Транкинговые системы
Следующим шагом в развитии систем подвижной связи является создание систем, в которых радиочастотный ресурс доступен для всех пользователей сети. При этом число необходимых каналов связи в зависимости от интенсивности связи и необходимой вероятности доступа к связи определяется на основании соотношения Эрланга:
где n –количество сеансов связи в час; T - среднее время сеанса в сек. Если в среднем n=100, T = 10 сек, то А=0,28 Эрл.
Расчет необходимого числа каналов осуществляется по таблицам или графикам, связывающим нагрузку (интенсивность связи) с числом каналов и с вероятностью предоставления связи.
В том случае, когда число каналов в системе более одного и обеспечена возможность автоматического подключения к свободному каналу из определенного количества, выделенных для данной системы, мы получаем существенное повышение эффективности использования радиочастотного ресурса.
Системы с такими возможностями называют транкинговыми системами. Термин "транкинговая" связь происходит от английского слова trunk (ствол; веник) и отражает то обстоятельство, что "ствол связи" содержит несколько каналов, а жесткое закрепление каналов за абонентами отсутствует. В литературе можно найти различные определения транкинговых систем связи (ТСС), общим для которых является именно предоставление абоненту одного из свободных каналов.
Сфера применения транкинговых систем в основном определяется интересами корпоративных и ведомственных служб, таких, как коммерческие структуры, служба скорой помощи, пожарная служба, полиция, служба безопасности и др., и, таким образом, они представляют собой системы оперативной связи с ограниченным числом абонентов для служб с замкнутой структурой. Учитывая область применения транкинговых систем, их часто называют профессиональными системами подвижной радиосвязи, либо частными системами подвижной радиосвязи.
В настоящее время в нашей стране широкое распространение получили три типа систем транкинговой связи: система Smar Trunk П, система MPT-1327 (LTR) и система Super Trunk. Рассмотрим более детально принципы построения этих систем, позволяющие определить их основные различия. Структурные схемы этих систем приведены на рис. 4-6.
Рис. 4 Иллюстрация принципа построения ТСС Smart Trunk П: А1-АN абоненты; ЗК – зоновый коммутаторнтроллер; ТСОП – телефонная сеть общего пользования
Рис. 5 Иллюстрация принципа построения ТСС МРТ 1327: А1-АN абоненты; ЗК – зоновый контроллер; ЦК – центральный контроллер-коммутатор; ТСОП – телефонная сеть общего пользования
Рис. 6 Иллюстрация принципа построения ТСС Super Trunk: А1-АN абоненты; ПР – приемник; ПЕР – передатчик; ЦК – центральный контроллер-коммутатор; ТСОП – телефонная сеть общего пользования
Система Smar Trunk П (рис.4) организована так, что каждая зона имеет свой выход к телефонной станцией общего пользования – ТСОП. Этим обеспечена возможность связи с телефонной сетью общего пользования каждого абонента транкинговой системы. Когда же абонент ТСОП выходит на связь с пользователем сети Smar Trunk П необходимо методом перебора отыскивать абонента, перебирая все телефонные номера, числящиеся за Smar Trunk П.
Таким образом, в системе Smar Trunk П задачи выбора свободного входа в систему и поиска абонента при наличии нескольких зон обслуживания полностью должны обеспечиваться самим абонентом.
Средства коммутации в таких системах сосредоточены в зональных коммутаторах. Число абонентов в зоне обслуживания не превышает 100-200. При таком числе абонентов проблем с коммутацией не возникает.
Система МРТ 1327 (рис.5) содержит центральный контроллер, обеспечивающий сбор и хранение информации о перемещении абонента станции. Поэтому из ТСОП абоненты сети попадают в нужную зону без проблемы поиска абонента песредством перебора зон. В качестве недостатка такой системы следует отметить следующий - высокая стоимость оборудования как базовой (центральный контроллер-коммутатор), так и зоновой станций.
Средства коммутации такой системы аналогичны системе Smart Trunk П.
Система Super Trunk (рис.6) состоит из базового передатчика, коммутационного центра и нескольких приемных пунктов, соединенных с коммутационным центром линиями связи. В системе используют передатчик, установленный в одном месте и общий на всю систему. Передатчик установлен обычно на высоком месте (высокое здание, ТВ антенна и т.д.). Для увеличения дальности устойчивой связи территорию разбивают на соты, диаметром 5-7 км каждая. В каждой соте устанавливают приемный пункт, который соединен с центральным контроллером линией связи. Передатчик, также как и приемники соединен с центральным контроллером линией связи. Аппаратура пользователя автоматически выбирает тот приемный пункт, в зоне которого пользователь находится. Перестройка на приемные пункты осуществляется автоматически. Нет проблем и со связью с абонентами ТСОП.
Средства коммутации такой системы сосредоточены в центральном коммутаторе, емкость которого относительно невелика (100-200 соединительных линий).
Коммутатор в однозоновой ТСС обслуживает весь ее трафик, включая соединение абонентов с ТСОП и все вызовы, связанные с ПД.
Одной из основных проблем при регистрации и использовании транкинговых систем в России является проблема их сопряжения с ТСОП. При исходящих вызовах транкинговых абонентов в телефонную сеть сложность заключается в том, что некоторые транкинговые системы не могут набирать номер в декадном режиме по абонентским линиям в электромеханических АТС. Таким образом, необходимо использовать дополнительное устройство преобразования тонального набора в декадный.
Входящая связь от абонентов ТСОП к радиоабонентам оказывается также проблематичной по ряду причин. Большинство транкинговых сетей сопрягаются с телефонной сетью по двухпроводным абонентским линиям или линиям типа Е&М. В этом случае после набора номера ТфОП требуется донабор номера радиоабонента. Однако после полного набора номера абонентской линии и замыкания шлейфа управляющим устройством транкинговой системы телефонное соединение считается установленным, и дальнейший набор номера в импульсном режиме затруднен, а в некоторых случаях невозможен. Применяемый в системе SmarTrank 2 детектор «щелчков» не гарантирует правильности импульсного донабора, так как качество приходящих из абонентской линии «импульсов-щелчков» зависит от ее электрических характеристик, длины и т.д.
Для выхода из сложившейся ситуации был разработан телефонный интерфейс для сопряжения транкинговых систем связи разных типов с ТСОП. Такой интерфейс позволяет сопрягать транкинговые системы связи и ТСОП по цифровым каналам (2,048 Мбит с), трехпроводными соединительным линиям с декадным набором номера, а также по четырехпроводным каналам с системами сигнализации различных типов при сопряжении с ведомственными телефонными сетями.
Соединение с ТСОП является традиционным для ТСС, но в последнее время все более возрастает число приложений, предполагающих передачу данных, в связи с чем наличие интерфейса к сети с коммутацией пакетов также становится обязательным.
Таким образом, ЦК транкинговой сети связи является коммутатором, аналогичным коммутатору ТСОП. В том случае, когда по каналам транкинговых систем связи передают пакеты данных, возникает необходимость в коммутационных средствах, соответствующих применяемым протоколам, например АХ-25, Frame Relay или ATM.