Системы связи и их развитие

     Содержание 

Введение…………………………………………………………………………3

1. Аналитическая часть ………………………………………………………...4

1.1 Развитие связи  в стране ……………………………………………………4

1.2 Анализ современных  систем и средств связи …………………………… 8

1.3 Телефонные  сети и их классификация …………………………………..19 

2. Проектная  часть ……………………………………………………………20

2.1 Развитие беспроводных  и оптоволоконных систем связи  и их эффективность ………………………………………………………………...20

2.2 Анализ рынка  сотовой связи в Санкт-Петербурге …………………….  34

2.3 Схема организации  связи на сельской телефонной сети……………….42

Заключение…………………………………………………………………….45

Список литературы……………………………………………………………49 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                    Введение 

     В настоящее время электрические  сигналы применяются для передачи различных сообщений и обнаружения объектов в пространстве, для автоматического управления промышленными объектами и космическими кораблями, для выполнения физических измерений и наблюдений, для решения математических задач с помощью ЭВМ и для многих других целей.

     Современные проблемы в области теории и техники  связи определяются новыми условиями и вытекающими из них новыми, более высокими требованиями. В первую очередь повышаются требования к скорости и достоверности передачи информации. Быстродействие и достоверность являются важнейшими характеристиками современных систем связи. В связи с этим стает задача оптимального построения такой системы связи, для которой эти характеристики являются самыми максимальными.

     Такая задача постоянно возникает перед  инженерами, Проектирующими и эксплуатирующими различные системы и линии передачи сообщений, а также разрабатывающими соответствующую аппаратуру.

     Предлагаемая  курсовая работа посвящена системам связи, организации связи на сельской телефонной станции и исследованию рынка операторов сотовой связи, так как проблема использования сотовой связи и правильного выбора оператора – одна из особо значимых проблем современности. В этой работе я попытаюсь достаточно полно рассмотреть основных операторов сотовой связи, и показать в чем состоят особенности, предоставляемых ими услуг. 
 
 
 

1. Аналитическая часть 

     1.1 Развитие связи  в стране

     Историческая  справка. Первая телеграфная линия появилась в России в 1835 г. Она соединила Санкт – Петербург с Кронштадтом и предназначалась для нужд военного ведомства. Через четыре года завершилось строительство второй линии, которая соединила северную столицу с Варшавой.

     К началу XX в. Протяжённость государственных  телеграфных линий составила 127 тыс. верст. Они были соединены с телеграфными линиями Китая и Японии.

     К тому времени были проложены подводные  телеграфные кабели, связывающие  Россию с Данией и Швецией.

     Телефон впервые появился в России в 1880 г. Первоначально правительство планировало  установить государственную монополию  на устройство телефонной связи.

     Однако  из-за высокой стоимости строительства  и эксплуатации телефонных станций  к их созданию стали привлекать частный  капитал. Согласно заключённым контрактам телефонные станции и линии, построенные  за счёт частных компаний, через 20 лет  эксплуатации переходили в государственную собственность.

     К началу XXв. В России действовало 77 государственных и 11 частных телефонных станций. Плата за пользование телефоном в государственном секторе была в 2 раза ниже, чем в частном. Всего в 1913 г. В российских городах было установлено 300 тыс. телефонных аппаратов.

     По  оценкам специалистов, Россия в конце 90 – х гг. по степени развития средств связи отставала от западных стран на 15 – 20 лет. В 70 – е гг. она практически пропустила первую информационную революцию, не освоив промышленного производства цифровых АТС и оптико-волоконного кабеля.

     Основным  показателем развития рынка услуг  электросвязи общего пользования является число телефонов на 100 жителей, который  коррелируется с показателем  ВВП на душу населения. В России в конце 90 – х гг. телефонный парк насчитывал более 31 млн. аппаратов, т. Е. На 100 жителей приходился 21 телефон ( в США и странах Западной Европы – 60 – 70 телефонов ).

     Связь является одной из первых отраслей российской экономики, в которой стали развиваться рыночные отношения. В 90 – е гг. была приватизирована большая часть государственных предприятий связи, создано 127 акционерных обществ электросвязи, оказывающих соответствующие услуги в 89 регионах России.

     В начале 2001 г. Министерством связи РФ было выдано 7400 лицензий на предоставление услуг связи. Наряду с традиционными операторами сетей общего пользования на российском рынке функционирует около 4500 новых операторов.

     Связь остаётся наиболее привлекательной  для капиталовложений из–за рубежа. Если в 1993 г. Иностранные инвестиции в наши телекоммуникационные системы составили 300 млн., то в 1997 г. – 820 млн. долл. Наибольшую активность проявляют японские, германские, итальянские, финские, шведские и южнокорейские транснациональные компании. И сегодня Россия по количеству крупных проектов в области телекоммуникаций опережает все страны мира. Среди них выделяется проект под названием « 50х50», который оценивается в 15 млрд. долл. И предусматривает установку 50 новых телефонных станций, прокладку 50 тыс. км. Волоконно-оптического кабеля, создание компании – оператора, где, по предварительным оценкам, 20% капитала будет принадлежать иностранным инвесторам.

     В Советском Союзе развитие инфраструктуры связи значительно зависело от импорта  иностранного оборудования. Более 65 % всех телефонных станций и 30 % кабеля поставлялось из – зарубежа, главным

     образом из стран бывшего СЭВ. Все международные  и междугородные телефонные станции, примерно 80 % местных АТС, введённых  в эксплуатацию с середины 90 – х гг., были произведены за рубежом. Ежегодный объём импорта телекоммуникационного оборудования превышал 500 млн. долл.

     В настоящее время ситуация меняется к лучшему. К концу 90 – х гг. появилось отечественное коммутационное оборудование, в частности станции « Квант » , « Элком » , « Бэта » и др. Налажено совместное производство с западными партнёрами, в том числе с фирмами « Алкатель » , « Сименс» и др. По качеству производимая ими продукция не уступает лучшим мировым аналогам. Однако доля отечественного оборудования на внутреннем рынке составляет лишь 20 %.

     Экономические показатели развития отрасли. В настоящее время уровень телефонной плотности в России составляет немногим более 20 телефонов на 100 жителей, что значительно ниже соответствующих показателей в большинстве индустриально развитых стран. Доля номерной ёмкости электронных ( цифровых ) АТС в стране не достигает 20 %, в то время как остальные 80 % приходятся на функционально и морально устаревшие аналоговые станции. Несмотря на высокие темпы внедрения современных технологий, процент охвата населения РФ новыми видами связи, такими как сотовая связь, пейджинг, Интернет остаётся низким. В России, наконец, 2000 г. Число пользователей сети Интернет составляло менее 3 млн. человек.

     Наиболее  динамично развивается сотовая связь. Только за один 1999 г. Число её абонентов возросло почти на 80 %. Это обусловлено постепенным ростом платёжеспособного спроса населения, а также политикой снижения тарифов, проводимой крупнейшими компаниями сотовой связи. По прогнозам западных экспертов к 2004 г. Пользователей услуг мобильной связи будет столько же, сколько и абонентов телефонных сетей общего пользования.

     Либерализация рынков. В 1999 – 2000 гг. значительно упростились механизмы лицензирования, сертификации и выделения частотного ресурса новым операторам связи. В результате число альтернативных операторов, предоставляющих услуги связи, увеличилось. Практически все традиционные операторы проводной связи также оказывают услуги сотовой и пейджинговой связи и предоставляют доступ в Интернет.

     Однако  реформы пока не затронули сферу  тарифов на услуги местной связи  для населения. За 10 лет рыночных преобразований не произошло изменений  в установлении тарифов на услуги связи, которые для каждого региона  назначаются федеральным центром. У большинства операторов связи тарифы на услуги местной связи для населения покрывают около 70 % их себестоимости. Низкорентабельные услуги местной телефонной связи окупаются только благодаря их перекрёстному субсидированию за счёт услуг междугородной и международной связи.

     Глобализация  российского рынка телекоммуникаций. Отечественный рынок услуг связи остаётся достаточно замкнутым. С одной стороны это обусловлено огромными масштабами территории страны, благодаря которым формируются основные доходы операторов связи. С другой – Россия пока находится вне мирового рынка международного трафика, что до сих пор было следствием недостаточно высокого уровня цифровизации магистральных каналов и более низкого качества связи по сравнению с мировыми стандартами. Однако к 2000 г. Качество междугородной связи в стране существенно улучшилось, и её роль в международном транзите телекоммуникационных услуг стала возрастать. 
 
 
 
 
 

     1.2 Анализ современных  систем и средств  связи

     связь информация сотовый беспроводной

     Сотовая связь.

     В настоящее время во многих станах ведется интенсивное внедрение  сотовых сетей связи (ССС) общего пользования. Такие сети предназначены 

     для обеспечения подвижных и стационарных объектов телефонной связью и передачей  данных. В ССС подвижными объектами являются либо наземные транспортные средства, либо непосредственно человек, находящийся в движении и имеющий портативную абонентскую станцию (подвижный абонент). Возможность передачи данных подвижному абоненту резко расширяет его возможности, поскольку кроме телефонных сообщений он может принимать телексные и факсимильные сообщения, различного рода графическую информацию (планы местности, графики движения и т.п.), медицинскую информацию и многое другое. Особое значение ССС приобретают в связи с активным внедрением во все сферы человеческой деятельности персональных компьютеров, разнообразных баз данных, сетей ЭВМ. Доступ к ним через ССС позволит подвижному абоненту оперативно и надежно получить необходимую информацию. Соответственно возрастет и роль систем связи, повысятся требования к качеству передачи информации, пропускной способности, надежности работы.

     Увеличение  объема информации потребует сокращения времени доставки и получения  абонентом необходимой информации. Именно поэтому уже сейчас наблюдается устойчивый рост мобильных средств радиосвязи (автомобильных и портативных радиотелефонов), которые дают возможность сотруднику той или иной службы вне рабочего места оперативно решать производственные вопросы. Радиотелефон перестал быть символом престижа и стал рабочим инструментом, который позволяет более эффективно использовать рабочее время, оперативно управлять производством и постоянно контролировать ход технологических процессов, что обеспечивает дополнительные доходы при использовании радиотелефона в производстве.

     Внедрение ССС во многие отрасли народного  хозяйства позволит резко повысить производительность труда на подвижных  объектах, добиться экономии материально-трудовых ресурсов, обеспечить автоматизированный контроль технологических процессов, создать надежную систему управления

     транспортными средствами или мобильными роботами, распределенными на большой территории и входящими в состав гибких автоматизированных систем управления.

     Использование системы радиосвязи с подвижными объектами можно разделить на следующие классы:

     ведомственные (или частные) системы подвижной  связи (ВСПС);

     сотовые системы подвижной связи (ССПС);

     Исторически впервые в эксплуатации появились  ВСПС, так как в условиях ограничений  на использование радиосвязи возможность ее применения для связи с подвижными абонентами предоставлялась государственным, ведомственным или крупным частным организациям (полиция, пожарная охрана, такси и т. п.). Для вызова подвижного абонента (внутри ограниченной зоны обслуживания) стали использоваться СПРВ. Появившиеся совсем недавно ССПС являются принципиально новым видом систем связи, так как они построены в соответствии с сотовым принципом распределения частот по территории обслуживания (территориально-частотное планирование) и предназначены для обеспечения радиосвязью большого числа подвижных абонентов с выходом на телефонную сеть общего пользования (ТФОП). Если ВСПС создавались (и создаются) в интересах узкого круга абонентов, то ССПС за рубежом стали использоваться в интересах широких кругов населения.

     Свое  название ССС получили в соответствии с сотовым принципом организации  связи, согласно которому зона обслуживания (территория города или региона) делится  на большое число малых рабочих  зон или сот в виде шестиугольников. В центре каждой рабочей зоны расположена базовая станция (БС), осуществляющая связь по радиоканалам со многими абонентскими станциями (АС), установленными на подвижных объектах, находящихся в ее рабочей зоне. Базовые станции соединены проводными телефонными линиями связи с центральной станцией (ЦС) данного региона,

     которая обеспечивает соединение подвижных  абонентов с любыми абонентами телефонной сети общего пользования (ТФОП) с помощью

     коммутационных  устройств. При перемещении подвижного абонента из одной зоны в другую производится автоматическое переключение канала радиосвязи на новую базовую станцию, тем самым осуществляется эстафетная передача подвижного абонента от передающей к последующей (соседней) базовой станции. Управление и контроль за работой базовых и абонентских станций осуществляется ЦС, в памяти, ЭВМ которой сосредоточены как статические, так и динамические данные о подвижных объектах и состоянии сети в целом.

     В отличие от централизованных в сотовых  сетях подвижной связи радиосвязь базовой станции с абонентской станцией осуществляется в пределах малой рабочей зоны, что позволяет многократно использовать одни и те же частоты в зоне обслуживания. Число абонентов в ССС определяется пропускной способностью и числом БС, равным числу рабочих зон, которое возрастает по квадратическому закону с уменьшением радиуса

     рабочей зоны R при постоянном радиусе зоны обслуживания R0. Если десять лет назад  радиус рабочей зоны в ССС был  равен 5-15 км, то в настоящее время  он равен 200 м. Так уменьшение радиуса рабочей зоны с 30 до 0,5 км позволит увеличить в 3600 раз число подвижных абонентов, оснащенных радиосвязью и имеющих возможность выхода на ТФОП. Следовательно, эффективность использования спектра радиочастот в ССС во много раз выше, чем в централизованных системах подвижной связи, что позволит в перспективе обеспечить управление большим числом наземных подвижных объектов.

     С уменьшением радиуса рабочей  зоны появляется возможность уменьшить  мощность передатчиков и чувствительность приемников, что значительно улучшит электромагнитную совместимость (ЭМС) абонентов в ССС и ЭМС между ССС и другими системами, использующими определенные спектры радиочастот, а также позволит снизить стоимость и

     габаритные  размеры абонентской станции, обеспечить доступ к базам данных и ЭВМ.

     Отмеченные  преимущества позволяют уже в  настоящее время повысить оперативность  управления и контроля в работе подведомственных предприятий и организаций, улучшить качество технологических процессов  в системах с большим числом транспортных средств.

     Стремительный рост объемов передаваемой информации требует значительного сокращения времени доставки и обработки  абонентом необходимой информации. Это одна из причин быстрого роста  мобильных средств связи на базе ССС.

     Внедрение ССС означает появление принципиально нового вида связи - массовой радиотелесвязи, т.е. нового вида услуг. Уже сейчас абонентский терминал ССС - сотовый радиотелефон (СРТ) - признается многими зарубежными экспертами первичным терминалом, которым абонент пользуется как в стационарном состоянии (дома, на службе), так и в движении. Широкое внедрение портативных СРТ в перспективе позволит обеспечить каждого человека персональным телефоном со своим индивидуальным номером.

     Создание  систем массовой радиотелесвязи с большим  числом подвижных абонентов, большой пропускной способностью и высоким качеством приема сообщений возможно только при использовании сотового принципа построения системы связи. Этим и объясняется повышенный интерес к ССПС.

     Интернет как современное  средство связи.

     На  сегодняшний день в мире существует более 130 миллионов компьютеров и  более 80 % из них объединены в различные  информационно-вычислительные сети от малых локальных сетей в офисах до глобальных сетей типа Internet. Всемирная  тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией

     между пользователями, получение и передача сообщений (факсов, E - Mail писем и прочего ) не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, а так же обмен информацией между компьютерами разных фирм производителей работающих под разным программным обеспечением.

     Такие огромные потенциальные возможности, которые несет в себе вычислительная сеть и тот новый потенциальный подъем, который при этом испытывает информационный комплекс, а так же значительное ускорение производственного процесса не дают нам право не принимать это к разработке и не применять их на практике.

     Сегодня множество людей неожиданно для  себя открывают для себя существование  глобальных сетей, объединяющих компьютеры во всём мире в единое информационное пространство которое называется Internet.

     Internet - глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир. Сегодня Internet имеет около 15 миллионов абонентов в более чем 150 странах мира. Ежемесячно размер сети увеличивается на 7-10%. Internet образует как бы ядро, обеспечивающее связь различных информационных сетей, принадлежащих различным учреждениям во всем мире, одна с другой.

     Если  ранее сеть использовалась исключительно  в качестве среды передачи файлов и сообщений электронной почты, то сегодня решаются более сложные задачи распределеного доступа к ресурсам. Около двух лет назад были созданы оболочки, поддерживающие функции сетевого поиска и доступа к распределенным информационным ресурсам, электронным архивам.

     Internet, служившая когда-то исключительно  исследовательским и учебным  группам, чьи интересы простирались вплоть до доступа к суперкомпьютерам, становится все более популярной в деловом мире.

     Компании  соблазняют быстрота, дешевая глобальная связь, удобство для проведения совместных работ, доступные программы, уникальная база

     данных  сети Internet. Они рассматривают глобальную сеть как дополнение к своим собственным локальной сетям.

     При низкой стоимости услуг (часто это  только фиксированная ежемесячная  плата за используемые линии или телефон) пользователи могут получить доступ к коммерческим и некоммерческим информационным службам США, Канады, Австралии и многих европейских стран. В архивах свободного доступа сети Internet можно найти информацию практически по всем сферам человеческой деятельности, начиная с новых научных открытий до прогноза погоды на завтра.

     Кроме того Internet предоставляет уникальные возможности дешевой, надежной и конфиденциальной глобальной связи по всему миру. Это оказывается очень удобным для фирм имеющих свои филиалы по всему миру, транснациональных корпораций и структур управления. Обычно, использование инфраструктуры Internet для международной связи обходится значительно дешевле прямой компьютерной связи через спутниковый канал или через телефон.

     Телефонный  аппарат.

     Ныне  телефонная связь стала автоматической, заправляется компьютерными системами  и охватывает весь мир. Телефонная сеть является сложнейшей системой, состоящей из многих автоматических телефонных станций (АТС), узловых и региональных центров, систем кабельной, ВЧ- и спутниковой связи, световолоконных линий связи и т. д. Вся эта система в идеальном случае способна в считанные секунды соединить друг с другом двух любых абонентов в двух любых точках земного шара при общем числе абонентов в сотни миллионов.

     Телефонные  аппараты, в сущности, те же аудиоустройства, дополненные функциями общения  с оконечной АТС. И распространены они ничуть не меньше других описанных в этой книге устройств, а скорее даже и больше. Только в США установлено свыше 100 миллионов телефонных аппаратов. Телефонные аппараты выпускаются следующих типов:

     • простейшие, или классические, аппараты с дисковым номеронабирателем и электрическим звонком;

     • простые аппараты с кнопочным номеронабирателем и электронным зуммером;

     • полуавтоматические телефонные аппараты, подобные простым, но имеющие память для повторного набора последнего номера и отдельные дополнительные функции, например, громкоговорящей связи;

     • автоматические телефонные аппараты с памятью на ряд номеров и таймером, оснащенные большим числом функций;

     • автоматические моноблочные телефонные аппараты, все узлы которых находятся в телефонной трубке;

     • телефонные аппараты с автоответчиком;

     • радиотелефоны.

     На  АТС имеется центральная батарея  для питания микрофонов и иных функций, коммутационная система (релейная или электронная) для соединения абонентов и система вызова. Получая  от телефонного аппарата специальный сигнал местного вызова (в виде импульсов или тональных

     посылок), местная АТС декодирует его и  подключает этот аппарат к другому  — вызываемому (если он свободен). При этом на вызываемый аппарат посылается сигнал вызова — обычно в виде посылок переменного тока с частотой 25 Гц и напряжением до 120-140В. Если запрошенный аппарат занят, в линию вызывающего поступает специальный сигнал — короткие гудки. Длинные гудки посылаются на вызывающий аппарат, если на вызываемом не поднимают трубку. Более подробно работа телефонного аппарата рассматривается ниже.

     Работа  телефонного аппарата.

     Любой аппарат, даже самый сложный, автоматический, подключается к своей АТС всего  двумя проводами. Их по старинке называют Tip (наконечник) и Ring (кольцо), по аналогии с обозначениями, которые были приняты еще в ручных коммутаторах. Принято эти провода обозначать

     соответственно  зеленым и красным цветом. По этим проводам на аппарат поступают:

     • постоянное напряжение от центральной батареи АТС (оно у нас равно 60В и подается через развязывающий дроссель);

     • сигналы вызова (импульсные с напряжением до 120 — 140В и с частотой 25 Гц или двухчастотные посылки при частотном вызове);

     • переговорные сигналы со звуковой частотой (напряжение в доли

     вольта  и с частотами примерно от 300 Гц до 3,5 кГц). ‘ Сам аппарат содержит следующие узлы:

     • звонок или электронный зуммер, подающий звуковой сигнал, как только от АТС поступает сигнал вызова;

     • рычажный переключатель, срабатывающий при поднятии телефонной трубки;

     • узел (электромеханический или электронный) номеронабирателя;

     • разговорная схема с телефонным трансформатором;

     • микротелефонная трубка, имеющая микрофон и телефон. Посредством рычажного переключателя звонок (или зуммер) подключается к телефонной линии через развязывающий конденсатор с емкостью около 0,1 мкФ. Как только от АТС поступает сигнал вызова, звонок подает звуковой сигнал. Звонок — самая громоздкая часть телефонного аппарата. Поэтому сейчас он используется только в самых простых классических аппаратах. Трудно сказать, есть ли сейчас фирмы, выпускающие такие аппараты, но факт, что некоторые из них все еще работают и вызывают ностальгическое чувство зависти у всех любителей старины. Повсеместно вместо электрического звонка (изобретенного коллегой Белла — Т. Ватсоном в 1878 году) сейчас применяются электронные зуммеры в виде простой электронной схемы и излучателя звука (динамика или пьезоэлектрического громкоговорителя — пищалки).