Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Способы передачи данных - файл 1.doc


Способы передачи данных
скачать (126.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc127kb.16.12.2011 09:26скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
СОДЕРЖАНИЕ

Введение …………………………………………………………….. 2

1. Коммутируемая и выделенная линии…………………………….3

1.1 Начало……………………………………………………………. 3

1.2 Модем…………………………………………………………….. 6

1.2.1 Устройство модема……………………………………………..7

1.3 Подключение к Интернет……………………………………….. 7

1.4 Коммутируемый доступ по телефонной линии (Dial – Up)….. .8

1.5 Выделенная линия………………………………………………. 9

2. Спутниковая связь………………………………………………...12

2.1 Развитие спутниковой связи…………………………………….12

2.2 Спутниковые системы связи…………………………………….14

2.3 Системы связи с использованием

низкоорбитальных ИСЗ………………………………………………15

2.4 Системы связи с ИСЗ на

Высокоэллиптических орбитах………………………………………16

2.5 Системы с геостационарными ИСЗ ……………………………..18

Заключение ……………………………………………………………20

Список литературы……………………………………………………23

ВВЕДЕНИЕ


Данная контрольная работа называется ^ Способы передачи данных. Состоит она из двух частей:

1. Коммутируемые и выделенные линии

2. Спутниковая связь.

В первой части рассмотрим о способе передачи данных через Интернет. Разберёмся как всё начиналось ещё со времён «холодной войны», как устроен модем, без которого невозможен выход в Интернет, рассмотрим коммутируемые и выделенные виды линий и разберёмся какие всё же актуальны в наше время.

Во второй части рассмотрим спутниковую связь. Проанализируем откуда она появилась и для чего. Так же поймём какая из спутниковых связей более актуальна для нашей страны. Ведь для нашей эпохи характерен огромный рост информации во всех сферах деятельности человека. Помимо прогрессирующего развития традиционных средств передачи информации—телефонии, телеграфии, радиовещания, возникла потребность в создании новых ее видов — телевидения, обмена данными в автоматических системах управления и ЭВМ, передачи матриц для печатания газет. Глобальный характер различных хозяйственных проблем и научных исследований, широкая межгосударственная интеграция и кооперация в производстве, торговле, научно-исследовательской деятельности, расширение обмена в области культуры привели к значительному росту международных и межконтинентальных связей, включая обмен телевизионными программами.
^ 1. КОММУТИРУЕМАЯ И ВЫДЕЛЕННАЯ ЛИНИИ

1.1 Начало

Время действия начало 60-х годов прошлого столетия. Место действия – соединённые Штаты Америки.

…«Холодная война» в самом разгаре. Американские военные были в напряжении: военная мощь вероятного противника – СССР, - крепла не по дням, а по часам, а Америка, похоже, начинала понемногу отставать. Русские уже вышли в космос, их спутники уже во всю чертили зловещие спирали над мирными просторами Америки, а белозубая улыбка Гагарина отнюдь не успокаивала ответственных за безопасность страны. Кто знает, что пошлют русские на орбиту в следующий раз: ещё одного улыбающегося парня или…

Об этом «или» не хотелось даже думать...

Ясно было одно: необходимо срочно ускорить темпы работ по разработке новейших систем защиты, а на всякий случай еще и нападения... Но вот беда — все «военные» разработки рассредоточены по многочисленным ин­ститутам, университетам, секретным лабораториям... Необходима была чет­кая, налаженная система, позволяющая различным исследовательским цен­трам координировать свою работу, обмениваться информацией по принци­пу «каждый с каждым». И работать эта система должна была таким образом, чтобы выход из строя одного «узла» этой сети — скажем, в случае прицель­ного ядерного удара — никоим образом не повлиял на работу остальных...

Что должно было быть объединено в эту сеть? Конечно, компьютеры, служившие мозговым центром любой исследовательской лаборатории. Но не только они. Концепция Сети (пока что — безымянной) предусматрива­ла интегрирование в единую структуру множества мелких, как сказали бы сегодня — локальных «подсетей». При этом каждая из них, сохраняя свою индивидуальность, становилась в то же время частью единой информаци­онной структуры.

И вот в январе 1969 года смутные идеи, витавшие в головах чиновников, военных и исследователей, наконец-то получили свое воплощение — впер­вые (правда, всего на несколько минут) была запущена система, связавшая между собой четыре компьютера в разных концах США. А через год новая информационная сеть, названная ARPANet, уже приступила к работе.

ARPANet давала ученым просто невероятные возможности коммуника­ции: в считанные секунды исследователь, находящийся, скажем, в Техасе, мог послать запрос на получение нужной ему информации куда-нибудь на Аляску — и через несколько секунд нужный файл уже «лежал» на его «элек­тронном столе».

С каждым годом ARPANet росла и развивалась. В сеть включались все новые и новые участники: право доступа в сеть начали требовать себе сна­чала все крупные лаборатории, потом — более мелкие... Наконец, в гонку за ARPANet включились и высшие учебные заведения. Военные ворчали, но соглашались... В 1973 году впервые через сеть оказались соединены ком­пьютеры разных стран: сеть стала международной.

Лавина, спущенная в 1969 году, неслась вниз по склону, все силь­нее набирая скорость. На какой-то момент она как бы зависла на «уступе»: разработчики сети просто не предусмотрели того, что созданное ими дети­ще окажется таким популярным. В итоге, когда в сеть оказались соединен­ными уже тысячи компьютеров, стало ясно: необходимо полностью пере­работать механизм доступа к ARPANet. Такой механизм, названный «про­токолом TCP/IP» (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), был введен в строй в 1983 году.

Рождение протокола TCP/IP, позволявшего пользователям с легкостью подключаться к Интернет при помощи обычной телефонной линии, совпа­ло с другим событием — разделением ARPANet. Терпению военных пришел конец: их родная, лелеемая и подкармливаемая серьезными капиталовложе­ниями сеть превратилась в проходной двор, в котором постоянно толклись какие-то непонятные личности. Число подключенных в сеть компьютеров еще не достигло тысячи. Даже с таким количеством пользователей ни о какой секретности, понятно, не может идти и речи. Поэтому пентагонов­ские ястребы откромсали для своих нужд некоторую часть ARPANet, полу­чившую название MILNet, а остальное пространство Сети оставили на ус­мотрение жаждущей коммуникаций общественности. Так родилась сеть Интернет...

О настоящем «рождении» речи еще не было, и Сеть продолжала оста­ваться рабочим инструментом узкого круга специалистов. Однако развитие Интернет шло полным ходом — всего за шесть лет ее существования в ка­честве открытой информационной сети число подключенных к ней пользо­вателей увеличилось более чем в 100 раз!

В начале 90-х годов произошла еще одна революция — повсеместное распространение графического способа отображения информадии в Сети в виде «страничек», способных нести не только текст, как раньше, но и гра­фику, а позднее — еще и элементы мультимедиа (звук и даже видео). Это было то, что нужно для «средних» пользователей — неспециалистов: Сеть ожила, потеряла свой скучный вид, заблистала всеми возможными краска­ми... Невиданный бум «страничек» захлестнул Интернет, буквально в тече­ние двух лет превратив сеть из скромного с виду серого и скучного строе­ния в подобие Изумрудного города. А благодаря созданной еще в 1988 голу технологии Единой Информационной Паутины World Wide Web, все имевши­еся в Сети ресурсы превратились в единую гипертекстовую структуру. В 1995 году начался настоящий бум Интернет, превративший Сеть в самое крупное, динамичное и доступное средство массовой коммуникации.

14 апреля 1998 года история Интернет вышла на второй виток: в Соеди­ненных Штатах Америки состоялся торжественный «запуск» новой Сети, получившей название «Интернет-2». Родителями новой Сети стали крупней­шие учебные заведения, научные и исследовательские учреждения США, а также ряд промышленных гигантов.

Скорость прохождения данных в Интернет-2 просто потрясает вообра­жение. Она более чем в 1000 раз превышает возможности самых быстрых каналов сегодняшней Сети (например, для передачи по Интернет-2 инфор­мации, хранящейся в 30-томной «Британской Энциклопедии», достаточно... всего одной секунды!). Понятно, что с приходом Интернет-2 такие поня­тия, как «компьютерное телевидение», передача «живого видео» в реальном времени и даже «интернет-кинематограф» переходят из области фантазии в разряд бытовых, привычных явлений.

Эволюция Интернет еще не закончена. Фактически, история Сети только начинается. Как массовое явление Интернет существует всего несколько лет, и за этот рекордно короткий срок она уже стала неотъемлемой частью жиз­ни доброй сотни миллионов людей на планете.

1.2. Модем

Модем (слово, произошедшее от сокращённого «модулятор – демодулятор») – устройство, предназначенное для передачи данных от одного компьютера к другому через посредство телефонных линий. Он превращает цифровой поток данных, идущих от компьютера, в смесь «жужжита с шипитом» - т.е. в аналоговый, слышимый человеческим ухом сигнал, который способны передавать телефонные линии. И наоборот. На самом деле эта характеристика относится лишь к части модемов. А именно – к простым, аналоговым модемам. Именно такими устройствами, подключаемыми к обычным телефонным линиям, пользуется подавляющее большинство компьютеровладельцев.

Но существуют ещё и другие модемы – кабельные, цифровые. Им нет нужды заниматься преобразованиями – сигнал они посылают по цифровым каналам (волоконно-оптические кабели или линии кабельного телевидения). Но при этом по-прежнему называются модемами.

Передача компьютерных данных – лишь часть того чего, что умеет современный модем. Есть у него и другие возможности. Большинство современных модемов (точнее факс-модемов) могут автоматически пересылать подготовленные на вашем компьютере документы на факс (или несколько факсов, причём компьютер сделает без вашего участия), а также выполнять обратную операцию, приём факсов. Могут работать автоответчиком, определителем номера… Но это лишь побочные функции, наличие которых отнюдь не должно сказываться на главном: передаче данных от компьютера к компьютеру.

1.2.1.Устройство модема

Устроен любой модем достаточно просто: его основой являются несколько микросхем, отвечающие за выполнение трёх ключевых задач:

Цифровой сигнальный процессор (DSP) руководит всем процессом подготовки компьютерной информации к передаче – её разбивку на «пакеты» в соответствии с одним из поддерживаемых протоколов. Именно в его ведении находится поддержка протоколов, а также программная начинка модема – BIOS, который чаще называют просто «прошивкой».

Пройдя через DSP, информация передаётся специальной микросхеме контроллёра, отвечающий за сжатие информации, а заодно и за коррекцию ошибок.

Наконец, за полностью готовые к отправке данные берётся кодек (Didgital-Analog Coder-Decoder), чьей работой является перевод цифровых сигналов в аналоговые, которые и отправляются в путешествие по телефонным линиям. Информация, поступающая на компьютер через Интернет, проходит через обратное преобразование, из аналоговых сигналов в цифровые, и затем передаётся для обработки контроллёру и процессору DSP.

1.3 Подключение к Интернет

К Интернету подключаются либо по специальному цифровому каналу связи (это так называется выделенная линия), либо по обычной телефонной линии. (так называемые коммутируемые линии).

Есть и другие способы подключения – через спутниковую тарелку, через тарелку, через тарелку для наземной связи (это называется радио – Ethernet), через кабельное телевидение, через пожарную сигнализацию, через мобильный телефон. Но все эти виды тоже довольно дорогие или экзотические.

1.4 Коммутируемый доступ по телефонной линии (Dial – Up)

Коммутируемая линия – это два провода, по которым идёт и набор номера, и собственно, передача данных в обоих направлениях. Некоммутируемые выделенные линии часто тоже двухпроводные, но могут иметь и четыре провода – одна пара для приёма, а другая для отправки данных. Связь с удалённым компьютером по коммутируемым линиям называют специальным термином – dial-up.

В качестве коммутируемой линии используют обычную телефонную линию. Таким образом, одна и та же линия используется в разное время для разных целей: по прямому назначению (телефонные разговоры) и для выхода в Интернет. Это простейший и наиболее экономичный способ подключения к Интернет. Для такого подключения вам потребуется минимум дополнительного оборудования, а именно: модем, с помощью которого необходимо дозвониться до провайдера, предоставляющего доступ к ресурсам сети. Этим способом подключения к Интернет пользуется подавляющее большинство физических лиц и многие юридические

Основным недостатком коммутируемых линий является ограничение скорости передачи информации. Максимальная скорость соединения для аналоговой телефонной сети составляет 33.6 Кбит/с, а для цифровой сети - 56 Кбит/с. Кроме того, все время, пока вы находитесь в Интернете, у вас будет занят телефон. Другим недостатком телефонных линий является низкое качество составного канала, которое объясняется использованием телефонных коммутаторов устаревших моделей, работающих по принципу уплотнения каналов (FDM-технологии). На такие коммутаторы сильно воздействуют внешние помехи, которые трудно отличить от полезного сигнала. Кроме качества каналов, аналоговые телефонные сети обладают таким недостатком, как большое время установления соединения, особенно при импульсном способе набора номера. Зато этот вид доступа относительно недорог – от 0,2 до 1 долл. в час, не требует приобретения дорогостоящей аппаратуры и доступен от Москвы до самых до окраин. Именно поэтому, в отличие от Запада, в России подавляющее большинство пользователей используют именно (Dial – Up).

1.5 Выделенная линия

Что касается постоянного доступа, это обходится дороже, но использование выделенной линии имеет ряд преимуществ:

- бесперебойная, качественная связь с Интернет ежедневно 24 часа в сутки;

  • ваш телефон всегда свободен;

  • постоянно гарантирована высокая скорость передачи данных (в отличие от коммутируемых каналов, при постоянном подключении можно добиться увеличения скорости передачи информации на несколько порядков);

  • возможность подключения к Интернет всех рабочих станций вашей локальной сети;

  • объединение локальных сетей ваших офисов и филиалов;

  • организация собственных Web, Mail, News, Ftp серверов.

Чем различается работа по коммутируемой и выделенной линии?

Стандартная коммутируемая линия отличается наличием питающего напряжения (около 60 вольт в российских телефонных сетях) и способностью выдавать и принимать сигналы состоял и я линии и набора номера. Соответственно, при работе по коммутируемой линии вызывающий модем в общем дожидается непрерывного гудка, затем набирает номер, и только после этого ожидает ответа от удаленного модема. Отвечающий модем, в свою очередь, воспринимает сигнал вызова (звонок), после чего подключается к линии ("берет трубку") и переходит в режим ответа. Выделенная линия представляет собой постоянное двухточечное соединение между двумя абонентами. Обычно это - двух- или четырехпроводная линию связи, напрямую соединяющая два модема и никак не соединенная со станционной аппаратурой. В простейшем случае это может быть обычный телефонный кабель, входящий в комплект модема, в наиболее сложном - участок многоканального проводного, оптоволоконного или радиотракта, который при помощи канальной аппаратуры имитирует простое проводное соединение.

Модемы, поддерживающие работу по выделенной линии (команда &L1) в этом режиме автоматически отключают проверку наличия непрерывного гудка, а также автоматически пытаются восстановить соединение при его разрыве. Для начальной установки соединения один модем должен быть активизирован как вызывающий (команда D), а другой - как отвечающий (команда А). После этого восстановление связи при обрыве модемы выполняют сами в тех же ролях.

Кроме этого, модемы с поддержкой выделенных линий имеют запоминаемые режимы, в которых установление связи в выбранной роли выполняется автоматически при включении питания (либо после появления сигнала DTR).,'Таким образом, пара таких модемов сразу после включения питания или появления DTR создает автоматически поддерживаемое соединение без вмешательства управляющих программ, которым в этом случае остается лишь слежение за сигналом DCD и/или сообщениями CONNECT/NO CARRIER. В идеальном случае такая пара модемов позволяет организовать полностью прозрачное соединение, аналогичное нуль- модемному кабелю, при котором программам совершенно неизвестно о существовании в каких-либо дополнительных устройств в тракте. По выделенной линии могут работать практически все модемы – даже : не поддерживающие команду &L1. Достаточно, чтобы модем не обращал внимания на наличие напряжения в линии (некоторые модемы имеют датчик напряжения) и не пытался ожидать гудка при переходе в режим вызова (это обеспечивает команда ХЗ). Для установления связи на вызывающем модеме вводятся команды X3D, после чего на отвечающем вводится команда А. Единственное неудобство в этом случае - обычные модемы не умеют автоматически восстанавливать оборванное соединение.

Описанная технология может использоваться и при работе по коммутируемой линии - для установления модемной связи по каналу, уже соединенному для голосового разговора. При этом модемы должны быть подключены параллельно каждом телефонному аппарату, их операторы выбирают для себя роли вызывающего/отвечающего, после чего вызывающий вводит команду D и после подключения его модема к линии кладет трубку. Отвечающий оператор, услышав щелчок подключившегося к линии удаленного модема, вводит команду А и тоже кладет трубку, после чего модемы переходят к обмену сигналами установки соединения.

Нужно сказать несколько слов о телекоммуникационных линиях связи, по которым идёт обмен информацией между удалёнными компьютерами, например в глобальной сети. Коммутируемые линии соединяются через АТС (Автоматическую Телефонную Станцию), а линия выделенная (арендованная, некоммутируемая, индивидуальная) означает постоянное проводное соединение между двумя абонентами, без посредничества АТС.

Технология асинхронного доступа по телефонной линии (ADSL) произвела настоящую революцию в цифровой связи. Здесь существенно возрастает скорость передачи данных: до 1,5 Мбит/с в режиме приёма и до 8 Мбит/с – при передаче информации. А это в 3-4 раза быстрее спутникового доступа и более чем в 30 раз - модемного! Реальная скорость работы, правда отличается от заявленных величин – в среднем стабильная работа возможна на 256 -512 кбит/с, что уже сравнимо с доступом через спутник.

Подключение к ADSL-каналу и комплект необходимого для этого оборудования пока ещё слишком дорого стоят – от 100 до 300 долларов. Месяц работы в Интернет обойдётся в 70 – 120 долларов, при этом объём скаченной вами данных не должен превышать 1 Гб ( а такой объём информации на скорости ADSL можно скачивать всего за 5 часов беспрерывной работы). За каждый последующий мегабайт будет взиматься дополнительная плата – как правило, от 5 до 10 центов. Пока этот вид доступа рекомендован только для пользователей с достатком выше среднего. Зато, если объединится с парой тройкой соседей в небольшую локальную сеть, совместная работа в ADSL-режиме сможет стать хорошим решением.

При всём изобилии видов доступа Dial-Up по-прежнему остаётся в России вне конкуренции – по вполне понятным финансовым соображениям, особенно в районных центрах нашей страны. В Москве довольно популярно подключение через спутник, в других крупных городах – локальные сети. В Республике Коми с её огромной территорией, где довольно слабая инфраструктура распространение новейших технологий в области передачи данных крайне затруднена.

^ 2.СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ

2.1 Развитие спутниковой связи

Стремительное развитие космонавтики и межпланетного космического пространства в огромной степени расширили наши представления о Солнце и Луне, о Марсе, Венере и других планетах. Очень результативным оказалось изучение верхних слоёв атмосферы, ионосферы, магнитосферы. Вместе с тем выявилась весьма высокая эффективность использования околоземного космоса и космической техники в интересах многих наук о Земле.

Использование искусственных спутников Земли для связи и телевидения, оперативного и долгосрочного прогнозирования погоды и гидрометеорологической обстановки, для навигации на морских путях и авиационных трассах, для высокоточной геодезии, изучения природных ресурсов Земли и контроля среды обитания становится все х. более привычным. В ближайшей и в более отдаленной перспективе разностороннее использование космоса и космической техники, в различных областях хозяйства значительно возрастет.

Традиционные средства связи в отношении их видов, объема, дальности, оперативности и надежности передачи информации будут непрерывно совершенствоваться. Однако дальнейшее развитие их встречает немалые затруднения как технического, так и экономического характера. Уже теперь ясно, что требования, предъявляемые к пропускной способности, качеству, надежности каналов дальней связи, не могут быть полностью удовлетворены
наземными средствами проводной и радиосвязи.

Сооружение дальних наземных и подводных кабельных линий занимает много времени. Они сложны и дорогостоящи не только в строительстве, но и в эксплуатации, и в отношении дальнейшего развития. Обычные кабельные линии имеют к тому же сравнительно малую пропускную способность. Лучшие перспективы имеют широкополосные концентрические кабели, однако и они обладают рядом недостатков, ограничивающих их применение. Значительно большей пропускной способностью, дальностью действия, возможностью перестройки для различных видов связи располагает радио. Но и радиолинии обладают определенными недостатками, затрудняющими во многих случаях их применение.

Сверхдлинноволновые системы радиосвязи из-за ограниченности диапазона применяются обычно лишь для нужд транспорта, авианавигации и для специальных видов связи. Длинноволновые радиолинии из-за ограниченной пропускной способности и сравнительно малого диапазона действия используются главным образом для местной радиосвязи и радиовещания. Коротковолновые радиолинии обладают достаточной дальностью действия и широко применяются во многих видах связи различного «назначения».

Новые пути преодоления свойственных дальней радиосвязи недостатков открыли запуски искусственных спутников Земли (ИСЗ). Практика подтвердила, что использование ИСЗ для связи, в особенности для дальней международной и межконтинентальной, для телевидения и телеуправления, при передаче больших объемов информации, позволяет устранить многие затруднения. Вот почему спутниковые системы связи (ССС) в короткий срок получили небывало быстрое, широкое и разностороннее применение.

2.2 Спутниковые системы связи.

Интересно, что идея применения искусственных спутников Земли

для связи была высказана еще до запуска первого спутника. В 1945 г. известный советский ученый П.В. Шмаков выдвигал идею использования ИСЗ для организации всемирного телевизионного вещания.

Каковы же принципы применения ИСЗ для целей связи и почему спутниковые системы позволяют преодолеть многие трудности, возникающие при организации связи старыми, традиционными методами?

Известно, что шар отражает электромагнитные волны равномерно во всех направлениях, а его эффективная отражающая поверхность пропорциональна квадрату диаметра. Повышение отражательных свойств такого шара может быть достигнуто за счет увеличения его диаметра. Надув шара осуществлялся после вывода ИСЗ на орбиту способом сублимации. Оболочка имела защитную пленку и специальное металлизированное покрытие. Шар был составлен из отдельных меридиональных сегментов. Металлические шаровые сегменты, накладываемые на сферу, обеспечивали электрический контакт между всеми меридиональными сегментами. Несмотря на очевидную простоту, дешевизну и определенные технические достоинства такой системы спутниковой связи, очень скоро4 выявились и серьезные ее недостатки. Для поддержания устойчивой связи потребовалась большая мощность передающих и высокая чувствительность приемных наземных устройств. Но и при выполнении этих условий радиолинии работали недостаточно устойчиво, были подвержены влиянию помех. Срок жизни таких спутников вследствие изменения их формы, сжатия оболочки и ухудшения отражательных свойств, а также из-за быстрой потери высоты оказался небольшим. Спутник, однако, постоянно перемещается в пространстве и не может всегда находиться в зоне совместной видимости пунктов, нуждающихся в связи. Как же работает ССС, если требуется длительная, многочасовая или даже круглосуточная, связь между заданными пунктами? Одно из возможных решений этой задачи — запуск на соответствующие орбиты такого количества спутников, чтобы, как только один из них выйдет из зоны совместной радиовидимости пунктов, нуждающихся в связи, другой ИСЗ тотчас же входил бы в эту зону. Однако даже при достаточно большом количестве спутников, если их положение на орбитах случайно, не исключено такое положение, когда в зоне совместной видимости двух пунктов, нуждающихся в связи, не окажется ни одного ИСЗ. От чего же зависит количество ИСЗ, необходимых для обеспечения непрерывной связи? Очевидно, что, чем больше высота их орбит, тем длительнее совместная видимость ИСЗ наземными пунктами. Наклонение — важнейшее условие охвата системой спутниковой связи определенного района Земли, заданной зоны обслуживания.

Выбор формы орбиты (круговая, эллиптическая, высокоэллиптическая), наклонения (полярная, наклонная с заданным углом наклона, экваториальная), величины периода и характера обращения орбиты вокруг Земли (синхронная, геостационарная) является определяющим при проектировании той, или иной системы спутниковой связи и в свою очередь обусловливается задачами проектируемой системы. Начиная с первых запусков спутники связи почти всегда образуют систему. Одиночные ИСЗ связи широкого использования применяются редко. В спутниковых системах связи используются низкоорбитальные аппараты, высокоэллиптические ИСЗ и геостационары.

2.3 Системы связи с использованием низкоорбитальных ИСЗ

Первыми для целей связи были применены низкоорбитальные ИСЗ. Это объясняется, в частности, и тем, что вывод ИСЗ на низкие орбиты более прост и выполняется с наименьшими энергетическими затратами. Первые запуски низкоорбитальных спутников связи показали возможность и целесообразность применения ИСЗ для связи, подтвердили правильность технических принципов активной ретрансляции. Вместе с тем из первого опыта эксплуатации спутников на низких орбитах стало ясно, что они не могут обеспечить достаточно эффективного решения задач спутниковой связи. Для расширения районов и увеличения времени действия ССС предусматривалось пойти по пути увеличения числа ИСЗ в системе. Вскоре, однако, стало ясно, что многоспутниковая система связи на - низкоорбитальных ИСЗ как система общего пользования обладает многими эксплуатационными неудобствами и нерентабельна. В низкоорбитальных системах связи спутники могут размещаться в пространстве друг относительно друга случайно пли: упорядочение При случайном расположении понадобится большее число ИСЗ, однако упорядоченное местоположение их в пространстве потребует немалых усилий для создания и сохранения заданного относительного расположения. При этом необходимы постоянный контроль местоположения спутников и корректировка орбит вследствие эволюции их в процессе полета.

К достоинствам ССС на низких орбитах относятся, как уже отмечалось, сравнительная дешевизна вывода их на орбиту и более простая бортовая аппаратура. К недостаткам — трудность поддержания непрерывной круглосуточной связи, усложнения наземной аппаратуры за счет применения следящих антенных устройств, меньший срок существования.

Низкоорбитальные ССС могут оказаться эффективными в тех случаях, когда не требуется двусторонняя непрерывно действующая, связь (например, если нужна лишь периодическая передача данных).

2.4 Системы связи с ИСЗ на высокоэллиптических орбитах

Чтобы избежать недостатков, свойственных спутниковой системе связи на низких орбитах, надо повышать высоту орбит. Возможны два варианта таких орбит — высокие круговые и высокоэллиптические. Выведение ИСЗ на высокоэллиптические орбиты в некоторых случаях имеет известные преимущества. За счет высоты орбиты длительность связи увеличится. Причем она до­полнительно возрастет еще вследствие того, что отношение времени видимости находящегося близко к апогею спутника в заданной зоне к периоду его обращения у спутников с эллиптической орбитой оказывается существенно больше.

Согласно законам небесной механики (второму закону Кеплера) при движении спутника по эллиптической орбите его угловая скорость тем меньше, чем дальше он находится от центра Земли. Иными словами, спутник в районе апогея движется существенно медленнее, чем в районе перигея. При определении расчетных параметров орбит спутников связи, естественно, учитываются также энергетические характеристики ракеты-носителя, возможности космодрома и командно-измерительного комплекса и другие факторы, обусловливающие вывод спутника на орбиту и управление им в полете. К спутникам с эллиптической орбитой относятся, например, американские спутники связи «Тельстар» (перигей—около 1 тыс. км, апогей—около 11 тыс. км). Хорошим примером спутников с высокоэллиптической орбитой служат советские спутники связи типа «Молния». Для спутников этого класса выбрана орбита с апогеем над северным полушарием около 40 тыс. км и перигеем около 500 км, при наклонении 65° и периоде обращения, равном 12 ч. При периоде обращения спутника класса «Молния», равном 12 ч, обеспечивается одновременно радиовидимость между Москвой и Дальним Востоком в течение 8 — 9 ч на одном витке. Орбитальная структура систем спутниковой связи (количество ИСЗ, их орбиты и взаимоположение в пространстве) обусловливается требованиями надежности, непрерывности, дальности действия связи, минимально допустимым углом места, при котором работоспособны наземные станции, и другими факторами.

2.5 Системы с геостационарными ИСЗ

Все большее распространение получают системы спутниковой связи с геостационарными ИСЗ, называемыми часто СИСЗ (стационарные ИСЗ). Они применяются для телефонно-телеграфной связи, радио- и телевещания. Создаются геостационарные космические аппараты комплексного типа для метеорологических целей, изучения природных ресурсов Земли, контроля среды обитания, выполнения других задач.

Важнейшим достоинством геостационарных ИСЗ является образование огромной постоянной зоны видимости для многочисленных пунктов на Земле, охват обширных территорий, возможность организации связи на большую дальность и со значительным числом корреспондентов. Существенное преимущество ССС со спутниками на геостационарных орбитах состоит в том, что при их использовании снижаются требования к наземным системам слежения и связи, при этом упрощаются или устраняются и устройства наведения бортовых антенн, помощью трех таких спутников, расположенных друг относительно друга под углами 120°, можно создать глобальную систему связи, т. е. систему, практически охватывающую всю Землю. Геостационарные спутники связи, которые образно можно себе представить как телебашни, поднятые на высоту 36 тыс. км, в принципе позволяют вести и прямые передачи без помощи местных телецентров, непосредственно на абонентские антенны. В настоящее время уровень мощности излучаемых телесигналов с геостационара еще недостаточен для приема на обычную, типовую абонентскую антенну, поэтому приходится применять небольшие специальные антенны группового пользования. Что касается радиовещания, то прием его может осуществляться на совсем небольшие наружные антенны.

Говоря о несомненных достоинствах СИСЗ, нельзя упускать из виду того, что вывод аппарата на стационарную орбиту осуществляется сложнее, чем на низкую или даже на высокоэллиптическую. Доставка 1 кг полезного груза на геостационарную орбиту обходится значительно дороже. Для удержания СИСЗ в заданной точке «стояния» на нужной долготе требуется регулярная корректировка орбиты с помощью микродвигателей, а на борту спутника необходимы для этих целей запасы топлива. Усложняется управление в полете. Развитие -космонавтики позволяет, однако, рассчитывать на быстрое и s успешное преодоление всех затруднений, возникающих при создании и эксплуатации спутниковых систем связи на геостационарах. Особенностью спутников на геостационарных орбитах является значительная временная задержка (порядка 0.24 с) в спутниковом канале, вызванная необходимостью два раза преодолевать расстояние в 36 тыс. км от до спутника. Успешно действуют советские геостационарные спутники связи и телевизионного вещания типа «Радуга», «Экран», «Горизонт». В эксплуатации находятся зарубежные спутники связи типа «Интелсат», «Домсат» (США), «Телесат» (Канада) и другие. Несмотря на свои достоинства, геостационары, однако не во всех случаях выгодны в технико-экономическом отношении. При определенных условиях более рационально использование ИСЗ на высокоэллиптических орбитах, например типа «Молния». Сегодня в мире существует множество различных систем спутниковой связи. У каждой из них есть свои достоинства и недостатки. Однако в России имеет смысл реально говорить только о нескольких из них - это системы Инмарсат, Глобалстар, Иридиум.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Способ передачи данных через Интернет очень распространён в широких слоях населения и по этому он постоянно совершенствуется. Эволюция Интернет еще не закончена. Фактически, история Сети только начинается. Как массовое явление Интернет существует всего несколько лет, и за этот рекордно короткий срок она уже стала неотъемлемой частью жиз­ни доброй сотни миллионов людей на планете.

Наиболее широко распространены два вида линии выхода в Интернет: коммутируемые и выделенные.

Коммутируемая линия – это два провода, по которым идёт и набор номера, и собственно, передача данных в обоих направлениях. Некоммутируемые выделенные линии часто тоже двухпроводные, но могут иметь и четыре провода – одна пара для приёма, а другая для отправки данных. Связь с удалённым компьютером по коммутируемым линиям называют специальным термином – dial-up.

Коммутируемые линии на сегодняшний день довольно широко распространены в России т.к. выход в Интернет стоит относительно недорого, а «качать» нужную информацию можно в неограниченном количестве. Единственное неудобство – низкая скорость передачи данных.

Выделенная линия представляет собой постоянное двухточечное соединение между двумя абонентами. Обычно это - двух- или четырех проводная линию связи, напрямую соединяющая два модема и никак не соединенная со станционной аппаратурой. В простейшем случае это может быть обычный телефонный кабель, входящий в комплект модема, в наиболее сложном - участок многоканального проводного, оптоволоконного или радиотракта, который при помощи канальной аппаратуры имитирует простое проводное соединение.

Постоянны доступ обходится дороже, но использование выделенной линии имеет ряд преимуществ:

- бесперебойная, качественная связь с Интернет ежедневно 24 часа в сутки;

  • ваш телефон всегда свободен;

  • постоянно гарантирована высокая скорость передачи данных (в отличие от коммутируемых каналов, при постоянном подключении можно добиться увеличения скорости передачи информации на несколько порядков);

  • возможность подключения к Интернет всех рабочих станций вашей локальной сети;

  • объединение локальных сетей ваших офисов и филиалов;

  • организация собственных Web, Mail, News, Ftp серверов.

Тем не менее при всём изобилии видов доступа Dial-Up по-прежнему остаётся в России вне конкуренции – по вполне понятным финансовым соображениям, особенно в районных центрах нашей страны. В Москве довольно популярно подключение через спутник, в других крупных городах – локальные сети.

Вместе с тем выявилась весьма высокая эффективность использования околоземного космоса и космической техники в интересах многих наук о Земле.

Стремительное развитие космонавтики и межпланетного космического пространства в огромной степени расширили наши представления о Солнце и Луне, о Марсе, Венере и других планетах. Очень результативным оказалось изучение верхних слоёв атмосферы, ионосферы, магнитосферы. Использование искусственных спутников Земли для связи и телевидения, оперативного и долгосрочного прогнозирования погоды и гидрометеорологической обстановки, для навигации на морских путях и авиационных трассах, для высокоточной геодезии, изучения природных ресурсов Земли и контроля среды обитания становится все х. более привычным. В ближайшей и в более отдаленной перспективе 'разностороннее использование космоса и космической техники, в различных областях хозяйства значительно возрастет.

Традиционные средства связи в отношении их видов, объема, дальности, оперативности и надежности передачи информации будут непрерывно совершенствоваться. Однако дальнейшее развитие их встречает немалые затруднения как технического, так и экономического характера. Уже теперь ясно, что требования, предъявляемые к пропускной способности, качеству, надежности каналов дальней связи, не могут быть полностью удовлетворены
наземными средствами проводной и радиосвязи.

Сооружение дальних наземных и подводных кабельных линий занимает много времени. Они сложны и дорогостоящи не только в строительстве, но и в эксплуатации, и в отношении дальнейшего развития. Обычные кабельные линии имеют к тому же сравнительно малую пропускную способность. Лучшие перспективы имеют широкополосные концентрические кабели, однако и они обладают рядом недостатков, ограничивающих их применение. Значительно большей пропускной способностью, дальностью действия, возможностью перестройки для различных видов связи располагает радио. Но и радиолинии обладают определенными недостатками, затрудняющими во многих случаях их применение.

Новые пути преодоления свойственных дальней радиосвязи недостатков открыли запуски искусственных спутников Земли (ИСЗ). Практика подтвердила, что использование ИСЗ для связи, в особенности для дальней международной и межконтинентальной, для телевидения и телеуправления, при передаче больших объемов информации, позволяет устранить многие затруднения. Вот почему спутниковые системы связи (ССС) в короткий срок получили небывало быстрое, широкое и разностороннее применение.


^ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Левин А. Ш. Самоучитель работы на компьютере 9-е издание.- Спб.: Питер, 2006г.- 747 с.
2. Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера. – М.: ОЛМЕ-ПРЕСС Образование, 2004. – 734 с.
3. Шаблиевский И.А. Способы передачи данных: Учебно-методическое пособие. – Сыктывкар, 2005г.








Скачать файл (126.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации