Структура и принципы функционирования систем smartrunk

СТРУКТУРА И ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ SMARTRUNK

Системы SmarTrunk, а впоследствии и SmarTrunk 11 были разработаны как дешевая аль­тернатива более сложным транкинговым системам МРТ 1327, Smartnet или LTR. Основное при­менение системы SmarTrunk нашли в странах Юго-Восточной Азии, в Китае, а в последние го­ды и в России.

Для России с ее недостаточно развитой телефонной сетью и дефицитом в области услуг мобильной радиотелефонной связи, особенно на периферии, SmarTrunk стал реальным сред­ством "радиотелефонизации" конкурентом "Алтаю", а в некоторых случаях и сотовым сетям.

Главными достоинствами систем SmarTrunk являются широкий ассортимент аппаратуры, простота переделки обычных радиостанций в транкинговые, неприхотливость в выборе рабочих частот.

Для реализации систем SmarTrunk II фирма SmarTrunk Systems в настоящее время выпус­кает контроллеры ST-853 (ранее выпускались ST-852 и ST-850), а также логические модули для многих типов абонентских радиостанций. Выбор тех или иных моделей ретрансляторов и або­нентских радиостанций должен производиться на этапе проектирования системы в зависимо­сти от потребностей и финансовых возможностей заказчика.

Основные эксплуатационные характеристики

Технология SmarTrunk обычно применяется для создания относительно дешевых транкинговых систем в диапазонах частот 146-174 МГц и 403-470 МГц, хотя известны и примеры соз­дания систем SmarTrunk в диапазоне 33-48 МГц. В настоящее время фирма SmarTrunk Systems прилагает усилия для внедрения протокола SmarTrunk в диапазоне частот 330 МГц (300-344 МГц), выделенном в свое время в России для транкинговых систем "Алтай", а также в диапазо­не 800 МГц.

Количество радиоканалов SmarTrunk определяется, исходя из количества абонентов в системе и планируемого трафика. В составе одной системы может быть использовано от двух до 16 дуплексных радиоканалов, что может обеспечить одновременное обслуживание от 50 до 1000 абонентов.

Максимальное количество абонентов в системах SmarTrunk ранее определялось объемом баз данных контроллеров ST-850 или ST-852 и ограничивалось цифрой 1100.

В современных контроллерах ST-853 объем базы данных расширен до 4096 записей, что позволяет регистрировать абонентов не только основной зоны обслуживания, но и заранее предусмотреть регистрацию абонентов SmarTrunk, временно прибывающих из других населен­ных пунктов.

Цифровой протокол сигнализации, примененный в системах SmarTrunk II, обеспечивает большую дальность связи, повышенную защиту от несанкционированного доступа и конфиден­циальность переговоров. Предусматривается дистанционное отключение абонентских радио­станций с диспетчерского пункта в случае их хищения, а также для предотвращения доступа в систему нелегальных пользователей.

Для дополнительной защиты от помех и несанкционированного доступа в SmarTrunk мо­жет использоваться система шумоподавления с непрерывными тонально-кодированными сиг­налами CTCSS (Continues Tone Ceded Squelch System).

Индикация занятости канала в SmarTrunk осуществляется по наличию несущей или по на­личию несущей и пилот-тона. Система SmarTrunk позволяет организовать:

- радиосвязь между подвижными абонентами в индивидуальном или групповом режиме (без выхода в телефонную сеть);

- связь между подвижными абонентами и абонентами АТС или УАТС.

Для абонентов системы гарантируется приватность связи, т.е. невозможность прервать или подслушать телефонный разговор или радиосвязь, ведущуюся в индивидуальном режиме.

В SmarTrunk могут быть организованы несколько типов вызовов: индивидуальный, груп­повой, общесистемный, а также экстренный. Современные системы SmarTrunk II обеспечивают до 100 уровней приоритета абонентов, причем высокоприоритетным абонентам рабочие кана­лы предоставляются по их первому требованию.

Системы SmarTrunk предусматривают возможность учета продолжительности сеансов связи и формирование счетов за использованное эфирное время.

Базы данных

Каждый транкинговый контроллер SmarTrunk содержит две базы данных - об абонентах транкинговой системы и о сеансах связи, имевших место на соответствующем рабочем канале.

В базе данных абонентов содержатся добавочные номера и системные коды тех, кто мо­жет пользоваться данным радиоканалом, и основные ограничения для каждого абонента, такие как максимальная разрешенная продолжительность сеанса связи, разрешение или запрет на использование телефонных линий, на выход в междугородную сеть и т.п.

Объем этой базы данных в контроллере ST-853 доведен до 4096 абонентов и 320 тысяч различных системных кодов. Это сделано в целях обеспечения "административного роуминга", дающего возможность абонентам SmarTrunk пользоваться услугами нескольких различных сис­тем, расположенных в разных населенных пунктах.

Первоначально содержимое базы данных абонентов формируется при помощи компьюте­ра, причем в современных системах SmarTrunk II это делается без продолжительного отключе­ния базовой станции. При формировании или исправлениях базы данных система прекращает обслуживание абонентов лишь на короткое время, необходимое для загрузки информации в один из контроллеров ST-853. Данные по абонентам будут затем автоматически перезагружены во все остальные контроллеры базовой станции через общую шину данных. Такой подход по­зволяет менее чем за минуту загрузить данные о 4000 абонентов во все контроллеры 16-канальной базовой станции.

Для упрощения перехода от систем SmarTrunk II с контроллерами ST-852 на системы с контроллерами ST-853 разработан специальный программный конвертер.

База данных о сеансах связи через ретранслятор, к которому подключен данный контрол­лер, содержит добавочные номера и коды обращавшихся абонентов, отметки о характере связи ("город-абонент", "абонент-город", "абонент-абонент''), дату, время и продолжительность се­анса связи. Содержимое базы данных о сеансах связи необходимо для учета абонентской пла­ты и тарификации. На основании этих данных подготавливаются счета за пользование услугами связи.

Усовершенствованные алгоритмы передачи данных позволили существенно уменьшить время, необходимое для выгрузки данных о сеансах связи (до 20-40 раз по сравнению с ST-852), и исключить ошибки и искажения. Выгрузка данных производится через один из кон­троллеров ST-853, который последовательно опрашивает все остальные контроллеры базовой станции, используя общую шину данных. При этом работа системы в целом не прерывается. На время выгрузки данных для абонентов недоступен только один из контроллеров, тот, с которого в данный момент считывается информация.

Выход в городские АТС

Каждый контроллер допускает подключение к нему до двух абонентских телефонных ли­ний. Обычно один из выходов контроллера подключается к городской АТС, а второй - к местной АТС, либо к спутниковой линии связи и т.д.

Привилегии в части выхода в телефонные сети задаются в базе данных абонентов и включают разрешения или запреты пользоваться линиями Ne 1 и No 2, запреты на набор опре­деленных комбинаций цифр (например, запрет на набор первой цифры "8" т.е. запрещение междугородных звонков), и т.д.

В контроллерах ST-853 улучшена обработка сигналов "занято", в результате чего разъе­динения происходят значительно быстрее и рабочие каналы освобождаются раньше, чем в сис­темах с контроллерами ST-852.

Для обеспечения более надежной работы на телефонных сетях с импульсным набором в контроллерах ST-853 применен усовершенствованный детектор "щелчков", который требует набора дополнительной цифры "О" перед добавочным номером вызываемого абонента. Эта цифра "О" используется контроллером как обучающая последовательность и обеспечивает вы­сокую достоверность распознавания последующих цифр даже на телефонных линиях низкого качества.

В целях обеспечения каждому абоненту системы SmarTrunk прямого городского номера в составе базовой аппаратуры должно быть специальное устройство - конвертер двухпроводных абонентских линий в 3-проводные соединительные линии. При этом оператор системы SmarTrunk должен арендовать на местной АТС соответствующую номерную емкость.

Организация связи

Связь между подвижными абонентами в системе SmarTrunk организуется следующим об­разом. После включения питания каждая абонентская радиостанция начинает последовательно просматривать (сканировать) все заложенные в нее радиоканалы в поисках вызывного сигнала. При обнаружении своего вызывного кода она прекращает сканирование и подает звуковой сиг­нал, оповещая владельца о поступлении вызова. После этого начинается диалог между абонен­тами.

При необходимости вызвать какого-либо из абонентов сети по радиоканалу или выйти в городскую телефонную сеть нужно набрать на клавиатуре номер радиоабонента или телефон­ный номер, а также маршрутный код вызова (два символа, показывающие системе, какой вид вызова требуется). Вся эта информация затем "выстреливается" в эфир одним пакетом. В дис­петчерском режиме для связи со своей группой достаточно нажать на тангенту.

Абонентская радиостанция последовательно сканирует доступные радиоканалы и, найдя свободную частоту, обеспечивает связь с ретранслятором базовой станции. Сразу же после этого производится набор городского телефонного номера или излучается в эфир добавочный номер подвижного абонента. После ответа абонента можно вести разговор. Чтобы позвонить подвижному абоненту с городского телефона, надо набрать телефонный

номер одного из ретрансляторов системы и после звукового сигнала соединения набрать до­бавочный номер нужного абонента (желательно в тональном режиме). После ответа можно вес­ти обычный телефонный разговор.

Если абонент не отвечает, или если у него выключена радиостанция, то звонящий услы­шит сигнал "занято". Контроллеры ST-853 обеспечивают различные по длительности сигналы "занято", позволяющие понять, занят ли нужный абонент, либо он недоступен (находится за пределами зоны обслуживания, не включил свою радиостанцию и т.п.).

Если система SmarTrunk имеет несколько мест расположения базовых станций и место­положение вызываемого абонента заранее неизвестно, в случае сигнала недоступности можно попытаться найти его в зоне действия других ретрансляторов.

БАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Как уже было сказано, фирма SmarTrunk Systems производит для систем SmarTrunk толь­ко транкинговые контроллеры и логические модули для нескольких моделей абонентских ра­диостанций. Таким образом, не приходится говорить о каких-то комплектных поставках систем­ного оборудования со стороны SmarTrunk Systems. Задача подбора нужного оборудования ло­жится на плечи поставщика (системного интегратора), и качество исполнения системы SmarTrunk в конечном счете определяется опытом и квалификацией этого системного интегра­тора.

Выбор базового оборудования для систем SmarTrunk весьма широк, от недорогих ретрансляторов Kenwood TKR-820 до высококачественных, но довольно дорогих Tait Т800 и Motorola MTR 2000.

Понятно, что заказчики, выбирающие SmarTrunk, заботятся о дешевизне системы. Однако в случае многоканальных транкинговых систем стремление предельно удешевить базовое обо­рудование может сыграть злую шутку с заказчиком, еще раз продемонстрировав справедли­вость поговорки "скупой платит дважды".

Дело в том, что недорогое базовое оборудование, в том числе и известные ретранслято­ры GR300.и GR500 фирмы Motorola, выпускается в расчете на использование в системах двух- частотного симплекса (или, как теперь иногда говорят, в системах "конвенциональной" радио­связи). Активность абонентов в таких системах не очень высока, а ретрансляторы, как правило, располагаются в помещениях базовых станций поодиночке, т.е. случаи, когда по соседству из­лучает другой ретранслятор, крайне редки.

В случае транкинговых систем ретрансляторы сознательно группируются вместе в поме­щении базовой станции, причем сама система следит, чтобы каждый из ретрансляторов рабо­тал с полной нагрузкой. Таким образом, ситуации, когда в одном помещении одновременно работают на передачу несколько ретрансляторов, становятся правилом, а не исключением.

Понятно, что электромагнитную обстановку в помещениях базовых станций транкинговых систем (не только систем SmarTrunk) следует характеризовать как тяжелую. В этих обстоятель­ствах применение дешевых ретрансляторов, а также отсутствие добротных фильтров, комбай­неров и т.п. может привести к неприятным последствиям.

Так, в отношении ретрансляторов Kenwood TKR-720 и TKR-820 давно было отмечено, что их лучше не применять в системах SmarTrunk, имеющих более трех каналов, потому что дина­мический диапазон приемного тракта этих ретрансляторов явно недостаточен для работы в ус­ловиях тяжелой электромагнитной обстановки.

Но оказывается, что ретрансляторы TKR-720 и TKR-820 лучше не применять и в малока­нальных системах SrnarTrunk, потому что нагрузка на каждый канал в таких системах, как пра­вило, очень высока, и дешевые ретрансляторы ее просто не выдерживают - у них очень быстро выходит из строя усилитель мощности передатчика, который не рассчитан на такие нагрузки!

Поэтому нужно со всей серьезностью относиться к выбору ретрансляторов для транкин- говых систем и не пренебрегать предложениями приобрести тот или иной ретранслятор "со 100-процентным рабочим циклом", т.е. способный продолжительно работать в режиме переда­чи, хотя такие ретрансляторы могут стоить в 2-3 раза дороже дешевых моделей.

Наиболее разумным выбором для систем SmarTrunk, имеющих 4 канала и более, пред­ставляются ретрансляторы Таи Т800 или Kyodo KG-l 10 (другое его название Forward MS-IOI), а в отдельных случаях Vertex VXR-5000.

Для малоканальных систем, не имеющих перспектив дальнейшего развития, можно реко­мендовать те же VXR-5000, а также ретрансляторы Motorola GRSOO, исполненные на базе двух радиостанций СМЗОО или GM350 мощностью до 25 Вт.

Помимо ретрансляторов, нужно особенно ответственно подойти к выбору фильтрующего оборудования базовой станции - дуплексных и полосовых фильтров, комбайнеров, распредели­тельных панелей. И здесь стремление предельно удешевить базовое оборудование может при­вести к отрицательным эффектам в процессе эксплуатации, выражающимся как в помехах на приемных частотах от собственных базовых передатчиков, так и в резком ухудшении парамет­ров системы с течением времени, если было использовано удешевленное фильтрующее обо­рудование от второстепенных производителей.

Кроме того, необходимо подчеркнуть важность предварительного расчета комбинацион­ных частот для каждой базовой станции, который обязательно должен выполняться на этапе проектирования системы с использованием специализированного программного обеспечения.

Если в результате расчетов окажется, что какая-то комбинационная частота лежит рядом с приемными частотами базовой станции, то единственным средством избавиться от помех может оказаться решение о переносе оборудования одного или нескольких рабочих каналов в другое помещение.

Для систем SmarTrunk, где занятость канала определяется по наличию в нем несущей, большие неприятности могут принести и комбинации, частоты которых лежат близко к тем или иным частотам передачи базовой станции. В таких случаях пораженные каналы базовой стан­ции будут гораздо реже заниматься абонентскими станциями, т.е. нагрузка на остальные кана­лы возрастет и пропускная способность системы в целом ухудшится.

Предварительные расчеты комбинационных частот помогут избежать этих неприятностей еще на этапе проектирования и обеспечат максимальную эффективность создаваемой системы SmarTrunk.

АБОНЕНТСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

В транкинговых системах с децентрализованным управлением абонентские радиостанции играют главную роль в реализации транкингового протокола. В системах SmarTrunk и SrnarTrunk II абонентские радиостанции непрерывно и последовательно сканируют рабочие ка­налы транкинговой системы в поисках вызывного сигнала или свободного канала для вызова базовой станции.

Пригодность тех или иных моделей абонентских радиостанций для использования в сис­темах SmarTrunk определяется наличием для них логических модулей, разрабатываемых фир­мой SmarTrunk Systems. Будучи установлен в радиостанцию, логический модуль берет на себя управление всеми ее основными функциями, включая сканирование, включение на передачу и управление работой шумоподавителя. Программирование логических модулей абонентских ра­диостанций выполняется владельцем системы или поставщиком. Радиостанции защищаются от перепрограммирования специальным секретным кодом.

Критериями отбора тех или иных моделей радиостанций для SmarTrunk Systems являются прежде всего способность станции достаточно быстро сканировать рабочие каналы (время пе­реключения должно быть не более 150 мс), а также популярность, качество и стоимость радио­станции.

Естественно, что в числе радиостанций, для которых имеются модули SmarTrunk, в пер­вую очередь следует упомянуть достаточно дешевые модели японских фирм Alinco, Yaesu/Vertex, Kenwood и Standard. Однако чрезвычайная популярность более дорогих радио­станций Motorola заставила SmarTrunk Systems с первого дня существования систем SmarTrunk иметь в ассортименте логические платы для таких радиостанций как СРЗОО, СМЗОО, а впослед­ствии и для СР50, GP68 и GM350. Свидетельством несомненной популярности SmarTrunk явля­ется то, что Motorola включила оборудование SmarTrunk в свои прейскуранты как стандартное для создания недорогих транкинговых систем.

По статистике, собранной в конце 1996 года фирмой SmarTrunk Systems, в России наи­большей популярностью у абонентов SmarTrunk пользовались радиостанции СРЗОО, СМЗОО, GP68 и СР50 (Motorola), DJ-191, DJ-491, DJ-182, DJ-680, DR-130 и DR-430 (Alinco), а также VX- 500 и FTL-2011 (Vertex). Следующими по популярности являлись модели фирм Kenwood и Standard.

В связи с требованием наличия полнодуплексных абонентских радиостанций в системах SmarTrunk, которым разрешено подключение к телефонным сетям общего пользования, следу­ет упомянуть о существующих моделях такого оборудования. Это прежде всего возимые ра­диостанции TM-MDT25 (Telemobile), KG-IOG (Kyodo) и быстро набирающая популярность серия 9200 фирмы Seiki. Эти же радиостанции могут использоваться и в стационарном варианте.

Носимые дуплексные радиостанции для систем SmarTrunk отсутствуют, за исключением двухдиапазонных моделей Alinco и некоторых других фирм. К сожалению, в настоящее время регламентирующие документы не предусматривают возможностей создания транкинговых сис­тем, приемные частоты которых лежали бы, к примеру, в диапазоне 450 МГц, а передающие - в диапазоне 160 МГц.

В составе одной и той же системы SmarTrunk могут одновременно использоваться або­нентские радиостанции различных производителей. Все они будут реализовать основные функ­ции протокола SmarTrunk.

В то же время, отдельные радиостанции могут предоставлять абоненту больше удобств, что связано с особенностями их внутренних микропроцессоров. Так, носимая радиостанция ОРЗОО до последнего времени была единственной, где можно было программировать переклю­чаемые "банки каналов", т.е. выбирать тот или иной набор сканируемых частот. Сейчас анало­гичные возможности имеют носимая радиостанция VX-IO (Vertex) и несколько моделей носи­мых и возимых радиостанций фирмы loom.

Наличие "банков каналов" в случае многозоновых систем SmarTrunk даст возможность абоненту выбирать ту или иную базовую станцию, либо переходить в режим обычной радиосвя­зи при выходе из зоны действия транкинговой системы.

В логических модулях нового поколения реализована также идея наличия не двух, а трех различных системных кодов у каждого абонента, что позволяет обеспечить не только индиви­дуальные и групповые вызовы, но и общесистемные вызовы на случай передачи каких-либо важных сообщений.

Для использования возможностей SmarTrunk II в системах сельской радиотелефонии и других "фиксированных" приложениях разработаны модули серии ST-869, совмещающие функ­ции логического модуля SmarTrunk и телефонного интерфейса.

Модуль ST-869 позволяет подключать обычный телефонный аппарат к симплексной или дуплексной радиостанции и управлять ее работой с клавиатуры телефона. При использовании дуплексной радиостанции ST-869 обеспечивает связь как при обычном телефонном разговоре. При использовании симплексной радиостанции связь будет полудуплексной, но и здесь ST-869 предоставит удобства за счет встроенной системы VOX, которая автоматически включает або­нентскую радиостанцию на передачу от голоса оператора и переводит ее на прием по оконча­нии очередной фразы. Нажатия на тангенту не потребуется.

Модули ST-869 обеспечивают уровень громкости звукового вызывного сигнала, достаточ­ный для работы телефонов и факс-модемов в автоматическом режиме. Имеются рекомендации фирмы SmarTrunk Systems по изготовлению дуплексной стационарной радиостанции на базе двух симплексных радиостанций СМЗОО с использованием ST-869.

СТРУКТУРА И ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ SMARTRUNK

Системы SmarTrunk, а впоследствии и SmarTrunk 11 были разработаны как дешевая аль­тернатива более сложным транкинговым системам МРТ 1327, Smartnet или LTR. Основное при­менение системы SmarTrunk нашли в странах Юго-Восточной Азии, в Китае, а в последние го­ды и в России.

Для России с ее недостаточно развитой телефонной сетью и дефицитом в области услуг мобильной радиотелефонной связи, особенно на периферии, SmarTrunk стал реальным сред­ством "радиотелефонизации" конкурентом "Алтаю", а в некоторых случаях и сотовым сетям.

Главными достоинствами систем SmarTrunk являются широкий ассортимент аппаратуры, простота переделки обычных радиостанций в транкинговые, неприхотливость в выборе рабочих частот.

Для реализации систем SmarTrunk II фирма SmarTrunk Systems в настоящее время выпус­кает контроллеры ST-853 (ранее выпускались ST-852 и ST-850), а также логические модули для многих типов абонентских радиостанций. Выбор тех или иных моделей ретрансляторов и або­нентских радиостанций должен производиться на этапе проектирования системы в зависимо­сти от потребностей и финансовых возможностей заказчика.