5.4.1 Система волемот

ВОЛЕМОТ работает в диапазоне частот около 330 МГц, в котором может быть организовано 188 дуплексных радиоканалов. Для передачи сигналов от БС к АС используется диапазон 337,1375 - 341,8125 МГц, а для передачи сиг­налов от АС к БС соответственно 301,1375 - 305,8125 МГц. Каналы отстоят друг от друга на 25 кГц.

ВОЛЕМОТ содержит (рисунок 4): центральную коммутационную станцию (ЦКС), зоновые коммутационные станции (ЗКС), если это необходимо, базовые (БС), абонентские радиостанции (АС). Система имеет сотовую структуру и мо­жет быть построена таким образом, что зоны радиосвязи, перекрываясь, обес­печивают сплошное покрытие территории или, как показано на рис.4, остаются участки, на которых связь не обеспечивается.

Рисунок 4 – Структура сети ВОЛЕМОТ

В зоне используются от 2 до 60 радиоканалов. ЦКС обычно размещается в зоне с наибольшим количеством абонентов и подключается к телефонной се­ти общего пользования (ТфОП) и БС. Количество соединительных линий (ка­налов) между любой БС и ЦКС равно количеству радиоканалов данной БС.

Легко заметить, что такая структура сети допустима только при большой концентрации абонентов в центральной зоне и малой в периферийных зонах. Дело в том, что соединения абонентов периферийных зон со стационарными абонентами, находящимися в той же зоне, оказываются излишне «длинными», так как устанавливаются через соединительные линии между БС и ЦКС и далее обратно в свою зону через ТфОП.

Если количество абонентов в периферийных зонах велико, то целесооб­разно обеспечить возможность их непосредственного соединения с абонентами АТС, минуя ЦKC. Это позволяет сократить количество соединительных линий (СЛ) между БС периферийной зоны и ЦКС, а также исключить участие в мест­ных соединениях (в периферийной зоне) ТФОП, которая связывает периферий­ную зону с зоной ЦКС, для этого предусмотрена установка в периферийных зо­нах зоновых коммутационных станций (ЗКС). ЗКС подключается к ЦКС и к АТС ТфОП основной зоны.

В периферийной зоне с ЗКС соединения абонентов с местными абонен­тами ТфОП осуществляется через ЗКС и местную АТС, а соединения с абонен­тами основной и других периферийных зон (если они есть) - через ЗКС и ЦКС (рис.4). При этом количество СЛ между ЗКС и ЦКС может быть значительно меньше количества радиоканалов зоны, так как весь местный график пропуска­ется, минуя эти СЛ.

Кроме того, предусматривается возможность организации между ЗКС и ЦКС до 4-х соединительных линий, которые включаются в ЦКС на правах ра­диоканалов, занимая канальную емкость ЦКС. В ЗКС для подключения та­ких линий предусмотрены специальные комплекты магистральных каналов.

ВОЛЕМОТ позволяет создавать сети, имеющие центральную и до 15 пе­риферийных зон с ЗКС или без них. Общее количество радиоканалов в сети без ЗКС не должно превышать канальной емкости ЦКС - 89 радиоканалов (поло­вина общего числа 188 дуплексных радиоканалов). Установка в периферийной зоне ЗКС позволяет организовать до 19 радиоканалов, заняв 2-4 канальных ввода ЦКС для подключения ЗКС, т.е. установка в периферийных зонах ЗКС позволяет увеличить общее количество радиоканалов в сети с 89 при простей­шей схеме сети до 345 (60 каналов в центральной зоне, по 19 каналов в 15 пе­риферийных зонах при 2 СЛ между ЦКС и ЗКС). При этом естественно предпо­лагается использование радиокадалов с одинаковыми частотами в территори­ально разнесенных зонах сети.

Для организации связи в регионах с низкой абонентской плотностью в системе, кроме периферийных зон при ЦКС (первичных), предусмотрена воз­можность организации до 7 периферийных зон при ЗКС (вторичных), образуя сеть ЗКС. Предельная емкость сети определяется техническими ограни­чениями коммутационных станций, составляющей для ЦКС - 10 тыс. АС, для ЗКС - 1 тыс. АС.

5.4.2 Система АЛТАЙ

Долгое время была единственным видом подвижной связи общего поль­зования на территории бывшего СССР. Даже в 1994 г. сети связи АЛТАЙ рабо­тали в 120 городах, численность абонентов составляла 53% общего числа або­нентов мобильной связи в России.

Рисунок 5 - Структура сети АЛТАЙ

Первоначально система АЛТАЙ (рис. 5) строилась как радиальная с одной зоной обслуживания. Она состоит из центральной станции (ЦС), диспетчерских пунктов (ДП), абонентских станций (АС). Взаимодействует с ТфОП, обеспечивая связь АС системы между собой и абонентами ТфОП. Количество абонентов с правом автоматического установления исходящих соединений ограничено. Связь АС с абонентами ТфОП, не имеющими права на автоматическое соеди­нение, осуществляется через диспетчерские пункты.

Полоса частот передачи сигналов от ЦС к АС - 337, 1375 - 341,8125МГц и от АС к ЦС - 301, 1375 - 305,8125 МГц. В этой полосе организовано 188 радио­каналов с шириной полосы 25 кГц. Все каналы диапазона разделены на определенные группы, каждая из которых называется стволом. Весь диапазон разбит на 22 ствола, все стволы, кроме 7-го, имеют по 8 каналов. Ствол 7 имеет 7 каналов.

Комплект оборудования системы АЛТАЙ обеспечивает возможность создания одной зоны с использованием радиоканалов одного ствола. Размер зоны определяется радиусами действия ЦС и АС, который в зависимости от высоты антенны и ландшафта составляет 20 - 40 км. Все каналы доступны всем АС.

Один комплект системы АЛТАЙ содержит до 300 АС, из которых 100 имеют право автоматической связи с ТфОП, остальные связываются с ТфОП через оператора ДП. В состав оборудования зоны могут входить до 18 ДП. Всем АС зоны предоставлено право автоматической связи между собой. ЦС \ подключается к АТС ТфОП четырьмя исходящими СЛ.

Последующее развитие технических решений на базе электронной АТС КВАНТ-Е, приемопередающих станций ППС-4В, нескольких стационарных и мобильных портативных АС позволяет создавать сети, построенные по прин­ципу радиально-зоновой или даже псевдосотовой архитектуры, в которой мо­жет быть использовано до 32 радиоканалов. Подобные сети могут строиться поэтапно. Так, при строительстве сети связи в крупном городе первоначально под­ключается коммутационное оборудование, например, с 16-канальной группой ППС. Аналогичное оборудование с меньшим количеством АС размещается в населенных пунктах меньшего размера, расположенных на сравнительно небольших расстояниях, причем услуги связи и в городе и в населенных пунктах налаживаются первоначально без взаимодействия между собой. Впоследствии эти сети объединяются в радиально-зоновую сеть через ЦК (центральный ком­мутатор) по общему каналу управления.

При увеличении числа АС система наращивается путем установки до­полнительных ППС (т.е. базовых станций).

АЛТАЙ - система с децентрализованным управлением, в которой для передачи сигналов управления (например, вызовов) используется любой сво­бодный канал. Сигналы управления - аналоговые, в виде тональных посылок.

5.4.3 Системы стандарта SMARTRUNK

5.4.3.1 Система SmarTrunk (1992) специально разработана для применения в сельских местностях и развивающихся странах. За короткий срок технология SmarTrunk стала мировым стандартом. На сегодня более тысячи систем обслу­живают сотни тысяч абонентов по всему миру. SmarTrunk II - это новое поко­ление популярной радиотелефонной системы.

Система имеет следующие технические данные:

- рабочий диапазон частот 147 - 174 МГц (VHF) и 403 - 470 МГц (UHF);

- количество каналов - до 16 дуплексных;

- количество абонентов зависит от типа используемого контроллера: ST-850, ST-852, ST-853, и в последнем случае достигает 4096;

- типы вызовов: абонент системы – ТфОП; абонент - абонент системы; групповой вызов; срочный и аварийный вызовы; приоритетный вызов; диспетчерский вызов;

- тип сигналов управления: аналоговый DTMF¹ (SmarTrunk) или цифровой BPSK² (SmarTrunk II). Сигналы передаются в голосовом диапазоне перед установлением соединения.

Метод управления основан на сканировании абонентских радиостанций.

Структура сети. Основным элементом системы (рис. 6) является многоканальная базовая станция, оснащенная ретрансляторами (приемопередатчиками) и транкинговыми контроллерами. Все радиоканалы полностью независимы друг от друга, это позволяет в случае необходимости разносить оборудование системы на значи­тельное расстояние.

Контроллер каждого канала имеет выходы на 2 двухпроводные абонент­ские линии. Обычно один из выходов подключается к АТС ТфОП, а второй к местной (учрежденческой) АТС (У АТС) либо к спутниковой линии связи. На­бор в линию импульсный или тональный (DTMF). Набор со стороны абонента АТС (У АТС) тональный или импульсный (через детектор «щелчков»). При ис­пользовании специального конвертера можно перейти от двухпроводных або­нентских линий к трехпроводным соединительным линиям, что дает каждому абоненту полный телефонный номер без донабора в тональном режиме. (DTMF). Здесь надо учитывать, что отечественные ТФ аппараты не имеют ре­жима DTMF, а Министерство связи РФ запрещает использование двухпровод­ных абонентских линий для входа в ТфОП.

Комбайнер - устройство, позволяющее складывать сигналы от нескольких передатчиков, направлять их в общую передающую антенну и обеспечивающее развязку сигналов и их фильтрацию. Тип комбайнера зависит от разноса кана­лов по частоте. Если каналы расположены с разносом не менее 150 кГц для диапазона VHF и не менее 250 кГц для диапазона UHF, то в качестве комбай­неров применяются объемные резонаторы с затуханием в полосе частот не бо­лее 3,5 - 4 дБ. При разносе каналов менее 150 кГц (например, 12,5 или 25 кГц) применяются комбайнеры гибридного типа.

Рисунок 6 - Структурная схема 4-канальной сети

При этом в тракт передачи вносится существенное затухание: при сложе­нии 2-х сигналов 3,8 дБ, при сложении 4-х - более 7 дБ и более 10 дБ (10 раз по мощности) при сложении 8 каналов, поэтому для транкинговой системы, имею­щей 8 каналов с разносом по частоте 25 или 12,5 кГц, используется разделение каналов на 2 четверки, работающие каждая на свою передающую антенну.

В результате расстройки комбайнера в процессе эксплуатации могут воз­никать перекрестные помехи между рабочими каналами транкинговой системы и возрастать уровни побочных излучений, создающих помехи другим радио­средствам.

Центральным элементом системы SmarTrunk является контроллер, под­ключенный к приемопередатчику рабочего канала. Он отвечает за загрузку сво­его канала, вырабатывает сигналы управления, определяет, может ли АС ис­пользовать данный канал, каковы его привилегии, в том числе по выходу в ТфОП.

Связь между подвижными абонентами в системе организуется следую­щим образом. После включения питания каждая АС начинает последовательно просматривать все радиоканалы, заложенные в ее памяти, в поисках вызывного сигнала. При обнаружении своего вызывного кода она прекращает сканирова­ние и подает звуковой сигнал, оповещающий владельца о поступлении вызова. После этого начинается диалог между абонентами.

При необходимости вызвать какую-либо из АС по радиоканалу или вый­ти в ТфОП пользователь набирает код желаемого вызова. АС последовательно просматривает доступные радиоканалы, и, найдя свободную частоту, обеспечи­вает связь с приемопередатчиком базовой станции. Предоставляя канал пользователю, радиостанция оповещает его об этом звуковым сигналом. Далее произ­водится набор номера ТфОП или добавочного номера подвижного абонента. После этого пользователь ведет разговор.

Чтобы позвонить подвижному абоненту с ТфОП, надо набрать телефон­ный номер одного из приемопередатчиков системы и после звукового сигнала соединения набрать добавочный номер нужного абонента. Услышав ответ можно вести разговор. Если пользователь не отвечает или у него выключена АС, звонящий услышит сигнал «занято». Если система имеет несколько БС и местоположение абонента неизвестно, можно попытаться найти его в зоне дей­ствия других приемопередатчиков.

Контроллер ST-850 позволяет вести базу по абонентам, в которой содер­жатся дополнительные номера тех, кто может пользоваться данным радиокана­лом, основные ограничения для каждого абонента (максимальная разрешенная продолжительность разговора, разрешение на выход в междугородную сеть, на использование привилегированной телефонной линии и т.п.).

Контроллер также ведет базу данных по сеансам связи через данный ретранслятор: номера обращавшихся абонентов; отметки о характере связи (го­род - абонент, абонент - город, абонент - абонент); даты, время и продолжи­тельность сеансов связи. На основании этих данных подготавливаются счета за пользование услугами связи.

Система SmarTrunk II существенно расширила идеологию SmarTrunk . В ней введен цифровой протокол сигнализации, что обеспечивает большую даль­ность связи, повышенную защиту от несанкционированного доступа. Преду­сматривается дистанционное отключение АС с диспетчерского пункта для пре­дотвращения доступа в систему нелегальных пользователей и нарушителей.

5.4.3.2 В системе SmarTrunk II используется контроллер ST-852, который явля­ется универсальным, и позволяет работать как в формате прежней системы SmarTrunk (аналоговый протокол, тональные сигналы DTMF), так и цифровом формате SmarTrunk II.

Принципы функционирования системы SmarTrunk II имеют отличия от SmarTrunk. Связь между подвижными абонентами производится по эфиру без выхода па АТС ТфОП (через ретранслятор во всей зоне действия системы либо без использования ретранслятора в зоне до 4 км). В процессе установления свя­зи имеется возможность индивидуального, группового либо общего (общий циркуляр) вызовов. Для вызова необходимо набрать добавочный номер (номер радиоабонента и вызов «3*»).

В исходном состоянии приемопередатчики системы работают на прием, АС сканируют по радиокапалам. В случае вызова АС захватывает свободный приемопередатчик и посылает запрос в виде цифрового пакета. Приемопере­датчик, получив запрос от мобильного абонента, включает передачу пилот-тона на частоте 1200 Гц длительностью 0,3 с. Все АС, не участвующие в это время в других сеансах связи (сканирующие по частотам), прекращают сканирование и задерживаются на канале, передающем пилот-тон.

Когда все абонентские станции собрались на канале, ретранслятор пере­дает вызывной пакет (пейдж), в котором содержится адрес вызываемой стан­ции. В результате вызываемая станция остается на канале и начинает сеанс свя­зи, а остальные продолжают сканирование.

Процедура вызова мобильным абонентом системы абонента ТфОП за­ключается в наборе нужного номера (до 14 цифр). После этого посылается вы­зов «1*». АС сканирует в поисках свободного канала. После его нахождения получает ответ ТфОП (зуммер) и посылает телефонный номер. При необхо­димости после соединения возможен тональный донабор, например, для досту­па к автоответчикам или добавочным номерам местной АТС.

Процедура вызова мобильного абонента ТфОП заключается в наборе од­ного из телефонных номеров системы. Если линия свободна, то происходит со­единение с контроллером базовой станции (абонент ТфОП получает тональный сигнал), после чего необходимо набрать добавочный номер.

Если абонент системы занят или его радиостанция выключена, или он на­ходится вне зоны действия системы, то абонент ТфОП получит сигнал «заня­то». Если система имеет несколько мест расположения БС, то можно выйти на них и проверить, не находится ли абонент там.

Таким образом, при наличии нескольких зон обслуживания поиск под­вижных абонентов осуществляет вызывающий абонент ТфОП. Часть абонент­ских номеров можно использовать в качестве групповых. Вызвать группу ра­диостанций можно как с обычного телефона, так и с другой радиостанции. : Правила набора те же, что и для одиночных радиоабонентов.

Диспетчерская связь внутри своей группы не требует набора номера, дос­таточно нажать на тангенту «передача» на своей радиостанции и все радио­станции группы будут ее слышать.

Срочный вызов оператора системы можно осуществить путем набора 1 комбинации и «9*». В случае бедствия или опасности набор комбинации «0*» приведет к автоматическому набору заранее запрограммированного телефонно­го номера (например, милиции). Если при наборе этих комбинаций все каналы окажутся занятыми, то система принудительно прервет один из разговоров для прохождения срочного или аварийного вызова.

Предпринимались попытки организовать транкинговую связь с использованием принципов построения сотовых систем (в частности ЗАО «ЛЕО» в Мо­скве). Для этой цели была разработана система SuperTrunk. В ней предусмотрено использование в каждом приемопередатчике нескольких разнесенных в пространстве приемников. Для связи выбирается тот приемник, в зоне действия которого находится АС.

Это позволяет избавиться от неприятности, связанной с наличием одного приемника в обычных системах SmarTrunk, зона действия которого определяет зону обслуживания всей системы в целом, что особенно неприятно в условиях города с его сложным рельефом.

5.4.4 Системы стандарта МРТ 1327

Стандарт МРТ 1327 имеет статус общеевропейского и принят в качестве основного для транкинговых систем в России. Его протокол разработан в Вели­кобритании в диапазоне 174 - 225МГц для радиосетей общего пользования. Впоследствии протокол получил широкое распространение в Европе и стал стандартом для производителей транкингового оборудования. Помимо Европы, требования МРТ 1327 взяли на вооружение также страны Британского содру­жества (Австралия и Новая Зеландия), а впоследствии и Япония. Через Гонконг и Японию оборудование данного стандарта проникло и распространилось в Ки­тае.

Кроме протокола МРТ 1327, описывающего общие принципы сигнализа­ции в транкинговых радиосетях, имеются также спецификации для подвижных абонентов (МРТ 1343), для базовых станций (МРТ 1347), для оборудования транкинговой аппаратуры (МРТ 1352) и т.д.

Протокол МРТ 1327 сделан открытым, что дает право любым произ­водителям выпускать как базовое оборудование, так и абонентские станции. Это обстоятельство сделало стандарт МРТ 1327 весьма популярным. Постепен­но МРТ распространился и на другие диапазоны частот и в настоящее время транкинговая аппаратура стандарта МРТ 1327 выпускается для диапазонов 146-174, 300-380, 400-520 МГц и даже 800 Мгц. Предельные параметры систем МРТ-1327 (свыше 1 млн. абонентских адресов, до 1024 управляющих каналов и практически неограниченное количество рабочих каналов) позволяют строить транкинговые сети любого масштаба, вплоть до покрывающих целые регионы и страны.

К системам стандарта МРТ-1327, которые являются системами с закреп­ленным каналом управления, относятся ACTIONET фирмы NOKIA, ACCESNET фирмы ROHDE&SCHWARZ, TAITNET фирмы TAIT и другие.