Абонентское оборудование. Абонентское оборудование системы включает портативные радио­станции т3040, т3030 и автомобильный вариант т2040.

Радиостанции Т3040 и Т3030 разработаны для работы в системе TAITNET и имеют режимы аналоговой телефонной связи и передачи статусных сообщений, а также передачи данных. Программирование радиостанции с по­мощью компьютера, подсоединение внешних аксессуаров, аппаратуры переда­чи данных осуществляется через стандартный интерфейс MAP 27, находящий в верхней части корпуса радиостанции.

Многофункциональный дисплей радиостанций позволяет отображать до двух строчек сообщений и осуществлять установки режимов работы радио­станции. Подсветка дисплея и клавиш позволяет легко работать в темное время суток. Клавиатура радиостанции позволяет набирать номера других абонентов системы и телефонные номера ТфОП. Радиостанции могут работать как в обычном, так и в транкинговом режимах, и имеют два микрофона, которые по­зволяют пользователю работать в режимах громкой связи или телефонной трубки.

Радиостанция Т2040 (автомобильный вариант) разработана для работы в системе TAITNET, имеет режимы аналоговой телефонной связи и передачи статусных сообщений (передачи данных).

Этот стандарт получил широкое распространение в России наряду с такими дешевыми псевдотранкинговыми системами, как SmarTrunk. Внедрением этого протокола активно занимается системный интегратор - фирма РКК. Так, например, в Иркутской области предусматривается строительство транкинговой сети на базе оборудования ACCESSNET, которое будет включать 13 зон и 80 пар дуплексных частот на первом этапе и 31 зону с использованием 146 пар частот при полном вводе в эксплуатацию. Сеть развертывается для обслужива­ния ВОЛС и ЛЭП. Система стандарта МРТ-1327 рассматривается как альтерна­тива при замене морально устаревшей системы SmarTrunk в ГУВД Санкт-Петербурга.

В последнее время в России появляются системы на базе оборудования ACCESSNETD, которые обеспечивают совместную работу как в аналоговом, так и в цифровом режимах. При использовании цифрового формата передачи система имеет следующие параметры: скорость передачи цифровых данных в канале (оцифрованный голос) составляет 4,8Кбит/с. При этом используется стандартная полоса 12,5 или 25 кГц. Такая низкая скорость передачи при высо­ком качестве достигается использованием современных алгоритмов оцифровки голоса. В составе базового оборудования применяются те же базовые станции, что и в аналоговых системах ACCESSNET, а также транкинговые контроллеры ММХ-64 и DMX-64.

Применяемые в ACCESSNET-D абонентские цифровые радиостанции производства компании DeTeWe автоматически переключаются в аналоговый режим, если их вызывают абоненты, оснащенные традиционными аналоговыми радиостанциями.

Система Гранит на основе протокола МРТ-1327. В конце 90-х г. г. в России создан комплекс средств ГРАНИТ, в котором для обеспечения связью подвижных объектов используется протокол МРТ-1327. Диапазоны рабочих частот связи (для базовых станций) 337 - 343 или 385 МГц (передача); 301 - 307 или 450 МГц (прием). Ширина частотного канала для передачи речи 25 и 12,5 кГц.

Дальность связи обеспечивается на расстоянии до 40 км от базовой стан­ции в случае использования автомобильного абонентского терминала и до 7 км при использовании носимого терминала (трубка). Соответственно мощности передатчиков равны 40 Вт и 7 Вт. Сеть связи с подвижными объектами, постро­енная на комплексе средств связи ГРАНИТ может обеспечить обслуживание до 2000 подвижных абонентов.

Абонентам предоставляется три категории связи:

- связь внутри системы только с ее абонентами;

- связь внутри системы и с абонентами ТфОП, но без международной и междугородной связи;

- все виды связи без ограничений.

Предусмотрены организация 16 зон в системе с числом радиоканалов в каждой зоне до 8 и автоматическое переключение радиоканалов при переходе абонента из одной зоны в другую без перерыва в связи и соответственно опре­деление местоположения (номера зоны) подвижного абонента. Таким образом, как и в сотовых сетях связи, предусмотрен handover.

Структурная схема комплекса ГРАНИТ представлена на рисунке 8. В его со­став входят центральные коммутационные станции (ЦКС), центры управления системой (ЦУС), коммутационное оборудование (КО) базовых станций, базо­вые станции (БС), абонентские станции (АС). Комплекс может быть привязан к ТфОП по 4-м цифровым трактам. Предусмотрен, в случае отсутствия ЦКС, ав­тономный режим работы КО. При этом КО соединяется с автоматической те­лефонной станцией (АТС) по одному цифровому тракту. В качестве АТС пре­дусматривается ДХ-200, для чего предусмотрено использование аппаратуры ИКМ-30/4 для сопряжения. В качестве ЦКС используется аппаратура АТС ЛЕСКО, ГРАНИТ-АТС и концентратор ГРАНИТ-В113. В составе комплекса может быть развернуто до 4-х ЦКС.

АТС «Леско» - автономная цифровая телефонная станция, включающая 18 абонентских модулей. Стационарный коммутатор ГРАНИТ- АТС - автома­тическая цифровая телефонная станция средней емкости (128 - 2000 абонентов) с возможностью подключения ручных коммутаторов, аппаратуры дальней свя­зи, радиорелейной связи, тропосферных станций. Стационарный концентратор ГРАНИТ-В 113 - АТС малой емкости (16 - 64 абонента) с возможностью под­ключения ручных коммутаторов.

В качестве центра управления системой используется ЭВМ. В состав комплекса может входить до 3-х ЦУС (1 основной и 2 резервных). Центры управления системой могут быть совмещенными с ЦКС или вынесенными. Ос­новными функциями ЦКС являются:

- прием и обработка сигналов взаимодействия и управления, поступающих от АТС и от абонентских станций;

- управление процессом переключения каналов при переходе абонента во время разговора из одной зоны в другую;

- повременный учет и тарификация переговоров, ограничение длительности переговоров с установкой длительности ограничений;

- сбор, обработка, отображение и документирование данных о состоянии сети связи и нагрузках;

- дистанционное управление КОБС и ЦКС;

- обеспечение взаимосвязи операторов.

Коммутационное оборудование БС может быть совмещено с базовой станцией или вынесено. В качестве вынесенного КО применяется возимый транзитно-оконечный коммутатор ГРАНИТ-ТОК, а также стационарные ком­мутаторы: ГРАНИТ-АТС и концентратор ГРАНИТ-В 113. В составе сети может быть до 16-ти единиц КО.

В качестве БС в комплексе используется аппаратура ГРАНИТ-БС4М. Аппаратура выполнена в стационарном и возимом вариантах. Возимая базовая станция имеет встроенный транзитно-оконечный коммутатор. Диапазоны рабо­чих частот БС: передачи 385 - 388 МГц, приема 447 - 450 МГц.

Базовые станции имеют в своем составе 4 приемопередатчика, работаю­щие на одну антенну, с выходной мощностью до 40 Вт. Антенны могут иметь круговую диаграмму направленности или быть направленными.

Абонентские станции могут быть двух типов: возимые (ГРАНИТ-ВВ4М) и носимые (ГРАНИТ-ВВ5М).

Диапазон рабочих частот абонентских станций соответственно: передача 447 - 450 МГц, прием 385 - 388 МГц. Мощности передатчиков абонентских станций: ГРАНИТ-ВВ5М» - 1 Вт, ГРАНИТ-ВВ4М до 20 Вт.

Рисунок 8 - Структурная схема ССПО ГРАНИТ

5.4.5 IDEN интегрированная цифровая усовершенствованная сеть

Сеть iDEN используется при создании интегрированных систем, обеспе­чивающих пользователям все основные виды связи с подвижными объектами.

Диспетчерская радиосвязь. Групповой вызов осуществляется абонентом системы (подвижным или находящимся в офисе) в режиме полудуплексной связи. Вызов осуществляется одним нажатием тангенты, и время установления связи не превышает 0,5с. При таком вызове используется лишь один голосовой канал связи вне зависимости от числа абонентов в группе. Число возможных гpyпп в сети iDRN весьма вели­ко (2 млн. 550 тыс.), поэтому нет необходимости в динамическом изменении конфигурации групп. Все возможные конфигурации групп могут быть созданы заранее и, в случае необходимости, абоненты просто переходят в соответст­вующие группы. Члены группы могут находиться в разных сайтах системы на расстоянии в сотни километров. Персональный вызов, как и групповой, осуще­ствляется в полудуплексном режиме. В обоих случаях группового и персональ­ного радиовызовов на дисплее абонентского терминала вызываемого абонента появляется имя (либо цифровой идентификатор) вызывающего абонента.

Сигнализация вызова используется при необходимости вызова абонента (или группы абонентов), который либо ведет разговор в режиме мобильного те­лефона, либо находится вне зоны действия сети, либо выключил свой абонент­ский терминал. Вызов запоминается в системе, и в тот момент, когда абонент становится доступен, он получает звуковой сигнал, а на экране терминала по­является идентификатор вызывающего абонента. Одновременно вызывающий абонент получает подтверждение прохождения вызова.

Мобильная телефонная связь. Сеть iDEN предоставляет все возможности современных систем мобиль­ной телефонной связи: абоненты могут посылать и принимать вызовы как с мо­бильных телефонов, так и стационарных телефонов ТфОП. Телефонная связь дуплексная. Имеются такие функции, как хранение в памяти телефона до 100 номеров и вызов по имени, автоматический набор номера, режимы ожидания, переадресовки звонка, идентификация звонящего. На абонента можно нало­жить следующие ограничения: только входящие вызовы, только местные вызо­вы, запрет международных звонков, ограничение на время разговоров. В систе­ме также имеется голосовая почта.

Передача текстовых сообщений. Абоненты сети iDEN могут принимать алфавитно-цифровые сообщения, которые появляются на экране абонентского терминала. Терминалы iDEN могут хранить до 16 сообщений по 140 символов каждое. Сообщение может быть передано как одному абоненту, так и группе абонентов либо через оператора, либо с компьютера.

Передача данных. Портативные терминалы сети iDEN имеют встроенные модемы и могут подключаться к портативным компьютерам с помощью адаптера (последова­тельный интерфейс). При этом нет необходимости иметь модем в компьютере. В коммутационном режиме обеспечивается скорость передачи факсов и данных до 9,6 кбит/с, а в пакетном - до 32 кбит/с. Функция передачи данных позволяет мобильным абонентам принимать и посылать факсы и электронную почту, об­мениваться данными с компьютерами в офисе и работать с Интернет.

Отметим, что добавление средств передачи данных к существующей сис­теме iDEN требует лишь установки дополнительных блоков центральной ин­фраструктуры и инсталляции программного обеспечения на базовых станциях и в центральной инфраструктуре.

Системы сети iDEN работают в обычном для Америки и Азии диапазоне 805 - 821/855 - 866 МГц. Следует отметить, что в России для работы транкинговых сетей выделен диапазон 815 - 820/860 - 865 МГц.

	1	2	3	4	5	6	1	2	3	4	5

Рисунок 9

В стандарте, используемом сетью iDEN, применяются сигналы с времен­ным разделением (TDMA - Time Division Multiple Access). В каждом частотном канале шириной 25 кГц передаются одновременно б голосовых сигналов, т.е. организовано 6 физических каналов. Это означает, что есть 6 временных интер­валов (слотов), каждый из которых предназначен для передачи сообщения од­ного информационного канала (рис.9).

Продолжительность каждого слота 15 мс, кадра - 90 мс. В результате в спектре шириной 1 МГц можно разместить 240 физических каналов, что суще­ственно (в несколько раз) больше, чем в аналоговых и цифровых (например, GSM) системах сотовой связи. В частности, в аналоговых транкинговых систе­мах число каналов составляет 40 - 80, аналоговых сотовых - 33 - 40, GSM - 40, в современной цифровой транкинговой системе TETRA - 160. Инфраструктура сети iDEN показана на рис. 10.

Увеличенная базовая приемопередающая система (УБПС) - Enhanced Base Transceiver System (EBTS) состоит из интегрированного контроллера сайта (объединение нескольких сот в терминологии систем сотовой связи), до 20 ба­зовых станций (БС) с антеннами, имеющими круговую диаграмму направлен­ности, или 24 БС с секторными антеннами. Кроме того, в состав УБПС входят синхронизирующий генератор и интерфейс локальной сети.

УБПС обеспечивает взаимодействие между системой в целом и абонент­скими устройствами. Она выполняет также целый ряд управляющих функций:

разделение трафиков радио- и телефонной связи, синхронизация работы сайта в целом (БС) с абонентскими устройствами, контроль уровня радиосигналов и т.п. Это позволяет разгрузить центр коммутации подвижной связи (ЦКПС). УБПС обеспечивает максимум 144 физических канала для одного сайта.

Голосовая и управляющая информация от УБПС поступает в централь­ную инфраструктуру системы, которая через коммутатор цифрового доступа (КЦД) поступает в контроллер сайтов и обеспечивает управление передачей движущихся АС при переходе их из сайта в сайт (handover).

Транскодер речевых пакетов (ТК) предназначен для преобразования ре­чевого сигнала в цифровой форме, используемой для передачи по радиоканалу, в цифровую форму, принятую в ТфОП.

Рис. 10. Инфраструктура сети iDEN

Пакетный коммутатор (ПК) передает речевые пакеты и управляющую информацию от УБПС к ПДС.

Процессор диспетчерской связи (ПДС) предназначен для обеспечения ра­боты абонентов. Он управляет групповыми и персональными вызовами, сигна­лизацией вызовов и др. Если число АС велико, то в системе предусмотрено создание кластеров из 4-х ПДС.

Центр управления системы (ЦУС) является основным управляющим мо­дулем системы. Он обеспечивает ту или иную конфигурацию системы в зави­симости от вида ее работы в данный момент, управляет аварийной ситуацией, осуществляет сбор статистических данных о работе системы и т.п.

Центр коммутации подвижной связи (ЦКПС) обеспечивает интерфейс между ТфОП и АС системы iDEN. Кроме обычных функций коммутаторов та­кого типа, он управляет передачей движущихся АС, в случае если они переме­щаются из зоны, контролируемой одним КС, в зону, контролируемую другим КС. В случае если сеть iDEN покрывает большую территорию, в ней может быть несколько ЦКПС.

Регистратор (Р) (Home/Visit Location Register (HLR/VLR)) обслуживает AC, находящиеся в движении. В HLR хранится полная информация об АС, за­регистрированных в различных географических частях системы. В то же время VLR хранит сведения о перемещении АС и предоставляет системе информацию для выполнения роуминга. Следует отметить, что в системе iDEN нет роуминга (как в сотовой связи), так как для соединения географически удаленных частей системы используется не ТфОП, а специально выделенные каналы. Три блока предназначены для организации работы: голосовая почта (ГП), система переда­чи текстовых сообщений (ТС) и интерфейс передачи данных (ПД). Кроме того, в УБПС входят два блока: 1 -ретранслятор и 2 - контроллер сайта.

Мощность на выходе усилителей всех типов УБПС составляет 70 Вт. Размеры зон покрытия базовых станций (ячеек) системы iDEN значительно меньше, чем у аналоговых транкинговых систем, что объясняется, в первую очередь, малой мощностью АС. При высоте подвеса антенны 60 м радиус ячей­ки в черте города составляет 2 - 4, в пригородах 5 - 7 и на открытой местности 15 - 20 км.

Разработанная несколько позже система iDEN MicroLite - это уменьшен­ный вариант iDEN, который базируется на тех же технических решениях, что и система iDEN. Отличие состоит только в организации центральной инфра­структуры. В системе iDEN MicroLite вся центральная инфраструктура реали­зована на двух компьютерах, один из которых выполняет функцию процессора диспетчерской транкинговой связи, а другой - всех остальных компонентов центральной инфраструктуры (включая коммутатор).

Первоначальная версия iDEN MicroLite обеспечивает два вида связи: групповую (индивидуальную) радиосвязь и мобильную телефонную связь.

Дальнейшее развитие предусматривает передачу коротких сообщений и данных. Технология iDEN MicroLite ориентирована на системы с числом або­нентов от нескольких сотен до 5-ти тысяч. Максимальное число базовых стан­ций - 8. При росте количества абонентов возникает необходимость перехода к полной системе iDEN, при этом следует установить центральную инфраструк­туру большой системы, а АС и оборудование БС можно сохранить, проведя не­обходимую модификацию программного обеспечения.

Система iDEN ориентирована, прежде всего, на использование организа­циями различного профиля и размеров, заинтересованными в обеспечении мо­бильной связью подразделений и групп сотрудников. Для каждого корпоративного пользователя системы создается так называемый флот, который представ­ляет собой не что иное, как виртуальную частную сеть данной организации.

Благодаря модульному принципу организации системы можно создавать различные ее реализации в зависимости от нужд клиента. Например, первона­чально сеть iDEN может быть развернута как чисто транкинговая система, а за­тем, по мере необходимости, к ней можно добавить возможности мобильной телефонии, передачи текстовых сообщений и данных.

5.4.6 Система стандарта ТЕТRА

Стандарт TETRA (Terrestrial Trunked Radio) - наземное транкинговое ра­дио) разрабатывался на основе технических решений и рекомендаций GSM, создавался как единый общеевропейский цифровой стандарт.

Транкинговые системы, использующие стандарт TETRA, эффективно и экономно поддерживают коллективное использование сети различными орга­низациями, осуществляя взаимную секретность и безопасность. Виртуальная организация сети в стандарте TETRA позволяет каждой организации работать независимо, но получать преимущества большой высокоуровневой системы с эффективным распределением ресурсов.

В современных условиях очень важна совместимость сетей различных типов, что было принято во внимание при разработке технологии TETRA. Сети TETRA облегчают соединение с внешними сетями, и в частности, с ТфОП, ча­стными телефонными сетями, сетями передачи данных. Качество соединений будет зависеть только от величин управляющей и контрольной систем сети. Все эти соединения могут быть доступны и с мобильного радиотерминала.

В системах стандарта TETRA информационный обмен обеспечивается с помощью так называемых служб телесервиса. Предусматриваются два вида информационного обмена: передача речи и передача данных.

Передача речи. Для передачи речи используются службы речевой связи, которые обеспе­чивают три вида режимов: речевая связь с индивидуальным вызовом абонен­тов; многосторонняя речевая связь, предусматривающая групповой вызов або­нентов; широковещательная передача речи.

Режимы речевой связи обеспечивают передачу открытой речевой инфор­мации и защищенной с помощью определенных алгоритмов шифрования.

Индивидуальный вызов предусматривает соединения между двумя мобильными или между мобильным и стационарным абонентами для обеспечения прямой двусторонней связи. Обмен информацией обеспечивается либо в дуплексном режиме, либо в режиме 2-частотного симплекса. В качестве стационарных абонентов могут выступать абоненты: ТфОП, учрежденческих, мо­бильных и других сетей.

Групповой вызов предполагает возможность установки коммутируемого двунаправленного соединения между вызывающей стороной и несколькими абонентами, расположенными во многих пунктах. Обмен информацией после группового вызова производится только в режиме 2-частотного симплекса. При этом обмен сообщениями между абонентами осуществляется в режиме «каж­дый слышит каждого».

Групповой вызов может быть инициирован либо мобильным абонентом, либо диспетчером сети с помощью линейного терминала. Инициатор группово­го соединения несет ответственность за все аспекты соединения (начисление оплаты, возможность использования вспомогательных служб и др.). В опреде­ленных ситуациях вызывающий абонент может передавать свои полномочия по установлению группового соединения другому члену группы с помощью вспо­могательной службы передач управления. При этом предполагается, что новый вызывающий имеет полномочия, аналогичные полномочиям инициатора со­единения.

Для установления группового соединения используется так называемый групповой номер, который присваивается каждому мобильному абоненту опе­ратором сети двумя способами: статическим при проектировании системы и динамическим, присваиваемым по радиоканалу, при модификации групп або­нентов.

Групповой вызов передается всеми базовыми станциями, в зонах дейст­вия которых зарегистрированы мобильные абоненты данной группы.

Существует два вида групповых вызовов: стандартный, который предна­значен для быстрого установления соединения, и его прерывание возможно только инициатором группового соединения и групповой с подтверждением, который требует большего времени на организацию соединения, но обеспечи­вает проверку присутствия всех абонентов группы.

При групповом вызове с подтверждением работа системы происходит следующим образом. Вызывающий абонент посылает в сеть групповой вызов с подтверждением, после чего начинается вызов членов группы. Если отсутству­ет список членов группы, об этом сообщается инициатору сообщения. Каждый член группы, получивший сигнал вызова, посылает сигнал подтверждения и переходит в режим речевой связи в выделенном канале. Сообщения об отсутст­вии абонентов или их занятости передаются на терминал инициатора сообще­ния. После этого инициатор сообщения принимает решение начать передачу либо прервать соединение, если, по его мнению, число абонентов недостаточно.

В стандарте TETRA предусмотрено подключение к группе абонента, ко­торый был занят в момент установления соединения, с помощью использования одной из вспомогательных служб.

Широковещательный вызов предназначен для организации односторон­ней передачи речевой информации от вызывающей стороны нескольким вызы­ваемым абонентам. Этот вызов и последующая передача информации произво­дятся в симплексном режиме. Он может быть инициирован как мобильным абонентом, так и диспетчером с помощью соответствующего терминала.

Вызываемые абоненты обычно называются широковещательной группой. Эта группа может содержать мобильных и стационарных абонентов, имеющих один общий широковещательный номер, который может совпадать с номером, присвоенным для группового вызова.

Если подвижные абоненты зарегистрированы в зонах действия несколь­ких базовых станций, вызов может быть послан на все базовые станции. Дис­петчер сети может выбрать режим стандартного широковещательного вызова или широковещательного вызова с подтверждением. Широковещательное со­единение может быть прервано только инициатором вызова.

Передача данных. В случае передачи данных могут быть рассмотрены две спецификации «TETRA V+D» (TETRA Voice + Data) - стандарт интегрированной передачи ре­чи и данных и TETRA-PDO (TETRA Packet Data Optimized) - стандарт для спе­циальной системы передачи данных. В данном случае рассматривается только стандарт «TETRA V+D», имеющий несколько служб передачи данных в режи­мах:

- коротких массивов данных (SDS - Short Data Service);

- коммутации каналов (CDM - Circuit Mode Data);

- коммутации пакетов (PMD - Packet Mode Data).

Служба передачи данных в режиме передачи коротких массивов обеспе­чивает передачу обобщенных массивов данных до 128 Байт по заданному адре­су. Обработка и вывод этих данных на какую-то систему отображения (напри­мер, дисплей) является делом конкретного пользователя. На базе этой службы могут быть созданы различные приложения к системе, например, автоматиче­ского определения координат объекта (AVL - Automatic Vehicle Location). Как и в случае передачи речи, короткие массивы данных могут передаваться для от­дельных абонентов или групп.

Функционирование служб передачи коротких массивов данных не требу­ет поддержки в виде выключения других служб передачи данных. Это позволя­ет пользователю, в случае необходимости, покупать не полный комплект аппа­ратуры стандарта TETRA, а только комплект, поддерживающий базовые воз­можности, чего вполне достаточно для работы службы SDS.

Служба передачи данных в режиме коммутации каналов обеспечивает передачу данных произвольной длины. Она используется в условиях, когда на величину задержки передачи данных накладываются жесткие ограничения или сообщения имеют квазинепрерывный характер, т.е. канал передачи данных за­нят передачей сообщений почти непрерывно.

В стандарте TETRA предусмотрены различные способы защиты инфор­мации от помех в радиоканале, а также несколько вариантов использования по­лосы пропускания радиоканала. Если пользователь готов с помощью собствен­ных аппаратно-программных средств обеспечить достоверность пакетов дан­ных, то система TETRA может предоставить прозрачный канал связи, не внося избыточных (дополнительных) символов в код. В этом случае скорость переда­чи данных при использовании одного временного интервала в кадре составляет 7,2 кбит/с. Для повышения скорости система выделяет пользователю до 4-х временных интервалов, когда один абонент полностью использует один час­тотный канал системы. Если пользователь не хочет обеспечивать достоверность информации собственными средствами, он может воспользоваться услугой по­мехоустойчивого кодирования, вводя в код избыточные (дополнительные) сим­волы.

Служба передачи данных в режиме коммутации пакетов является наи­более универсальной. Принцип коммутации пакетов, как и в других сетях пере­дачи данных, состоит в разделении сообщения на отдельные части: пакеты с последующим использованием метода коммутации с накоплением. Суть его со­стоит в том, что пакеты накапливаются в центрах коммутации и далее переда­ются по сети. Кроме информационной части, в состав сообщения входит слу­жебная, включающая адрес получателя и набор служебных признаков, обеспе­чивающих автоматизированную обработку сообщений в центрах коммутации пакетов.

В рамках службы PMD пользователю могут быть предоставлены два типа услуг передачи данных в режиме коммутации пакетов: с установлением логи­ческого соединения и без него.

Основное назначение услуги передачи данных в режиме PMD с установ­лением логического соединения - представление сети для передачи пакетов протокола Х.25 (протокол передачи данных в режиме пакетной коммутации с коррекцией ошибок, получивший широкое распространение в крупных сетях (государственные, корпоративные), где требуется гарантированное качество обслуживания). Стек протоколов «TETRA V+D» предусматривает для ретранс­ляции пакетов протокола Х.25 протокол CONP (Connection Oriented Network Protocol - сетевой протокол, ориентированный на установление логического со­единения). Как следует из названия протокола CONP, он позволяет организо­вать в системах «TETRA V+D» логические соединения между любыми двумя абонентами как мобильными, так и стационарными, соединенными наземными линиями связи.

В абонентской радиостанции и инфраструктуре системы «TETRA V+D» с помощью маршрутизатора осуществляется взаимопреобразование протоколов Х.25 и CONP. Длина пакетов протокола Х.25 может варьироваться в пределах, от 16 до 4096 Байт.

Еще одна сфера применения протокола CONP - обслуживание пользова­тельских систем, использующих протокол Х.25. В этом случае одной из функ­ций абонентской радиостанции является сборка/разборка пакетов.

Для передачи пакетов протокола CONP могут быть использованы вре­менные интервалы в каждом кадре или по одному интервалу 1 раз в нескольких кадрах.

В качестве сетевого протокола установления логического соединения принят специально разработанный протокол SCLNP(TETRA Specific Network Protocol). Это адаптированный для стандарта TETRA протокол CLNP, который включает дополнительные услуги, свойственные транкинговым системам.

Использование спектра частот. Для систем стандарта TETRA могут использоваться диапазоны частот от 150 до 900 МГц, однако реально в Европе за службами безопасности закрепле­ны диапазоны 380 - 385/390 - 395 МГц, а для коммерческих организаций преду­смотрены диапазоны 410 - 430/450 - 470 МГц и 870 - 876/915 - 921 МГц.

В системах стандарта TETRA используется метод временного разделения каналов. На одной частоте организовано 4 физических канала, т.е. 4 временных интервала (слота), которые составляют кадр длительностью 56,67 мс, соответ­ственно 18 кадров - мультикадр. Слот содержит 510 бит информации, из кото­рых 432 информационные.

В начале временного интервала передается пакет 36 бит, предназначен­ный для установки мощности излучения, далее следует первый информацион­ный блок 216 бит, синхропоследовательность 36 бит, второй информационный блок 216 бит и, наконец, защитный блок 6 бит, исключающий перекрытие со­седних каналов. В частотной области выделенный диапазон частот разделен на отдельные каналы с шириной полосы 25 или 12,5 кГц.

Структура сети. Благодаря модульному принципу изготовления оборудования, сети связи стандарта TETRA могут быть построены с различными иерархическими уров­нями и различным географическим расположением (от локального до нацио­нального). Структура сети может быть построена на основе сравнительно не­больших, но полных подсетей ТЕТRА (рис. 11), соединенных друг с другом с помощью межсистемного интерфейса для создания общей сети. Под подсетью обычно понимают автономную сеть, состоящую из следующих элементов:

- базовой приемопередающей станции (BTS - Base Transceiver Station), обеспечивающей связь в определенной зоне (ячейке), основные функции кото­рой состоят в обеспечении связи с мобильными станциями пространственно разнесенного радиоприема, управлении выходной мощностью мобильных станций и радиоканалами, шифровании сигналов;

- устройства управления базовой станцией (BCF - Base Station Control Function) - представляет элемент сети с коммутационными возможностями, который управляет несколькими базовыми станциями и обеспечивает доступ к внешним сетям (например, ТфОП, ЦСИО и др.).

Рис. 11.

- контроллера базовой станции (BSC- Base Station Controller), имею­щего гибкую модульную структуру, обладающего большими по сравнению с BСF коммутационными возможностями, позволяющего обмениваться дан­ными между несколькими BСF, так же как и BСF, обеспечивающий доступ к внешним сетям и дополнительно имеющий возможность выполнять функ­ции сопряжения с другими подсетями TETRA и управления базами данных;

- диспетчерский пульт, подключенный к контроллеру базовой стан­ции по проводной линии связи и обеспечивающий обмен информацией меж­ду оператором (диспетчером) и пользователями, в частности, для широко­вещательного и группового вызовов и др.

- мобильные и стационарные радиостанции (MS - Mobile Station, FRS - Fixed Radio Station) терминал технического обслуживания и эксплуатации, подключен­ный к BSF и предназначенный для контроля за состоянием системы, прове­дения диагностики неисправностей, учета тарификационной информации, внесения изменений в базу данных и т.п.

6 Литература

6.1 Карташевский В.Г., Семенов С.Н., Фирстова Т.В. Сети подвижной связи. Москва. ЭКО-ТРЕНДЗ, 2001 г., 299 с

6.2 Бабков В.Ю., Воробьев О.В., Певцов Н.В., Петров Д.А., Сиверс М.А. Транкинговые системы связи. СПб.: Судостроение, 2000.

Практическая работа № 2

«Изучение систем персонального радиовызова. Протоколы передачи информации»

1 В результате выполнения работы студент должен

знать:

- классификацию систем персонального радиовызова;

- основные типы абонентских приемников систем персонального радиовызова;

уметь:

- читать основные протоколы передачи информации в СПРВ.

2 Содержание работы

Цель работы:

Изучение классификации систем персонального радиовызова, пейджеры и основных протоколов передачи информации.

3 Направляющие вопросы

3.1 По какому признаку классифицируются СПРВ?

3.2 Как классифицируются приемники персонального радиовызова?

3. Как расширяется зона действия СПРВ?

4. Перечислите основные технические характеристика репитеров.

5. Какие основные протоколы передачи информации используются в СПРВ?

6. Дайте характеристику информационных блоков протокола FLEX.

7. Поясните спектр суммарного сигнала в протоколе RDS.

8. Поясните структуру формата RDS.

9. Чем выравнивается зона покрытия пейджинга и вещательной станции?

4 Рабочее задание

4.1 Ознакомьтесь с классификацией систем персонального радиовызова. Приведите классификацию СПРВ по виду передаваемой информации и по территориальному признаку. Дайте характеристику:

вариант А - S–систем;

вариант Б - Т-систем;

вариант В - R–систем.

Номер варианта задается преподавателем.

4.2 Ознакомьтесь с классификацией основных типов абонентских приемников СПРВ. Дайте характеристику:

вариант А – сигнальных пейджеров;

вариант Б – дисплейных пейджеров;

вариант В – голосовых пейджеров.

Номер варианта задается преподавателем.

4.3 Ознакомьтесь с репитерами систем персонального радиовызова (СПРВ). Начертите структурную схему репитера, перечислите режимы его работы.

4.4 Ознакомьтесь с основными протоколами передачи информации в СПРВ. Дайте характеристику:

вариант А - протокола POCSAG;

вариант Б – протокола FLEX;

вариант В – ERMES.

5 Указания по выполнению работы

5.1 Классификация систем персонального радиовызова.

Системы персонального радиовызова принято классифицировать по виду передаваемых корреспонденту сообщений (аналоговые и цифровые), а также по территориальному признаку (локальные, городские и районные). Классификация СПРВ представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Классификация систем персонального радиовызова

К аналоговым относятся первые СПРВ, использующие в качестве абонентских простые приемники частотно-модулированного сигнала (сигнальные пейджеры). Эти приемники содержали несколько настроенных контуров, обеспечивающих выделение характерных последовательностей низкочастотных сигналов (тонов). При получении заданного вида последовательности тонов приемник подавал звуковые сигналы. При этом для передачи вызова абоненту использовалось последовательное тональное кодирование адреса, обеспечивающее возможность обслуживания до нескольких десятков тысяч пользователей. Аналоговые СПРВ были предназначены только для передачи условного номера (адреса), при получении которого пользователь должен был действовать по заранее оговоренному плану. Поэтому указанные системы, как правило, содержали только службу отправки сообщений, совмещенную со службой их подготовки.

С повышением популярности СПРВ аналоговые системы перестали удовлетворять требованиям по ресурсу адресов пользователей, уровню обеспечиваемой помехоустойчивости и перечню предоставляемых услуг. Поэтому в настоящее время на смену аналоговым пришли цифровые СПРВ. В этих системах на приемник абонента сети передаются не частотно-модулированные аналоговые сигналы, а частотно-модулированные цифровые последовательности. Это позволило передавать абонентам не только вызывной (адресный) сигнал, но и короткие буквенно-цифровые сообщения, отображаемые на дисплее абонентского приемника (пейджера). Кроме того, использование цифровых методов обработки обеспечивает существенное повышение помехоустойчивости, значительное увеличение ресурса адресов, расширение перечня предоставляемых услуг, а также позволяет несколько продлить срок службы элементов питания пейджеров.

Как видно из рисунка1, аналоговые и цифровые СПРВ в зависимости от размеров обслуживаемой территории и числа пользователей подразделяются на локальные, городские и региональные.

В настоящее время наиболее широкое распространение получили локальные и городские системы персонального радиовызова.

Локальные СПРВ предназначены для доведения вызова и коротких сообщений внутри административных и производственных зданий, а также на прилегающих территориях. Они позволяют быстро передавать информацию сотрудникам независимо от их местоположения, что приводит к повышению эффективности их работы.

Городские СПРВ, в отличие от локальных, имеют значительно больший (до десятков километров) радиус действия и соответственно обслуживают большее количество абонентов. Обычно они предназначены для облегчения взаимодействия должностных лиц нескольких учреждений одной отрасли, а также для передачи сообщений сотрудникам территориально - рассредоточенных крупных предприятий.

Региональные СПРВ представляют собой функциональное объединение нескольких городских СПРВ, каждая из которых имеет свою зону обслуживания, но согласованно работающих по единому для системы протоколу. Такое зоновое построение региональных СПРВ может привести к взаимному влиянию (интерференции) радиосигналов пейджинговых передатчиков соседних зон. Для снижения интерференции в региональных СПРВ применяются методы синхронного вещания (S-системы) или временного разделения передач (Т-системы).

Построение S-систем предусматривает организацию синхронной работы передатчиков. С этой целью организуются дополнительные каналы связи между базовыми станциями сети и/или осуществляется управление передатчиками по каналу управления, организованному на отдельной (служебной) радиоволне. В настоящее время СПРВ, построенные по принципу S-систем, не нашли широкого применения из-за свойственных им недостатков:

- высокая стоимость оборудования;

- высокие требования к качеству каналов связи между базовыми станциями, что поднимает стоимость аренды указанных каналов;

- необходимость выделения дополнительной частоты;

- ограничение размеров обслуживаемой зоны расстоянием прямой видимости от центральной базовой станции.

При построении СПРВ по принципу Т-систем удается несколько снизить требования к аппаратуре и каналам связи, а значит, и удешевить систему в целом. Поэтому эти системы находят наиболее широкое применение.

Построение СПРВ как Т-системы предполагает разбиение всего времени работы на временные отрезки, называемые циклами, которые в свою очередь разбиваются на временные окна. В общем случае количество временных окон соответствует числу пейджинговых передатчиков в системе, каждому из которых назначается свое временное окно. Такая организация работы передатчиков приводит к тому, что, находясь в зоне действия нескольких передатчиков, пейджер пользователя в каждый момент времени принимает сигнал только одного из них. Простота реализации Т-систем делают их более привлекательными, однако максимальная емкость Т-систем по сравнению с S-системами несколько ниже.

В целях расширения зоны обслуживания региональная СПРВ может быть построена как R-система. Такое построение предусматривает укомплектование базовых станций дополнительными пейджинговыми приемниками, работающими на частоте системы, и буферными запоминающими устройствами. Работа системы синхронизируется во времени. Приемники базовых станций принимают передаваемые другими станциями системы сообщения и накапливают их. Далее во время своего "временного окна" базовые станции осуществляют передачу всех поступивших сообщений. Очевидно, что реализация R-систем приводит к значительному удешевления региональных СПРВ за счет отказа от использования дополнительных каналов связи между базовыми станциями и расширению зоны обслуживания.

Развертывание региональных СПРВ считается целесообразным при числе пользователей более 10 тысяч.

5.2 Основные типы абонентских приемников (пейджеров)

В зависимости от оборудования и классификации СПРВ принято различать сигнальные, дисплейные (текстовые и цифровые) и голосовые пейджеры (рисунок 2).

Рисунок 2 - Основные типы пейджеров

Наиболее простыми являются пейджеры аналоговых СПРВ, называемые сигнальными или тональными пейджерами. Этот тип пейджеров позволяет только уведомить абонента о поступлении вызова за счет подачи звукового, светового или вибрационного сигнала. Основным недостатком таких пейджеров является то, что их владелец для выяснения причины поступления вызова должен предпринимать какие либо дополнительные действия (например, позвонить по телефону в заранее определенное место). Для повышения удобства пользования вместо однотональных пейджеров были разработаны многотональные, позволяющие по виду принятой последовательности тонов несколько уменьшить неопределенность содержания поступившего вызова. Наиболее существенным недостатком сигнальных пейджеров является небольшой срок службы элементов питания, что наряду с малой информативностью поступающего сигнала обусловило их замену более совершенными дисплейными пейджерами.

Дисплейные пейджеры получили свое название от небольшого экрана (дисплея), размещенного на лицевой панели приемника и обеспечивающего возможность визуального восприятия поступившей информации в удобный для пользователя момент времени. В настоящее время существует два типа дисплейных пейджеров: цифровые и текстовые.

Цифровые пейджеры позволяют принимать и отображать на дисплее сообщения, состоящие из нескольких (до 10) цифр и некоторых других символов (скобки, знаки препинания, арифметические знаки и др.). Наиболее распространенным сообщением, передаваемым на цифровой пейджер, являются номера телефонов, время выполнения и условный номер варианта заранее оговоренных пользователями действий. Например, принятое сообщение вида "2369427-1" может означать, что получатель должен позвонить по телефону 236-9427 и доложить по первому пункту установленного перечня донесений. Это позволяет пользоваться заранее составленными таблицами соответствий "комбинация цифр - действие" и обеспечивает высокую конфиденциальность передаваемой информации. Кроме того, передача условных номеров не требует большого времени занятия радиоканала, повышает его информационную емкость и упрощает процедуру автоматического ввода таких сообщений в систему с телефонных аппаратов с DTMF набором.

Более широкие возможности имеют текстовые пейджеры, позволяющие владельцу получать сообщения, состоящие из ограниченного количества символов (до 100) буквенно-цифрового текста. Входящее в состав приемника запоминающее устройство позволяет поочередно принимать несколько следующих друг за другом сообщений без потери предыдущих. Это обеспечивает возможность передачи адресату значительного объема информации и возможность выдачи подробных инструкций на дальнейшие действия. Основным недостатком этого типа пейджеров является невысокая конфиденциальность передаваемой информации, так как она становится доступной оператору сети.

Следующим, достаточно самостоятельным типом приемников СПРВ являются голосовые пзйджеры. Голосовой пейджинг позволяет передавать по радиоканалу короткие звуковые сообщения, принимаемые специализированным (голосовым) пейджером. В основе принципа действия этих приемников лежит аналоговая передача речевого сообщение, что обусловливает их низкую помехоустойчивость. Кроме того, большая длительность передаваемого сообщения на ряду со значительным временем передачи (до десятков секунд) обладают очень низкой информативностью. Конфиденциальность передаваемой и принимаемой информации также оставляет желать лучшего. Перечисленные недостатки голосовых пейджеров обусловили их ограниченное использование. Таким образом, основными и наиболее распространенными типами приемников СПРВ являются - дисплейные цифровые и текстовые пейджеры.