Транковая система радиосвязи на базе протокола mpt1327
ВведениеВ настоящее время в связи с бурным развитием подвижной УКВ - радиосвязи и возрастанием требований к ней при проектировании системы радиосвязи встает ряд задач, которые не решаются в рамках традиционного подхода. К их числу относятся:Рациональное использование частотных ресурсов. В технике телефонной связи давно известен и теоретически обоснован тот факт, что чем больше равнодоступных каналов связи имеется в системе, тем большее количество абонентов может обслужить каждый канал. Например, если 4 частотных канала поделить между четырьмя группами радиостанций, то каждый канал реально сумеет обслужить до 10-12 абонентов. Если же сделать их равнодоступными для всех радиостанций, то они вместе сумеют обслужить с тем же качеством до 100 абонентов, то есть уже по 25 абонентов на канал. С увеличением количества каналов выигрыш становится еще более существенным.Обеспечение достаточного набора сервисных услуг, в число которых, как правило, входит индивидуальный и групповой вызов, а так же возможность работы с городской телефонной сетью.Обеспечение учета использования абонентами эфирного времени.Обеспечение большого радиуса действия, превышающего достижимый радиус действия базовой радиостанции (в зависимости от местности и высоты установки антенны 20-100 километров). При этом желательно, чтобы работа в системе, состоящей из нескольких базовых станций, была бы «прозрачна» для пользователей мобильных радиостанций и вызывающих их абонентов телефонной сети, то есть пользователя не должно интересовать текущее положение вызываемой радиостанции - система должна находить его автоматически. На сегодняшний день в нашей стране широкое распространение находит транковая система SМARTRUNK - II, которая удовлетворяет некоторым из вышеперечисленных требований и позволяет строить небольшие системы радиосвязи. Главным недостатком этой системы является невозможность обеспечить согласованную работу нескольких удаленных друг от друга базовых станций и автоматический поиск абонента за приемлемое время. Кроме того, препятствием для использования SMARTRUNK - II при построении больших систем является ограниченное число поддерживаемых ею каналов (16) и возрастание времени установления соединения пропорционально их количеству. В настоящее время в западной Европе широкое распространение получил стандарт МРТ 1327 на транковые системы, который удовлетворяет всем вышеперечисленным требованиям и обеспечивает построение систем, охватывающих большие территории. Для создания транковой системы радиосвязи на базе этого стандарта может быть использовано оборудование различных фирм: английской фирмы FYLDE MICROSYSTEMS, новозеландской фирмы TAIT, финской NOKIA. В качестве мобильных радиостанций в такой системе могут быть использованы станции типа MOTOROLA GP 1200 и GM1200 (портативная и автомобильная соответственно), обладающие современным внешним видом, высокой надежностью, устойчивостью к механическим и климатическим воздействиям, а так же хорошими электрическими характеристиками. Могут использоваться и радиостанции других типов, поскольку стандарт МРТ 1327 поддерживается многими фирмами.Возможности транковой системы протокола МРТ1327Общие возможности системыВозможна установка до 10 базовых станций (сайтов), объединенных в единую систему, работающую под управлением регионального управляющего процессора. За счет этого достигается значительное расширение зоны действия системы. При этом для пользователя, вызывающего мобильную радиостанцию с другой такой же радиостанции или через городскую телефонную сеть, нет необходимости знать, в зоне действия какой из базовых станций находится вызываемый абонент - система найдет его автоматически. Точно так же и пользователю мобильной станции для того, чтобы воспользоваться услугами системы, нет необходимости вручную выбирать номер сайта (соты). Мобильная радиостанция всегда будет входить в систему через ближайший к ней сайт (соту). К системе возможно подключение как входящих телефонных линий (от городской или местной АТС), так и исходящих (подключаемых к телефонным аппаратам, например, диспетчерским). Максимальное суммарное количество линий связи, подключаемых к цифровому коммутатору (межсайтовых, телефонных входящих и телефонных исходящих) - до 64, с возможностью расширения до 96. Максимальное количество радиоканалов в каждом сайте - 24, включая контрольный. Поддержка до 1048576 мобильных абонентов. Необходимо отметить, что эта цифра отражает предельную емкость запоминающих устройств, в которых хранятся данные об абонентах. Количество абонентов, обслуживание которых реально возможно без перегрузки системы, определяется количеством установленных в системе каналов. Абоненты разбиваются на так называемые парки, внутри каждого из которых имеется своя отдельная нумерация мобильных радиостанций и групп. Емкость парка может быть либо 70 индивидуальных номеров и 10 групп, либо 700 индивидуальных номеров и 100 групп. Таким образом, вызовы внутри парка производятся путем набора минимального количества цифр - двух или трех, в зависимости от емкости парка. Возможны так же и вызовы абонентов из других парков, если они разрешены при программировании радиостанции. При этом в начале набирается номер парка, а затем номер радиостанции в парке.Возможности, предоставляемые абонентуБыстрое вхождение в сеть. В системах на базе стандарта МРТ 1327 полностью исключены операции сканирования как в дежурном режиме (с целью приема возможных вызовов) так и при инициирования вызова самой станцией. За счет этого время установления связи не превышает 0.4 с, если вызываемый абонент находится в зоне действия той же базовой станции, что и вызывающий, и 1.0 с при межсайтовых вызовах.Индивидуальный вызов мобильной радиостанцииможет осуществляться как с другой мобильной радиостанции, так и из телефонной сети путем звонка по любому телефонному номеру системы и последующего тонального донабора номера вызываемой радиостанции, а так же с диспетчерского телефона, подключенного к цифровому коммутатору системы. Вызов автоматически адресуется в сайт, в зоне действия которого находится вызываемая радиостанция. Возможность вызова конкретного абонента из телефонной сети может быть заблокирована оператором системы. Может быть заблокирована и возможность вызова с данной радиостанции абонентов, находящихся в других сайтах. Возможность экстренного вызова заранее запрограммированного абонента. Такой вызов производится путем нажатия одной кнопки на радиостанции и пользуется максимальным приоритетом - при отсутствии свободного канала в системе производится принудительное прерывание связи для размещения экстренного соединения.Возможность вызова группыПри этом происходит подключение всех абонентов, входящих в вызываемую группу и находящихся в радиусе действия сайта, в котором находится вызываемая радиостанция. Отбой группового вызова может быть осуществлен только пользователем, вызвавшим группу станции.Циркулярное сообщение Аналогично вызову группы, с той разницей, что вызываемые радиостанции не имеют возможности включаться на передачу и могут только прослушать сообщение вызывающего. Мобильная радиостанция может быть членом до 10 различных групп.Вызов абонента городской телефонной сетиЭта возможность может быть заблокирована оператором системы для каждого конкретного абонента. Вызов одного из диспетчерских телефонов, подключаемых к системе Передача статусных цифровых сообщенийСтатусное цифровое сообщение передается через контрольный канал без использования отдельного трафикового радиоканала, что обеспечивает быстрое его прохождение даже в «часы пик», когда система перегружена. Статусное цифровое сообщение представляет собой число от 0 до 15, при приеме которого мобильная радиостанция выдает на индикатор заранее запрограммированное сообщение под этим номером (типа «GO HOME», «JOB EXECUTED», «ALARM» и т. д.) и звуковой сигнал. Передача коротких цифровых сообщенийКороткое цифровое сообщение так же передается через контрольный канал и может иметь длину до 704 бит. Источником и получателем такого сообщения является дополнительное оборудование (например, компьютеры), подключенное к мобильным радиостанциям. Передача длинных цифровых сообщенийПередача осуществляется с занятием трафикового канала и длина передаваемого сообщения при этом ограничивается только установленным для данного абонента максимальным временем соединения. Формат таких сообщений - произвольный и определяется оборудованием, подключенным к мобильным радиостанциям.Возможность переадресации пользователем мобильной радиостанции входящих вызовов на другого абонента. С момента установки переадресации и до ее отмены пользователем (либо до истечения программируемого в системе максимального времени переадресации) все вызовы, адресованные ему, будут поступать на заданного абонента.Возможность постановки вызовов на очередьЕсли в системе в момент приема запроса мобильной станции нет свободных радиоканалов, то запрос ставится в очередь и об этом извещается пользователь запрашивающей станции. Как только придет его очередь, запрашиваемое соединение будет автоматически установлено.Определение, индикация и запоминание мобильной радиостанцией номеров радиостанций вызывающих абонентовДанная возможность не распространяется на вызовы с диспетчерских телефонов и из телефонной сети.Записная книжка на 40 абонентов с алфавитно-цифровыми идентификаторами.Записывается во время программирования станции и не может изменятся пользователем. Для вызова абонента из записной книжки достаточно повернуть валкодер радиостанции до появления на индикаторе требуемого идентификатора, после чего просто нажать на кнопку «ВЫЗОВ». В записной книжке может быть запрограммирован вызов любого из вышеперечисленных типов. Возможно использование носимых радиостанций без цифровой клавиатуры, которые имеют возможность вызова только абонентов, запрограммированных в записную книжку (а так же экстренного и группового вызова).Дополнительные возможностиВ процессе работы системы автоматически производится оптимальное перераспределение ее ресурсов (внутрисайтовых и межсайтовых каналов) между использующими их мобильными радиостанциями, что обеспечивает обслуживание максимального количества абонентов. Автоматическое переключение контрольного канала в режим обслуживания трафика при переполнении очереди запросов. Длина очереди, при достижении которой происходит такое переключение, программируется. При этом дальнейшие запросы от мобильных станций перестают приниматься. Обратное переключение происходит при уменьшении длины очереди ниже порогового значения. Динамическое изменение предельной длительности связи. Максимальная длительность связи динамически изменяется в зависимости от категории пользователя, времени суток и дня недели, а так же от количества запросов, стоящих в очереди. Все параметры, связанные с этой функцией, программируются. Возможно использование одних и тех же радиочастот несколькими сайтами, даже если зоны их действия перекрываются. В последнем случае доступ к таким радиоканалам разделен во времени: когда частота используется одним сайтом, доступ к ней со стороны других перекрывающихся с ним сайтов закрыт.Эксплуатация системыВсе операции по подключению и отключению абонентов, изменению их прав доступа, модификации оперативно изменяемых параметров системы, съему учетной информации, контролю работы системы производятся через системный терминал, который может быть подключен к системе как непосредственно, так и через внешний модем. В качестве системного терминала используется любой компьютер, совместимый с IBM PC/AT - 386. Для работы с системой используется специализированная программа, которая обладает высокоразвитым пользовательским интерфейсом (встроенные средства управления базой данных об абонентах и т. д.). Учетная информация может выводится на печать как в форме учетных списков, так и в форме счетов для рассылки абонентам. Доступ к системе через программу ограничен системой паролей, предоставляющих различные права - от максимальных (любые возможности модификации параметров системы) до минимальных (только просмотр состояния и съем учетных списков). Система обладает высокой устойчивостью к отказам и сбоям оборудования. Каждое нижестоящее в иерархии системы устройство способно продолжать работу при отказе вышестоящего, разумеется, с потерей некоторых функций. Кроме того, при отказе контрольного канала его обязанности берет на себя один из трафиковых каналов того же сайта. Такое переключение производится либо дистанционно (с системного терминала), либо автоматически . Все жизненно важные для работы системы параметры устройства, что гарантирует их сохранность при сбоях оборудования. Система строится из компактных легко заменяемых блоков, что упрощает ее ремонт и обслуживание.Структура системыСтруктурная схема танковой системы, реализующей протоколы МРТ1327, построена следующим образом. Система состоит из набора до 10 базовых станций (сайтов), радиально подключенных по линиям связи (телефонным, радио или радиорелейным) к центральному узлу. Центральный узел включает в себя региональный управляющий процессор (RCP) и управляемый им цифровой коммутатор (РСМ SWITCH). Региональный управляющий процессор обеспечивает согласованную работу всех сайтов и цифрового коммутатора. Все вызовы, нуждающиеся в использовании межсайтовой связи (входящие и исходящие телефонные, вызовы мобильных абонентов, находящихся в других сайтах), обслуживаются под управлением RCP. Кроме того, через RCP осуществляется управление системой с системного терминала и съем учетной информации с сайтов. Региональный управляющий процессор соединяется с системным терминалом, цифровым коммутатором и интерфейсами управления сайтами через порты RS-232. Для связи с сайтами при использовании выделенных телефонных и радиолиний необходимы внешние модемы. Цифровой коммутатор предназначен для коммутации всех телефонных и межсайтовых линий связи, имеющихся в системе. Таким образом, через него проходят все соединения между абонентами, находящимися в различных сайтах, а также соединения с абонентами городской телефонной сети и диспетчерскими телефонами. Коммутатор состоит из набора идентичных плат, установленных в общий конструктив, который содержит также общий для всех плат источник питания. Каждая коммутирующая плата обеспечивает подключение 4 двухпроводных или четырехпроводных линий, две из которых могут быть телефонными (входящими или исходящими). Общее количество устанавливаемых плат определяется составом конкретной системы, то есть количеством межсайтовых и телефонных линий в ней. Максимальное количество плат в конструктиве - 16. При необходимости количество конструктивов может быть увеличено до трех. Цифровой коммутатор осуществляет коммутацию по командам RPC, а также обеспечивает работу с телефонными линиями - приме входящих звонков, ответ на них, ввод сигналов тонового донабора номера, формирование подтверждающих сигналов для телефонного абонента и т.д. Связь коммутатора с RPC осуществляется по интерфейсу RS-232. В состав отдельной базовой станции (сайта) входит интерфейс управления сайтом, контроллеры отдельных радиоканалов, приемопередатчики на каждый радиоканал и антенно-фидерные устройства. Сайт может содержать до 24 радиоканалов. Для полной реализации всех преимуществ системы один из них должен быть обязательно выделен в качестве контрольного, то есть использоваться для приема запросов от мобильных радиостанций и передачи для них управляющей информации. Остальные каналы сайта используются непосредственно для осуществления радиосвязи, то есть являются трафиковыми. Для обеспечения максимальной пропускной способности системы она может быть запрограммирована так, что если длина очереди запросов на соединение превышает некоторое пороговое значение, контрольный канал также переводится в режим обслуживания трафика. Интерфейс управления сайтом (SCI) служит для обеспечения согласованной работы вех радиоканалов, входящих в сайт, хранения данных о разрешенных абонентах, а также для ведения, хранения и выдачи учетных списков. Интерфейс управления сайтом работает под управлением RCP. Устройство способно работать также и при отсутствии или неисправности RCP. При этом, разумеется, межсайтовые и телефонные соединения невозможны. Связь между SCI и региональным управляющим процессором осуществляется по последовательному интерфейсу RS-232, например, с использованием модемов и выделенной телефонной линии. Связь с контроллерами радиоканалов производится по последовательной магистрали, объединяющей все цифровые устройства сайта. Контроллер радиоканала обеспечивает прием и передачу управляющих данных по радио через управляемый им приемопередатчик, а так же непосредственно реализацию протоколов МРТ1327. Контроллер радиоканала представляет собой автономное устройство, способное функционировать при отсутствии (отказе) вышестоящих устройств (RCP, SCI). В последнем случае, правда, системой может пользоваться любая радиостанция, поддерживающая протокол МРТ1327. Межсайтовые связи недоступны и учетные списки не ведутся. Контроллер радиоканала способен как контрольный, так и трафиковый канал. Таким образом, контрольный канал может работать в трафиковом режиме, и наоборот. Первый случай имеет место при переполнении очереди запросов. При этом контрольный канал переходит в режим обслуживания трафика и постановка на очередь новых запросов прекращается до освобождения хотя бы одного канала в сайте. После этого мобильные радиостанции, работающие на контрольном канале, переводятся на освободившиеся, и контрольный канал вновь начинает использоваться по назначению. Перевод трафикового канала в режим контрольного происходит при отказе штатного контрольного канала. Для контроля исправности приемопередатчика у контроллера предусмотрены дополнительные входы. Связь контроллера с приемопередатчиком осуществляется через специальные разъемы, на которые выводятся аналоговые управляющие сигналы. Связь контроллеров между собой и с интерфейсом управления сайтом производится по вышеупомянутой последовательной магистрали. Приемопередатчики служат для приема из эфира и передачи в эфир речевых и управляющих сигналов. При обслуживании внутрисайтовых соединений приемопередатчик работает в режиме репитера. При обслуживании межсайтовых и телефонных связей приемопередатчик посылает принятый НЧ-сигнал через линию межсайтовой связи в цифровой коммутатор и получает от туда же передаваемый НЧ-сигнал. Следует отметить, что некоторые приемопередатчики могут не иметь выхода на межсайтовые линии связи. Система будет автоматически перераспределять каналы так, что эти приемопередатчики будут обслуживать только внутрисайтовые соединения. К приемопередатчикам, используемым в системе, предъявляются минимальные требования. Приемопередатчик должен быть дуплексным, обладать достаточными выходной мощностью, обычно более 25 Вт, чувствительностью (порядка 0,2-0,4 микровольта), допускать непрерывную работу на передачу, а также работать как в режиме ретрансляции, так и в режиме связи с 4-проводной выделенной линией и иметь гальваническую развязку от нее. Антенно-фидерные устройства сайта должны обеспечивать излучение и прием высокочастотных радиосигналов, а также разделение передаваемых и принимаемых частот на входах/выходах приемопередатчиков. К ним предъявляются обычные для всех радиосистем требования - максимальная высота установки антенн, минимальные потери мощности передаваемого и принимаемого сигналов в элементах тракта (кабелях, комбайнерах, дуплексных фильтрах), хорошее разделение передающих и приемных частот, достаточная развязка выходов передатчиков друг от друга. Построение этих устройств зависит от количества каналов в сайте. При их небольшом количестве (до 3) оправдано применение отдельных антенн, фидеров и дуплексных фильтров для каждого канала. При большем количестве каналов применяются общие антенна, фидер и дуплексный фильтр, а также комбайнер и разветвит ель, для суммирования передаваемых и разветвления принимаемых сигналов соответственно.Принцип действияСразу после включения мобильная радиостанция немедленно начинает поиск наиболее хорошо слышимого в месте ее расположения сайта, точнее его контрольного канала. Затем станция регистрируется в выбранном ею сайте. С этого момента системе становится известно, что станция с данным номером включена и находится в зоне радиовидимости данного сайта, и все вызовы, адресованные ей, будут направляться в данный сайт. Находясь в дежурном режиме, радиостанция постоянно прослушивает контрольный канал сайта, в котором она зарегистрирована. При этом, во-первых, производится проверка всех вызовов (не адресованы ли они именно ей), а во-вторых, непрерывно проверяется качество приема. В случае его ухудшения ниже определенного порога радиостанция повторяет процедуру поиска наиболее хорошо слышимого сайта и регистрации в нем. При необходимости запроса к системе радиостанция передает его в контрольный канал того сайта, в котором она зарегистрирована. Если вызываемый абонент находится в нем же, сайт самостоятельно устанавливает соединение. В случае отсутствия вызываемого абонента в зоне радиовидимости сайта или если запрашивается связь через телефонную сеть, запрос на соединение передается в региональный управляющий процессор и соединение устанавливается через цифровой коммутатор. Если вызов адресован мобильному абоненту, то в соединении также принимает участие сайт, в котором зарегистрирован вызываемый абонент. После того, как соединение установлено, сайт (или оба сайта) - вызываемый и вызывающий) отводит для него свободный трафиковый радиоканал и дает команду мобильной радиостанции перейти на него. С этого момента начинается разговор между абонентами. Он продолжается до окончания соединения, которое может быть прервано либо при нажатии одним из абонентов кнопки «отбой», либо по инициативе системы (в случае истечения предельного времени разговора или длительного отсутствия прием сигналов от радиостанции). После этого радиостанции возвращаются в дежурный режим, а занимавшийся ими трафиковый канал освобождается.Данный протокол позволяет достигнуть высокого уровня сервиса при более низких, по сравнению с сотовой связью, затратах.
|
|
|
ЧТО ТАКОЕ СТАНДАРТ ТРАНКИНГОВОЙ РАДИОСВЯЗИ TETRA | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Из истории создания стандарта TETRA TETRA (TErrestrial Trunked RAdio - "наземное транкинговое радио") - открытый стандарт цифровой транкинговой радиосвязи, разработанный в 1994 году европейским институтом телекоммуникационных стандартов ETSI (European Telecommunications Standards Institute) для замены морально устаревшего аналогового стандарта MPT-1327. TETRA - стандарт для всех
Стандарт TETRA ориентирован на создание более эффективных систем, которые обеспечивали бы гибкую связь между различными группами пользователей и делали её максимально защищённой от постороннего доступа. Поэтому основными пользователями систем стандарта TETRA являются следующие службы и организации:
Возможности стандарта TETRA Радиоинтерфейс стандарта TETRA предполагает работу в стандартной сетке частот с шагом 25 кГц и минимальным дуплексным разносом частот 10 МГц. В стандарте TETRA используются диапазоны частот от 150 до 900 МГц. В России и других европейских странах за военными службами и службами безопасности закреплены диапазоны частот 380-385/390-395 МГц, а за коммерческими организациями - 410-430/450-470 МГц. В США и странах Азии (в частности в Китае) применяется диапазон частот 806-870 МГц. В стандарте TETRA используется метод уплотнения каналов на основе TDMA (многостанционного доступа с временным разделением каналов). На одной несущей частоте в полосе 25 кГц организуется 4 независимых канала. В радиоканале используется относительная фазовая модуляция типа pi /4-DQPSK. Скорость модуляции составляет 36 кбит/с. Пропускная способность одного канала составляет 7,2 кбит/с. Стандарт позволяет задействовать для передачи данных до 4-х каналов при этом скорость составит 28,8 кбит/с. Один из четырех каналов используется в качестве канала управления, оставшиеся три для передачи трафика. Операции по сжатию/восстановлению речи и помехозащищенному кодированию выполняет кодек ACELP (кодирование с линейным предсказанием на основе алгебраического кода). В стандарте TETRA возможны два режима работы абонентского оборудования:
Режим транкинговой радиосвязи (TMO). Режим ТМО возможен, когда абонент находится в зоне действия базовой станции. Режим TMO может предоставлять абоненту все возможности TETRA и решать следующие задачи: одновременной передачи голоса и данных (Voice+Data), а также пакетной передачи данных (PDO). Режим прямой передачи (DMO). Режим DMO предназначен для группового взаимодействия между абонентами за пределами зоны действия базовых станций TETRA. Связь между абонентами осуществляется в полудуплексном режиме, но при этом сохраняется возможность осуществлять индивидуальный или групповой вызов. В стандарте TETRA также широко реализуется набор различных типов вызовов и услуг, таких как:
Безопасность связи в стандарте TETRA Стандарт TETRA содержит сетевые сервисы безопасности в целях ограничения доступа абонентов к ресурсам системы и обеспечения конфиденциальности связи. Основу системы безопасности TETRA составляют процедуры аутентификации, которая противодействует попыткам несанкционированного доступа радиостанций в сеть, и шифрования от прослушивания переговоров и перехвата данных. Стандарт предусматривает два способа шифрования информации, либо на уровне радиоканала между базовой и абонентской станциями, либо на всех маршрутах ее передачи, т.е. сквозной. Шифрование голоса и данных по радиоинтерфейсу осуществляется алгоритмами TEA1-TEA4, разработанными ETSI. Режим сквозного шифрования информации подразумевает наличие у абонента средств засекречивания информации, например скремблера речи. В этом случае поток данных передается через инфраструктуру сети в зашифрованном виде и подвергается операции восстановления только на приемной стороне. Сопровождающая трафик информация не подвергается шифрованию. Алгоритмы сквозного шифрования разрабатываются самими пользователями. Преимущества стандарта TETRA Транкинговый стандарт TETRA предлагает пользователям больше возможностей по сравнению с системами предыдущих поколений (MPT 1327, GSM, APCO-25 и др.), прежде всего более рациональное использование радиочастотных ресурсов, высокоскоростную передачу данных, конфиденциальность служебной информации, расширенную зону обслуживания и множество других функциональных преимуществ. TETRA - открытый стандарт, что привлекает большое количество производителей оборудования и обеспечивает адекватный уровень цен на рынке. Фактически, это единственный международный стандарт, реально имеющий статус открытого и поддержанный многими государственными, коммерческими структурами, операторами связи и производителями. Способность интегрироваться практически со всеми современными сетями передачи голоса и данных, а также с оборудованием TETRA различных производителей, делает этот стандарт идеальной платформой для разработки новых систем передачи данных. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Системы транкинговой радиосвязи
|
|
|
Общие принципы транкинговых систем Основным принципом, лежащим в системах подвижной связи, относимых к транкинговым, является динамическое распределение каналов радиосвязи. Иными словами, предоставление меньшего количества каналов связи большему количеству абонентов. Подразумевается также, что существует некоторый (небольшой) процент вызовов, которым будет отказано в обслуживании в связи с занятостью всех каналов. Разработка транкинговых систем связи обуславливалaсь в первую очередь необходимостью максимально эффективного использования частотного ресурса. Кроме того, транкинговые системы предоставляют гораздо более высокий уровень сервиса пользователя нежели конвенциональные (диспетчерские) системы. Для взаимодействия абонентского и базового оборудования в транкинговых системах используется некоторая сигнализация (протокол), использование которой обусловлено необходимостью транкинга радиоканалов с коммутационным оборудованием и передачи управляющей информации от базового оборудования к абонентскому и наоборот. Существует три основных типа транкинговых систем: системы без канала управления, системы с распределенным каналом управления и системы с выделенным каналом управления. Рассмотрим каждую из них более подробно. Системы без канала управления SmarTrunk II Классическим примером системы без канала управления является SmarTrunk II, получившая широкое распространение на территории Российской Федерации благодаря большому выбору абонентского оборудования и ее низкой стоимости. В SmarTrunk II какой либо канал управления отсутствует, управляющая информация передается в голосовом канале. Абонентская станция должна сама обнаружить свободный канал и затем послать запрос на соединение. Вызов базовой станции абонентское оборудование обнаруживает путем постоянного сканирования всех каналов. Пользовательский сервис по сравнению с другими транкинговыми системами выглядит скудно. SmarTrunk II предоставляет возможность вызова отдельных абонентов системы и работу в группе (режим ретранслятора), выход в ТфОП. Время соединения может достигать нескольких секунд и зависит в первую очередь от загрузки системы. Физически абонентское оборудование SmarTrunk II представляет собой чаще всего обычные VHF/UHF конвенциональные радиостанции со встроенным логическим модулем. Большинство выпускаемых профессиональных радиостанций имеют возможность подключения логического модуля. Базовое оборудование состоит из комплекта ретрансляторов, антенно-фидерных устройств и непосредственно самого контроллера SmarTrunk II (ST-853). Контроллер поддерживает до 4096 абонентских устройств, содержит общую шину данных, с помощью которой объединяются несколько контроллеров (до 16), последовательный порт, через который осуществляется программирование контроллера и съем информации. Кроме того, общая шина позволяет программировать все контроллеры одновременно. SmarTrunk II является однозоновой системой (хотя существуют способы объединения нескольких контроллеров по радиоканалу, но они скорей являются некоторой формой извращения), что накладывает множество ограничений. Системы с распределенным каналом управления LTR (Logic Trunked Radio) В LTR обмен управляющей информацией между абонентским и базовым оборудованием происходит непосредственно в голосовом канале причем во время сеанса связи. Таким образом, каждый канал системы является управляющим для той группы радиостанций, которые постоянно находятся в режиме приема на этом канале (распределение по группам). Абонентская радиостанция постоянно получает информацию о свободных каналах от системы. Для передачи управляющей информации используется частотный спектр, лежащий ниже 300Hz, и потому фильтруемый низкочастотными трактами как приемника абонентской станции так и контроллером, не ухудшающий качества голоса. В контексте LTR, для абонентских устройств существуют такие понятия как «система» и «группа». При установлении соединения пользователь должен указать систему и группу (в отличие от например SmarTrunk II, где нужно указать идентификатор вызываемого пользователя). Отличительная особенность LTR - выделение свободного канала только на время передачи, т.е. так называемый принцип транкинга передач (transmission trunking). Эта мера направлена в первую очередь на повышение эффективности использования канального ресурса. Свободные промежутки между паузами во время радиообмена могут быть использованы другими абонентами. Канал не освобождается при полнодуплексном обмене и телефонных вызовах. Время установления соединения составляет от 0,3 до 1 секунды, (в зависимости от загруженности системы) но ни коим образом не зависит от количества каналов. LTR – система многозоновая. Максимально количество каналов в зоне 20, при этом на каждый канал приходится до 250 абонентских идентификаторов. Адресация абонентских устройств организована по приоритетной схеме. Основной адрес образуется из номера home-контроллера и абонентского идентификатора в этом контроллере. Также абонентская радиостанция может иметь несколько идентификаторов, используемых для приема, с различным приоритетом. LTR радиостанции имеют возможность работы и в конвенциональном режиме, например, в случае каких-то аварий или технологических работ. Благодаря различным формам адресации LTR обладает высокой гибкостью и позволяет организовать практически любые конфигурации. Абонентское оборудование LTR систем производится такими компаниями как Vertex, E.F.Johnson, Kenwood, Uniden, и является специализированными радиостанциями. Частотный диапазон, используемый LTR системами 400МГц или 800/900Мгц, что накладывает определенные ограничения в усовиях распределения частот на территории Российской Федерации. В качестве ретрансляторов могут использоваться как специализированные так и модифицированные общего применения (требуется доработка низкочастотного тракта). Системы с выделенным управляющим каналом MPT-1327 В MPT-1327 используется специальный канал для передачи управляющей информации. Этот протокол является открытым, его поддерживает множество производителей оборудования. По всей видимости, благодаря широкому распространению систем связи MPT-1327, можно считать его протоколом де-факто. Как протокол де-юре, был разработан Министерством Почты и Телеграфа в Великобритании. Концепция взаимодействия абонентского оборудования с базовым состоит в следующем: абонентская радиостанция сканирует все доступные каналы, и после обнаружения ближайшего доступного канала управления регистрируется в системе. После этого все взаимодействие между абонентским и базовым оборудованием происходит на этом канале. На управляющем канале передаются вызовы, информация о свободных каналах, короткие сообщения, которые получает абонентская радиостанция. В случае «срыва» связи на управляющем канале, абонентская радиостанция повторно попытается произвести процедуру регистрации. Таким образом предполагается, что радиостанция вышла из одного сайта (зоны), и должна зарегистрироваться в ближайшем доступном. В MPT-1327 канал выделяется на весь сеанс связи, т.е. используется так называемый «транкинг сообщений» (message trunking). Оборудование MPT-1327 предусматривает возможность существования в системе до 1036800 абонентских идентификаторов, 32768 идентификаторов систем и до 1024 каналов управления для одной системы. Также как и в других «больших» транкинговых системах, в качестве абонентского оборудования используются специализированные радиостанции, производимые большим количеством компаний (Motorola, Icom, TAIT, Kenwood и др.). Базовое оборудование представляет собой различные блоки, объединенные между собой соответствующими интерфейсами. Ретранслятор упаравляется контроллером транкинговой системы TSC (Trunking System Controller), в задачи последнего также входят кодирование/декодирование цифровой сигнализации и согласование с линиями соединения коммутационного оборудования. TSC объединяются общей высокоскоростной шиной, подключенной к контроллеру зоны SCI (System Control Interface). Задачи зонального контроллера – учет и управление системой посредством SYSCON (системная консоль), аутентификация абонентских радиостанций, и в случае многозоновых систем, взаимодействие с региональным управляющим процессором RCP (Regional Control Processor). Часто в системе присутствует и интерфейс для выхода в ТфОП. В случае многозоновой системы, контроллеры зоны (SCI) объединяются с RCP посредством выделенных цифровых линий связи. Один RCP может объединить до 10 SCI в единую систему. RCP управляет коммутационным оборудованием ИКМ (PCM Switch) и по запросу любого TSC, подключенного к нему, способен установить межзоновое или телефонное соединение. PCM Switch чаще всего модульный блок, в который устанавливаются четырехпортовые extension-платы. Максимальное количество этих плат 16, а количество блоков до 3-х. Два из четырех портов на extension-плате могут быть использованы для подключения к ТфОП (интерфейсы E&M, абонентские 2-х проводные, 3-х и 4-х проводные). Остальные используются для подключения TSC или связи с ICP. RCP также координирует работу каналов в близлежащих зонах с совмещенными частотами, обеспечивает переадресацию и связь с межрегиональным управляющим процессором ICP (Interregional Control Processor). Последний позволяет объединить до 16 регионов в одну систему. Управление (management) системой осуществляется посредством SYSCON (системной консоли), которая соединяется с RCP. С помощью SYSCON осуществляется сбор данных с TSC, учет эфирного времени, тарификация, сбор различной статистики, диагностика системы и т.д и т.п. Пользовательский сервис MPT-1327 богат, и содержит в себе два типа вызовов – голосовые и цифровые. Обеспечиваются следующие возможности: местный групповой вызов, вещательные вызовы (без необходимости ответа), местные и межзоновые вызовы, выход в ТфОП абонентской радиостанции и наоборот, посылка статусных и коротких сообщений и цифровой обмен данными через голосовой канал. Существует также возможность различных вариантов переадресации, причем инициировать которую может только абонент системы. |
