Вопросы самоконтроля

1. Структура сети LAN.

2. Поясните общие принципы построения систем радио-LAN с внешними антеннами.

3. Составьте схему линии «точка доступа – антенна» с активным усилением и поясните назначение включенных элементов;

4. Поясните подход к расчёту коэффициента усиления радиолинии (затухания и усиления сигнала, допуски на входные сигналы усилителей и точек доступа).

5. Сравните затухание в кабеле АФУ систем IEEE 802.11 и систем профессиональной связи PMR диапазонов VHF и UHF. Какие общие принципы необходимо соблюдать при проектировании АФУ, особенно для систем IEEE 802.11?

6. Перечислите возможные варианты установки точки доступа и примеры подключения внешних антенн. Назначение термобокса?

7. Как правильно установить грозозащиту? Перечислите все необходимые устройства для обеспечения грозозащиты внешних антенн и зоны их установки.

8. Какой уровень затухания вносит разъём кабельной сборки в диапазоне 2,4 ГГц?

9. Назовите типы внешних антенн, используемых для организации связи в стандарте IEEE 802.11 и критерии их выбора.

10. Назовите мощность передатчиков точек доступа, мостов IEEE 802.11 и дополнительных усилителей.

Раздел 5. Абонентское оборудование радиальных и радиально – 113оновых систем мобильной связи

Тема 5.1. Техническая база для построения радиальных и радиально – 113оновых систем связи. Требования к знаниям

Студент должен

знать:

• критерии оценки эффективности системы радиосвязи и применяемого абонентского оборудования;

• особенности характеристик современных УКВ – радиостанций которыми необходимо руководствоваться при выборе абонентского оборудования;

• аналоговую и цифровую сигнализацию (CTCSS, MDC-1200, SELECT 5, FFSK – БЧМ);

• возможности системы сигналов Rapid Call (PTT ID – передача идентификатора, Emergency Alarm – сигнал тревоги, Call Alert –сигнал вызова, Voice Sel Call – селективный вызов, Radio Check – проверка работоспособности станции);

• состав абонентского оборудования сетей профессиональной связи

• основных производителей коммерческого и профессионального абонентского оборудования, наиболее распространённые модели оборудования;

• основные эксплуатационные характеристики профессионального абонентского оборудования

• уметь:

• выбрать абонентское оборудование в зависимости от решаемых строящейся сетью связи задач, возможности модернизации сети и стоимости абонентского оборудования.

Содержание учебного материала

При создании или модернизации сети связи возникает целый ряд вопросов:

Каким образом должна быть организована связь – собственная система, аренда или пользование услугами действующего в регионе оператора?

Должна быть понятна перспектива развития средств связи исходя из планируемого развития организации.

Построение средств связи всегда требует больших вложений, предполагает большие сроки эксплуатации. Неправильная оценка задач может привести к необоснованным расходам средств, потере времени и отрицательно сказаться на деятельности организации, не обеспеченной необходимыми средствами связи. Важную роль при строительстве системы связи играет правильный выбор абонентского оборудования, доля которого в общей стоимости сети составляет от 50 до 70 %.

В н. в. на Российском рынке представлены все мировые производители абонентского профессионального оборудования: Motorola, Kenwood, Yaesu (Vertex), Standard, Tait, Alinco, Icom. Практически все перечисленные производители, (за исключением компании Motorola), кроме профессиональных радиостанций производят широкий спектр оборудования, ориентированный на радиолюбителей и для коммерческого использования. Характерной особенностью любительских и коммерческих радиостанций являются: изысканный дизайн, часто небольшие габариты и масса, большое количество органов управления, многофункциональная клавиатура, ЖКИ дисплей с большим количеством отображаемой информации, большое количество каналов. Технические характеристики их зачастую не уступают характеристикам профессиональных моделей. В то же время профессиональное оборудовании обладает некоторым «аскетизмом» - минимум органов управления, простота исполнения. Главное требование – высокая надёжность и простота управления.

Техническая база построения диспетчерских систем связи.

Общие характеристики.

В радиочастотных трактах современных радиостанций применяется сходная схемотехника, а часто и одинаковая элементная база. Поэтому, такие характеристики, как чувствительность приёмника, мощность передатчика (в первую очередь определяющие дальность и устойчивость связи) у всех мобильных УКВ станций практически одинакова. При этом чувствительность ограничивается в первую очередь помеховой обстановкой в рабочем диапазоне, а мощность – ёмкостью существующих аккумуляторов и нормами экологической безопасности. Поэтому при выборе радиостанций определяющими являются такие параметры, как их надёжность, наличие гарантийной и послегарантийной поддержки и набор дополнительных функций, определяющих виды обслуживания.

Наиболее характерные системы:

• возможность работы на разнесённых частотах (позволяет организовать СС большого радиуса действия с использованием ретрансляторов).

• система сигнализации СТСSS. Эта система позволяет добавлять к модулирующему звуковому сигналу один из 38 фиксированных тонов в диапазоне 67 – 250,3 Гц. Эти частоты расположены ниже полосы пропускания низкочастотных цепей радиостанций и не слышны операторам. Приёмник радиостанции, оснащённый декодером сигналов CTCSS, может быть запрограммирован таким образом, чтобы блокировать его звуковые цепи, если в принятом сигнале отсутствует определённый тон CTCSS.

Использование системы делает возможным работу нескольких передатчиков или ретрансляторов на одной частоте без создания взаимных помех.

Применение сигналов CTCSS позволяет осуществлять групповой или индивидуальный вызов. Базовая станция в системах, поддерживающих CTCSS должна быть оснащена специальными логическими устройствами (Tone Repeater Panel).

• Для создания сложных сетей необходимо соответствующе абонентское оборудование, в котором применены иные решения. Примером является применение вместо CTCSS цифровых сигналов, также передаваемых в полосе 50- 250 Гц цифровых сигналов DCS. С применением этой системы удалось увеличить количество идентификаторов до 100 и более. Но сигнализация DCS не стандартизована, поэтому оборудование разных производителей может не стыковаться.

• возможность использования сигналов DTMF (Dual Tone Multifrequency). Большинство современных радиостанций оснащено кодером – декодером этих сигналов. При их использовании количество идентификаторов (ID)в радиосети ограничено только возможностями базового оборудования. Частоты сигналов DTMF расположены в пределах полосы пропускания низкочастотных цепей и поэтому могут быть ретранслированы базовой станцией без применения дополнительного оборудования. Основным недостатком DTMF – сигналов являются низкая скорость передачи информации и относительно низкая помехоустойчивость, что делает нежелательным применение DTMF в сетях с напряжённым трафиком и высокими требованиями к оперативности связи.

• Наибольшим количеством систем сигнализации оснащены радиостанции Motorola. Кроме CTCSS, DCS, DTMF, эти радиостанции в базовой комплектации снабжены кодерами и декодерами сигналов в стандартах MDC-1200, Quik-Call 11, Star, Select 5. Сигнализация MDC-1200 и Quik-Call 11были предложены компанией Motorola, две другие являются международным стандартом.

MDC-1200 или SELECT-5 служат для организации связи внутри групп с дополнительными возможностями (индивидуальный и групповой вызов, переадресация, передача аварийных сообщений).

Протокол SELECT-5 обеспечивает реализацию следующих функций:

- индивидуальный вызов абонента;

- вызов различных групп;

- автоматическое подтверждение абонентом принятия вызова,

- переадресация вызова на другого абонента;

- ответный вызов;

- посылка статусного сообщения (из заранее запрограммированного списка);

- посылка и приём аварийного вызова;

- сигнал внешнего оповещения;

- выход в эфир только по разрешению диспетчера;

- дистанционное отключение станции.

• Rapid Call – расширяет функциональные возможности диспетчерских систем (индикация на диспетчерской радиостанции номера работающей абонентской станции, аварийный сигнал нажатием 1 кнопки, информация о попытке связи с диспетчером, индивидуальный или групповой вызов – остальные не слышат, проверка работоспособности удалённой станции).

Протокол SELECT-5 Является одним из наиболее распространенных в среде европейских диспетчерских систем связи. Радиостанции, работающие с этим протоколом имеют большое количество реализуемых функций и отличаются простотой управления.

Диспетчерская сеть с использованием системы Rapid Call

Данная система расширяет область применения систем двухсторонней радиосвязи, обеспечивая обмен звуковыми и визуальными сообщениями между пользователями. При этом повышается пропускная способность системы и эффективность использования оборудования, экономится частотный ресурс.

Rapid Call обеспечивает следующие дополнительные возможности:

PTT ID – передача и индикация на диспетчерской станции номера мобильной станции, работающей в данный момент. В каждой станции программируется уникальный идентификационный номер, который автоматически передаётся каждый раз когда станция, начинает передачу. Диспетчерская станция принимает этот сигнал, декодирует его и отображает ID на индикаторе. При использовании PTT ID отпадает необходимость в передаче голосового позывного при каждом выходе на связь. За счёт этого сокращается время работы абонентов на п5ередачу и увеличивается пропускная способность системы. Применение PTT ID предотвращает использование радиостанций не по назначению, т. к. диспетчер имеет возможность контролировать, кто работает в данный момент в эфире. Использование PTT ID позволяет вести протокол работы системы. Причём, в случае использования диспетчерской консоли С100, возможно автоматическое ведение протокола.

Emergency Alarm – передача сигнала тревоги с мобильной станции на станцию диспетчера.

Позволяет оператору обильной станции передать сообщение на консоль диспетчера в случае возникновения ситуации, угрожающей жизни человека. Это сообщение представляет из себя сигнал, включающий ID мобильного абонента. На индикаторе диспетчерской консоли сигнал тревоги отображается символами ЕЕ и ID абонента, передающего его. Emergency Alarm передаётся нажатием специальной кнопки или педали и имеет более высокий приоритет, чем все остальные сигналы, в т.ч. и голосовые сообщения. Его передача автоматически повторяется до 20 раз, пока не будет получено подтверждение от диспетчерской станции о программе. При получении сигнала Emergency Alarm диспетчерская станция декодирует его и передаёт подтверждение приёма. Приём отображается на индикаторе диспетчерской станции и дублируется звуковым сигналом. Оба типа сигнализации сохраняются до их сброса диспетчером. В мобильной станции может быть запрограммирован специальный канал для передачи сигнала Emergency Alarm. При нажатии кнопки «Тревога» станция автоматически переключается на этот канал и остаётся на нём для передачи последующих голосовых сообщений.

В некоторых случаях нежелательно, что бы станция каким либо образом (звуковым сигналом или мигающим индикатором) сигнализировала о том, что был передан сигнал тревоги. В этом случае мобильная станция может быть запрограммирована таким образом, что бы факт передачи сигнала тревоги не отображался на её индикаторе. Скрытое расположение тревожной кнопки или педали позволяет в критической ситуации незаметно передать сигнал тревоги вместе с сообщённым ID. Кроме того, при этом все голосовые сообщения поступающие на мобильную станцию будут заблокирован до тех пор, пока этот режим не будет отменен оператором.

Call Alert – передача на мобильную станцию сигнала вызова с возможностью использования световой или звуковой сигнализации. Сигнал Call Alert информирует оператора мобильной станции о том, что кто – то хочет с ним связаться. При этом станция подаёт звуковые сигналы, а на индикаторе отображаются мигающие символы СА. Станция сигнализирует о поступлении вызова до тех пор, пока оператор мобильной станции не ответит на него. Мобильная станция может быть снабжена внешними устройствами сигнализации (обычно это фары и звуковой сигнал автомобиля). В этом случае оператор может получить информацию о поступившем вызове даже в том случае, если он находится вне машины.

External Alarm – возможность подключения внешних устройств сигнализации.

Voice Select Call (CelCall) – возможность индивидуального вызова мобильной станции. Использование индивидуального вызова даёт возможность диспетчеру связаться с определённой мобильной станцией или группой станций. При этом остальные операторы мобильных станций не слышат этого разговора. Диспетчер осуществляет селективный вызов путём выбора функции Sel Call на диспетчерской консоли и последующим выбором ID станции. Наличие Sel Call снижается утомляемость оператора и уменьшается возможность пропуска важного сообщения.

Radio Check – дистанционная проверка функционирования мобильной станции диспетчером. В случае, если подтверждение не получено после 5 попыток, диспетчерская станция сигнализирует об этом звуковым сигналом и отображает на индикаторе сообщение NO ACK. Radio Check позволяет диспетчеру точно определить состояние любой мобильной станции без затрат эфирного времени на попытки связаться с ней голосом.

Абонентское оборудование ТСС является оборудованием профессиональных пользователей и предназначено для применения в условиях с повышенными механическими и климатическими требованиями. Часть профессионального абонентского оборудование изготавливается по военным стандартам стран – изготовителей. Ведь пользователями ТСС в прежде всего являются работники военных и правоохранительных органов, аварийных служб, скорой помощи, газовой, нефтедобывающей и других отраслей промышленности, которые наряду с функциональными возможностями оборудования не менее ценят простоту, надёжность и неприхотливость. Мировым лидером в производстве АО являлась Motorola (США), которая и сейчас поставляет значительную часть как абонентских устройств, так и станционного оборудования. Ещё можно отметить следующих производителей: Nokia (Финляндия), Tait (Н.Зеландия), Standard (Япония), Kenwood ( ). Оборудование закрытых стандартов является специализированным, сетевую и абонентскую часть выпускает один производитель. Международные открытые стандарты описывают радиотнтерфейс, абонентская и сетевая часть может изготавливаться различными производителями и однозначно стыковаться. В ряду систем, например Smar Trunk 11, могут применяться радиостанции не транковых стандартов путём установки потребителем (подрядной организацией) специальных логических модулей.

В многозоновых диспетчерских системах применяется то же абонентское оборудование, что и в однозоновых диспетчерских. В этих системах может иметься услуга связи с УАТС. В этом случае мобильная станция должна иметь DTMF – клавиатуру.

Конструктивные особенности АО профессиональной связи.

Определяющими при строительстве системы и выборе оборудования как базового, так и абонентского являются три основных фактора:

1. Простота технической реализации. Возможность наиболее простой технической реализации системы связи исходя из заданных параметров и технических требований.

2. Затраты и качество. Необходимость выбора между финансовыми затратами и качеством и надёжностью. Чем выше требования к качеству связи и надёжности оборудования, тем выше стоимость строительства сети.

3. Возможность модернизации. Если существует в дальнейшем необходимость расширения сети и введения дополнительных видов обслуживания, сеть необходимо создавать с учётом сохранения возможности модернизации.

Радиостанции могут изготавливаться в профессиональном или коммерческом исполнении. Все профессиональные р/с должны иметь эксплуатационные характеристики, обеспечивающие работу в жёстких климатических и механических условиях эксплуатации (до t=+/- 60◦С, влагоустойчивость 95-98%, удары, вибрация). В связи с чем, оно изготавливается по военным или другим стандартам, предусматривающим соответствие повышенным требованиям к условиям эксплуатации. Импортное оборудование соответствует стандартам MIL 810 CTD. Коммерческое оборудование не предусмотрено для работы в жёстких условиях.

Безусловно, всё оборудование должно быть сертифицированным и должны быть оформлены все необходимые разрешительные документы на приобретение и применение.

Мировым лидером в производстве АО являлась Motorola (США), которая и сейчас поставляет значительную часть абонентских устройств, станционного оборудования, микропроцессоров и микросборок, хотя последнее время предпочитает производство размещать в Юго-Восточной Азии. За последнее десятилетие активизировались Японские производители Standard, Kenwood, Alinco, Yaesu –Vertex (Япония-США). Ещё можно отметить следующих разработчиков и производителей: Nokia (Финляндия), Tait (Н.Зеландия), Uniden (США), и др.

Т.к. для ввоза в Россию средств связи требуется специальное разрешение, оборудование закупается у организаций, такое разрешение имеющих. Перечень и адреса основных поставщиков в России:

1. (РКК) www.RKK.ru

2. (Компас-Р) www.compasr.ru

3. (Социнтех) www.soctelecom.ru

4. (Электроника дизайн) www.eldiz.ru

5. (Информационная индустрия) www.informind.ru.

6. (Сага) www.saga.ru

7. (Хелпер) www.helper.ru

Все модели АО имеют:

• синтезаторы частот;

• ЖКИ дисплей с подсветкой;

• прочную, лёгкую и компактную конструкцию;

• сканирование каналов;

• гибкую антенну;

• надёжный аккумулятор повышенной ёмкости;

• разъёмы для программирования, ввода ключей шифрования, подключения к периферийным устройствам передачи данных;

• встроенное меню (функции настройки);

• ручку регулировки громкости (не так, как у сотового телефона – через программу) и шумоподавления;

• количество каналов -2, 4, 8, 16, 24, 32 и больше;

• блокировку всех функций одной кнопкой;

• аварийный вызов 1-й кнопкой;

• наличие функции приоритетного канала;

• возможность прямой передачи или через базовую станцию.

Дополнительные параметры и функции:

• подключение внешнего громкоговорителя, гарнитуры,

• подключение внешней антенны,

• «ARTS» - система, которая «пожимает руку» другой радиостанции, оборудованной такой же системой, в подтверждение того, что обе станции находятся в пределах досягаемости (при поисково-спасательных работах).

• автонабор номера.

В профессиональном оборудовании установка параметров через программатор. Программатор и пакет программного обеспечения в комплект поставки не входят и заказываются отдельно.