Информационные технологии в экологическом туризме

1 - включить приёмник (кнопка power). На экране появляется страница спутников (поиск спутников). На экране так же содержится:

- графическое изображение карты

-текущее местоположение пользователя

-линия маршрута и траектория GPS съемки

-направление маршрута

Эти данные необходимо загрузить в GPS -приемник

2- В GPS-приемнике предусмотрено 3 метода спутник - навигации:

2.1 Go to - идти к точке, адресу, городу

2.2 Траектория - ваш предыдущий маршрут сохраняется

2.3 Маршрут - путь к пункту назначения, состоящий из промежуточных точек, линий, перекрестков. Мы можем выбрать любую точку, определить координаты (долготу и широту, высоту), изменить или удалить точку.

2.4 Функция поиска позволяет отыскивать путевые точки, населённые пункты и другие объекты на карте. На странице меню «Поиска» представлены пиктограммы, различные символы, подробная информация об объектах.

3- В приёмнике имеется главное меню, из которого можно получить доступ к маршруту, траектории, точкам, различным объектам, координатам.

Кроме того в GPS-приёмнике содержится информация о точности спутникового позиционирования, различные игры и т.д.

GPS съёмка под пологом леса в условиях плохой видимости и холмистого рельефа имеет значительные помехи.

Чтобы повысить точность съёмки применяется метод базовых станций и дифференцированная коррекция данных съёмки на основе сигналов геостационарных спутников.

В геодезических GPS-приёмниках можно получать сразу сигналы нескольких спутников в двух частотах L1 и L2.



8. Системы координат геодезических карт и проекции

Геометрически правильная и достоверная по местоположению конфигурация контуров площадей на картах, планах и цифровых моделях объектов земной поверхности в значительной степени определяется геодезическими координатами.

В РБ топографические карты составлены в проекции Гаусса-Крюгера в системе координат СК-42.

За рубежом применяется проекция Меркатора под названием «Поперечная проекция ИТМ»

В геоинформационной системе ARC GIS используется проекция ИТМ, а в GIS «Лесные ресурсы» - проекция Гаусса-Крюгера. При внедрении спутниковой навигации применяется система координат WGS-84, более точно описывающая размеры земного эллипсоида, потому что электронные карты из GIS «Лесные ресурсы» и топографические карты Беларуси следует конвертировать (преобразовывать из системы СК-42 в систему WGS-84 для спутниковой навигации). В России была разработана система геодезических координат СК-95. Координаты всех геодезических спутников России и Беларуси были вычислены в новой системе координат СК-95, что привело к деформации геодезической сети бывшего СССР, но точность положения опорных плановых геодезических пунктов в системе координат СК-95 повысилось до 4-5см (в системе координат СК-42 погрешность составляет 10-15см). Внедрение спутниковых технологий, особенно Российской системы GLONASS приведёт к созданию единой геодезической системы координат России и Беларуси типа системы WGS-84.

В GIS «Лесные ресурсы» цифровые лесоустроительные планшеты в векторной форме представлены во внутреннем формате GIS и не привязаны к какой-то системе координат. В GIS можно изменять масштаб карт, конвертировать лесные карты из системы координат СК-42 в систему координат WGS-84 и Российскую систему СК-95. Таким образом мы можем работать с различными типами GPS-приёмников.

9. Приёмник спутниковой навигации Trimble R-3

Этот приёмник работает с OS Windows Mobile. Он позволяет проводить более точную GPS-съёмку, в том числе в режиме дифференцированного контроля.

Размеры: 9,5(ширина) Ч 4,4(толщина) Ч 24,2(длинна). Масса 0,62 кг, питание батареей, при полной зарядку работает 8 часов, имеет аккумулятор. Работает в различных климатических условиях ±30. Точность плановой GPS-съемки до трёх метров. При дифференцированной съёмке и коррекцией данных с базовой станции точность можно увеличить до ±1см. Имеет антенну, в комплект входит карманный компьютер. Для обоснования извещения сети съёмки проведения топографической съемки с сантиметровой точностью. Этот GPS-приёмник совмещён с полевым карманным компьютером, в котором используется OS Mobile для Poket PC. Это позволяет использовать широкий набор прикладных программ, включая программы Word и Excel. В компьютере осуществляется быстрая передача данных (1 мб/с). Навигатор имеет большой цветной дисплей сенсорного типа, который позволяет из главного меню вызывать различные функции. Для ввода данных используется электронный стилус.

Первоначально главное меню содержит список различных подпрограмм и функций:

-маршруты

-карты

-объекты

-прикладные программы

-система Word, Excel



10. Программное обеспечение для мобильных систем

1. Мобильные ОS

2. OS Windows Mobile

3. Офисные программы

4. ПО электронных книг

5. Аудио и видео плееры для мобильных устройств

В 1965 году известный законодатель IT-индустрии Гордон Мур сформировал правила: «Каждые 2 года темп роста электронных компьютерных устройств возрастают вдвое».

Лидерами мобильных систем являются Nokia, Ericsson, Samsung, Motorola. Эти кампании разработали OS Symbian, которая в 1997 году установили на мобильный телефон Ericsson. Сегодня появились мобильные устройства, которые работают на системе OS Symbian 9.2/

Корпорация Майкрософт выпустила OS Microsoft Mobile.

Кнопкой «Пуск» открыть главное меню на экране. В главном меню представлены различные приложения: проводник, программы, настройка, интернет, справка и т.д.

Окно на экране можно разделить на 3 части:

1. Заголовок - верхняя часть окна, на которой расположена кнопка «Пуск», название приложений и т.д.

2. Рабочая область - текстовый элемент для набора и редактирования текста, электронная таблица для расчетов, калькулятор.

3. Панель инструментов, на которой содержаться кнопки: изменить, клавиатура и т.д.

OS позволяет работать сразу с несколькими приложениями, вводить данные стилусом или с клавиатуры, работать с папками и файлами в интернете и с электронной почтой, мобильными офисными программами (текстом, формулами, графиками). Система позволяет создавать текстовые документы, выполнять операции с файлами, работать в электронных таблицах с формулами и графиками, готовить презентации. Подключить систему к интернету возможно 2мя способами:

1. Через модем и телефон

2. С использованием технологий беспроводной связи(WI-FI), через настольный компьютер.

В настоящее время появилось много электронных книг. Карманный компьютер и OS Windows Mobile позволяет читать эти книги. Для этого существует программа Foxit Reader. Мобильное устройство позволяет смотреть мобильное видео, при этом в карманный компьютер должны быть встроены графические чипы и достаточный объём карты памяти. В комплект смартфонов, коммуникаторов, КПК обычно входят стандартные программы для просмотра видео, например, программа Windows Media.

Фильмы на компакт-дисках не готовы для просмотра в КПК ввиду больших объёмов файлов и слабого разрешения. Для этого эти фильмы необходимо конвертировать. Для этого используются проигрыватели Pocket DVD, Windows Media и другие.

Эти программы позволяют просматривать видеофильм с видеокамеры и телевизора. Пользователь может задать различные параметры конвертации видеофайлов:

1. Высокое качество изображения и, как результат, большой объём файлов

2. Низкое качество изображения малый объём файлов

При работе с видео и аудиоплеерами используется программа Windows Media Player - эта программа позволяет конвертировать различные видеофайлы. Система воспроизведения музыки развивалась от кассетных плееров до мобильных устройств. В музыкальном устройстве МР3 плеере музыка представлена в цифровом виде. Появление мобильного телевидения стало возможным благодаря видеотехнологии сжатия информации (файлов и передачи её по беспроводным сетям передачи данных). При этом передача данных идёт непрерывно в виде сжатых пакетов. Музыка проигрывается на сотовом телефоне по мере поступления. В ряде зарубежных стран США и Европы существует 3G-стандарт мобильной связи и практикуется мобильное телевидение, связанное с программами телевидения и спутниковыми каналами. В России услуги мобильного телевидения предоставляет компания «Мегафон». Развитие мобильного телевидения связано с внедрением 3G-стандартом. Учёные возлагают надежды на специальный стандарт цифрового мобильного телевидения (стандарт DVBH. Этот стандарт был принят в Европе в 2004 году.)

Мобильные компьютеры общего и промышленного назначения

Мобильный компьютер общего назначения -- компьютер, способный решить любую задачу, которая может быть выражена в виде программы и выполнена в рамках разумных ограничений, накладываемых ёмкостью системы хранения компьютера, допустимым размером программы, скоростью её выполнения и надёжностью оборудования.

В отличие от специализированных вычислительных устройств компьютер общего назначения способен выполнять множество зачастую не связанных между собой функций. Так суперкомпьютеры общего назначения способны обслуживать программные приложения, разработанные для самых разных и далеко отстоящих друг от друга направлений научных исследований, таких как лингвистика и астрономия, науки о Земле и проектирование техники. Знакомый всем персональный компьютер тоже является примером компьютера общего назначения, сегодня он используется не только как вычислительное устройство, но и как интеллектуальный офисный инструмент, цифровая аудио-видео-студия или центр развлечений.

В настоящее время даже специализированные устройства (например, игровые приставки, видеопроигрыватели, музыкальные центры) часто выполняют на той же основе, что и универсальные компьютеры, поскольку написание программы для стандартного процессора обходится дешевле разработки специализированного микрочипа.

Более узко определение «компьютер общего назначения» может быть формализовано в требовании, чтобы конкретный компьютер был способен подражать поведению универсальной машины Тьюринга.

К компьютерам общего назначения можно отнести мобильные компьютеры серии MC35(включает в себе различные возможности: телефон, мобильный компьютер, система передачи данных, система навигации и т.д.), мобильный компьютер серии MC5590(возможности передачи голоса и данных, мобильный телефон, мобильный компьютер, сканер, фотоаппарат, операционная система WM и др.), мобильный компьютер серии MC7596(первый МК, позволяющий собирать данные через сканер, имеет систему Bluetooth, подходит для получения различных документов, цветной дисплей 3,5 дюйма, динамик и т.д.).

Мобильный компьютер промышленного назначения - это компьютеры, предназначенные для использования на различных промышленных предприятиях, в торговле, работниками транспорта, в экологическом туризме. К ним относятся мобильные компьютеры серии MC1000, MC3000, MC 9090. Мобильный компьютер MC 1000 представляет собой мобильный терминал с возможностью сканирования штрих - кодов, ввода и редактирования информации, ударопрочный, работает на операционной системе Windows CE. Мобильный компьютер MC3090 имеет клавиатуру, сенсорный дисплей 3,8 дюйма, систему Windows Mobile, беспроводную связь, систему Bluetooth и т.д.. Мобильный компьютер MC9090 имеет вес до 70 грамм, клавиатуру, сенсорный цветной дисплей 3,7 дюйма, WM и другие системы. Мобильный компьютер VC5090 обеспечивает работу в самых тяжёлых условиях(от -30 до +50), со специальным чехлом и более низкие температуры. Вес до 7 кг, полноценная клавиатура. Операционная память 20 мб, беспроводная передача данных, очень ударопрочный, высокая производительность, система подключения интернета и т.д. В последнее время появляются смартфоны и мобильные компьютеры Apple, соединяющие очень много функций, имеют 2 сим-карты, систему беспроводной передачи данных, цифровую фотокамеру, сенсорный экран и др.

Мобильные смартфоны и телефоны

1.IPhone 3G

2.смартфон Pocket PC

iPhone -- линейка четырёх диапазонных мультимедийных смартфонов, разработанная корпорацией Apple. Смартфоны совмещают в себе функциональность плеера iPod, коммуникатора и интернет-планшета. Работают под управлением операционной системы Apple iOS, представляющей собой упрощённую и оптимизированную для функционирования на мобильном устройстве версию Mac OS X.

Впервые iPhone был анонсирован Стивом Джобсом на конференции MacWorld Expo 9 января 2007 года. В продажу поступил 29 июня 2007 года и быстро завоевал существенную часть рынка смартфонов в США.

10 июня 2008 года на конференции WWDC 2008 была представлена новая модель -- iPhone 3G, более совершенная и лишённая многих аппаратных и программных недостатков предшественника, с новой версией iPhone OS 2.0, по более низкой цене с контрактом оператора в США.

iPhone 3G

Второе поколение мультимедийных устройств Apple было анонсировано на конференции разработчиков WWDC 2008, новая модель получила название «iPhone 3G».

Помимо поддержки сетей третьего поколения, iPhone 3G получил поддержку GPS и A-GPS при использовании Google Maps (то есть только через Интернет) и оснащался новой версией операционной системы -- iPhone OS 2.0. Дизайн устройства был модифицирован: металлическая задняя крышка заменена на пластиковую панель (чёрного или белого цвета) отличной от прежней формы. Была снижена цена с контрактом оператора до 199 долларов за модель с 8 GB и 299 долларов -- с 16 GB встроенной памяти. Сфера распространения iPhone расширилась до 70 стран в течение нескольких месяцев.

Телефон

Звонки и голосовая почта

iPhone позволяет совершать звонки, устанавливать конференц-связь, в том числе объединять звонки в процессе разговора. Одной из особенностей iPhone является визуальная голосовая почта, позволяющая управлять голосовыми сообщения прямо в интерфейсе телефона. Такая функция стала возможной благодаря тому, что сотовые операторы-партнёры Apple (AT&T, T-Mobile, O2, Orange, TeliaSonera) адаптировали соответствующим образом свой интерфейс голосовой почты. Компания Klausner Technologies подала в суд на Apple за нарушение двух патентов, связанных с голосовой почтой.

SMS и MMS

Функция SMS реализована в виде диалога (чата). Отчет о доставке можно получить, если в начале отправляемого сообщения поставить точку. При обмене сообщениями через iMessage можно включить оповещения о доставке и прочтении, и уведомление о наборе текста собеседником (в iOS 5 обмен мгновенными сообщениями через iMessage автоматически используется вместо SMS/MMS в том случае, если оба абонента общаются с iOS-устройств, таких как iPhone, iPad или iPod). Встроенныйакселерометр позволяет менять ориентацию экрана с «книжной» на «альбомную», благодаря чему увеличиваются размеры экранной клавиатуры и упрощается набор сообщения. Шаблоны SMS отсутствуют, однако в iOS 5 появилась функция ускоренного набора при помощи задаваемых пользователем буквосочетаний. Например, «СБ» может автоматически заменяться на «Скоро буду!». Имеется возможность рассылки сообщений сразу нескольким пользователям. Пересылка и удаление сообщений возможны начиная с iOS 3.

С той же версии ОС появилась поддержка MMS для iPhone 3G и более поздних модификаций.

Bluetooth

Компанией Apple заявлена поддержка Bluetooth v2.0 для iPhone первого и второго поколения и v2.1 для третьего и четвертого. Изначально Bluetooth может быть использован только для подключения беспроводной гарнитуры, но с помощью сторонних программ, например, iBlueNova, возможен обмен файлами с любыми другими устройствами. До появления iPhone OS 3.0 отсутствовал профиль A2DP, необходимый для подключения беспроводной стерео-гарнитуры. iPhone первого поколения с выходом новой операционной системы так и не получил поддержку A2DP, однако, эту функцию можно активировать с помощью программы A2DP Enabler.

Мелодии звонка

В отличие от смартфонов и коммуникаторов на Android, Symbian и Windows Mobile, на iPhone не предусмотрена установка в качестве мелодий звонка музыки из файловой системы аппарата. Мелодии звонка получили название «рингтоны», их можно создать при помощи программы iTunes из любых композиций -- как купленных в iTunes Store, так и из собственной медиатеки. Рингтон представляет собой файл в формате *.m4r и длительностью не более 40 секунд. Адресная книга iPhone позволяет назначать индивидуальный рингтон для каждого абонента. Для SMS предусмотрен выбор из 17 новых рингтонов (начиная с версии 4.2.1), также появилась возможность использовать индивидуальный рингтон для каждого контакта, а также устанавливать свой рингтон (начиная с версии 5.0.0).

Экран

Экран iPhone представляет собой сборку из двух компонентов: устройства отображения информации (дисплея) и размещённого над ним устройства ввода (сенсорного экрана), выполненного по проекционно-ёмкостной технологии. Экран iPhone 3GS и iPhone 4 покрыт специальным олеофобным (жироотталкивающим) покрытием, которое обеспечивает ему защиту от пятен. Поддерживаются горизонтальная и вертикальная ориентации с автоматическим переключением между ними Экран iPhone 4 обладает более высоким, чем у его предшественников, разрешением -- 326 точек на дюйм (640 Ч 960) и выполнен по технологии IPS, которая обеспечивает качественную цветопередачу и большие углы обзора, а также позволяет снизить энергопотребление дисплея. Изначально компания Apple планировала использовать технологию AMOLED, однако позже от этой идеи отказалась, поскольку существующие производственные мощности её партнёров (в частности, Samsung Mobile Display (SMD), с которой проводились соответствующие переговоры) оказались недостаточными для обеспечения необходимого объёма поставок; помимо этого, такие дисплеи из-за особенностей применяемой Samsung технологии менее пригодны для отображения, например, текста.

Музыка, фото и видео

Телефон имеет один динамик, решётка которого расположена на нижнем торце аппарата. Симметричная ему решётка на том же торце скрывает под собой микрофон. Если смотреть на лицевую панель аппарата, расположив его вертикально, то динамик будет находиться в левой нижней части, а микрофон -- в нижней правой. В качестве музыкального плеера используется программа, визуально схожая с использующейся на плеерах iPod, но имеющая более широкую функциональность. Предусмотрена возможность просмотра видео. Не поддерживается популярный формат AVI, поэтому такое видео необходимо предварительно конвертировать в MP4, в отдельных случаях срабатывает простое переименование. Также поддерживается видеоформат 3gp (в целом аппарат поддерживает только формат МР4, в который с помощью множества программ можно сконвертировать файл любого видеоформата). Для просмотра фильмов других форматов пользователи могут установить программы из App Store (многие из которых бесплатны).

Устройство оснащено фото- и видео-камерой на КМОП-матрице с разрешением 2 мпикс (для iPhone 2G и 3G), 3 мпикс (для iPhone 3GS), 5 мпикс (для iPhone 4) и 8 мпикс (для iPhone 4S), расположенной с тыльной стороны телефона. Начиная с iPhone 4 появилась фронтальная камера для видеоконференций. Автофокус и цифровой зум поддерживаются начиная с iPhone 3GS (в Apple iOS 4.0^[62]). Запись видео поддерживается начиная с модели iPhone 3GS, однако, iPhone предыдущих поколений могут записывать видео при помощи сторонних программ. Есть возможность создания нескольких альбомов, просмотра фотографий в режиме слайд-шоу, отправки одной или нескольких фотографий по электронной почте, MMS или iMessage, загрузки в iDisk, а, начиная с версии iOS 5, реализована автоматическая загрузка всей фотоленты в iCloud (с целью резервного копирования и для мгновенного доступа к фотографиям и видео с других устройств, поддерживающих iCloud). Изображение можно удалить, установить в качестве обоев, сопоставить с контактом. При установке фотографии в качестве обоев или для контакта, её можно увеличить и выбрать необходимый фрагмент. В Apple iOS 3.0появился редактор фотографий, имеется возможность отправлять по MMS фото или видео, предусмотрена возможность редактирования (обрезка начала и/или конца). В Apple iOS 4.1 появилась возможность съемки HDR-фотографий.

Интернет

iPhone поддерживает GPRS (в том числе и EDGE), 3G и Wi-Fi. Встроенная мобильная версия браузера Safari обеспечивает быстрый и удобный сёрфинг. Изначально технология Adobe Flash не поддерживается, однако при помощи дополнительных плагинов для Safari, которые можно установить через программу «Cydia» (англ.), предварительно проведя процедуру Jailbreak, появляется практически полноценная его поддержка. Полностью поддерживается большинство веб-стандартов (CSS, XHTML,JavaScript и другие).

Ориентирование положения страницы в зависимости от положения телефона в пространстве осуществляется автоматически благодаря встроенному акселерометру. При помощи мультитача осуществляется изменение масштаба веб-страницы.

GPS

iPhone 3G (второе поколение) получил поддержку GPS и A-GPS, при отсутствии сигнала от провайдера, A-GPS функционирует как GPS. GPS-модуль iPhone использует те же 2 антенны, что и для других систем связи -- 3G, Wi-Fi, поэтому, в сложных условиях, сигнал, получаемый со спутника, может быть неустойчивым. До установки связи со спутниками A-GPS получает первоначальную информацию о глобальном позиционировании телефона из сотовых сетей. Для использования телефона в качестве GPS-навигатора, имеется стандартная программа «Карты». Одним из главных её недостатков является то, что она использует не собственные карты, а работает через Google Maps, вследствие чего расходуется большое количество интернет-трафика и дополнительное время^[64]. С выходом SDK 3 разработчикам разрешается использовать свои карты в программах, что даёт возможность реализации полноценной программы для навигации.

2. Карманный персональный компьютер (КПК, англ. Personal Digital Assistant, PDA -- «личный цифровой секретарь», а так же handheld) -- портативное вычислительное устройство, обладающее широкими функциональными возможностями. КПК часто называют наладонником (англ. palmtop) из-за небольших размеров. Изначально КПК предназначались для использования в качестве электронных органайзеров. В настоящий момент КПК практически полностью вытеснены коммуникаторами и смартфонами. С настоящего КПК невозможно совершать звонки, и КПК не является мобильным телефоном.

В английском языке словосочетание «карманный ПК» (Pocket PC) является торговой маркой фирмы Microsoft, то есть относится лишь к одной из разновидностей КПК, а не обозначает весь класс устройств. Словосочетание Palm PC («наладонный компьютер») также является конкретной торговой маркой. Для обозначения всего класса устройств в английском языке используется аббревиатура PDA.

Общие функции:

§ Чтение:

§ книг;

§ справочных текстов: словарей, энциклопедий и тому подобного.

§ электронной почты, веб-страниц, журналов и иных документов в разных текстовых форматах.

§ Карты местности. Особенно эффективны при наличии модуля GPS (глобальная система позиционирования) и специальных программ для планирования маршрутов.

§ Ежедневник и расписание. Компьютер может автоматически напоминать о пунктах расписаний.

§ Всевозможные записи: памятки, контактные сведения, списки, базы данных.

§ Звуковой проигрыватель. В отличие от карманных аудиопроигрывателей, функция звукового проигрывателя на КПК полностью настраивается программным обеспечением: можно выбрать программу с подходящим интерфейсом и функциональностью.

§ Диктофон. При использовании дополнительного ПО обретает широкие возможности звукозаписи.

§ Записи от руки. Позволяют быстро набросать памятку, с возможностью рисования от руки при помощи стилуса.

§ Просмотр изображений. Фотоальбомы, коллекции изображений.

§ Просмотр видеороликов, фильмов. Объём современных флеш-карт и скорость процессоров позволяет просматривать видео со звуком, без конвертации.

§ Выход в Интернет. Подключаться можно через мобильный телефон (Bluetooth / IrDA) или беспроводную сеть Wi-Fi или WiMAX, функционируют GPRS и EDGE.

§ Игры. Логические, аркады, шутеры, стратегии, ролевые игры.

§ Графические программы. Функциональность существенно ограничена размером экрана карманного компьютера.

§ Дистанционное управление. Вся бытовая техника, имеющая инфракрасный порт, поддается управлению при помощи специализированных программ.

§ Офисные приложения. В зависимости от модели КПК в распоряжении пользователя есть различные наборы программ -- от утилит для просмотра документов до полноценных офисных пакетов.

§ Управленческий учет.КПК активно используются в торговом бизнесе мерчандайзерами для сбора информации об остатках товара в торговой точке, формировании заказа и т. п. Использование КПК в технологии мобильных продаж обычно подразумевает интеграцию с бухгалтерской программой (например -- 1С) и дополнительную установку на КПК специализированного софта. В системах автоматизации общественного питания КПК часто используется как инструмент официанта для приёма заказа. В наболее продвинутой отечественной системе TillyPad XL КПК любой модели способен заменить любой терминал по всему набору функций. То есть может работать как POS-терминалили рабочее место менеждера.

§ Программирование.Несмотря на доступность трансляторов различных языков, программирование непосредственно на карманном компьютере остаётся затруднённым из-за малого количества доступных сред разработки. Небольшой размер экранов наладонников также мешает полноценному программированию.

§ Фотоаппарат, видеокамера -- встроенная или подключаемая.

К КПК, оснащённому хост-контроллером USB, можно напрямую подключать различные USB-устройства, в том числе клавиатуру, мышь, жёсткие диски (в случае подключения жесткого диска следует учесть, что часто в таких случаях мощности хост-контроллера недостаточно для нормальной работы жёсткого диска) и флеш-накопители.

Системы передачи данных

Организация сотовой сети.

Сотовые телефоны перестали быть роскошью и производственной необходимостью. Они входят в нашу повседневную жизнь, активно изменяя как стиль, так и содержание наших будней.Основная идея организации сотовой телефонной сети предельно проста. Вся обслуживаемая территория разбивается на кусочки-соты, в которых имеются базовые станции, соединяющие мобильные телефоны между собой и с внешним миром. На карте такая сеть мобильной связи напоминает пчелиные соты, откуда и пошло название этого вида телекоммуникации. Телефоны в соседних сотах не мешают друг другу, потому что работают на разных частотах, а вот отстоящие более чем на соту просто не слышат друг друга благодаря тому, что земля круглая, и радиоволны, распространяясь, затухают.

Базовая станция с антеннами и трубка в руках абонента всегда находятся недалеко друг от друга и работают на минимальных мощностях, поэтому телефон становится поистине мобильным, компактным и легким. Между собой базовые станции соединяются высокоскоростной линией связи, по которым наши разговоры и приходят к сотовому оператору. Собравшись на головной сотовой станции, все звонки тарифицируются и коммутируются с адресатами. Естественно, что сотовые операторы имеют выход на телефонную сеть общего пользования, и звонок, если он проходит вне данной сети, начинаетсвое путешествие по земным линиям связи.

Благодаря единому управлению при переходе из соты в соту телефон автоматически передается на обслуживание новой базовой станции. Процесс передачи обслуживания сопровождается сменой рабочей частоты и занимает некоторое время, практически незаметное при разговоре.

Мобильный телефон не имеет постоянной прописки, и ему приходится периодически регистрироваться в сети, соответственно сотовый оператор даже при роуминге (т.е. когда его абонент путешествует по чужой территории) знает, где именно находится выходящий на связь аппарат, и при запросе подтверждает платежеспособность хозяина телефона.

Сотовая связь

Сотовая связь, сеть подвижной связи -- один из видов мобильной радиосвязи, в основе которого лежит сотовая сеть. Ключевая особенность заключается в том, что общая зона покрытия делится на ячейки (соты), определяющиеся зонами покрытия отдельных базовых станций (БС). Соты частично перекрываются и вместе образуют сеть. На идеальной (ровной и без застройки) поверхности зона покрытия одной БС представляет собой круг, поэтому составленная из них сеть имеет вид сот с шестиугольными ячейками (сотами).

Сеть составляют разнесённые в пространстве приёмопередатчики, работающие в одном и том же частотном диапазоне, и коммутирующее оборудование, позволяющее определять текущее местоположение подвижных абонентов и обеспечивать непрерывность связи при перемещении абонента из зоны действия одного приёмопередатчика в зону действия другого.

Отдельные элементы системы сотовой связи существовали и раньше. В частности, некоторое подобие сотовой системы использовалось в 1949 г. в Детройте (США) диспетчерской службой такси -- с повторным использованием частот в разных ячейках при ручном переключении каналов пользователями в оговорённых заранее местах. Однако архитектура той системы, которая сегодня известна как система сотовой связи, была изложена только в техническом докладе компании Bell System, представленном в Федеральную комиссию связи США в декабре 1971 года. С этого времени начинается развитие собственно сотовой связи.

Основные составляющие сотовой сети -- это сотовые телефоны и базовые станции, которые обычно располагают на крышах зданий и вышках. Будучи включённым, сотовый телефон прослушивает эфир, находя сигнал базовой станции. После этого телефон посылает станции свой уникальный идентификационный код. Телефон и станция поддерживают постоянный радиоконтакт, периодически обмениваясь пакетами. Связь телефона со станцией может идти по аналоговому протоколу (AMPS, NAMPS, NMT-450) или по цифровому (DAMPS, CDMA, GSM, UMTS). Если телефон выходит из поля действия базовой станции (или качество радиосигнала сервисной соты ухудшается), он налаживает связь с другой (англ.handover).

Сотовые сети могут состоять из базовых станций разного стандарта, что позволяет оптимизировать работу сети и улучшить её покрытие.

Сотовые сети разных операторов соединены друг с другом, а также со стационарной телефонной сетью. Это позволяет абонентам одного оператора делать звонки абонентам другого оператора, с мобильных телефонов на стационарные и со стационарных на мобильные.

Операторы могут заключать между собой договоры роуминга. Благодаря таким договорам абонент, находясь вне зоны покрытия своей сети, может совершать и принимать звонки через сеть другого оператора. Как правило, это осуществляется по повышенным тарифам. Возможность роуминга появилась лишь в стандартах 2G и является одним из главных отличий от сетей 1G.

Операторы могут совместно использовать инфраструктуру сети, сокращая затраты на развертывание сети и текущие издержки.

Стандарт связи 1G

1G - первое поколение мобильных телекоммуникаций.

Все первые системы сотовой связи были аналоговыми. К ним относятся:

AMPS (Advanced Mobile Phone Service - усовершенствованная мобильная телефонная служба, диапазон 800 МГц) - широко используется в США, Канаде, Центральной и Южной Америке, Австралии; известен также как «североамериканский стандарт»; это наиболее распространенный стандарт в мире, обслуживающий почти половину всех абонентов сотовой связи (вместе с цифровой модификацией D-AMPS, речь о которой впереди); используется в России в качестве регионального стандарта (в основном - в варианте D-AMPS), где он также является наиболее распространенным;

TACS (Total Access Communications System - общедоступная система связи, диапазон 900 МГц) - используется в Англии, Италии, Испании, Австрии, Ирландии, с модификациями ETACS (Англия) и JTACS/NTACS (Япония); это второй по распространенности стандарт среди аналоговых; еще недавно, в 1995 г., он занимал и общее второе место в мире по величине абонентской базы, но в 1997 г. оттеснен на четвертое место более быстро развивающимися цифровыми стандартами;

NMT 450 и NMT 900 (Nordic Mobile Telephone - мобильный телефон северных стран, диапазоны 450 и 900 МГц соответственно) - используется в Скандинавии и во многих других странах; известен также как «скандинавский стандарт»; третий по распространенности среди аналоговых стандартов мира; стандарт NMT 450 является одним из двух стандартов сотовой связи, принятых в России в качестве федеральных (второй - цифровой стандарт GSM 900);

С-450 (диапазон 450 МГц) - используется в Германии и Португалии;

RTMS (Radio Telephone Mobile System - мобильная радиотелефонная система, диапазон 450 МГц) - используется в Италии; Radiocom 2000 (диапазоны 170, 200, 400 МГц) - используется во Франции;

NTT (Nippon Telephone and Telegraph system - японская система телефона и телеграфа, диапазон 800...900 МГц - в трех вариантах) - используется в Японии. Во всех аналоговых стандартах применяются частотная модуляция для передачи речи и частотная манипуляция для передачи информации управления (или сигнализации - signaling). Для передачи информации различных каналов используются различные участки спектра частот - применяется метод множественного доступа с частотным разделением каналов (Frequency Division Multiple Access - FDMA), с полосами каналов в различных стандартах от 12,5 до 30 кГц.

С этим непосредственно связан основной недостаток аналоговых систем - относительно низкая емкость, являющаяся прямым следствием недостаточно рационального использования выделенной полосы частот при частотном разделении каналов.

Этот недостаток стал очевиден уже к середине 80-х годов, в самом начале широкого распространения сотовой связи в ведущих странах, и сразу же значительные силы были направлены на поиск более совершенных технических решений. В результате этих усилий и поисков появились цифровые сотовые системы второго поколения.

Переход к цифровым системам сотовой связи стимулировался также широким внедрением цифровой техники в связь в целом и в значительной степени был обеспечен разработкой низкоскоростных методов кодирования и появлением сверхминиатюрных интегральных схем для цифровой обработки сигналов.

Стандарт связи 3G

Мобильная связь третьего поколения строится на основе пакетной передачи данных. Сети третьего поколения 3G работают на частотах дециметрового диапазона, как правило в диапазоне около 2 ГГц, передавая данные со скоростью до 3,6 Мбит/с. Они позволяют организовывать видеотелефонную связь, смотреть на мобильном телефоне фильмы и телепрограммы и т. д.

3G включает в себя 5 стандартов семейства IMT-2000 (UMTS/WCDMA, CDMA2000/IMT-MC, TD-CDMA/TD-SCDMA (собственный стандарт Китая), DECT и UWC-136).

Наибольшее распространение в мире получили два стандарта: UMTS (или W-CDMA) и CDMA2000 (IMT-MC), в основе которых лежит одна и та же технология -- CDMA (Code Division Multiple Access -- множественный доступ с кодовым разделением каналов). Также возможно использование стандарта CDMA450. Технология CDMA2000 обеспечивает эволюционный переход от узкополосных систем с кодовым разделением каналов IS-95 (американский стандарт цифровой сотовой связи второго поколения) к системам CDMA «третьего поколения» и получила наибольшее распространение на североамериканском континенте, а также в странах Азиатско-Тихоокеанского региона.

Технология UMTS (Universal Mobile Telecommunications System -- универсальная система мобильной электросвязи) разработана для модернизации сетей GSM (европейского стандарта сотовой связи второго поколения), и получила широкое распространение не только в Европе, но и во многих других регионах мира.

Работа по стандартизации UMTS координируется международной группой 3GPP (Third Generation Partnership Project), а по стандартизации CDMA2000 -- международной группой 3GPP2 (Third Generation Partnership Project 2), созданными и сосуществующими в рамках ITU.

По данным Wireless Intelligence, на конец ноября 2006 г. в мире насчитывалось 364 млн абонентов 3G, из них 93,5 млн были подключены к сетям UMTS и 271,1 млн -- к СDMA2000. Крупнейший оператор -- японский NTT DoCoMo (40 млн абонентов).

В сетях 3G обеспечивается предоставление двух базовых услуг: передача данных и передача голоса. Согласно регламентам ITU (International Telecommunications Union -- Международный Союз Электросвязи) сети 3G должны поддерживать следующие скорости передачи данных:

§ для абонентов с высокой мобильностью (до 120 км/ч) -- не более 144 кбит/с;

§ для абонентов с низкой мобильностью (до 3 км/ч) -- 384 кбит/с;

§ для неподвижных объектов -- 2048 Кбит/с.

Основные тренды в сетях 3G:

§ преобладание трафика data-cards (USB-модемы, ExpressCard/PCMCIA-карты для ноутбуков) над трафиком телефонов и смартфонов 3G;

§ постоянное снижение цены 1 Мб трафика, обусловленное переходом операторов к более совершенным и эффективным технологиям.

Размещено на Allbest.ru