System przywoławczy



Pobieranie 84.17 Kb.
Data09.05.2016
Rozmiar84.17 Kb.
3

Systemy radiokomunikacji ruchowej podzieliłem ze względu na grupy odbiorców, i tak do systemów grupowych zaliczyłem systemy przywoławcze oraz systemy trankingowe, gdyż odbiorcami tych systemów są najczęściej firmy potrzebujące najczęściej szybkiego kontaktu z całymi grupami pracowników, przykładem może być np. policja, szpitale itp.

Do kategorii systemów indywidualnych przydzieliłem telefony bezprzewodowe, telefonię komórkową i satelitarną, gdyż wszystkie te koncentrują się na pojedynczym odbiorcy.

4

System przywoławczy czyli tzw. paging to system do przesyłania najczęściej krótkich wiadomości tekstowych, nadawanych za pośrednictwem operatora do jednego lub wielu odbirców jednocześnie. Charakterystyczną cechą tego systemu jest brak możliwości odpowiedzi

5

Cechy systemu przywoławczego



  • System przywoławczy działa na zasadzie jednokierunkowych systemów rozsiewczych, czyli charakteryzuje się dużą liczbą stacji odbiorczych obsługiwanych przez niewielką liczbę stacji nadawczych.

  • Stacja nadawczych charakteryzuje się dużą mocą anteny, co pozwala na zastosowanie prostych układów odbiorczych. Ogólnie dąży się do budowy możliwie prostych i tanich odbiorników przenosząc komplikacje systemowe i układowe na stronę nadawczą.

  • W tradycyjnych systemach trankingowych stacja ruchoma może jedynie odbierać sygnał. Sygnał ten, w początkowym etapie rozwoju systemów przywoławczych był bardzo prosty, uruchamiający np. numer telefonu pod który należało oddzwonić, teraz jest bardziej skomplikowany i umożliwia np. transmisję krótkiego komunikatu głosowego lub długiego ciągu znaków alfanumerycznych.

  • Kolejną cechą jest tego typu systemów jest korzystanie z pasma UKF lub wąskiego pasma w zakresie kilkuset MHz

  • Ostatnią wymienioną tu cechą jest główna wadą klasycznych systemów przywoławczych, wnikającą z przyjęcia zasady łączności jednokierunkowej.

  1. 6Zasadniczym elementem systemu jest centrala przywoławcza połączona bezpośrednio z nadajnikiem lokalnym lub z siecią nadajników. Przekazywanie zleceń do systemu przywoławczego może odbyć się na dwa sposoby:

  • za pośrednictwem operatora (informacja jest dyktowana operatorowi w centrum dyspozycyjnym który następnie nadaje wiadomość do odbiornika,

  • lub w sposób automatyczny poprzez przekazywanie za pomocą transmisji informacji wygenerowanej np. za pomocą osobistego komputera.

b) Nadawane informacje mogą mieć postać:

- Numeryczną – czyli najczęściej numer telefonu, pod który należy oddzwonić,

- Alfanumeryczną – jest to tekst do kilku stron, możliwy do odczytania na ekranie stacji ruchomej (pagera),

- oraz najnowsze systemy umożliwiają przesyłanie wiadomości w postaci kilku sekund nagranej wypowiedzi.


7

Sieci przywoławcze ze względu na pokrywany obszar dzielimy na:



  • Sieci zakładowe

Sieci publiczne z których wyróżniamy

  • Sieci miejskie – obejmują obszar całego miasta

  • I sieci ogólnokrajowe – jak sama nazwa wskazuje obejmują swym działanie obszar całego kraju

8

Chciałbym przedstawić przykład systemu przywoławczego na podstawie sieci zakładowej

Sieć zakładowa jest oparta na normie ETSI 300 224, ze względu na mały obszar działania stosuje się w niej pojedynczą stacje bazową, która obejmuje cały obiekt. W przypadku dużych obiektów instaluje się więcej stacji bazowych działających synchronicznie na pojedynczej podnośnej. Metody transmisji i zabezpieczenia informacji takie jak formatowanie danych w bloki, detekcja i korekcja błędów oraz rodzaj zastosowanej modulacji pozostają nieznormalizowane i zależą jedynie od producenta sprzętu, który najczęściej wyposaża cały system.
Sieć zakładowa jest zainstalowana na terenie określonej instytucji lub na określonym obszarze i ma charakter prywatny

Przykładem takiej sieci może być sieć pagingowa wykorzystana w szpitalu, na rysunku widać różne możliwości wywołania konkretnego odbiornika poprzez:



  • Wewnętrzną sieć telefoniczną za pomocą wewnętrznego numeru telefonicznego,

  • Lokalna sieć komputerową czyli przez dowolny komputer w tej sieci,

  • Czy przez inne urządzenia mogące mieć dostęp do systemu np. poprzez łącze szeregowe Kardiomonitory, systemy alarmowe itp.

elementy nadające wiadomość przesyłają ją do serwera systemu czyli do stacji bazowej, która przesyła wiadomość do stacji wywoławczej a ta następnie do konkretnego pagera lub grupy pagerów.

9

Tutaj przedstawiam orientacyjny zasięg sieci miejskiej firmy metro-bip, jak widać koncentruje się ona wokół dużych miast.



10

W systemach przywoławczych stosuje się różne sposób formatowania danych przywoławczych, określone są one w różnych protokołach tj. Mobile search, Post office standardisation Advisory Group, czy Europen Radio Messaging System.

Teraz chciałem przedstawić pokrótce dla przykładu protokół ERMES

11

ERMES(European Radio Messaging System) jest to protokół pierwszy światowy standard systemu wywoławczego o możliwości międzynarodowego działania rekomendowany przez ITU.

Sprecyzowany przez ETSI (european telecomunications standard institute) (europejski instytut standardów telekomunikacyjny) jako ETS 300 133, w którym możliwe jest wykorzystanie obcych sieci tzw. roaming oraz generacja wiadomości potwierdzających.

Inne cechy systemu to

• duża pojemność informacyjna i powiększenie liczby użytkowników oraz zwiększenie szybkości transmisji w porównaniu z wcześniejszymi protokołami,

• standaryzacja odbiorników przejawiająca się możliwością korzystania z nich w sieciach różnych operatorów.

12

Podstawowe usługi systemu opartego na protokole ERMES to



• przesyłanie wywołania akustycznego — możliwych jest 8 różnych tonów powiadamiania,

• przesyłanie komunikatów numerycznych — o maksymalnej długości 16000 znaków,

• przesyłanie komunikatów alfanumerycznych — o maksymalnej długości 9000 znaków.

Przezroczystość kanału oznacza, że dane transmitowane są w postaci takiej, jak podane są na wejściu nadajnika. Z taką samą szybkością wysyłane są z wyjścia odbiornika a ich jakość zależy natomiast od aktualnych własności transmisyjnych kanału.

Transmisja w kanale nieprzezroczystym polega na zastosowaniu procedur zabezpieczenia informacji np. metoda ARQ czyli zastosowanie kodów blokowych z detekcją błędów, dzięki którym dane odebrane charakteryzują się stałą jakością, lecz nierównomiernym strumieniem w wyniku zdarzających się powtórzeń bloków danych, na które jest podzielony strumień danych.

W związku z tym potrzebne są różne rodzaje odbiorników: akustyczne, numeryczne, alfanumeryczne.

13

Tutaj mamy dostępne usługi w systemie ERMES dla różnych rodzajów nadawanych wiadomości wymienione w ETS 300 133:



  • 3 Roaming – czyli wykorzystywanie obcych sieci

  • Możliwość określania priorytetu wiadomości

  • Wspólne adresowanie (Multi address calls)

  • Encryption –kodowanie wiadomości

14

Normy te określają też dostępne funkcje odbiornika,

Takie jak sygnalizacja tylko dźwiękiem, odbiór widomości numerycznej(nr telefonu), alfanumerycznej(teksu), możliwość odpowiedzenia nadawcy i inne.

15

Strukturę tego systemu tworzą takie elementy jak:



  • Odbiorniki, w które wyposażeni są abonenci, odbierają wysyłane do nich sygnały demodulując je, dekodując adresy odbiorników, dekodując bloki informacyjne i wyświetlając odebrane wiadomości na ekranie.

  • Sterownik sieci przywoławczej (PNC — Paging Network Controller) jest centralną jednostką w sieci określonego operatora. Ponieważ mogą działać równocześnie sieci różnych operatorów, istnieje możliwość połączeń między takimi sieciami. Do takich połączeń wykorzystuje się publiczną komutowaną sieć pakietową (PSDPN — Public Switched Data Packet Network). Sterownik PNC jest dołączony również do sieci dostępu, skąd otrzymuje komunikaty przywoławcze a także do sterowników obszarowych PAC, którym te komunikaty przekazuje.

  • Sterownik obszarowy (PAC — Paging Area Controller) zarządza działaniem sieci w pewnym wybranym obszarze przywołania, który pokryty jest przez kilka stacji bazowych dołączonych do niego. Sterownik ten odbiera komunikaty do wysłania z PNC, szereguje je w kolejkę, oraz ustala priorytety komunikatów przed dostarczeniem ich do stacji bazowej.

  • Stacja bazowa (BS — Base Station)otrzymuje komunikaty przywoławcze od sterownika obszarowego PAC, dołącza do komunikatów informację synchronizacyjną oraz identyfikacyjną a także zakodowuje je zgodnie z ustaloną procedurą. Tak utworzony strumień danych jest sygnałem modulującym nośną wybranego kanału i jest wysyłany przez system radiowy sygnał do stacji ruchomej.

16

W systemie ERMES zastosowano modulację 4-PAM/FM (PAM – impulsowa modulacja amplitudy). Oznacza to, że dane binarne łączone są w bloki dwubitowe, które wyznaczają jeden z czterech możliwych impulsów PAM.

I tak na przykład symbol 10 będzie reprezentowany przez dodanie do częstotliwości nośnej 4687,5 Hz

Symbolami f1, ... ,f4 zaznaczono częstotliwości znamienne odpowiadające poszczegól­nym kombinacjom binarnym dwubitowych bloków.

System działa przy maksymalnie 16 kanałach częstotliwościowych rozmieszczonych w odstępach 25 kHz w paśmie od 169,4125 do 169,8125 MHz.

Częstotliwość danego kanału możemy obliczyć na podstawie podanego wzoru.

Tak więc możliwe jest zwielokrotnienie częstotliwościowe, a na pojedynczej nośnej — zwielokrotnienie czasowe (wynika to z hierarchii czasowej zawartej w protokole radiowym).

17

Możliwości standardu dwukierunkowego znacznie zwiększają gamę oferowanych usług.



System ERMES ma możliwość potwierdzania wiadomości, czyli jest systemem dwukierunkowym

Rozróżniamy dwa sposoby działania w systemie przywoławczym z transmisją dwukierunkową:



  • powiadamianie jednokierunkowe z potwierdzaniem odbioru sterowanym albo przez system albo przez użytkownika,

  • Potwierdzenie dokonywane przez system – celem takiego potwierdzenia jest umożliwienie systemowi poinformowania nadawcy, że jego wiadomość została prawidłowo odebrana. Jego celem jest także polepszenie niezawodności przywoływania przez umożliwienie retransmisji niepotwierdzonych wiadomości.

  • Potwierdzenie użytkownika - potwierdzenie to jest inicjowane ręcznie przez użytkownika w odbiorniku przywoławczym dwukierunkowym po otrzymaniu wiadomości. Użytkownik może okazać akceptację otrzymanej wiadomości, brak akceptacji jej treści, lub też przesłać do nadawcy numer jednej z uprzednio zdefiniowanych wiadomości

  • powiadamianie dwukierunkowe, w najprostszym rozwiązaniu ma ustanowiony kanał zwrotny stosowany do tego celu

  • Jednak Aspekt systemu dwukierunkowego nie znalazł się dotąd w raporcie ESTI

18

Dane techniczne:

Każdy kanał systemu ERMES oferuje pojemność około pięciokrotnie większą niż kanał tradycyjnego systemu przywoławczego. Przy transmisji 6,25 kbit/s każdy kanał może obsłużyć do 500 tysięcy abonentów.

System posiada duże możliwości adresowania co powoduje, że pojedynczy abonent może uzyskiwać wiadomości od różnych sieci informacyjnych, dotyczące np. informacji o ruchu ulicznym, prognozy pogody, kursów akcji oraz rezultatów sportowych itp

19


  • Pomimo konkurencji ze strony bardziej zaawansowanych systemów, wydaje się, że systemy przywoławcze poddane będą dalszym ciągu udoskonalane dającym wzrost ich jakości, poszerzenie oferty usług i w związku z tym znajdą swoje wyspecjalizowane miejsce w szerokiej ofercie rynkowej systemów bezprzewodowych.

20

Systemy trankingowe to systemy radiokomunikacji ruchomej zapewniającej łączność bezprzewodową dla wyspecjalizowanych firm np. transportowych oraz służb specjalnych tj. policja, straż, itp..

Systemy te są następcami prywatnych systemów łączności.

Główna zaletą systemów trankingowych odróżniająca je od prywatnych sieci jest przydział jednego kanału tylko na czas realizacji połączenia

21

Idea systemu trankingowego polega na dynamicznym przydziale ograniczonej liczby kanałów radiowych pomiędzy maksymalną liczbę  użytkowników, przy  założeniu, ze nie wszyscy użytkownicy systemu jednocześnie korzystają z łączności i dlatego mniejsza ilość kanałów niż użytkowników nie ma wpływu na przepustowość systemu.



W systemie trankingowym liczba użytkowników aktualnie obsługiwanych jest równa liczbie kanałów. Liczba użytkowników oczekujących na połączenie jest znacznie mniejsza niż w konwencjonalnym systemie dyspozytorskim.

System trankingowy wymaga zarządzania zasobami kanałów i wymaga od stacji ruchomej szybkiej syntezy wybranej częstotliwości.

Ważną cechą jest to, że żaden z kanałów nie jest na stałe przypisany konkretnej parze abonentów, zwiększa to znacznie niezawodność całego systemu – awaria pojedynczego kanału zmniejsza jedynie pojemność nieznacznie pojemność całego systemu, nie powodując przerwy w działaniu całego systemu.

W przypadku zajęcia wszystkich kanałów system trankingowy ustawia niezrealizowane zgłoszenia w kolejkę. Długość rozmowy może być ograniczona, co również podnosi sprawność realizacji połączeń

22

Cechą ruchu generowanego przez użytkowników tego systemu są częste połączenia abonenta będącego np. dyspozytorem firmy z abonentami ruchomymi, nieraz z wieloma jednocześnie, a względna rzadkość połączenia z siecią publiczną.



W związku z tym systemy trankingowe są przystosowane do różnego rodzaju połączeń oto one:

Indywidualne

Grupowe ze wszystkimi członkami grupy utworzonej grupy

Z siecią sieć publicznego dostępu dla ograniczonej ilości abonentów,

Alarmowe i awaryjne,

Bezpośrednio ze służbami publicznymi,

Możliwa jest też realizacja połączeń

W postaci krótkich informacji cyfrowych,

Oraz Transmisja danych.

23

Systemy trankingowe jak i poprzednie systemy przywoławcze oparte są o różne standardy oto one:



System MPT 1327 powstał w drugiej połowie lat 80tych przez brytyjskie Ministerstwo Poczty i Telekomunikacji i jest standardem systemów analogowych.

Standard EDACS (Enhanced Digital Communication System) został opracowany przez firmę Ericsson i stanowi standard zamknięty tzn. tylko Ericsson posiada prawo budowy infrastruktury i urządzeń abonenckich opartych o ten standard.
System TETRA(Terrestrial Trunked Radio) jest systemem trankingowym drugiej generacji, został on opracowany przez instytut ETSI

24

System trankingowe chciałem opisać na przykładzie standardu TETRA.



System TETRA (Terrestrial Trunked Radio). Jest systemem trankingowym drugiej generacji, został on opracowany przez instytut ETSI z powodu wad analogowych systemów trankingowych i ich wzajemnej niekompatybilności. Opisany został w normie ETS 300 392-2

ETSI wprowadziło dwie rodziny standardów tj.:

standard transmisji głosu i danych ( Voice plus Data),

Oraz standard optymalizowany ze względu na pakietową transmisję danych (PDO – Packet Data Optimized),

Standard V + D definiuje właściwy system trankingowy drugiej generacji,

natomiast standard PDO określa radiowy system transmisji danych pakietowych.

25

Teleusługi:

połączenie indywidualne – połączenie punkt – punkt pomiędzy dwoma indywidualnymi abonentami,

połączenie grupowe – połączenie punkt – wiele punktów pomiędzy wywołującym abonentem a grupą abonentów rozróżnianą przez ich numer grupowy (transmisja półdupleksowa)

połączenie bezpośrednie – połączenie punkt-punkt pomiędzy dwoma abonentami (stacjami ruchomymi) bez pośrednictwa stacji bazowej; co najmniej jedna ze stacji ruchomych pozostaje w łączności ze stacją bazową na innym kanale niż ten, który jest wykorzystywany w połączeniu bezpośrednim,

połączenie grupowe z potwierdzeniem — połączenie punkt-wiele punktów pomiędzy abonentem i grupą abonentów rozróżnianą dzięki ich numerowi grupowemu; wywoływani abonenci potwierdzają swoją obecność w połączeniu,

połączenie rozsiewcze - połączenie punkt-wiele punktów, w którym wywoływani abonenci mogą jedynie słuchać abonenta wywołującego

26

W ramach usług przenoszenia standard TETRA V + D oferuje:



Cyfrową transmisję mowy lub danych

  • bez zabezpieczenia kodowego w trybie komutacji
    kanałów z szybkościami pomiędzy 7,2 i 28,8 kbit/s,

  • z minimalnym zabezpieczeniem kodowym w trybie z komutacją
    kanałów z szybkościami pomiędzy 4,8 i 19,2 kbit/s,

  • z silnym zabezpieczeniem kodowym w trybie komutacji kanałów
    z szybkościami pomiędzy 2,4 i 9,6 kbit/s,

  • Transmisję pakietową punkt – punkt zorientowaną pakietowa

  • Oraz różne rodzaje transmisji pakietowej np. punkt – punkt w trybie bezpołączeniowym lub trybie bezpołączeniowym punkt – wiele punktów czyli w formacie rozsiewczym

27

  • Stacja ruchoma składa się z bloku zwanego urządzeniem końcowym łącza radiowego (Mobile Termination), który w praktyce oznacza radiotelefon, oraz bloku zwanego wyposażeniem terminala (Terminal Eąuipment), który jest urządzeniem transmisji danych.

  • Stacja liniowa (Linę Station) funkcjonuje tak jak stacja ruchoma, jednak jest połączona z infrastrukturą komutacyjną i zarządzania. Stacja liniowa może być używana w sieciach firmowych jako stacja dyspozytora.

  • Infrastruktura komutacyjna i zarządzania (Switching and Management Infrastructure), zawiera stacje bazowe, główną centralę systemu (Amin Switching Center — MSC), centrale lokalne systemu (LSC — Local Switching Centers) z rejestrami lokalizacji stacji (LR — Location Register) i centrum zarządzania i utrzymania (OMC — Operations and Maintenance Center).

28

Parametry systemu TETRA:

Szerokość kanału częstotliwościowego – 25kHz,

Każda nośna transmituje cztery kanały mowy lub danych w trybie TDMA (wielodostęp z podziałem czasowym) z przeplatanym kanałem sterującym,

Bezpośrednia transmisja pomiędzy stacjami ruchomymi przy ograniczonych odległościach między nimi i przy pewnych ograniczeniach technicznych,

Zakresy częstotliwości stosowane w Europie:

- „w górę”: 380-390Mhz, w „dół”: 390-400Mhz,

- „w górę”: 410-420Mhz, w „dół”: 420-430Mhz,

- „w górę”: 450-460Mhz, w „dół”: 460-470Mhz,

- „w górę”: 870-888Mhz, w „dół”: 915-933Mhz.

Rodzaje terminali abonenckich:

- ręczne,

- przenośne,

- montowane w pojazdach,

- stałe z możliwością połączenia z komputera.

29

Cechy standardu TETRA:

dwu- do czterokrotny wzrost wykorzystania pasma w porównaniu z systemami analogowymi,

lepsze wielokrotne wykorzystanie częstotliwości kanałowych,

znacznie wyższe bezpieczeństwo sygnałów mowy, dzięki zastosowaniu cyfrowego kodowania sygnału mowy z możliwością szyfracji,

jakoś sygnału mowy w dużym stopniu niezależna od mocy sygnału,

eliminacja szumu i interferencji od innych użytkowników,

szybka transmisja danych,

możliwy podział obszarów stacji bazowej na sektory.

30

Zalety systemu trankingowego należą:



- Duży zasięg systemu - od nadajnika  około 30 km dla radiotelefonów przenośnych

  oraz 60 km dla radiotelefonów samochodowych i bazowych;

- Możliwość wyboru sposobu połączenia w zależności od potrzeb:

  rozmowa grupowa, indywidualna, przywołanie, połączenie z publiczną siecią telefoniczną;

- Możliwość swobodnego kształtowania podziału posiadanych radiotelefonów

  na grupy odpowiadające wewnętrznej strukturze i potrzebom użytkownika;

- Niskie stałe koszty eksploatacji, nielimitowana ilość i czas  rozmów między radiotelefonami.

 

Powyższe zalety powodują, że do głównych użytkowników trankingu należą firmy potrzebujące częstej łączności. Głównie przekazywana jest jedna informacja do wielu osób jak np. w firmach kurierskich, ochrony osób i mienia, usługowych , prowadzących serwis w terenie , budowlanych , służb miejskich itp.



31

Telefony bezprzewodowe są urządzenia przeznaczone o małej mocy, przeznaczone dla użytkowników poruszających się w ograniczonym zakresie wokół stacji bazowej, stacja bazowa to część systemu telefonii podłączona do publicznej sieci telefonicznej. Widziana przez nią jako zwykły telefon.

Celem telefonu bezprzewodowego miało być w większości zastąpienie telefonu przewodowego, przy pozostaniu przy takiej samej jakości odbieranego dźwięku oraz zbliżonej cenie.

32

Do Cech charakterystycznych tradycyjnej telefonii bezprzewodowej, a są to telefony analogowe możemy zaliczyć małą liczbę użytkowników przypadających na stację bazową, a co z tym się wiąże mała liczba użytkowników przypadających na jednostkę przydzielonego pasma. Ważna cechą też jest możliwość bliskiego istnienia kilku stacji bazowych obok siebie nie zakłócających wzajemnie swojej pracy.



33

Wprowadzenia techniki cyfrowej do telefonów bezprzewodowych spowodowało przede wszystkim zwiększenie zasięgu ich działania. Wprowadzony w Wielkiej Brytanii system CT2 z usługą telepoint oferuje rozmieszczenie własnych stacji bazowych w dużych skupiskach abonentów, co umożliwia użytkownikowi posiadający telefon bezprzewodowy nawiązywać połączenia za pośrednictwem tylko jednej stacji bazowej do której jest przydzielony.

34

DECT jest standardem wprowadzonym prze unie europejska. I jest przeznaczony jest głównie do użytku wewnątrz budynków.



Stacja bazowa tego systemu jest podłączona do wewnętrznej centrali telefonicznej poprzez kontroler, czyli układ sterowania umożliwiający przejmowanie połączeń przez kolejne stacje bazowe wraz ze zmianą położenia użytkownika ruchomego.

Przy zastosowaniu odpowiednich urządzeń systemy DECT umożliwiają integrację z sieciami GSM, ISDN czy X.25. Oprócz standardowej transmisji głosu, możliwa jest również transmisja obrazu wideo, danych lub faksów. Jak dotąd najczęściej wykorzystywane są jednak funkcje transmisji głosu.

35

Architektura systemu DECT oparta jest na strukturze mikrokomórek o promieniu do kilkuset metrów,



w których stacje ruchome (PP — Portable Parts) komunikują się ze stacjami bazowymi — częściami stałymi (FP — Fixed Parts). System DECT toleruje poruszanie się stacji ruchomej z szybkością do 20 km/h.

Rysunek zawiera blok DFS(DECT Fixed System) zwany systemem stałym, który steruje pewną liczbą stacji bazowych (FP).

Dostęp do sieci zewnętrznych jest realizowany przez jednostkę współpracy (IWU — Interworking Unii).

DB (Data base) jest bazą danych zapewniającą zarządzanie połączeń użytkowników systemu.

36

Teraz chciałem przejść do telefonii komórkowej.



Systemy telefonii komórkowej można scharakteryzować jako systemy zapewniające dwustronną łączność bezprzewodową ze stacjami ruchomymi poruszającymi się po obszarze pokrywanym przez system stacji bazowych.

37

Podstawowe cechy telefonii komórkowej.



  • Każda stacja bazowa wykorzystuje podzbiór kanałów dostępnych dla całego systemu komórkowego;

  • Stacja bazowa i ruchoma prowadzą dialog wg standardowych protokołów (sterowania i sygnalizacji) wykorzystując jeden przydzielony kanał;

  • Centrala obszarowa za pośrednictwem stacji bazowej kontroluje poziom sygnału stacji ruchomej i w przypadku przekroczenia dopuszczalnych wartości połączenie jest przekazywane do sąsiedniej stacji bazowej, w której poziom sygnału

terminala wzrasta.

38

Dwie istotne cechy odróżniają systemy telefonii komórkowej od innych bezprzewodowych systemów łączności radiowej:



Struktura komórkowa sieci oraz

ciągła aktualizacja stanu aparatów znajdujących się na obszarze danej stacji bazowej ma to na celu lokalizację przemieszczających się abonentów obsługiwanych przez sieć. Lokalizacja następuje automatycznie przy inicjowaniu każdego połączenia lub okresowo, a podczas przemieszczania się abonenta z jednej komórki do drugiej zachodzi zdalne przestrajanie kanałów radiowych, bez utraty lub przerwania łączności.

39


  • Struktura komórkowa sieci – sieć składa się z komórek w kształcie heksagonalnym i każda z nich obsługiwana jest przez swoją stację bazową BS(Base Stadion), w praktyce kształt komórek oczywiście odbiega od tego założenia

  • Wielkość komórek jest uzależniona od obszaru: komórki małe występują przy dużym skupieniu abonentów, a duże przy ich małej koncentracji

40

Systemy komórkowe pierwszej generacji z analogową transmisją głosu weszły do powszechnego użytku we wczesnych latach osiemdziesiątych.

Wśród tych systemów komórkowych najbardziej znane to:


  • Advanced Mobile Phone System jest systemem amerykańskiej analogowej telefonii komórkowej

  • Total Access Communication System jest adaptacją amerykańskiego systemu AMPS do warunków europejskich, polega ona na zmianie zakresów wykorzystywanych częstotliwości z 800MHz na 900MHz.

Nornic Mobile Telephony, jest skandynawski standardem analogowego systemu komórkowego. W pierwotnej wersji NMT 450 wykorzystywano zakres częstotliwości 450MHz Kolejne modernizacje spowodowały powstanie wielu niekompatybilnych wersji. Jedna z nich to system NMT 900 – pracuje w zakresie 900MHz

R2000,

C-450.

41

Jako przykładowy system analogowej telefonii komórkowej omówię system NMT



Podstawowe cechy tego systemu to:

Automatyczne nawiązywanie połączenia do i od stacji ruchomej,

Możliwość połączenia stacji ruchomej z dowolnym abonentem publicznej sieci telefonicznej,

Koszty połączenia ponosi wywołujący użytkownik na podstawie długości rozmowy,

Dla abonentów system powinien być możliwie podobny do standardowej sieci telefonicznej pod względem użytkowania stacji ruchomej jak i niezawodności wybierania numerów, ustalania opłat oraz prywatności rozmowy,

Wprowadzenie tego systemu nie powinno wymuszać żadnych zmian w sieciach PSTN

42

System NMT składa się z trzech podstawowych typów elementów:



MTX czyli mobile telephone exchange jest to część sterująca systemu, przez nią system NMT ma połączenie z publiczną siecią telefoniczna

MTX jest wyspecjalizowaną centralą cyfrową, dysponującą szeregiem usług np. wybieranie skrócone, przenoszenie połączenia itp.



Base Station stanowiące interfejs radiowy systemu ze stacjami ruchomymi są połączone z centralami MTX

Oraz Mobil station czyli stacje ruchome

43

Teraz chciałem przedstawić schemat nawiązywania połączenia w omawianym systemie.



Abonent sieci telefonicznej wywołujący stację ruchomą łączy się z centralą MTX, istnieją dwie możliwości takiego połączenia:

połączenie z centralą własną MTX(H), tj. taką, w której na stałe jest zarejestrowana stacja ruchoma. W rejestrze tej centrali znajdują się dane o aktualnej lokalizacji wywoływanej stacji ruchomej. Centrala ta korzystając z tych danych skieruje automatycznie połączenie do innej centrali MTX(V), w której obszarze znajduje się wywoływana stacja ruchoma. Dane wywoływanej stacji ruchomej są ostatecznie analizowane w nowej centrali i ona kieruje nawiązaniem połączenia. Połączenie to jest przedstawione na powyższym rysunku linia ciągłą.

Druga możliwość to połączenie z centralą MTX(G) będącą najbliższą bramą do systemu NMT. Centrala ta, numeru stacji ruchomej, wysyła zapytanie do centrali własnej MTX(H) stacji ruchomej dotyczące aktualnej lokalizacji tej stacji. Następnie na podstawie uzyskanej informacji jest zestawiane połączenie najkrótszą drogą z tą centralą MTX(V), która obsługuje obszar znajduje się wywoływana stacja ruchoma (rysunek – linia przerywana).

Po odebraniu sygnału w kanale wywoławczym stacja ruchoma, odpowiada sygnałem potwierdzającym. Na podstawie tej odpowiedzi centrala MTX ustala stację bazową z obszaru w której znajduje się stacja ruchoma wtedy centrala MTX przydziela wtedy stacji ruchomej numer wolnego kanału.

Od tego momentu kanał wywoławczy jest dostępny dla nawiązywania innych połączeń.

W przypadku braku odzewu wywoływanej stacji ruchomej, centrala generuje sygnał chwilowej niedostępności abonenta ruchomego.

Podobny sygnał jest również generowany w przypadku braku wolnego kanału rozmownego niezbędnego do przeprowadzenia połączenia.

44

System NMT działa w trybie dupleksowym z podziałem częstotliwości, do transmisji od stacji bazowej do stacji ruchomej przydzielono w Polsce pasmo 462,5 – 467MHz, a w kierunku odwrotnym pasmo 452,5-457MHz



45

A teraz jeszcze parametry systemu NMT 450 i jego modyfikacji NMT 900

46

-

47



Podstawowym kryterium wprowadzenia systemów telefonii cyfrowej było uzyskanie jednolitej łączności na jak największym obszarze objętym przez system, co wymagało:

- Lokalizacji położenia terminali, identyfikacji abonenta, oraz właściwej taryfikacji.

Korzystanie z sąsiednich komórek radiowych tej samej sieci jest możliwe przy pomocy procedury przełączania HANDOVER, natomiast korzystanie z usług „obcej” sieci wymaga korzystania z roamingu

48

Do podstawowych cech systemów GSM zaliczamy:



  • Zapewnienie ciągłości komunikacji w obrębie krajów europejskich

  • Integrację głosu i danych w kanale komunikacyjnym

  • Indywidualne rozliczanie abonentów

Kolejna cecha to

  • Pełna identyfikacja uprawnień abonenta, za pomocą karty identyfikacyjne SIM oraz kodu

  • Brak możliwości podsłuchu

  • Konfiguracja sieci bez ograniczeń w miarę wzrostu gęstości abonentów

  • Zapewnienie połączeń z istniejącymi sieciami PSTN, ISDN itp

49

GSM czyli Global system for mobile Communication.

GSM 900 został znormalizowany przez ETSI jako system wykorzystujący pasmo 900MHz. Do realizacji tego systemu wykorzystano efektywne kodowanie mowy z prędkościami 6,5 i 13kilobitów/s i kombinowaną technikę zwielokrotnienia dostępu z podziałem czasu i częstotliwości(FDMA/TDMA), emisję z widmem CDMA-FH oraz modulację kluczowania częstotliwości z ciągłą fazą.

Wykorzystuje też roaming i handover wspomniany wcześniej.

FDMA – zasada wielodostępu z podziałem częstotliwości

TDMA – zasada dostępu z podziałem czasowym

CDMA – wielodostęp z podziałem kodowym

50

Obszar działania systemu jest podzielony na fragmenty zarządzane przez centrale radiokomunikacyjne MSC(Mobile Switching Centre), są to wyspecjalizowane centrale elektroniczne pełniące główne funkcje w systemie.



Do centrali dołączone są bazy danych:

  • VLR(Visitor`s Location Register) – jest to rejestr stacji ruchomych chwilowo przebywających w obszarze obsługiwanym przez daną centralę (MSC).

  • - HLR(Home Location Register) – rejestr stacji ruchomych własnych, przechowuje parametry stałe i informacje o czasowym położeniu abonentów,

- AUC(Authentication Centre) – centrum identyfikacji jest bazą danych sprawdzającą czy dana karta SIM(Subscriber Identity Register) jest dopuszczona do realizacji połączenia,

  • EIR(Equipment Identification Module) – rejestr identyfikacji wyposażenia, czyli baza danych zawierająca numery seryjne używanych stacji ruchomych.

  • Każda centrala MSC zarządza co najmniej jednym systemem stacji bazowych

  • (BSS – Base Station System) są to systemy stacji bazowych, zbudowanych z kontrolerów stacji bazowych(BSC) oraz kilku układów nadawczo odbiorczych stacji (BTS).

51

Short Message Service jest rodzajem usługi przywoławczej z potwierdzeniem dostarczenia wiadomości. Jeśli odbiorca jest nieosiągalny, system zapamiętuje wiadomość przeznaczoną dla niego i dostarczy mu ją, gdy tylko pojawi się on w sieci.

High Speed Circuit Data Service jest to system szybkiej transmisji danych z komutacją kanałów - główną jego ideą jest równoczesne zastosowanie kilku kanałów rozmownych o pełnej szybkości do realizacji pojedynczego łącza HSCSD.

Transmisja pakietowa w systemie – GPRS – jest to kolejna usługa mająca za zadanie poprawić szybkość działania sieci. Zastosowano transmisje z komutacją pakietów. Konsekwencją komutacji pakietów jest inna zasada taryfikacji. Jej podstawą jest liczba transmitowanych pakietów. Sesja może trwać bardzo długo, ale abonent płaci jedynie za wielkość transmitowanych danych.

52

Wprowadzono też standard oznaczany jako GSM 1800 będący rozszerzeniem systemu GSM 900



53

-

54



Teraz chciałem przedstawić główne cechy wchodzącego na rynek systemu trzeciej generacji.

Główne cechy Umts`u to



      • Integracja różnych metod pokrycia radiowego w jeden mechanizm łączenia globalnego

      • Połączenie usług oferowanych w różnych systemach (wąskopasmowych i szerokopasmowych) dostępnych z terminalu ruchomego

      • Znaczne zwiększenie transmisji danych do 2Mbit/s

      • Integracja z usługami sieci stałej czyli niezauważalne przełączanie się między usługami sieci ruchomej i stałej

      • Zapewnienie usług multimedialnych

55

TDD – transmisja dupleksowa z podziałem czasu, całe pasmo jest użyte do transmisji w obu kierunkach



FDD – transmisja dupleksowa z podziałem częstotliwości, pasma przydzielone różnym kierunkom transmisji są rozdzielone

56

-



57

Idea systemów satelitarnych polega na zapewnieniu globalnej łączności poruszającym się klientom indywidualnym.

Podstawowymi usługami tego systemu jest telefonia, transmisja danych, łączność z publiczną siecią telekomunikacyjną (łączność telefoniczna, oraz dostęp do Internetu).

58

-



59

• LEO są to systemy o niskich orbitach kołowych. Satelity na nich są niestacjonarne, każdy z nich przebywa w polu widzenia anteny abonenta przez kilka minut, kilka razy w ciągu doby.

Wysokość rozmieszczenia satelitów wynosi 700 ~ 1500 km.

Ze względu na mały promień orbity, aby zapewnić pokrycie całej kuli ziemskiej, liczba satelitów powinna wynieść co najmniej 40,

Opóźnienie sygnału spowodowane jego propagacją jest nie większe niż 50 ms. niska wartość opóźnienia propagacyjnego umożliwiająca komfortową transmisję głosu ludzkiego.

Ze względu na krótką widoczność danego satelity nad horyzontem określonego terminala (czas kilku minut) wymagane jest częste zastosowanie procedury przejmowania połączenia (handover). W trakcie przelotu nad danym obszarem odległość satelity od terminala naziemnego zmienia się względnie w dużym zakresie, co wymaga regulacji wzmocnienia.

60

MEO (Medium Earth Orbit)— systemy o średniej wielkości orbit. Satelity znajdują się na wysokości 10000 do 15000 km nad powierzchnią Ziemi.



Ze względu na zwiększoną wysokość w porównaniu z satelitami LEO liczba satelitów jest już niższa i wynosi 10 do 15.

Podniesienie wysokości orbity satelity powoduje wzrost opóźnienia sygnału do około 150 ms.

61

GEO (Geostationary Orbit) — systemy z satelitami geostacjonarnymi rozmieszczonymi w płaszczyźnie równikowej na wysokości około 35780 km.



Do pokrycia kuli ziemskiej do szerokości geograficznej około 75° potrzeba 3 do 4 satelitów.

Opóźnienie propagacji sygnału jest większe niż 300 ms.

Ze względu na równikowe orbity, dla terminali znajdujących się powyżej 50° sygnał podlega dodatkowemu tłumieniu.

Ze względu na wysokość orbity systemy te wymagają jednak stosowania dużych mocy, co z powodów energetycznych i zdrowotnych eliminuje możliwość zastosowania terminali ręcznych. Wyeliminowana byłaby więc zasadnicza cecha systemów satelitarnej radiokomunikacji osobistej.

62

-

63



TDD – transmisja dupleksowa z podziałem czasu, całe pasmo jest użyte do transmisji w obu kierunkach

FDD – transmisja dupleksowa z podziałem częstotliwości, pasma przydzielone różnym kierunkom transmisji są rozdzielone

FDMA – zasada wielodostępu z podziałem częstotliwości

TDMA – zasada dostępu z podziałem czasowym

CDMA – wielodostęp z podziałem kodowym

64

-



65

-

66



Globalstar - 48 satelit na orbicie LEO, zawieszonych na wysokości 1400km

67

Iridium 86 satelit LEO, 760km



68

Teledesic - 840 satelit, LEO, 700km

69

ICO 10 satelit, MEO ok. 10km



70

Wszystkie systemy satelitarne charakteryzuje jedna cecha, która hamuje ich rozwój, są za drogie i dlatego kolejne projekty upadają tak było mn. z systemem Odyssey (1997r), ICO(2000), globalstar(2002). Konkurencja w postaci naziemnych systemów jest coraz większa, lecz prawdopodobny jest udział systemów satelitarnych w przyszłym zintegrowanym systemie telekomunikacyjnym.

71

Wszystkie wymienione systemy radiokomunikacji ruchowej są współcześnie używane i rozwijane na całym świecie.



Niektóre z systemów tj. systemy przywoławcze mają już swój najlepszy czas za sobą jednak są stosowane przez osoby, czy firmy specjalistyczne potrzebujące takich rozwiązań.

Systemem który aktualnie jest najbardziej rozwijany i popularny jest system telefonii komórkowej GSM, dzięki dużemu już zasięgowi i lepszej ofercie cenowej może konkurować z systemem satelitarnym.

Przyszłość należy do systemów integrujących jak największą ilość usług, czyli podobnych do systemów komórkowych trzeciej generacji.

Starałem się streścić w mojej prezentacji wszystkie systemy radiokomunikacji, ze względu na ich mnogość może nie jest to wiedza olbrzymia mam jednak nadzieje że choć w małym stopniu się komuś przyda.


72

BS (Base Station)

MXT (Moblie Telephone Exchange) – centrala systemu radiokomunikacyjnego

BSC (Base Station Controller) – kontroler stacji bazowej



OMC (Operations and Maintenance Center) - centrum zarządzania i utrzymania

73

10000 - 15000


©absta.pl 2016
wyślij wiadomość

    Strona główna