Новые технологии передачи данных

В нашем журнале уже рассматривались возможности использования сотовой связи для служб безопасности (Петров Н.Н. “Использование передачи данных по каналам сотовой связи стандарта GSM в системах обеспечения безопасности”, “Специальная техника”, №4, 1999 г.). Передача данных по каналам трафика (скорость до 9600 бит/с) или службы коротких сообщений (короткие массивы данных длиной до 1120 бит) в сочетании с оборудованием спутниковой радионавигации позволяет строить системы слежения за особо важными грузами, системы диспетчеризации специального автотранспорта, автомобильные охранные системы и системы поиска угнанных автомашин.

Однако новые технологии высокоскоростной передачи данных по каналам GSM позволяют реализовать службам безопасности принципиально новые возможности.

Представленная на прошедшей выставке “Связь-Экспокомм 2000” компанией “Мобильные ТелеСистемы” (МТС)” технология пакетной передачи на радиоинтерфейсе GPRS (General Packet Radio Service), которая предполагается к внедрению в Москве уже в этом году, позволит существенно повысить скорость передачи данных. Развертывание инфраструктуры GPRS планирует и компания “Вымпелком”. Она заключила соглашение с фирмой Nokia на поставку для сотовой сети “БиЛайн GSM”, развернутой в Москве, элементов инфраструктуры GSM. Основными задачами GPRS является предоставление услуг мобильного доступа в Интернет, поддержки интрасетей, а также других IP-приложений.

Реализация GPRS требует установки или наложения на инфраструктуру сети GSM новых элементов, позволяющих осуществлять коммутацию пакетов данных. Базовая архитектура сети GSM с функциями GPRS приведена на рис.1.

BTS (Base Transceiver Station) - базовая приемопередающая станция;
BSC (Base Station Controller) -контроллер базовых станций;
MSC (Mobile Switching Centre) - центр коммутации подвижной службы;
SGSN (Serving GPRS Support Node) – сервисный узел GPRS;
GGSN (Gateway GPRS Support Node) – шлюзовый узел GPRS;
PCU (Packet Controller Unit) – контроллер пакетов;
OMC-G (Operating & Maintenance-GPRS) – центр обслуживания GPRS

Рис.1. Базовая архитектура GPRS

Как известно, в стандарте GSM используется многостанционный доступ с временным разделением каналов (TDMA). Структура цифрового информационного потока построена на основе так называемых TDMA кадров, каждый из которых состоит из 8 временных позиций (слотов). В каждом из временных слотов передается информация своего канала: речь или данные.

В сети GSM с GPRS для повышения скорости передачи производится объединение временных слотов. Для передачи данных выделяется от 1 до 7 слотов, теоретически – 8.

В режиме GPRS слот может формироваться с помощью четырех схем помехоустойчивого кодирования (CS-1... CS-4), которые отличаются скоростью передачи и кодирования, а также уровнем защиты от ошибок. Чем меньше скорость кодирования, тем выше уровень защиты от ошибок (табл.1.).

Таблица 1.

Таким образом, при задействовании всех 8 временных слотов и использовании наивысшей скорости кодирования (без защиты от ошибок) скорость передачи данных в режиме GPRS может составить 21,4 x 8 = 171,2 кбит/с. Однако на практике можно рассчитывать на скорости передачи данных в пределах 100 кбит/с, что, тем не менее, превышает на порядок возможности существующих сетей GSM.

Дальнейшего увеличения скорости передачи данных можно добиться с помощью технологииEDGE ( Enhanced Data Rates for GSM). Суть этой технологии состоит в использовании в радиоканале вместо модуляции по методу GMSK 8-позиционной фазовой манипуляции 8PSK. За счет этого достигается возможность передачи 3-х информационных бит на один символ, т.е. троекратное повышение скорости передачи. Применение EDGE обеспечивает скорость передачи данных на радиоинтерфейсе до 384 кбит/с.

Следует отметить, что столь высоких скоростей передачи данных в существующих в России конвенциональных и транкинговых системах добиться невозможно. Даже в перспективном общеевропейском стандарте транкинговой радиосвязи TETRA, где достигается максимальная по сравнению с другими стандартами скорость передачи данных, она не может превысить 28,8 кбит/с. Кроме этого, существующий территориальный охват сотовой связью после внедрения рассмотренных технологий позволит передавать информацию на значительные расстояния, которые также вряд ли достижимы в сетях профессиональной радиосвязи.

Увеличение скорости передачи данных в сетях сотовой связи делает возможным получение мобильным абонентом больших массивов данных в течение сравнительно короткого времени. Наряду с доступом в открытые информационные системы (выход в Интернет и т.п.), сотрудники служб безопасности смогут организовать быстрое получение информации из собственных специализированных баз данных (установить владельца автомашины, получить установку на объект наблюдения и т.д.).

Становится возможной оперативная передача изображений по каналам радиосвязи. Информационная скорость в сетях GSM с введением новых технологий еще не позволяет передавать видеоинформацию в реальном масштабе времени, однако быстрая передача фотографий абсолютно реальна. Для правоохранительных органов и служб безопасности появляется доступный канал связи для передачи фотоснимков с места событий. Так, например, технические средства передачи данных по технологии GPRS могут включаться в состав мобильных робототехнических комплексов, применяемых при проведении специальных мероприятий. (См. Батанов А.Ф., Грицынин С.Н., Муркин С.В. “Робототехнические комплексы для обеспечения специальных операций”, “Специальная техника”, №6, 1999 г.). Таким образом, при проведении работ по обезвреживанию взрывных устройств, в сложных ситуациях изображение взрывного устройства может быть быстро передано на монитор группе экспертов, непосредственно не находящихся на месте события, для принятия решения по методам обезвреживания.

Технологии высокоскоростной передачи данных по каналам GSM принципиально могут использоваться в системах видеонаблюдения, когда пост контроля необходимо организовать на достаточно большом расстоянии от объекта, за которым проводится наблюдение. При этом, естественно, будет передаваться не непрерывное видеоизображение, а фиксированные видеокадры с определенной периодичностью.

Выделенные сети

Операторы сотовой связи всеми способами пытаются увеличить количество абонентов своих сетей. Одним из возможных направлений расширения круга пользователей сотовой связи является проникновение на рынок корпоративной связи, а именно, построение виртуальных выделенных сетей в рамках общей сети GSM. Такую технологию, в частности, предлагает фирма Siemens, активно сотрудничающая с компанией “Мобильные ТелеСистемы”.

Технология виртуальных сетей позволяет реализовать замкнутые корпоративные сети связи, рассчитанные единую группу абонентов, которые, в основном, взаимодействуют только между собой, хотя при необходимости могут связываться с абонентами общей сети. В выделенных сетях будут действовать свои тарифы, приоритеты доступа, будет реализована возможность использования коротких номеров, что даст повышение оперативности связи. Внедрение данной услуги в сети ОАО МТС можно ожидать в течение этого года.

Не секрет, что для многих руководителей служб безопасности, сотрудники которой пользуются сотовыми радиотелефонами, проблемой является большое количество личных переговоров, не имеющих отношения к выполнению служебных обязанностей, за которые, тем не менее, приходится расплачиваться. Поэтому привлекательным фактором использования технологии виртуальных сетей для руководящего состава служб безопасности является возможность устранения неслужебных переговоров своих сотрудников путем программирования радиотелефонов только на связь между абонентами своей сети.