Пейджинговая связь

Пейджинговая связь.

Передача адресной информации и сообщений в цифровых системах в том числе и в пейджинговых осуществляется в определенном формате протоколе кодирования. История создания и развития протоколов пейджинговой связи насчитывает более полутора десятков различных форматов связи.

Первым протоколом пейджинговой связи является двухтоновый формат, разработанный в 50-х годах фирмой MULTITON и предусматривающий передачу предварявшую голосовое сообщение на радиостанцию адреса - двух тоновых посылок различной частоты. Долгое время после этого разрабатывались и применялись форматы связи, обеспечивающие работу тоновых пейджеров. К середине 70-х годов были разработаны и внедрены широко применяемые и сегодня протоколы POCSAG, GOLEY, NEC, предусматривающие модуляцию высокочастотного сигнала двоичным кодом. Протоколом-чемпионом по количеству используемых в мире в последнее десятилетие пейджеров, работающих в этом формате, являетс POCSAG. Это действительно универсальный протокол, позволяющий передавать цифровые, буквенно-цифровые и тоновые сообщения на скорости 512, 1200 и 2400 бод, что поддерживает уникальную адресацию до 2 млн. номеров пейджеров и обеспечивает ресурс одной частоты СПРВ по количеству обслуживаемых абонентов в пределах 10-20 тыс. Сегодня большинство компании-операторов СПРВ в РФ работает в формате POCSAG. Выданных Госкомсвязи РФ лицензий на операторскую деятельность в этом формате около 300 вполне достаточно для обслуживания не менее 3-5 млн. абонентов.

Стандарт АРОС, изобретенный компанией PHILIPS, являетс почти обычным стандартом POCSAG, в котором предусмотрена замена при передаче наиболее распространенных слов и фраз кодовым трехбайтовым сообщением.

Функцию кодировки автоматически выполняет кодировщик сигнала POCSAG пейджинговый терминал, имеющий соответствуют опцию.

При приеме сигнала и его декодировании пейджер также имеющий функцию работ с AРОС заменяет кодовое значение на соответствующее слово фразу. Такая модернизация стандарта POCSAG, по расчетам 1 , позволяет компрессировать сжимать трафик не более чем на 20-25 , что, безусловно, важно и полезно, особенно для случаев дефицита часотых ресурсов. Однако, опыт компании PHILIPS не получил широкого распространения, возможно, потому, что, во-первых, эту инициативу не поддержали основные производители пейджинговых систем, а во-вторых, появились новые высокоэффективные протоколы пейджинговой связи FLEX и ERMES . Следует отметить, что эта идея могла бы приобрести более оптимистические надежды на реализацию, если бы предусматривала использование не трехбайтовой, а четырехбайтовой ссылки.

В этом случае уровень компрессии был бы более значительным до 40-50 . Однако прогресс не стоит на месте - появились новые высокоскоростные протоколы пейджинговой связи FLEX и сопровождающее его семейство ReFLEX, InFLEXion, разработанный компанией MOTOROLA, и ERMES, разработанный Международным Союзом Электросвязи.

Безусловно, новые протоколы см. табл. 1 более сложны и совершенны, обладают в 3-8 раз большей абонентской емкостью на один частотный канал, эффективны для роуминга и подключения сервисных подсистем, имеют ряд других преимуществ. Однако будущему оператору следует знать, что увеличение скорости передачи сообщений влечет за собой снижение радиуса рабочей зоны. Так, для формата POCSAG увеличение скорости передачи сообщений на пейджеры с 512 бод до 2400 бод приводит к снижению радиуса рабочей зоны в 1,5-2 раза, если мощность базовой станции была изначально рассчитана на работу со скоростями 512 бод. Таким образом, чтобы обеспечить рабочую зону вещания при работе с высокоскоростными протоколами требуется более дорогостоящая инфраструктура СПРВ большая мощность базовой станции, дополнительные ретрансляторы и др Имеется и ряд других сложностей в реализации высокоскоростных протоколов. Так, для стандарта ReFLEX, в котором предусмотрена передача пейджером подтверждени принятия сообщения на частоте 901-902 МГц а эти частоты лежат в полосе частот уже используемого в РФ стандарта GSM требуется принятие сложных решений, Наиболее вероятное из которых - адаптация протокола и выпускаемых пейджеров на более высокие частоты.

Сложным вопросом, касающимся создани в РФ СПРВ ERMES-формата, является выделение необходимой сетки частот, так как принятая для стандарта полоса частот 169.425-169.800 МГц активно используется в РФ РЭС специального назначения. 2.6.1.РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИО ВОЛН Для передачи сообщений в СПРВ используется ультракоротковолновый УКВ диапазон частот сигнала от 80 МГц до 930 МГц длина волны от 3.75 м до 0.32 м. Главная особенность распространения радиоволн УКВ-диапазона состоит в том, что основная часть энергии, излучаемая антенной, распространяетс в пределах прямой оптической видимости, так называемой зоны дифракционного поля. Без учета рефракции расстояние прямой видимости определяется по следующей формуле, где h1 и h2 - высоты передающей и приемной антенны в метрах рисунок 1.1 С учетом рефракции дальность видимости увеличиваетс примерно на 15 рис 1.2 , и может быть определена по формуле. На рис. 1.3 представлен график для оценочного расчета дальности видимости фактически - радиуса рабочей зоны в зависимости от высоты подвеса антенны передатчика h1 при h2 1 м. Рефракцией называется преломление радиолучей в нижних слоях атмосферы.

Это явление вызывается неоднородностью атмосферы.

Диэлектрическа проницаемость воздуха зависит от его влажности, температуры и давления. Непосредственно у поверхности земли диэлектрическая проницаемость воздуха больше единицы.

С увеличением высоты влажность, давление и температура воздуха понижаются, а диэлектрическая проницаемость приближается к единице.

По-этому атмосферу можно представить себе состоящей из большого числа слоев, имеющих различные диэлектрические проницаемости.

При переходе от слоя к слою луч отклоняется к земле, т.е. искривляется. Другие особенности волн УКВ-диапазона не отражаются регулярной ионосферой очень сильно поглощаютс почвой и местными предметами обладают малой дифракционной способностью не отражаются от сухой земли последняя является диэлектриком для радиоволн длиной волны меньше 4м радиус действия поверхностного луча не зависит от времени года и суток, но сильно зависит от рельефа местности не восприимчивы к атмосферным помехам, источниками которых являются грозовые разряды в лесу сильно поглощаютс радиоволны вертикальной поляризации, из-за чего связь может быть нестабильной отражаются от зданий, металлоконструкций и других крупногабаритных препятствий, что позволяет СПРВ довольно уверенно работать в городских условиях, принимать сообщени в зданиях, а при достаточной мощности передатчика и в подвалах.

Следует отметить, что возникающая при городских условиях многолучевость распространени и как следствие - замирание сигнала компенсируется при приеме пейджинговыми кодами повышенная дальность распространени над грунтами с высокой проводимостью и вы-сокой диэлектрической проницаемостью, например, над болотистыми торфяниками и водной поверхностью.

Например, известны, по крайней мере, две работающие СПРВ с удаленными на 150 и 230 км ретрансляторами, что, с учетом известных высот подвеса их антенн, примерно в 1,5-2 раза превышает расчетную дальность распространения.

При общих свойствах радиоволны УКВ-диапазона имеют и ряд особенностей распространения в метровом и дециметровом диапазонах. Радиоволны дециметрового диапазона испытывают большее затухание например, для частоты 450 МГц по сравнению с частотой 150 МГц - на 10 дБ и в меньшей степени подверже-ны рефракции, поэтому обладают меньшей дальностью распространения. По этой причине, с точки зрения экономичного построения СПРВ с необходимой меньшей мощностью базовой станции и меньшим количеством ретрансляторов при выборе рабочей частоты предпочтение отдают метровому диапазону частот.

В то же время радиоволны дециметрового диапазона обладают большей проницаемостью внутрь помещений и подвалов, средств автотранспорта. Например, в Москве были отмечены случаи приема сообщений на пейджеры дециметрового диапазона даже на станциях метро глубокого заложения, а на станциях мелкого заложения прием осуществляется с еще большой вероятностью. Таким образом, для связи в городских условиях дециметровый диапазон имеет некоторые преимущества.

В то же время, учитывая более низкую температурную стабильность на частоте приема и худшую селективность пейджеров дециметрового диапазона, указанные выше преимущества использования дециметрового диапазона радиоволн становятс не такими весомыми. 2.7. Оптоволоконные линии связи Волоконно-оптические линии связи - это вид связи, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам, известным под названием оптическое волокно. Оптическое волокно в настоящее время считается самой совершенной физической средой для передачи информации, а также самой перспективной средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния.

Основания так считать вытекают из ряда особенностей, присущих оптическим волноводам. 2.7.1.