и полудуплексные, каждому тран-
ковому радиотелефону присваивается уникальный 4-значный номер и код для
групповой связи;

·  рабочие частоты — любые разрешенные в диапазонах 146-174, 453-467 и 824-960 МГц.

В сети обеспечиваются следующие основные варианты организации связи:

    абонент (в том числе и мобильный) — телефонная сеть — мобильный абонент; мобильный абонент — мобильный абонент (по прямому радиоканалу); групповая связь; аварийные вызовы.

Сервисные возможности системы:

    возможность организации 10 уровней приоритета доступа к радиотелефонным
    каналам, что позволяет при занятости всех каналов более приоритетным або­
    нентам в экстренных случаях прерывать разговор менее приоритетных абонен­
    тов и срочно выходить на связь; возможность установления ограничений отдельным абонентам, в зависимости
    от уровня их приоритета, по времени доступа к системе, по доступу в город­
    скую и междугородную телефонные линии; возможность разделения абонентов на группы и работы внутри и вне групп в ре­жиме групповой связи на уровне руководителей групп или всех абонентов; возможность оперативного ограничения доступа отдельных абонентов к систе­ме, например при утере радиотелефона его индивидуальный номер может бло­кироваться; возможность организации и использования приоритетного дежурного канала для передачи экстренных и особо важных сообщений; возможность защиты от прослушивания разговоров посторонними путем уста­новки в транковые радиотелефоны включаемого при необходимости маскира-тора (скремблера); возможность оперативного учета времени всех видов разговоров, что весьма
    удобно при расчетах оплаты разным абонентам и организациям за пользование
    транкинговой связью.

Рассмотрим работу абонентов в некоторых режимах более подробно.

Соединение «мобильный абонент—телефон»

Для выхода в телефонную сеть следует набрать на клавиатуре транкового радио­телефона номер телефона (до 14 цифр) и нажать кнопку режима 1* или 2* для доступа к АТС по 1-й или 2-й телефонной линии. Контроллер радиотелефона ска­нирует диапазон рабочих частот, находит свободный канал и подключает радиоте­лефон к базовой станции. После соединения возможен тональный донабор номе­ра, например, для доступа к добавочным номерам офисной АТС или управления автоответчиком вашего телефона.

Радиотелефон при этом передает в цифровом виде код подключения зарегистри­рованного пользователя; затем он обратится к телефонной линии 1 или 2 и пере­даст код номера вызываемого телефона. Если посылка содержала только код но­мера телефонной линии (1 или 2), то в транковом аппарате раздастся обычный телефонный гудок, и у абонента будет еще 8 с для того, чтобы начать набор номера вызываемого телефона, прежде чем произойдет автоматическое рассоединение.

Контроллер транкового радиотелефона может быть запрограммирован:

·  на импульсный или тональный набор кода номера телефона; цифры, набран­
ные мобильным абонентом, преобразуются в импульсный или тональный на­
бор в зависимости от настроек контроллера;

·  на ожидание гудка от телефонной линии перед набором номера, что нужно, на­пример, при работе с офисными АТС, требующими донабора для выхода в го­родскую телефонную линию;

·  на запрещение набора определенных сочетаний цифр в телефонных номерах,
что может обеспечить, например, запрещение набора международных номе­
ров.

·  Все варианты программирования контроллера транкового аппарата распростра­няются, естественно, только на один этот аппарат.

·  Окончание сеанса связи мобильного абонента с телефонной линией происходит при приеме кода разъединения от мобильного радиотелефона.

Соединение «телефон — мобильный абонент»

Для вызова мобильного транкингового абонента с городского телефона необходи­мо набрать один из телефонных номеров системы Smart Trunk и после ответа кон­троллера базовой станции в виде двух коротких гудков набрать добавочный номер нужного мобильного абонента. Добавочный номер может быть набран как в им­пульсном, так и в тональном режимах с любого телефонного аппарата.

Абонент после ответа контроллера имеет 6 с до начала набора номера мобильного абонента. Если набран номер несуществующего абонента, то раздается сигнал за­нято. При получении правильного номера контроллер базовой станции сканирует диапазон рабочих частот, находит свободный канал и по нему начинает вызов мо­бильного абонента. Транковые радиотелефоны постоянно находятся в дежурном режиме на приеме служебного сигнала вызова. После ответа вызываемого аппара­та формируется код подключения, и обоим абонентам выдается сигнал, подтверж­дающий, что соединение состоялось. Окончание сеанса связи происходит при по­лучении кода разъединения от мобильного абонента.

Соединение «мобильный абонент — мобильный абонент»

Для вызова мобильного абонента нужно набрать на клавиатуре транкового радио­телефона номер вызываемого абонента и нажать кнопку режима 3*. Если была нажата только кнопка режима, то раздается гудок, и вызывающему абоненту дае-т-ся 6 с для начала набора номера вызываемого абонента. Вызов абонента произво­дится по радиоканалу, без использования телефонных линий.

После набора правильного номера контроллер вызывающего аппарата начнет ска­нирование диапазона рабочих частот, найдет свободный канал, включит радиопе­редатчик и по этому радиоканалу пошлет сигнал вызываемому абоненту. После ответа последнего формируется код подключения, и оба абонента слышат звуко­вой сигнал, извещающий об установлении сеанса связи. Окончание сеанса связи происходит при приеме кода разъединения от любого абонента.

Групповые режимы связи

Некоторое число мобильных абонентов можно объединить в группу и присвоить им уникальный групповой номер. По этому номеру можно вызывать сразу всех абонен­тов сформированной группы. Правила вызова точно такие же, что и при вызове ин­дивидуального абонента. Таким образом, может быть реализована:

·  «конференц-связь» между многими абонентами сразу;

·  «циркулярная связь» одного абонента сразу со многими абонентами.

Аварийные вызовы

Срочный вызов оператора системы на базовой станции осуществляется нажатием кнопки режимов 9*. В случае бедствия или опасности можно автоматически пере­дать заранее запрограммированный аварийный телефонный номер нажатием кноп­ки режимов 0*. Если при попытке набрать аварийный номер все каналы будут за­няты, то контроллер прервет один из разговоров для прохождения аварийного звонка.

Транковый радиотелефон можно перевести в режим работы обычной радиостан­ции для работы вне зоны обслуживания транкинговой системы. Например, если два автомобиля, оборудованные транковыми радиотелефонами, отправлены в ко­мандировку, то при выезде из зоны обслуживания транкинговой системы радио­телефоны переключаются из транкового режима в обычный, и автомобили могут поддерживать между собой оперативную связь в пути.

Системы Smart Trunk II обычно создаются как корпоративные системы: ориенти­рованы на конкретного пользователя, рассчитываются и строятся специализиро­ванной фирмой (например, АО «Т-Хелпер») под конкретную проблему. Такой подход позволяет максимально экономить средства — не приобретается ничего лишнего, и время — оперативно создается действующая система. В зависимости от текущих финансовых возможностей и потребностей в услугах связи можно по­строить систему в сокращенной конфигурации, а затем развивать ее дальше.

Примеры транковых радителефонов:

·  Носимые: Alinco DJ-подканалов, габариты 124 х 56 х 40 мм, вес 350 г),
Icom IC-F4 (32 подканала, габариты 140 х 57 х 37 мм, вес 390 г).

·  Возимые: Alinco DR-подканалов, габариты 174 х 142 х 40 мм, вес 860 г), Icon IC-Fподканала, габариты 175 х 137 х 40 мм, вес 2100 г).

Аналоговый стандарт МРТ 1327

Не менее популярным является и транкинговый стандарт МРТ 1327, положенный в основу большинства европейских транкинговых систем. Главное достоинство этого протокола — доступность и открытость в плане стандартизации, в частности возможность внесения в него национальных требований.

Системы радиосвязи на основе этого протокола также обеспечивают возможность индивидуальных и групповых вызовов, выходов в телефонную сеть общего пользо­вания. Протокол обеспечивает независимость абонента от обслуживающей его в данный момент базовой станции и автоматическую регистрацию абонента на бли­жайшей к нему станции.

Принципиальным отличием стандарта МРТ 1327 от Smart Trunk является его многозоновость (работа в сетевом варианте) и то, что его работой управляет цент­ральный компьютер, который может находиться в любом удобном для оператора месте. Связь компьютера с базовыми станциями иногда осуществляется по кабель­ным линиям связи.

В систему может входить до 10 базовых станций с 24 радиоканалами в каждой из них; всего может обслуживаться до 1 млн радиоабонентов. Для облегчения опера­ций вызова абонентов все радиотелефоны, входящие в систему, распределяются по разным группам связи, в пределах которых выполняется своя автономная их адресация.

Основные функциональные возможности систем, использующих стандарт МРТ 1327:

·  малое время установления связи (не более 0,4 с при внутригрупповых и 1,0 с
при межгрупповых соединениях), достигаемое за счет отсутствия сканирова­
ния частотного диапазона (установление связи управляется компьютером);

·  индивидуальный вызов любого абонента как с другого радиотелефона, так и из городской телефонной сети;

·  возможность выхода любого мобильного абонента в городскую телефонную сеть;

·  возможность группового вызова абонентов, входящих в группу связи;

·  наличие приоритетной системы вызовов и экстренного (самого приоритетно­го) вызова заранее запрограммированного абонента путем нажатия одной кноп­ки на аппарате;

·  возможность циркулярных сообщений (селекторных вызовов), при которых все абоненты могут прослушивать только сообщение вызывающего абонента;

·  возможность переадресации входящих вызовов на другого абонента;

·  регистрация, индикация и запоминание радиотелефоном номеров вызывающих
абонентов;

·  передача служебных цифровых сообщений по радиоканалам, в том числе и от компьютера.

Первоначально протокол МРТ 1327 был ориентирован на диапазон частот 174-225 МГц, однако сейчас выпускается аппаратура и для работы в диапазо­нах 66-88, 136-174, 330-380 и 400-512 МГц.

Фирмой Motorola для работы в этом стандарте выпускаются радиотелефоны но­симые (GP 1200) и возимые (GM 1200).

Цифровые стандарты

Цифровые стандарты у нас в стране только начинают развиваться, они относятся к транкинговым стандартам 2-го поколения, обеспечивают более оперативную и на­дежную связь, поддерживают множество сервисных услуг и являются весьма пер­спективными.

Цифровой стандарт TETRA

Стандарт на цифровые транкинговые системы TETRA (Trans-European Trunked Ratio) разработан Европейским институтом телекоммуникационных стандартов как единая европейская технология для специальных систем подвижной связи. Стандарт занимает на один канал полосу частот шириной 25 кГц и использует прин­цип временного мультиплексирования подканалов TDMA, позволяя вести по ка­налу до четырех разговоров одновременно, что существенно экономит частотный ресурс. Новый стандарт обеспечивает передачу как речи, так и данных со скорос­тью до 28 кбит/с и с повышенной степенью защищенности и секретности. В стан­дарте заложены возможности индивидуального и группового вызова абонентов, группового вызова с подтверждением и широковещательного («всем, кто меня слы­шит») режима. Поскольку протокол разрабатывался для общеевропейских служб общественной безопасности, в нем предусмотрены: гарантированный и быстрый доступ в систему, приоритетные вызовы, повышенное засекречивание, прямая связь между абонентами. Широкие возможности по передаче данных позволяют под­ключать к системе различные виды терминального оборудования: портативные компьютеры, факсимильные аппараты, принтеры и т. д.

Среди дополнительных функциональных возможностей стандарта следует отме­тить: вызов через диспетчера, приоритетный вызов (в том числе с предваритель­ным сбросом), удержание вызова, регистрацию вызова, идентификацию вызова, переадресацию вызова, выборочное прослушивание, подключение к разговору, блокировку исходящих вызовов.

Особо следует отметить возможность доступа абонентов стандарта TETRA в Ин­тернет и к интранет-сетям. Компания Nokia представила в 2000 году первый WAP-браузер для систем этого стандарта, а также комплект клиент-серверных приложе­ний для доступа в режиме реального времени к базам данных, геоинформационным системам, службам коротких сообщений SMS и ряду других.

Стандарт TETRA может работать в широком диапазоне частот — от 01.01.01 МГц. За службами безопасности закреплена полоса частот от 380 до 400 МГц, для ком­мерческих целей выделены диапазоны в районе 410,450 и 870 МГц.

Первые коммерческие локальные системы транкинговой связи этого стандарта уже используются и в России.

Существуют транкинговые сети стандарта TETRA и общего доступа, в частности экспериментальная сеть, организованная в Санкт-Петербурге компанией «Ра­дио Тел» на основе базовой станции Dimetra, способная обслуживать одновременно доабонентов.

Транкинговая сеть компании «Радио Тел» позволяет:

·  осуществлять обычную радиосвязь в пределах города и области;

·  осуществлять телефонную связь внутригородскую, междугородную и между­народную.

Сервисные услуги сети:

·  цифровая передача речевых сообщений и информации;

·  конфиденциальность передаваемых сообщений;

·  наличие уровней приоритетности для абонентов;

·  возможность аварийных вызовов;

·  возможность общесистемных вызовов;

Системы транкинговой радиотелефонной связи

·  возможность конференц-связи;

·  автоматическая регистрация абонентов;

·  организация групп связи с особым статусом;

·  организация связи между группами;

·  возможность выборочного запрета связи.

Сеть охватывает связью часть северо-западного региона и имеет роуминг с або­нентами других систем Москвы и Московской области (в Москве пока созда­ние транкинговых систем стандарта TETRA не разрешено ввиду дефицита час­тотных диапазонов). Для транкинговой связи в сети TETRA используется диапазон частот 800 МГц, обладающий рядом преимуществ перед ранее используемыми в радиосетях более низкочастотными диапазонами, в частности позволивший организовать существенно большее количество абонентских подканалов. В ка­честве примеров транковых телефонов этого стандгрта можно привести ра­диотрубки Yaesu VX-1R (291 подканал, габариты 81 х 47 х 25 мм, вес 125 г), Махог SR-подканалов, габариты 124 х 45 х 35 мм, вес 1590 г) и вози­мый радиотелефон Icon 1C-Fподканала, габариты 137 х 175 х 40 мм, вес 2100 г).

Цифровые стандарты АРСО 25 и EDACS

Цифровой стандарт АРСО 25 был разработан в США на базе частотного разде­ления каналов (FDMA) для использования в правоохранительных органах. На его основе могут быть построены не только транкинговые, но и конвенциональ­ные (сотовые) системы с ретрансляторами. Ретрансляторы, как и везде, использу­ются для увеличения зоны обслуживания. При прочих равных условиях зона охвата сети АРСО примерно в 2,5 раза больше зоны TETRA. Важным достоин­ством сетей АРСО 25 также является возможность их использования в систе­мах существующих аналоговых радиостанций. В Москве построена экспери­ментальная сеть этого стандарта фирмами «Спецтехника и связь» и Westel Group (Австралия). Уже опробованы две двухканальные базовые станции с выходной мощностью 50 Вт, работающие в конвенциальном режиме в диапазоне частот 136-174 МГц. В системе используются абонентские терминалы EF Jonson Stealth 5000 (носимые, мощность 5 Вт) и 5300 (возимые, мощность 50 Вт). Ре­зультаты испытаний оказались весьма впечатляющими: при такой небольшой мощности устойчивая связь фиксировалась в пределах МКАД и до 26 км за пре­делами городской черты.

Цифровой стандарт EDACS (Enchanced Digital Access Convertional System) ком­
пании Ericsson рассчитан на работу в диапазоне частот 150,450 и 800 МГц. Пре­
дусмотрены полудуплексный и симплексный режимы работы. В России уже
функционируют пять сетей на базе этого стандарта, в том числе в Санкт-Пе­
тербурге,

Персональная спутниковая радиотелефонная связь

На исходе XX века родилась еще одна чудо-технология — персональная радио­связь с любым абонентом, находящимся в любой точке нашей планеты. Эта техно­логия обеспечивается системами персональной спутниковой радиосвязи (СПСР), использующими комплексы космических ретрансляторов и абонентских радио­терминалов.

Варианты систем персональной спутниковой связи

В общем случае любая спутниковая система связи состоит из трех сегментов: косми­ческого (группы космических спутников-ретрансляторов), наземного (наземные станции обслуживания, станции сопряжения) и пользовательского (терминалы, находящиеся у потребителя). И если для сотовой связи важным параметром явля­ется высота подъема антенны базовой станции, то для систем спутниковой связи подобным параметром является высота орбиты спутников-ретрансляторов (СР).

В настоящее время все системы спутниковой связи по высоте орбиты можно под­
разделить на:

·  геостационарные орбиты (GEO — Geostationary Earth Orbit, спутник-ретранс­лятор как бы висит над одной точкой поверхности земли): высота орбитыкм; количество СР, необходимых для охвата всей территории земного шара, — 3, один спутник-ретранслятор перекрывает 34 % земной поверхности, временная задержка передачи сигнала примерно 600 мс;

·  средневысокие круговые или эллиптические орбиты (МЕО — Mean Eath Orbit): высота орбиты в диапазоне от 5000 докм, количество необходимых СР — 8-12, зона перекрытия одним спутником — 25-28 %, временная задержка пе­редачи сигнала — 250-400 мс;

·  низкие круговые или близкие к круговым орбиты (LEO — Low Earth Orbit): высота орбиты в диапазоне от 500 до 2000 км, количество необходимых СР — 48-66; зона перекрытия одним спутником — 3-7 %; временная задержка пере­дачи сигнала — 170-300 мс.

Первая, широко известная система спутниковых телекоммуникаций с мобильными абонентами «Инмарсат» (Inmarsat) и ей подобные обеспечивали обслуживание по принципу «следование абонента за терминалом»: видеотерминал с приемо­передающей аппаратурой и мощной антенной устанавливался на подвижном объек­те (автомобиле, поезде, корабле, самолете), и абонент был привязан к этому объек­ту, следовал за ним. Видеотерминал через спутник-ретранслятор, находящийся на геостационарной орбите, получал связь с радиотерминалами других абонентрв.

Более поздние системы (Inmarsat 3, EMSS, MSAT, «Марафон») позволили реали­зовать принцип «терминал следует за абонентом», поскольку при использовании более эффективных узконаправленных антенн мощность сигнала в локальных зонах обслуживания увеличилась и радиотерминал абонента стал более портатив­ным (в виде небольшого чемоданчика, «кейса», и т. п.).

Возможность дальнейшего увеличения мощности радиосигнала и уменьшения раз­меров абонентских радиотерминалов обеспечивается путем приближения спутников-ретрансляторов к абонентам, то есть переводу их с геостационарных на более низкие орбиты LEO и МЕО, но при этом для охвата той же территории приходится использо­вать большее количество СР. Имеется определенная аналогия СПРС с системами со­товой телефонии — зоны обзора земной поверхности многолучевыми антеннами СР формируют сотовую (макросотовую) структуру покрытия зоны обслуживания.

Низкие орбиты уже давно рассматривались как основа для организации систем спутниковой связи, но их использование тормозилось определенной инерцией мышления, настроенного на то, что спутник-ретранслятор должен быть виден долго и непрерывно, а лучше всего быть неподвижным для наблюдателя (то есть нахо­диться на геостационарной орбите).

И только в последние годы появилось ряд систем спутниковой связи, использую­щих низкие орбиты и более портативные абонентские радиотерминалы, вплоть до карманных радиотелефонных трубок.

В настоящее время имеется уже несколько десятков различных СПРС, характери­стики некоторых из них приведены в табл. 17.2.

Таблица 17.2. Основные характеристики некоторых СПРС

Большинство существующих спутниковых систем связи имеют геостационарные спутниковые группировки, что легко объяснимо: небольшое количество спутни­ков, охват всей поверхности земли. Однако большая задержка сигнала делает их применимыми, как правило, только для радио - и телевещания. Для систем радио­телефонной связи большая задержка сигнала крайне нежелательна, так как при­водит к плохому качеству связи и повышению стоимости обслуживания.

Низкоорбитальные СПРС. Indium имеет 66 спутников-ретрансляторов (5 мая 1997 года запущены первые пять из них) на орбитах высотой 780 км, a Globstar — 48 на высоте 1400 км. Такое количество СР необходимо для поддержания непрерывно­го канала связи, предоставляемого любому абоненту на территории земного шара, ибо каждый из низкоскоростных спутников-ретрансляторов находится в зоне ви­димости абонентского радиотелефона всего несколько минут за время каждого оборота спутника на орбите. Благодаря движению спутников друг за другом, их расположению в разных орбитальных плоскостях и автоматическому переключе­нию связи с одного СР на другой обеспечивается полное перекрытие земной по­верхности зонами обзора и непрерывная связь с абонентом. Число обеспечивае­мых системами каналов связи достигает 60-70 тыс.

Система Indium

Разработчик — международный консорциум Iridium ltd., Вашингтон. Система гло­бальной подвижной персональной спутниковой связи предназначалась для пре­доставления услуг связи с подвижными и фиксированными объектами, располо­женными на всей территории земного шара. Космический сегмент системы состоял из 66 основных (высота орбиты 780 км над поверхностью Земли) и 6 резервных спутников (645 км). Система предоставляла абонентам следующие услуги: пере­дача речи (2,4 кбит/с), передача данных и телефакс со скоростью до 9600 кбит/с, пер­сональный вызов и определение местоположения.

Будучи очень дорогостоящим проектом (более $5 млрд), Iridium в начальной ста­дии развития установил сверхвысокие цены на терминалы и трафик, ошибочно ориентируясь только на очень богатых потребителей услуг. Кроме того, в процессе эксплуатации возникли непредусмотренные проектом технические и финансовые проблемы, что привело консорциум к банкротству. В настоящее время обслужи­вание абонентов России не производится.

Система Globalstar

Система глобальной подвижной персональной спутниковой связи Globalstar (ком­пания Globalstar ltd., Сан-Хосе, шт. Калифорния) предназначена для предостав­ления услуг связи с подвижными и фиксированными объектами, расположенны­ми на территории земного шара между 70° северной широты и 70° южной широты.

Портативные терминалы системы Globalstar выпускаются в нескольких модифи­кациях для обеспечения возможности их использования как для организации свя­зи в системе Globalstar, так и в сетях наземной сотовой связи стандартов GSM, DAMPS, CDMA.

Для примера приведем параметры некоторых имеющихся на российском рынке моделей спутниковых портативных мобильных терминалов системы Globalstar:

·  портативный мобильный абонентский терминал Qualcomm. Трехрежимный терминал — Globalstar/AMPS/CDMA. Размеры — 178 х 57 х 44 мм, вес — 357 г. Имеет дисплей на 4 х 16 символов, записную книжку на 99 номеров, ускорен­ный автодозвон, голосовую почту, определитель номера;

·  портативный абонентский мобильный терминал Ericsson. Режимы работы —
Globalstar/GSM. Размеры - 160 х 60 х 37 мм, вес - 350 г;

·  портативный абонентский мобильный терминал Telit. Режимы работы — Global­
star/GSM. Размеры - 220 х 65 х 45 мм; вес - 300 г.

Космический сегмент системы представляет собой группировку из 48 основных и 8 резервных спутников, весом менее 450 кг, размещенных на круговых орбитах на высоте 1414 км над поверхностью Земли. Спутники первого поколения рассчита­ны на работу в режиме полной нагрузки не менее 7,5 лет.

Для охвата большей территории земного шара планируется построить порядка 50 станций сопряжения, обеспечивающих максимальное покрытие (до 85 %) земной поверхности. На первом этапе развития системы построено 38 станций сопряже­ния. В России находятся в эксплуатации три такие станции: в Московской обла­сти (Павлов Посад), в Новосибирске и Хабаровске. Эти станции обеспечивают предоставление услуг подвижной связи с высоким качеством обслуживания прак­тически на всей территории России южнее 70° северной широты. Каждая из этих станций связана с сетью общего пользования России. Система Globalstar эксплуа­тируется в России с мая 2000 года. Предполагается, что в 2002 году Globalstar смо­жет обслуживать более 150 тыс. абонентов России.

Среднеорбитальные системы Odyssey и ICO с высотой орбиты порядкакм, ввиду большего обзора территории с одного спутника-ретранслятора позволяют сократить количество последних до 10-12 штук (время видимости одного СР до­ходит до нескольких часов). Число обеспечиваемых системами каналов связи до­стигает 25-30 тыс.

Весьма перспективной обещает быть среднеорбитальная система подвижной пер­сональной спутниковой связи ICO (международная компания ICO Global Com­munications), предназначенная для предоставления услуг связи с подвижными и фиксированными объектами на всей территории земного шара, включая припо­лярные районы. Система будет содержать 10 основных и 2 резервных спутника на МЕО-орбите на высоте примернокм над поверхностью Земли.

Согласно проекту, большую часть абонентских терминалов системы составят пер­сональные телефонные аппараты, способные работать в двух режимах (спутнико­вый/наземный сотовый).

Особенностью данной системы будет специально сформированная сеть IcoNet, которая соединит между собой «интеллектуальными» линиями связи двенадцать узлов спутникового доступа (УСД), расположенных по всему миру, и обеспечит быстрое соединение сетей общего пользования с мобильными терминалами и мо­бильных терминалов между собой вне зависимости от их местонахождения. На тер­ритории России предполагается строительство одного УСД.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3