НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Перспективрые средства передачи информации

Перспективрые средства передачи информации

38

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНСТИТУТ КОМЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Факультет информационных технологий

Кафедра сети связи и системы коммутации

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине ОПТКС

Тема: "Перспективные системы передачи информации"

Выполнил студент СКо-051у Фролов Ю.Г.

Группа Подпись, дата инициалы, фамилия

Руководитель Андреев Р.Н.

Подпись, дата инициалы, фамилия

Оценка

ВОРОНЕЖ 2006

Содержание

Введение

1. Что такое ТСР? 3

2. Принцип построения транкинговых сетей 9

3. Услуги сетей тракинговой связи 13

4 Технология Bluetooth - как способ беспроводной передачи информации 16

4.1. Концепция и основные положения технологии Bluetooth 16

4.2. Технические аспекты установки соединения между Bluetooth устройствами 17

4.3. Набор базовых протоколов, используемых в Bluetooth

для передачи различных типов данных 20

5. Некоторые аспекты практического применения технология

Bluetooth 25

6. Анализ беспроводных технологий и перспективы развития

технологии Bluetooth 26

7 Перспективы развития технологии Bluetooth 29

8 Последняя миля 30

8.1 Технология EPON 31

8.2 Технология WLL 33

8.3 Технология xDSL 35

Заключение 37

Литература 38

Введение

В данной курсовой работе будут рассмотрены несколько перспективных способов передачи (тракинговая связь и Bluetooth), а также будет рассмотрена технология позволяющая, доставлять, информацию до абонента, так называемая технология «последней мили», способы ее реализации. Поскольку этот вопрос становится все более актуальным, в последнее время, из-за возросшего числа абонентов, которым нужно не только получать надежную и качественную связь, при этом, находясь на значительном расстоянии от источника информации, быть уверенными, что передаваемая информация дойдет до абонента, что эта информация будет своевременно и без каких - либо потерь доставлена. Возможность обмениваться мультимедийной информацией, так же относится к одной из основных задач в технологии «последняя миля».

1. Что такое ТСР?

Транкинговая система радиосвязи (TCP) -- это система, в которой используется принцип равной доступности каналов для всех абонентов или групп абонентов. Этот принцип давно и повсеместно используется в телефонных сетях, откуда в радиосвязь и пришло слово "trunk" (пучок, т.е. пучок равнодоступных каналов).

Основной, определяющей название, функцией оборудования TCP является автоматическое предоставление свободного радиоканала по требованию абонента радиостанции и переключение на этот канал вызываемого абонента или группы абонентов. Кстати, с этой точки зрения беспроводные телефоны (такие, как PANASONIC KX-T9080), работающие на общем наборе радиоканалов, также в совокупности образуют TCP.

Однако современные системы профессиональной радиосвязи имеют ряд возможностей. Прежде всего, это увеличение радиуса действия системы, поскольку, даже в простейшей TCP, связь радиостанций между собой осуществляется через ретрансляторы базовой станции (БС). Кроме того, многозоновые TCP имеют в своем составе несколько (от единиц до сотен) БС, каждая из которых обслуживает свою зону. При этом система установит соединение между радиостанциями независимо от их местоположения и, как правило, совершенно прозрачно для пользователей вызываемой и вызывающей радиостанций.

Кроме вызова группы радиостанций (имеется во всех TCP), почти все системы обеспечивают индивидуальный вызов конкретной радиостанции. При этом многие современные TCP обеспечивают разделение всего парка радиостанций на отдельные отряды. Отряд -- это совокупность радиостанций, принадлежащих определенной организации, внутри которого осуществим индивидуальный и групповой вызов. Предполагается, что вызовы между отрядами в большинстве случаев запрещены (хотя могут быть и разрешены конкретным радиостанциям). Таким образом, каждая из организаций, пользующихся TCP, может иметь как бы свою изолированную систему связи.

Как правило, TCP обеспечивают связь радиостанции с абонентами городской и нескольких учрежденческих телефонных сетей, причем их подключение к таким сетям может осуществляться как простейшим способом по абонентским линиям (аналогично офисным АТС), так и по соединительным линиям. В последнем случае, с точки зрения нумерации абонентов, TCP становится частью телефонной сети города или учреждения.

Доступ к каждому виду услуг, предоставляемых системой, обычно программируется индивидуально для каждого абонента. Кроме того, программируется предельное время разговора и приоритет абонента. TCP имеют также защиту от несанкционированного доступа в систему.

И при работе радиостанции в TCP могут возникнуть ситуации, в которых необходимо обойтись без ее услуг (связь с обычной радиостанцией, отказ БС, выход за зону действия всех БС системы). На этот случай все радиостанции, рассчитанные на работу в TCP, имеют возможность переключения в режим обычной радиостанции.

Оборудование любой TCP рассчитано на коммерческую эксплуатацию, поэтому обязательно обеспечивает учет времени использования системы каждым абонентом (тарификацию).

По принципу действия можно выделить три типа TCP

1. Сканирующие TCP

Часто подобные системы несправедливо именуют псевдотранкинговыми. В таких системах радиостанция при вызове сама ищет незанятый канал и занимает его. В дежурном режиме радиостанция непрерывно перебирает (сканирует) все каналы системы, проверяя, не вызывают ли ее на одном из них. К таким TCP относятся некогда распространенная в СССР система "Алтай", а также система SmarTrunk II.

Сканирующие TCP просты и дешевы. В этих системах возможна полная независимость каналов БС друг от друга, поскольку их объединение в общую TCP происходит на уровне абонентской радиостанции. Это обуславливает высокую надежность и живучесть сканирую-щих TCP.

Однако таким TCP присущ ряд принципиальных недостатков. С ростом количества каналов быстро возрастает длительность установления соединения в такой системе, так как она не может быть меньше длительности полного цикла сканирования. Реально к этому добавляется еще и длительность поиска свободного канала вызывающей радиостанции. Кроме того, в сканирующих TCP затруднительна реализация многих современных требований, в числе которых многозоновость, гибкая и надежная система приоритетов, постановка на очередь при занятости системы или вызываемого абонента и т.д.

Таким образом, сканирующая TCP идеально подходит в качестве небольшой (1-8 каналов, до 200 абонентов) однозоновой системы связи, к которой предъявляются минимальные требова-ния. Это и обусловило в последние годы широкое распространение систем SmarTrunk II по России и странам СНГ.

2. TCP с распределенным управляющим каналом

Такими являются распространенная в США система LTR, разработанная еще в конце семидесятых годов фирмой E.F. Johnson, и ее современная модификация ESAS, предлагаемая фирмой UNIDEN. В этих TCP управляющая информация передается непрерывно по всем каналам, в том числе и по занятым. Это достигается использованием для ее передачи частот ниже 300 Гц. Каждый канал является управляющим для радиостанций, закрепленных за ним. В дежурном режиме радиостанция прослушивает свой управля-ющий канал. В этом канале БС непрерывно передает номер свободного канала, который радиостанция может использовать для передачи. Если же на каком-либо канале начинается передача, адресованная одной из радиостанций, то информация об этом передается на ее управляющем канале, в результате чего эта радиостанция переключается на канал, где происходит вызов.

Такие TCP обладают рядом достоинств, присущих TCP с управляющим каналом, не требуя в то же время выделения частот для него. В системе LTR установление соединения происходит настолько быстро, что оно осуществляется каждый раз при включении передатчика станции, т.е. в паузах разговора канал не занят.

Однако при выходе из строя какого-либо канала в системе LTR происходит отказ всех радиостанций, для которых он является управляющим. Кроме того, в таких TCP скорость передачи управляющей информации крайне ограничена.

Это затрудняет реализацию многих требований, предъявляемых к современным TCP, в том числе и многозоновости. Передача информации на частотах ниже 300 Гц одновременно с речью делает такие системы весьма критичными к точности регулировки. Все это привело к тому, что TCP с распределенным управляющим каналом в настоящее время не разрабатываются. Исключение составляет лишь ESAS, в котором используется данный принцип ради совместимости с LTR.

3. TCP с выделенным управляющим каналом

Для аналоговых систем речь идет о частотном канале, для цифровых -- с временным разделением каналов -- о временном слоте. В таких TCP радиостанция непрерывно прослушивает управляющий канал ближайшей к ней БС. При поступлении вызова БС передает информацию об этом по управляющему каналу, вызываемая радиостанция подтверждает прием вызова, после чего БС выделяет один из разговорных каналов для соединения и информирует об этом по управляющему каналу все участвующие в соединении радиостанции. После этого они переключаются на указанный канал и остаются на нем до окончания соединения. В то время, когда управляющий канал свободен, радиостанции могут передавать туда свои запросы на установление соединения. Некоторые типы вызовов (например, передача коротких пакетов данных между радиостанциями) могут осуществляться вообще без занятия разговорного канала.

TCP с выделенным управляющим каналом в наибольшей степени отвечает современным требованиям. В них легко реализуются многозоновость (радиостанция выбирает БС с лучше всего принимаемым управляющим каналом) и другие функции.

Среди них -- постановка вызовов на очередь при занятости системы или вызываемого абонента. Это, в свою очередь, переводит такие TCP из класса систем с отказом при занятости в класс систем с ожиданием. Тем самым не только повышается комфортность работы пользователя, но и, главное, увеличивается пропускная способность системы. В системах с отказом при занятости для обеспечения приемлемого качества сервиса в любой момент времени должен простаивать хотя бы один канал, чтобы абонент мог произвести вызов. В системе с ожиданием загружены могут быть все каналы. При этом, правда, вызывающему абоненту придется немного подождать в очереди.

Однако выделение отдельного управляющего канала имеет свои недостатки. Во-первых, это худшее использование частотного ресурса. В большинстве систем этот недостаток смягчается возможностью перевода управляющего канала в разговорный режим при перегрузке системы. Во-вторых, выделенный управляющий канал является уязвимым местом TCP -- при отсутствии специальных мер отказ оборудования БС для этого канала означает отказ всей БС. К тому же результату приводит и появление помехи на частоте приемника управляющего канала БС. По этой причине при разработке TCP с выделенным управляющим каналом автоматическому контролю за работой оборудования БС уделяется особое внимание. При обнаружении отказа или длительной помехи на частоте приема БС делает управляющим другой, исправный канал.

Выделенный управляющий канал предусматривается большинством современных стандартов на TCP -- как закрытых, так и открытых (МРТ1327), а также перспективным стандартом TETRA.

Для сравнения в таблице 1 приведены характеристики некоторых TCP.

табл.1

Необходимо пояснить, что в таблице 1 приведены характеристики, заложенные в стандарты. Оборудование для простых TCP часто позволяет расширить эти возможности (несколько банков каналов в SmarTrunkII, многозоновая работа в LTR и т.п.).

Как видно из таблицы, наиболее впечатляющими возможностями обладает стандарт TETRA. Это и неудивительно -- он разработан с учетом опыта эксплуатации существующих TCP. К сожалению, для системы TETRA в настоящее время существуют лишь экспериментальные образцы оборудования, и об их коммерческой эксплуатации и, тем более о коммерческой эффективности говорить еще рано -- цены на такое оборудование еще долго останутся высокими.

В настоящее время наиболее эффективными в условиях России являются системы SmarTrunkII и МРТ1327.

2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ТРАНКИНГОВЫХ СЕТЕЙ

На рис.1 представлена обобщенная структурная схема однозоновой ТСР. В состав БС, кроме радиочастотного оборудования (ретрансляторы, устройство объединения радио-сигналов, антенны) входят также коммутатор, устройство управления (УУ) и интерфейсы к различным внешним сетям.

Ретранслятор (РТ) - набор приемопередающего оборудования, обслуживающего одну пару несущих частот. До последнего времени в подавляющем большинстве ТСР одна пара несущих означала один канал трафика (КТ). В настоящее время, с появлением систем стан-дарта ТЕTRА и системы EDACS ProtoCALL, предусматривающих временное уплотнение, один РТ может обеспечить два или четыре КТ.

Антенны БС, как правило, имеют круговую диаграмму направленности. При располо-жении БС на краю зоны применяются направленные антенны. БС может располагать как единой приемопередающей антенной, так и раздельными антеннами для приема и передачи. В некоторых случаях на одной мачте может размещается несколько приемных антенн для борьбы с замираниями, вызванными многолучевым распространением.

Рис.1. Структурная схема однозоновой транкинговой системы

Устройство объединения радиосигналов позволяет использовать одно и то же антен-ное оборудование для одновременной работы приемников и передатчиков на нескольких частотных каналах. РТ работают только в дуплексном режиме, разнос частот приема и пере-дачи составляет от 45 МГц до 3 МГц,

Коммутатор в однозоновой ТСР обслуживает весь ее трафик, включая соединение МА с ТфОП и все вызовы, связанные с ПД.

Устройство управления обеспечивает взаимодействие всех узлов БС. Оно также обра-батывает вызовы, осуществляет аутентификацию вызывающих абонентов, ведение очередей вызовов, внесение записей в БД повременной оплаты. В некоторых системах УУ регулирует максимально допустимую продолжительность соединения с ТС. Как правило, используются два варианта регулировки: уменьшение продолжительности соединения в заранее заданные часы наибольшей нагрузки, или адаптивное изменение в зависимости от текущей нагрузки.

Интерфейс к ТфОП реализуется в ТСР различными способами. В недорогих системах (например, SmarTrunk) подключение производится по двухпроводной коммутируемой линии. Более современные ТСР имеют в составе интерфейса к ТфОП аппаратуру прямого набора номера DID (Direct Inward Dialing), обеспечивающую доступ к абонентам транкинговой сети с использованием стандартной нумерации АТС. Ряд систем использует цифровое ИКМ - соединение с аппаратурой АТС.

Одной из основных проблем при регистрации и использовании транкинговых систем в России является проблема их сопряжения с ТфОП. При исходящих вызовах транкинговых абонентов в телефонную сеть сложность заключается в том, что некоторые транкинговые системы не могут набирать номер в декадном режиме по абонентским линиям в электроме-ханических АТС. Таким образом, необходимо использовать дополнительное устройство пре-образования тонального набора в декадный.

Входящая связь от абонентов ТфОП к радиоабонентам оказывается также проблема-тичной по ряду причин. Большинство транкинговых сетей сопрягаются с телефонной сетью по двухпроводным абонентским линиям. В этом случае после набора номера ТфОП требуется донабор номера радиоабонента. Однако после полного набора номе-ра абонентской липни и замыкания шлейфа управляющим устройством транкинговой систе-мы телефонное соединение считается установленным, и дальнейший набор номера в им-пульсном режиме затруднен, а в некоторых случаях невозможен. Применяемый в системе SmarTrunk II детектор «щелчков» не гарантирует правильности импульсного донабора, так как качество приходящих из абонентской линии «импульсов-щелчков» зависит от ее элек-трических характеристик, длины и т.д.

Для выхода из сложившейся ситуации в лаборатории фирмы ИВП вместе со специали-стами компании ELTA-R был разработан телефонный интерфейс (ТИ) ELTA 200 для сопря-жения транкинговых систем связи разных типов с ТфОП. Такой интерфейс позволяет сопря-гать транкинговые системы связи и ТфОП по цифровым каналам (2,048 Мбит с), трехпроводным соединительным линиям с декадным набором номера, а также по четырехпроводным каналам ТЧ с системами сигнализации различных типов при сопряжении с ведомственными телефонными сетями.

Соединение с ТфОП является традиционным для ТСР, но в последнее время все более возрастает число приложений, предполагающих ПД, в связи с