Логикалық тапсырмаларады жүйелі қолданудың маңыздылығы

Спутниктік байланыс жүйелері

Спутниктік желілердің қазіргі заманғы нарығы

. Спутниктік желілер

Қазіргі кезде Ресейде жылжымалы байланыстың төменгі орбиталық жүйелерінің бірнеше жобалары бар. Солардың біреуі, «Гонец» қана сәтті пайдаланылап келеді. Ресей құрал-жабдықтарында жұмыс істейтіндердің ішінде «Форпост» ведомстволық торабы және еуропалық өндірушілермен бірлесе отырып жасалған «Вектор» жүйесі болып табылады. Қалған ресейлік жобалар жасақтаудың әр түрлі деңгейінде.

Гонец

«Гонец» жүйесінің жасақтаушылары дәл құрылғылар ҒЗИ және қолданбалы механика ҒӨО болып табылады (демонстрациялық нұсқа 1992-1994 жылдары тестілеуден өткен). Қазіргі кезде осы жүйенің мәліметтерді беру жылдамдығы 2,4 кбит/с 10 мың абонентке қызмет көрсетуге арналған, 6 жерсерік базасында жұмыс істейтін демонстрациялық нұсқасы бар. Жүйенің абоненттік құрал-жабдықтары Ижевск радиозауытының қатысуымен жасалған. 1999 жылдың соңында мәліметтерді 9,6 кбит/с жылдамдықпен беретін және 20 мың абонентке қызмет көрсетуге арналған нұсқасы пайда болды. «Гонец» толыққанды жүйесі 45 төменгі орбиталық жерсерік негізінде жұмыс істейді және 1,5 млн.-нан астам абоненттерге қызмет көрсетуге негізделген. Тікелей канал бойынша мәліметтерді 9,6 кбит/c, ал орбиталық каналда 64 кбит/с жылдамдықпен жіберуге мүмкіндік береді.

Жүйеде байланыстың жеделдігіне және абоненттердің өзара орналасуына тәуелді желі бойынша ақпаратты жіберудің әр түрлі схемалары қарастырылған:

- бір жерсеріктің қамту аймағындағы ретрансляция;

- жерсерік арқылы абоненттер арасындағы мәліметтермен алмасу («пошта жәшігі» режимі);

- жердегі станция арқылы ретрансляция;

- жер немесе спутниктік байланыстың магистральдік каналдары арқылы ретрансляция.

«Пошта жәшігі» режимінде жіберуші радиолық зонада көрінетін жерсерікке қызмет көрсету зонасының нөмірін және қабылдаушының пошта мекен-жайын көрсетіп, «конвертте» хабарлама жібереді. Борттық құрылғының жадында сақталып қалған хабарлама жерсерік «конвертте» көрсетілген аймақтың үстінен өткенде қабылдаушыға жіберіледі. Ресей және ТМД аумағында хабарламаның жету уақыты - 70 минуттан көп емес. Жеткізудің жеделдігін көршілес аппараттар арасында ақпарат беруді ұйымдастырса немесе басқа байланыс жүйелерінің жерсеріктерін пайдаланып арттыруға болады.

«Гонец» жүйесінің құрылымын ғарыштық сегмент, жүйені басқару орталықтары және абоненттік терминалдар құрайды. Жүйені басқару орталықтары қарапайым функцияларды қамтамасыз етеді және байланыс каналдарының ұйымдастырады, қол жеткізу басымдылықтарын орнатады, борттық жүйелер және телеметриялық ақпаратты бақылауды жүзеге асырады, сонымен қатар қызмет көрсету зоналарын анықтау үшін қажетті есептеулерді орындайды.

«Гонец» желісін архитектурасының бір бөлігі аймақтық жер станциялары болып табылады, олардың әрқайсы бір уақытта үш жерсерікті пайдалана алады. Станцияның қызметтеріне аймақтағы байланысты ұйымдастыру, соның ішінде мәліметтер ағымының коммутациясы және аршрутизациясы, ведомстволық радиожелілер және локальдік желілерге бөлінген жалпы қолдану желілеріне абоненттерді қосу.

Абоненттік терминалдар құрамына (стационарлық, тасымалданатын, мобильді, автономды, сөздік және қабылдаушы) байланысты арнайы реттеусіз және іздеусіх қамтамасыз ететін бағытталмаған антеннасы бар кіші көлемдегі қабылдау-жіберу құрылғысы кіреді. Терминалдың әр түрлі модификациясы пайдаланудың нақты шарттары мен талаптарын ескеретін қондырғылармен жабдықталады. Мысалы, стационарлы терминал персоналды компьютер немесе Ethernet желісіне қосылуға арналған, автономды терминал мұнай және газ құбырларында орнатылады және жұмыс режимі мен датчиктердің аппаратурасынан мәліметтерді жинау/қабылдауды бағдарламалауға мүмкіндік береді, ал қабылдау терминалы 1 кбит ақпаратқа дейін қабылдайтын қарапайым спутниктік пейджер болып табылады. Қажет болған жағдайда терминал GPS және «Глонасс» навигация жүйесінің көмегімен 100 м дәлдікпен орналасқан орынды анықтайтын навигациялық құрылғымен жабдықталады.

«Гонец» жүйесінде ақпаратқа заңсыз қол сұғудан сақтайтын қорғаныстың үш деңгейі қарастырылған: алмасудың арнайы хаттамаларын қолдану, қол жеткізудің авторизациясы және мәліметтерді бағдарламалық-аппараттық шифрлеу.

Форпост

«Форпост» спутниктік торабы жұмыс істеп тұрған байланыс құралдарының негізінде құрылған және бірнеше жыл бойы пайдаланылады. Жүйеге үш төмен орбиталық жерсерік, қабылдау орталығы және ақпаратты жіберу, жоспарлаудың жердегі пункті, жіберуші станциялар және портативті терминалдар кіреді. Осы желінің ерекшелігі - жоспарлау пунктінде құрылатын және абоненттерге жіберілетін кесте бойынша байланыс орнату. Бұл кесте жерсеріктердің борттық басқару жүйелеріне орнатылатын арнайы бағдарлама арқылы анықталады.

«Форпост» жүйесінде екі жұмыс режимі қолданылады - жаһандық электронды пошта және Мәскеудегі басқару орталығынан 2 км радиуста тікелей трансляция режимі. Электронды пошта режимінде хабарламалар кесте бойынша жерсерікке және жерсеріктен басқару орталығына жіберіледі. Орталық ол хабарламаны жердегі немесе спутниктік каналдар арқылы қабылдаушыға жібереді. Тікелей ретрансляция жерсерік қызмет көрсету зонасына жеткенде ғана мүмкін. Хабарлама басқару орталығына түскен соң басқару орталығына (жерсерік арқылы) ақпарат лезде модемдік байланыс арқылы жіберіледі. Күту уақыты 2-6 сағат құрайды, тәуліктегі хабарлама саны 10-нан артық емес, жіберілетін хабарлама көлемі 10 кбитке дейін жетеді.

Вектор

Збатыстық көлік фирмалары жүк тасымалдаған кезде спутниктік жүйені пайдаланудың экономикалық тиімділігін бірден бағалады. Алайда, Ресейде автокөліктерді осындай құралдармен жабдықтаудың артықшылықтары болса да, байланыстың спутниктік жүйелері кең тарла қойған жоқ.

RRC Business Telecommunications компаниясы көлікті басқару және қауіпсіздік жүйесін ұсынады. Жүйе жүргізушінің әр түрлі ұялы байланыс және ұялы жүйелермен өзара қатынасын қамтамасыз етеді. Қажет болған жағдайда диспетчерлік орталыққ және аймақтық мемлекеттік құқық қорғау мекемелеріне қосарланған апаттық сигнал жіберуге болады.

«Вектор» жүйесі С С (Inmarsat-С) Inmarsat құрылғысының негізінде құрылған, ол NAVSTAR навигациялық жүйесін пайдаланады. Құрылғы комплектісі автокөлікте бекітіледі, ал арнайы бағдарламалық қамсыздандыру жылжымалы объектімен байланысты тәулік бойы қамтамасыз етеді және оның орнын 25-80 м дәлдікпен анықтайды. "Вектор" жүйесінің негізгі жабдығы Symac Systems BV голланд компаниясымен құрылған.

Диспетчерлік орталық қызметіне жерсерік арқылы автокөліктің борттық құрылғысына хабарламаларды тікелей жеткізу кіретін Inmarsat-С (LES) жүйесінің 40 шақты жер станцияларынан тұратын желіге қосылады (хабарламаны жеткізу уақыты - 5 минуттан артқ емес). «Вектор» жүйесінің құрылымына интерактивті басқару құралы, карталар жинағы бар арнайы картографиялық модуль (GEO) кіреді. «Вектор» жүйесі макро- және апаттық хабарламаларды жібере алады, автокөлік датчиктерінен ақпаратты жинайды, сонымен қатар берілген бағдарлама бойынша датчиктер жағдайының автоматты сауалнамасының мәліметтерін жинауға мүмкіндік береді (диспетчерлік пункт немесе жүргізуші сұранысы бойынша).

Шетелдік спутниктік желілер

Спутниктік байланыс АҚШ-та кеңінентаралған. Онда 30 мемлекеттік және жеке меншік жүйелер қызмет етеді, соның ішінде әскери жүйелер де бар: DSCS III и MILSTAR (ВВС), FLEET-SATCOM и LEASAT (ВМС). 1982 жылдан бастап НАТО елдерінің әскери байланыстары әрекет етеді (НАТОСАТ III). Мына елдердің ұлттық спутниктік жүйелері бар: Аустралия - AUSSAT; Бразилия - SBTA; Канада - ANIK С; Индия - INSAT; Индонезия - PALAРАВ; Колумбия - SATCOL; Мексика - ILHUICAHUA; Италия - ITALSAT I; Ұлыбритания - UNISAT, L-SAT және әскери SKYNETS; Франция - TELECOM I және TDF-1; Германия - DFS және TV-SAT; Швеция - TELE-X; Япония - CS-3 жәнеи BS-3; КНР - STW-2 және т.б.

Геостационарлық жерсеріктер негізіндегі жүйелер

СПСС геостационарлық жерсеріктер негізінде VSAT типіндегі жер станцияларын қолданады.

VSAT жүйелері (Very Small Aperture Terminal - өте кіші апертуралы терминал) каналдың жоғары өтімділігін қажет етпейтін клиенттерге (әдетте кішігірім ұйымдар) спутниктік байланыс қызметтерін көрсетеді. VSAT-терминал үшін мәліметтерді беру жылдамдығы 2048 кбит/с-тен аспайды.

«Өте кіші апертура» сөздері магистралдық байланыс жүйелерінің ескі антенналарымен салыстырғанда терминалдар антенналарының көлеміне қатысты айтылады. С –диапазонында жұмыс істейтін VSAT-терминалдары әдетте диаметрі 1,8-2,4 м, Ku-диапазонда диаметрі 0,75-1,8 м болатын антенналарды қолданады.

VSAT жүйелерінде каналдарды сұраныс бойынша каналдармен қамтамасыз ету технологиясы қолданылады.

Inmarsat

Inmarsat жүйесі қазіргі кезде жаһандық спутниктік топты басқарады. Ол қозғалыстағы немесе дәстүрлі байланыс түрлері жоқ аудандардағы қолданушылар үшін дауыстық, факсимильдік, телекстік және мультимедиялық қызмет көрсету үшін қолданылады.

Жүйенің жерсеріктері геостационарлық орбитада 35 786 км (22 223 мили) биіктікте және жер қабатының 98%-ын қамтиды.

Inmarsat жүйесі келесі стандарттарына бөлінеді:

Inmarsat-phone mini. Осы стандарттың терминалдары кіші көлемді, жеңіл және арзан болып табылады. Олардың өлшемдерә ноутбуктан кіші, салмағы 2 кг шамасында, бағасы 3 мың доллар шамасында, ал бір минуттық сөйлесу құны кез келген нүктеге 2,5 долл./мин құрайды;

Inmarsat-M4 – стандарт Global Area Network (GAN) жүйесіндегі жұмысты қамтамасыз етеді, бұған қоса дауыстық байланыс 4,8 Кбит/с, факс және жоғары жылдамдықты мәліметтер (6,4 Кбит/с-ке дейін), ISDN, IPDS (мәліметтерді пакеттік жіберу), Интернетке қосылу мүмкіндігі, электронды пошта, видеоконференцияларға қосылу мүмкіндіктері бар;

Inmarsat-A – аналогтік режимде телефония, факсимильді және телекстік байланыс қызметтерін көрсетеді;

Inmarsat-B - Inmarsat-A стандартының сандық аналогі болып табылады;

Inmarsat-C - стандарт ГМССБ (апат кезіндегі байланыстың жаһандық теңіздік жүйесі және теңізде жүзу қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін) жүйесінде пайдалануға ұсынылған, сонымен қатар алыстағы объектілерден ақпарат жинау және жүк тасымалын қамтамасыз ету үшін ыңғайлы.

Inmarsat-D/D+ - CD-плейер көлеміндегі терминалдардың көмегімен мәліметтерді төменгі жылдамдықпен жіберуді қамтамасыз етеді;

Inmarsat-E - апат туралы сигналдарды байланыстың спутниктік жүйесінің жер станциялары арқылы координаттарды көрсетіп жіберетін радиобуйлар арқылы құтқару сигналдарын жіберу қызметі;

Inmarsat-M - 1993 жылдан бері дауыстық байланысты, 3 топ факсінен факсимильді хабарламаларды және көлемі кейс сияқты терминалдан мәліметтерді жіберуді қамтамасыз ететін әлемдегі бірінші портативті спутниктік телефон;

Aero-C - төменгі жылдамдықты мәліметтерді және орналасқан орын туралы хабарламаларды юіберу бойынша авиациясына көрсетілетін қызмет;

Aero-H - әуе кемелерінде дауыстық, факсимильді байланыс және мәліметтерді жіберу қызметтерін көрсетеді;

Aero-I - кіші және орта авиация үшін 3-буын жерсеріктері арқылы дауыстық, факсимильді байланыс және мәліметтерді жіберу қызметтерін көрсетеді;

Aero-L - 600 бит/с жылдамдықпен нақты уақыт ішінде мәліметтер алмасуын қамтамасыз ететін авиациялық стандарт;

Aero mini-M - кішігірім корпоративті ұшақтар және жалпы мақсаттағы авиация үшін дауыстық және факсимильді байланыс, сонымен қатар 2,4 Кбит/с жылдамдықта мәліметтерді жіберу мақсатында жасақталған. Сыртық антенна салмағы шамамен 4,5 кг болатын терминалға қосылады.

EutelTracs

EutelTracs жүйесі 1992 жылы іске асырылды және қазіргі кезде Еуропа, Солтүстік Африка және Таяу Шығыста қолданылады. EutelTracs жүйесінің құрамына орталық станция және маршруттандыру станциясы (жүйенің «пошта жәшігі», Францияда орналасқан), сонымен қатар бірнеше спутниктік диспетчерлік пунктер және жылжымалы терминалдар кіреді.

OmniTracs және EutelTracs спутниктік байланыс жүйелері абоненттің орнын анықтауды және ақпаратты екіжақты алмасуды қамтамасыз етеді. Станциядан жерсерікке дейінгі мәліметтерді беру жылдамдығы - 5-15 кбит/c. Екі жүйе арқылы да шұғыл хабарламаларды жіберуге болады.

OmniTracs

OmniTracs торабы 1989 жылы қолданыла бастады және АҚШ-тің бүкіл құрлықтық аймағына қызмет көрсетеді. Желі конфигурациясы: ғарыштық сегмент (ретранслятор-жерсеріктер), жүйені басқару орталығы және жылжымалы терминалдар. Жүйе ретранслятордың екі бағанын қолданады: біреуі – мәліметтерді жылжымалы терминалдарға беру үшін, екіншісі кері байланыс үшін. Басқару орталығы – тікелей және кері байланыс каналдарының процессорлары бар түйіндік жер станциясы. Бұл VSAT типіндегі қарапайым станция, бірақ оның антеннасының өлшемі 7,6 м-ге дейін жетуі мүмкін. Ортақ қолданыстағы телефон жүйесімен бірге интерфейс коммутирленетін телефондық каналдар және мәліметтерді жіберу желілері бойынша байланысты қамтамасыз етеді.

Prodat

1992 жылы пайдалануға берілген Prodat спутниктік торабын Еуропа ғарыш агенттігі (ЕҒА) жасақтаған болатын.

Әр түрлі типтегі терминалдар үшін қабылдаудың нашарлауы бірнеше физикалық факторлармен байланысты: теңіз және әуе терминалдары үшін кедергілер көп сәулелілік әсерінен пайда болса, жердегі терминалдар үшін жердың беткі қабатының бедерінің әсерінен туындайды. Жердегі қолдану үшін ЕҒА жүзеге асырған желіде (Prodat) мәліметтерді жіберу хаттамасы жер бедеріне байланысты туындайтын кедергілердің әсерін азайтуға мүмкіндік берді.

Prodat жүйесі жылжымалы объектілердің өзара, басқару ортаығыммен және ортақ қолданыстағы желілердің стационарлық объектілерімен байланысын қамтамасыз етеді. Prodat жылжымалы терминалы үш блоктан (сыртқы, байланыстыратын және қолданушыдағы соңғы құрылғы) тұрады және спутниктік (GPS, «Глонасс») немесе жер навигациялық жүйесінің (LORAN-C) көмегімен абоненттің орнын анықтауға мүмкіндік беретін қабылдағышпен жабдықталған. Барлық жаққа бағытталған антеннасы (антенна диаметрі 1,05 м, биіктігі 1,3 м, салмағы 180 г) бар сыртқы радиожиіліктік блок көлік құралының сыртында да, ішінде де орналасуы мүмкін. Ішкі байланыстырушы блок мәліметтерді жіберу құрылғысымен жабдықталған. Қолданушыдағы соңғы құрылғы сұйық кристалды дисплеймен (8 жол x 40 символ), 60 пернелі пернетақтамен (өлшемі 220х210х90 мм, салмағы 1,5 кг) және портативті принтермен жабдықталған. Бұған қоса стандартты хабарламаларды жіберуді қамтамасыз ететін 5 батырмалы панелі бар.