Тема 5.3. Оборудование радиотелефонной связи с многостанционным доступом (абонентское оборудование транкинговых систем)

Требование к знаниям

Студент должен

иметь представление:

· о конструктивном исполнении абонентского оборудования транкинговых систем;

знать:

· определение «транкинга»;

· преимущества транкинговых систем по сравнению с диспетчерскими;

· типы вызовов, поддерживаемых абонентским оборудованием транкинговых систем;

· основные характеристики профессиональных и коммерческих радиостанций;

· процесс программирования абонентских станций (последовательность операций).

· правила монтажа и согласования АФУ радиостанций на автомобиле и при стационарном применении (выбор, сборку и настройку антенн, мест установки, выбор кабелей снижения, проверку прямой и отражённой мощности, КСВ);

· допустимые нормы на КСВ (КБВ) при эксплуатации радиостанций и АФУ.

уметь:

· пользоваться приборами для измерения мощности передатчика и согласования АФУ;

· проводить настройку антенн и формирование нужных диаграмм направленности антеннами разного типа;

· выбрать абонентское оборудование для конкретной транкинговой системы.

Содержание учебного материала

По принадлежности, назначению и устройству системы профессиональной подвижной связи могут быть:

- общего пользования,

- диспетчерскими,

- транкинговыми.

Для связи могут использоваться симплексные или дуплексные каналы.

Как правило ведомственные (по новой терминологии - технологические) системы связи строились как диспетчерские, не имевшие сплошного покрытия и автоматического роуминга. Естественно, эффективность использования частотного ресурса таких сетей была крайне низкой. При увеличении численности абонентов потребовался другой метод организации связи – «транкиговый». Транкинговые системы устанавливаются при большом числе пользователей и высоких требованиях к качеству и надёжности. Под транкингом понимается динамическоераспределение ограниченного количества каналов связи среди большогоколичества пользователей. При этом каждый пользователь может получить доступ к любому свободному каналу. Перечень услуг, предоставляемых абоненту в транкинговой системе превосходит по номенклатуре перечень услуг для абонента, предоставляемых в сотовой сети.

Табл. 16. Функциональные возможности транкинговых систем и GSM

	Режимы и функциональные возможности	APCO-25	TETRA	MPT 1327	Smar Trunk	GSM
	Групповой вызов	+	+	+	+	*
	Дуплексная связь	+	+	+	-	+
	Шифрование радиоинтерфейса	+	+	+	-	+
	Режим прямой связи	+	+	+	+	-
	Служба коротких сообщений.	+	+	-	-	+
	Одновременная передача голоса и данных	+	+	-	-	-
	Предоставление широкой полосы по запросу	+	+	-	-	-
	Высокоскоростная передача данных	+	+	-	-	-
	Приоритетный доступ/вызов	+	+	+	+	-
	Аварийный вызов	+	+	+	+	*

* -принципиально-реализуемые параметры, но обычно не предоставляемые.

В профессиональной связи абонентское оборудование является составной частью системы. Определяющими при строительстве системы и выборе оборудования как базового, так и абонентского являются три основных фактора:

4. Возможность наиболее простой технической реализации системы связи исходя из заданных параметров и технических требований.

5. Высокая стоимость строительства сети связи и соответствующая необходимость выбора между финансовыми затратами, качеством и надёжностью.

6. Сохранение возможности модернизации системы при необходимости её расширения и введении дополнительных видов обслуживания.

Безусловно, всё оборудование должно быть сертифицированным и должны быть оформлены все разрешительные документы.

Решением данных вопросов занимается сам владелец будущей сети или организации – интеграторы (решающие проблему в комплексе).

Большинство аналоговых транкинговых систем разработаны в 70-80 годы уже прошлого столетия. В сотовой связи переход от 1-го поколения ко 2-му был больше «техническим», чем пользовательским. Переход к 3-му поколению при огромном техническом скачке содержит и новые потребительские свойства, связанные с предоставлением мультимедиауслуг и скоростной (до 2 мбит/с) передачей данных. Профессиональная связь, диспетчерская и транкинговая, технологическая и общего пользования так и осталась на прежнем уровне.

Разработанные цифровые стандарты не нашли массового применения. Являясь на период разработки передовыми технологиями, в связи с бурным развитием именно сотовой связи общего пользования и формированием сетей 3G, цифровые транкинговые сети не развившись, морально устарели. В рамках открытого стандарта Tetra родилось несколько систем, разработана усовершенствованная версия Relize 11. Что бы понимать, насколько ещё в профессиональной связи продлится жизнь аналоговых технологий, необходимо сопоставить стоимость цифрового транкингового оборудования и преимущества, даваемые цифровой технологией.

1). Применение аналогового оборудования с ЧРК (FDMA) хоть и приводит к снижению стоимости системы, оно всё же более дорогостояще, чем с ВРК (TDMA). Частотное разделение аналоговых сигналов просто реализовать, но такие системы чувствительны к шумам, искажениям, перекрёстным помехам. Эти помехи не могут быть устранены так же просто, как в цифровых системах. Простота мультиплексирования цифровых сетей позволяет значительно снизить затраты на стоимость кабельных соединений внутри и снаружи сети.

2). Простота сигнализации. По сравнению с аналоговыми, цифровые системы не требуют такого внимания в части управляющей сигнализации. Переход к сигнализации по общему каналу исключил многие затраты.

3). Использование современной технологии. Большие преимущества современной технологии даёт применение БИС, разработанных специально для таких функций, как кодирование/декодирование речи, мультиплексирование/демультиплексирование, коммутация.

3). Приспосабливаемость к видам обслуживания. Разрешающая способность элементной базы и схемотехники позволяют создавать новые услуги и стимулировать потребительский спрос и наоборот.

4). Работоспособность при малых отношениях сигнал/шум/помеха. Шум и помехи в аналоговом оборудовании становятся особенно слышны в паузах, когда амплитуда сигнала мала. Передача в цифровых системах ведётся только во время разговора абонента, в паузах даже специально создаётся уровень комфортного шума.

5). Простота шифрования. Хотя большинство абонентов не нуждается в шифровании, простота скремблирования цифрового потока позволяет ввести дополнительную функцию, необходимую ряду абонентов.

Недостатки: требуемое расширение полосы частот, необходимость временной синхронизации, несовместимость с аналоговыми устройствами.

Цена – один из решающих факторов. Стоимость сегодняшнего аналогового АО: 300-600-1500 $, цифрового оборудования: носимые 850-1900, возимые 1900-3500, базовые станции 200-250 тыс., центр коммутации 1200 000-2000 000 $. Такие цены являются результатом картельного соглашения производителей, считающих необходимым вернуть вложенные в разработку и создание цифрового оборудования средства. Но учитывая конкуренцию и эффективность цифровых технологий, наметилась тенденция на значительное снижение цен.

Признавая необходимость перехода на «цифру», у главных «богатых» ведомств России пока нет единого мнения по выбору цифрового стандарта ТСС. Кроме того, государство, как регулирующий орган в области подвижной связи, пока не сказало своего веского слова.

Существует несколько конкурирующих технологий – Tetra, APCO-25, Tetrapol, GSM-R и, даже IMT-MC-450 и, соответственно желание разработчиков и поставщиков, старающихся «протолкнуть» на рынок свою продукцию.

Мнения на этот счёт существуют самые различные и все заслуживают внимания.

Основные мотивы за и против той или иной технологии.

1. Количество производителей оборудования:

· Tetra – более 50 производителей (с учётом разработчиков приложений);

· APSO-25 – два поставщика (Motorola-Johnson и Matra-Siemens);

· GSM-R – уверенно поддерживает только Siemens;

Вывод: Tetra является открытым стандартом, следовательно, кроме большого выбора оборудования –снижение уровня цен(+) Цены высокие, для России ещё выше за счёт импорта. Затраты на тестирование оборудования велики и не все поставщики его сертифицировали до н.в(-). Это относится как к абонентскому, так и к базовому оборудованию.

2. Проникновение технологий:

· Сети APCO-25 существуют только в США и Австралии;

· GSM-R –в ряде стран железнодорожного союза ЕС;

· Tetrapol – полиция Франции и ряда других стран ЕС. Стандарт представлен в Европе большим числом работающих систем, но до н.в. не получил права стандарта ETSI.

3. Тенденции Минсвязи РФ (Федерального Агентства связи) к сближению распределения и условий использования частот с международным распределением и предпочтительно Европейских стандартов.

4. Процесс выделения полос частот для Tetra в РФ решён не в полном объёме. Вопрос спектральной эффективности временного разделения TDMA в Tetra, имеющего большие зоны покрытия, также не подтверждён положительными испытаниями. Увеличение скорости передачи данных до 28, 8 кбит/с достигается за счёт объединения временных каналов и, следовательно сводит на нет преимущества TDMA.

5. Безопасность связи. Высокая степень защиты – обязательное требование служб безопасности – одних из основных пользователей ТСС. Стандарт APSO-25 разрабатывался по инициативе служб общественной безопасности и имеет 4 уровня криптозащиты для всех режимов передачи.

6. Взаимодействие с другими стандартами (GSM, GPRS,EDGE, UMTS). Задачи поставлены, для Tetra процесс в стадии «притирки».

7. Взаимодействие стандартов ТСС. ETSI и TIA (промышленная. Ассоциация в обл. связи США) создали рабочую группу для разработки способов взаимодействия Tetra и APCO-25, в результате чего может возникнуть некий гибрид этих стандартов.

Вывод: 1). Всё сказанное говорит о том, что аналоговые сети PMR,будут жить и здравствовать ещё долго.

2). Результаты внедрения опытных зон (более 20) могут ускорить процесс внедрения Tetra. Примером может служить внедрение системного проекта «ТЕТРАРУС», преследующего цель выработки стратегии строительства ведомственных и государственных фрагментов сети. Кто же будет «главный» в этом конгломерате сетей и кому будут принадлежать назначенные частоты?

3). Ориентировочный срок окупаемости – рассчитывается 6—7 лет.

Среди применяемых в России и в мире стандартов ТСС наиболее широко распространены:

- аналоговые Smar Trunk, LTR, MPT-1327, Uniden

- цифровые TETRA, APSO-25

Семейство протоколов МРТ, разработанных министерством почт и телекоммуникаций Великобритании (80-е годы) включают протоколы на базовое оборудование, ретрансляторы, и т.д. А стандарт МРТ-1327 является стандартом сигнализации и определяет протокол радиообмена между абонентскими станциями и контроллером транкинговой системы, нумерацию радиоабонентов в сети. Это позволяет выпускать целый ряд систем, отвечающих стандарту МРТ-1327 и применяющих одно и тоже абонентское оборудование, но отличающихся архитектурой сети, составом оборудования базовой станции и методом организации межзонового обмена (Zetron, Accesnet, Taitnet,). Аналогично в стандарте Smar Trunk определяются только требования к радиоинтерфейсу. Это даёт возможность применять базовое оборудование (ретрансляторы, контроллеры) и абонентское оборудование (носимые, автомобильные, стационарные станции) разных производителей.

В ряде систем, например Smar Trunk 11, могут применяться радиостанции не транкинговых стандартов путём установки в радиостанции специальных «транкинговых модулей». Это даёт возможность при росте абонентов плавно провести модернизацию диспетчерской сети и путём замены только ретранслятора и контроллера создать транкинговую систему. Это свойство, а такте незначительная стоимость сети Smar Trunk определили её многочисленное применение в России.