Транкинговые сети связи

При освобождении одного из каналов, абонентом, который  первым получит доступ, будет тот, кто первым сделает попытку связи. Этот метод доступа называется: «первым пришел – первым обслужен». То есть у всех абонентов равный уровень приоритета доступа к системе (не путать с приоритетами доступа к сеансам связи, где их может быть несколько, см. далее). 

В системах LTR, при занятости всех каналов, радиостанция может только принимать управляющую информацию, но не может послать сообщение базе. По сравнению с системами с выделенным каналом управления, это создает ряд ограничений в реализации некоторых функций. Например, организацию очередей вызовов – одна из наиболее важных возможностей МРТ 1327 (выделенный управляющий канал), позволяющая повысить оперативность соединения и увеличить количество абонентов на канал.

ПРИНЦИП РАБОТЫ 

Базовая станция и абонентские радиостанции обмениваются управляющей информацией, организованной в виде пакетов (слов данных) со скоростью 300 бод. 

Управляющие сигналы содержат идентификационные  коды, по которым проверяется право  доступа к системе, вызовы абонентам, информация о доступности системы и т.д. В следующих таблицах приведен состав слова управляющих данных (длина 40 бит) и назначение отдельных меток в слове.Базовая станция – абонентской радиостанции / 

 

АЛГОРИТМ  ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ВЫЗОВА

Прием вызова 

Абонентская радиостанция постоянно принимает  управляющую информацию и анализирует  пакеты данных своего «домашнего» канала. Станция анализирует метки «AREA», «НОМЕ», «ID» и «ERROR». В случае приема меток с адресом данной радиостанции («НОМЕ» + «ID»), она обрабатывает относящуюся к ней информацию и переходит на указанный меткой «GOTO» канал. 

Радиостанция  будет оставаться на канале до тех пор, пока: не получит код отбоя; не потеряет несущую частоту канала; не потеряет адресованные ей данные более чем на одну секунду.

Организация вызова 

После того, как абонент выбрал на радиостанции необходимую комбинацию «системы»  и «группы» он нажимает клавишу РТТ (передача). В случае доступности «домашнего» канала запрос посылается по нему. Если он занят, то радиостанция ищет свободный канал. Номер свободного канала указывает метка «FREE» (свободный) в управляющем потоке данных. Если все каналы заняты, то радиостанция выдает сигнал «занято» и запрещает передачу до тех пор, пока в потоке данных не появится метка «FREE». Если базовая станция не отвечает, то радиостанция повторяет посылку данных еще максимум пять раз и, в случае отказа, выдает абоненту сигнал «вне зоны обслуживания». 

Если  в системе есть свободный канал, то радиостанция переключается на него и базовая станция посылает по эфиру запрос вызываемому абоненту. 

Во время  сеанса связи, радиостанция продолжает непрерывно посылать управляющие данные до тех пор, пока не будет осуществлен «отбой» сеанса. После этого радиостанция посылает базовой станции код освобождения канала (метка «FREE») и переключается в режим приема на «домашнем» канале.

ПРИМЕРЫ ОРГАНИЗАЦИИ СИСТЕМ

Наиболее  простая схема организации связи 

В радиостанциях  всех членов рабочей группы программируется  один и тот же идентификатор как  передаваемый, так и приемный. Причем используется один идентификатор на всю группу пользователей, вне зависимости  от их количества. 

Подобная  реализация системы практически идентична «обычной» системе связи, за исключением того, что абоненты используют транковый метод доступа (т.е. все каналы автоматически «равнодоступны»). Эта реализация позволяет обслужить гораздо большее количество абонентов по сравнению с аналогичной системой, где абоненты должны выбирать свободный канал самостоятельно.

Пример  схемы связи для таксопарка (ВАРИАНТ 1) 

В наиболее простом варианте данная схема требует  два идентификатора вне зависимости  от количества абонентов. 

Идентификатор 1 программируется:

Как передаваемый в радиостанции диспетчера;

Как приемный во всех автомобильных радиостанциях (с наибольшим приоритетом). 

Идентификатор 2 программируется:

Как передаваемый в автомобильных радиостанциях;

Как приемный в радиостанции диспетчера. 

При работе диспетчер принимает информацию от любого водителя и все водители принимают сообщения диспетчера. Водители не могут связываться между  собой.

Пример  схемы связи для таксопарка (ВАРИАНТ 2) 

Другая  реализация может быть более сложной. Она обеспечивает те же функции, что и предыдущая схема и в дополнение позволяет диспетчеру связываться с каждым из водителей персонально:

Первый  идентификатор программируется  в каждой автомобильной радиостанции как передаваемый, так и приемный. При этом номера должны быть уникальными для каждой радиостанции и составлять возрастающую последовательность без промежутков (для создания блока приемных идентификаторов).

Второй  идентификатор программируется  в качестве второго приемного  во всех автомобильных радиостанциях и используется для общего вызова автомобилей диспетчером. (Номер не должен входить в блок упоминавшихся идентификаторов).

В радиостанции диспетчера программируется соответствующее  число «групп» (по одной на каждый автомобиль). Их можно назвать «персональными группами», так как по сути, это «группа» состоящая из одного абонента (она же идентификатор определенной автомобильной радиостанции). В каждой «персональной группе» в качестве приоритетного приемного и передаваемого идентификатора программируется идентификатор конкретного автомобиля.

Дополнительно в диспетчерской радиостанции программируется  отдельная «группа» для общего вызова. В которой в качестве передаваемого  записывается отдельный номер, а  приемный может быть любым или  вообще отсутствовать.

В диспетчерской радиостанции программируется блок приемных идентификаторов низшего приоритета. Этот блок соответствует перечню всех идентификаторов автомобильных радиостанций.

Работа  данной схемы. 

Если  диспетчер выбирает «группу» общего вызова, то его сообщения будут слышны всем водителям одновременно. Это обусловлено тем, что передаваемый идентификатор диспетчерской станции совпадает со вторым приемным идентификатором всех автомобильных станций. 

Диспетчер, в свою очередь, также будет слышать  ответ любого из водителей. В силу того, что все их передаваемые идентификаторы лежат в пределах блока приемных идентификаторов (низшего приоритета), запрограммированных в диспетчерской радиостанции. 

Если  диспетчер выберет «группу», соответствующую  конкретному автомобилю, то его услышит только водитель конкретной машины. Это связано с тем, что передаваемый идентификатор диспетчера (в данном случае) совпадает только с первым приемным идентификатором данной автомобильной радиостанции. 

В процессе персональной связи с конкретным водителем, диспетчер услышит вызовы (в паузах) других водителей. Но вызванный им автомобиль будет иметь приоритет в беседе. Это связано с тем, что блочный приемный идентификатор имеет более низкий приоритет по сравнению с приоритетом персонального идентификатора, принадлежащего выбранной машине. 

Как видно  из приведенных примеров, схема идентификации  и методы организации работы в  системах LTR достаточно развиты. Можно  создавать весьма сложные структуры  с разбивкой на группы, с перекрестными  вызовами, с многоуровневыми приоритетами и т.п. Возможности создаваемых систем зависят только от поставленных задач и фантазии оператора. 

Системы LTR в стандартном варианте рассчитаны на создание однозоновых сетей связи  с выходом в телефонную сеть. Для  этого в каждом канальном контроллере предусмотрены телефонные интерфейсы. Системы могут насчитывать до 20 каналов. Начав, предположим, с 2-х канальной системы в дальнейшем ее можно легко расширить приобретением дополнительных каналов и перепрограммированием контроллеров. При этом имеющееся оборудование не требует замены. 

Оборудование LTR, в основном, реализуется (и функционирует) на рынке США, где данный протокол является преобладающим. Соответственно подавляющее большинство моделей  оборудования рассчитано на традиционный для Америки частотный диапазон 800 МГц. И хотя существуют разработки на другие частотные диапазоны, ассортимент предложений 800 МГц техники гораздо шире*. 

* Некоторые  производители предлагают оборудование  исключительно на диапазон 800 МГц.  Например, системы компании Uniden, абонентское оборудование Maxon. 

Следует отметить, что из-за специфики организации  управления в системах LTR, для достижения наилучшего качества связи разнос между  частотными каналами должен составлять не менее 1 МГц. 

На рисунке  показана структурная схема построение системы LTR:

 

ПОСТРОЕНИЕ  СЕТЕЙ Tetrapol

Архитектура цифровой транковой системы Tetrapol чем-то напоминает МРТ 1327: каждая базовая станция управляет определенным числом каналов, один из которых является управляющим (контрольным), а остальные служат для передачи информации абонентов. Пожалуй на этом сходство и кончается. Так как Tetrapol относится к полностью цифровым системам, то проводить какие-либо параллели будет не совсем верно. 

Система Tetrapol основывается на множественном доступе с временным разделением (FDMA). Это значит, что для каждого сеанса связи выделяется отдельный частотный радиоканал. 

Стандартно  Tetrapol использует частотные каналы шириной 12,5 кГц, хотя по заказу может быть предложен 10 кГц вариант. 

Используемый метод доступа FDMA, (в силу технологических и физических особенностей) оказывает заметное влияние на размер зон охвата одной базовой станции, позволяя уменьшить их количество и, следовательно, снизить стоимость системы. Более эффективно (по сравнению с TETRA) использование FDMA в условиях сложного рельефа местности, поскольку метод частотного доступа устойчивее к интерференции и задержкам при прохождении сигналов. 

Tetrapol с начала разработки был ориентирован на использование службами общественной безопасности, что не могло не сказаться на решении вопросов надежности и защищенности связи. 

У истоков  разработки Tetrapol стояла французская компания Matra Communications (в настоящее время Matra Nortel Communications). Первыми пользователями систем стали службы охраны правопорядка и армия. Затем системы стандарта Tetrapol стали использовать и другие корпоративные пользователи. 

По определению  Форума Tetrapol: «Ключевыми отличиями Tetrapol и TETRA является ориентация на разные секторы рынка. Системы Tetrapol прежде всего предназначены для связи служб общественной безопасности, в то время как TETRA создавалась, в основном, по инициативе операторов коммерческих сетей связи (...). Таким образом, TETRA и Tetrapol скорее дополняющие, чем конкурирующие решения. Аналогичная ситуация наблюдается и на американском рынке, где проект APCO 25 (FDMA) и iDEN (TDMA) – являются соответствующими цифровыми решениями для служб общественной безопасности и для коммерческих сетей» .