Odeslat svou dobrou práci do znalostní báze je jednoduché. Použijte níže uvedený formulář
Studenti, postgraduální studenti, mladí vědci, kteří využívají znalostní základnu ve svém studiu a práci, vám budou velmi vděční.
Zveřejněno na http://www.allbest.ru
Federal Communications Agency Státní vzdělávací instituce vyšší odborné přípravy „Sibiř Státní univerzita telekomunikace a informatika“ (obor)
Chabarovský institut infokomunikací Fakulta korespondenčních studií
Projekt kurzu
disciplína: Radiokomunikační systémy s pohyblivými objekty
na téma: Návrh trunkové komunikační sítě
Vyplnil: student 4. ročníku Spolkové vzdělávací instituce
speciality MTS (USA)
Malysheva V.V.
Chabarovsk 2010
Úvod
3.4 Určení počtu RFK v přítomnosti několika zón rádiového pokrytí s přístupem k telefonní ústředně přes jednu základnovou stanici
Literatura
radiová komunikace v trunkové síti
Byl upřesněn typ rozvoje oblasti služeb. Určete rozsah provozních frekvencí na základě typu budovy.
1. Určete průměrnou velikost obslužných oblastí na základě typu zástavby v oblasti, výkonu rádiového vysílače, výšky antén a provozního frekvenčního rozsahu.
2. Proveďte frekvenční plánování sítě.
3.1 Vypracujte plán umístění základnových stanic s ohledem na topologii oblasti.
3.2 Určení kanálů pro každou BS.
3.3 Výpočet oblasti pokrytí a oblasti rušení pro každou BS.
4. Výpočet dosahu rádiové komunikace.
5. Sestavte schéma organizace komunikace.
6. Sestavte blokové schéma sítě na základě počtu BS.
7. Sestavte blokové schéma BS s určením typu základního vybavení.
8. Nakreslete blokové schéma jednozónového nebo vícezónového trunkového systému.
9. Sestavte blokové schéma řízení v trunkovém systému.
Výchozí údaje pro dokončení projektu kurzu (varianta č. 6):
Typ zástavby: středněpodlažní budova
Typ objektu: mobilní objekty
Výkon vysílače: Rper = 30 W
Citlivost přijímače: Ec = 0,5 µV
Výška antény: h = 25m
Počet uživatelů: 325
Výškové rozdíly: Hmax = 250m, Hmin = 50m
Zisk antény: G = 7 dB
Koeficient tíhy: G = 0,35
Útlum v AFU: 10 dB
Průměrný počet hovorů: C = 4,4
Průměrná délka hovoru: tav = 28 sec
Hustota dopravy: V = 7 aut/km2
Délka napáječe vysílače BS: lperBS = 17m
Délka napáječe AC vysílače: lperAC = 1,1 m
Ztráty napáječe: DRf = 2,5 dB
Ztráty ve slučovači: DRk = 4 dB
Počáteční údaje jsou také uvedeny v tabulce 1.
stůl 1
|
Možnosti |
Základnová stanice č. |
||||
Úvod
V současné době existuje řada pozemních mobilních radiokomunikačních systémů:
Osobní rádiové volací systémy (paging);
Dispečerské (provozní) radiokomunikační systémy;
Svazkové radiokomunikační systémy;
Rádiové systémy pro mobilní telefony.
Nejúspěšnější implementací vývoje operačních systémů se staly kmenové radiokomunikační systémy mobilní komunikace, které jsou vysoce efektivní s intenzivní výměnou provozních informací pro velké množstvíúčastníků, které lze sdružovat do skupin podle provozních a funkčních charakteristik. Nabídka služeb trunkových systémů je velmi široká a prakticky zahrnuje celou jejich rozmanitost: od přenosu dat po radiotelefonii a od jednoduchého upozornění až po automatické zjišťování polohy pohybujících se objektů.
Trunkové radiokomunikační systémy jsou vícekanálové systémy, ve kterých je účastníkovi na jeho žádost automaticky poskytnut rádiový kanál a další systémové prostředky podle daného algoritmu, což zajišťuje vysokou efektivitu využití frekvenčních zdrojů.
Na základě principu organizace rádiových kanálů lze všechny trunkové systémy rozdělit do tří podmíněných skupin:
Analogové - radiokomunikační systémy se selektivním voláním (DTMF, Select 5 atd.);
Analogově-digitální - systémy, ve kterých se přenos servisních informací při navazování spojení provádí v digitálním režimu a přenos v analogovém režimu (SmarTrunk II, MPT 1327, LTR, EDACS);
Digitální - EDACS ProtoCall, TETRA, Astro.
Na základě přítomnosti řídicího kanálu v systému:
Systémy, které mají v době navázání spojení řídicí kanál - SmarTrank II, Selekt 5 atd.;
Vznikly systémy s permanentním řídícím kanálem různé způsoby- TETRA, MPT 1327, LTR atd.
Podle způsobu poskytování komunikačního kanálu:
Permanentka po celou komunikační relaci - SmarTrank II, MPT 1327 atd.;
Poskytováno pouze pro přenos zpráv a změny během komunikační relace - EDACS, TETRA.
Podle principu organizace řízení základního vybavení: decentralizované - SmarTrank II atd.; centralizované - MRI 1327, EDACS, TETRA atd. Kromě toho lze všechny protokoly trunkových systémů rozdělit do 2 tříd:
1. Otevřené protokoly (MPT 1327, TETRA);
2. „Proprietární“ protokoly (LTR, SmartNet, SmartZone, EDACS, ESAS atd.).
Otevřené protokoly jsou dostupné všem výrobcům. Tyto protokoly jsou doporučeny pro použití v mnoha zemích. Systémy s takovými protokoly vyrábí mnoho firem, zařízení je díky masové výrobě a vysoké konkurenci obvykle levnější než u specializovaných systémů.
V Rusku jsou nejznámější protokoly trunkových systémů: SmarTrank II, MPT 1327, LTR, EDACS a SmartZone. Proto byl v projektu kurzu při výběru standardního vybavení jako základ vzat protokol MRI 1327.
Protokol MRT 1327 je určen pro vytváření velkých provozních radiokomunikačních sítí s prakticky neomezeným počtem účastníků. Nejdůležitější výhody protokolu MRI 1327 jsou:
Možnost výstavby vícezónových systémů v národním měřítku s velké množství základnové stanice, které vám umožňují „pokrýt komunikacemi velké oblasti“;
Široký výběr předplatitelského a základního vybavení MRI 1327: vyrábí jej mnoho společností - Motorola, Tait Electronics, Fylde Microsystems, Bosch, Philips, Nokia, Rohde & Schwarz atd.;
Protokol není vázán na konkrétní frekvence, což umožňuje jejich výběr v závislosti na dostupnosti frekvenčního plánu a odpovídajícího povolení SCRF;
Standardizace komponent systému umožňuje zjednodušit a zlevnit provoz, údržbu, rozvoj a integraci sítí do větších systémů;
Poskytuje možnost ekonomického přenosu krátkých zpráv;
Protokoly umožňují vybudovat efektivní sítě pro sběr informací ze senzorů stavu a nouzového stavu;
Zaručené upgrady a údržba;
Implementace plynulého přechodu na signálové protokoly nové generace (od analogových systémů k digitálním systémům standardu TETRA).
Příležitosti poskytované předplatitelům trunkových systémů protokolu MRT 1327:
Individuální volání na mobilní rádiovou stanici;
Vysílaný hovor, ve kterém mohou volaní účastníci pouze poslouchat informace;
Volání skupiny účastníků;
prioritní a tísňová volání;
Vnořený hovor, který vám umožňuje zahrnout další volající do existující konverzace;
Spojení s účastníky městských a resortních telefonních sítí;
Přesměrování příchozích hovorů uživatelem radiostanice na jiného účastníka;
Zařazování hovorů do fronty;
Ochrana proti neoprávněnému přístupu.
Trunkové systémy standardu MRT 1327 podporují režim výměny dat, který zajišťuje přenos: stavových zpráv; krátké až 25 znaků; rozšířena na 88 znaků; zprávy neomezené délky.
1. Stanovení rozsahu provozních frekvencí
V tomto projektu kurzu je typ zástavby střední zástavba, proto můžeme předpokládat, že typ oblasti je městský. Pro městské oblasti jsou optimální rozsahy 300, 450 a 900 MHz. Vezměme rozsah 300 MHz.
2. Stanovení průměrné velikosti obslužných ploch
Průměrná velikost obslužných oblastí závisí na výkonu rádiového vysílače, výšce antén, typu budovy, obslužné oblasti, typu účastnické stanice a provozním kmitočtovém rozsahu.
U středněpodlažních budov je hodnota zdrojů servisních zón mobilních zařízení 15-30 km.
3. Plánování frekvence sítě
Frekvenční plánování sítě se provádí na základě výpočtu zóny spolehlivé komunikace pro danou kvalitu příjmu. V tomto případě je nutné použít zásadu nerovnoměrného rozložení radiofrekvenčního zdroje po území úměrnou koncentraci účastníků: uplatnit v lokální sítě trunková rádiová komunikace je zařízení s malým kanálem, které poskytuje službu 100-200 až 1500-2000 účastníků.
3.1 Vypracování plánu umístění základnové stanice
Při vytváření plánu umístění BS se řídíme následujícím: přibližný poloměr oblasti služeb BS pro 300 MHz je 10-15 km. Na základě toho je provedeno předběžné umístění BS s přihlédnutím k úplnému nebo částečnému pokrytí oblasti obsluhy a použití jedno- nebo vícezónových systémů. Počet opakovačů pro BS je určen na základě rozložení předplatitelské zátěže v oblasti služeb při rychlosti 80-100 předplatitelů na kanál.
3.2 Stanovení počtu radiofrekvenčních kanálů pro jednu obslužnou oblast bez přístupu k telefonní ústředně
Při výpočtu počtu RFC se vychází z toho, že veškerý provoz v síti tvoří pouze předplatitelé rádií a je mezi ně zcela rozložen, tzn. přilákání předplatitelů rádia k účastníkům PBX. Chcete-li určit kapacitu paprsku RFC, potřebujete vědět:
N - počet účastníků rádia;
Снн - průměrný počet hovorů v CHNN vytvořených jedním účastníkem rádia;
Tav - průměrná délka hovoru.
kde je zatížení přicházející od jednoho účastníka do CHN, rovné:
S vědomím, že průměrný počet hovorů v CNN vytvořených jedním předplatitelem rádia je 4,4, a průměrná délka hovoru:
tav = 28 s = 0,007778 hodiny,
určujeme zatížení pocházející od jednoho předplatitele CHNN:
Při trvalém blokování hovoru:
při daném N = 325,
Podle rozvrhu (obrázek 1) určíme, že požadovaný počet radiofrekvenčních kanálů:
V = 13 kanálů.
A specifické zatížení pocházející od 250 odběratelů se rovná:
3.3 Stanovení počtu RFK pro jednu obslužnou oblast s přístupem k telefonní ústředně
V některých případech mohou mít rádioví účastníci trunkové sítě přístup k PBX. V tomto případě je součástí příchozí zátěže zátěž mezi systémem a pobočkovou ústřednou telefonní sítě. Obrázek 2 ukazuje schéma obsluhy základnové stanice v jedné zóně s automatickou telefonní ústřednou.
Podle zadání je dán gravitační koeficient:
účastníků sítě PBX. Pojďme určit celkové zatížení vytvořené všemi účastníky s přihlédnutím k gravitačnímu koeficientu pomocí následujícího vzorce:
Podle grafu (obrázek 3) pro vypočtenou hodnotu:
Ae = 4 hrabě,
Pojďme zjistit kapacitu svazku kanálů V1 pro obsluhu zátěže mezi systémem a telefonní ústřednou.
Kapacita svazku kanálů V1 = 11 kanálů.
3.4 Určení počtu RFK v přítomnosti několika zón rádiového pokrytí s přístupem k telefonní ústředně přes jednu základnovou stanici
Obrázek 4 ukazuje diagram v přítomnosti několika zón rádiového pokrytí s přístupem k jedné základnové stanici. Hodnoty N a G (zatížení přicházející od jednoho účastníka do CHN, počet rádiových účastníků a gravitační koeficient) pro BS-1, BS-2, BS-3 a BS-4 jsou uvedeny v tabulce 1.
Pokud existuje více základnových stanic (BS), jedna z nich bude hlavní, která má přístup k ústředně prostřednictvím kabelových komunikačních linek. Zbývající BS jsou připojeny k hlavní přes radioreléové komunikační linky. Každý BSi má Ni - počet předplatitelů rádia a každý z nich vytváří zátěž i. Pro každý BSi je uveden gravitační koeficient vůči ATS - Gi. Provoz každé BSi vstupuje do PBX přes hlavní BS. Je nutné vypočítat počet rádiových kanálů:
V každé zóně VBS;
Mezi hlavní BS a automatickou telefonní ústřednou - V1;
Radioreléový systém spojující BSi s hlavním - Vpp.
Vypočítejme požadované hodnoty pomocí následujícího algoritmu:
1. Určete celkovou vstupní zátěž pro každý BSi pomocí vzorce:
2. Podle grafu (obrázek 1) určíme počet RFC na základě zadaných hodnot i a Ni:
3. Vypočítejme příchozí zatížení Ae mezi každým BSi a vozidlem, přičemž vezmeme v úvahu gravitační koeficient:
4. Určete celkovou příchozí zátěž z BS do PBX:
5. Podle grafu (obrázek 3) určíme kapacitu kanálového svazku V1 mezi hlavní BS a automatickou telefonní ústřednou pomocí zjištěné hodnoty Ae total: V1 = 9 kanálů.
6. Na základě vypočteného zatížení Aei pro každý BSi určíme počet rádiových kanálů radioreléového systému Vpp spojujícího každý BS s hlavním. Vpp se určuje pomocí grafické závislosti uvedené na obrázku 5.
4. Výpočet oblasti služeb základnové stanice
Pro určení oblasti služeb BS provedeme následující výpočty:
1. Stanovme efektivně vyzářený výkon vysílače BS:
kde RBS je výkon vysílače BS, stejný v tomto projektu kurzu:
DRf - ztráty v podavači 2,5 dB;
DRk - ztráty ve slučovači rovné 4 dB;
Go BS - zisk antény BS rovný 7 dB.
Dosazením hodnot dostaneme:
2. Stanovme parametr Dh, který charakterizuje nerovnosti terénu. Přibližně DH lze určit rozdílem DH maximální a minimální nadmořské výšky oblasti:
S vědomím, že Hmax = 250 m a Hmin = 50 m, vypočítáme:
3. Určete efektivní výšku vysílací antény BS:
kde hBS je výška BS antény vzhledem k hladině moře (hBS = 25 m);
průměrná úroveň terénu vzhledem k hladině moře ve výškách hi ve vzdálenosti 1000+250i metrů od BS, rovná se 1,5 m.
4. Určete střední hodnotu minimální síly pole signálu pro účastnickou stanici z BS:
kde je intenzita pole odpovídající citlivosti AC přijímače, dBµV/m;
Usign - citlivost přijímače, µV.
Efektivní délka přijímací antény, m.
GAC je zisk AC antény;
Rin - vstupní odpor přijímače, vezměme Rin = 50 Ohm;
Ko je koeficient spolehlivosti logaritmického rozdělení v závislosti na požadované spolehlivosti komunikace v čase a místě (Ko = 1,64);
kde a jsou standardní odchylky signálu v čase a místě:
DE a Dh - korekce na nerovný terén:
Dosazením získaných hodnot dostaneme:
5. Výpočet rušení v místě základnové stanice
Výpočet průměrné efektivní hodnoty intenzity rušivého pole v bodě přijímací antény BS se provádí na frekvenci f MHz pro danou hustotu provozu v přijímací oblasti V.
Obrázek 6 ukazuje charakteristiky rádiového rušení pozorovaného u BS antén. Při posuzování rušení byla stanovena zóna vnímání rušení přijímací anténou BS o rozměru 1 km 2, rušení bylo rozděleno do tří skupin v závislosti na hustotě transportu v zóně pro každý časový okamžik:
Hustota dopravy v oblasti vysoké úrovně rušení (Н) VН = 100 vozidel/km 2 ;
Ve středním pásmu (M) je hustota dopravy VM = 10 vozidel/km 2 ;
V oblasti nízké úrovně rušení (L) je hustota dopravy VL = 1 vozidlo/km 2 .
V tomto kurzu je rušení v závislosti na hustotě dopravy v pásmu středních úrovní, protože VM = 7 vozidel/km 2
Vezmeme průměrnou frekvenci opakování rušivých impulzů:
Fu = 3650 imp/p,
která slabě závisí na provozní frekvenci; Směrodatná odchylka špičkových hodnot interference je rovna:
Z obrázku 6 pro danou hodnotu V a f zjistíme:
Ei (Ei = 22 dB).
Potom pomocí následujícího vzorce zjistíme průměrnou efektivní hodnotu síly interference:
kde Piz je efektivní šířka pásma typického měřiče rušení, akceptujeme:
Ppr je efektivní šířka pásma přijímače, akceptujeme.
S přihlédnutím k vlastnímu hluku zařízení je průměrná efektivní hodnota celkové intenzity rušivého pole:
kde GН je jmenovitá citlivost přijímače, μV;
Útlum v anténní dráze přijímače;
Délka podavače;
(S/N)pr.in - jmenovitý odstup signálu od šumu, braný rovný 10-12;
hd.pr - efektivní výška antény:
6. Výpočet dosahu rádiové komunikace
Stanovme intenzitu pole skutečně vytvořenou vysílající BS v přijímacím bodě pro danou kvalitu komunikace pomocí vzorce:
kde Ec je síla pole signálu potřebná k získání specifikovaných indikátorů kvality:
kde EP.EF je průměrná efektivní hodnota celkové intenzity interferenčního pole, která se rovná 9,43 dB
R0 = 5-10 dB - ochranný poměr pro dosažení dané kvality příjmu
C = 8 dB - hodnota ochranného koeficientu nutná k zajištění požadovaného ochranného poměru
Vr.n. - korekce zohledňující rozdíl mezi jmenovitým výkonem vysílače a výkonem 1 kW:
kde Рн je jmenovitý výkon vysílače, rovný 30 W. Proto:
Vf - útlum v rezonátorech, můstkových filtrech a anténních děličích se rovná 3 dB;
Вh2 - korekce s přihlédnutím k výšce přijímací antény AC, dB:
Pro h2 = 3m: ;
Vrel - korekce zohledňující terén odlišný od Dh=50 m, dB.
Dh se určuje podle vzorce:
kde Hmax a Hmin jsou maximální a minimální nadmořské výšky terénu podél cesty šíření ve zvoleném směru, rovné 200 m a 50 m.
Proto,
Podle grafu (obrázek 7) určíme Vrel (Vrel = 9 dB)
Du - zisk přijímací a vysílací antény rovný 7 dB;
Nahrazením získaných hodnot určíme intenzitu pole skutečně vytvořenou vysílající BS v přijímacím bodě pro danou kvalitu komunikace:
Po určení intenzity pole podle grafu (obrázek 8) určíme předpokládaný komunikační dosah - 40 km.
7. Blokové schéma základnové stanice
Obrázek 9 ukazuje obecný princip budování základnové stanice.
7.1 Blokové schéma jednozónového žlabového systému
Struktura jednozónového potrubního systému je znázorněna na obrázku 10.
Zařízení pro slučování rádiových signálů se používá ke slučování a větvení signálů přicházejících z vysílače a přijímače opakovače. Opakovač je sada transceiverů obsluhujících jeden pár nosných frekvencí. Jeden opakovač může poskytovat dva nebo čtyři provozní kanály. Čtyři kanály pro obsluhu 50-100 rádiových kanálů; 8 kanálů - 200-500AC; 16 kanálů - až 2000 předplatitelů rádia. Oblast pokrytí BS na frekvenci 160 MHz je 40 km; na frekvenci 300 MHz - 25-30 km; na frekvenci 300 MHz - 20 km.
Přepínač zpracovává veškerý systémový provoz. Řídicí zařízení zajišťuje interakci všech uzlů BS. Zpracovává hovory, ověřuje volající, udržuje fronty hovorů a provádí záznamy do databází plateb založených na čase.
Údržbový a provozní terminál je určen pro monitorování stavu systému, diagnostiku poruch a provádění změn v databázi účastníků.
Centrální stanice obsluhované oblasti zahrnuje několik transceiverů, jejichž počet závisí na počtu kanálů a počtu obsluhovaných účastníků.
Transceiver každého kanálu je řízen kontrolérem. Maximální částka Na centrální stanici je až 24 kanálů, jeden kanál může obsloužit až 30-50 účastníků. Pro interakci se všemi ovladači centrální stanice slouží jednotka rozhraní, která je propojena se všemi ovladači prostřednictvím společné řídicí sběrnice a zajišťuje tak správu, účtování a účtování spojení.
V Rusku jsou nejznámější protokoly trunkových systémů: SmarTrunk II, MPT 1327, LTR a SmartZone. Protokol MPT 1327 je určen pro vytváření velkých provozních radiokomunikačních sítí s prakticky neomezeným počtem účastníků.
Typická specifikace zařízení v pásmu 450 MHz pro mobilní stanoviště:
Základní výbava: Množství:
Regionální řídicí procesor T1530 1;
Operátorská konzole sestávající z: počítače a tiskárny;
Software ovládací konzoly T1504 1;
Spínací jednotka T1560 1;
Deska rozhraní kanálu T1560-02 3;
Deska rozhraní T1560-03 pro jednu 2-vodičovou linku 1;
Repeater T850 (50W, 100% provozní režim) 4;
Ovladač kanálu kanálu T1510 4;
Systémové rozhraní T1520 1;
Modem T902-15 2;
Skříň 3 8RU 2.
Vybavení anténního podavače: Množství:
Slučovač M101-450-TRM 1;
Duplexní filtr TMND-4516 1;
Přijímací rozvodný panel TWR8/16-450 1;
Stacionární anténa ANT 450 D6 - 9 (zisk 6-9 dB) 2;
Koaxiální kabel RK 50-7-58 70m;
Konektor pro RK 50-7-58 2;
Bleskojistka 1;
Adaptérové kabely 8.
Spojovací rádiové stanice od TAIT ELECTRONICS LTD:
Wearable T3035;
Mobil T2050.
Malé vícezónové systémy s centralizovaným ovládáním a napojením na telefonní ústřednu je nejvhodnější budovat na bázi systému TAITNET od TAIT Electronics.
Systém TAITNET se skládá z regionálního dispečinku, řídicího terminálu systému, základnových stanic a uživatelského zařízení. Typické funkční schéma čtyřzónového trunkového komunikačního systému TAITNET je uvedeno v blokovém schématu (obrázek 11).
7.2 Blokové schéma vícezónového žlabového systému
Systém se skládá z regionálního řídicího centra, řídicího terminálu systému, základnových stanic a uživatelského zařízení. Regionální řídicí centrum zahrnuje: regionální kontrolér, přepínač a desky rozhraní.
Regionální ovladač (procesor regionálního řízení T1530), který kombinuje všechny ovladače základnové stanice T1510 do jediného vícekanálového vícezónového systému. Tento ovladač může ovládat systém skládající se z 10 zón s 24 kanály v každé zóně. Sbírá informace ze všech připojených BS a předává je do řídicího terminálu systému.
Terminál pro správu systému je kompatibilní s IBM Osobní počítač a pracuje pomocí speciálního softwaru T1504 od TAIT Electronics.
Přepínač T1560 se skládá z přepínací matice a karet rozhraní. Zajišťuje přepínání audio kanálů při mezizónovém spojení a audio kanálů s telefonními linkami.
Karty rozhraní T1560-03 poskytují rozhraní s dvoudrátovými telefonními účastnickými linkami. Desky T1560-02 zajišťují připojení přepínače T1560 k provozním kanálům BS prostřednictvím vyhrazených čtyřvodičových linek.
Pokud má provozovatel systému TAITNET účastnickou kapacitu na pobočkové ústředně, je možné organizovat jednotné číslování účastníků telefonní sítě a účastníků trunkového systému. Organizaci obecného číslování zajišťuje dálkový ovladač.
Vybavení základnové stanice se skládá z anténního napáječe, transceiverů T850, řadičů kanálů T1510 a systémového rozhraní T1520.
Kontroléry BS udržují komunikační relaci a komunikují se systémovým rozhraním. Systémové rozhraní kontroluje a zaznamenává spojení, poskytuje informace o stavu systému a vyměňuje si data s regulátory BS. Komunikace s regionálním řídicím procesorem je zajištěna po vyhrazených dvouvodičových linkách přes modem. Pro spojení účastníků BS s regionálním uzlem se používají 4drátové audio linky. Řízení a řízení základnových stanic provádí regionální dispečer.
Každá znalostní báze má také systémový řadič. Komunikace mezi systémovými ovladači základnové stanice probíhá pomocí modemů. Karty rozhraní v krajském dispečinku zajišťují přístup k veřejné telefonní síti.
Literatura
1. Směrnice a zadání projektu předmětu na téma "Komunikační systémy s pohyblivými objekty"
2. Poznámky z přednášek k předmětu "Komunikační systémy s pohyblivými objekty"
3. Katalog "Systémy a radiokomunikace", 1998
4. Katalog zařízení Radioma, 1999
5. Souhrnná tabulka charakteristik trunkových radiostanic MRT-1327
Publikováno na Allbest.ru
Podobné dokumenty
Stanovení parametrů mobilní sítě pro dané město a výkon vysílače základnové stanice. Identifikace počtu frekvenčních kanálů, které se používají k obsluze účastníků v jednom sektoru jedné buňky. Výpočet povoleného zatížení telefonu.
práce v kurzu, přidáno 04.04.2014
Výběr frekvenčních kanálů. Výpočet počtu buněk v síti a maximální vzdálenosti v buňce účastnické stanice od základnové stanice. Výpočet ztrát na trase signálu a určení výkonu vysílače. Výpočet spolehlivosti navržené mobilní sítě.
práce v kurzu, přidáno 20.01.2016
Výběr trasy pro položení optické komunikační linky. Výpočet požadovaného počtu kanálů. Určení počtu optických vláken v optickém kabelu, volba jeho typu a parametrů. Blokové schéma organizace komunikace. Vypracování odhadů pro výstavbu.
práce v kurzu, přidáno 16.07.2013
Návrh a blokové schéma městské telefonní sítě, použití jednotného obousměrného spojovacího prvku. Výpočet intenzity zatížení, počtu kanálů a terminálových modulů. Určení počtu rovin hlavního jeviště.
práce v kurzu, přidáno 19.06.2012
Organizace vlakového rádiového spojení. Výpočet dosahu rádiové komunikace na trase a ve stanici. Rádiová zařízení a frekvenční rozsah. Výběr a analýza vodících linií. Organizace radiové komunikace stanice. Organizace rozhlasové komunikace na stanici.
práce v kurzu, přidáno 28.01.2013
Určení nákladu přijíždějícího na stanici systému hromadné obsluhy. Stanovení požadovaného počtu kanálů pro plně přístupný systém na požadované úrovni ztrát. Simulace v prostředí GPSS World QS se ztrátami z požadovaného počtu kanálů.
práce v kurzu, přidáno 15.02.2016
Účel a druhy staniční radiokomunikace. Podmínky pro zajištění požadovaného komunikačního dosahu mezi stacionární radiostanicí a lokomotivou. Stanovení rádiového dosahu a výšky antény. Stanovení územních a kmitočtových rozstupů.
práce v kurzu, přidáno 16.12.2012
Návrh základní elektrická schémata rádiový komunikační kanál. Výpočet křivky zemního útlumu intenzity pole rádiových vln při rádiové komunikaci mezi výpravčím a strojvedoucím. Vývoj frekvenčního syntezátoru obsluhujícího rádiový kanál.
práce v kurzu, přidáno 2.12.2013
Výpočet výkonu vysílače pro baráž a cílené rušení. Výpočet parametrů pro způsoby vytváření průhybu a interference. Výpočet prostředků protihlukové ochrany. Analýza účinnosti použití komplexu prostředků ochrany proti rušení a hluku. Blokové schéma rušičky.
práce v kurzu, přidáno 03.05.2011
Výpočet požadovaného odstupu signálu od šumu na výstupu radarové stanice. Určení hodnoty zemského multiplikátoru a dosahu přímé viditelnosti cíle. Výpočet hodnoty koeficientu potlačení nepořádku. Provoz stanice na pozadí pasivního rušení.
Účastnické terminály iDEN, stejně jako systém GSM, používají SIM karty. Z hlediska propojení jsou využívány algoritmy řízení GSM signalizace, které výrazně zjednodušují roaming s celulárními sítěmi. Vyrábí se profesionální (průmyslové) terminály (R370, R470, R765, R765IS) a komerční řady „i“. Existují modely s duálním režimem iDEN/GSM, iDEN/CDMA. Některé terminály mají funkci „Direct Connect“, která umožňuje přímé připojení účastníků sítě bez obcházení základnových stanic v místních oblastech ve frekvenčním rozsahu SMR (Specialized Mobile Radio) 800 MHz. V současnosti se výrobou terminálů zabývají dvě společnosti Motorola a RIM. V roce 2010 byl představen Android terminál s dotykovou obrazovkou i1.
Je to zázrak – funguje to jako rádio.
V roce 2005 byl zaveden další vývoj standardu, který umožňuje kombinací časových slotů čtyř fyzických kanálů získat rychlost přenosu dat až 100 kBit/s. Upgrade se nazývá WiDEN (Wideband Integrated Digital Enhanced Network).
Od roku 2010 spolu se systémy
První mobilní radiokomunikační systémy se objevily v USA koncem 30. let. Jednalo se o jednokanálové konvenční systémy určené především pro radiokomunikaci v policii a armádě. Během druhé světové války byly vytvořeny první vícekanálové systémy s „ručním“ přepínáním kanálů.
Významnou nevýhodou konvenčních systémů je jejich zranitelnost vůči neoprávněnému použití frekvenčních zdrojů. Každý radioamatér znalý radiotechniky je schopen sestavit zařízení pro naladění na frekvence používané daným systémem a stát se tak neoprávněným uživatelem. Navíc v těchto systémech není snadné odpojit účastníky, kteří vytvářejí nadměrnou zátěž nekonečnými neobchodními „konverzacemi“. Propojení účastnických terminálů s veřejnou telefonní sítí (PSTN) není implementováno ve všech konvenčních systémech.
Hlavní myšlenkou sdružování komunikace je, že když předplatitel obdrží požadavek na navázání spojení, systém automaticky detekuje volné kanály a přiřadí jeden z nich danému páru nebo skupině předplatitelů. Částečně byl problém automatizace výběru kanálů vyřešen v tzv. pseudo-trunkingových systémech, mezi které patří v Rusku populární SmarTrunk/SmarTrunk II od SmarTrunk System a ArcNet od Motoroly. Jejich rozhlasové stanice nemají vyhrazený kontrolní kanál a vyhledávají vyhrazený frekvenční rozsah při hledání volného. Většina těchto systémů (s výjimkou ArcNet) je jednozónová.
Na konci 70. let. Trh rádiových komunikací byl doplněn o první analogové trunkové systémy s vyhrazeným řídicím kanálem. Takové systémy realizují přenos řečové informace na principu „jeden kanál - jedna nosná“, frekvenční rozestup kanálů je obvykle 25 nebo 12,5 kHz. Teoreticky jsou při dostatečném počtu frekvenčních kanálů schopny obsloužit desítky tisíc účastníků. Skutečné hodnoty přiděleného frekvenčního zdroje však omezují počet účastníků analogové trunkové sítě na 3–5 tisíc.
Navíc tyto systémy stále neřeší problém ochrany sítě před neoprávněným přístupem. Systémy založené na analogových standardech zajišťují komunikaci s účastnickými terminály PSTN, ale takové terminály jsou velmi drahé (1500-2000 dolarů). Významnou nevýhodou těchto systémů je také omezený počet skupin uživatelů. A i když implementace funkce dynamické rekonfigurace skupin umožňuje obejít toto omezení, ne vždy se hra vyplatí: složitost vybavení vede k výraznému nárůstu nákladů na infrastrukturu.
Na počátku 90. let. Začaly se objevovat svazkové systémy využívající digitální technologie pro přenos hlasového signálu. Dnes jsou nejznámější digitální standardy APCO25, TETRA a PRISM (digitální verze EDACS). Umožňují výrazně zvýšit kapacitu systému - až několik tisíc předplatitelů. Navíc prakticky řeší problém ochrany dat a důvěrnosti konverzací, protože není možné stát se neoprávněným uživatelem digitálního systému nebo poslouchat kanál.
Mnoho moderní systémy trunkové komunikace (obr. 1) - analogové i digitální - jsou schopny přenášet data přes kanál hlasová komunikace, tedy vykonávat funkce bezdrátového modemu. Zároveň v analogových standardech rychlost přenosu dat nepřesahuje 4800 bps a v digitálních standardech dosahuje vyšších hodnot - od 9600 bps do 28 kbps (TETRA). Na rozdíl od analogových vám digitální trunkové komunikační systémy umožňují přenos textové zprávy prostřednictvím řídicích kanálů (stránkování). Text zprávy se zobrazí na displeji účastnického terminálu.
V současné době lze rozlišit tři různé oblasti použití mobilních radiokomunikačních systémů: státní správa (policie, hasiči, ambulance atd.); - typ PS (Veřejná bezpečnost); soukromé, jako je PMR (Private Mobile Radio); komerční veřejné sítě SMR (Shared Mobile Radio).
Obrázek 1.
Technologie mobilní komunikace (* technologie založené na TDMA)
Systémy prvního typu jsou obvykle navrženy pro relativně malý počet účastníků (obvykle ne více než 500-1000). Vyznačují se zvýšenými požadavky na spolehlivost a důvěrnost a také přítomností speciálních funkcí, jako je nouzové volání. Náklady na účastnické terminály PS systémů jsou poměrně vysoké. Z výše uvedených sítí patří do kategorie Public Safety/PMR SmartNet, EDACS/PRISM, systémy založené na standardu APCO25 a také sítě založené na aktuálně vyvíjeném digitálním standardu TETRA.
Komerční systémy typu SMR se vyznačují velkou kapacitou (počet účastníků může dosáhnout desítek tisíc), schopností poskytovat doplňkové informační služby a také nízkou cenou účastnických terminálů. Jsou mezi nimi sítě postavené na bázi protokolů SmartZone, MPT1327, LTR/ESAS a systému GeoNet. Všimněte si, že většina stávajících analogových systémů SMR má omezení na opětovné použití frekvence a přepínání kanálů, stejně jako automatickou identifikaci účastníků při přesunu z jedné zóny do druhé atd.
Na rozdíl od konvenčních a svazkových rádiových komunikačních systémů jsou mobilní telefonní celulární komunikace navrženy primárně k poskytování osobní mobilní hlasové komunikace jedna ku jedné v plně duplexním režimu. První generace celulární technologie, která se objevila na počátku 80. let, používala analogové standardy. Nejpoužívanějšími ve světě (včetně Ruska) jsou severoamerický standard AMPS, britský TACS a skandinávský NMT-450.
Použití digitálních technologií umožnilo pochopit, že dva odlišné typy Mobilní hlasové komunikace – celulární a trunkové – mají mnoho společného (teritoriální organizace systému, infrastruktura, organizace přístupu k PSTN atd.). Analogové technologie trunkových systémů však nejsou schopny poskytovat úroveň služeb poskytovaných mobilní telefonií.
V polovině 90. let. Společnost Motorola se rozhodla implementovat myšlenku integrovaného systému, který kombinuje možnosti skupinové a dispečerské radiové komunikace, komunikace mobilních celulárních telefonů a také přenos alfanumerických zpráv (paging) a dat. Navrhovaný systém měl poskytovat moderní úroveň služeb pro všechny typy komunikací. To vše bylo implementováno v technologii iDEN (integrated Digital Enhanced Network).
Systémové služby
Mobilní dispečerská radiová komunikace založená na technologii iDEN poskytuje všechny typy služeb poskytovaných moderními digitálními trunkovými systémy:
- skupinové volání pro mobilní účastníky a dispečery v poloduplexním režimu. K uskutečnění hovoru stačí jedno kliknutí na tlačítko; doba navázání spojení nepřesáhne 0,5 s. V tomto případě je použit pouze jeden hlasový komunikační kanál - bez ohledu na počet účastníků ve skupině. Počet možných skupin v iDEN je poměrně velký (65 535), což eliminuje potřebu funkcionality dynamické rekonfigurace skupin. Všechny konfigurace lze vytvořit předem: v případě potřeby se předplatitelé jednoduše přesunou do příslušných skupin. Členové skupiny se mohou nacházet ve vzdálenosti desítek nebo stovek kilometrů od sebe (samozřejmě v rámci oblasti pokrytí systému);
- osobní hovor (soukromý hovor) v poloduplexním režimu, kdy se hovoru účastní pouze dva účastníci a je zajištěna naprostá důvěrnost jednání. Všimněte si, že v režimu skupinového a individuálního volání se jméno volajícího nebo jeho digitální identifikátor objeví na displeji účastnického terminálu volaného účastníka;
- signalizace volání (upozornění na volání) - přenos speciálního signálu k účastníkovi (nebo skupině), který indikuje potřebu navázat rádiovou komunikaci. Pokud je v tomto okamžiku účastník mimo oblast systému nebo je vypnutý účastnický terminál, hovor je uložen v systému. V okamžiku, kdy je účastník dostupný, obdrží zvukový signál a na obrazovce terminálu se objeví ID volajícího. Teprve poté obdrží volající potvrzení hovoru.
Kromě služeb typických pro konvenční trunkovou komunikaci poskytuje systém iDEN řadu schopností moderních mobilních telefonů. telefonní systémy:
- mobilní telefonní komunikace mezi účastníky, včetně prostřednictvím PSTN (příchozí i odchozí v duplexním režimu). Systém iDEN poskytuje funkce místní telefonie (mini-PBX, UPBX), hlasovou poštu, meziměstskou a mezinárodní komunikaci;
- odesílání textových zpráv. Předplatitelé mohou přijímat alfanumerické zprávy zobrazené na obrazovce účastnického terminálu, který může uložit až 16 zpráv po 140 znacích. To poskytuje skupinové i individuální zasílání zpráv. Příjem textových zpráv je možný současně s relací mobilního telefonu;
- přenos dat. Přenosné (wearable) terminály iDEN mají vestavěné modemy a lze je připojit k PC přes adaptér RS-232C. V režimu přepínání okruhů je poskytována rychlost přenosu dat až 9600 bps a v paketovém režimu - až 64 kbps. Pro zvýšení spolehlivosti přenosu dat používá systém dopředné schéma opravy chyb. Funkce přenosu dat umožňuje mobilním účastníkům přijímat a odesílat faxy a e-maily, vyměňovat si data s kancelářskými počítači a poskytovat přístup k internetu. V paketovém režimu je podporován standardní síťový protokol TCP/IP.
Všimněte si, že přidání funkce přenosu dat do stávajícího systému iDEN nevyžaduje instalaci dalšího vybavení na základnové stanice (BS). Je pouze nutné nainstalovat další bloky infrastruktury centrálního řízení systému a nainstalovat odpovídající software na základnové stanice a centrální systém.
Uživatelské terminály
Přestože systém iDEN poskytuje několik typů komunikace, neznamená to, že si účastník musí „předplatit“ všechny typy služeb a zakoupit si tak od operátora plně funkční účastnický terminál. Uživatel si může vždy vybrat model, který odpovídá balíčku služeb, o který má zájem. Náklady na přenosné účastnické terminály iDEN a digitální mobilní telefony jsou přibližně stejné.
Přenosné terminály i370/r370 jsou schopny fungovat jako trunková rádia i jako mobilní telefony. Jsou vybaveny víceřádkovým LCD displejem, který zobrazuje seznamy dostupných skupin (účastníků) a alfanumerické zprávy. Vylepšený multifunkční terminál i600 je menší, lehčí a má delší výdrž baterie.
Nejnovější model přenosného terminálu i1000 má ještě menší hmotnost a rozměry: jeho hmotnost bez baterií je 120 g, rozměry jsou 120x60x30 mm.
Modely i470/r470 jsou vybaveny vestavěným modemem, který umožňuje jejich použití pro přenos dat a faxové zprávy. Tyto terminály navíc podporují další funkce systému iDEN, jako je současná práce ve více skupinách, zajištění komunikace v izolovaném režimu BS (při výpadku komunikace s centrální infrastrukturou systému), Emergency Call atd.
Modely r370 a 470, splňující požadavky amerických vojenských norem, mají tělo odolné proti nárazům a nebojí se vlhkosti. Výstupní výkon signálu všech typů přenosných terminálů je 600 mW.
Rodina mobilních účastnických terminálů iDEN se skládá ze tří modelů - m100, m370 a m470. První funguje pouze v režimu dispečerského rádia, další dva jsou vybaveny sluchátkem a podporují mobilní telefonickou komunikaci. Kromě toho má m470 vestavěný modem a poskytuje stejné speciální funkce jako terminály i470/r470. Všechny typy mobilních terminálů mají výstupní výkon 3W.
Systém iDEN také poskytuje desktopové dispečerské stanice založené na mobilních terminálech m100/m370/m470. Mají externí anténu, stolní mikrofon a střídavý zdroj.
Rádiové rozhraní a kódování hlasu
Základem technologie iDEN je standard TDMA (Time Division Multiple Access), podle kterého je současně přenášeno 6 digitalizovaných řečových signálů na každém frekvenčním kanálu 25 kHz. Technologie iDEN nevyžaduje, aby všechny frekvenční kanály byly souvislé.
Časový interval 90 ms je rozdělen do 6 časových úseků o délce 15 ms, z nichž každý nese jeden hlasový signál (obr. 2). Použití modulace rádiového signálu metodou M16-QAM (Quadrature Amplitude Modulation) poskytuje celkovou rychlost přenosu dat přes jeden frekvenční kanál 64 kbit/s (přenosová rychlost v hlasovém kanálu je 7,2 kbit/s). Adekvátní reprodukce lidského hlasu a dalších zvuků při tak nízké bitové rychlosti je dosaženo použitím pokročilého schématu kódování využívajícího algoritmus VSELP.
Obrázek 2
kapacita frekvenčního kanálu iDEN
Frekvenční rozsah
Systém založený na technologii iDEN pracuje v trunkovém rozsahu 806-825/851-870 MHz, standardním pro Ameriku a Asii. Všimněte si, že nedávno byla v Rusku část tohoto rozsahu, konkrétně 815-820/860-865 MHz, přidělena také pro trunkové radiokomunikační systémy (obr. 3).
Obrázek 3
Kmitočtový rozsah přidělený systému iDEN v Rusku: mobilní terminály (MT) 806–821 MHz; základnové stanice (BS) 851-866 MHz
Při vývoji technologie iDEN chtěla Motorola dosáhnout co nejefektivnějšího využití frekvenčních zdrojů, alespoň ne horších než stávající implementace. standard CDMA. Protože iDEN poskytuje simultánní přenos šesti řečových signálů na každém frekvenčním kanálu 25 kHz, může být 240 takových kanálů umístěno v 1 MHz spektra. Pro srovnání, se šířkou pásma 1 MHz mohou analogové a digitální trunkové komunikační systémy podporovat ne více než 80, analogové celulární komunikační systémy - od 30 do 40 a systémy ve standardu GSM - 40 hlasových kanálů (obr. 4).
Obrázek 4.
Porovnání účinnosti spektra. V 1 MHz spektra můžete umístit hlasové kanály (GC): analogové trunkové systémy - 40/80; analogové buněčné systémy - 33-40; GSM - 40; TETRA - 160; IDEN - 240
Struktura systému iDEN
Systém založený na technologii iDEN se skládá ze dvou hlavních komponent: BS a centrální infrastruktury. (obr. 5). Infrastruktura iDEN je organizována tak, aby maximalizovala funkčnost BS, takže nejdůležitějším funkčním prvkem je základnová stanice EBTS Enhanced Base Transceiver System. EBTS obsahuje integrovaný uzlový kontrolér (iSC), až 20 základnových rádiových stanic (BR) typu omni nebo 24 sektorových BR, zesilovač a vysílače rádiového signálu, synchronizační přijímač a BS antény.
Obrázek 5.
Struktura systému založená na technologii iDEN: * zajišťuje telefonickou komunikaci; ** poskytovat rádiovou komunikaci; *** poskytuje provozovatel systému; DACS (Digital Access Crossconnect Switch) - přepínač digitálního přístupu; IWF (Interworking Function) - rozhraní přenosu dat s PSTN; VMS (Voice Mail System) - hlasová pošta
EBTS zajišťuje interakci mezi systémem a účastnickými zařízeními, podporuje přenos hlasového provozu na několika frekvenčních kanálech a také provádí řadu řídicích funkcí, například oddělení rádiového a telefonního provozu, synchronizaci provozu BS a účastnických terminálů , řízení úrovně rádiového signálu atd. Multifunkčnost EBTS umožňuje výrazně snížit zatížení komponent centrální infrastruktury, především MSC (Mobile Switching Center). Vysílač EBTS podporuje maximálně 144 hlasových kanálů na uzel systému.
Hlavní funkcí BSC (Base Site Controller) je řídit komunikaci při přesunu účastnických terminálů z jedné oblasti pokrytí do druhé (předání). Každý BSC je schopen podporovat až 30 zón a provádět celou řadu akcí pro soustředění provozu přicházejícího z hubových stanic a jeho distribuci do příslušných zón.
XCDR transkodér provádí dopřednou a zpětnou konverzi audio signálu VSELP do digitálního formátu PCM.
Přepínač paketů MPS (Metro Packet Switch) se skládá z přepínače a duplikátoru paketů. Přenáší rádiové hlasové pakety a řídicí informace z EBTS do DAP a zpět.
Dispečerský systém DAP (Dispatch Application Processor) provádí skupinovou a osobní správu hovorů, signalizaci hovorů a další funkce. Na velké číslo systémových předplatitelů je možné vytvořit clustery čtyř DAP.
Jednotky pro registraci polohy předplatitele HLR/VLR (registr domácích umístění)/registr navštívených umístění) slouží ke komunikaci prostřednictvím mobilních telefonů. HLR uchovává kompletní informace o všech účastnických terminálech registrovaných v různých geografických segmentech systému. VLR obsahuje informace o pohybu účastnických zařízení a poskytuje systému informace nezbytné k provádění roamingu. Všimněte si, že v systému iDEN neexistuje roaming ve smyslu, ve kterém je chápán v celulárních systémech, protože pro spojení geograficky vzdálených segmentů systému se nepoužívají PSTN, ale vyhrazené E1 kanály.
Přepínač MSC (Mobile Switching Center) poskytuje rozhraní mezi mobilními telefony PSTN a iDEN, vykonává typické funkce takového přepínače a také řídí přenos, když se účastníci přesunou z oblasti ovládané jedním BSC do oblasti ovládané jiným. Pokud síť iDEN pokrývá velkou oblast, může v ní být nainstalováno několik MSC. Funkce MSC systému iDEN jsou zcela totožné s funkcemi přepínače mobilní sítě GSM.
Hlavním řídicím modulem systému je OMC (Operation Maitenance Center), který zajišťuje konfiguraci systému, havarijní řízení, sběr statistických dat o provozu systému a řadu dalších řídících funkcí.
Krátká služba SMS zprávy(Služba krátkých zpráv) podporuje všechny funkce textových zpráv, včetně textových upozornění, když jsou zprávy dostupné tohoto předplatitele(hlasová pošta).
iDEN MicroLite
Motorola v současné době dokončuje systém iDEN MicroLite, což je „malý“ systém na bázi iDEN, který má sloužit stovkám až tisícům předplatitelů. Při zachování všech technologických řešení iDEN při použití stejného účastnického zařízení a základnových stanic se tento systém liší především maximálním počtem frekvenčních kanálů (40).
Hlavním technologickým rozdílem mezi iDEN MicroLite a iDEN je organizace centrální infrastruktury systému. V systému iDEN MicroLite je implementován na jediné počítačové platformě standardu Compact PCI (varianta platformy PCI pro průmyslové počítače), na které běží operační systém reálného času Neutrino od QNX Labs.
První verze iDEN MicroLite bude poskytovat dva typy komunikace – skupinovou (individuální) radiovou komunikaci a komunikaci mobilním telefonem. Budoucí verze přidají do systému služby krátkých zpráv a vytáčené/paketové datové služby. Maximální počet základnových stanic, které může centrální infrastruktura první verze systému podporovat, je 5, v budoucnu bude navýšen na 8-10.
V případě nutnosti migrace z iDEN MicroLite na plnohodnotný systém iDEN je nutná nová instalace infrastruktury centrálního systému, ale úpravou příslušného softwaru lze využít uživatelské terminály a stávající zařízení BS.
Dodávky systému iDEN MicroLite budou zahájeny ve druhém čtvrtletí roku 1999. Technický rozvoj projektů systému iDEN MicroLite se očekává od třetího čtvrtletí roku 1998.
Aplikace pro iDEN
Technologie iDEN je zaměřena na vytváření systémů typu SMR (Shared Mobile Radio), tedy komerčních sítí, které poskytují integrované služby organizacím i jednotlivcům. Pro zajištění komunikace mezi jednotlivými odděleními a skupinami zaměstnanců je pro každého firemního uživatele systému vytvořen tzv. „fleet“ – virtuální privátní síť v rámci sítě organizace. V rámci flotily lze vytvářet různé skupiny odpovídající divizím společnosti (maximální počet skupin v jedné flotile je 255). Možnost náhodného nebo úmyslného vniknutí účastníků do cizích flotil je absolutně vyloučena. Členové flotily se mohou nacházet v různých geografických oblastech a přesouvat se z jednoho města do druhého.
Organizace si tak může vybudovat svůj vlastní mobilní telekomunikační systém, který je plně ekvivalentní síti organizace. Zároveň nemusí kupovat vybavení a stavět antény a také strávit několik měsíců instalací a laděním systému. Stačí se stát firemním uživatelem stávajícího systému iDEN.
Kde a kdy
První komerční systém založený na technologii iDEN, nasazený ve Spojených státech společností NEXTEL v polovině roku 1994, je nyní celostátní. Má asi 4 500 BS a asi 2 miliony předplatitelů. Na jihozápadě Spojených států existuje další síť založená na technologii iDEN, kterou provozuje energetická společnost Southern Co. Kromě toho v jihozápadních provinciích Kanady poskytuje Clearnet také komunikační služby v síti iDEN sestávající z 320 BS.
V Latinské Americe již sítě iDEN existují v Bogotě (Kolumbie) a Buenos Aires (Argentina). Staví se v Sao Paulu a Rio de Janeiru (Brazílie) a také v Mexico City (Mexiko). V blízké budoucnosti se plánuje nasazení systémů na bázi iDEN v Peru, Venezuele a Chile, stejně jako rozšíření systémů v Kolumbii a Argentině.
V Asii se systémy iDEN používají v několika zemích: takové systémy fungují v Tokiu a Ósace (Japonsko) více než dva roky a v Singapuru přibližně rok. Existují systémy v Číně, Jižní Koreji a na Filipínách. Stavba probíhá v Indonésii. Na Středním východě byla v Izraeli rozmístěna celostátní síť iDEN a výstavba takových systémů začala v Maroku a Jordánsku.
Každý z uvedených systémů je navržen tak, aby obsluhoval desítky tisíc účastníků.
Modulární princip organizace systému poskytuje různé implementace. Například síť iDEN může být zpočátku nasazena jako čistý trunkový systém a poté lze podle potřeby přidat mobilní telefonování, textové zprávy a datové funkce. Podle vývojářů systému je dnes iDEN jednou z mála komerčně ověřených technologií, které poskytují celou škálu služeb mobilní komunikace.
Andrey Aleksandrovich Denisov je manažerem společnosti Motorola pro systém iDEN v regionu východní Evropy a bývalého SSSR. Lze ho kontaktovat na: [e-mail chráněný] a faxem 785-0160
Oddíl 4 Mobilní systémy trunková komunikace
Přednáška č. 23
Co je to „kufr“? Zkusme přijít na to, co se skrývá za tímto „módním“ slovem? Zde je překlad z vydání anglicko-ruského slovníku radioelektroniky z roku 1987:
Kufr – spojovací vedení; hlavní komunikační linka; odkaz
Trunking (trunking) - formace skupiny
Elektronický slovník PROMT z roku 1999 je „vzdělanější“:
Trunking – poskytování bezplatných kanálů
Trunkový rádiový systém – rádiový systém s automatickým přerozdělením kanálů
Jak je z překladu patrné, za slovem „kmen“ se neskrývá nic zvláštního. Pouze „automatické zřizování kanálů“.
Principy kufrů se v telefonii používají již více než 70 let. Každá automatická telefonní ústředna, mini PBX, mobilní komunikace využívá trunking jako základ své práce. Všichni používáme trunking téměř každý den. Ačkoli si málokdo z nás uvědomuje, že když zvedneme telefon a vytočíme číslo... používáme trunking. Bylo by totiž nedostupným luxusem přidělovat každému telefonnímu účastníkovi samostatnou linku, zejména meziměstskou. Všichni máme přidělenou linku k vedení konverzace pouze po dobu trvání komunikační relace. Zbytek času (bez našich konverzací) jsou přes něj obsluhováni ostatní uživatelé.
Představte si situaci, kdy se obyvatelé řekněme jedné z taškentských čtvrtí současně rozhodli zavolat svým přátelům. Co by se stalo v tomto případě? Nic. Jednoduše to nemohli udělat, protože počet telefonních linek (mezi PBX) je omezený a velmi určitý počet účastníků může současně vést komunikační relace (kolik přesně je téma pro samostatný rozhovor).
Nyní si představte, že všechny telefonní přístroje jsou nahrazeny rádiovými stanicemi a drátová vedení rádiovými kanály. Jak už asi tušíte, dostali jsme trunk - radiokomunikační systém s automatickým poskytováním volného kanálu.
PÁR VYSVĚTLENÍ
Kanálové systémy NEregulují:
přístup k telefonní síti;
použití duplexu („mluvení a naslouchání“ současně, jako při telefonování);
obrovský rozsah;
nejvyšší služby;
volný přístup;
a mnohem víc...
Jednoduše vám umožňují komunikovat mezi sebou, aniž byste přemýšleli o technických záležitostech a fyzických problémech. Mluvíte - zařízení funguje. Funguje to tak, že můžete mluvit.
Z vědeckého hlediska je podstatou dálkové komunikace to, že předplatitel není přiřazen ke konkrétnímu kanálu, ale má stejný přístup ke všem kanálům v systému. A který z nich použít pro komunikační relaci, rozhoduje speciální ovládací zařízení. Když předplatitel požádá, systém mu automaticky poskytne bezplatný kanál.
O TERMINOLOGII
V ruských publikacích se ustálila slova „kanál“ a „kanálový systém“. Nechme tyto fráze na svědomí překladatelů a lingvistů. Podle našeho názoru jsou slova „kmen“ a „systém kufru“ harmoničtější ve výslovnosti a snadněji se hláskují. Jejich použití zpravidla není kontroverzní. Proto budeme v budoucnu používat především „naše“ formulace.
MÝTY A REALITA
Deset myšlenek, které zchladí zápal optimistů a pozvednou náladu pesimistů ohledně „zázraků“ komunikace v kufru:
Kufr není zázrak, ale proces rozvoje rádiové komunikace.
Kufr nenahrazuje mobil, nenahrazuje pager... kufr nenahrazuje vůbec nic, ale doplňuje ho.
Sdružené prostředky: pohodlné, flexibilní, rozšiřitelné, univerzální, spolehlivé, složité, drahé...
Kufrové systémy slouží spíše ke komunikaci mezi vysílačkami a více vysílači než mezi vysílačkami a telefonními linkami.
Kufrové systémy umí hodně, ale ne všechno.
Existuje mnoho kmenových systémů a který z nich si vybrat, závisí na úkolech.
Pokud kmenový systém úkol nevyřeší, pak je to špatný úkol.
Pokud jste si nemohli vybrat vhodný systém kufru, pak systém kufru nepotřebujete.
Existuje mnoho dodavatelů, ale málo peněz – neplaťte dvakrát.
Nelichotte si! Svěřte výběr odborníkům.
Ale vážně, jaké jsou výhody trunkových systémů ve srovnání s tradičními, tzv. „běžnými“ komunikačními sítěmi, s mobilní telefonie, s osobními systémy rádiového volání (paging)?
Na tuto otázku je poměrně těžké jednoznačně odpovědět. Jako každý systém má své výhody i nevýhody.
Snad hlavní výhodou trunkových systémů je schopnost integrovat různé služby s různými potřebami v rámci jedné sítě s minimálními (ve srovnání s jinými rádiovými systémy) materiálovými náklady.
VÝHODY TRUNKOVÝCH SÍTÍ
Ve srovnání s buněčnými systémy:
schopnost komunikovat s několika účastníky současně (skupinové hovory);
vysoká rychlost navazování spojení (0,2–1 s);
organizace front k systémovým zdrojům při zaneprázdnění a automatické připojení po umožnění přístupu;
přístup do systému na základě stanovených priorit a nouzové poskytnutí komunikačního kanálu účastníkovi s vyšší prioritou;
nižší náklady na nasazení a operační systémy.
Ve srovnání s „konvenčními“ radiokomunikačními systémy:
úspora frekvenčních zdrojů;
vyšší úroveň služeb – individuální volání, priority, integrace s jinými sítěmi;
schopnost přenášet digitální data;
komunikační pokrytí velkých oblastí díky vícezónové konfiguraci.
V porovnání s osobními sítěmi rádiového volání (pagingu):
obousměrná komunikace;
schopnost přenášet krátké zprávy (podobné stránkování) přes dálkové kanály pomocí stávajícího vybavení.
Toto není úplný seznam dostupných výhod. A přesto kmen není všelékem na všechny neduhy. Spolu s trunkovými systémy existuje řada uživatelů, kteří z různých důvodů potřebují mobilní telefon, někomu stačí pager a řada uživatelů si vystačí (a vystačí) s „běžnými“ komunikačními systémy.
Je třeba jasně chápat, že kmen není univerzálním řešením celého souboru problémů s rádiovou komunikací. V jakémkoli stavu, i v tom „nejvíce kmenovém“, stále zůstává řada problémů, které řeší jiné komunikační systémy, které s těmi kmenovými nemají nic společného.
Nevýhody kufrových systémů zahrnují:
nízká ziskovost s malým počtem předplatitelů;
relativně vysoké náklady na vybavení (ve srovnání s „konvenčními“ radiokomunikačními systémy);
potřeba mezizónových komunikačních linek (kabelové, radiofrekvenční, radioreléové, optické) a v důsledku toho složitost a náklady na nasazení*;
potřeba profesionálního servisu.
* Stojí za zmínku, že pro pokrytí velkých oblastí vyžaduje většina radiokomunikačních systémů vícezónovou implementaci a přirozeně mezizónové komunikační linky.
KLASIFIKACE SYSTÉMŮ KUFR
Trunkové systémy lze klasifikovat podle mnoha kritérií, například podle formátu přenášených dat (analogový, digitální), podle typů protokolů (LTR, MPT 1327, SmarTrunk II), podle počtu obsluhovaných zón (jedno nebo vícenásobné). zónou), způsoby prezentace rádiového kanálu ("transmisní trunking" nebo "svazek zpráv"), způsoby ovládání základnových stanic (centralizované nebo distribuované), typy řídících kanálů (vyhrazené nebo distribuované) atd.
Nebudeme se zdržovat podrobnou klasifikací kmenových systémů, zejména proto, že v této oblasti neexistuje jednotná a obecně uznávaná metodika. Pokusíme se charakterizovat moderní kufrové systémy, popsat jejich schopnosti a poznamenat si nejdůležitější body, kterým byste měli věnovat pozornost při výběru.
Architektura kanálových systémů
Trunkové systémy jsou radiální pozemní mobilní radiokomunikační systémy, které automaticky rozdělují komunikační kanály opakovače mezi účastníky. Toto je poměrně obecná definice, ale obsahuje soubor charakteristik, které sjednocují všechny trunkové systémy, od nejjednodušších SmarTrunk až po moderní TETRA. Termín „trunking“ pochází z anglického Trunking, což lze přeložit jako „spojení do svazku“.
Jednozónové systémy
Obrázek 67 Blokové schéma jednozónového žlabového systému
Základní architektonické principy žlabových systémů jsou snadno viditelné na zobecněném blokovém schématu jednozónového žlabového systému znázorněném na obr. 67. Infrastruktura trunkového systému je reprezentována základnovou stanicí (BS), která kromě radiofrekvenčního zařízení (opakovače, zařízení pro slučování rádiových signálů, antény) zahrnuje také přepínač, ovládací zařízení a rozhraní různých externích sítí. .
Opakovač. Opakovač (RT) je sada zařízení transceiveru obsluhující jeden pár nosných frekvencí. Ještě donedávna v naprosté většině TSS znamenal jeden pár dopravců jeden dopravní kanál (CT). V dnešní době, s příchodem standardních systémů TETRA a systému EDACS ProtoCALL, které poskytují dočasné zhutnění, může jeden RT poskytnout dvě nebo čtyři CT.
Antény. Nejdůležitějším principem při budování kanálových systémů je vytvoření co největší oblasti rádiového pokrytí. Antény základnových stanic jsou proto obvykle umístěny na vysokých stožárech nebo konstrukcích a mají kruhový vyzařovací diagram. Samozřejmě, když je základnová stanice umístěna na okraji zóny, používají se směrové antény. Základnová stanice může mít buď jednu anténu transceiveru nebo samostatné antény pro příjem a vysílání. V některých případech může být na jeden stožár umístěno více přijímacích antén, aby se zabránilo vícecestnému vyblednutí.
Zařízení pro slučování rádiových signálů umožňuje použití stejného anténního zařízení pro současný provoz přijímačů a vysílačů na několika frekvenčních kanálech. Opakovače trunkových systémů pracují pouze v duplexním režimu a oddělení přijímacích a vysílacích frekvencí (duplexní oddělení) se v závislosti na provozním rozsahu pohybuje od 3 MHz do 45 MHz.
Ústředna v jednozónovém trunkovém systému zpracovává veškerý svůj provoz, včetně připojení mobilních účastníků k veřejné komutované telefonní síti (PSTN) a všech datových hovorů.
Řídicí zařízení zajišťuje interakci všech uzlů základnové stanice. Zpracovává také hovory, provádí autentizaci volajícího (ověření přítele nebo nepřítele), udržuje fronty hovorů a zaznamenává do fakturačních databází založených na čase. V některých systémech řídící zařízení reguluje maximální přípustnou dobu připojení k telefonní síti. Obvykle se používají dvě možnosti ovládání: zkrácení doby trvání připojení během předem stanovených hodin špičky nebo adaptivní změna doby trvání připojení v závislosti na aktuální zátěži.
Rozhraní PSTN je v trunkových systémech implementováno různými způsoby. V levných systémech (například SmarTrunk) lze připojení provést přes dvouvodičové komutované linky. Modernější TSS mají jako součást svého rozhraní k PSTN zařízení DID (Direct Inward Dialing), které poskytuje přístup k účastníkům trunkové sítě pomocí standardního číslování PBX. Řada systémů používá digitální připojení PCM k zařízení PBX.
Jedním z hlavních problémů při registraci a používání trunkových systémů v Rusku je problém jejich propojení s PSTN. Při odchozích hovorech trunkovým účastníkům telefonní sítě spočívá problém v tom, že některé trunkové systémy nemohou vytočit číslo v desetidenním režimu přes účastnické linky v elektromechanických PBX. Je tedy nutné použít přídavné zařízení pro převod tónové volby na dekádu.
Příchozí komunikace od účastníků PSTN k účastníkům rádia se také ukazuje jako problematická z řady důvodů. Většina trunkových sítí se propojuje s telefonní sítí prostřednictvím dvoudrátových účastnických linek nebo linek E&M. V tomto případě je po vytočení čísla PSTN nutné dodatečné vytočení účastnického čísla rádia. Po úplném vytočení účastnické linky a uzavření smyčky řídicím zařízením trunkového systému je však telefonní spojení považováno za navázané a další vytáčení v pulzním režimu je obtížné a v některých případech nemožné. Detektor „cvaknutí“ používaný v systému SmarTrunk II nezaručuje správnost pulzního vytáčení, protože kvalita „kliknutí“ přicházející z účastnické linky závisí na jejích elektrických vlastnostech, délce atd.
Pro překonání této situace bylo v laboratoři společnosti IVP společně se specialisty z firmy ELTA-R vyvinuto telefonní rozhraní (TI) ELTA 200 pro propojení dálkových komunikačních systémů různých typů s PSTN. Toto rozhraní vám umožňuje propojit trunkové komunikační systémy a PSTN prostřednictvím digitálních kanálů (2,048 Mbps), třívodičových hlavních linek s desetidenním vytáčením a také čtyřvodičových kanálů TC s poplašnými systémy různých typů při propojení s telefonními sítěmi oddělení. .
Připojení k PSTN je pro TSS tradiční, ale v poslední době narůstá počet aplikací, které vyžadují PD, a proto se stává povinnou i přítomnost rozhraní k UPC.
Údržbový a provozní terminál (TOE terminál) je umístěn zpravidla na základnové stanici jednozónové sítě. Terminál je navržen tak, aby monitoroval stav systému, diagnostikoval poruchy, zaznamenával informace o tarifech a prováděl změny v databázi účastníků. Převážná většina vyráběných a vyvíjených kanálových systémů má tuto schopnost vzdálené připojení Terminál TOE přes PSTN nebo SKP.
Dispečerská konzole. Volitelným, ale velmi charakteristickým prvkem infrastruktury trunkového systému jsou dispečerské konzole. Faktem je, že trunkové systémy využívají především ti spotřebitelé, jejichž práce se neobejde bez dispečera. Jedná se o pořádkové služby, zdravotnickou záchrannou službu, požární ochranu, dopravní podniky, komunální služby.
Dispečerské konzole mohou být zahrnuty do systému prostřednictvím předplatitelských rádiových kanálů nebo připojeny prostřednictvím vyhrazených linek přímo k přepínači základnové stanice. Je třeba poznamenat, že v rámci jednoho trunkového systému může být organizováno několik nezávislých komunikačních sítí, z nichž každá může mít svou vlastní dispečerskou konzolu. Uživatelé každé z těchto sítí si nevšimnou práce svých sousedů, a co je neméně důležité, nebudou moci zasahovat do práce jiných sítí.
Účastnické vybavení trunkových systémů zahrnuje širokou škálu zařízení. Zpravidla nejpočetnější jsou poloduplexní rádia, protože Jsou nejvhodnější pro práci v uzavřených skupinách. Většinou se jedná o rádia s omezeným počtem funkcí a nemají numerickou klávesnici. Jejich uživatelé mají zpravidla možnost komunikovat pouze s předplatiteli v jejich rámci pracovní skupina a také odeslat tísňová volání dispečerovi. Pro většinu uživatelů služeb trunkové systémové komunikace to však stačí. Vyrábějí se i poloduplexní rádia s širokou škálou funkcí a numerickou klávesnicí, která jsou však o něco dražší a jsou určena pro užší, privilegovaný okruh předplatitelů.
V trunkových systémech, zejména těch, které jsou určeny pro komerční použití, se také používají duplexní rádia, která více připomínají mobilní telefony, ale ve srovnání s nimi mají výrazně větší funkčnost. Duplexní rádia trunkových systémů poskytují uživatelům plné připojení k PSTN. Pokud jde o skupinovou práci v rádiové síti, je prováděna v poloduplexním režimu. V podnikových trunkových sítích se duplexní rádia používají především pro vyšší management.
Poloviční i plně duplexní trunková rádia jsou k dispozici nejen v přenosných, ale i v automobilových verzích. Typicky je výstupní výkon vysílačů autorádií 3-5krát vyšší než u přenosných rádií.
Relativně novou třídou zařízení pro trunkové systémy jsou datové terminály. V analogových trunkových systémech jsou datové terminály specializované rádiové modemy, které podporují příslušný protokol rádiového rozhraní. Pro digitální systémy je typičtější integrace rozhraní pro přenos dat do účastnických radiostanic různých tříd. Součástí terminálu pro přenos dat automobilu je někdy satelitní navigační přijímač systému GPS (Global Positioning System), určený k určení aktuálních souřadnic a jejich následnému předání dispečerovi na dálkové ovládání.
V trunkových systémech se používají i stacionární radiostanice, především pro připojení dispečerských pultů. Výstupní výkon vysílače stacionární rozhlasové stanice přibližně stejně jako u autorádií.
Vícezónové systémy
Dřívější standardy trunkových systémů neposkytovaly žádné mechanismy pro interakci mezi různými oblastmi služeb. Mezitím se požadavky spotřebitelů výrazně zvýšily, a přestože se zařízení pro jednozónové systémy stále vyrábí a úspěšně prodává, všechny nově vyvinuté kanály a normy jsou vícezónové.
Architektura vícezónových kanálových systémů může být postavena na dvou různých principech. V případě, že určujícím faktorem je cena zařízení, používá se distribuované mezizónové přepínání. Struktura takového systému je znázorněna na Obr. 2. Každá základnová stanice v takovém systému má své vlastní připojení k PSTN. To je již dostačující pro organizaci vícezónového systému - pokud je nutné volat z jedné zóny do druhé, je to provedeno prostřednictvím rozhraní PSTN, včetně postupu pro vytočení telefonního čísla. Navíc lze základnové stanice přímo propojit pomocí fyzických vyhrazených komunikačních linek (nejčastěji se používají malokanálové radioreléové linky).
Každá BS v takovém systému má své vlastní připojení k PSTN. Pokud je potřeba uskutečnit hovor z jedné zóny do druhé, provádí se přes rozhraní PSTN včetně postupu pro vytočení telefonního čísla. Kromě toho lze BS přímo připojit pomocí fyzických pronajatých okruhů.
Použití distribuovaného mezizónového přepojování je vhodné pouze pro systémy s malým počtem zón a s nízkými požadavky na rychlost mezizónových hovorů (zejména v případě spojení přes komutované kanály PSTN). Na systémech s vysoká kvalita služba využívá architekturu s centrálním řídicím centrem. Struktura vícezónového TSS s CC je znázorněna na Obr. 68.
Hlavním prvkem tohoto schématu je mezizónový spínač. Zvládá všechny typy mezioblastních hovorů, tj. veškerý mezizónový provoz prochází jedním přepínačem připojeným k BS přes vyhrazené linky. To zajišťuje rychlé zpracování hovorů a možnost propojení centralizovaných dispečinků. Informace o poloze účastníků centralizovaného platebního systému jsou uloženy na jednom místě, takže je lze snadněji chránit. Mezizónový přepínač navíc plní i funkce centralizovaného rozhraní k PSTN a UPC, což umožňuje v případě potřeby kompletní řízení jak hlasového provozu vozidla, tak provozu všech aplikací PD spojených s externím UPC, jako je např. internetu. Systém s centrálním řídicím systémem má tedy vyšší ovladatelnost.
Obrázek 68 Blokové schéma trunkové sítě s distribuovaným mezizónovým přepojováním
Obrázek 69 Blokové schéma trunkové sítě s centralizovaným mezizónovým přepojováním
Můžeme tedy vyzdvihnout několik nejdůležitějších architektonických prvků, které jsou inherentním systémům kanálů.
Za prvé, existuje omezená (a tudíž levná) infrastruktura. Ve vícezónových trunkových systémech je rozvinutější, ale stále nelze srovnávat s výkonem infrastruktury celulárních sítí.
Za druhé je to velké prostorové pokrytí obslužných oblastí základnových stanic, což je vysvětleno potřebou podporovat skupinovou práci na velkých plochách a požadavky na minimalizaci systémových nákladů. V celulárních sítích, kde se investice do infrastruktury rychle vyplácejí a provoz neustále roste, jsou základnové stanice umísťovány stále hustěji a rádius oblastí pokrytí (buněk) se zmenšuje. Při nasazování trunkových systémů je situace poněkud odlišná - objem finančních prostředků bývá omezený a pro dosažení vysoké efektivity kapitálových investic je nutné obsluhovat co nejširší plochu jednou sadou vybavení základnových stanic.
Za třetí, široká škála účastnického vybavení umožňuje trunkovým systémům pokrýt téměř celý rozsah firemních spotřebitelských potřeb v oblasti mobilních komunikací. Možnost servisu zařízení s různými funkčními účely v jednom systému je dalším způsobem, jak minimalizovat náklady.
Za čtvrté, trunkové systémy vám umožňují organizovat nezávislé vyhrazené komunikační sítě (nebo, jak se v poslední době říká, soukromé virtuální sítě) na základě jejich kanálů. To znamená, že na nasazení může spolupracovat více organizací jednotný systém místo instalace samostatných systémů. Zároveň je dosahováno významných úspor v radiofrekvenčních zdrojích a také snížení nákladů na infrastrukturu.
Vše výše uvedené ukazuje na sílu pozice trunkových systémů v podnikovém sektoru na trhu mobilních komunikačních systémů a zařízení.
Klasifikace žlabových systémů
Pro klasifikaci trunkových komunikačních systémů lze použít následující charakteristiky.
Způsob přenosu hlasu
Na základě způsobu přenosu hlasových informací se trunkové systémy dělí na analogové a digitální. Přenos řeči v rádiovém kanálu analogových systémů se provádí pomocí frekvenční modulace a krok frekvenční mřížky je obvykle 12,5 kHz nebo 25 kHz.
Pro přenos řeči v digitálních systémech se používají různé typy vokodérů, které převádějí analogový řečový signál na digitální proud rychlostí nejvýše 4,8 Kbps.
Počet zón
Podle počtu základnových stanic a celkové architektury se rozlišují jednozónové a vícezónové systémy. První mají pouze jednu základnovou stanici, druhé mají několik BS s možností roamingu.
Metoda pro kombinování základnových stanic ve vícezónových systémech
Základnové stanice v trunkových systémech lze kombinovat pomocí jediného přepínače (centralizované spojovací systémy) a také se vzájemně propojovat přímo nebo prostřednictvím veřejných sítí (distribuované spojovací systémy).
Vícenásobný typ přístupu
Naprostá většina trunkových systémů, včetně digitálních systémů, využívá vícenásobný přístup s frekvenčním dělením (FDMA). Pro systémy FDMA platí poměr „jedna nosná – jeden kanál“.
Jednozónové systémy TETRA využívají časový multiplexní přístup (TDMA). Vícezónové systémy TETRA přitom využívají kombinaci FDMA a TDMA.
Způsob vyhledávání a přiřazení kanálu
Podle způsobu vyhledávání a přidělování kanálu se rozlišují systémy s decentralizovaným a centralizovaným řízením.
V systémech s decentralizovaným řízením provádějí vyhledávání volného kanálu předplatitelské rozhlasové stanice. V těchto systémech obvykle nejsou opakovače základnové stanice vzájemně propojeny a fungují nezávisle. Charakteristickým rysem systémů s decentralizovaným řízením je relativně dlouhá doba potřebná k vytvoření spojení mezi účastníky, která se zvyšuje s nárůstem počtu opakovačů. Tato závislost je způsobena skutečností, že předplatitelské rozhlasové stanice jsou nuceny nepřetržitě sekvenčně prohledávat kanály při hledání volacího signálu (ten může pocházet z libovolného opakovače) nebo volného kanálu (pokud předplatitel sám odesílá hovor). Nejtypičtějšími představiteli této třídy jsou protokolové systémy SmarTrunk.
V systémech s centralizovaným řízením se vyhledávání a přiřazení volného kanálu provádí na základnové stanici. Pro zajištění normálního fungování takových systémů jsou organizovány dva typy kanálů: provozní kanály a řídící kanál. Všechny požadavky na komunikaci jsou odesílány přes řídicí kanál. Pomocí stejného kanálu základnová stanice informuje předplatitelská zařízení o přidělení pracovního kanálu, odmítnutí požadavku nebo umístění požadavku do fronty.
Typ řídicího kanálu
Ve všech trunkových systémech jsou řídicí kanály digitální. Existují systémy s vyhrazeným kanálem řízení frekvence a systémy s distribuovaným kanálem řízení. V systémech prvního typu je přenos dat v řídicím kanálu prováděn rychlostí až 9,6 Kbit/s a pro řešení konfliktů se používají protokoly typu ALOHA.
Všechny systémy trunking protokolu MRT1327, systémy Motorola (Startsite, Smartnet, Smartzone), systém Ericsson EDACS a některé další mají vyhrazený řídicí kanál.
V systémech s distribuovaným řídicím kanálem jsou informace o stavu systému a příchozích hovorech distribuovány mezi nízkorychlostní podkanály přenosu dat v kombinaci se všemi pracovními kanály. V každém frekvenčním kanálu systému je tedy přenášena nejen řeč, ale také data řídícího kanálu. Pro uspořádání takového dílčího kanálu v analogových systémech se obvykle používá subtonální frekvenční rozsah 0 - 300 Hz. Nejtypičtějšími představiteli této třídy jsou protokolové systémy LTR.
Metoda držení kanálu
Spojovací systémy umožňují účastníkům držet komunikační kanál po celou dobu konverzace nebo pouze po dobu trvání přenosu. První metoda, nazývaná také trunking zpráv, je nejtradičnější pro komunikační systémy a nutně se používá ve všech případech použití duplexní komunikace nebo připojení k PSTN.
Druhá metoda, která zahrnuje držení kanálu pouze po dobu trvání přenosu, se nazývá Transmission Trunking. Lze jej realizovat pouze pomocí poloduplexních rádií. V druhém případě je vysílač zapnutý pouze tehdy, když účastník mluví fráze konverzace. Během pauz mezi koncem frází jednoho účastníka a začátkem odpovědí druhého účastníka jsou vysílače obou rozhlasových stanic vypnuty. Některé trunkové systémy efektivně využívají takové pauzy, čímž uvolňují pracovní kanál ihned po ukončení provozu vysílače účastnické radiostanice. U repliky odpovědi bude přiřazení pracovního kanálu provedeno znovu a repliky stejné konverzace budou s největší pravděpodobností přenášeny různými kanály.
Cenou za mírné zvýšení efektivity využití systému jako celku při použití přenosového trunkingu je snížení komfortu jednání zejména v uspěchaných hodinách. Během těchto období budou pracovní kanály pro pokračování probíhající konverzace poskytovány se zpožděním až několika sekund, což povede k fragmentaci a fragmentaci konverzace.
Trunkové radiokomunikační systémy, což jsou radiální rádiové mobilní VHF radiokomunikační systémy, které automaticky rozdělují opakovací komunikační kanály mezi účastníky, jsou třídou mobilních komunikačních systémů zaměřených především na vytváření různých resortních a firemní sítě komunikace, ve kterých je zajištěno aktivní využívání komunikačního režimu účastníků ve skupině. Jsou široce používány bezpečnostními a donucovacími orgány, veřejnými bezpečnostními službami různých zemí k zajištění komunikace mezi mobilními účastníky mezi sebou navzájem, s účastníky pevné linky a účastníky telefonní sítě.
Pro svazkové veřejné mobilní radiokomunikační systémy (SPR-OP) existuje velké množství různých standardů, které se navzájem liší způsobem přenosu hlasových informací (analogový a digitální), typem vícenásobného přístupu (FDMA - frekvenčně dělené kanály, frekvenčními kanály). TDMA - kanály s časovým dělením nebo CDMA - s kódovým dělením kanálů), způsob vyhledávání a přiřazování kanálu (s decentralizovaným a centralizovaným řízením), typ řídícího kanálu (vyhrazený a distribuovaný) a další vlastnosti.
V současné době se ve světě i v Rusku dříve objevily analogové trunkové radiokomunikační systémy, jako je SmarTrunk, protokolové systémy MPT1327 (ACCESSNET, ACTIONET atd.), systémy Motorola (Startsite, Smartnet, Smartzone), systémy s distribuovaným řídicím kanálem (LTR a Multi-Net od E.F.Johnson Co a ESAS od Uniden). Nejpoužívanějšími systémy jsou MPT1327, což je vysvětleno významnými výhodami tohoto standardu oproti jiným analogové systémy.
Je třeba říci, že v Rusku je většina velkých trunkových sítí postavena na základě zařízení standardu MPT1327. Manažeři společností zabývajících se dodávkami zařízení a systémovou integrací v oblasti profesionálních radiokomunikací konstatují, že většinu provozních úloh hlasové komunikace jejich zákazníků řeší poměrně efektivně analogové systémy standardu MPT1327.
Digitální standardy pro trunkovou rádiovou komunikaci se v Rusku ještě tak nerozšířily, ale již lze hovořit o jejich aktivní a úspěšné implementaci.
Okruh uživatelů digitálních trunkových systémů se přitom neustále rozšiřuje. Velcí zákazníci profesionálních radiokomunikačních systémů vznikají také v Rusku, jejichž požadavky jsou hnacím motorem přechodu na digitální technologie. Především se jedná o velké resorty a korporace, jako jsou RAO UES, Ministerstvo dopravy, Ministerstvo železnic, Sibněft a další, dále bezpečnostní složky a orgány činné v trestním řízení.
Potřeba přechodu je vysvětlena řadou výhod digitálního trunkingu oproti analogovým systémům, jako je větší spektrální účinnost díky použití složitých typů modulace signálu a nízkorychlostních algoritmů převodu řeči, zvýšená kapacita komunikačních systémů, vyrovnání kvalita hlasové výměny v celé oblasti služeb základnové stanice v důsledku použití digitální signály v kombinaci s kódováním odolným proti hluku. Rozvoj globálního trhu s trunkovými radiokomunikačními systémy je dnes charakterizován rozsáhlým zaváděním digitálních technologií. Přední světoví výrobci zařízení pro trunkové systémy oznamují přechod na standardy digitální rádiové komunikace, což umožňuje uvedení zásadně nových zařízení nebo přizpůsobení analogových systémů digitální komunikaci.
Digitální trunkové systémy mají oproti analogovým řadu výhod díky splnění požadavků na zvýšenou efektivitu a bezpečnost komunikací, poskytování širokých možností pro přenos dat, širšího spektra komunikačních služeb (včetně specifických komunikačních služeb pro realizaci speciálních požadavky veřejných bezpečnostních služeb) a možnost organizování interakce účastníků různých sítí.
1. Vysoká efektivita komunikace. Tento požadavek v prvé řadě znamená minimální možnou dobu pro navázání komunikačního kanálu (čas přístupu) pro různé typy spojení (individuální, skupinová, s účastníky telefonní sítě atd.). V konvenčních komunikačních systémech při přenosu digitálních informací, které vyžadují časovou synchronizaci vysílače a přijímače, trvá vytvoření komunikačního kanálu déle než u analogového systému. Avšak pro trunkové radiokomunikační systémy, kde se výměna informací provádí hlavně prostřednictvím základnových stanic, je digitální režim srovnatelný v přístupové době s analogovým (v analogových i digitálních radiokomunikačních systémech je řídicí kanál zpravidla implementován na základě digitální signály).
Digitální trunkové radiokomunikační systémy navíc snáze implementují různé komunikační režimy, které zvyšují její efektivitu, jako např režim přímé komunikace mezi mobilními účastníky (bez použití základnové stanice), režim otevřeného kanálu(přidělení a přidělení zdrojů síťové frekvence konkrétní skupině účastníků pro další jednání bez provedení jakéhokoli instalačního postupu, včetně bezodkladného), režimy nouzového a prioritního volání atd.
Digitální trunkové radiokomunikační systémy jsou lépe přizpůsobeny různým způsobům přenosu dat, což poskytuje například policistům a veřejným bezpečnostním službám dostatek příležitostí k rychlému získávání informací z centralizovaných databází, přenosu potřebných informací, včetně obrázků, z míst incidentů. a organizovat centralizované dispečerské lokalizační systémy mobilní objekty založené na družicových radionavigačních systémech. Tyto systémy umožňují spotřebitelům ropného a plynárenského komplexu využívat je jako přepravu nejen pro přenos hlasové komunikace, ale také pro přenos telemetrie a dálkového ovládání.
2. Přenos dat. Digitální trunkové radiokomunikační systémy jsou lépe přizpůsobeny různým režimům přenosu dat, což poskytuje účastníkům digitálních sítí dostatek příležitostí k rychlému získávání informací z centralizovaných databází, přenosu potřebných informací, včetně obrázků, a organizaci centralizovaných dispečerských systémů pro lokalizaci pohybujících se objektů na základě satelitní radionavigační systémy. Rychlost přenosu dat v digitálních systémech je mnohem vyšší než v analogových.
Většina radiokomunikačních systémů založených na digitálních standardech implementuje služby pro přenos krátkých a stavových zpráv, osobních rádiových hovorů, faxové komunikace a přístupu k pevným komunikačním sítím (včetně těch, které fungují na základě protokolů TCP/IP).
3. Bezpečnost komunikace. Zahrnuje požadavky na zajištění tajnosti jednání (vylučující možnost extrahování informací z komunikačních kanálů komukoli jinému než oprávněnému příjemci) a ochranu před neoprávněným přístupem do systému (vylučující možnost zmocnění se kontroly nad systémem a pokusy o jeho znemožnění, ochrana před „dvojitými“ atd.). Hlavními mechanismy pro zajištění bezpečnosti komunikace jsou zpravidla šifrování a autentizace účastníka.
V digitálních radiokomunikačních systémech je přirozeně ve srovnání s analogovými systémy mnohem snazší zajistit bezpečnost komunikace. I bez přijetí zvláštních opatření k utajování informací poskytují digitální systémy zvýšenou úroveň ochrany konverzací (analogové skenovací přijímače nejsou vhodné pro poslech hovorů v digitálních radiokomunikačních systémech). Kromě toho některé standardy digitálního rádia poskytují možnost end-to-end šifrování informace, která umožňuje použití originálních (tj. uživatelem vyvinutých) algoritmů pro závěrečnou řeč.
Digitální trunkové rádiové komunikační systémy umožňují použití různých mechanismů autentizace účastníků: různé identifikační klíče a SIM karty, složité autentizační algoritmy využívající šifrování atd.
4. Komunikační služby. Digitální trunkové systémy implementují moderní úroveň služeb pro účastníky komunikačních sítí, poskytují příležitosti pro automatickou registraci účastníků, roaming, řízení datového toku, různé režimy prioritního hovoru, přesměrování hovorů atd.
Spolu se standardními funkcemi síťových služeb, na žádost orgánů činných v trestním řízení, standardy digitální trunkové rádiové komunikace často zahrnují požadavky na dostupnost konkrétních komunikačních služeb: režim volání, přijatý pouze se souhlasem systémového dispečera; režim dynamické modifikace skupin uživatelů; režim pro dálkové zapínání rozhlasových stanic pro akustický poslech prostředí atp.
5. Možnost interakce. Digitální radiokomunikační systémy, které mají flexibilní strukturu adresování předplatitelů, poskytují dostatek příležitostí jak pro vytváření různých virtuálních sítí v rámci jednoho systému, tak pro organizování, je-li to nutné, interakce mezi účastníky různých komunikačních sítí. Pro veřejné bezpečnostní služby je aktuální zejména požadavek na zajištění možnosti součinnosti složek různých útvarů pro koordinaci společných akcí v mimořádných situacích: přírodní katastrofy, teroristické útoky apod.
Mezi nejoblíbenější standardy digitální trunkové rádiové komunikace, které si získaly mezinárodní uznání a na jejichž základě byly komunikační systémy nasazeny v mnoha zemích, patří:
- EDACS, vyvinutý společností Ericsson;
- TETRA, vyvinutý Evropským institutem pro telekomunikační normy;
- APCO 25, vyvinutý Asociací úředníků veřejné bezpečnosti komunikací;
- Tetrapol, vyvinutý Matra Communication (Francie);
- iden vyvinutý společností Motorola (USA).
Všechny tyto normy splňují moderní požadavky na svazkové radiokomunikační systémy. Umožňují vytvářet různé konfigurace komunikačních sítí: od nejjednodušších lokálních jednozónových systémů až po komplexní vícezónové systémy na regionální nebo celostátní úrovni. Systémy založené na těchto standardech poskytují různé způsoby přenosu hlasu (individuální komunikace, skupinová komunikace, broadcast hovor atd.) a dat (přepínané pakety, přenos dat s přepojováním okruhů, krátké zprávy atd.) a schopnost organizovat komunikaci s různými systémy využívající standardní rozhraní (s digitální sítí s integrací služeb, s veřejnou telefonní sítí, s privátními automatickými telefonními ústřednami atd.). Radiokomunikační systémy těchto standardů využívají moderní metody převodu řeči kombinované s účinnými metodami kódování informace odolné proti šumu. Výrobci rádií zajišťují, že splňují normy MIL STD 810 pro různé klimatické a mechanické vlivy.
2. Obecné informace o standardech digitální trunkové radiokomunikace
2.1. SystémEDACS
Jedním z prvních standardů digitální trunkové rádiové komunikace byl standard EDACS (Enhanced Digital Access Communication System), vyvinutý společností Ericsson (Švédsko). Zpočátku poskytoval pouze analogový přenos řeči, ale později byla vyvinuta speciální digitální modifikace systému EDACS Aegis.
Systém EDACS funguje v souladu s proprietárním protokolem, který splňuje bezpečnostní požadavky pro použití svazkových radiokomunikačních systémů, které byly vyvinuty řadou výrobců mobilních zařízení ve spolupráci s orgány činnými v trestním řízení (dokument APS 16).
Digitální systémy EDACS byly vyráběny ve frekvenčních rozsazích 138-174 MHz, 403-423, 450-470 MHz a 806-870 MHz s frekvenčním odstupem 30; 25; a 12,5 kHz.
Systémy EDACS využívají frekvenčně dělenou komunikaci pomocí vysokorychlostního (9600 bps) vyhrazeného řídicího kanálu, který je určen pro výměnu digitálních informací mezi radiostanicemi a řídicími zařízeními systému. Tím je zajištěna vysoká efektivita komunikace v systému (doba navázání komunikačního kanálu v jednozónovém systému nepřesahuje 0,25 s). Rychlost přenosu informací v pracovním kanálu rovněž odpovídá 9600 bps.
Kódování řeči v systému se provádí kompresí sekvence pulzního kódu rychlostí 64 Kbit/s, získané pomocí převodu analogového signálu na digitální s hodinová frekvence 8 kHz a 8 bitů. Kompresní algoritmus, který implementuje metodu adaptivního víceúrovňového kódování (vyvinutý společností Ericsson), poskytuje dynamické přizpůsobení individuálním charakteristikám řeči účastníka a generuje nízkorychlostní digitální sekvenci, která je podrobena kódování odolnému proti šumu, čímž přináší rychlost digitálního streamu až 9,2 Kbps. Dále je vygenerovaná sekvence rozdělena na pakety, z nichž každý obsahuje synchronizační a řídicí signály. Výsledná sekvence je přenášena do komunikačního kanálu rychlostí 9600 bps.
Hlavní funkce standardu EDACS, poskytující specifika služeb veřejné bezpečnosti, jsou různé režimy volání (skupinové, individuální, tísňové, stavové), dynamické řízení priority volání (v systému lze použít až 8 úrovní priority), dynamická modifikace skupin účastníků (přeskupení), dálkové odstavení radiostanic (v případě ztráty nebo krádeže rádiového zařízení).
Standardní systémy EDACS poskytují schopnost provozovat rádiová zařízení v digitálním i analogovém režimu, což umožňuje uživatelům v určité fázi používat starou flotilu radiokomunikačních zařízení.
Jedním z hlavních cílů vývoje systému bylo dosažení vysoké spolehlivosti a odolnosti komunikačních sítí založených na tomto standardu. Tohoto cíle bylo dosaženo, o čemž svědčí spolehlivý a stabilní provoz komunikačních systémů v různých regionech světa. Vysoká odolnost proti chybám je zajištěna implementací distribuované architektury v hardwaru systému EDACS a základním principem distribuovaného zpracování dat. Základnová stanice komunikační sítě zůstává v provozu, i když selžou všechny opakovače, kromě jednoho. Poslední funkční opakovač je v tomto případě in původní stav funguje jako opakovač řídicího kanálu, při příchozím hovoru je zpracuje, přiřadí vlastní frekvenční kanál a poté přepne do režimu provozu opakovače kanálu. Pokud dojde k poruše ovladače základnové stanice, systém přejde do nouzového režimu, ve kterém jsou některé síťové funkce ztraceny, ale částečná funkčnost zůstává (opakovače fungují autonomně).
V systému EDACS je možné end-to-end šifrování informací, nicméně vzhledem k uzavřenému protokolu je nutné použít buď standardní bezpečnostní algoritmus nabízený společností Ericsson, nebo se s ním dohodnout na možnosti použití vlastního softwaru. a hardwarové moduly, které implementují originální algoritmy, které musí být kompatibilní se systémovým protokolem EDACS.
Dnes je po celém světě nasazeno velké množství standardních sítí EDACS, včetně vícezónových komunikačních sítí používaných veřejnými bezpečnostními službami v různých zemích. V Rusku funguje asi deset sítí tohoto standardu, největší je komunikační síť Federální ochranné služby Ruska v Moskvě, která zahrnuje 9 základnových stanic. Ericsson zároveň v současné době nepracuje na vylepšení systému EDACS, přestal dodávat zařízení pro nasazení nových sítí tohoto standardu a podporuje pouze fungování stávajících sítí.
2.2 Systém TETRA
TETRA je digitální trunkový rádiový standard sestávající z řady specifikací vyvinutých Evropským institutem pro telekomunikační normy (ETSI). Standard TETRA byl vytvořen jako jednotný celoevropský digitální standard. Proto až do dubna 1997 zkratka TETRA znamenala Trans-European Trunked RAdio. Vzhledem k velkému zájmu o normu v jiných regionech se však její pokrytí neomezuje pouze na Evropu. TETRA v současné době znamená pozemní dálkové rádio.
TETRA je otevřený standard, což znamená, že se očekává, že zařízení od různých výrobců budou kompatibilní. Přístup ke specifikacím TETRA je bezplatný pro všechny zainteresované strany, které se připojily ke sdružení TETRA Memorandum of Understanding and Promotion Association (MoU TETRA). Asociace, která na konci roku 2001 čítala více než 80 členů, sdružuje vývojáře, výrobce, zkušebny a uživatele z různých zemí.
Standard TETRA se skládá ze dvou částí: TETRA V+D (TETRA Voice+Data) - standard pro integrovaný systém přenosu hlasu a dat a TETRA PDO (TETRA Packet Data Optimized) - standard popisující speciální verzi trunkového systému. zaměřené pouze na přenos dat .
Norma TETRA obsahuje specifikace bezdrátové rozhraní, rozhraní mezi sítí TETRA a digitální sítí integrovaných služeb (ISDN), veřejnou komutovanou telefonní sítí, datovou sítí, pobočkovou ústřednou atd. Standard obsahuje popis všech základních a doplňkových služeb poskytovaných sítěmi TETRA. Jsou také specifikována rozhraní pro místní a externí centralizovanou správu sítě.
Rádiové rozhraní TETRA předpokládá provoz ve standardní frekvenční síti s krokem 25 kHz. Požadovaný minimální duplexní odstup rádiových kanálů je 10 MHz. Pro systémy TETRA lze použít některá frekvenční dílčí pásma. V evropských zemích jsou bezpečnostním službám přiděleny rozsahy 380-385/390-395 MHz a pro komerční organizace jsou poskytovány rozsahy 410-430/450-470 MHz. V Asii využívají systémy TETRA rozsah 806-870 MHz.
Systémy TETRA V+D využívají komunikační kanály TDMA (Time Division Multiple Access). Na jedné fyzické frekvenci lze organizovat až 4 nezávislé informační kanály.
Zprávy jsou přenášeny v multirámcích s délkou trvání 1,02 s. Multiframe obsahuje 18 snímků, z nichž jeden je kontrolní. Snímek má trvání 56,67 ms a obsahuje 4 časové sloty. V každém časovém intervalu jsou přenášeny informace jeho vlastního časového kanálu. Časový interval má délku 510 bitů, z toho 432 informačních (2 bloky po 216 bitech).
Standardní systémy TETRA využívají relativní fázovou modulaci typu p/4-DQPSK (Differential Quadrum Phase Shift Keying). Rychlost modulace - 36 Kbps.
Pro převod řeči standard používá kodek s převodním algoritmem typu CELP (Code Excited Linear Prediction). Přenosová rychlost na výstupu kodeku je 4,8 Kbps. Digitální data z výstupu kodeku řeči jsou podrobena blokovému a konvolučnímu kódování, prokládání a šifrování, po kterém se vytvářejí informační kanály. Propustnost jednoho informačního kanálu je 7,2 Kbit/s a rychlost digitálního informačního toku dat je 28,8 Kbit/s. (V tomto případě celková přenosová rychlost symbolů v rádiovém kanálu díky doplňkovým servisním informacím a řídicímu rámci v multirámci odpovídá modulační rychlosti a je rovna 36 Kbit/s.)
Standardní systémy TETRA mohou pracovat v následujících režimech:
- trunková komunikace;
- s otevřeným kanálem;
- přímé spojení.
V režimu trunková komunikace obsluhovaná oblast se překrývá s oblastmi pokrytí základnových transceiverových stanic. Standard TETRA umožňuje jak použití pouze distribuovaného řídicího kanálu v systémech, tak organizaci jeho kombinace s vyhrazeným frekvenčním řídicím kanálem. Když síť pracuje s distribuovaným řídicím kanálem, informace o službě se přenášejí buď pouze v rámci vícerámcového řídicího rámce (jeden z 18), nebo ve speciálně přiděleném časovém kanálu (jeden ze 4 kanálů organizovaných na stejné frekvenci). Kromě distribuované sítě může komunikační síť využívat vyhrazený kanál řízení frekvence, speciálně navržený pro výměnu servisních informací (v tomto případě je realizováno maximum komunikačních služeb).
V režimu s otevřeným kanálem skupina uživatelů má možnost vytvořit spojení „jeden bod - více bodů“ bez jakékoli instalační procedury. Každý odběratel, který se připojil ke skupině, může tento kanál kdykoli používat. V režimu otevřených kanálů pracují rádiové stanice v dual-frequency simplex.
V režimu přímé (přímé) spojení Point-to-point a multipoint spojení jsou vytvořena mezi terminály prostřednictvím rádiových kanálů, které nejsou spojeny s řídicím kanálem sítě, bez přenosu signálů přes základnové transceiverové stanice.
V systémech standardu TETRA mohou mobilní stanice pracovat v tzv. Režim „Dual Watch“, který zajišťuje příjem zpráv od účastníků pracujících v trunkovém i přímém komunikačním režimu.
Pro rozšíření oblastí pokrytí poskytuje standard TETRA možnost použití účastnických rádiových stanic jako opakovačů.
TETRA poskytuje uživatelům řadu služeb, které jsou součástí standardu na žádost Evropské policejní asociace (Schengen Group) ve spolupráci s technickou komisí ETSI:
- hovor schválený dispečerem(režim, ve kterém jsou hovory přijímány pouze se souhlasem dispečera);
- přednostní přístup(v případě přetížení sítě jsou dostupné zdroje přiřazeny podle schématu priority);
- prioritní hovor(přidělování výzev v souladu se schématem priorit);
- prioritní přerušení zavolejte službu(přerušení služby pro volání s nízkou prioritou, pokud jsou systémové zdroje vyčerpány);
- selektivní poslech(zachycení příchozího hovoru bez ovlivnění práce ostatních účastníků);
- vzdálený poslech(vzdálené zapnutí předplatitelské rozhlasové stanice k vysílání za účelem poslechu situace předplatitele);
- dynamické přeskupování(dynamické vytváření, modifikace a mazání uživatelských skupin);
- identifikace volajícího.
Standard TETRA poskytuje dvě úrovně zabezpečení přenášených informací:
- standardní úroveň, která využívá šifrování rádiového rozhraní (poskytující úroveň zabezpečení informací podobnou mobilnímu komunikačnímu systému GSM);
- na vysoké úrovni pomocí end-to-end šifrování (od zdroje k příjemci).
Bezpečnostní funkce rádiového rozhraní TETRA zahrnují mechanismy pro autentizaci účastníka a infrastruktury, zajišťující důvěrnost provozu prostřednictvím toku pseudonymů a specifikovaného šifrování informací. Jistou dodatečnou ochranu informací poskytuje možnost přepínat informační kanály a řídicí kanály během komunikační relace.
Vyšší úroveň zabezpečení informací je jedinečným požadavkem pro speciální skupiny uživatelů. End-to-end šifrování zajišťuje ochranu hlasu a dat v libovolném bodě komunikační linky mezi pevnými a mobilními účastníky. Standard TETRA specifikuje pouze rozhraní pro end-to-end šifrování, čímž poskytuje možnost používat originální algoritmy zabezpečení informací.
Je třeba také poznamenat, že ve standardu TETRA je v souvislosti s používáním komunikace časově děleným kanálem (TDMA) ve všech účastnických terminálech možné organizovat komunikaci v plně duplexním režimu.
Sítě TETRA jsou rozmístěny v Evropě, Severní a Jižní Americe, Číně, jihovýchodní Asii, Austrálii a Africe.
V současné době probíhá vývoj druhého stupně standardu (TETRA Release 2 (R2)), zaměřený na integraci s mobilními sítěmi 3. generace, radikální zvýšení rychlosti přenosu dat, přechod od specializovaných SIM karet na univerzální, další zvýšení efektivnost komunikačních sítí a rozšiřování možných oblastí služeb.
V Rusku zařízení TETRA nabízí řada společností systémových integrátorů. Bylo realizováno několik pilotních projektů sítí TETRA. Pod záštitou Ministerstva spojů probíhá vývoj systémového projektu „Federální mobilní radiokomunikační síť TETRA“ s názvem „Tetrarus“. V roce 2001 bylo vytvořeno Ruské fórum TETRA, mezi jehož úkoly patří propagace technologie TETRA v Rusku, organizování výměny informací, podpora rozvoje národní výroby, účast na práci na harmonizaci rádiového frekvenčního spektra atd. V souladu s rozhodnutím Státního výboru pro energetiku a energetiku ze dne 7. 2. 2003 d. použití standardu TETRA je uznáváno jako slibné „... za účelem poskytování komunikace vládním orgánům všech úrovní, obraně, bezpečnosti, vymáhání práva, potřeby oddělení a velkých korporací.“
2.3. Systém APCO 25
Standard APCO 25 byl vyvinut Asociací úředníků veřejné bezpečnosti – mezinárodní, která sdružuje uživatele komunikačních systémů veřejné bezpečnosti.
Práce na vytvoření standardu začaly na konci roku 1989 a poslední dokumenty k vytvoření standardu byly schváleny a podepsány v srpnu 1995 na mezinárodní konferenci a výstavě APCO v Detroitu. V současné době standard zahrnuje všechny hlavní dokumenty, které definují principy konstrukce rádiového rozhraní a dalších systémových rozhraní, šifrovací protokoly, metody kódování řeči atd.
V roce 1996 bylo rozhodnuto rozdělit všechny specifikace normy do dvou implementačních fází, které byly označeny Fáze I a Fáze II. V polovině roku 1998 byly formulovány funkční a technické požadavky pro každou z fází normy, zdůrazňující nové možnosti fáze II a její odlišnosti od fáze I.
Základními principy pro vývoj standardu APCO 25, formulovaného jeho vývojáři, byly následující požadavky:
- zajistit hladký přechod na digitální rádiové komunikace (tj. možnost společné práce v počáteční fázi standardních základnových stanic s aktuálně používanými předplatitelskými analogovými rádiovými stanicemi);
- vytvořit otevřenou architekturu systému pro stimulaci konkurence mezi výrobci zařízení;
- zajistit možnost interakce mezi různými složkami služeb veřejné bezpečnosti při provádění společných akcí.
Systémová architektura standardu podporuje jak trunkové, tak konvenční (konvenční) radiokomunikační systémy, ve kterých účastníci vzájemně komunikují buď v režimu přímé komunikace, nebo prostřednictvím opakovače. Hlavním funkčním blokem standardního systému APCO 25 je rádiový subsystém, definovaný jako komunikační síť, která je postavena na bázi jedné nebo více základnových stanic. Každá základnová stanice navíc musí podporovat Common Radio Interface (CAI - Common Radio Interface) a další standardizovaná rozhraní (intersystem, PSTN, datový port, datová síť a správa sítě).
Standard APCO 25 poskytuje schopnost pracovat v jakémkoli standardním frekvenčním rozsahu používaném mobilními rádiovými systémy: 138-174, 406-512 nebo 746-869 MHz. Hlavní způsob přístupu ke komunikačním kanálům je frekvenčně založený (FDMA), nicméně podle aplikace Ericsson zahrnuje fáze II možnost využití vícenásobného přístupu s časovým dělením (TDMA) v systémech standardu APCO 25.
Ve fázi I je standardní frekvenční mřížkový krok 12,5 kHz, ve fázi II - 6,25 kHz. Současně se v pásmu 12,5 kHz provádí čtyřpolohová frekvenční modulace metodou C4FM rychlostí 4800 znaků za sekundu a v pásmu 6,25 kHz čtyřpolohová fázová modulace s fázovým vyhlazováním. pomocí metody CQPSK. Kombinace těchto modulačních metod umožňuje použití identických přijímačů v různých fázích, doplněných o různé výkonové zesilovače (pro Fázi I - jednoduché zesilovače s vysokou účinností, pro Fázi II - zesilovače s vysokou linearitou a omezenou šířkou vyzařovaného spektra). V tomto případě může demodulátor zpracovávat signály pomocí kterékoli z metod.
Řečové informace v rádiovém kanálu jsou přenášeny v rámci 180 ms, seskupené do 2 rámců. Pro kódování řeči standard používá kodek IMBE (Improved MultiBand Excitation), který se používá i v satelitním komunikačním systému Inmarsat. Rychlost kódování - 4400 bps. Po zakódování řečové informace odolné proti šumu se rychlost informačního toku zvýší na 7200 bit/s a po vytvoření řečových rámců přidáním servisní informace až na 9600 bit/s.
Identifikační systém předplatitelů začleněný do standardu APCO 25 umožňuje oslovit minimálně 2 miliony rádiových stanic a až 65 tisíc skupin v jedné síti. V tomto případě by zpoždění při navazování komunikačního kanálu v subsystému v souladu s funkčními a technickými požadavky normy APCO 25 nemělo přesáhnout 500 ms (v režimu přímé komunikace - 250 ms, při komunikaci přes opakovač - 350 ms) .
Systémy APCO 25 musí v souladu s funkčními a technickými požadavky poskytovat 4 úrovně kryptografické ochrany. Pro generování šifrovací sekvence se používá proudová metoda šifrování informací pomocí nelineárních algoritmů. Při použití speciálního režimu OTAR (Over-the-air-re-keying) lze šifrovací klíče přenášet vzduchem.
Vzhledem k tomu, že hlavním způsobem přístupu ke komunikačním kanálům v APCO je MDIR, v současné době neexistují žádné terminály, které by poskytovaly účastnický provoz v plně duplexním režimu.
Navzdory skutečnosti, že APCO je mezinárodní organizace s pobočkami v Kanadě, Austrálii a Karibiku, hrají hlavní roli v prosazování tohoto standardu americké firmy podporované vládou USA. Mezi členy veřejného sektoru Asociace patří FBI, Ministerstvo obrany USA, Federální výbor pro komunikaci, policie několika států USA, Tajná služba a mnoho dalších vládních organizací. K výrobcům standardního vybavení APCO 25 se již deklarovaly přední společnosti jako Motorola (hlavní vývojář standardu), E.F.Johnson, Transcrypt, Stanlite Electronics aj. Motorola již představila svůj první systém založený na standardu APCO 25 s názvem ASTRO.
Největší zájem o tento standard projevují specialisté z ruského ministerstva vnitra. Pilotní síť (zatím ne trunková, ale konvenční rádiová komunikace) založená na dvou základnových stanicích byla rozmístěna ruským ministerstvem vnitra v Moskvě v roce 2001. V roce 2003 byla v Petrohradě u příležitosti 300. rádiová síť pro 300 účastníků byla nasazena v zájmu různých bezpečnostních složek.
2.4. Systém Tetrapol
Práce na vytvoření standardu digitální trunkové radiokomunikace Tetrapol začaly v roce 1987, kdy Matra Communications uzavřela smlouvu s francouzským četnictvem na vývoj a zprovoznění digitální radiokomunikační sítě Rubis. Komunikační síť byla uvedena do provozu v roce 1994. Podle Matry dnes síť francouzského četnictva pokrývá více než polovinu území Francie a obsluhuje více než 15 tisíc účastníků. Také v roce 1994 Matra vytvořila své fórum Tetrapol, pod jehož záštitou byly vyvinuty specifikace Tetrapol PAS (Publicly Available Specifications), definující standard pro digitální trunkovou rádiovou komunikaci.
Standard Tetrapol popisuje digitální svazkový rádiový komunikační systém s vyhrazeným řídicím kanálem a metodou frekvenčního oddělení komunikačních kanálů. Standard umožňuje vytvářet jednozónové i vícezónové komunikační sítě různých konfigurací a také poskytuje možnost přímé komunikace mezi mobilními účastníky bez použití síťové infrastruktury a předávání signálů na pevných kanálech.
Standardní komunikační systémy Tetrapol mají schopnost pracovat ve frekvenčním rozsahu od 70 do 520 MHz, který je v souladu s normou definován jako kombinace dvou dílčích pásem: pod 150 MHz (VHF) a nad 150 MHz (UHF). ). Většina rádiových rozhraní pro systémy v těchto dílčích pásmech je společná, rozdíl spočívá v použití různých metod šumově odolného kódování a prokládání kódu. V dílčím pásmu UHF je doporučený duplexní odstup přijímacích a vysílacích kanálů 10 MHz.
Frekvenční odstup mezi sousedními komunikačními kanály může být 12,5 nebo 10 kHz. V budoucnu se plánuje přechod na rozestup mezi kanály 6,25 kHz. Standardní systémy Tetrapol podporují šířku pásma až 5 MHz, což umožňuje využít 400 (při rozestupu 12,5 kHz) nebo 500 (při rozestupu 10 kHz) rádiových kanálů v síti. V tomto případě lze v každé zóně použít 1 až 24 kanálů.
Rychlost přenosu informací v komunikačním kanálu je 8000 bit/s. Přenos informací je organizován v rámci o délce 160 bitů a délce 20 ms. Snímky jsou sloučeny do supersnímků s dobou trvání 4 s (200 snímků). Informace procházejí komplexním zpracováním, včetně konvolučního kódování, prokládání, kódování, diferenciálního kódování a formátování konečného rámce.
Standardní systémy Tetrapol používají modulaci GMSK s BT=0,25.
Pro převod řeči standard používá kodek s algoritmem převodu řeči, který využívá metodu analýzy RPCELP (Regular Pulse Code Excited Linear Prediction). Rychlost konverze je 6000 bps.
Standard definuje tři hlavní komunikační režimy: trunking, přímý komunikační režim a reléový režim.
V režim sítě(nebo trunkový režim) interakce mezi účastníky se provádí pomocí základnových stanic (BS), které rozdělují komunikační kanály mezi účastníky. V tomto případě jsou řídicí signály přenášeny na samostatném frekvenčním kanálu speciálně přiděleném pro každou BS. V režimu přímé komunikace dochází k výměně informací mezi mobilními účastníky přímo bez účasti základnové stanice. V reléový režim komunikace mezi účastníky se provádí přes opakovač, který má pevné kanály pro vysílání a příjem informací.
Standardní systémy Tetrapol podporují 2 hlavní typy výměny informací: přenos hlasu a přenos dat.
Hlasové služby Umožňuje uskutečňovat následující typy hovorů: plošný hovor, hovor s nastavením otevřeného kanálu, skupinový hovor, individuální hovor, vícenásobný hovor pomocí seznamu účastníků, tísňové volání.
Datová služba poskytovat řadu služeb na aplikační úrovni podporovaných funkcemi zabudovanými do rádiových terminálů, jako je zasílání zpráv mezi účastníky v souladu s protokolem X.400, přístup k centralizovaným databázím, přístup k pevným sítím v souladu s protokolem TCP/IP, přenos faxů , přenos souborů, přenos signálů osobního hovoru, přenos krátkých zpráv, přenos stavových hovorů, podpora režimu přenosu dat o poloze objektu získaných pomocí GPS přijímačů, přenos video snímků.
Standard Tetrapol poskytuje standardní síťové procedury, které poskytují moderní úroveň předplatitelských služeb: dynamické přeskupování, autentizace předplatitele, roaming, prioritní volání, ovládání vysílače předplatitele, ovládání "profilu" předplatitele (vzdálená změna parametrů předplatitelského rádia terminál v něm zabudovaný během programování) atd.
Standardní systémy Tetrapol poskytují uživatelům řadu doplňkových služeb, které spolu s poskytováním služeb údržby umožňují efektivně realizovat specifické komunikační sítě pro veřejné bezpečnostní služby a orgány činné v trestním řízení. Tyto služby zahrnují prioritu přístupu (poskytování přednostního přístupu do systému při přetížení rádiových komunikačních kanálů); prioritní volání (přiřazení volání podle schématu priority); prioritní skenování (poskytující uživateli, který patří do několika skupin, možnost přijímat hovory od účastníka v kterékoli ze skupin); hovor autorizovaný dispečerem (režim, kdy jsou hovory přijímány pouze se souhlasem dispečera komunikační sítě); přesměrování hovorů (nepodmíněné přesměrování hovoru jinému účastníkovi nebo přesměrování, pokud je volaný účastník obsazen); připojení k hovoru (umožnění režimu, ve kterém jeden uživatel interagující s druhým může učinit třetí stranu účastníkem spojení); selektivní poslech (zachycení příchozího hovoru bez ovlivnění práce ostatních účastníků); vzdálený poslech (vzdálené zapnutí předplatitelské rozhlasové stanice k vysílání za účelem poslechu situace předplatitele); identifikace volající strany (určení a zobrazení identifikátoru volající strany na terminálu volaného účastníka); „duální dohled“ (schopnost účastnického rádiového terminálu pracujícího v síťovém režimu také přijímat zprávy v režimu přímé komunikace) a mnoho dalších.
Vzhledem k tomu, že standard Tetrapol byl od samého počátku zaměřen na plnění požadavků orgánů činných v trestním řízení, poskytuje různé mechanismy pro zajištění bezpečnosti komunikace směřující k předcházení hrozbám jako je neoprávněný přístup do systému, odposlechy probíhajících hovorů, vytváření záměrných rušení, analýza provozu pro konkrétní účastníky atd. Mezi tyto mechanismy patří:
- automatická rekonfigurace sítě(periodické přerozdělování zdrojů komunikační sítě (změny konfigurace) v důsledku instalace a zrušení otevřených kanálů, dynamické přeskupování, přeřazení komunikačních kanálů správcem sítě atd.);
- kontrola přístupu do systému(řízení přístupu k zařízením komunikační sítě pomocí čipových karet a systému hesel);
- end-to-end šifrování informací(zajištění schopnosti chránit přenášené informace v kterémkoli bodě komunikační linky mezi účastníky);
- autentizace předplatitele(automatické nebo na žádost správce sítě autentizace účastníků);
- použití dočasných ID předplatitelů(náhrada jedinečných identifikačních čísel účastníků pseudonymy, změněných s každou novou komunikační relací);
- napodobování činnosti předplatitelů rádia(režim podpory stálého provozu během přestávky v jednání odesíláním signálů do BS komunikačními kanály, které je obtížné odlišit od informačních);
- vzdálené vypnutí rádiového terminálu(schopnost deaktivovat účastnický rádiový terminál správcem sítě);
- distribuce klíčů prostřednictvím rádiového kanálu(schopnost správce sítě přenášet tajné klíče předplatitelům přes rádiový kanál).
Standardní systémy Tetrapol jsou široce používány ve Francii. Zřejmě ne bez podpory vlády domácího výrobce kromě komunikační sítě Rubis národního četnictva provozuje systémy Tetrapol francouzská policie (systém Acropolе) a železniční služba (systém Iris).
Norma Tetrapol je populární i v některých dalších evropských zemích. Na základě tohoto standardu jsou nasazeny komunikační sítě policie Madridu a Katalánska, bezpečnostních složek ČR a letištních služeb ve Frankfurtu. Ve prospěch berlínského dopravního podniku je nasazována speciální komunikační síť Matracom 9600. Rádiové stanice komunikační sítě budou instalovány na více než 2000 autobusech podniku. Kromě rádiové komunikace síť využívá funkci určování polohy vozidel.
V roce 1997 Matra Communications vyhrála výběrové řízení na vytvoření digitálního radiokomunikačního systému pro královskou thajskou policii. Zakázka je součástí zakázky na modernizaci policejní rozhlasové sítě, která propojí 70 policejních služeben. Předpokládá se využití nejmodernějších schopností systému včetně přístupu k centralizované databázi, e-mailu, end-to-end šifrování informací, určování polohy. Existují také zprávy o nasazení několika systémů ve dvou dalších zemích jihovýchodní Asie a také pro policii v Mexico City.
Standardní systémy Tetrapol se u nás zatím nepoužívají. V současné době má FAPSI v úmyslu nasadit experimentální oblast radiové komunikace tohoto standardu v Rusku.
2.5. Systémiden
Technologie iDEN (integrated Digital Enhanced Network) byla vyvinuta společností Motorola na počátku 90. let. První komerční systém založený na této technologii byl nasazen ve Spojených státech společností NEXTEL v roce 1994.
Z hlediska standardního stavu lze iDEN charakterizovat jako podnikový standard s otevřenou architekturou. To znamená, že Motorola, při zachování všech práv na úpravu systémového protokolu, také licencuje výrobu systémových komponent různým výrobcům.
Tato norma byla vyvinuta pro implementaci integrovaných systémů, které poskytují všechny typy mobilních rádiových komunikací: dispečerské komunikace, mobilní telefonní komunikace, přenos textových zpráv a datových paketů. Technologie iDEN je zaměřena na vytváření firemních sítí velkých organizací nebo komerčních systémů, které poskytují služby organizacím i jednotlivcům.
Při implementaci mobilních radiových dispečerských sítí poskytuje iDEN možnosti skupinového a individuálního volání a také režim signalizace volání, ve kterém je volání v případě nedostupnosti účastníka uloženo v systému a poté předáno účastníkovi, když bude dostupný. Počet možných skupin v iDEN je 65535. Doba navázání spojení pro skupinový hovor v poloduplexním režimu nepřesahuje 0,5 s.
Systémy iDEN poskytují možnost organizovat telefonní komunikaci v libovolném směru: mobilní účastník - mobilní účastník, mobilní účastník - účastník PSTN. Telefonní komunikace je plně duplexní. Systém poskytuje funkce hlasové pošty.
Předplatitelé systémů iDEN mají možnost odesílat a přijímat textové zprávy na své terminály a přenášet data (v režimu přepínání rychlostí 9,6 Kbit/s a v paketovém režimu - až 32 Kbit/s), což umožňuje je možné organizovat faxovou komunikaci a elektronickou poštu, jakož i interakci s pevnými sítěmi, zejména internetem. Režim přenosu paketových dat podporuje protokol TCP/IP.
Systém iDEN je založen na technologii MDVR. Každý frekvenční kanál 25 kHz nese 6 řečových kanálů. Toho je dosaženo rozdělením 90 ms rámce do 15 ms časových intervalů, z nichž každý přenáší informace na svém vlastním kanálu.
Pro kódování řeči se používá kodek, který pracuje s použitím algoritmu typu VSELP. Rychlost přenosu informací na jednom kanálu je 7,2 Kbit/s a celková rychlost digitálního streamu v rádiovém kanálu (díky použití kódování odolného proti šumu a přidání řídicí informace) dosahuje 64 Kbit/s. Tak vysoké přenosové rychlosti informací v pásmu 25 kHz lze dosáhnout použitím 16-polohové kvadraturní modulace M16-QAM.
Norma používá standardní frekvenční rozsah pro Ameriku a Asii 805-821/855-866 MHz. IDEN má nejvyšší spektrální účinnost mezi uvažovanými standardy digitální trunkové komunikace, umožňuje umístit až 240 informačních kanálů do 1 MHz. Zároveň je velikost oblastí pokrytí základnových stanic (buněk) v systémech iDEN menší než v systémech jiných standardů, což je vysvětleno nízkým výkonem účastnických terminálů (0,6 W pro přenosné stanice a 3 W pro mobilní jedničky).
Architektura systému iDEN má vlastnosti typické pro trunkové i celulární systémy, což zdůrazňuje zaměření iDEN na obsluhu velkého počtu účastníků a intenzivní provoz. Při vytváření komerčních systémů pro obsluhu různých organizací nebo podniků lze v systému vytvořit až 10 000 virtuálních sítí, z nichž každá může mít až 65 500 odběratelů, sdružených v případě potřeby do 255 skupin. V tomto případě může každá skupina účastníků využívat celou komunikační zónu poskytovanou tímto systémem.
První komerční systém, nasazený v roce 1994 společností NEXTEL, je nyní celostátní s přibližně 5 500 místy a 2,7 miliony předplatitelů. V USA existuje další síť, kterou provozuje společnost Southern Co. Sítě iDEN jsou také nasazeny v Kanadě, Brazílii, Mexiku, Kolumbii, Argentině, Japonsku, Singapuru, Číně, Izraeli a dalších zemích. Celkový počet předplatitelů iDEN na světě dnes přesahuje 3 miliony lidí.
Systémy iDEN nebyly v Rusku nasazeny a neexistují žádné informace o vývoji síťových projektů tohoto standardu.
3. Stručná srovnávací analýza standardů digitální radiokomunikace
3.1. Specifikace a funkčnost
Obecné informace o systémech norem EDACS, TETRA, APCO 25, Tetrapol, iDEN a jejich technické charakteristiky jsou uvedeny v tabulce 1.
Stůl 1.
|
Funkce poskytované digitálními trunkovými rádiovými standardními systémy je uvedena v tabulce 2.
Tabulka 2
|
Poznámka:(n/s – žádné informace)
Vzhledem k technickým vlastnostem a funkčnosti prezentovaných standardů trunkové komunikace lze poznamenat, že všechny standardy mají vysoké (ve vztahu k této třídě mobilních radiokomunikačních systémů) technické ukazatele. Umožňují budovat různé konfigurace komunikačních sítí, poskytují různé režimy přenosu hlasu a dat, komunikaci s PSTN a pevnými sítěmi. Rádiové komunikace těchto standardů využívají efektivní metody převodu řeči a kódování informací odolné proti šumu. Všechny standardy zajišťují vysokou efektivitu komunikace.
Lze poznamenat, že ve srovnání s jinými standardy má EDACS mírně nižší spektrální účinnost. Někteří odborníci navíc poznamenávají, že standard EDACS nepoužívá metody digitální modulace, což nám umožňuje hovořit o něm jako o standardu, ve kterém jsou digitalizované řečové informace přenášeny přes analogový komunikační kanál.
Z hlediska funkčnosti je standard EDACS možná také do určité míry horší než ostatní tři standardy, protože byl vyvinut o něco dříve. Standardy TETRA, APCO 25, Tetrapol a iDEN specifikují širokou škálu poskytovaných standardních komunikačních služeb, které jsou vzájemně srovnatelné. (Seznam poskytovaných služeb je zpravidla stanoven při návrhu konkrétního radiokomunikačního systému nebo sítě.)
3.2. Splnění zvláštních požadavků na radiokomunikační systémy veřejné bezpečnosti
Informace o dostupnosti některých specifických komunikačních služeb zaměřených na použití úředníky veřejné bezpečnosti jsou uvedeny v tabulce 3. Standard iDEN zde není diskutován, protože tento standard nebyl vyvinut s ohledem na specifické požadavky agentur pro veřejnou bezpečnost. V současnosti se objevují pouze ojedinělé informace o probíhajících pokusech přizpůsobit systémy této normy speciálním požadavkům.
Tabulka 3.
|
Vzhledem k tomu, že standardy uvedené v tabulce byly vyvinuty v zájmu služeb veřejné bezpečnosti, všechny zajišťují splnění většiny požadavků na speciální komunikační systémy, jak je vidět v tabulce 2. Prezentované digitální standardy zajišťují vysokou efektivitu komunikace (přístup čas pro všechny systémy není větší než 0,5 c) a poskytují příležitosti ke zvýšení odolnosti rádiových komunikačních sítí vůči poruchám prostřednictvím flexibilní architektury. Všechny standardy umožňují implementovat informační bezpečnost: pro systémy TETRA a Tetrapol standardy poskytují možnost použití jak standardního šifrovacího algoritmu, tak originálních algoritmů prostřednictvím end-to-end šifrování; v systémech EDACS můžete použít standardní proprietární algoritmus nebo se konkrétně dohodnout s firmou na možnosti použití vlastního systému ochrany; v souladu s funkčními a technickými požadavky na systémy standardu APCO 25 musí být zajištěny 4 úrovně ochrany informací (z nichž pouze jedna může být určena pro exportované aplikace).
Při zvažování seznamu speciálních komunikačních služeb poskytovaných každým standardem lze poznamenat, že standardy TETRA, APCO 25, Tetrapol poskytují srovnatelnou úroveň speciálních služeb, zatímco EDACS poskytuje mírně nižší úroveň. Norma iDEN není určena ke splnění zvláštních požadavků.
3.3. Zdroje rádiového spektra
Dostupnost zdrojů rádiového frekvenčního spektra (RFS) pro nasazení radiokomunikačního systému je nejdůležitějším kritériem pro výběr konkrétního systému. V v tomto případě Nejslibnější standardy jsou ty, které poskytují schopnost budovat komunikační sítě v nejširším rozsahu.
Systémy EDACS jsou implementovány v pásmech 138-174, 403-423, 450-470 a 806-870 MHz a ve všech pásmech jsou informace o existujících rádiových sítích.
Systémy TETRA předpokládají použití následujících rozsahů: 380-385/390-395, 410-430/450-470 MHz a 806-870 MHz.
Systémy APCO 25 v souladu s funkčními a technickými požadavky poskytují schopnost pracovat v jakémkoliv rozsahu přiděleném pro mobilní radiokomunikaci.
Norma Tetrapol omezuje nejvyšší frekvenci svých systémů na 520 MHz.
Standardní systémy iDEN pracují pouze v rozsahu 800 MHz, což omezuje jejich použití pro budování určitého rozsahu systémů.
Je třeba poznamenat, že alokace zdrojů rádiového frekvenčního spektra pro výstavbu digitálních trunkových radiokomunikačních systémů je nejrealističtější v rozsahu 400 MHz.
3.4. Standardní stav (otevřeno/zavřeno)
Při výběru rádiového standardu je bezpodmínečně nutné zvážit, zda je standard otevřený nebo podnikový (uzavřený).
Firemní standardy (EDACS a Tetrapol) jsou majetkem jejich vývojářů. Nákup vybavení je možný pouze od omezeného okruhu výrobců.
Otevřené standardy, mezi které patří TETRA a APCO 25, zajišťují vytvoření konkurenčního prostředí a přitahují velké množství výrobců základních zařízení, účastnických rádiových stanic a testovacích zařízení k výrobě kompatibilních rádiových zařízení, což pomáhá snižovat jejich náklady. Přístup ke standardním specifikacím je poskytován všem organizacím a firmám, které se připojily k příslušnému sdružení. Uživatelé, kteří si zvolí otevřený rádiový standard, nejsou závislí na jediném výrobci a mohou změnit dodavatele zařízení. Otevřené standardy jsou podporovány vládními a donucovacími orgány, velkými společnostmi v mnoha zemích po celém světě a jsou podporovány také předními světovými výrobci komponent a komponent.
Závěr
Stručná srovnávací analýza těchto standardů digitální trunkové radiokomunikace podle hlavních uvažovaných kritérií nám umožňuje vyvodit určité závěry o perspektivách jejich rozvoje jak ve světě, tak v Rusku.
Standard EDACS nemá prakticky žádné vyhlídky na rozvoj. Ve srovnání s jinými standardy má nižší spektrální účinnost a méně rozsáhlou funkčnost. Ericsson neplánuje rozšiřovat možnosti standardu a prakticky omezil výrobu zařízení.
Standard iDEN nedává mnoho speciálních požadavků a i přes vysokou spektrální účinnost je limitován nutností využití pásma 800 MHz. Je pravděpodobné, že systémy tohoto standardu mají určitý potenciál a budou nadále nasazovány a provozovány, zejména v Americe. V jiných regionech vypadají vyhlídky na nasazení systémů tohoto standardu pochybně.
Norma Tetrapol má dobrý technický výkon a dostatečnou funkčnost, ale stejně jako normy EDACS a iDEN nemá status otevřeného standardu, což může výrazně bránit jeho rozvoji jak po technické stránce, tak i v nákladech na účastnické a pevné zařízení.
Normy TETRA a APCO 25 mají vysoké technická charakteristika a široký funkčnost, včetně splnění speciálních požadavků orgánů činných v trestním řízení, mají dostatečnou spektrální účinnost. Nejdůležitějším argumentem ve prospěch těchto systémů je dostupnost stavu otevřených standardů.
Většina odborníků se zároveň přiklání k názoru, že trh digitálních trunkových rádií bude dobyt standard TETRA. Tato norma se těší široké podpoře většiny hlavních světových výrobců zařízení a komunikačních správ v různých zemích. Nedávné události na domácím trhu profesionálních radiokomunikací nám umožňují dospět k závěru, že v Rusku se tento standard rozšíří.