Пейджинговая связь

Занятие №4
Пе́йджер (от англ. page — страница) — приёмник персонального вызова. Пейджер устроен так, что позволяет получать сообщения, посылаемые по пейджинговой сети. Для того, чтобы отправить сообщение на пейджер, надо набрать телефон оператора, сообщить номер или название абонента и продиктовать сообщение. Каждому пейджеру в Системе присваивается индивидуальный код, служащий своеобразным адресом, по которому передаваемая информация попадает к нужному абоненту. Сообщение для передачи поступает по телефону или электронной почте к оператору Системы, который направляет его по радиоканалу в пейджинговую сеть с указанием индивидуального кода получателя. Приём сообщения возможен только пейджером – владельцем данного кода. Объём передаваемой информации может достигать нескольких сотен знаков, продолжительность передачи – нескольких секунд. Пейджер имеет память, позволяющую записывать принимаемые сообщения и затем просматривать их в любое удобное для пользователя время. Он существенно дешевле мобильного телефона и очень удобен в случаях, когда двухсторонняя связь необязательна, например для вызова аварийных бригад при авариях на линиях электропередачи, на газо – и нефтепроводах, для связи с отдыхающими на даче при отсутствии телефона, для оповещения жителей прибрежных посёлков о надвигающемся шторме.
Пейджинг- Система связи, осуществляемая с помощью пейджера.
 
История пейджинга 
Появление радиопоиска можно отнести к 1921 году , когда принцип оповещения по радио был впервые использован полицией Детройта. Уже в 30-е годы подобные системы в США широко использовались правительством, полицией и вооруженными силами. Правда был он тогда отнюдь не персональным и служил для передачи голосовых сообщений через диспетчера. Персональный радиовызов, или пейджинг, стал первым действительно персональным средством радиосвязи в середине 50-х годов, а в 1963 г. системы пейджинга получили достаточно широкое распространение в городах Европы и США Таким образом, история развития пейджинга насчитывает уже около сорока лет.
 
Первые пейджеры были простыми приемниками частотно-модулированного сигнала. Они содержали несколько настроенных контуров, отслеживающих характерную последовательность низкочастотных сигналов (тонов). При получении этих тонов устройство подавало звуковые сигналы. Поэтому такие пейджеры и называют тональными. Наибольшее распространение получили двух- и пяти-тональные пейджеры.
 
В двух тональных пейджерах использовалось только два контура, что сильно ограничивало число адресов в системе: ширины полосы пропускания радиоканала хватало лишь для нескольких тысяч комбинаций частот. Следовательно, таким же было максимальное число пользователей СПРВ. Переход к пяти-тональным системам позволил увеличить число адресов (следовательно, и пользователей) до 100 тыс.
 
Существенным недостатком описанных пейджеров был небольшой срок службы элементов питания (они порой разряжались в течение дня). Эту проблему пытались решить добавлением к пяти тонам шестого. Продление срока службы элементов питания достигалось за счет включения и выключения питания при воздействии определенного сигнала.
 
Тем не менее, переход к цифровым системам был неизбежен. Во-первых, с повышением популярности пейджинговой связи адресов опять стало не хватать. Во-вторых, тональное кодирование не обеспечивало пересылку избыточной информации для детектирования (или исправления) возникающих во время передачи искажений. И в-третьих, тональное кодирование не подходило для передачи сложных сообщений, скажем, буквенно-цифровых.
 
История пейджинга в России (тогда еще СССР) началась в конце 60-х. Системы персонального радиовызова широко использовались отдельными государственными структурами. В 1980 во время московской Олимпиады также широко использовался пейджинг. Тогда это были простейшие тоновые модели и предназначались они прежде всего для "скорой помощи" и службы безопасности олимпиады. С окончанием олимпиады пейджеры использовать перестали и на много лет этот вид связи был забыт. Новейшая история пейджинга началась в 1993 году. Именно тогда в стране начали появляться первые пейджинговые операторы, и с тех пор пейджинг стремительно развивается.
 
За этот период возникли и стали бурно развиваться другие виды персональной связи, реализующие в отличие от пейджеров двунаправленную передачу сообщений. Например, сотовая связь. Многие, быть может, удивятся, почему двунаправленные системы связи, обладающие богатыми функциональными возможностями, не вытеснили пейджинг с рынка. Однако популярность пейджинга не только не уменьшается, но даже растет. В чем же кроются причины успеха пейджинговой связи? Во-первых, пейджеры очень компактны и мало весят. Во-вторых, стоимость услуг пейджинга невысока. В-третьих, частотные ресурсы очень эффективно используются данными системами. Это означает, что один радиоканал с полосой, скажем 25 Кгц, может обслуживать большое число абонентов. И, наконец, пейджеры - очень комфортное средство персональной связи: вы можете получать сообщения во время деловой беседы или находясь за рулем автомобиля, и они не оторвут вас от выполнения текущих дел. У вас всегда будет время обдумать полученный вызов или сообщение и только затем реагировать на него.
 
Характеристики радиосигнала 
Сигнал – это средство передачи информации из одного пункта в другой. Потребность в передаче информации существовала уже довольно давно. Одним из первых способов передачи информации без участия человека или животных в качестве переносчика – это сигнальные костры. Информация о какой-либо опасности передавалась посредствам последовательного разведения костров от одного сторожевого поста к другому.
 
Мы будем рассматривать способ передачи информации с помощью электромагнитных сигналов, т.е. электросвязь. Это способ связи предусматривает передачу информации за счет изменения какого-либо параметра несущего электрического сигнала. Данный процесс получил название модуляции. В простейшем случае в качестве несущего сигнала выступает синусоида (sin(x)). Максимально упрощенно, синусоида представляет собой плавное изменение напряжения в проводнике от некоего минимума до некоего максимума циклически с определенным интервалом (периодом). Любой сигнал, равно как и синусоида, обладают тремя основными параметрами: амплитудой, частотой и фазой. 
 
Основные характеристики сигнала 
Амплитуда – это максимальное отклонение напряжения сигнала от нулевого порога в область положительных или отрицательных значений. Представляет собой пределы, в которых изменяется сигнал. Амплитуда обычно измеряется в Вольтах (В). Если амплитуда будет слишком большой, то проводник может перегреться и выйти из строя. При недостаточном напряжении сигнал будет затухать в проводнике слишком быстро и не достигать получателя.
 
Частота – это количество колебаний сигнала в единицу времени. Для стандартизации принято в качестве единицы времени используется одна секунда. Единицей измерения частоты служит Герц (Гц). Один Герц соответствует одному колебанию сигнала в секунду. Если, например, говорят о 100 Гц, то подразумевают, что сигнал совершил 100 последовательных переходов из максимального в минимальное значение и в обратном направлении. Величиной обратной частоте является период, который показывает задержка времени между соседними значениями сигнала равной величины (например, максимальными значениями).
 
Фаза показывает, из какого первоначального значения начинает изменяться синусоида. Фаза измеряется в градусах или радианах. Если речь идет о градусах, то значение фазы может быть в пределах от 0 до 360. Фаза 0 градусов означает, что сигнал начинает изменяться от 0В к максимальному значению, 90 градусов – от максимального значения к минимальному, 180 градусов – от 0В к минимальному значению, а 270 – от минимального к максимальному. Исходя из этого не сложно представить себе другие промежуточные значения фазы.
 
Для передачи сигнала используются каналы связи. Канал связи – это путь прохождения сигнала. Канал связи организовывается в какой-либо линии связи: в металлическом или оптическом кабеле, свободном пространстве (в т. ч. и космосе) или какой либо другой среде.
 
Основной принцип электросвязи заключается в том, что сигналы не несут информацию сами по себе. Они несут информацию лишь из-за того, что источник и приемник информации условились, что изменение какого-либо параметра несущего сигнала будет означать для другой стороны какую либо информацию. Исходя из этого, становиться очевидным, что наибольшая проблема в процессе передачи информации заключается в возможном мешающем воздействии (предумышленном или случайном) с внешней стороны на среду передачи сигнала. В качестве такого воздействия могут выступать электромагнитные наводки других линий связи, воздействия от промышленного и бытового оборудования, злоумышленные действия третьих лиц и т.п. Чтобы избавиться от внешнего воздействия используют различные способы защиты: шифрование, кодирование, специальные методы модуляции, экранирование линий связи и т.п. Однако полностью избавиться от мешающих воздействия обычно не удается, поэтому говорят о различных показателях качества передачи: число ошибок в секунду, максимальное число подряд идущих ошибок и т.п. Для различных назначений выбирают разные по качеству каналы связи и способы защиты.