Главная
Коллекция "Revolution"
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Транкинговая радиосвязь: назначение, принципы построения, протоколы
Транкинговая радиосвязь: назначение, принципы построения, протоколы
Понятие транкинга как метода равного доступа абонентов к общему выделенному пучку каналов. Основные характеристики транкинговой радиосвязи, ее назначение и классификация. Принципы построения транкинговых систем, особенности их протоколов и стандартов.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.02.2015 |
| Размер файла | 422,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Некоммерческое акционерное общество
"АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ"
Кафедра "Радиотехника"
СЕМЕСТРОВАЯ РАБОТА
По дисциплине "Основы радиотехники и телекоммуникаций"
На тему "Транкинговая радиосвязь: назначение, принципы построения, протоколы"
Специальность: 5В071900 -
Радиотехника, электроника и телекоммуникации
Выполнила: Ізтелеу Г.Н. Группа: РЭТ-12-10
Приняла: к. т. н. доцент Достиярова А.М.
Алматы 2014
Содержание
- Введение
- Сущность и основные характеристики транкинговой радиосвязи. Назначение. Классификация
- Принципы построения транкинговых систем
- Протоколы и стандарты транкинговых систем
- Заключение
- Список литературы
Введение
Под термином "транкинг" понимается метод равного доступа абонентов к общему выделенному пучку каналов, при котором конкретный канал закрепляется для каждого сеанса связи индивидуально в зависимости от распределения нагрузки в системе (само слово "транк" происходит от английского TRUNK, т.е. пучок, ствол; в телефонии этот термин означает "магистраль").
Этот метод применяется практически во всех современных системах радиотелефонной связи, в том числе сотовой, и позволяет при равном частотном ресурсе обеспечивать более высокую емкость таких систем по сравнению с системами, использующими фиксированные каналы.
Определение "транкинговые системы" изначально закрепилось за системами подвижной радиотелефонной связи, ориентированными на организацию ведомственной, внутрипроизводственной и технологической связи, т.е. некоммерческого назначения (в смысле продажи услуг связи). В принятой за рубежом классификации эти системы относятся к специальным или профессиональным системам подвижной связи, соответственно - SMR (Special Mobile Radio) или PMR (Porfessional Mobile Radio) иногда обозначение PMR трактуют как частные системы подвижной связи - Private Mobile Radio.
В настоящей семестровой работе я попыталась раскрыть сущность и назначение транкинговой радиосвязи, классифицировать ее по нескольким критериям, описать ее преимущества над другими видами радиосвязи; привела основные принципы построения и наиболее популярные стандарты транкинговых систем.
транкинг транкинговая радиосвязь протокол
Сущность и основные характеристики транкинговой радиосвязи. Назначение. Классификация
В самом общем виде назначение транкинговых систем заключается в обеспечении связи между подвижными абонентами и предоставлении им при необходимости ограниченного выхода в телефонную сеть общего пользования.
В обычной системе радиосвязи с закреплением каналов за группой пользователей А закреплен канал А, за группой В - канал В и т.д. Если пользователь из группы А обнаруживает, что канал А занят, то с этим ничего нельзя поделать, даже если канал В свободен. В транкинговых системах или системах с равнодоступными каналами вместо одного канала, к которому обращается несколько пользователей, содержится группа каналов (ствол), доступных всем пользователям данной системы. Когда кто-либо из них захочет провести сеанс связи, он автоматически получает доступ к любому свободному каналу. По окончании соединения канал может быть автоматически предоставлен другому абоненту.
Основной принцип транкинговой связи - обеспечение равного доступа абонентов ко всему имеющемуся в системе частотному ресурсу.
Транкинговые системы занимают особое место в семействе систем подвижной радиосвязи. Первоначально они разрабатывались для применения в масштабе предприятия с ограниченным спектром возможностей, но сегодня превратились в универсальные системы, предоставляющие богатый выбор телекоммуникационных услуг. Хотя их протоколы радиоинтерфейса и сетевая архитектура ориентированы в первую очередь на поддержание оперативной связи в "замкнутой" группе абонентов, пожалуй, главным достоинством транкинговых систем является возможность интеграции разных служб (видов услуг) в рамках одной сети с минимальными (по сравнению с другими радиосистемами) материальными затратами. Именно это обеспечивает высокую популярность таких систем в корпоративном секторе рынка и позволяет им конкурировать сотовыми сетями.
Современные системы транкинговой связи предназначены для построения локальных и многозоновых сетей, предоставляющих различные виды услуг при высоком качестве связи. В частности, поддерживаются речевая связь между абонентами и группами абонентов, доступ к ведомственным телефонным сетям, сетям общего пользования и сетям передачи данных (телеметрия, аварийная сигнализация, цифровые данные). Более того, обеспечивая передачу информации GSP, они позволяют определить точное местоположение абонента. По сравнению с сотовым системами связи, транкинговые сети обладают рядом преимуществ, поддерживая:
· объединение абонентов в группы и осуществление группового вызова или оповещения;
· высокую оперативность установления соединения (0,2-0,3 с);
· высокую скорость передачи данных (в стандарте TETRA - до 28,8 кбит/с);
· организацию очередей к занятому ресурсу системы с учетом динамически изменяемых приоритетов и экстренное предоставление канала абоненту с более высоким приоритетом.
Кроме того, инфраструктура транкинговых систем (даже имеющих развитую многозоновую архитектуру) требует значительно меньших капиталовложений, чем сотовые системы связи.
Цифровые транкинговые системы по сравнению с аналоговыми обеспечивают ряд преимуществ за счет реализации требований по повышенной оперативности и безопасности связи, предоставлению широких возможностей по передаче данных, более широкому спектру услуг связи (включая специфические услуги связи для реализации специальных требований служб общественной безопасности), возможностям организации взаимодействия абонентов различных сетей.
Высокая оперативность связи. Прежде всего, это требование означает минимально возможное время установления канала связи (время доступа) при различных видах соединений (индивидуальных, групповых, с абонентами телефонных сетей и пр.).
Кроме этого, в системах цифровой транкинговой радиосвязи более просто реализуются различные режимы связи, повышающие ее оперативность, такие, как режим непосредственной {прямой} связи между подвижными абонентами (без использования базовой станции), режим открытого канала (выделения и закрепления частотных ресурсов сети за определенной группой абонентов для ведения ими в дальнейшем переговоров без выполнения какой-либо установочной процедуры, в т. ч. без задержки), режимы аварийных и приоритетных вызовов и др.
Передача данных. Цифровые системы транкинговой радиосвязи лучше приспособлены к различным режимам передачи данных, что предоставляет абонентам цифровых сетей широкие возможности оперативного получения сведений из централизованных баз данных, передачи необходимой информации, включая изображения, организации централизованных диспетчерских систем местоопределения подвижных объектов на основе спутниковых радионавигационных систем.
В большинстве систем радиосвязи на основе цифровых стандартов реализуются услуги передачи коротких и статусных сообщений, персонального радиовызова, факсимильной связи, доступа к фиксированным сетям связи (в т. ч. работающим на основе протоколов TCP/IP).
Безопасность связи. Включает в себя требования по обеспечению секретности переговоров (исключение возможности извлечения информации из каналов связи кому-либо кроме санкционированного получателя) и защиты от несанкционированного доступа к системе (исключение возможности захвата управления системой и попыток вывести ее из строя, защита от "двойников" и т.п.). Как правило, основными механизмами обеспечения безопасности связи является шифрование и аутентификация абонентов.
Цифровые системы транкинговой радиосвязи позволяют использовать разнообразные механизмы аутентификации абонентов: различные идентификационные ключи и SIM-карты, сложные алгоритмы аутентификации, использующие шифрование и т.п.
Услуги связи. Цифровые транкинговые системы реализуют современный уровень сервисного обслуживания абонентов сетей связи, предоставляя возможности автоматической регистрации абонентов, роуминга, управления потоком данных, различных режимов приоритетного вызова, переадресации вызова и т.д.
Наряду со стандартными функциями сетевого обслуживания, по заявкам правоохранительных органов, в стандарты цифровой транкинговой радиосвязи часто включают требования по наличию специфических услуг связи: режиму вызова, поступающему только с санкции диспетчера системы; режиму динамической модификации групп пользователей; режиму дистанционного включения радиостанций для акустического прослушивания обстановки и т.д.
Возможность взаимодействия. Цифровые системы радиосвязи, имеющие гибкую структуру адресации абонентов, предоставляют широкие возможности как для создания различных виртуальных сетей в рамках одной системы, так и для организации при необходимости взаимодействия абонентов различных сетей связи. Для служб общественной безопасности особенно актуальным является требование по обеспечению возможности взаимодействия подразделений различных ведомств для координации совместных действий при чрезвычайных ситуациях: стихийных бедствиях, террористических актах и т.п.
Классификация. Транкинговые системы можно классифицировать по нескольким группам признаков; например, по методам организации радиоканала, по способам управления оборудованием базовых станций (БС) и по наличию (отсутствию) выделенного канала управления, по способу предоставления канала связи, по количеству обслуживаемых зон и, наконец, по типу протоколов.
По числу обслуживаемых зон транкинговые системы подразделяются на однозоновые и многозоновые. Однозоновая система имеет одну БС, в состав которой входят ретрансляторы, устройство объединения радиосигналов, антенны, коммутатор, устройство управления узлами станции и обработки вызовов, интерфейсная аппаратура для связи с внешними сетями. Неотъемлемыми частями системы являются терминал технического обслуживания и эксплуатации, диспетчерский пульт и абонентское оборудование. Радиус зоны обслуживания зависит главным образом от высоты размещения антенн БС.
В зависимости от структуры различают два типа реализации многозоновых транкинговых систем. Первый - системы с распределенной межзоновой коммутацией. В этом случае каждая станция имеет собственное подключение к ТфОП или сети с коммутацией пакетов. Второй - системы с централизованной коммутацией, где весь трафик обрабатывается межзоновым коммутатором, соединенным с БС выделенными каналами; этот коммутатор и реализует связь с ТфОП, внешними локальными сетями и Internet. Все многозоновые системы поддерживают роуминг абонентов. Взаимодействие базовых станций в многозоновых системах может осуществляться по проводным и радиорелейным каналам, каналам ВОЛС, цифровым и передачи данных.
Конкретные реализации транкинговых систем создаются на основе протоколов или спецификаций радиосвязи. Их названия, как правило, содержат наименование протокола, на базе которого разработано оборудование сети. К сожалению, таких спецификаций немало, и до унификации пока далеко. Применяемые протоколы можно условно разделить на открытые и корпоративные ("фирменные"). Примерами протоколов первого типа являются спецификации MPT 1327,TETRA и APCO; ко второму типу относятся протоколы LTR фирмы E. F. Johnson, EDACS фирмы Ericsson и семейство SmartNet-SmartZone компании Motorola.
Открытые протоколы доступны для любого производителя и рекомендованы для применения во многих странах. Системы, базирующиеся на таких протоколах, производятся многими фирмами, поэтому в них применяется серийное оборудование, которое, как правило, дешевле производимого на заказ для специализированных систем.
По принципу организации радиоканала различают системы аналоговые; аналого-цифровые (SmarTrank II, MPT 1327, LTR, EDACS), которые осуществляют передачу служебной информации в цифровом, а речи - в аналоговом режиме; цифровые (EDACS ProtoCall, TETRA, Astro).
Децентрализованное управление базовым оборудованием реализовано в системах, использующих оборудование фирм SmarTrunk Systems, Telemobile, которое поддерживает протокол SmarTrunk II, а также в российской системе "Алтай". В них поиск свободного канала выполняют абонентские радиостанции, а ретрансляторы чаще всего не связаны друг с другом, что приводит к увеличению времени установления соединения. Централизованное управление оборудованием БС применяется в системах на базе таких протоколов, как МРТ 1327, EDACS и TETRA. В них обычно организованы два типа каналов радиосвязи - рабочие (traffic channel) и управляющие (control channel), причем все запросы на связь и системные оповещения передаются только по каналу управления (во всех системах он является цифровым).
По способу организации канала управления системы подразделяются на два типа: с распределенным и выделенным частотным каналом. В первом случае по каждому частотному каналу системы передается не только речь, но и управляющая информация. Она распределяется между низкоскоростными субканалами, совмещенными со всеми рабочими каналами. Примерами соответствующих систем является SmarTrunk II. Заметим, что для организации так называемого парциального канала в аналоговых системах применяется субтональный диапазон частот (0-300 Гц). К системам такого типа относятся сети LTR Multi-Net на базе оборудования фирмы E. F. Johnson. В сетях, разработанных на базе более современных стандартов (MPT 1327, TETRA, EDACS), формируется постоянный выделенный канал управления, который реализуется на основе протокола типа ALOHA и обеспечивает передачу информации со скоростью до 9,6 кбит/с.
Наконец, по способу предоставления (удержания) канала связи можно выделить сети, обеспечивающие постоянный канал связи с абонентом в течение всего сеанса (оборудование стандартов SmarTrunk II и MPT 1327), и сети, где канал связи переназначается во время сеанса (EDACS, TETRA). Первый способ, обычно называемый транкингом сообщений (message trunking), наиболее традиционен для обычных систем связи и применяется при дуплексной связи и подключении к ТфОП. Второй - транкинг передачи (transmission trunking) - реализуется только в полудуплексном режиме. При его использовании канал освобождается почти сразу же после окончания работы передатчика абонента; во время следующего включения занимается любой другой канал. Плата за высокую эффективность данного способа - увеличение задержки при высокой загрузке сети, а как следствие, фрагментарность и раздробленность разговора.
Принципы построения транкинговых систем
Основные архитектурные принципы транкинговых систем рассмотрим на обобщенной структурной схеме однозоновой транкинговой системы, приведенной на рис. 1.
Рис. 1 Обобщенная структурная схема однозоновой транкинговой системы.
Она состоит из базовой станции (БС) и помимо радиочастотного оборудования включает коммутатор, устройство управления и интерфейса различных внешних сетей.
К радиочастотному оборудованию относятся ретранслятор, антенна и устройство объединения радиосигналов.
Ретранслятор. Под ретранслятором в данном случае понимается набор приемопередающего оборудования, обслуживающего одну пару несущих частот. До последнего времени в подавляющем большинстве транкинговых систем одна пара несущих означала один канал трафика. Сегодня, с появлением систем стандарта TETRA и системы EDAS ProtoCAL, предусматривающих временное уплотнение, один ретранслятор может обеспечить два или четыре канала трафика.
Антенны. Важнейший принцип построения транкинговых систем заключается в том, чтобы создавать зоны радиопокрытия настолько большими, насколько это возможно. Поэтому антенны базовой станции, как правило, размещаются на высоких мачтах или сооружениях и имеют круговую диаграмму направленности. Разумеется, при расположении базовой станции на краю зоны применяются направленные антенны. Базовая станция может располагать как единой приемопередающей антенной, так и раздельными антеннами для приема и передачи. В некоторых случаях на одной мачте может размещаться несколько приемных антенн для борьбы с замираниями, вызванными многолучевым распространением.
Устройство объединения радиосигналов позволяет использовать одно и то же антенное оборудование для одновременной работы приемников и передатчиков на нескольких частотных каналах. Ретрансляторы транкинговых систем работают только в дуплексном режиме, причем разнос частот приема и передачи составляет от 45 МГц до 3МГц.
Коммутатор обеспечивает соединение как внутри сети, так и с внешними сетями. Взаимодействие всех узлов БС осуществляет устройство управления. Кроме того, оно обрабатывает вызова, осуществляет идентификацию вызывающих абонентов, устанавливает очередность вызовов, ведет учет времени для повременной оплаты, а также при необходимости регулирует продолжительность соединения с телефонной сетью.
Интерфейс ТФОП реализуется в транкинговых системах различными способами. В недорогих системах (напр., SmarTrunk) подключение производится по двухпроводной коммутируемой линии. Более современные транкинговые системы имеют в составе интерфейса ТФОП аппаратуру прямого набора номера DID (Direct Inward Dialing), обеспечивающую доступ к абонентам транкинговой сети с использованием стандартной нумерации АТС. Ряд транкинговых систем, претендующих на высокое качество обслуживания, использует цифровое ИКМ - соединение с аппаратурой АТС.
Соединение с ТФОП является традиционным для транкинговых систем, но в последнее время все более возрастает число приложений, предполагающих передачу данных, в связи с чем наличие интерфейса сети с коммутацией пакетов становится обязательным.
Терминал технического обслуживания (ТТО и Э) устанавливается обычно на базовой станции и предназначается для контроля за состоянием системы, диагностики неисправностей, учета тарификационной информации, внесения изменений в базу данных абонентов. ТТО и Э как правило, могут быть подключены через ТФОП или сеть с коммутацией пакетов.
В транкинговых системах могут быть установлены при необходимости и диспетчерские пульты (ДП), которыми, как правило, пользуются силовые ведомства, скорая медицинская помощь, пожарная охрана и т.д. Подключение ДП в систему возможно как по абонентскому радиосигналу, так и по внутренним линиям непосредственно к коммутатору БС. Транкинговая система может организовать несколько независимых сетей, поэтому в ней могут работать несколько ДП, различным образом подключенных к ней.
Самый широкий набор устройств в транкинговых системах относится к абонентскому оборудованию. Из них наиболее многочисленными являются полудуплексные радиостанции, которые в наибольшей степени подходят для работы в замкнутых группах. Такие радиостанции в большинстве своем имеют ограниченные функциональные возможности, и поэтому не имеют цифровую клавиатуру. Их пользователям достаточно связываться с абонентами внутри группы или посылать вызов диспетчеру. Некоторые полудуплексные радиостанции обладают более широкими функциональными возможностями и имеют цифровую клавиатуру, но при этом они заметно дороже.
В транкинговых системах в настоящее время все больше используются дуплексные радиостанции, обладающие большей функциональностью по сравнению даже с сотовыми терминалами и позволяющие осуществлять подключенное соединение с ТФОП, а также обеспечивать групповую работу в полудуплексном режиме.
Абонентское оборудование выпускается не только в портативном, но и в автомобильном исполнении, в последних выходная мощность выше.
Новым классом абонентского оборудования являются терминалы передачи данных, которые представляют собой специализированные радиомодели, поддерживающие соответствующий протокол радиоинтерфейса. Для подключения ДП используются стандартные радиостанции, аналогичные автомобильным.
Современные транкинговые системы разрабатываются как многозоновые, их архитектура строится по двум принципам:
· с распределенной межзональной коммутацией;
· с централизованной коммутацией.
Первый принцип (структурная схема приведена на рис.2) используется, если определяющим фактором является стоимость оборудования. В этом случае каждая БС имеет свое собственное подключение к ТФОП. Вызов из одной зоны в другую производится через интерфейс с ТФОП, включая процедуру набора телефонного номера. Соединение между БС может осуществляться с помощью физических внешних линий связи, с коммутацией каналов или сети Интернет. Такая коммутация, как правило, используется для систем с небольшим количеством зон и с невысокими требованиями к оперативности трансзональных вызовов.
Рис. 2 Обобщенная структура транкинговой системы с распределенной межзональной коммутацией.
Многозоновая система с централизованной коммутацией используется в системах с высоким качеством обслуживания. Структура такой системы приведена на рис. 2.
Основной узел в этой схеме - центральный коммутатор, который обрабатывает все виды межзональных вызовов, что позволяет ускорить обработку вызовов и подключить централизованный диспетчерский пункт. В свою очередь, вся информация о местонахождении абонентов будет находиться в одном месте и в большей сохранности. Кроме того, взаимодействие ТФОП и СКП с сетью осуществляется через центральный коммутатор, поэтому, во-первых, полностью контролируется весь трафик, а, во-вторых, система будет обладать более высокой управляемостью. Однако стоимость такого коммутатора достаточно высокая.
Таким образом, особенностями транкинговых систем является ограниченная инфраструктура по сравнению с сотовыми сетями, больший пространственный охват зон обслуживания БС. Объясняется это тем, что необходимо поддерживать групповую работу на обширных территориях при минимизации стоимости системы.
Широкий набор абонентского оборудования позволяет транкинговым системам охватить практически весь спектр потребностей корпоративного потребителя в подвижной связи (рис. 3). Возможность обслуживания разнородных по функциональному назначению устройств в единой системе - еще один путь к минимизации расходов.
Рис. 3 Обобщенная структура транкинговой системы с централизованной межзональной коммутацией.
Транкинговые системы позволяют на базе своих каналов организовать независимые выделенные сети связи (или, как принято говорить в последнее время, частные виртуальные сети). Это означает, что несколько организаций могут совместными усилиями развернуть единую систему вместо установки отдельных систем. Таким образом, достигается ощутимая экономия радиочастотного ресурса, а также снижение стоимости инфраструктуры.
Протоколы и стандарты транкинговых систем
Протокол МРТ 1327. Системы транкинговой связи на базе протокола МРТ 1327 всегда имеют выделенный канал управления, в качестве которого применяется один из каналов БС. Остальные каналы БС являются рабочими и предназначены для речевого обмена между абонентами и передачи данных произвольной длины. Служебная информация и короткие блоки данных передаются по каналу управления в цифровом виде, а речевые сообщения, как правило, - в аналоговом. Однако сегодня существуют и полностью цифровые системы, реализованные на базе протокола МРТ 1327, например система ACCESSNET-D компании Rohde&Schwarz.
Среди достоинств протокола МРТ 1327 можно выделить следующие:
· возможность построения многозоновых систем национального масштаба с большим количеством базовых станций, что позволяет "покрывать" значительные территории;
· широкий выбор абонентского и базового оборудования МРТ 1327; его выпускают многие фирмы - Motorola, Tait Electronics, Fylde Microsystems, Bosch, Philips, Nokia, Rohde & Schwarz и др;
· отсутствие жестких требований к соответствию каналов и частот, что позволяет назначать каналы по существующему частотному плану и соответствующему разрешению ГКРЧ;
· стандартизация компонентов системы, что упрощает и снижает стоимость эксплуатации, обслуживания, развития и объединения сетей в более крупные системы связи;
· возможность экономичной передачи коротких сообщений, которая весьма важна для реализации функций аварийного оповещения и навигации;
· возможность строить эффективные сети сбора информации от датчиков состояний.
В настоящее время существуют несколько схемотехнических решений, реализующих функции протокола МРТ 1327. Наибольшее распространенение получили две схемы, которые определяют архитектуру транкингового контроллера, - с распределенной и централизованной обработкой информации.
Распределенная архитектура была разработана фирмой Fylde Microsystems около 20 лет назад. Сегодня основные поставщики соответствующих систем - компании Fylde Microsystems и Tait Electronics, тесно сотрудничающие в области разработок оборудования и ПО транкинговых систем. Системы с распределенной обработкой информации предназначены для обеспечения двусторонней радиосвязи и используются при создании систем регионального уровня. Преимуществом такой системы является относительно невысокая стоимость оборудования (что особенно ощутимо на первом этапе, когда система насчитывает всего одну-две станции).
Централизованная обработка информации реализована, в частности, в системе ACCESSNET компании Rohde&Schwarz и системе Actionet фирмы Nokia. Они разрабатывались существенно позже систем Fylde, поэтому в основу их архитектуры были заложены более современные принципы организации управления, близкие к принципам управления компьютерными сетями. Эти системы позволяют построить транкинговую сеть практически любой топологии (как регионального, так и национального масштаба) - даже структуру, включающую в себя несколько многоуровневых "звезд" с произвольным соединением периферийных узлов.
В результате анализа систем различных производителей с оценкой реальных перспектив их применения были получены следующие результаты:
· однозоновые и небольшие многозоновые сети с централизованным управлением и подключением к АТС наиболее целесообразно строить на базе системы TAITNET; кроме того, эти сети отличает невысокий объем первоначальных инвестиций;
· сложные многозоновые сети (в которых зоны в значительной степени автономны, и существует необходимость в их подключении к различным, пространственно распределенным, АТС) целесообразно строить на базе системы ACCESSNET.
Система TAITNET. Весь комплекс оборудования системы TAITNET производится фирмой Tait Electrоnics (Новая Зеландия). За 10 лет своей деятельности на рынке транкинговых систем Tait Electrоnics развернула более 50 систем TAITNET, причем более 10 из них - в Великобритании. Инфраструктура системы TAITNET включает в себя центр (ы) регионального управления с терминалом (ами) управления системой, базовые станции и абонентское оборудование.
Система ACCESSNET обеспечивает широкий набор сервисных функций, среди которых - уникальные для транкинговых систем. В частности, поддерживаются прямой набор номера при сопряжении с сетями ISDN, режим "почтового ящика", мониторинг системы и отображение информации в графическом виде, есть возможность организации пейджинговой связи. Несомненное достоинство ACCESSNET - адаптируемость оборудования к любым условиям применения.
Система управления сетью ACCESSNET имеет иерархическую структуру. В состав многозоновой системы входит один центральный (главный) контроллер MSC (Master System Controller) и несколько локальных (подчиненных) транкинговых контроллеров TSC (Trunking System Controller), которые могут быть связаны с центральным с помощью цифровых или аналоговых каналов. Прямые соединения между центральным и локальным контроллерами не обязательны: необходимая привязка может быть реализована за счет связи локальных контроллеров, а это существенно повышает надежность системы.
К наиболее популярным, заслужившим международное признание стандартам цифровой транкинговой радиосвязи, на основе которых во многих странах развернуты системы связи, относятся:
· EDACS, разработанный фирмой Ericsson;
· TETRA, разработанный Европейским институтом стандартов связи;
· APCO 25, разработанный Ассоциацией официальных представителей служб связи органов общественной безопасности;
· Tetrapol, разработанный фирмой Matra Communication (Франция);
· iDEN, разработанный фирмой Motorola (США).
Система EDACS. Одним из первых стандартов цифровой транкинговой радиосвязи был стандарт EDACS (Enhanced Digital Access Communication System), разработанный фирмой Ericsson (Швеция). Первоначально он предусматривал только аналоговую передачу речи, однако позднее была разработана специальная цифровая модификация системы EDACS Aegis.
Система EDACS работает в соответствии с закрытым фирменным протоколом, отвечающим требованиям по безопасности пользования системами транкинговой радиосвязи, которые были разработаны рядом фирм-производителей оборудования подвижной связи совместно с правоохранительными органами (Документ APS 16).
Цифровые системы EDACS выпускались на диапазоны частот 138-174 МГц, 403-423, 450-470 МГц и 806-870 МГц с разносом частот 30; 25; и 12,5 кГц.
В системах EDACS применяется частотное разделение каналов связи с использованием высокоскоростного (9600 бит/с) выделенного канала управления, который предназначается для обмена цифровой информацией между радиостанциями и устройствами управления работой системы. Это обеспечивает высокую оперативность связи в системе (время установления канала связи в однозоновой системе не превышает 0,25 с). Скорость передачи информации в рабочем канале также соответствует 9600 бит/с.
Речевое кодирование в системе производится путем компрессии импульсно-кодовой последовательности со скоростью 64 Кбит/с, полученной с помощью аналого-цифрового преобразования сигнала с тактовой частотой 8 кГц и разрядностью 8 бит. Алгоритм компрессии, реализующий метод адаптивного многоуровневого кодирования (разработка фирмы Ericsson), обеспечивает динамическую адаптацию к индивидуальным характеристикам речи абонента и формирует низкоскоростную цифровую последовательность, которая подвергается помехоустойчивому кодированию, доводящему скорость цифрового потока до 9,2 Кбит/с. Далее сформированная последовательность делится на пакеты, в каждый из которых включаются сигналы синхронизации и управления. Результирующая последовательность передается в канал связи со скоростью 9600 бит/с.
Система TETRA представляет собой стандарт цифровой транкинговой радиосвязи, состоящий из ряда спецификаций, разработанных Европейским институтом телекоммуникационных стандартов ETSI (European Telecommunications Standards Institute).
Стандарт TETRA состоит из двух частей: TETRA V+D (TETRA Voice+Data) - стандарта на интегрированную систему передачи речи и данных, и TETRA PDO (TETRA Packet Data Optimized) - стандарта, описывающего специальный вариант транкинговой системы, ориентированный только на передачу данных.
В стандарт TETRA входят спецификации беспроводного интерфейса, интерфейсов между сетью TETRA и цифровой сетью с интеграцией услуг (ISDN), телефонной сетью общего пользования, сетью передачи данных, учрежденческими АТС и т.п. В стандарт включено описание всех основных и дополнительных услуг, предоставляемых сетями TETRA. Специфицированы также интерфейсы локального и внешнего централизованного управления сетью.
Радиоинтерфейс стандарта TETRA предполагает работу в стандартной сетке частот с шагом 25 кГц. Необходимый минимальный дуплексный разнос радиоканалов - 10 МГц. Для систем стандарта TETRA могут использоваться некоторые поддиапазоны частот. В странах Европы за службами безопасности закреплены диапазоны 380-385/390-395 МГц, а для коммерческих организаций предусмотрены диапазоны 410-430/450-470 МГц. В Азии для систем TETRA используется диапазон 806-870 МГц.
В системах стандарта TETRA V+D [1] используется метод многостанционного доступа с временным разделением (МДВР) каналов связи. На одной физической частоте может быть организовано до 4 независимых информационных каналов.
Сообщения передаются мультикадрами длительностью 1,02 с. Мультикадр содержит 18 кадров, один из которых является контрольным. Кадр имеет длительность 56,67 мс и содержит 4 временных интервала (time slots). В каждом из временных интервалов передается информация своего временного канала. Временной интервал имеет длину 510 бит, из которых 432 являются информационными (2 блока по 216 бит).
В системах стандарта TETRA используется относительная фазовая модуляция типа p/4-DQPSK (Differrential Quadrum Phase Shift Keying). Скорость модуляции - 36 Кбит/с.
Для преобразования речи в стандарте используется кодек с алгоритмом преобразования типа CELP (Code Excited Linear Prediction). Скорость цифрового потока на выходе кодека составляет 4,8 Кбит/с. Цифровые данные с выхода речевого кодека подвергаются блочному и сверточному кодированию, перемежению и шифрованию, после чего формируются информационные каналы. Пропускная способность одного информационного канала составляет 7,2 Кбит/с, а скорость цифрового информационного потока данных - 28,8 Кбит/с. (При этом общая скорость передачи символов в радиоканале за счет дополнительной служебной информации и контрольного кадра в мультикадре соответствует скорости модуляции и равна 36 Кбит/с.)
Стандарт APCO 25 разработан Ассоциацией официальных представителей служб связи органов общественной безопасности (Association of Public safety Communications Officials-international), которая объединяет пользователей систем связи, работающих в службах общественной безопасности.
Системная архитектура стандарта поддерживает как транкинговые, так и обычные (конвенциональные) системы радиосвязи, в которых абоненты взаимодействуют между собой либо в режиме непосредственной связи, либо через ретранслятор. Основным функциональным блоком системы стандарта APCO 25 является радиоподсистема, определяемая как сеть связи, которая строится на основе одной или нескольких базовых станций. При этом каждая базовая станция должна поддерживать Общий радиоинтерфейс (CAI - Common Radio Interface) и другие стандартизованные интерфейсы (межсистемный, с ТФОП, с портом передачи данных, с сетью передачи данных и сетевым управлением).
Стандарт APCO 25 предусматривает возможность работы в любом из стандартных диапазонов частот, используемых системами подвижной радиосвязи: 138-174, 406-512 или 746-869 МГц. Основной метод доступа к каналам связи - частотный (МДЧР), однако, по заявке фирмы Ericsson в Фазу II включена возможность использования в системах стандарта APCO 25 множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР).
В Фазе I стандартный шаг сетки частот составляет 12,5 кГц, в Фазе II - 6,25 кГц. При этом при полосе 12,5 кГц осуществляется четырехпозиционная частотная модуляция по методу C4FM со скоростью 4800 символов в секунду, а при полосе 6,25 кГц - четырехпозиционная фазовая модуляция со сглаживанием фазы по методу CQPSK. Сочетание указанных методов модуляции позволяет использовать на разных фазах одинаковые приемники, дополняемые различными усилителями мощности (для Фазы I - простые усилители с высоким КПД, для Фазы II - усилители с высокой линейностью и ограниченной шириной излучаемого спектра). При этом демодулятор может осуществлять обработку сигналов по любому из методов.
Речевая информация в радиоканале передается кадрами по 180 мс, сгруппированными по 2 кадра. Для речевого кодирования в стандарте используется кодек IMBE (Improved MultiBand Excitation), который применяется также в системе спутниковой связи Inmarsat. Скорость кодирования - 4400 бит/с. После помехоустойчивого кодирования речевой информации скорость информационного потока увеличивается до 7200 бит/с, а после формирования речевых кадров путем добавления служебной информации - до 9600 бит/с.
Заложенная в стандарте APCO 25 система идентификации абонентов позволяет адресовать в одной сети не менее 2 миллионов радиостанций и до 65 тысяч групп. При этом задержка при установлении канала связи в подсистеме в соответствии с функциональными и техническими требованиями к стандарту APCO 25 не должна превышать 500 мс (в режиме прямой связи - 250 мс, при связи через ретранслятор - 350 мс).
Системы APCO 25 в соответствии с функциональными и техническими требованиями должны обеспечивать 4 уровня криптозащиты. Используется поточный метод шифрования информации с применением нелинейных алгоритмов формирования шифрующей последовательности. При использовании специального режима OTAR (Over-the-air-re-keying) ключи шифрования могут передаваться по радиоканалу.
Система Tetrapol. Работы по созданию стандарта цифровой транкинговой радиосвязи Tetrapol были начаты в 1987 г., когда фирма Matra Communications заключила контракт с французской жандармерией на разработку и ввод в эксплуатацию сети цифровой радиосвязи Rubis. Сеть связи была введена в эксплуатацию в 1994 г.
Стандарт Tetrapol описывает цифровую транкинговую систему радиосвязи с выделенным каналом управления и частотным методом разделения каналов связи. Стандарт позволяет создавать как однозоновые, так и многозоновые сети связи различной конфигурации, обеспечивая также возможность прямой связи между подвижными абонентами без использования инфраструктуры сети и ретрансляции сигналов на фиксированных каналах.
Системы связи стандарта Tetrapol имеют возможность работы в диапазоне частот от 70 до 520 МГц, который в соответствии со стандартом определяется как совокупность двух поддиапазонов: ниже 150 МГц (VHF) и выше 150 МГц (UHF). Большая часть радиоинтерфейсов для систем этих поддиапазонов является общей, различие заключается в использовании различных методов помехоустойчивого кодирования и кодового перемежения. В поддиапазоне UHF рекомендуемый дуплексный разнос каналов приема и передачи составляет 10 МГц.
Частотный разнос между соседними каналами связи может составлять 12,5 или 10 кГц. В дальнейшем предполагается переход к разносу между каналами в 6,25 кГц. В системах стандарта Tetrapol поддерживается ширина полосы до 5 МГц, что обеспечивает возможность использования в сети 400 (при разносе 12,5 кГц) или 500 (при разносе 10 кГц) радиоканалов. При этом в каждой зоне может использоваться от 1 до 24 каналов.
Скорость передачи информации в канале связи составляет 8000 бит/с. Передача информации организуется по кадрам длиной 160 бит и длительностью 20 мс. Кадры объединяются в суперкадры длительностью 4 с (200 кадров). Информация подвергается сложной обработке, включающей сверточное кодирование, перемежение, скремблирование, дифференциальное кодирование и окончательное форматирование кадра.
В системах стандарта Tetrapol используется GMSK модуляция с BT=0,25.
Для преобразования речи в стандарте применяется кодек с алгоритмом речепреобразования, использующим метод анализа через синтез типа RPCELP (Regular Pulse Code Excited Linear Prediction). Скорость преобразования составляет 6000 бит/с.
В стандарте определяются три основных режима связи: транкинговый, режим прямой связи и режим ретрансляции.
Система iDEN. Технология iDEN (integrated Digital Enhanced Network) была разработана компанией Motorola в начале 90-х годов. Первая коммерческая система на базе этой технологии была развернута в США компанией NEXTEL в 1994 г.
При реализации диспетчерских сетей подвижной радиосвязи iDEN предоставляет возможности группового и индивидуального вызова, а также режима сигнализации вызова, при котором в случае недоступности абонента вызов запоминается в системе, а затем передается абоненту, когда тот становится доступным. Число возможных групп в iDEN составляет 65535. Время установления связи при групповом вызове в полудуплексном режиме не превышает 0,5 с.
Системы iDEN предоставляют возможности организации телефонной связи по любым направлениям: мобильный абонент - мобильный абонент, мобильный абонент - абонент ТФОП. Телефонная связь полностью дуплексная. В системе предусмотрена возможность голосовой почты.
Абоненты систем iDEN имеют возможность передавать и получать на свои терминалы текстовые сообщения, а также передавать данные (в коммутационном режиме со скоростью 9,6 Кбит/с, а в пакетном - до 32 Кбит/с), что обеспечивает возможность организации факсимильной связи и электронной почты, а также взаимодействия с фиксированными сетями, в частности с Internet. Пакетный режим передачи данных поддерживает протокол TCP/IP.
Система iDEN выполнена на базе технологии МДВР. В каждом частотном канале шириной 25 кГц передается 6 речевых каналов. Это достигается путем разбиения кадра длительностью 90 мс на временные интервалы по 15 мс, в каждом из которых передается информация своего канала.
Для речевого кодирования используется кодек, работающий по алгоритму типа VSELP. Скорость передачи информации в одном канале составляет 7,2 Кбит/с, а суммарная скорость цифрового потока в радиоканале (за счет использования помехоустойчивого кодирования и добавления управляющей информации) достигает 64 Кбит/с. Столь высокой скорости передачи информации в полосе 25 кГц удается достичь за счет применения 16-позиционной квадратурной модуляции M16-QAM.
В стандарте используется стандартный для Америки и Азии частотный диапазон 805-821/855-866 МГц. IDEN имеет самую высокую спектральную эффективность среди рассматриваемых стандартов цифровой транкинговой связи, он позволяет разместить в 1 МГц до 240 информационных каналов.
Заключение
Наступление постиндустриальной эпохи сопровождается бурным развитием телекоммуникационных технологий. В любой сфере человеческой деятельности отныне жизненно важным становится быстрый и эффективный информационный обмен, который в значительной степени обеспечивается системами радиосвязи, одним из видов которых является рассмотренная нами транкинговая радиосвязь.
Современная ситуация такова, что сеть радиосистем служебной связи растёт быстрее, чем количество доступных каналов. В результате, например, в некоторых промышленных областях Европы две или три сотни подвижных радиостанций пытаются использовать один и тот же канал. Поэтому одной из основных тенденций развития систем связи является поиск наиболее эффективных путей использования частотного диапазона. Это положительно скажется как на удобстве пользования, так и на положении дел с возможностью выделения частот.
В настоящее время наблюдается активное сближение классических транкинговых и сотовых систем, как по принципам построения, так и по набору предоставляемых услуг. Поэтому ряд транкинговых систем из чисто технологических начинает переходить в разряд общего пользования.
Список литературы
1. Белянко Е. "Давайте сравним: транкинговая или сотовая" // CONNECT, 1996, № 8, с.68 - 70.
2. Громаков Ю. "Стандарты и системы подвижной радиосвязи", Эко-Трендз, 1997 г.
3. Тамаркин В. "Транкинговые системы радиосвязи", Эко-Трендз, 1997 г.
4. Овчинников А. "Открытые стандарты цифровой транкинговой радиосвязи", Эко-Трендз, 2000 г.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение числа радиочастотных каналов при одной зоне обслуживания без выхода на автоматическую телефонную станцию. Структурная схема однозоновой, многозоновой транкинговых систем. Расчет помех, дальности радиосвязи в пункте размещения базовой станции.
курсовая работа [492,4 K], добавлен 05.08.2011Транкинговая связь: понятие, стандарты радиосвязи, операторы. Обобщенные сведения о системах стандартов Edacs, Tetra, Apco 25, Tetrapol, iden и их технические характеристики. Функциональные возможности, предоставляемые системами цифровой радиосвязи.
курсовая работа [37,4 K], добавлен 16.09.2013Анализ оснащенности участка проектирования системами поездной радиосвязи, требования к их стандартам. Принципы построения, организация каналов доступа и особенности базовой структуры сети GSM-R. Выбор и описание оборудования, энергетический расчет.
дипломная работа [5,2 M], добавлен 24.06.2011Анализ оснащенности участка проектирования системами связи. Требования к стандартам радиосвязи. Преимущества GSM-R, принципы построения, организация каналов доступа, особенности базовой структуры. Энергетический расчет проектируемой системы радиосвязи.
дипломная работа [4,5 M], добавлен 24.06.2011Распространение цифровых стандартов в области сотовых сетей подвижной радиосвязи. Максимальное число обслуживаемых абонентов как основная характеристика системы подвижной радиосвязи. Достоинствами транкинговых сетей. Европейский проект стандарта W-CDMA.
контрольная работа [26,3 K], добавлен 18.09.2010Основные характеристики дискретных каналов. Проблема их оптимизации. Классификация каналов передачи дискретной информации по различным признакам. Нормирование характеристик непрерывных каналов связи. Разновидности систем передачи дискретных каналов.
контрольная работа [103,7 K], добавлен 01.11.2011Понятие и значение, принципы построения транкинговых систем, их общая структурная схема и используемое оборудование: ретранслятор, антенна и устройство объединения радиосигналов. Многоголовая система с централизованной коммутацией, ее структура.
презентация [160,9 K], добавлен 03.03.2014Организация сетей радиосвязи. Частотно-территориальное планирование. Модель сотовой сети связи. Применение кластеров минимального размера. Интерференция частотных каналов в сети. Сота-ретранслятор, ее предназначение. Функции одночастотных ретрансляторов.
презентация [1,5 M], добавлен 16.03.2014Сложность проведения мероприятий по противодействию террористическим угрозам. Программы развития системы радиосвязи органов внутренних дел. Характеристика систем радиосвязи ОВД. Радиотелефонная система общего пользования, сотовая и радиорелейная связь.
реферат [31,0 K], добавлен 27.03.2009Общественные сети передачи данных: общее понятие, виды и краткая характеристика. Радио и телевизионные сети, их особенности. Разновидности виртуальных частных сетей. Назначение и структура сотовой радиосвязи, принципы действия мобильной коммуникации.
презентация [1,7 M], добавлен 10.05.2013Назначение и область применения систем радиолокации, их классификация и особенности развития. Сигналы и методы измерения координат целей, фазовый детектор, смеситель. Радиолокационные станции следящего типа. Примеры современных систем радиолокации.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 01.07.2009Принципы построения и структура взаимоувязанной сети связи. Понятие информации, сообщения, сигналов электросвязи. Типовые каналы передачи и их характеристики, принципы многоканальной передачи. Цифровые сигналы: дискретизация, квантование, кодирование.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 17.05.2012Обзор процесса совершенствования систем в области радиосвязи. Осуществление пакетной передачи данных посредством системы GPRS, принципы ее построения и терминальное оборудование. Преимущества и недостатки введения услуг GPRS в системы сотовой связи.
реферат [21,3 K], добавлен 22.10.2011Классификация и структура систем беспроводного доступа. Анализ методов уплотнения и распределения каналов. Характеристики наиболее распространенных протоколов доступа. Многоканальные и многоадресные системы передачи информации со статическим уплотнением.
дипломная работа [465,6 K], добавлен 18.07.2014Понятие и назначение системы контроля и управления доступом. Особенности построения типовых автономных схем СКУД с одной или несколькими дверями. Способы разводки интерфейсных линий типа RS-485. Разновидности и принципы работы электромеханических замков.
контрольная работа [1,6 M], добавлен 17.09.2015Главные особенности систем транкинговой радиосвязи. Организация связи в системе SmarTrunk II: состав, база данных, перспективы развития, основные преимущества. Основные функции, использованные в программе. Даталогическая и инфологическая модель.
курсовая работа [41,2 K], добавлен 08.02.2012Изучение структуры и принципов построения ЛВС с шинной топологией со случайным методом доступа к моноканалу. Особенности и сущность работы шинных ЛВС со случайным методом доступа на основе протоколов канального и физического уровней эталонной модели ВОС.
лабораторная работа [58,0 K], добавлен 28.04.2011Принципы построения систем передачи информации. Характеристики сигналов и каналов связи. Методы и способы реализации амплитудной модуляции. Структура телефонных и телекоммуникационных сетей. Особенности телеграфных, мобильных и цифровых систем связи.
курсовая работа [6,4 M], добавлен 29.06.2010Изучение протоколов технологии Ethernet, история их появления. Анализ сетей, в которых она используется. Использование двухканальных подуровней. Основные характеристики Ethernet. Аббревиатура международных стандартов ИСО на основе стандартов IEEE.
контрольная работа [127,7 K], добавлен 16.12.2015Радиосвязь в системе управления. Служебные переговоры поездного, локомотивного и энерго-диспетчеров. Оперативное управление технологическими процессами на станции. Ремонтно-оперативная радиосвязь. Диспетчерская линейная временная сеть радиосвязи.
курсовая работа [22,0 K], добавлен 09.01.2014
