2.5 Сотовая связь
Традиционные телефонные системы, даже на основе высоко скоростного ISDN не в состоянии удовлетворить потребности в мобильной связи. Для этой категории пользователей необходимы системы на радиоканалах, а не кабельные системы. В этих системах оконечным устройством может быть и телефон, и факс, и ноутбук, и персональный помощник(PDA). Рынок для этих систем огромен.
2.5.1 Paging
Примером paging ( от page - страница, листок) связи - громкоговорящая связь на крупных предприятиях (больницы, автобазы, депо, вокзалы и т.д.). Современное развитие этого вида систем, когда сообщение адресуется точно, а не всем, кто находится в зоне слышимости.
Эти система требуют только однонаправленных каналов. Скорость передачи не большая: одно сообщение в среднем 30 байтов. На радиоканале с пропускной способностью в 1 Мбит/сек можно пропустить 240 000 таких сообщений в минуту. На рис.2-53 показаны примеры использования пейджинговых систем.
2.5.2 Сотовые, радио телефоны
(аналоговые, цифровые; безопасность)
Наше рассмотрение начнем с беспроводных телефонов, которые позволяют людям свободно перемещаться внутри ограниченного пространства и пользоваться услугами телефонной связи. Обычно зона действия таких систем - 300-400 метров (иногда до 1-2 км.).
Было предложено несколько стандартов для этих систем. Последний (1992) - DECT по уровню услуг приближается к системам сотовой связи, так как позволяет использовать несколько трубок, коммутировать их между собой, устраивать роуминг между несколькими базами и т.д.
Первые мобильные радиотелефоны использовались в армии. В 1946 году они стали использоваться в гражданских областях - полиция, такси, скорая помощь и т.д. Как правило база поддерживала несколько каналов, по каждому из которых можно было общаться в полудуплексном режиме. Говорящий должен был нажимать кнопку.
Следующий шаг - 1960-е годы появляется IMPS (Improved Mobil Telephone System). Здесь уже каждый канал использовал две частоты - одну для получения сигналов, другая - для передачи. Таким образом, кнопка была уже не нужна. Эти системы могли поддерживать до 23 каналов, так что дозвониться было довольно трудно.
Развитая мобильная телефонная система - AMPS.
Ситуация с мобильной телефонной связью резко изменилась, когда в 1982 году компания Bell Labs предложила AMPS. Идея этой системы очень проста. Вместо того, чтобы охватывать сразу всю территорию с небольшим числом каналов, разбить ее на небольшие части и использовать повторно частоты в не соседних областях - сотах. Кроме того, что получается выигрыш в использовании частот из-за их повторного использования, увеличивается емкость сети - число одновременно обслуживаемых пользователей. Кроме этого, можно использовать маломощный сигналы в системе, а следовательно, передатчик может быть компактным, не требуется мощных источников питания. Если в каких-то сотах из-за большого числа пользователей отказы становятся слишком частыми, то эту соту можно разделить на несколько новых.
Каждая сота имеет базовую станцию, состоящую из компьютера и приемно-передающей аппаратуры. Несколько баз подключаются к Центру мобильной коммутации (MSC). В небольших системах может быть достаточно одного центра, в больших потребуется несколько. MSC соединяется с обычной наземной телефонной сетью и, при необходимость коммутирует звонок с мобильного телефона на обычный телефон.
При перемещении телефона ближайшие базовые станции сравнивают уровень сигнала от него и та база, у которой этот уровень выше чем у других берет его под свой контроль. Телефон получает сообщение об изменении базы.
AMPS системы используют 832 дуплексных канала: 824 - 849 MГц для передачи и 869 - 894 - для приема. Каждый канал шириной в 30 КГц. Все каналы делятся на четыре категории:
В этой системе использует метод FDMA.
Один из существенных недостатков AMPS систем - низкий уровень безопасности.
Цифровые сотовые телефоны.
Есть два стандарта IS-54 GSM - Global System for Mobil communication. Эти системы используют как FDMA, так и TDMA метод доступа, совместимы с AMPS. Принципы их работы такие же как и в AMPS. Разница в том, что используется цифровой способ кодирования и передачи.
Другой стандарт - IS-95 использует принципиально другой метод доступа CDMA и не совместим с AMPS.
2.5.3 Услуги персональной связи
Эти системы предполагают, что у пользователя есть только один номер, по которому он доступен, не зависимо от места его нахождения. На сегодня в разных системах коммуникации один и тот же пользователь имеет, вообще говоря, разные номера. Это шаг к Глобальному Информационному Пространству. Здесь сегодня сосредоточены усилия специалистов.