Транковая радиосвязь что это
Транковая радиосвязь. Что это?
on Среда, 16 Январь 2013. Posted in Статьи
В современном деловом мире всё больше внимания уделяется средствам мобильной связи: пейджерам, аппаратам сотовой и спутниковой связи, персональным коммуникаторам и тому подобным устройствам. В самом деле, для того чтобы быть конкурентоспособными, современным компаниям требуется постоянно поддерживать связь со своими клиентами, и, что не менее важно, между сотрудниками своей организации.
Итак, что же скрывается за термином «транковая система»? Как ни парадоксально, но мы пользуемся ею каждый день, даже не задумываясь об этом. Именно на принципе транкинга основано действие современных АТС. Давайте проследим, что же происходит, когда вы пытаетесь позвонить с домашнего телефона, допустим, своему другу. Вы снимаете трубку, дожидаетесь сигнала «линия свободна», затем набираете номер и ждёте ответа. Все остальные действия выполняет АТС: она выбирает один из свободных каналов связи и коммутирует (связывает) ваш телефонный аппарат с телефонным аппаратом друга. По окончании разговора линия, которая была использована, освобождается и становится доступной для использования уже другими людьми. Как вы догадываетесь, число линий связи ограничено и заведомо меньше необходимого для соединения всех телефонных аппаратов в городе. Таким образом, АТС контролирует распределение ограниченного числа линий между большим количеством абонентов. Предполагается, что ситуация, когда все абоненты вдруг решат одновременно связаться друг с другом, не возникнет. Следовательно, необходимо правильно рассчитать минимально необходимое число каналов связи, чтобы в процессе работы не возникали проблемы, связанные с их нехваткой. Этот вопрос эффективно решается с использованием математической теории систем массового обслуживания.
Рис. 1. В транковой телефонии абонент просто набирает номер, и АТС выделяет свободную линию, по которой можно вести разговор.
Что такое транковая радиосистема?
Рис.2. В транковых радиосистемах абонент запрашивает разрешение на разговор, а центральный контроллер (состоящий из нескольких репитеров) выделяет канал, по которому можно вести разговор.
В обычных системах радиосвязи пользователю приходится вручную перенастраиваться на свободный радиоканал, в системах транковой связи эту работу берёт на себя центральный контроллер, который сам выделяет двум радиостанциям свободный канал. Таким образом, пользователю нужно просто набрать номер вызываемого абонента, остальное система сделает сама. Транковой системе можно дать следующее определение: Автоматическое и динамическое распределение небольшого числа каналов среди большого числа радиопользователей.
Рис.3. Диаграмма загрузки пятиканальной транковой системы. Нижний график показывает случаи блокировки вызова, когда все пять каналов системы заняты.
Области применения систем транковой радиосвязи
Виды транковой радиосвязи
В России наиболее известными протоколами являются SmarTrunk II, MPT1327, LTR.
Если классифицировать транковые системы по числу абонентов, то можно выделить три группы:
• малые, в которых число абонентов не превышает 300 человек. При построении таких систем используется протокол SmarTrunk II;
• средние, число абонентов которых не превышает 3000 человек. Чаще всего при создании таких систем применяется стандарт LTR;
• большие, с числом абонентов, превышающим 3000 человек. В этом случае чаще всего используется протокол MPT 1327.
Сравнение методов транкинга
Метод выделенного канала имеет несколько недостатков по сравнению с методом распределённого управления. Один из них заключается в том, что при использовании выделенного канала все запросы осуществляются с его участием, следовательно, надо каким-то образом избегать коллизий при передаче данных. Другой недостаток заключается в том, что система с выделенным каналом должна обрабатывать запросы последовательно, и по мере увеличения загрузки и уменьшения числа доступных каналов число запросов растёт экспоненциально, так что мобильные устройства вынуждены бороться друг с другом за один канал.
Одним из преимуществ метода распределённого управления является то, что доступ можно получить по любому, свободному в данный момент каналу. Репитеры определяют свободный канал и передают эту информацию в потоке данных, который существует совместно с голосовой информацией. Это означает, что каждый репитер поддерживает свой поток данных и обрабатывает все запросы на своём канале. Обработка коллизий производится мобильными устройствами, что обеспечивает параллельную обработку вызовов.
Другое преимущество метода распределённого управления заключается в том, что голосовые данные передаются по всем каналам, тогда как в методе выделенного канала управляющий канал, как правило, не может быть использован подобным образом. На рисунке показана скорость блокировки пятиканальной системы в сравнении со скоростью блокировки четырёхканальной системы (один канал используется для управления). Видно, что время блокировки пятиканальной системы значительно меньше.
Транковая радиосвязь что это
На принципе транкинга (от англ. «ствол», «пучок») основано действие многих систем связи (проводная телефония, сотовая связь и др). Основой принципа является использование ограниченного числа каналов для большого числа пользователей.
Наиболее наглядной аналогией транкинговой связи является офисная АТС, которая позволяет дать доступ к ограниченному числу городских линий большому числу пользователей, а также обеспечивает им возможность связываться между собой внутри сети (без выхода на сети общего пользования). Транковые системы используют тот же принцип, только для доступа к абонентам вместо проводов используется радиоканал, а также абонент имеет возможность работы в группах и подгруппах.
Преимущества транкинговой системы по сравнению с «обычными» системами радиосвязи:
— экономия частотных ресурсов;
— более высокий уровень сервиса: индивидуальные вызовы, приоритеты, интеграция с другими сетями;
— возможность передачи цифровых данных;
— покрытие связью больших площадей благодаря многозоновой конфигурации.
Транковая система радиосвязи SAGANET
Система SAGANET — это аналоговый стандарт транкинговой связи. Предлагает потребителям оптимальное решение для создания транкинговых систем профессиональной мобильной радиосвязи, ориентированных на передачу голосовой информации. Надежность и устойчивость работы системы подтверждается реализованными проектами в интересах потребителей различных отраслей промышленности. Экономическая эффективность построения SAGANET достигается применением модульной конструкции и технологии распределенного управления, что особенно важно при создании систем малого и среднего масштаба.
Использование решений стандарта МРТ-1327 — это гарантия наличия всех важных функций профессиональной мобильной радиосвязи для я пользователей как в однозоновом решении, так и в многозоновых системах. Устойчивая работа сотен тысяч пользователей и десятков тысяч базовых станций в течение многих лет подчеркивает зрелость и надежность стандарта МРТ-1327.
Функциональные возможности:
— индивидуальный вызов (простой, приоритетный, экстренный, соединение с телефонной сетью);
— групповой вызов (простой, экстренный, широковещательный, соединение с телефонной сетью);
— передача статусных и коротких текстовых сообщений;
— сеансы передачи данных неограниченного размера (NPD) на голосовом канале;
— вложенный вызов — индивидуальный или групповой.
Архитектура построения системы SAGANET может включать в себя до 32 базовых станций в одной системе. В составе каждой базовой станции может быть до 24 радиоканалов и до 32 портов подключения к телефонным сетям. Максимальное количество индивидуальных пользователей в системе составляет 15000, групп абонентов 6000. Для построения системы можно использовать частотные диапазоны 146-174 МГц, 300-308/336-344 МГц, 400-470 МГц.
Пользователи системы SAGANET в любой момент времени могут определить состояние радиоканалов, линий телефонных соединение, линий интерсайтовых соединений и занятость системы в целом.
Система SAGANET строится на основе контроллеров ZETRON М827 с распределенным управлением. Применение распределенного управления существенно повышает экономическую эффективность создания систем малого и среднего масштаба за счет отказа от центрального коммутатора. Модульность конструкции и распределенная архитектура позволяют проводить поэтапное расширение системы: добавлять новые радиоканалы в существующие базовые станции, увеличивать количество базовых станций, наращивать количество линий связи между базовыми станциями и количество линий доступа к телефонным сетям.
Решения Motorola TETRA
Решение TETRA от Motorola — это цифровой стандарт тртанкинговой связи. Позволяет обеспечить передачу речи и данных, а также реализовать различные приложения, такие как передача видеоизображения через интегрированную сеть, созданную на основе новейших технологических достижений и практического опыта производства оборудования и системной интеграции.
Преимущества протокола IP:
— быстрое установление связи;
— аварийный и чрезвычайный вызовы;
— гибкость;
— надежность;
— масштабируемость;
— эффективность работы сетей.
У каждого заказчика сови уникальные потребности. Motorola предлагает широкий спектр абонентских терминалов стандарта TETRA, способных удовлетворить потребности самых различных категорий заказчиков.
Надежность и отказоустойчивость системы
Являются важнейшими характеристиками с точки зрения пользователей, так как они могут в буквальном смысле спасти жизнь Вашего сотрудника или помочь ему спасти жизнь других людей, предотвратить серьезные срывы технологических процессов в Вашей организации и т.д.
Эффективность работы Motorola TETRA
Достигается за счет использования разработанных компанией Motorola решений по пакетной передаче данных по протоколу IP. Такие решения позволяют реализовывать широкий спектр приложений, таких как мобильные офисы, центры оперативного управления и контроля, средства определения местоположения автотранспорта и персонала на электронных картах, системы дистанционного мониторинга течения рек, средства защиты от наводнений и многие другие.
Защищенная связь
В последнее время все более важное значение приобретает возможность обеспечения конфиденциальной и защищенной связи. Применение средств защиты, предлагаемых компанией Motorola, позволяет без ухудшения качества оградить систему связи от несанкционированного прослушивания.
Системы Motorola TETRA
Включают в себя решения Dimetra IP и Compact Tetra, разработанные с учетом потребностей самых различных категорий заказчиков: от организаций национального масштаба, имеющих множество региональных подразделений, до локальных организаций, таких как аэропорты и службы городского транспорта. Эти системы также можно использовать в качестве перевозимых средств обеспечения связи в очагах чрезвычайных ситуаций либо в качестве временных систем связи.
Это качественное гибкое решение задачи построения систем связи малого и среднего размера, высокая эффективность и надежность которых обеспечиваются преимуществами цифровой технологии TETRA.
Транковая радиосвязь что это
Итак, что же скрывается за термином «транковая система»? Как ни парадоксально, но мы пользуемся ею каждый день, даже не задумываясь об этом. Именно на принципе транкинга основано действие современных АТС. Давайте проследим, что же происходит, когда вы пытаетесь позвонить с домашнего телефона, допустим, своему другу. Вы снимаете трубку, дожидаетесь сигнала «линия свободна», затем набираете номер и ждёте ответа. Все остальные действия выполняет АТС: она выбирает один из свободных каналов связи и коммутирует (связывает) ваш телефонный аппарат с телефонным аппаратом друга. По окончании разговора линия, которая была использована, освобождается и становится доступной для использования уже другими людьми. Как вы догадываетесь, число линий связи ограничено и заведомо меньше необходимого для соединения всех телефонных аппаратов в городе. Таким образом, АТС контролирует распределение ограниченного числа линий между большим количеством абонентов. Предполагается, что ситуация, когда все абоненты вдруг решат одновременно связаться друг с другом, не возникнет. Следовательно, необходимо правильно рассчитать минимально необходимое число каналов связи, чтобы в процессе работы не возникали проблемы, связанные с их нехваткой. Этот вопрос эффективно решается с использованием математической теории систем массового обслуживания.
Рис. 1. В транковой телефонии абонент просто набирает номер, и АТС выделяет свободную линию, по которой можно вести разговор.
Что такое транковая радиосистема?
Рис.2. В транковых радиосистемах абонент запрашивает разрешение на разговор, а центральный контроллер (состоящий из нескольких репитеров) выделяет канал, по которому можно вести разговор.
В обычных системах радиосвязи пользователю приходится вручную перенастраиваться на свободный радиоканал, в системах транковой связи эту работу берёт на себя центральный контроллер, который сам выделяет двум радиостанциям свободный канал. Таким образом, пользователю нужно просто набрать номер вызываемого абонента, остальное система сделает сама. Транковой системе можно дать следующее определение: Автоматическое и динамическое распределение небольшого числа каналов среди большого числа радиопользователей.
Рис.3. Диаграмма загрузки пятиканальной транковой системы. Нижний график показывает случаи блокировки вызова, когда все пять каналов системы заняты.
Области применения систем транковой радиосвязи
Виды транковой радиосвязи
В России наиболее известными протоколами являются SmarTrunk II, MPT1327, LTR.
Если классифицировать транковые системы по числу абонентов, то можно выделить три группы:
• малые, в которых число абонентов не превышает 300 человек. При построении таких систем используется протокол SmarTrunk II;
• средние, число абонентов которых не превышает 3000 человек. Чаще всего при создании таких систем применяется стандарт LTR;
• большие, с числом абонентов, превышающим 3000 человек. В этом случае чаще всего используется протокол MPT 1327.
Сравнение методов транкинга
Метод выделенного канала имеет несколько недостатков по сравнению с методом распределённого управления. Один из них заключается в том, что при использовании выделенного канала все запросы осуществляются с его участием, следовательно, надо каким-то образом избегать коллизий при передаче данных. Другой недостаток заключается в том, что система с выделенным каналом должна обрабатывать запросы последовательно, и по мере увеличения загрузки и уменьшения числа доступных каналов число запросов растёт экспоненциально, так что мобильные устройства вынуждены бороться друг с другом за один канал.
Одним из преимуществ метода распределённого управления является то, что доступ можно получить по любому, свободному в данный момент каналу. Репитеры определяют свободный канал и передают эту информацию в потоке данных, который существует совместно с голосовой информацией. Это означает, что каждый репитер поддерживает свой поток данных и обрабатывает все запросы на своём канале. Обработка коллизий производится мобильными устройствами, что обеспечивает параллельную обработку вызовов.
Другое преимущество метода распределённого управления заключается в том, что голосовые данные передаются по всем каналам, тогда как в методе выделенного канала управляющий канал, как правило, не может быть использован подобным образом. На рисунке показана скорость блокировки пятиканальной системы в сравнении со скоростью блокировки четырёхканальной системы (один канал используется для управления). Видно, что время блокировки пятиканальной системы значительно меньше.
Рис.4. Сравнение времени блокировки.
Как правило, в транковых системах время простоя (время между двумя соседними передачами) не используется при переговорах. Канал удерживается только на время передачи, а время между передачами может быть использовано другими людьми, совершающими вызовы. И только при ведении телефонных переговоров канал удерживается постоянно.
Мобильные устройства, применяемые в системах транковой связи, должны быть запрограммированы для работы на определённой частоте (как правило, 800 или 900 МГц); многие функции (например, выбор канала, проверка канала перед передачей) выполняются автоматически.
С каждым репитером может быть связано до 250 ID кодов. ID код и номер домашнего репитера образуют адрес мобильного устройства в сети. Таким образом, в системе, содержащей 20 репитеров, максимальное число абонентов составляет 5000. ID код может быть назначен либо одному мобильному устройству, либо сразу нескольким.
Структурная схема базовой станции для системы транковой радиосвязи
На рисунке 5 приведена структурная схема базовой станции в случае использования одного канала.
Репитер состоит из ретранслятора, предназначенного для приёма сигналов абонентских радиостанций, его усиления и передачи, и контроллера транкового канала, который выполняет управляющие функции.
Источник питания предназначен для репитера. Как правило, он допускает возможность перехода на аккумуляторную батарею при отключении питания.
Рассмотренная схема является достаточно простой и эффективной, однако в реальных условиях одного транкового канала оказывается недостаточно. Поэтому применяют системы, содержащие два и более каналов. На рисунке показана схема системы, содержащей четыре независимых канала. Как видно, основное отличие от предыдущего варианта заключается в антенно-фидерном тракте, где появляются ещё два устройства: приёмная распредпанель и комбайнер.
Приёмная распредпанель обеспечивает одинаковый входной сигнал для каждого репитера в системе, как если бы репитер был подключен напрямую к антенне.
Также отдельно вынесен источник бесперебойного питания, который просто обязан присутствовать в системе, ибо отсутствие связи в чрезвычайных обстоятельствах может привести к непредсказуемым последствиям.
Рассмотренную систему легко расширить, то есть в случае правильного проектирования число каналов можно увеличить достаточно безболезненно.
Обзор моделей радиотелефонов.
В настоящее время оборудование для базовых станций и абонентские устройства для систем транковой радиосвязи производит большое число компаний. Из них наибольшей известностью пользуются Motorola, Nokia, Ericsson, SmarTrunk Systems и другие. Для примера рассмотрим несколько моделей радиотелефонов, производимых компанией Nokia.
Определив основное назначение транковой радиосвязи, рассмотрев и сравнив ее стандарты, изучив принципы построения центрального контроллера и, наконец, ознакомившись с некоторыми моделями радиостанций, мы получили общее представление о том, что такое системы транковой радиосвязи. Необходимо отметить, что в настоящее время они продолжают активно развиваться, разрабатываются новые стандарты и оборудование. Число спроектированных и запущенных в эксплуатацию систем транковой связи растёт с каждым годом. Безусловно, у них есть будущее.
Транкинговые системы связи. Просто о сложном.
Транкинговые системы, работа в транке, транковая рация – такие термины можно услышать не только в организациях, занимающихся профессиональной радиосвязью, но и в крупных компаниях иных сфер деятельности. Что же это за термины и что они означают? Для решения каких задач используются транкинговые системы связи? Сегодня мы постараемся простым языком на наглядном примере объяснить, в каких случаях применяются технологии транкинговой связи.
Транкинговые системы – это системы связи, в которых происходит автоматическое распределение каналов связи между абонентами. Для полноты понимания этого определения вспомним, как работали первые телефонные станции ещё в 19 веке, когда не было сложной автоматики и технологичной инфраструктуры. Операционистками, телефонистками и диспетчерами работали молодые девушки со строго определёнными данными: возраст от 18 до 25 лет, рост от 165 см, не замужняя, терпеливая и не обременённая лишними думами и заботами, чтобы они не приводили к ошибкам при соединениях. Ведь связь иногда решает ключевую роль в любых делах.
Диспетчеры производили соединения абонентов друг с другом весьма необычным для сегодняшнего мира высоких технологий способом. Звонок одного человека другому происходил следующим образом: абонент вращал ручку индуктора, который приводил в действие генератор и давал напряжение 60 вольт, оно шло по проводам телефонной линии на коммутатор. При этом на коммутаторе, за которым сидела девушка-диспетчер, автоматически открывался бленкер, вызывной клапан. Надо было сказать примерно следующее: “Беляевка, пять двадцать три пожалуйста”. Это означало, что девушке нужно было воткнуть штекер на другом конце шнура в двадцать третье гнездо пятого ряда на панели, к которой были подсоединены аппараты района Беляевки. Девушка соединяла абонентов или обращалась к соседке, которая обслуживала район, где находился требуемый номер.
Когда телефонистка соединяла проводом одного абонента с другим, то общее количество каналов для связи соответствующим образом сокращалось на 1 единицу. Все мы знаем, как сложно бывает дозвониться до друзей и близких в новогоднюю ночь – сети связи даже современных операторов перегружены в часы пик. Это равносильно тому, что все ячейки коммутатора перед девушкой соединены проводами и нет ни одного свободного гнезда. Подобное понятие можно назвать ёмкостью системы, которое используется и сегодня при проектировании телефонных и транкинговых систем исходя из общего количества абонентов.
Что же общего имеют телефоны и рации, работающие в транке? Почему вместо построения дорогостоящих транкинговых систем нельзя использовать обычные мобильные телефоны и уже существующих операторов? Ни сегодняшние супер-современные АТС и транкинговые сети, ни станции прошлых веков не предусматривали возможности одновременного соединения всех абонентов друг с другом. Количество каналов для связи ограничено, а задача и транкинговой и телефонной системы – производить интеллектуальное выделение канала для связи тем абонентам, которым он требуется в конкретный момент времени и в том месте, где они сейчас находятся. То есть канал для связи не закрепляется за конкретным абонентом или группой, а выделяется только тогда, когда это необходимо. Таким образом главная задача транкинговой связи – распределение ограниченного числа разговорных каналов среди абонентов.
Отличительная же черта раций от телефонов – практически мгновенное установление связи с абонентом или с целой группой абонентов, приоритет вызовов и другие правила, необходимые для коммуникации. Это ключевые и определяющие условия, которые крайне важны для тех, кому нужна оперативная связь от уровня офиса до квартала, целого города и даже страны, когда идёт речь о службах оперативного реагирования и в тех случаях, когда большое количество абонентов необходимо разделить на группы и присвоить им различные алгоритмы связи друг с другом.
В 19 веке из-за огромной нагрузки девушкам-телефонисткам приходилось нелегко. Но и жалование их отличалось от среднестатистического по стране почти в два раза в большую сторону. За каждой системой связи стоит не только абонентские носимые или базовые терминалы, но и целая инфраструктура базового, приёмо-передающего, антенно-фидерного, мачтового, сетевого и другого вспомогательного оборудования. Из-за построения подобных сложных систем, связь всегда была недешёвым удовольствием как с точки зрения базового оборудования, так и из-за дорогостоящих абонентских терминалов. Эта тенденция сохраняется и сегодня.
Если речь идёт о транкинговых системах связи, это означает, что необходимость в оперативной и надёжной связи выше, чем затраты на построение таковой системы.
Сегодня девушек-телефонисток заменили сложные вычислительные компьютерные системы, сервера и автоматизированные рабочие станции, выполняющие миллионы операций в секунду и обслуживающие тысячи абонентов. Для понимания работы системы транкинговой радиосвязи рассмотрим простой, но в то же время показательный пример того, где такая связь может понадобиться.
Представим большой парк культуры и отдыха, в котором работает в общей сложности около двухсот человек обслуживающего и административного персонала.
70 человек обеспечивает безопасность объекта. Среди них есть сотрудники охраны на постах, пешие сотрудники, авто патрули, пять человек являются старшими в своей смене, пять человек занимаются контрольно-пропускными мероприятиями на входах в парк, общей работой занимается два куратора, и, разумеется, вся оперативная информация должна быть у руководителя охранной организации для принятия ключевых решений. Каждый старший смены должен отдавать команды своей смене, куратор должен слышать все группы абонентов. Руководитель охранной организации должен связываться с кураторами и старшими смены с наивысшим приоритетом вызова и возможностью перебить любого другого сотрудника, однако, ему не нужно слушать постоянные переговоры рядовых охранников на местах.
40 человек занимаются уборкой парка. Они также разделены на группы, каждая группа следит за чистотой на своей территории, у каждой группы есть свой руководитель. Служба клининга должна связываться со сторонней службой вывоза мусора с территории, сообщать о приезде специального автомобиля дежурному охраны на контрольно-пропускном пункте, передавая ему номер автомобиля для проезда на территорию. Следовательно, службе клининга необходима возможность как локальной связи в своих группах, так и возможность переключаться на канал охраны и на ту их группу, которая контролирует въезд служебного автотранспорта на территорию парка.
Администрация парка в свою очередь должна иметь возможность оперативной связи с кураторами всех служб, старшими смены и администраторами для успешного руководства всей инфраструктурой и происходящими событиями. Также, администрации необходим свой собственный выделенный канал для общения, чтобы их переговоры были недоступны более никому.
Из-за сложного холмистого рельефа местности и обилия железобетонных конструкций, рации в симплексном режиме – в прямом канале – не работают между собой. Для охвата всего парка необходима установка трёх базовых точек с ретрансляторами и мачтовыми конструкциями, которые увеличат дальность работы раций.
Однако, перед ретрансляторами стоит задача не только увеличения зон покрытия, но и реализации всех задач распределения 200 абонентов на группы и коммутация всех сотрудников разных служб по обозначенным выше правилам и алгоритмам.
Неискушённому человеку, который просто пришёл в выходной с семьёй на прогулку в парк, сложно представить, что за его отдыхом скрывается не только труд сотен людей, но и огромная система связи, благодаря которой организуется и контролируется вся деятельность и обеспечивается безопасность такого объекта, как парк культуры. Именно для таких задач и существуют транкинговые системы связи. Сложные, насыщенные функционалом, алгоритмами работы и прогрессивной инженерной мыслью, и от этого столь интересные для профессионалов и незаменимые для обеспечения повседневной деятельности и выполнения служебных задач.