Część I

1. Transmisja sygnałów analogowych i cyfrowych.

Transmisja sygnałów (danych) - to dział telekomunikacji, który zajmuje się przekazywaniem informacji pomiędzy urządzeniami do transmisji danych. Transmisja odbywa się na dowolną odległość, z określoną szybkością i dokładnością. Do transmisji wykorzystuje się różne róże media transmisyjne jak kable miedziane, koncentryczne, światłowodowe, fale radiowe. Sygnały transmitowane mogą być analogowe lub cyfrowe.

W sygnałach analogowych wielkość niosąca informację zmienia swoją wartość w sposób ciągły i w dowolnym przedziale zmian, liczba jej wartości jest nieograniczona - sygnał jest reprezentowany z nieskończoną dokładnością (trudno jest go więc zmierzyć).

Sygnał cyfrowy nazywamy sygnał, którego wielkość niosąca informację przyjmować może ściśle określoną i skończoną liczbę wartości. Liczba wartości wielkości niosącej informację w najprostszym przypadku może być ograniczona do dwóch i wtedy mamy do czynienia z sygnałem binarnym.

Aby dokonać transmisji sygnałów analogowych wykorzystywany jest sygnał pomocniczy o wysokiej częstotliwości (fala nośna), na który nanosimy transmitowaną informację, w postaci tzw. modulacji amplitudy, albo częstotliwości. Tak transmitowane są audycje radiowe i telewizyjne, koncerty i mecze futbolowe. Sygnały transmisji danych między komputerami są sygnałami cyfrowymi. Sygnały cyfrowe przyjmują kilka z możliwych wartości, sygnały binarne - jedną z dwu wartości ”1” lub ”0”. Skonstruowane specjalne przetworniki A/D pozwalają zapisać sygnał analogowy jako strumień liczb binarnych. Sygnał analogowy możemy zamienić na cyfrowy przez próbkowanie go w określonym rytmie i kwantyzację wartości próbek. W procesie próbkowania należy pamiętać o kryterium Nyquist'a. Transmisja cyfrowa staje się uniwersalnym sposobem na przesyłanie: dźwięku, obrazu i danych cyfrowych. Powiększanie pojemności łączy telekomunikacyjnych jest naturalnym celem ich rozwoju w okresie ostatnich 150 lat. Początek tej drogi to telegraf, następnie telefonia przewodowa i transmisja radiowa. Następnie na pierwszym planie pojawiła się telekomunikacja optyczna, oparta o światłowody.

2. Charakterystyka mediów transmisyjnych miedzianych.

Najczęściej wykorzystywanym medium przesyłu danych są kable miedziane. Pierwsze kable telekomunikacyjne miały papierowo-powietrzną izolację żył miedzianych a powłokę zewnętrzną wykonaną z ołowiu. Obecnie nie produkowane, chociaż jeszcze często używane. Współczesnym środkiem izolacji żył przewodzących w kablu jest polichlorek winylu (PCW) lub polietylen. Tradycyjnym medium transmisyjnym jest w telekomunikacji kabel z parami przewodów miedzianych. Przewody typu skrętka - skręca się w wiązki po cztery pary w celu zmniejszenia zakłóceń przesłuchów. Dla dużych przepływności powyżej 10Mb/s stosuje się skrętki ekranowe. Własności mediów określone są przez ich parametry: indukcyjność jednostkowa, pojemność jednostkowa na jednostkę długości linii.

Podział:

• kable do transmisji danych

• kable teleinformatyczne dla sieci multimedialnych

• kable telekomunikacyjne dalekosiężne i miejscowe

• kable sterownicze i przyłączeniowe

• kable instalacyjne

• przewody montażowe

Parametry transmisyjne kabli:

• rezystancyjna żyła zależna od średnicy

• asymetria rezystancji (w %)

• rezystancja izolacji

• tłumienność falowa

• tłumienność odbiciowa

• tłumienność przenikania

• pojemność skuteczna

• impedancja falowa 2f dla 1MHz

• asymetria pojemności względem ziemi

Wspólne cechy:

• możliwość wystąpienia zniekształceń tłumionych, opóźnionych

• ograniczenie amplitudowe dla wyższych częstotliwości

• w liniach wielotorowych występują przesłuchy

• zniekształcenia odbiciowe, fazowe, zakłócenia przenikowe

3.Charakterystyka mediów transmisyjnych światłowodowych.

Światłowód jest to cienkie włókno wykonane przeważnie ze specjalnego gatunku szkła kwarcowego (SiO₂). Sama transmisja w światłowodzie odbywa się za pomocą fal świetlnych z zakresu bliskiego podczerwieni, a nie jak to się dzieje w mediach miedzianych za pomocą fal o częstotliwościach radiowych lub mikrofalowych. Dzięki tej technice stosuje się zupełnie inne urządzenia umożliwiające współpracę w przeciwieństwie do transmisji danych z udziałem przewodu metalowego. Po stronie nadawczej konieczne jest stosowanie przetwornika zamieniającego sygnał elektryczny na sygnał optyczny (diody laserowe lub elektroluminescencyjne) i wprowadzenie go (wiązki światła niosącej informacje) do włókna światłowodowego. Z kolei od strony odbiorcy (odbiornika) należy zastosować przetwornik, który dokona zamiany sygnału optycznego na sygnał elektryczny (tzw. fotodetektory). Można podzielić światłowody na: planarne (warstwowe), włókniste i paskowe.

Parametry światłowodów: tłumienność światłowodu (straty mocy optycznej sygnału, zmniejszenie odległości transmisji), dyspersja chromatyczna i modowa, apertura numeryczna

Zalety: bardzo duża przepustowość transmisyjna, mała tłumienność jednostkowa, odporność na zakłócenie elektromagnetyczne, jakość i niezawodność transmisji, transmisja na duże odległości bez konieczności wzmacniania sygnału.

Wady: Technika stosunkowo bardzo droga, konieczność stosowania specjalnych kosztownych urządzeń, skomplikowana instalacja.

4. Omówić cyfrowe systemy teletransmisyjne PDH i SDH.

- PDH

PDH, czyli plezjochroniczna hierarchia cyfrowa. Jest to standard opisujący sposoby tworzenia i przesyłania między węzłami sieci kanałów o podstawowych przepływnościach 64kb/s. Węzłami sieci są centrale systemu, umożliwiające wprowadzanie i wyprowadzenie z szybkiego strumienia danych wspomnianych kanałów. W systemie tym mamy do czynienia ze zwielokrotnieniem czasowym. Ze względu, iż w Europie, USA i Japonii PDH powstała niezależnie wyróżnia się 3 zestawy zwielokrotnień. Różnice dotyczą: przepływności sposobu kodowania mowy (w Europie metoda A w USA metoda μ), sposobu synchronizacji. W Polsce przyjęto system o 32 zwielokrotnieniu (30 kanałów abonenckich, 2 kanały służbowe - fazowanie, informacja o błędach). Przepływność: 64*32=2048kb/s.

- SDH

SDH, czyli Synchroniczna Hierarchia Systemów Cyfrowych, jest to technologia sieci transportu informacji, charakteryzująca się tym, że wszystkie urządzenia działające w sieci SDH, pracujące w trybie bezawaryjnym, są zsynchronizowane zarówno do nadrzędnego zegara (PRC) jak i do siebie nawzajem (w odróżnieniu od takich technologii jak, np. ATM). Ważną cechą jest również to, że podstawowa jednostka transportowa STM-N w czasie zwielokrotniania ma przepływność, będącą N-tą wielokrotnością STM-1 (155,52 Mbit/s) STM - 4: 622Mb/s STM - 16: 2,5 Gb/s. Ta właściwość nie występuje np. w technologii PDH. Sieci SDH są w dzisiejszych czasach jedynym sposobem na przesyłanie danych cyfrowych do odległych lokalizacji, dzięki temu, że pozwalają na odwzorowanie wielu typów sygnałów, o niższych przepływnościach, niezsynchronizowanych z SDH, do struktur synchronicznych. Z usług SDH korzystają m.in. GSM, Internet. Charakterystyka: niezawodność działania, możliwość rozbudowy sygnału, powstaję tzw. system zamknięty - jeśli jedno urządzenie nie działa możliwe jest obejście z innej strony.

5. Zwielokrotnienie z podziałem falowym WDM i DWDM.

System WDM działa na zasadzie zwielokrotnienia długości fali przy pomocy światła lasera. Polega to na podzieleniu światła laserowego na kilka lub kilkaset fal o różnych długościach emitowanych tym samym światłowodem w tym samym czasie. Każda z tych długości tworzy osobny „kanał” dzięki któremu przenosi informację. Liczba kanałów wskazuje na różne typy technologii:

gdzie: - CWDM - DWDM ( ang Dense Wave Division Multiplexing) - posiada 40, 80 lub więcej długości fal

Źródłem światłą w systemach WDM są diody elektroluminescencyjne, jak i lasery półprzewodnikowe. Duża szerokość widmowa diod LED (około 50nm) stanowczo wyklucza ich bezpośrednie użycie, ale przy wykorzystaniu odpowiedniego podziału widma można stosować je w lokalnych sieciach.

Zwielokrotnienia o większej liczbie kanałów i większej gęstości (odstęp między falowy 0,8nm) od WDM oznacza się jako DWDM.

6. Sieć transmisji danych Kolpak.

Sieć utworzona na potrzeby kolei a mianowicie Systemu Kierowania Przewozami i Zarządzania (SKPZ). Usługa KOLPAK FR polega na podłączeniu Klienta do sieci transmisji danych KOLPAK FR przy użyciu protokołu Frame Relay z prędkością od 64 kbit/s do 2 Mbit/s. Pojemność sieci nie wykorzystana w danej chwili przez dane połączenie wirtualne może zostać wykorzystana przez inne połączenie. Sieć ta składa się z 1 komputera centralnego, 31 obszarowych i 4500 terminali. Do sieci Kolpak mają dostęp: inni użytkownicy Kolpak oraz użytkownicy podłączeni do internetu. System Kurs 90 umożliwia rezerwowanie miejsc i biletów, system poczty elektronicznej posiada 20000 użytkowników. Kolpak składa się z 10 węzłów głównych WG i zainstalowanych w 8 dyrekcjach głównych: 75 węzłów regionalnych WR i 212 węzłów lokalnych WL. Węzły wykonane są w technice 32 bitowej. W systemie Kolpak pracować można w trybie synchronizacyjnym i asynchronizacyjnym.

7. Okablowanie strukturalne - klasy okablowania.

Okablowanie strukturalne jest to połączenie ze sobą sieci komputerowych, telefonicznych oraz urządzeń pracujących w niej. Zazwyczaj do tego okablowania stosuje się: cztero parowej skrętki, kable koncentryczne (loax) o oporze 75Ω oraz światłowody. Ideą tego okablowania jest takie rozmieszczenie sieci kablowej w budynkach, aby z dowolnego punktu telekomunikacyjnego było można korzystać z komputerowej sieci (LAN) oraz określonych usług telefonicznych. Chcąc uzyskać taki stan należy w systemie okablowania budynku umieścić większą liczbę punktów abonenckich, niż było ich przewidzianych do wykorzystywania w trakcie projektowania i samego instalowania. Zalety: Gwarantuje prostą obsługę i serwis oraz minimalne koszty użytkowania, Umożliwia łatwą rozbudowę, przebudowę i zmiany w konfiguracji sieci bez przerw w pracy, Głos - abonenckie centrale telefoniczne, Obraz - TV VIDEO.

Klasy okablowania:

A - częstotliwość graniczna 100kHz, B - 1MHz, C - 16MHz, C₁ - 20MHz, D - 100MHz, E - 200MHz, F - 600MHz

8. Omówić systemy okablowania strukturalnego.

System okablowania strukturalnego dzieli się na trzy podsystemy:

• okablowanie między-budynkowe

• okablowanie pionowe budynku (między piętrami)

• okablowanie poziome budynku (na piętrach)

Okablowanie pionowe (wewnątrz budynkowe): światłowody lub kable miedziane umiejscawiane w głównych pionach (tzw. kanałach) telekomunikacyjnych budynku, zapewniające połączenia między punktami rozdzielczymi.

Okablowanie poziome - jest to fragment okablowania między punktem rozdzielającym a samym gniazdem użytkownika

Połączenia telekomunikacyjne budynków - zwane również okablowaniem pionowym między budynkowym lub tzw. okablowaniem kampusowym, które przeważnie wykorzystywane jest na wielowłókowym zewnętrznym kablu światłowodowym.

CD -> BD -> FD -> TP -> TO -> Terminal

CD - punkt rozdzielczy zespołu budynków, BD - punkt rozdzielczy budynków, FD - punkt rozdzielczy piętra, TP - punkt pośredni, TO - gniazdo rozdzielcze, Terminal - urządzenie końcowe

Punkty rozdzielcze - są to węzły sieci o topologii gwiazdy, służące do okablowania poziomego, pionowego i systemowego gromadząc sprzęt aktywny zarządzający ową siecią (switche, koncentratory itp.)

9. Zintegrowane systemy automatyki budynku.

Zintegrowane systemy automatyki budynków opierają swoja budowę o sieci teletechniczne. Mogą one integrować wiele podsystemów i urządzeń w jeden system nadzoru i sterowania. Wybór stopnia integracji określają koszty połączenia systemów oraz korzyści dla użytkownika jakie płyną z przeprowadzenia takiego połączenia. Wyposażenie w zintegrowane systemy automatyki, ułatwia zarządzanie obiektem, budynkiem mieszkalnym, biurem oraz zwiększa komfort i bezpieczeństwo przebywających w nim ludzi.

Zintegrowane systemy automatyki budynków obejmują sterowanie:

• wentylacją, ogrzewaniem, klimatyzacją,

• roletami, bramami,

• oświetleniem,

• dowolnymi urządzeniami,

10. Sieci dostępowe przewodowe - wąskopasmowe, szerokopasmowe.

Sieć dostępowa stanowi zbiór wszystkich fizycznych elementów sieci znajdujących się na drodze między terminalami instalowanymi u użytkowników a węzłem dostępu do sieci bazowej (łącząca poszczególnych abonentów z centralami). Potencjalne usługi w sieciach dostępowych: video na żądanie, zdalne nauczanie, telekonferencje, zdalne zakupy, bezpieczeństwo.

Podział:

• Wąskopasmowe (przepływność do 144 kb/s)

W cieciach ISDN - BRA (duplexowa transmisja danych do 144kb/b) i PRA (dostęp oparty na zwielokrotnieniu kanału B - do 64kb/s)

• Szerokopasmowe (przepływność do 2Mb/s) i Szerokopasmowe (przepływność do 8Mb/s)

DSL - cyfrowa linia abonencka (dane, głos, wykorzystywana dla potrzeb internetu) oparta na pakietowym przekazie danych.. Na końcach łącza znajdują się modemy służące do przetwarzania informacji. Ważna jest odległość między modemami (do 5,5km)

SDSL - technika symetryczna, prędkość wysyłania danych i odbierania są symetryczne. Oferuje prędkości: 2Mb/s lub 1,544Mb/s. Stosowane w: Lan, WAN, T1/E1. Tryby Transmisji: do abonenta, do sieci. Odległość: ~3km

ADSL - technika asymetryczna, prędkość wysyłania i odbierania danych są asymetryczne tzn dane są szybciej odbierane przez użytkownika niż wysyłane od niego. Do abonenta: 1,5 - 8Mb/s Od abonenta: 16 - 640kb/s. Odległość: ~3km +6km. Stosowana w: dostępie do internetu, video na żądanie, zdalny dostęp do sieci LAN

HDSL - zbudowana z pary kabli miedzianych, użytkowane pasmo: 80-240kHz. Zastosowanie: łączenie central PABX, stacje bazowe GSM. Główne wady: przepływność silnie zależna od długości kabla, mały zasięg

VDSL - cyfrowa linia abonencka o bardzo dużej przepływności, szybkość transmisji: ok. 55Mb/s - odległość 300m (pasmo dolne), 1,5-2,3Mb/s - pasmo górne. Zastosowanie: HDTV, dostęp do internetu. LAN

FTTC - do szafki ulicznej (miedziane przewody ADSL, zakłócenia). FTTB - do budynku (50Mb/s w technice VDSL, można stosować kable koncentryczne) FTTH - do abonenta (brak zakłóceń, 155Mb/s w obu kierunkach)

HFC - sieć hybrydowa oparta o media transmisyjne światłowodowe i przewody współosiowe, przekształca sygnał elektryczny na optyczny i odwrotnie. Zastosowanie: telewizja kablowa

11. Dostępowe sieci radiowe.

Sieci radiowe RAN - to sieci dostępowe do Internetu lub infrastruktury telekomunikacyjnej oparte na połączeniu bezprzewodowym. Zalety: proste w montażu, szybka naprawa usterki, duża możliwość rozbudowy, duży zasięg sieci. Wady: ograniczenie zasięgu przez przeszkody naturalne, nakładanie się fal, konieczność starannego planowania częstotliwości, niezawodne działanie w zasięgu widoczności anten.

WLAN (Wireless LAN) to sieć lokalna zrealizowana bez użycia przewodów. Są wykonywane z użyciem standardu IEEE. Do komunikacji za pomocą fal radiowych wykorzystuje się pasmo 2,4GHz lub rzadziej 5GHz. Szybkość przesyłania danych zależna jest od użytego standardu i odległości pomiędzy użytymi urządzeniami i wynosi najczęściej 11, 22, 44, 54 lub 108 Mb/s.

Systemy radiowe typu PMP - punkt wiele punktów - pracujące w pasmach częstotliwości 3,5GHz; 5,9GHz; 26GHz; 28GHz), charakteryzujące się przepływnościami większymi niż 128kb/s dla użytkownika końcowego, wykorzystywane są do transmisji danych z przeznaczeniem dla klientów biznesowych w dużych aglomeracjach miejskich, przede wszystkim w miastach wojewódzkich

System dystrybucji usług multimedialnych LMDS - technologia szerokopasmowego bezprzewodowego dostępu do Internetu, wykorzystującym transmisję radiową w paśmie wysokich częstotliwości 26-28GHz, w obrębie obszarów o powierzchni kilku kilometrów kwadratowych. Technologia ta umożliwia dobrej jakości transmisji o wysokiej przepustowości nawet do 155 Mb/s.

DECT - system cyfrowej łączności bezprzewodowej na niewielkich odległościach. Według założeń przystosowany zarówno do transmisji mowy jak i danych. W wersji podstawowej wykorzystuje 10 kanałów radiowych w zakresie częstotliwości 1880 do 1980 MHz (każde urządzenie DECT powinno być przystosowane do wykorzystania tych kanałów).

12. Systemy nadzorowania autostrad

1. System inteligentnej nawigacji samochodowej: automatyczny (rozwiązanie firmy Siemens) - na podstawie urządzeń znajdujących się tylko w samochodzie; dynamiczny (rozwiązanie firmy Blaupunkt) - pomiary impulsów pochodzących z czujników umieszczonych na osiach kół

2. System detekcji ruchu (natężenia ruchu, ilość pojazdów): detektory stykowe, akustyczne, magnetyczne, promieniowania (elektromagnetycznego, optycznego, mikrofalowego - radary), ultradźwiękowe, pasywne detektory podczerwieni

3. System detekcji obecności

4. System automatycznego poboru opłat

5. Systemy zbierania informacji o warunkach pogodowych: stacje meteorologiczne, mapy termiczne, (inf dotyczą temperatury, wilgotności, wiatru)

6. Systemy zbierania informacji o stanie nawierzchni

7. Systemy wyświetlania tablic i znaków o zmiennej treści: ostrzeżenia pogodowe, mierzone parametry ruchu, mierzone wielkości meteorologiczne, ostrzeżenia ruchu drogowego

8. Systemy radiowej informacji drogowej: systemy obszarowe(za pomocą pasma akustycznego, bez potrzeby przerywania audycji radiowej), drogowe(sieć nadajników systemu), komunikaty dla kierowców

9. Systemy łączności alarmowej (awarie i wypadki): aparat łącznościowy co 2km po obu stronach drogi lub naprzemiennie, inf o lokalizacji aparatu na barierkach

Wszystkie systemy mogą być i na ogół są zintegrowane i centralnie zarządzane.

13. Problemy bezpieczeństwa w sieciach telekomunikacyjnych.

Bezpieczeństwo telekomunikacyjne definiowane jest jako zastosowanie zabezpieczeń systemu lub sieci EPD w celu ochrony - lub zapobieżeniu nieuprawnionej eksploatacji, modyfikacji (łącznie ze zniszczeniem) lub odmowie dostępu, które mogą być dokonane przez stanowiące zagrożenia dla informacji: przechwycenie emisji ujawniającej, nieuprawniony dostęp elektroniczny. Bezpieczeństwo dotyczy: łączności, fizyczne, transmisji, emisji, kryptografii.

1. Ochrona niezawodności działania sieci: fizyczne zakłócenia połączenia: przerwanie kabla, zanik kanału cyfrowego; błędna praca systemu teletransmisyjnego; przeciążenie sieci; wadliwe działanie legalnego lub nielegalnego operatora; celowe zakłócenie pracy sieci

2. Uszkodzenie linii przesyłających: alternatywne drogi przesyłania, procedury zapewniające właściwe czasy reakcji, tryby zgłaszania awarii, tymczasowe zastępcze rozwiązania

3. Uszkodzenie wyposażenia sieciowego (środki zaradcze): pewne zasilanie, klasa urządzeń, dublowanie kluczowych urządzeń, zdalny nadzór, monitorowanie zakłóceń, wieloletnie gwarancje

4. Przeciążenie sieci: tworzenie priorytetowych kanałów przesyłania dla szczególnie ważnych połączeń, wprowadzenie gwarantowanego pasma przesyłania, odcięcie sieci od innych sieci poprzez węzeł ochronny

5. Metody ochrony informacji: przesyłanie inf pomiędzy portami określonymi przez użytkownika, system przesyłania inf oddzielony od systemu abonenckiego, bardzo wysokie prawdopodobieństwo przekazania informacji

6. Ochrona sieci przed niepowołanym dostępem: zamki szyfrowe, rejestr osób wchodzących i wychodzących, system monitorowania wejść do pomieszczeń, system nadzorujący próby ingerencji, shierarchizowany system autoryzacji dostępu

7. Bezpieczeństwo emisji: zastosowanie urządzeń o obniżonej emisji promieniowania elektromagnetycznego, ekranowanie urządzeń peryferyjnych

8. Stopień zawansowania włamywacza: przypadkowi włamywacze (bez zdolności kryptografii), krakerzy (mają ogólno dostępne programy kryptograficzne), wyspecjalizowani krakerzy (głęboka wiedza kryptograficzna, doby sprzęt), duże organizacje przestępcze i rządowe

14. Konfiguracje i podstawowe cechy systemu wizyjnego.

Część II

1. Omówić rodzaje komutacji w sieciach telekomunikacyjnych.

Komutacja (commutation) - to technika zestawiania połączeń.

Rodzaje komutacji:

- Komutacja łączy (kanałów)- polega na tworzeniu, na żądanie, między dwiema lub więcej stacjami końcowymi drogi połączeniowej będącej do ich wyłącznego użytku, aż do chwili rozłączenia.

- Komutacja wiadomości - w której informacje są przesyłanie między stacjami końcowymi w postaci wiadomości zawierających adres stacji docelowej, przy czym wiadomości te mogą być przechowywane przez pewien czas, jeżeli jest to niezbędne, w węzłach sieci, zanim zostaną przesłane dalej. Kanały są zajmowane tylko w czasie rzeczywistego przesyłania wiadomości między sąsiednimi węzłami.

- Komutacja pakietów - różni się tym od komutacji wiadomości, że informacja jest wymieniana między stacjami końcowymi w postaci grup elementów binarnych o ograniczonej długości tzw pakiety. Długie wiadomości, przed przesłaniem ich siecią, są dzielone na pakiety, a następnie odtwarzane w stacji docelowej. Pakiety mają nagłówek zawierający adres i informacje sterujące oraz cześć informacji może zawierać informacje zabezpieczające przed błędami.

- Komutacja ATM - zalicza się do komutacji pakietów. Pakiety w technologii ATM mają stałą długość - 53 bajty i są nazywane komórkami. Dane użytkownika są zawarte w 48 bajtach, pozostałe 5 bajtów stanowi nagłówek i przenosi m.in. identyfikator kanału wirtualnego VCI, ścieżki wirtualnej VPI, sumę kontrolną i priorytet.

2. Hierarchiczna architektura sieci telekomunikacyjnej.

• Sieci międzynarodowe - w składzie ich są centrale międzynarodowe, które kierują ruchem skierowanym do innych krajów/kontynentów

• Sieci międzymiastowe - w składzie ich są centrale miedzy miastowe (tranzytowe), które przenoszą ruch między sąsiednimi miastami, województwami itp.

• Sieci lokalne - w składzie ich są centrale końcowe, służące do obsługi ruchu lokalnego, agregując sobie pobliskich abonentów

Hierarchiczna struktura sieci telekomunikacyjnej:

3. Charakterystyka techniczna telefonii (węzeł, centrale, terminale końcowe)

- Węzeł komutacyjny

Jest to fizyczny punkt dostępu do sieci lub punkt łączący kanały telekomunikacyjne. Węzły w sieci mogą być połączone na różne sposoby tworząc 4 struktury: kratową - każdy węzeł sieci połączony jest z każdym innym węzłem tej sieci (duża niezawodność struktury, ale też za duża liczba łącz); gwiaździstą - zakłada istnienie jednego węzła o wyższym priorytecie do którego doprowadzone są łącza od węzłów o niższym priorytecie (mniejsza liczba łączy, ale uszkodzenie jednego łącza odcina dostęp do węzła); magistralową - istnieje jedno łącze do którego są dołączeni kolejni abonenci (rozwiązanie na autostradach i kolei); pierścieniową - zapewnia ona dostęp do węzła z dwóch stron (mała liczba łączy, uszkodzenie jednego łącza nie oznacza utraty dostępu do węzła)

- Centrala telefoniczna

Centralą telefoniczną nazywa się zespół urządzeń zawierających łącznicę telefoniczną oraz urządzenia pomocnicze: przełącznice, urządzenia badaniowe i zasilające. Poszczególne elementy centrali: Pole komutacyjne umożliwia dokonywanie połączeń między łączami doprowadzonymi do węzła komutacyjnego. Abonenckie zespoły liniowe służą przede wszystkim do wykrywania podniesienia mikrotelefonu przez abonenta; spełniają także inne funkcje, zależnie od rozwiązań konstrukcyjnych węzła komutacyjnego. Zespoły obsługowe w węzłach z polem komutacyjnym elektro­mechanicznym zasilają łącza abonenckie, dołączają prąd dzwonienia i różnorodne sygnały tonowe, wykrywają podniesienie mikrotelefonu przez abonenta wywo­ływanego, a także wykrywają rozłączenie.

- Terminale końcowe - aparaty telefoniczne

Aparat telefoniczny składa się z mikrotelefonu i tarczy numerycznej, występują w nim 3 układy: rozmówny, wywołania i wybiórczy. Układ rozmówny składa się ze słuchawki i mikrofonu umożliwiają one prowadzenie rozmowy. Układ wywołania (induktor, dźwonek) - sygnalizuje nadejście połączenia a układ wybiórczy umożliwia przez tarczę numeryczną lub klawiaturę wybór żądanej usługi. Układ wywołania i rozmówny nie pracują jednocześnie.

4. Usługi dostępne w sieci telekomunikacyjnej.

- Usługi przenoszenia - usługi mające na celu zapewnienie właściwego kanału transmisyjnego pomiędzy abonentem a centralą. Wyróżnia się zatem usługi: trybu komutacji łączy dla kanału mowy (usługa zapewnia przesłanie sygnału mowy zakodowanego zgodnie z normą G.711); trybu komunikacji łączy dla kanału akustycznego 3,1kHz (tak samo jak wcześniej, tylko oktety przenoszone są przez kanał w tym trybie stanowią cyfrowy zapis dowolnego przebiegu analogowego); trybu komutacji łączy dla kanału przeźroczystego 64kb/s (usługa zestawia kanał 64kb/s PCM, nie wprowadzając żadnych modyfikacji strumienia przenoszonych danych)

- Usługi dodatkowe - usługi nie związane bezpośrednio z telefonią. Usługi: przenoszenie wywołań w przypadku zajętości linii, nieobecności abonenta, bezwarunkowe przenoszenie wywołań, blokada przenoszenia wywołań, blokada jednokrotna prezentacji numeru, połączenie oczekujące, przechwytywanie wywołań, gorąca linia, identyfikacja wywołań złośliwych, połączenie konferencyjne, ograniczenie połączeń wychodzących, test dzwonka

- Usługi dodane - usługa wymagająca dodania środków technicznych (np. w centralach ręcznych dla telegramu, telefaksu, video-tekstu, telekonferencji, video-fonii

5. Sieci ISDN - charakterystyka i usługi (teleusługi, usługi dodatkowe, usługi wzbogacone)

Sieć cyfrową z integracją usług (ISDN) można najkrócej scharakteryzować jako sieć telekomunikacyjną, która zapewnia realizację różnorodnych usług wykorzystujących w pełni cyfrowe połączenia pomiędzy terminalami użytkowników.

Usługi przenoszenia - usługi mające na celu zapewnienie właściwego kanału transmisyjnego pomiędzy abonentem a centralą. Obejmują zestawienie i rozłączenie połączenia pomiędzy użytkownikami oraz przesłanie informacji pomiędzy stykami użytkownika a siecią i w samej sieci. Wyróżnia się zatem usługi: trybu komutacji łączy dla kanału mowy (usługa zapewnia przesłanie sygnału mowy zakodowanego zgodnie z normą G.711); trybu komunikacji łączy dla kanału akustycznego 3,1kHz (tak samo jak wcześniej, tylko oktety przenoszone są przez kanał w tym trybie stanowią cyfrowy zapis dowolnego przebiegu analogowego); trybu komutacji łączy dla kanału przeźroczystego 64kb/s (usługa zestawia kanał 64kb/s PCM, nie wprowadzając żadnych modyfikacji strumienia przenoszonych danych)

- Usługi dodatkowe - usługi nie związane bezpośrednio z telefonią. Usługi: przenoszenie wywołań w przypadku zajętości linii, nieobecności abonenta, bezwarunkowe przenoszenie wywołań, blokada przenoszenia wywołań, blokada jednokrotna prezentacji numeru, połączenie oczekujące, przechwytywanie wywołań, gorąca linia, identyfikacja wywołań złośliwych, połączenie konferencyjne, ograniczenie połączeń wychodzących, test dzwonka

- Teleusługi - są grupą usług o zunifikowanej formie, ingerującą w postać przesyłanych danych. Teleusługi korzystają ze zbioru usług przenoszenia (bazowych). Usługi: telefonia cyfrowa, teletekst, telefaks, wideotekst, poczta elektroniczna, transmisja danych, telewizja, teleakcja (przesyłanie krótkich komunikatów - telealarm, telealert)

- Usługi wzbogacone: wideokonferancja, aplikacje multimedialne, dostęp do Intrenetu, telepraca

6. Podstawowa architektura fizyczna sieci IN oraz usługi zestawu CS1 i CS2

Płaszczyzna fizyczna modelu koncepcyjnego architektury IN przedstawia rozbicie systemu na jednostki fizyczne PE (Physical Entities) oraz interfejsy pomiędzy nimi. Odpowiada ona za umiejscowienie odpowiednich jednostek PE w strukturze sieci telekomunikacyjnej. Podstawowymi zadaniami płaszczyzny fizyczną są:

• możliwość realizacji wszystkich jednostek funkcjonalnych FE przewidzianych dla CS-1 przy wykorzystaniu jednostek fizycznych;

• możliwość implementacji jednej lub więcej jednostek funkcjonalnych FE w jednej jednostce fizycznej PE;

• ograniczenie implementacji jednostki funkcjonalnej całkowicie w obrębie jednej jednostki fizycznej, bez możliwości dzielenia pomiędzy PE;

• możliwość implementacji dwóch jednakowych jednostek funkcjonalnych FE w dwóch różnych jednostkach fizycznych;

• możliwość implementacji dwóch jednakowych jednostek funkcjonalnych FE w dwóch różnych jednostkach fizycznych;

• wymagania dotyczące zapewnienia standardowych interfejsów pomiędzy jednostkami fizycznymi.

Podstawowa architektura fizyczna IN Inteligent Network

Usługi zestawu CS1

Kryteriami ich wyboru były możliwości techniczne realizacji i potrzeby rynku. Ze względu na możliwości techniczne ITU-T dokonało ogólnego podziału usług na kat. A i B. Usługi kat. A (znajdują się w zestawie CS1) są aktywowane dla jednego abonenta i on sam wybiera usługi i ich parametry. Są one aktywowane z reguły podczas procesu zestawiania lub rozłączania połączenia. Charakteryzują się one: jednostronnością aktywowania usług i sterowania, jednolitą postacią informacji (tylko mowa lub tylko dane).

AAB - alternatywne metody rozliczania ABD - wybieranie skrócone ACC - połączenie kredytowane CCBS - Zestawienie połączenia z abonentem zajętym CCC - Wywołanie opłacane przy użyciu karty kredytowej CD - Rozdział zgłoszeń CON - Połączenie konferencyjne CRD - Przekazywanie połączeń wychodzących DCR - Kierowanie połączeń według wartości parametrów PN/FMD - Numer osobisty / Nadążne przekazywanie połączeń FPH - Połączenie bezpłatne MAS - Obsługa fal zgłoszeń MCI - Identyfikacja połączeń złośliwych OCS - Kontrola połączeń wychodzących PRM - Połączenie z podwyższoną opłatą SEC - Zabezpieczenie dostępu SPL - Połączenie z podziałem opłat TCS - Filtrowanie połączeń przychodzących UAN - Numer uniwersalny UDR - Kierowanie połączenia według definicji użytkownika UPT - Uniwersalna łączność osobista VOT - Teległosowanie VPN - Wirtualna sieć wydzielona SCF - Selektywne przekierowywanie połączeń w przypadku zajętości.

Usługi zestawu CS2

-usługi dla abonentów ruchomych np. usługa uniwersalnej łączności osobistej UPT, obsługi bezprzewodowych aparatów końcowych CTM, abonentów systemu GSM trzeciej generacji UMTS

-usługi o zasięgu obejmującym wiele sieci, czyli odpowiedniki klasycznych usług zestawu CS! Np. FPH, PRM, VOT, VPN

-usługi sterowania stronami połączenia, umożliwiające zarządzanie uczestnictwem wielu abonentów w połączeniu

-usługi szerokopasmowe i przenoszenia

-usługi zarządzania usługami i sieciami zgodnie ze standardem TMN

-inne usługi wychodzące poza ograniczenia CS-1

7. Charakterystyka sieci Frame Relay.

Przepływność 45 kb/s. Funkcjonuje na łączach cyfrowych. Mała stopa błędu łączy. Jest protokołem transferowym w trybie pakietowym. Zapewnia komunikację połączeniową dwukierunkową. Sieć składa się z przełączników połączonych kanałami fizycznymi (liniami).

Adresowanie odbywa się za pomocą protokołu DLCI (Data-Link Connection Identifier).

Protokół FR określa dwa typy urządzeń:

- DTE (Data Terminal Equipement) - urządzenia dostępowe do sieci, terminale końcowe

- DCE (Data Cirquit Equipement) - urządzenia wewnętrzne sieci rozlokowane na węzłach

Protokół FR określa dwa typy połączeń:

- PVC (Permanent Virtual Circuits) - połączenia zastawiane na określony, dłuższy czas

- SVC (Switched Virtual Circuits) - połączenia zestawiane na życzenie, sporadyczne

Siec FR wykrywa błędy: nagłówka, formatu, cyklicznego kodu nadmiarowego

Ramki z błędem są kasowane a terminale końcowe wznawiają część sesji (przesyłania)

Sieć FR funkcjonuje w 3 najniższych warstwach modelu ISO/OSI:

- sieciowa (warstwa 3), łącza danych (warstwa 2), fizyczna (warstwa 1)

Sieć FR obejmuje usługi: - łączenie sieci LAN (Local Area Network) - dostęp do sieci ATM (Asynchronous Transfer Mode) - transmisja głosu i danych - wideokonferencje i telekonferencje - transport plików przez WAN (Wide Area Network)

8. Podstawowe cechy standardu ATM i typy usług ATM.

CECHY STANDARDU ATM:

ATM - jest szerokopasmową technologią komunikacyjną, która wykorzystywana jest do: przesyłania danych interakcyjnych, różnej wielkości plików, transmisji głosu, sygnału wizyjnego. Nie jest związana z określoną szybkością przesyłania danych, określone w standardach mechanizmy synchronizacji i sygnalizacji zajmują około 1Mb/s każdego łącza fizycznego. Standard ATM stosowany może być w sieciach: LAN, WAN, MAN. W ATM przesyłane strumienie bitów dzielone są na grupy po 53 bajty zwane komórkami. Komórki z różnych połączeń są ze sobą wymieszane i przesyłane bez żadnego ustalonego porządku. Interfejs użytkownik -sieć UNU, międzysieciowy NNI. Rodzaje połączeń: stałe PVC, pół- stałe sPVC, zmienne SVC. Klasy usług ATM: A - przesyłanie obrazów video i głosu - stała szybkość bitowa (CBR) B - video + głos - zmienna szybkość bitowa (VBR). C - usługi połączeniowe D - usługi bezpołączeniowe. Dostępne prędkości danych: 1,544Mb/s, 2,048Mb/s, 25Mb/s i większe aż do 10Gb/s

TYPY USŁUG ATM:

• usługa o stałej szybkości bitowej CBR - opracowana dla źródeł ruchu wymagającego stałej szybkości transmisji w czasie trwania połączenia np. przesył cyfrowych sygnałów mowy

• usługa o zmiennej szybkości bitowej VBR - przewidziana dla źródeł ruchu generujących komórki ze zmienną, ale ograniczoną max intensywnością transmisji i wymagających gwarantowanego poziomu jakości usługi. Dwa typy: rt-VBR (dla źródeł wymagających obsługi w czasie rzeczywistym); nrt-VBR ( dla źródeł nie wymagających synchronizmu czasowego)

Zalety: jeden fizyczny interfejs z siecią szerokopasmową, który zapewnia dostęp do wszystkich usług, elastyczny rodzaj komutacji i transmisji, rzeczywista fizyczna i funkcjonalna integracja w sieci, kompatybilność warstwy fizycznej z już istniejącymi standardami, możliwość rozbudowy (LAN, WaN, MAN); skalowalność i elastyczność ze względu na odległość, liczbę użytkowników i dostępu do zasobów sieci

9.Ogólna charakterystyka sieci IP oraz zbiory usług dostępnych w tej sieci.

IP - Internet Protocol (Intersieć)

Fizycznie jest to zbiór sieci połączonych routerami (specjalne komputery łączące 2 lub więcej sieci). Sieć IP może być dowolną siecią z komutacją pakietów (sieć pakietowa).Zdefiniowana została jako sieć zawodna (mała pewność poprawności przesyłu), każdy pakiet obsługiwany jest niezależnie od innych, pakiety z jednego ciągu mogą podróżować różnymi ścieżkami (możliwość zagubienia pakietu). W razie zgubienia/uszkodzenia/duplikacji pakietu system nie powiadamia o tym, dlatego używa się tzw. pozytywnego potwierdzenia z retransmisją (po otrzymaniu danych wysyłany jest komunikat potwierdzenia ACK). Datagram IP - podstawowy nośnik (jednostka) informacji; podzielony na nagłówek (adres nadawczy, odbiorczy i pole typu) + dane. Ich przetwarzaniem zajmuje się oprogramowanie.

Protokół IP zawiera trzy definicje: podstawowej jednostki przesyłowej danych używanej w sieciach TCP/IP (określa dokładny format danych), definicję operacji trasowania (wybierania trasy dla przesyłu), reguły przenoszenia pakietów. Adresy sieciowe - są przydzielane przez INTERNIC, adresy komputerów przydziela administrator. TCP - (TCP/IP) protokół odpowiedzialny za składanie pakietów i poprawność transmisji, niezależny od IP, bierze odpowiedzialność za niezawodne dostarczenie datagramów, (wysoka niezawodność).

Zbiory usług dostępnych w sieci IP:

• usługi aplikacji: poczta elektroniczna, sieciowe wiadomości, zdalne logowanie, przekaz plików FTP, rozmowa bezpośrednia IRC

• usługi niezawodnego przesyłania

• bezpołączeniowego przesyłania pakietów

10. Ogólna klasyfikacja systemów radiokomunikacji ruchomej.

Wspólną cechą wszystkich bezprzewodowych usług telekomunikacyjnych jest możliwość poruszania się jednego głównego użytkownika połączenia i brak przewodowego połączenia jego terminala z resztą systemu.

Jednym ze sposobów podziału systemów radiokomunikacji ruchomej jest stopień ich komplikacji i możliwości realizacyjne usług, wyróżniamy tu systemy: - przywoławcze; - trankingowe; - bezprzewodowej transmisji danych; - telefonii bezprzewodowej komórkowej i satelitarnej.

	RODZAJ SYSTEMU RADIOKOMUNIKACYJNEGO	ZASTOSOWANIE TECHNOLOGIA (PRZYKŁADY)
S Y S T E M Y L Ą D O W E	P R Z Y W O Ł A W C Z E	TONOWE LOKALNE NUMERYCZNE I ALFANYMERYCZNE (MBS) TEKSTOWE (ERMES)
		D Y S P O Z Y T O R S K I E	TRADYCYJNE (PMR, PAMR) TRANKINGOWE ANALOGOWE (EDACS) TRANKINGOWE CYFROWE ( MOBITEX, TETRA )
		T E L E F O N I I B E Z P R Z E W O D O W E J	ANALOGOWE TELEFONY BEZSZNUROWE (CT0, CT1) TELEPOINT, CENTRALKI DOMOWE CENTRALKI ZAKŁADOWE CYFROWE (CT2, CT3, DECT)
		T E L E F O N I I K O M Ó R K O W E J	ANALOGOWE (AMPS, TACS, NMT) CYFROWE (GSM, DCS DAMPS) ŁĄCZNOSCI OSOBISTEJ (PCS)
		S P E C J A L N E	LOTNICZE (AMSS, TFTS ) KOLEJOWE ( GSM - R )
	SYSTEMY ORBITALNE	S P E C J A L N E	IDENTYFIKACYJNE (GPS) LOKALIZACYJNE (GPS) NAWIGACYJNE (INMARSAT, EUTELTRACS)
		S A T E L I T A R N E	REGIONALNE (VSAT INTELSAT, GALAXY) GLOBALNE (IRYDIUM, ODYSSEY) ŁĄCZNOSCI OSOBISTEJ(PCS, PCN)

11. System cyfrowej telefonii komórkowej GSM - architektura i usługi.

Architektura systemu GSM:

Obszar działania systemu jest podzielony na kilka części funkcjonalnych zarządzanych przez centrale radiokomunikacyjne MSC (Mobile Switching Centre), których głównym zadaniem jest koordynacja zestawiania połączeń pomiędzy abonentami ruchomymi, abonentami publicznej sieci telekomunikacyjnej lub innymi sieciami współpracującymi z siecią GSM. Bezpośrednio z centralą komórkową połączone są bazy danych HLR (Home Location Register) czyli tzw. rejestr stacji własnych, VLR (Visitors Location Register) czyli rejestr stacji obcych które przechowują informacje o zarejestrowanych użytkownikach systemu oraz informacje niezbędne do kontroli uprawnień i śledzenia ruchu abonentów . Dodatkowo są sprzężone z nimi AuC Centrum Identyfikacji AuC (Authentication Centre) i EIR (Eguipment Identity Register) czyli rejestr identyfikacji wyposażenia służące do zabezpieczania systemu przed niepowołanym dostępem zawierające tajne algorytmy systemowe oraz klucze szyfrujące .

Każda centrala MSC zarządza co najmniej jednym zespołem stacji bazowych BSS ( Base Station System), w skład którego wchodzą sterownik stacji bazowej oraz kilka układów nadawczo-odbiorczych BTS (Base Transeiver System) wraz z układami realizującymi podstawowe funkcje sterujące na poziomie pojedynczego nadajnika.

Stacje bazowe są rozmieszczone w centrach komórek pokrywając zasięgiem obszar działania systemu, wewnątrz których porusza się pewna liczba terminali ruchomych.

Organizacja zespołu stacji bazowych jest dwuwarstwowa. Pomiędzy nimi a centralami znajdują się sterowniki stacji bazowych realizujące m.in. takie funkcje jak: przełączanie kanałów oraz sterowanie mocą stacji ruchomej.

Do zadań stacji bazowych należą m.in.: wykrywanie zgłoszeń stacji ruchomych, przetwarzanie sygnału w kierunku nadawczym i odbiorczym, szyfrowanie i rozszyfrowanie sygnałów przesyłanych w kanale radiowym.

Funkcje administracyjne w systemie GSM pełni tzw. Centrum Eksploatacji i Utrzymania OMC (Operational & Maintenance Center) połączone ze wszystkimi elementami systemu, którego głównym zadaniem jest jak np.: taryfikacja, monitorowanie ruchu, zarządzanie w przypadku uszkodzeń elementów sieci.

Usługi w systemie GSM:

SMS (krótkie wiadomości tekstowe), EMS (proste dwukolorowe ilustrowane komunikaty), MMS (wiadomości zawierające tekst, grafikę zdjęcia), Poczta głosowa (pozostawienia wiadomości głosowej), Roaming ( możliwość korzystania z telefonu komórkowego poza granicami kraju). GPRS ( pakietowa transmisja danych 115kb/s przy użyciu 8 szczelin czasowych), Dostęp do sieci WLAN (szybki dostęp do zasobów Internetu bez konieczności podłączenia do komputera do gniazda sieciowego), Poczta elektroniczna (skrzynka e-mail), WAP (protokół komunikacji bezprzewodowej), Przesyłanie faksów (na dowolny nr stacjonarny i komórkowy), Poczta faksowa (pozostawienie faksu w skrzynce faksowej), Przesyłanie danych

12. Systemy GSM trzeciej generacji.

System UMTS jest opracowywany jako standard uniwersalny o zasięgu ogólnoświatowym (globalnym) zapewniający użytkownikowi niestacjonarnemu ciągłość usług telekomunikacyjnych, przy użytecznej szybkości transmisji nie mniejszej niż 2 Mbit/s na potrzeby jednego terminalu.

Uniwersalność systemu UMTS powinna docelowo zapewnić uzupełnienie wielu istniejących systemów łączności bezprzewodowej, przewodowej i satelitarnej, poprzez utworzenie jednej hierarchicznej i logicznie jednorodnej infrastruktury

Zakres usług dostępnych w systemach trzeciej generacji jest bardzo obszerny. Są to usługi polegające na wymianie informacji (np. transmisja sygnałów mowy, usługi telefaksowe grupy 4, wideotelefonia) usługi związane z jednokierunkowym przekazywaniem wiadomości
(np. przywołania głosowe, poczta elektroniczna) oraz usługi polegające na odczytywaniu informacji z publicznych baz danych (np. odtwarzanie muzyki, odczytywanie informacji tekstowych itp.). Do najbardziej popularnych usług należą usługi internetowe oraz poczta elektroniczna. W ramach tych usług przewidywane są transfery plików FTP, usługa Telnet oraz połączenia konferencyjne wykorzystujące transmisję obrazów nieruchomych i ruchomych. Osobnym obszarem zastosowań określanym skrótem RTTI są usługi związane z przesyłaniem informacji dotyczących ruchu drogowego, warunków pogodowych, informacji o miejscach parkingowych oraz zarządzania ruchem pojazdów.

FPLMTS - podstawowy standard w telefonii komórkowej trzeciej generacji (3G). Miał zapewnić dostęp do bardzo rozległego zestawu usług i umożliwić ogólnoświatowy zasięg (roaming). Obecnie nazwa FPLMTS nie jest już stosowana - zastąpił ją termin IMT-200. Początkowo system IMT-2000 miał na całym świecie pracować na tych samych zasadach (te same zakresy częstotliwości, zasady dostępu do łącza) jednakże z uwagi na zbyt duże różnice występujące między infrastrukturą sieci w poszczególnych częściach świata i różne zajętości przeznaczonych dla 3G pasm radiowych postanowiono, że system będzie funkcjonował w kilku odmianach regionalnych: Europejskiej, Amerykańskiej, Japońskiej, Chińskiej i Koreańskiej.

Podczas tworzenia standaru IMT-2000 ujednolicono wymagania stawiane systemowi i określono podstawowe założenia, które ma on spełniać:

- szybkość transmisji danych różna w zależności od odległości od stacji bazowej i od szybkości przemieszczania się terminala - zapewniony dostęp do internetu; - komunikacja zarówno w trybie komutacj łączy jak i pakietów; - wysoka jakość transmisji mowy; - udostępnienie abonentowi różnych usług (także multimedialnych i czasu rzeczywistego) zintegrowanych razem i dostępnych na całym świecie - roaming światowy; - globalne pokrycie radiowe dzięki zastosowaniu systemu satelit; - umożliwienie jednoczesnej realizacji różnych usług; - skuteczne zabezpieczenia przekazywanych informacji; - architektura umożliwiająca dalszą rozbudowę powiązaną z postępem technologicznym; - integracja różnych sieci wewnątrz sieci 3G:

System MBS - o przepływności 140Mb/s do 155Mb/s w zakresie częstotliwości 60GHz. W systemie MBS będącym uzupełnieniem i rozszerzeniem UTMS udostępnia się klientom usługi B-ISDN, a więc umożliwia skorzystanie nie tylko z usług głosowych, transmisji danych, lecz również z wysokiej jakości usług wideo.

13. System lokalizacyjny GPS architektura, charakterystyka technologii, lokalny system monitorowania.

Architektura:

W skład systemu GPS wchodzą trzy główne segmenty:

- kosmiczny

Segment kosmiczny jest konstelacją składającą się aktualnie z 24 satelitów operacyjnych (+ 3 rezerwowych) okrążających Ziemię w czasie 11h 57' z I prędkością kosmiczną =7,9m/s (dla zrównoważenia siły grawitacji i odśrodkowej) po 6 orbitach MEO na wysokości 20183km, nachylonych pod katem 55^O do równika. Rozmieszczenie satelitów gwarantuje prawdopodobieństwo dostępności co najmniej 5 z nich w dowolnym punkcie Ziemi wynoszące 0,9996. Każdy z satelitów raz do roku podlega korekcji położenia, która zajmuje ok.12 h. Przez ten czas satelita jest nieaktywny. Czas pracy satelity (najnowszej serii IIR) wynosi ok. 7,5 roku i pokonuje on w tym czasie ok. 1074mln. km.

- nadzoru

Segment nadzoru składa się z głównej stacji nadzoru ( MCS - Master Control Station ) w Bazie Sił Powietrznych Falcon w Colorado Springs i stacji monitorujących na Hawąjach, Kwajalein, Diego Garcia i Ascension. Wszystkie stacje monitorujące wyposażone są w anteny do łączności dwustronnej z satelitami; śledzą do 11 satelitów jednocześnie. Dane ze stacji monitorujących przesyłane są do MCS gdzie wyznaczane są efemerydy (precyzyjne dane korekcyjne) satelitów i parametry ich zegarów. MCS okresowo przesyła satelitom efemerydy i poprawki zegara w depeszach nawigacyjnych. W razie potrzeby dane korekcyjne mogą być przesyłane do satelitów bezpośrednio ze stacji monitorujących.

- użytkowników

Segment użytkowników składa się z wojskowych i cywilnych odbiorników GPS zaprojektowanych tak, by odbierać, dekodować i przetwarzać sygnały GPS. Są to odbiorniki samodzielnie funkcjonujące lub wbudowane w inne systemy. Zastosowania obejmują nawigację (powietrzną, morską, lądową), wyznaczanie pozycji, transfer czasu, pomiary geodezyjne i wiele innych.

Charakterystyka technologii:

1. Nawigacja w czasie rzeczywistym - możliwe jest wyznaczenie w czasie rzeczywistym pozycji obiektów lądowych, morskich, lotniczych, kosmicznych. Czas trwania pomiaru jest bardzo krótki (do 1s), dokładność do kilkudziesięciu metrów.

2. Tworzenie bazy informacji geofizycznej, szybkie pomiary kartograficzne - odbiorniki wyposażone w odpowiednie oprogramowanie umożliwiają rejestrację informacji o terenie i skojarzone są z aktualną pozycją. Opracowanie informacji z odbiornika GPS ma miejsce po sesji pomiarowej. Pojedynczy pomiar trwa od kilku do kilkudziesięciu sekund, dokładność rzędu metra lub lepsza

3. Pomiary geodezyjne statyczne - pomiar przy użyciu pary odbiorników. Czas trwania pomiaru wynosi zależnie od odległości pomiędzy odbiornikami i warunków widoczności satelitów od kilkudziesięciu do minut.

4. Pomiary geodezyjne kinematyczne - wykorzystuje fakt, że przemieszczenia anteny odbiornika GPS, nie traconej kontaktu z sygnałami satelitarnymi umożliwia pomiar z dużą dokładnością do kilku centymetrów

5. Transfer czasu i częstotliwości wzorcowej - odbiornik przeznaczony do dystrybucji czasu podaje aktualny czas UTC i emituje skojarzony impuls sekundowy

6. Wyznaczenie orientacji - odbiornik wykorzystujący sygnały dochodzące z kilku anten wyznaczyć może orientację obiektu

---