Транковая зв'язок

1. Що таке Транковая радіосистема?
2. Області застосування систем транковой радіозв'язку.
3. Види транковой радіозв'язку.
4. Порівняння методів транкинга.
5. Структурна схема базової станції для системи транковой радіозв'язку.
6. Огляд моделей радіотелефонів.
7. Nokia H85.
8. Nokia R40.
9. Nokia R72.
10. Висновок.
11. Посилання.
12. Глосарій.

У сучасному діловому світі все більше уваги приділяється засобам мобільного зв'язку: пейджерам, апаратів стільникового і супутникового зв'язку, персональних комунікаторів і тому подібних пристроїв. Справді, для того щоб бути конкурентоспроможними, сучасним компаніям потрібно постійно підтримувати зв'язок зі своїми клієнтами, і, що не менш важливо, між співробітниками своєї організації. Останнім часом деякі оператори мобільного зв'язку пропонують так звані "корпоративні" тарифи (наприклад, корпоративна програма МТС ), Які як раз призначені для створення "віртуальної телефонної мережі" для співробітників компанії. Однак подібні програми - це не найдешевше рішення проблеми комунікації, але, на щастя, не єдино можлива.

Отже, що ж ховається за терміном "Транковая система"? Як ні парадоксально, але ми користуємося нею кожен день, навіть не замислюючись про це. Саме на принципі транкинга заснована дія сучасних АТС. Давайте простежимо, що ж відбувається, коли ви намагаєтеся зателефонувати з домашнього телефону, припустимо, своєму другові. Ви знімаєте трубку, чекаєте сигналу "лінія вільна", потім набираєте номер і чекаєте відповіді. Всі інші дії виконує АТС: вона вибирає один з вільних каналів зв'язку і комутує (пов'язує) ваш телефонний апарат з телефонним апаратом одного. Після закінчення розмови лінія, яка була використана, звільняється і стає доступною для використання вже іншими людьми. Як ви здогадуєтеся, число ліній зв'язку обмежена і свідомо менше необхідного для з'єднання всіх телефонних апаратів в місті. Таким чином, АТС контролює розподіл обмеженого числа ліній між великою кількістю абонентів. Передбачається, що ситуація, коли всі абоненти раптом вирішать одночасно зв'язатися один з одним, не виникне. Отже, необхідно правильно розрахувати мінімально необхідну кількість каналів зв'язку, щоб в процесі роботи не виникали проблеми, пов'язані з їх нестачею. Це питання ефективно вирішується з використанням математичної теорії систем масового обслуговування.

Мал. 1. У транковой телефонії абонент набирає номер, і АТС виділяє вільну лінію, по якій можна вести розмову.

Що таке Транковая радіосистема?

Транкові радіосистеми - це системи рухомого радіозв'язку, які засновані на тих же принципах, що і звичайні телефонні мережі. Іншими словами, в системі транковой радіозв'язку є обмежене число радіоканалів (як правило, від двох до двадцяти), які в міру потреби виділяються центральним контролером для ведення переговорів.

Рис.2. У транкових радіосистеми абонент запитує дозвіл на розмову, а центральний контролер (що складається з декількох репітерів) виділяє канал, по якому можна вести розмову.

У звичайних системах радіозв'язку користувачеві доводиться вручну перенастроюватися на вільний радіоканал, в системах транковой зв'язку цю роботу бере на себе центральний контролер, який сам виділяє двом радіостанціям вільний канал. Таким чином, користувачеві потрібно просто набрати номер абонента, що викликається, решта система зробить сама. Транковой системі можна дати наступне визначення: Автоматичне і динамічний розподіл невеликого числа каналів серед великого числа радіопользователей.

Рис.3. Діаграма завантаження п'ятиканальної транковой системи. Нижній графік показує випадки блокування виклику, коли всі п'ять каналів системи зайняті.

Області застосування систем транковой радіозв'язку.

Тепер, знаючи основні принципи роботи транкових систем, поговоримо трохи про областях їх застосування та переваги використання. Області застосування - великі комерційні та державні організації, наприклад служби автоінспекції, різні ремонтні служби, компанії, що спеціалізуються в галузі промислового альпінізму (обслуговування висотних будівель) і так далі. Систему транковой зв'язку можна розгорнути як у великому місті, так і у віддаленому, малонаселеному пункті, що особливо актуально в умовах нашої країни. Транкові системи ефективно використовують смугу виділених їм частот, забезпечують високий рівень конфіденційності (існують навіть кошти, що дозволяють кодувати мова в процесі її передачі), надійні, надають велику кількість сервісних функцій. Нарешті, чи не найбільшим їх перевагою є те, що організація може сама стати власником системи транковой радіозв'язку, позбавляючи себе від абонентської плати та плати за трафік.

Види транковой радіозв'язку.

Настав час розібратися в видах транковой зв'язку. Різними компаніями та організаціями було розроблено величезну кількість форматів транковой зв'язку, багато з яких несумісні один з одним. У США найбільш популярними форматами є Privacy Plus, розроблений компанією Motorola , Logic Trunked Radio - LTR , Виробник - компанія EF Johnson, а також SmarTrunk II від SmarTrunk Systems , Раніше відома як Selectone. Також треба відзначити проект iDEN компанії Моторола, який пропонує цифровий формат транковой зв'язку. У Європі широкого поширення набув стандарт MPT1327, розроблений в Англії для радіомереж загального користування. Зараз цей стандарт став популярний в Азії, Австралії, країнах Латинської Америки. В даний час в Європі ведуться роботи зі створення нового європейського протоколу цифрових транкових систем - TETRA (Trans European Trunked Radio).

У Росії найбільш відомими протоколами є SmarTrunk II, MPT1327, LTR.

Якщо класифікувати транкові системи по числу абонентів, то можна виділити три групи:

• малі, в яких число абонентів не перевищує 300 осіб. При побудові таких систем використовується протокол SmarTrunk II;
• середні, число абонентів яких не перевищує 3000 чоловік. Найчастіше при створенні таких систем застосовується стандарт LTR;
• великі, з числом абонентів, що перевищує 3000 чоловік. У цьому випадку найчастіше використовується протокол MPT 1327.

MPT1327 і TETRA відносять до класу відкритих протоколів, в той час як LTR, SmartNet і т.п. - до класу закритих, "фірмових", однак і ті й інші працюють за двома основними принципами, які ми і розглянемо в наступній частині статті.

Порівняння методів транкинга.

В даний час існує два методи управління транкових системами. Перший - розподілене управління, другий - управління по виділеному каналу.

Метод виділеного каналу має кілька недоліків в порівнянні з методом розподіленого управління. Один з них полягає в тому, що при використанні виділеного каналу все запити здійснюються з його участю, отже, треба якимось чином уникати колізій при передачі даних. Інший недолік полягає в тому, що система з виділеним каналом повинна обробляти запити послідовно, і в міру збільшення завантаження і зменшення числа доступних каналів число запитів зростає експоненціально, так що мобільні пристрої змушені боротися один з одним за один канал.

Одним з переваг методу розподіленого управління є те, що доступ можна отримати з будь-якого, вільному в даний момент каналу. Репітери визначають вільний канал і передають цю інформацію в потоці даних, який існує спільно з голосовою інформацією. Це означає, що кожен ретрансляція підтримує свій потік даних і обробляє всі запити на своєму каналі. Обробка колізій проводиться мобільними пристроями, що забезпечує паралельну обробку викликів.

Інша перевага методу розподіленого управління полягає в тому, що голосові дані передаються по всіх каналах, тоді як в методі виділеного каналу керуючий канал, як правило, не може бути використаний так само. На малюнку показана швидкість блокування п'ятиканальної системи в порівнянні зі швидкістю блокування чотирьохканального системи (один канал використовується для управління). Видно, що час блокування п'ятиканальної системи значно менше.

Рис.4. Порівняння часу блокування.

Як правило, в транкових системах час простою (час між двома сусідніми передачами) не використовується при переговорах. Канал утримується тільки на час передачі, а час між передачами може бути використане іншими людьми, які здійснюють виклики. І тільки при веденні телефонних переговорів канал утримується постійно.

Деякі транкові системи використовують час простою в переговорах в періоди високого завантаження. Це дозволяє абоненту практично завжди відповісти на виклик без побоювання бути заблокованим. Очевидний недолік такого підходу - збільшення сумарного часу передачі і, отже, збільшення ймовірності блокувань і часу очікування інших абонентів.

Пріоритет доступу - це параметр, що визначає, хто першим отримає доступ до зайнятої системі. Більшістю систем з виділеним каналом керування використовується метод, що дозволяє всім мобільних пристроїв намагатися отримати доступ, але відмовляє в наданні каналу апаратів, що мають більш низький рівень пріоритету. У системах з розподіленим управлінням пріоритети всіх мобільних пристроїв однакові, і ні один з пристроїв не може отримати доступ до системи, поки канал зайнятий. Коли канал звільняється, доступ до нього отримує той апарат, який першим спробує зайняти лінію.

Мобільні пристрої, що застосовуються в системах транковой зв'язку, повинні бути запрограмовані для роботи на певній частоті (як правило, 800 або 900 МГц); багато функцій (наприклад, вибір каналу, перевірка каналу перед передачею) виконуються автоматично.

З кожним репитером може бути пов'язано до 250 ID кодів. ID код і номер домашнього репитера утворюють адресу мобільного пристрою в мережі. Таким чином, в системі, що містить 20 репитеров, максимальне число абонентів становить 5000. ID код може бути призначений або одному мобільному пристрою, або відразу декільком.

Структурна схема базової станції для системи транковой радіозв'язку.

На рисунку 5 наведена структурна схема базової станції в разі використання одного каналу.

Репитер складається з ретранслятора, призначеного для прийому сигналів абонентських радіостанцій, його посилення і передачі, і контролера транкового каналу, який виконує керуючі функції.

Двобічний фільтр - пристрій, що дозволяє використовувати одну антену для прийому і передачі. В принципі, ніщо не заважає використовувати для прийому і передачі дві різні антени, але в цьому випадку може виникнути ситуація, коли в деяких місцях буде можливий прийом, але неможлива передача або навпаки. Крім того, що випромінюється передавачем потужність впливає на приймач, тому при наявності двох антен їх потрібно встановлювати на достатній відстані один від одного.

Джерело живлення призначене для репитера. Як правило, він допускає можливість переходу на акумуляторну батарею при відключенні харчування.

Розглянута схема є досить простою і ефективною, однак в реальних умовах одного транкового каналу виявляється недостатньо. Тому застосовують системи, що містять два і більше каналів. На малюнку показана схема системи, що містить чотири незалежні канали. Як видно, основна відмінність від попереднього варіанту полягає в антенно-фидерном тракті, де з'являються ще два пристрої: приймальня распредпанель і комбайнер.

Приймальна распредпанель забезпечує однаковий вхідний сигнал для кожного репитера в системі, як якщо б ретрансляція був підключений безпосередньо до антени.

Комбайнер - це пристрій, що дозволяє комбінувати виходи певної кількості передавачів без інтерференції один з одним.

Також окремо винесено джерело безперебійного живлення, який просто зобов'язаний бути присутнім в системі, бо відсутність зв'язку в надзвичайних обставинах може привести до непередбачуваних наслідків.

Розглянуту систему легко розширити, тобто в разі правильного проектування число каналів можна збільшити досить безболісно.

Огляд моделей радіотелефонів.

В даний час обладнання для базових станцій і абонентські пристрої для систем транковой радіозв'язку справляє велике число компаній. З них найбільшою популярністю користуються Motorola , Nokia , Ericsson , SmarTrunk Systems та інші. Для прикладу розглянемо кілька моделей радіотелефонів, вироблених компанією Nokia.

Nokia H85.

Nokia H85 - легкий (вага всього 345 г з акумулятором, вихідна потужність 1 Вт в дуплексному режимі), зручний радіотелефон для використання в системах MPT 1327. Апарат має великий висококонтрастний алфавітно-цифровий дисплей (містить 3 рядки по 10 символів) з індикаторами рівня напруженості поля і заряду батареї. Доступ до численних функцій і налаштувань апарату здійснюється за допомогою меню. H85 підтримує індивідуальні та групові виклики, дзвінки по телефонній мережі загального користування. Пам'ять радіотелефону здатна зберегти до 99 імен і номерів абонентів. Є також одна програмована кнопка, якою можна призначити або найбільш часто набирається номер, або номер аварійного виклику.

Для цього апарату передбачений широкий вибір аксесуарів, в тому числі зарядний пристрій від прикурювача і утримувач на приладову панель. Є два типи зарядних пристроїв: настільний і похідне.

Nokia R40.

Nokia R40 - універсальна напівдуплексна радіостанція для користувачів транкових систем (вага 1,8 кг, вихідна потужність 10 (15) Вт). Радіостанція відповідає специфікаціям стандарту MPT тисяча триста двадцять сім і MPT тисяча триста сорок три, крім того, R40 підтримує інтерфейс передачі даних MAP 27.

Радіостанція може використовуватися як в автомобільному, так і в настільному варіанті. Алфавітно-цифрова консоль CU 43 має 22 клавіші і трьохрядковий ЖК-дисплей на 100 символів і дозволяє виконувати всі можливі типи викликів в радіомережі. Додатково консоль дозволяє приймати і передавати статусні повідомлення і дані. Для управління станцією використовується екранне меню. У пам'яті можна зберігати до 43 імен і номерів абонентів.

Комунікатор CU 45 має вбудований цифровий ЖК дисплей, мікрофон і гучномовець. Управління здійснюється за допомогою чотирьох функціональних клавіш.

Через інтерфейс MAP 27 до радіостанції можуть бути підключені периферійні пристрої, наприклад модем для передачі даних.

Nokia R72.

Nokia R72 - радіотелефон для роботи в мережах MPT 1327/1343 (вага 1,8 кг, вихідна потужність 10 Вт в дуплексному і 15 Вт в напівдуплексному режимі). Радіотелефон крім мовного зв'язку надає можливості передачі і прийому кодованих повідомлень і даних.

Телефон зручно використовувати в автомобілі. При підключенні зарядного дроти до гнізда прикурювача відбувається автоматична зарядка батареї. Телефон має пам'ять на 97 імен і номерів абонентів, а також дозволяє запрограмувати до дев'яти номерів швидкого набору. Крім цього, телефон має цілу низку інших можливостей, серед них передача тональних сигналів для підключення до апаратури телефонної мережі, використання кодового порядкового номера (ESN) і кодів блокування для захисту від несанкціонованого доступу.

Можливо, ви помітили, що R72 виглядає точно так само, як і знаменитий Nokia 720 - мобільний телефон для використання в мережах NMT 450. Та й назви цих двох апаратів показують, що вони мають багато спільного.

Висновок.

Визначивши основне призначення транковой радіозв'язку, розглянувши та порівнявши її стандарти, вивчивши принципи побудови центрального контролера і, нарешті, ознайомившись з деякими моделями радіостанцій, ми отримали загальне уявлення про те, що таке системи транковой радіозв'язку. Необхідно відзначити, що в даний час вони продовжують активно розвиватися, розробляються нові стандарти і обладнання. Число спроектованих і запущених в експлуатацію систем транковой зв'язку зростає з кожним роком. Безумовно, у них є майбутнє.

Для тих, кого розглянута тема зацікавила, я привожу посилання на деякі ресурси в Інтернеті, присвячені питанням транковой зв'язку. В кінці статті також наведено глосарій термінів, що вживаються при описі систем транковой радіозв'язку.

Посилання.

http://members.dingoblue.net.au/~activemedia/trnklinks.htm - Колекція посилань на ресурси, присвячені транкових системам.

http://www.sotovik.ru/analit.htm - Бібліотека на Мобілка, містить дуже велику кількість матеріалів по мобільному зв'язку, в тому числі розділ, присвячений транкових системам.

Глосарій.

Базова станція - група репитеров, підключених до однієї шині даних і розташованих в одному місці.

Домашній ретрансляція - все радіостанції в системе транковой радіозв'язку ма ють один з репитеров, розташованіх на базовій станції, як "домашнього". Радіостанція стежить за цим репитером, щоб приймати дзвінки і отримувати інформацію про те, які репітери вільні.

Дуплекс - режим, в якому можна одночасно говорити і слухати (тобто приймати і передавати).

Контролер (Центральний контролер) - комп'ютер, який забезпечує спільну роботу всіх репитеров. Кожен ретрансляція містить контролер. Між собою вони об'єднуються за допомогою шини даних.

Мобільний пристрій - приймач, встановлений в автомобілі, або переносна радіостанція.

Репитер - пристрій, який приймає і ретранслює радіосигнал. Якщо ви використовуєте п'ятиканальну транкові систему, потрібно п'ять репитеров. Одночасно один ретрансляція може обслуговувати тільки одна розмова.

Симплекс - режим, в якому можлива або передача, або прийом.

Транкінг - Автоматичне і динамічний розподіл невеликого числа каналів серед великого числа користувачів радіостанцій.

Керуючий канал - один з радіоканалів, який використовується для зв'язку з усіма мобільними пристроями і для розсилки службової інформації.