radiokomunikacja
 
Encyklopedia
radiokomunikacja
[łac.],
dział telekomunikacji związany z przesyłaniem wiadomości na odległość przy użyciu fal elektromagnetycznych, gł. fal radiowych;
także technika przesyłania wiadomości. Przesyłanie odbywa się łączami telekomunik. (telekomunikacyjne drogi) między współpracującymi ze sobą urządzeniami radiowymi (nadajnikiem radiokomunikacyjnym i odbiornikiem radiokomunikacyjnym); łącza te, realizowane za pomocą fal elektromagnetycznych, są zw. łączami radiokomunikacyjnymi. Przesyłane wiadomości są przenoszone w zakres częst. radiowych w wyniku zastosowania modulacji.
Rozróżnia się r.: 1) porozumiewawczą — dwukierunkowe przekazywanie wiadomości między 2 lub więcej punktami (abonentami); 2) rozsiewczą, zw. też radiodyfuzyjną — jednokierunkowe przekazywanie wiadomości z jednego nadajnika do wielu odbiorców, obejmującą radiofonię i telewizję; 3) zbiorczą — jednokierunkowe przekazywanie wiadomości z wielu punktów do jednego odbiornika, np. centrum monitoringu środowiska, ośrodka radiowego lub telewizyjnego, ośrodka kierowania lub dowodzenia. Systemy i urządzenia radiokomunik. o specjalnym przeznaczeniu (np. wojsk.) mają charakter uniwersalny, czyli są zdolne do jednoczesnej realizacji wszystkich rodzajów r. Specyficznym zastosowaniem r. porozumiewawczej i zbiorczej jest r. w ratownictwie mor., np. globalne i regionalne systemy łączności alarmowej i bezpieczeństwa.
Odrębnym rodzajem r. jest przesyłanie drogą radiową, gł. jednokierunkowe, krótkich komunikatów do abonenta wyposażonego w mały odbiornik kieszonkowy, tzw. pager (telekomunikacja przywoławcza).
Radiokomunikacja porozumiewawcza. Rodzaje świadczonych usług telekomunik. w ramach r. porozumiewawczej obejmują gł.: transmisję rozmów telefonicznych (radiotelefonia, telefonia komórkowa), przesyłanie znaków alfanumerycznych lub innych (radiotelegrafia, teledacja), obrazów nieruchomych (symilografia) i ruchomych (np. usługi wideokonferencyjne; wideokonferencja).
Współczesna r. porozumiewawcza powszechnego użytku wykorzystuje gł. łącza dwukierunkowe, umożliwiające jednoczesne przekazywanie wiadomości (porozumiewanie się) w obu kierunkach bez konieczności przełączania kierunku transmisji w urządzeniach nadawczo-odbiorczych (np. w radiostacjach, radiotelefonach); osiąga się to dzięki zastosowaniu dupleksu (wymagającego użycia dipleksera i 2 pasm częst.). Jedynie w radiowej łączności wojsk. i działaniu niektórych służb publicznych czy komercyjnych stosuje się przełączanie kierunku transmisji z nadawania na odbiór i odwrotnie (za pomocą simpleksu).
Zależnie od rozmieszczenia i rodzaju obiektów, na których zainstalowano urządzenia radiokomunik., r. porozumiewawczą można podzielić na stałą (służbę r. stałej), gdy urządzenia biorące udział w realizacji połączeń znajdują się na obiektach nieruchomych, i ruchomą (służbę r. ruchomej), gdy co najmniej jedno z urządzeń jest zainstalowane w pojeździe lądowym, na statku powietrznym, kosm. lub wodnym albo jest noszone przez użytkownika.
W r. stałej wykorzystuje się łącza w postaci radiolinii horyzontowych lub pozahoryzontowych (np. troposferycznych), łącza wykorzystujące tzw. fale jonosferyczne, tj. wielokrotne odbicie fal radiowych w jonosferze, oraz łącza satelitarne. Łącza r. stałej wykorzystują zwykle nadajniki radiokomunik. o mocy: bardzo dużej (powyżej 10 kW), dużej (1–10 kW) lub średniej (do 1 kW) oraz odbiorniki radiokomunik. o dużej czułości i rozbudowane systemy antenowe; służą one z reguły do zapewnienia dalekosiężnej łączności wielokanałowej i przesyłania dużych strumieni informacji w postaci analogowej lub cyfrowej. Jedynie w specyficznych zastosowaniach, w których ze względów propagacyjnych stosuje się fale bardzo długie i długie (np. w łączności z okrętami podwodnymi w zanurzeniu), dysponuje się ograniczonym zbiorem dostępnych dla transmisji pasm częst., co zmusza do posługiwania się gł. radiotelegrafią. W zakresie fal krótkich podobne ograniczenia są powodowane również niestabilnością warunków propagacji fal; dominuje wówczas łączność wąskopasmowa, pozwalająca na przesyłanie sygnałów telegraficznych i telefonicznych oraz na transmisję danych o małej przepływności binarnej, rzadziej na przesyłanie obrazów nieruchomych. Poprawę niezawodności funkcjonowania łączy na falach krótkich oraz poprawę jakości transmisji uzyskuje się przez stosowanie takich rozwiązań techn., jak: odbiór zbiorczy, automatyczny dobór częst., adaptacja częst. i mocy nadajnika do warunków propagacji. Zakresy fal krótkich i ultrakrótkich są wykorzystywane gł. przez wojsko, przez krótkofalowców (krótkofalarstwo) oraz w radiotelegrafii. Użytkownicy r. stałej współpracują z urządzeniami radiokomunik. bezpośrednio albo jako abonenci (użytkownicy) połączonej z tymi urządzeniami sieci telekomunikacyjnej lub sieci komputerowej (także przy użyciu tzw. łączy dostępu bezprzewodowego). W pierwszym przypadku korzystają oni z radiostacji i stacjonarnych radiotelefonów, w drugim — z urządzeń końcowych (abonenckich) danej sieci, m.in. z aparatów telefonicznych, dalekopisów, urządzeń telefaksowych, kamer wideo (w połączeniach wideokonferencyjnych), komputerów.
W r. ruchomej wykorzystuje się łącza typowe dla radiotelefonii czy telefonii komórkowej oraz łącza satelitarne systemów r. osobistej. Użytkownicy r. ruchomej (np. piloci statków powietrznych, abonenci telefonii komórkowej) zazwyczaj bezpośrednio obsługują urządzenia radiokomunik. (radiostacje pokładowe, radiotelefony, w tym telefony komórkowe); do użytkowników tej r. należą też operatorzy radiostacji i radiotelefonów stacjonarnych, obsługujący użytkowników r. ruchomej (abonentów ruchomych, załogi statków, wojsk. stanowiska dowodzenia).
Sieci dostępu bezprzewodowego. Współczesna r. wykorzystuje łącza radiokomunik. (w pasmach częst. z zakresu mikrofal lub podczerwieni) jako łącza dostępu bezprzewodowego, umożliwiające korzystanie z usług systemów, sieci i urządzeń stacjonarnych (telekomunik. lub komputerowych) użytkownikom ruchomym (znajdującym się w zasięgu łącza), posługującym się kieszonkowymi telefonami wielofunkcyjnymi lub palmtopami czy laptopami, wyposażonymi we wbudowany lub dołączany układ nadawczo-odbiorczy. Od strony sieci telekomunik. i komputerowej jest zainstalowane urządzenie nadawczo-odbiorcze o parametrach zapewniających uzyskanie wymaganej jakości transmisji, zwłaszcza w przypadku realizacji połączeń wielokierunkowych (z licznymi użytkownikami dostępu). Łącza dostępu rozszerzają możliwości korzystania z usług wysokiej klasy (transmisji danych, przesyłania obrazów, usług multimedialnych, np. z Internetu) przy zachowaniu swobody poruszania się.
Zespoły powiązanych funkcjonalnie ze sobą urządzeń: aparatury stacyjnej, urządzeń użytkowników oraz łączy mikrofalowych i łączy wykorzystujących fale z zakresu podczerwieni (IR, ang. Infra Red), tworzą sieci dostępu bezprzewodowego, do których należą: sieci radiowego dostępu abonenckiego SRDA i sieci IR; zastępują one często klas. abonenckie sieci lokalne. Sieci SRDA mogą być tworzone przy wykorzystaniu: sieci radiotelefonii, wąskopasmowych systemów telefonii komórkowej, szerokopasmowych łączy radioliniowych o konfiguracji punkt–wielopunkt (umożliwia jednoczesne łączenie się wielu dowolnie rozmieszczonych abonentów ze współpracującą z nimi siecią). Łącza wąskopasmowe sieci SRDA zapewniają gł. usługi: transmisję dźwięku i danych o małej przepływności, przesyłanie faksów, usługi cyfrowe sieci cyfrowej z integracją usług. Łącza szerokopasmowe są przeznaczone do transmisji dźwięku, danych i obrazów w celu realizacji usług telekonferencyjnych, wideokonferencyjnych, telefonicznych oraz fonicznych i wizyjnych usług rozsiewczych.
Zaletami sieci (łączy) dostępu bezprzewodowego są: prostota budowy, krótki czas instalacji w pozbawionych infrastruktury kablowej przestrzeniach (budynkach wielokondygnacyjnych, terenach wiejskich, trudno dostępnych terenach otwartych, np. górskich), elastyczność w konfigurowaniu (rekonfigurowaniu) sieci dostępu zgodnie z aktualnym zapotrzebowaniem użytkowników.
Łącza radiowe są również wykorzystywane w bezprzewodowych lokalnych sieciach komputerowych WLAN (ang. Wireless Local Area Network), zapewniających parametry pracy porównywalne z parametrami lokalnych komputerowych sieci przewodowych LAN bez konieczności tworzenia specjalnego okablowania strukturalnego, przy zachowaniu możliwości swobodnego poruszania się użytkownika w obszarze objętym zasięgiem sieci (zależnym od propagacji mikrofal i fal z zakresu podczerwieni w tym obszarze).
Radiokomunikacja satelitarna. R. satelitarna jest specyficzną odmianą r., której funkcjonowanie opiera się na wykorzystaniu stacji retransmisyjnych, zainstalowanych na sztucznych satelitach Ziemi (satelita telekomunikacyjny). Satelity telekomunik. krążą po kołowych lub eliptycznych orbitach nachylonych pod różnymi kątami względem płaszczyzny równika, na wys. od 500 km do 40 tys. km. Duża odległość satelity od powierzchni Ziemi pozwala na uzyskanie dużego zasięgu łączności, tj. dużych powierzchni obszarów obsługiwanych przez satelitę; przy równomiernym rozmieszczeniu 3 satelitów na orbicie geostacjonarnej obszary obsługiwane obejmują prawie całą zamieszkaną powierzchnię Ziemi.
Niektóre satelity telekomunik., zwłaszcza wojsk., mają funkcje uniwersalne, czyli są przeznaczone do działania jednocześnie w ramach r. porozumiewawczej, rozsiewczej i zbiorczej; inne mogą funkcjonować tylko w r. porozumiewawczej i zbiorczej albo tylko w rozsiewczej. Łącza satelitarne są uniwersalne dla przesyłanej informacji, odznaczają się bowiem szerokim pasmem przenoszenia i dużą przepustowością. R. satelitarna oferuje następujące podstawowe rodzaje usług: transmisję rozmów telefonicznych, transmisję danych, transmisję obrazów (ruchomych i nieruchomych). Wiadomości mogą być przesyłane w postaci sygnałów analogowych lub cyfrowych.
W r. satelitarnej wykorzystuje się stacje naziemne stałe (stacjonarne), przewoźne, przenośne i ruchome (okrętowe, samolotowe, samochodowe, kieszonkowe). W międzynar. systemach r. satelitarnej funkcjonują duże stacje naziemne, mające anteny paraboliczne o średnicach od kilkunastu do kilkudziesięciu m. Rozwój mikrofalowych układów scalonych doprowadził do opracowania i zbudowania stacji naziemnych o małej średnicy anteny (np. 1,2 m), zw. terminalami VSAT (ang. Very Small Aperture Terminal). Terminale przewoźne mają postać niewielkiego kontenera lub zasobnika typu walizki i są wyposażone w anteny paraboliczne lub płaskie, składane z kilku segmentów; terminale przenośne są wielkości walizki lub laptopa i mają składane anteny (paraboliczne lub płaskie), wmontowane w pokrywę obudowy; terminale kieszonkowe są takiej wielkości, jak duże aparaty telefonii komórkowej.
Najważniejszą rolę w r. satelitarnej odgrywają systemy o zasięgu globalnym: Intelsat, Inmarsat, Eutelsat i Intersputnik (Express). Ponadto od lat 60. XX w. w r. satelitarnej (porozumiewawczej i rozsiewczej) intensywnie rozwijają się systemy regionalne (np. Astra), krajowe, firmowe i wojskowe. Obecnie funkcjonuje kilkadziesiąt takich systemów, przy czym USA i Rosja eksploatują niektóre z nich wyłącznie na potrzeby własnych krajów.
Sieć telekomunik., w której urządzenia instalowane w satelitach są wykorzystywane do bezpośredniej łączności z terminalami użytkowników, nosi nazwę satelitarnej sieci radiokomunikacji osobistej (SSRO); niekiedy jest ona oznaczana symbolem S-PCN (ang. Satellite Personal Communications Network). Zasadniczym jej przeznaczeniem jest obsługa użytkowników wyposażonych gł. w przenośne (kieszonkowe) terminale. Odznacza się automatyczną lokalizacją wywoływanego abonenta ruchomego, automatycznym wyborem retransmitującego satelity, łatwością dostępu i dużą liczbą realizowanych połączeń.
Człon satelitarny sieci, zależnie od systemu, stanowi konstelacja licząca od kilku do kilkuset satelitów, krążących na kilku lub kilkunastu orbitach niskich lub średnich (na wys. od 500 do 2000 km) oraz na orbicie geostacjonarnej (wys. 35 786 km). Człon naziemny stanowią: terminale użytkowników, pośredniczące stacje naziemne oraz stacje zarządzania siecią i konstelacją satelitów. Użytkownicy mają do dyspozycji: pagery, terminale kieszonkowe (2- lub 3-systemowe, tj. współpracujące również z systemami telefonii komórkowej) oraz terminale publiczne. Pośredniczące stacje naziemne (ang. gateway) zapewniają połączenia abonentów z publiczną siecią telekomunik. danego kraju lub kilku krajów sąsiednich.
Systemom SSRO przydzielono częst. w zakresach fal ultrakrótkich i mikrofal (pasma L, C, Ku, Ka), zależne od kierunku transmisji (Ziemia–satelita, satelita–Ziemia i satelita–satelita). Najmniejsze częst. są używane do bezpośredniej łączności z terminalem abonenta, wyższe — w łączach między satelitą a pośredniczącą stacją naziemną i odwrotnie. Do systemów SSRO należą m.in: Iridium, Globalstar, Teledesic, Ellipso, Orbcomm, SkyBridge, Odyssey.
Historia. Pierwsze sygnały (telegraficzne) przesłali za pomocą fal radiowych, niezależnie od siebie, 1895–97 G. Marconi i A. Popow. Na pocz. XX w. nastąpił intensywny rozwój radiotelegrafii (1912 odebranie sygnałów radiowych SOS z Titanica przez statek Carpathia, płynący w odległości 100 km od niego, przyczyniło się do uratowania 700 osób); w latach 20. XX w. powstały pierwsze nadawcze stacje radiofoniczne (radiofonia — Historia), a w latach 30. — stacje telewizyjne (telewizja — Historia). Po II wojnie świat. rozwinęła się r. stała, a następnie CB radio, telekomunikacja przywoławcza i telefonia komórkowa. Pierwsze próby przesyłania sygnałów przy użyciu satelitów przeprowadzono 1958.
W Polsce pierwsze wojsk. stacje radiotelegraficzne uruchomiono 1918–19; 1921–22 rozpoczęły pracę (w Poznaniu, Grudziądzu i Krakowie) stacje radiotelegraficzne wykorzystywane na potrzeby regularnej służby cywilnej (nadawanie komunikatów słownych i meteorologicznych). W 1923 zbudowano i uruchomiono transatlantycką stację radiotelegraficzną w Boernerowie k. Warszawy (zniszczona przez Niemców pod koniec II wojny światowej). Regularne audycje radiowe były nadawane przez Pol. Radio od 1926. Rozwój r. w 20-leciu międzywojennym wiąże się z działalnością inżynierów elektryków i uczonych, m.in.: J. Jackowskiego, J. Plebańskiego, W. Hellera, M. Pożaryskiego, J. Groszkowskiego, S. Ryżki, S. Manczarskiego, R. Trechcińskiego. Dużą rolę odegrało wówczas Polskie Towarzystwo Radiotechniczne. Po II wojnie świat. zbudowano radiokomunik. ośrodki nadawczo-odbiorcze pracujące na potrzeby Ministerstwa Obrony Nar., Ministerstwa Spraw Zagranicznych, Ministerstwa Spraw Wewn. i PAP; 1945 wznowiono nadawanie programów radiofonicznych; w latach 50. powstały sieci radiotelefoniczne na użytek służb publicznych (straży pożarnej, pogotowia ratunkowego, PKP, policji).
Aleksander Charytoniuk
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia