Транкинговые сети связи

На рисунке  показан принцип организации  сети Tetrapol. Вариант объединения двух региональных сетей в одну общую. Условные обозначения: MSW – главный коммутатор системы; SSW – вторичный коммутатор; BS – базовая станция; ОМС – оперативный обслуживающий компьютер; ТМC – техническое управление; DP – диспетчерский центр; DL – G.703 2-х Мбит/с цифровая линия связи или один PCM слот. 

Системы Tetrapol позволяют создавать сети практически любых размеров. Например, для построения сети национального масштаба можно объединить до 120 региональных сетей, каждая из которых в свою очередь может содержать:

до 9 коммутаторов (1 главный + 8 вторичных);

до 32 зон;

до 500 транковых  радиоканалов;

обслуживать до 12 500 абонентов (включая «чужих»  абонентов, временно пребывающих в  данной сети). 

Каждый  коммутатор может управлять:

16 базовыми  станциями;

150 радиоканалами. 

Каждая  базовая станция может содержать:

до 24 каналов

обслуживать до 2 500 абонентов.

ОСОБЕННОСТИ

Мощность  радиопередающего оборудования 

Мощность  является весьма важным параметром цифровых систем связи. Уровни мощности, необходимые для адаптивного регулирования, должны иметь строго оговоренные значения. Требованиями стандарта Tetrapol определены следующие уровни выходной мощности:

для базовых  станций – 25; 16; 6; 2,5 и 1 Вт.

для абонентских  радиостанций – 10; 2 и 1 Вт.

Защита 

Возможность временного или полного дистанционного отключения оконечного устройства (радиостанции) при утере или краже. 

Кодирование информации с помощью специального алгоритма шифрования, кодовые ключи  которого создаются при помощи генератора случайных чисел. 

Защита  абонентских радиостанций от несанкционированного использования с помощью карточек идентификации (SIM), содержащих пользовательскую и системную информацию, а также алгоритм проверки доступа. SIM-карта вставляется в специальный паз внутри радиостанции. Разные абоненты, пользующиеся одной радиостанцией, могут иметь индивидуальные SIM-карты.

Интерфейсы  с другими сетями 

Стандартом  предусмотрено подключение к  другим сетям передачи данных. Это  могут быть линии городской и  ведомственной телефонной связи, ISDN, Internet, сети с протоколом обмена Х.25. Также предусмотрена возможность стыковки с сетями аналоговой радиосвязи. Для этих целей используется специальный цифро-аналоговый шлюз – Single Channel Converter (SCC). Благодаря нему абонентские радиостанции, работающие на аналоговом канале, могут связываться с радиостанциями, работающими в режиме групповой связи в цифровой сети.

Система нумерации 

Каждому абонентскому устройству присваивается  индивидуальный идентификационный  код, состоящий из 4 частей (обозначается RFSI-адрес). Он имеет следующую структуру (например код: 148 8 22 123):

Многостанционный  открытый канал (MOCH) 

Интересной  особенностью систем Tetrapol является возможность  организации так называемого  многостанционного открытого канала (MOCH). При помощи этой функции несколько групп абонентов могут взаимодействовать друг с другом в предварительно определенном наборе зон (до 12 зон в системе Tetrapol S-PRO производства Siemens ). Определение групп и зон выполняется системным оператором. 

Как только абонент-инициатор организует вызов, система выделяет необходимые ресурсы (набор каналов в разных зонах), которые закрепляются за группой абонентов на весь сеанс связи. Завершить связь по MOCH могут только уполномоченные пользователи. 

Режим MOCH позволяет всем участвующим в сеансе абонентам постоянно находиться на связи. Происходит имитация одного общего канала, доступ к которому возможен на большой территории («мини-сеть» в сети). Эта возможность особенно полезна при проведении оперативных мероприятий или аварийных работах на большой территории (в зонах действия нескольких базовых станций). 

Режим МОСН предназначен, прежде всего, для  тех групп, которые работают с  предварительно определенным набором  возможных связей. Абонентские радиостанции могут работать как в режиме групповой связи, так и в режиме групповой связи по MOCH.

«Закрытые»  группы 

В системе Tetrapol могут быть описаны различные  конфигурации групп абонентов, так  называемые «закрытые» группы. В этих конфигурациях описан перечень групп, которые могут вызываться в той или иной ситуации. Например, по умолчанию абонент может вызывать 3, 5 и 10 группы. При выборе «закрытой» группы «АВАРИЯ», абоненту разрешается вызывать 4, 8 и 9 группы. 

Таким образом, по мере необходимости, может  быть выбрана та конфигурация, которая обеспечит функционирование групп обычно не взаимодействующих друг с другом.

Режим «прямой» связи 

Режим «прямой» связи, когда абоненты общаются напрямую (без участия базовой  станции), может осуществляться как  в зашифрованном, так и незашифрованном виде. 

В режиме «прямой» связи абонентская станция  может отслеживать вызовы, происходящие в транковой системе. Для этого  радиостанция регистрируется в одной  из базовых станций (зон) и в дальнейшем «прослушивает» соответствующий канал  управления. Абонент может оперативно переходить из режима «прямой» связи в транковый режим и наоборот. За счет этого абонентская станция отслеживает все вызовы, адресованные ей. 

В некоторых  реализациях Tetrapol абонент, находящийся  в режиме прямой связи, может осуществлять аварийный вызов (не путать с «аварийным вызовом» в транковом режиме!). Для этого используется специальная кнопка на абонентских радиостанциях. 

При аварийном  вызове сигнал передается по специальному симплексному каналу (устанавливается  при программировании радиостанций), который контролируется всеми абонентскими радиостанциями. Радиостанции, находящиеся в пределах дальности действия радиосвязи, получают сообщение о вызове. Они могут либо подтвердить вызов, либо отклонить его. После подтверждения вызова радиостанции автоматически переходят на предусмотренный для этого аварийный канал.

Связь через автономный цифровой ретранслятор 

Некоторые производители оборудования Tetrapol (например, Siemens [5]) предлагают специальный ретранслятор дуплексного канала, при помощи которого можно расширить зону связи. Это компактное устройство обеспечивает ретрансляцию открытого речевого канала. Те абоненты, кто перейдет на данный канал, смогут совместно работать для увеличения дальности связи. Ретранслятор может быть установлен как в зоне действия транковой системы, так и вне ее.

Система приоритетов 

Приоритеты  в системах Tetrapol зависят от режима связи:

приоритет типа вызова;

приоритет структуры вызова, указывается вызывающим абонентом при определенных вызовах;

приоритет группировки каналов, устанавливаемый оператором при определении групповой связи. 

Каждому типу приоритета присваивается различные  уровни:

нормальный (routine);

быстрый (flash);

срочный (urgent);

вещательный вызов (broadcast);

аварийный вызов (emergency).   

    

  Построения однозоновой  системы:

    Приемопередатчик каждого канала  контролируется специальным блоком  управления – контроллером. Максимальное  число каналов на центральной  станции – 24, причем один из  них управляющий. Для приведения  сеанса связи он предоставляет любой из свободных каналов системы. Общее взаимодействие системы осуществляется через блок сопряжения.

    По общей шине передачи данных  он соединен с контроллерами  каналов, обеспечивая функциональное  управление, учет и тарификацию  соединений, а так же контроль ее состояния и конфигурацию через терминал управления SYSCON. Терминал может подключаться непосредственно через порт RS 232 или, если вы хотите заслужить репутацию прогрессивного молодого специалиста, по модему.

 

Несмотря  на сравнительную простоту однозоновых систем как при установке, так и в эксплуатации, они имеют два существенных недостатка: 

 А.  Единственным способом увеличения  числа обслуживаемых абонентов  является увеличение число рабочих  каналов. При ограниченной зоне  обслуживания это приводит к увеличению числа радиостанций, работающий со значительной мощностью, что, в свою очередь, делает эфир похожим на рыночную площадь, т.е. ведет к сильным помехам. Но даже если решится увеличить число каналов, следует иметь в виду, что их число все равно не бесконечно. 

 Б.  Другой недостаток – это невозможность  расширения зоны обслуживания.

    Построение однозоновой системы  практически не зависит от  рабочего диапазона частот и  определяется требованиями к  числу каналов, минимально возможным  разносом частот приема и передачи, а также шагом сетки приемных и передающих частот. Также важно назначение системы, т.е. какой стандарт, выбран для работы в системе (SmarTrunk, MPT-1327, LTR и т.п.) будет ли организовано подключение к телефонной сети общего пользования (ТфОП) и предполагается ли дальнейшее расширение системы по числу каналов или зоне обслуживания.

    Для упрощения систему можно  разделить на две части: антенно-фидерные  устройства и базовое приемопередающее  и коммутационное оборудование. 

    Возможные варианты построения антенно-фидерного тракта. 

 А.  Наиболее простой и дешевой  станции (БС) системы, в которой  каждый передатчик и каждый  приемник имеет свою антенну.  Он относительно дешев, по этому  получил распространение на заре  развития транкинговых систем. Приемлем только для малоканальных (на 1-2 канала) систем с малым радиусом обслуживания, поскольку трудно установить рядом много антенн.

    Поскольку разнести антенны в  пространстве на необходимое  расстояние довольно сложно, приходится  использовать малоэффективные, уменьшающие радиусы действия, антенны и включать на выходе передатчиков дополнительные устройства, для устранения интермодуляционных помех. Обычно это полосовые фильтры на основе объемных резонаторов. Если шаг сетки частот достаточно мал (<200 – 300 Кгц ), приходится дополнять фильтры изоляторами или использовать специализированные полосовые фильтры с изоляторами. Фильтрующие устройства (преселекторы) необходимы и на входах приемников, чтобы они не «забились» сигналами передатчиков.

    Если применять качественные  фильтрующие устройства, стоимость  такого варианта построения резко  возрастает, т.е. теряется единственное  его преимущество. К тому же  развивать систему можно, только  устанавливая дополнительные антенны.  Поэтому в настоящиее время этот вариант не используется. 

 Б.  Технически значительно лучший  способ, позволяющий оптимизировать  число антенн и оптимальный  по соотношению цена / качество  для систем имеющих четыре  – шесть каналов.

    В этом варианте каждый передатчик  работает на свою антенну, а приемники работают на одну антенну через распределительную панель с преселектором и предварительным усилителем (для компенсации затухания в антенном кабеле и преселекторе).  В результате появляется возможность применять высокоэффективные многоэлементные вибраторные антенны или фазированные  антенные решетки и устанавливать предварительный усилитель непосредственно у антенны с дистанционным питанием по коаксиальному кабелю, что позволяет получить наилучшее соотношение сигнал / шум.