Servicii integrate pentru retele digitale

Servicii integrate pentru retele digitale

Când cumperi o casa, aceasta are prize standard la care poti conecta orice dispozitiv electric pe care îl poti folosi odata ce l-ai conectat. Cum ar suna niste setari similare pentru telecomunicatii? Imaginati-va o priza standard pentru comunicatii în care putem conecta un dispozitiv pentru transmiterea datelor, vocii, fax sau semnal video? Fictiune tehnologica? Nu. Serviciile integrate pentru retele digitale au exact acest scop - sa dezvolte interfete standard si terminale standard ca sa integreze date, voce, si servicii video, toate în format digital. Lucrarea de standardizare a ISDN-ului a fost initiata în anii 1970. Astazi, ISDN-ul are o baza de instalare în lumea dezvoltata, si lumea dezvoltata ajunge din urma rapid. Acest capitol acopera principiile si standardele ISDN-ului.

27.1 Obiectivele ISDN-ului

Obiectivul principal al ISDN-ului este sa înlocuiasca PSTN (Public Switched Telephone Network - Reteaua Publica de Telefonie cu Comutatie), care este bazata pe tehnologie analogica. Dupa cum implica numele, ISDN-ul este o retea pe deplin digitala pentru a asigura servicii integrate - voce, date, video - prin interfete standard. Pentru a furniza serviciile care sa împlineasca cerintele fiecarui util 353b17d izator, standardele ISDN-ului de banda îngusta si al ISDN-ului de banda larga au fost dezvoltate. ISDN-ul de banda îngusta suporta servicii pâna la 2.048Mbps si ISDN-ul de bada larga suporta servicii pâna la 622.08Mbps. Recomandarile Uniunii Internationale de Telecomunicatii, Sectia de Telecomunicatii (International Telecommunications Union Telecommunications Sector - ITU-T) specifica standardele ISDN-ului. Obiectivele ISDN-ului sunt :

• Sa suporte aplicatii cu voce si fara voce folosind un set de interfete standard.
• Sa suporte apicatii cu comutatie si fara comutatie.
• Sa aiba arhitectura stratificata pentru ca avantajele arhitecturii stratificate sa fie exploatate.
• Sa suporte o varietate de configuratii care sa îndeplineasca cerintele utilizatorului.
• Sa furnizeze inteligensa în retea.
• Sa furnizeze integrare cu retele existente cum ar fi Reteaua Publica de Telefonie cu Comutatie (Public Switched Telephone Network - PSTN) si Reteaua Publica de Date (Public Data Network -PDN) si sa se bazeze pe conexiuni de 64kbps.
• Sa standardizeze toate interfetele pentru echipamentul de acces pentru ca sa fie competitie printre furnizorii de echipament, ceea ce avantajeaza abonatii.
• Sa suporte transparenta pentru ca serviciile si aplicatiile sa fie independente de subretele.
• Sa dezvolte o strategie în privinta tariful care este bazat pe volumul de trafic si nu pe tipul de informatie. Fie ca utilizatorul transmite voce sau video nu trebuie sa conteze; tariful trebuie sa fie în functie numai de cantitatea de informatie transmisa.

Obiectivele ISDN-ului sunt ca sa furnizeze servicii de date, voce, video cu interfete standard folosind o tehnologie complet digitala.

27.2 Principiile ISDN-ului

ISDN-ului furnizeaza servicii utilizatorilor diferiti. În case sau birouri mici, utilizatorii au nevoie de servicii de voce de viteza mica si servicii de date. În organizatii mici sau medii, utilizatorii au nevoie de servicii de date si voce de viteza mare pentru ca sa furnizeze cerintele unui numar mare de angajati. Pentru organizatii mari ca si pentru retele backbone, este necesar suport pentru cantitati de date foarte mari. Prin urmare ISDN-ul are mai multe versiuni.

ISDN-ul de banda îngusta (N-ISDN) furnizeaza caselor si birourilor mici cantitati de informatie de 144kbps si 2.048Mbps. Acesta suport cantitati de date foarte mari: 155.51Mbps si 622.08Mbps. Cercetarile ISDN-ului de nada îngusta a dus la dezvoltarea tehnologiilor Frame Relay si ATM (Asynchronous Transfer Mode - ATM). Vom discuta despre Frame Realz si ATM în capitolele urmatoare si ne vom concentra asupra ISDN-ului de banda îngusta în acest capitol.

ISDN-ul de banda îngusta furnizeaza cantitati de date de 144kbps si 2.048Mbps. ISDN-ul de banda sarga furnizeaza cantitati de date de 155.52Mbps si 622.08Mbps.

Figura 27.1 arata configuratia ISDN-ului de banda îngusta. Abonatii care au nevoie de servicii cu rata de date scazuta vor avea interfata de rata de baza (basic rate interface - BRI), care furnizeaza cantitatea de date de 144kbps. Abonatii care au nevoie de servicii cu rata de date ridicata vor avea interfata de rata primara (primary rate interface - PRI), care furnizeaza cantitatea de date de 2048Mbps. Ca în cazul unei bucle locale PSTN, un cablu de cupru va asigura conexiunea fizica între switch-ul ISDN si echipamentul abonatului.

Figura 27.1 Configuratia ISDN-ului de banda îngusta

La ISDN-ului de banda îngusta interfata de rata de baza (BRI) furnizeaza cantitati de date de 144kbps, si interfata de rata primara (PRI) ) furnizeaza cantitati de date de 2.048Mbps.

Pentru ca sa obtina servicii ISDN, abonatii trebuie sa cumpere terminale ISDN cum ar fi telefon ISDN si calculator compatibil ISDN. În mod alternativ se poate folosi telefonul sau calculatoru desktop existent. Totusi este necesar echipamentul special numit adaptor terminal pentru a realiza compatibilitatea cu echipamentul ISDN existent. Arhitectura ISDN este astfel conceputa încât daca abonatul nu are echipament ISDN compatibil, atunci echipamentul existent va fi folosit.

Nota: Pentru a obtine servicii ISDN, abonatul poate instala echipament ISDN compatibil cum ar fi telefon sau calculator ISDN. În mod alternativ, echipamentul existent al abonatului poate fi conectat la switch-ul ISDN printr-un adaptor terminal.

27.3 Arhitectura ISDN

Arhitectura de sistem a ISDN-ului este arata în Figura 27.2. Daca abonatul are un telefon ISDN, un terminal ISDN, si un PBX ISDN, acestea sunt conectate la terminatia de retea 1(NT1), si NT1 ete conectat la switch-ul ISDN. Echipamentul non-ISDN cum ar fi telefonul PSTN, sau un calculator normal pot fi conectate la interfata ISDN-ului printr-un adaptor terminal.

Figura 27.2 Arhitectura ISDN-ului

În arhitectura ISDN-ului sunt definite patru puncte de referinta: interfetele R, S, T, si U. Acestea sunt puncte conceptuale pentru a descrie interfata dintre echipamente diferite.

Pentru a asigura echipament ISDN compatibil ca si echipamentul de legatura care poate fi conectat prin interfete standard, mai multe interfete sunt prezentate în Figura 27.2. Interfetele R,S,T, si U sunt numite puncte de referinta. Acestea sunt puncte conceptuale pentru a descrie interfata dintre echipamente diferite. Avantajele acestei acceptiuni sunt:

• Interfetele standard pot fi dezvoltate la fiecare punct de referinta.
• Îmbunatatirile sau modificarile asupra unei parti din echipament nu au efect asupra celorlalte parti din echipament.
• Abonatul este liber sa-si procure echipament de la diferiti furnizori.

Echipament terminal: este de doua tipuri TE1 si TE2. Dispozitivele TE1 suport interfetele standard ISDN cum ar fi terminalele : telefon digital, terminale integrate voce-date, si fax-uri digitale. Dispozitivele TE2 exista în echipamentele non-ISDN cum ar fi PC-uri cu interfata RS232 sau X.25. Un adaptor terminal este necesar pentru a interfata dispozitivele TE2 cu reteaua ISDN.

Terminatii ale retelei: sunt definite trei tipuri de terminatii ale retelei - NT1, NT2 si NT12. NT1 include functiile asociate cu terminatiile fizice si electrice a ISDN-ului cladirea abonatului. Acesta corespunde cu nivelul 1 a modelului OSI. NT1 poate fi controlat de un furnizor de servicii ISDN si formeaza o granita a retelei. NT1 îndeplineste de asemenea functii de întretinere ale liniei precum testarea loop-back si monitorizare a performantei. La NT1 sirurile de biti de la diferite terminale sunt multiplexate folosind TDM-ul sincron. NT1 poate suporta dispozitive multiple într-o ordine multidrop.

NT2 este un dispozitiv inteligent care poate îndeplini functii de comutatie. Include functionabilitate pâna la nivelul 3 al modelul OSI. Echipament precum un PBX digital si o retea locala (LAN) sunt exemple de dispozitive NT2.

NT12 este un echipament dintr-o singura parte care combina functii ale NT1 si NT2. Furnizorul de servicii ISDN dispune de NT12.

27.3.1 Puncte de referinta

Punctul de referinta T (terminal): acest punct de referinta correspunde unei terminatii a unei retele minimale ISDN la cladirea abonatului. Separa echipamentul furnizorului de servicii ISDN de echipamentul abonatului-

Punctul de referinta S (system): acest punct de referinta corespunde interfetei terminalului individual ISDN si separa echipamentul terminal al abontului de functiile de comunicatie al retelei.

Punctul de referinta R (rata): acest punct de referinta furnizeaza o interfata non-ISDN între echipamentul abonatului care nu este compatibil ISDN si echipamentul adaptor (cum ar fi interfata RS232 sa conecteze un PC existent la ISDN printr-un adaptor terminal).

Punctul de referinta U: acest punct de referinta furnizeaza interfata dintre switch-ul ISDN si terminatia de retea 1.

Nota: Interfetele punctelor de referinta sunt bine definite în standarde, asa ca este posibil sa integram echipamente alimentate de diferite 'vendors'.

27.3.2 Canale de ISDN de banda îngusta

În N-ISDN sunt definite doua tipuri de canale: canal B si canal D. Canalul B transporta informatiile abonatului precum voce/rata de bit scazuta, video/fax/date. Canalul D transporta semnale cu continut informational si este de asemenea folosit pentru aplicatii de rata de date scazuta precum alarma de la casa.

Un canal ISDN poate fi vazut ca si o teava care transport canalul B si D. Figura 27.3 arata pipe-urile ISDN pentru interfata de rata de baza si interfata de rata primara.

Figura 27.3: pipe ISDN: (a) BRI (b) PRI

Pentru interfata de rata de baza (BRI), vor exista doua canale B si un canal D. Fiecare canal B suporta cantitati de date de 64kbps. Canalul D suporta cantitati de date de 16kbps.Serviciul de baza ISDN folosind doua canale B si un canal D cu viteza de 16kbps este numit 2B+D ISDN. Rata totala de date pentru 2B+D este 2 x 64 + 16 = 144kbps. Plus antetul de 48kbps, rata totala de date va fi 192kbps.

Pentru interfata de rata primara (PRI), vor exista 30 canale B de 64kbps si un canal D de 64kbps. Serviciul de baza ISDN folosind 30 de canale B si un canal D cu viteza de 64kbps este numit 30B+D ISDN. Acesta este standardul European. În America de Nord, standardul corespunzator este 23B+D. Rata totala de date pentru 30B+D este 2.048Mbps.

Atentie: canale B si D sunt numai canale logice, de la cladirea abonatului. Un singur cablu va transporta întreaga cantitate de date.

Canalul B

Acesta este canalul de baza al abonatului pentru a transporta voce PCM, date, mesaje fax sau date TV cu viteza redusa de scanare. Tipurile diferite de conexiuni care pot fi setate pentru un

canal B sunt :

• Apeluri cu comutatie de circuit: aceste apeluri sunt similare apelurilor PSTN, dar semnalul este trimis prin canalul D.
• Conexiuni semipermanente: aceste apeluri sunt similare liniilor închiriate ale PSTN-ului, si nici o procedura de stabilire a conexiunii nu este necesara-
• Apeluri cu comutatie de pachet: abonatul este conectat la o retea cu comutatie de pachete, si schimbul de date este realizat folosind protocoale X.25.

Canalul B transporta datele abonatului precum voce si date TV cu viteza redusa de scanare. Ambele apeluri cu comutatie de circuit si cu comutatie de pachete pot fi setate pe canalul B.

Canalul D

Acest canal transporta semnale cu continut informational pentru a controla apeluri cu comutatie de circuit. În plus, acest canal suport servicii de date de viteza redusa (pâna la 100bps) cu comutatie de pachete. Date de la contoare de energie, alarme de incendiu si date asemanatoare pot fi transmise prin canalul D.

În timpul zilelor de început al standardizarii, ISDN-ul se astepta sa înlocuiasca reteaua analoag PSTN cu tehnologie digitala folosind BRI si PRI. Totusi, instalatia de baza prezenta a ISDN-ului este foarte scazuta.

27.4 Standardele ISDN-ului

Standardele ISDN-ului sunt specificate în recomandarile seriei I.

• Seria I.100 specifica conceptele general. I.110 da introducerea generala si structura, I120 da descrierea generala a ISDN-ului si evolutia acestuia si I130 da terminologia si conceptele serviciilor specifice.
• Seria I.200 specifica capabilitatiile serviciului si serviciile care sa fie furnizate abonatilor.
• Seria I.300 specifica aspectele retelei, incluzând protocolul modelului de referinta, numararea, adresarea, semnalele folosite pe canale.
• Seria I.400 specifica interfetele utilizator-retea, incluzând gruparea functionala si punctele de referinta, ratele de transmisie care sa fie oferite abonatilor, si specificatiile protocolului la nivele OSI 1, 2, si 3.
• Seria I.500 specifica interfetele inter-retea pentru comunicarea între ISDN si PSTN (Public Switched Telephone Network), PDN (Public Data Network), PSPDN (Switched Public Data Network) s.a.m.d.
• Seria I.500 specifica principiile de întretinere pentru a testa localizarea erorii, verificarea, s.a.m.d.

Recomandarile seriei I a Uniunii Internationale de Telecomunicatii, Sectia Telecomunicatii

(ITU-T), specifica standardele ISDN-ului.

27.5 Ahitectura protocolului ISDN

ISDN suporta atât operatii de comutare de circuite cât si operatii de comutare de pachete, si arhitectura protocolului ,se îngrijeste' de ambele tipuri de informatie. În plus, protocoalele legate de semnale sunt deasemenea specificate. În ISDN, semnalele se trasmit între switch-uri ISDN conform standardului de semnale SS7.

Arhitectura protocolului ISDN este aratata în Figura 27.4.

Figura 27.4.

Nivelul fizie

Interfata fizica este bazata pe X.21 pentru a interfata catre o retea publica cu comutatie de circuit printr-un conector de 8 pini. Specificatiile furnizeaza pentru cerinte sa transfere putere prin interfata (în general de la retea la terminal). Dupa cum telefonul PSTN este alimentat cu 48V de la switch, de asemenea switch-ul ISDN este capabil sa furnizeze aceeasi functionalitate nivelului fizic. Recomandarile ITU-T I.430 specifica functionalitatea nivelului fizic pentru BRI, si recomandarile I.431 specifica functionalitatea nivelului fizic pentru PRI.

Codarea informatiei

Rata de baza este 192kbps folosind schema de codare pseudo-ternara, în care 1 binar este reprezentat de absenta volatjului si 0 este reprezentat de un impuls, pozitiv sau negativ, de 750 mV cu toleranta de 10%. Rata primara este de 2.048Mbps, cu schemele de codare AMI, HDB3.

Nivelul de legatura de date

Structura protocolului este diferita pentru canale B si D. Pentru canal D, este folosit LAPD, bazat pe HDLC. Toate transmisiuniile pe canalul D sunt bazate pe cadre LAPD, schimbate între echipamentul abontului si switch pentru trei aplicatii: (a) controlul semnalului pentru stabilirea, mentinerea si terminarea conexiunii pe canalul B; (b) servicii de comutatie de pachete catre abonat;

(c) telemetrie. Formatul cadrului LAPD este aratat în Figura 27.5, care este derivat din HDLC.

Figura 27.5 Formatul cadrului LAPD

Cadrul LAPD consta dintr-un bit fanion, doi biti de adresa, doi biti pentru controlul informatiei, un numar variabil de biti pentru informatia abontului, doi biti pentru FCS, si un bit fanion.

Diferentele dintre HDLC si LAPD sunt:

• LAPD întotdeauna foloseste numere de secvente de 7 biti (secvente de 3 biti nu sunt permise).
• FSC (frame check sequence) este întotdeauna un câmp pentru CRC.
• Câmpul pentru adreasa din LAPD este de 16 biti care contine doua subadrese: una pentru identificare, una pentru dispozitivele multiple posibile din partea abonatului a interfetei si alta pentru indentificare abonatilor logice posibili multipli a LAPD din partea abonatului a interfetei.

LAPD este specificata în recomandarea Q.931.

Pentru canalului B sunt suportate comutarea de circuit si circuitele semipermanente. Din punctul de vedere al ISDN-uluii pentru comutarea de circuit nu este nevoie de nivele de la 2 la 7 si deci ele nu sunt specificate.

Arhitectura protocolului ISDN se adreseaza primele 3 nivele ale modelului OSI. Nivele de la 4 la 7 nu sunt în vizate de arhitectura acestui protocol. Folosind aceste protocoale apelurile cu comutatie de circuit si comutatie de pachet pot fi stabilite.

Pentru comutatie de pachete, odata ce un circuit este setat printr-un canal D, nivele X.25 2 si 3 pot fi folosite pentru transfer de date pentru circuit virtual. La nivelul de legatura de date în arhitectura protoclului este aratat de asemenea si Frame Relay. Acesta este folosit în aplicatii

N-ISDN.

Nivelul retea

Nivelul retea pentru aplicatii cu comutatie de pachete este bazat pe X.25. Pentru controlul apelurilor este urmata recomandarea Q.931.

În arhitectura protocolului ISDN nivelurile de la 4 la 7 a modelului OSI nu sunt specificate, deoarece ISDN nu este preocupat de aceste detalii. ISDN furnizeaza facilitatea numai pentru stabilirea apelurile comutatiei de circuite si pachete la rate de date specifice. Orice tip de aplicatie a abonatului poate fi dezvoltata folosind aceasta infrastructura.

27.6 Conexiunile ISDN-ului

Cele patru tipuri de conexiuni folosite în ISDN sunt:

• Apeluri cu comutatie de circuite pe canalul B.
• Conexiuni semipermanente pe canalul B.
• Apeluri cu comutatie de pachete pe canalul B.
• Apeluri cu comutatie de pachete pe canalul D.

Apeluri cu comutatie de circuite: acestea implica canalele B si D. Procedura decurge astfel :

1. Abonatul cere un circuit prin canalul D.
2. Abonatul este informat despre circuitul stabilit prin canalul D.
3. Datele sunt transferate prin canalul B.
4. Apelul este terminat prin semnalarea prin canalul D.

Conexiuni semipermanente : pentru conexiuni semipermanentem numai functionalitatea nivelului 1 este furnizata prin interfata retelei. Nici un protocol de control nu este necesar deoarece exista deja o conexiune .

Apeluri cu comutatie de pachete pe canalul B: Procedura decurge astfel :

• Abonatul face o cerere pe canalul D pentru o conexiune pe canalul b folosind procedura de control de apel.
• Conexiunea este setata si abonatul este anuntat pe canalul D folosind procedura de control de apel.
• Abonatul seteaza un circuit virtual la un alt abonat folosind procedura de control de apel a X.25-ului pe canalul B.
• Abonatul termina circuitul virtual folosind X.25 pe canalul B.
• Dupa unul mai multe apeluri virtuale pe canalul B, abonatul semnaleaza nodului cu comutatie de pachete pe canalul D sa termine conexiunea.

Apeluri cu comutatie de pachete pe canalul B: date cu viteza redusa sunt transmise pe canalul D, pentru care protocolul nivelului 3 X.25 foloseste cadre LAPD este întrebuintat.

Semnalizarea în ISDN

Protocolul nivelului 3 este definit de recomandarea I.451. Mesajele sunt schimbate între abonat si switch pe canalul D pentru stabilirea, controlul, si terminarea unui apel. Semnalizarea între switch-uri se face printr-o retea de semnalizare SS7.

27.7 ISDN-ul de banda larga

IDSN-ul de banda îngusta nu a ajuns un success de ceva vreme. Cu speranta ca daca abonatilor le este oferita rata de date foarte mare pentru a suporta servicii precum TV de înalta definitie (HDTV), comunicatii multimedia, conferinte video, s.a.m.d, a început dezvoltarea ISDN-ului de banda larga. ISDN-ul de banda larga suporta rate de date 155.52Mbps si 622.08Mbps. Totusi, pentru a suporta rate de date asa mari, trebuie folosita fibra optica ca mediu de transmisiune, si comutatia trebuie sa fie facuta foarte repede.

Tehnologiile rapide pentru comutatie de pachete - Frame Relay si ATM (Asynchronous Transfer Mode) - au fost dezvoltate ca rezultat a cercetarii în ISDN-ului de banda larga.

Capitolul 32

Sistem de Pozitionare Global (GPS)

În trecut marinarii se uitau la stelele de pe cer pentru a conduce corabiile lor. Mai târziu, un numar de ajutoare navigationale electronice si electromagentice au fost dezvoltate pentru a determina locatia obiectelor stationare sau mobile. Poate cea mai mare descoperire în navigatie este Sistemul de Pozitionare Global (Global Positioning System - GPS), în care mecanisme electronice cauta sateliti artificiali pentru a determina locatia si viteza unui obiect. Caracteristica cea mai atractiva a GPS-ului este ca poate fi un ajutor navigational oridunde pe pamânt, functionând pe orice vreme, la orice ora din zi, si poate fi folosit pentru utilizatori terestri sau maritimi. În acest capitol studiem arhitectura GPS si aplicatiile tehnologiei GPS. Caracteristicile receptoarelor comerciale GPS sunt discutate pe scurt împreuna cu metodologia pentru dezvoltarea de aplicatii folosind tehnologia GPS.

32.1 Arhitectura GPS

Arhitectura GPS a fost dezvoltata în Departamentul de Aparare al Statelor Unite în 1983 cu pretul de 12 milioande de $. GPS-ul este constituit din trei segmente, dupa cum arata Figura 32.1.

Figura 32.1

Segmentul de spatiu

Segmentul de control

Segmentul utilizatorului

Segmentul de spatiu: consta în 24 de sateliti NAVSTAR (incluzând trei sateliti de rezerva) operationali din august 1995. Acesti sateliti orbiteaza la 20,200km deasupra suprafetei Pamântului pe sase panuri circulare orbitale cu o perioada de 12 ore fiecare. Aceste planuri sunt în asa fel încât din orice locatie de pe pamânt cel putin cinci sateliti pot fi vizibili. Acestia opereaza în frecventa de baza L1 (1.5742GHz) si difuzeaza în mod continuu semnal navigational. Aceste date navigationale pot fi receptionate de oricine oriunde de pe pamânt, fara nici un cost pentru decodare si gasire a parametrilor navigationali: locatie (longitudine, latitudine, altitudine), viteza si timp.

Segmentul de control: consta dintr-o statie master de control (MCS) localizata în Colorado Springs, U.S. si dintr-un numar mai mic de statii terestre localizate în diferite parti ale pamântului. Statiile de monitorizare urmaresc satelitii GPS si paseaza datele obtinute MCS-ului. MCS-ul prelucreaza parametrii satelitilor (numiti ephemeris) si îi trimite înapoi la satelit. Satelitii difuzeaza acesti parametri tuturor receptoarelor GPS.

Segmentul utilizatorului: consta în totalitatea receptoarelor GPS. Departamentul de Aparare al Statelor Unite nu a restrictionat utilizarea receptoarelor GPS.

Nota: Un alt sistem global de pozitionare, numit Galileo, este planificat pentru tari europene. Va fi operational din 2007.

32.2 Receptorul GPS

Dupa cum este aratat în Figura 32.2 receptorul GPS este un sistem bazat pe un microprocesor împreuna cu receptor de la satelit multicanal, care primeste semnale de la satelitii NAVSTAR vizibili în aceea locatie. Datele trimise de fiecare satelit, numite almanac, consta în timp codat si locatia satelitului. Receptorul GPS calculeaza parametrii locali proprii dintr-un minim de patru asemenea semnale. Acesti parametrii sunt calculati o data pe secunda si trimisi display-ului. Optional, datele privind locatia pot fi integrate printr-o aplicatie software precum software de mapare.

Figura 32.2 Receptorul GPS

Nota: Receptorul GPS trebuie sa prelucreze calcule foarte complexe pentru a obtine parametrii pozotionali folosind semnalele receptionate de la satelit. Un procesor digital de semnal (DSP) este folosit în receptorul GPS.

Acuratetea GPS-ului: în GPS, erorile de masura pot aparea datorita întarzierilor de propagare sau variatilor de ceas. Într-o achizitie slaba calitativ, receptorul GPS da o acuratete variind în mai putin 100 de metri, 95% din timp si 300 de metri, 99.99% din timp. Se poate întâmpla ca masina dumneavostra sa arate ca se misca pe un lac când mergeti pe un drum adiacent unui lac! Guvernul Statelor Unite foloseste a scazut semnalele disponibile publicului, intentionat si aceasta a fost numita disponibilitate selectiva (selective availability - SA). Pe 1 Mai 2000 Guvernul Statelor Unite

A încetat disponibilitatea selectiva si deci semnalele GPS numai sunt scazute. Aceasta a rezultat într-o acuratete îmbunatatita pâna la 20 de metri. Aceasta masura a fost luata dupa demonstrarea capabilitatii de a nega selectiv semnalele GPS pe motive regionale. Acesta a fost menirea sa arate ca guvernul poate asigura ca semnalele GPS nu sunt receptionate într-o arie specifica. Daca este necesara o acuratete mai mare pentru date de localizare se foloseste tehnologia GPS-urilor diferentiale (differential GPS - DGPS).

32.3 GPS-uri diferentiale

Dupa cum este aratat în Figura 32.3 în GPS-urile diferentiale exista o statie de referinta (o locatie supravegheta cu longitudinea, latitudinea, altitudinea exact cunoscuta). Aceasta statie de referinta contine un receptor GPS precum si un transmitator FM. Aceasta statie primeste semnalul GPS si îl prelucreaza rezultând parametrii locatiei. Acestia sunt comparati cu parametri locali proprii cunoscuti pentru a calcula eroarea receptorului GPS. Corectia erorii este calculata apoi aplicata receptorului GPS si aceasta informatie este difuzata tuturor receptoarelor GPS dimprejurul statiei de referinta folosind transmitatorul FM.

Figura 32.2 Sistemul diferential GPS

Receptoarele DGPS a tuturor utilizatorilor echipate cu receptoare FM în plus fata de receptoarele GPS. Receptoarele DGPS obtin parametrii locatiei de la datele GPS-ului si apoi aplica corectia bazata pe informatia receptionata de la canalul FM. Rezultatul este o acuratete mai mare pentru parametrii locatiei.

Folosind eceptoarele DGPS acuratetea locatiei poate fi obtinuta pâna la un metru. Pentru aplicatii care necesita acuratete crescuta, precum aplicatii de aparare pentru supraveghere (ghidare de rachete), trebuiesc folosite DGPS în loc de GPS.

32.4 Aplicatii ale GPS-urilor

Receptorul GPS este binevenit oriunde ar fi locatia a oricarui obiect care se vrea determinat cu acuratete. Este cel mai important instrument nagivational pentru 17 milioane de vapoare si nave, de asemenea si pentru nave.

Daca receptorul GPS arata doar longitudinea si latitudinea nu este de mare folos. În general are integrat o harta digitizata a locatiei în care vehiculul se misca. Harta digitizata contine detalii ale drumurilor, granite importante ale localitatiilor, s.a.m.d. Informatia poziotionala obtinuta de receptorul GPS este corelata cu harta digitizata asa ca utilizatorul poate obtine informatie despre locatia sa curenta.

Receptoarele GPS integrate în laptop-uri si palmtop-uri sunt calea spre aplicatii fascinante. De exemplu, un laptop poate contine o harta digitizata a ariei în care se afla masina în care se misca. Pe masura ce masina se misca, drumul calatoriei este afisat dinamic pe monitor.

Datorita costului si dimensiunilor mici, receptorul GPS devine acum parte integrata a telefoanelor mobile, pager-elor si chiar a ceasurilor de mâna. Tehnologia GPS gaseste aplicatie si în supraveghere, ajutor pentru politie, servicii ale ambulantelor, miscari ale tancurilor si indentificatoare ale tintelor, masini, avioane, vapoare, rachete.

Nota: Tehnologia GPS este utila numai folosind harti digitizate. Pentru a digitiza harti ale diferitelor orase este o sarcina gigantica.

32.4 Aplicatii ale GPS-urilor

Initial când Departamentul de Aparare al Statelor Unite a introdus GPS-ul, costul unuia era cca. 30,000 USD. În ultima decada pretul a scazut drastic datorita chipset-urilor de la marii producatori de semiconductori. Acum costul unui chipset este foarte scazut si asta face ca receptoarele GPS sa devina accesibile tuturora.

Receptoarele GPS comerciale au acum interfata RS232 sau USB.

Pentru a dezvolta o aplicatie software folosind GPS, receptoarele GPS vin în trei forme diferite :

• O placa PC care poate fi conectata la placa de baza.
• Receptor GPS cu interfata RS232.
• Receptor GPS cu interfata USB.

Folosind driver-ul si programele software atasate, receptorul GPS receptioneaza date care pot fi folosite pentru dezvoltarea software pentru a îndeplini cererile utilizatorilor.

32.4 Dezvoltarea de aplicatii folosinf receptoare GPS

Datele obtinute de la receptorul GPS nu sunt de mare folos numai decât informatia pozitionala este integrata cu software care sa furnizeze informatii utile utilizatorului. De exemplu, harta digitizata a unui oras poate fi stocata într-un PC si bazându-ne pe informatia obtinuta de la GPS, informatia despre locatia curenta poate fi afista. Alta aplicatie poate fi extraga dintr-o baza de date hotele, restaurantele, benzinariile din locatie. De exemplu, când intri într-un oras nou fiind în masina ta, receptorul GPS atasat telefonului mobil poate trimite datele privind locatia ta unui server local, si server-ul va raspunde cu informatiile despre cele mai apropiate hoteluri din baza de date si va trimite informatiile telefonului mobil.

Dezvoltarea de asemenea aplicatii necesita integrarea datelor GPS-ului cu harti digitizate, baze de date si alte aplicatii software. Sunt diponibile pachete software comerciale ca MapInfo cu interfete la baze de date cunoscute precum Oracle cu ajutorul carora dezvoltarea de aplicatii va fi extrem de usoara. Sisteme capabile sa stocheze, manipuleze si afiseze informatii geografice sunt numite sisteme informationale geografice (GIS). GIS în comparatie cu GPS este folosit intensiv pentru urmarirea automata vehiculelor.