Мобильные спутниковые системы

Одно из применений спутниковых коммуникаций, по схеме передачи «точка – точка», было представлено в лекции 7. Спутники также обеспечивают услуги мобильных коммуникаций для судов и самолетов, они используются в заброшенных районах, где другие услуги коммуникаций не доступны. В системах, которые используют геостационарные спутники, мобильные станции дороги, и стоимость обслуживания весьма высока. Поэтому было реализовано несколько проектов, направленных на снижение стоимости услуг спутниковой связи настолько, чтобы можно использовать портативные МС.

Многорежимные МС могли использовать спутник или, если имеются в наличии, недорогие мобильные сети, типа GSM или CDMA. Примерами таких систем являются Иридиум и Globalstar. Эти системы используют множество спутников, которые находятся на орбитах с расстоянием от 700 до 10 000 километров от Земли в отличие от геостационарной орбиты, которая расположена на расстоянии 36 000 км от Земли. Спутники кружат вокруг Земли по таким орбитам, что некоторые из них являются видимыми все время с некоторого любого пункта на земной поверхности, рис.12.5. Каждый из спутников выполняет функции базовой станции и обеспечивает связь с большой сотой, расположенной ниже на земле.

Эти системам нужны и они используют функции, подобные функциям сотовых сетей. Примеры - отслеживание движения и передача полномочий между БС спутников, а не абонентов.

Рис. 12.4. Мобильная спутниковая система.

Земные станции спутниковой системы контролируют операции спутников и ведут себя как точки соединения с сухопутной телефонной сетью общественного пользования, если нужно. Большинство спутниковых проектов заканчивались финансовыми катастрофами. Их бизнес-планы были сделаны в то время, когда международные услуги мобильной коммуникации не были доступными, и когда только намечалось развитие цифровых сотовых систем. Со временем услуги спутниковой связи стали доступными, но к тому моменту большинство деловых абонентов уже имели свои собственные цифровые мобильные телефоны и потому услуги спутниковой связи были востребованы мало.

Беспроводная локальная сеть (WLAN)

Много действующих предприятий извлекли бы выгоду из наличия доступной высокоскоростной беспроводной передачи данных на короткие расстояния. Примерами могут быть университетские городки, больницы, фабрики, склады, конференц-залы и выставки. К организации коммуникаций в таких учреждениях необходимо использовать подход, подобный подходу, используемому в проводных частных ЛВС, и этот подход - WLAN. Главным шагом в развитии технологии WLAN было принятие соответствующего стандарта IEEE (института инженеров электротехники и электроники) в 1999. Более ранние стандарты имели много вариантов выполнения, но совместимость между их различными продуктами не была достаточной для того, чтобы считать их популярными.

Стандарт IEEE для WLAN использует лицензию на полосу свободных частот при 2.4 ГГц устанавливает максимальную скорость передачи данных по воздушному интерфейсу - 11Mбит/с. Чтобы быть совместимым с более ранними стандартами для скоростей 1-и 2- Mбит/с, кадры с заголовками информации в этом стандарте передаются со скоростью в 1 Mбит/с, что уменьшает скорость передачи пользовательских данных. Механизм предъявления или резервирования каналов регулирует емкость воздушного интерфейса так, что фактическая величина скорости передачи данных имеет порядок 6 Mбит/с. Она разделяется между всеми пользователями и двумя направлениями передачи. Стандарт IEEE для WLAN использует четыре различных схемы модуляции, по одной для каждой из четырех скоростей передачи данных: 1, 2, 5.5 и 11 Mбит/с. Если качество радиоканала становится хуже, то обеспечивается использование более терпимой к шумам схемы модуляции, а норма скорости передачи данных уменьшается.

Базовые станции систем WLAN называют пунктами доступа, они связаны с проводной линией Ethernet. Система WLAN фактически спроектирована и работает как беспроводное расширение к магистральной проводной линии Ethernet. Ширина полосы частот, занимаемая информационным радиосигналом - 11 МГц, и потому в основной полосе частот при 2.4 ГГц достаточно места только для трех не перекрывающихся каналов. Это жестко ограничивает скорости передачи данных, когда число пользователей увеличивается. Чтобы решить эту проблему были созданы более высокоскоростные технологии WLAN, действующие в полосе частот при 5 ГГц. Сети WLAN, доступные в аэропортах, гостиницах, и конференц-залах, обеспечивают клиентам доступ к Интернет. Технология WLAN становится также всё более популярной в среде образовательных учреждений и среде офисов. Технологии WLAN могут быть решением для объединения систем короткопробежной беспроводной передачи данных и сотовых систем третьего поколения.

Технология Bluetooth . Технология "Голубой Зуб" - новая универсальная технология беспроводной связи разнотипных микропроцессорных устройств локальной сети в диапазоне при 2,4 ГГц; названа так в честь датского короля с таким прозвищем, прославившимся собирательством земель.

Технология Bluetooth позволяет заменить внутренние кабели ЛВС универсальной короткопробежной радиолинией, соединяющей одно цифровое устройство с другим. Мобильные компьютеры, сотовые телефоны, принтеры, клавиатура, и многие другие устройства могут быть включены в сеть с помощью радио Bluetooth. Маленькая беспроводная сеть Bluetooth, соединяющая, например, пользовательский компьютер с его периферией, называется персональной вычислительной сетью (PAN). PAN содержит одну или более микpосетей. Одна микросеть содержит главное устройство (master) и до семи вспомогательных (slave). Главное устройство голосует вспомогательным и приказывает каждому из них докладывать ему по очереди. Для голосовых применений Bluetooth определяет синхронный канал, который обеспечивает двунаправленную передачу между главным и вспомогательными устройствами со скоростью 64 кбит/с. Канал может использоваться для того, чтобы разговаривать по радиотелефону или делать набор номера на сотовом телефоне, оставляя руки свободными. Системы Bluetooth используют ту же полосу свободных частот в диапазоне при 2.4 ГГц, что и WLAN, и могут сосуществовать с ними в этой области частот. Широкополосные сигналы WLAN и узкополосные сигналы Bluetooth не мешают друг другу. Система Bluetooth использует технологию, в которой данные передаются прыжками по спектру так, что после каждого прыжка несущая частота изменяется. Есть 79 разрешенных несущих частот в интервале 1 МГц, внутри которого прыгает частота передачи. Каждая микросеть использует различную псевдослучайно прыгающую последовательность этих 79 несущих частот. Несколько микросетей могут работать в той же самой области частот одновременно, потому что их сигналы мешают друг другу только в те немногие моменты времени, когда они, случается, используют одну и ту же несущую частоту. Скорость передачи модулирующего сигнала в Bluetooth - 1 Mбит/с, её используют все устройства микросети в обоих направлениях передачи. Если мы сравним технологии WLAN и Bluetooth, то увидим, что WLAN - система для работы группы пользователей (ЛВС), а Bluetooth - система для работы только единственного пользователя - персональной вычислительной сети (PAN). Число микросетей в сети Bluetooth очень ограничено и скорость передачи данных, доступная для каждой микросети, является низкой.

Контрольные вопросы:

1 . Каковы особенности второго поколения сотовых систем?

2. Каковы особенности третьего поколения сотовых систем?

3. Сформулируйте принцип кодового разделения каналов.

4. Гдеи в каких случаях используются мобильные спутниковые системы?

5. Где используется беспроводнаялокальная сеть (WLAN?)

6. Каковы особенности технологии Bluetooth?