Файл: 2016.06.07 - Матеріали науково-практичної конференції «Проблеми експлуатації та захисту інформаційно-комунікаційних систем».pdf

Н

АУКОВО

-

ПРАКТИЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ

«ПРОБЛЕМИ

ЕКСПЛУАТАЦІЇ

ТА

ЗАХИСТУ

ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ

СИСТЕМ»

7

–

9

 ЧЕРВНЯ 

2016

 Р

.,

Н

АЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

,

 М

.

К

ИЇВ

Мережі наземного ТВ-мовлення складаються з наступних скла-

дових частин: 

• 

ТВ-центрів, що працюють спільно з радіотелевізійними пере-

давальними станціями (РТПС); 

• 

ТВ-ретрансляторів; 

• 

Технічних засобів передачі ТВ-сигналів на великі відстані. 

Звісно,  що  якість  сигналу,  тобто  телезображення,  важливо 

сьогодні не менш, ніж кількість телевізійних каналів, пакетів та розмір 

абонентської плати за кожен пакет. Для цифрового телебачення вели-

ке значення має якість каналу, по якому ведеться мовлення аудіовізу-

альної інформації. 

В  підсумку,  було  запропоновано  модель  каналу  ТВ  мовлення, 

розглянуті основні принципи передачі сигналів ТВ мовлення та осно-

вні структурні схеми і системи ТВ мовлення, було промодульованно 

цифровий канал ТВ мовлення, проведена оцінка якості передачі сиг-

налів ТВ мовлення шляхом, розрахунку рівнів сигналів в каналі зв'яз-

ку. 

Внаслідок  визначення  сумарних  затримок  систем  телебачення, 

можна  сказати,  що  значення  затримок  безпосередньо  залежить  від 

безлічі факторів таких, як: 

• 

умови передачі; 

• 

тип  обладнання,  за  допомогою  якого  проводиться  передача 

сигналів; 

• 

методів передачі кількості допоміжного обладнання, яке також 

вносить свої затримки при певних несправностях у роботі. 

10

Н

АУКОВО

-

ПРАКТИЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ

«ПРОБЛЕМИ

ЕКСПЛУАТАЦІЇ

ТА

ЗАХИСТУ

ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ

СИСТЕМ» 

7

–

9

 ЧЕРВНЯ 

2016

 Р

.,

Н

АЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

,

 М

.

К

ИЇВ

УДК 621.391 (043.2)  

В.В. Барліт, 

Є.Д. Середан, 

Л.В. Беленчак 

Національний авіаційний університет, м. Київ 

LI-FI — 

НОВИЙ СПОСІБ БЕЗДРОТОВОГО ЗВ’ЯЗКУ  

Можливість  передавати  інформацію  за  допомогою  світла  існує 

досить давно. На сьогоднішній день існують нові підходи з викорис-

танням  цієї  технології  на  основі  попередніх досліджень.  Сучасні  ви-

промінювачі  світла  дозволяють  передавати  величезні  обсяги  даних  - 

потрібно лише особливим чином закодувати сигнал. 

Технологія  Li-Fi  винайдена  Харальдом  Хаасом  з  шотландського 

Единбурзького університету в 2011 році, коли він вперше продемонс-

трував,  що  за  допомогою  мерехтіння  світла  від одного-єдиного  світ-

лодіода можна передати набагато більше даних, ніж за допомогою ве-

жі стільникового зв'язку. І якщо взяти до уваги лабораторні показники 

швидкості в 224 Гігабіт на секунду, то це дорівнює скачуванню приб-

лизно 18 фільмів обсягом 1,5 Гб за одну секунду. 

Основою технології є світлодіоди з високою яскравістю, що пра-

цюють на швидкості мерехтіння менше 1 мкс. Такий принцип дії до-

зволяє передавати сигнал у двійковому коді, шляхом зміни швидкості 

мерехтіння, де вмиканню  відповідатиме логічна одиниця, а вимикан-

ню – логічний нуль. 

Модуляція  сигналу  проходить  досить  швидко,  тому  людина  не 

буде встигати помітите цього. У той же час таке випромінювання ціл-

ком  безпечне  для  очей  і  здоров’я  людини.  Щоб  налагодити  мережу 

необхідні:  спеціальний  чіп,  світлодіодний  випромінювач  та  фото-

приймач, приєднаний до комп’ютера чи смартфона. Конструкція хоч і 

проста, але в окремих випадках потребує спеціальних світлових філь-

трів, яки б захищали від інших джерел світла, наприклад сонця.  

Для застосування такої технології достатньо будь-яких світлодіо-

дів, які призначаються для освітлення, тому немає принципової необ-

хідності  у  виготовленні нової  елементної бази.  У  майбутньому  мож-

лива заміна звичайних ламп на світлодіодні, що забезпечило б деше-

вий та швидкий Інтернет будь-де. 

Для більшості сфер сучасного життя необхідне стабільне Інтернет 

з’єднання.  На  сьогодні  найбільш  зручним  рішенням  є  мережі  Wi-Fi, 

11

Н

АУКОВО

-

ПРАКТИЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ

«ПРОБЛЕМИ

ЕКСПЛУАТАЦІЇ

ТА

ЗАХИСТУ

ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ

СИСТЕМ» 

7

–

9

 ЧЕРВНЯ 

2016

 Р

.,

Н

АЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

,

 М

.

К

ИЇВ

але така технологія має ряд своїх недоліків. Перш за все постійне зву-

ження діапазону частот, в якому працює ця технологія. По-друге, ви-

сокі частоти, які наносять шкоду здоров’ю у разі постійного користу-

вання. Технологія Li-Fi, в свою чергу усуває ці недоліки. Спектр ра-

діохвиль  використовується  сьогодні  досить  інтенсивно.  Це  стримує 

розвиток бездротових комунікацій, так як сигнали на близьких часто-

тах створюють взаємні перешкоди, що впливає на якість зв'язку, а де-

коли робить її абсолютно неможливою. 

Використання  світлового  випромінювання  дозволить  розширити 

корисний спектр в тисячі разів, значно поліпшить стабільність і якість 

передачі даних. 

Світло, в якості каналу передачі замість радіохвиль дозволяє ви-

користовувати мережу Інтернет там, де раніше не було такої можли-

вості. А саме, безпечне користування у літаках, медичних пристроях 

та лікарнях. 

Можлива  передача  інформації  під  водою.  Застосування  у  фарах 

автомобілів може зменшити кількість аварійних ситуацій. В цілому ця 

технологія дозволяє створити мережу досить швидкісного та дешевого  

доступу до Інтернет – вуличні ліхтарі у якості точок доступу. Крім то-

го, звільниться широкий діапазон частот, що займає сучасна техноло-

гія Wi-Fi.  

Технологія  Li-Fi  має  кілька  обмежень.  Для  її  роботи  необхідна 

зона прямого бачення. Тому необхідна певна кількість ретрансляторів, 

щоб налагодити розгалужену мережу. Хоча такий недолік має зворот-

ну сторону – інформацію неможливо ніяким чином перехопити поза 

межами приміщення. 

Сьогодні існує ряд підприємств та науково-дослідницьких інсти-

тутів, які займаються питанням розвитку цієї технології.  Так, нещода-

вно у Естонії було перевірена робота Li-Fi мережі в промислових умо-

вах в межах офісу Velmenni. 

На думку виконавчого директора Velmenni - Діпак Соланкі, дана 

технологія дійде до споживача протягом трьох-чотирьох років. Також 

у найближчих оновлення операційної системи iOS для нових моделей 

пристроїв компанії Apple буде можливість прийому сигналів завдяки 

реалізації такого підключення. Якщо Apple дійсно реалізує підтримку 
Li-Fi 

в своїх мобільних пристроях, це стане справжнім проривом для 

відповідної технології. 

12

Н

АУКОВО

-

ПРАКТИЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ

«ПРОБЛЕМИ

ЕКСПЛУАТАЦІЇ

ТА

ЗАХИСТУ

ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ

СИСТЕМ» 

7

–

9

 ЧЕРВНЯ 

2016

 Р

.,

Н

АЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

,

 М

.

К

ИЇВ

УДК 621.391 (043.2) 

Л. В. Беленчак, 

В. В. Барліт, 

Є. Д. Середан 

Національний авіаційний університет, м. Київ 

ЗАСОБИ ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ МЕРЕЖІ АВІАЦІЙНОГО ЗВ’ЯЗКУ  

Створення комплексної мережі авіаційного зв’язку (ATN) є одним 

з  основних  напрямів  технічного  розвитку  в  області  авіаційного 

зв’язку. Мережа ATN здатна забезпечувати обмін цифровими даними 

та функціональну взаємодію між широким колом кінцевих систем, рі-

зних за своїм характером, архітектурою, та процедурами обміну інфо-

рмацією. 

Адресно-звітна система авіаційного зв’язку (ACARS) була розро-

блена більш ніж 20 років тому і методи та системи, що їх використо-

вує ACARS є неефективними в порівнянні з сьогоднішніми стандар-

тами.  В  цій  системі  зв’язку  застосовується  метод  амплітудно-

модульованої маніпуляції мінімальним частотним зсувом з швидкістю 

2400 біт/с. 

Серед слабких місць ACARS системи найбільш помітна і найбі-

льше стримує лінії передачі даних низька номінальна пропускна здат-

ність зв’язку «повітря-земля» в 2400 біт/с. Важко збільшити пропуск-

ну здатність, застосовуючи додаткові надвисокочастотні (НВЧ) кана-

ли для обслуговування ACARS, тому для виконання вимог стандартів 

цифрової  передачі  даних  є  потреба  замінити  нинішній  НВЧ  канал 

зв’язку каналами, що дозволяють більш ефективно їх використовува-

ти.  Недоліком  ACARS  також  є  низький  протокол  цілісності  ARINC 

618 і 620. Помилки можуть бути виявлені на основі Двійкової контро-

льної суми , але блок ACARS повинен ретранслюватись, коли підтве-

рдження не буде отримане. 

Використання  в  ACARS  алгоритма  багатостанційного  доступу  з 

контролем несучої обмежено мовною НВЧ радіостанцією. Вона не дає 

ACARS авіоніці та наземній станції можливості точно судити, чи є ка-

нал вільним. Вона вводить затримку до 50 мс між часом, коли обчис-

лювач приймає рішення на передачу і часом, коли його сигнал може 

бути виявлений іншими користувачами каналу. 

Цифровий НВЧ канал передачі даних режиму 2 (VDL-2) викорис-

товує для передачі даних в НВЧ діапазоні метод диференціальної во-

13

Н

АУКОВО

-

ПРАКТИЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ

«ПРОБЛЕМИ

ЕКСПЛУАТАЦІЇ

ТА

ЗАХИСТУ

ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ

СИСТЕМ» 

7

–

9

 ЧЕРВНЯ 

2016

 Р

.,

Н

АЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

,

 М

.

К

ИЇВ

сьмипозиційної фазової модуляції (D8PSK). Вона може бути отримана 

шляхом  об'єднання  двох  квадратурних  радіочастотних  сигналів,  які 

представляють  собою  несучу,  що  незалежно  подавляється,  промоду-

льовану по амплітуді. Фільтри модульованих імпульсів мають припід-

няту косинусоїдальну частотну характеристику з залишковим коефіці-

єнтом  розширення  полоси  частот,  рівним  0,6.  Ця  характеристика  за-

безпечує високий ступінь подавлення енергії випромінювання на сусі-

дніх  каналах.  Схема  модуляції  VDL-2  буде  використовувати  метод 

кодування Грея для перетворення 3-бітових інформаційних бітів в од-

ну з восьми можливих фаз. За цим методом інформація диференційно 

кодується трьома бітами на символ, що передаються за рахунок зміни 

по фазі, а не самої фази. Інформаційна швидкість передачі 31500 біт/с, 

в каналі з сіткою частот 25 кГц. 

Метод  D8PSK  модуляції  був  рекомендований  ICAO  для  запобі-

гання  амплітудних  спотворень  від  різних  схем  модуляції  в  каналах 

«повітря-земля». Існує можливість не тільки контролю повідомлення 

на рівні цілісності, але й прямого виправлення помилок у VDL-2. Ви-

браний систематичний спрощений код Ріда-Соломона забезпечує про-

сте кодування і можливість декодування з використанням поступово 

складніших методів декодування. Це дозволяє не всі зіпсовані повідо-

млення передавати повторно, і в результаті збільшує ефективність ви-

користання радіоканалу. У VDL-2 для отримання доступу до середо-

вища  використовується  протокол  множинного  доступу  з  контролем 

несучої (p-CSMA) та наполегливістю р. 

При наявності даних для передачі в канальному рівні і вільному 

каналі, передача буде здійснена при ймовірності р < 1. Інакше відбу-

вається пауза перед повторною спробою. Підбір ймовірності та трива-

лості  паузи  збільшує  ефективність  використання  каналу  передачі 

шляхом зменшення кількості колізій між передатчиками та надає мо-

жливість регулювання пріоритету доступу, призначаючи деяким пере-

датчикам  вищі  значення  ймовірності  р.  Потенційна  тривалість  стику 

зменшена до 4,5 мс. 

Модуляція сигналу в VDL-2 та спосіб кодування повідомлень ко-

дом  Грея  забезпечують  пропускну  здатність  каналу  в  31500  біт/с. 
VDL-2 

використовує покращену здатність виявлення і вирішення ко-

лізій, шляхом призначення пріоритету доступу до каналу: потенціаль-

на  тривалість  зіткнення  зменшена  до  4,5  мс,  порівняно  з  50  мс  в 
ACARS. 

14