Загальна характеристика аналогових транкінгових систем зв’язку

Серед аналогових транкінгових систем найбільше розповсюдження мають системи Smart Trunk II і MPT 1327.

Транкінгова система зв'язку Smar Trunk II розроблена в 1992 році і стала широко використовуватися під час створення недорогих транкінгових мереж зв'язку. За короткий час ця система пройшла декілька модифікацій від аналогового варіанта до цифрового (Smar TrunkII) і продовжує розвиватися.

Система працює в діапазоні 146...174 МГц і 403...470 МГц. Відомі також розробки системи Smar Trunk у діапазоні 33...48 МГц. Обсяг бази даних досягає 4096, що дозволяє реєструвати абонентів не тільки основної зони обслуговування, але й абонентів, які прибули з інших місць (населених пунктів) і тимчасово перебувають в основній зоні обслуговування. У складі однієї системи може використовуватися від 2-х до 16-ти дуплексних радіоканалів, які забезпечують обслуговування від 50 до 1000 абонентів. Індикація зайнятості каналу здійснюється за наявності в ньому несучої.

Абонентські станції – це напівдуплексні або дуплексні радіостанції із частотною модуляцією, які обладнані додатковими логічними модулями.

У системі передбачене дистанційне вимикання абонентських радіостанцій сигналами з диспетчерського пульта у випадку їхньої крадіжки, а також для запобігання доступу в систему незареєстрованних користувачів. Структурну схему системи Smar Trunk наведено на рис. 7.9.

Рисунок 7.9 – Структурна схема транкінгової системи зв'язку SmarTrunkII

До складу кожної БС входять транкінгові контролери, ретранслятори, фільтри та антенно-фідерні пристрої.

Центральним елементом системи є транкінговий контролер, підключений до ретранслятора робочого каналу. Він забезпечує завантаження каналу, формує всі керуючі сигнали, визначає, чи має право абонент користуватися даним каналом, який в абонента пріоритет. Всі канальні контролери зв'язані між собою, що забезпечує їхню взаємодію в процесі роботи.

Керуючий комп'ютер підключений до одного з контролерів БС. Зв'язок з іншими контролерами тієї самої БС здійснюється за загальною шиною даних. Комп'ютер може підключатися до контролера як безпосередньо, так і через зовнішній модем. Дистанційне управління контролерами БС здійснюється через ТМЗК з використанням другого абонентського модему, підключеного до керуючого комп'ютера.

Кожен контролер допускає підключення до двох абонентських телефонних ліній.

Організація зв'язку в системі Smar Trank забезпечується відповідно до принципів, які описані раніше.

Через низьку надійність і захищеність Smar Trank з'явилася вдосконалена система Smar Trank II. Вся робота ведеться через ретранслятор – свій для кожного дуплексного каналу.

Найбільше поширення отримали аналогові транкінгові системи на основі групи стандартів Міністерства пошти і телекомунікацій Великобританії (MPT – Ministry of Posts and Telecommunications). Центральним у цій групі виступає стандарт МРТ 1327 (A Signalling Standard for Trunked Private Land Mobile Radio Systems) – «Стандарт сигналізації приватних наземних систем транкового мобільного радіозв'язку». Він був опублікований у 1986 році і остаточно затверджений у 1987 році. Зазначимо, що хоча аналогові транкінгові мережі на основі стандартів МРТ і називають системами стандарту МРТ 1327, проте вимоги до них містяться і в інших стандартах групи МРТ. Зокрема, специфікація МРТ 1347 описує інтерфейс системного радіообладнання та контролери транкінгового зв'язку, МРТ 1343 – інтерфейс абонентського радіообладнання, МРТ 1317 – формат коду синхронізації тощо. Оскільки аналогові транкінгові мережі стандарту МРТ 1327 – найпоширеніші у світі (окрім, мабуть, США, де лідирують системи стандарту LTR), зупинимося на ньому дещо докладніше.

Розглянемо транкінгові системи стандарту МРТ 1327.

Мережі стандарту МРТ1327 завжди розроблялися як багатозонові. У кожній зоні індивідуальні виклики обробляються незалежно. У випадку обриву міжзонових зв'язків базова станція продовжує працювати, але вже без обробки міжзонових викликів. Час з'єднання при внутрішньозонових викликах не перевищує 0,5 з, при міжзонових – 1-2,5 с.

Теоретично мережа на базі МРТ 1327 може обслуговувати до 1036 800 абонентів і складатися з 1024 зон по 24 канали в кожній. Проте навіть найбільш великі мережі МРТ 1327 далекі від таких показників. Так, одна з найбільших мереж Chekker Network компанії Deutsche Telekom в 1998 році нараховувала приблизно 900 каналів у 160 зонах і обслуговувала близько 62 тис. абонентів. В цілому ж транкінгові системи МРТ 1327 включають 3-5 базових станцій з 4-8 каналами кожна і обслуговують 1-2 тис. абонентів.

У системі МРТ 1327 кожна станція має свій унікальний номер, що привласнюється виробником – ESN (Electronic Serial Number). Для роботи в мережі потрібна початкова реєстрація станції і подальша аутентифікація на підставі раніше зареєстрованого номера.

Характерна риса мереж стандарту МРТ 1327 – наявність виділеного каналу управління, яким відбувається обмін керуючою інформацією між базовими і абонентськими станціями. Фізично це один із частотних каналів базової станції. Інші канали призначені для обміну мовною інформацією і даними. При великому завантаженні системи канал управління також можна використовувати для передачі мовних повідомлень або даних, хоча й із втратою деяких функцій. Канал управління може автоматично переноситися з одного частотного каналу на інший (наприклад, з появою значних завад).

Обмін сигнальною інформацією відбувається зі швидкістю 1200 біт/с за допомогою так званої швидкої частотної маніпуляції (FFSK – fast frequency-shift keying). Несучої із частотою 1200 Гц відповідає логічна «1», логічному «0» – 1800 Гц. Управляюча інформація передається пакетами, що містять інтервал для включення передавача (тривалістю 5 мс), синхропослідовність (1010... 10 – усього 16 біт), власно інформаційне повідомлення (64 біта) і останній біт узгодження, значення якого залежить від останнього біта поля повідомлення. Саме повідомлення складається з кодового синхронізуючого синхрослова (C4D7i6 для каналу управління, інверсне йому – для каналу зв'язку), ознаки адреса/дані (1/0), власно інформації (47 біт) і перевіркової послідовності (16 біт). Для управління використовується набір з 32 команд довжиною 5 біт кожна. Абонентські радіостанції постійно приймають і аналізують повідомлення в керуючому каналі і, виявивши в них власну адресу, виконують запропоновані командою дії. Цей процес відбувається незалежно від того, підтримує абонентська станція в цей момент сеанс чи ні. По керуючому каналу можлива передача не тільки командних повідомлень, але й коротких (до 184 біт) і розширених (736 біт) інформаційних повідомлень (пейджингові повідомлення, дані GPS тощо).

Приймально-передавальне обладнання стандартом МРТ 1327 не специфікуються. Для цього було розроблено стандарт МРТ 1347. Відповідно до нього, інтервал між несучими сусідніх каналів має становити 12,5 кГц, рознесення дуплексних каналів (спадний/висхідний) – 8 МГц, робочий діапазон висхідних/спадних каналів – 201,2125-207,4875 і 193,2125-199,4875 МГц відповідно. При передачі мови передбачається фазова модуляція, для передачі даних – FFSK.

Мережі МРТ 1327 дозволяють передавати не тільки мовні повідомлення, але й дані зі швидкостями до 1200 біт/с.

Бурхливий розвиток технологій цифрового радіозв'язку та успішна їх реалізація призвели до появи цифрових транкінгових систем.

Переваги, які дозволяє отримати перехід від аналогової до цифрової транкінгової системи:

- по-перше, поліпшення секретності радіопереговорів. Для прослуховування цифрових радіопереговорів прості аналогові сканери непридатні, що забезпечує захист від широкого кола "радіоаматорів" навіть без вживання спеціальних заходів із закриття каналів зв'язку;

- по-друге, шифрування мови в цифрових системах реалізується у вигляді цифрової обробки низькошвидкісного потоку даних, що дозволяє використовувати складні алгоритми з високою криптостійкістю, причому, якість відновленої мови не погіршується;

- по-третє, цифрові системи загалом дозволяють більш ефективно використовувати радіочастотний спектр, тобто збільшити кількість розмовних каналів у відведеній смузі частот. Цей ефект забезпечується завдяки поєднанню сильної компресії мовного потоку і складної модуляції несучої частоти.

Крім того, у цифрових системах забезпечується вирівнювання якості мовного радіообміну по всій зоні обслуговування ретранслятора. Для аналогових систем характерне значне погіршення якості передачі мови при віддаленні від базової станції. В умовах міста, коли має місце багатопроменеве поширення, якість помітно змінюється навіть при пересуванні усередині одного кварталу. Застосування цифрових сигналів у поєднанні із завадостійким кодуванням дозволяє істотно поліпшити якість передачі мови в межах всієї зони обслуговування.