Связь одного источника и нескольких приемников

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 27Следующая ⇒

Схема беспроводного канала с одним источником и несколькими приемниками характерна для организации доступа, при которой многочисленные пользовательские терминалы соединяются с базовой станцией (Base Station, BS).

Пользователи линий доступа могут обмениваться информацией только с базовой станцией, а она, в свою очередь, транзитом обеспечивает взаимодействие между отдельными пользователями.

Базовая станция обычно соединяется проводной связью с проводной частью сети, обеспечивая взаимодействие с пользователями других базовых станций или пользователями проводных сетей. Поэтому базовая станция также называется точкой доступа (Access Point, АР).

В большинстве схем мобильного доступа используется сегодня принцип сот, которые представляют собой небольшие по площади территории, обслуживаемые одной базовой станцией. Идея небольших сот была впервые сформулирована еще в 1945 году, но широкое коммерческое применение началось в начале 80-х.

Принцип разбиения всей области охвата сети на небольшие соты дополняется идеей многократного использования частоты. На рис. 9.5 показан вариант организации сот при наличии всего трех частот, при этом ни одна из соседних пар сот не задействует одну и ту же частоту. Многократное использование частот позволяет оператору экономно расходовать выделенный ему частотный диапазон.

Рис. 9.5. Многократное использование частот в сотовой сети

При гексагональной форме сот количество повторяемых частот может быть больше, чем 3, например 4, 7, 9, 12, 13 и т. д.

Если известно минимальное расстояние D между центрами сот, работающих на одной и той же частоте, то число сот (N) можно выбрать по формуле:

N=D²/3R²,

где - R радиус соты.

Связь нескольких источников и нескольких приемников

В этом случае схемы беспроводная линия связи представляет собой общую электромагнитную среду, разделяемую несколькими узлами. Каждый узел может использовать эту среду для взаимодействия с любым другим узлом без обращения к базовой станции. При этом необходим децентрализованный алгоритм доступа к среде. Чаще всего такой вариант беспроводного канала применяется для соединения компьютеров 9.6.

Рис. 9.6. Беспроводная многоточечная линия связи

Типы спутниковых систем

Спутниковая связь используется для организации высокоскоростных микроволновых протяженных линий. Так как для таких линий связи нужна прямая видимость, которую из-за кривизны Земли невозможно обеспечить на больших расстояниях, то спутник как отражатель сигнала является естественным решением этой проблемы (рис. 9.7).

Рис. 9.7. Спутник как отражатель сигнала

Для спутниковой связи союз ITU выделил несколько частотных диапазонов (табл. 9.1). Таблица 9.1. Частотные диапазоны спутниковой связи

Диапазон	Нисходящая частота, ГГц	Восходящая частота, ГГц
L	1, 5	1, 6
S	1, 9	2, 2
С	3, 7-4, 2	5, 925-6, 425
Ku	11, 7-12, 2	14, 0-14, 5
Ka	17, 7-21, 7	27, 5-30, 5

Каждый диапазон состоит из потоков Земля-спутник (восходящая частота) и спутник-Земля (нисходящая частота).

Сегодня используют три группы круговых орбит, отличающихся высотой над Землей (рис. 9.8):

□ геостационарная орбита (Geostationary Orbit, GEO) — 35 863 км:

□ средневысотная орбита (Medium Earth Orbit, MEO) — 5000-15 000 км;

□ маловысотная орбита (Low Earth Orbit, LEO) — 100-1000 км.

□

□ Рис. 9.8. Типы орбит спутников

Геостационарный спутник

Геостационарный спутник «висит» над определенной точкой экватора, в точности следуя скорости вращения Земли. При этом:

· в зоне прямой видимости оказывается четверть поверхности Земли, и возможно организовать широковещание в пределах страны или даже континента

· сам спутник неподвижен для наземных антенн, что значительно облегчает организацию связи, так как не нужно автоматически корректировать направление наземной антенны.

· такой спутник находится за пределами земной атмосферы и меньше изнашивается.

Место на орбите геостационарного спутника также регулируется союзом ITU. Сегодня наблюдается определенный дефицит таких мест, так как геостационарные спутники не могут располагаться на орбите ближе, чем 2° друг к другу. Из этого следует, что на орбите может находиться не более 180 геостационарных спутников.

Средне- и низкоорбитальные спутники

Обеспечивают диаметр покрытия от 10000 до 15000 км и задержку распространения сигнала 50 мс. Наиболее известной услугой, является глобальная система навигации (Global Positioning System, GPS). GPS — это всеобщая система определения текущих координат пользователя на поверхности Земли или в околоземном пространстве. GPS состоит из 24 спутников — это го минимальное число спутников, которое необходимо для 100- процентного покрытия территории Земли.

Достоинства и недостатки низкоорбитальных спутников противоположны соответствующим качествам геостационарных спутников. Главное их достоинство — близость к Земле, а значит, пониженная мощность передатчиков, малые размеры антенн и небольшое время распространения сигнала (около 20-25 мс). Кроме того, их легче запускать. Основной недостаток — малая площадь покрытия, диаметр которой составляет всего около 8000 км. Период оборота такого спутника вокруг Земли составляет 1, 5-2 часа, а время видимости спутника наземной станцией — всего 20 минут. Это значит, что постоянная связь с помощью низкоорбитальных спутников может быть обеспечена, только когда на орбите находится достаточно большое их количество. Кроме того, атмосферное трение снижает срок службы таких спутников до 8-10 лет.

Основным назначением низкоорбитальных спутников - поддержание мобильной связи.

Известные проекты использующие низкоорбитальные спутники для мобильной связи:

Iridium Satellite - 66 спутников; все коммуникации со спутниками и между спутниками на основе стека протоколов TCP/IP.

Globalstar - 48 спутников. Маршрутизация осуществляется наземной базовой станцией.

Orbcomm предоставляет сервис, ориентированный на передачу коротких сообщений в режиме «машина-машина», например, между промышленными установками или датчиками, расположенными в труднодоступных районах.

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 101112 13 14 15 Следующая ⇒