Łączność bezprzewodowa

Do systemów łączności bezprzewodowej należy radiokomunikacja stacjonarna. Opiera się ona na wykorzystaniu fal elektromagnetycznych wypromieniowanych w przestrzeń. Zapewnia łączność radiową między stałymi stacjami radiowymi, które pracują w określonym systemie według wcześniej ustalonych zasad. Występuje najczęściej pod postacią radiotelefonii lub radiotelegrafii przy użyciu fal krótkich. W zależności od zastosowanej aparatury końcowej można uzyskać łączność telefoniczną, telegraficzną, telekopiową i telewizyjną. Ze względu na rodzaj instytucji rozróżnia się radiokomunikację pocztową, różnych służb, amatorską itp.



RADIOKOMUNIKACJA RUCHOMA


Radiokomunikacja ruchoma przeżywa obecnie okres dynamicznego rozwoju. Najbardziej znanymi formami tej łączności są systemy telefonii bezprzewodowej, poprzez bezprzewodowe pętle abonenckie i bezprzewodowe centrale zakładowe, do systemów satelitarnych, oraz telefonia komórkowa.


TELEFONIA BEZPRZEWODOWA

Przez telefonię bezprzewodową rozumie się rozwiązania zapewniające dupleksową łączność telefoniczną w niewielkiej odległości od stacji bazowej (kilkadziesiąt metrów). Systemy te mają zastosowanie wewnątrz i na zewnątrz budynku, w mieszkaniach, w ogrodzie. Najprostszym przykładem w tej klasie telefonii jest system składający się z bezprzewodowego mikrotelefonu oraz stacjonarnego urządzenia nadawczo-odbiorczego, mającego z jednej strony styk z kanałem radiowym, z drugiej zaś – podłączenie do gniazdka telefonicznego sieci stałej.
Rozwinięciem domowych systemów telefonii bezprzewodowej jest usługa, która ma umożliwić abonentom prywatnym korzystanie z domowych terminali bezprzewodowych w centrach handlowych, urzędach, na stacjach metra, dworcach, przystankach, w których byłyby zainstalowane odpowiednie stacje bazowe.
Innym zastosowaniem telefonii bezprzewodowej są bezprzewodowe centrale abonenckie przeznaczone dla zakładów pracy, szpitali, hoteli. System ten zapewnia wszystkim pracownikom zaopatrzonym w terminale stały dostęp do sieci (połączenia wychodzące i wchodzące) przez cały czas, tzn. nawet wtedy, gdy są w ruchu. Istnieje też możliwość, ze względów oszczędnościowych, rozszerzenia istniejącego systemu stacjonarnego jedynie o część bezprzewodową i udostępnienie jej tylko pracownikom, którym łączność jest niezbędna wszędzie i o każdej porze.
Obserwuje się również wzrost zainteresowania radiowymi sieciami dostępowymi, zwanymi także bezprzewodowymi pętlami abonenckimi. Dają one możliwość podłączenia abonentów publicznej sieci telefonicznej do infrastruktury sieci przez łącza radiowe. Jest to przykład systemu łączności leżącego na pograniczu sieci stałych i systemów radiokomunikacji ruchomej. System ten umożliwia wykorzystanie różnych istniejących typów łączy komunikacyjnych (kablowych, światłowodowych, satelitarnych, radiowych naziemnych itp.)

TELEFONIA KOMÓRKOWA

Cechą systemów komórkowych jest ich zdolność do śledzenia ruchu abonentów, dokonywania połączeń z abonentami zmieniającymi swoje położenie i utrzymanie nieprzerwanego połączenia ze stacją ruchomą również w czasie jej przemieszczenia się z jednej komórki do drugiej. Rozróżnia się analogowe i cyfrowe systemy telefonii komórkowej.
Jednym z analogowych systemów telefonii komórkowej jest system NMT (Nordic Mobile Telephony), opracowany przez specjalistów kilku krajów skandynawskich, znanych w Polsce pod nazwą CENTERTEL. Pokrywa swoim zasięgiem teren prawie całej Polski, korzystając ze 180 kanałów częstotliwościowych, a liczba abonentów tego systemu wynosi już kilkaset tysięcy.
System składa się z trzech warstw. Najwyższa to centrale systemu komórkowego, spełniające funkcje komutacyjne i sterujące. Centrale są połączone za pomocą łączy stałych ze stacjami bazowymi. Każda stacja bazowa komunikuje się poprzez interfejs radiowy ze stacjami ruchomymi, które znajdują się na obszarze obsługiwanej przez nią komórki (w promieniu około 40km). Stacje ruchome mogą być przewoźne, przenośne lub kieszonkowe. W systemie NMT, podobnie jak w innych analogowych systemach telefonii komórkowej, połączenia są dupleksowe (dwukierunkowe na osobnych pasmach częstotliwości). Podstawową usługą tego systemu jest transmisja analogowych sygnałów mowy, ale możliwa jest również wolna transmisja danych, w tym transmisja telefaksowa. W Polsce pracują 4 centrale systemu (Warszawa, Gdańsk, Katowice, Poznań) transmitujące w zasadzie przez własną sieć międzycentralową opartą na radioliniach.
W systemie cyfrowej telefonii komórkowej najbardziej rozpowszechnionym standardem jest GSM (Global System for Mobile Communications-Światowy System Komunikacji Ruchomej). Na system GSM składają się: zespół stacji bazowych wraz ze sterownikami, część komutacyjno-sieciowa, stacje ruchome oraz centrum eksploatacji i utrzymania. Stacje bazowe wykrywają poprzez interfejs radiowy zgłoszenia stacji ruchomych, przetwarzają sygnał w kierunku nadawczym i odbiorczym, szyfrują i rozszyfrowują sygnały przesyłane w kanale radiowym, realizują skakanie po częstotliwościach. Część komutacyjno-sieciowa składa się z central (zwykłych i tranzytowych) i sprzężonych z nimi rejestrami stacji obcych, rejestrem stacji własnych i centrum identyfikacji. Stacje ruchome podzielone są na 5 klas. Dwie pierwsze klasy obejmują stacje przewoźne i przenośne, pozostałe odpowiadają terminalom kieszonkowym o różnych mocach.
Do zrealizowania połączenia potrzebne są każdorazowo 2 kanały fizyczne: jeden do transmisji „w górę” i drugi do transmisji „w dół”. Stacje ruchome, a do pewnego stopnia również stacje bazowe, pracują w trybie impulsowym. Nadajnik stacji ruchomej włącza się na czas trwania jednej szczeliny czasowej (około 0,57ms), a pozostaje nieaktywny przez następne 7 szczelin.
Usługi GSM obejmują m.in. transmisję mowy, transmisję danych, przesyłanie krótkich wiadomości, kolejkowanie rozmów, połączenia konferencyjne, usługi dodatkowe. Jakość transmisji sygnałów mowy jest wyższa od jakości sygnałów mowy w analogowych sieciach komórkowych. System zapewnia bezpłatne połączenia alarmowe do policji, straży i pogotowia. Jako system w pełni cyfrowy nadaje się szczególnie do transmisji danych. Mogą to być: tekst lub pliki komputerowe, sygnały telefaksowe lub zakodowane obrazy.


GLOBALNY SYSTEM POZYCJONOWANIA-GPS

Globalny System Pozycjonowania składa się z trzech, powiązanych ze sobą elementów:
1) segmentu kosmicznego- satelitów okrążających Ziemię
2) segmentu kontroli- stacji kontrolujących i monitorujących, prowadzonych przez DOD (Departament Obrony USA)
3) segmentu użytkownika- odbiorników GPS, będących w posiadaniu osób prywatnych, instytucji, firm i wojska

Poniższy tekst dotyczy segmentu kosmicznego i segmentu użytkownika z pominięciem segmentu kontroli.

Nawigacyjny odbiornik GPS ma w założeniu być przyjaznym w obsłudze towarzyszem górskich wędrówek, żeglowania i lotniarstwa. Podczas długich wycieczek rowerowych czy nocnej jazdy samochodem nawigacyjny odbiornik GPS umożliwi powrót „po śladach”, określi godzinę dotarcia do celu oraz umożliwi zapisanie ulubionych miejsc w najtrwalszy sposób: przez określenie współrzędnych geograficznych. Dokładność odbiorników nawigacyjnych waha się w granicach 30-100m (jest identyczna dla wszystkich modeli).

Turystyka górska tak piesza jak i rowerowa zyskuje nowe możliwości z GPS-em: nie ma problemu powrotu do punktu wyjścia, stracenia orientacji. Nie sprawia kłopotu zapadnięcie zmroku – GPS działa równie dobrze niezależnie od pogody i od pory dnia. Łatwo trafić do atrakcyjnego punktu, jeżeli tylko zna się jego współrzędne geograficzne – informacje te pojawiają się w przewodnikach turystycznych. Jest to też świetne pole dla wymiany informacji pomiędzy przyjaciółmi z turystycznych szlaków: osoba, która była w ciekawym miejscu naciska przycisk zapamiętania pozycji a następnie może w dowolnym momencie podzielić się „zdobyczą” ze znajomymi. To samo dotyczy amatorów żeglarstwa – łatwa staje się wymiana informacji o atrakcyjnych miejscach.

Producenci odbiorników prześcigają się w oferowaniu coraz to wymyślniejszych funkcji i czynienia odbiorników mniejszymi, tańszymi i prostszymi w obsłudze. Standardem jest możliwość nazywania zapamiętanych punktów i grupowania ich w trasy. Po trasie takiej użytkownik zostanie automatycznie przez odbiornik poprowadzony. W czasie poruszania się do wyznaczonego punktu stale będzie otrzymywał informacje o kursie, prędkości, prędkości zbliżania się do celu i szacowania czasu przybycia.

Graficzny wyświetlacz pokaże obraz kompasu z zaznaczonym kursem, lub tzw. „higway view” czyli przedstawienie drogi prostej (odbiornik porusza się dokładnie w stronę celu) lub skręconej (należy skorygować kurs). Lepsze modele same rejestrują przebytą drogę, znacząc ją bezpośrednio na graficznym wyświetlaczu.

Zawsze dostępna jest funkcja MOB – „człowiek za burtą” – rejestruje ona przebytą od momentu włączenia drogę, jednocześnie prowadząc jak najszybciej do punktu początkowego. Nawet najprostsze odbiorniki wyposażone są w możliwość współpracy z komputerem – możliwe jest przesłanie poprzez kabel włączony w port szeregowy danych o zapamiętanych punktach, trasach z GPS-a do komputera, edycja, archiwizacja i wizualizacja danych jak również przesłanie z powrotem do odbiornika.




NOTATKA DLA KLASY

1) Radiokomunikacja ruchoma
- telefonia bezprzewodowa
bezprzewodowe centrale abonenckie
bezprzewodowe pętle abonenckie
- telefonia komórkowa
analogowa (CENTERTEL)
cyfrowa (GSM)


W ostatnich latach trwa bardzo intensywny rozwój sieci telefonii komórkowej. Małe przenośne aparaty, zasilane bateriami, umożliwiające przeprowadzenie rozmowy w sprawie dowolnego miejsca stały się już normalnym zjawiskiem. Rozmowa jest transmitowana w postaci fal radiowych do najbliższej stacji nadawczo-odbiorczej, obsługującej niewielki obszar, tzw. komórkę. Gdy przemieścimy się z obszaru jednej komórki do innej, to obsługa naszej rozmowy jest automatycznie przekazywana z jednej stacji nadawczo - odbiorczej do następnej. Ze stacji rozmowa jest transmitowana poprzez specjalną centralę normalną siecią telefoniczną to telefonu stacjonarnego lub di innej stacji nadawczo - odbiorczej i z niej, za pomocą fal radiowych, do aparatu komórkowego.


2) GPS – Globalny System Pozycjonowania


Nawigacyjny odbiornik GPS ma w założeniu być przyjaznym w obsłudze towarzyszem górskich wędrówek, żeglowania i lotniarstwa. Podczas długich wycieczek rowerowych czy nocnej jazdy samochodem nawigacyjny odbiornik GPS umożliwi powrót „po śladach”, określi godzinę dotarcia do celu oraz umożliwi zapisanie ulubionych miejsc w najtrwalszy sposób: prze określenie współrzędnych geograficznych.



Satelita telekomunikacyjny Użytkownicy ruchomi




Stacja naziemna Centrum eksploatacji i utrzymania




Publiczna sieć telefoniczna


Schemat łączności bezprzewodowej



Źródła z których korzystaliśmy


1) „Świat Wiedzy”
2) Encyklopedia Multimedialna PWN
3) Podręcznik do P.O.
4) Zasoby internetowe
- www.onet.pl/komorki.html
- www.igscb.jpl.nasa.gov
- www.inmet.com/~pwt/gps_nav.html
- www.dgps.com

5) Źródła własne