¿Por qué radio digital? Sistemas de comunicación por radio digitales. Sistemas celulares digitales

Durante la mayor parte de los 100 años del siglo pasado, la conexión del teléfono de un abonado a una central telefónica (o "sección local de la línea de comunicación", "última milla") se realizaba mediante cable de cobre (par trenzado), oculto en Colectores subterráneos o tendidos en el aire.

Durante mucho tiempo, el ancho de banda utilizado no superó los 3 kHz, lo que estaba limitado por los dispositivos terminales analógicos. Sin embargo, el par trenzado es inherentemente capaz de ofrecer anchos de banda mucho mayores y puede transportar vídeo o datos de banda ancha a distancias cortas. Se han desarrollado nuevas tecnologías (ISDN y ADSL) para proporcionar un mayor rendimiento en la infraestructura existente.

También en los años 1990. Las compañías de cable han invertido mucho en conexiones alternativas a los hogares. Aquí se utilizaron tanto tecnologías de par trenzado como cables de fibra óptica y coaxiales. En la mayoría de los casos, estas redes de cable se llevaron a cabo para ofrecer televisión abierta. Sin embargo, las capacidades de comunicación creadas y su gran ancho de banda también pueden utilizarse para organizar otras formas de servicios digitales.

RDSI

La Red Digital de Servicios Integrados (RDSI) podría considerarse el secreto mejor guardado durante demasiado tiempo del mundo de las redes informáticas. La RDSI estuvo oculta a los usuarios de las redes telefónicas (Red telefónica pública conmutada - PSTN) durante mucho tiempo, ya que solo proporciona comunicación entre centrales telefónicas y el suscriptor de la estación todavía estaba conectado a través de un canal analógico.

ISDN estaba originalmente disponible en dos versiones:

• Tarifa Básica ISDN - BRI, que también se conoce como ISDN-2. BRI está destinado al usuario doméstico o a las pequeñas empresas y consta de dos “canales B” (64 Kbps) para transmisión de datos y un “canal D” encubierto (16 Kbps) para información de control. Los dos canales de 64 Kbps se pueden utilizar por separado o combinarse para formar un canal de 128 Kbps.
• ISDN de tarifa primaria - PRI o ISDN-30. El PRI consta de 30 "canales B" de 64 Kbps (se pueden configurar un mínimo de seis) más un "canal D" de 64 Kbps para datos de control. Los canales B se pueden combinar en un único canal de 1,92 Mbit/s.

Líneas de abonados digitales

xDSL es el nombre colectivo de una variedad de tecnologías de Línea de Suscriptor Digital (DSL) diseñadas para ofrecer a las compañías telefónicas un camino hacia el negocio de la televisión por cable. Esta no es una idea nueva: Bell Communications Research Inc desarrolló la primera línea de abonado digital en 1987 para ofrecer televisión interactiva y vídeo a la carta a través de una conexión por cable. En ese momento, la difusión de tales tecnologías era difícil debido a deficiencias en los estándares de toda la industria.

Las tecnologías xDSL ofrecen velocidades de entrada (descarga) de hasta 52 Mbit/s y velocidades de salida (carga) de 64 Kbit/s a 2 Mbit/s o más y tienen una serie de modificaciones:

• línea asimétrica (ADSL);
• alta velocidad de bits (HDSL);
• línea única (SDSL);
• Velocidad de datos muy alta (HDSL).

La práctica demuestra que las líneas ADSL (Línea de abonado digital asimétrica) son las más prometedoras para uso doméstico.

ADSL

La tecnología ADSL es similar a la RDSI: ambas requieren que las líneas telefónicas por cable estén abiertas y sólo pueden usarse dentro de una distancia limitada de la compañía telefónica local. En la mayoría de los casos, ADSL puede funcionar a través de conexiones de par trenzado sin interrumpir las conexiones telefónicas existentes, lo que significa que las compañías telefónicas locales no tienen que instalar líneas especiales para brindar el servicio ADSL.

ADSL aprovecha el hecho de que, dado que las comunicaciones de voz no ocupan todo el ancho de banda disponible en un cable de par trenzado estándar, se pueden realizar transmisiones de datos de alta velocidad al mismo tiempo. Para ello, ADSL divide el ancho de banda máximo de conexión por cable de 1 MHz en canales de 4 kHz, de los cuales un canal se utiliza para el sistema telefónico antiguo (POTS): voz, fax y datos de módem analógico. Los otros 256 canales disponibles se utilizan para comunicaciones digitales paralelas. La comunicación es asimétrica: se utilizan 192 canales de 4 kHz para transmitir información entrante y sólo 64 para información saliente.

Se puede considerar que ADSL convierte una línea serie de datos digitales en una línea paralela, aumentando así el rendimiento. La técnica de modulación se conoce como Discrete Multitone (DMT), y la codificación y decodificación se realiza de la misma forma que un módem convencional.

Cuando el servicio estuvo disponible comercialmente por primera vez, el único equipo que los suscriptores de ADSL tenían que usar era un módem especial. El dispositivo tiene tres salidas: un conector a la toma de pared y luego a la central telefónica; conector telefónico RJ11 estándar para servicio telefónico analógico; y un conector Ethernet de par trenzado que conecta el módem ADSL al PC.

Del lado del usuario, el módem ADSL recopila datos digitales de alta frecuencia y los traduce para transmitirlos a una computadora personal o a una red. En lo que respecta al servicio telefónico, un multiplexor de acceso a línea de abonado digital (DSLAM) conecta al usuario de ADSL a alta velocidad, agregando líneas ADSL entrantes en una única conexión de voz o datos. Las señales telefónicas se envían a la red telefónica conmutada y las señales digitales se envían a Internet a través de una red troncal de alta velocidad (fibra de vidrio, transmisión de datos asíncrona o línea de abonado digital).

192 canales a 4 kHz proporcionan un ancho de banda máximo de 8 Mbps. El hecho de que los servicios ADSL estén limitados a un límite de 2 Mbit/s se debe a una reducción artificial del ancho de banda y al hecho de que los niveles reales de servicio dependen de una serie de factores externos. Estos incluyen la longitud del cableado, la cantidad de cables del sensor, los pares colgantes y la interferencia. La atenuación de la señal aumenta con la longitud y la frecuencia de la línea y disminuye con el diámetro del cable. Un par colgante es un par de cables abiertos que es paralelo al par de cables principal; por ejemplo, cada conector telefónico no utilizado es un par colgante.

Si ignoramos el efecto de los pares colgantes, el rendimiento de ADSL se puede representar con los datos que figuran en la tabla correspondiente.

Rendimiento de comunicación ASDL

En 1999, basándose en propuestas de Intel, Microsoft, Compaq y otros fabricantes de equipos, se desarrolló una especificación que fue adoptada por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) como estándar universal de la industria ADSL, conocida como G.922.2 o G.lite. El estándar supone que los usuarios pueden realizar llamadas telefónicas de voz regulares al mismo tiempo que transmiten datos digitales. Se introducen algunas restricciones en la velocidad: 1,5 Mbit/s para la recepción de datos y 400 Kbit/s para la transmisión.

ADSL2

En julio de 2002, la Unión Internacional de Telecomunicaciones finalizó dos nuevos estándares de líneas de abonado digitales asimétricas, definidos como G992.3 y G992.4 para líneas de abonado digitales asimétricas (en adelante conocidas como ADSL2).

El nuevo estándar fue diseñado para mejorar la velocidad y el alcance de las líneas de suscriptores digitales asimétricas, logrando un mejor rendimiento en líneas largas en entornos de interferencia de banda estrecha. La velocidad de ADSL2 para los flujos de información entrantes y salientes alcanza 12 y 1 Mbit/s respectivamente, dependiendo del alcance de la comunicación y otras circunstancias.

Se logró una mayor eficiencia debido a los siguientes factores:

• tecnología de modulación mejorada: una combinación de modulación Trellis de cuatro dimensiones (16 estados) y modulación de amplitud en cuadratura (QAM) de 1 bit, que proporciona, en particular, una mayor inmunidad a las interferencias de la radiodifusión AM;
• uso de un número variable de bits de servicio (que en ADSL ocupan constantemente una banda de 32 Kbps): de 4 a 32 Kbps;
• codificación más eficiente (basada en el método Reed-Solomon, código Reed-Solomon).

ADSL2+

En enero de 2003, la UIT introduce el estándar G992.5 (ADSL2+), una recomendación que duplica el ancho de banda del tráfico entrante, aumentando así las tasas de transferencia de datos en líneas telefónicas de menos de 1,5 km aproximadamente.

Mientras que los estándares ADSL2 definen el rango de frecuencia del flujo de información entrante en 1,1 MHz y 552 kHz, respectivamente, ADSL2+ aumenta esta frecuencia a 2,2 MHz. El resultado es un aumento significativo en las velocidades de datos descendentes en líneas telefónicas más cortas.

ADSL2+ también ayuda a reducir las interferencias. Esto puede ser especialmente útil cuando las líneas de línea de abonado digitales asimétricas tanto de la oficina central como del terminal remoto están en el mismo paquete cuando se acercan a los hogares de los clientes. La interferencia mutua puede perjudicar significativamente las velocidades de datos en una línea.

ADSL2+ puede corregir este problema utilizando frecuencias inferiores a 1,1 MHz desde la oficina central hasta el terminal remoto, y frecuencias entre 1,1 y 2,2 MHz desde el terminal remoto hasta el sitio del abonado. Esto eliminará la mayor parte de la interferencia entre servicios y mantendrá las velocidades de datos en la línea desde la oficina central. Otras tecnologías xDSL.

Tabla de características de la tecnología xSDL

Tipo de red	Velocidad de comunicación, Mbit/s		Distancia, kilómetros
	Flujo saliente	flujo entrante
RDSL	128 Kbps 1	600 Kbps 7	3.5 5.5
HDSL	2.048		4.0
SDSL	1.544-2.048		3.0
VDSL 1	1.6-2.3	12.96 25.82 51.84	1.5 1.0 0.3

RADSL

En 2001, se introdujo la especificación RADSL (Línea de abonado digital adaptable a la velocidad), que ajusta la velocidad de transmisión según la longitud y la calidad de la línea local. Anteriormente, los abonados debían estar ubicados a menos de 3,5 km de una central telefónica local para tener derecho a ADSL. Para RADSL, el alcance se ha ampliado a 5,5 km y la tolerancia al ruido ha aumentado de 41 a 55 dB.

HDSL

La tecnología HDSL es simétrica, lo que significa que se proporciona el mismo ancho de banda para los flujos de datos de salida y entrada. Utiliza cableado con 2-3 o más pares trenzados en el cable. Aunque el alcance típico (3 km) es menor que el del ADSL, se pueden instalar repetidores de señal portadora, lo que permite ampliar la conexión entre 1 y 1,5 kilómetros.

SDSL

La tecnología es similar a HDSL, pero con dos excepciones: se utiliza un solo par de cables y la longitud máxima está limitada a 3 km.

VDSL

Es la tecnología de línea de abonado digital más rápida. La velocidad del flujo de entrada es de 13 a 52 Mbit/s y la velocidad del flujo de salida es de 1,6 a 2,3 Mbit/s a través de un solo par de cables. Sin embargo, la distancia máxima de comunicación es de sólo 300-1500 my los equipos ADSL y VDSL son incompatibles, aunque se utilizan algoritmos de compresión y tecnologías de modulación similares.

Módems por cable. Los módems por cable ofrecen la promesa de un acceso rápido a Internet utilizando las redes de televisión por cable de banda ancha existentes. La tecnología es más adecuada para aplicaciones domésticas que para aplicaciones de oficina, ya que las zonas residenciales suelen estar más cubiertas por comunicaciones por cable.

Los dispositivos típicos, fabricados por proveedores como Bay Networks o Motorola, son módulos externos que se conectan a las PC cliente a través de interfaces Ethernet, USB o FireWire. En la mayoría de los casos, al módem por cable de un usuario se le asigna una única dirección IP, pero se pueden proporcionar direcciones IP adicionales a varias computadoras o varias computadoras personales pueden compartir una única dirección IP mediante un servidor proxy. El módem por cable utiliza uno o dos canales de televisión de 6 MHz.

Debido a que una red de televisión por cable tiene una topología de bus, cada módem de cable cercano comparte el acceso a una única red troncal de cable coaxial.

El cable tiene una serie de desventajas prácticas en comparación con xDSL: no todos los hogares están equipados con televisión por cable, y algunos nunca lo estarán; Además, para muchos usuarios que están conectados, sigue siendo más probable colocar ordenadores personales cerca de una toma de teléfono que cerca de una toma de televisión o de cable. Sin embargo, para muchos usuarios domésticos, el cable ofrece la posibilidad de un acceso rápido a Internet a un precio asequible. Teóricamente son posibles velocidades de hasta 30 Mbit/s. En la práctica, las compañías de cable establecen velocidades de subida en 512 KB/s y velocidades de entrada en 128 KB/s.

Comunicaciones por satélite de banda ancha

Dado que la distancia máxima admitida por xDSL es de 3,5 a 5,5 km, resulta inasequible para muchas zonas rurales. En teoría, las comunicaciones por satélite pueden llegar a casi cualquier lugar, y la banda ancha por satélite se está convirtiendo en una solución cada vez más viable para quienes el ADSL y el cable están fuera de su alcance.

Una ventaja significativa de los sistemas de comunicación por satélite en comparación con los de buscapersonas y los celulares es la ausencia de restricciones para vincularse a un área específica de la Tierra. Se espera que a principios del siglo XXI. El área de áreas de servicio de los sistemas celulares se acercará al 15% de la superficie terrestre.

En un futuro previsible, los sistemas de comunicación personal por satélite podrán complementar los sistemas de comunicación celular allí donde la transmisión de información es imposible o insuficientemente eficaz: en zonas marinas, en zonas con baja densidad de población, en lugares donde existen interrupciones en la infraestructura de comunicaciones terrestres. .

Organización de sistemas satelitales.

De acuerdo con acuerdos internacionales, se asignan bandas de frecuencia correspondientes a los rangos establecidos para los sistemas de comunicaciones por satélite.

Tabla de bandas de frecuencia de los sistemas de comunicación por satélite.

Los satélites modernos utilizan tecnología de transmisión de apertura estrecha VSAT (terminales de apertura muy pequeña). Estos terminales utilizan antenas con un diámetro de 1 my una potencia de salida de aproximadamente 1 W. Al mismo tiempo, el canal al satélite tiene un rendimiento de 19,2 Kbit/s, y desde el satélite, más de 512 Kbit/s. Directamente, estos terminales no pueden funcionar entre sí, sino a través de un satélite de telecomunicaciones. Para solucionar este problema se utilizan antenas terrestres intermedias de alta ganancia, lo que, sin embargo, aumenta el retardo.

GSM

En 1982, la Conferencia Europea de Correos y Telecomunicaciones (CEPT) formó el Grupo Especial Móvil (GSM) para desarrollar un estándar paneuropeo en este ámbito.

Se decidió que los sistemas de telefonía móvil se desarrollarían basados ​​en las comunicaciones digitales, y posteriormente "GSM" se convirtió en el acrónimo de Sistema Global de Comunicaciones Móviles. En 1989, la responsabilidad de las especificaciones GSM pasó de la CEPT al Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETSI). Las especificaciones GSM (Etapa 1) se publicaron el año siguiente, pero el uso comercial del sistema no comenzó hasta mediados de 1991. En 1995, las especificaciones de la Etapa 2 ampliaron la cobertura a las zonas rurales y, a finales de ese año, ya había alrededor de ellas. 120 redes operando en aproximadamente 70 áreas geográficas.

Hay cuatro componentes principales en una red GSM:

• estación móvil (teléfono, “auricular”) utilizada por el abonado;
• una estación base que comunica radiológicamente con la estación móvil;
• un subsistema de red y conmutación, cuya parte principal es un centro de conmutación de servicios móviles, que realiza solicitudes de conmutación entre el teléfono móvil y otros usuarios de redes fijas o móviles, además de gestionar servicios móviles como la autenticación;
• un sistema de soporte operativo que monitorea el correcto funcionamiento y configuración de la red.

La Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), que (entre otras funciones) coordina la asignación internacional del espectro radioeléctrico, ha asignado las bandas 890-915 MHz para el "upstream" (estación móvil a base) y 935-960 MHz para el " downstream" (base). a la estación móvil) para redes móviles en Europa.

El método elegido por GSM es una combinación de FDMA y TDMA. FDMA divide el ancho de banda completo de 25 MHz en portadoras de ancho de banda de 124 200 kHz. Se asignan una o más frecuencias portadoras a cada estación base. Cada una de estas frecuencias portadoras, utilizando un esquema TDMA, se divide luego en ocho intervalos de tiempo. Una franja horaria se utiliza para la transmisión por el teléfono móvil y otra para la recepción. Están espaciados en el tiempo para que la estación móvil no pueda recibir y transmitir datos simultáneamente (lo que simplifica la electrónica).

El sistema GSM, utilizado con un ordenador personal portátil, proporciona una solución integral al problema de la comunicación en movimiento. La capacidad de fax de 9.600 baudios, junto con funciones especiales como roaming internacional y servicio de mensajes cortos (SMS), permite a los usuarios móviles conectarse de manera fácil y confiable mientras se trasladan de un país a otro. Estas capacidades de transferencia de datos no son automáticas: el proveedor de GSM debe admitir esta funcionalidad para los usuarios de dispositivos móviles. Los servicios de transferencia de datos pueden ser:

• la transmisión saliente (Originada por Móvil - MO) implica que los usuarios pueden enviar datos mientras se encuentran en una ubicación remota utilizando la red GSM;
• transmisión entrante (terminado en móvil - MT): los usuarios pueden recibir datos, faxes o mensajes SMS en una computadora portátil utilizando la red GSM.

Los sistemas 2G, disponibles desde finales de 1999 para voz o datos, ocupaban un único intervalo de tiempo TDMA y ofrecían una velocidad de datos de 9,6 kbaudios.

La posterior introducción de datos conmutados por circuitos de alta velocidad (HSSCSD), que requirió una extensión del estándar GSM para introducir un nuevo protocolo de radio, permitió el uso de las ocho ranuras TDMA y aumentó la velocidad a 76,8 kbaudios.

WiFi

Aunque el acceso a datos de banda ancha ha estado disponible desde hace algún tiempo, a finales de 2002 sólo el 17 por ciento de los usuarios en Estados Unidos estaban conectados a él.

La tecnología de interoperabilidad mundial de acceso por microondas (WiMAX) estándar IEEE 802.16 propuesta en este momento representa una solución al problema de la “última milla” de acceso a Internet de alta velocidad para las masas de usuarios.

La banda ancha inalámbrica está organizada como una red celular, utilizando estaciones base que cubren cada una un radio de varios kilómetros. Las antenas base se pueden colocar en edificios altos o en otras estructuras (al menos en torres de agua). El dispositivo receptor del usuario, como un receptor de televisión por satélite, envía datos directamente a una computadora personal o a una red local a través de un cable Ethernet o una conexión 802.11.

El estándar 802.16 original preveía el uso de frecuencias de 10 a 66 GHz, que proporcionaban comunicación solo dentro del campo visual, y según la versión 802.16a (enero de 2003), en frecuencias de 2 a 11 GHz, que no lo requerían.

No está claro cuál de las tecnologías competidoras (HSDPA y WiMAX) prevalecerá en última instancia. En las primeras etapas, se espera que HSDPA se centre en comunicaciones móviles de voz y datos a través de plataformas celulares, mientras que WiMAX se centrará en entregar datos de banda ancha a empresas y áreas suburbanas. En última instancia, estas tecnologías se cruzarán a medida que HSDPA mejore las velocidades de transmisión y WiMAX mejore la movilidad.

IEEE 802.11

La especificación 802.11 se publicó en 1997 como estándar para redes de área local inalámbricas (WLAN). Esta versión original proporcionaba velocidades de datos de 1 y 2 Mbit/s y un conjunto de métodos básicos para transmitir señales y otros servicios. Las bajas velocidades de transferencia de datos no cumplían con los requisitos modernos y en el otoño de 1999 se lanzó una versión del estándar IEEE 802.11b (también conocido como “802.11 de alta velocidad”) para transmisiones de hasta 11 Mbit/s.

El estándar 802.11 define dos componentes del equipo: una "estación" inalámbrica (generalmente computadoras personales equipadas con una tarjeta de interfaz de red inalámbrica) y un "punto de acceso" (AP), que actúa como un puente entre las redes inalámbricas y cableadas. El punto de acceso incluye un transceptor, una interfaz de red (tipo IEEE 802.3) y una parte de software que proporciona una conexión según el estándar 802.1d. El punto de acceso actúa como una estación base (base) para una red inalámbrica, permitiendo que las estaciones inalámbricas accedan a la red cableada. Los puntos finales inalámbricos pueden ser tarjetas de PC 802.11, PCI, interfaces de red ISA o clientes integrados que no sean computadoras (por ejemplo, un teléfono móvil que admita el estándar 802.11).

El estándar 802.11 define dos modos de funcionamiento: modo infraestructura y modo ad hoc. En el modo de infraestructura, una red inalámbrica consta de uno o más puntos de acceso asociados con una infraestructura de red cableada y un conjunto de estaciones finales inalámbricas. Esta configuración se denomina Conjunto de servicios básicos (BSS). Conjunto de servicios extendidos (ESS): un conjunto de dos o más BSS que forman una subred separada. Dado que la mayoría de las WLAN corporativas requieren acceso a una LAN cableada para su mantenimiento (servidores de archivos, impresoras, conexiones a Internet), funcionan en modo infraestructura.

El modo especial, también llamado modo peer-to-peer o Conjunto de servicios básicos independientes (IBSS), es simplemente una colección de estaciones inalámbricas 802.11 que se comunican directamente entre sí sin utilizar un punto de acceso ni ninguna conexión a redes cableadas. Este modo es útil para configurar rápida y fácilmente una red inalámbrica donde no existe infraestructura inalámbrica o no es necesaria para servicios como una habitación de hotel, un centro de reuniones o un aeropuerto, o donde el acceso a una red cableada está prohibido.

Las tres capas físicas definidas originalmente en 802.11 incluían dos métodos basados ​​en radio de espectro compartido y una especificación de infrarrojos difusos. Los estándares basados ​​en radio funcionan dentro de la banda ISM de 2,4 GHz. Estas frecuencias están reconocidas por agencias como la FCC (EE.UU.), ETSI (Europa) e IWC (Japón) para operaciones de radio sin licencia. Por lo tanto, los productos 802.11 no requieren licencia de usuario ni formación especial. Las técnicas de compartición de espectro, además de cumplir con los requisitos regulatorios, aumentan la confiabilidad y el rendimiento y permiten que muchos productos independientes compartan espectro sin necesidad de coordinación y con una mínima interferencia mutua.

El estándar 802.11 original define velocidades de datos de ondas de radio de 1 y 2 Mbit/s utilizando dos métodos de transmisión de espectro compartido diferentes y mutuamente incompatibles para la capa física:

• Espectro ensanchado por salto de frecuencia (FHSS). Las estaciones transmisoras y receptoras cambian sincrónicamente de un canal a otro en una secuencia pseudoaleatoria predeterminada. La secuencia de conmutación previamente planificada sólo la conocen las estaciones emisoras y receptoras. En EE. UU. y Europa, IEEE 802.11 define 79 canales y 78 secuencias de conmutación diferentes. Si el canal experimenta errores o altos niveles de ruido, los datos simplemente se retransmiten cuando el transceptor cambia a un canal claro;
• Espectro ensanchado de secuencia directa (DSSS). Cada bit a transmitir se codifica en un bloque de redundancia llamado chip, y los bits codificados se transmiten simultáneamente a través de toda la banda de frecuencia. El código de chip utilizado en la transmisión sólo lo conocen las estaciones receptora y transmisora, lo que dificulta interrumpir maliciosamente la transmisión o decodificarla. La codificación redundante también permite recuperar datos dañados sin retransmisión (código de corrección de errores). DSSS se utiliza en redes 802.11b.

IEEE 802.11a

Mientras que 802.11b está ubicado en la banda de 2,4 GHz, 802.11a fue diseñado para operar en la banda de Infraestructura de Información Nacional sin Licencia de 5 GHz. Además, a diferencia de 802.11b, 802.11a utiliza un esquema de codificación completamente diferente, Multiplexación por división de frecuencia ortogonal codificada (COFDM), para uso inalámbrico en interiores.

COFDM divide una frecuencia portadora de alta velocidad en varias subportadoras de menor velocidad que se transmiten en paralelo. La portadora de alta velocidad de 20 MHz de ancho está dividida en 52 subcanales, cada uno de aproximadamente 300 kHz. COFDM utiliza 48 de estos subcanales para datos y los cuatro restantes para corrección de errores. COFDM ofrece velocidades de datos más altas y tasas de recuperación más altas gracias a su esquema de codificación y corrección de errores. El método proporciona velocidades de transmisión de 5,12 y 24 Mbit/s.

Redes locales inalámbricas (WLAN) de acceso público (Public Wi-Fi access). Aunque el protocolo IEEE 802.11b fue diseñado para soportar redes inalámbricas tipo Ethernet dentro de un edificio, a principios del año 2000 se descubrió que si el transceptor (Punto de Acceso - AP) se instalaba en un mástil alto (de 15 a 50 m) y se utilizaba Con enrutadores y puentes exteriores especiales del protocolo 802.11b, puede expandir la red inalámbrica de un edificio a otro y así ampliar la cobertura (hasta 500-1000 m).

Estados Unidos tomó la iniciativa en la creación de WLAN públicas (conocidas como “puntos de acceso Wi-Fi” o “Wi-Fi”) y en 2001 había más de 5.000 de ellas en Estados Unidos, o aproximadamente el 80% del total mundial. Entre los primeros usuarios se encontraban universidades, empresas como Starbucks (una cadena de cafeterías que proporcionaba acceso Wi-Fi a 650 cafeterías en Estados Unidos) y muchos hoteles. En 2002, la cobertura Wi-Fi aumentó para incluir áreas como aeropuertos, hoteles y edificios de oficinas.

El éxito del Wi-Fi plantea un desafío para la industria de la telefonía móvil. Muchos proveedores de telefonía celular han dado mucha importancia a la tecnología GSM, anticipando que será la tecnología que resolverá para siempre los problemas de acceso a Internet para los usuarios móviles. Sin embargo, dado que WLAN tiene un ancho de banda lo suficientemente bueno para vídeo con calidad de televisión, ¿qué impide que un proveedor de servicios móviles que no está agobiado por compromisos 3G cambie a esta tecnología?

La posición adoptada por las empresas europeas de infraestructura y tecnología inalámbrica es simple: las tecnologías 3G y WLAN se complementan entre sí: los fabricantes de teléfonos móviles están incluyendo el acceso Wi-Fi en nuevos modelos y están desarrollando módulos que cambian sin problemas un teléfono GSM normal a Wi-Fi en función en qué canal de comunicación proporciona la mejor señal.

IEEE 802.11n

La necesidad de redes LAN inalámbricas ha experimentado un crecimiento espectacular desde la ratificación de IEEEa 802.11a en el verano de 1999. Hay muchos usuarios que conectan portátiles a redes en el trabajo y a Internet en casa, así como en tiendas, cafeterías, aeropuertos y hoteles. y otros lugares provistos de acceso a Wi-Fi -Fi. Mientras tanto, sin embargo, la producción de equipos Wi-Fi ha aumentado significativamente: hasta 100 millones de módulos en 2005, frente a menos de 10 millones en 2001. Por lo tanto, las infraestructuras de redes Wi-Fi existentes comenzaron a sufrir una sobrecarga.

Esta situación se anticipó y IEEE (2003) aceptó propuestas del grupo de trabajo 802.11 TGn para modificar los estándares 802.11, proporcionando un aumento de aproximadamente 4 veces en el rendimiento de la WLAN en comparación con el tráfico 802.11a/g.

La especificación de diseño 802.11n se diferencia de sus predecesoras en que proporciona una variedad de modos y configuraciones adicionales para diferentes velocidades de datos. Esto permite que el estándar proporcione una base para todos los dispositivos 802.11n, permitiendo a los fabricantes cubrir una amplia gama de diferentes aplicaciones y precios de hardware. La velocidad máxima permitida por 802.11n es de hasta 600 Mbps; sin embargo, si el hardware WLAN no admite todas las opciones, puede ser compatible con el estándar.

Uno de los componentes más conocidos de la especificación se conoce como entrada múltiple, salida múltiple (MIMO). MIMO utiliza una técnica conocida como multiplexación por división de espacio. En realidad, el transmisor WLAN divide el flujo de datos en partes llamadas flujos espaciales y transmite cada uno de ellos a través de antenas separadas a las antenas receptoras correspondientes. El estándar 802.11n permite hasta cuatro flujos espaciales, aunque no se requiere hardware compatible para admitirlo.

Duplicar el número de flujos espaciales efectivamente duplica la velocidad de los datos. Otro modo opcional en 802.11n también aumenta la velocidad al duplicar el ancho del enlace WLAN de 20 a 40 MHz.

En términos generales, 802.11n proporciona 576 posibles configuraciones de flujo de datos. En comparación, 802.11g proporciona 12 posibles flujos de datos, mientras que 802.11a y 802.11b definen ocho y cuatro, respectivamente. La tabla muestra las características de las diferentes versiones de la especificación 802.11.

La comunicación digital y los requisitos previos para su uso.

A la generación moderna ya no le sorprenden las palabras módem, línea arrendada o “conexión”. Esto es especialmente cierto para los "fidoshniks" o personas conectadas de una forma u otra a Internet. Pero a menudo surgen malentendidos entre los operadores de telecomunicaciones y los suscriptores, precisamente debido a problemas con la comunicación por módem a través de una línea telefónica o arrendada. Además, en las conferencias hay constantemente debates y “ecos fidosh” sobre “qué números funcionan mejor con cuáles, qué módems mantienen mejor la conexión y cuáles son peores”. Es lamentable, pero tales disputas y discusiones rara vez dan lugar a la verdad. En tal situación, todo el mundo carece en gran medida de soporte técnico por parte del operador de telecomunicaciones local.

La mayoría de las veces, no se aceptan todas las quejas de los suscriptores sobre las malas velocidades de conexión del módem y la respuesta es simple: el aislamiento es normal, no hay ningún extraño. Y las razones de la mala comunicación pueden residir en sutilezas que nunca aparecen en la comunicación por voz. Para diferentes tipos de centrales telefónicas automáticas (PBX), estos motivos pueden ser diferentes.

Centrales telefónicas automáticas mecánicas (Coordenadas y Decadales).

Estos son tipos de centrales telefónicas automáticas que ya están obsoletos, pero, sin embargo, todavía se utilizan en Rusia debido al alto costo de las nuevas y a la difícil situación económica del país. Y, por supuesto, no se puede dejar de mencionar que la industria del cable de los operadores de telecomunicaciones rusos es del 40% desde los años 60. Es en estas estaciones donde no se suele utilizar ningún equipo de compresión y la calidad de la comunicación depende únicamente del equipo de conmutación mecánico. La estructura general de interacción entre la centralita y los suscriptores se muestra en la figura:

En Tomsk, las centrales telefónicas manuales tienen números que comienzan con los números: 21, 22, 23, 25, 77, 78.

La ventaja, por un lado, es que los abonados conectados están conectados mediante un cable físico de dos hilos. Es decir, el rango operativo de dicha línea es de 300 Hz a 20 kHz, lo que teóricamente permite, cuando se utilizan módems de banda ancha, obtener tasas de cambio de hasta 2 Mbit y, en casos raros, más. Pero cifras tan optimistas en relaciones reales son imposibles debido a varios factores:

La calidad de la conmutación de contactos en la central telefónica es muy baja.

“Ruido de estación” muy alto.

Fuerte diafonía en líneas de cable (cable de 50-100 pares con una pequeña cantidad de vueltas por metro).

Exposición de las líneas de cable a muchos factores naturales e interferencias electromagnéticas (muchos se han encontrado con el hecho de que el cable que llega a su casa u oficina se "congela" cuando llueve o se escuchan conversaciones afuera).

Hace varios años en Tomsk, este problema fue resuelto parcialmente por el TsSP (Taller de Sistemas de Transmisión) mediante la introducción de una red desarrollada de rutas PCM (Modulación de Código de Pulso). El diagrama No. 2 muestra esquemáticamente las diferencias entre troncales de cables multipares y rutas PCM:

Como puede verse en la figura, el cable de cobre multipar se utiliza ahora de manera más eficiente debido al alto costo de mantenimiento y la mala calidad de la conexión. Pero fue reemplazada por FOCL (Línea de comunicación de fibra óptica), que transmite un flujo digital a velocidades de hasta 300 Mbit/s o más (la velocidad de transmisión de un flujo digital a través de un cable de cobre de 4 pares es de 2 Mbit/s). . Es decir, ahora la conexión del suscriptor, después de encender una centralita mecánica, la señal analógica sale de la estación y ingresa al equipo DSP. Un convertidor analógico a digital (ADC) convierte esta señal en un flujo digital de 64 kbit/s para transmisión y un flujo de 64 kbit/s en una señal analógica para recepción. Luego se combinan 30+2 flujos digitales (2 de control) de 64 kbit/s en un flujo E1 de 2 Mbit (ruta PCM). La línea de fibra óptica incluye hasta 64 flujos E1. Al otro lado de la carretera la situación se repite exactamente al revés. Se toman 64 transmisiones digitales E1 de la línea de fibra óptica, luego cada una se analiza en transmisiones de 64 kbit y se alimenta a un convertidor de digital a analógico (DAC). La señal analógica resultante llega a la estación y, después de la conmutación, se envía al suscriptor.

Analicemos qué ventajas y desventajas aporta la transición a la multiplexación digital al operador de telecomunicaciones y cuáles al suscriptor:

Ventajas.

Operador de telecomunicaciones:

Los FOCL no son susceptibles a la penetración de humedad ni a interferencias electromagnéticas, por lo que es más económico colocar ejes y mantenerlos.

La flexibilidad de esta solución le permite aumentar el volumen de conexiones interestatales sin trabajo adicional.

Ahorro en coste de cable Actualmente, 1m de cable de cobre de 100 pares es más caro que 1m de fibra óptica de dos núcleos.

Abonado:

La calidad de la comunicación mejora al reducir la diafonía entre las conexiones entre centrales.

La distancia entre suscriptores deja de afectar la calidad de la comunicación (las líneas de fibra óptica pueden transmitir una señal a decenas de kilómetros sin pérdidas, además, al transmitir la señal en formato digital, se pueden utilizar algoritmos de corrección).

Defectos.

Operador de telecomunicaciones:

Complejidad y alto costo de las soluciones de transmisión digital.

La necesidad de formar y capacitar servicios de instalación y mantenimiento de líneas de comunicación de fibra óptica.

Abonado:

Problemas causados ​​al pasar por el ADC/DAC y los equipos de compresión: rango de frecuencia de funcionamiento 300-3300 Hz, “jitter” (jitter de fase) y retardos de tiempo (imperceptibles en comunicaciones de voz).

Diafonía en las líneas del gabinete de distribución, entrada de humedad en los ejes de la línea (problema del último kilómetro).

Dado que la conmutación mecánica ocurre con una señal analógica, el ruido de la estación ingresa a la línea, como antes, sin el uso de rutas PCM.

Las ventajas del operador de telecomunicaciones son obvias, al igual que los beneficios para el abonado. Pero las desventajas plantean dudas sobre si la introducción de rutas PCM mejora la calidad del servicio. La reducción del rango de frecuencia operativa imposibilita el uso de módems de banda ancha, y la "jitter" debería afectar negativamente la velocidad de conexión (¡algoritmo ADC!). Al mismo tiempo, la diafonía no desaparecerá por completo, ya que la línea desde la estación hasta la distribución. El armario se realiza con cable de cobre. Y finalmente, el "ruido de la estación", que no ha disminuido ni aumentado, sugiere que la transición a rutas PCM digitales en troncales entre centrales en estaciones mecánicas no proporciona ventajas para la comunicación por módem del abonado.

Líneas dedicadas (líneas rectas).

A menudo, se utiliza una conexión de módem permanente para conectar las redes locales de dos oficinas remotas. Pero para lograr la máxima eficiencia de dicha solución, no utilizan una línea de acceso telefónico normal, que tiene varias de las desventajas mencionadas anteriormente, sino una línea directa (dedicada). Por definición, una línea directa es una línea física no conmutada dedicada únicamente a las necesidades del abonado (ver figura).

Como se puede ver en la figura, proporcionar a los suscriptores una línea directa requiere la asignación de un par libre en todas las líneas troncales a lo largo del recorrido de su instalación. El par no ingresa a la estación, sino que se conecta con el par de la siguiente línea en a campo traviesa. Y una propiedad importante de una línea recta es que no ingresa a ninguna ruta PCM ni a ningún otro equipo de multiplexación y, por lo tanto, el rango de frecuencia operativa no está limitado a 3,3 kHz y no hay pérdidas debido a retrasos de tiempo ni fluctuaciones de fase. Y el último factor importante es la longitud total de la línea (cuanto mayor sea la longitud, peores serán los parámetros de la línea), y ya teniendo este parámetro, puedes empezar a elegir un modelo de módem. En tales casos, recomendamos módems de corto alcance (módems de "última milla") o módems xDSL de banda ancha con un rendimiento de 2 Mbit/s o más.

Los módems de corto alcance o módems de “última milla” son dispositivos utilizados para la comunicación entre computadoras, terminales, controladores y otros equipos de transmisión de datos en distancias relativamente cortas. Por ejemplo: dentro de edificios, en el campus o dentro de los límites de la ciudad. Estos dispositivos están diseñados para superar las limitaciones en la gama de interfaces de enlace de datos.

Pero recientemente, debido al desplazamiento de las carreteras de cobre entre centrales por caminos PCM, la capacidad de proporcionar una línea directa a un suscriptor en diferentes áreas de la ciudad (diferentes centrales telefónicas automáticas) se ha convertido en un problema. A veces, esto se resuelve ejecutando líneas entre gabinetes de distribución y, a veces, no hay otra opción que ingresar a la ruta PCM. Esto empuja a los operadores de telecomunicaciones a introducir tecnologías de redes digitales modernas.

Centrales telefónicas electrónicas.

Para el abonado, las centralitas electrónicas o digitales son algo ultramoderno e inaccesible. Aunque en Tomsk más de 100.000 abonados ya cuentan con centrales telefónicas electrónicas. La diferencia clave entre las estaciones electrónicas y las mecánicas está en el método y el entorno para cambiar de abonado.

Las centrales telefónicas mecánicas conmutan líneas analógicas con paneles de contacto controlados por un accionamiento electromagnético, mientras que las electrónicas conmutan con manipulaciones espacio-temporales de flujos digitales.

Como puede verse en la figura, la señal analógica del abonado llega al teléfono del abonado, donde se combina con el flujo de entrada y, tras la cancelación del eco, se convierte mediante un ADC en un flujo digital de 64 kbit/s. El flujo de entrada se transforma de manera similar y se suministra al suscriptor (ver figura).

Es importante señalar que durante la conmutación ya no hay conexión y desconexión mecánica, sino manipulación del flujo digital en el espacio intracanal y distribución de este flujo en intervalos de transmisión dedicados. Gracias a esto, las centrales telefónicas electrónicas tienen una calidad de “contacto” ideal y, gracias al uso de tecnologías digitales, el “ruido de la estación” no atraviesa la línea. Sin embargo, también existe la otra cara de la moneda: el “ruido de cuantificación”.

El ruido es causado por la cuantificación de las señales analógicas, que es necesaria para convertir la señal analógica en digital antes de enviarla a través de la red telefónica. La señal analógica entrante cambia 8000 veces por segundo, y cada vez su amplitud se registra como modulación de código de pulso (PCM). El sistema de muestreo utiliza 256 códigos PCM discretos de 8 bits. Dado que la señal analógica es continua y el código digital es discreto, el flujo digital transmitido a través de la red telefónica se recrea en el otro extremo en aproximadamente su correspondiente señal fuente analógica. Hay una diferencia entre la señal original y la recreada. ruido de cuantificación, que limita la velocidad de los módems. El ruido de cuantificación limita la velocidad a aproximadamente 35 kbit/s (según el teorema de Shanon). Pero el ruido sólo aparece durante la conversión de analógico a digital, no durante la conversión de digital a analógico.

Material de Wikipedia: la enciclopedia libre

comunicación digital- campo de la tecnología relacionada con la transmisión datos digitales a una distancia.

Actualmente, las comunicaciones digitales también son muy utilizadas para transmitir cosa análoga(continuas en nivel y tiempo, por ejemplo voz, imagen) señales, que para este propósito están siendo digitalizados(discretizado). Esta transformación siempre va asociada a pérdidas, es decir la señal analógica se representa digitalmente con cierta imprecisión.

Los sistemas de comunicación digitales modernos utilizan cable (incluida la fibra óptica), satélite, retransmisión de radio y otras líneas y canales de comunicación, incluidos los analógicos.

Línea de comunicación punto a punto

El equipo que genera datos a partir de la información del usuario, además de presentar datos en una forma comprensible para el usuario, se denomina equipo terminal (DTE, equipo terminal de datos). El equipo que convierte datos a una forma adecuada para su transmisión a través de una línea de comunicación y realiza la conversión inversa se denomina equipo terminal de línea de comunicación (DTC, equipo de canal de datos). El equipo terminal puede ser un ordenador; el equipo terminal suele ser un módem.

La transmisión de señal se realiza. simbolos. Cada símbolo representa un determinado estado de la señal en la línea; el conjunto de dichos estados es finito. Por tanto, un símbolo transmite cierta cantidad de información, normalmente uno o más bits.

El número de símbolos transmitidos por unidad de tiempo se denomina tasa de manipulación o tasa de símbolo(tasa de baudios). Se mide en baudios (1 baudio = 1 carácter por segundo). La cantidad de información transmitida por unidad de tiempo se llama tasa de transferencia de información y se mide en bits por segundo. Existe una idea errónea de que bits por segundo y baudios son lo mismo, pero esto sólo es cierto si cada carácter sólo lleva un bit, lo cual no suele ser el caso.

La conversión de datos a un formato adecuado para su transmisión a través de una línea/canal de comunicación se denomina modulación.

Tecnologías de comunicación digitales.

Las siguientes tecnologías encuentran aplicación en las comunicaciones digitales:

Codificar la fuente de información.

La codificación fuente se ocupa de la tarea de crear una descripción eficaz de la información fuente. Una descripción eficiente permite una reducción en los requisitos de memoria o ancho de banda asociados con el almacenamiento o la transmisión de implementaciones discretas de los datos originales. Para fuentes discretas, la capacidad de crear descripciones de datos a una velocidad de bits reducida depende del contenido de la información y de la correlación estadística de los símbolos de la fuente. Para fuentes analógicas, la capacidad de crear descripciones de datos a una velocidad de bits reducida (según el criterio de precisión aceptado) depende de la distribución de amplitud y la correlación temporal de la señal fuente. El propósito de la codificación de fuente es obtener una descripción de la información fuente con buena precisión a una velocidad de bits nominal determinada, o tolerar una velocidad de bits baja para obtener una descripción de la fuente con una precisión determinada.

Compresión de datos

Cifrado de datos

Codificación resistente al ruido

Cualquier sistema de comunicación está sujeto a ruidos y características de las líneas y canales de comunicación (y, como resultado, a distorsiones), lo que puede provocar una recepción incorrecta de la señal. Para combatir los errores que surgen, se introduce en la señal una redundancia especialmente diseñada, que permite al lado receptor detectar y, en algunos casos, corregir una cierta cantidad de errores. Existe una gran cantidad de códigos resistentes al ruido (IE), que se diferencian en sus capacidades de redundancia, detección y corrección.

Principales clases de códigos resistentes al ruido:

• Códigos de bloqueo, transformando bloques fijos de información de longitud k símbolos (estos símbolos pueden diferir de los utilizados durante la modulación) en bloques de longitud norte personajes. En este caso, cada bloque se decodifica por separado e independientemente de los demás. Ejemplos de códigos de bloque: códigos Hamming, códigos BCH, códigos Reed-Solomon.

• Códigos convolucionales trabaje con un flujo continuo de datos, codificándolos utilizando registros de desplazamiento con retroalimentación lineal. La decodificación de códigos convolucionales se realiza, por regla general, mediante el algoritmo de Viterbi.

Modulación

Modulación(lat. modulatio - regularidad, ritmo) - el proceso de cambiar uno o más parámetros de la oscilación de una portadora de alta frecuencia de acuerdo con la ley de una señal de información (mensaje) de baja frecuencia.

La información transmitida está contenida en una señal de control (moduladora), y el papel de portador de información lo desempeña una oscilación de alta frecuencia, llamada portadora (modulada). La modulación, por lo tanto, es el proceso de "aterrizar" una oscilación de información en una portadora conocida para obtener una nueva señal modulada.

Como resultado de la modulación, el espectro de la señal de control de baja frecuencia se transfiere a la región de alta frecuencia. Esto permite, al organizar la transmisión, configurar el funcionamiento de todos los dispositivos receptores y transmisores en diferentes frecuencias para que no "interfieran" entre sí.

Se pueden utilizar oscilaciones de varias formas como portador (rectangular, triangular, etc.), pero las oscilaciones armónicas son las más utilizadas. Dependiendo de cuál de los parámetros de la oscilación de la portadora cambia, se distingue el tipo de modulación (amplitud, frecuencia, fase, etc.). La modulación con una señal discreta se llama modulación digital o manipulación.

Ver también

Escribe una reseña sobre el artículo "Comunicación Digital"

Literatura

• Sklar, Bernard. Comunicación digital. Fundamentos teóricos y aplicaciones prácticas = Comunicaciones Digitales: Fundamentos y Aplicaciones. - 2ª ed. - M.: "Williams", 2007. - P. 1104. - ISBN 0-13-084788-7.
• Prokis, J. Comunicaciones digitales = Comunicaciones digitales / Klovsky D. D. - M.: Radio y Comunicaciones, 2000. - 800 p. - ISBN 5-256-01434-X.
• Feer K. Comunicación digital inalámbrica. Métodos de modulación y espectro ensanchado = Comunicaciones digitales inalámbricas: aplicaciones de modulación y espectro ensanchado. - M.: Radio y comunicación, 2000. - 552 p. - ISBN 5-256-01444-7.
• Vasilenko G.O., Milyutin E.R. Cálculo de indicadores de calidad y preparación de líneas de comunicación digitales. - San Petersburgo: Editorial "Link", 2007. - 192 p.

Extracto que caracteriza la Comunicación Digital

“Tuve una larga y instructiva conversación a solas con el hermano V., quien me aconsejó que me quedara con el hermano A. Se me revelaron muchas cosas, aunque indignas. Adonai es el nombre del Creador del mundo. Elohim es el nombre del gobernante de todos. El tercer nombre, el nombre hablado, tiene el significado del Todo. Las conversaciones con el hermano V. me fortalecen, refrescan y confirman en el camino de la virtud. Con él no hay lugar a dudas. Para mí es clara la diferencia entre la mala enseñanza de las ciencias sociales y nuestra enseñanza santa y omnicomprensiva. Las ciencias humanas lo subdividen todo -para comprenderlo, lo matan todo- para examinarlo. En la santa ciencia de la Orden todo es uno, todo se conoce en su totalidad y vida. Trinidad: los tres principios de las cosas: azufre, mercurio y sal. Azufre de propiedades untuosas y ardientes; en combinación con la sal, su fuego le despierta el hambre, a través de la cual atrae el mercurio, lo agarra, lo retiene y produce colectivamente cuerpos separados. Mercurio es una esencia espiritual líquida y volátil: Cristo, el Espíritu Santo, Él."
“3 de diciembre.
“Me desperté tarde, leí las Sagradas Escrituras, pero era insensible. Luego salió y caminó por el pasillo. Quería pensar, pero en lugar de eso mi imaginación imaginó un incidente que ocurrió hace cuatro años. El señor Dolokhov, después de mi duelo, al encontrarse conmigo en Moscú, me dijo que espera que ahora disfrute de total tranquilidad, a pesar de la ausencia de mi esposa. Entonces no respondí nada. Ahora recordé todos los detalles de este encuentro y en mi alma le dije las palabras más viciosas y las respuestas más cáusticas. Sólo recobré el sentido y abandoné este pensamiento cuando me vi en el calor de la ira; pero no se arrepintió lo suficiente. Entonces llegó Boris Drubetskoy y empezó a contar varias aventuras; Desde el momento en que llegó, me sentí insatisfecho con su visita y le dije algo desagradable. Él objetó. Me enojé y le dije muchas cosas desagradables e incluso groseras. Se quedó en silencio y sólo me di cuenta cuando ya era demasiado tarde. Dios mío, no sé cómo tratar con él en absoluto. La razón de esto es mi orgullo. Me pongo por encima de él y, por lo tanto, me vuelvo mucho peor que él, porque es condescendiente con mi rudeza y, por el contrario, lo desprecio. Dios mío, concédeme en su presencia ver más de mi abominación y actuar de tal manera que a él también le sea útil. Después del almuerzo me quedé dormido y mientras me dormía escuché claramente una voz que decía en mi oído izquierdo: “Tu día”.
“Vi en un sueño que caminaba en la oscuridad, y de repente estaba rodeado de perros, pero caminaba sin miedo; De repente uno pequeño me agarró por el muslo izquierdo con los dientes y no me soltó. Empecé a aplastarlo con mis manos. Y en cuanto me lo arranqué, otro, aún más grande, empezó a roerme. Empecé a levantarlo y cuanto más lo levantaba, más grande y pesado se hacía. Y de repente viene el hermano A. y tomándome del brazo, me llevó consigo y me llevó a un edificio, para entrar al cual tuve que caminar por una tabla estrecha. Lo pisé y la tabla se dobló y cayó, y comencé a treparme a la valla, que apenas podía alcanzar con las manos. Después de mucho esfuerzo, arrastré mi cuerpo de modo que mis piernas colgaran de un lado y mi torso del otro. Miré a mi alrededor y vi que el hermano A. estaba parado en la cerca y me señalaba un gran callejón y un jardín, y en el jardín había un edificio grande y hermoso. Me desperté. ¡Señor, Gran Arquitecto de la Naturaleza! ayúdame a arrancar de mí los perros, mis pasiones y la última de ellas, que combina en sí las fuerzas de todas las anteriores, y ayúdame a entrar en ese templo de la virtud que logré en un sueño”.
“7 de diciembre.
“Soñé que Iosif Alekseevich estaba sentado en mi casa, estaba muy feliz y quería tratarlo. Es como si estuviera charlando sin cesar con desconocidos y de repente recuerdo que a él no le puede gustar esto y quiero acercarme a él y abrazarlo. Pero tan pronto como me acerqué, veo que su rostro ha cambiado, se ha vuelto juvenil y me está contando en voz baja algo de las enseñanzas de la Orden, en voz tan baja que no puedo oírlo. Entonces fue como si todos saliéramos de la habitación y sucedió algo extraño. Nos sentamos o nos tumbamos en el suelo. Me dijo algo. Pero parecía querer mostrarle mi sensibilidad y, sin escuchar su discurso, comencé a imaginar el estado de mi hombre interior y la gracia de Dios que me había cubierto con su sombra. Y aparecieron lágrimas en mis ojos y me alegré de que él lo notara. Pero él me miró con fastidio y se levantó de un salto, deteniendo su conversación. Me asusté y pregunté si lo que decía se aplicaba a mí; pero él no respondió nada, me miró con dulzura y de repente nos encontramos en mi dormitorio, donde hay una cama doble. Se acostó en el borde y yo parecía arder en deseos de acariciarlo y acostarme allí mismo. Y parecía preguntarme: “Dime la verdad, ¿cuál es tu principal pasión?” ¿Lo reconociste? Creo que ya lo reconoces." Confundido por esta pregunta, respondí que la pereza era mi principal pasión. Sacudió la cabeza con incredulidad. Y yo, más avergonzado aún, respondí que, aunque vivo con mi mujer, por consejo suyo, pero no como marido de mi mujer. A esto objetó que no debía privar a su esposa de su afecto y me hizo sentir que ese era mi deber. Pero respondí que me daba vergüenza y de repente todo desapareció. Y desperté y encontré en mis pensamientos el texto de la Sagrada Escritura: Hay luz en el hombre, y la luz brilla en las tinieblas, y las tinieblas no la abrazan. El rostro de Iósif Alekseevich era joven y brillante. Ese día recibí una carta de mi benefactor, en la que escribe sobre los deberes del matrimonio”.
“9 de diciembre.
“Tuve un sueño del cual me desperté con el corazón acelerado. Vi que estaba en Moscú, en mi casa, en un gran salón con sofás, y Iósif Alekseevich salía de la sala de estar. Fue como si de inmediato descubriera que el proceso de renacimiento ya había tenido lugar con él y corriera a su encuentro. Me parece besarlo a él y a sus manos, y él dice: “¿Notaste que mi cara es diferente?” Lo miré, sin dejar de tenerlo en mis brazos, y fue como si viera que su rostro era joven. pero en su cabeza sólo había un pelo, no, y los rasgos son completamente diferentes. Y es como si le dijera: “Te reconocería si te encontrara”, y mientras tanto pienso: “¿Dije la verdad?” Y de repente veo que yace como un cadáver; Luego, poco a poco, recobró el sentido y entró conmigo en un gran despacho, llevando en la mano un gran libro escrito en hojas alejandrinas. Y es como si dijera: “Yo escribí esto”. Y él me respondió inclinando la cabeza. Abrí el libro y en este libro había hermosos dibujos en todas las páginas. Y me parece saber que estos cuadros representan los amores del alma con su amante. Y en las páginas me parece ver una hermosa imagen de una niña con ropa transparente y con un cuerpo transparente, volando hacia las nubes. Y como si supiera que esta niña no es más que una imagen del Cantar de los Cantares. Y es como si, mirando estos dibujos, sintiera que lo que estoy haciendo está mal y no puedo separarme de ellos. ¡Señor ayúdame! Dios mío, si este abandono de mí por Ti es acción Tuya, entonces hágase Tu voluntad; pero si yo mismo causé esto, entonces enséñame qué hacer. Pereceré por mi depravación si me abandonas por completo”.

1.1. Disposiciones generales

El modelo de referencia OSI se ha convertido en el modelo arquitectónico principal para los sistemas de mensajería.

El modelo de referencia OSI divide el problema de la transmisión de información entre suscriptores en siete problemas más pequeños y, por tanto, más fáciles de resolver. Cada una de las siete áreas del problema de transferencia de información está asociada con uno de los niveles del modelo de referencia. Las dos capas inferiores del modelo de referencia OSI se implementan en hardware y software; las cinco capas superiores restantes normalmente se implementan en software.

Arroz. 1.1. Ejemplo de comunicación de capa OSI

Como ejemplo de comunicación OSI, supongamos que el Sistema A en la Fig. 1.1 tiene información para enviar al Sistema B. En este caso, la información del proceso de aplicación se comunica a través de la capa 7 a la capa 6, que modifica la información para que sea comprensible para la capa 5, etc. hasta el nivel físico del sistema A. Del lado del sistema B se realiza la transformación inversa, comenzando desde los niveles más bajos hasta los más altos. En consecuencia, cada nivel del Sistema A utiliza los servicios que le proporcionan los niveles adyacentes para comunicarse con su nivel correspondiente del Sistema B. El nivel inferior se denomina fuente de servicio y el nivel superior se denomina usuario del servicio. La interacción de los niveles se produce en el llamado punto de prestación del servicio.

El intercambio de información de control entre las capas correspondientes del sistema OSI se realiza en forma de "encabezados" agregados a la parte de información. El sistema receptor analiza esta información y luego elimina el encabezado correspondiente antes de pasarlo al nivel superior.

Cada capa tiene un conjunto predefinido de funciones que debe realizar para realizar la comunicación.

La capa de aplicación (capa 7) es la capa OSI más cercana al usuario. Se diferencia de otras capas en que no proporciona servicios a ninguna de las otras capas OSI. Proporciona servicios a procesos de aplicación que están fuera del alcance del modelo OSI. La capa de aplicación identifica y establece la disponibilidad de los socios de comunicación previstos, sincroniza los procesos de aplicación cooperativos y establece y acuerda procedimientos de gestión de la integridad de la información y la resolución de errores. La capa de aplicación también determina si hay suficientes recursos disponibles para la comunicación prevista.

La capa representativa (capa 6) es responsable de garantizar que la información enviada desde la capa de aplicación de un sistema sea legible por la capa de aplicación de otro sistema. Si es necesario, la capa representativa traduce entre múltiples formatos de representación de información utilizando un formato de representación de información común.

La capa de sesión (capa 5) establece, gestiona y finaliza sesiones entre aplicaciones. Las sesiones consisten en una conversación entre dos o más objetos de vista. La capa de sesión sincroniza el diálogo entre objetos de la capa representativa y gestiona el intercambio de información entre ellos. Además, la capa de sesión proporciona los medios para enviar información, clase de servicio y notificación de excepciones sobre problemas en las capas de sesión, presentación y aplicación.

Capa de transporte (capa 4). La función de la capa de transporte es transportar datos de manera confiable a través de la red. Al proporcionar servicios confiables, la capa de transporte proporciona mecanismos para establecer, mantener y terminar ordenadamente canales, sistemas de recuperación y detección de fallas de transporte y control del flujo de información (para evitar que un sistema se inunde con datos de otro sistema).

La capa de red (capa 3) es la capa compleja que proporciona conectividad y selección de rutas entre dos sistemas finales. Debido a que dos sistemas finales que desean comunicarse pueden estar separados por una distancia geográfica significativa y múltiples subredes, la capa de red es el dominio de enrutamiento. Los protocolos de enrutamiento seleccionan rutas óptimas a través de una secuencia de subredes interconectadas.

La capa de enlace de datos (capa 2) garantiza un tránsito confiable de datos a través de un canal físico. Al realizar esta tarea, la capa de enlace de datos se ocupa de cuestiones de direccionamiento físico (a diferencia del direccionamiento de red o lógico), topología de red, disciplina de línea (cómo el sistema final debe utilizar el enlace de red), notificación de errores, ordenamiento de bloques de datos, y control del flujo de información.

La capa física (capa 1) define las características eléctricas, mecánicas, de procedimiento y funcionales de establecer, mantener y liberar un canal físico entre sistemas finales.

2. Información básica sobre redes de telecomunicaciones

2.1. Definiciones básicas

Una red de comunicaciones es un conjunto de medios técnicos que aseguran la transmisión y distribución de mensajes. Los principios para la construcción de redes de comunicación dependen del tipo de mensajes transmitidos y distribuidos.

Actualmente, se utilizan los siguientes principios de construcción de redes (topología):

· “todos con todos”. La red es confiable, rápida y tiene una transmisión de mensajes de alta calidad. En la práctica, se utiliza con un número reducido de suscriptores. Si una de las líneas de conexión se rompe, esto no afectará el rendimiento general de la red, porque Hay muchas rutas de desvío para obtener información.

radial (“estrella”). Se utiliza con un número limitado de puntos de abonado ubicados en un área pequeña. Ejemplo, organización de una red de comunicación entre suscriptores y PBX. La desventaja es que si el nodo central falla, se interrumpe el funcionamiento de todo el centro de comunicaciones.

· radial-nodal. Las redes telefónicas urbanas tienen esta estructura si la capacidad de la red no supera los 80...90 mil abonados;

· radial-nodal con áreas nodales. Utilizado en la construcción de redes telefónicas en las grandes ciudades.

Las redes telegráficas se construyen según el principio de nodos radiales, teniendo en cuenta la división administrativo-territorial del país. Los puntos terminales de la red telegráfica son oficinas de correos o abonados telegráficos con equipos telegráficos. La red tiene tres niveles de nodos: distrital, regional y principal. La red de datos tiene una estructura similar. La red de fax se construye sobre la base de la red telefónica.

2.2. Redes de mensajes individuales

Para garantizar la transmisión de mensajes individuales, es necesario vincular (conectar) los dispositivos terminales de los suscriptores. Un circuito eléctrico (canal), que consta de varias secciones y garantiza la transmisión de señales entre suscriptores, se denomina ruta de conexión.

El proceso de encontrar y conectar circuitos eléctricos se llama conmutación de circuitos. Una red que proporciona conmutación de circuitos se denomina red conmutada de circuitos (CSN). Las estaciones nodos de la red CCM se denominan estaciones de conmutación.

Al transmitir mensajes documentales, además de organizar la comunicación con conmutación de circuitos, es posible realizar la transmisión paso a paso de mensajes de nodo a nodo. Este método de transmisión se llama conmutación de mensajes. En consecuencia, una red que proporciona conmutación de mensajes se denomina red de conmutación de mensajes (MSN).

Un tipo de red SCS es una red de conmutación de paquetes (PSN). En este caso, el mensaje recibido del abonado transmisor se divide en bloques (paquetes) de longitud fija. Los paquetes se transmiten a través de la red (no necesariamente a lo largo de la misma ruta) y se combinan en un mensaje antes de enviarse al suscriptor receptor.

Las estaciones nodos de las redes SCS y SKP se denominan centros de conmutación de mensajes (MSC) y centros de conmutación de paquetes (PSC), respectivamente.

3. Sistemas de transmisión digital

3.1. Ventajas de los sistemas de transmisión digital

Consideremos las principales ventajas de los métodos de transmisión digital sobre los analógicos.

Alta inmunidad al ruido. La presentación de información en forma digital permite la regeneración (restauración) de estos símbolos cuando se transmiten a través de una línea de comunicación, lo que reduce drásticamente el impacto de la interferencia y la distorsión en la calidad de la transmisión de información.

Débil dependencia de la calidad de la transmisión de la longitud de la línea de comunicación. Dentro de cada sección de regeneración, las distorsiones de las señales transmitidas son insignificantes. La longitud de la sección de regeneración y el equipamiento del regenerador cuando se transmiten señales a largas distancias siguen siendo casi las mismas que en el caso de la transmisión a distancias cortas.

Estabilidad de los parámetros de los canales DSP. La estabilidad y la identidad de los parámetros del canal (atenuación residual, características de frecuencia y amplitud, etc.) están determinadas principalmente por dispositivos de procesamiento de señales en forma analógica. Dado que estos dispositivos constituyen una pequeña parte del equipo DSP, la estabilidad de los parámetros del canal en dichos sistemas es mucho mayor que en los analógicos.

Eficiencia en el uso de la capacidad del canal para transmitir señales discretas. Cuando las señales discretas se introducen directamente en la ruta de grupo del DSP, su velocidad de transmisión puede aproximarse a la velocidad de transmisión de la señal de grupo. Cuando se utiliza el método de compactación temporal, la velocidad de transmisión aumenta drásticamente.

Sistemas de comunicación celular digitales.

Existen varios estándares para los sistemas de comunicación digital: GSM europeo (Sistema global para comunicaciones móviles), PCS (Servicio de comunicaciones personales) estadounidense, utilizado tradicionalmente en los EE. UU., Inglés (DCS - Sistema celular digital) DCS-1800, que es un análogo directo. de GSM-1800, JDS japonés (Sistema Digital Japonés) y CDMA (Acceso Múltiple por División de Código).

GSM (Sistema Global para Comunicaciones Móviles) es un estándar que define el funcionamiento en redes públicas de radiotelefonía. En Rusia, el rango de frecuencia de 900 MHz está asignado para el funcionamiento de sistemas celulares públicos de sistemas GSM. El estándar GSM-900 (así como NMT-450i) recibió estatus federal. La red GSM-900 opera en los rangos de frecuencia de 900 (o 1800) MHz. En la banda de 900 MHz, una unidad de abonado móvil transmite en una de las frecuencias en el rango de 890 a 915 MHz y recibe en las frecuencias de 935 a 960 MHz. En un canal dúplex que consta de direcciones de transmisión ascendente y descendente, se utilizan frecuencias que difieren exactamente en 45 MHz para cada una de estas direcciones. En cada uno de los rangos de frecuencia anteriores, se crean 124 canales de radio (124 para recibir y 124 para transmitir datos, espaciados a 45 MHz) con un ancho de 200 kHz cada uno. A estos canales se les asignan números (N) del 0 al 123.

Cada estación base puede contar con entre una y 16 frecuencias, y el número de frecuencias y la potencia de transmisión se determinan dependiendo de las condiciones y la carga locales.

En cada uno de los canales de frecuencia, a los que se les asigna un número (N) y que ocupan una banda de 200 kHz, se organizan ocho canales por división de tiempo (canales de tiempo numerados del 0 al 7) u ocho ranuras de canal.

Un sistema con multiplexación en frecuencia permite obtener 8 canales a 25 kHz, que a su vez son multiplexados por tiempo de radiación en otros 8 canales. En el estándar GSM, la frecuencia portadora de la señal cambia 217 veces por segundo para compensar una posible degradación de la calidad. Por lo tanto, cuando un suscriptor recibe un canal, se le asigna no solo un canal de frecuencia, sino también uno de los intervalos de tiempo estrictamente designados; de lo contrario, se crean interferencias en otros canales. De acuerdo con lo anterior, observamos que el funcionamiento del transmisor se produce en forma de pulsos individuales, que ocurren en un intervalo de canal estrictamente designado: la duración del intervalo de canal es de 577 μs y la duración de todo el ciclo es de 4616 μs. La asignación al abonado de sólo uno de los ocho intervalos de canales permite dividir en el tiempo el proceso de transmisión y recepción cambiando los intervalos de canales asignados a los transmisores del dispositivo móvil y a la estación base. La estación base siempre transmite tres intervalos de tiempo antes que la unidad móvil.

Así, la secuencia de impulsos que forma el canal físico de transmisión GSM se caracteriza por un número de frecuencia y un número de intervalo de tiempo. A partir de esta secuencia de impulsos se organiza toda una serie de canales lógicos, que se diferencian en sus funciones. Además de los canales que transmiten información útil, el estándar prevé una serie de canales que transmiten señales de control, así como la organización de una comunicación bidireccional directa con terminales celulares (o dispositivos de procesamiento de información digital). Estas tecnologías se diferencian por la presencia de interfaces de corto alcance por infrarrojos (IR-ID) o radiofrecuencia (Bluetooth, ZigBee, etc.), que están diseñadas para comunicarse con dispositivos cercanos. La mayoría de los escenarios para dichas interfaces incluyen la opción cuando uno de los dispositivos es un dispositivo de comunicación inalámbrica del estándar WAP. La implementación de dichos canales y su funcionamiento están controlados por el sistema operativo (SO) de los dispositivos del suscriptor.

Debido a que muchos dispositivos Bluetooth pueden participar en teleconferencias (Foro WAP), existe una amenaza real de ataque de virus al sistema operativo de los terminales móviles. Según F-Secure, el virus Cabir ya ha sido detectado en teléfonos móviles en Filipinas, Singapur, Emiratos Árabes Unidos, China, India, Finlandia, Turquía y Vietnam. El primer portador ruso del "gusano" de la red fue el teléfono Nokia 7610. El análisis de la información contenida en el teléfono móvil mostró que el código malicioso es completamente idéntico a la versión original de Cabir, descubierta en junio de 2004. Esto da lugar a una conclusión decepcionante: el "gusano" de la red se está extendiendo con confianza por todo el mundo, infectando los teléfonos móviles con sistema operativo Symbian.

CDMA – (Acceso múltiple por división de código): un sistema de comunicación celular digital con división de código de canales basado en el uso de señales similares al ruido. A diferencia de otros sistemas digitales que dividen el rango asignado en canales estrechos basados ​​en la frecuencia (FDMA) o el tiempo (TDMA), en el estándar CDMA la información transmitida se codifica y el código se convierte en una señal de banda ancha similar al ruido para que pueda ser asignado de nuevo sólo con el código en el lado receptor. Al mismo tiempo, se pueden transmitir y recibir muchas señales simultáneamente en una amplia banda de frecuencia sin interferir entre sí. La base del método de división de canales con la implementación del acceso múltiple por división de código CDMA-1 (tal como lo implementa Qualcomm) es la dispersión del espectro mediante la codificación directa de una secuencia de datos con secuencias de codificación Walsh.

Una de las ventajas de la comunicación digital con señales similares a ruido es la seguridad del canal de comunicación frente a interceptaciones, interferencias y escuchas ilegales. Es por eso que esta tecnología fue desarrollada y utilizada originalmente para el ejército de los EE. UU., y recientemente la compañía estadounidense Qualcomm creó el estándar IS-95 (CDMA-1) basado en esta tecnología y lo transfirió para uso comercial.

Como ya se indicó, la tecnología CDMA proporciona una alta calidad de señal al tiempo que reduce la potencia radiada y los niveles de ruido. Como resultado, es posible alcanzar una potencia de salida media mínima, cuyo valor es cientos de veces menor que la potencia de salida de otros estándares utilizados actualmente. Esto le permite reducir el impacto en el cuerpo humano y aumentar la duración del funcionamiento ininterrumpido sin recargar la batería. Por tanto, la potencia media emitida por los dispositivos móviles en sistemas celulares CDMA es inferior a 10 mW, lo que es un orden de magnitud inferior a la potencia requerida, por ejemplo, en sistemas de división de tiempo TDMA. El uso eficiente del rango de radiofrecuencia con la capacidad de reutilizar las mismas frecuencias en la red (alta eficiencia espectral) aumenta la capacidad de CDMA entre 10 y 20 veces en comparación con los sistemas analógicos y entre 3 y 6 veces la densidad de otros sistemas digitales.

Finalmente, el estándar prevé una transición suave entre celdas (o sectores dentro de la misma celda), lo que permite una transición "suave" de una celda a otra, a diferencia de GSM, donde dicha transición ocurre abruptamente, lo que resulta en una breve interrupción temporal. de la conexión.

Tendencias en el desarrollo de tecnologías de comunicación celular.

El desarrollo de los sistemas de comunicación digital implica la creación de nuevos sistemas de comunicación celular de cuarta generación (4G). Hoy en día, las tecnologías 3G se presentan en una selección de 3 estándares:

§ W-CDMA (Acceso múltiple por división de código de banda ancha), que prevé la transición a 3G desde las tecnologías GSM;

§ cdma2000 (de Qualcomm), que tiene como objetivo reemplazar la tecnología CDMA-1 (cdmaOne);

§ DoCoMo es un sistema japonés consistente con W-CDMA, destinado a la transición desde sistemas que utilizan el principio de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA).

A pesar de la incertidumbre a la hora de elegir un estándar concreto, el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones ya está desarrollando el correspondiente estándar UMTS (Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles). Por tanto, se asignan dos rangos de frecuencia para los sistemas UMTS: 1885–2025 MHz y 2110–2200 MHz. Se ha definido un conjunto de capacidades funcionales de las herramientas de comunicación, las funciones más importantes incluyen:

§ llamadas de voz;

§ videotelefonía;

§ telefonía IP;

§ transmisión de vídeo en modo “en vivo” mediante protocolo WAP;

§ transmisión de un informe de audio;

§ recepción de programas de televisión;

§ vídeo y fotografía;

§ acceso de alta velocidad a Internet, incluida la navegación WEB utilizando tecnologías WAP y GRPS;

§ oficina móvil;

§ determinar la ubicación del abonado mediante mapas y guías;

§ correo electrónico, compras y comercio.

Evidentemente, para proporcionar lo anterior, el terminal del abonado 3G debe disponer de una cámara de vídeo. Para ver programas de televisión necesita una pantalla LCD en color lo suficientemente grande. Los servicios de oficina móvil, así como los juegos, requieren un procesador de alto rendimiento, gran memoria y un teclado y un dispositivo señalador cómodos. El funcionamiento de todos estos dispositivos debe estar garantizado por una batería de capacidad suficientemente grande. Y lo más importante es que dicho dispositivo debe ser muy compacto, no más grande que un teléfono móvil convencional.

Se supone que, según su diseño, los equipos de radio desarrollados para 3G se dividirán en dos categorías: teléfonos inteligentes y tabletas. Hoy en día, ejemplos de lo primero incluyen dispositivos que combinan un teléfono móvil con un sistema operativo. Estos últimos se pueden representar mejor como tabletas equipadas con módulos de comunicación GSM, G3 o WiMax.

La fase de implementación de 3G está llegando a su fin y en Rusia los principales operadores ya han recibido licencias para operar tecnologías LTE (Long Term Evolution).

LTE no es una actualización de 3G, es un cambio más profundo, que marca la transición de los sistemas CDMA a los sistemas OFDMA, y la transición de los sistemas de conmutación de circuitos a la conmutación de paquetes. Los desafíos de migrar a LTE incluyen la necesidad de nuevo espectro para aprovechar el canal amplio (que ya se ha puesto a prueba en la República de Tartaristán). Además, se requieren dispositivos de abonado que puedan funcionar simultáneamente en redes LTE y 3G para una transición fluida de los abonados de las redes antiguas a las nuevas.

La introducción de LTE permite crear sistemas de comunicación celular de alta velocidad optimizados para la transmisión de paquetes de datos a velocidades de hasta 300 Mbit/s en el canal descendente (de la estación base al usuario) y hasta 75 Mbit/s en el canal ascendente. Las velocidades de datos máximas en las primeras implementaciones deben ser superiores a 100 Mbps de bajada y superiores a 50 Mbps de subida. La implementación de LTE es posible en varios rangos de frecuencia, desde 1,4 MHz hasta 20 MHz, además de utilizar varias tecnologías de división de canales: FDD (frecuencia) y TDD (tiempo).