12.1. Профессиональные системы подвижной радиосвязи
Глобальной стратегией развития подвижной радиосвязи является разработка и внедрение единых международных стандартов и создание на их основе международных и глобальных сетей общего пользования.
В настоящее время доминирующее положение на рынке подвижной радиосвязи занимают:
профессиональные (частные) системы подвижной радиосвязи (Professional Mobile Radio – РМР; Public Access Mobile Radio - PAMR);
системы персонального радиовызова (Paging Systems); системы сотовой подвижной радиосвязи (Cellular Radio Systems);
системы беспроводных телефонов (Cordless Telephony).
Профессиональные (частные) системы подвижной радиосвязи исторически появились первыми. Системы, обеспечивающие взаимодействие с телефонными сетями общего пользования, получили название частных (PAMR), а не обеспечивающие такого взаимодействия – профессиональных (PMR), т.е. обеспечивающих связью замкнутую группу абонентов.
В первых профессиональных системах передатчик и приемник проектировались для работы на определенной фиксированной частоте. Каждый радиоканал был закреплен за сравнительно небольшой группой абонентов (рис. 12.1, а). Если число абонентов превышало возможности одного канала, образовывали другую группу, за которой закрепляли другой радиоканал.
В системе с общедоступным пучком каналов (транкинговые системы) (рис. 12.1, б) всем абонентам сети доступна группа каналов. При поступлении вызова за парой абонентов закрепляется один из свободных в этот момент каналов. После отбоя канал освобождается и может быть предоставлен любой другой паре абонентов. Технически это выполняется:
последовательным поиском радиостанцией свободного канала (например, по специальному маркерному сигналу незанятости), однако такие системы характеризуются значительным временем установления соединения и могут применяться при небольшом количестве каналов (до 5…8);
специально выделенным общим каналом сигнализации, на который настроены все радиостанции сети в режиме дежурного приема; такие системы являются наиболее распространенными. Пропускная способность системы с общедоступным пучком каналов существенно выше пропускной способности системы с закрепленными каналами. Например, единственный канал при вероятности блокировки (т.е. непредоставления канала из-за его занятости) 10% и средней продолжительности разговора 2,5 мин на одного абонента в ЧНН позволит обслужить не более двух-трех абонентов. Двадцать таких каналов, используемых порознь, позволят обслужить около 50 абонентов. При тех же условиях система с общедоступным пучком каналов, использующая те же 20 каналов, сможет обслужить уже 420 абонентов, т.е. ее пропускная способность возрастает более чем в 8 раз.
Сети профессиональной радиосвязи проектируются по аналогии с вещательными сетями: достаточно мощный передатчик работает через высоко подвешенную антенну, охватывая территорию в пределах прямой видимости радиусом до 40…50 км. При этом на площади обслуживания 5…8 тыс. квадратных километров абонентам может быть доступно несколько десятков радиоканалов.
Рис.12.1. Структура профессиональных (частные) системы подвижной радиосвязи
На изложенном транкинговом принципе действия в 60-х годах была создана отечественная система подвижной связи «Алтай», которая в модернизированном виде функционирует и по настоящее время в диапазоне 330 МГц. Хотя общие тенденции развития профессиональных отечественных систем подвижной радиосвязи отвечали современному мировому уровню, однако они разрабатывались в соответствии со стандартами России и не были ориентированы на западные стандарты, где уже наметилась тенденция международной стандартизации и унификации оборудования.
Наиболее распространенным видом транкинговых систем являются системы с выделенным каналом управления, использующие международные стандарты МТР1327, МТР1317, МТР1343 и МТР1347, разработанные первоначально в Великобритании на диапазон частот 174...225 МГц и распространенные позже на другие диапазоны.
Известны также транкинговые системы с совмещенным каналом управления, когда для передачи сигналов управления используется участок информационной полосы звуковых частот, расположенных ниже спектра частот речевого сигнала – в полосе до 150 Гц. Системы этого вида были разработаны фирмой E.F. Johnson (США) и получили обозначение LTR.
Общей тенденцией развития профессиональных систем подвижной радиосвязи является переход от аналоговых корпоративных или национальных стандартов к цифровым международным стандартам с обеспечением конфиденциальности связи и роуминга абонентов. Эти тенденции связаны с внедрением общеевропейского стандарта на транкинговые системы подвижной радиосвязи TETRA, разработанного в рамках ETSI. Системы стандарта TETRA применяются для передачи речевых сообщений в цифровой форме, передачи данных и т.д. Системы TETRA обеспечивают прямую связь абонентов без участия базовых станций. Внедрение систем стандарта TETRA в Европе началось в конце 90-х годов первоначально в интересах служб безопасности, полиции и охраны границ.
Однако эффективность транкинговых систем с радиальной структурой сети оказывается недостаточной для удовлетворения массового спроса на услуги подвижной связи в густонаселенных районах. Так, для Москвы с ее 10-миллионным населением обеспечение только 0,1 % жителей подвижной связью при стандартных условиях качества обслуживания (средняя длительность переговоров 1,5 мин, вероятность блокировки 5%) потребует выделения примерно 250 радиоканалов или при ширине полосы одного канала 25 кГц двух полос частот по 6,25 МГц каждая.
Проблему организации подвижной связи для густонаселенных районов удалось решить путем построения сетей подвижной связи по сотовому принципу.