Передача данных

Пейджинговая связь

Для решения задач оповещения, передачи текстовых сигналов управления и взаимодействия с отображением их на дисплее пейджера целесообразно развертывание системы персонального и группового вызова по радиоканалу с присвоением сквозной частоты для органов внутренних дел и внутренних войск на всей территории России. Многие службы и подразделения пользуются услугами пейджинговой связи, предоставляемыми различными фирмами. Вместе с тем экономические расчеты показывают, что при определенном количестве оповещаемых абонентов целесообразно создавать собственную систему.

В настоящее время для организации широкомасштабных систем персонального радиовызова используются три основных типа протоколов пейджинговой связи: POCSAG, FLEX, ERMES. Сравнительный анализ этих протоколов, выполненный специалистами ГУ НПО “Спецтехника и связь”[6] показывает, что наиболее совершенным является протокол FLEX, и его предлагается использовать в качестве базового протокола при создании единой пейджинговой системы связи органов внутренних дел с роумингом по территории России. Для интеграции действующих в ОВД сетей пейджинговой связи, использующих протокол POCSAG, в единую систему предлагается использовать специальную аппаратуру.

Применение протокола FLEX весьма перспективно при использовании пейджинговых систем, находящихся в ведении органов внутренних дел, для предоставления услуг связи населению и другим пользователям связи в коммерческих целях, что предусмотрено федеральным законом “О связи” (ст. ст. 8, 9).

В настоящее время актуальной является проблема передачи компьютерной информации между органами внутренних дел (например, между УВД и подчиненными РОВД для автоматизированного составления сводок, отчетов, внесения изменений в базы данных). На сегодняшний день передача данных в большинстве случаев осуществляется по телефонным линиям сети общего пользования с использованием телефонных модемов. Однако такая связь уже не может удовлетворить нарастающие потребности ОВД из-за малой пропускной способности и низкого качества телефонных линий (причина сбоев), слабой защиты передаваемой по телефонным линиям информации от несанкционированного доступа.

Оптимальным для передачи данных на скоростях от единиц Мбит/с до нескольких Гбит/с является использование волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Типовая схема современной ВОЛС представлена на рис.3.

В настоящее время средства телекоммуникации переживают период широкого практического внедрения волоконно-оптических линий связи. Целесообразность их использования объясняется следующим:

1. ВОЛС свойственно чрезвычайно низкое затухание оптических сигналов (до 0,005 дб/км), что позволило резко увеличить длину регенерационного участка (расстояние от одного усилителя оптического излучения (регенератора) до другого) - до 100 и более километров.

ОР ОК ОР ОР ОК ОР

СП1 ОС ОП ОРГ Опр ОС СП2

Оконечная станция А Промежуточная Оконечная станция Б

станция

Рис. 3. Типовая схема современной ВОЛС

Условные обозначения: СП1 - система передачи, преобразующая аналоговые сигналы в единый электрический цифровой поток; ОС - оборудование сопряжения; ОП - оптический передатчик на основе полупроводниковых лазеров или светоизлучающих диодов; ОР - оптический разъем; ОК - оптический кабель; ОРГ - оптический регенератор (усилитель); Опр - оптический приемник на основе специальных фотодиодов; СП2 - система передачи, преобразующая электрический цифровой поток в аналоговые сигналы.

2. Диаметр световода (около 125 мкм) дал возможность получить оптический кабель малого диаметра и веса, к тому же из дешевого исходного материала – кварца, что делает его вдвое дешевле по сравнению с коаксиальным.

3. Отсутствие металла в оптических волокнах означает неподверженность кабеля электромагнитным помехам и исключает паразитные электромагнитные излучения. Используя оптический кабель можно создавать системы с высокой скрытностью связи, несанкционированный доступ к которым возможен только при непосредственном подсоединении к отдельному волокну.

4. Световоды различных типов позволяют заменять электрические кабели в цифровых системах связи, открывают возможность постоянно совершенствовать их по мере появления новых источников излучения, фотоприемников с улучшенными характеристиками при полном сохране-нии совместимости с другими системами связи. Многие цифровые УАТС предусматривают возможность подключения аппаратуры передачи информации по оптоволоконному тракту (например, УАТС системы Coral позволяют передавать информацию по оптоволоконным линиям на расстояние до 10 км).

Прокладка и организация использования собственных ВОЛС органами внутренних дел целесообразна в условиях перегрузки сущест-вующих каналов, на небольших (до нескольких километров) расстояниях и при необходимости обеспечения конфиденциальности. В некоторых случаях возможна аренда действующих ВОЛС у операторов связи.

В России на базе отечественных оптоэлектронных передающих и приемных модулей, оптического кабеля, разъемных и неразъемных соединителей (например, аппаратура серии “Сопка” или комплекс “ИКМ-480-5”) введены в эксплуатацию многие ВОЛС местного значения (первичной иерархии - 2,048 Мбит/с; вторичной - 8,848 Мбит/с и третичной - 34 Мбит/с). Длина регенерационного участка в зависимости от типа используемой аппаратуры составляет от 30 до 70 километров. Разрабатывается аппаратура для магистральных сетей со скоростью передачи информации 2,4 Гбит/с. Мировое достижение - система STM-64 для передачи информации со скоростью 10 Гбит/c.

Кроме ВОЛС для передачи компьютерной информации могут быть использованы беспроводные сети передачи данных. Технологии беспроводной передачи данных можно разделить на две большие группы. В первой группе технологий обеспечивается установление прямого соединения на все время сеанса связи, независимо от реальной загрузки канала. Такие технологии обеспечивают синхронную связь - на одном конце происходит передача, а на другом, в то же самое время прием. Во второй группе технологий не обеспечивается синхронность, но зато и соединение устанавливается только на время реальной передачи (асинхронная связь), поэтому имеющаяся емкость канала используется более эффективно.

По способу радиочастотной модуляции все технологии можно разделить на узкополосные и широкополосные. При использовании технологии первой группы передача ведется в узком диапазоне вблизи строго определенной частоты. Отсюда - взаимные наводки, необходимость “делить” эфир, невозможность работы двух устройств в непосредственной близости друг от друга. Широкополосные технологии, называемые так потому, что в них для передачи информации используется значительно более широкий диапазон, чем при обычных методах модуляции, обладают более высокой помехоустойчивостью по отношению к узкополосным шумам и более экономно используют спектр.

Можно перечислить как минимум пять технологий беспроводной передачи данных вне помещений:

1. Радиорелейные линии. Это системы, построенные на основе узкополосных технологий и предназначенные для передачи данных с большими скоростями (до 155 Мбит/с) на высокой частоте. Они работают по синхронной технологии. Для использования этой технологии необходимо обеспечить прямую видимость между ретрансляторами.

2. Радио Х.25. Эта технология также основана на узкополосной технологии передачи данных. Она работает на относительно низкой частоте (400 - 500 Мгц), и поэтому к ней предъявляются менее жесткие требования к прямой видимости между передающей и приемной станциями. Здесь данные передаются по асинхронной технологии.

3. Устройства CDPD (Cellular Digital Paket Data). Это беспроводные устройства, при передаче кодирующие данные по широкополосной технологии и работающие в синхронном режиме. Они обеспечивают невысокие скорости обмена информации (до 19200 бит/с).

4. Широкополосные радиомодемы. Они работают по методу синх-ронной связи на частотах 2,4 и 5,7 ГГц, обеспечивая высокую скорость передачи данных (до 2 Мбит/с).

5. Беспроводные сети Ethernet. Эти средства связи работают по широкополосной технологии и передают данные в асинхронном режиме. Они обеспечивают достаточно высокие скорости обмена данными (до 4 Мбит/с) при экономичном расходовании полосы пропускания (что свойственно средствам асинхронной передачи данных).

Для организации беспроводной передачи данных между локальными сетями или между компьютером и опорной сетью наиболее привлекательна именно последняя технология, представляющая собой, по существу, “привычную” для компьютера среду, где в качестве носителя используются радиоволны.

Radio-Ethernet - это стандарт организации беспроводных коммуни-каций на ограниченной территории в режиме локальной сети: несколько абонентов имеют равноправный доступ к общему каналу передачи. Согласно этому стандарту канал может быть организован по следующим трем технологиям:

- передача в инфракрасном спектре;

- передача широкополосного сигнала (ШПС) по методу прямой последовательности (DSSS);

- передача широкополосного сигнала по методу частотных скачков (FHSS).

Обе широкополосные технологии (DSSS и FHSS) предлагаются в двух частотных диапазонах: 902 - 928 Мгц и от 2400 МГц до 2483,5 МГц (обычно обозначают 2,4 ГГц). Более актуальным является диапазон 2,4 ГГц, так как диапазон 915 МГц сильно загружен другими средствами связи и поэтому рекомендуется к использованию в основном внутри зданий. Диапазон же 2,4 ГГц приемлем для работы как внутри зданий, так и снаружи. При наружном использовании мощность передатчика не должна превышать 100 мВт.

Широкополосные устройства, использующие модуляцию DSSS выпускаются в основном двумя фирмами: фирмой Aironet (США) (оборудование под фирменным названием ARLAN) и фирмой Lucent Technologies (ранее входившей в состав американской телефонной корпорации АТ&Т; аппаратура WaveLAN и WavePOINT).

Пример: Сетевой адаптер WaveLAN.

Предназначен для организации беспроводных сетей. Вставляется в свободный разъем ISA любого персонального компьютера. Работает на частоте 915 МГц или 2,4 ГГц при пропускной способности 2 Мбит/с. Кодирует передаваемую информацию по ШПС. Обеспечивает дальность связи от 30 до 250 м в помещениях и до 15 - 50 км - при подключении внешних антенн.

Сети инфракрасного диапазона (лазерные атмосферные линии) в России широкого распространения пока не получили, хотя подходящая аппаратура создана в Воронежском НИИ связи. Структурная схема лазерной атмосферной линии связи представлена на рис. 4.

и ос ос фп

К ФИ СУ СУ ФИ ДК

Вход Передающее Фотоприемное Выход

импульсного устройство устройство импульсного

сигнала сигнала

Рис. 4. Схема лазерной атмосферной линии связи

Условные обозначения: К - кодер; ФИ - формирователь импульсов; СУ - согласующее устройство; И - излучатель (лазер); ОС - оптическая система; ФП - фотоприемник; ДК - декодер.

Один из основных факторов, определяющих возможность применения лазерных линий, - устойчивость работы при воздействии помех как естественного, так и искусственного происхождения, в частности, туманов, дымов и др. Влияние помех оценивается, главным образом, экспериментально.

В течение 1991 - 1992 г.г. в г. Воронеже были проведены соответствующие эксперименты. Анализ полученных в ходе проведения работ данных, а также других результатов опытной эксплуатации показал, что на расстоянии до 2 - 3 км влияние естественных помех практически не ощущается, то есть линия функционирует при любой погоде. Увеличение дальности связи приводит к возрастанию уровня помех.

При этом необходимо отметить, что в городе дальность связи, в основном, лежит в пределах от 1 - 2 до 4 - 5 км. В таком случае ожидаемое время неблагоприятных погодных условий порядка 0,01 - 0,001% от общего времени работы. Однако полная потеря связи происходит не всегда, иногда наблюдается лишь уменьшение скорости информационного обмена за счет необходимости повторной передачи информации при обнаружении ошибки[7].

Таким образом, лазерные линии связи можно использовать для передачи компьютерных данных между ОВД, расположенными на расстоянии до 4 - 5 км при прямой видимости.

Дата добавления: 2014-12-27