Конспект лекции: Исторический обзор развития телекоммуникационных систем



История телекоммуникационных систем в значительной степени связана с развитием подвижной радиосвязи.

Период с 1921 по 1947 г.г. Первые эксперименты в области сухопутной подвижной связи были проведены в начале 20-х годов в Детройте. Было осуществлено одностороннее радиовещание на приёмники полицейских автомобилей. При конструировании надежных приёмников проявилось много проблем. В 1928 г. один студент Университета имени Педью (Purdue University) смог сделать приёмник на базе супергетеродинной схемы, который довольно хорошо работал в условиях подвижной связи. С этим приемником детройтский департамент полиции продемонстрировал первую систему подвижной радиосвязи в частотном диапазоне 2 МГц.

В начале 30-х годов были созданы подвижные передатчики, а первая система двусторонней подвижной связи была введена в действие департаментом полиции г. Бейонн, штат Нью-Джерси. Громоздкое радиооборудование занимало большую часть багажника обычного автомобиля. Примерно в это же время операторы впервые столкнулись с проблемами распространения радиоволн в условиях подвижной связи. Эксперименты показали, что эти проблемы частично связаны с движением приёмника и изменчивой природой трассы передачи. Характеристики не всегда были удовлетворительны. Однако полезность двусторонней подвижной радиосвязи для полицейских и пожарных департаментов была сразу же выявлена, и спрос на такие системы быстро вырос. К 1934 г. действовали 194 радиосистемы муниципальной полиции, а 58 радиостанций полиции штатов обслуживали более 5000 служебных автомобилей.

Это спровоцировало первый кризис, связанный со спектром частот, для ранее созданного органа регулирования радиочастот, известного как Федеральная комиссия связи (ФКС). В то время для использования полицией было выделено лишь 11 радиочастотных (РЧ) каналов, и после широких слушаний ФКС выделила ведомствам поддержания правопорядка 29 новых каналов.

До середины 30-х годов все подвижные радиостанции использовали амплитудную модуляцию (AM). В конце 30-х годов Департамент полиции штата Коннектикут ввел первую двухстороннюю систему подвижной радиосвязи с частотной модуляцией (ЧМ), которая была намного более устойчива к специфическим условиям распространения сигнала подвижной радиопередачи. К 1940 г. почти все полицейские системы в Соединенных Штатах были переведены на ЧМ.

Мощным стимулом для развития подвижной связи оказалась вторая Мировая война. Для военного применения было выпущено несколько сот тысяч подвижных радиостанций. Почти каждый изготовитель радиоаппаратуры в Соединённых Штатах взялся за производство систем подвижной радиосвязи. В большинстве из них использовалась ЧМ. Были достигнуты большие успехи в разработке, компоновке, повышении надежности и снижении стоимости аппаратуры. В Соединённых Штатах были заложены основы для развития коммерческого рынка подвижной связи.

Начальная коммерческая фаза (1946...1968 г.г.). Окончание Второй мировой войны совпало с экспансией услуг подвижной связи на коммерческой арене. Спрос был большой, и вскоре обнаружились признаки хронической перегруженности спектра. Технологические улучшения были ориентированы на достижение двух главных целей: уменьшение полосы частот передачи с помощью расщепления каналов и введение автоматических транкинговых систем или систем с мультиплексированием.

В 1949 г. ФКС официально признала подвижное радио в качестве нового класса обслуживания. Количество абонентов служб подвижной радиосвязи резко возросло от нескольких тысяч в 1940 г. до 86 тыс. к 1948 г., до 700 тыс. к 1958 г., до 1,4 млн. к 1963 г.

Услуга полноценной подвижной телефонии, когда появилась возможность подключения подвижных абонентов к телефонной сети общего пользования для обеспечения вызовов от фиксированных станций к подвижным абонентам, ? была введена в 1946 г., когда ФКС выдала лицензию компании American Telephone and Telegraph (AT&T) на работу в Сент-Луисе. В системе использовались три канала на частоте 150 МГц. Эти каналы использовали ЧМ и архитектуру большой зоны. Один мощный передатчик обеспечивал покрытие зоны радиусом до 75 км и более от базовой станции. В первых системах для ручной коммутации радиовызовов к наземной телефонной сети использовались операторы. Первая полностью автоматическая система подвижной телефонной связи была введена в эксплуатацию в 1948 г. в г. Ричмонде, штат Индиана.

Поскольку спрос на услуги подвижной связи рос, он стал опережать возможности многих крупных городских рынков услуг. Обычными были нагрузки 50, 100 или более абонентов на канал. Вероятности блокировки, т. е. вероятности неудачных попыток получить соединение или найти свободный радиоканал, возросли до 65 % и более Так как для абонентов становилось всё труднее и труднее найти свободный канал для осуществления вызова, полезность услуг подвижной связи уменьшилась. Стало очевидно, что для дальнейшего развития подвижной связи имеющейся горстки каналов недостаточно.

Чтобы передавать речевые сигналы с полосой 3 кГц, первоначально требовались каналы подвижной телефонии с ЧМ, занимающие РЧ полосу шириной 120 кГц. К 1950 г. ФКС решила разделить первоначальные каналы на два канала по 60 кГц. Однако в то время ЧМ приёмники не могли работать в такой узкой полосе. Поэтому сначала данной зоне обслуживания выделялись чередующиеся через один каналы.

В 1956 г. ФКС разрешила использовать 12 новых каналов в диапазоне УКВ (около 450 МГц). Для этих каналов установили ширину полосы частот 50 кГц. К началу 60-х годов технология ЧМ приёмников продвинулась вперёд, и полосу частот снова уменьшили ? до 30 кГц. Стало также возможным использовать и соседние каналы в одной и той же зоне обслуживания. За время между окончанием Второй мировой войны и серединой 60-х годов спектральная эффективность аналоговых систем возросла в четыре раза.

Другими важными технологическими достижениями после окончания Второй мировой войны были изобретение и применение автоматических транкинговых систем (trunking) или систем с мультиплексированием. Способность абонента выбрать доступный канал из группы каналов в службе привела к значительному повышению спектральной эффективности и ёмкости систем.


Дипломный проект технические дипломные проекты "Akademikz".


Внимание! Каждый электронный конспект лекций является интеллектуальной собственностью своего автора и опубликован на сайте исключительно в ознакомительных целях.