Беспроводные каналы связи

В беспроводных линиях связи передача данных выполняется на основе радиоволн.
Диапазоны, используемые в беспроводных каналах связи и оптических каналах связи:

Необходимо заметить, чем выше частота, тем больше емкость (число каналов) сист. связи, но при этом существенно уменьшается расстояние, на которое возможно прямая передача.

РК является необходимой составляющей как в радиорелейных системах связи, сотовой связи и спутниковой связи. РК широко применяется в качестве альтернативы кабельным сетям. Это обусловлено тем, что это дешевле, чем линии связи. В территориально больших сетях на региональном уровне предпочитают РК, т.к. проводка каналов затруднена. Поэтому в терр. сетях на региональном уровне применяют радиорелейные связи от 15 до 20 ГГц, а связь в пределах прямой видимости возможна в пределах 50 км.

В корпоративных и локальных больших сетях РК – мост между системами, либо общая среда для передачи данных в сети, а также служит связью между территориальными и центральным узлами сети. Обеспечивается работа в пределах прямой видимости в диапазоне 15-20 км. Если РК используется в качестве общей среды, то он используется внутри здания. При этом для защиты используется: метод прямой пал-ти DSSS и метод частотных скачков FMS.

DSSS - Метод расширения спектра методом прямой последовательности (DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum) — широкополосная модуляция с прямым расширением спектра, является одним из трёх основных методов расширения спектра, используемых на сегодняшний день (см. методы расширения спектра). Это метод формирования широкополосного радиосигнала, при котором исходный двоичный сигнал преобразуется в псевдослучайную последовательность, используемую для модуляции несущей. Используется в сетях стандарта IEEE 802.11 и CDMA для преднамеренного расширения спектра передаваемого импульса.

В каждый передаваемый информационный бит (логический 0 или 1) встраивается последовательность так называемых чипов. Если информационные биты — логические нули или единицы — при потенциальном кодировании информации можно представить в виде последовательности прямоугольных импульсов, то каждый отдельный чип — это тоже прямоугольный импульс, но его длительность в несколько раз меньше длительности информационного бита. Последовательность чипов представляет собой последовательность прямоугольных импульсов, то есть нулей и единиц, однако эти нули и единицы не являются информационными. Поскольку длительность одного чипа в n раз меньше длительности информационного бита, то и ширина спектра преобразованного сигнала будет в n-раз больше ширины спектра первоначального сигнала. При этом и амплитуда передаваемого сигнала уменьшится в n раз.

Чиповые последовательности, встраиваемые в информационные биты, называют шумоподобными кодами (PN-последовательности), что подчеркивает то обстоятельство, что результирующий сигнал становится шумоподобным и его трудно отличить от естественного шума.

Используемые для уширения спектра сигнала чиповые последовательности должны удовлетворять определённым требованиям автокорреляции. Под термином автокорреляции в математике подразумевают степень подобия функции самой себе в различные моменты времени. Если подобрать такую чиповую последовательность, для которой функция автокорреляции будет иметь резко выраженный пик лишь для одного момента времени, то такой информационный сигнал возможно будет выделить на уровне шума. Для этого в приёмнике полученный сигнал умножается на ту же чиповую последовательность, то есть вычисляется автокорреляционная функция сигнала. В результате сигнал становится опять узкополосным, поэтому его фильтруют в узкой полосе частот и любая помеха, попадающая в полосу исходного широкополосного сигнала, после умножения на чиповую последовательность, наоборот, становится широкополосной и обрезается фильтрами, а в узкую информационную полосу попадает лишь часть помехи, по мощности значительно меньшая, чем помеха, действующая на входе приёмника (если не используется приемник с алгоритмом Боцмана).

FMS – ПП делится на значительно большее число диапазонов(80), причем в передатчик переключается случайным образом на новый диапазон через каждые 20 сек.

Алгоритм известен только участникам. Дальность связи 100 м. Для связи центр. и периферийных узлов используется ненаправленная антенна.

В условиях высоких уровней эл.мам(маш?). полей применяется ИК каналы связи. Применяются в цехах и в офисах.

В состав оборудования беспроводных линий связи входят:
сетевые адаптеры;

Радиомодемы;

Радиомодемы могут работать в дуплексном или полудуплексном режимах, а со стороны радиопорта устанавливается частотный диапазон и ширина радиоканала. Радиомосты – для объединения между собой кабельных сегментов или отд-х кабелей сетей в пределах прямой видимости.

Также в состав входит направленная и ненаправленная антенны, голосовые фильтры, усилители и т.д.

Спутниковые каналы передачи данных

Простейший способ связи, когда спутник находится на геостационарных орбитах.

Организация связи на геостационарных системах:

Чем ниже орбита, тем меньше площадь покрытия, тем больше нужно наземных станций и число спутников возрастает. Время задержки 2 мсек.

9. Характеристика современных систем мобильной связи.

Передача информации между пунктами, где один из них или оба являются подвижными. Характерный признак – наличие радиоканала.

К технологии мобильной связи относятся: сотовая телефония, пейджер, транкинг, твейджинг.

Пейджинг – система односторонней связи, при котором сообщение поступает пользователю на пейджер.

Твейджинг – двусторонняя связь, двусторонний пейджинг.

Сотовая технология обеспечивает сотовую связь между передвижными объектами, с помощью базовых станций, выполняющих коммутирующие функции.

NMT-450 – аналоговая сист., работающая в диапазоне 453-468 МГц.

До нескольких десятков км от базовой станции, слабая помехоустойчивость, дефицит числа каналов.

Параллельно возникла цифровая сотовая связь 19,2 кбит/с – несколько Мбит/с. Радиус действия – чуть больше 10 км(12;15).

Доступ к РК осуществляется одним из 3 способов:

1)Случайный доступ – применяется при небольших нагрузках сети. МДКН/ОК – применяется в локальных и корпоративных сетях. Метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов с одновременно обращающимися к одному и тому же пользователю.

2) SDMA – заключается в выделении для команд абонента свой код. комбинации, которая кодируется 0 и 1.

3)TDMA – временно`е мультипликсирование с выделением слота по требованию. По этой технологии если возникает конфликт, то сообщение повторяется. Выделяется специальные слоты.

Разработаны несколько стандартов мобильной связи, которые регулируют ее работу:

- по V.32 – возможны … программы; если ячейка имеет SDMA свой адрес, то возможна пересылка файлов.

Широко применяется временное мультипликсирование. В этом случае базовая станция имеет порядка 10 несущих частот и с 24 ячейками на каждом из них. Одновременно используется как TDM, так и SDM. Предполагается автоматический поиск следующего канала и автоматическое переключение на другой канал. Частота 1,7-1,9 ГГц.

Одна из наиболее распространенных технология по стандарту GSM(Global), основанная на мультипликсировании. Трафик 270 кбит/с. Обеспечивается автоматический роуминг.
GSM различается по частотным диапазонам: GSM900, GSM890,GSM1800 (1710-1780 МГц).

Чем выше частота, тем больше дистанция и меньше площадь облучения. Однако число каналов небольшое, что эффективно при большом кол-ве пользователей.

Базовые станции находятся в каждой соте. Диапазон Частот отличается от диапазона соединительный станций.
В перспективе: использование широкополосных стандартов UMTS- глобальный роуминг.

Транкинговая связь – мобильная связь для предприятий. Отличается от сотовой связи. Особенности: выполняется внутри некоторой группы пользователей возм. гр. видов, приоритетность в гр. пользователей, ограниченный выход в общую сотовую связь.

Преимущества: может быть полудуплексной связью.

При иерархической структуре используется базовые станции и центры коммутации. Базовые станции обслуживают 1 или несколько зон и имеют несколько частот, отличные от соседних станций.

Чем больше частота, тем больше ширина канала.

Поиск по сайту: