Ідеологія побудови радіоподовжувачив телефонних мереж.

ВСТУП Призначення і галузь застосування бездротових подовжувачів телефонних мереж. В даний час на практиці нерідко виникає необхідність подовження двохпровідної телефонної абонентської лінії. З цією проблемою зштовхуються як приватні особи, так і організації, наприклад, для телефонізації віддаленого складу, гаражу, офіса, і т.п. Якщо необхідно забезпечити телефонізацію віддаленого об'єкта з декількома абонентами (невеликого села, ферми, заміських дач і т.п.), те подовженню підлягає групова телефонна лінія. Часто по яким-небудь міркуваннях невигідно прокладати телефонний кабель у віддалені об'єкти. У таких випадках зв'язок можна здійснити за допомогою спеціального пристрою - телефонного Радіоподовжувача, - який дозволяє по радіо організувати звичайний абонентський канал або групу каналів із дальністю до декількох десятків кілометрів. Радіоподовжувачі відносять до техніки мобільного зв'язку. На Україні одержали широке поширення два стандарти мобільного зв'язку - скандинавский стандарт NMT-450 і європейський стандарт - GSM-900 (Group Service Mobile). Для сумісної роботи подовжувача з цими стандартами необхідно використання широкополосної антени, що володіє високою спрямованістю. Найбільше доцільним для цієї мети є застосування плоскої вибраторної логоперіодичної антени. Стислі історичні відомості розвитку бездротового зв'язку. Перші радіотелефони використовували звичайні фіксовані канали, і якщо один із них був зайнятий, абонент вручну переключався на інший. У 1946 р. у місті Сант-Луіс (США) уперше запрацювала подібна система радіотелефонного зв'язку, що пропонувала послуги усім бажаючим. З розвитком техніки системи радіотелефонії удосконалювалися, зменшувалися габарити пристроїв, освоювалися нові частотні діапазони, поліпшувалося базове і комунікаційне устаткування, зокрема з'явилася функція автоматичного вибору вільного каналу (trunking) . Але все це не могло вирішити головної проблеми - обмеження частотного ресурсу. При величезній потребі в наданні послуг. У середині 40-х років дослідницький центр Bell Laboratories американської компанії AT&T запропонував ідею розбивки території на невеликі ділянки, називані стільниками (від англ. cell - осередок, стільника). Розподіл стільників. Рис. 1.1. Кожна з осередків обслуговується передавачем з обмеженим радіусом дії і числом каналів. Це без перешкод дозволило б повторно використовувати ті ж самі частоти в іншій осередку, але віддаленої на значну відстань. Теоретично їх можна використовувати в сусідньому осередку. Але на практиці зони обслуговування стільник можуть перекриватися через різноманітні фактори, наприклад, зміни умов поширення радіохвиль. У результаті з'являються взаємні перешкоди, що неприпустимо. Тому в сусідніх осередках використовуються відмінні від першої частоти. Група осередків із різноманітними наборами частот називається кластером. На рис. розмірність кластера дорівнює трьох, але на практиці це число може досягати п'ятнадцятьох. Через 30 років такий принцип організації зв'язку був реалізований. У Америці в 1983 році, після ряду польових іспитів, у районі Чикаго вступила в комерційну експлуатацію мережа стандарту AMPS (Advanced Mobile Phone Service), розробленого в тому ж дослідницькому центрі Bell Laboratories. Ще раніш, у 1981 р. почалася експлуатація перших систем стільникової зв'язок стандарту NMT-450 (Nordic Mobile Telephone) діапазону 450 МГц. Роботи над ній почалися ще наприкінці 70-х років із метою створення єдиного стандарту стільникової зв'язок для п'ятьох североевропейських країн - Ісландії, Швеції, Фінляндії, Норвегії і Данії. Мережі на основі його модифікованих версій стали використовуватися в Австрії, Голландії, Швейцарії, Бельгії, а також у країнах Ближнього Сходу і Юго-Восточної Азії. Трохи пізніше, у 1985 р., на базі NMT-450 був розроблений стандарт MNT діапазону 900 МГц, що дозволив значно збільшити ємність системи за рахунок використання більшого частотного ресурсу і розширити її функціональні можливості. У 1985 р. Великобританія прийняла в якості національного стандарту TACS (Total Access Communications System), розроблений на основі AMPS. Два роки через, у зв'язку з різким збільшенням числа абонентів, у районі Лондона була розширена робоча смуга частот і нової версії одержала назву ETACS (Enhanced TACS). Усі названі тут стандарти є аналоговими і відносяться до першого покоління систем стільникової зв'язок. Їхні основні характеристики наведені в таблиці 1. Таблиця 1. Аналогові стандарти стільникової зв'язок. Характеристики системи AMPS (США) NMT-450 (Скандинавські країни) NMT-900 (Скандинавські країни) TACS (Великобританія) Radiocom-2000 (Франція) Рік введення в експлуатацію 1983 1981 1986 1985 1985 Смуги частот на передачу, МГц: - Базова станція - Рухлива станція 870-890 825-845 463-467,5 453-457,5 935-960 890-915 935-950 890-905 424,8-427,9 418,8-421,9 Рознос мовних каналів, кГц 30 25 25/12,5 25 12,5 Загальне число каналів 666 180 1000/1999 600 256 Характеристики телефонного сигналу: - тип модуляції - пікова девіація, кГц ФМ +/- 12 ФМ +/- 5 ФМ +/- 5 ФМ +/- 9,5 ФМ +/- 2,5 Тип модуляції сигналів управління FSK FFSK FFSK FSK FFSK Типовий радіус осередку, км 2-20 2-45 0,5-20 2-20 5-20 Час переключення на межі осередків, мс 250 1250 270 290 280 Аналоговий засіб передачі інформації за допомогою звичайної кутової модуляції (ЧМ або ФМ), крім простоти, має ряд суттєвих недоліків: можливість прослуховування розмов, відсутність ефективних методів боротьби з завмираннями сигналів під впливом навколишнього ландшафта і будинків або при прямуванні абонентів. Використання різноманітних стандартів стільникового зв'язку заважало її широкому застосуванню, адже іноді по тому самому телефоні не можливо було розмовляти навіть у межах двох сусідніх країн. Збільшувати число абонентів можна було лише двома засобами - поширенням частотного ресурсу (як, наприклад, це було зроблено у Великобританії) і переходом до раціонального частотного планування, що дозволяє набагато частіше використовувати ті самі частоти. До кінця 80-х стільниковий зв'язок підійшов до нового етапу свого розвитку - створенню систем другого покоління на основі цифрових методів обробки сигналу. У 1982 р. Европейська Конференція Адміністрації Пошт і Електрозв'язку (СЕРТ) - організації, що об'єднує адміністрації зв'язку 26 країн - створила спеціальну групу Groupe Special Mobile із метою розробки єдиного європейського стандарту цифрової стільникової зв'язок для виділеного в цих цілях діапазону 900 МГц. Її абревіатура GSM і дала назву новому стандарту. У 1992 р. у Німеччині система вступила в комерційну експлуатацію. У цьому стандарті використовуються самі сучасні розробки головних науково-дослідних центрів. До них, у першу чергу, відносять застосування тимчасового поділу каналів, шифрування повідомлень і захист даних користувача, використання блокового і зверточного кодування, новий вид модуляції - GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) і ряд інших. 1. ВИДИ І ПРИНЦИП РОБОТИ СУЧАСНИХ ЗАСОБІВ ТЕЛЕКОМУНИКАЦІЙ 1.1. Системи стільникового зв'язку. Отже, у системах стільникового зв'язоку уся що обслуговується територія розбивається на невеликі зони - стільники. Кожна з них обслуговується багатоканальним приемопередавачем - базовою станцією (БС). Вона служить своєрідним інтерфейсом між щільниковим телефоном і центром комунікації рухливого зв'язку (ЦКП), а роль проводів звичайної телефонної мережі виконують радіохвилі. Число каналів БС звичайно кратно «8» - 8, 16, 32; причому один із них може бути керуючим (control channel), у деяких випадках називаний також каналом виклику (calling channel). На ньому відбувається безпосереднє встановлення з'єднання при виклику рухливого абонента мережі, а сама розмова можна починати тільки після того, як буде знайдені вільний канал і з'єднання буде перекинуте на нього. Любой із каналів являє собою пари частот для дуплексного зв'язку. Усе БС системи сполучені з ЦКП по виділених провідних або радіорелейних каналах зв'язку. Центр комунікації - це АТС системи стільникової зв'язок, що забезпечують усі функції управління мережею і з'єднання рухливого абонента з тим, хто йому необхідний у звичайній телефонній мережі загального користування. У різноманітних стандартах стільникового зв'язок є свої особливості, але алгоритми їхньої роботи в основі своєї дуже схожі. Якщо абоненту щільникової мережі потрібно подзвонити, він натискає клавішу на своєму радіотелефоні, що аналогічно зняттю трубки. Коли «трубка призначена», термінал постійно сканує або всі канали системи, або тільки управляющі. Під час набору номера радіотелефон займає той вільний канал, рівень сигналу в який найбільше великий. В міру видалення абонента від даної базової станції і переміщення його в зону дії іншої БС, рівень сигналу падає і якість розмови погіршується. Спеціальна

1.1. Назначение и область применения беспроводных удлинителей теле-фонных сетей.



В настоящее время на практике нередко возникает необходимость удлине-ния двухпроводной телефонной абонентской линии. С этой проблемой сталкива-ются как частные лица, так и организации, например, для телефонизации удален-ного склада, гаража, офиса, и т.п. Если необходимо обеспечить телефонизацию удаленного объекта с несколькими абонентами (небольшой деревни, фермы, заго-родных дач и т.п.), то удлинению подлежит групповая телефонная линия. Часто по каким-либо соображениям невыгодно прокладывать телефонный кабель в уда-ленные объекты. В таких случаях связь можно осуществить посредством специ-ального устройства телефонного радиоудлинителя, который позволяет по ра-дио организовать обычный абонентский канал или группу каналов с дальностью до нескольких десятков километров.

Радиоудлинители относятся к технике мобильной связи. На Украине полу-чили широкое распространение два стандарта мобильной связи скандинавский стандарт NMT-450 и европейский стандарт GSM-900 (Group Service Mobile). Для совместной работы удлинителя с этими стандартами необходимо использо-вание широкополосной антенны, обладающей высокой направленностью. Наибо-лее целесообразным для этой цели является применение плоской вибраторной ло-гопериодической антенны.

1. Варывдин В. С. Излучающие устройства. Учебное пособие. Днепропетровск: ДГУ, 1986г.

2. Кочержевский Г.Н. и др. Антенно-фидерные устройства. Учебник для вузов по спец. «Радиосвязь, радиовещание и телевидение», М.: «Радио и связь», 1989г.

3. Фрадин А. З., Рыжков Е. В. Измерение параметров антенно-фидерных устройств (издание 2-е, дополненное), М.: «Связь», 1972г.

4. ДСТУ 3008-95. Документація. Звіти в сфері науки і техніки. Структура і правила оформлення.

5. ГОСТ 7.32.82 «ССМБИД. Отчёт о НИР. Общие требования и правила оформления.»

6. Фрадин А. З. Антенно-фидерные устройства. Учебное пособие для электротехнических институтов связи, М.: «Связь», 1977г.

7. Марков Г. Т. Антенны, М.: «Энергия», 1975г.

8. Никольский В. В. Антенны. Учебное пособие для электротехнических вузов, М.: «Связь», 1966г.

9. Драбкин А. П., Зузенко В. Л., Кислов Я. Г. Антенно-фидерные устройства, М.: «Советское радио», 1974г.