Транкинговой связи. Календарный план оказания услуг транкинговой радиосвязи и услуг по передаче данных пользователям единой системы оперативной транкинговой радиосвязи (есотр)

Первые системы мобильной радиосвязи появились в США в конце 30-х гг. Это были одноканальные конвенциональные системы, предназначенные, в первую очередь, для радиосвязи в полиции и армии. Во время Второй мировой войны были созданы первые многоканальные системы с "ручным" переключением каналов.

Существенный недостаток конвенциальных систем - их незащищенность от несанкционированного применения частотных ресурсов. Любой сведущий в радиотехнике радиолюбитель способен собрать устройство для настройки на используемые данной системой частоты и стать, таким образом, несанкционированным пользователем. Кроме того, в этих системах непросто отключить абонентов, создающих чрезмерную нагрузку бесконечными неделовыми "беседами". Связь абонентских терминалов с телефонной сетью общего пользования (ТфОП) реализована далеко не во всех конвенциальных системах.

Основная идея транкинговой связи состоит в том, что при поступлении запроса от абонента на установление соединения система автоматически определяет свободные каналы и назначает один из них данной паре или группе абонентов. Частично проблема автоматизации выбора канала была решена в так называемых псевдотранкинговых системах, к которым можно отнести популярные в России SmarTrunk/SmarTrunk II фирмы SmarTrunk System и ArcNet компании Motorola. Их радиостанции не имеют выделенного управляющего канала (control channel) и в поисках свободного сканируют выделенный диапазон частот. Большинство подобных систем (за исключением ArcNet) являются однозонововыми.

В конце 70-х гг. рынок средств радиосвязи пополнился первыми аналоговыми транкинговыми системами с выделенным управляющим каналом. Такие системы реализуют передачу речевой информации по принципу "один канал - одна несущая", частотный разнос каналов обычно составляет 25 или 12,5 кГц. Теоретически, при достаточном количестве частотных каналов, они способны обслуживать десятки тысяч абонентов. Однако реальные значения выделенного частотного ресурса ограничивают число абонентов аналоговой транкинговой сети до 3-5 тыс.

Кроме того, эти системы по-прежнему не решают проблему защиты сети от несанкционированного доступа. Системы на базе аналоговых стандартов обеспечивают связь с ТфОП абонентских терминалов, но такие терминалы весьма дороги (1500-2000 дол.). Существенным недостатком данных систем является также ограниченное число групп пользователей. И хотя реализация функции динамического переконфигурирования групп позволяет обойти это ограничение, овчинка не всегда стоит выделки: сложность оборудования приводит к существенному удорожанию инфраструктуры.

В начале 90-х гг. стали появляться транкинговые системы, использующие цифровые технологии передачи голосового сигнала. Сегодня наибольшую известность получили такие цифровые стандарты, как APCO25, TETRA и PRISM (цифровая версия EDACS). Они позволяют значительно увеличить емкость системы - до нескольких тысяч абонентов. Кроме того, в них практически решена проблема защиты данных и конфиденциальности переговоров, поскольку стать несанкционированным пользователем цифровой системы или прослушать канал невозможно.

Многие современные системы транкинговой связи (рис. 1) - как аналоговые, так и цифровые - способны осуществлять передачу данных по каналу голосовой связи, т. е. выполнять функции беспроводного модема. При этом в аналоговых стандартах скорость передачи данных не превышает 4800 бит/с, а в цифровых достигает более высоких значений - от 9600 бит/с до 28 кбит/с (TETRA). В отличие от аналоговых, цифровые системы транкинговой связи позволяют передавать текстовые сообщения через управляющие каналы (пейджинг). Текст сообщения выводится на дисплей абонентского терминала.

В настоящее время можно выделить три различные сферы применения систем мобильной радиосвязи: государственные (полиция, пожарная охрана, скорая помощь и т. п.); - типа PS (Public Safety); частные, типа PMR (Private Mobile Radio); коммерческие сети общего пользования SMR (Shared Mobile Radio).

Рисунок 1.
Технологии мобильной связи (* технологии на базе TDMA)

Системы первого типа обычно рассчитаны на сравнительно небольшое число абонентов (как правило, не более 500-1000). Для них характерны повышенные требования к обеспечению надежности и конфиденциальности, а также наличие специальных функций, подобных Emergency Call. Стоимость абонентских терминалов систем PS достаточно высока. Из упомянутых ранее сетей к категории Public Safety/PMR относятся SmartNet, EDACS/ PRISM, системы на базе стандарта APCO25, а также сети, основой которых стал разрабатываемый в настоящее время цифровой стандарт TETRA.

Коммерческие системы типа SMR отличает большая емкость (число абонентов может достигать десятков тысяч), возможность предоставления дополнительных информационных услуг, а также умеренная стоимость абонентских терминалов. Среди них есть сети, построенные на базе SmartZone, протоколов MPT1327, LTR/ESAS и системы GeoNet. Отметим, что большинство существующих аналоговых систем SMR имеют ограничения на повторное использование частот и переключение каналов, а также автоматическую идентификацию абонентов при их перемещении из одной зоны в другую и т. п.

В отличие от систем конвенциональной и транкинговой радиосвязи мобильная телефонная сотовая связь предназначена, в первую очередь, для обеспечения персональной мобильной голосовой связи "один на один" в дуплексном режиме. Первое поколение сотовых технологий, появившееся в начале 80-х гг., использовало аналоговые стандарты. Наиболее широко в мире (в том числе в России) распространены североамериканский стандарт AMPS, британский TACS и скандинавский NMT-450.

Применение цифровых технологий позволило понять, что два разных вида мобильной голосовой связи - сотовая и транкинговая - имеют много общего (территориальная организация системы, инфраструктура, организация выхода на ТфОП и т. п.). Однако аналоговые технологии транкинговых систем неспособны обеспечить уровень сервиса, предоставляемый мобильной телефонной связью.

В середине 90-х гг. компания Motorola решила реализовать идею интегрированной системы, сочетающей в себе возможности групповой и диспетчерской радиосвязи, мобильной сотовой телефонной связи, а также передачи алфавитно-цифровых сообщений (пейджинга) и данных. Предлагаемая система должна была обеспечить современный уровень сервиса для всех видов связи. Все это было реализовано в технологии iDEN (integrated Digital Enhanced Network).

Услуги системы

Мобильная диспетчерская радиосвязь на базе технологии iDEN обеспечивает все виды услуг, предоставляемых современными цифровыми транкинговыми системами:

• групповой вызов (group call) для мобильных абонентов и диспетчеров в режиме полудуплексной связи. Для реализации вызова достаточно одного нажатия кнопки; время установления связи не превышает 0,5 с. При этом используется лишь один канал речевой связи - вне зависимости от числа абонентов в группе. Число возможных групп в iDEN достаточно велико (65 535), что избавляет от необходимости иметь функцию динамического переконфигурирования групп. Все конфигурации могут быть созданы заранее: при необходимости абоненты просто переходят в соответствующие группы. Члены группы могут находиться на расстоянии десятков и сотен километров друг от друга (разумеется, в пределах зоны покрытия системы);
• персональный вызов (private call) в полудуплексном режиме, когда в разговоре участвуют только два абонента и обеспечивается полная конфиденциальность переговоров. Заметим, что в режиме группового и индивидуального вызова на дисплее абонентского терминала вызываемого абонента появляется имя вызывающего либо его цифровой идентификатор;
• сигнализация вызова (call alert) - передача специального сигнала абоненту (или группе), указывающего на необходимость установления радиосвязи. Если в этот момент абонент находится вне зоны системы либо абонентский терминал отключен, вызов запоминается в системе. В тот момент, когда абонент становится доступным, он получает звуковой сигнал, а на экране терминала появляется идентификатор вызывающего абонента. Только после этого вызывающий абонент получает подтверждение получения вызова.

Кроме услуг, характерных для обычной транкинговой связи, система iDEN предоставляет ряд возможностей современных мобильных телефонных систем:

• мобильная телефонная связь между абонентами в том числе и через ТфОП (как входящая, так и исходящая в дуплексном режиме). Система iDEN обеспечивает функции локальной телефонии (мини-АТС, УПАТС) голосовую почту (voice mail), междугороднюю и международную связь;
• передачу текстовых сообщений. Абоненты могут принимать алфавитно-цифровые сообщения, отображенные на экране абонентского терминала, который способен хранить до 16 сообщений по 140 символов. При этом обеспечивается как групповая, так и индивидуальная рассылка сообщений. Получение текстовых сообщений возможно одновременно с сеансом мобильной телефонной связи;
• передачу данных. Портативные (носимые) терминалы iDEN имеют встроенные модемы и могут подключаться к ПК через адаптер RS-232С. В режиме коммутации каналов обеспечивается скорость передачи данных до 9600 бит/с, а в пакетном режиме - до 64 кбит/с. Для повышения достоверности передачи данных в системе используется схема коррекции ошибок с опережением. Функция передачи данных позволяет мобильным абонентам принимать и посылать факсимильные сообщения и электронную почту, обмениваться данными с компьютерами офиса и обеспечивает доступ к Internet. В пакетном режиме поддерживается стандартный сетевой протокол TCP/IP.

Отметим, что добавление функции передачи данных к существующей системе iDEN не требует установки на базовых станциях (БС) дополнительного оборудования. Необходимо лишь установить дополнительные блоки центральной инфраструктуры управления системой и инсталлировать соответствующее ПО на базовых станциях и центральной системе.

Абонентские терминалы

Хотя система iDEN обеспечивает несколько видов связи, это не означает, что абоненту необходимо "подписываться" на все виды услуг и, соответственно, приобретать у оператора полнофункциональный абонентский терминал. Пользователь всегда может выбрать модель, которая соответствует интересующему его пакету услуг. Стоимость портативных абонентских терминалов iDEN и цифровых сотовых телефонов примерно одинакова.

Портативные терминалы i370/r370 способны работать и как транкинговые радиостанции, и как мобильные телефоны. Они оснащены многострочным ЖК-дисплеем, на который выводятся списки доступных групп (абонентов) и алфавитно-цифровые сообщения. Усовершенствованный многофункциональный терминал i600 имеет меньшие размеры и вес, а также увеличенный срок службы батарей.

Новейшая модель портативного терминала i1000 имеет еще меньшие вес и размер: его вес без батарей равен 120 г, размеры - 120х60х30 мм.

Модели i470/r470 оснащены встроенным модемом, что позволяет использовать их для передачи данных и факсимильных сообщений. Кроме того, эти терминалы поддерживают дополнительные функции системы iDEN, такие как одновременная работа в нескольких группах, обеспечение связи в режиме изолированной БС (при нарушении связи с центральной инфраструктурой системы), Emergency Call и т. п.

Модели r370 и 470, удовлетворяющие требованиям военных стандартов США, имеют ударопрочный корпус и не боятся влаги. Выходная мощность сигнала портативных терминалов всех типов - 600 мВт.

Семейство мобильных абонентских терминалов iDEN состоит из трех моделей - m100, m370 и m470. Первый работает только в режиме dispatch radio, два других оснащены телефонной трубкой и поддерживают мобильную телефонную связь. Кроме того, модель m470 имеет встроенный модем и обеспечивает те же специальные функции, что и терминалы i470/r470. Все типы мобильных терминалов имеют выходную мощность 3 Вт.

В системе iDEN предусмотрены также настольные диспетчерские станции, выполненные на базе мобильных терминалов m100/m370/m470. Они имеют внешнюю антенну, настольный микрофон и блок питания от сети переменного тока.

Радиоинтерфейс и кодирование голоса

Основой технологии iDEN является стандарт TDMA (Time Division Multiple Access), в соответствии с которым по каждому частотному каналу шириной 25 кГц одновременно передаются 6 оцифрованных речевых сигналов. Технология iDEN не требует, чтобы все частотные каналы были смежными.

Временной интервал 90 мс разделен на 6 временных слотов продолжительностью по 15 мс, в каждом из которых передается один голосовой сигнал (рис. 2). Применение модуляции радиосигнала по методу M16-QAM (Quadrature Amplitude Modulation) обеспечивает суммарную скорость передачи данных по одному частотному каналу 64 кбит/с (скорость передачи в голосовом канале - 7,2 кбит/с). Адекватное воспроизведение человеческого голоса и других звуков при столь невысокой скорости передачи достигается за счет использования усовершенствованной схемы кодирования по алгоритму VSELP.

Рисунок 2.
Емкость частотного канала iDEN

Диапазон частот

Система на базе технологии iDEN работает в стандартном для Америки и Азии транкинговом диапазоне 806-825/851-870 МГц. Отметим, что с недавних пор и в России часть этого диапазона, а именно 815-820/860-865 МГц, также отведена под системы транкинговой радиосвязи (рис. 3).

Рисунок 3.
Диапазон частот, отведенный для системы iDEN в России: мобильные терминалы (МТ) 806-821 МГц; базовые станции (БС) 851-866 МГц

При разработке технологии iDEN Motorola хотела добиться максимально эффективного использования частотного ресурса, по крайней мере не уступающего существующим реализациям стандарта CDMA. Поскольку iDEN обеспечивает одновременную передачу по каждому частотному каналу шириной 25 кГц шести речевых сигналов, то в 1 МГц спектра можно разместить 240 таких каналов. Для сравнения - при ширине полосы 1 МГц аналоговые и цифровые системы транкинговой связи способны поддерживать не более 80, аналоговые системы сотовой связи - от 30 до 40, а системы в стандарте GSM - 40 голосовых каналов (рис. 4).

Рисунок 4.
Сравнение эффективности использования спектров. В 1 МГц спектра можно разместить голосовых каналов (ГК): аналоговых транкинговых систем - 40/80; аналоговых сотовых систем - 33-40; GSM - 40; TETRA - 160; iDEN - 240

Структура системы iDEN

Система на базе технологии iDEN состоит из двух основных компонентов: БС и центральной инфраструктуры. (рис. 5). Инфраструктура iDEN организована так, чтобы максимально использовать функциональные возможности БС, поэтому наиболее важным функциональным элементом является базовая станция EBTS Enhanced Base Transceiver System. В состав EBTS входит интегрированный контроллер узла (iSC), до 20 базовых радиостанций (BR) типа omni или 24 секторных BR, усилитель и передатчики радиосигнала, синхронизирующий приемник, антенны БС.

Рисунок 5.
Структура системы на базе технологии iDEN: * обеспечивают телефонную связь; ** обеспечивают радиосвязь; *** предоставляются оператором системы; DACS (Digital Access Crossconnect Switch) - коммутатор цифрового доступа; IWF (Interworking Function) - интерфейс передачи данных с ТфОП; VMS (Voice Mail System) - голосовая почта

EBTS обеспечивает взаимодействие между системой и абонентскими устройствами, поддерживает передачу голосового трафика на нескольких частотных каналах, а также выполняет целый ряд управляющих функций, например разделение трафика радио- и телефонной связи, синхронизацию работы БС и абонентских терминалов, контроль уровня радиосигнала и др. Многофункциональность EBTS позволяет существенно снизить нагрузку на компоненты центральной инфраструктуры, в первую очередь на MSC (Mobile Switching Center). Передатчик EBTS поддерживает не более 144 голосовых каналов для одного узла системы.

Основная функция BSC (Base Site Controller) - управление связью при перемещении абонентских терминалов от одной зоны покрытия к другой (handover). Каждый BSC способен поддерживать до 30 зон, выполняя весь комплекс действий по концентрации трафика, поступающего от узловых станций, и его распределению по соответствующим зонам.

Транскодер XCDR выполняет прямое и обратное преобразование аудиосигнала формата VSELP в цифровой формат PCM.

Пакетный коммутатор MPS (Metro Packet Switch) состоит из коммутатора и дупликатора пакетов. Он передает голосовые пакеты, поступающие в режиме dispatch radio, и управляющую информацию от EBTS к DAP и обратно.

Система диспетчеризации DAP (Dispatch Application Processor) выполняет управление групповым и персональным вызовом, сигнализацией вызова и другие функции. При большом числе абонентов системы возможно создание кластеров из четырех DAP.

Блоки регистрации местоположения абонента HLR/VLR (Home Location Register)/Visited Location Register) обслуживают мобильную телефонную связь. В HLR хранится полная информация обо всех абонентских терминалах, зарегистрированных в различных географических сегментах системы. VLR содержит сведения о перемещении абонентских устройств и предоставляет системе информацию, необходимую для выполнения роуминга. Отметим, что в системе iDEN нет роуминга в том смысле, в котором он понимается в сотовых системах, поскольку для связи географически удаленных сегментов системы используются не ТфОП, а выделенные каналы E1.

Коммутатор MSC (Mobile Switching Center) обеспечивает интерфейс между ТфОП и мобильными телефонами iDEN, выполняя типичные функции подобного коммутатора, а также управляет передачей при перемещении абонентов из зоны, контролируемой одним BSC, в зону, контролируемую другим. Если сеть iDEN охватывает значительную территорию, в ней могут быть установлены несколько MSC. Функции MSC системы iDEN полностью идентичны функциям коммутатора сотовой сети стандарта GSM.

Основным управляющим модулем системы является OMC (Operation Maitenance Center), который обеспечивает конфигурирование системы, управление аварийными ситуациями, сбор статистических данных о работе системы и ряд других функций управления.

Служба коротких сообщений SMS (Short Message Service) поддерживает все функции передачи текстовых сообщений, включая текстовые извещения о наличии сообщений для данного абонента (voice mail).

iDEN MicroLite

В настоящее время компания Motorola завершает разработку системы iDEN MicroLite, которая представляет собой "малую" систему на базе iDEN и ориентирована на обслуживание от нескольких сотен до нескольких тысяч абонентов. При сохранении всех технологических решений iDEN, применении того же абонентского оборудования и базовых станций эта система отличается, в первую очередь, максимальным количеством частотных каналов (их 40).

Основное технологическое отличие iDEN MicroLite от iDEN состоит в организации центральной инфраструктуры системы. В системе iDEN MicroLite она реализована на одной компьютерной платформе стандарта Compact PCI (вариант платформы PCI для промышленных компьютеров), работающей под управлением ОС реального времени Neutrino фирмы QNX Labs.

Первая версия iDEN MicroLite будет обеспечивать два вида связи - групповую (индивидуальную) радиосвязь и мобильную телефонную связь. В следующих версиях в систему будут добавлены службы передачи коротких сообщений и коммутируемой/пакетной передачи данных. Максимальное количество базовых станций, которое способна поддерживать центральная инфраструктура первой версии системы равно 5, в дальнейшем оно будет увеличено до 8-10.

При необходимости перехода от iDEN MicroLite к полной системе iDEN требуется новая установка центральной инфраструктуры системы, однако модифицировав соответствующее ПО, можно использовать абонентские терминалы и имеющееся оборудование БС.

Поставки системы iDEN MicroLite начнутся во II квартале 1999 г. Техническая проработка проектов систем iDEN MicroLite предполагается с III квартала 1998 г.

Области применения iDEN

Технология iDEN ориентирована на создание систем типа SMR (Shared Mobile Radio), т. е. коммерческих сетей, предоставляющих интегрированные услуги организациям и частным лицам. Чтобы обеспечить связь отдельных подразделений и групп сотрудников, для каждого корпоративного пользователя системы создается так называемый "флот" - виртуальная частная сеть в рамках сети организации. Внутри флота могут создаваться разные группы, соответствующие подразделениям компании (максимальное число групп в одном флоте - 255). Возможность случайного или преднамеренного вторжения абонентов в чужие флоты абсолютно исключена. Члены флота могут находиться в разных географических регионах, перемещаться из одного города в другой.

Таким образом, организация может построить собственную мобильную телекоммуникационную систему, полностью эквивалентную сети данной организации. При этом ей не нужно приобретать оборудование и строить антенны, а также тратить несколько месяцев на установку и отладку системы. Все что необходимо сделать - стать корпоративным пользователем уже существующей системы iDEN.

Где и когда

Первая коммерческая система на базе технологии iDEN развернутая в США компанией NEXTEL в середине 1994 г., сейчас является общенациональной. Она насчитывает около 4500 БС и около 2 млн абонентов. В юго-западных штатах США существует другая сеть на базе технологии iDEN, оператором которой является энергетическая компания Southern Co. Кроме того, в юго-западных провинциях Канады компания Clearnet тоже предоставляет услуги связи в сети iDEN, состоящей из 320 БС.

Что касается Латинской Америки, сети iDEN уже существуют в Боготе (Колумбия) и Буэнос-Айресе (Аргентина). Они строятся в Сан-Пауло и Рио-де-Жанейро (Бразилия), а также в Мехико (Мексика). В ближайшее время запланировано развертывание систем на базе iDEN в Перу, Венесуэле и Чили, а также расширение систем в Колумбии и Аргентине.

В Азии системы iDEN эксплуатируются в нескольких странах: более двух лет такие системы работают в Токио и Осаке (Япония), около года - в Сингапуре. Существуют системы в Китае, Южной Корее и на Филиппинах. Ведется строительство в Индонезии. На ближнем Востоке общенациональная сеть iDEN развернута в Израиле, начато строительство таких систем в Марокко и Иордании.

Каждая из перечисленных систем расчитана на обслуживание десятков тысяч абонентов.

Модульный принцип организации системы обеспечивает различные ее реализации. Например, первоначально сеть iDEN может быть развернута как чисто транкинговая система, а затем, по мере необходимости, к ней добавятся возможности мобильной телефонии, передачи текстовых сообщений и данных. По мнению разработчиков системы, сегодня iDEN - одна из немногих отработанных в коммерческой эксплуатации технологий, обеспечивающих предоставление всего комплекса услуг мобильной связи.

Андрей Александрович Денисов - менеджер компании Motorola по системе iDEN в регионе Восточной Европы и бывшего СССР. С ним можно связаться по адресу: [email protected] и факсу 785-0160

Под термином «транкинг» (trunk, пучок, канал связи, ствол) понимают метод автоматического распределения ограниченного числа свободных каналов среди большого числа подвижных абонентов. Этот метод позволяет эффективно использовать частотный ресурс в системах подвижной радиосвязи благодаря режиму случайного доступа к свободному каналу. Так в системе подвижной радиосвязи «Алтай» отечественного производства 8 радиоканалов одного ствола обслуживало примерно 200 подвижных абонентов. Этот метод в настоящее время применяется в сетях производственно-технического назначения (ведомственные сети) и современных радиосетях общего пользования (сотовые сети).

Системы подвижной радиосвязи, обслуживающие большое число абонентов на большой территории, обычно строятся по принципу повторного использования радиочастот в территориальных зонах (сотах, сайтах) обслуживания. Транкинговые сети обычно обслуживают одну зону (сайт), поскольку не реализуют принцип эстафетной передачи абонента из зоны в зону, известный в сетях сотовой связи как роуминга. Основная идея транкинга, подобная организации транковых каналов в проводных системах связи, лежит в выделении одного, из ограниченного числа каналов системы, каждому абоненту на время соединения. Это, кроме повышения эффективности использования частотного ресурса системы, приводит к повышению конфиденциальности разговора и качества предоставляемых услуг. В транкинговой системе радиоканал не закрепляется за конкретным абонентом, а ему выделяется любой свободный в данный момент канал. Поэтому число одновременно обслуживаемых абонентов в транкинговой сети равно числу каналов.

Очевидно, что динамическое выделение каналов требует включения в систему устройство управления распределением каналов, а каждая подвижная станция обладать технической возможностью переключаться на любую выделенную канальную частоту. Если в часы наибольшей нагрузки (ЧНН) все каналы оказываются занятыми, то сеть не отвергает вызовы, а ставит их в очередь на обслуживание. Даже в ЧНН канал, выделенный паре пользователей, не доступен другой станции, требующей соединения, что обеспечивает защиту разговора о прослушивания. Динамическое выделение каналов также повышает надежность работы сети и повышает конфиденциальность разговора. Неисправность одного из каналов не приводит к прерыванию доступа группы абонентов к ресурсам сети, а несколько снижает емкость сети. Повышение емкости сети можно обеспечить ограничение техническими средствами времени подключения к каналу (продолжительность разговора).

В аналоговых транкинговых системах обеспечивается передача речевых сообщений с использованием частотной модуляции и многостанционого доступа с частотным разделением каналов (FDMA) при ширине полосы 25 или 12,5 кГц на один канал. При цифровой обработке речевого сигнала в кодеках с линейным предсказанием обеспечивается передача речи со скоростями 2,4 .. .9.6 кГц в той же полосе частот.

Передача данных (сообщение о состояние ресурсов, статус абонента, короткие телеграммы и др.) в аналоговых системах передаются обычно по каналу управления, а длинные - по рабочему каналу с использование модема.

Среди способов размещения станций на обслуживаемой территории можно выделить две конфигурации сети: однозоновая и многозоновая. При однозоновой сети все ретрансляторы расположены на одной базовой станции. При многозоновом варианте существует несколько базовых станций, размещенных на обслуживаемой территории, а связь с удаленными ретрансляторами осуществляется по выделенным каналам связи (проводным, радиорелейным)

Распределение частотных каналов между подвижными абонентами выделяет две схемы: централизованное и децентрализованное управление. В первом случае транкинговые сети содержат несколько ретрансляторов, связанных между собой единой сетью управления. Назначение каналов осуществляется на базовой станции. В системах с децентрализованным управлением абонентские станции непрерывно сканируют рабочие каналы в поисках вызывного сигнала или свободного канала.

Существуют несколько стандартов транкинговых сетей. Для аналоговых сетей наиболее важным является стандарт, введенный Министерством почты и телекоммуникаций Великобритании, описывающий протокол обмена данными между базовой станцией (ретранслятор) и подвижными станциями: МРТ 1327 (Ministry Post and Telecommunications). Транкинговые сети на базе протокола МРТ 1327 характеризуются простотой технологий и обслуживания и доступностью оборудования. Свойственные им недостатки: низкая спектральная эффективность, сравнительно низкая защищенность от прослушивания разговора, невысокий коэффициент переиспользования частот, низкие скорости передачи.

Закрытая цифровая система EDACS (Enhanced Digital Communication System), разработанная для специальных целей компанией Ericsson, обладающей правами на оборудование и структуру сети. Преимущества такой системы: малое время доступа в сеть, возможность передавать данные и речь по всем каналам.

Система EDACS существует в двух версиях: широкополосной (разнесение каналов составляет 25 кГц) и узкополосной (разнесение каналов составляет 12,5 кГц), обеспечивая:

• - аналоговую передачу сигналов;
• - цифровую передачу зашифрованной речи (в широкополосной системе со скоростью 9600 бит/с);
• - передача данных (со скоростью 9600 бит/с или 4800 бит/с, в зависимости от ширины тполосы);
• - соединение с сетью ТфОП.

Система может функционировать в различных конфигурациях в зависимости от размера зоны покрытия. Широкополосная версия системы EDACS может работать в диапазонах частот: 136... 174, 404...515 и 806...870 МГц. Узкополосная версия - в диапазоне 894.. .941 МГц. Система EDACS явилась первым шагом компании Ericsson в процессе перехода к транкинговой системе второго поколения TETRA.

Транкинговая система TETRA (Terrestrial Trunked Radio, наземная система транкинговой радиосвязи), разработанная в рамках Европейского союза, является открытой цифровой системой, устранившей недостатки аналоговых систем и приблизивших перечень предоставляемых услуг к системам сотовой связи. Разработанные два семейства стандартов регламентируют параметры системы при передаче речи и цифровых данных, а также пакетную передачу данных. При передаче речи обеспечиваются различные варианты соединений:

индивидуальное соединение; групповое соединение; прямое соединение; групповое соединение с подтверждением; широковещательное соединение.

Передача данных и речи в цифровой форме обеспечивается, в соответствие с принятыми стандартами, со скоростью 7,2 ...28,8 кбит/с (при отсутствии кодовой защиты). Цифровая передача речи и данных с коммутацией каналов возможна со скоростью 4,8... 19,2 кбит/с (с минимальной кодовой защитой). Стандартом предусматриваются различные варианты пакетной передачи данных в режиме «точка-точка» с установлением соединений или без установления соединений (в стандартном формате). Архитектура системы TETRA для различных типов подключаемого оборудования и типов интерфейсов и соединений приведена на рис. 1.17

Подвижная станция представляет собой оконечное оборудование радиоканала (Mobile Termination, радиотелефон) и терминальное оборудование (Terminal Equipment), позволяющее пользователю передавать данные.

Фиксированная станция (Line Station), включающая аналогичное по назначению оборудование, но подключается к подсистеме управления и коммутации при помощи канала

ISDN. Линейная станция может быть использована в корпоративной сети в качестве диспетчерской станции.

Подсистема управления и коммутации (SwMI, Switching and Management Infrastructure) включает базовые станции (BTS), главного центра коммутации MSC (Main Switching Center), локальных коммутаторов LSC (Local Switching Center) с регистрами местоположения LR (Local Registers) и центром коммутации и эксплуатации технического оборудования ОМС (Operation Maintenance Center).

Как видно (рис. 1.17) архитектура транкинговой системы TETRA позволяет организовывать соединения непосредственно между подвижным станциями DMO (Direct Mode Operation) без использования межсетевой структуры.

Используя шлюзы подсистемы управления и коммутации транкинговой сети TETRA можно подключаться к сети передачи данных общего пользования PDN (Public Data Network), телефонной сети общего пользования PTN (Public Telephone Network), а так же к телефонной коммутируемой сети общего пользования PSTN (Public Switched Telephone Network). Технология TETRA позволяет подключаться к цифровой сети связи с комплексными услугами iSDN (integrated Services Digital Network) и обеспечивать высокоскоростную передачу различных типов данных: текстовых, голосовых, видео и др.

На физическом уровне система TETRA обладает следующими показателями:

• - ширина полосы радиоканала 25 кГц;
• - временная система радиодоступа (TDMA) совместно с FDMA (четыре канала передачи

При использовании более чем одного временного слота в частотном канале шириной 25

кГц обеспечивать передачу данных со скоростью 28,8 кбит/с;

Применяется диффренциальная квадратурная фазовая манипуляции со сдвигом ± л/4 либо ± Зл/4 (л/4-DQPSK);

Информация в стандарте TETRA передается пакетами, как и в стандарте GSM. Пакет представляет собой физическое содержимое одного временного слота или субслота. Существует разновидность из шести пакетов различного назначения, содержащие в середине обучающие последовательности. Благодаря меньшему количеству временных слотов в кадре, чем в GSM, пакеты данных имеют большую длину и переносят большее количество битов.

Цифровая транкинговая система iDEN (integrated Digital Enhanced Network) это уникальная платформа доступа, поскольку совмещает несколько различных мобильных технологий вместе, которые базируются на усовершенствованной GSM. Услуги, которые интегрированы в iDEN включают систему распределения, дуплексную телефонную связь, передачу данных и услуги коротких сообщений (SMS). Система распределения обладает функцией конференц - связи, когда группа абонентов одновременно может участвовать в разговоре. Список участников может программироваться для двустороннего подключения или создавать специализированную систему подвижной радиосвязи SMR (Specialized Mobile Radio), обеспечивающей соединение на частотах, доступных группе каналов, физически принадлежащих абонентам, локализованным в некотором районе.

Применение технологии многостанционного доступа TDMA обеспечивает совместимость системы iDEN с системами сотовой связи, действующей на основе протокола D- AMPS. Система iDEN в режиме FDD разделяет каналы приема и передачи полосой в 45 МГц, при занимаемой полосе частот в 15 МГц. При ширине полосы, отводимой под один абонентский канал в 25 кГц, можно организовать в рабочей полосе 600 частотных каналов, что обеспечивает емкость такой системы в 8 раз большую по сравнению с системой GSM.

Система iDEN обладает многими показателями, свойственными сотовым системам: коррекция ошибок, пакетный режим передачи данных, возможность устанавливать соединение между абонентским терминалом и ТфОП, а так же принимать и посылать факсы, обеспечивать выход в Интернет.

). Здесь нашли свое место и «первопроходцы русских земель» (SmarTrunk), и вчерашние лидеры (MPT 1327), и LTR, и другие протоколы. Наконец, сегодня отечественный потребитель присматривается к цифровому транкингу, в первую очередь - к стандарту TETRA.

Транк-зоопарк

SmarTrunk

Традиционно почти все российские поставщики систем транкинговой связи предлагают оборудование SmarTrunk и SmarTrunk II производства SmarTrunk Systems. Главными его достоинствами являются невысокая стоимость, широкий ассортимент абонентских устройств, простота переделки обычных радиостанций в транкинговые и «неприхотливость» в частотах (они могут работать в диапазонах 146-174, 403-470, 300-344 и 800 МГц, известны даже случаи применения SmarTrunk в диапазоне 33-48 МГц). Именно эти свойства и стали причиной широкого распространения таких систем в России (данное явление точнее характеризуется словом «бум»). Первыми соблазнились попользоваться SmarTrunk?ом промышленные предприятия, причем тогда о совместимости, качестве и надежности связи, возможностях расширения речь не шла: связь нужна сейчас, и подешевле, ибо на «излишества» попросту не хватает денег. О том, что скупой платит дважды, вспомнили только года через три после начала эксплуатации подобных систем.

Системы MPT 1327

Системы на базе общеевропейского протокола МРТ 1327 также широко представлены в нашей стране. Здесь наиболее «массовой» является продукция компании OTE (после слияния - Marconi Communications), которая эксклюзивно поставлялась только для «Газпрома» и внедрена практически по всей технологической цепочке добычи и транспортировки продукта этой естественной монополии. Второе место пока прочно удерживает семейство Accessnet производства Rohde&Schwarz . Такое оборудование специалисты ценят за «немецкое качество».

Достаточно давно «проникла» в Россию система Flyed . Английская фирма Flyed Microsystems , давшая ей свое имя, была одной из «прародительниц» (вместе с Motorola и Philips) протокола МРТ 1327. Однако компания никогда не выпускала приемопередающую аппаратуру - она разрабатывает только контроллеры базовых станций (БС), которые продает другим производителям, разрешая использовать их даже без ссылок на себя. Такие контроллеры применяются, скажем, в системах МРТ 1327 компаний Motorola и Maxon.

Система Actionet фирмы Nokia до середины 90-х фактически была монополистом на российском рынке. На ее базе развернута первая в России (1989 г.) сеть протокола MPT 1327 компании «Сургутнефтегаз». Первый сертификат Госкомсвязи РФ на транкинговую систему протокола МРТ 1327 был получен в феврале 1996 г. тоже фирмой Nokia (правда, в нем Actionet была названа системой радиотелефонной связи). Наконец, по числу развернутых транкинговых систем MPT 1327 Nokia занимает первое место в мире.

Сегодня в нашей стране эксплуатируется не менее 20 радиосетей Actionet (большинство из которых заменили систему «Алтай», унаследовав ее диапазоны радиочастот - как 300 , так и 400 МГц). В их число до недавнего пожара на Останкинской башне входила и коммерческая московская радиотелефонная сеть оператора ACBT (по словам руководства этой компании, данная сеть будет восстановлена).

Немалая доля рынка приходится на системы Taitnet . Их производит фирма Tait Electronics (Новая Зеландия), которая, наряду с Flyde Microsystems, разрабатывала первые системы МРТ, а позже приобрела у последней лицензию на выпуск ее транкинговых контроллеров.

Нельзя не упомянуть и базовое оборудование TrunkSwitch (протокол MPT 1327), которое было создано английской фирмой Stanilight , а затем приобретено австралийской компанией ADI. Cистемы TrunkSwitch работают практически с любым абонентским оборудованием, и по России их развернуто не менее пяти (в Москве коммерческую сеть, построенную на базе TrunkSwitch, эксплуатирует «Связь Транк»). Однако с 1999 г. выпуск этой системы прекращен.

На нашем рынке популярна и еще одна достаточно «старая» система стандарта МРТ 1327, которая известна по имени используемого в ней контроллера, - Selectacom . Она была разработана фирмой Ascom , впоследствии куплена Bosch и, наконец, перепродана корпорации Motorola. В настоящее время данное оборудование поставляется компанией Vada Communications, равно как и другими стратегическими партнерами Motorola.

К сожалению, МРТ 1327 так и остался протоколом , не приобретя статуса стандарта , поэтому каждая его реализация имеет свои особенности. И конечно, фирмы, занимающиеся развертыванием сетей, стараются использовать в них оборудование одного поставщика, дабы избавиться от проблем несовместимости. При этом сложности, связанные с организацией межсистемных связей, по-прежнему остаются. Например, в России построено не менее 12 крупных MPT-систем, чье псевдовзаимодействие (связь на уровне абонентов, обеспечиваемая за счет присвоения каждой радиостанции нескольких номеров) при определенных усилиях достижимо, но собственно взаимодействие невозможно.

SmartNet, EDACS и др.

Немалую долю рынка составляют системы, использующие другие, отличные от МРТ, протоколы управления. Среди таковых в нашей стране реально используются, пожалуй, только следующие: входящие в семейство SmartNet производства Motorola (см. «Сети», 1998, № 6, с. 27), EDACS фирмы Ericsson (см. «Сети», 1998, № 7-8, с. 62) и системы на базе протокола LTR, автором первоначальных спецификаций которого была известная в мире радиооборудования фирма E. F. Johnson (ныне - Transcript International).

Среди транкинговых сетей нельзя не упомянуть многозоновую радиосистему SmartZone , построенную на оборудовании Motorola . Ее обслуживает московская фирма «МТК Транк».

Пока единственной действующей в России системой с цифровым радиодоступом является EDACS (Enchanced Digital Access Convertional System) компании Ericsson . Ее аппаратура рассчитана на работу в трех частотных диапазонах (150, 450 и 800 МГц), причем для последних двух она сертифицирована в России. Предусматривается возможность работы EDACS в режимах как симплексной связи (прием и передача осуществляются попеременно), так и односторонней. В нашей стране, по сведениям автора, функционируют пять сетей на базе этой системы (Санкт-Петербург, Тольятти, Екатеринбург, Оренбург и Красноярск).

Оборудование для радиосвязи на основе протокола LTR «исторически» поставляют в Россию фирмы Kenwood и E.F. Johnson . Таких радиосистем здесь установлено около десятка, причем несколько лет назад их популярность (как в мире, так и в нашей стране) была достаточно велика. И этим они обязаны компании E.F. Johnson - создателю LTR, которая не только сделала данный протокол открытым (в отличие от EDACS), но и приложила все усилия для возведения его в ранг промышленного стандарта, хотя бы де-факто. Выпускаемое оборудование работает в диапазонах 400, 800 и 900 МГц.

И уж конечно, нельзя не упомянуть о системе ESAS компании Uniden , протокол управления которой является расширенной модификацией LTR. Для нее характерны преемственность и полная совместимость с LTR. Радиооборудование рассчитано на работу в диапазонах частот 806-825 и 851-870 МГц и способно обеспечивать дуплексную связь (передача и прием информации осуществляются одновременно). Созданную на базе таких устройств сеть эксплуатирует фирма «Регион Транк».

Безусловно, это далеко не полный перечень транкинговых систем, нашедших свое применение в нашей стране, но, по мнению автора, были названы наиболее распространенные из них.

Частоты

При выборе абонентского оборудования необходимо знать, какие диапазоны частот доступны российскому гражданскому потребителю. Военные структуры и службы общественной безопасности имеют достаточно обширные «собственные» участки спектра и обычно не испытывают «частотных» трудностей при развертывании своих радиосетей.

В нашей стране частоты для аналоговых систем выделяются на основании решения Госсвязьнадзора. Для получения номиналов, перечисленных в решении ГКРЧ от 27.04.98 (протокол № 6/3 «Об использовании полос радиочастот 300-308 и 336-344 МГц радиосредствами сухопутной подвижной и фиксированной служб гражданского применения»), действие которого распространяется на все юридические и физические лица, ГКРЧ «беспокоить» не требуется. Процитируем данное решение, чтобы напомнить читателям, для каких целей разрешено использовать эти полосы радиочастот:

«... полосы 300-308 и 336-344 МГц применяются для создания радиальных, радиально-зоновых систем сухопутной подвижной и фиксированной служб гражданского применения, в том числе с использованием транкинговой технологии доступа к радиоканалам, при условиях, что:

• полосы радиочастот 300,0125-300,5125 и 336,0125-336,5125 МГц используются в пределах координационной зоны только для организации диспетчерской радиосвязи с судами и радиосвязи между судами на внутренних водных путях страны;
• полосы радиочастот 307,0-307,4625 и 343,0-343,4625 МГц используются для системы поездной радиосвязи «Транспорт» на конкретных направлениях железных дорог в соответствии с решением ГКРЧ России от 5 июля 1993 г., протокол №13/2;
• полосы радиочастот 307,5-308,0 и 343,5-344,0 МГц используются по территории страны радиосредствами сетей районной сельской радиотелефонной связи».

Для предоставления услуг связи с помощью радиосредств, работающих на номиналах или участках спектра любых других диапазонов, требуется помимо решения Госсвязьнадзора и специальное решение ГКРЧ. Здесь главный документ - «Таблица распределения полос частот между радиослужбами Российской Федерации в диапазоне частот от 3 кГц до 400 ГГц», в которой «все хорошее уже разобрано». Поэтому, приобретая любое оборудование, нужно не семь, а 777 раз подумать, доступен ли диапазон частот, на работу в котором оно рассчитано.

Ближе к теме

Цены

Если оборудование инфраструктуры транкинговых сетей сопоставимо по стоимости с используемым в сотовой связи, то цены на абонентские устройства таких систем сравнивать просто нельзя. Как и всякая радиоаппаратура «немассового» спроса, пользовательские радиостанции для транкинговой связи отнюдь не дешевы, особенно по российским меркам. Тем не менее набор абонентских устройств для транкинговой связи достаточно широк и включает в себя не только портативные (носимые) рации, но и мобильные (возимые) станции, терминалы передачи данных, а также стационарные радиостанции, которые служат, главным образом, для организации диспетчерских пунктов.

Самыми дешевыми (около 300 долл.) являются портативные симплексные рации с ограниченным числом функций и без цифровой клавиатуры. Они, как правило, используются замкнутыми группами абонентов, которым доступна лишь одна возможность связи с «внешним миром» - экстренный вызов диспетчера. Чаще всего пользователям транкинговой связи этого вполне хватает.

Симплексные станции имеют цифровую клавиатуру для набора номера и поддерживают не менее десятка функций, обеспечиваемых транкинговой системой. Однако их цена намного выше (примерно от 1 тыс. долл.), поэтому они доступны лишь немногим привилегированным пользователям.

Еще дороже дуплексные устройства (от 1700-2500 для аналоговых и до 2000-3000 долл. для цифровых систем), которые по внешнему виду почти неотличимы от трубок для сотовой связи, однако все еще тяжелее последних - главным образом, из-за внушительного веса аккумулятора (требования к нему в транкинге значительно выше). По причине небольшой мощности дуплексных радиостанций (1-1,2 Вт) дальность связи у них намного меньше, чем у симплексных. Заметим, что по российским нормативам подключение к ТфОП разрешается только при обеспечении дуплексной связи.

Выпускаются как дуплексные, так и симплексные мобильные устройства . Причем их исполнение достаточно разнообразно (морские, автомобильные, мотоциклетные, железнодорожные и т. д.). Иногда в комплектацию такого оборудования входит встроенный спутниковый навигационный GPS-приемник, позволяющий определять координаты абонента и передавать их диспетчеру. Выходная мощность передатчиков мобильных устройств примерно в 3-5 раз превышает мощность портативного оборудования, а значит, они обеспечивают и большую дальность связи.

Стационарные радиостанции обычно создаются на основе мобильных, но отличаются от них большим числом аксессуаров и наличием дополнительных терминальных устройств. Выходная мощность передатчиков мобильной и стационарной радиостанций, как правило, одинакова.

Относительно новым классом устройств для транкинговой связи являются терминалы передачи данных . В аналоговых системах это - специальные радиомодемы, поддерживающие определенный радиоинтерфейс, а в цифровых чаще используются обычные абонентские станции, оснащенные асинхронным интерфейсом передачи данных RS-232. Стоимость аналогового оборудования определяется степенью «специальности» протокола радиосвязи, ибо такие терминалы - товар штучный. Цифровые стоят практически столько же, сколько цифровые транкинговые «трубки».

Модельный ряд

Хотя производителей базового оборудования для транкинговой связи не так уж много, это не накладывает никаких ограничений на выпуск абонентских устройств. Немало фирм специализируются на изготовлении только пользовательских радиостанций, причем для самых разных систем связи - SmarTrunk, ESAS, LTR, MPT 1327 и т.д. (табл. 2).

В самых «старых» транкинговых системах, типа SmarTrunk , для которых характерно децентрализованное управление, абонентская радиостанция «обязана» непрерывно сканировать рабочие каналы в процессе поиска сигнала вызова или свободной линии БС. Критериями выбора такого терминала служат быстрота сканирования (не более 150 мс), качество приема/передачи и стоимость устройства.

Компания SmarTrunk позаботилась о расширении рынка своих дешевых систем и выпустила специальный логический модуль для радиостанций других фирм (Alinco, Vertex, Kenwood, Marantz, Telemobile, Kyodo), который управляет основными функциями абонентской станции, работающей в системе SmarTrunk (такими как сканирование, включение передатчика и др.). В нашей стране весьма популярны радиостанции с этим модулем, относящиеся к сериям HX и GX (выпускаются с логотипом Standard ; многие из них имеют российские отраслевые сертификаты), а также к серии ТК производства Kenwood . Программирование модулей (с использованием защитного кода) выполняется либо поставщиком, либо владельцем системы.

Огромная популярность (несмотря на высокую стоимость) радиостанций Motorola заставила SmarTrunk создать аналогичный модуль и для этих устройств. В России, например, в последние годы пользуются большим спросом радиостанции GP300, GP400, GP40 и GP50, и в немалой степени потому, что они могут оснащаться модулем для работы в системах SmarTrunk, которых здесь развернуто немало. Такая организация производства абонентских радиосредств позволяет обеспечить их совместимость друг с другом в рамках системы SmarTrunk.

Что же касается дуплексной связи, в SmarTrunk она возможна только при использовании мобильных устройств, таких как TM-MDT25 (Telemobile), KG-106 (Kyodo), 9200 (Seiki) и некоторые другие. Эти же радиостанции, оснащенные модулем, который совмещает в себе функции управления SmarTrunk и телефонного интерфейса, можно применять в качестве стационарных аппаратов для сельской телефонии. Из портативных (носимых) радиостанций в дуплексном режиме работают, например, двухдиапазонные терминалы производства Alinco, однако в нашей стране не разрешено задействовать для приема диапазон 450 МГц, а для передачи - 160 МГц.

Почти все абонентские устройства для систем SmarTrunk и SmarTrunkII соответствуют американскому военному стандарту MIL STD 810 C/D/E, поэтому вполне правомочно задействовать их в системах связи, используемых военными, спецслужбами, а также в тех случаях, когда к надежности связи предъявляются повышенные требования (служба спасения, предприятия морской нефтедобычи и т.п.).

Системы, использующие контроллер Flyed , в России чаще всего оснащаются абонентским оборудованием производства Motorola (GP1200, GM1200, GP600, GM600). Менее активно применяются портативные терминалы H70 от Nokia и еще реже - Т2000 и T3000, выпускаемые новозеландской фирмой Tait Electronics . Последние гораздо чаще покупаются вместе с оборудованием инфраструктуры для систем на базе протокола MPT1327, которое производит эта компания. Следует отметить, что радиостанции Т2000 могут поставляться со встроенными модемами для организации передачи данных по протоколу MAP27.

Выбор производителей абонентских устройств для MPT-систем на российском рынке достаточно широк: это и Motorola, и Nokia, и не менее десятка других (пожалуй, наибольшей известностью пользуется оборудование Kenwood, Marantz и Maxon).

Абонентское оборудование Nokia «расположилось» несколько особняком. Продукция фирмы рассчитана на работу не только в Actionet, но и в других транкинговых сетях на базе MPT 1327. При этом использование в Actionet плана нумерации ANN (отличного от предписанного спецификациями MPT 1343) и расширенной (по сравнению с определенной в MPT 1327) процедуры проверки электронного серийного номера радиостанции пока позволяет Nokia «уберечь» данную систему от «присутствия» чужого абонентского оборудования (правда, сегодня ANN поддерживают радиостанции GP1200, GM1200 и Т2000). Как бы то ни было, в области дуплексных радиостанций Nokia - безусловный лидер. Ее первоклассные модели H70, H75 (портативные) и R72 производятся для диапазонов 330 и 450 МГц.

Перечень абонентских устройств, выпускаемых Motorola , мог бы занять не одну страницу. Компания производит портативные, стационарные и мобильные радиостанции практически для всех существующих транкинговых систем, исключая, пожалуй, соответствующие протоколу LTR и его версиям. Это уже упоминавшиеся модели серий GP (портативные) и GM (мобильные), а также MTS 2000 (для системы StarSite) и мобильный терминал Spectra (для семейства SmartNet). В России Motorola продает оборудование не только через множество дистрибуторов и партнеров, но и самостоятельно.

Наиболее известный на рынке производитель радиостанций для LTR-систем - Transcript International . Все модели (как портативные серии NPSPAC, так и автомобильные Viking) оснащены микропроцессорным управлением и цифровыми синтезаторами частоты (рабочие диапазоны 821-824 и 822-869 МГц). Мобильные устройства поставляются в двух модификациях - монтируемые на приборной панели автомобиля и выносные (устанавливаются, например, в багажнике) с аппаратурой дистанционного управления. Transcript выпускает и дуплексные устройства (серия NPSPAC, номера от 8605 до 8621, а также Viking GT 8604 и Viking HT 8600). Дополнительная функция, обеспечиваемая радиостанциями Transcript, - изменение пользователем выходной мощности передатчика (от 1 до 2,5 Вт).

Целое семейство транкинговых радиостанций для систем на базе LTR выпускает и концерн Marantz. В России это оборудование с логотипом Standard можно приобрести для работы в диапазонах 450-480 МГц (например, HX482, HX4800) и 800 МГц (HX590 - 592, GX5910). Заметим, что мощность передатчика моделей HX59х составляет 2 Вт, а мобильной радиостанции GX5910 - 15 Вт.

Функции

Типичная портативная аналоговая радиостанция поддерживает только функции групповой связи, поэтому не нуждается в клавиатуре и дисплее. Для индивидуальной связи нужны хотя бы функциональные клавиши и память для хранения номеров. Дополнительные «удобства», которые можно получить с помощью ЖК-дисплея, клавиатуры, голосового управления и т.п., обычно характерны для моделей со стоимостью от 1 тыс. долл.

Кроме присущих транкингу возможностей групповой и индивидуальной связи, а также функций общесистемных и экстренных вызовов почти во всех системах тем или иным образом организуется подключение к телефонным сетям - как учрежденческим, так и ТфОП. Однако в нашей стране подключение к ТфОП разрешено только при использовании дуплексных абонентских радиостанций (а их в аналоговых радиосетях не так уж много). Кроме того, декларируемое подключение на деле оборачивается лишь обеспечением связи с УАТС или диспетчером. Но самое сложное при внедрении данной услуги - сопряжение планов нумерации транкинговой сети и ТфОП.

Что же касается функции передачи данных, для ее реализации лучше всего ориентироваться на специализированные терминалы передачи данных либо на радиостанции, оснащенные интерфейсом RS232. Применение модемов в аналоговых радиосетях - удовольствие не из дешевых.

А где же цифра

В Европе уже начинают забывать об аналоговой связи (во многом благодаря усилиям фирмы Dolphin). В нашем же Отечестве к цифре только присматриваются.

В августе петербургский оператор «РадиоТел», входящий в холдинг «Телекоминвест», объявил о начале создания тестовой зоны транкинговой цифровой связи в стандарте TETRA. Ее запуск в работу был намечен на начало сентября. В России это уже второй опытный район цифровой транкинговой связи: первый был развернут в петербургском метрополитене, где использовалось оборудование ELETTRA (стандарт TETRA) транснационального концерна Marconi.

Компания «РадиоТел» намерена использовать в тестовой зоне оборудование Motorola. Здесь будет работать одна БС и 20 носимых и автомобильных радиостанций. Для демонстрации возможности международного роуминга TETRA-GSM прорабатывается вопрос подключения БС по выделенному каналу к одной из АТС в Дании или Германии. Тестирование в Санкт-Петербурге продлится три месяца, после чего Motorola демонтирует оборудование и передаст его для испытаний еще одному российскому партнеру, который пока не выбран.

«РадиоТел» является оператором единственной в России системы с цифровым радиодоступом EDACS производства Ericsson. Сегодня ее услугами, по данным «РадиоТел», пользуются примерно 1600 абонентов, в том числе «Скорая помощь», Ленводоканал и Администрация Санкт-Петербурга. Последняя построила на базе этой сети Единую систему оперативной транкинговой связи (ЕСОТР).

Будем надеяться, что «лед тронулся», господа читатели, и в России все-таки появятся цифровые транкинговые сети. Возможно, уже через полгода потенциальных пользователей этого вида связи будут интересовать номенклатура и характеристики не аналоговых симплексных раций, а современных цифровых транкинговых «трубок».

Транкинговая связь - наиболее оперативный вид двухсторонней мобильной связи, максимально эффективной для координации подвижных групп абонентов. Транкинговые системы связи менее интересны для индивидуальных пользователей (связь между ними остается прерогативой сотовых радиотелефонных систем); они более перспективны и эффективны для корпоративных организаций, для групповых пользователей - для мгновенной связи между группами пользователей, объединившимися по организационному признаку или просто по интересам. Часто трафик(передача информации) замыкается в основном внутри транкинговых систем, и выход абонентов в телефонные сети общего пользования хотя и возможен, но предполагается только в исключительных случаях. Но в принципе работа транкинговых систем возможна и в локальном (однозоновом, корпоративном), и в сетевом (многозоновом, обслуживающем индивидуальных пользователей) вариантах.

Система транкинговой связи (trunk - ствол, магистраль) включает в себя базовую станцию (иногда несколько) с ретрансляторами и абонентские радиостанции (транковые радиотелефоны) с телескопическими антеннами.

Базовая станция связана с телефонной линией и сопряжена с ретранслятором с большим радиусом действия - до 50–100 км. Транковые радиотелефоны исключительно надежны, компактны и выполняются в нескольких вариантах:

l носимом - радиус действия 20–35 км, вес 300–500 г;

l возимом - радиус действия 35–70 км, вес около 1 кг;

l стационарном - радиус действия 50–120 км, вес обычно больше 1 кг.

Усредненные возможности транкинговой связи по охвату территории показаны на рис. 26.1.

Рис. 26.1. Возможности транкинговой связи по охвату территории

Вообще говоря, для транкинговых систем характерно оборудование, выполненное с использованием высоких технологий, поддерживаемое хорошим сервисом как для абонента, так и для оператора сети, оборудование, обеспечивающее полноценную дуплексную или полудуплексную радиотелефонную связь с подвижными объектами, работу в аналоговом и цифровом режимах.

При помощи транкинга малое число радиоканалов динамически распределяется между большим числом пользователей. На один канал приходится до 50 и более абонентов; поскольку абоненты не очень интенсивно используют телефон, а базовая станция работает в режиме концентратора (то есть распределяет все радиоканалы только между обратившимися к ней абонентами), вероятность ситуации «занято» не велика (существенно меньше, чем при жестком прикреплении даже нескольких абонентов к одному каналу).

Радиотелефоны могут работать как в системе, находясь в зоне действия базовой (базовых) станции и через нее связываясь с любым абонентом телефонной сети (в том числе и с транкинговым абонентом), так и индивидуально друг с другом, находясь как внутри, так и вне зоны базовых радиостанций. В первом случае непосредственная связь абонентов обеспечит большую оперативность соединения (время соединения обычно не превышает 0,3–0,5 с). Возможность непосредственной связи абонентов без участия базовой станции - основное, глобальное отличие транкинговых систем от сотовых.

Транкинговые (транковые) системы являются видом систем подвижной связи, применяются в основном для обеспечения мобильной связи различными ведомствами (МВД, МЧС и др.). Под транкингом понимают метод свободного и равного доступа мобильных абонентов ко всем каналам сети связи. Транкинговая система радиосвязи представляет собой систему, обеспечивающую динамическое предоставление малого числа каналов связи большему числу абонентов (корреспондентов). В такой системе каждому абоненту может быть предоставлен любой из свободных каналов. Абонентская радиостанция может посылать запрос на сеанс связи на все базовые станции сети и при освобождении канала связи на любой из них, занимает этот канал на время переговоров. Такой способ связи позволяет обеспечить вероятность отказа в обслуживании гораздо ниже, чем в одноканальных или многоканальных радиотелефонных системах . Структурная схема транкинговой связи представлена на рис. 2.4.

Рисунок 2.4- Структурная схема транкинговой связи: РТ – радиотелефон сети транкинговой связи, МС- мобильная станция сети транкинговой связи, БПС – базовая передающая станция, ТК – транкинговый контроллер, ЦКС – центр коммутации связи, ТФОП – телефонная сеть общего пользования

Принципиальное отличие транкинговых систем от других систем мобильной связи заключается в том, что частотные каналы не закреплены за определенными абонентами. Система имеет свой определенный диапазон работы, который обеспечивается несколькими частотными каналами. Выбор свободного канала связи для сеанса осуществляется самой системой. По окончании сеанса связи этот же частотный канал может быть предоставлен другим абонентам системы.

Основной смысл транкингового способа организации связи заключается в том, что одновременные сеансы связи большого количества абонентов имеют определенную вероятность, поэтому количество рабочих частот можно подобрать таким, чтобы полная занятость каналов связи была не больше допустимой. Вышесказанное можно пояснить временной диаграммой работы 4-х канальной транкинговой системы (рис. 2.5), в которой занятость каждого из каналов связи составляет 40-60%. Как видно из диаграммы, занятость каждого канала связи в отдельности довольно высокая, а загрузка системы в целом низкая (10%). В случае занятости всех каналов связи новый запрос на обслуживание не теряется, а ставится в очередь до появления свободного канала.

Рисунок 2.5- Временная диаграмма работы системы транкинговой связи

В транкинговых системах связи выделение канала конкретному абоненту осуществляется двумя методами.

Первый метод предусматривает поиск свободного канала и подачу сигнала вызова мобильной абонентской станцией. Перед установлением связи мобильная станция осуществляет автоматический поиск свободного канала и на каждом определенном канале предпринимает попытку вхождения в связь с базовой станцией. При этом проявляется основной недостаток этого варианта, а именно, длительность цикла установления канала связи значительно превышает аналогичную длительность при фиксированном закреплении каналов за конкретными мобильными абонентами. Поэтому их использование эффективно при небольшом количестве каналов связи.

Второй метод построения транкинговой системы позволяет производить поиск свободного канала связи подсистемой управления базовой станции. Для решения этой задачи используется специальный канал управления базовой станции, через который обеспечиваются функции установления, обеспечения и прекращения связи.

Транкинговые системы предоставляют такие возможности, как автоматическое переключение установленного соединения на исправный канал при неисправности основного канала связи, оперативное переключение работающего канала связи на другую несущую частоту при появлении сильных помех.

Наиболее простой из существующих транкинговых систем является однозоновая аналоговая система стандарта Smar Trunk II, эксплуатируемая в диапазонах 146 – 174 МГц и 400 – 470 МГц. Базовая станция содержит один управляющий и пятнадцать рабочих каналов, которые обеспечивают работу до четырех тысяч абонентов.

Более современной аналоговой транкинговой системой является оборудование MPT 1327 с централизованным управлением (рис. 2.6).

В настоящее время имеет место тенденция перехода от аналоговых систем связи к цифровым. Полностью цифровой транкинговой системой является система стандарта TETRA.

Структура комплексов различных транкинговых систем примерно одинакова. Модульный принцип построения таких систем позволяет производить их наращивание до необходимой емкости.

Базовое оборудование каждого канала включает:

Дуплексный приемопередатчик (репитер);

Транкинговый контроллер;

Антенно-фидерное устройство.

Абонентские комплекты выполнены на базе популярных радиостанций Kenwood, Icom, Alinco, Motorola, Standard, Yaesu и др. с установленными в них специальными логическими платами, управляющими радиостанцией и реализующими определенные функции.

Радиостанции могут программироваться под функциональные задачи абонентов этой системы с помощью специального устройства – программатора.

Различные транкинговые системы обеспечивают аналогичный набор возможностей. Например, и однозоновые и многозоновые системы достигают увеличения радиуса действия связи. В однозоновой системе для этого требуется увеличение мощности передатчика базовой станции и применения более чувствительных антенн. В многозоновой системе тот же результат достигается использованием нескольких базовых станций пониженной мощностью передатчиков. Большое количество базовых станций в многозоновой системе позволяет снизить удаленность абонентской радиостанции от базовой, что повышает устойчивость связи. При перемещении абонента в соседнюю зону обеспечивается эстафетная передача сопровождения связи от одной базовой станции к другой, то есть установленное соединение не прерывается. Современные транкинговые системы обеспечивают возможность разделения общего числа абонентских радиостанций на группы (отряды), внутри которых осуществим индивидуальный и групповой вызов. Такую систему можно применить, например, в пределах муниципального образования, объединив в общую радиосеть несколько городских служб, в том числе подразделения местного гарнизона пожарной охраны, аварийно-спасательные формирования. При этом каждая служба может иметь вполне изолированную от других служб сеть связи, а взаимные вызовы между группами будут программно разрешены только конкретным радиостанциям.

В транкинговых системах реализуются следующие виды вызовов:

Индивидуальный вызов может быть адресован любой конкретной радиостанции, при этом каждой радиостанции присваивается определенный набор цифр;

Групповой вызов предназначен заранее определенной группе абонентов, имеющей свой идентификационный номер;

Общий вызов может быть направлен всем абонентам радиосети (группы);

Экстренный вызов позволяет прервать переговоры любых абонентов, ведущихся в радиосети;

Приоритетный вызов обеспечивает преимущество в соединении для главных радиостанций в соответствующей группе абонентов;

Посылка статуса позволяет радиостанция с алфавитно-цифровым дисплеем автоматически выбирать из памяти сообщения, соответствующие данному статусу и отражать его в виде строки текста;

Радиотелефонный вызов обеспечивает абоненту выход с радиостанции в телефонную сеть общего пользования, а также в сеть учрежденческой АТС, причем его подключение к таким сетям может происходить как по абонентской линии, так и по соединительной линии. Вызов абонента мобильной станции транкинговой системы из телефонной сети общего пользования осуществляется с помощью дополнительного номера;

Переадресация вызова позволяет перевести его с одной радиостанции на заранее определенную другую радиостанцию;

Прямой вызов обеспечивает переход радиостанции в симплексный режим работы для установления связи с другими радиостанциями сети без участия базовой станции.

Важными сервисными функциями современных транкинговых систем являются возможность передачи данных между радиостанциями и обеспечение беспроводного доступа к базам данных.

К дополнительным функциям этих систем следует отнести возможность передачи коротких буквенно-цифровых сообщений по каналу управления без занятия рабочего канала, а также обеспечение голосовой почты.

Существенным преимуществами транкинговой системы является индивидуальное программирование доступа к каждому виду возможностей, установка предельного времени разговора и приоритета абонента, наличие защиты от несанкционированного доступа в систему. Кроме этого, эти системы могут применяться в качестве транспортной среды для систем определения месторасположения подвижных объектов и систем телеметрии.

Широкие собственные возможности транкинговых систем, совместимость их работы с различными видами телефонных сетей позволяют эффективно использовать эти системы для обеспечения оперативной диспетчерской связи. Ограничивают их использование по сравнению с обычными (конвенциональными) радиостанциями более сложные процедуры эксплуатации.

Транкинговые сети радиосвязи находят широкое применение для решения задач управления РСЧС и гражданской обороны с использованием мобильной компоненты связи. В такие сети, как правило, включаются стационарные, автомобильные и переносные радиостанции начальников гражданской обороны субъектов РФ, административного центра, его городских районов, начальников органов управления ГОЧС субъекта Российской Федерации, административного центра и его районов, членов комиссии по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций и обеспечению пожарной безопасности (КЧСПБ), начальников служб гражданской обороны, начальников поисково-спасательных отрядов, дежурных служб административного центра. Взаимное использование транкинговых сетей связи основано на внесении в их базы данных обшей нумерации радиостанций должностных лиц и оперативных групп, выделенных для использования в качестве взаимодействующих.