Радиосвязь
Радиосвязь между объектами можно условно разделить на три составляющие:
системы радиосвязи с помощью радиостанций;
сотовые системы связи;
системы персонального радиовызова (пейджеры).
Радиостанции представляет собой конструктивно объединенные в одном корпусе передатчик и приемник с общей антенной и источником питания. С помощью радиостанций можно вести связь на больших расстояниях, пересылать данные и факсы, организовывать работу людей на полях, заводе или стройке, они не нуждаются в сети базовых станций, как сотовые телефоны. Достоинством радиостанций является и то, что они, в отличие от "мобильников" и пейджеров, позволяют производить соединение в доли секунды.
Радиостанции в соответствии с ГОСТ 12252-86 бывают стационарные, возимые, носимые и портативные.
Стационарные радиостанции — основа любой радиосистемы. В их число входят ретрансляторы и трансиверы.
Ретрансляторы (приемопередатчики) работают в режимах приема/передачи на одной частоте.
Трансиверы — это устройства, обеспечивающее прием сигнала на одной частоте и передающие его на другой, т. е. они позволяют осуществлять дуплексную связь.
Стационарные радиостанции имеют большую мощность и в сочетании с хорошими антеннами позволяют осуществлять связь с другими стационарными или мобильными радиостанциями на больших расстояниях (десятки километров). Их можно использовать для связи абонентов разных частотных диапазонов друг с другом, а также обслуживать системы персонального радиовызова.
Возимые и носимые радиостанции обеспечивают устойчивую радиосвязь между мобильными и стационарными пользователями. Отличаются уменьшенными размерами и массой. Радиус действия их зависит от качества применяемых антенн и выходной мощности передатчика.
Портативные радиостанции используются в качестве радиотелефонов. Отличаются от носимых радиостанций пониженной мощностью передатчика, что позволило уменьшить емкость и вес батарей, в результате была достигнута компактность исполнения. Их радиус работы лежит в пределах нескольких километров. Основная область применения портативных радиостанций — локальная недорогая оперативная связь с людьми на ограниченной территории: на строительной площадке, больших складах или в поле.
Сотовые системы связи. К недостаткам связи по радио относятся: громоздкость аппаратуры, низкая надежность радиопередач, возможность прослушивания переговоров посторонними, ограниченная дальность (до 50 км) и узкий круг абонентов.
В 1990 г. был разработан глобальный (паневропейской) стандарт для мобильной связи — GSM (Global Standard for Mobile Communications). В основу GSM был положен цифровой принцип построения мобильной системы связи. Цифровая система связи дает целый ряд преимуществ перед аналоговой связью (см. выше) и дает возможность создать для абонентов ряд новых услуг, например факсимильную связь, службу коротких сообщений (SMS — Short Message Service — пейджинг). Для связи между пользователями ПК и сетью GSM не требуется модем. Дополнительные услуги включают несколько видов перенаправления вызовов, определение номера вызывающего абонента, ожидание вызова, конференц-связь.
Сеть GSM состоит из нескольких функциональных единиц: мобильный телефон, который находится у абонента, базовая станция, которая контролирует радиосвязь с мобильным телефоном, и центр коммутации, выполняющий управление при перемещении абонентов.
Мобильный телефон состоит из терминала (непосредственно телефонного аппарата) и SIM-карты (Subscriber Identity Module — модуль идентификации абонента).
В терминале находится антенна, микрофон, приемопередатчик, АЦП и ЦАП, усилитель и миниатюрный громкоговоритель. Терминал однозначно идентифицируется кодом IMEI (International Mobile Equipment Identity).
SIM-карта представляет собой микросхему (чип) флэш- памяти, в которую заносится код для идентификации абонента в системе, секретный ключ для проверки подлинности карты, шифры, пароли, личная информация о конкретном абоненте и другая информация.
Базовая станция в пределах сотовой ячейки поддерживает одновременно сотни телефонных переговоров, выделяя им свободные частотные коридоры. При перемещении мобильного телефона базовая станция автоматически переключает его на другую свободную частотную полосу, на которой связь более устойчива.
Коммутационный центр следит за перемещением телефона абонента и определяет момент роуминга, когда следует переключить вызов с одной базовой станции на другую, чтобы не снизилось качество приема и передачи.
Таким образом, с телефоном сотовой связи абонент может на протяжении сеанса связи перемещаться из зоны действия антенны одной соты в зону действия другой, затем третьей и т. д.
Цифровой стандарт GSM получил в Европе и в России наиболее широкое распространение и стал основным. В России наиболее распространен GSM 900/1800. Сети этого стандарта есть во всем мире. Операторами стандарта GSM являются МТС (Мобильные Теле Системы) и Би-Лайн.
Технические характеристики мобильных телефонов. Важнейшими параметрами мобильных телефонов являются: мощность передатчика, чувствительность приемника, качество звука, вес, эргономичность, безвредность.
Мощность радиопередатчика определяет дальность связи. В то же время с увеличением мощности сокращается время пользования трубкой и усиливается воздействие электромагнитных излучений на организм человека. Мощность передатчиков в трубках не может быть более 2 Вт.
Чувствительность. Это основной критерий: хороший аппарат сможет уловить сигнал оператора даже там, где он очень слаб. Сотовые телефоны имеют меньшую мощность передачи, чем радиостанции (максимум 2 Вт), однако их чувствительность в десятки раз превышает чувствительность большинства радиостанций. В результате сотовые телефоны имеют сопоставимый с радиостанциями радиус действия.
Эргономичностъ обусловливается удобством для руки, дизайном кнопок, размером цифр и знаков, подсветкой экрана, четкостью символов и наличием сервисных функций.
Сервисные функции мобильных телефонов:
вызов номеров, записанных в ячейках 1-10, нажатием одной кнопки;
автоматический повторный набор;
часы, таймер, будильник;
режим экономии питания;
возможность просмотра стоимости разговора и остатка на счете;
услуга коротких сообщений;
исключение нежелательных звонков;
пересылка и переадресация вызова;
предоставление двух номеров на один аппарат.
Пейджер — это небольшой цифровой радиоприемник, настроенный на определенную несущую частоту и получающий предназначенные только ему сообщения. Пейджеры используются для получения разнообразной цифровой информации: текст, изображения и небольшие голосовые сообщения. Размер передаваемой информации даже в лучших пейджерах ограничен несколькими сотнями знаков. Время для получения информации может составлять несколько минут. Недостатком пейджеров является односторонняя связь, для оперативного обмена голосом они не пригодны.
Информация, переданная на пейджер, отображается на его жидкокристаллическом дисплее в виде букв, цифр и условных знаков. При поступлении вызова с центрального пульта пейджер воспроизводит вибрационный или звуковой сигнал, привлекающий внимание абонента. Простота конструкции, низкая цена, высокая надежность и удобство пользования обеспечили пейджерам большую популярность.
Пейджеры бывают тоновые, цифровые и текстовые.
Тоновый пейджер самый простой и дешевый, он только извещает абонента о вызове вибрационным, звуковым или световым сигналом. При этом тип оповещательного сигнала может условно кодировать одно из четырех заранее выбранных абонентом сообщений: позвонить в офис, позвонить домой и т. п.
Цифровой пейджер имеет дисплей (на 10-20 символов) и оперативную память (на 80-200 символов или 8-20 сообщений); на дисплей может быть передано цифровое сообщение (номер телефона, по которому нужно позвонить; время некоторого заранее обусловленного события; курс акций и т. п.).
Удобно использовать такой пейджер совместно с голосовым почтовым ящиком (ГПЯ), организуемым практически в каждой пейджинговой системе. В этом случае на пейджер выдается сообщение о поступлении в ГПЯ информации в адрес абонента. Эту информацию абонент может получить, позвонив в "почтовый ящик" с любого близлежащего телефона (доступ в ГПЯ конфиденциальный — по идентификатору или паролю).
Текстовый пейджер — самый совершенный. Модели текстовых пейджеров весьма разнообразны: многие из них выводят сообщение на дисплей на русском языке, некоторые — только на английском; они имеют часы, будильник, систему регистрации даты и времени поступления сообщения.