Глава I. Организация электросвязи Гражданской авиации России §

Скачать 2.33 Mb.

Название	Глава I. Организация электросвязи Гражданской авиации России §
страница	3/24
Тип	Задача

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Задача

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 24

§ 1.4. Радиовещательные передачи

Радиовещательные передачи метеорологической и полетной информации являются одним из условий, обеспечивающих безопасность и регулярность воздушного движения. Для этого организуются специальные сети радиовещания.

Для оперативного обеспечения экипажей воздушных судов в районе аэродрома полетной и метеорологической информацией на аэродромах классов А, Б, В, Г, Д организуются радиовещательные сети ATIS для прилетающих и вылетающих воздушных судов. Автоматическое аэродромное метеовещание АТИС осуществляется циклично и непрерывно открытым текстом без сокращений со скоростью не более 90 слов/мин. Метеоинформация ATIS обновляется не реже чем через 30 мин. В случае возникновения опасных явлений и при изменении рабочего направления ВПП, состояния ее поверхности и коэффициента сцепления предусматривается внеочередная смена транслируемых сообщений. Программа передач ATIS содержит все множество сведений, необходимых экипажу для выполнения посадки или взлета. Она включает название аэродрома, наименование функции, выполняемой данным каналом ATIS (информация для прибытия, информация для вылета), время наблюдения (при передаче на английском языке – всемирное скоординированное UTC, на русском – московское), вид предполагаемого захода на посадку, используемые ВПП, особые условия на поверхности ВПП и коэффициент сцепления, задержку в зоне ожидания, эшелон перехода, скорость и направление ветра, дальность и видимость на ВПП, погоду на аэродроме, высоту нижней границы облаков, температуру воздуха и точку росы, данные для установки высотомера и т.п.

Для обеспечения экипажей воздушных судов, находящихся в полете, метеорологической информацией организуются радиовещательные передачи ВОЛМЕТ в диапазонах ОВЧ и ВЧ. С целью обеспечения надежного приема информации радиовещательных передач WOLMET в диапазоне ВЧ в пределах 1500 – 3000 км эти сети работают одновременно на нескольких частотах. Вещание осуществляется на русском и английском языках открытым текстом. Программой предусмотрено вещание следующих данных: позывной канала, время наблюдения, позывной аэропорта, ветер у земли, видимость огней высокой и малой интенсивности, явления погоды, количество облаков нижнего яруса, форма облаков, высота нижней границы облачности и т.п.

Для обеспечения метеорологической информацией экипажей международных аэропортов и воздушных трасс организуются радиовещательные передачи на английском языке по правилам ICAO.

Глава II. Компьютерные сети

§ 2.1. Роль компьютерных сетей в мире телекоммуникаций

Компьютерные сети, называемые также вычислительными сетями или сетями передачи данных, являются логическим результатом эволюции двух важнейших научно-технических отраслей современной цивилизации – компьютерных и телекоммуникационных технологий. С одной стороны, сети представляют собой частный случай распределенных вычислительных систем, в которых группа компьютеров выполняет набор взаимосвязанных задач, обмениваясь данными в автоматическом режиме. С другой стороны, компьютерные сети могут рассматриваться как средство передачи информации на большие расстояния, для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования данных, получившие развитие в различных телекоммуникационных системах.

Эволюция вычислительных систем

Локальные сети (Local Area Network, LAN) – это объединение компьютеров, сосредоточенных на небольшой территории, обычно в радиусе 1-2 км, хотя в отдельных случаях локальная сеть может иметь и более протяженные размеры, например в несколько десятков километров. В общем случае локальная сеть представляет собой коммуникационную систему, принадлежащую одной организации. В середине 80-х годов утвердились стандартные технологии объединения компьютеров в сеть – Ethernet, Arcnet, Token Ring, Token Bas, несколько позже FDDI. Мощным стимулом для их появления послужили персональные компьютеры, они явились идеальными элементами для построения сетей – с одной стороны, они были достаточно мощными для работы сетевого программного обеспечения, а с другой – явно нуждались в объединении своей вычислительной мощности для решения сложных задач, а также разделения дорогих периферийных устройств и дисковых массивов. Поэтому персональные компьютеры стали преобладать в локальных сетях, причем не только в качестве клиентских компьютеров, но и в качестве центров хранения и обработки данных, т. е. сетевых серверов. Все стандартные технологии локальных сетей опираются на принцип коммутации пакетов. Конец 90-х гг. выявил явного лидера среди технологий локальных сетей – семейство Ethernet, в которое вошли классическая технология Ethеrnet 10Мбит/с, а также Fast Ethernet 100Мбит/с и Gigabit Ethernet 1000Мбит/с. Простые алгоритмы работы, широкий диапазон иерархии скоростей позволяют рационально строить локальную сеть Ethernet в соответствии с потребностями пользователя.

Глобальные сети (Wide Area Networks, WAN) - сети, объединяющие территориально рассредоточенные компьютеры, возможно находящиеся в различных городах и странах. При их построении были отработаны многие основные идеи и концепции построения современных вычислительных сетей, а именно, многоуровневое построение коммуникационных протоколов, технология коммутации пакетов, маршрутизация пакетов в составных сетях. Выделяемый на время сеанса связи составной канал с постоянной скоростью не мог эффективно использоваться пульсирующим трафиком компьютерных данных, у которого периоды интенсивного обмена чередуются с продолжительными паузами. Натурные эксперименты и математическое моделирование показали, что пульсирующий и в значительной степени не чувствительный к задержкам компьютерный трафик гораздо эффективней передается сетями, использующими принцип коммутации пакетов, когда данные разделяются на небольшие порции – пакеты, которые самостоятельно перемещаются по сети за счет встраивания адреса узла в заголовок пакета.

Так как прокладка высококачественных линий связи на большие расстояния обходится очень дорого, то в глобальных сетях часто используются уже существующие каналы связи, изначально предназначенные совсем для других целей. Например, в течение многих лет глобальные сети строились на основе телефонных каналов тональной частоты, способных в каждый момент времени вести передачу только одного разговора в аналоговой форме. Поскольку скорость передачи дискретных компьютерных данных по таким каналам была очень низкой (десятки килобит в секунду), набор предоставляемых услуг в глобальных сетях такого типа обычно ограничивался передачей файлов, преимущественно в фоновом режиме, и электронной почтой. Помимо низкой скорости такие каналы имели и другой недостаток – они вносят значительные искажения в передаваемый сигнал. Поэтому протоколы глобальных сетей, построенных с использованием каналов связи низкого качества, отличаются сложными процедурами контроля и восстановления данных. Типичным примером таких сетей являются сети Х.25.

Прогресс глобальных компьютерных сетей во многом определялся прогрессом телефонных сетей. Применение в телефонных сетях цифровой формы передачи голоса привело к появлению высокоскоростных цифровых каналов, соединяющих АТС и позволяющих одновременно передавать десятки и сотни разговоров. Была разработана специальная технология плезиохронной цифровой иерархии (Plesiochronous Digital Hierarchy, PDN), предназначенная для создания так называемых первичных или опорных сетей. Такие сети не представляют услуг конечным пользователям, они являются фундаментом, на котором строятся скоростные цифровые каналы «точка-точка», соединяющие оборудование другой сети, которая уже работает на конечного пользователя. Технология PDN поддерживает скорости до 140Мбит/с. Появившаяся в конце 80-х годов технология синхронной цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy, SDN) расширила диапазон скоростей цифровых каналов до 10Гбит/с, а технология спектрального мультиплексирования (Dense Wave Division Multiplexing, DWDM) – до сотен гигабит и даже нескольких терабит в секунду.

Конвергенция сетей

Сближение локальных и глобальных сетей

В конце 80-х гг. между локальными и глобальными сетями существовали следующие отличия:

Протяженность и качество линий связи.

Локальные компьютерные сети по определению отличаются от глобальных сетей небольшими расстояниями между узлами сети. Это в принципе делает возможным использование в локальных сетях более качественных линий связи.

Сложность методов передачи данных.

В условиях низкой надежности физических каналов в глобальных сетях требуются более сложные, чем в локальных сетях методы передачи данных и оборудование.

Скорость обмена данными.

В локальных сетях это величина от 10,16Мбит/с до 100Мбит/с в то время как в глобальных - от 2.4Кбит/с до 2Мбит/с.

Разнообразие услуг.

Высокие скорости обмена данными породили в локальных сетях широкий набор услуг – это различные виды услуг файловой службы, услуг печати, услуг баз данных, электронная почта и др., в то время как глобальные сети в основном предоставляли почтовые услуги и иногда файловые услуги с ограниченными возможностями.

Масштабируемость.

«Классические» локальные сети обладают плохой масштабируемостью из-за жесткости базовых топологий, определяющих способ подключения станции и длину линии. При этом характеристики сети резко ухудшаются при достижении определенного предела по количеству узлов или протяженности линий связи. Глобальным сетям присуща хорошая масштабируемость, так как они изначально разрабатывались в расчете на работу с произвольными топологиями и сколь угодно большим количеством абонентов.

Постепенно различия между локальными и глобальными типами сетевых технологий стали сглаживаться. Тесная интеграция локальных и глобальных сетей привела к значительному взаимопроникновению соответствующих технологий. Сближение в методах передачи данных происходит на платформе цифровой (немодулированной) передачи данных по волоконно-оптическим линиям связи. Эту среду передачи данных используют практически все технологии локальных сетей для скоростного обмена информацией на расстояниях выше 100 м, на ней же построены современные магистрали первичных сетей SDN и DWDM, предоставляющие свои цифровые каналы для объединения оборудования глобальных сетей. Высокое качество цифровых каналов изменило требование к протоколам глобальных сетей. На первый план вместо процедур обеспечения надежности вышли процедуры обеспечения гарантированной средней скорости доставки информации пользователям, а также механизмы приоритетной обработки пакетов особенно чувствительного к задержкам трафика, например, голосового. Эти изменения нашли отражение в новых технологиях глобальных сетей, таких как “FR” и ATM. В этих сетях предполагается, что искажения битов происходят настолько редко, что ошибочный пакет выгоднее просто уничтожить, а все проблемы, связанные с его потерей, перепоручить программному обеспечению более высокого уровня, которое непосредственно не входит в состав сетей “FR ” и ATM.

Большой вклад в сближение локальных и глобальных сетей внесло доминирование протокола IP. Этот протокол сегодня используется поверх любых технологий локальных и глобальных сетей – Ethernet, Token Ring, ATM, “FR ” – для создания из различных подсетей единой составной сети. Глобальные сети, работающие на основе скоростных цифровых каналов, существенно расширили набор своих услуг и догнали в этом локальные сети. Стало возможным создание служб, работа которых связана с доставкой пользователю больших объемов информации в реальном времени – изображений, видеофильмов, голоса и т.д.

В локальных сетях, как и в глобальных, в последнее время уделяется большое внимание методам обеспечения защиты информации от несанкционированного доступа. Это обусловлено тем, что локальные сети перестали быть изолированными, чаще всего они имеют выход в глобальную сеть. Защита локальных сетей часто строится на тех же методах – шифрование данных, аутентификация и авторизация пользователей.

И, наконец, появляются новые технологии, изначально предназначенные для обоих видов сетей. Ярким представителем нового поколения технологий является технология АТМ, которая может служить основой как глобальных, так и локальных сетей, эффективно объединяя все виды трафика в одной транспортной сети.

Конвергенция компьютерных и телекоммуникационных сетей

В настоящее время вычислительная техника нашла широкое применение в устройствах и системах связи. Применение вычислительной техники позволяет перейти к качественно новому этапу развития радиоэлектроники и связи в отношении принципов построения и используемой элементной базы. Принципы построения устройств и систем связи аналогичны принципам построения вычислительных систем. Компьютерные сети, называемые также вычислительными сетями или сетями передачи данных, являются результатом эволюции компьютерных и телекоммуникационных технологий. С одной стороны, сети представляют собой частный случай распределенных вычислительных систем, в которых группа компьютеров согласованно выполняет набор взаимосвязанных задач, обмениваясь данными в автоматическом режиме. С другой стороны, компьютерные сети могут рассматриваться как средство передачи информации на большие расстояния, для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования данных, получившие развитие в различных телекоммуникационных системах.

К телекоммуникационным сетям, кроме компьютерных, относятся телефонные сети, радиосети и телевизионные сети. В них в качестве ресурса, представляемого клиентам, выступает информация.

Телефонные сети оказывают интерактивные услуги, так как два абонента, участвующие в разговоре (или несколько абонентов, если это конференция) непрерывно проявляют активность.

Радиосети и телевизионные сети оказывают широковещательные услуги, при этом информация может распространяться как в одну сторону – из сети к абонентам, по схеме "один ко многим", так и может быть двухсторонней (радиосети).

Конвергенция телекоммуникационных сетей идет по многим направлениям. Прежде всего, наблюдается сближение видов услуг, представляемых клиентам. Первая попытка создания универсальной, так называемой мультисервисной сети, способной оказывать различные услуги телефонии и передачи данных, привела к появлению цифровых сетей с интегральными услугами – ISDN. Технологическое сближение сетей происходит на основе цифровой передачи информации различного типа, метода коммутации пакетов и программирования услуг. Телефония уже давно сделала ряд шагов навстречу компьютерным сетям, прежде всего за счет представления голоса в цифровой форме, что делает принципиально возможным передачу телефонного и компьютерного трафика по одним и тем же цифровым каналам. Телефонные сети широко используют комбинацию методов коммутации каналов и пакетов. Так, для передачи служебных сообщений (так называемой сигнализации) применяются протоколы коммутации пакетов, аналогичные протоколам компьютерных сетей, а для передачи собственно голоса между абонентами коммутируется традиционный составной канал.

Дополнительные услуги телефонных сетей, такие как переадресация вызова, конференц-связь, телеголосование и др., могут создаваться с помощью так называемой интеллектуальной сети, по своей сути являющейся компьютерной сетью с серверами, на которых программируется логика услуг.

Сегодня пакетные методы коммутации постепенно теснят традиционные для телефонных сетей методы коммутации каналов даже при передаче голоса. На основе метода коммутации пакетов можно более эффективно использовать пропускную способность каналов связи и коммутационного оборудования. Например, паузы в телефонном разговоре могут составлять 40% общего времени соединения, однако только пакетная коммутация позволяет "вырезать" паузы и использовать высвободившуюся пропускную способность канала для передачи трафика других абонентов.

Использование коммутации пакетов для одновременной передачи через пакетные сети разнородного трафика – голоса, видео и текста – сделало актуальным разработку новых методов обеспечения требуемого качества обслуживания (Quality of Service, QoS). Методы QoS призваны минимизировать уровень задержек для чувствительного к ним трафика, например, голосового, и одновременно гарантировать среднюю скорость и динамичную передачу пульсаций для трафика данных.