С развитием техники системы радиотелефонной связи совершенствовались: уменьшались габариты устройств, осваивались новые частотные диапазоны, улучшалось базовое и коммутационное оборудование, в частности, появилась функция автоматического выбора свободного канала (trunking). Но при огромной потребности в услугах радиотелефонной связи возникали и проблемы.
Главная из них - ограниченность частотного ресурса: число фиксированных частот в определенном частотном диапазоне не может бесконечно увеличиваться, поэтому радиотелефоны с близкими по частоте рабочими каналами начинают создавать взаимные помехи.
Ученые и инженеры разных стран пытались решить эту проблему. И вот в середине 40-х годов исследовательский центр Bell Laboratories американской компании AT&T предложил идею разбиения всей обслуживаемой территории на небольшие участки, которые стали называться сотами, (от англ. cell - ячейка, сота). Каждая сота должна была обслуживаться передатчиком с ограниченным радиусом действия и фиксированной частотой. Это позволило бы без всяких взаимных помех использовать ту же самую частоту повторно в другой ячейке (соте).
Но прошло более 30 лет, прежде чем такой принцип организации связи был реализован на аппаратном уровне. Причем в эти годы разработка принципа сотовой связи велась в различных странах мира не по одним и тем же направлениям.
Еще в конце 70-х годов начались работы по созданию единого стандарта сотовой связи для 5 североевропейских стран - Швеции, Финляндии, Исландии, Дании и Норвегии, который получил название NMT-450 (Nordic Mobile Telephone) и был предназначен для работы в диапазоне 450 МГц. Эксплуатация первых систем сотовой связи этого стандарта началась в 1981 г. Но еще на месяц раньше система сотовой связи стандарта NMT-450 вступила в эксплуатацию в Саудовской Аравии.
Сети на основе стандарта NMT-450 и его модифицированных версий стали широко использоваться в Австрии, Голландии, Бельгии, Швейцарии, а также в странах Юго-Восточной Азии и Ближнего Востока. На базе этого стандарта в 1985 г. был разработан стандарт NMT-900 диапазона 900 МГц, который позволил расширить функциональные возможности системы и значительно увеличить абонентскую емкость системы.
В 1983 г. в США, в районе Чикаго , после ряда успешных полевых испытаний вступила в коммерческую эксплуатацию сеть стандарта AMPS (Advanced Mobile Phone Service) , Этот стандарт был разработан в исследовательском центре Bell Laboratories .
В 1985 г. в Великобритании был принят в качестве национального стандарт TACS (Total Access Communications System), разработанный на основе американского стандарта AMPS. В 1987 г. в связи с резким увеличением в Лондоне числа абонентов сотовой связи была расширена рабочая полоса частот. Новая версия этого стандарта сотовой связи получила название ETACS (Enhanced TACS).
Во Франции , в отличие от других европейских стран, в 1985 г . был принят стандарт Radiocom-2000 . С 1986 г. в скандинавских странах начал применяться стандарт NMT-900.
Все вышеперечисленные стандарты являются аналоговыми и относятся к первому поколению систем сотовой связи. Аналоговыми эти системы называются потому, что в них используется аналоговый способ передачи информации с помощью обычной частотной (ЧМ) или фазовой (ФМ) модуляции, как и в обычных радиостанциях. Этот способ имеет ряд существенных недостатков: возможность прослушивания разговоров другими абонентами, отсутствие эффективных методов борьбы с замираниями сигналов под влиянием окружающего ландшафта и зданий или вследствие передвижения абонентов.
Кроме этого, использование различных стандартов сотовой связи и большая перегруженность выделенных частотных диапазонов стали препятствовать ее широкому применению. Ведь иногда по одному и тому же телефону было невозможно из-за взаимных помех разговаривать даже абонентам, находящимся в двух соседних странах (особенно в Европе). Увеличить число абонентов можно было лишь двумя способами: расширив частотный диапазон (как, например, это было сделано в Великобритании - ETACS) или, перейдя к рациональному частотному планированию, позволяющему гораздо чаще использовать одни и те же частоты.
Использование новейших технологий и научных открытий в области связи и обработки сигналов позволило подойти к концу 80-х годов к новому этапу развития систем сотовой связи - созданию систем второго поколения, основанных на цифровых методах обработки сигналов.
С целью разработки единого европейского стандарта цифровой сотовой связи для выделенного в этих целях диапазона 900 МГц в 1982 г . Европейская Конференция Администраций Почт и Электросвязи (СЕРТ) - организация, объединяющая администрации связи 26 стран, - создала специальную группу Groupe Special Mobile . Аббревиатура GSM и дала название новому стандарту (позднее, в связи с широким распространением этого стандарта во всем мире, GSM стали расшифровывать как Global System for Mobile Communications ), Результатом работы этой группы стали опубликованные в 1990 г. требования к системе сотовой связи стандарта GSM, в котором используются самые современные разработки ведущих научно-технических центров. К ним, в частности, относятся временное разделение каналов, шифрование сообщений и защита данных абонента, использование блочного и сверточного кодирования, новый вид модуляции - GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) .
В 1989 г. , за год до появления технического обоснования GSM, британский Департамент торговли и промышленности DTI (Department of Trade and Industry) опубликовал концепцию “Подвижные телефоны”, которая после внесения дополнений и изменений получила название “Сети персональной связи” - PCN (Personal Communication Networks) , Целью реализации концепции было создание конкуренции между основными участниками рынка подвижной радиосвязи, чтобы к 2000 г. их абонентами стало около половины населения страны
Не отставала от Европы и Америка, провозгласившая свою концепцию “Услуги персональной связи” - PCS (Personal Communication Services) . Ее целью был 50%-ный охват населения страны к 2000 г. Для реализации этой концепции Федеральная комиссия связи США выделила три частотных участка в диапазоне 1,9-2,0 ГГц (широкополосные PCS) и один участок в диапазоне 900 МГц (узкополосные PCS)
В США в 1990 г . американская Промышленная Ассоциация в области связи TIA (Telecommunications Industry Association) утвердила национальный стандарт IS-54 цифровой сотовой связи. Этот стандарт стал более известен под аббревиатурой D-AMPS или ADC. В отличие от Европы, в США не были выделены новые частотные диапазоны, поэтому система должна была работать в полосе частот, общей с обычным AMPS.
Одновременно американская компания Qualcomm начала активную разработку нового стандарта сотовой связи, основанного на технологии шумо-подобных сигналов и кодовом разделении каналов, - CDMA (Code Division Multiple Access) .
В 1991 г . в Европе появился стандарт DCS-1800 (Digital Cellular System 1800 МГц) , созданный на базе стандарта GSM. Великобритания сразу же приняла его в качестве основы для разработки уже упоминавшейся концепции PCN, что стало началом его победоносного шествия по континентам земного шара.
В развитии сотовой связи от Европы и США не отставала и Япония. В этой стране был разработан собственный стандарт сотовой связи JDC (Japanese Digital Cellular), близкий по своим показателям к американскому стандарту D-AMPS. Стандарт JDC был утвержден в 1991 Министерством почт и связи Японии.
В 1992 г . в Германии вступила в коммерческую эксплуатацию первая система сотовой связи стандарта GSM .
В 1993 г . в США после ряда успешных испытаний Промышленная Ассоциация в области связи TIA приняла стандарт CDMA как внутренний стандарт цифровой сотовой связи, назвав его IS-95. В сентябре 1995 г . в Гонконге была открыта коммерческая эксплуатация первой сети стандарта IS-95 .
В 1993 г . в Великобритании вступила в эксплуатацию первая сеть DCS-1800 One-2-One, которая насчитывает уже более 500 тыс. абонентов.
Что такое сотовая связь, Россия
узнала лишь на закате перестройки. В Санкт-Петербурге, а затем и в Москве появились системы стандарта NMT-450i (усовершенствованный стандарт NMT-450). А принятие в 1994 г. концепции развития сетей сухопутной подвижной связи стало мощным катализатором дальнейшего развития сотовой связи в национальном масштабе. И если с внедрением стандартов NMT и AMPS наша страна отстала лет на десять, то провозглашение стандарта GSM в качестве одного из двух федеральных стандартов (NMT и GSM) сократило этот временной разрыв примерно до трех лет.
Четкая ориентация на прогрессивные мировые технологии дает возможность России не отставать от ведущих стран мира в развитии современных систем подвижной радиосвязи. Не отстает Россия
и по внедрению прогрессивного стандарта CDMA
. Условия развития сетей CDMA в России определены приказом Министерства связи РФ № 18 от 24 февраля 1996 г., где указано, что сети CDMA ориентированы на предоставление услуг стационарным абонентам. Но допускается возможность их применения из соты в соту, т. е. обеспечивается ограниченная подвижность абонентов. Первая сеть стандарта CDMA была открыта в Челябинске, затем в Москве и Санкт-Петербурге.
Дальнейшее развитие сотовой подвижной связи осуществляется в рамках создания проектов систем третьего поколения, которые будут отличаться унифицированной системой радио доступа, объединяющей существующие сотовые и “бесшнуровые” системы с информационными службами XXI в. Они будут иметь архитектуру единой сети и предоставлять связь абонентам в различных условиях, включая движущийся транспорт, жилые помещения, офисы и т. д. В Европе такая концепция, получившая название UMTS (универсальная система подвижной связи) , предусматривает объединение функциональных возможностей существующих цифровых систем связи в единую систему третьего поколения FPLMTS (Future Public Land Mobile Telephone System) с предоставлением абонентам стандартизированных услуг подвижной связи. Работы по созданию международной системы подвижной связи общего пользования FPLMTS ведутся Международным союзом электросвязи. Для нее определен диапазон частот 1 - 3 ГГц, в котором будут выделены полосы шириной 60 МГц для стационарных станций и 170 МГц - для подвижных станций. Начало испытаний наземных компонентов системы было в 2000 г., а ввод спутниковой подсистемы FPLMTS в полосах частот 1980-2010 и 2170-2200 МГц - в 2010 г.
Принципиально новым шагом в развитии систем сотовой подвижной связи стали одобренные международной организацией стандартов (ISO) концепция интеллектуальных сетей связи и модели открытых систем (OSI)
. Концепция построения интеллектуальной сети используется сегодня для создания всех перспективных цифровых сотовых сетей с микро- и макросотами. Она предусматривает объединение систем сотовой подвижной связи, систем радиовызова и персональной связи при условиях оперативного предоставления абонентам каналов связи и развития услуг. Модели OSI интерпретируют процесс передачи сообщений как взаимодействие функциональных взаимосвязанных уровней, каждый из которых имеет встроенный интерфейс на смежном уровне.
Вскоре после появления второго поколения мобильных систем, началиcь приготовления к проектированию стандартов мобильной связи следующего поколения. Разработки велись как на региональном уровне (ETSI, проект RAINBOW от ACTS, U.S. Joint Technical Committee, японская ARIB) так и на глобальном - ITU (International Telecommunications Union), следствием деятельности которого стало создание в 1985 инициативной группы, которая в 1996 была переименована в IMT-2000. Цифра "2000" призвана обозначить технологию нового тысячелетия и нового частотного диапазона, предназначенного для этой технологии - 2 GHz. Разные проекты предлагали различные пути перехода к системам третьего поколения. В рамкам каждого проекта в основном рассматривалось два варианта развития: постепенный переход от ныне действующих систем и "скачкообразный" прыжок. Большинство склонилось к необходимости постепенной интеграции, что и нашло своё отражение в работе IMT 2000.
Технология третьего поколения (3G)
обеспечивает высококачественную передачу речи, изображений (скорость предположительно будет достигать 2 Мбит/с вместо 9.6 Кбит/с, доступных сегодня), мультимедиа контента и доступ в Internet, а также обмен данными между мобильным телефоном и компьютером. В то же самое время 3G технологии должны улучшить качество cервиса сетей вторых поколений, добавляя им множество новых услуг.
Вот далеко не полный перечень возможных услуг 3-го поколения:
речевые вызовы;
видеотелефония;
IP-телефония;
видео/аудио потоки:
- телевидение;
- видео- и фотосъемка;
Веб-браузинг;
мобильный офис;
услуги, основанные на местоположении абонента:
- карты и путеводители;
- ориентация в незнакомом месте;
- обеспечение безопасности;
мобильная электронная коммерция:
- оплата билетов, товаров и услуг;
- поиск и выбор товаров;
игры.
Эксперты полагают, что на начальном этапе не будет существовать никакого общего стандарта для телефонных трубок третьего поколения. Были предприняты большие усилия для создания единой системы для операторов во всем мире, но с небольшим успехом. Согласно предварительной информации, 3G технологии будут иметь по крайней мере 3 стандарта, и первые 3G терминалы будут использовать только один из них.
Европейские страны выбрали W-CDMA (WideBand Code Division Multiple Access) интерфейс, предложенный шведской компанией Ericsson, для перехода от GSM к 3G технологии. Основным конкурентом W-CDMA
будет технология cdma2000
компании Qualcomm, которая, возможно, будет использоваться Японскими компаниями, в настоящее время использующими cdmaOne технологию. Японская система DoCoMo будет исключением, поскольку эта система будет разработана в сотрудничестве с W-CDMA. Для операторов, использующих TDMA принцип (Time Division Multiple Access) (это главным образом относится к операторам Северной Америки), 3G известен как UWC-136.
Спецификация 3G
все еще в процессе развития. Институт Европейских Стандартов Телекоммуникаций разрабатывает UMTS
(Universal Mobile Telecommunications System) стандарт, который соответствует спецификации IMT-2000
. Для новой UMTS системы были выделены следующие частотные диапазоны: 1885-2025 МГЦ, и 2110-2200 МГЦ для дальнейшего развития IMT-2000, в частности для спутниковой части 3G выделены диапазоны 1980-2010 и 2170-2200 МГЦ соответственно. Тем не менее, пока первая фаза 3G только подходит к завершению, в некоторых Европейских странах уже выданы лицензии на эксплуатацию UMTS, в то время как во многих других заявки только рассматривются. Производители и операторы не теряют времени и проводят тестировочные запуски и испытания оборудования. Еще в начале 1999, Nortel Networks и BT (British Telecommunications) объявли о начале совместных испытаний прототипов и оборудования терминалов 3G/UMTS, чтобы лучше исследовать 3G технологию и возможности будущих рынков. Альянс же BT и Panasonic уже использует портативные телефоны со встроенными видеокамерами, TV дисплеями и скоростью передачи данных, превышающей 64 Кбит/с.
Для перехода к UMTS необходимо пройти несколько "ступеней", которые постепенно, шаг за шагом приведут к полному введению в строй новой системы.
- GSM Phase2 + : GSM Phase 2+ (9.6 Kbps)
- HSCSD: High Speed Circuit switched data (38.4 Kbps)
- GPRS: General Packet Radio System (115 Kbps)
- EDGE: Enhanced Data GSM Environment (560 Kbps)
- UMTS: Universal Mobile Telephone Service (2Mbps)
), в Р. с. осуществляется двусторонний обмен сообщениями между 2 корреспондентами - либо одновременно (дуплексная связь), либо поочерёдно (симплексная связь).
В простейших системах Р. с., осуществляющих как симплексную, так и дуплексную связь, радиостанция каждого из корреспондентов состоит из передатчика (мощностью 0,1-50 вт, с однополосной модуляцией (См. Однополосная модуляция) или частотной модуляцией (См. Частотная модуляция) колебаний) и чувствительного приёмника, работающих в диапазоне метровых или дециметровых волн; антенны; источника электропитания и микротелефонной трубки. Дальность связи составляет 0,5-30 км. Благодаря высокой оперативности, мобильности, малой массе и простоте обслуживания такие системы Р. с. нашли применение во многих областях народного хозяйства, прежде всего в низовой связи (см. Радиостанция низовой связи), в том числе диспетчерской связи (См. Диспетчерская связь), а также в военном деле. В редко заселённых районах Севера и Сибири для осуществления низовой связи на расстояниях до 300-500 км используют передатчики с однополосной модуляцией колебаний, работающие в декаметровом диапазоне волн и имеющие мощность 5, 30 или 300 вт.
В более сложных системах Р. с. (как правило, дуплексной связи) - радиорелейных (см. Радиорелейная связь), спутниковых (см. Космическая связь) и дальней связи на декаметровых волнах, - используемых для объединения телефонных сетей (См. Телефонная сеть) различных городов и районов СССР в рамках Единой автоматизированной системы связи (См. Единая автоматизированная система связи), применяют сложные направленные антенны и передатчики с однополосной модуляцией мощностью 5-100 квт. На линиях дальней Р. с. протяжённостью свыше 5-6 тыс. км примерно в середине трассы производят ретрансляцию сигналов посредством приёмо-передающей радиостанции (См. Приёмо-передающая радиостанция). В оконечных пунктах линии каждый её телефонный канал обычно сопрягается с телефонной линией (например, ведущей к местной АТС). В отличие от многоканальных радиорелейных и спутниковых систем связи, системы дальней Р. с. на декаметровых волнах малоканальны (1-4 телефонных канала); они обладают пониженными надёжностью и качеством передачи речи, но сравнительно дёшевы и очень оперативны. Эти системы применяют также для коммерческой связи с зарубежными странами, для связи с морскими судами и с теми населёнными пунктами СССР, для которых радиосвязь - единственный вид электросвязи (См. Электросвязь).
Лит.: Чистяков Н. И., Хлытчиев С. М., Малочинский О. М., Радиосвязь и вещание, М., 1968; Передача сообщений, пер. с нем., т. 2, М., 1973.
В. М. Розов.
Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .
Смотреть что такое "Радиотелефонная связь" в других словарях:
Электросвязь, при которой посредством радиоволн передаются телефонные (речевые) сообщения. Информация поступает в линию радиотелефонной связи через Микрофон, а из нее обычно через телефон. Микрофон и телефон подключают к радиостанциям… … Большой Энциклопедический словарь
радиотелефонная связь - — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN wireless telephonic communication … Справочник технического переводчика
Электросвязь, при которой посредством радиоволн передаются телефонные (речевые) сообщения. Информация поступает в линию радиотелефонной связи через микрофон, а из неё обычно через телефон. Микрофон и телефон подключают к радиостанциям… … Энциклопедический словарь
Телефонная радиосвязь, телеф. связь посредством радиоволн между удалёнными подвижными и неподвижными сухопутными и мор. объектами, на м рых установлены приёмо передающие радиостанции. Р. с. применяется для связи между внутригор. движущимися… … Большой энциклопедический политехнический словарь
И, предл. о связи, в связи и в связи, ж. 1. Взаимные отношения между кем, чем л. Связь между промышленностью и сельским хозяйством. Связь науки и производства. Торговые связи. Хозяйственная связь районов. Родственные связи. || Взаимная… … Малый академический словарь
Передача на расстояние речевой информации, осуществляемая электрическими сигналами, распространяющимися по проводам, или радиосигналами; вид электросвязи. Телефонная связь обеспечивает ведение устных переговоров между абонентами, удалёнными друг… … Энциклопедический словарь - телефонная или радиотелефонная связь, используемая для переговоров диспетчера с исполнителями. * * * ДИСПЕТЧЕРСКАЯ СВЯЗЬ ДИСПЕТЧЕРСКАЯ СВЯЗЬ, телефонная, реже телеграфная или радиосвязь, используемая для переговоров диспетчера с исполнителями … Энциклопедический словарь
- (англ. paging от page страница), радиотелефонная связь, пересылка по телефону продиктованных абонентом отправителем сообщений и прием их по радиоканалу абонентом получателем с помощью пейджера радиоприемника с жидкокристаллическим дисплеем, на… … Энциклопедический словарь
Радиотелефонная связь
Радиотелефонная связь является самым оперативным и распространенным видом связи с мобильными абонентами. Создание систем радиотелефонной связи не требует прокладки дорогостоящих телекоммуникаций, проведения сложных инженерных работ. Эту связь можно организовать в считанные дни, независимо от рельефа местности и погодных условий. Радиотелефонную связь можно классифицировать по различным признакам: числу абонентов, распространенности по стране, сервисным возможностям телефонных аппаратов и др. Однако все эти характеристики принято рассматривать применительно к каждой из шести разновидностей радиотелефонных систем: система сотовой радиотелефонной связи, системы транкинговой радиотелефонной связи, проводные телефоны с радиотрубкой, радиотелефонные удлинители, системы персональной спутниковой радиосвязи, системы персонального радиовызова.
Сотовая система радиотелефонной связи обслуживает территорию, разделенную на множество небольших зон - сот, каждая из которых обслуживается своим радиоаппаратуры. Эти зоны на плане города формируют структуру, похожую на пчелиные соты (отсюда и название). Существует также роутинг - автоматическая переадресации поступившего вызова к абоненту, перешедшему в другую зону обслуживания. Эта услуга предоставляется не всеми операторами и стоит дороже ромиуга.
Транкинговая (магистральная) связь - наиболее оперативный вид двухсторонней мобильной связи с подвижными абонентами, максимально эффективный для координации их действий в целях производственной необходимости. Транкинг - это совокупность каналов связи, автоматически распределяемых между пользователями, поэтому такой сигнал связи наиболее перспективен и эффективен для мгновенной связи между группами, объединившимися по организационному признаку. Система транкинговой связи включает в себя базовую станцию (иногда несколько), ретранслятор и абонентские радиостанции с телескопическими антеннами. В транкинговых системах вместо одного канала, к которому обращается несколько пользователей, содержится группа каналов, доступных всем пользователям данной системы.
Существует несколько базовых разновидностей транкинговых систем: без канала управления, с выделенным каналом управления, системы без выделенного контрольного канала.
Система без канала управления - свободный канал «помечается» специальным сигналом - маркером. Центральная станция такой системы периодически передает определенную последовательность, автоматически распознаваемую станцией абонента. В случае вызова радиостанция занимает любой из свободных каналов. Все это происходит незаметно для пользователя: не нужно беспорядочно нажимать клавиши и прислушиваться шумам эфира.
Система выделенным каналом управления сама определяет наличие незанятых каналов и переключает на них станцию абонента. Микропроцессорный блок управления контролирует все базовые станции в зоне обслуживания. Один из каналов выделяется для использования исключительно в целях управления и представляет собой своеобразное «руководящее звено» данной системы. Его основная функция - установление соединения между двумя абонентами сети. У таких систем наличие выделенного канала управления увеличивает общее количество радиоканалов системы.
Телефоны с радиотрубкой (радиотелефоны) - это телефоны аппараты, имеющие обычную проводную связь с телефонной АТС, в которых шнур к телефонной трубке заманен на ридиолинию. Для реализации такой возможности и в телефонном аппарате и в трубке имеются моломощные приемопередающие радиоустройства. Дальность действия составляет от нескольких метров до не скольких километров в зависимости от модели радиотелефона и условий его использования.
Сервисные возможности радиотелефонов: двухстороняя связь между базавым блоком и радиотрубкой через громкоговорящие отбратимые динамики, автоматическая смена когда доступа в трубке при каждом ее подключении к базовому блоку, сигнализация при выходе из зоны уверенной связи с базовым блоком, память на десять выделенных номеров и память последнего набранного номера при помощи нажатия одной клавиши, дистанционное управление автоответчиком с радиотрубки, записи сообщений на общее время, равное 15 мин и др. Наряду с простыми радиотелефонами выпускаются офисные радиотелефонные системы обеспечивающие более полный охват территории крупной фирмы.
Радиоудлинители - это почти то же самое, что и телефоны с радиотрубкой, только имеющие большую мощьность и предназначены для связи с удаленными мобильными сотрудниками.
Персональная спутниковая радиосвязь - чудотехнология, использующая комплексы космических ретрансляторов для соединения с любым абонентом, находящимся в любой точки Земли. В наши дни создана мощная сеть с путников охватывающая весь мир, позволяющая помимо дуплексной телефонной связи обеспечить целый ряд сервисных возможностей, таких как организация факсимильной связи, электронной и голосовой почты, режим персонального радиовызова, возможность подключения к радиотелефону портативного компьютера и др.
Системы персонального радиотелефоного радиовызова (радиопоисковой связи) предназначены для оперативного поиска и передачи информации абонентам этих систем. Они состоят из центральной приемопередающей аппаратуры, связанной радиоканалами с миниатюрными приемниками, индивидуально закрепленными за абонентами системы. Абонент, имеющий такой приемник, держит его в дежурном режиме, при поступлении вызова с центральным пульта приемник издает вибрационный или звуковой сигнал, привлекающий внимание абонента. Абонент включает в приемник в рабочим режим и выслушивает либо просматривает на миниатюрном дисплее посылаемое ему сообщение.
Системы персонального радиовызова бывают локальные и региональными. Локальными системы применяются на территории одного предприятия или организации и используют, как правило, низкочастотные радиоканалы. У низкочастотных радиопоисковых системах передача информации только односторонняя: от центрального пульта к абонентам. Региональные системы используют высокочастотные каналы, работающие в диапазоне нескольких десятков и сотен мегагерц, и охватывают значительно больших территорий.
Пейджиговая сязь - это связь высокой оперативности низкой стоимости, а также эффективность использования частотного ресурса. Основной пейджиговой системы является пейджиговый терминал - приемопередающее устройство с контроллером, ретранслятором, пультом управления и антенной. Пейджеры бывают тоновые, цифровые и текстовые. Текстовые пейджеры самые совершенные. Они могут служить записной книжкой, ежедневником с системой таймеров, оповещающих о времени встречи. Сапков, В.В. Информационные технологии и компьютеризация депроизводства: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.В. Сапков. - 2-е изд. - М. : Издательский центр «Академия», 2007. - С.156-160.
В истории человечества одним из первых средств связи были сигнальные костры, в Древней Греции уже применялся простейший код - костровый дым трех цветов. С помощью цветовых сочетаний можно было передавать информацию. Во времена Ньютона появились подзорные трубы, что позволило создать систему костровой связи с ретрансляторами, находящимися на расстоянии, большем 10 км. Первым устройством оптической связи считается семафорный телеграф Шаппа, появившийся в 1791 г. К 1840 г., в период наивысшего расцвета семафорного телеграфа, общая протяженность его сети составляла примерно 5000 км, она охватывала всю Европу. Самая длинная линия такого «оптического» телеграфа протяженностью 1200 км была построена в 1839 г. между Петербургом и Варшавой. Начало развитию электросвязи было положено в 1837 г., когда американским художником и изобретателем С. Морзе был создан телеграфный аппарат. Телеграфные провода, подвешенные на столбах, простирались на многие километры. В 1876 г. американским инженером А.Г. Беллом был изобретен телефон. Опыты Герца открыли перед человечеством возможность применения радиоволн для осуществления связи. Наш урок посвящен радиотелефонной связи, мы рассмотрим вопросы, связанные с радиотелефонной связью, телевидением и радиолокацией
Для этой цели А.С. Попов использовал известную всем азбуку Морзе. Именно ему удалось осуществить радиосвязь, то есть передачу информации при помощи электромагнитных волн. Она заключалась в том, что при помощи точек и тире сообщалась некая информация.
Чем же отличается телефонная радиосвязь от радиосвязи?
Радиотелефонной связью мы называем передачу информации, речи, музыки на большие расстояния при помощи электромагнитных волн. Принцип радиотелефонной связи заключается в следующем: в передающей антенне создается высокочастотный переменный электрический ток, этот ток вокруг передающей антенны создает переменное электромагнитное поле, которое распространяется в виде электромагнитных волн. Такая волна, попадая на приемную антенну, возбуждает в приемной антенне ток той же частоты, что и был произведен при излучении, и таким образом осуществляется радиосвязь, то есть при помощи электромагнитных волн. Для того чтобы обеспечить такую связь, нужны специальные устройства. Во времена А.С. Попова и Генриха Герца, который впервые осуществил излучение электромагнитной волны и ее прием, источники электромагнитных колебаний были очень слабы, и поэтому на большие расстояния электромагнитная волна распространяться не могла. Тем не менее А.С. Попову удалось осуществить связь на расстоянии более 70 километров.
В наше время радиосвязь осуществляется по всему земному шару, даже за его пределами. Вопрос с производством высокочастотных колебаний был решен в 1913 году, когда был создан генератор незатухающих электромагнитных колебаний (рис. 2).
Рис. 2. Генератор незатухающих электромагнитных колебаний ()
Главной частью генератора является трехэлектродная лампа - триод, которая состоит из трех частей: анод, сетка и катод. Вот такая лампа является основной частью любого генератора незатухающих колебаний.
Рассмотрим схему устройства передатчика электромагнитных волн или передающего устройства (рис. 3):
Рис. 3. Передатчик электромагнитных волн ()
В первую очередь это генератор высокой частоты (ГВЧ), соединенный с модулятором (М), на который поступает звук от микрофона. В микрофоне механические колебания, звуковые колебания преобразуются в электрические колебания низкой частоты, и эти колебания от генератора высокой частоты и микрофона соединяются в модуляторе.
После усилителя (У) промодулированный сигнал поступает на передающую антенну, и уже этот сигнал выходит в эфир.
Слово «модуляция» означает «размеренность». Рассмотрим, как осуществляется модуляция в передающей части и из чего она состоит (рис. 4).
Рис. 4. Модуляция в передающей части ()
На первой части рисунка изображены высокочастотные колебания, по вертикали расположено напряжение (U 1), которое изменяется синусоидально и за очень маленький промежуток времени проходит очень много колебаний.
Вторая часть рисунка соответствует электрическим сигналам, которые поступают на модулятор от микрофона, это низкочастотные сигналы.
Когда в модуляции происходит объединение этих сигналов, мы наблюдаем высокочастотную составляющую, которая меняется по амплитуде в соответствии сигналам низких частот.
Этот процесс называется амплитудная модуляция .
Сегодня амплитудная модуляция - хорошо изученный и отработанный элемент, поэтому очень часто используется в радиосвязи, то есть когда мы слушаем радио, мы используем амплитудно-модулированный сигнал.
Существуют и другие способы модуляции: частотная модуляция или фазовая модуляция, они тоже нашли свое применение.
Сигнал, который мы создали, промодулировали, отправили в эфир, должен прийти к приемнику этого сигнала и, соответственно, получить звуковую частоту, которую можно было бы превратить в звук и послушать. Посмотрим, из каких же составляющих состоит приемная часть и какие преобразования происходят в этой части (рис. 5).
Рис. 5. Приемная часть ()
Приемная часть в первую очередь состоит из приемной антенны, далее детекторный приемник или детектор (Д). Сигнал, полученный антенной, поступает на детектор, где происходит процесс отделения высокочастотной составляющей от низкочастотной, в дальнейшем сигнал, соответствующий низкой частоте, усиливается в усилителе низкой частоты (УНЧ) и далее поступает на динамик, который воспроизводит звук.
Именно в детекторном радиоприемнике производятся отделения высокочастотной составляющей от низкочастотной, та самая высокая частота, которую мы получаем в генераторе, является несущей частотой. Именно на эту частоту должен быть настроен колебательный контур приемника.
Рассмотрим устройство детекторного радиоприемника (рис. 6):
Рис. 6. Детекторный радиоприемник ()
Основной частью любого радиоприемника является настроечный закрытый колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности и конденсатора с переменной емкостью, изменяя емкость конденсатора, мы настраиваемся на нужную нам волну. Непосредственно к самому контуру присоединяется приемная антенна. Роль детектора выполняет полупроводниковый диод, сигнал поступает с большими помехами, и поэтому необходим фильтр (в данном случае это конденсатор) который не только убирает помехи, но и производит сглаживание пульсирующего тока. Далее сигнал поступает через сопротивление на динамик. Схема детекторного радиоприемника очень часто связана с вопросом: а где же берется энергия для работы приемника? Детекторный радиоприемник работает от энергии принятых электромагнитных волн, для него не нужно никакого дополнительного источника. Если антенна будет слишком короткой, то никакого сигнала мы не услышим, потому как энергия, полученная приемной антенной, будет невелика. Поэтому для устойчивой работы приемника антенна должна быть достаточно длинной. Сегодня разработаны различные системы антенн внутри самого приемника.
Обратимся к процессам, происходящим внутри приемника (рис. 7).
Рис. 7. Процессы, происходящие внутри приемника ()
На приемную антенну поступает промодулированный сигнал, который, пройдя настроечный контур, попадает на детектор, образуется пульсирующий ток, диод пропускает ток только в одном направлении, поэтому образуется лишь верхняя часть от сигнала, который приходит. Фильтр (конденсатор), каждые полпериода заряжаясь и разряжаясь, приводит к тому, что образуется сглаживание и появляется линия, которая соответствует низкочастотной составляющей. После электрического сопротивления в схеме детекторного радиоприемника мы получаем электрический сигнал, соответствующий низкочастотной составляющей. Именно этот сигнал поступает в динамик, и уже непосредственно динамик преобразует сигнал в механическую волну, которую мы называем звуком.
В вопросах телевидения ситуация похожая, только возникают дополнительные трудности - на модулятор необходим еще один сигнал, который несет информацию об изображении. Если это все соединить и послать в эфир, то телеприемник, принимая такой сигнал, должен разделить его на три части: звук, изображение и управляющий сигнал, ведь должна происходить синхронизация звука, изображения и само изображение должно быть совершенно четким.
Кроме телевидения и радиовещания, очень важное значение в нашей жизни имеет радиолокация. Радиолокация - это определение и обнаружение местоположения различных объектов при помощи радиоволн.
Радиолокация широко распространена в радиосвязи. Радиолокация осуществляется при помощи прибора - радиолокатора (радара) (рис. 8).
В радарах антенны передающая и приемная соединены вместе, радиолокатор - это комбинация приемника и передающего устройства. Работает радиолокатор в импульсном режиме (рис. 9). 
Рис. 9. Принцип работы радиолокатора ()
Импульсный режим составляет одну миллионную секунды. Посылается сигнал - и радар автоматически переключается на прием этого сигнала, свойства работы радара основаны на том, что электромагнитная волна способна отражаться от поверхности. Вот этот отраженный сигнал радар и принимает в тот момент времени, когда он работает на прием. Расстояние до цели при помощи радара определяются по формуле, которую используют
при расчетах:
S = с · Δt / 2
В этой формуле представлено расстояние до цели (S), скорость электромагнитной волны (с) - величина постоянная и соответствует скорости в 300 000 км/с, время от момента подачи сигнала до момента приема сигнала, деленное пополам, так как сигнал идет до цели и обратно. Радиолокация используется не только на земле, но и в астрономии для обеспечения взаимосвязи между различными космическими телами и Землей. Определение расстояния до Луны было осуществлено с помощью радиолокатора. Был послан сигнал, получен отраженный сигнал, в результате чего уточнили расстояние от Земли до Луны.
Сегодня в астрономии радиолокация занимает свое особое место, радиоастрономия - это один из видов очень серьезных, быстроразвивающихся частей науки.
Мы рассмотрели принцип радиотелефонной связи, телевидения и радиолокацию. На следующем уроке обсудим свойства электромагнитных узлов.
Список литературы
- Тихомирова С.А., Яворский Б.М. Физика (базовый уровень) - М.: Мнемозина, 2012.
- Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И. Физика 10 класс. - М.: Мнемозина, 2014.
- Кикоин И.К., Кикоин А.К. Физика-9. - М.: Просвещение, 1990.
Домашнее задание
- Дать определение радиотелефонной связи.
- Каков принцип работы радиотелефонной связи?
- Каков принцип работы радиолокатора?
- Интернет-портал Ucheba-legko.ru ( ).
- Интернет-портал All-he.ru ().
- Интернет-портал Femto.com.ua ().
Радиотелефонная связь осуществляется в режиме однополосной телефонии с подавленной несущей (J3E).
Методы вызова:
- вызов станции в режиме телефонии;
- вызов станции, используя цифровой избирательный вызов.
Вызовы между судами и вызов судна береговой станцией должны, как правило, производиться на частоте 156,8 МГц (16 канал). Вызов береговой станции судном должен по мере возможности производиться на рабочем канале, присвоенном данной станции.
Вызов состоит из следующих элементов:
- позывной или любой другой сигнал опознавания вызываемой станции, передаваемый не более трех раз (в УКВ-канале, как правило, один раз);
- слова THIS IS (или DE, произносимое как DELTA ECHO в случае языковых затруднений);
- позывной или другой сигнал опознавания вызывающей станции, передаваемый не более трех раз (в УКВ канале, как правило, два раза).
Прежде чем начать вызов, станция должна убедиться, что на выбранном канале отсутствует передача.
Если вызываемая станция не отвечает на вызов, посланный три раза через промежутки времени в 2 минуты, вызов может быть повторен через интервал времени, составляющий не менее 3 минут.
После установления связи между судовой и береговой станциями или другой судовой станцией на вызывной частоте они должны перейти для осуществления обмена на рабочие частоты. Окончательное решение относительно рабочей частоты при связи между береговой и судовой станциями должна принять береговая станция.
Береговая станция может с помощью сокращения TR (произносимого как TANGO ROMEO) запросить судовую станцию передать ей следующие сведения:
- местоположение и, если возможно, курс и скорость;
- ближайший порт захода.
Данные сведения, перед которыми ставится сокращение TR, должны сообщаться судовыми станциями, когда это представляется целесообразным, не дожидаясь предварительного запроса береговой станции. Эти сведения сообщаются только с разрешения капитана судна или лица, ответственного за судно.
После установления связи на рабочей частоте, передаче радиотелеграммы или радиотелефонному разговору предшествует передача позывного сигнала или другого опознавательного сигнала вызываемой станции, слов THIS IS и позывного сигнала или другого опознавательного сигнала вызывающей станции. Позывной сигнал не должен передаваться более одного раза.
Проведение разговоров по радиотелефону. Вызывающая станция передает номер телефона абонента. Береговая станция устанавливает связь с телефонной сетью, в то время как вызывающая станция ожидает на рабочем канале. По окончании радиотелефонного разговора, если нет других заказов, конец работы между двумя станциями указывается каждой из них посредством слова «конец» или сокращения VA, произносимого как VICTOR ALFA.
Передача радиотелеграммы должна производиться следующим образом:
- радиотелеграмма начинается от … (название судна);
- номер … (порядковый номер радиотелеграммы);
- число слов…;
- дата…;
- время… (время подачи радиотелеграммы на борту судна);
- служебные отметки (если таковые имеются);
- адрес…;
- текст…;
- подпись … (если имеется);
- радиотелеграмма заканчивается, конец.
Подтверждение приема одной или нескольких радиотелеграмм должно выполняться принимающей станцией по следующей форме:
- позывной сигнал или другой опознавательный сигнал передающей станции;
- слова THIS IS (или DE, произносимое как DELTA ECHO);
- позывной или другой опознавательный сигнал принимающей станции;
- «Ваш номер получен, все» (или R, произносимое как ROMEO, (число). К, произносимое как KBLO).
Передачу радиотелеграммы или нескольких радиотелеграмм не следует считать законченной до получения подтверждения.
Если судовая и береговая станции имеют оборудование ЦИВ, вызов может осуществляться, используя процедуру и вызывные частоты ЦИВ, а также формат ЦИВ, включающий номер телефона абонента береговой телефонной сети. После получения от береговой станции подтверждения вызова ЦИВ, содержащего предлагаемый рабочий канал или частоту, обе станции переходят на этот рабочий канал или частоту и осуществляют радиотелефонный обмен, как описано выше.
Радиотелекс
Прежде чем начать передачу на береговую станцию в режиме радиотелекса, прослушайте на ее «частоте ответа» сигнал «канал свободен». Он периодически прерывается позывным сигналом береговой станции по азбуке Морзе.
Порядок передачи и приема сообщений определяется инструкцией по эксплуатации технического оборудования.
Предлагается к прочтению: