Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство образования Тульской области
ГОУ СПО ТО ТПК № 1
РЕФЕРАТ
на тему
«Виды связи»
Выполнил: Телегина Ю.Д.
Курс 1 группа Д
Проверил: Загурская Н.С.
Способы передачи информации
На современном этапе развития средства связи играют важную роль для обеспечения эффективного управления туристским бизнесом. Любая задержка информации может повлечь за собой очень серьезные негативные последствия как в финансовом отношении, так и в потере имиджа фирмы, что в конечном итоге может привести к краху любой организации. Это непосредственно относится и к предприятиям индустрии туризма.
Передача информации может осуществляться вручную либо механически при помощи автоматизированных систем по различным каналам связи.
Первый способ передачи информации и до настоящего времени имеет широкое распространение. При этом информация передается либо при помощи курьера, либо по почте. К достоинствам этого способа можно отнести полную достоверность и конфиденциальность передаваемой информации, контроль за ее получением (при почтовой рассылке в пунктах регистрации прохождения), минимальные издержки, не требующие никаких капитальных затрат. Главными недостатками такого подхода являются невысокая скорость передачи информации и неоперативность в получении ответов.
Второй способ значительно увеличивает скорость передачи информации, повышает оперативность принятия решений.
Классификация каналов связи
Каналы связи являются основным звеном любой системы передачи информации. Классификацию каналов связи можно осуществить по различным признакам (табл. 1).
Таблица 1 Классификация каналов связи
|
Признак классификации |
Характеристики каналов связи |
|
Физическая природа передаваемого сигнала |
Оптические и электрические, которые в свою очередь, могут быть проводными (электрические провода, кабели, световоды) и беспроводными, использующие электромагнитные волны, распространяющиеся в эфире (радиоканалы, инфракрасные каналы и т. д.). |
|
Форма представления передаваемой информации |
Аналоговые представляют информацию в непрерывной форме в виде непрерывного сигнала какой-либо физической природы. Цифровые представляют информацию в цифровой (прерывной — дискретной, импульсной) форме сигналов какой-либо физической природы. |
|
Время существования |
Коммутируемые — временные, создаются только на время передачи информации. По окончании передачи информации и разъединении уничтожаются. Некоммутируемые — создаются на длительное время с определенными постоянными характеристиками. Их еще называют выделенными. |
|
Скорость передачи информации |
Среднескоростные (от 2400—9600 бит/с) используются в телефонных (аналоговых) каналах связи, на новых станциях 14—56 кбит/с. Среднескоростным каналам используются проводные линии связи(группы параллельных или скрученных проводов витая пара). Высокоскоростные (свыше 56 кбит/с) называют широкополосными. Для передачи информации используются специальные кабели: экранированные и неэкранированные, оптоволоконные, радиоканалы. |
Физическая природа передаваемого сигнала в канале связи:
Оптические проводные – световоды (оптоволоконный канал используют в стационарных системах с большим объемом передаваемой информации и повышенными требованиями к скорости передачи, защищенности от возможного подслушивания электромагнитных помех. Нашли применение при организации как глобальных, так и локальных вычислительных сетей). Главным элементом оптоволоконного кабеля является волоконный световод — высококачественное стеклянное (пластиковое) волокно диаметром несколько микрон, окруженное твердым заполнителем и сверху защищенное специальной оболочкой. Обладает не только высокой скоростью передачи информации (может достигать 1000 Мбит/с), но и высокими техническими характеристиками. Это очень дорогой способ передачи информации и применяется для прокладки весьма ответственных (магистральных) каналов связи. Например, при помощи такого кабеля соединяются все столицы большинства стран мира, крупные города (Москва—Санкт-Петербург).
Оптические беспроводные – они используют луч лазер для передачи сигнала между приемопередающими устройствами. Однако, в отличие от волоконной оптики, сигнал передается через открытую воздушную среду, а не по оптическому волокну. Для приема и передачи цифрового сигнала между беспроводными оптическими устройствами необходимо наличие прямой видимости. Другими словами, между ними не должно быть никаких помех (таких, например, как деревья). Беспроводные оптические системы используются для создания высокоскоростных и безопасных каналов связи, которые можно развернуть в течение очень малого промежутка времени.
Системы беспроводной оптической связи уже установлены в различных компаниях, включая больницы, банки, операторы связи, муниципальные службы и военные ведомства во многих странах мира, предлагая беспроводные решения различного уровня сложности. В корпоративных сетях эти системы могут быть использованы для организации высокоскоростных каналов связи между офисами, что позволяет избежать затрат на аренду выделенных линий. Беспроводные оптические каналы связи предлагают серьезную альтернативу волоконной оптике в случаях, когда необходимо обеспечить работу высокоскоростных приложений (таких как видеоконференции), а стоимость прокладки кабеля слишком высока. Другим популярным приложением беспроводных оптических систем является организация временных каналов связи во время выставок, конференций, спортивных мероприятий или для быстрого восстановления связи при аварии волоконно-оптической линии.
Электрические проводные - электрические провода (телефонные), кабели (витая пара (группы скрученных проводов) – высокочастотные, радиочастотные).
Кабели витой пары применяют в локальных вычислительных сетях. Радиочастотные кабели применяют телевизионных сетях, кабельном телевидении, в межблочных соединениях радиотехнических систем.
Электрические беспроводные – радиоканалы (КВ УКВ ВЧ СВЧ)
Форма представления передаваемой информации в канале связи
Аналоговые - представляют информацию в непрерывной форме в виде непрерывного сигнала какой-либо физической природы.
Аналоговый сигнал
Графический вид аналогового сигнала (колебания) изображен на Рис.1. Он из себя представляет непрерывно меняющуюся амплитуду по оси времени. Если характер изменения амплитуды через некоторое время повторяется, говорят о периоде повторения, который обозначается как Т. Длительная во времени последовательность повторяющихся периодов колебания формируют сигнал определенной частоты – f, имеющей размерность герц (Гц). Частота сигнала связана с периодом повторения следующей зависимостью f = 1/T .
Колебания радиоволн мобильного телефона составляют 800 мггц (800 000 000 кол/сек).
Рис.1.Аналоговый сигнал
Рис.1. дает нам временное представление сигнала. Для анализа сигналов более полное представление дает частотное представление, которое принято называть спектром сигналов.
На Рис.2. представлен спектр сигналов для двух сигналов – один сигнал частотой 800 мгц и амплитудой 20 вольт, второй - частотой 18000 гц и амплитудой 10 вольт. Такой спектр (в виде одной палочки по оси частот) имеют колебания одной частоты с одинаковой амплитудой от периода к периоду.
Рис.2. Спектр двух сигналов
Сигнал, формируемый мобильным телефоном, имеет переменную амплитуду и меняется по частоте. У такого сигнала спектр будет иметь сложную структуру (Рис.3.). и будет состоять из множества частот, группирующихся в районе частоты 800 мгц. Набор этих частот принято называть спектром, а разница между наивысшей частотой в спектре и наинизшей называется ширина спектра и обозначается как .
Характеристики аналогового сигнала: – значение амплитуды (А), значение частоты (f), ширина спектра , время существования колебаний (t).
Рис. 3.
Цифровые сигналы - представляют информацию в цифровой (прерывной — дискретной, импульсной) форме сигналов какой-либо физической природы.
Цифровой сигнал
Цифровой сигнал – это набор импульсных сигналов формирующих цифровой код, в котором закодировано текущее значение амплитуды аналогового сигнала. Цифровой код – это двоичный код двоичной системы представления сигналов во времени.
Кодовая группа состоит из 4-х импульсов (4 разряда) с амплитудами двух значений – большая и маленькая амплитуды. Большая амплитуда идентифицируется как единица ( 1 ), маленькая амплитуда идентифицируется как ноль ( 0 ) (Рис.4).
Рис.4. Цифровой звук
Из Рис.4. видно 3-я кодовая группа имеет код 1001 , девятая - 1100.
Время существования канала связи
Коммутируемые — временные, создаются только на время передачи информации. По окончании передачи информации они разъединяются.
Некоммутируемые — создаются на длительное время с определенными постоянными характеристиками. Их еще называют выделенными.
Скорость передачи информации канала связи
Среднескоростные (от 2400—9600 бит/с) используются в телефонных (аналоговых) каналах связи, на новых станциях 14—56 кбит/с. Для передачи информации по среднескоростным каналам используются проводные линии связи (группы параллельных или скрученных проводов витая пара). Скорость передачи дисконтной информации по каналу связи измеряется в бодах. Бод — это скорость, при которой передается 1 бит в секунду (1 бит/с).
Высокоскоростные (свыше 56 кбит/с) называют широкополосными. Для передачи информации используются специальные кабели: экранированные и неэкранированные, оптоволоконные, радиоканалы.
Любое преобразование и передача данных по каналам связи осуществляются в соответствии с принятыми протоколами передачи информации в специальных устройствах преобразования сигнала (модем, точка доступа, устройства сопряжения сигналов).
Протокол передачи данных — это совокупность правил, которые определяют формат данных и процедуры передачи их по каналу связи, в которых, как правило, указываются способ модуляции, соединение с каналом, представление данных и т.д. Все это делается для повышения достоверности передаваемых данных.
Все модемы имеют определенные стандарты передачи данных, которые устанавливаются Международным институтом телекоммуникаций (ITU — International Telecommunication Union). Обычно стандарт включает несколько протоколов передачи данных. Одним из наиболее эффективных стандартов является стандарт V.34. Он выполняет тестирование канала связи, определяя при этом наиболее эффективный режим работы модема.
В случае передачи большого потока информации, когда она представлена в виде файла, для ее передачи необходимо использовать специальные протоколы, которые осуществляют процедуры разбиения информации на блоки, автоматическое обнаружение и исправление ошибок, повторную пересылку неверно принятых блоков информации, восстановление передачи после обрыва и т. п.
Модемная передача данных (по телефонной сети, оптоволокну, радиоканалу)
По своей конструкции модемы бывают внутренние и внешние.
Внутренний модем — это специальная плата, встраиваемая в аппаратуру, например в системную плату компьютера, имеющая специальный разъем для подключения к телефонной линии связи.
Внешний модем (автономный) — это специальный прибор (небольшая коробка), имеющий блок питания, разъемы для подключения к аппаратуре (к компьютеру и телефонной линии связи), панель с индикаторами, которые показывают различные режимы работы модема, может быть регулятор громкости звука.
Модемы могут осуществлять как контактный интерфейс с каналом связи, так и бесконтактный (аудио), могут предназначаться для различных каналов связи и систем, различаться скоростью передачи данных.
Кроме передачи данных модемы могут выполнять и ряд других полезных функций, как, например, автоматическое определение номера входящего звонка (АОН), функции автоответчика, электронный секретарь, прием и передача факсимильных сообщений и т.д.
Рынок услуг передачи данных в России постоянно развивается. В настоящий момент на российском рынке присутствуют следующие крупнейшие компании, расположенные в порядке убывания занимаемой доли рынка:
Relcom — это национальная сеть, она является частью европейской сети EUnet, поэтому на абонента сети RELCOM распространяются соглашения об обмене
почтовыми сообщениями, существующие между сетью EUnet и другими сетями (Internet, UUnet, BITNET, CompuServe, и др.). Подключение к сети осуществляется через региональные центры RELCOM:
Например: Новосибирск
Институт Систем Информатики СО АН СССР
Это крупнейшая компания, использующая в основном каналы связи, арендованные у других компаний и различные протоколы связи, в том числе и протоколы сети Интернет;
Rospak - распределенная общего пользования сеть передачи данных, ориентирована на предприятия госсектора и правительственные учреждения ;
«Новотелеком» - новосибирский городской провайдер . Это оператор связи Новосибирска, который обеспечивает связь через городскую сеть передачи данных по оптоволоконным линиям. Основной вид услуг телефонизация и связь офисов по защищённым каналам, сверхбыстрый интернет, электронная коммерция. Подключение к "Электронному Городу". 28% квартир города находятся в зданиях, подключенных к Новотелекому. Это самая крупная оптоволоконная широкополосная сеть Новосибирска, к которой подключено 15 000 частных абонентов и компаний города.
Вся сеть построена на оптоволоконном кабеле, 80% зданий подключены на скорости 1 гигабит/сек, сеть построена на управляемых коммутаторах, поддерживающих сервис гарантированной передачи информации, вся сеть поддерживает технологию IP-Multicast (Главное преимущество IP Multicast - способность адресовать видео- и аудиопоток практически неограниченному количеству пользователей.). Внешние каналы доступа в Интернет составляют 80 мбит/сек, на этапе сдачи в эксплуатацию находится телефонный узел связи, в прошлом году компанией получен ресурс в 10 000 городских телефонных номеров, для реализации первого этапа развития городской телефонной связи.
Виды современной связи
Наиболее распространенными видами современной связи являются:
- Телефонная связь
- Компьютерная телефония
- Радиотелефонная связь
- Системы сотовой радиотелефонной связи
- Системы стандарта Wi-Fi
Телефонная связь
Для предприятий туриндустрии телефонная связь является самым распространенным и широко применяемым видом связи. Она используется не только для оперативного административного управления предприятиями, но и для ведения финансово-хозяйственной деятельности. Например, по телефону можно забронировать номер в гостинице, получить информацию об интересующем туриста маршруте или турпакете.
В зависимости от способа использования телефонную связь можно разделить на два вида:
- общего пользования (городская, междугородная, международная);
- офисную (внутренняя) связь, используемую в пределах одной организации.
Основными компонентами телефонной связи являются телефонная сеть и абонентские терминалы. Телефонная сеть состоит из автоматических телефонных станций (АТС), соединенных между собой каналами связи. Каждая АТС коммутирует, как правило, до 10 тыс. абонентов. Абонентские терминалы подключают к сети по абонентской линии. Как правило, это пара медных проводов. Каждая абонентская линия имеет свой персональный номер. АТС соединяются между собой по соединительным линиям и также имеют свой номер, как правило, совпадающий с первыми тремя цифрами абонентского номера. Например, если московский абонент имеет номер телефона 187-27-59, то это значит, что он подключен к АТС с номером 187, а 27-59 — это персональный номер абонента. Если к АТС подключены более 10 тыс. абонентов, то тогда данная АТС разделяется на несколько логических подстанций, имеющих свой персональный номер.
В общем виде телефонная сеть представляет иерархическую структуру, состоящую из следующих уровней: международного, междугородного и уровня конкретного региона (рис. 1).
Рис. 1.Схема международной телефонной сети
Офисная связь реализуется на базе специальных офисных АТС. Их применение на предприятиях туриндустрии, особенно в гостиничных комплексах, продиктовано необходимостью обеспечения сотрудников фирмы и гостей городским телефоном, а также экономией средств на разговоры. Офисные АТС позволяют при наличии ограниченного числа городских телефонов увеличивать количество дополнительных внутренних телефонов, обеспечивая тем самым оперативность работы учреждения. Офисная АТС является связующим звеном между городскими абонентскими линиями и линиями внутренних абонентов, т.е. выполняет функции региональной АТС. Причем количество внутренних абонентских линий зависит от различных параметров, таких, как количество городских абонентских линий, подключенных к данной АТС, интенсивности разговоров, финансовых возможностей фирмы и т. п.
На рынке средств связи существует множество различных офисных АТС — от самых маленьких, которые устанавливаются в небольших офисах и даже в квартирах, до больших станций. Если в качестве абонента выступает офисная мини-АТС, то можно еще добавить внутренний номер абонента.
Офисные АТС станции используются на крупных предприятиях и в гостиницах. Основными достоинствами офисных АТС является то, что они, во-первых, осуществляют автоматическое подключение внутренних абонентов и, во-вторых, телефонная связь внутри фирмы осуществляется практически бесплатно. Кроме этого они выполняют множество полезных вспомогательных функций, к которым относятся:
- организация телеконференций;
- постановка абонента на ожидание при занятом канале и периодическое напоминание об этом;
- автоматическая переадресация на другой телефон, а в «ночном режиме» на телефон дежурного;
- составление списка абонентов для вызова в определенное время;
- режим «не беспокоить»;
- возможность временного запрета выхода на внешнюю линию для некоторых телефонов;
- заказ времени для звонка-будильника;
- включение громкоговорящей связи и т. п.
Но одной из важнейших функций офисной АТС является возможность подключения ее к компьютеру. Это позволяет вести автоматический учет и регистрацию всех телефонных переговоров, учитывать время и тариф при каждом телефонном разговоре, автоматически устанавливать скидки (наценки) на телефонные разговоры, для гостиниц автоматически выписывать счета гостям за каждый телефонный разговор либо при выписке. Для решения этих задач разрабатываются специальные программные продукты — автоматизированные системы учета и тарификации телефонных переговоров. Система принимает данные о звонках от мини-АТС, сохраняет их в базе данных и тарифицирует в режиме реального времени.
Одним из основных элементов телефонной связи является телефонный аппарат. Телефонные аппараты различаются как по конструктивному исполнению (имеют различную форму), так и по своим сервисным возможностям (выполняют различные функции). Современные телефонные системы используют два способа кодирования набираемого номера: импульсный и тональный.
Импульсный (Pulse) способ кодирования применяется в устаревших аппаратах с вращающимся диском набора номера. При наборе цифр в линию связи подаются импульсы, число которых соответствует набранной цифре.
При тональном (Tone) способе кодирования информации посылается непрерывный сигнал, состоящий из комбинации двух частот, при помощи которых и осуществляется кодирование передаваемого номера. Тональный способ используется в телефонных аппаратах, имеющих кнопочное устройство набора номера. Практически все существующие АТС допускают импульсное кодирование номера, тональные же системы кодирования используются лишь на сравнительно новых АТС.
Современные телефонные аппараты обладают множеством полезных функций, и их число, как правило, определяется стоимостью аппарата.
К основным дополнительным функциям телефонных аппаратов относятся:
- наличие долговременной памяти запоминания номеров;
- наличие оперативной памяти для повторного вызова последнего набираемого номера;
- возможность многократного вызова абонента при условии его занятости (функция автодозвона);
- автоматическое определение номера (АОН) входящего звонка с отображением его на дисплее и возможностью его звукового воспроизведения;
- антиАОН — защита от АОН вызываемого абонента;
- наличие автоответчика и встроенного диктофона для записи передаваемого (принимаемого) сообщения и много других полезных функций.
Но при использовании таких функций, как АОН и автоответчик на предприятиях СКСиТ, необходимо учитывать, что ваши партнеры могут нести дополнительные непредвиденные затраты при ведении междугородных (международных) переговоров, так как любой звонок необходимо будет оплачивать, даже если разговора и не было.
Одной из новых функций является подключение телефонного аппарата к персональному компьютеру со всеми вытекающими отсюда возможностями.
Компьютерная телефония
Компьютерной телефонией называется технология, в которой компьютер играет главную роль как в управлении телефонным соединением, так и в осуществлении приема и передачи телефонных звонков.
Использование компьютерной телефонии намного ускоряет процесс управления на предприятии, повышая его эффективность и качество при общем снижении совокупных затрат. Особенно это относится к предприятиям туриндустрии, для которых телефон является одним из необходимых инструментов функционирования. Современные компьютерные технологии позволяют значительно снизить затраты на междугородные, а тем более международные переговоры, без которых не обходится ни одно предприятие турбизнеса. Связь с партнерами осуществляется по компьютерным сетям, в частности по сети Интернет. Такая связь называется IP-телефония.
IP-телефония — это современная компьютерная технология передачи голосовых и факсимильных сообщений с использованием Интернета. Данная технология начинает бурно развиваться на российском рынке связи. Она позволяет осуществлять междугородную и международную голосовую связь, используя обычный телефонный аппарат или компьютер, подключенный к Интернету. Для туристских компаний, имеющих свою корпоративную сеть, IP-телефония позволяет значительно снизить издержки, связанные с телефонными переговорами.
Для использования IP-телефонии необходимо:
- создание собственной сети IP-телефонии;
- пользование сетью IP-телефонии, разработанной другими операторами.
Первый способ использования сети IP-телефонии предполагает установку персональных компьютеров в вашем офисе и офисе ваших партнеров со специальной оплатой и программным обеспечением. Такие компьютеры получили название шлюзов. Шлюз подключается к Интернету и с помощью разъемов на плате (как в обычном телефоне) подключается либо напрямую к городской телефонной линии, либо к офисной АТС. Такой способ использования IP-телефонии оправдан для тех компаний, которые имеют постоянного партнера и с которым очень часто осуществляется связь по телефону. При этом стоимость минуты разговора очень незначительна (около 0,02 долл. — соответствует фактической стоимости соединения с Интернетом), однако фирме необходимо будет понести единовременные капитальные затраты (порядка 3 тыс. долл.) на приобретение собственного шлюза.
Второй способ использования IP-телефонии предполагает возможность воспользоваться уже готовой сетью. Сейчас на рынке средств связи появились специальные фирмы-операторы, имеющие свою собственную сеть IP-телефонии. Для того чтобы воспользоваться услугами данной сети, необходимо приобрести специальную пластиковую карточку с Pin-кодом (Pin-код — это персональный идентификационный номер данной карты). Звонить с помощью данных карт можно с любого телефона, поддерживающего тональный набор, и на любой телефон в любой стране. Стоимость минуты разговора в этом случае будет несколько больше, чем в предыдущем случае, но фирме не придется нести большие первоначальные затраты на приобретение специального оборудования.
В гостиничном бизнесе современные компьютерные технологии позволяют при помощи телефона и специально разработанных программных продуктов просматривать информацию о текущем состоянии дел в отеле. Это обеспечивает своевременное получение руководителем актуальной информации о всех процессах, происходящих в гостинице, и независимо от расстояния осуществлять управление отелем.
Особыми видами телефонной связи являются: радиотелефонная связь.
Радиотелефонная связь
Под радиотелефонной связью понимают беспроводные системы телефонной связи, которые не требуют проведения сложных инженерных работ по прокладке дорогостоящих телекоммуникаций и поддержке их в рабочем состоянии.
Связь может быть организована быстро и независимо от рельефа местности и погодных условий (хотя погодные условия и рельеф местности могут оказывать непосредственное влияние на качество связи).
На современном этапе развития техники и технологии радиотелефонная связь становится альтернативой использования проводной телефонии и значительно повышает оперативность в принятии управленческих решений и общую эффективность функционирования предприятий туриндустрии.
Беспроводная система телефонной связи по сравнению с обычной проводной обладает следующими достоинствами:
- меньшие капитальные затраты на ее создание;
- возможность создания независимо от рельефа местности, природных условий и наличия соответствующей инфраструктуры;
- меньший срок окупаемости системы;
- меньшая трудоемкость работ по организации системы и на порядок более быстрыми темпами ввода в эксплуатацию;
- обеспечивание надежной и оперативной связи с мобильными пользователями;
- более широкие возможности по управлению системой и по защите информации.
Среди радиотелефонных систем можно выделить такие их разновидности, как: системы сотовой радиотелефонной связи; системы транкинговой радиотелефонной связи; телефоны с радиотрубкой; телефонные радиоудлинители; системы персональной спутниковой радиосвязи.
Системы сотовой радиотелефонной связи
Появление сотовой связи было связано с необходимостью создания широкой сети подвижной радиотелефонной связи в условиях достаточно жесткого ограничения на доступные полосы частот.
В настоящий момент сотовая связь используется более чем в 140 странах мира на всех континентах земного шара. Россия тоже вошла в число стран, использующих сотовую связь. В России сотовая связь начала внедряться с 1990 г., ас 1991 г. началось ее коммерческое использование. В настоящий момент в России насчитывается около 160 миллионов абонентов (на конец 2006 г. — 160 млн.).
Несмотря на то, что сотовая связь существует около 30 лет, можно выделить три периода ее развития, которые определяются не только количественными характеристиками, но и качественными изменениями. Такое разделение осуществляется с достаточной степенью условности, но тем не менее можно выделить три поколения систем сотовой связи:
аналоговые системы;
цифровые системы;
универсальные системы (системы будущего).
К первому поколению сотовой связи, или стандартам, относятся аналоговые системы, которые в настоящее время заменяются на цифровые системы.
Для дальнейшего развития и распространения сотовой связи шел поиск и велась разработка более совершенных технических решений, что привело к появлению на свет цифровых сотовых систем — систем второго поколения на основе стандарта GSM. В цифровых системах сигналы передаются в цифровом коде. Цифровая обработка сигналов обеспечила возможность совершенствования методов множественного доступа, увеличения емкости системы, улучшения качества связи.
Рассмотрим более подробно GSM
GSM (Global System for Mobile Communications), глобальная система обеспечения мобильной связи. Стандарт GSM принят более чем в 60 странах. В настоящее время использует частотные диапазоны 900 МГц, 1800 МГц, 1900 МГц. В России стандарт GSM является федеральным стандартом связи, получившим широкое распостранение благодаря удобству и универсальности.
Впервые с идеей о создании сотового телефона выступила исследовательская лаборатория Bell Laboratories, принадлежавшая компании AT&T (1947 год). Планировалась организация сетей подвижной связи.
Первая сотовая базовая станция, которая могла обслуживать до 30 клиентов, была смонтирована на вершине 50-этажного "Alliance Capital Building" в Нью-Йорке к 3 апреля 1973 года. «Виновником» первых испытаний стала компания Motorola. Motorola предложила выделить частным компаниям свободные частоты для внедрения сотовой связи.
Создателем первого сотового телефона стал сотрудник компании Motorola Мартин Купер, в 1967 разработавший первые портативные рации для копов Чикаго. Первым стал сотовый телефон под названием Dyna-Tac. Телефон весил «всего» 1.15 кг при габаритах 22.5х12.5х3.75 см. , был оснащен 12 кнопками, дисплея не было, стоимость составляла 2000 долларов.
Эксперимент на крыше высотки "Alliance Capital Building" прошел успешно. Федеральная Комиссии по коммуникациям США убедилась в том, что за сотовой связью стоит будущее, и выделила свободные частоты частным компаниям уже в начале 1974 года. В последующие годы возникло несколько коммерческих сетей, которые стали распространяться по миру.
Чтобы понять принцип организации сотовой связи необходимо знать следующее:
- для каждого частотного диапазона (900 МГц, 1800 МГц, 1900 МГц) выделена полоса частот в пределах которой работает мобильный телефон и каждый телефон работает на одной фиксированной частоте в пределах этой полосы. Например, рабочий диапазон частотного диапазона 900 МГц находится в пределах от 850 МГц до 900 МГц. Один «мобильник» МТ1 работает на частоте 855 МГц, второй МТ2 на частоте 856 МГц, третий МТ3 на частоте 857 МГц и т.д. На одной и той же частоте в пределах частотного диапазона «мобильники» работать не должны, так как иначе они будут мешать друг другу. Каждый «мобильник» по частоте должны отстоять друг от друга как минимум на ширину передаваемого звукового диапазона (диапазон звука голоса), а именно (0,02 МГц). Графически это изображено на Рис.1.
Рис.1.
Таким образом, в этом диапазоне частот (850-900 МГц) мы не можем иметь бесконечное количество телефонов. Выделенный диапазон составляет приблизительно 50 МГц = 50000 КГц, делим это значение на 20 КГц (такую полосу частот занимает один телефон) и получаем, что в выделенном диапазоне одновременно может работать не мешая друг другу всего 2500 «мобильников».
- Дальность действия мобильного телефона составляет от 1 до 3 км. Чтобы два мобильных телефона, расположенных на расстоянии 10 км, могли друг друга «услышать», необходимо установить промежуточные радиотехнические системы (ретрансляторы), которые будут усиливать сигнал и передавать его друг другу. Следовательно на дистанции в 10 км необходимо установить 3-5 ретрансляторов (Рис.2). "Мобильник" МТ1 передает сигнал "мобильнику" МТ2; "мобильник" МТ2 его не уловит, так как они расположены далеко друг от друга. Ретранслятор 1 уловит "мобильник" МТ1 и передаст в эфир. Этот сигнал уловит рядом стоящий Ретранслятор 2 и тоже передаст его в эфир. Но в зоне Ретранслятора 2 находится "мобильник" МТ2 и таким образом произойдет обмен сообщениями.
Рис.2.
Следовательно, с каждым ретранслятором на расстоянии до 1 - 3 км может работать одновременно 2500 мобильных телефонов. Чтобы с соседним ретранслятором могло одновременно работать тоже 2500 "мобильников", необходимо чтобы этот рентраслятор уже работал в сетке другого частотного диапазона, т.е. на частотах 900-950 МГц. А вот следующий за вторым рентраслятором уже может работать в диапазоне первого рентраслятора, т.е. 850-900 МГц, так как "мобильники" в зоне этого рентраслятора уже ввиду своей малой мощности не достанут до первого рентраслятора. Для покрытия целого города и обеспечения одновременной работы большого количества телефонов (в рассматриваемом примере как минимум 5000 телефонов) требуется по вышеописанному принципу расставить множество рентрансляторов.
Система сотовой связи представляет собой совокупность ячеек, покрывающих обслуживаемую территорию. Обычно ячейки схематично изображают в виде правильных шестиугольников, которые похожи на пчелиные соты (Рис.3.), что и послужило поводом назвать данную систему сотовой. Каждая сота обслуживается своим радиооборудованием. Причем число абонентов, обслуживаемых данной сотой, не является постоянной величиной, поскольку абоненты могут перемещаться из одной соты в другую. При пересечении границы соты абонент автоматически переходит на обслуживание в другую соту, т.е. подключается к ближайшему ретранслятору. В центре каждой ячейки (понятие «центр» тоже носит условное значение) находится базовая станция, которая обслуживает всех абонентов, находящихся в данной ячейке.
Рис. 3
Основным принципом сотовой связи является принцип повторного использования частот (frequency reuse), который позволяет эффективнее использовать выделенный частотный диапазон и обеспечивает высокую емкость системы. Идея повторного использования частот заключается в том, что в соседних (касающихся друг друга) ячейках системы используются разные полосы частот, а через ячейку или несколько ячеек эти полосы частот повторяются. Этот принцип позволяет охватить сколь угодно большую зону обслуживания при ограниченной общей полосе частот выделенной для сотовой телефонии.
Все базовые станции системы соединяются с центром коммутации, который, в свою очередь, имеет выход во взаимосвязанную сеть связи (ВСС) России.
Упрощенно функционирование системы сотовой связи можно представить в виде следующей схемы (рис. 3).
Рис. 3. Упрощенная схема системы сотовой связи:
Р — базовая станция (ретранслятор); ПС — подвижная (мобильная) станция ("мобильник")