КЛАССИФИКАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИИ СИСТЕМ И СЕТЕЙ

А.В. Ананьин

 

 

СЕТИ И СИСТЕМЫ РАДИОСВЯЗИ И

СРЕДСТВА ИХ ИНФОРМАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ

учебное пособие для студентов, обучающихся по направлению 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», профили «Защищенные системы и сети связи» и «Сети связи и системы коммутации»

 

 

г.Хабаровск

2012г.

 

 

УДК 621.396.1

ББК 32.884.1

 

А.В.Ананьин. «Сети и системы радиосвязи и средства их информацион-

ной защиты». Учебное пособие. – Хабаровск.: ХИИК ФГОБУ ВПО

«СибГУТИ», 2012

Рассматриваются системы наземной радиосвязи в диапазонах длинных (ДВ), средних (СВ), коротких (КВ) и ультракоротких волн (УКВ), системы радиорелейной связи, подвижной радиосвязи, спутниковые системы связи, системы сотовой связи и системы беспроводного абонентского доступа, а также принципы построения соответствующих сетей радиосвязи, методы их проектирования и расчета. Излагаются способы и методы защиты информации при передаче сигналов с помощью различных радиосистем.

  

   Ил.- 87, таблиц - 12, список литературы - 20 назв.

   Рецензенты: зав. кафедрой «Вычислительная техника», ФГОБУ ВПО 

                         ТОГУ доктор технических наук, профессор Сай Сергей

                         Владимирович,

                         зам. директора – главный инженер центра космической

                         связи «Хабаровск» филиал ФГУП «Космическая связь»

                      Бабешко Алексей Валерьевич

 

Для студентов, обучающихся по направлению 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», профили «Защищенные системы и сети связи» и «Сети связи и системы коммутации» дневной и заочной формы обучения.

Утверждено редакционно-издательским советом ХИИК ФГОБУ «СибГУТИ» в качестве учебного пособия.

 

 

                                                                  ХИИК ФГОБУ ВПО «СибГУТИ»

                2012

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

                                                                                                                стр.                                                  

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………..4

1.Классификация и технологии систем и сетей радиосвязи…………...6

1.1.Модель взаимодействия систем радиосвязи…………………….8

1.2.Методы доступа к среде передачи в сетях и системах

          радиосвязи………………………………………………………...10

2.Наземные сети и системы радиосвязи………………………………...12

2.1.Сети радиосвязи на ДВ, СВ, КВ и УКВ…………………………..12

    2.1.1.Сигналы и помехи в ВЧ радиолиниях……………………….13

    2.1.2.Структура автоматизированной сети ВЧ радиосвязи……....15

    2.1.3. Магистральная ВЧ радиосвязь……………………………... 17

    2.1.4.Особенности и структура зоновой радиосвязи

             с вынесенным ретранслятором………………………………19

    2.1.5 Сеть радиосвязи для чрезвычайных ситуаций……………...30

2.2.Системы радиорелейной связи прямой видимости……………...32

     2.2.1.Общие принципы построения РРЛ………………………….32

     2.2.2. Классификация РРЛ…………………………………………36

     2.2.3. Виды модуляций, применяемых в РРЛ…………………….37

     2.2.4. Оборудование РРЛ прямой видимости…………………….40

     2.2.5. Выбор и чередование частот в РРЛ………………………...46

        2.2.6. Принципы проектирование РРЛ……………………………48

2.3.Системы и сети подвижной радиосвязи…………………………..56

     2.3.1.Классификация систем подвижной радиосвязи……………58

     2.3.2.Организация множественного доступа в ССМС………….. 65

     2.3.3.Стандарты транкинговых систем радиосвязи (ТСС)………69

     2.3.4.Стандарты ССМС…………………………………………... 77

     2.3.5. Особенности обработки сигналов и информационная

               безопасность в ССМС……………………………………….84

     2.3.6.Расчет сетей подвижной радиосвязи………………………..91

3.Спутниковые системы связи (ССС)……………………………………95

3.1. Основные параметры систем спутниковой связи………………...95

3.2.Архитектура и технологии  ССС………………………………….. 98

3.3.Энергетические параметры радиолиний ССС……………………109

4.Технические средства обеспечения безопасности радиосвязи……...114

4.1.Защита устройств радиосвязи от побочных излучений………….114

4.2.Защита передаваемой информации методами обработки

    сигналов……………………………………………………………..122

ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………….131

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Важным звеном в цепи источник информации – потребитель являются средства радиосвязи, которые успешно конкурируют с известными традиционными проводными видами связи. До семидесятых годов прошлого века в системах и сетях радиосвязи преобладали наземные средства, работающие в диапазонах длинных, средних и коротких волн. Особенно мощной выглядела сеть коротковолновой связи, поскольку на коротких волнах осуществлялась магистральная связь на большие расстояния через ионосферу. В каждом крупном населенном пункте были построены мощные коротковолновые передающие и приемные радиоцентры, насчитывающие десятки радиопередатчиков и профессиональных приемников. С появление спутниковых систем радиосвязи надобность в коротковолновых радиоцентрах отпала и большинство их было закрыто.

Со временем, особенно в начале 21 века бурное развитие наземной связи происходит за счет использования оптических систем передачи, особенно в Европе и в европейской части России, где плотность населенных пунктов очень высокая. Однако в Сибири и на Дальнем востоке актуальность систем и сетей радиосвязи, особенно спутниковой,  сохраняется.

Одной из наиболее быстро развивающихся отраслей связи сегодня является мобильная связь. В настоящее время в мобильных сетях связи используются наземные и спутниковые системы радиосвязи.

В России мобильная связь осуществлялась вначале на базе федерального стандарта NMT-450 и AMPS – аналоговая сотовая система с частотным разделением каналов. В настоящее время используется стандарт GSM-900 –цифровая сотовая система с частотно-временным разделением каналов, развитием которого является система DCS-1800. Cети федерального стандарта обеспечивают роуминг.

В настоящее время в мире приобрел большую популярность стандарт третьего поколения UMTS, в котором применяется новый метод радиодоступа W- CDMA (широкополосный доступ с кодовым разделением каналов) и сохраняется преемственность с сетью GSM.

Сети радиодоступа предназначены для беспроводного подключения абонентов к телефонной сети общего пользования (ТФОП). Радиосредства, используемые для подключения абонента к телефонной сети общего пользования можно условно разделить на два класса: оборудование радиодоступа к АТС ( Wireless Local Loop – WLL) и аппаратура бесшнуровой связи (Cordless Telephone – CT). Такое деление позволяет более дифференцировано рассматривать перспективы внедрения этих радиосредств на сетях электросвязи и определять условия их использования.

К оборудованию радиодоступа относятся одноканальные и многоканальные радиоудлинители телефонных линий, у которых радиоканал организован на участке АТС – абонентское устройство на основе технологии DECT.

К другому классу оборудования, использующего радиотехнологии для подключения к телефонной сети, относится аппаратура бесшнуровой связи. В этом случае радиоканал используется между базовым блоком, выполняющим функции абонентского устройства, и радиоэлектронной телефонной трубкой, работающей по принципу дистанционного устройства. Эти системы пригодны для телефонизации дома или офиса, а также небольших населенных пунктов.

 

 

КЛАССИФИКАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИИ СИСТЕМ И СЕТЕЙ

РАДИОСВЯЗИ

Системы и сети передачи информации с помощью радиоволн принято разделять на два основных вида:

- системы и сети радиосвязи между двумя и более абонентами;

- системы и сети радиовещания, в которых множество абонентов принимают одну и ту же информацию (звуковую и ли видео) от одного передающего радиоцентра.

В свою очередь системы и сети радиосвязи принято классифицировать по следующим признакам:

- способу обработки первичной информации – на цифровые и аналоговые;

- ширине полосы частот, занимаемой сигналом передачи – на узкополосные и широкополосные;

- локализации абонентов – на подвижные и фиксированные;

- географической протяженности – на персональные, локальные, региональные (городские) и глобальные;

- виду передаваемой информации – на системы передачи аудиоинформации, видеоинформации и данных;

- расположению средств радиосвязи – на  наземные и спутниковые.

По способу организации радиосвязи различают одностороннюю (симплексную) и двухстороннюю (дуплексную).

 

Рисунок 1.1 Функциональные схемы организации радиосвязи:

            а) – симплексная; б) – дуплексная

 

При симплексной радиосвязи (рисунок 1.1.а) передача и прием на каждой радиостанции ведутся поочередно. При этом все передатчики и приемники работают на одинаковой частоте.

При дуплексной радиосвязи (рисунок 1.1.б) радиопередача осуществляется одновременно с приемом. Для каждой дуплексной линии связи должны быть выделены две разные частоты для того, чтобы приемник принимал сигналы только от передатчика второго абонента и не принимал сигналы собственного передатчика. Радиопередатчики и приемники обоих корреспондентов дуплексной радиосвязи должны быть включены в течение всего времени работы линии радиосвязи.

Рисунок 1.2  Функциональные схемы организации радиосети:

а – сложный симплекс; б – сложный дуплекс.

 

Если необходимо иметь радиосвязь с большим числом корреспондентов, то организуется радиосеть (рисунок 1.2). В этом случае одна радиостанция, называемая главной, может передавать сообщения как для одного, так и для нескольких подчиненных корреспондентов. Главная радиостанция контролирует режим работы в радиосети и непосредственно устанавливает очередность на передачу подчиненных радиостанций. Последние при соответствующем разрешении могут обмениваться информацией не только с главной радиостанцией, но и между собой. Этот вариант организации радиосети может быть построен на основе как сложно симплекса (рисунок 1.2 а), так и сложного дуплекса (рисунок 1.2 б). В первом случае возможно использование радиостанций, работающих на одной частоте. Во втором случае главная радиостанция ведет передачу на одной частоте, а принимает на нескольких разных частотах.

В узкополосных частотных диапазонах ДВ, СВ и КВ используют, как правило, аналоговые сигналы и узкополосные системы связи. Эти диапазоны используются для построения фиксированных локальных, региональных и магистральных сетей и систем радиосвязей.

В УКВ диапазоне организуются широкополосные радиосвязи с цифровыми сигналами как для фиксированных абонентов, так и подвижных. При этом такие сети и системы используются как в качестве наземных, так и спутниковых. Что касается географической протяженности, так этот диапазон частот применяется для любой дальности связи – персональной, локальной, региональной и глобальной для передачи любого вида информации.

В широкополосных цифровых системах радиосвязи самого разного назначения используются современные технологии, такие как CDMA (транкинговая связь), DECT (сети абонентского доступа), GSM (сотовая связь), DAMA (спутниковая связь) и др. Во всех технологиях цифровой радиосвязи используются очень похожие методы обработки сигналов, преследующие основную цель – обеспечение достоверности передаваемой информации.