«Оценка структур и процессов функционирования спутниковых сетей» - Дипломная работа

Содержание

Введение…4

1 Теоретическая часть….…7

1.1 История создания спутниковых систем связи….7

1.2 Назначение и классификация спутниковых сетей….12

1.2.1 Спутниковый Интернет….12

1.2.2Спутниковое телевидение….15

1.2.3 Мультимедийные спутниковые сети связи….27

1.2.4 Системы спутникового позиционирования….31

1.3 Структура и процессы функционирования спутниковых сетей….37

1.3.1 Система управления спутниковыми сетями…37

1.3.2 VSAT для спутниковой сети….41

1.4 Современные спутниковые системы….47

1.4.1 Протоколы и структура спутниковых сетей….47

1.4.2 Принцип построения спутниковых сетей….58

1.4.3 Процесс защиты информации в сетях….62

2 Практическая часть….64

2.1 Системы спутникового мониторинга автотранспорта….64

2.1.1 Система 24 Control….64

2.1.2 Система АвтоГРАФ…68

2.1.3 Система СКАУТ….73

2.1.4 Система Wialon….76

Заключение….78

Список сокращений….82

Библиографический список…83

Приложение А Схема приема и отправки сигнала….86

Приложение Б Способы коммутации компьютеров и виды сетей….87

Введение

Спутниковые системы связи известны давно, и используются для передачи различных сигналов на протяженные расстояния. С момента своего появления спутниковая связь стремительно развивалась, и по мере накопления опыта, совершенствования аппаратуры, развития методов передачи сигналов произошел переход от отдельных линий спутниковой связи к локальным и глобальным системам.

Такие темпы развития спутниковых сетей связи (ССC) объясняются рядом достоинств которыми они обладают. К ним, в частности, относятся большая пропускная способность, неограниченные перекрываемые пространства, высокое качество и надежность каналов связи. Эти достоинства, которые определяют широкие возможности спутниковой связи, делают ее уникальным и эффективным средством связи. Спутниковая связь в настоящее время является основным видом международной и национальной связи на большие и средние расстояния. Использование искусственных спутников Земли для организации связи продолжает расширяться по мере развития существующих сетей связи. Многие страны создают собственные национальные сети спутниковой связи.

На данный момент среди ситниковых систем востребованы системы спутникового контроля автотранспорта / системы ГЛОНАСС/ GPS контроля передвижения транспорта / спутникового контроля перевозок. Они представляют собой аппаратно-программные комплексы. Элементы систем спутникового мониторинга транспорта:

− телематический сервер с установленным специальным программным обеспечением;

−специализированное диспетчерское программное обеспечение спутникового контроля транспорт а, устанавливаемое на автоматизированное рабочее место диспетчера;

− навигационно-связное оборудование: абонентские телематические ГЛОНАСС/ GPS терминалы, устанавливаемые на автотранспорт для спутникового мониторинга: ГЛОНАСС/ GPS слежения и мониторинга транспортных средств;

− периферийное оборудование, устанавливаемое на транспорт и различные навесные механизмы транспортного средства.

Специальное навигационно-связное ГЛОНАСС/ GPS оборудование – абонентский терминал устанавливается на транспортное средство. Терминал принимает сигналы спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС и GPS, автоматически определяет местоположение и направление движения транспортного средства, различные навигационные параметры: маршрут транспорта, состояние подключенных датчиков, позволяющих, в том числе и осуществлять контроль топлива. Затем терминал автоматически или по запросу пользователя передает собранные данные по каналам беспроводной связи.

Это может быть как спутниковый канал системы Inmarsat стандарта D+, так и сотовый системы GSM стандарта GPRS/SMS. Вся информация, получаемая от контролируемого автотранспорта и периферийного оборудования, поступает на телематический сервер, обрабатывается, отправляется в диспетчерский центр и сохраняется в базе данных.

Специальное программное обеспечение устанавливается на автоматизированные рабочие места диспетчера устанавливается, в котором используются электронные векторные многослойные карты местности, с высокой точностью отображающие текущее местоположение и перемещение транспорта, режимы перевозок независимо от его местонахождения.

Целью данной работы является анализ имеющихся на рынке систем спутникового мониторинга автотранспорта. К задачам можно отнести анализ:

области применения каждой из систем;

основных возможностей;

примеров результата применения;

возможностей бортовых контроллеров;

возможностей программного обеспечения.

В качестве объекта исследования рассмотрим возможность применения одной из существующих систем для мониторинга общественного транспорта в нашем регионе.

Выдержка из текста работы

Услуги телефонии, передачи данных, музыки, видео, текстовой и графической информации и целый ряд других обычно объединяют общим названием мультимедийные услуги или просто мультимедиа.

Из всего разнообразия мультимедийных услуг можно выделить два основных типа. Естественно, что не всем пользователям сети потребуется весь спектр предоставляемых информационных услуг.

Ключевыми требованиями к мультимедийным ССС (МССС) являются:

− наличие спутниковых каналов связи и ретранслятора(ов) с высокой пропускной способностью, поэтому в технической литературе наряду с понятием мультимедийные ССС часто используют синоним — широкополосные ССС;

− возможность интегрального обслуживания, т.е. использование способов, обеспечивающих эффективную одновременную передачу по общему каналу цифровых информационных потоков, имеющих существенно разные временную структуру, скорость и требования к качеству передачи (обслуживания);

− наличие пользовательских терминалов с массогабаритными характеристиками, не создающими заметных неудобств для клиентов, и стоимостью, делающей терминалы доступными для миллионов пользователей.

Наиболее типичными услугами, предоставляемыми пользователям МССС, являются следующие.

− Цифровая телефония. При использовании сжатия цифрового телефонного сигнала приемлемое качество речи обеспечивается при скорости передачи 4,8−16 кбит/с. Трафик имеет пульсирующий характер, причем продолжительность пауз занимает около 60−70% длительности установленного соединения. Допустимая задержка составляет 0,3 с.

− Факсимильная связь. Требует передачи со скоростью 9,6−64 кбит/с. Трафик имеет практически непрерывный характер, а допустимая задержка составляет несколько секунд.

− Прием телевидения, в том числе программ по запросу. Стандарт MPEG-2 обеспечивает высокий коэффициент сжатия телевизионного сигнала, что дает возможность получать изображение, соответствующее классу VHS, при скорости передачи около 1,5 Мбит/с. Трафик имеет явно выраженный пульсирующий характер, мало чувствителен к среднему времени задержки, но весьма чувствителен к его вариациям.

− Видеоконференцсвязь обеспечивается при скорости передачи от 128 кбит/с, а допустимая задержка равна 0,5−1,0 с.

− Работа с базами данных связана с передачей объемных массивов данных, мало критичных к задержкам передачи. Допустимое время задержки – до 10 с, а в некоторых случаях и более. Требования к скорости передачи весьма расплывчаты. Для рядовых пользователей этот режим удовлетворительно поддерживается при скорости приема от 500 кбит/с.

Таким образом, для обеспечения базового набора информационных услуг от пользовательского терминала на время соединения требуется обеспечить скорость передачи 128−256 кбит/с и скорость приема в зависимости от конкретного вида сервиса до 2 Мбит/с. В настоящее время и в перспективе не видно приложений (за исключением экзотических), которые могли бы потребовать заметно больших скоростей работы.

Заключение

Навигационно-связное оборудование, используемое в системах контроля автотранспорта, спутникового мониторинга и ГЛОНАСС/ GPS слежения за транспортом представляют собой серийно производимые профессиональные навигационные устройства.

Абонентские терминалы принимают и обрабатывают сигналы спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС и GPS и обеспечивают связь с телематическим сервером, передают управляющие сигналы на исполнительные устройства.

Навигационные абонентские терминалы осуществляют мониторинг передвижения автотранспорта за счет приема ГЛОНАСС/ GPS сигналов, которые, в свою очередь, с высокой точностью контролируют направление движения транспорта, определяют местонахождение и навигационные параметры (скорость движения транспорта, маршрут транспорта), а также осуществляют контроль топлива, используя сигналы навигационных спутников.

Программное обеспечение предназначено для удаленного ГЛОНАСС и GPS контроля автотранспорта и оперативного управления подвижными и стационарными объектами различного назначения. Специальное программное обеспечение устанавливается на рабочее место диспетчера, логиста или оперативного дежурного.

В целом, функционал диспетчерского программного обеспечения можно разделить на несколько основных функций: мониторинг, решение маршрутной задачи, оперативное управление, контроль и анализ с расширенной системой отчетности.

Остановимся подробнее на каждой из вышеперечисленных функций:

− Мониторинг автотранспорта.

− Спутниковый мониторинг местоположения автотранспорта, водителей, торговых представителей, мерчендайзеров, перевозок грузов в режиме реального времени.

− ГЛОНАСС/ GPS мониторинг местоположения, направления движения автотранспорта и состояния транспортных средств на электронной карте местности.

− Определение технического состояния автотранспорта, работы специальных систем и оборудования на основе показаний периферийного оборудования.

− Отображение сигналов «тревожной кнопки», вызова водителя.

− Быстрый поиск ближайших к пункту назначения транспортных средств, грузового транспорта.

− Решение маршрутной задачи.

− Составление диспетчером/логистом зон ГЛОНАСС/ GPS контроля автотранспорта любой конфигурации (многоугольники, коридоры, окружности) в специальном редакторе.

− Составление и сохранение заданий на прохождение заданного диспетчером/логистом количества контрольных зон с возможностью назначения неограниченного количества временных окон для каждой зоны.

− Назначение маршрутных заданий для автотранспорта одному или нескольким транспортным средствам вручную или автоматически.

− Оперативное управление.

− Обмен текстовыми формализованными сообщениями.

− Возможность оперативного изменения маршрутных заданий для автотранспорта в процессе выполнения перевозок.

− Вызов водителя при выявлении нецелевого использования транспортного средства или отклонений от маршрутов автотраснпорта.

− Ведение журнала нарушений.

− Контроль действий диспетчера/логиста.

− Контроль транспорта.

− Автоматический контроль выполнения маршрутных заданий с сигнализацией их нарушений.

− Наличие глобальных зон ГЛОНАСС/ GPS контроля автотранспорта для каждого объекта, независимо от текущего задания.

− «Спутниковый электронный одометр» – контроль скорости и реального пробега автомобиля.

− Контроль расхода топлива.

− Контроль температурных режимов.

− Контроль прохождения установленных зон в заданный период времени.

− Контроль доставки продукции «точно-в-срок».

− Контроль времени и места погрузки и выгрузки грузов.

− Контроль начала и окончания работы специальной техники и оборудования.

− Контроль нецелевого использования транспорта, отклонений от маршрутов передвижения автотранспорта.

− Контроль маршрута транспорта.

− Анализ мониторинга транспорта.

− Формирование отчетов о движении транспорта и контроле автотранспорта

− Хранение полученной информации в базе данных.

− Справочники для перекрестного ввода информации: транспортные средства, персонал, должности, абонентские терминалы и прочие.

− Система отчетов в системе мониторинга транспорта.

− История перемещения автотранспорта.

− Текущее местоположение.

− Фактический пробег и расход топлива.

− Расход топлива (моточасы работы оборудования).

− Стоянки автотранспорта.

− Задания транспортных средств.

− Отчет о посещении контрольных зон.

− Отчет об экстремальных значениях аналогового датчика.

− Диаграмма заданий за период.

− Отчет по расходу топлива, заправкам и сливам.

− Плановый вход в зону.

− Экспортировать список транспортных средств.

− Посещение зон группой транспортных средств.

− Отчет о тревожных событиях группы транспортных средств.

− Сводный отчет по транспортному средству/группе транспортных средств.

Таким образом, из всего вышеперечисленного следует, что функционал существующих на данный момент на рынке систем мониторинга автотранспорта во многом схож и отличается только интерфейсом рабочего места диспетчера.

Список литературы

1) Андерсон К. Минаси М. Локальные сети. М: Корона, 2005 г, 270 стр.

2) Анин Б. Защита компьютерной информации. СПб. БХВ. 2003 г. 540 стр.

3) БлэкЮ.:Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы. М.: Мир; 2005 г. 700 стр.

4) Браун С. “Мозаика” и “Всемирная паутина” для доступа к Internet: Пер. c англ. - М.: Мир: Малип: СК Пресс, 2006 г. 320 стр.

5) Вишневский В. М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей. М.: Техносфера, 2003 г. 500 стр.

6) Герасименко В.Г., Нестеровский И.П., Пентюхов В.В. и др. Вычислительные сети и средства их защиты: Учебное пособие/ Герасименко В.Г., Нестеровский И.П., Пентюхов В.В. и др. – Воронеж: ВГТУ, 2003 г. 430 стр.

7) Гринфилд Д. Оптические сети, М.: ДС, 2002 г. 350 стр.

8) Журнал по персональным компьютерам PC MagazineRussianEdition. № 1–12 за 2003; № 1–4 2004 г. 480 стр.

9) Ибе О. Сети и удаленный доступ. Протоколы, проблемы, решения. М.: ДМК Пресс, 2005 г. 370 стр.

10) Камалян А.К., Кулев С.А., Назаренко К.Н. и др. Компьютерные сети и средства защиты информации: Учебное пособие /Камалян А.К., Кулев С.А., Назаренко К.Н. и др. - Воронеж: ВГАУ, 2003 г. 490 стр.

11) Колесников О.Э. Компьютер для делового человека. - M.: МЦФ. Издат. фирма “Яуза”, 2003 г. 530 стр.

12) Крол Эд. Все об Internet: Руководство и каталог / Пер. c англ. С.М. Тимачева. - Киев: BNV, 2005 г. 430 стр.

13) Курносов А.П. Практикум по информатике/Под ред. Курносова А.П. Воронеж: ВГАУ, 2001 г. 560 стр.

14) Левин В.К. Защита информации в информационно-вычислительных cистемах и сетях // Программирование. – 2004 г. 430 стр.

15) Макарова Н.В. Информатика /под ред. Проф. Н.В. Макаровой. — М.: Финансы и статистика, 2004 г. 600 стр.

16) Малышев Р.А. Локальные вычислительные сети: Учебное пособие/ РГАТА. – Рыбинск, 2005 г. 380 стр.

17) Меррит М., Поллино Д. Безопасность беспроводных сетей. – Айти, 2004 г. 540 стр.

18) Мостовой Д.Ю. Современные технологии борьбы с вирусами // Мир ПК. - №8. – 2006 г. 470 стр.

19) Новиков Ю.В., Локальные сети: архитектура, алгоритмы, проектирование, М.: ЭНОМ; 2002 г. 460 стр.

20) Нольден М. Ваш первый выход в Internet: Для начинающих пользователей Internet и широкого круга пользователей PC / Гл. ред. Е.В. Кондукова; Пер с нем. К.А. Шиндер. - Спб.: ИКС, 2005 г. 530 стр.

21) Норенков И.П.,Трудоношин В.А.; Телекоммуникационные технологии и сети, М.:Изд-во МГТУ им. Н.Э.Бауман; 2000 г. 1430 стр.

22) Олифер В. Г. Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. СПб. 2003 г. 430 стр.

23) Олифер В.Г.; Олифер Н.А. Компьютерные сети 2-е издание, издательский дои «Питер», 2005 г. 620 стр.

24) Продукты года // LAN - русское издание. - апрель 2001. - том 1. - номер 1. – 2004 г. 830 стр.

25) Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. - 3 изд.2003 г. 290 стр.

26) Симонович С.В.Информатика. Базовый курс/Симонович С.В. и др. — СПб.: издательство "Питер", 2001 г. 370 стр.

27) Убайдуллаев Р. Р. Волоконно-оптические сети. М.: Эко-Трендз, 2001 г. 330 стр.

28) Феденко Б. А., Макаров И. В., Безопасность сетевых ОС. М.:ЭКОТРЕНЗ 2004 г. 290 стр.

29) Фейбел В. Энциклопедия современных сетевых технологий. Комиздат.2006 г. 440 стр.

30) Халсолл Ф. Передача данных, сети компьютеров, и взаимосвязь открытых систем. М.: Радио и связь; 2005 г. 600 стр.

31) Хольц Х., Шмит Б. Linux для Интернета и интранета. М.: Новое знание, 2002 г. 290 стр.

Примечания

Список сокращений

Приложения:

Схема приема и отправки сигнала

Способы коммутации компьютеров и виды сетей