4.6.5 Загальна характеристика аналогових транкінгових систем зв’язку
Серед аналогових транкінгових систем найбільше розповсюдження мають системи Smart Trunk II і MPT 1327.
Транкінгова система зв'язку Smar Trunk II розроблена в 1992 році і стала широко використовуватися при створенні недорогих транкінгових мереж зв'язку. За короткий час ця система пройшла декілька модифікацій від аналогового варіанта до цифрового (Smar TrunkII) і продовжує розвиватися.
Система працює в діапазоні 146...174 МГц й 403...470 МГц. Відомі також розробки системи Smar Trunk у діапазоні 33...48 МГц. Обсяг бази даних досягає 4096, що дозволяє реєструвати абонентів не тільки основної зони обслуговування, але й абонентів, які прибули з інших місць (населених пунктів) і тимчасово перебувають в основній зоні обслуговування. У складі однієї системи може використовуватися від 2-х до 16-ти дуплексних радіоканалів, які забезпечують обслуговування від 50 до 1000 абонентів. Індикація зайнятості каналу здійснюється при наявності в ньому несучої.
Абонентські станції - це напівдуплексні або дуплексні радіостанції із частотною модуляцією, які обладнані додатковими логічними модулями.
У системі передбачене дистанційне вимикання абонентських радіостанцій сигналами з диспетчерського пульта у випадку їхньої крадіжки, а також для запобігання доступу в систему незареєстрованних користувачів. Структурну схему системи Smar Trunk наведено на рис. 4.59.
Рисунок 4.59 - Структурна схема транкінгової системи зв'язку SmarTrunkII
До складу кожної БС входять транкінгові контролери, ретранслятори, фільтри й антенно-фідерні пристрої.
Центральним елементом системи є транкінговий контролер, підключений до ретранслятора робочого каналу. Він забезпечує завантаження каналу, формує всі керуючі сигнали, визначає, чи має право абонент користуватися даним каналом, який в абонента пріоритет. Всі канальні контролери зв'язані між собою, що забезпечує їхню взаємодію в процесі роботи.
Керуючий комп'ютер підключений до одному з контролерів БС. Зв'язок з іншими контролерами тієї ж БС здійснюється по загальній шині даних. Комп'ютер може підключатися до контролера як безпосередньо, так і через зовнішній модем. Дистанційне управління контролерами БС здійснюється через ТМЗК з використанням другого абонентського модему, підключеного до керуючого комп'ютера.
Кожен контролер допускає підключення до двох абонентських телефонних ліній.
Організація зв'язку в системі Smar Trank забезпечується відповідно до принципів, які описані раніше.
Через низьку надійність і захищеність Smar Trank з'явилася вдосконалена система Smar Trank II. Вся робота ведеться через ретранслятор - свій для кожного дуплексного каналу.
Найбільше поширення отримали аналогові транкінгові системи на основі групи стандартів Міністерства пошти й телекомунікацій Великобританії (MPT - Ministry of Posts and Telecommunications). Центральним у цій групі виступає стандарт МРТ 1327 (A Signalling Standard for Trunked Private Land Mobile Radio Systems) - «Стандарт сигналізації приватних наземних систем транкового мобільного радіозв'язку». Він був опублікований в 1986 році і остаточно затверджений в 1987 році. Відзначимо, що хоча аналогові транкінгові мережі на основі стандартів МРТ і називають системами стандарту МРТ 1327, однак вимоги до них містяться і в інших стандартах групи МРТ. Зокрема, специфікація МРТ 1347 описує інтерфейс системного радіообладнання та контролери транкінгового зв'язку, МРТ 1343 - інтерфейс абонентського радіообладнання, МРТ 1317 - формат коду синхронізації й т.д. Оскільки аналогові транкінгові мережі стандарту МРТ 1327 - найпоширеніші у світі (крім, мабуть, США, де лідирують системи стандарту LTR), зупинимося на ньому трохи докладніше.
Розглянемо транкінгові системи стандарту МРТ 1327.
Мережі стандарту МРТ1327 споконвічно розроблялися як багато зонові. У кожній зоні індивідуальні виклики обробляються незалежно. У випадку обриву міжзонових зв'язків базова станція продовжує працювати, але вже без обробки міжзонових викликів. Час з'єднання при внутрізонових викликах не перевищує 0,5 з, при міжзонових - 1-2,5 с.
Теоретично мережа на базі МРТ 1327 може обслуговувати до 1036 800 абонентів і складатися з 1024 зон по 24 каналу в кожній. Однак навіть найбільш великі мережі МРТ 1327 далекі від таких показників. Так, одна з найбільших мереж Chekker Network компанії Deutsche Telekom в 1998 році нараховувала приблизно 900 каналів в 160 зонах й обслуговувала близько 62 тис. абонентів. В цілому ж транкінгові системи МРТ 1327 включають 3-5 базових станцій з 4-8 каналами кожна й обслуговують 1-2 тис. абонентів.
В системі МРТ 1327 кожна станція має свій унікальний номер, що привласнюється виробником - ESN (Electronic Serial Number). Для роботи в мережі потрібна початкова реєстрація станції й наступна аутентифікація на підставі раніше зареєстрованого номера.
Характерна риса мереж стандарту МРТ 1327 - наявність виділеного каналу управління, по якому відбувається обмін керуючою інформацією між базовими й абонентськими станціями. Фізично це один із частотних каналів базової станції. Інші канали призначені для обміну мовною інформацією і даними. При великому завантаженні системи канал управління також можна використовувати для передачі мовних повідомлень або даних, хоча й із втратою деяких функцій. Канал управління може автоматично переноситися з одного частотного каналу на іншій (наприклад, з появою сильних перешкод).
Обмін сигнальною інформацією відбувається зі швидкістю 1200 біт/із за допомогою так називаної швидкої частотної маніпуляції (FFSK - fast frequency-shift keying). Несучої із частотою 1200 Гц відповідає логічна «1», логічному «0» - 1800 Гц. Керуюча інформація передається пакетами, що містять інтервал для включення передавача (тривалістю 5 мс), синхропослідовність (1010... 10 - усього 16 біт), власно інформаційне повідомлення (64 біта) і останній біт узгодження, значення якого залежить від останнього біта поля повідомлення. Саме повідомлення складається з кодового синхронізуючого синхрослова (C4D7i6 для каналу управління, інверсне йому - для каналу зв'язку), ознаки адреса/дані (1/0), власно інформації (47 біт) і перевірочної послідовності (16 біт). Для управління використовується набір з 32 команд довжиною 5 біт кожна. Абонентські радіостанції постійно приймають і аналізують повідомлення в керуючому каналі й, виявивши в них власну адресу, виконують запропоновані командою дії. Цей процес відбувається незалежно від того, підтримує абонентська станція в цей момент сеанс чи зв'язку ні. По керуючому каналу можлива передача не тільки командних повідомлень, але й коротких (до 184 біт) і розширених (736 біт) інформаційних повідомлень (пейджингові повідомлення, дані GPS і т.п.).
Прийомо передавальне обладнання стандартом МРТ 1327 не специфікуються. Для цього було розроблено стандарт МРТ 1347. Відповідно до нього інтервал між несучих сусідніх каналів повинен становити 12,5 кГц, рознос дуплексних каналів (спадний/висхідний) - 8 МГц, робочий діапазон висхідних/спадних каналів - 201,2125-207,4875 й 193,2125-199,4875 МГц відповідно. При передачі мови передбачається фазова модуляція, для передачі даних - FFSK.
Мережі МРТ 1327 дозволяють передавати не тільки мовні повідомлення, але й дані зі швидкостями до 1200 біт/с.
Бурхливий розвиток технологій цифрового радіозв'язку й успішна їх реалізація призвели до появи цифрових транкінгових систем.
Переваги, які дозволяє отримати перехід від аналогової до цифрової транкінгової системи:
- по-перше, поліпшення секретності радіопереговорів. Для прослуховування цифрових радіопереговорів прості аналогові сканери непридатні, що забезпечує захист від широкого кола "радіоаматорів" навіть без вживання спеціальних заходів по закриттю каналів зв'язку.
- по-друге, шифрування мови в цифрових системах реалізується у вигляді цифрової обробки низько швидкісного потоку даних, що дозволяє використовувати складні алгоритми з високої криптостійкостю, причому якість відновленої мови не погіршується.
- по-третє, цифрові системи в принципі дозволяють більш ефективно використовувати радіочастотний спектр, тобто збільшити кількість розмовних каналів у відведеній смузі частот. Цей ефект забезпечується завдяки сполученню сильної компресії мовного потоку й складної модуляції несучої частоти.
Крім того, у цифрових системах забезпечується вирівнювання якості мовного радіообміну по всій зоні обслуговування ретранслятора. Для аналогових систем характерно сильне погіршення якості передачі мови при віддаленні від базової станції. В умовах міста, коли має місце багатопроменеве поширення, якість помітно змінюється навіть при пересуванні усередині одного кварталу. Застосування цифрових сигналів у сполученні із завадостійким кодуванням дозволяє істотно поліпшити якість передачі мови в межах всієї зони обслуговування.