Часть 5. Системы телекоммуникаций

Глава 15 Системы и каналы передачи данных

«Если где-то в мире есть полезная информация, предназначенная для вас, она должна быть доставлена вам незамедлительно» — одно из условий успешной предпринимательской деятельности.

Электронные коммуникации приобретают в современном мире все большее значение. Сегодня, в условиях ежегодного многократного увеличения информационных потоков, уже практически невозможно вообразить четкое взаимодействие предпринимательских фирм, банковских структур, государственных предприятий, других организаций и их сотрудников без современных средств телекоммуникации и связи. Без наличия таких средств никакая огромная армия канцелярских работников и курьеров не может обеспечить оперативность доставки необходимой информации в нужный момент в нужное место. А ведь часто даже минутная задержка в получении важной информации может вылиться в весьма ощутимые финансовые потери и имиджевые крахи.

Системы передачи данных и их характеристики

В системах административного управления информация передается как путем переноски (перевозки) информационных документов курьером (или по почте), так и с использованием систем автоматизированной передачи информации по каналам связи.

Ручная переноска и механическая перевозка документов являются весьма распространенными способами передачи информации в учреждениях. Этот способ, при минимальных капитальных затратах, полностью обеспечивает достоверность передачи информации, предварительно зафиксированной на документах и проконтролированной непосредственно в пунктах ее регистрации. Оперативность (скорость) передачи низкая и может удовлетворить лишь очень непритязательного пользователя. Для оперативной доставки информации используют системы автоматизированной передачи информации.

Совокупность средств, служащих для передачи информации, будем называть системой передачи информации (СП).

На рис. 15.1 представлена обобщенная блок-схема автоматизированной системы передачи информации.

Источник и потребитель информации непосредственно в СП не входят — они являются абонентами системы передачи. Абонентами могут быть компьютеры, маршрутизаторы ЛВС, системы хранения информации, телефонные аппараты, пейджеры, различного рода датчики и исполнительные устройств, а также люди.

В составе структуры СП можно выделить:

            ● канал передачи (канал связи — КС);

● передатчик информации;

● приемник информации.

Передатчик служит для преобразования полученного от абонента сообщения в сигнал, передаваемый по каналу связи, приемник — для  преобразования сигнала в сообщение, поступающее абоненту.

В идеальном случае при передаче должно быть однозначное соответствие между передаваемым и получаемым сообщениями. Однако под действием помех, возникающих в канале связи, в приемнике и передатчике, это соответствие может быть искажено, и тогда говорят о недостоверной передаче информации.

Основными качественными показателями системы передачи информации являются:

● пропускная способность,

●  достоверность,

●  надежность работы.

Пропускная способность системы (канала) передачи информации — наибольшее теоретически достижимое количество информации, которое может быть передано по системе за единицу времени. Пропускная способность системы определяется физическими свойствами канала связи и сигнала. От пропускной способности канала зависит максимально возможная скорость передачи данных по этому каналу. Для определения максимально возможной скорости надо знать три основных параметра канала связи и три основных параметра сигнала, по нему передаваемого.

1. Параметры карла:

● F_k »— полосы пропускания канала связи, или, иначе, полоса частот, которую канал способен пропустить, не внося заметного нормированного затухания сигнала;

● Н_k — динамический диапазон, равный отношению максимально допустимого уровня сигнала в канале к уровню помех, нормированному для этого типа каналов;

● Т_k — время, в течение которого канал используется для передачи данных.

 2. Параметры сигнала:

● F_c — ширина спектра частот сигнала, под которой понимается интервал по шкале частотного спектра, занимаемый сигналом;

● Н_c —, динамический диапазон, представляющий собой отношение средней мощности сигнала к средней мощности помехи в канале;

●Т_c — длительность сигнала, то есть время его существования. Произведение трех названных параметров определяет, соответственно:

Обьем канала связи:

V_k=F_k●H_k●T_k

Обьем сигнала:                                  V_c=F_c● Н_c● Т_c

Согласование сигнала с каналом связи и уплотнение каналов при передаче по ним сигналов от разных источников как раз и заключается в таком преобразовании параметров сигналов, чтобы необходимое условие возможности передачи превратить в достаточное.

Существует еще одно доказанное Шенноном соотношение, вытекающее из выше приведенных, оно позволяет рассчитать непосредственно максимальна возможную скорость передачи данных по каналу:

С = F● Log₂(1+ Р_c/P_m)

где С — максимально возможная скорость в битах/с, F — ширина полосы пропускания канала связи в герцах, Рc — мощность сигнала, Рm, — мощность шума.

Из этого соотношения (так же как из предыдущих) следует, что увеличить скорость передачи данных в канале связи можно или увеличив мощность сигнала, или снизив мощность помех. Увеличение мощности сигнала ограничено величиной допустимого уровня мощности сигнала в канале и мощностью передатчика (мощные передатчики имеют большие габариты и стоимость). Уменьшения мощности помех можно достигнуть, применяя хорошо экранированные от помех кабели (что тоже не дешево). Но и это еще не все трудности — главное, что скорость зависит от логарифма соотношения сигнал/шум, поэтому, например, увеличение мощности передатчика в два раза при типичном соотношении Рc / Рm= 100 даст увеличение максимально возможной скорости только на 15%.

Скорость передачи информации измеряется в бит/с и в бодах. Количество изменений информационного параметра сигнала в секунду измеряется в бодах. Бод — это такая скорость, когда передается один сигнал (например, импульс) в секунду, независимо от величины его изменения. Единица измерения бит/с соответствует единичному изменению сигнала в канале связи и при простых методах кодирования сигнала; когда любое изменение бывает только единичным, можно принять, что: 1 бод = 1 бит/с; 1 Кбод = 10з бит/с; 1 Обод = 10в бит/с и т. д.

В случае если элемент данных может быть представлен не двумя, а большим количеством значений какого-либо параметра сигнала, то есть изменение сигнала может быть не единичным, значение 1 бод > 1 бит в секунду.

Например, если измеряемыми (информационными) параметрами сигнала являются фаза и амплитуда синусоиды, причем различаются четыре значения фазы и два значения амплитуды, то информационный сигнал может иметь 2з = 8 различимых состояний. Тогда скорость передачи данных СП с ,тактовой частотой 9600 Гц будет 9600 бод, но 9600 . 3 = 28 800 бит/с.

Достоверность передачи информации — передача информации, без ее искажения. Надежность работы — полное и правильное выполнение системой всех своих функций.

Понятия достоверности и надежности работы систем, и методы их обеспечения рассмотрены в главе 20.

Передатчик и приемник, или иначе — аппаратура передачи данных (АПД), непосредственно связывают терминальные устройства — оконечные устройства (источник и приемник информации) с каналом связи. Примерами АПД могут служить модемы, терминальные адаптеры, сетевые карты и т. д. АПД работает на физическом уровне, отвечая за передачу и прием сигнала нужной формы и мощности в физическую среду (линию связи).

В составе СП большой протяженности может использоваться и дополнительная аппаратура для улучшения качества сигнала (усиления» сигнала) и для формирования непрерывного физического или логического канала между абонентами. В качестве этой аппаратуры выступают повторители, коммутаторы, концентраторы, маршрутизаторы, мультиплексоры. Промежуточная аппаратура иногда образует достаточно сложную так называемую первичную сеть, но никакой функциональной нагрузки не несет — она должна быть незаметна (прозрачна) для абонента.

Линии и каналы связи

Линия связи и канал связи — это, не одно и то же. Линия связи (ЛС) — это физическая среда, по которой передаются информационные сигналы. В одной линии связи могут быть организованы несколько каналов связи путеь3 временного, частотного кодового и других видов разделения— тогда говорят о логических (виртуальных) каналах. Если канал полностью монополизирует линию связи, то он может называться физическим каналом, и в этом случае совпадает с линией связи. Хотя допустимо, например, говорить об аналоговом или цифровом канале связи, но абсурдно заявлять об аналоговой или цифровой линии связи, раз линия — лишь физическая среда, в которой могут быть образованы каналы связи разного типа. Тем не менее, даже говоря о физической многоканальной линии, ее часто называют каналом связи. ЛС являются обязательным звеном любой системы передачи информации.

Классификация каналов связи (КС) показана на рис. 15.2. По физической природе ЛС и КС на их основе делятся на:

● механические — используются для передачи материальных носителей информации;

● акустические — переносят звуковой сигнал;

● оптические — передают световой сигнал;

● электрические — передают электрический сигнал.

Электрические и оптические КС могут быть:

● проводными, где для передачи сигналов служат проводниковые линии связи (электрические провода, кабели, световоды и т. д.);

● беспроводными (радиоканалы, инфракрасные каналы и т, д.), использующими для передачи сигналов электромагнитные волны, распространяющиеся по эфиру.

По форме представления передаваемой информации КС делятся на:

● аналоговые — по аналоговым каналам передается информация, представленная в непрерывной форме, то есть в виде непрерывного ряда значений какой- либо физической величины;

● цифровые — по цифровым каналам пересылается информация, представленная в виде цифровых (дискретных, импульсных) сигналов той или иной физической природы.

В зависимости от возможных направлений передачи информации различают:

● симплексные КС, позволяющие передавать информацию только в одном направлении;

● полудуплексные КС, обеспечивающие попеременную передачу информации в прямом и в обратном направлениях;

● дуплексные КС, позволяющие вести передачу информации одновременно и в прямом, и в обратном направлениях.

Каналы связи могут быть, наконец:

● коммутируемыми;

● некоммутируемыми.

Коммутируемые каналы создаются из отдельных участков (сегментов) только на

время передачи по ним информации; по окончании сеанса связи такой канал ликвидируется (разрывается),

Некоммутируемые (выделенные) каналы организуются на длительное время и имеют постоянные характеристики по длине, пропускной Способности, помехозащищенности.

По пропускной способности их можно разделить на:

● низкоскоростные КС, скорость передачи информации в которых составляет от 50 до 200 бит/с; это телеграфные КС, как коммутируемые (абонентский телеграф), так и некоммутируемые;

● среднескоростные КС, например аналоговые (телефонные) КС; скорость передачи в них от 300 до 9600 бит/с, а в новых стандартах v90 -— ч.92 Международного консультативного комитета по телеграфии и телефонии (МККТТ) и до 56 000 бит/с;

● высокоскоростные (широкополосные) КС, обеспечивающие скорость передачи информации выше 56 000 бит/с.

Следует особо отметить, что телефонный КС является более узкополосным, чем телеграфный, но скорость передачи данных по нему выше благодаря обязательному наличию модема, существенно снижающего Fc передаваемого сигнала. При простом кодировании максимально достижимая скорость передачи данных по аналоговым каналам не превосходит 9600 бод = 9600 бит/с. Применяемые в настоящее время сложные протоколы кодирования передаваемых данных используют не два а несколько значений параметра сигнала для отображения элемента данных, и позволяют достичь скорости передачи данных по аналоговым телефонным линиям связи 56 Кбит/с = 9600 бод.

По цифровым КС, организованным на базе телефонных линий, скорость передачи данных благодаря уменьшению Fc и увеличению Hc оцифрованного сигнала также может быть выше (до 64 Кбит/с), а при мультиплексировании нескольких цифровых каналов в один в таком составном КС скорость передачи способна удваиваться, утраиваться и т. д.; существуют подобные каналы со скоростями в десятки и сотни мегабитов в секунду.

Физической средой передачи информации в низкоскоростных и среднескоростных КС обычно являются проводные линии связи: группы либо параллельных, либо скрученных (увитая пapa») проводов.

Для организации широкополосных КС используются различные кабели, в частности:

● неэкранированные с витыми парами из медных проводов (Unshielded Twisted Pair UTP);

● экранированные с витыми парами из медных проводов (Shielded Twisted Pair — STP);

 ● волоконно-оптические (Fiber Optic Cable — FOC);

 ● коаксиальные (Coaxial Cable — СС);

 ● беспроводные радиоканалы.

Витал пара — это изолированные проводники, попарно свитые между собой для уменьшения перекрестных наводок между проводниками. Такой кабель, состоящий обычно из небольшого количества витых пар (иногда даже двух), характеризуется меньшим затуханием сигнала при передаче на высоких частотах и меньшей чувствительностью к электромагнитным наводкам, чем параллельная пара проводов.

UTP-кабели чаще других используются в системах передачи данных, в частности в вычислительных сетях. Выделяют пять категорий витых пар UTP: первая и вторая категории используются при низкоскоростной передаче данных; третья, четвертая и пятая — при скоростях передачи соответственно до 16, 25 и 155 Мбит/с (а при использовании стандарта технологии Gigabit Ethernet на витой паре, введенного в 1999 году, и до 1000 Мбит/с). При хороших технических характеристиках эти кабели сравнительно недороги, они удобны в работе, не нуждаются в заземлении.

STP-кабели обладают хорошими техническими характеристиками, но имеют высокую стоимость, жестки и неудобны в работе и требуют заземления экрана. Они делятся на типы: Туре 1А, Туре 2А, Туре ЗА, Туре 5А, Туре 9А. Из них Туре ЗА определяет характеристики неэкранированного телефонного кабеля, а Туре 5А— волоконно-оптического кабеля. Наиболее популярен кабель Туре 1А стандарта IBM, состоящий из двух пар скрученных проводов, экранированных проводящей оплеткой, которую положено заземлять. Его характеристики примерно соответствуют характеристикам UTP-кабеля категории 5.

Коаксиальный кабель представляет собой медный проводник, покрытый диэлектриком и окруженный свитой из тонких медных проводников экранирующей защитной оплеткой. Коаксиальные кабели для телекоммуникаций делятся на две группы:

● «толстые» коаксиалы.

● «тонкие» коаксиалы.

Толстый коаксиальный кабель имеет наружный диаметр 12,5 мм и достаточно толстый проводник (2,17 мм), обеспечивающий хорошие электрические и механические характеристики. Скорость передачи данных по толстому коаксиальному кабелю достаточно высокая (до 50 Мбит/с), но, учитывая определенное неудобство работы с ним и его значительную стоимость, рекомендовать его для использования в сетях передачи данных можно далеко не всегда. Тонкий коаксиальный кабель имеет наружный диаметр 5 — 6 мм, он дешевле и удобнее в работе, но тонкий проводник в нем (0,9 мм) обусловливает худшие электрические (передает сигнал с допустимым затуханием на меньшее расстояние) и механические характеристики. Рекомендуемые скорости передачи данных по «тонкому» коаксиалу не превышают 10 Мбит/с.

Основу волоконно-оптического кабеля составляют «внутренние подкабели»— стеклянные или пластиковые волокна диаметром 8 — 10 (одномодовые — однолучевые) и 50 — 60 (многомодовые — многолучевые) микрон окруженные твердым заполнителем и помещенные в защитную оболочку диаметром 125 мкм. В одном кабеле может содержаться от одного до нескольких соты таких «внутренних подкабелей». Кабель, в свою очередь, окружен заполнителем и покрыт более толстой защитной оболочкой, между которыми проложены кевларовые волокна, принимающие на себя обеспечение механической прочности кабеля. По одномодовому волокну (диаметр их 8 — 10 мкм) оптический сигнал распространяется, почти не отражаясь от стенок волокна (входит в волокно параллельно его стенкам), чем обеспечивается очень широкая полоса пропускания (до сотен гигагерц на километр). По многомодовому волокну (его диаметр 40 — 100 мкм) распространяются сразу много волн различной длины, каждая из которых входит в волокно под своим углом и, соответственно, отражается от стенок волокна в разных местах (полоса пропускания многомодового волокна 500 — 800 МГц на километр).

Источником распространяемого по оптоволоконному кабелю светового луча является преобразователь электрических сигналов в оптические, например светодиод или полупроводниковый лазер. Кодирование информации осуществляется изменением интенсивности светового луча. Физической основой передачи светового луча по волокну является принцип полного внутреннего отражения луча от стенок волокна, обеспечивающий минимальное затухание сигнала, наивысшую защиту от внешних электромагнитных полей и высокую скорость передачи. По оптоволоконному кабелю, имеющему большое число волокон, можно передавать огромное количество сообщений. На другом конце кабеля принимающий прибор столицы и крупные города большинства  мира, а по дну Атлантического океана проложен кабель между Европой и Америкой. Оптоволоконный кабель соединяет Санкт-Петербург с Москвой, прибалтийскими и скандинавскими странами, кроме того, он проложен в тоннелях метро и проникает во все районы Санкт-Петербурга. В вычислительных сетях, и в частности, в сети Интернет оптоволоконный кабель используется на наиболее ответственных их участках. Возможности оптоволоконных каналов поистине безграничны: по одному толстому магистральному оптоволоконному кабелю можно одновременно организовать несколько сот тысяч телефонных каналов, несколько тысяч видеотелефонных каналов и около тысячи телевизионных каналов.

Радиоканал — это беспроводный канал связи, прокладываемый через эфир. Система передачи данных (СПД) по радиоканалу включает в себя радиопередатчик и радиоприемник, настроенные на один и тот же радиоволновой диапазон, который определяется частотной полосой электромагнитного спектра, используемой для передачи данных. Часто такую СПД называют просто радиоканалом. Скорости передачи данных по радиоканалу практически не ограничены (они ограничиваются полосой пропускания приемо-передающей аппаратуры). Высокоскоростной радиодоступ предоставляет пользователям каналы со скоростью передачи 2 Мбит/с и выше. В ближайшем будущем ожидаются радиоканалы со скоростями 20 — 50 Мбит/с. В табл. 15.1 представлены названия радиоволн и соответствующие им частотные участки.

Для коммерческих телекоммуникационных систем чаще всего выделяются частотные диапазоны 902 — 928 МГц и 2,4 — 2,48 ГГц (в некоторых странах, например США, при малых уровнях мощности излучения — до 1 Вт — разрешено использовать эти диапазоны без государственного лицензирования).

Беспроводные каналы связи обладают плохой помехозащищенностью, но

обеспечивают пользователю максимальную мобильность и оперативность связи. В вычислительных сетях беспроводные каналы связи для передачи данных используются чаще всего там, где применение традиционных кабельных технологий затруднено или просто невозможно. Но в ближайшем будущем ситуация может измениться— активно ведется разработка новой технологии беспроводной связи Bluetooth.

Bluetooth — это технология передачи данных по радиоканалам на короткие расстояния, позволяющая осуществлять связь беспроводных телефонов, компьютеров и различной периферии даже в тех случаях, когда нарушается требование прямой видимости.

Общеупотребительными и уже достаточно известными являются соединения электронной аппаратуры между собой при помощи инфракрасного канала связи. Но эти соединения требуют прямой видимости. Например, пультом дистанционного управления телевизором невозможно воспользоваться, если между вами и телевизором оказался хотя бы лист газетной бумаги.

Первоначально Bluetooth рассматривалась исключительно как альтернатива инфракрасным соединениям между различными портативными устройствами. Но сейчас специалисты предсказывают уже два направления широкого использования Bluetooth. Первое — это домашние сети, включающие в себя различную электронную технику, в частности компьютеры, телевизоры и т. п. Второе, гораздо более важное, направление — локальные сети офисов небольших фирм, где стандарт Bluetooth позиционируется как замена традиционных приводных технологий. Недостатком Bluetooth является сравнительно низкая скорость передачи данных — она не превышает 720 Убит/с, поэтому эта технология не способна обеспечить передачу видеосигнала.

Телефонные линии связи являются наиболее разветвленными и широко используемыми. По ним осуществляется передача звуковых (тональных) и факсимильных сообщений, они являются основой построения информационно-справочных систем, систем электронной почты и вычислительных сетей.

По телефонным линиям могут быть организованы и аналоговые, и цифровые каналы передачи информации. Рассмотрим этот вопрос, ввиду его высокой актуальности, несколько подробнее.

«Простая старая телефонная система», в англоязычной аббревиатуре POTS (Primitive Old Telephone System), состоит из двух частей: магистральной системы связи и сети доступа абонентов к ней. Самый обычный вариант доступа абонентов к магистральной системе — через абонентский аналоговый канал связи. Большинство телефонных аппаратов подключаются к автоматической телефонной станции (АТС), являющейся уже элементом магистральной системы. Телефонный микрофон преобразует звуковые колебания в аналоговый электрический сигнал, который и передается по абонентской линии в АТС. Требуемая для передачи человеческого голоса полоса частот составляет примерно 3 кГц, в диапазоне от 300 Гц до 3,3 кГц. При снятии телефонной трубки формируется сигнал , сообщающий АТС о вызове, и, если телефонная станция не занята, набирается нужный телефонный номер, который передается в АТС в виде последовательности импульсов (при импульсном наборе) или в виде комбинации сигналов звуковой частоты (при тональном наборе). Завершается разговор сигналом on hook, формируемым при опускании трубки. Такой тип процедуры вызова называется in band, поскольку передача сигналов вызова производится по тому же каналу, что и передача речи.

Цифровые каналы связи

Поскольку цифровые сигналы можно более эффективно и гибко обрабатывать и передавать чем аналоговые, стали развиваться цифровые каналы связи.

Перед вводом в такой канал аналогового сигнала он оцифровывается — преобразуется в цифровую форму: каждые 125 мкс (частота оцифровки обычно равна 8 кГц) текущее значение аналогового сигнала отображается 8-разрядным двоичным кодом. Скорость передачи данных по базовому цифровому каналу, таким образом, составляет 64 Кбит/с; но путем некоторых технических ухищрений несколько. цифровых каналов можно объединять в один (мультиплексировать), то есть создавать более скоростные каналы. Простейшим мультиплексированным цифровым каналом является канал со скоростью передачи 128 Кбит/с. Более сложные каналы, мультиплексирующие, например, 32 базовых канала, обеспечивают пропускную способность 2048 Мбит/с. Базовые или мультиплексированные цифровые каналы используются повсеместно в современных магистральных системах, а также для подсоединения к ним офисных цифровых АТС.

В последние годы за рубежом стал весьма популярным цифровой абонентский доступ, при котором оцифровка (дискретизация) звукового сигнала выполняется уже в абонентской телефонной системе, содержащей интерфейсный цифровой адаптер.

Наиболее распространенной и активно развивающейся в настоящее время является цифровая сеть с интеграцией услуг — ISDN (Integrated Services Digitаl Network), опирающаяся на цифровые абонентские каналы.

Цифровые коммуникации более надежны, чем аналоговые, обеспечивают большую целостность каналов связи, позволяют эффективнее внедрять механизмы защиты данных, основанные на их шифровании. Важным является и то, что для создания ISDN можно использовать уже имеющуюся инфраструктуру телефонных сетей, правда, из-за установки дополнительного оборудования и сложности его настройки возрастают затраты на организацию системы связи. Затраты на подключение к ISDN физических лиц составляют 3600 — 800. Но, учитывая высокую пропускную способность сетей ISDN, они достаточно быстро окупаются. Вместе с тем, существуют проблемы совместимости ISDN оборудования различных производителей.

Из активно развивающихся цифровых систем следует отметить модификации технологии цифровых абонентских линий (DSL, Digital Subscriber Line). Эта технология обеспечивает высокоскоростную передачу данных на коротком участке витой пары, соединяющем абонента, на стороне которого установлен xDLS- модем, с ближайшей автоматической телефонной станцией (АТС), то есть обеспечивает решение проблемы «последней мили», отделяющей потребителя от поставщика услуг.

В 1990 году компания Bellcore предложила технологию HDSL (High Bit Rate DSL), являющуюся высокоскоростным воплощением абонентской линии ISDN. HDLS использует четырехуровневую амплитудно-импульсную модуляцию, при которой одним импульсом можно передавать два бита информации. Передача ведется в дуплексном режиме по одной паре проводов со скоростью 768 или 1024 Кбит/с (в зависимости от сервиса Т1 или Е1) на расстояния до 3,6 км. При использовании двух или трех пар проводов обеспечивается скорость передачи данных от 1,544 до 2,048 Мбит/с.

Сейчас имеется несколько стандартизованных модификаций HDSL:

● SDSL (Symmetric DSL) представляет собой разновидность HDSL, использующую только одну пару проводов;

● RADSL (Rate Adaptive DSL) обеспечивает возможность выбора для использования одной из нескольких (обычно из 8) линейных скоростей;

● MSDSL (Multirate SDSL) позволяет динамически изменять информационную скорость в диапазоне от 64 до 1152 Кбит/с в зависимости от параметров линии;

● ADSL (Asymmetric DSL) — наиболее популярная сейчас модификация, которая разрабатывалась специально для обеспечения доступа к информационным ресурсам сети Интернет.

Асимметричность состоит в увеличении скорости передачи в одном направлении за счет снижения этой скорости в другом. При передаче информации из сети абоненту эта скорость может достигать 8 Мбит/с; в обратном направлении— 1,5 Мбит/с. Эта технология удобна еще и тем, что дает возможность использования канала связи для передачи данных и ведения телефонных разговоров— дополнительно к модемам требуется оборудование разделения каналов данных и голоса — сплиттеры (правда, в модемном стандарте для аналоговых линий V.92 такая возможность тоже предусмотрена). Обычно ADSL-модемы, подключаемые к обоим концам линии между абонентом и АТС, образуют на основе частотного разделения три логических (виртуальных) канала: быстрый канал передачи данных от сети абоненту (downstream), менее быстрый канал передачи от абонента в сеть (upstream) и обычный канал телефонной связи для телефонных разговоров. Ввиду сугубо асимметричного трафика полоса пропускания широкополосного канала (витая пара) между этими каналами делится также асимметрично. В 1997 году была предложена более дешевая и удобная в работе модификация АРЯ — Universal ADSL (UADSL), обеспечивающая, правда, существенно более низкие скорости передачи данных:

● при длине линии до 3,5 км скорость передачи от сети составляет 1,5 Мбит/с,

а от абонента — 384 Кбит/с;

● при длине линии до 5,5 км (средняя длина абонентских линий городских АТС)

скорость передачи от сети составляет 640 Кбит/с, а от абонента — 196 Кбит/с.

Но если одновременная передача голоса и данных по технологии АРЯ требует установки на стороне абонента сплитера (фильтра), отделяющего речевой трафик от данных, то по технологии UADSL этого не требуется. Кроме того, пониженные скорости передачи позволяют снизить требования к качеству линии связи и к системе обработки сигнала (приемнику).

Последняя, разрабатываемая сейчас технология, — VDSL (Very high-speed DSL)  сверхбыстрая цифровая абонентская линия, обеспечивающая передачу данных по витой паре.

● при длине линии до 300 м скорость передачи от сети составляет 52 Мбит/с  а от абонента — 2,3 Мбит/с;

● при длине линии до 1,5 км скорость передачи от сети составляет 13 Мбит/с а от абонента — 1,6 Мбит/с.

Предполагается, что ранние версии VDSL будут использовать схему частотного разделения потоков, применяющуюся и в технологии SDSL. Кроме того, предусматривается возможность одновременного подключения нескольких абонентских устройств к линии VDSL.

В ответственных приложениях при существенно большем уровне затрат конкуренцию ISDN и ADSL в ближайшем будущем могут составить цифровые магистрали с синхронно-цифровой иерархией SDH (Synchronous Digital Hierarchy). В системе SDH есть целая иерархия скоростей передачи данных: от 155,52 Мбит/с (STM-1), 622,08 Мбит/с (STM-4) до 2488,32 Мбит/с (STM -16) и даже до 10 000 Мбит/с (STM-64), обещанных в ближайшем будущем. Магистрали SDH используют оптоволоконные линии связи, а там, где прокладка последних затруднена — радиолинии.

Российские сети передачи информации

Согласно прогнозам американской консалтинговой фирмы GIST Inc., в ближайшие годы спрос на услуги передачи данных в России вырастет в 10 раз.

Но и сейчас в стране имеются десятки тысяч международных телефонных каналов, реально действуют более 200 пейджинговых операторов; в большинстве регионов страны работают сотовые системы радиотелефонной связи, активно развивается транкинговая радиотелефонная связь.

С помощью волоконно-оптических линий связи Россия связана с большим числом европейских и азиатских государств: только за последние четыре года были введены в строй крупнейшие цифровые волоконно-оптические линии международной связи с Данией, Финляндией, Турцией, Италией, Украиной, Японией, Кореей, Китаем и другими странами.

В настоящее время около тысячи российских и совместных операторов предприятий получили лицензии на эксплуатацию и оказание услуг в сетях передачи данных.

Крупнейшими компаниями российского рынка по предоставлению услуг в сетях передачи данных являются:

«МирТелеКом», объединяющая известных российских операторов связи «Макомнет», «Метроком», «Раском», «Анаком», Международную компанию связи (МКС), американскую телекомпанию Andrew Telecom и др. Услуги, пре-

доставляемые этой ассоциацией, подробнее мы рассмотрим далее;

«Связьинвест» — крупнейший холдинг, обеспечивающий местную, междугородную и международную телефонную связь (аналоговую и цифровую), услуги по цифровой внутризоновой и магистральной первичным сетям;

«Аэроком» — оператор услуг местной, междугородной, международной телефонной связи бизнес-класса корпоративным пользователям, а также индивидуальным клиентам, таксофонным системам;

Relcom («Релкому) обслуживает более 200 тысяч абонентов, в основном по арендованным у других компаний каналам связи, и использует самые разные протоколы управления связью, в том числе и ТСР/Ip-протоколы сети Интернет;

Rospak (Роспак) создана в 1992 году АО «Ростелеком» и ориентирована на выполнение услуг предприятий госсектора и правительственных учреждений по протоколам серии Х (Х.З, Х.25,, Х.400). Цены на услуги этой компании в России одни из самых низких. Пункты доступа к сети «Роопак» сейчас функционируют в 130 российских городах. Довольно значительную часть доходов этой компании приносит сдача в аренду каналов передачи, данных. Линиями «Роспак» пользуются «Роснет», «Релком» и другие российские операторы;

Rosnet (Роснет) обслуживает преимущественно государственные учреждения по протоколам серии Х; имеет широкий доступ к другим российским сетям и к многочисленным отечественным банкам данных;

Sprint — совместное предприятие американской компании (print International и российского Центрального телеграфа, образованное в 1990 году; оказывает услуги по собственным высокоскоростным сетям, используя протоколы Х.25, Х.400 и протокол Global Sprint Fax (услуги этой компании на российском рынке достаточно дороги);

Infotel («Инфотел») — совместное предприятие немецкой компании Deutsche Telecom, Московской государственной телефонной сети и других фирм, ориентация ее услуг та же, что и у компании «Роснет», но она обеспечивает доступ ко всем услугам сети Интернет по протоколам ТСР/IP;

«Гласнет» — член Ассоциации прогрессивных коммуникаций (Сан-Франциско, США). Компания создана в целях обеспечения доступа в сеть Интернет некоммерческих организаций и частных пользователей России.

На сегодняшний день компании ассоциации «МирТелеКом» создали и обслуживают одну из самых крупных полностью цифровых корпоративных сетей связи в России. Каждый сегмент сети контролируется и поддерживается одним из членов ассоциации:

«Макомнет» и «Метроком» владеют самыми разветвленными и протяженными волоконно-оптическими сетями, проложенными в тоннелях метро Москвы и Санкт-Петербурга;

● «Раском» является оператором волоконно-оптической магистрали, протянувшейся от Москвы к Санкт-Петербургу и далее до границы с Финляндией;

● МКС выполняет функции мощного коммутационного центра, в состав которого входят высокоскоростные каналы междугородной и международной связи;

● «Анаком» успешно работает в области космической связи, обеспечивая надежную связь практически со всеми регионами мира;

● Andrew Telecom владеет емкостью в трансатлантическом кабеле, соединяющем Европу с Северной Америкой, и имеет свои пункты связи в США, Великобритании, Мексике и т. д.

Сеть «МирТелеКом» предоставляет весь спектр услуг современной связи:

● интегрированные телекоммуникационные решения для передачи данных, речи и видеоинформации;

● местную, междугородную и международную связь;

● доступ в Интернет;

● IP-телефонию;

● услуги сетей ISDN (в частности, видеоконференц связь), xDSL, АТМ, Frame

Relay;

● услуги выделенных волоконно-оптических и спутниковых каналов связи;

● услуги цифровых каналов связи для трансляции радио- и телевизионных программ;

● подключение к электронной системе торгов ценными бумагами и т. д.

Среди петербургских компаний следует в первую очередь отметить ОАО «Петербургская Телефонная Сеть» и «Санкт-Петербургский Телеграф» и АО «ПетерСтар».

Открытое акционерное общество «Петербургская Телефонная Сеть (ПТС):

● устанавливает и обслуживает телефоны и факсимильные аппараты в квартирах и офисах;

● обеспечивает мобильную телефонную связь;

● обеспечивает передачу цифровой информации;

● эксплуатирует сеть таксофонов;

● предоставляет справочную информацию абонентам.

Открытое акционерное общество «Санкт-Петербургский Телеграф» предлагает в полном объеме все виды услуг по системам телеграфной и факсимильной связи, услуги передачи данных по сети «Роснет», услуги электронной почты, разнообразный информационно-справочный сервис.

Акционерное общество «ПетерСтар» обеспечивает коммерческую телефонизацию корпоративных и индивидуальных абонентов города.

Системы оперативной связи

За последнее десятилетие оперативные телекоммуникации превратились из инженерно-технологического объекта в серьезную народнохозяйственную отрасль промышленности. Без средств оперативной связи сегодня немыслимо эффективное управление предприятием, организацией, корпорацией и любым другим организационно экономическим объектом.

Системы оперативной связи (СОпСв) весьма разнообразны; их можно классифицировать по целому ряду признаков, таких как назначение, способ соединения, способ передачи, вид канала связи и т. д.

По виду используемого канала связи СОпСв могут быть разделены на:

 ● аналоговые;

● цифровые.

По степени документированности передаваемой информации СОпСв подразделяются на системы передачи (СП):

● документированной информации (с регистрацией информации);

● с документированием (регистрацией) информации при приеме;

● недокументированной информации (без регистрации информации).

В СП документированной информации передача ведется с «документа на документ». У передающего абонента информация может либо автоматически считываться из файла или заранее сформированного бумажного документа, либо вводиться вручную, но при параллельной регистрации ее в электронном или на  бумажном документе. У принимающего абонента предусмотрена обязательная регистрация поступающей информации на твердом носителе или в электронном  документе (в файле).

В СП недокументированной информации не предусматривается обязательная  регистрация информации на документ ни у передающего, ни у принимающего абонентов, хотя при желании такая регистрация может быть выполнена с привлечением дополнительных технических или программных средств. Чаще всего СП этого типа передают голосовую, то есть устную звуковую информацию.

В СП с документированием информации только при приеме обязательна регистрация информации, на передающем конце она отсутствует. Информация передается с устройств ручного ввода, полуавтоматических устройств ввода информации, от автоматических датчиков, счетчиков, установленных на технологических  агрегатах и т. п. Регистрация сообщения на электронный или бумажный документ обязательна лишь у принимающего абонента.

Такая классификация относительна, поскольку даже обычные телефоны с автоответчиком позволяют регистрировать информацию в звуковых файлах, а сотовые телефоны и пейджеры — сохранять сообщения в текстовых файлах. Поэтому отнесение системы оперативной связи (СОпСв) к той или иной группе документированности можно выполнить только по преимущественному исполнению.

Классификация систем оперативной связи показана на рис. 15.3.

Глава 16. Телефонная связь

Телефонная связь представляет собой самый распространенный вид оперативной связи. Абонентами сети телефонной связи являются как физические лица, так и предприятия. Телефонная связь играет важную роль в фирмах, офисах и т. п. Так, для большинства фирм телефон является своеобразной визитной карточкой, поскольку первые контакты со смежниками и заказчиками чище всего осуществляются по телефонной линии связи. Удобство соединения и сервисные возможности телефонного аппарата, а они во многом определяются офисной автоматической телефонной станцией (АТС), формируют первое впечатление о солидности

фирмы, а это немаловажно.

Однако далеко не все знают о возможностях телефонных систем, тех сервисных услуг, которые предоставляет или может предоставлять своим абонентам система телефонной связи. Подробно рассмотреть все эти услуги, а их в настоящее

 время более 600 наименований, не представляется возможным, но кратко познакомиться с некоторыми из них следует. Телефонную связь можно разделить на:

 ● телефонную связь общего пользования (городскую, междугородную и т. д.);

  ● внутриучрежденческую телефонную связь.

Особыми видами телефонной связи являются: радиотелефонная связь, видеотелефонная связь.

Система телефонной связи состоит из телефонной сети и абонентских терминалов. В общем случае телефонная сеть — это совокупность узлов коммутации, роль которых выполняют автоматические телефонные станции (АТС), соединяющих их каналов связи и абонентских каналов, связывающих терминалы абонентов с АТС. Абонентские каналы часто называют каналами «последней мили» или просто «последней милей».

Абонентские терминалы (а ими могут быть абонентские телефонные аппараты, офисные АТС или компьютеры) обычно подключаются к сети по паре медных проводов  абонентской линии. Абонентская линия имеет в сети свой уникальный номер (номер абонента); ее длина, как правило, не должна превышать 7 — 8 км, и передача информации по ней ведется чаще всего в аналоговой форме.

АТС соединяются друг с другом по так называемым соединительным линиям сейчас практически во всех сетях общего пользования применяются четырехпроводные цифровые линии (по одной паре проводов для передачи сигналов в каждом направлений  от одной АТС к другой и обратно).

Телефонная семь имеет иерархическую структуру. На нижнем уровне расположены оконечные АТС, к которым и подключаются абонентские терминалы; такая АТС имеет номер, обычно совпадающий с начальными цифрами номера абонента (например, в Санкт-Петербурге абонент, которому выделен номер 267 0202, подключен к АТС 267; внутри АТС этот абонент имеет номер 0202). Если АТС коммутирует более 10 000 абонентов (например, станция 5ESS обслуживает до 350 000 абонентов), то она делится на несколько логических подстанций, со своими отдельными номерами.

Совокупность АТС, обслуживающих некоторый географический регион, образует зону, которой присваивается уникальный номер внутри страны (например, Санкт-Петербург — зона 812, Москва — зона 095 и т. п.). Связь между зонами осуществляется с помощью АТС более высокого уровня иерархии — междугородных. Междугородные АТС имеют два номера: номер для своих внутренних АТС — 8, он единый для всех АТС России; номер для внешних междугородных АТС — ее уникальный номер (812, 095 и т. п.).

По такому же принципу междугородные АТС подключаются к АТС верхнего уровня — международным. В России для выхода на международную АТС следует набрать ее единый для страны номер — 10, а для входа в международную АТС другого государства — его код.

Таким образом, полный, всемирно уникальный абонентский номер состоит из кода страны, кода зоны внутри страны, номера АТС внутри зоны и номера абонентского терминала внутри АТС. Если абонентский терминал представляет собой офисную АТС, то для идентификации абонента может потребоваться добавочный номер абонента внутри офисной АТС.

Современная АТС — это программно управляемая коммутационная система, работающая с цифровыми сигналами. Это означает, что при вводе в АТС аналоговый сигнал, поступающий с абонентской линии, переводится в цифровую форму и в этой форме распространяется далее по телефонной сети, преобразуясь снова в аналоговую форму при попадании в абонентскую линию другого абонента.

При обращении внутреннего абонента к АТС ему выделяется определенный внешний канал: количество внешних каналов у АТС много меньше количества подключенных к ней абонентов. Отношение числа абонентов АТС к числу ее внешних каналов называется коэффициентом концентрации. Нормальными значениями этого коэффициента считаются величины порядка 8:1 — 10:1 (коэффициент 8:1 означает, что если сразу все абоненты запросят у АТС соединение, то она сможет удовлетворить запросы только 12,5% из них; но вероятность одновременного обращения к АТС 1250 абонентов из 10 000 при статистически средней интенсивности загрузки одного абонентского канала невелика, поэтому приведенные выше коэффициенты концентрации вполне приемлемы).

Остановимся несколько подробнее на разновидностях и сервисных возможностях телефонных аппаратов и офисных АТС.

Абонентские телефонные аппараты

Телефонные аппараты (ТА) весьма разнообразны как по своему конструктивному исполнению (настенные, настольные, в стиле ретро, портативные в виде телефонных трубок, с поворотными и кнопочными номеронабирателями и т. д.), так и по сервисным возможностям, ими предоставляемым.

В современных телефонных системах существуют два способа кодирования набираемого номера;

● Pulse — импульсный, применяющийся в аппаратах с вращающимся наборным диском;

● Топе — тональный, в основном используемый кнопочными номеронабирателями (имеющими, впрочем, и импульсный набор).

В первом случае при наборе цифры в линию связи подаются импульсы, количество которых соответствует набранной цифре; при тонально способе посылается непрерывный сигнал, состоящий из комбинации двух частот, значения которых и кодируют передаваемый номер.

Практически все действующие телефонные сети допускают импульсный набор номера. Тональные же системы набора, хотя они и становятся стандартом, могут использоваться лишь на сравнительно новых АТС. На большинстве новых телефонных аппаратов предусмотрен переключатель способа кодирования Pulse/Tone. Среди существенных сервисных возможностей телефонных аппаратов следует отметить:

● многоканальность, то есть подключение телефонного аппарата к различным телефонным линиям;

● переключение вызывающего абонента на другую линию; 

●наличие кнопки временного отключения микрофона от сети;

● переговоры сразу с несколькими абонентами;

● наличие долговременной памяти номеров приоритетных абонентов;

● наличие оперативной памяти для повторного вызова последнего абонента, в том числе и для многократного вызова (автодозвона) занятого абонента;

● постановку собеседника на удержание с включением фоновой музыки;

● автоматическое определение номера (АОН) вызывающего абонента с отображением его на дисплее и звуковым его воспроизведением; 

● защиту от АОН вызываемого абонента (анти-АОН);

● запоминание номеров вызывающих абонентов и текущего времени каждого вызова;

●индикацию во время разговора второго вызова и номера вызывающего абонента;

● наличие календаря, часов и таймера продолжительности разговора;

● использование персональных кодов-паролей;

● наличие автоответчика и встроенного диктофона для записи передаваемых сообщений;

● наличие электронного телефонного справочника и автонаборщика найденного телефона;

● дистанционное управление телефоном;

● возможность подключения телефона к компьютеру.

Автоматические определители номера

Очень часто продаются несертифицированные телефоны с АОН и АОН, изготовленные кустарным образом. Такая аппаратура обычно не обеспечивает надлежащее качество работы и даже создает известные трудности в работе городских АТС. Поэтому следует приобретать только аппараты, имеющие сертификат, подтверждающий возможность их работы в отечественных телефонных сетях.

Еще лучше обзавестись специализированным устройством-коммутатором, позволяющим подключать телефонный аппарат, автоответчик и имеющим АОН, например устройство идентификации абонента — Caller ID. При использовании такого устройства, подключенного к цифровой городской АТС, обеспечивается цивилизованное предоставление услуг по определению номера вызывающего абонента, в том числе и его имени.

Схема подключения устройства Caller ID к телефонной и сетевой розеткам показана на рис. 16.1.

Устройство Caller ID реализует следующие функции:

● отображение имени и номера телефона вызывающего абонента;

● отображение полной информации об абоненте на дисплее после поступления

первого звонка;

● сохранение в памяти информации о поступивших звонках для последующего просмотра с фиксацией времени поступления звонка;

● подсветка дисплея в темное время суток или в плохо освещенной комнате;

● мигающая Световая сигнализация о поступлении новых звонков в период занятости телефона;

● просмотр информации о звонках с помощью кнопки Review;

● удаление из памяти ненужных звонков с помощью кнопки Delete. Следует учитывать, что АОН и автоответчик могут ввести ваших партнеров в непредвиденные дополнительные расходы и, возможно, даже «отвадить» их от вас: они крайне неудобны для звонков с сотовых телефонов и при междугородной и международной связи. Любой звонок на телефон, оборудованный Тоном, должен быть оплачен, даже если разговор из-за отсутствия абонента не состоялся (определение номера происходит после соединения с вызываемым абонентом, то есть фактически даже при отсутствии абонента происходит «снятие трубки» и фиксация состоявшегося разговора). Такие же неприятности возникают и при наличии автоответчика на вызываемом аппарате, но в последнем случае все же возможен обмен некоторой полезной информацией.

Многофункциональные телефонные аппараты

Известный интерес представляет телефонный аппарат — коммутатор секретаря (возможное название — директорский коммутатор). Секретарь принимает по этому телефону все звонки внешних абонентов и обрабатывает их в соответствии с указаниями руководителя. Наиболее важные специфичные функции этого коммутатора: многоканальность, возможность переадресации на другой номер, организация телефонных конференций, постановка абонента на удержание; наличие электронного телефонного справочника.

Наиболее полно все сервисные возможности реализуются в, цифровых телефонных аппаратах, взаимодействующих с цифровыми телефонными станциями. Рассмотрим в качестве другого примера один из цифровых многофункциональных ТА фирмы Samsung — цифровую систему связи DCS (Digital Communication System), обладающую весьма интересными способностями. К системному аппарату могут быть подсоединены: факсимильный аппарат, модем для передачи данных, другие внутрисистемные телефонные и пейджинговые аппараты со своими добавочными номерами. Система выпускается в двух модификациях:

● DCS Compact для малого офиса;

● DCS System для средних и больших офисов.

Обе модели строятся по модульному принципу и могут модифицироваться и наращиваться в широком диапазоне конфигураций.

Перечислим некоторые сервисные возможности системы.

● Программируемые клавиши. На кнопочной панели телефонного аппарата есть 12 или 24 клавиши прямого набора с трехцветными светодиодными индикаторами, нажатие каждой из которых может быть запрограммировано на выполнение одной из 25 различных функций, как-то:  быстрый набор номера, групповой набор, прослушивание оставленных сообщений и т. д.  Светодиодные индикаторы показывают, например, зеленым цветом клавиши с номерами абонентов, которым вы уже позвонили, желтым — по которым вы звонили, но безуспешно, красным — по которым еще не звонили.

● Интеллектуальный дисплей. Имеющийся на телефонном аппарате двустрочный жидкокристаллический дисплей предоставляет много полезной информации о входящих и исходящих звонках (в том числе о входящих звонках во время вашего разговора с другим абонентом и исходящих звонках, назначенных на определенное время), и об оставленных голосовых сообщениях.

●Определитель номера. Встроенный определитель входящего номера покажет на дисплее номер и фамилию абонента, с телефона которого вам звонят, а также оповестит вас специальным гудком и отображением на дисплее фамилии и номера звонящего абонента во время вашего разговора с другим собеседником. При этом используется встроенная электронная телефонная книга на 250 — 500 фамилий. Номер звонящего можно записать в память системы одним нажатием кнопки, а после того как освободится линия, по окончании разговора перезвонить по запомненному номеру при помощи одного нажатия кнопки.

●Голосовой набор. Для соединения с абонентом достаточно снять трубку телефонного аппарата, нажать специальную кнопку и произнести фамилию того, с кем вы хотите переговорить. Встроенное устройство распознавания речи закодирует названную фамилию, определит нужный номер телефона, если эта фамилия занесена во встроенную телефонную книгу, и передаст этот номер в систему для выполнения соединения с нужным абонентом.

●Быстрый набор. Быстрый набор возможен либо нажатием одной запрограммированной на номер абонента клавиши, либо с использованием телефонной книги путем просмотра ее содержимого на дисплее и выбора нужного номера по фамилии абонента (также при помощи нажатия одной клавиши).

●Голосовой почтовый ящик. DCS имеет автоответчик (голосовой почтовый ящик), позволяющий внешним абонентам оставлять довольно длинные сообщения сотрудникам офиса, отсутствовавшим на своем месте во время звонка. Информация об оставленном сообщении передается на соответствующий аппарат; сообщение можно прослушать нажатием пары кнопок.

●Конференц-связь. В системе имеется возможность организовывать конференц- связь одновременно с пятью внешними абонентами или внутренними добавочными в любой комбинации. Участники аудиоконференции могут присоединяться к разговору и выключаться из него в любое время без нарушения общего группового соединения.

●Автосекретарь. Электронный автосекретарь способен отвечать на любое количество входящих звонков, пока вы говорите по телефону. При этом он умеет

обращаться к разным абонентам, распознанным АОН, с разными приветствиями и подсказать им номер телефона для связи с нужным абонентом, минуя базовую систему. Если за определенное время входящий абонент не последует совету и останется на связи, автосекретарь сам переключит абонента на заранее введенный в его память номер.

● Домофон. Система может быть интегрирована с домофоном и механизмом открывания замка входной двери с целью открывания замка прямо с клавиатуры телефонного аппарата после выяснения по телефону личности гостя.

●Сбор статистики. Система в состоянии формировать полный статистический отчет за определенный период времени о переговорах каждого из сотрудников офиса: общее количество звонков; число звонков, когда линия была занята; средняя продолжительность звонка; среднее число гудков перед снятием трубки; средняя и максимальная продолжительности ожидания; общая стоимость разговоров.

Система DCS может выполнять функции: будильника, регистрации меняющихся внутренних абонентов (при использовании ее, например, в отеле), расчета и учета стоимости междугородных и международных переговоров внутренних абонентов, может блокировать переговоры между заданными внутренними номерами и т. д. По сути, эта система выполняет большинство функций, характерных для офисных АТС.

Телефоны с радиотрубкой

Телефоны с радиотрубкой, или просто радиотелефоны, — это телефонные аппараты, имеющие обычную проводную связь с телефонной AVC, в которых шнур к телефонной трубке заменен на радиолинию. Для реализации такой возможности и в телефонном аппарате, и в телефонной трубке имеются маломощные приемо-передающие радиоустройства.

Используются подобные телефоны в офисах, производственных помещениях, в квартирах, на дачных участках. Дальность их действия составляет от 100 м до нескольких километров, в зависимости от модели радиотелефона и условий их эксплуатации. Внутри помещений, особенно при наличии металлических перегородок (в гаражах, например), и вне помещений при наличии объемных радио- экранирующих конструкций, железобетонных зданий и сооружений дальность действия телефонов может существенно снижаться.

Большинство радиотелефонов допускают возможность приема звонков и при отсутствующей радиотрубке (через громкоговорители, например)и разговоры между абонентом с радиотрубкой и человеком, находящимся у телефонного аппарата.

Радиотелефоны выпускаются многими фирмами, на отечественном рынке более других представлены модели Panasonic: КХ-Т9080, КХ-Т9280, КХ-Т7980, обеспечивающие дальность связи до 2 км; КХ-T9350 с возможностью подключения до четырех радиотрубок; модели формы Samsung: — SP-R915, SP-R918, SP-R919; модели фирмы Sanyo: CLT-55, CLT-75 с дальностью связи до 5 км (дальнобойные), а также модели фирм Sharp, Siemens и т. д.

Например, радиотелефон Panasonic КХ-Т9550 работает в диапазоне частот 900 МГц,

имеет автоответчик и обеспечивает:

● двухстороннюю внутреннюю голосовую связь между базовым блоком и радиотрубкой;

● автоматическую смену кода доступа в трубке при каждом ее подключении

к базовому блоку;

● сигнализацию при выходе из зоны уверенной связи с базовым блоком;

● набор номера в импульсном и тональном режимах;

● память на 10 выделенных номеров и память последнего набранного номера для вызова абонентов нажатием одной кнопки (без набора номера);

● дистанционное управление автоответчиком с радиотрубки или с телефонов с тональным набором номера.

Автоответчик этого радиотелефона позволяет записать до 64 сообщений, общее время записи - 15 минут.

Многие радиотелефоны (например, Panasonic КХ-TC1019RUB) имеют дисплей на несколько строчек текста для отображения электронного телефонного справочника (несколько десятков номеров) и набираемых номеров телефонов.

Телефонные радиоудлинители

Радиоудлинители используются в фирмах для связи с удаленными мобильными  сотрудниками; у них много общего с радиотрубками, но радиоудлинители имеют большую мощность (от 100 мВт до 10 Вт) и обеспечивают большую дальность связи (от 200 м до 30 км, а некоторые даже и больше). Система радиоудлинители — одноканальная радиосистема, состоящая из базового блока и телефонной трубки с номеронабирателем и телескопической антенной. Базовый блок может представлять собой телефонный аппарат или мини-АТС, подключенные в АТС общего пользования. И базовый блок, и телефонная трубка включают в свой состав приемо-передающие радиостанции, работающие, как правило, в дуплексном режиме (разговор ведется без непосредственного нажатия кнопок «говорю- слушают). Абонент с радиотрубкой может, соединяясь с базовым блоком по радиоканалу, пользоваться телефоном, находясь на большом расстоянии от него.

Следует иметь в виду, что при организации радиоудлинителей, так же как и при организации других видов радиотелефонных систем, необходимо получить разрешение на использование радиочастот в местном отделении Государственного комитета по радиочастотам и зарегистрировать его в органах Госсвязьнадзора. В полученном сертификате должны быть оговорены мощность и диапазон рабочих частот радиооборудования.

Офисные АТС

Обеспечение каждого работника фирмы городским телефоном — дело крайне неразумное и дорогостоящее. Сотрудникам, сидящим в одном здании, вряд ли: целесообразно, особенно при грядущей повременной оплате телефонных разговоров, вести долгие деловые разговоры друг с другом по городскому телефону. Гораздо более разумным способом всеобщей телефонизации фирмы является оборудование ее внутриучрежденческой АТС (микро-, мини-, офисной АТС). Внутриучрежденческие телефонные системы используют собственные телефонные станции или коммутаторы и подразделяются на:

● учрежденческие АТС, которые обеспечивают внутреннюю связь всех подразделений фирмы без обращения к внешней городской телефонной сети;

● диспетчерскую телефонную связь, которая является важнейшим видом оперативной производственной связи между подразделениями предприятия, непосредственно связанными с ходом производственного процесса;

● технологическую телефонную связь, объединяющую персонал, управляющий локальным технологическим процессом производства;

● директорскую телефонную связь, которая обеспечивает служебную связь руководителей со своими подчиненными.

Внутриучрежденческие АТС, или иначе — офисные АТС, используются в фирмах для организации некоторого количества дополнительных внутренних телефонов: все внешние вызовы принимаются АТС и переводятся на внутренние телефоны либо непосредственно, либо с добавочными номерами. Выход абонента на внешнюю линию обеспечивается, как правило, путем прямого набора. То есть к офисной АТС подключаются абонентские линии (линия) городской АТС и телефоны внутренних абонентов, причем соотношение их количества может колебаться от 1:2 до 1:10 в зависимости от интенсивности городских разговоров сотрудников, финансовых возможностей организации и количества городских абонентских линий (чем больше последних, тем меньше может быть это соотношение).

Офисные АТС весьма разнообразны: на рынке средств связи сейчас предлагается весьма широкий их спектр — от простейших, которые устанавливаются в квартире или коттедже (микроАТС), до крупных станций, предназначенных для гостиниц и бизнес центров (мини- и мидиАТС).

Основными достоинствами современных офисных АТС являются их автоматическая работа и практически бесплатное пользование внутренней телефонной

связью.

Кроме своих основных функций — коммутации абонентов и обеспечения ранее S

названных сервисных возможностей телефонных аппаратов, — они обладают

и собственными сервисными функциями.

Это:

● возможность организации телефонных конференций (одновременное подключение многих абонентов друг к другу);

● постановка абонента на ожидание при занятом канале;

● выдача информации об абоненте, занимающем линию;

с) автоматическое периодическое напоминание об ожидающем абоненте;

● автоматическая переадресация на другой номер и «ночной режим» переадресация всех вызовов на дежурный телефон;

● составление списка вызовов абонентов с номерами их телефонов и текущим временем;

● режим «не беспокоить»;

● организация голосового почтового ящика для сбора и хранения всех сообщений, поступающих абонентам;

● наличие выхода на радиотелефоны и на пейджинговую связь;

● возможность запрета выхода на внешнюю линию для ряда телефонов;

● возможность дистанционного прослушивания помещений;

● возможность программирования АТС с телефонного аппарата внутреннего абонента;

● заказ времени для звонка-будильника;

● включение громкоговорящей связи с целью оперативного оповещения;

● подключение автоответчика, факса или телетайпа;

● управление телефонными вызовами через компьютер.

Очень важным, обстоятельством является возможность подключения к офисной АТС дополнительных устройств, в частности, компьютера, домофона, охранной сигнализации

На рис. 16.2 показан возможный комплекс аппаратуры, обслуживаемой офисной АТС.

При подключении компьютера можно организовать учет и регистрацию всех телефонных переговоров, автоматически учитывать время и тариф на каждый телефонный разговор (для последующей автоматической выписки счетов, например, в гостиницах), а также получить любую информацию о состоянии АТС. При подключении домофона вы можете переговорить с посетителем и, если надо, нажатием пары кнопок на телефонном аппарате открыть дверь.

Замыкание на офисную АТС системы охраны помещений от несанкционированного доступа и пожара позволит защитить ваше имущество. При подключении данной системы АТС постоянно опрашивает состояние дежурных датчиков и, в случае срабатывания любого из них, подает сигнал тревоги в помещении, а также начинает автоматически обзванивать заранее запрограммированных внутренних и/или внешних абонентов.

Разновидности офисных АТС

Все офисные АТС можно классифицировать

● по их емкости и конфигурации — количеству портов подключения внешних и внутренних абонентских линий;

● по виду коммутируемого сигнала;

● по типу абонентских линий (чаще всего АТС используют аналоговые линии, но появились АТС, работающие с цифровыми абонентскими линиями);

● по охватываемой территории (радиус действия АТС может составлять от нескольких сотен метров до 5 и более километров);

● по возможности расширения (станции с модульной конструкцией обеспечивают возможность перспективного расширения — наращивания их емкости).

Конфигурация АТС определяется отношением количества ее внешних абонентских линий к количеству внутренних абонентских линий. Например, АТС, имеющая 6 портов для подключения внешних линий и 32 порта для подключения внутренних, имеет конфигурацию 6 х 32. Конфигурация АТС во многом определяет сферу ее использования (см. табл. 16.1).

По виду коммутируемого сигнала АТС подразделяются на аналоговые, цифровые, гибридные.

В аналоговых АТС, звуковые сообщения представляются в виде непрерывных или импульсных сигналов с изменяющейся амплитудой. Аналоговые офисные АТС сравнительно дешевы и сейчас являются самыми распространенными для малых, и средних офисов и фирм с числом внутренних абонентов до 100 — 150.

В цифровых AТС звуковые сообщения методом импульсно-кодовой модуляции преобразуются в последовательность двоичных кодов. Обработка двоичных кодов, а не сигналов переменной амплитуды, задача более простая и гибкая, что и обусловливает значительное расширение функциональных возможностей цифровых АТС. После обработки и коммутации цифровые сигналы преобразуются обратно в аналоговые и подаются во внутреннюю абонентскую линию. Цифровые АТС существенно дороже аналоговых, но имеют хорошие перспективы при создании корпоративных цифровых сетей интегрированного обслуживания (ISDN), — интенсивно развивающихся систем, в которых АТС являются звеном единой сети передачи данных и аудио, видеоинформации. Цифровые АТС могут быть рекомендованы в качестве офисных и учрежденческих при абонентской емкости более 100-150 портов.

В гибридных АТС звуковой сигнал обрабатывается так же, как и в аналоговых, но предусмотрены дополнительные возможности для обработки и передачи цифровой информации.

Многие современные офисные АТС благодаря блочно-модульной конструкции позволяют расширять свою конфигурацию в зависимости от требований заказчика — в случае необходимости можно докупить дополнительный модуль и подключить его со станции. Варианты расширения в разных АТС разные и зависят от конструкции станции. В одном случае можно с помощью одного модуля увеличить число городских линий на 4, в. другом — сразу на 8 и т. п. Обычно стоимость расширяемой станции в минимальной ее конфигурации больше стоимости нерасширяемой АТС, но по мере наращивания конфигурации эти цифры сближаются.

К офисной АТС подключаются два типа телефонных аппаратов:

● обычные двухпроводные;

● системные четырехпроводные.

 Двухпроводные аппараты являются самыми простыми и дешевыми, но не все офисные АТС могут с ними работать. Это ограничение связано с видом коммутируемого АТС сигнала и способом представления вызываемого номера (импульсный или тоновый набор). Но даже если использование обычных телефонов в АТС допустимо, они имеют, особенно при работе с цифровой АТС, существенные ограничения по уровню и объему различных сервисных функций. Системные телефонные аппараты создаются специально для работы с офисной АТС, они на порядок дороже обычных аппаратов, но обеспечивают выполнение всех предусмотренных в станции сервисных функций. Системные ТА могут работать как с аналоговым, так и с цифровым сигналами, причем в первом случае для подключения аппарата к АТС требуется четырехпроводная линия (по одной паре проводов передается разговор, по другой — системные команды), во втором случае — двухпроводная. Следует иметь в виду, что системные аппараты, как правило, работают только с теми АТС, для которых они разрабатывались.

В частности, системные ТА имеют такие полезные конструктивные и функциональные особенности:

● буквенно-цифровой дисплей с экранным меню и возможностью вывода информации о вызывающем внутреннем абоненте, о состоянии (занятости) внешних и внутренних абонентских линий и т. д.;

● запоминающее устройство — электронная записная книжка для хранения имен и адресов абонентов, их номеров телефонов, напоминаний о делах, дат и т. д.;

● программируемая клавиатура с Жестко закрепленными функциями определенных клавиш;

● возможность передачи текстовых сообщений и приема их на дисплей;

● выполнение всех функций системы «директор-секретарь»;

● возможность организации внутренней и внешней конференц-связи и другие.

При выборе офисной АТС следует в первую очередь определиться с необходимой емкостью телефонной сети, то есть с числом внешних городских линий, которые будут к ней подсоединены, и числом внутренних линий, а также с территорией вашей фирмы, охватываемой телефонной сетью. Следует оценить перспективы развития фирмы как с точки зрения роста количества абонентов, так и с учетом увеличения требуемых в будущем функций (здесь при ограниченной финансовой базе выход можно найти в приобретении модульной ATE).

Обязательно нужно выяснить наличие сертификата Минсвязи на подключение АТС к отечественным телефонным линиям (это важно и при выборе телефонного аппарата).

Остановимся несколько подробнее на некоторых конкретным применениях офисных АТС.

Офисная АТС дома

В домашних условиях обычно используются простейшие станции, имеющие конфигурацию 1 х 4 или 1 х 6. Следует иметь в виду, что даже простейшая конфигурация — одна входная линия и четыре внутренних — позволяет развести по разным номерам телефон, факс, автоответчик и модем ПК. Расположив же телефоны по всему дому и в гараже, вы обеспечите себе свободу перемещения, и в любой момент телефон у вас будет под рукой. Включив режим прослушивания детской комнаты, вы всегда будете в курсе, что там происходит (для этого достаточно снять трубку аппарата в детской и набрать специальный код, а затем можно позвонить на этот телефон с любого другого телефона, и услышать, что происходит в помещении). О возможности подключения к АТС домофона и охранной сигнализации уже говорилось выше, но о полезности этого нелишне напомнить еще раз.

Вариант использования АТС в офисе

Обычная иерархия управления в офисе: начальник — секретарь — сотрудники.

Центральную роль играет обычно секретарь, на телефон которого поступают все внешние звонки. Секретарь, узнав причину звонка, либо отвечает сам, либо переадресовывает звонок нужному абоненту. Толковый секретарь сам ответит на большую часть звонков или четко переадресует звонок по назначению, освободив и директора, и многих сотрудников от лишних переговоров. Даже если вам хотят передать факс, нажатием пары кнопок секретарь переключит линию на факс- аппарат, и факсимильное сообщение будет принято. А внутренний абонент может связаться с секретарем обычно без набора номера, просто нажав одну кнопку.

DECT-телефония

В последние годы солидные организации и деловые центры устанавливают у себя беспроводные АТС или DЕСТ -концентраторы, подключаемые к обычной проводной АТС (название этих концентраторов произошло от стандарта для систем беспроводной связи, Digital European Cordless Telecommunication — DECT). К DECT-концентратору четырехпроводными линиями подключают устройства беспроводного доступа, и через них происходит радиосоединение с портативными абонентскими радиотрубками.

Стандарт DECT, одобренный Европейским институтом стандартов связи в 1992 году, предназначался первоначально для построения микросотовых систем в местах с высокой плотностью абонентов и интенсивным трафиком. Сейчас он широко используется и в домашних и в офисных условиях, придя на смену стандарту СТ-2 (доля индивидуальных DECT-телефонов уже превысила 90% используемых терминалов этого стандарта).

Стандарт в микросотовом варианте обеспечивает эффективное задействования спектра радиочастот, высокую конфиденциальность переговоров и защиту информации. Благодаря использованию частотного и временного разделения трафика любому абоненту доступны 120 дуплексных каналов. Базовые станции систем стандарта ПЕСТ могут находиться достаточно близко (например, на расстоянии 25 м) и их емкость ограничена лишь уровнем помех от соседних сот.

Для DЕСТ выделен участок спектра 1880 — 1900 МГц. Имеются несколько профилей доступа к системе:

● GAP (Generic Access Profile) — базовый профиль доступа, используемый любой стационарной и мобильной телефонией;

● GIP (DECT/GSM Interworking Ргой1е) — профиль взаимодействия сетей DECT и GSM;

● I IP (ISDN Interworking Profile) — профиль взаимодействия сетей DECT и ISDN; ● RAP (Radio local loop Access Profile) — профиль сетей абонентского радио-

доступа;

● CAP (Cordless terminal mobility Access Profile) — профиль внутрисистемного и межсистемного роуминга (мобильности бесшнуровых терминалов);

● DSP (Data Service Profile) — профиль служб передачи данных (в том числе и по протоколам Интернета). Действительно, при широкой полосе пропускания есть возможность объединения нескольких каналов для передачи трафика и обеспечиваются услуги передачи данных со скоростью до 522 Кбит/с.

В качестве примера офисной радиотелефонной системы стандарта ПЕСТ назовем аппаратуру NSM 8210, которая может использоваться как самостоятельно в качестве офисной АТС с конфигурацией 2 х 10, так и совместно с проводной АТС в качестве DECT-концентратора. Радиотелефонная ПЕСТ-система Siemens Gigaset 1030С имеет конфигурацию 1 х 6 и много различных сервисных возможностей, в частности дисплей 2 х 24 символа на базовом блоке и дисплеи 1 х 16 символов на абонентских радиотрубках, телефонный справочник на 200 номеров и имен, возможность проведения конференц-связи, индикацию длительности и стоимости разговора и т. д.

Выпускаются и индивидуальные телефоны этого стандарта: Siemens Gigaset 3000 Classic и 3015 Classic, LG GT-7101, Goodwin Lund, двухстандартные DECT/ GSM телефоны Ericsson ТН-337 и ТН-688, а также другие. Индивидуальные телефонные трубки без базы похожи на обычные сотовые телефоны, имеют дисплеи и много сервисных услуг.

Одним из первых офисных радиотелефонных комплексов является радиотелефонная система Wanderer, состоящая из базового блока управления и ретрансляторов с максимальным удалением каждого от базового блока 1 км. Таким образом, обеспечивается охват терминалов — телефонных радиотруоок, — удаленных на расстояние до 2 км. Количество ретрансляторов (радиозон) — до 32; количество радиотелефонов в зоне — до 36; количество радиоканалов —, 40; имеет выход на телефонную сеть общего пользования по 36 каналам.

Структурная схема радиотелефонного комплекса показана на рис. 16.3.

Глава 17. Радиотелефонная СВЯЗЬ

Сегодня деловые люди не представляют своей жизни без радиотелефона. Кому не знакома такая ситуация: после проведения переговоров с партнерами по бизнесу или с заказчиками возникает необходимость оперативного информирования своего руководства о результатах переговоров. Звонить из чужого офиса неудобно, исправного таксофона в ближайшей округе нет, а не информирование— смерти подобно; время уходит, и с ним уходит возможность успеть что-то предпринять. Потери от неполученной вовремя информации могут многократно превысить затраты на приобретение радиотелефона. И это только один из много численных примеров такого рода. 

Поэтому многие деловые люди ставят приобретение радиотелефона на одно из первых мест в смете расходов своей фирмы.

Беспроводные системы телефонной связи обычно называются, системами радиотелефонной связи, а за рубежом — системами беспроводного, абонентского доступа (Wireless Local Loop — WLL). В последние годы системы радиотелефонной связи получили большое развитие. Они чаще всего используются в качестве региональных телефонных систем для связи с мобильными (mobile — подвижный) абонентами, а также для связи со стационарными объектами в тех случаях, когда отсутствуют проводные телефонные линии (например, в новостройках, в сельской местности и т. д.).

Создание систем радиотелефонной связи не требует прокладки дорогостоящих телекоммуникаций, проведения сложных инженерных работ, связь может быть организована в считанные дни независимо от рельефа местности и погодных условий.

Технология радиотелефонной связи позволяет обеспечить потребности крупных городов, быстрорастущих пригородов и дачных поселков, малых городов и редконаселенной сельской местности без развитой системы телекоммуникаций. Она также может обеспечить надежную и оперативную связь ответственного работника, бизнесмена, коммерсанта, специалиста со своими сотрудниками и партнерами, где бы он ни находился: в другой организации, на совещании или симпозиуме, на даче, в лесу или на пляже.

Радиотелефонная связь может являться конкурентоспособной альтернативой для постоянного использования вместо проводной телефонии, поскольку последняя  представляет собой довольно сложное хозяйство, требующее значительных капитальных вложений и трудоемкого текущего обслуживания, да подчас и не обеспечивает нужной оперативности соединения.

По сравнению с обычной проводной телефонной системой, беспроводная обладает существенными достоинствами:

· возможность создания в любых условиях, независимо от природных условия

и наличия инфраструктуры телекоммуникаций;

· обеспечение надежной и оперативной связи с мобильными пользователями;

· меньшая трудоемкость работ по организации системы и на порядок более быстрые темпы ввода в эксплуатацию;

· меньшие в 2 — 3 раза капитальные затраты на ее создание;

· меньший срок окупаемости системы;

· более широкий сервис, в частности, по управлению системой и по защите информации.

Среди радиотелефонных систем можно выделить такие их разновидности:

· системы сотовой радиотелефонной связи;

· системы транкинговой радиотелефонной связи;

· телефоны с радиотрубкой (были рассмотрены в главе 16);

· радиотелефонные удлинители (были рассмотрены в главе 16);

· системы персональной спутниковой радиосвязи. ф. В настоящее время в мире существует около полусотни различных стандартов, определяющих протоколы функционирования радиотелефонных систем; наиболее распространенные стандарты радиотелефонных систем мобильной связи представлены в табл. 17.1.

Системы сотовой радиотелефонной связи

В 1991 году появились первые рекламные объявления по предоставлению услуг сети сотовой радиотелефонной связи. Предлагалось за $/000 приобрести небольшой чемоданчик (абонентский радиотелефон) весом i пять килограммов, и столько же уплатить за подключение к сети. Сейчас трудо поверить, что это предложение находило спрос, так как современные абонент1ские радиотелефоны свободно помещаются в кармане, весят 80 — 200 г, максимальная стоимость — нескольких сот долларов, подключение к сети часто вообще бесплатно. При этом не следует забывать, что сравнительно недавно перспективы развития сотовой связи в России были весьма призрачны и могли рассматриваться лишь в теории. Но практика опровергла все сомнения скептиков — за прошедшие годы сотовая радиотелефонная связь победными шагами прошла по все, стране от западных ее границ до побережья Тихого океана, и количество абонентов сетей этой связи в 2003 году превысило 10 миллионов.

Сотовая система радиотелефонной связи обслуживает территорию, разделенную на много небольших зон — сот (cell — ячейка, сота), каждая из которых обслуживается своим комплектом радиооборудования. Эти зоны на плане города формируют структуру, похожую на пчелиные сотовые ячейки, откуда и пошло название этого вида радиотелефонной связи.

Граница соты определяется зоной устойчивой радиосвязи и зависит от мощности приемо-передающего радиоустройства, топологии местности и частотного диапазона системы. Чем выше полоса частот работы системы, тем меньше радиус соты, но тем лучше проникающая способность сигнала через стены и другие препятствия и, что также важно, миниатюрность радиоаппаратуры и возможность организации большего количества абонентских радиоканалов. Современные сотовые системы работают на частотах 450, 800, 900 и 1800 МГц.

Комплект радиооборудования соты включает в себя ретранслятор (приемо-передающее радиоустройство), базовую станцию, радиоантенну и портативные радиотелефоны абонентов, обслуживаемые этой сотой. Количество последних в соте не является постоянной величиной, так как абоненты мобильные и при передвижениях перемещаются из соты в соту.

При этом при пересечении границы между сотами радиотелефонный аппарат автоматически переходит на обслуживание в другой соте (подключается к ближайшему ретранслятору).

Для разговора с интересующим его собеседником абонент сотовой связи просто набирает на клавиатуре своего радиотелефона соответствующий телефонный номер и через посредство базовой станции соединяется с ним.

Стандарты и операторы сотовой связи

Прошло немногим более двух десятилетий с момента появления первых сотовых телефонов, а сотовая связь уже имеет стандарты поколений «два» и «два с половиной» и вплотную приблизилась к стандартам третьего поколения.

Первое поколение (G) — стандарты аналоговой радиотелефонной связи FDMA- Frequency Division Multiple Access (множественный доступ с частотным разделением — каждому низкоскоростному каналу выделяется своя полоса частот в широкополосном канале) предназначались исключительно для телефонной связи и лишь впоследствии обзавелись некоторыми базовыми сервисами. К первому поколению относятся распространенные сейчас стандарты сотовой связи NMT, AMPS, NAMPS.

Второе поколение (2G) — стандарты цифровой радиотелефонной связи TDMA Division Multiple Access (множественный доступ с временным разделением — каждому низкоскоростному каналу выделяется определенная доля времени (тайм-слот или квант) высокоскоростного канала), к которым относятся широко распространенные сейчас протоколы GSM и DAMPS. Системы второго поколения предоставляют улучшенное качество передачи сигнала и защиту информации от несанкционированного доступа, дополнительные сервисы, низкоскоростную передачу данных. Для них впервые были предложены автоматические службы:

· роуминг (roaming — блуждание) — обеспечивает автоматическую перерегистрацию абонента при переходе из одной зоны сотовой базовой станции в другую);

· poymuнг (routing — маршрутизация) — обеспечивает автоматическую переадресацию поступившего вызова к абоненту, переместившемуся в другую зону.

Роуминг означает для абонента возможность передвигаться от сети одного оператора к сети другого оператора со своим радиотелефоном, имея возможность так же удобно вести все разговоры, как если бы он находился в своей собственной «домашней» зоне обслуживания. При роуминге входящие звонки перенаправляются из «домашней» в «гостевую» сеть или наоборот. При этом возникает необходимость в обмене информацией и в финансовых расчетах между этими сетями. Поэтому перед открытием роуминга между двумя операторами заключается роуминговое соглашение — договор, регламентирующий порядок взаиморасчетов, а также тарифы на услуги. Без наличия такого соглашения роуминг работать в сети не будет.

Правила набора номера абонента могут отличаться в различных сетях, однако полный формат набора номера будет работать всегда: [+] [Код страны] [Код города] [Номер абонента].

В конце 80-х годов стали разрабатываться стандарты сотовой связи третьего поколения. Разработки велись как на региональном уровне (американские — 

U.S. Joint Technical Committee, японские — ARIB и т. д.), так и на глобальном— ITU (International Telecommunications Union). Организованная в 1985 году инициативная группа Международного союза телекоммуникаций (ITU) в 1996 году была переименована в IMT-2000 (I MT — International Mobile Telecommunication). Число «2000» как бы отображает, с одной стороны, технологию нового тысячелетия, с другой стороны — новой частотный диапазон, предназначенный для этой технологии — 2 ГГц. В рамках разработки стандарта 3G в основном рассматривались два варианта развития: постепенный переход от ныне действующих систем и «скачкообразный» переход к новым стандартам. Большинство склонилось к необходимости постепенной интеграции, что и нашло свое отражение в спецификации IMT-2000.

Технологии третьего поколения должны обеспечить высококачественную передачу речи, изображений (скорость предположительно будут достигать 2 Мбит/с вместо 9,6 Убит/с, доступных сегодня), доступ в Интернет, а также обмен данными между мобильным телефоном и компьютером. Имеется несколько проектов реализации этого стандарта. Согласно одному из них, для,3G-технологии будут приняты несколько стандартов, и первые 3G-терминалы будут использовать только один. Из уже частично используемых следует назвать М~-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access), предложенный шведской компанией Ericsson и выбранный европейскими странами для перехода от GSM к 3G-технологии. Основным конкурентом W-CDMA станет CDMA 2000, сменившая технологию CDMA-One компании QUALCOMM, которая используется японскими и китайскими компаниями. Сейчас уже активно развивается и имеет блестящие перспективы поколение стандарта два с половиной (2,56) — цифровой радиотелефонной связи CDMA- Code Division Multiple Access (множественный доступ с кодовым разделением,— каждому низкоскоростному каналу выделяется свой виртуальный подканал, модулируемый своей псевдошумоподобной последовательностью кодов). Стандарт СЭМА применяется в странах Северной и Южной Америк и юго-восточной Азии; у нас он еще только начинает внедряться, и сейчас (2003 г.) используются стандарты IS-95 (800 МГц) и CDMA PCS (1900 МГц).

В соответствии со спецификацией IMT 2000, технологии 3G разрабатывает также Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI, European Telecommunications Standards Institute) телекоммуникаций; в частности, он предлагает свой набор протоколов для этих технологий — UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Для UMTS-систем выделены следующие частотные диапазоны: 1885-2025 МГц, и 2110-2200 МГц; для спутниковой части 3G отведены диапазоны 1980 — 2010 МГц и 2170 — 2200 МГЦ соответственно.

До перехода к UMTS предполагается освоить: 0 технологию HSCSD — High-Speed Circuit Switched Data, обеспечивающую более высокие скорости обмена данными;

· технологию GPRS (General Packet Service, сервис пакетной передачи данных по радиоканалу), уже работающую и часто называемую GSM-IP (GSM Internet Protocol); эта технология обеспечивает абоненту GSM прямой доступ к интернет-провайдеру со скоростью до i i5 Кбит/с и предлагает иную схему оплаты услуги передачи данных — при использовании GPRS расчеты будут производиться пропорционально объему переданной информации, а не времени, проведенному в сети;

· технологию EDGE — Enhanced Data GSM Environment, поддерживающую

скорости до 384 Кбит/с по восьми GSM-каналам (48 Кбит/с на канал).

Каждый стандарт обслуживается своими компаниями, называемыми обычно операторами сотовой связи.

Стандарты NMT, AMPS/DAMPS и GSM

Наибольшее распространение в России получили три стандарта сотовой радио телефонной связи.

· NMT — Nordic Mobile Telephone system (аналоговые мобильные системы скандинавских стран), хорошо зарекомендовавший себя в скандинавских странах и принятый в России в качестве федерального. Аналоговый стандарт NMT- 450 использует диапазон частот 453 — 468 МГц и обеспечивает значительно большую, по сравнению с другими стандартами, площадь обслуживания одной базовой станцией. Но система имеет слабую помехоустойчивость, поскольку в этом частотном диапазоне высок уровень различного рода помех. Этот стандарт также слабо защищен от прослушивания, поскольку его полоса частот типична для радиоприемника ультракоротких волн соответствующего диапазона.

· AMPS — Advanced Mobile Phone System (усовершенствованная система мобильной телефонной связи), предложенный в США. Аналоговый стандарт AMPS с рабочим диапазоном частот 825 — 890 МГц характеризуется более высокой, чем у NMT-450, емкостью сетей и более надежной связью в помещениях, лучшей помехозащищенностью. Однако меньшая зона устойчивой связи базовой станции вынуждает операторов располагать станции ближе друг к другу. Учитывая данные недостатки, был разработан цифровой улучшенный стандарт DAMPS. Стандарт DAMPS (Digital Advanced Mobile Phone Service) с рабочим диапазон частот 825 — 890 МГц обладает емкостью сетей значительно большей, чем у NMT-450 и AMPS. Он предоставляет возможность эксплуатации мобильных аппаратов как в цифровом, так и в аналоговом режимах, широкий спектр технических услуг. Стандарт AMPS первоначально был рекомендован для организации региональных сотовых систем, но в настоящее время используется и в межрегиональных системах, в частности, во многих городах России с широким роумингом и роутингом.

· GSM — Global System for Mobile communication (глобальная система мобильной связи), работающий в частотном диапазоне 900 и i800 МГц и получивший очень большое распространение в Европе и в нашей стране. Стандарт GSM — это стандарт цифровой телефонии, обеспечивающий хорошее качество связи и самый широкий международный роуминг и роутинг.

На 1 января 2001 года сети сотовой телефонии охватывали 74 субъекта Российской Федерации, предоставляя услуги 3 550 000 абонентам (за 2000 год количество абонентов увеличилось почти в 3 раза)', из них:

· 2 500 ООО или примерно 70% являлись абонентами сетей стандарта GSM, 0 700 000 или примерно 20% — стандарта AMPS/DAMPS (цифровым стандартом DAMPS пользуется в четыре раза больше абонентов, чем аналоговым стандартом AMPS),

· 350 000 или примерно 10% — стандарта NMT. Стандарты GSM и NMT считаются федеральными, а AMPS/DAMPS — региональными. В Санкт-Петербурге в настоящее время активно работают три оператора, использующие различные стандарты сотовой связи (в декабре 2001 года к ним в стандарте GSM присоединился крупнейший российский оператор МТС- «Мобильные Теле Системы»).

1. «Дельта Телеком» (Delta Telecom) — первая в России coronas компания, созданная в 1991 году. Она использует стандарт NMT-450,(450 МГц).

Эта компания на начало 2000 года охватила своим присутствием Санкт-Петербург и Ленинградскую область, включая Выборг, Приозерск, Подпорожье, Бокситогорск, Волхов, Кириши, Любань, Лугу, Сланцы, Ивангород и многие другие города и поселки; кроме того, абоненты Delta Telecom могут пользоваться своим телефоном в Псковской и Новгородской областяк, в Карелии, в частности, в Петрозаводске. «Дельта Телеком» имеет роуминг с 400 городами России и с 12 европейскими странами. Каждая базовая станция обслуживает район радиусом приблизительно 15 км в черте города и до 50 км в его окрестностях (такой охват обусловлен сравнительно низкочастотным диапазоном, работы — 450 MI'ц).

2. Компания РОКА Communications (Санкт-Петербург Телеком») строит сеть на основе американского стандарта NAMPS-800 (800 МГц, модифицированный AMPS). Она охватывает территорию города и частично области (Выборг, Первомайское, Зеленогорск, Новую Ладогу, Волхов, Всеволожск, Ломоносов, Гатчину и т. д.). Внутрироссийский роуминг у РОКА Communications самый широкий  с Москвой, Нижним Новгородом, Липецком, Ростовом-на-Дону, Волгоградом, Астраханью, Казанью, Тюменью, Челябинском, Омском, Новосибирском, Иркутском, Хабаровском, Владивостоком и другими городами России. Компания пока не имеет широкого международного роуминга (исключение — некоторые города СНГ).

3. Компания Мегафон (Северо-Западный GSM~) использует европейский стандарт GSM (900 и 180  МГц). Это самая развитая сегодня компания в Санкт- Петербурге, обслуживает город и прилегающую к нему территорию до Выборга,

В Москве доля населения, пользующегося сотовой связью, в 2001 году составила 25%, в Санкт-Петербурге — 15%, в то время как в развитых странах она уже давно превысила, . 50%, в скандинавских странах, например, достигла уже 80%.

Приозерска, Чудово, Оредежа, Лути, Ивангорода. Эта компания предоставляет самый широкий международный роуминг — около 100 стран (Европа, Америка, Африка, Азия и Австралия), роуминг со всеми крупными городами европейской части 5~оссии, Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, Омск, Хабаровск, Уфа И т. д.).

Следует особо отметить, что большинство телефонных трубок могут работать в двух стандартах 900 и 1800 МГц, а также то, что пока только стандарт GSM хорошо защищен от подслушивания разговоров и внедрения в разговор посторонних.

В сентябре 1996 года была проведена презентация торговой марки российской Ассоциации операторов сотовой связи стандарта NMT-450 «ХОТЕЛ» — Сотовый Телефон России. Таким образом, анонсирована Федеральная сеть сотовой связи, в которой все операторы страны стандарта NMP-450 работают под маркой «СОТЕЛ», обеспечивая клиентам свободное передвижение со своим сотовым радиотелефоном по всей России при сохранении высокого качества обслуживания.

Стандарт 2,5G СОМА

Весьма перспективным, как уже говорилось, представляется 2,5G стандарт СОМА (Code Division Multiple Access — многостанционный доступ с кодовым разделением каналов).

Основа CDMA — использование шумоподобной несущей с очень широкой полосой частот. Меняя фазу узкополосного сигнала в соответствии с псевдослучайной цифровой последовательностью, получаем шумоподобный сигнал с широким спектром, несущий информацию. Информационный сигнал как бы «расплывается» по спектру шумоподобного сигнала. В канале связи к сигналу добавятся помехи и сигналы других передатчиков, но они не совпадают по фазе с использованным шумоподобным сигналом. Поэтому после демодуляции получим почти чистую узкополосную составляющую — переданный поток данных.

Таким образом, варьируя псевдослучайные последовательности, можно организовать несколько независимых каналов передачи данных в одной и той же полосе частот — частотный ресурс используется более полно. Емкость СОМА-сети обычно в несколько раз выше, чем TDMA, и на порядок больше, чем FDMA-сетей. Сервисной особенностью CDMA-сетей является возможность плавного перехода от одной базовой станции (БС) к другой. Возможна ситуация «ведения» одного абонента сразу несколькими БС, причем абонент не замечает его «передачи» другой БС.

CDMA — практически полностью цифровой стандарт: все преобразования ин-

формационного сигнала происходят в цифровой форме, и только радиочасть аппарата является аналоговой, причем гораздо более простой, чем для других стандартов. Это позволяет почти весь телефон выполнить в виде одной микросхемы, тем самым значительно снизить его стоимость.

Все современные СОМА-телефоны предоставляют пользователю цифровой канал для голосового трафика со скоростью 14,4 Убит/с, а многие (в США, Японии

и Китае — стандарты CDMA 1х, СЭМА 2000) и со скоростью 144 Кбит/с. Ожидаются системы со скоростью 300 Кбит/с, что вплотную приближает СЭМА к стандартам третьего поколения.

В сети СЭМА у каждого абонента должен быть свой шумоподобный код, который не может быть использован другими, независимо от того, разговаривает абонент, находится в режиме ожидания звонка или вообще выключил телефон. Поэтому повременная оплата разговоров в этом стандарте вообще не имеет смысла. При достаточно большом количестве абонентов плата за нелимитируемый доступ может быть весьма низкой (сеть CDMA может составить серьезную конкуренцию обычной телефонной связи).

В сети CDMA лучше, чем в других стандартах, обеспечивается безопасность информации.

Из минусов CDMA можно отметить необходимость использования достаточно широкой полосы частот, что не всегда возможно в современной обстановке дефицита частотного ресурса, а также необходимость использования американской спутниковой системы определения координат СФБ (Global Positioning System) для синхронизации системы при переходе на другие базовые станции.

По данным CDMA Development Group, общее число абонентов сетей СЭМА в мире более 100 млн. человек. В России сеть CDMA — «СОНЕТ» запущена в Москве, Иваново и других городах. Международный союз электросвязи отметил, что в наиболее массовых североамериканских и западноевропейских подвижных системах связи ЗG с радиоинтерфейсом внедряется технология мультидоступа с кодовым разделением каналов CDMA. 

Абонентские радиотелефоны и сервисные услуги сотовой связи

В рассмотренных ранее стандартах используются самые разнообразные абонентские радиотелефоны; вот только некоторые из них.

1. В стандарте GSM: Nokia 3320, Nokia 6210, Nokia 6250, Siemens А25, Siemens S35, Siemens М35, Ericsson R320, Ericsson А2628, Ericsson Т28, Samsung SGH А100, Benefon Twin, Motorola P7389, Motorola V3690 и т. д.

Компания Samsung 15 августа 2001 года официально представила новую линейку сотовых телефонов (SGH-R200/R210, SGH-АЗОО, SGH-А400, SGH-N400, SGH-Q100); они появились на прилавках отечественных магазинов в 2001 году. Модель SGH-А400, например, относится к категории так называемых имиджевые радиотелефонов, и при этом ориентирована на женщин. Об этом свидетельствуют внешний вид аппарата, яркие цвета корпуса, а также функции программного обеспечения, поддерживающие решение чисто женских проблем.

2. В стандарте NTM: Nokia 11, Nokia 640, Nokia 650, Dragon, Benefon Sigma, Benefon Spica и т. д.

3. В стандарте AMPS: Motorola 6500, Motorola DPC-650, Motorola V3620, Philips Isis и т. д.

4. В стандарте CDMA: Nokia 6185, Motorola Talkabout Т2260, Motorola V8168  SCp-811, Samsung SCH-N101, Sony СМ-М1300, SKY IM-1400I, LG-pM510,-LG С-800W и т. д. Компания LG Electronics выпустила один из первых готовых телефонов стандарта СОМА 2000 — CyON Color Folder, позволяющий вести обмен данными на скорости до 144 Кбит/с и имеющий обширный, сервис.

Большинство аппаратов имеют современный дизайн, весьма портативны —80 — 250 г. Среди миниатюрных моделей можно назвать сотовые телефоны:

· Motorola V3620 стандарта AMPS имеет габариты 83 х 43 х 27,3 мм и весит 80

· Ericsson T28s стандарта GSM имеет габариты 97 х 50 х 15 мм и весит 83г;

· Nokia 8210 стандарта GSM имеет габариты 102 х 45 х 18 мм и весит 79 г. При этом миниатюрные радиотелефоны не уступают по возможностям своим более внушительным собратьям.

Например, сотовый телефон Siemens C35i (стандарт GSM) весом 110 r и размером 118 х 46 х 21 мм имеет большой графический дисплей на пять строк с хорошим разрешением, пользовательское меню с возможностью персонального программирования и создания списка напоминаний до 30 пунктов и телефонной книги на 100 номеров (плюс до 250 номеров в зависимости от SIM-карты), запоминание времени и даты последних 10 входящих и исходящих звонков, повторный набор номера последних 10 звонков, запоминание даты и времени 10 пропущенных звонков, возможность приема и передачи коротких текстовых сообщений (служба SMS), включая украшение текста пиктограммами и быстрый набор текстовых сообщений, браузер для доступа в WAP-Интернет (WAP 1.1); есть секундомер, часы, будильник, календарь, виброзвонок и выбор 21 мелодии звонка, компьютерные игры, двойной стандарт связи GSM 900 и 1800, три режима кодирования  сжатия информации.

Многие компании и сотовые радиотелефоны предоставляют своим клиентам. и владельцам большой перечень сервисных услуг, таких, например, как:

· получение и отправка факсов и электронной почты; О передача и прием на маленький дисплей радиотелефона (иногда даже цветной) коротких текстовых сообщений (служба SMS — Short Message Service);

· голосовая почта с записью и хранением сообщений в почтовом ящике;

· обеспечение конфиденциальности разговоров и информации;

· организацию «звонков-конференций», то есть вызов на связь сразу целой группы абонентов;

· возможность непосредственного обмена информацией с компьютерами, в частности с портативными ПК по инфракрасному каналу связи;

· непосредственный беспроводный доступ в Интернет с использованием встроенного в радиотелефон браузера для просмотра WAP-серверов;

· переадресация и ожидание звонков;

· возможность использования автоответчика с записью сообщения;

· возможность организации собственного телефонного справочника с поиском записи по имени абонента;

· возможность программирования для набора номера вызываемого абонента, нажатием одной кнопки или даже голосом;

· возможность учета времени разговоров на данном радиотелефоне;

· возможность изменения кода блокировки радиотелефона; CI услуги справочного характера.

Например, радиотелефон Nokia 7650 имеет все эти функции, а также дополнительно цифровой фотоаппарат с возможностью хранения 64 кадров и быстрой передачи их в ПК (в том числе по каналу Bluetooth).

Разработаны телефонные терминалы для считывания кредитных карт в системе электронных платежей, обеспечивающие перечисление денег непосредственно с сотового телефона.

Служба рассылки коротких сообщений 3М8

Служба рассылки коротких сообщений (Short Message service, SMS) — это система, позволяющая посылать и принимать текстовые сообщения с сотового телефона и на сотовый телефон. Служба SMS была создана как составная часть стандарта GSM. Впервые система рассылки коротких сообщений была опробована в декабре 1992 года в Англии для передачи текста с персонального компьютера на мобильный телефон в сети GSM компании Vodafone. Cейчаc SMS поддерживается и другими стандартами сотовой телефонии, в частности: DAMPS, CDMA и даже аналоговым NMT-450. Каждое сообщение содержит до 160 символов при использовании знаков латинского алфавита или до 70 символов при использовании другого алфавита. 

Среди последних нововведений следует отметить функцию подтверждения доставки отправленного сообщения. Эта функция весьма полезна, так как SMS-сообщения, в отличие от сообщений на пейджер, могут в течение примерно двух часов дожидаться включения аппарата абонента, если он, выключен, недоступен и т. д. Как только абонент включит свой телефон, он сразу же получит все накопившиеся за это время сообщения. Если при доставке сообщения произошла ошибка, то об этом будет сообщено отправителю. Функцию подтверждения доставки отправленного сообщения поддерживают телефоны таких популярных  фирм, как Nokia, Siemens, Matsushita и ряд других.

В последних версиях обрела способность работать с SMS и популярнейшая программа обмена мгновенными текстовыми сообщениями ICQ.

По данным GSM Association, ежедневно на мобильные телефоны во всем мире, отправляется почти по 750 млн. SMS-сообщений. По прогнозам, к 2006 году это  число достигнет 365 млрд. сообщений в год.

Сервис мультимедийных сообщений MMS

В 2002 году была представлена новая технология Multimedia Messaging Service (MMS) — сервис мультимедийных сообщений, поддерживающий пересылку

по телефону графических изображений и музыкальных мелодий. Поскольку многие сотовые телефоны имеют встроенные цифровые фото- и видеокамеры то абоненты при наличии программы протокола MMS получают возможность во время разговора обмениваться и фото- и видеофрагментами. Некоторые сотовые телефоны могут передавать MMS-сообщения и не обладая цифровыми видеокамерами, например, трехдиапазонный аппарат Nokia 7210 стандарта GSM 900/ 1800/1900 имеет встроенный редактор MMS-документов, позволяющий абоненту собственноручно создавать мультимедийные сообщения с возможным привлечением к творческому процессу и Интернета, и компьютера (у телефона имеется инфракрасный порт для связи с компьютером).

Если мобильный телефон не поддерживает протокол MMS, то имеется возможность просматривать мультимедийное послание через web-сайт — на телефон, можно присылать SMS-уведомление с указанием пароля и адреса сайта.

Служба доступа в Интернет — WAP-технология

WAP (Wireless Application Protocol) — так называется протокол, позволяющий выйти в Интернет посредством сотового телефона, без участия модема и компьютера. Через WAP можно посещать не все интернет-серверы, а лишь специальные WAP-сайты. В принципе, они мало чем отличаются от обычных, проблема лишь в том, что, таких WAP-сайтов не очень много. Работать с обычными HTML- страницами через сотовый телефон неудобно, поскольку размер дисплея сотового телефона очень маленький, а заголовок и объем служебной информации на таких страницах большие. Поэтому приходится идти на ухищрения: эти страницы менее насыщены графической информацией, а сотовые телефоны снабжаются функцией прокрутки широкого и «высокого» текста и т. д.

Сегодня многие web-дизайнеры создают для клиентов своих сайтов специальные WAP-версии НТМ1;страниц. В частности, не так давно поисковый каталог Yahoo! предоставил пользователям возможность получения разной информации, хорошо адаптированной к маленьким экранам сотовых телефонов, в этом же каталоге обеспечивается и доступ к электронной почте. Отечественная поисковая система Spandex выделяет для мобильных телефонов раздел, обеспечивающий поиск русскоязычных WAP сайтов.

Есть свои WAP-сайты и у многих фирм-провайдеров. Для работы с WAP-технологией сотовые телефоны должны иметь программу браузер. Пока она встраивается еще не во все выпускаемые телефоны, но большинство новых аппаратов, в частности таких фирм, как Nokia, Siemens, Motorola, Ericsson и т. д., предусматривают WAP-браузер.

Пожалуй, самым и распространенными WAP-ресурсами являются сведения о погоде, программы телевидения, расписания движения транспорта, новости и финансовая информации (примерно то же, что предлагается и системами телетекста). Обширную информацию предоставляет WAP-сайт известного в деловых кругах информационного агентства «РосБизнесКонсалтинг».

Здесь предоставляются четыре ленты с новостями в реальном времени (новости дня, политики, культуры и спорта); курсы ЦБ, валюта, фондовые индексы, котировки основных акций; информация о погоде во многих городах России; расписание работы кинотеатров, клубов и театров Москвы с адресами и ценами на билеты; телефоны служб спасения, доставки товаров, заказа билетов, различных справочных служб; расписание авиа и железнодорожных рейсов с ценами на билеты; ТВ-программа по основным каналам на неделю; каталог лучших российских и зарубежных WAP-сайтов.

Интеллектуальные сотовые телефоны

В последние годы появилось много блокнотных компьютеров и компьютеров— электронных секретарей (PDA), имеющих возможность работы в сотовых телефонных сетях, в частности, для приема и передачи данных (рис. 17.1).

Подобная функциональность обеспечивается и некоторыми моноблочными сотовыми аппаратами — интеллектуальными сотовыми телефонами, например

коммуникаторами Nokia 9210, Motorola V100, Ericsson R380s.

Коммуникатор Nokia 9210 работает в стандартах GSM 900 и 1800, имеет габариты 158 x 56 x 27 мм и вес 244 г. Он содержит все, что необходимо для работы в офисе: сотовый телефон, факс, систему электронной почты (по протоколам SMTP, POP3, IMAP и т. д.), браузер для доступа как к web-серверам, так и к WAP- серверам со скоростями передачи до 43,5 Кбит/с; поддерживает службу SMS, имеется солидная память для хранения адресов и телефонов, списка дел и мероприятий, календаря и т. д.

Коммуникатором управляют 32-битовый RISC-процессор ARM-9 и операционная система EPOC, есть программные пакеты MS Office 2000: текстовый редактор Word, табличный процессор Excel, система просмотра презентаций Power Point; поддержаны программы сжатия (форматы JPEG или GIF) файлов. Многоцветный (4096 оттенков) высококачественный дисплей позволяет работать и с текстовой, и с графической информацией (в том числе и. с видеоклипами).

Выбор оператора сотовой связи. При выборе оператора следует учитывать:

· зону охвата территории и возможный роуминг;

· качество сигнала;

· сервисные услуги и их доступность;

· уровень обслуживания;

· стоимость предоставляемых услуг и возможность выбора схемы расчета за них. По прогнозам UMTS-форума рынок услуг мобильной связи в 2005 году охватит 940 млн. абонентов, а в 2010 году — 1700 млн. абонентов. По тем же прогнозам стандарт СБМ останется лидером по числу абонентов еще на ближайшие несколько лет. В то же время спрос на абонентские сотовые трубки стандарта CDMA растет быстрее, чем на трубки GSM. Ожидается, что за период с 1999 по 2003 годы объем доходов мирового рынка сетей GSM увеличится с 315,5 до 324,5 млрд. при среднегодовом приросте 12,1%; а сетей CDMA — с 33,5 до 320,4 млрд. при среднегодовом приросте 55,9%. При этом доля сетей других стандартов на рынке сотовой связи будет несущественна.

Следует обязательно сказать, что сотовый телефон небезвреден для человека. Пока нет данных о последствиях долговременного (в Течение нескольких лет) использования таких телефонов. Но наблюдения английских ученых за физиологическими изменениями в организме человека во время 30-минутного разговора по сотовому телефону показали, что уже после 6 минут температура кожи вблизи от трубки возросла на 2,3' С, изменилась также интенсивность потока воздуха, вдыхаемого через нос с ближайшей к телефону стороны. Австралийские ученые указывают на случай нервного расстройства мужчины после пользования мобильным телефоном, при этом он испытывал постоянные головные боли в течение нескольких дней и имел замедление реакций ближайшего к трубке полушария головного мозга. Почти все исследователи считают, что долговременное воздействие излучения от радиотелефона на человека ведет к непредсказуемым последствиям для его здоровья.

Системы транкинговой радиотелефонной связи

Транкинговая связь — наиболее оперативный вид двухсторонней мобильной связи, максимально эффективной для координации подвижных групп абонентов. Транкинговые системы связи менее интересны для индивидуальных пользователей (связь между ними остается прерогативой сотовых радиотелефонных систем); они более перспективны и эффективны для корпоративных организаций, для групповых пользователей — для мгновенной связи между группами пользователей, объединившимися по организационному признаку или просто по интересам. Часто трафик (передача информации) замыкается в основном внутри транкинговых систем, и выход абонентов в телефонные сети общего пользования хотя и возможен, но предполагается только в исключительных случаях. Но в принципе работа транкинговых систем возможна и в локальном (однозоновом, корпоративном), и в сетевом (многозоновом, обслуживающем индивидуальных пользователей) вариантах система транкинговой связи (trunk — ствол, магистраль) включает в себя базовую станцию (иногда несколько) с ретрансляторами и абонентские радиостанции (транковые радиотелефоны) с телескопическими антеннами джазовая станция связана с телефонной линией и сопряжена с ретранслятором  большим радиусом действия — до 50 — 100 км. Транковые радиотелефоны исключительно надежны, компактны и выполняются в нескольких вариантах: 3 переносном — радиус действия 20 — 35 км, вес 300-500 г;

3 перевозимом — радиус действия 35 — 70 км, вес около 1 кг; 1 стационарном — радиус действия 50 — 120 км, вес обычно булыге 1 кг. Усредненные возможности транкинговой связи по охвату территории показаны на рис. 17.2.

Вообще говоря, для транкинговых систем характерно оборудование, выполненное с использованием высоких технологий, поддерживаемое хорошим сервисом как для абонента, так и для оператора сети, оборудование, обеспечивающее полноценную дуплексную или полудуплексную радиотелефонную связь с подвижными объектами, работу в аналоговом и цифровом режимах.

При помощи транкинга малое число радиоканалов динамически распределяется между большим числом пользователей.

На один канал приходится до 50 и более абонентов; поскольку абоненты не очень интенсивно используют телефон, а базовая станция работает в режиме концентратора (то есть распределяет все радио каналы только между обратившимися к ней абонентами), вероятность ситуации «занято» не велика (существенно меньше, чем при жестком прикреплении даже нескольких абонентов к одному каналу).

Радиотелефоны могут работать как в системе, находясь в зоне действия базовой (базовых) станции и через нее связываясь с любым абонентом телефонной сети (в том числе и с транкинговым абонентом), так и индивидуально друг с другом, находясь как внутри, так и вне зоны базовых радиостанций. В первом случае непосредственная связь абонентов обеспечит большую оперативность соединения (время соединения обычно не превышает 0,3 — 0,5 с). Возможность непосредственной связи абонентов без участия базовой станции — основное, глобальные отличие транкинговых систем от сотовых.

Стандарты транкинговой связи можно разделить на два поколения:

· аналоговые транкинговые стандарты — Smart , МРТ 1327, LTR, и т. д.

· цифровые транкинговые стандарты — ТЕТКА, АРСО 25, EDACS, iDEN4: Tetrapol и т. д.

В России в основном применяются аналоговые транкинговые системы, цифровые системы единичны и многие из них проходят лишь опытную эксплуатацию.

Аналоговый стандарт Smart Trunk II

Весьма популярная в России система Smart Trunk П, впервые представленная в 1992 году и являющаяся развитием известной во всем мире системы Smart Trunk, первоначально разрабатывалась как однозоновая (локальная) недорогая система для широкого применения. Сейчас системы Smart Trunk П используются и в локальном, и в сетевом режимах.

Сетевой вариант работы предусматривает наличие нескольких базовых станций и/или ретрансляторов, размещенных не обязательно близко для перекрытия компактной территории, а в соответствии с топологией обслуживаемых регионов. Возможным вариантом является, например, установка одного или нескольких ретрансляторов в районе города, где расположен центральный офис фирмы и где плотность абонентов высока, и отдельных ретрансляторов в зонах, где расположены филиалы фирмы, в районах зон отдыха и дачных участков сотрудников фирмы и т. п.

Распределенная сетевая транкинговая связь обеспечивает автоматическую перерегистрацию абонента при переходе из одной зоны базовой станции в другую (роуминг) и автоматическую переадресацию поступившего вызова к абоненту, перешедшему в другую зону (роутинг).

При организации связи может учитываться приоритетность абонентов, обеспечивается защищенность связи (абоненты не могут вмешиваться в другие разговоры и работать на уже занятых каналах). Каждый транковый радиотелефон имеет свой уникальный идентифицирующий его номер, благодаря которому исключается возможность несанкционированного доступа в сеть посторонних абонентов. Для Smart Trunk П характерны следующие параметры:

· число каналов — до 16, каждый транковый канал может быть подключен к одной или двум телефонным линиям;

· число абонентов — до 1100 (в новой версии контроллера ST-853 — до 4000 абонентов);

· абонентские радиотелефоны — дуплексные  радиотелефону присваивается уникальный четырехзначный номер и код для групповой связи;

· рабочие частоты — любые разрешенные в диапазонах 146 — 174, 453 — 467 и 824— 960 МГц.

В сети обеспечиваются следующие основные варианты организации связи:

· абонент (в том числе и мобильный) — телефонная сеть — мобильный абонент;

· мобильный абонент — мобильный абонент (по прямому радиоканалу);

· групповая связь;

· аварийные вызовы.

Сервисные возможности системы:

· организация 10 уровней приоритета доступа к радиотелефонный каналам, что позволяет при занятости всех каналов более приоритетным абонентам в экстренных случаях прерывать разговор менее приоритетных абонентов и срочно выходить на связь; 

· установление ограничений отдельным абонентам, в зависимости от уровня их приоритета, по времени доступа к системе, по доступу в городскую и междугородную телефонные линии;

· разделение абонентов на группы и работа внутри и вне групп в режиме групповой связи на уровне руководителей групп или всех абонентов;

· оперативное ограничение доступа отдельных абонентов к системе, например при утере радиотелефона его индивидуальный номер может блокироваться;

· организация и использование приоритетного дежурного канала для передачи экстренных и особо важных сообщений;

· защита от прослушивания разговоров посторонними посредством установки в транковые радиотелефоны включаемого при необходимости маскиратора (скремблера);

· оперативный учет времени всех видов разговоров, что весьма удобно при расчетах оплаты разным абонентам и организациям за пользование транкинговой связью.

Рассмотрим работу абонентов в некоторых режимах более подробно.

Соединение «мобильный абонент — телефон»

Для выхода в телефонную сеть следует набрать на клавиатуре транкового радиотелефона номер телефона (до 14 цифр) и нажать кнопку режима 1 или 2 для доступа к АТС по 1-й или 2-й телефонной линии. Контроллер радиотелефона сканирует диапазон рабочих частот, находит свободный канал и подключает радиотелефон к базовой станции. После соединения возможен тональный донабор номера, например для доступа к добавочным номерам офисной АТС или управления автоответчиком вашего телефона.

Радиотелефон при этом передает в цифровом виде код подключения зарегистрированного пользователя; затем он обратится к телефонной линии 1 или 2 и передаст код номера вызываемого телефона. Если посылка содержала только код номера телефонной линии (1 или 2), то в транковом аппарате раздастся обычный телефонный гудок, и у абонента будет еще 8 секунд для того, чтобы начать набор номера вызываемого телефона, прежде чем произойдет автоматическое разъединение. Контроллер транкового радиотелефона может быть запрограммирован:

· на импульсный или тональный набор кода номера телефона; цифры, набранные мобильным абонентом, преобразуются в импульсный или тональный на- бор в зависимости от настроек контроллера;

· на ожидание гудка от телефонной линии перед набором номера, что нужно, например, при работе с офисными АТС, требующими донабора для выхода в городскую телефонную линию;

· на блокировку набора определенных сочетаний цифр в телефонных номерах, что может обеспечить, например, запрет набора международных номеров.

Все варианты программирования контроллера транкового аппарата распространяются, естественно, только на один этот аппарат.

Окончание сеанса связи мобильного абонента с телефонной линией происходит при приеме кода разъединения от мобильного радиотелефона.

Соединение «телефон — мобильный абонент»

Для вызова мобильного транкингового абонента с городского телефона необходимо набрать один из телефонных номеров системы Smart Trunk и после ответа контроллера базовой станции в виде двух коротких гудков набрать добавочный номер нужного мобильного абонента. Добавочный номер может быть введен как в импульсном, так и в тональном режимах с любого телефонного аппарата.

Инициатор разговора после ответа контроллера имеет 6 секунд до начала набора номера мобильного абонента. Если набран номер несуществующего абонента, то раздается сигнал «занято». При получении правильного номера контроллер базовой станции сканирует диапазон рабочих частот, находит свободный канал и по нему начинает вызов мобильного абонента. Транковые радиотелефоны постоянно находятся в дежурном режиме на приеме служебного сигнала вызова. После ответа вызываемого аппарата формируется код подключения, и обоим абонентам выдается сигнал, подтверждающий, что соединение состоялось. Окончание сеанса связи происходит при получении кода разъединения от мобильного абонента.

Соединение «мобильный абонент — мобильный абонент»

Для вызова мобильного абонента нужно набрать на клавиатуре транкового радиотелефона номер вызываемого абонента и нажать кнопку режима 3'. Если была нажата только кнопка режима, раздастся гудок, и вызывающему абоненту дается 6 секунд для начала набора номера вызываемого абонента. Вызов абонента производится по радиоканалу, без использования телефонных линий.

После набора правильного номера контроллер вызывающего аппарата начнет сканирование диапазона рабочих частот, найдет свободный канал, включит радиопередатчик и по этому радиоканалу пошлет сигнал вызываемому абоненту. После ответа последнего формируется код подключения, и оба абонента слышат звуковой сигнал, извещающий об установлении сеанса связи. Окончание сеанса связи происходит при приеме кода разъединения от любого абонента.

Групповые режимы связи

Некоторое число мобильных абонентов можно объединить в группу и присвоить им уникальный групповой номер. По этому номеру можно вызывать сразу всех абонентов сформированной группы. Правила вызова точно такие же, что и при вызове индивидуального абонента. Таким образом реализуется:

· «конференц-связь» между многими абонентами сразу;

· «циркулярная связь» одного абонента сразу со многими абонентами.

Аварийные вызовы

            Срочный вызов оператора системы на базовой станции осуществляется нажатием кнопки режимов 9. В случае бедствия или опасности можно автоматически передать заранее запрограммированный аварийный телефонный номер нажатием кнопки режимов. Если при попытке набрать аварийный номер все каналы  будут заняты, то контроллер прервет один из разговоров для прохождения аварийного звонка.

Транковый радиотелефон можно перевести в режим обычной радиостанции для ~: работы вне зоны обслуживания транкинговой системы. Например, если два автомобиля, оборудованные транковыми радиотелефонами, отправлены в командировку, то при выезде из зоны обслуживания транкинговой системы радиотелефоны переключаются из транкового режима в обычный, и автомобили могут поддерживать между собой оперативную связь в пути. Системы Smart Trunk II обычно создаются как корпоративные системы: они  ориентированы на конкретного пользователя, рассчитываются и строятся специализированной фирмой (например АО «Т-Хелпер») под конкретную проблему. Такой подход позволяет максимально экономить средства — не приобретается ничего лишнего, и время — оперативно создается действующая система. " В зависимости от текущих финансовых возможностей и потребностей в услугах связи, можно построить систему в сокращенной конфигурации, а затем развивать ее дальше.

Примеры транковых радиотелефонов:

· носимые: Alinco DJ-195 (40 подканалов, габариты 124x56x40 мм, вес 350 г), Icom IC-F4 (32 подканала, габариты 140x57x37 мм, вес 390 г);

· возимые: Alinco DR-135 (100 подканалов, габариты 174х142х40 мм, вес 860), Icon IC-F410 (32 подканала, габариты 175х137х40 мм, вес 2100 г). 

Аналоговый стандарт MPT 1327

Не менее популярным является и транкинговый стандарт MPT 1327, положенный в основу большинства европейских транкинговых систем. Главное достоинство этого протокола —  доступность и открытость в плане стандартизации, в частности, возможность внесения в него национальных требований.

Системы радиосвязи на основе этого протокола также имеют режимы индивидуальных и групповых вызовов, выходов в телефонную сеть общего пользования. Протокол обеспечивает независимость абонента от обслуживающей его в данный момент базовой станции и автоматическую регистрацию абонента на ближайшей к нему станции.

Принципиальным отличием стандарта MPT 1327 от Smart Trunk является его многозоновость (работа в сетевом варианте) и то, что его работой управляет центральный компьютер, который может находиться в любом удобном для оператора месте. Связь компьютера с базовыми станциями иногда осуществляется по кабельным линиям связи.

В систему может входить до 10 базовых станций с 24 радиоканалами в каждой из них; всего может обслуживаться до 1 млн. радиоабонентов. Для облегчения операций вызова абонентов все радиотелефоны, входящие в систему, распределяются по разным группам связи, в пределах которых выполняется своя автономная их адресация.

Основные функциональные возможности систем, использующих стандарт МРТ 1327:

· малое время установления связи (не более 0,4 с при внутригрупповых и 1,0 с при межгрупповых соединениях), достигаемое за счет отсутствия сканирования частотного диапазона (установление связи управляется компьютером);

· индивидуальный вызов любого абонента как с другого радиотелефона, так и из городской телефонной сети;

· возможность выхода любого мобильного абонента в городскую телефонную сеть;

· возможность группового вызова абонентов, входящих в группу связи;

· наличие приоритетной системы вызовов и экстренного (самого приоритетного) вызова заранее запрограммированного абонента нажатием одной кнопки на аппарате;

· возможность циркулярных сообщений (селекторных вызовов), при которых все абоненты могут прослушивать только сообщение вызывающего абонента;

· возможность переадресации входящих вызовов на другого абонента;

· регистрация, индикация и запоминание радиотелефоном номеров вызывающих абонентов;

· передача служебных цифровых сообщений по радиоканалам, в том числе и от компьютера.

Первоначально протокол MPT 1327 был ориентирован на диапазон частот 174— 225 МГц, однако сейчас выпускается аппаратура и для работы в диапазонах 66-88, 136-174, 330-380 и 400-512 МГц.

Фирмой Motorola для работы в этом стандарте изготавливаются носимые радио- телефоны (GP 1200) и возимые (GM 1200).

Цифровые стандарты

Цифровые стандарты у нас в стране только начинают развиваться, они относятся к транкинговым стандартам 2-ro поколения, обеспечивают более оперативную и надежную связь, поддерживают множество сервисных услуг и являются весьма перспективными.

Цифровой стандарт TETRA

Стандарт на цифровые транкинговые системы ТЕТКА (TErrestpal Trunked (до 1997 года аббревиатура раскрывалась как Trans Trunked Radio) разработан Европейским институтом телекоммуникационных стандартов как единая европейская технология для специальных систем подвижной связи. Стандарт выделяет на один канал полосу частот шириной  описывает принцип временного мультиплексирования подканалов TDMA,  вести по каналу до четырех разговоров одновременно, что существенно  частотный ресурс. Новый стандарт обеспечивает передачу как речи, так и данных со скоростью до 28 Кбит/с и с повышенной степенью защищенности и секретности.

В стандарте заложены возможности индивидуального и гругр1ового вызова абонентов, группового вызова с подтверждением и широковещательного (всем, кто меня слышите) режима. Поскольку протокол разрабатывался для общеевропейских служб общественной безопасности, в нем предусмотрены: гарантированный и быстрый доступ в систему, приоритетные вызовы, секретность связи, прямая связь между абонентами. Широкие возможности по передаче данных позволяют подключать к системе различные виды терминального оборудования: портативные компьютеры, факсимильные аппараты, принтеры и т. д.

Среди дополнительных функциональных возможностей TETRA следует отметить  вызов через диспетчера, приоритетный вызов (в том числе с предварительным сбросом), удержание, регистрацию, идентификацию, переадресацию вызова, выборочное прослушивание, подключение к разговору, блокировку исходящих звонков.  Особо следует отметить возможность доступа абонентов стандарта TETRA в Интернет и к интранет-сетям. Компания Nokia представила в 2000 году первый WAP- браузер для систем этого стандарта, а также комплект клиент-серверных приложений для доступа в режиме реального времени к базам данных, геоинформационным системам, службам коротких сообщений SMS и ряду других ресурсов. Стандарт ТЕТКА может работать в широком диапазоне частот — от 60 до  1000 МГц. За службами безопасности закреплена полоса частот от 380 до 400 МГц для коммерческих целей выделены диапазоны в районах 410, 450 и 870 МГц.

Первые коммерческие локальные системы транкинговой связи этого стандарта  уже используются и в России.

Существуют транкинговые сети стандарта ТЕТКА и общего доступа, в частности, экспериментальная сеть, организованная в Санкт-Петербурге компанией «РадиоТел» на основе базовой станции Dimetra фирмы Motorola, способная обслуживать одновременно до 30 000 абонентов.

Транкинговая суть компании «РадиоТел» позволяет осуществлять:

· обычную радиосвязь в пределах города и области (охват 10 000 км');

· телефонную связь: внутригородскую, междугородную и международную. Сервисные услуги сети:

· цифровая передача речевых сообщений и информации;

· конфиденциальность передаваемых сообщений;

· наличие уровней приоритетности для абонентов;

· возможность аварийных вызовов;

· возможность общесистемных вызовов;

· возможность конференц-связи;

· автоматическая регистрация абонентов;

· организация групп связи с особым статусом;

· организация связи между группами;

· возможность выборочного запрета связи.

Сеть охватывает связью часть Северо-Западного региона и имеет роуминг с абонентами других систем Москвы и Московской области (в Москве пока создание транкинговых систем стандарта ТЕТКА не разрешено ввиду дефицита частотных диапазонов). Для транкинговой связи в сети TETRA отведен диапазон частот 800 МГц, обладающий рядом преимуществ перед ранее используемыми в радиосетях более низкочастотными диапазонами, в частности, позволивший организовать существенно большее количество абонентских подканалов.

В качестве примеров транковых телефонов этого стандарта можно привести портативную радиостанцию Yaesu ЧХ-1R (291 подканал, габариты 81 х 47 х 25 мм, вес 125 г), Maxor SR-210 (69 подканалов, габариты 124 х 45 х 35 мм, вес 1590 г) и возимый радиотелефон Icon 1С-F410 (32 подканала, габариты 137 х 175 х 40 мм, вес 2100 г).

Цифровые стандарты APGO 25 и EDACS

Цифровой стандарт АРСО 25 был разработан в США на базе частотного разделения каналов (FDMA) для использования в правоохранительных органах. На его основе могут быть построены не только транкинговые, но и конвенциональные (сотовые) системы с ретрансляторами. Ретрансляторы, как и везде, нужны для увеличения зоны обслуживания. При прочих равных условиях зона охвата сети АРСО примерно в 2,5 раза больше зоны ТЕТКА. Важным достоинством сетей АРСО 25 также является возможность их использования в системах существующих аналоговых радиостанций. В Москве построена экспериментальная сеть этого стандарта фирмами «Спецтехника и связь» и Westel Group (Австралия). Уже опробованы две двухканальные базовые станции с выходной мощностью 50 Вт, работающие в конвенциальном режиме в диапазоне частот 136 — 174 МГц. В системе используются абонентские терминалы EF Johnson Stealth 5000 (носимые, мощность 5 Вт) и 5300 (возимые, мощность 50 Вт). Результаты испытаний

оказались весьма впечатляющими: при такой небольшой мощности устойчивая связь фиксировалась в пределах МКАД и до 26 км за пределами городской черты. Цифровой стандарт EDACS (Enhanced Digital Access Communications System) компании Ericsson рассчитан на работу в диапазоне частот 150, 450 и 800 МГц. Предусмотрены полудуплексный и симплексный режимы работы. В мире существует более 500 систем EDACS, а первая в России система EDACS используется федеральной службой для охраны Президента РФ с 1994 года. EDACS принимает участие в охране первых лиц таких государств, как США, Швеция, Казахстан, Белоруссия, Италия. В России уже функционируют несколько сетей на базе этого стандарта, в том числе в Санкт-Петербурге.

Персональная спутниковая радиотелефонная связь

На исходе ХХ века родилась еще одна чудо-технология — персональная радиосвязь с любым абонентом, находящимся в любой точке нашей планеты. Эта технология обеспечивается системами персональной спутниковой радиосвязи (СССР), использующими комплексы космических ретрансляторов и абонентских радио- терминалов.

Варианты систем персональной спутниковой СВЯЗИ

В общем случае любая спутниковая система связи состоит из трех сегментов:

космического (группы космических спутников-ретрансляторов), наземного (наземные станции обслуживания, станции сопряжения) и пользовательского (терминалы, находящиеся у потребителя). И если для сотовой связи важным параметром является высота подъема антенны базовой станции, то для систем спутниковой связи то же значение имеет высота орбиты спутников-ретрансляторов (СР).

В настоящее время все системы спутниковой связи по высоте орбиты можно подразделить на:

· геостационарные орбиты (GEO — Geostacionary Earth Orbit, спутник-ретранслятор как бы висит над одной точкой поверхности Земли): высота орбиты 36 000 км; количество СР, необходимых для охвата всей территории земного шара — 3, один спутник-ретранслятор перекрывает 34% земной поверхности, временная задержка передачи сигнала составляет примерно 600 мс;

· средневысокие круговые или эллиптические орбиты (МЕО — Mean Eath Orbit): высота орбиты в диапазоне от 5000 до 15 000 км, количество необходимых СР — 8 — 12, зона перекрытия одним спутником — 25-28%, временная задержка передачи сигнала — 250 — 400 мс;-

· низкие круговые или близкие к круговым орбиты (LEO — Low Earth Orbit): высота орбиты в диапазоне от 500 до 2000 км, количество необходимых СР— 48 — 66; зона перекрытия одним спутником — 3 — 7%; временная задержка пере- дачи сигнала — 170-300 мс.

Первая широко известная система спутниковых телекоммуникаций с мобильными абонентами «Инмарсат» (Inmarsat) и ей подобные обеспечивали обслуживание по принципу «следование абонента за терминалом»: радиотерминал с приемо-передающей аппаратурой и мощной антенной устанавливался на подвижном объекте (автомобиле, поезде, корабле, самолете) и абонент был привязан к этому объекту, следовал за ним. Радиотерминал через спутник-ретранслятор, находящийся на геостационарной орбите, получал связь с радиотерминалами других абонентов.

Более поздние системы (Inmarsat 3, EMSS, MSAT, «Марафон») позволили реализовать принцип «терминал следует за абонентом», поскольку при использовании более эффективных узконаправленных антенн мощность сигнала в локальных зонах обслуживания увеличилась и радиотерминал абонента стал более портативным (в виде небольшого чемоданчика, «кейса» и т. п.).

Возможность дальнейшего увеличения мощности радиосигнала и уменьшения размеров абонентских радиотерминалов обеспечивается путем приближения спутников-ретрансляторов к абонентам, то есть переводом их с геостационарных на более низкие орбиты LEO и МЕО, но при этом для охвата той же территории приходится использовать большее количество СР. Имеется определенная аналогия СПРС с системами сотовой телефонии — зоны обзора земной поверхности многолучевыми антеннами СР формируют сотовую (макросотовую) структуру покрытия зоны обслуживания.

Низкие орбиты уже давно рассматривались как основа для организации систем спутниковой связи, но их использование тормозилось определенной инерцией мышления, настроенного на то, что спутник-ретранслятор должен быть виден долго и непрерывно, а лучше всего быть неподвижным для наблюдателя (то есть находиться на геостационарной орбите).

И только в последние годы появился ряд систем спутниковой связи, использующих низкие орбиты и более портативные абонентские радиотерминалы, вплоть до карманных радиотелефонных трубок.

В настоящее время имеется уже несколько десятков различных СПРС, характеристики некоторых из них приведены в табл. 17.2.

Большинство существующих спутниковых систем связи имеют геостационарные спутниковые группировки, что легко объяснимо: небольшое количество спутников, охват всей поверхности Земли. Однако большая задержкой сигнала делает их применимыми, как правило, только для радио- и телевещания. Для систем радиотелефонной связи большая задержка сигнала крайне нежелательна, так как приводит к плохому качеству связи и повышению стоимости обслуживания.

Низкоорбитальные СПРС Iridium имеет 66 спутников-ретрансляторов (5 мая 1997 года запущены первые пять из них) на орбитах высотой 780 км, а Globstar— 48 на высоте 1400 км. Такое количество СР необходимо для поддержания непрерывного канала связи, предоставляемого любому абоненту на, территории земно- го шара, поскольку каждый из низкоскоростных спутников-ретрансляторов находится в зоне видимости абонентского радиотелефона всего несколько минут за время каждого оборота спутника на орбите. Благодаря движению спутников друг за другом, их расположению в разных орбитальных плоскостях и автоматическому переключению связи с одного СР на другой, гарантируется полное перекрытие поверхности планеты зонами обзора и непрерывная ,связь с абонентом.

Число обеспечиваемых системами каналов связи достигает 60 000 — 70 ООО.

Система Iridium

Разработчик — международный консорциум Iridium Ltd., Вашингтон. Система глобальной подвижной персональной спутниковой связи предназначалась для  предоставления услуг связи с подвижными и фиксированными объектами, рассредоточенными на всей территории земного шара. Космический сегмент системы состоял из 66 основных (высота орбиты 780 км над поверхностью Земли) 4 и 6 резервных спутников (645 км). Система предоставляла абонентам следующие услуги: передача речи (2,4 Кбит/с), передача данных и телефакс со скоростью до 9600 Кбит/с, персональный вызов и определение местоположения. Будучи очень дорогостоящим проектом (более 5 млрд. долларов), Iridium в начальной стадии развития установил сверхвысокие цены на терминалы и трафик, ошибочно ориентируясь только на очень богатых потребителей услуги. Кроме того, в процессе эксплуатации возникли непредусмотренные проектом технические и финансовые проблемы, что привело консорциум к банкротству. В настоящее время обслуживание абонентов России не производится.

Система Globalstar

Система глобальной подвижной персональной спутниковой связи Globalstar (компания Сан-Хосе, штат Калифорния) предназначена для предоставления услуг связи с подвижными и фиксированными объектами, расположенными на территории земного шара между 70' северной широты и 70' южной широты.

Портативные терминалы системы Globalstar выпускаются в нескольких модификациях для использования их как для организации связи в системе Globalstar, так и в сетях наземной сотовой связи стандартов GSM, DAMPS, СОМА.

Для примера приведем параметры некоторых имеющихся на российском рынке моделей спутниковых портативных мобильных терминалов системы Globalstar:

● портативный мобильный абонентский терминал QUALCOMM. Трехрежимный терминал — Globalstar/AMPS/CDMA. Размеры — 178 х 57 х 44 мм, вес — 357 г. Имеет дисплей на 4 х 16 символов, записную книжку на 99 номеров, ускоренный автодозвон, голосовую почту, определитель номера;

● портативный абонентский мобильный терминал Ericsson. Режимы работы— Globalstar/GSM. Размеры — 160 х 60 х 37 мм, вес — 350 г;

● портативный абонентский мобильный терминал Telit. Режимы работы— Globalstar/GSM. Размеры — 220 х 65 х 45 мм; вес — 300 г.

Космический сегмент системы представляет собой группировку из 48 основных и 8 резервных спутников, весом менее 450 кг, размещенных на круговых орбитах на высоте 1414 км над поверхностью Земли. Спутники первого поколения рассчитаны на работу в режиме полной нагрузки не менее 7,5 лет.

Для охвата большей территории земного шара планируется построить порядка 50 станций сопряжения, обеспечивающих максимальное покрытие (до 85%) земной поверхности. На первом этапе развития системы построено 38 станций сопряжения. В России находятся в эксплуатации 3 таких станции: в Московской области (Павловский Посад), в Новосибирске и в Хабаровске. Эти станции обеспечивают предоставление услуг подвижной связи с высоким качеством обслуживания практически на всей территории России южнее 70' северной широты. Каждая из станций связана с сетью общего пользования России. Система Global- star эксплуатируется в России с мая 2000 года. В 2002 году Globalstar уже обслуживала более 150 000 отечественных абонентов.

Средне орбитальные системы Odyssey и ICO с высотой орбиты порядка 10 000 км, ввиду большего обзора территории с одного спутника-ретранслятора, позволяют сократить количество последних до 10 — 12 штук (время видимости одного СР доходит до нескольких часов). Число обеспечиваемых системами каналов связи достигает 25 000 — 30 000.

Весьма перспективной обещает быть среднеорбитальная система подвижной персональной спутниковой связи ICO (международная компания «ICO Global Communications), предназначенная для предоставления услуг связи с подвижными и фиксированными объектами на всей территории земного шара, включая

приполярные районы. Система будет содержать десять основных и два резервных спутника на МЕО -орбите высотой примерно 10 390 км над поверхностью Земли. Согласно проекту, большую часть абонентских терминалов системы составят персональные телефонные аппараты, способные работать в двух режимах (спутниковый/наземный сотовый).

Особенностью данной системы станет специально сформированная сеть ICONet, которая соединит между собой «интеллектуальными» линиями связи двенадцать узлов спутникового доступа (УСД), расположенных по всему миру, и обеспечит быстрое соединение сетей общего пользования с мобильными терминалами и мобильных терминалов между собой вне зависимости от их местонахождения. На территории России предполагается строительство одного УСД.

Система ICO планирует предоставить пользователям следующие виды услуг: телеслужбы, услуги транспортной среды, услуги, предоставляете в системе GSM, услуги по передаче сообщений и роумингу.

Телеслужбы будут предоставлять такие услуги, как цифровая телефония, экстренные вызовы, передача факса группы 3 на скоростях до i4,4 Убит/с и услуги по передаче коротких сообщений. При этом цифровая телефония будет обеспечивать качество передачи речи, подобное тому, которое обеспечивается существующими стандартами наземной подвижной радиосвязи.

На территории России системой ICO в 2003 году могут пользоваться 450 тысяч абонентов.

СПРС имеют ряд особенностей в технических аспектах их организации, но в сфере пользовательских характеристик и предоставляемых абонентам услуг они во многом похожи на наземные сотовые системы. Это часто позволяет с одного радиотелефона, в зависимости от местонахождения абонента, поочередно осуществлять спутниковую и наземную сотовую связь (роуминг между соответствующими сетями). Передача информации в спутниковых системами ведется в цифровой форме со скоростями 9600 — 64 000 бит/с.

Помимо дуплексной телефонной связи СПРС обеспечивают предоставление целого ряда сервисных услуг, таких как:

● факсимильная связь;

● электронная почта;

● голосовая почта;

● пейджинговая связь;

● режим приоритетного обслуживания;

            ● режим персонального радиовызова;

● возможность подключения к радиотелефону портативного компьютера;

● защита информации от несанкционированного доступа;

● определение местоположения мобильного абонента и т. д.

 Современные системы подвижной спутниковой связи совместимы с традиционными наземными системами подвижной связи (в первую очередь — с цифровыми сотовыми). При этом взаимодействие сетей подвижной спутниковой радиосвязи с телефонной сетью общего пользования возможно на любом уровне (местном, внутризоновом, междугородном).

В перспективе, CIIPC призваны развивать и дополнять сотовую радиотелефонную связь там где последняя невозможна или недостаточно эффективна — при передаче информации на большие расстояния, в районах с малой плотностью населения, в морских акваториях и т. п.

Спутниковые навигационные системы

Большой интерес представляют спутниковые системы определения местоположения мобильного объекта с большой точностью — в разных режимах погрешности определения координат могут составлять от нескольких сантиметров до нескольких метров. В качестве мобильного объекта может выступать как любое средство передвижения (автомобиль, яхта, самолет и т. д.), так и человек — пользователь системы.

Проект спутниковой сети для определения координат в режиме реального времени в любой точке земного шара первоначально был создан в министерстве обороны США и назван NAVSTAR (NAVigation Satellite with Timing And Ranging — навигационная система определения времени и дальности). Название Global Positioning  (GPS) — система глобального позиционирования появилось позднее, когда система стала использоваться не только в оборонных, но и в гражданских целях.

Первые шаги по развертыванию навигационной сети были предприняты в середине 70-х, коммерческая же эксплуатация системы в ее современном виде началась с 1995 года. В настоящий момент в сети задействованы 28 спутников, равномерно распределенных по орбитам с высотой 20 350 км (для полнофункциональной работы достаточно 24 спутников). Сеть GPS довольно активно развивается— ежегодный прирост ее абонентов составляет примерно 1 млн. приемников.

Базой для определения координат GPS-приемника является вычисление расстояния от него до нескольких спутников, местонахождение которых считается известным (эти данные содержатся в передаваемых со спутников данных). Дальнометрия основана на вычислении расстояния по временной задержке распространения радиосигнала от спутника к приемнику. Если знать время распространения сигнала, то пройденный им путь легко вычислить, просто умножив время на скорость света. При использовании для координации 6 — 8 спутников (большинство современных аппаратов, имеют 12-канальный приемник, позволяющий одновременно обрабатывать информацию от 12 спутников) погрешность местоопределения составляет 3 — 5 м (высота определяется с точностью около 10 м).

Качественно уменьшить ошибку (до нескольких сантиметров) в измерении координат позволяет режим так называемой дифференциальной коррекции (DGPS- Differential GPS). Дифференциальный режим подразумевает два приемника, один из которых является стационарным, находится в точке с известными координатами и называется базовым, а второй является подвижным. Данные, полученные базовым приемником, используются для коррекции информации мобильного приемника. Обычно в качестве базового применяется профессиональный приемник, принадлежащий какой-либо компании, специализирующейся на оказании услуг навигации или занимающейся геодезией. Например, в феврале 1998 года недалеко от Санкт-Петербурга компания «НавГеоКом» установила первую в России наземную станцию дифференциальной GPS. Мощность передатчика станции — 100 Вт (частота 298,5 кГц), что позволяет пользоваться DGPS при удалении от станции на расстояния до 300 км по морю и до 150 км по суше. Но система дифференциальной коррекции требует весьма дорогостоящего оборудования и используется обычно только в системах специального назначения (в обычных бытовых устройствах точность определения места до нескольких сантиметров и не нужна).

В качестве мобильного приемника (навигатора) выступают портативные специализированные устройства либо сотовые телефоны стандартов GSM/CDMA со специальным программным обеспечением или встроенным микрочипом.

Например, специализированный навигатор GPS П+ имеет вес 255 г, размеры— 59 х 27 х 41 мм и большой дисплей (56 х 38 мм). При включении навигатора начинается процесс сбора информации со спутников, а на экране появляется простенькая мультипликация (вращающийся земной шар). После первоначальной инициализации (которая на открытой местности занимает пару: минут) на дисплее возникает примитивная карта неба с номерами видимых спутников, а рядом— гистограмма, свидетельствующая об уровне сигнала от каждого спутника. Кроме того, указывается погрешность навигации (в метрах) — чем больше спутников видит прибор, тем, разумеется, точнее будет определение координат.

Интерфейс GPS П+ построен по принципу «перелистываемых» страниц (для этого даже есть специальная кнопка PAGE). Выше была описана страница спутников, а кроме нее есть страница навигации, карта, страница меню и ряд других. На странице навигации отображаются: абсолютные географические координаты, пройденный путь, мгновенная и средняя скорости движения, высота над уровнем моря, время движения, а в верхней части экрана — электронный компас.

Пройденный путь отображается на карте, причем ее масштаб можно менять от десятков метров до сотен километров в сантиметре. Удобно также и то, что в памяти прибора имеются координаты основных населенных пунктов земного шара. Показанный на рис. 17.3 сотовый телефон Benefon Esc! (GSM 900/1800) имеет зашитый в микрочип протокол МРТР (Mobile Phone Telematics Protocol), позволяющий абоненту оперативно вывести на экран информацию о собственном местоположении, а также узнать координаты ближайших сервисных центров. Телефон имеет 12-канальный GPS-навигатор со сменными электронными картами  местности.

Автомобильные системы GPS часто включают в свой состав помимо GPS-приемника карту местности, локальный LCD-экран, вмонтированный в переднюю панель автомобиля (иногда на переднем стекле), и пульт. Водитель может ввести пункт назначения, система прокладывает оптимальный маршрут по улицам города, показывает маршрут, дальность, время поездки. Предоставляется и дополнительный сервис: информация об ограничениях движения, о пробках на дорогах и т. п.

В России в рамках «Межгосударственной радионавигационной программы СНГ на период до 2005 года» создается собственная система спутниковой навигации ГЛОНАСС (Глобальная Навигационная Спутниковая Система).

Пейджинговые системы связи

Мобильные телефоны, пейджеры изменили стиль жизни деловых людей, позволив им постоянно быть на связи, ни на секунду не отрываясь от развития событий. Пейджинговые системы являются средствами односторонней радиотелефонной связи и еще недавно были самым популярным и распространенным вариантом систем персонального радиовызова. Сейчас они уступают пальму первенства сотовым радиотелефонам.

Системы персонального радиовызова, (радиопоисковой связи) предназначены для оперативного поиска и передачи информации сотрудникам — абонентам этих систем.

Системы персонального радиовызова состоят из центральной приемо-передающей радиоаппаратуры, связанной радиоканалами с миниатюрными приемниками (в общем случае — приемо-передающими устройствами), индивидуально закрепленными за абонентами системы. Абонент, имеющий такой приемник (а он легко размещается в кармане), держит его в дежурном режиме; при поступлении вызова с центрального пульта приемник воспроизводит вибрационный или звуковой сигнал, привлекающий внимание абонента. Абонент включает приемник в рабочий режим и выслушивает или просматривает на миниатюрном дисплее посылаемое ему сообщение.

Системы персонального радиовызова бывают региональными и локальными. Локальные системы применяются на территории одного предприятия или организации и используют, как правило, низкочастотные радиоканалы (антенна в этом случае представляет собой петлевой вибратор, охватывающий только территорию

предприятия и не создающий радиопомех вне этой территории). У низкочастотных (10 — 40 кГц) радиопоисковых систем передача информации только односторонняя: от центрального пульта к абонентам.

Примером могут служить отечественные системы «Поиск» на 49 абонентов, «Связь» на 90 абонентов; охват территории до 1 квадратного километра. Региональные системы используют высокочастотные каналы, в диапазоне нескольких десятков и сотен мегагерц, и охватывают значительно большие территории. Высокочастотные системы бывают двухсторонними (аналог радиотелефонной, связи), но чаще всего односторонними.

Массовое развитие региональные системы персонального радиовызова получили в виде пейджинговых систем связи, существенно расширивших сферу их использования, в частности, и на локальные предприятия и, организации.

Архитектура и виды пейджинговых, систем

Пейджинговая связь с момента своего появления (середина 50-х годов) вызывала неоднозначное восприятие. В ее пользу, безусловно, говорит высокая oпeративность и низкая стоимость связи, эффективность использования частотного ресурса. Существенным ее недостатком является то, что она до сих пор является  еще односторонним видом связи, что заметно снижает ее надежность.

Но, несмотря на этот недостаток, пейджинговая связь получила в настоящее время поистине массовое распространение. Количество абонентов пейджинговой  связи в мире исчисляется десятками миллионов человек; в развитых странах  пейджинговой связью пользуется до 20% населения.

Основой пейджинговой системы является пейджинговый терминал — приема передающее устройство с контроллером, ретранслятором пультом управления,

и антенной. Для передачи информации может использоваться телефон, компьютер, клавиатура, а для приема — миниатюрный УКВ-приемник — пейджер (пейджинговые системы работают в диапазоне частот 146 — 174 МГц).

Каждому пейджеру соответствует отдельный телефонный номер, и для связи с ним нужно просто набрать этот номер и передать сообщение.

В ближайшее время ожидается появление двухсторонних пейджеров, которые позволят не только получать сообщение, но и посылать сигнал о приеме информации и короткие кодированные ответы.

Современный уровень технологии позволяет построить пейджинговую систему любого размера: от офисной до общегосударственной.

Наиболее характерны три вида этих систем: корпоративные, локальные и региональные.

Корпоративные пейджинговые системы предназначены для организации связи внутри офиса, здания, отдельного предприятия и на прилегающих к нему территориях. Типичные примеры их применения — большие офисы, гостиницы, больницы, аэропорты. Они позволяют быстро передать информацию любому сотруднику, имеющему пейджер, независимо от его местонахождения.

Основа системы — контроллер — преобразует передаваемую информацию в специальные сигналы и управляет маломощным радиопередающим устройством с выходной мощностью, как правило, до 5 Вт. Для ввода сообщения в таких системах часто применяется встроенная в контроллер клавиатура, но могут использоваться номеронабиратели телефонов с тональным набором и персональные компьютеры номеронабирателя телефонного аппарата можно вводить только цифровую информацию. Наиболее эффективно использование для ввода информации персональных компьютеров, подключенных к корпоративной компьютерной сети организации. В последнем случае при наличии специального программного обеспечения можно, не прибегая к помощи оператора, отправлять на пейджер сообщения, полученные в адрес абонента по факсу или по электронной почте.

Локальные пейджинговые системы имеют радиус действия десятки километров и большое количество (до нескольких тысяч) абонентов. Выходная мощность передатчиков таких систем достигает 150 — 300 Вт. Они оборудованы эффективными антеннами с большой высотой установки. Сообщения принимаются операторами по. телефону и вводятся с помощью пультов. Как и в корпоративных системах, возможен ввод информации, минуя операторов, с телефонных номеронабирателей с тональным вводом и из персональных компьютеров. Для передачи полученных в адрес клиента коротких факс- сообщений и сообщений электронной почты часто имеются специальные входы с автоматическим донабором адресной информации.

Региональные пейджинговые системы охватывают еще большую территорию и поэтому являются многозоновыми системами с несколькими пейджерными терминалами. Такие системы имеют наиболее развитые функциональные и сервисные возможности и, как правило, являются открытыми системами общего пользования.

Протоколы и операторы пейджинговой связи

Передача данных в пейджинговых системах строится на различных протоколах обмена.

Первым протоколом, разработанным для них, был протокол Two Топе (два тона), основанный на посылке сигнала в виде комбинации двух частот. Пейджер для такого протокола представлял собой обычный радиоприемник частотно модулированного сигнала с фиксированной настройкой на определенные частоты (эта конкретная комбинация частот и соответствовала номеру вызываемого пейджера). Этот протокол обеспечивал только короткую звуковую сигнализацию вызова и позволял обслужить лишь небольшое количество абонентов.

Из большого числа разработанных позднее протоколов наиболее удачным явился протокол POCSAG, одобренный и принятый в качестве стандартного МККТТ; он получил широкое распространение во всем мире. Этот протокол обеспечивает обслуживание до 2 млн. абонентов и позволяет передавать не только тональные, но и текстовые кодированные сообщения. Скорость передачи информации составляет 512, 1200 и 2400 бит/с. Благодаря стандартизации протокола и его широкому применению, легко решаются вопросы роуминга — разные компании-операторы без особых проблем могут передавать и переадресовывать клиентов друг другу.

В Санкт-Петербурге большинство действующих пейджинговых операторов используют протокол POCSAG: «Неда-Пейджинг», «Пейджнет» (торговая марка «Экском»), «Экспресс», «ПТ-Пейдж», FCN, BBG, «Мобил ТелеКом» (Mobile TeleCom), «Малтитон Далс», «Вессо Телеком», «Камертон», «ПейджерКом». Единственной петербургской компанией, взявшей на вооружение другой протокол, а именно протокол RDS (Radio Data System), является компания «Пейджер- Ком». Протокол RDS использует для передачи сообщений сеть радио и телевидения. «ПейджерКом», в частности, базируется на поднесущей вещательной частоты «Радио Максимум» (отличительная особенность этого стандарта). Пейджеры, ориентированные на этот протокол, представляют собой радиоприемники, работающие с частотно модулированными сигналами и отслеживающие сигналы, передаваемые в RDS-диапазоне. Вообще говоря, протокол RDS разрабатывался изначально для систем радиовещания с целью автоматизации настройки на радиостанцию и отображения результатов этой настройки (названия радиостанции и ее рабочей частоты), что было особенно важно для автомобильных приемников. В дальнейшем своем развитии протокол позволил выполнять более десятка различных сервисных функций, весьма полезных для автомобильного приемника:

● PI — Programme Indication — отображение на дисплее приемника названия

и рабочей частоты радиостанции;

● PSN — Programme Service Name — информирование о характере программ, передаваемых радиостанцией;

● ТР — Traffic Programme identification — информирование о порядке организации движения на трассе; 

● ТА — Traffic Announcement signal — информирование ф изменении обстановки на дороге и многие другие функции;

● RP — RadioPaging, радиопейджинг.

 Поэтому функцию пейджера в протоколе RDS может выполнять автомобильный радиоприемник, а может и специальный портативный аппаратик. В нашей стране наибольшее развитие получили пока только две RDS-функции: PI и RP, то есть индикация принимаемой программы и передача пейджинговых сообщений. Однако все больше радиостанций, ведущих стереофоническое радиовещание в диапазоне 66 — 108 МГц (частотный диапазон пейджингового стандарта RDS), проявляют интерес к более полной реализации данного протокола, а пейджинговые компании, работающие в этом стандарте, образовали ассоциацию, позволившую создать единое роуминговое пространство, уже охватившее десятки городов СНГ.

За рубежом в ряде городов (Франкфурте на Майне, например) уже существуют системы автоматического управления автомобилем на основе протокола RDS — во время движения автомобиля пассажиры отдыхают, наслаждаясь аудио- или видеопрограммами, а «автопилот» по заложенному в память компьютера маршруту ведет машину и лишь при приближении сложных дорожных ситуаций предупреждает человека о необходимости взять управление на себя.

На сегодняшний день разработаны новые высокоскоростные протоколы для пейджинговой связи, которые постепенно вводятся в эксплуатацию. Наиболее интересным и перспективным, активно используемым во многих странах, является протокол FLEX (Flexible wide-area protocol; flexibility — гибкость), обеспечивающий скорость передачи до 6400 бит/с.

Модификации этого протокола гораздо более интересны: протокол ReFLEX дает возможность двухсторонней передачи, то есть владелец пейджера может не только принимать сообщение, но и давать подтверждение о его получении, либо кратко ответить с помощью заранее предусмотренного кода. Максимальная скорость передачи по этому протоколу составляет'25,6 Кбит/с. Протокол InFLEXion отличается еще большей скоростью передачи — до 112 Кбит/с.

В Санкт-Петербурге, да и во всей Европе, первой протокол FLEX начала использовать кампания FCN.

Почти аналогичный ReFLEX двунаправленный протокол разработан для военных целей израильской фирмой Nexus, обеспечивающий скорость передачи до 3200 бит/с; ныне стандарт рассекречен и по данному протоколу планирует работать новая петербургская компания «Пейджнет».

Конкурентом FLEX является и скоростной протокол ERMES (European Radio Message. System), утвержденный в 1992 году Европейским институтом телекоммуникационных стандартов в качестве единого европейского стандарта с ограничением на строго определенные диапазоны частот: 169, 425 — 469, 800 МГц и скоростей передачи до 6400 бит/с. К сожалению, в России диапазон частот 169 (169,4 — 169,8), используемый ERMES в Европе, занят другими службами и его высвобождение связано с большими организационными и финансовыми затратами, кроме того, этот протокол имеет плохую совместимость с широко распространенным у нас протоколом POCSAG.

Сказанное выше становится актуальным в связи с тем, что созданная в 1993 году Единая пейджинговая система России (ЕПСР), объединяющая сейчас свыше ста городов, опирается на устаревший протокол POCSAG, и имели место активные дебаты о новом протоколе, который будет положен в основу этой системы (в перспективе — FLEX).

С точки зрения технической политики, России как европейскому государству следует ориентироваться на европейский стандарт. Поэтому, несмотря на упомянутые выше трудности с внедрением стандарта ERMEG, решением Министерства связи России предусмотрено использование этого стандарта в ЕПСР. Компания Ericsson уже поставила в Россию пейджинговую систему Т стандарта ERMEG, которая поддерживает текстовый пейджинг с использованием символов кириллицы и режим прозрачной передачи данных (без их перекодирования). Система должна охватывать пейджинговой связью Москву, Санкт-Петербург и еще 13 городов России. Пейджинговые центры рассчитаны на 40 000 абонентов в каждом городе с возможностью расширения.

Но в мае 1997 года Государственный комитет по электросвязи РФ утвердил новую концепцию развития сетей персонального радиовызова, в которой широко представлен протокол FLEX (включая ReFLEX и InFLEXion). Согласно этой концепции, FLEX является перспективным высокоскоростным стандартом, приемлемым для России.

Модели пейджеров

Пейджеры бывают тоновые, цифровые и текстовые.

Тоновые пейджеры самые простые, дешевые и малогабаритные (размером со спичечный коробок); они только извещают абонента о вызове вибрационным, звуковым или световым сигналом, при этом тип оповещательного сигнала может условно кодировать одно из четырех заранее выбранных абонентом сообщений: позвонить в голосовой почтовый ящик, позвонить в офис, позвонить домой и т. п. В настоящее время модели на основе тональных форматов кодирования применяют редко, но на отечественном рынке еще можно встретить тоновые пейджеры, например PRG 1012 фирмы Philips.

Цифровые пейджеры более совершенные; они обычно имеют дисплей (на 10 — 20 символов) и оперативную память (на 80 — 200 символов, или 8-20 сообщений); на дисплей может быть передано цифровое сообщение номер телефона, по которому нужно позвонить; время некоторого заранее обусловленного события; курс акций и т. п.). Цифровой пейджер удобно использовать совместно с голосовым почтовым ящиком (ГПЯ), организуемым практически ~ каждой пейджинговой системе — в таком случае на пейджер выдается сообщение о поступлении в ГПЯ информации в адрес абонента. Эту информацию абонент может получить, позвонив в «почтовый ящик» с любого близлежащего телефона (доступ в ГПЯ, естественно, конфиденциальный — по идентификатору и/или паролю). Пример: Philips PRG 1068, NEC PNЗPV-4С, Bravo Plus, Life Style —, последние три выпускаются фирмой Motorola.

Текстовые пейджеры — самые совершенные. Модели текстовых пейджеров весьма разнообразны: многие из них выводят сообщение на дисплей на русском языке, некоторые — только на английском; они имеют часы, будильник, систему регистрации даты и времени поступления сообщения. Текстовый пейджер способен служить записной книжкой, ежедневником с системой таймеров, оповещающих о времени намеченной встречи или телефонного звонка.

Самыми популярными и распространенными текстовыми пейджерами являются пейджеры Motorola Advisor (в том числе и их модификации Motorola Advisor Latin, Cyrillic, inguist, Prestige).

Многоязычные (поддерживают более 40 языков) пейджеры Motorola Advisor Linguist работают в диапазонах частот 138 — 174 МГц (модель A03TQB5962AA) или 408 — 512 МГц (модель A04TQB5962AA) со скоростями 512, 1200, 2400 бит/с, имеют память емкостью 6400 символов (до 10 автоматически сохраняемых сообщений), максимальная длина одного принимаемого сообщения равна 1984 символам, четырехстрочный дисплей (по 20 символов в строке); размеры пейджера- 8,58 x 5,9 x 1,98 см, вес 116,6 г

Широко используются также текстовые пейджеры:

● фирмы NEC: NEC Mini — память на 16 сообщений по 120 знаков, двуязычный (и на русском, и на английском языке); NEC 21А Maxima имеет расширенную память на 231 сообщение по 2000 символов в каждом, причем, подобно компьютеру, реализует хранение информации по файлам и папкам; имеет электронную записную книжку» с функцией напоминания в заданное время о намеченных звонках, встречах; NEC SAM;

● фирмы Philips: Philips Fiori, PRG 2310 (Messenger LUX),

● фирмы Motorola: Motorola Scriptor (LX 1 и LX 2),

Первый российский текстовый пейджер Лира РП-201С подготовил к выпуску Ижевский радиозавод: пейджер работает на частоте от 88 до 108 МГц, имеет двухстрочный дисплей, умеет запоминать до 60 полученных сообщений.

Для протокола FLEX модели пейджеров самые малогабаритные. Они выпускаются, в частности, фирмой Motorola:

● голосовой пейджер Tenor;

● цифровые — Renegate FLX (имеет 12-символьный дисплей и хранит до шестнадцати 20-символьных сообщений), Bravo FLX, Ultra Express FLX;

● текстовые — Advisor Gold FLX (имеет память на 30 000 символов, четырех- строчный дисплей на 80 символов; обеспечивает хранение 19 входных сообщений и 21 сообщения в записной книжке, способен работать по трем информационным каналам); Wordline FLX (может принимать и хранить до 16 сообщений общей длиной 2000 символов, работает по двум информационным каналам).

Прошла презентация и коммуникатора для двухстороннего пейджинга Motorola PageWriter 2000. С помощью компактного 200-граммового устройства можно принимать и отправлять электронную почту и упорядоченно хранить сообщения (каждое — до 300 Кбайт). Устройство имеет большой экран, флэш-память, 300-килобайтовое ОЗУ, миниатюрную QWERTY-клавиатуру и джойстик, встроенный инфракрасный порт и др.

Сервисные услуги пейджинговой связи

Короткие информационные сообщения целесообразно передавать непосредственно на пейджер, для передачи более длинных следует использовать голосовой почтовый ящик (ГПЯ). В последнем случае следует набрать телефонный номер пейджера и продиктовать сообщение, как на автоответчик. Тогда, помимо появления сообщения на экране пейджера, оно записывается и хранится в ГПЯ; его можно прослушать в любой удобный момент, набрав телефонный номер и установленный вами код доступа (пароль).

Информация может передаваться на пейджер:

● непосредственно с тонального номеронабирателя телефона;

● задиктовываться в микрофон телефона с последующей передачей через оператора или диспетчера;

● вводиться из внешнего канала связи или из компьютера (через модем).

При передаче в эфир сообщения кодируются, поэтому их невозможно подслушать; оцифровка голоса и обратное восстановление оцифрованного голоса может выполняться непосредственно модемом, например факс-модемом Zoom VFDXV.32bis.

Тональный набор номера, при котором каждой набираемой цифре соответствует определенный звуковой тон, есть у многих современных телефонных аппаратов и уличных таксофонов, работающих с магнитными картами. Для ТА с импульсным набором подходит телефонная приставка-преобразователь (бипер).

Сервисные услуги, получаемые пейджером, зависят от оператора, которым он обслуживается. Многие современные компании-операторы предоставляют следующие дополнительные услуги:

● роуминг с другими операторами пейджинговой связи, в том числе за рубежом;

● возможность работы в информационных компьютерных сетях;

● подключение пейджера к порту компьютера;

● передача данных на пейджер по каналу связи, минуя оператора;

● голосовая почта с длительным хранением голосовых сообщений;

● возможность организации персонального автоответчика

● возможность получения сообщений по факсу и по электронной почте;

● повтор сообщений через заранее оговоренные интервалы времени;

● передача отложенных сообщений и с отсрочкой (в назначенное время);

● перевод сообщений на заранее указанный язык;

● напоминание в нужное время о неотложных делах (функции секретаря);

● передачу сообщений сразу группе абонентов;

● дублирование поступивших на пейджер сообщений на факс и/или электронный почтовый ящик абонента;

● получение информации о срабатывании охранной сигнализации квартиры, офиса, машины при условии подключения этой сигнализации к какому-либо телефону или радиотелефону;

● при двухсторонней связи возможность включения и отключения сигнализации, других элементарных операций управления;

● отключение пейджера на

время отсутствия абонента с накоплением всех сообщений в памяти оператора;

●автоматическая сигнализация о выходе пейджера из зоны обслуживания оператором;

● передача оперативных новостей: итоги валютных торгов и другие финансовые новости, прогнозы погоды в разных регионах, транспортная хроника, юридическая информация, анонсы концертов и дискотек и т. д. по нескольким информационным каналам.

Чтобы стать абонентом системы пейджинговой связи, нужно:

● выбрать компанию-оператора пейджинговой связи,

● выбрать пейджер.

При выборе пейджингового оператора следует учесть:

● зону действия оператора (охватываемую им территорию) и наличие роуминга

с другими регионами;

● протокол, по которому работает оператор, и его скорость передачи данных;

● сервисные услуги, предоставляемые оператором, и их стоимость;

● стоимость подключения и месячной абонентской платы;

● возможности и стоимость используемых в выбираемом протоколе пейджеров. Например, пейджинговая система «Неда-Пейджинг», мощные ретрансляторы которой расположены во всех районах Санкт-Петербурга (в том числе и на башне петербургского телецентра) и в области (от Выборга до Гатчины и Ладожского озера), обеспечивает уверенный прием информации на улице, в помещении и в автомобиле; предоставляет роуминг с Москвой и Нижним Новгородом, а также подключение к информационной системе агентства Reuters. «Неда-Пейджинг» предоставляет возможность получать сообщения электронной почты (в том числе со своего персонального компьютера), факсимильную информацию, информацию от системы охранной сигнализации офиса, квартиры, автомашины; в определенное время ведется оперативная передача биржевых и коммерческих новостей (курсов валют по итогам торгов на ММВБ и СПВБ, курсов обмена валюты в банках Санкт-Петербурга и т. д.). Имея систему Page Card, можно всю эту информацию записывать на диск портативного персонального компьютера.

 Пейджер полезен лично абоненту, так как:

● отпадает необходимость дежурить у телефона в ожидании нужного звонка;

● появляется возможность поддерживать постоянную связь с друзьями, родными и близкими вам людьми;

● гарантируется своевременность получения подсказки о необходимости поздравить ваших друзей, родных и близких;

● появляется возможность избежать разговора с неприятным вам человеком;

● несомненным удобством является запись на пейджер списка очередных дел или очередных покупок;

● появляется возможность использования пейджера в качестве надежного будильника.

Пейджер полезен для ведения бизнеса абонента, так как он предоставляет возможности:

● оперативно получить важную информацию, которая позволит принять верное решение;

● контактов с клиентами и партнерами в любое время и в любом месте;

● своевременного получения сообщения об отмене или переносе деловой встречи и т. д.

Глава 18. Компьютерные системы оперативной связи

Сегодня любая солидная организация должна иметь в своем распоряжении несколько компьютеров, объединенных в локальную корпоративную сеть, несколько факсимильных аппаратов и много телефонов, работающих под управлением офисной АТС, модемную связь для передачи данных, электронную почту, выход в сеть Интернет и т. д. И для всех фирм остро стоит проблема организации оперативной, высокоскоростной, многофункциональной и качественной связи со своими партнерами, сотрудниками, потребителями товаров и услуг.

Компьютерная телефония

Интеграцию и организацию эффективного взаимодействия разнородных локальных информационных инфраструктур в единую информационную телекоммуникационную сеть позволяют выполнить системы компьютерной телефонии.

Компьютерной телефонией называют технологию CTI (Computer Telephony Integration, интеграция компьютеров и телефонии), в которой компьютерные ресурсы применяются для выполнения исходящих и приема входящих звонков и для управления телефонным соединением.

Компьютерная телефония на наших глазах становится всепроникающей телекоммуникационной технологией. За рубежом без применения этой технологии не обходится ни один уважающий себя офис.

Но дело, разумеется не только и не столько в престижности и своеобразной моде на новую технологию. Главная причина ее популярности состоит в том, что ее применение позволяет весьма существенно повысить производительность труда офисных работников и предоставить клиентам офиса целый спектр новых услуг. Просто подсоединив телефонную линию через модем к работающему компьютеру, можно превратить последний в автоответчик, устройство автоматического набора номера, факсимильный аппарат. Более того, он будет регистрировать телефонные звонки, автоматически определяя номер звонящего абонента, следить и регистрировать поступающие факсы, находить последние записи о контактах со звонящим абонентом.

Для реализации компьютерной голосовой связи по телефонной линии необходимо иметь:

● голосовой (voice) модем, к одному из входов которого подключается телефонная линия;

● звуковую карту и акустическую систему или наушники;

● микрофон (микрофон и наушники может заменить телефонный аппарат, желательно с тональным набором, подключаемый ко второму входу модема; тональный набор необходим, поскольку многие сервисы работают только с ним).  

Программное сопровождение CTI поддерживают продукты многих фирм: Корпорация Microsoft в операционные системы Windows 9х; Windows NT/20ОО/ ХР интегрировала интерфейс прикладного программирования для телефонии TAPI (Telephony API), который позволяет подключать ПК, работающие под управлением Windows, к системам передачи голосовой информации — аналоговым телефонным каналам, офисным ATC и т. д. Благодаря этому абоненты получают возможность сочетать речевые переговоры с обменом компьютерными данными. Интерфейсы начиная с TAPI 2.0, входящие в состав СОС Windows NT/2000 Server, поддерживают много сервисных возможностей, включая создание центра телефонного обслуживания;

Компания Novell и корпорация АТЛЕТ создали интерфейс NytWare TSAPI (Telephony  API).

Фирма Callware Technologies разработала программы: Phonetastic — обслуживания телефонных вызовов, Callware Series 5 — систему голосовой почты, Callware Viewpoint — отображения голосовых сообщений на экране ПК, и т. д.

Наиболее интересные возможности компьютерной телефонии открываются при создании центра телефонного обслуживания, представляющего собой серверное приложение, позволяющее с использованием АОН сопоставить телефонный номер вызывающего абонента с имеющейся о нем информацией в базе данных системы и найденные там сведения вывести на экран монитора, избавляя абонента от необходимости задавать лишние вопросы клиенту.

Работа систем компьютерной телефонии может быть основана на использовании голосовых меню: абонент прослушивает сообщение о том, какие варианты процедур ему доступны в данный момент и какие действия ему следует выполнить для выбора того или иного варианта. Выбор осуществляется вводом определенной цифры или комбинации цифр на клавиатуре ПК, телефонном аппарате, подключенном к компьютеру, или произнесением определенной команды.

Перечислим возможные направления применения компьютерной телефонии в временном офисе.

● Единая среда обмена сообщениями. Обеспечивает единообразный доступ к сообщениям разных видов: голосовых, факсимильных, электронной почты и т. д. Имеется возможность просмотра сообщений в рамках одного меню. Форму ответа допускается выбирать любую.

● Голосовая почта. Организация системы голосовых почтовых ящиков для клиентов, где можно оставлять голосовые сообщения при отсутствии клиента, на месте. Прослушивать сообщения можно как со своего рабочего места, так и с любого другого телефона, позвонив по определенному номеру и набрав  личный код — пароль.

● Электронный офис. Компьютер осуществляет переключение звонков на рабочие места сотрудников, предоставляет услуги голосовой почты, выполняет рассылку факсимильных сообщений и выдает клиентам информацию о фирме.

● Системы автоматической рассылки факсов по номерам телефонов из заранее: заготовленного списка и системы вызова интересующей клиента информации по факсимильной связи.

● Интерактивные голосовые системы доступа к базам данных. Средства удаленного доступа к базам данных на основе голосового меню. Система компьютерной телефонии формирует запрос к корпоративной базе данных, получает ответ и озвучивает его абоненту либо посылает факсом.

● Сервисное обслуживание телефонной связи. Система оптимальной организации очередей звонков, правильная адресация звонков по электронным справочникам, предоставление абонентам всей необходимой информации о клиенте, например АОН, и т. п.

● Электронный секретарь.

● Организация видеоконференций.

 И так далее.

В последние годы прослеживаются две основные тенденции компьютерно-телефонной интеграции:

● телефонная связь все в большей степени приобретает черты средства удаленного доступа к данным;

● персональный компьютер все в большей степени пытается заменить телефонный аппарат, что позволяет говорить о появлении своеобразных информационных мультимедийных станций.

Традиционные телефоны постепенно уступают место компьютерным терминалам, способным за кратчайшее время соединить вас с далеким или близким собеседником по компьютерным сетям, в частности, по сети Интернет, на чем экономятся, кстати, немалые деньги.

Интернет-телефония

Интернет-телефония (IP-телефония) является одним из важнейших направлений компьютерной телефонии, предназначенным для передачи голоса, данных и видео по каналам глобальной сети Интернет. В 1995 году появились первые программные продукты, поддерживающие голосовое общение через Интернет, которые позволяли осуществлять полудуплексную связь только между двумя компьютерами, имеющими одинаковые телефонные интерфейсы. Современные технологии интернет-телефонии поддерживают дуплексную связь, предоставляют пользователю удобный графический интерфейс и даже обеспечивают возможность проведения телеконференций. 

Для передачи по Интернету голосового трафика его надо оцифровать, закодировать, поместить в пакеты данных, передать пакеты по сети, собрать пакеты на принимающем узле, декодировать и воспроизвести.

При организации телефонных переговоров по вычислительным сетям необходимо передавать два типа информации:

● командную;

● речевую.

К командной информации относятся сигналы вызова, разъединения, а также другие служебные сообщения.

Сложность реализации систем интернет-телефонии состоит в том, что технология передачи голоса по телефону принципиально отличается от принципов передачи данных по сети Интернет. Реализовать передачу голоса в канале, рассчитанном на пакетную передачу данных, на высоком уровне непросто. Качественная передача голоса зависит от трех составляющих:

 ● качества кодирования голоса и размещения голосового трафика в пакетах;

 ● качества передачи пакетов в сети;

 ● успешности восстановления голосового трафика по полученным пакетам. Оцифровку и кодирование голосового трафика в системах выполняют специализированные адаптеры — шлюзы.

Шлюз (gateway) или телефонный сервер (ITS, Internet Telephony server)— устройство, которое осуществляет преобразование управляющей информации и данных, поступающих из одной сети (например телефонной) в пакеты сети Интернет и обратно. Причем такое преобразование не должно значительно исказить исходный речевой сигнал, а режим передачи должен обеспечить обмен информацией между абонентами в реальном масштабе времени. Популярным шлюзом является, например, VocalTech Gateway. Главные задачи шлюза — обеспечение качественного дуплексного телефонного общения абонентов в режиме пакетной передачи и коммутации цифровых сигналов — сохраняются. Шлюз может, использоваться и при наличии компьютерного терминала, выполняя при этом более качественное преобразование.

Более полно основные функции, возложенные на шлюз, состоит в следующем:

● реализация физического интерфейса с коммуникационной сетью;

● детектирование и генерация сигналов абонентской сигнализации;

● преобразование сигналов абонентской сигнализации в пакеты данных и обратно;

● оцифровка и кодирование голосового трафика с использованием стандартных речевых кодеков (вокодеров) и специальных анализаторов (например классификаторов — блоков определения голосовой активности, таких как Voice Activity Detector — VAD). На приемной стороне — восстановление аналогового сигнала;

● сжатие (компрессия) кодированного голосового трафика с целью сужения его частотного спектра и ускорения передачи по сети. На приемной стороне  декомпрессия трафика;

● упаковка голосового трафика в пакеты данных и обратная операция;

● соединение абонентов;

● передача по сети сигнализационных и голосовых пакетов;

● разъединение связи.

Большая часть функций шлюза реализуется в процессах прикладного уровня. Основные факторы, влияющие на снижение качества передачи пакетов:

● задержка — время ожидания доставки пакета информации от одного абонента другому.

Для передачи голоса время задержки является критическим фактором: допустимое время задержки 250 — 300 мс, превышение этого значения уже не позволяет вести голосовое общение в реальном времени. Сокращению задержек способствует оптимальный выбор маршрута — каждый маршрутизатор приостанавливает продвижение пакета примерно на 10 мс;

● искажения пакетов, которые бывают довольно редко и только при большом уровне помех или неисправностях аппаратуры;

● потеря пакетов и перестановка их во времени.

Рассмотрим последний фактор чуть более подробно.

Базовый протокол сети Интернет — Internet Protocol (IP). Это протокол сетевого уровня, который обеспечивает маршрутизацию пакетов в сети. Он, однако, не гарантирует надежную доставку пакетов, поскольку канал Интернет характеризуется:

● текущей пропускной способностью, определяемой пропускной способностью наиболее медленного звена виртуального канала в данный момент времени;

● неравномерностью во времени трафика, также являющейся функцией времени;

● задержкой пакетов, зависящей от трафика, длины проходимого пути, реальных физических свойств локальных каналов передачи, образующих в текущий момент времени виртуальный канал, задержек на обработку сигналов, возникающих в речевых кодеках и других устройствах шлюзов — все это также обусловливает зависимость задержки от времени;

● потерей пакетов, обусловленной наличием «узких мест» в виртуальном канале, очередями;

● перестановкой во времени пакетов, поступивших разными путями. То есть виртуальный канал Интернета  -сугубо нестационарная система. Пакеты в нем могут искажаться, задерживаться, передаваться по различным маршрутам (а значит иметь различное время передачи) и т. п.

На основе IP работают протоколы транспортного уровня t Control Protocol (TCP) и User Datagram Protocol (UDP).

Основное требование к передаче командной информации  отсутствие ошибок передачи. Откуда вытекает необходимость использовать достоверный протокол доставки сообщений. Обычно в качестве такого протокола служит TCP, обеспечивающий гарантированную доставку сообщений. К сожалению, время пересылки сообщений при использовании этого протокола не является стабильным, так как при выявлении ошибок сообщение передается повторно. Таким образом, длительность служебных процедур может бесконтрольно увеличиваться, что недопустимо, например, для этапа установления соединения а также для некоторых процедур, связанных с передачей по сети телефонных сигналов. Важной проблемой является создание достоверного механизма передачи, который не. только гарантирует безошибочную доставку информации, но и минимизирует время ее доставки при появлении ошибок.

При передаче речевой информации проблема времени доставки пакетов по сети становится основной. Это вызвано необходимостью поддерживать общение абонентов в реальном масштабе времени. В таком режиме использование повторных передач недопустимо, и, следовательно, для речевых пакетов приходится прибегать к «недостоверным» транспортным протоколам, например UDP. При обнаружении ошибки передачи факт ошибки фиксируется, но повторной доставки для ее устранения не производится. Пакеты, передаваемые по протоколу UDP, могут теряться. В одних случаях это может быть связано со сбоями оборудования. В других — с тем, что «время жизни» пакета истекло и он был уничтожен в одном из маршрутизаторов. При потерях пакетов повторные передачи также не организуются.

Существуют протоколы, позволяющие имитировать потерянные пакеты при декодировании, производя интерполяцию данных, но их возможности не безграничны, и потери данных более 10% невосполнимы.

Все системы IP-телефонии условно можно разделить на базовые схемы:

● голосовые соединения между двумя компьютерами;

● голосовые соединения через Интернет без использования компьютера.

Голосовые соединения между двумя компьютерами имеют два варианта реализации:

● npozpаммный, когда все процедуры преобразования трафика выполняет персональный компьютер со встроенной звуковой картой и модемом;

● программно-аппаратный, когда в компьютер устанавливается специализированный цифровой сигнальный процессор (Digital Signaling Processor, DSP), берущий выполнение этих функций на себя, освобождая тем самым компьютер для другой работы.

Первый вариант нашел воплощение во множестве программных продуктов, выпускаемых различными фирмами. Среди них и известная программа NetMeeting фирмы Microsoft, которая, помимо прочего, позволяет проводить телеконференции.

 Второй вариант также в настоящее время достаточно широко распространен. Первые программы, его поддерживающие, появились несколько лет назад и были реализованы на основе плат DSP фирмы Dialogic и программного обеспечения, разработанного фирмой VocalTech.

Голосовые соединения по схеме Телефон — Интернет — Телефон выполняются с использованием адаптера, подключаемого к телефонной линии на стороне абонента (непосредственно к телефонному аппарату или АТС), обеспечивающего дозвон и соединение с провайдером, запрос на связь, а иногда и оцифровку и восстановление голосового трафика. Причем адаптеры и их программная поддержка у обоих взаимодействующих абонентов должны быть одинаковыми. Популярными адаптерами являются адаптеры фирм Aplio, представляющие собой небольшую коробочку, содержащую модем и аппаратный кодек, и Kortex International, конструктивно выполненные аналогично и включающие в свой состав модем, факс-сервер и автоответчик. Вход в Интернет выполняется через шлюз, берущий на себя функции оцифровки-восстановления (если надо), сжатия голосового трафика, его упаковки-распаковки в пакеты и формирования всех управляющих сигналов для связи с сетью.

Интернет-провайдеры, предоставляющие услуги IP-телефонии, до недавнего времени активно работали только в США, а у нас в стране отсутствовали, но за последние три года активно стали создаваться и у нас. Известным провайдером интернет-телефонии является, например, компания «Ситек», имеющая точки входа во многих городах страны (естественно, и в Санкт-Петербурге). Большим преимуществом этой компании является возможность через нее подключиться к мировой сети IP-телефонии американской компании и Delta Tree, реализующей передачу голосового трафика по создаваемым ею выделенным виртуальным каналам Интернета, обеспечивая тем самым очень высокое качество связи.

Основное достоинство интернет-телефонии заключается в чрезвычайной дешевизне ее услуг, особенно при звонках на большие расстояния. Так, из Санкт-Петербурга разговор по IP-телефону в Москву обойдется примерно в два раза дешевле, а звонок в Австралию — в шесть раз дешевле, чем по обычной междугородной и международной связи.

По прогнозам агентства ProbeResearch, к 2005 году трафик IP-телефонии составит 44% международного трафика в мире, а в США, например, уже в 2002 году около 20% и внутреннего телефонного трафика проходило через Интернет.

Компьютерная видеосвязь

Рекламный ролик еще конца 60-х годов на всемирной выставке. Элегантно одетая домохозяйка — в вечернем платье и на высоких каблуках, не выходя из своей супер автоматизированной кухни, выбирает по видеотелефону мебель, покупает к обеду свежие овощи или критикует новую стрижку своей подруги. Увы, пока даже сегодня реализация таких возможностей весьма затруднительна. Но в ближайшем будущем?

Сейчас уже реально, а кое-где и повседневно, вести разговор с партнером по видео телефону, то есть при разговоре видеть своего собеседника. Один из первых в мире сотовых видеотелефонов VisualPhone, например, был выпущен японской компанией Kyocera в 1999 году: он весил 165 г, имел видеокамеру и двухдюймовый цветной дисплей, поддерживал передачу видеоданных со скоростью 32 Убит/с с частотой 2 кадра в секунду.

Реальна и организация совместной дистанционной работы нескольких пользователей с документами и приложениями в составе группы или при использовании удаленного доступа из домашних офисов (данный способ эффективно используется в тех фирмах, в которых широко практикуется надомный труд специалистов, а таких фирм становится все больше и больше). Реально проведение по видео- связи консилиумов, взаимных консультаций, семинаров, дистанционного обучения с демонстрацией необходимых графических и видеоматериалов (например, при помощи программного обеспечения NetMeeting) и т. п

Возможно и реально в системах видеосвязи-уже очень много. Но есть и трудности, особенно при проведении видеоконференций, а имени видеоконференции сейчас чаще всего рассматриваются как наиболее перспективный и экономически целесообразный вариант видеосвязи.

Видеоконференция или видеоконференцсвязь (Videoconferencing) — обмен оцифрованными видеоизображениями и звуком между двумя или более удаленными сторонами. Передаваемые данные могут включать в себя потоки видео, неподвижные изображения объектов, информацию из графиков, файлов или приложений. Это позволяет участникам конференции слышать, видеть своих собеседников и сотрудничать с ними в реальном времени.

Варианты сетевого решения видеоконференций

Видеоконференции принято классифицировать по числу связей, поддерживаемых одновременно с каждым компьютером:

● настольные (уточка-с-точкой», РС-to-РС или face-to-face — лицом к лицу) видеоконференции предназначены для организации связи между двумя компьютерами;

● студийные (уточка-с-многими) видеоконференции ориентированы на передачу видеоинформации из одного места во многие (выступление перед аудиторией);

● групповые (многие-с-многими) видеоконференции предполагают общение одной группы пользователей с другой группой.

Проведение настольных видеоконференций практических трудностей не вызывает, если не считать маленький размер видеоокна монитора (некоторые системы видеоконффенций воспроизводят видео лишь в четверть- экранном формате QCIF — Quarter Common Intermedia Format) и сопряженную с этим слабую разрешающую способность картинки. Но при организации достаточно динамичной видеокоференции из трех участников возникают пока еще трудноразрешимые проблемы с пропускной способностью каналов связи. Например, если связь осуществляется по обычным телефонным линиям, требуется большая подготовительная работа, а если средой передачи является ЛВС, проведение такой видеоконференции способно парализовать все остальные работы в сети. Проблемы связаны именно с динамикой процесса, так как для пересылки одного 256-цветного полноэкранного кадра без сжатия необходимо передать около 1,5 Мбайт данных, что может потребовать до 10 и более секунд.

Но если абстрагироваться от качества изображения и динамики картинки на экране, то становятся очевидными и достоинства видеосвязи:

● можно видеть своего собеседника;

● показывать друг другу рисунки и чертежи;

● демонстрировать различные изделия;

● интерактивно дистанционно управлять прикладными программами. Типовая система видеосвязи состоит из мультимедийного компьютера, оснащенного видеокамерой, микрофоном, устройствами оцифровки изображения и звука (видео- и аудиокарт, которые обычно выполняют и сжатие сообщений), одной или нескольких прикладных программ организации видеосвязи, и, самое важное, эффективной системы связи абонентов между собой. Канал связи должен быть достаточно широкополосным (обеспечивающим высокую скорость передачи) без прерываний и существенных задержек сигнала, иначе изображение будет дергаться, звук искажаться. Весьма перспективной технологией организации каналов для видеосвязи является технология W-CDMA (широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов).

Можно рекомендовать, например, следующее оборудование для проведения видеоконференции:

● процессор: Celeron 360 МГц;

● оперативная память: 64 Мбайт;

● видеокарта: 3D Rage Pro AGP2X, 8 Mb, Matrox Millennium PCI или S3 Virge;

● звуковая карта;

● сетевая карта: ЗСОМ EtherLink 10/100 PCI ТХ NIC или Realtek 8029 PCI;

● видеокамера Alaris QuickVideo  или Creative Webcam 3;

● карта для захвата видеоизображения VideoCap С210.

Сейчас существуют четыре варианта сетевого решения для реализации настольных систем видеоконференций (Digital Video Conference — DVC):

● локальная вычислительная сеть. При использовании плат Ethernet обеспечивается достаточная скорость (до 10 Мбит/с), но следует помнить, что при

видеосвязи двухсторонний поток аудио- и видеоданных будет конкурировать с сообщениями электронной почты; пересылкой, загрузкой и выгрузкой файлов и прочей информацией, циркулирующей в сети. Поэтому видеокадры могут искажаться, приходить в неправильной последовательности, возможно пропадание звука и т. п.;

● глобальная сеть Интернет. В этом случае сюрпризов может быть еще больше, вплоть до изменения частоты кадров (нужен мультичастотный монитор) и пропадания или изменения до неузнаваемости звука (придется часто переспрашивать собеседников);

● обычная телефонная сеть. В такой сети обеспечивается скорость максимум 56 Кбит/с, но видеосвязи в этом случае не мешают посторонние процедуры, другие передаваемые данные, поэтому в ряде ситуаций достигается качество видеосвязи даже лучшее, чем в первых двух вариантах;

● цифровая сеть с интегрированными услугами (ISDN). Такая сеть обеспечивает скорость передачи до 128 Кбит/с без каких-либо помех и замираний, идеально пригодную для DVC. Однако к каналам ISDN  еще подключено мало пользователей, само подключение стоит дорого и ф везде возможно, да и настройка линии сложна и трудоемка.

Основная функция любой системы видеоконференций — передача и прием цифровых сигналов звука и изображения. Многие из видеосистем не позволяют из-за ограниченной пропускной способности каналов связи выдержать даже телевизионный стандарт кадровой развертки (25 кадров/с), обеспечивают чаще всего непостоянную частоту (5 — 15 кадров/с по каналам ISBN, не выше 10 — по ЛВС), так что картинка на экране монитора будет. Видео- системы часто поддерживают видеоформат QCIF (скорость передачи видеоданных 9 Мбит/с, разрешающая способность изображения 176 х 144 точек/дюйм) и лишь дорогие системы высшего класса (Live 200, например) используют полный видеоформат CIF (скорость передачи — 36 Мбит/с, разрешение 352 х 288 точек на дюйм).

При работе на скоростях обычных модемов в аналоговых телефонных линиях не гарантируется высокое качество видео- и аудиосигнала. Для таких систем считается вполне приемлемым, если в узкополосных линиях связи обеспечивается частота 1 — 2 кадра/с при разрешении 160 х 120 пикселов. В широкополосных линиях связи, например Ethernet 10 Мбит/с, частота повышается до 5 — 12 кадров/с при том же разрешении. Использование в качестве среды передачи Ethernet 100 Мбит/с качествен но не меняет картины. Качество аудио и видео улучшается незначительно, зато увеличивается работоспособность системы видеоконференц- связи при наличии других приложений в сети.

Практически все системы работают с цветным изображением и имеют экранный буфер (white board — грифельная доска), на котором можно рисовать, писать заметки, вставлять изображения и использовать иные средства неречевого общения. Некоторые системы обеспечивают совместное использование приложений, что позволяет участникам вместе работать над документом с помощью текстового или графического редактора. Большинство программ DVC имеет функцию записи на диск как всех разговоров, так и отдельных видеокадров документов и даже самих собеседников.

Основные недостатки систем видеосвязи определяются слабым аппаратным обеспечением, медленными каналами связи, помехами в каналах и эхом в аудио платах. Но в целом эти системы вполне пригодны для деловых приложений и, если их использование не только дань моде и организации показательного дизайна процветающих фирм, они будут весьма полезны для:

● партнеров, совместно разрабатывающих или обсуждающих бизнес- проекты;

● инженеров при коллективной работе над сложными техническими изделиями;

● коммерсантов, желающих убедиться, что очередной клиент ведет с ним переговоры не «под дулом пистолета»;

● журналистов при оперативной передаче «горячих» материалов на телестудию или в редакцию газеты;

● сотрудников правоохранительных органов для дистанционного визуального наблюдения за объектом;

● врача, желающего проконсультироваться по сложному вопросу у видного специалиста;

● наконец, президента компании или страны, чтобы независимо от своего местоположения (на даче, за границей и т. д.) видеть при беседе лица своих заместителей и чиновников (не менее важно и для чиновника наблюдать лицо своего президента).

Но, к сожалению, пока в России системы видеоконференций — это больше предметы роскоши, чем инструменты эффективной творческой, технической и управленческой деятельности. Хотя уже в 1997 году на выставке Comtek 97 российское АО «Цифровые видеосистемы» представило DiViSy'97 — 32-разрядную версию своего продукта для проведения видеоконференций, работающую под управлением Windows NT и Windows 95. В видеоконференциях DiViSy'97 могут принимать участие до 8 абонентов в режимах «точка-с-точкой», «точка-с-многими», «многие-с-многими». Система позволяет обмениваться графической и текстовой информацией и передавать файлы одновременно с сеансом видеоконференции. Сеансы видеоконференций DiViSy'97 можно проводить по аналоговым телефонным линиям со скоростью передачи более 2400 бит/с, цифровым выделенным линиям связи, спутниковым системам связи и компьютерным сетям, использующим протоколы ТСР/IP (Интернет) и Х.25.

За рубежом дело обстоит значительно лучше. Видеоконференции в развитых странах являются одной из самых быстроразвивающихся и перспективных современных технологий. Уже сейчас в США их применяют около 20% компаний, специализирующихся в области высоких информационных технологий, а представители еще 50% компаний заявили об имеющихся планах развертывания систем видеоконференции в течение ближайших двух лет. В 200i году число абонентов, участвующих в видеоконференциях, превысило 6 миллионов.

Системы видеоконференций

Наиболее популярные системы видеоконференций: MS NetMeeting, Netscape Conference, CUseeMe и Internet Phone. Можно назвать также: Suite Vision (корпорации Specom Technologies), Supra Video Phone Kit (фирмы Diamond Multimedia Systems), QuickTime Conferencing Kit (фирмы Apple Computer), Video Phone Kit (фирмы Воса Research), Visit Video (фирмы Northern Telecom), Meet-Ме (фирмы Sat Sagem), BigPicture (корпорации U.S. Robotics)Д Live 200 (корпорации Picture Теll)и т. д.

Пакет CUseeMe представляет собой программный комплекс видеоконференц- связи, разработанный в университете Корнелл (США, штат Нью-Йорк, г. Итака). Он предназначен для организации видеоконференций в Интернете или в корпоративной сети с поддержкой протоколов ТСР/IP.

Его функциональные возможности достаточно типичны для, программ подобного рода и включают в себя:

● реализацию аудио- и видеоконтактов между участниками конференции;

● возможность совместной работы над документом;

● пересылку файлов;

● общение партнеров в ходе конференции посредством текстовой формы (Chat Window);

● возможность организации многоточечных (групповых) конференций.

Microsoft NetMeeting для Windows — удобное средство для проведения конференций в Интернете и корпоративных сетях. Программа предоставляет те же возможности, что и пакет CUseeMe, плюс ко всему обладает неоспоримым пpeимуществом — возможностью совместного использования приложений. Любые Windows-приложения могут использоваться участниками конференции коллективно, что существенно повышает эффективность групповой работы. Эта возможность реализуется вне зависимости от того, располагают ли другие участники конференции приложением, которое предоставляется одним из них для совместного использования.

Программа MS NetMeeting локализована и поэтому представляет особый интерес для российских пользователей.

Программа отличается хорошим качеством видеоизображения и имеет минимальное количество настроек по сравнению с остальными решениями. NetMeeting поддерживает стандарт аудио- и видеоконференций, что обеспечивает взаимодействие NetMeeting с другими совместимыми программами клиентов видеотелефонной связи.

Internet Phone 5 является разработкой компании Vocaltec. В программе поддерживаются передача изображений, функции голосовой почты, совместная работа над документами, передача файлов и другие возможности. Она обладает возможностью поиска собеседника по языку общения, интересам и другим признакам с помощью встроенного браузера — Community Browser.

Что можно рекомендовать? Если стоит задача организации видеоконференцсвязи в небольшом офисе, то предпочтительней пакет CUseeMe с пропускной способностью сети 400 Мбит/с. Такая комбинация наиболее оптимальна по соотношению цена-качество, NetMeeting более подходит для организации связи между отдельными клиентами, использующими диалог face-to-face. Возможность интеграции этой программы в web-страницы позволяет создавать сайты определенной направленности, например, для дистанционного обучения. Internet Phone 5— программа для домашнего использования, позволяющая найти собеседников по языку общения, интересам, возрасту, увлечениям и прочим признакам.

В последние годы активно развиваются и системы видеопочты. В отличие от видеоконференций, которые проводятся в реальном масштабе времени, видеопочта не требует одновременного присутствия всех абонентов на рабочих местах. Это удобное средство видеосвязи между абонентами, находящимися в разных часовых поясах. Видеопочту, поступившую на компьютер, абонент может посмотреть в любое удобное для него время.