Полный курс лекций 2009-го года (1130357), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Внутренняя организация GPRS-службыВ GPRS-службу заложена хорошая масштабируемость: при появлении новых абонентов операторможет увеличивать число SGSN-узлов, а при эскалации суммарного трафика - добавлять в систему новыеGGSN-узлы. Внутри ядра GPRS-службы (между SGSN- и GGSN-узлами) данные передаются с помощьюспециального туннельного протокола GTP (GPRS Tunneling Protocol, подробно туннелирование мырассмотрим в главе 5).Еще одной составной частью системы GPRS является PCU-блок (Packet Control Unit - устройствоконтроля пакетной передачи). PCU-блок стыкуется с контроллером базовых станций BSC и отвечает занаправление трафика данных непосредственно от BSC к SGSN.В перспективе (при ориентации системы на мобильный Интернет) возможноспециального узла - IGSN (Internet GPRS Support Node - узел поддержки Интернета).добавление2.6.2.5.
Качество сервиса в GPRSСледует отметить такой важный параметр функционирования GPRS-службы, как QoS (Quality ofService - качество сервиса). Очевидно, что видеоконференция в режиме реального времени и отправкасообщения электронной почты предъявляют разные требования, например, к задержкам на пути пакетовданных.
Поэтому в GPRS существует несколько классов QoS, подразделяющихся по следующим признакам:§необходимому приоритету (существует высокий, средний и низкий приоритет данных)§надежности (разделение на три класса по количеству возможных ошибок разного рода, потерянныхпакетов и т.п.)§задержкам (задержки информации вне GPRS-сети в расчет не принимаются)§количественным характеристикам (пиковое и среднее значение скорости)Класс QoS выбирается индивидуально для каждой новой сессии передачи данных.Стандарт услуги GPRS предусматривает два режима соединений:§PTP (Point-To-Point - точка-точка)§PTM (Point-To-Multipoint - точка-многоточка)Широковещательный режим РТМ, в свою очередь, подразделяется на два класса:§PTM-M (PTM-Multicast) - передача необходимой информации всем пользователям, находящимся вопределенной географической зоне;§PTM-G (PTM-Group Call) - данные направляются определенной группе пользователей.Развитие стандарта GPRS-службыпередачи информации PTM.предполагаетвскореподдержкурежима«многоточечной»2.6.2.6.
Новый стандарт для 3G-сетейПрежде чем мы перейдем к рассмотрению стандартов для 3G-сетей – сетей третьего поколения,следует упомянуть стандарт IS-95, в котором используется принципиально иной, по сравнению с AMPSили GSM-системами, метод доступа. Этот метод называют разделением кодов – CDMA (Code DivisionMultiple Access), и он не совместим с методами, используемыми в AMPS- и GSM-системах.
Мы подробнорассмотрим этот метод в разделе 4.Следующим шагом от GSM к сетям третьего поколения (3G-сети) или UMTS-системам (Universal MobileTelephone System) является EDGE-служба (Enhanced Data Rates for GSM Evolution, в вольном переводе «ускоренная передача данных»), позволяющая осуществлять передачу информации на скоростях до 384кбит/сек. в восьми GSM-каналах (48 Кбит/сек.
на канал).С EDGE-службой мобильный Интернет становится реальностью. Добавление EDGE-службы ксуществующим сетям второго поколения делает их совместимыми со стандартами ITU для 3G-сетей. EDGEслужба – это решение для 3G-сетей, которое позволит существующей сетевой инфраструктурепредоставлять мощные современные мультимедийные услуги для мобильных терминалов. РеализацияEDGE позволяет усилить и основные преимущества технологии GPRS-службы: быстрое установлениесоединений пакетной передачи и более высокая скорость в радиоинтерфейсе.Для внедрения EDGE-службы «поверх GPRS» операторам необходимо заменить аппаратуру базовыхстанций BS, а пользователям - приобрести поддерживающие EDGE телефонные аппараты.
Хотя нанастоящий момент сложно представить, какие приложения должен использовать абонент сотовой сетиGSM, чтобы ему не хватало скорости в 170 кбит/сек., предлагаемой GPRS. Но в наше время бурноразвивающихся цифровых технологий прогнозы - дело неблагодарное…UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) - Универсальная система мобильныхтелекоммуникаций – это один из стандартов, разрабатываемый Европейским институтом стандартовтелекоммуникаций (ETSI) для внедрения 3G-сетей в Европе. Сегодня основным фактором, определяющимразвитие мобильной связи, является голосовая телефония. Появление GPRS и EDGE, а затем переход кUMTS-системе открывают дорогу ко многим дополнительным возможностям, помимо голосовой связи. UMTS- это высокоскоростная передача данных, мобильный Интернет, различные приложения на основеИнтернета, интранета и мультимедиа (подробно об этих приложениях речь пойдет в главе 7).Ключевой технологией для UMTS является широкополосный многостанционный доступ с разделениемкодов (WCDMA; технология CDMA будет рассмотрена в разделе 4).
Эта революционная технологиярадиодоступа, выбранная в сентябре 1998 года Европейским институтом стандартов телекоммуникаций,поддерживаетвсемультимедийныеуслуги3G-сетей.СистемыWCDMA/UMTSвключаютусовершенствованную базовую сеть GSM и радиоинтерфейс по технологии WCDMA. Скорость передачи врадиоканале для мобильного абонента достигает 2 Мбит/сек. WCDMA предназначена для использования всистемах, работающих в частотном диапазоне 2 ГГц, который позволит в полной мере использовать всепреимущества этой технологии. Например, всего одна несущая WCDMA шириной 5 МГц должна обеспечитьпредоставление смешанных услуг, требующих скоростей передачи от 8 кбит/сек.
до 2 Мбит/сек. Амобильные терминалы, совместимые с WCDMA, смогут в соответствии с рекомендациями ITU работатьсразу с несколькими услугами.2.6.3. Услуги персональной связиТакие системы предполагают, что у пользователя есть только один номер, по которому он доступен,независимо от места его нахождения. На сегодня в разных системах коммуникации один и тот жепользователь имеет, как правило, разные номера.
Так, например, у него может быть номер городскоготелефона, и не один, номер мобильного телефона (также не один), IP-адреса в сети, пейджер. Длякаждого номера у него, как правило, свой терминал, со своим комплектом аксессуаров, батарей, зарядныхустройств и т.д. Представьте себе выезд такого пользователя в командировку. В недалеком будущем всеэти номера заменит один персональный номер. Это шаг к глобальному информационному пространству.Здесь сегодня сосредоточены усилия специалистов.
3G-системы являются основными претендентами нароль таких систем.2.7. Спутниковая связьИдея создания системы связи на основе отражающего объекта, расположенного высоко над землей,давно витала в головах исследователей. Ее привлекательность состояла в том, что чем выше объектрасположен над Землей, тем большую часть поверхности Земли можно охватить при одинаковом углеобзора.
Вначале пытались использовать в качестве такого объекта металлизированный воздушный шар,воздушные плотные массы и т.д. Однако сигнал возвращался настолько слабым, что практическоеиспользование такой системы было исключено. Первый спутник связи был запущен в СССР в 1962 году.Основное его отличие от того, что предпринималось ранее, заключалось в том, что он усиливал сигнал,прежде чем отправить его назад на Землю.Спутник связи имеет несколько приемопередатчиков - транспондеров, или стволов. Каждыйтранспондер слушает свою часть спектра, усиливает полученный сигнал и передает его обратно на землюв нужном направлении, на нужной частоте, отличной от частоты приема, чтобы избежать интерференции спринимаемым сигналом.
Возвращаемый луч может быть по желанию либо широким, покрывая большуютерриторию, либо наоборот узконаправленным.2.7.1. Геостационарные спутникиСогласно третьемустепени 3/2. На высотечасам. Такой спутникнеподвижности можносистемы.закону Кеплера, период вращения спутника пропорционален радиусу орбиты впримерно 36000 км над экватором период вращения спутника будет равен 24наблюдателю на экваторе будет казаться неподвижным. Благодаря этойсущественно упростить устройство наземной приемно-передающей антеннойИз-за интерференции волн неразумно было бы размещать такие спутники ближе, чем 2 градусаэкваториальной плоскости друг от друга, если они работают на одинаковых частотах.
Таким образом, водно и тоже время на экваториальной орбите может находиться не более 180 спутников, работающих наодной и той же частоте. Так как часть из этих орбит зарезервирована не только для целей связи, тоспутников связи на самом деле меньше.Обычно спутник связи имеет 12-20 транспондеров с полосой пропускания 36-50 МГц каждый.Транспондер с пропускной способностью в 50 Мбит/сек. может быть использован для передачи одногопотока данных на скорости 50 Мбит/сек., либо для передачи 800 телефонных разговоров на скорости 64Кбит/сек. каждый, либо иначе комбинируя скорости и количество передаваемых потоков данных.
За счетполяризации сигнала можно сделать так, что два транспондера смогут использовать одну и ту же частоту.Первые спутники связи имели один широкий луч. Современные имеют несколько более узких лучей,пятно которых охватывает несколько сот километров поверхности Земли.Относительно новой технологией является технология малых антенн, называемых VSAT (Very SmallAperture Terminals) - терминалов с очень маленькой апертурой, т.е. антенной с маленьким радиусом.
Такойтерминал имеет антенну с диаметром от 1,8 до 2,5 метра, способную излучать сигнал мощностью в 1 ватт.Он может передавать данные со скоростью примерно 19,2 Кбит/сек. и принимать - 512 Кбит/сек. Из-замалой мощности сигнала такие терминалы не могут взаимодействовать напрямую, но прекрасно могут этоделать через специальный спутниковый хаб.Спутниковые системы связи имеют существенные отличия от наземных систем точка-точка. Несмотряна то что сигнал распространяется со скоростью света, из-за больших расстояний задержка при передачевелика - 250-300 мсек., против 3-5 мксек./км на коаксиале, оптоволокне и т.д.Спутниковые системы принципиально вещательного типа. Для некоторых приложений это оченьважно. Стоимость передачи не зависит, скольким получателям сообщение предназначено. Однакопроблема безопасности передаваемой информации здесь требует особого внимания - все слышат все, чтопередается. Решение этой проблемы - только шифрование.Стоимость передачи не зависит от расстояния.Такой способ передачи имеет очень низкий коэффициент ошибок при передаче.2.7.2.
Низкоорбитальные спутникиИзначально для целей передачи данных низколетящие спутники серьезно не рассматривались.Слишком быстро они проносились над определенным местом на поверхности Земли. В 1990 компанияМоторола выдвинула проект системы низколетящих спутников. Идея была очень проста: когда пятно лучаодного спутника уходило из определенного места, к этому месту подлетал другой спутник, пятно которогоохватывало это место.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
