| 1. Основные положения. 2. Традиционные (conventional) системы радиосвязи. 3. Транкинговые системы радиосвязи. 1. Основные положения. Частотные диапазоны. Для организации сетей сухопутной подвижной радиосвязи на территории Российской Федерации выделены следующие частотные диапазоны:
| | Диапазон, МГц
| Обозначение
| | 30-50
| LB (LOW BAND)
| | 136-174
| VHF
| | 400-512
| UHF
| | 300-345
| 300 МГц
|
| | Разрешение использования радиочастот оформляются подразделениями Госсвязьнадзора. Исключение составляют ведомственные системы связи (например, за силовыми структурами закреплены выделенные поддиапазоны частот). В любом случае для создания системы связи в указанных диапазонах обязательно выделение радиочастот (частное присвоение). В случае отсутствия у Заказчика радиочастот, выделенных для создания системы, специалисты нашей фирмы помогут разработать частотный план и предоставят всю необходимую информацию по правильной подготовке документов для обращения в органы Госсвязьнадзора. Дальность радиосвязи. Дальность радиосвязи зависит от большого числа параметров (используемый частотный диапазон, рельеф местности, высота установки антенн, электромагнитная обстановка, и т. д.) и может быть точно определена только экспериментальным путем. Каждый из частотных диапазонов характеризуется специфическими условиями распространения радиосигнала. Сигналы в диапазоне Low Band в наибольшей степени подвержены влиянию промышленных помех, помех от бытовых приборов, радиовещательных и телевизионных передатчиков. Применение оборудования данного диапазона оптимально в сельской местности, где уровень помех значительно ниже, чем в условиях плотной городской застройки. Диапазон характеризуется хорошим огибанием неровностей ландшафта и распространением за пределы прямой видимости. Хорошие результаты по дальности связи получаются между стационарными объектами и автомобилями, однако, портативные станции имеют меньшую дальность связи из-за малой эффективности спиральных антенн, так как длина волны много больше длины антенны. Диапазон VHF - один из самых универсальных диапазонов. Оборудование этого диапазона прекрасно работает как в сельской местности, так и в условиях городской застройки. По сравнению с диапазоном Low Band он имеет недостаточное загоризонтное распространение и поэтому для увеличения дальности радиосвязи требует гораздо большей высоты установки базовой антенны. Портативные станции работают достаточно успешно на открытой местности, но в условиях плотной городской застройки качество связи существенно снижается, поскольку отсутствует переотражения. Эффективность спиральных антенн достаточно высока, но, все же, не максимальна из-за разницы длины волн и геометрических размеров антенн. Диапазон UHF - считается "городским" и проявляет свои лучшие качества в условиях плотной городской застройки. Выбор этого диапазона оптимален при необходимости получения устойчивой связи на небольших расстояниях, например, в черте города. Даже при использовании портативных радиостанций обеспечивается устойчивая связь с минимальным количеством мертвых зон.Для открытой местности UHF не чень удобен, так как радиоволны этого диапазона плохо огибают неровности рельефа и имеют сильное затухание в лесистой местности. Для получения большой дальности связи потребуются очень высокие точки установки базовых антенн. Усредненные ориентировочные значения дальности радиосвязи приведены на рис. 1.
| |
| | Рис. 1. Ориентировочные значения дальности радиосвязи
|
| | Частотные каналы и режимы работы радиостанций. Подавляющее большинство современных радиостанций работает в симплексном или полудуплексном режиме. При этом прием и передача одновременно невозможны. Включение передачи осуществляется нажатием тангенты. При отпускании тангенты станция переходит в режим приема. Частоты передачи и приема образуют частотный канал и в общем случае могут быть различными. Если частоты передачи и приема совпадают, то канал называется симплексным. Если частоты передачи и приема различны, то канал является дуплексным, а режим работы радиостанции полудуплексным. В режиме полного дуплекса (то есть когда передача и прием осуществляются одновременно и тангенту нажимать не нужно) на дуплексном канале могут работать только полнодуплексные радиостанции, которые мало распространены из-за высокой стоимости. В радиостанции могут быть запрограммированы параметры различных каналов. В зависимости от модели радиостанции число каналов может варьироваться от 1 до 100 и более. Типы оборудования. Радиостанции, входящие в состав системы сухопутной подвижной радиосвязи, можно разделить на группы по следующим категориям: Условия эксплуатации. Профессиональные радиостанции (MOTOROLA, VERTEX): Как, правило, соответствуют требованиям военного стандарта по ударопрочности, воздействию вибрации, пылевлагозащищенности. Имеют минимум органов управления, параметры жестко программируются и не могут быть изменены пользователем. Насчитаны на длительный срок службы в жестких условиях. Коммерческие и любительские радиостанции (YAESU, ALNICO): Имеют "дружественный" дизайн. Не рассчитаны на работу в экстремальных условиях. Параметры могут устанавливаться пользователем. Радиолюбительские станции имеют расширенный набор пользовательских функций. Необходимо отметить, что некоторые модели занимают промежуточное положение и не могут быть однозначно отнесены к определенному классу. Место установки. Портативные (носимые) радиостанции: Выходная мощность0.5-6 Вт, емкость аккумулятора 600-155 мАч. Типичный комплект поставки: приемопередатчик (собственно станция), антенна, аккумулятор, зарядное устройство. Автомобильные радиостанции: Выходная мощность 10-60 Вт, питание от бортовой сети (13.8 В). Типичный комплект поставки: приемопередатчик (собственно станция),монтажный комплект, кабель питания, автомобильный микрофон с креплением. Автомобильная антенна, в большинстве случаев, поставляется отдельно. Стационарные радиостанции: Как правило, автомобильные станции имеют возможность стационарной установки. Дополнительное оборудование: блок питания от сети 220 В, стационарная антенна, антенный кабель. Для удобства работы может использоваться настольный диспетчерский микрофон. Профессиональные, коммерческие и любительские станции, как правило, не отличаются по основным радиотехническим параметрам (частотные диапазоны, выходная мощность, чувствительность). Выбор того или иного типа оборудования определяется условиями эксплуатации и необходимым набором функций.
2. Традиционные (conventional) системы радиосвязи. Выбор типа радиосети определяется имеющимся частотным ресурсом, количеством пользователей и спецификой их работы. В традиционных диспетчерских системах радиосвязи за каждой группой закрепляется выделенный частотный канал. Такой способ организации радиосвязи оказывается достаточно эффективным в тех случаях, когда общее число абонентов системы невелико, а необходимая зона радиопокрытия ограничена. Основным достоинством системы радиосвязи является простота и невысокая стоимость. К недостаткам можно отнести неэффективное использование частотного спектра и небольшой набор сервисных функций. Диспетчерские радиосети чаще всего используются для организации технологической или служебной радиосвязи. Симплексные радиосети. В простейшем случае радиосеть представляет собой группу радиостанций, работающих на одной частоте (на одном симплексном канале) рис. 2. Все пользователи радиостанций слышат друг друга и вызывают необходимого абонента голосом. При таком способе организации связи число радиостанций, как правило, невелико(2-20). В радиосети могут использоваться портативные, автомобильные и стационарные радиостанции. Все они равнозначны. Разумеется, дальность связи между автомобильными (стационарными) станциями выше. Группы абонентов в симплексной радиосети. Достаточно часто в системе радиосвязи требуется разделить абонентов на группы. Самый простой вариант решения этой задачи - выделить каждой группе свою частоту, что в большинстве случаев невозможно из-за ограниченного частотного ресурса. Наиболее приемлемым решением является разделение групп по тональным или цифровым пилот - сигналам (рис. 3).
| |
|
| | Практически все современные радиостанции имеют функции тонального (TONE SQUELCH, GTCSS, PL) и\или цифрового (DIGITAL SQUELCH, DGS, DPL) управления шумоподавителем. Используя систему тонального или цифрового шумоподавления можно разделить на группу пользователей, работающих на одной частоте. Каждой группе присваивается свой пилот - сигнал, и пользователи радиостанций будут слышать только членов своей группы. Это, однако, не означает, что группы смогут вести переговоры одновременно. Как правило, при подобном разделении на группы в радиостанциях программируется включение передачи при наличии в эфире "чужого" пилот - сигнала. Одна и та же радиостанция может быть членом различных групп. При этом на различных каналах устанавливаются соответствующие пилот - сигналы. Номинал частоты при этом на всех каналах может быть одним и тем же. Достаточно распространенным является вариант, когда одна из станций является диспетчерской (рис. 4). Это, как правило, стационарная станция, имеющая антенну с большим коэффициентом усиления и достаточно высоко расположенную. При этом за счет правильного расположения и соответствующего типа антенны дальность связи с диспетчерской станцией может быть увеличена, и абоненты, не имеющие возможность связаться напрямую, могут передать сообщение через диспетчера.
| |
| | Дистанционное управление стационарной станцией. В некоторых случаях для организации наилучшего радиопокрытия зоны обслуживания радиосети требуется дистанционная установка диспетчерской станции. Наиболее распространенным решением является использование комплектов дистанционного управления серии С100 фирмы MOTOROLA. Существует два варианта организации дистанционного управления стационарными радиостанциями MOTOROLA GM300\GM350\ M208\М216. Вариант 1. Локальное дистанционное управление (рис. 5) Применяется тогда, когда управляемая станция удалена от диспетчерского пульта C100 LOCAL (EN1000) на расстояние до 300 м. Пульт C100 LOCAL подключается непосредственно к аксессуарному разъему радиостанции GM300\ GM350\М208\М216. Управление осуществляется по шестипроводному кабелю.
| |
| | Рис. 5. Локальное дистанционное управление
|
| | Достоинства: большая дальность дистанционного управления, возможность переключения каналов. Недостатки: необходимость использования адаптера, высокая стоимость по сравнению с локальным вариантом. Примечание: переключение каналов возможно только при работе с 16-канальными моделями GM300 и 128-канальными моделями GM350.
| | Вариант 2. Тональное дистанционное управление (рис. 6) Применяется, когда управляемая станция удалена от диспетчерского пульта C100 TONE (EN1000) на расстояние более 300 м. (до нескольких километров). Управление радиостанцией осуществляется тональными сигналами по выделенной двухпроводной линии. Для декодирования тональных сигналов управления и преобразования их в сигналы управления радиостанцией используется тональный адаптер дистанционного управления.
| |
| | Рис. 6. Тональное дистанционное управление
|
| | Достоинства: большая дальность дистанционного управления, возможность переключения каналов. Недостатки: необходимость использования адаптера, высокая стоимость по сравнению с локальным вариантом. Примечание: переключение каналов возможно только при работе с 16-канальными моделями GM300 и 128-канальными моделями GM350.
| | Выход в телефонную сеть (рис. 7). Даже при использовании одной симплексной частоты в радиосети может быть выход в телефонную сеть (как правило, ведомственную). Для этого должна быть установлена стационарная радиостанция с телефонным интерфейсом, а портативные и автомобильные станции должны иметь DTMF клавиатуру.
| |
| | Рис. 7. Выход в телефонную сеть
|
| | Радиостанции, имеющие DTMF (аналогичную телефонной), имеют возможность передавать сигналы DTMF в эфир и выходить в телефонную сеть через телефонный интерфейс. Стационарная станция, оборудованная телефонным интерфейсом, принимает телефонный номер в системе DTMF, набираемый с абонентской станции и передать его в телефонную сеть. Если в телефонной сети используется импульсный набор, то телефонный интерфейс преобразует DTMF в соответствующий номер в импульсивном виде. Как правило, при использовании простейших телефонных интерфейсов без селективного вызова, абоненты всех станций радиосети будут слышать все телефонные переговоры. Абонент телефонной сети, набравший номер телефонного интерфейса, так же вызовет одновременно всех радиоабонентов. Сигнальные системы избирательного (селективного) вызова. Использование пилот - сигналов не предусматривает вызов конкретного абонента. Функции индивидуального и группового вызова, а так же ряд дополнительных функций, таких как: сигнал тревоги, проверка наличия радиосвязи, передача идентификационных номеров радиостанций, возможно, реализовать при использовании сигнальных систем. Необходимо отметить, что использование сигнальных систем позволяет реализовать указанные функции на уровне абонентских радиостанций без использования сложного и дорогостоящего оборудования. Использование сигнальных систем ориентировано в первую очередь на решение профессиональных задач. В большинстве случаев возможность использования селективного вызова имеют только профессиональные радиостанции. (Исключение составляют такие системы как DTMF и однотональный вызов, часто используемые в коммерческих и любительских радиостанциях). Радиосети с ретрансляторами. При наличии двух частот (дуплексной пары) возможна организация радиосети с использованием ретранслятора, что позволяет значительно увеличить дальность радиосвязи. Функции ретранслятора. Ретранслятор принимает сигнал на частоте F1, усиливает его и передает на частоту F2. Время, затрачиваемое на обработку сигнала, считается пренебрежимо малым. Ретранслятор является дуплексным устройством, то есть прием и передача осуществляются одновременно. Частота передач всех абонентских станций, работающих через ретранслятор равна F1, частота приема - F2. Абонентские радиостанции работают при этом в режиме двухчастотного симплекса (полудуплекса). Рис. 8.
| |
| | Дуплексный интервал и дуплексный фильтр. Для работы ретранслятора могут использоваться две отдельные антенны для приема и передачи или одна н и дуплексный фильтр. Дуплексным интервалом называется частота приема и передач. Для исключения взаимного влияния приемная и передающая антенны должны быть установлены на определенном расстоянии друг от друга. Величина пространственного разноса имеет обратную зависимость от величины дуплексного интервала. Далеко не всегда удается установить антенны таким образом, чтобы избежать взаимного влияния. В большинстве случаев используется одна приемопередающая антенна и дуплексный фильтр - устройство, разделяющие полосы приема и передачи. Нормальным дуплексным интервалом для работы в полудуплексном режиме является интервал 4-5 МГц. При этом удается сделать дуплексный фильтр достаточно недорогим и компактным. В случае меньшего или большего дуплексного интервала конструкция дуплексного фильтра усложняется, а цена значительно возрастает. Рабочий цикл ретранслятора. Рабочий цикл ретранслятора называется процент времени непрерывной работы на передачу с определенным постоянным уровнем выходной мощности без выхода ретранслятора из строя. Рабочий цикл в наибольшей степени определяется системой охлаждения передатчика и параметрами блока питания. Состав ретранслятора. В состав ретранслятора входят приемопередатчик, блок питания, контроллер, корпус с системой охлаждения. Блок питания, контроллер, дуплексный фильтр могут быть встраиваемыми или внешними. Система охлаждения может быть принудительной (вентилятор + радиатор) или пассивной (только радиатор). В ретрансляторах MOTOROLA GR300\GR500 в качестве блоков приемника и передатчика автомобильные радиостанции GM300\350. Режимы работы ретранслятора. При комплектации соответствующим контроллером ретранслятор может поддерживать различные режимы работы. Например: доступ к ретранслятору может быть ограничен и ретрансляция сигнала произойдет только после декодирования кода доступа. Достаточно популярным являются контроллеры с селективным вызовом и телефонным интерконнектом.
| |
| | Ретранслятор с таким контроллером представляет собой одноканальную базовую станцию (рис. 9). Для пользователей системы поддерживаются следующие типы вызовов:
|
|
