Контрольная работа по "Технологии"

 

Технические и  эксплуатационные преимущества UWB-технологии позволяют уверенно прогнозировать для такого оборудования широчайшие возможности ее применений. Большинство нынешних применений UWB-систем можно отнести к одной из двух категорий.

Первая – это  средства радиосвязи малого радиуса  действия для передачи речи, данных или сигналов управления, вторая – радарные системы и системы идентификации и определения местоположения объекта. К первой категории, в частности, относятся высокоскоростные радиолинии передачи на небольшие расстояния (до 1 км) для локальных и персональных беспроводных сетей. В офисе UWB-станция способна заменить провода, соединяющие компьютер с мониторами, клавиатурой, мышью, громкоговорителями, принтерами, локальной сетью. Технология UWB также может быть использована для высокоскоростной синхронизации между PDA, ноутбуками и мобильными телефонами

-– системы  безопасности, оснащенные датчиками  движения, например, электронные заграждения  и устройства предупреждения  о приближении объектов. UWB может быть использован в медицинских приложениях, таких как мониторинг работы сердца, органов дыхания и т. п.

С помощью UWB-датчиков можно создать средства защиты автомобильных систем, начиная от простых систем предотвращения столкновений или дистанционного управления замками до значительно более сложных интеллектуальных приложений для скоростных автодорог. Возможность измерения расстояний с точностью до сантиметров позволяет широко использовать системы UWB для определения местоположения различных объектов.

Совокупность  таких свойств, как высокая помехозащищенность, скрытность, малое энергопотребление и простота реализации позволяет реализовать скрытную беспроводную связь, высокоскоростную передачу больших массивов информации.

UWB-устройства  могут найти применение и в  системах распознавания меток,  идентификационных карт, лицензионных  марок для любых видов имущества и оборудования, перемещение которого по тем или иным причинам необходимо отслеживать, а также в системах локации. В частности, могут быть реализованы локационные системы, которые способны обнаруживать неглубокие залежи различных минералов, определять местонахождения неметаллических труб, пластиковых мин, археологических ценностей, трещин в мостах и дорожном покрытии, находить людей под завалами или снежными лавинами и т. д.

На базе технологии UWB можно создать устройства передачи изображения, обеспечивающие безопасность работ при строительстве и ремонте зданий, устранении последствий стихийных бедствий и др.

Таким образом, по потенциальным пропускной способности  и удельной плотности передачи данных технология UWB не имеет себе равных на расстояниях до 10 м и может стать альтернативой скоростным проводным стандартам.

 

Цифровой  стандарт DECT (Digital European Cordless Telecommunications) первоначально разрабатывался для Европы и утверждался в 1992 году Европейским институтом телекоммуникационных стандартов (ETSI). Стандарт описывает взаимодействие базовой станции с мобильными терминалами (аппаратами) при этом может обеспечиваться как передача голоса, так и данных.

• Диапазон радиочастот, используемых для приёма/передачи — 1880—1900 МГц в Европе, 1920—1930 МГц в США.
• Рабочий диапазон (20 МГц) разделён на 10 радиоканалов, каждый по 1728 КГц.
• Максимальная мощность станции и телефонных трубок в соответствии со стандартом — 10 мВт.

DECT относится  к системам пакетной радиосвязи с частотно-временным разделением каналов (информация передаётся по радиоканалу в виде пакетов, организованных в кадры) и основана на технологиях:

• TDMA — Time division multiple access (множественный доступ с временным мультиплексированием)
• FDMA — Frequency division multiple access (множественный доступ с частотным мультиплексированием)
• TDD — Time division duplex (дуплексный канал с временным разделением)

(это означает, что спектр радиоизлучения разделён как по времени, так и по частотам). 
Обмен информацией производится кадрами; с помощью временного разделения в каждом кадре. Каждый кадр длительностью 10 мс разделен на 24 временных интервала (ВИ, или слота англ. slot), причем первые 12 ВИ (0-11) служат для передачи пакетов в направлении ФЧ-ПЧ, а следующие 12 ВИ (12-23) для передачи пакетов в обратном направлении, ПЧ-ФЧ. Дуплексные каналы связи образуют последовательности из двух пакетов одного кадра с интервалом между ними в 12 ВИ. Передачу и прием информации в DECT ведут на одной частоте (дуплекс, с временным разделением каналов). 16 кадров DECT объединяют в мультикадр. Все кадры DECT пронумерованы, номера кадров используют при шифрации сообщений и передают по вещающему каналу Q.

Передача соединения мобильного абонента от одной базовой  радиостанции к другой во время разговора абсолютно незаметна для абонента (режим handover). При установлении соединения для разговора используются 2 из 24 временных слота в каждом кадре: один для передачи голоса, другой для приёма.

Существует дополнительное расширение стандарта DECT — стандарт GAP (Generic Access Profile), принятое летом 1996 года, означающее совместимость радиотелефона с оборудованием других производителей, имеющим тот же стандарт DECT/GAP. Например, с теми телефонами, которые поддерживают стандарт DECT/GAP, можно использовать трубки от любой другой модели, поддерживающей этот стандарт. Специфика этого стандарта в том, что при взаимодействии трубок разных производителей некоторые функции могут быть неактивными.

Достоинства и недостатки

Основные  достоинства DECT:

• хорошая (в сравнении с аналоговыми системами) помехоустойчивость канала связи, благодаря цифровой передаче сигнала; вследствие этого — отсутствие множества помех во время разговора, которые присутствовали в аналоговых системах;
• хорошая интеграция с системами стационарной корпоративной телефонии.
• меньшее по сравнению с мобильными телефонами облучение абонента — уровень сигнала радиотелефона в соответствии со стандартом составляет 10 мВт (из-за многократно меньшей мощности передатчика (как трубки, так и базы).

 

Основные  недостатки DECT:

• относительно небольшая дальность связи (из-за ограничения мощности самим стандартом);
• невысокая (относительно WiFi) скорость передачи данных

Системы DECT для  корпоративной и домашней связи  выпускаются порядка 45 производителями телекоммуникационного оборудования, такими как:

Avaya, Alcatel, DeTeWe, Ericsson,

Goodwin, Matra, Nortel, Panasonic, Gigaset (ранее как Siemens Gigaset).

Следовательно существует проблема её стандартизации, которую  решают используя понятия профилей (profile) DECT. Все профили обеспечивают защиту системы от несанкционированных пользователей и шифрацию сообщений, которая, однако, успешно обходится.[2] Основной профиль — профиль общего доступа GAP (Generic Access Profile) обеспечивает передачу телефонии со скоростью 32 кбит/с и потоков данных по «прозрачному» каналу со скоростями 32, 16 и 8 кбит/с без дополнительной защиты информации. Также существует профиль радиодоступа RAP (Radio Local loop Access Profile) который специально разработан для аппаратуры радиодоступа. Из новых профилей следует отметить DMAP (DECT Multimedia Access Profile), ориентированный на предоставление мультимедийных услуг.

 

GPRS (МФА: [dʒiːpiːɑːɹˈɛs]; англ. General Packet Radio Service — «пакетная радиосвязь общего пользования») — надстройка над технологией мобильной связи GSM, осуществляющая пакетную передачу данных. GPRS позволяет пользователю сети сотовой связи производить обмен данными с другими устройствами в сети GSM и с внешними сетями, в том числе Интернет. GPRS предполагает тарификацию по объёму переданной/полученной информации, а не по времени, проведённому онлайн.

Принцип работы

При использовании GPRS информация собирается в пакеты и передаётся через неиспользуемые в данный момент голосовые каналы, такая технология предполагает более  эффективное использование ресурсов сети GSM. При этом, что является приоритетом  передачи — голосовой трафик или передача данных — выбирается оператором связи. Федеральная тройка в России использует безусловный приоритет голосового трафика перед данными, поэтому скорость передачи зависит не только от возможностей оборудования, но и от загрузки сети. Возможность использования сразу нескольких каналов обеспечивает достаточно высокие скорости передачи данных, теоретический максимум при всех занятых таймслотах TDMA составляет 171,2 кбит/c. Существуют различные классы GPRS, различающиеся скоростью передачи данных и возможностью совмещения передачи данных с одновременным голосовым вызовом.

Передача данных разделяется по направлениям «вниз» (downlink; DL) — от сети к абоненту, и  «вверх» (uplink, UL) — от абонента к сети. Мобильные терминалы разделяются  на классы по количеству одновременно используемых таймслотов для передачи и приёма данных. Современные телефоны (июнь 2006) поддерживают до 4-х таймслотоводновременно для приёма по линии «вниз» (то есть могут принимать 85 кбит/с по кодовой схеме CS-4), и до 2-х для передачи по линии «вверх» (class 10 или 4+2 всего 5). Новейшие телефоны (февраль 2009) поддерживают class 12 (или 4+4, всего 5).

Абоненту, подключенному  к GPRS, предоставляется виртуальный  канал, который на время передачи пакета становится реальным, а в  остальное время используется для  передачи пакетов других пользователей. Поскольку один канал могут использовать несколько абонентов, возможно возникновение очереди на передачу пакетов, и, как следствие, задержка связи. Например, современная версия программного обеспечения контроллеров базовых станций допускает одновременное использование одного таймслота шестнадцатью абонентами в разное время и до 5 (из 8) таймслотов на частоте, итого - до 80 абонентов, пользующихся GPRS на одном канале связи (средняя максимальная скорость при этом 21,4*5/80 = 1,3 кбит/с на абонента). Другой крайний случай - пакетирование таймслотов в один непрерывный с вытеснением голосовых абонентов на другие частоты (при наличии таковых и с учётом приоритета). При этом телефон, работающий в режиме GPRS, принимает все пакеты на одной частоте и не тратит времени на переключения. В этом случае скорость передачи данных достигает максимально возможной, как и описано выше, 4+2 таймслота (class 10) или 4+4 (class 12).

Технология GPRS использует GMSK-модуляцию. В зависимости от качества радиосигнала, данные, пересылаемые по радиоэфиру, кодируются по одной из 4-х кодовых схем(CS1—CS4). Каждая кодовая схема характеризуется избыточностью кодирования и помехоустойчивостью, и выбирается автоматически в зависимости от качества радиосигнала. По той же схеме и используя то же самое оборудование, работает и технология EDGE. Но внутри таймслота EDGE используется другая, более плотная, упаковка информации (модуляция 8PSK).

 

 

 

 

 

Применение

• Мобильный доступ в Интернет с приемлемой скоростью передачи данных, быстрым соединением и тарификацией по количеству переданных/полученных данных.
• Мобильный и безопасный доступ сотрудников к корпоративным сетям, удалённым базам данных, почтовым и информационным серверам предприятий.
• Телеметрия. Устройство может оставаться в подключённом состоянии, не занимая при этом отдельный канал. Такая услуга востребована службами охраны (сигнализация), банками и платёжными системами (установка банкоматов, терминалов оплаты услуг), в промышленности (датчики и счётчики различного рода, например по ходу нефте- и газопроводов).
• Спутниковый мониторинг транспорта

 

 

Wi-Fi — торговая марка Wi-Fi Alliance для беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11. Термин возник как игра слов с Hi-Fi и никак не расшифровывается (см. ниже).

• Любое оборудование, соответствующее стандарту IEEE 802.11, может быть протестировано в Wi-Fi Alliance и получить соответствующий сертификат и право нанесения логотипа Wi-Fi.

Преимущества Wi-Fi

• Позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, что может уменьшить стоимость развёртывания и/или расширения сети. Места, где нельзя проложить кабель, например, вне помещений и в зданиях, имеющих историческую ценность, могут обслуживаться беспроводными сетями.
• Позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам.
• Wi-Fi устройства широко распространены на рынке. Гарантируется совместимость оборудования благодаря обязательной сертификации оборудования с логотипом Wi-Fi.
• Излучение от Wi-Fi устройств в момент передачи данных на два порядка (в 100 раз) меньше, чем у сотового телефона.