Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Транкинговые системы связи

В. М. Тамаркин, Л. М. Невдяев, С. И. Сергеев

На страницах прессы, посвященных системам радиосвязи, в последнее время все чаще упоминаются так называемые “транкинговые системы”. Что же это за системы и каково их место в семействе средств связи?

Транкинговыми системами называют радиально-зоновые системы наземной подвижной радиосвязи, использующие автоматическое распределение ограниченных ресурсов ретранслятора среди большого числа абонентов. За этой достаточно общей формулировкой скрываются самые разные системы — от простейших, типа SmarTrunk, до высокоинтеллектуальных, типа SmartZone и TETRA.

Структура рынка средств наземной подвижной связи

Рынок средств наземной подвижной связи формируют индивидуальные и корпоративные потребители. К последним относятся как государственные структуры, так и частные компании. Требования, которые предъявляют к системам связи индивидуальные и корпоративные пользователи, заметно различаются. Первые, прежде всего, ожидают надежного соединения с телефонной сетью общего пользования (ТФОП), а вторым требуется оперативная связь внутри замкнутых групп абонентов. На сегодняшний день из-за противоречивости этих требований сложилась ситуация, при которой системы одного типа, например сотовые, не могут полностью удовлетворить спрос на рынке средств подвижной связи.

Структура рынка средств наземной подвижной связи показана на рис. 1. Видно, что транкинговые системы пока прочно удерживают ведущую позицию в секторе корпоративных потребителей, постепенно замещая неавтоматизированные системы диспетчерской связи (в англоязычной литературе их принято называть conventional). То же самое с уверенностью можно сказать и о положении сотовых систем в секторе индивидуальных потребителей. Однако наблюдается проникновение сотовых систем в корпоративный сектор, а транкинговых — в частный, что весьма заметно в России, где в ряде регионов транкинговые сети предоставляют услуги связи частным лицам, заменяя сотовые или составляя им конкуренцию.

У транкинговых и сотовых систем много общего: многозоновое покрытие обслуживаемых территорий, автоматический роуминг, соединение с ТФОП. Но существует ряд признаков, принципиально отличающих транкинговые системы от сотовых. Первый из них — групповой (диспетчерский) режим работы, широко используемый в неавтоматизированных системах диспетчерской связи и транкинговых системах. Работая в этом режиме, транкинговые системы обслуживают значительно большее число абонентов на один частотный канал (50—100), чем сотовые системы (до 30). Второй отличительный признак — полудуплексный режим работы транкинговых систем с автоматическим вызовом после нажатия клавиши “Передача”, который обеспечивает не только оперативный доступ к каналам связи, но и их высокоэффективное использование. Кроме того, транкинговые системы, хотя и не обеспечивают столь высокого качества обслуживания, как сотовые, отличаются более низкой стоимостью оборудования и меньшим временем развертывания. Сравнительная характеристика систем наземной подвижной связи приведена в таблице.

Услуги транкинговых систем связи

Важнейшая сфера применения транкинговых систем — корпоративная и ведомственная связь. В первую очередь, это находит отражение в наборе услуг транкинговых систем.

Внутренние вызовы

Абоненты могут производить различные типы вызовов: индивидуальный (персональный) и групповой (диспетчерский). В первом случае вызов направляется только одному абоненту, во втором — нескольким абонентам.

Основной тип вызова, который обеспечивают все известные транкинговые системы, — групповой вызов в рамках одной группы. Однако в большинстве систем предусмотрена возможность одновременного вызова абонентов не только одной группы. К таким вызовам относятся общий (all call) и экстренный (от диспетчера) вызовы. В системах, специально ориентированных на обслуживание групповых переговоров, используется иерархическое вложение групп абонентов и предусматриваются соответствующие типы вызовов: многоуровневый (когда при вызове группы верхнего уровня вызываются абоненты всех входящих в нее групп), многогрупповой и т. д. Некоторые системы обеспечивают соединение с произвольно выбранной группой, причем не только для абонента транкинговой системы, но и для абонента ТФОП.

Приоритетные вызовы

Во многих транкинговых системах предусмотрена обработка вызовов с высоким приоритетом. Если такой вызов поступил, когда все каналы системы заняты, то происходит прерывание одного из текущих соединений и освободившийся канал выделяется для обслуживания приоритетного вызова.

Доступ к ТФОП

Индивидуальный вызов может быть направлен абоненту ТФОП. Обычно право такого вызова получает ограниченная группа абонентов, как правило, — руководители предприятия. Возможен также обратный процесс — вызов абонентов транкинговой системы из ТФОП.

Роуминг

Многозоновые транкинговые системы отслеживают текущее местонахождение абонентов и при перемещении абонентов из одной зоны в другую обеспечивают их регистрацию и назначают им новые частотные каналы доступа. Однако такой межзональный переход происходит с прерыванием связи (за исключением системы SmartZone и систем, соответствующих стандарту TETRA), для восстановления которой абоненту необходимо произвести повторный вызов.

Особый аспект роуминга в транкинговых системах — обслуживание многозональных групповых вызовов. Отслеживая перемещения абонентов, в случае поступления группового вызова система доводит его до всех членов группы, в какой бы зоне они не находились. Наиболее гибко механизм отработки межзональных групповых вызовов реализован в системе SmartZone.

Передача данных

Значительная часть современных транкинговых систем поддерживает низкоскоростную передачу данных (2,4—9,6 Кбит/с). Подавляющее большинство этих систем являются аналоговыми и для передачи данных используют специализированные радиомодемы. В аналоговых системах данные передаются только в пределах транкинговой сети. Однако цифровые системы EDACS, TETRA и APCO 25, чьи базовые станции оснащены соответствующими цифровыми интерфейсами, имеют службу прозрачной передачи данных во внешние сети.

Важнейшая область применения служб передачи данных — организация в рамках транкинговых систем подсетей дистанционного мониторинга и контроля местоположения подвижных объектов. В последнем случае данные о координатах объекта получают обычно от приемника спутниковой навигационной системы GPS.

Режим двусторонних переговоров

В отдельных транкинговых системах предусмотрена непосредственная, без участия ретранслятора, связь абонентов. Этот режим, в англоязычной литературе называемый talk around, используется в том случае, когда один или несколько абонентов вышли из зоны действия всех ретрансляторов системы.

Тарификация

С помощью оборудования транкинговых систем можно вести учет и тарификацию соединений и получать по каждому из них подробную информацию. В данные по учету и тарификации входят следующие сведения: идентификаторы вызывающего и вызываемого абонентов; время и дата установления соединения; длительность соединения; тип вызова (индивидуальный, групповой или др.); категория приоритета (обычный или высокий).

Для разных дней недели и времени суток могут быть заданы различные тарифы на оплату переговоров.

Данные по учету и тарификации используются не только для документирования связи и выставления счетов абонентам, но и для выявления попыток несанкционированного доступа в систему.

Удаленное управление абонентскими радиостанциями

В ряде транкинговых систем предусмотрена возможность оперативного изменения параметров доступа абонентских радиостанций. Так, в системе EDACS возможно дистанционное перепрограммирование сетевого идентификатора (ID), частот рабочих каналов, а также изменение состава групп абонентов. Удаленное управление используется и для борьбы с попытками несанкционированного доступа, что особенно важно при хищении абонентского оборудования. В системах, соответствующих стандарту SmarTrunk II, имеется функция удаленного вывода из строя абонентской радиостанции, так называемый радиокиллер. При выполнении данной функции базовая станция посылает абонентской радиостанции специальную команду, превращающую ее в бесполезную игрушку.

Структура и состав транкинговых систем

Типовая структура транкинговой системы представлена на рис. 2. В общем случае такая система является многозоновой, при этом в каждой зоне устанавливается базовая станция, через которую обеспечивается радиосвязь с абонентами системы, использующими абонентские радиостанции. В состав типовой базовой станции входят: антенная система, устройство объединения радиосигналов, ретрансляторы, устройство управления, коммутатор и интерфейс телефонного канала.

Антенная система

Для каждой конфигурации транкинговой сети структура и состав базовых станций могут быть различными, поэтому число и тип антенн базовых станций также различаются. При расположении базовой станции в центре зоны обслуживания целесообразно использовать всенаправленные антенны, а на краю зоны — направленные. Антенная система может включать в себя как единую приемо-передающую антенну, так и отдельные антенны для приема и передачи сигналов. В некоторых системах на одной мачте размещают несколько приемных антенн, что необходимо для борьбы с замираниями принимаемого сигнала, вызванными многолучевым распространением радиоволн.

Для повышения надежности связи может быть использован метод разнесенного приема, при котором приемные устройства разносятся по обслуживаемой территории, а передатчик и аппаратура выбора наибольшего из принятых сигналов размещаются в центральном пункте зоны, т. е. на базовой станции.

Устройство объединения радиосигналов

Данное устройство предназначено для объединения радиосигналов нескольких передатчиков и/или распределения принятого сигнала на входы приемников, работающих с общей антенной.

Ретрансляторы

Ретрансляторы представляют собой приемо-передающие устройства с дуплексным режимом работы. Во всех транкинговых системах (кроме систем, соответствующих стандарту TETRA) используется многостанционный доступ с частотным разделением каналов (МДЧР), поэтому на каждый рабочий канал приходится как минимум один ретранслятор. Для повышения надежности в некоторых системах предусмотрено групповое резервирование ретрансляторов (например, на каждые пять ретрансляторов приходится один резервный).

Выходная мощность ретрансляционных передатчиков транкинговых систем достаточно велика и, как правило, составляет от 30 до 50 Вт.

Устройство управления

Это устройство обеспечивает взаимодействие всех узлов базовой станции и обработку вызовов, поступающих или передаваемых по каналу управления, а также осуществляет аутентификацию вызывающих абонентов, поддержку очередей вызовов и внесение записей в базы данных повременной оплаты. В некоторых системах устройство управления регулирует максимально допустимую продолжительность соединения с телефонной сетью. При этом возможны два варианта регулировки: уменьшение продолжительности соединения в заранее заданный период времени, т. е. в часы наибольшей нагрузки (оборудование фирмы Kenwood для систем, соответствующих стандарту LTR), и адаптивное изменение продолжительности соединения в зависимости от текущей нагрузки (система EDACS).

Коммутатор

Данное устройство осуществляет обработку вызовов, включая межзональные, и коммутацию абонентской нагрузки. В многозоновых системах коммутатор отслеживает перемещения абонентов из зоны в зону. Обычно в транкинговых системах используются аналоговые электронные коммутаторы, но в многозоновых системах с большим числом ретрансляторов применяются и цифровые ИКМ-коммутаторы.

Интерфейс телефонного канала

Интерфейс телефонного канала обеспечивает сопряжение базовой станции с ТФОП. В недорогих системах (например, SmarTrunk) подключение к ТФОП производится по двухпроводной коммутируемой линии, что удлиняет нумерацию при вызовах со стороны АТС. Для вызова абонента транкинговой системы связи абоненту ТФОП необходимо сначала набрать номер, который отведен базовой станции, а затем, получив условный сигнал-приглашение, донабрать внутренний номер абонента транкинговой сети. Такая двухступенчатая процедура набора увеличивает вероятность установления неверного соединения, так как при донаборе номера из-за помех на линии возможно возникновение ошибки.

Эта проблема решается с помощью введения в состав оборудования интерфейса телефонного канала аппаратуры прямого набора номера DID (Direсt ID), обеспечивающей доступ к абонентам транкинговой сети с использованием стандартной нумерации АТС. (Такую аппаратуру имеет интерфейс системы Multinet.) В этом случае для вызова абонента транкинговой системы связи абоненту ТФОП достаточно набрать обычный городской номер.

Ряд транкинговых систем, обеспечивающих относительно высокое качество обслуживания, использует цифровое ИКМ-соединение с аппаратурой АТС.

Терминал технического обслуживания и эксплуатации

Этот терминал предназначен для контроля за состоянием системы, проведения диагностики неисправностей, учета тарификационной информации и внесения изменений в базу данных абонентов. В большинстве транкинговых систем возможно как локальное, так и удаленное подключение терминала (в последнем случае базовая станция оснащается модемом).

Абонентские радиостанции

В транкинговых системах в качестве абонентских радиостанций используются автомобильные или портативные радиостанции, работающие в полудуплексном или дуплексном режиме. Все современные модели радиостанций оснащены цифровым синтезатором частот. Устройство управления, обязательно входящее в состав транкинговой радиостанции, реализуется, как правило, на специализированной БИС и имеет цифровой интерфейс для подключения внешнего программатора. С помощью последнего обеспечивается ввод или оперативное изменение информации о рабочих частотах, условиях доступа в сеть и других параметрах радиостанции путем перепрограммирования встроенного в нее ППЗУ.

Выходная мощность у абонентских радиостанций транкинговых систем значительно выше, чем у абонентских устройств сотовых сетей, и составляет 1—5 Вт для портативных и 10—30 Вт для автомобильных радиостанций. Столь высокие значения мощности определяются большим радиусом зон обслуживания.

Низкая степень экологической безопасности транкинговых радиостанций оправдывается условиями их применения. Дело в том, что вредное воздействие радиостанции на здоровье абонента входит в его профессиональный риск и дополнительно оплачивается работодателем.

Классификация транкинговых систем

Для классификации транкинговых систем связи используют следующие признаки.

Метод передачи речевой информации

По этому признаку транкинговые системы подразделяются на аналоговые и цифровые. Аналоговыми являются подавляющее большинство известных на сегодняшний день транкинговых систем. В таких системах передача речи в радиоканале осуществляется с использованием частотной модуляции, а шаг сетки частот обычно составляет 12,5 или 25 кГц.

В настоящее время выпускаются и цифровые транкинговые системы: EDACS фирмы Ericsson и системы, соответствующие стандартам TETRA и APCO 25. В них для передачи речи используются различные типы вокодеров, преобразующих аналоговый речевой сигнал в цифровой поток со скоростью не более 4,8 Кбит/с.

Число зон

В зависимости от числа базовых станций и общей архитектуры сети связи различаются однозоновые и многозоновые системы. Первые располагают только одной базовой станцией, а вторые — несколькими базовыми станциями с возможностью роуминга.

Тип многостанционного доступа

В подавляющем большинстве транкинговых систем используется многостанционный доступ с частотным разделением (МДЧР). Единственное известное исключение — системы, соответствующие стандарту TETRA, в которых реализован многостанционный доступ с временным разделением (МДВР). В этих системах на одной несущей частоте организуются четыре рабочих канала. Таким образом, стандарт TETRA предусматривает тип доступа МДЧР/МДВР *.

Способ поиска и назначения канала

По способу поиска и назначения канала различают системы с децентрализованным и централизованным управлением.

В системах первого вида поиск свободного канала выполняют абонентские радиостанции, а ретрансляторы базовой станции обычно не связаны друг с другом и работают независимо. Особенность систем с децентрализованным управлением — относительно большое время установления соединения между абонентами, растущее по мере увеличения числа ретрансляторов. Такая зависимость связана с тем, что абонентские радиостанции вынуждены непрерывно и последовательно сканировать рабочие каналы в поисках сигнала вызова, который может поступить от любого ретранслятора, или свободного канала, если вызов посылает сам абонент. Наиболее характерные представители систем такого типа — системы, соответствующие стандарту SmarTrunk.

В системах с централизованным управлением поиск и назначение свободного канала производятся на базовой станции. В таких системах организуются каналы двух типов: рабочие (traffic channel) и управления (control channel). Все запросы о предоставлении связи направляются по каналу управления, по нему же базовая станция извещает абонентские устройства о назначении канала, отклонении запроса или о постановке его в очередь.

Тип канала управления

Во всех транкинговых системах используются цифровые каналы управления. Различают системы с выделенным частотным и распределенным каналами управления.

В системах первого типа данные в канале управления передаются со скоростью до 9,6 Кбит/с, а для разрешения конфликтов используются протоколы типа ALOHA. Выделенный канал управления имеют транкинговые системы StartSite, SmartNet и SmartZone фирмы Motorola, система EDACS фирмы Ericsson и некоторые другие.

В системах второго типа информация о состоянии системы и поступающих вызовах распределена между низкоскоростными субканалами передачи данных, совмещенными со всеми рабочими каналами. Таким образом, в каждом частотном канале системы передаются не только речь, но и данные канала управления. В аналоговых системах для организации канала управления обычно используется субтональный диапазон частот 0—300 Гц. Наиболее характерные представители транкинговых систем этого класса — системы, соответствующие стандарту LTR, и система MultiNet фирмы E.F.Johnson.

Способ удержания канала

Транкинговые системы могут удерживать канал связи на протяжении всего разговора или только на время передачи радиосигнала.

Первый способ, называемый транкингом сообщений (message trunking), наиболее традиционен для этих систем связи. Он обязательно применяется во всех случаях использования дуплексной связи или соединения с ТФОП.

Второй способ может быть реализован только при использовании полудуплексных радиостанций, в которых передатчик включается на время произнесения абонентом фраз разговора. В паузах, между концом фразы одного абонента и началом ответной фразы другого, передатчики обеих абонентских радиостанций выключены. Значительная часть транкинговых систем эффективно использует такие паузы, немедленно освобождая канал после окончания работы передатчика абонентской радиостанции. Реплики одного и того же разговора могут передаваться по разным каналам системы. Такой метод обслуживания, предусматривающий удержание канала связи только на время передачи радиосигнала, называется транкингом по передаче (transmission trunking). Платой за высокую эффективность данного метода является снижение комфортности переговоров: в состоянии высокой нагрузки канал предоставляется с некоторой задержкой, что приводит к фрагментарности и раздробленности разговора.


распечатать статью

санаторий сайт




  
9 '1996
СОДЕРЖАНИЕ

колонка редактора

• Огонь, вода и медные провода

локальные сети

• Системы RAID: решение проблемы хранения данных

• Стандарт IEEE 802.11 готов к принятию

• ПО управления серверами

• Создание правильной кабельной системы

• Преимущества и реализация единого “рабочего стола”

корпоративные сети

• Серверы удаленного доступа масштаба предприятия

• Windows NT 4.0: новые средства и возможности

• Управление коммутируемыми сетями

услуги сетей связи

• Транкинговые системы связи

• СОТЕЛ: интеграция сетей NMT-450

• Перспективы и проблемы кабельного телевидения

• ERMES — общеевропейская система передачи радиосообщений

• Ростки успеха беспроводной передачи данных

интернет и интрасети

• Проблема перенумерации адресов IP

• Internet-телефония: сопротивление бесполезно

• СУБД и WWW: драгоценный сплав

• “Телевидение” по каналам Internet

приложения клиент-сервер

• Intranet — это бизнес

• Все выше, и выше, и выше...

защита данных

• Безопасность: Windows NT и новые технологии Microsoft

• Интегрированная система информационной безопасности

новые продукты

• Новые серверы фирмы ALR, Compaq Proliant 5000, Новый сервер компании Hewlett-Packard



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх