logo
А

3 Транкинговые (пучковые) системы

Транкинговые мобильные радиосистемы уже однажды упоминались в данной работе как следующий этап эволюции тех систем голосовой неавтоматизированной радиосвязи, которые использовались для организации технологической связи на сети железных дорог и в различных ведомственных системах (милиция, пожарная охрана, служба скорой помощи, оперативные службы газа и водоканала, энергослужбы, радиофикация таксопарков, связь в воинских подразделениях и т. д.). Это не случайно: сама структура транкинговых сетей наиболее полно отвечает требованиям именно этих групп пользователей, хотя транкинговые системы иногда искусственно адаптируются для нужд городской телефонии и вводятся в коммерческую эксплуатацию, составляя в наших условиях весьма серьёзную конкуренцию сотовым сетям [17]. Впрочем, эта тенденция была характерна лишь для постсоветского пространства конца 1990-х, начала 2000-х годов (и вызвана она была огромной разницей в стоимости услуг сотовой и проводной телефонии, которая и оставляла экологическую нишу для подобного рода адаптаций), истинное же и первоначальное назначение транкинга – создание ведомственных сетей. Кроме того, транкинговые системы позволяют более рационально использовать радиочастотный ресурс, без чего на каком-то этапе становится невозможно дальнейшее расширение ёмкости сети радиосвязи.

Транкинг (англ. trunking) – это система многоканальной голосовой радиосвязи, которая обеспечивает равный доступ ко всем имеющимся в её распоряжении каналам для всех абонентов или групп абонентов. Иными словами, это метод доступа многих пользователей к общему канальному ресурсу. И хотя подавляющее число современных систем связи, включая сотовую и обычную проводную телефонию, действуют по такому же принципу, под транкинговыми сетями понимают вполне определённый класс систем связи, а именно беспроводные корпоративные сети, использующие принцип свободного доступа абонентов к нескольким общим каналам [59]. Совокупность находящихся в распоряжении системы каналов образует её канальную базу (англ. trunk – пучок, ствол), отсюда и пошло название подобных систем: транкинговые или пучковые. Нужно отметить, что русскоязычный термин, обозначающий подобные системы, до конца так и не устоялся – в различных источниках встречаются варианты „транкинговые“, „транковые“ и „пучковые“ [1, 59]. В своё время канальная база отечественной системы „Алтай“ обозначалась термином „ствол“.

доступ к каналу предоставляется только на время проведения сеанса связи, сразу же по её завершении канал может быть использован другой парой абонентов. В этом заключается принципиальное отличие транкинга от неавтоматизированной голосовой радиосвязи, где за группой абонентов жёстко закрепляется определённая рабочая частота (канал связи), который

Рис. 4 Транкинговые системы

25

большую часть времени фактически не используется. Такой способ распределения каналов (пришедший, кстати, в радиосвязь из проводной телефонии, где он издавна применялся при организации соединений между автоматическими телефонными станциями (АТС), зонами и на междугородних линиях) позволяет очень рационально использовать частотный ресурс и при ограниченном количестве каналов почти неограниченно расширять абонентскую базу. В случае необходимости проведения сеанса связи абонент с помощью мобильной станции (терминала) подключается к системе, которая автоматически находит свободный канал и через него осуществляет вызов и соединение [13]. Расход рабочих частот (и, соответственно, стоимость построения сетей) позволяет существенно сократить и объединение абонентов в радиосети или разговорные группы (РГ), формируемые по принципу общей заинтересованности пользователей. Такая структура системы позволяет слышать разговор одной пары абонентов всем абонентам данной разговорной группы (кроме общего вызова разговорной группы для проведения конфиденциальных разговоров возможен индивидуальный вызов отдельной мобильной станции, такой разговор слышат только два абонента), что удобно для ведомственной связи [1] (в случае строительства коммерческой сети для нужд городской телефонии адаптация транкинговой системы в основном сводится к тому, что формирование разговорных групп не производится, а каждый вызов обрабатывается отдельным каналом; расход частот при этом несколько возрастает). При нарушении связи в разговорной группе в результате наведения помех поражённый разговорный канал автоматически заменяется на новый [1].

Вся связь в транкинговых системах осуществляется через базовые радиоретрансляционные управляющие пункты (сайты), размещаемые в определенных точках территорий и обеспечивающие их электромагнитное покрытие. Именно сайтовый ретранслятор производит все описанные выше действия по выделению свободного канала, замене поражённого канала и т. д. [1]. С другой стороны, применение базового ретранслятора позволяет существенно уменьшить выходную мощность абонентских радиостанций, что важно в первую очередь с точки зрения экономного расхода энергии встроенного аккумулятора и, кроме того, уменьшает вредное воздействие электромагнитного излучения на работающего с радиостанцией абонента. Заявки на предоставление канала могут поступать одновременно от нескольких станций, поэтому сайтовый ретранслятор имеет доступ к целому ряду (или „пучку“) радиоканалов [1]. Собственно от слова „пучок“ („trunk“) и происходит название подобных систем радиосвязи, причём этот англоязычный термин, как и сам принцип, был позаимствован конструкторами при разработке первых систем из упоминавшейся уже проводной телефонии [13]. В случае, если мобильная станция даёт запрос на соединение, а свободный разговорный канал отсутствует, абонент слышит

26

ряд коротких гудков, а контроллер базового ретранслятора автоматически ставит эту мобильную станцию в очередь. При освобождении канала абонент получает сообщение тональным сигналом о возможности организации соединения [1]. В результате общее время доступа отдельного абонента к полностью загруженной транкинговой системе очень редко превышает несколько секунд [12].

Наконец, необходимо остановиться на такой особенности транкинговых радиосистем, как возможность организации связи минуя базовый ретранслятор (прямая связь). Такая связь может осуществляться на каналах, не используемых базовым ретранслятором, вне зоны действия ретранслятора или при выходе его из строя. Если базовый ретранслятор действует и прямая связь предполагается на неиспользуемых частотах, базовый контроллер после получения соответствующего запроса передает по управляющему каналу на мобильные станции номер канала прямой связи и они автоматически на него перестраиваются [1].

Ко всем перечисленным выше достоинствам транкинга автоматически добавляется ещё одно, непосредственно вытекающее из самого принципа действия подобных сетей – скрытность связи на так называемом системном уровне. Связь назначается системой на произвольном канале, выделенном только на время одного сеанса, канал этот становится недоступен для остальных пользователей сети. Кроме того, из–за случайности назначения каналов значительно затрудняется прослушивание конкретных абонентов посторонним (несистемным) наблюдателем [18]. В цифровых транкинговых системах вся передаваемая информация изначально шифруется по специальному криптоалгоритму, что ещё больше затрудняет прослушивание [1]. В случае необходимости большинство транкинговых систем позволяют дополнительно вводить в состав абонентских станций голосовые шифраторы (скремблеры), которые значительно повышают секретность проводимых сеансов связи [18].

Таковы в общих чертах принципы работы транкинговых систем радиосвязи. Рассмотрим теперь эти системы более подробно.

Начало разработки транкинговых систем радиосвязи приходится на конец 70-х годов 20 века и связано, с одной стороны, с растущим дефицитом частот, в условиях которого дальнейший рост абонентской базы мог быть достигнут только при построении систем, радиоканалы у которых могли бы перераспределяться между абонентами [18], а с другой стороны, с уменьшением габаритов, энергоёмкости и стоимости микропроцессоров и другой цифровой элементной базы, которая могла на аппаратном уровне обеспечить построение и функционирование подобных систем. Итогом этих разработок было создание к началу 80-х годов 20 века аналогово–цифровой системы „Алтай“ в СССР и ряда аналоговых систем первого поколения (ныне очень мало используемых) в Европе и Америке [18]. Практически сразу же после реализации аналоговых транкинговых систем на Западе

27

последовала разработка протоколов4 и строительство аналогово–цифровых систем второго поколения (Рис. 4 Транкинговые системы).

Интересно отметить, что в те годы Советский Союз действительно занимал передовые позиции в ряду разработчиков транкинговых систем связи, а система „Алтай“, возможно, стала первой реализованной в широких масштабах аналогово-цифровой транкинговой системой в мире [59]. Разработанная в конце 50-х – начале 60-х годов (по другим сведениям – в середине 60-х годов) 20 века как аналоговая псевдотранкинговая система, на начальных этапах система „Алтай“ разворачивалась в виде кустового покрытия крупных областных центров. Причём уже с самых первых шагов она была глубоко интегрирована в ТФОП6. К началу 80-х годов 20 века система „Алтай“ эволюционировала в мощную многосайтовую аналогово-цифровую профессиональную транкинговую систему, сохраняя при этом тесную интеграцию с проводными телефонными сетями общего пользования. Учитывая величину территории, которую занимал бывший СССР, можно оценить грандиозность решённой задачи, тем более, что для построения системы использовалась в основном аппаратура отечественного производства. По состоянию на конец 2009 года система „Алтай“ продолжает оставаться в строю и довольно успешно используется в ряде регионов Российской Федерации и в других стран СНГ, в том числе и в Украине.

Теоретически такие транкинговые системы были способны обслуживать десятки тысяч абонентов, однако, на практике вследствие ограниченности выделенного для них частотного ресурса и ограниченной производительности центральных контроллеров они оказались малопригодными для создания сетей с числом абонентов более 3 – 5 тысяч [19].

С начала 90-х годов 20 века транкинговая связь сначала в США, а затем и в Европе стала постепенно переходить на полностью цифровую основу. Это позволило многократно увеличить ёмкость систем, резко повысить качество радиообмена, решить на достаточно высоком уровне проблему несанкционированного доступа в системы и даже позволило организовать передачу данных по голосовым каналам с весьма высокой для того времени скоростью (9,6 – 19,2 Кбит/с) [19]. Таким образом, цифровые системы мобильной транкинговой радиосвязи третьего поколения имеют неоспоримые преимущества перед всеми другими транкинговыми системами практически по всем параметрам. На сегодняшний день все новые сети рекомендуется проектировать и строить только на основе цифровых стандартов, если это бывает экономически обоснованно. На долю аналогово–цифровых стандартов теперь приходятся, в основном, частные сети малой ёмкости.

Протоколов (стандартов) транкинговой мобильной радиосвязи разработано на сегодня достаточно много и в рамках данной публикации

28

даже просто упомянуть их все невозможно. Остановимся на тех из них, которые получили в настоящее время наибольшее распространение, сразу же введя их классификацию по принципу организации радиоканала.

1 Аналоговые протоколы – данных нет, предположительно SmarTrunk I.

2 Аналогово–цифровые протоколы:

3 Цифровые протоколы:

29

Протокол TETRA предполагал использование механизма временного разделения каналов (TDM), остальные протоколы базировались на методе частотного разделения каналов (FDM) [59].

Полностью аналоговые протоколы предусматривают обработку и передачу речевого сигнала и передачу команд управления только в аналоговой форме. Алгоритм работы аналогово–цифровых стандартов предполагает обработку и передачу речевого сигнала в аналоговой форме, а передачу команд управления – в цифровой форме. Цифровые протоколы предусматривают как обработку и передачу полезного сигнала (причём в данном случае не обязательно речевого, это вполне может быть и передача данных), так и передачу команд управления только в цифровой форме. Строго говоря, разделение на аналоговые и аналогово–цифровые протоколы весьма условно, ибо в системе с аналоговой передачей речевого сигнала передача любых команд управления в закодированной форме уже может считаться цифровой. Поэтому многие источники, в частности [1, 13, 19], делят все транкинговые протоколы на аналоговые и цифровые фактически только по способу обработки полезного сигнала. Источник [20] выделяет в отдельный пункт ещё и аналоговые протоколы, по которым, однако, практически не приводит данных. Тем не менее, такой подход, видимо, будет наиболее полным, так как именно он отражает принцип классификации протоколов по принципу организации радиоканала и первые системы (получившие, впрочем, очень ограниченное распространение) ввиду практически полного отсутствия канала управления (команды управления передавались, скорее всего, по речевому каналу даже без организации субканалов) действительно можно отнести к аналоговым. Автор ещё раз обращает внимание читателя на то, что имеют право на жизнь оба варианта классификации и предупреждает, что ко всем сведениям, приведенным здесь относительно полностью аналоговых систем нужно относиться с известной долей осторожности ввиду почти полного отсутствия информации по ним в доступных источниках.

Дальнейшую классификацию транкинговых систем мобильной радиосвязи можно проводить ещё по нескольким группам параметров [20].

Все протоколы транкинговой связи можно разделить по топологии построения систем на их основе (или по числу обслуживаемых территориальных зон) на псевдотранкинговые (односайтовые, однозоновые) и профессиональные транкинговые (многосайтовые, многозоновые).

Псевдотранкинговые системы обеспечивают охват ограниченной территории при помощи одной базовой станции (сайта), обычно диаметр радиопокрытия (зоны обслуживания) – около 70 – 100 км вокруг базовой станции [13]. Радиус зоны обслуживания у таких систем зависит главным образом от высоты размещения антенн базовой станции и рельефа местности

30

[13, 20]. Примером псевдотранкинговых систем могут служить SmarTrunk II, StartSite, SmartWorks, SmartNet, система „Алтай“ начальных этапов реализации.

Протоколы профессионального транкинга с самого начала предполагают возможность создания многосайтовой (многозоновой) системы связи путём размещения на местности нескольких базовых станций (сайтов) [13]. В зависимости от структуры различают два типа конкретной реализации профессиональных транкинговых систем – системы с распределённой межзоновой коммутацией (каждая базовая станция имеет собственное подключение к телефонной сети общего пользования или к специальной сети с коммутацией пакетов, которая соединяет сайты между собой) и системы с централизованной коммутацией (весь трафик обрабатывается межзоновым коммутатором, соединённым с базовыми станциями выделенными каналами, этот коммутатор реализует связь с телефонной сетью общего пользования, а в случае построения цифровых систем – ещё и с внешними локальными сетями и Internet) [20]. Все профессиональные транкинговые протоколы обязательно предусматривают автоматический роуминг5 мобильных станций в пределах данной системы [13, 20]. Организация взаимодействия между базовыми станциями в многосайтовых системах может осуществляться по проводным и радиорелейным каналам, каналам ВОЛС (волоконно–оптических линий связи), цифровым телефонным каналам и каналам передачи данных [20]. Примерами протоколов, на основе которых возможно построение профессиональных транкинговых систем, могут служить аналогово–цифровые протоколы MPT 1327, LTR, Smart Zone, EDACS, система „Алтай“ поздних стадий реализации, а также практически все цифровые протоколы транкинга. Кроме того, необходимо иметь в виду, что на основе практически любого профессионального транкингового протокола возможно строительство псевдотранкинговой односайтовой системы, причём в будущем при необходимости её, как правило, можно превратить в многосайтовую путём добавления других сайтов. Многие псевдотранкинговые протоколы с некоторыми оговорками также имеют аналогичную возможность, при этом многосайтовые системы на их основе обычно реализуются в варианте с распределённой межзоновой коммутацией.

По типу управления базовым оборудованием различают транкинговые системы с децентрализованным управлением (аналоговые стандарты, аналогово–цифровые стандарты SmarTrunk II, система „Алтай“; поиск свободных каналов выполняют абонентские радиостанции, ретрансляторы (если их несколько) напрямую не связаны между собой, что приводит к увеличению времени установления соединения) и системы с централизованным управлением (в системе организованы два типа каналов радиосвязи: рабочие – traffic channel и управляющие (контрольные) – control

31

channel, все запросы на связь и системные оповещения передаются только по каналу управления, эти каналы всегда цифровые) [20].

Системы с централизованным управлением по способу организации канала управления в свою очередь подразделяются на два типа: с распределенным и выделенным частотным каналом. В первом случае по каждому частотному каналу системы передается не только речь, но и управляющая информация. Она распределяется между низкоскоростными субканалами, совмещёнными со всеми рабочими каналами. Эти так называемые парциальные (т. е. совмещающие передачу полезного сигнала и команд управления) каналы организуют путём объединения рабочего частотного канала с субтональным управляющим каналом, лежащим в диапазоне частот 0 – 300 Hz. Схема транкинга с распределенным каналом управления реализована в системе LTR Multi – Net на базе оборудования фирмы E. F. Johnson. В сетях с выделенным частотным каналом (аналогово–цифровые стандарты МРТ 1327; семейство StartSite, SmartWorks, SmartNet, SmartZone; EDACS; все цифровые стандарты) формируется постоянный выделенный канал управления, который реализуется на основе протокола типа ALONA и обеспечивает передачу цифровой информации со скоростью до 9,6 Кбит/с [20]. При выходе из строя канала управления его роль автоматически берёт на себя любой рабочий канал [18].

По способу предоставления (удержания) канала связи можно выделить сети, обеспечивающие постоянный канал связи с абонентом в течение всего сеанса (message trunking – транкинг сообщений, более предпочтителен при дуплексной связи, особенно при подключении к телефонным сетям общего пользования, стандарты SmarTrunk II, МРТ 1327) и сети, где канал связи переназначается во время сеанса (transmission trunking – транкинг передачи, стандарт EDACS и все цифровые стандарты). При реализации транкинга передачи канал освобождается практически сразу после окончания работы передатчика абонента или базовой станции, а при следующем включении передатчика занимается любой другой канал. В аналогово–цифровых системах транкинг передачи реализуется только в симплексном (полудуплексном) режиме работы, в полностью цифровых системах при достаточном количестве каналов он может реализовываться и в дуплексном режиме. Способ очень эффективен с точки зрения использования каналов, однако при высокой загрузке сети может увеличиваться задержка ответа, что становится практически незаметно только в цифровых системах [20].

Не останавливаясь более подробно на особенностях конкретных протоколов транкинговой мобильной радиосвязи, рассмотрим типовые функции, доступные в большинстве таких систем. Это переговоры в группе (под группой подразумевается как вся разговорная группа транкинговой системы или какая–либо её часть на определённой территории, так и произвольная группа из более чем двух мобильных станций), вызов–оповещение (объединение нескольких разговорных групп для проведения

32

селекторных совещаний с участием всех абонентов), конфиденциальный вызов (вызов одной мобильной станции другой мобильной станцией, остальные члены разговорной группы не слышат разговора), передача по пейджеру (передача идентификационного кода с одной радиостанции на другую, при этом вызывающий абонент убеждается, что вызываемая станция включена и находится в зоне действия сети, а вызываемый абонент видит на дисплее своей станции номер вызывающего его абонента и действует по заранее оговоренному сценарию, необходимы мобильные станции с дисплеем и клавиатурой), выход на телефонную сеть общего пользования (станции с дисплеем и клавиатурой, связь не всегда возможна в дуплексном режиме, что не совсем удобно абонентам фиксированной телефонной сети), режим обычной (неавтоматизированной) голосовой радиосвязи минуя ретранслятор (абоненты должны находится на расстоянии не более 1 – 2 км друг от друга, связь возможна вне зоны действия системы, при выходе из строя базового ретранслятора или на свободных частотах, назначаемых базовой станцией).

Более сложные аналогово–цифровые системы (например, стандарта МРТ 1327) реализуют передачу циркулярных сообщений (аналогично функции „вызов – оповещение“, однако вызываемые мобильные станции до его окончания могут работать только на приём), возможность экстренного вызова заранее запрограммированного номера, вызов диспетчерских телефонов, подключённых к системе, передача статусных цифровых сообщений (числам от 0 до 15 программно задаются короткие сообщения, например, „GO HOME“, которые при приёме числа высвечиваются на дисплее станции, передаются через канал управления, быстрая доставка даже при перегрузке системы), передача коротких цифровых сообщений до 704 бит через канал управления (источник – компьютер, подключённый к мобильной станции, данная функция обычно используется в случае необходимости передачи телеметрической информации с удалённых объектов), передача длинных цифровых сообщений (передача данных) с занятием рабочего канала (формат – произвольный, например, связь двух компьютеров через модемы, факсимильная связь и т. п. со скоростью от 1200 до 4800 бит/с), переадресация входящих вызовов на другого абонента, определение номеров вызывающих станций (внутри системы), записные книжки разной ёмкости (зависит от типа мобильной станции) [21]. Цифровые системы кроме этого могут дополнительно обеспечивать (в зависимости от протокола связи и варианта реализации конкретной технической системы) пакетную передачу данных со скоростями от 7,2 до 28,8 Кбит/с, доступ к сети Internet, отправку и приём сообщений по электронной почте, подключение локальных и корпоративных компьютерных сетей и тому подобные сервисы [22]. Некоторые протоколы

(например, все TETRA–подобные) поддерживают при передаче данных в пакетном режиме стандартный сетевой протокол TCP/IP [16]. Для протокола

33

TETRA даже были разработаны два стандарта системы: TETRA PDO для передачи данных и TETRA V+D, поддерживающий как передачу данных, так и речевой обмен [59].

Как видно из перечня основных функций транкинговых сетей, он значительно отличается (причём обычно – в большую сторону) от аналогичного перечня связевых функций, доступных в сотовых сетях (хотя большинство этих функций всё же ориентировано на удовлетворение нужд технологической производственной связи). С другой стороны, в таких сетях иногда нет возможности работать в дуплексном режиме, что, безусловно, нужно отнести к недостаткам транкинга.

Надёжность транкинговой связи намного выше, чем телефонной сотовой связи за счёт того, что в сотовой связи при выходе из строя центрального коммутатора вся система оказывается полностью парализованной, так как он участвует в коммутации абсолютно всех соединений, а транкинг на уровне центрального коммутатора осуществляет коммутацию только станций, находящихся в разных сайтах (имеется в виду многосайтовая система). Таким образом при выходе из строя центрального коммутатора каждый сайт начинает работать как отдельная псевдотранкинговая сеть. При выходе из строя базовой станции сайта соседние с ним сайты частично перекрывают его окраинные районы, кроме того, как уже говорилось ранее, в пределах 1 – 2 км возможна прямая связь станций (она возможна также и вне зоны действия сети) [1]. Некоторые системы (например, TETRA) допускают расширение зоны покрытия с помощью мобильных станций [59].

Стоимость построения сети профессиональной транкинговой мобильной радиосвязи при этом всегда существенно ниже стоимости построения сотовой сети на аналогичной территории за счёт большого радиуса действия базовых станций сайтов (до 70 – 100 км) и возможности использования одних и тех же частот на соседних сайтах (за счёт временнóго разделения каналов, работающих на одной частоте, в основном это касается цифровых систем) [20].

Обзор типовых функций, реализуемых в транкинге, логично было бы закончить кратким описанием интегрированной системы iDEN, объединяющей в одной сети (и в одном мобильном терминале) функции трёх основных на сегодняшний день средств наземной мобильной связи – транкинговой, сотовой и пейджинговой. Система iDEN была создана компанией Motorola в середине 90-х годов 20 века, первая сеть была развернута в США компанией NEXTEL в 1994 году. На сегодня эта сеть является общенациональной и обслуживает несколько миллионов абонентов, сети iDEN развернуты в Канаде, Колумбии, Аргентине, Бразилии, Мексике, Перу, Чили, Венесуэле, Японии, Китае, Южной Корее, Израиле и др. [2]. С терминала системы можно получить доступ практически ко всем функциям цифрового транкинга (в дуплексном режиме) и мобильной телефонии,

34

отправлять и принимать короткие алфавитно–цифровые сообщения, пользоваться услугами голосовой почты (voice mail) и т. п. Выпускаются и так называемые двухмодовые (совмещённые) терминалы, позволяющие получить доступ как в сеть iDEN, так и в сети сотовой телефонной связи стандарта GSM (например, iDEN/GSM терминал i2000) [2]. Кроме этого, все терминалы iDEN имеют встроенный модем и могут использоваться для передачи данных и факcов по сети со скоростями в коммутируемом режиме до 9,6 Кбит/с и в пакетном режиме до 64 Кбит/с. Передача данных с такими скоростями открывает широчайшие возможности для работы с электронной почтой, Internet, передачи факсов, обмена данными и т. д. Причём схема коррекции ошибок с опережением обеспечивает надёжную передачу данных, а пакетный режим передачи данных поддерживает стандартный сетевой протокол TCP/IP. Система организована по модульному принципу, могут создаваться различные её реализации в зависимости от нужд клиента. Так, первоначально сеть iDEN может быть развернута как транкинговая система, а затем к ней можно добавлять по мере необходимости возможности мобильной телефонии, передачи текстовых сообщений и данных [19].

Самые первые аналоговые транкинговые системы представляли собой системы аналоговой радиосвязи с каналами фиксированной ширины (в основном 12,5 или 25 kHz) и средствами предоставления доступа к этим каналам. Собственно, все стандарты в области аналоговой транкинговой связи специфицировали систему сигнализации и самые общие требования к приёмопередающей аппаратуре, никак не ограничивая механизм непосредственной передачи в радиоканале. В наиболее простых аналоговых системах абонентские станции представляли собой стандартные портативные радиостанции соответствующих диапазонов, оснащённые дополнительным транкинговым модулем [59]. Портативность таких радиостанций была весьма относительной, по большей части они предназначались для установки на автомобили или для стационарного использования.

Абонентское оборудование транкинговых сетей на более поздних этапах развития подобных систем представляло собой портативные симплексные (полудуплексные) радиостанции с ограниченным набором функций, которые не имели дисплея и цифровой клавиатуры. Они до сих пор используются для работы в замкнутых группах и если имеют выход на телефонные сети общего пользования, то только через диспетчера. В настоящее время выпускаются портативные симплексные (полудуплексные) радиостанции с расширенным набором функций, дисплеем и цифровой клавиатурой, которые постепенно вытесняются дуплексными радиостанциями, внешне и по весу напоминающими сотовые телефонные аппараты. Выпускаются и автомобильные радиостанции, причём в состав современного автомобильного терминала часто входит спутниковый навигационный приёмник системы GPS, позволяющий определять

35

координаты объекта, выводить их на дисплей станции и передавать в диспетчерский центр. Кроме того, существуют стационарные радиостанции (главным образом для подключения диспетчерских пультов управления), а также специальные терминалы передачи данных для аналоговых систем – радиомодемы (в цифровых сетях интерфейс передачи данных типа RS – 232C встраивается во все абонентские радиостанции) [20].

Транкинговые аналоговые и аналогово–цифровые системы радиосвязи работают на частотах 120 – 170 MHz и 400 – 470 MHz. Цифровые системы функционируют в диапазоне 400 – 470 MHz (в Европе) и 800 MHz и более (в США) [13]. Частотную полосу для работы радиосистем в Украине выделяет Укрчастотнадзор, при развёртывании сети национального масштаба необходимо выделение так называемых сквозных частот (закреплённых за данным оператором на всей территории страны) [13]. Европейский стандарт TETRA технически может использовать диапазоны от 150 до 900 MHz [19]; строго говоря, физические параметры радиоинтерфейса позволяют использовать технологии TETRA в диапазоне частот от 60 MHz до 1 GHz [22, 59]. В странах Европы для систем на основе этого стандарта выделены диапазоны 410 – 430 MHz, 870 – 921 MHz (в первую очередь) или диапазоны 450 – 470 MHz (перекрывает частотный диапазон сотовой системы первого поколения (1G) NMT 450, сегодня в нём могут быть развёрнуты системы поколения 3G) и 385 – 390/395 – 399,9 MHz. Радиоинтерфейс стандарта TETRA предполагает работу в стандартной сетке частот с шагом 4 (в одной частотной полосе последовательно отводится время для передачи четырёх логических каналов), радиоканалы разнесены с интервалом 25 kHz, дуплексный разнос каналов приёма и передачи для системы должен составлять 10 MHz [19]. Система „Алтай“, разработанная в бывшем СССР, работала в диапазоне частот 300 – 344 MHz [22] (другой источник указывает диапазон 300 – 304 MHz [18]) и обеспечивала работу до 36 радиоканалов (аппаратура МТ – 48 производства компании NOKIA, созданная для работы в СССР в этом же частотном диапазоне, обеспечивала поддержку до 48 радиоканалов) [22]. Для сравнения, стандарт SmarTrunk II поддерживает работу до 16 каналов, MPТ 1327 поддерживает до 24 каналов в каждом сайте (включая контрольный) [21]. TETRA–подобные системы за счёт применения технологии многопользовательского доступа с временным разделением каналов TDMA (4 абонента на одном частотном канале) могут обслуживать до 64 несущих частот в каждом сайте, что эквивалентно 256 логическим каналам [22]. На других цифровых системах и применяемых в них технологиях ввиду ограниченности объёма данной работы мы подробно останавливаться не будем.

К перспективам развития транкинговых систем мобильной радиосвязи можно отнести разработки по оцифровке голосовой информации в аналогово–цифровых системах второго поколения, разработку и строительство полностью цифровых систем третьего поколения (для Европы

36

и постсоветского пространства – TETRA–подобных систем), а в более отдалённой перспективе – создание общей интегральной информационной сети, совмещающей в себе все виды наземной мобильной связи (транкинговой, сотовой, спутниковой и приложений GPS) [19]. Есть сведения, что уже сейчас в ряде европейских стран ведётся разработка TETRA–подобных систем транкинговой мобильной радиосвязи фазы 2, полностью интегрированных в действующие сети цифровой сотовой связи стандарта GSM. Такой подход к проектированию и реализации фазы 2 TETRA–подобных систем особенно актуален для Европы (включая Украину) и Российской Федерации, так как именно здесь сети стандарта GSM получили исключительно широкое распространение.

В завершение раздела позвольте привести примерный порядок действия (логику работы) портативной транкинговой радиостанции на примере станций Motorola GP1200 и Motorola GMI1200, работающих совместно с транкинговой системой радиосвязи на базе протокола МРТ 1327 (информация приведена в источнике [21]).

Сразу после включения мобильная радиостанция начинает поиск канала управления (контрольного канала) сайта с самым высоким уровнем сигнала в той точке, в которой она располагается в данный момент. Выбрав такой сайт, станция регистрируется в нём, и с этого момента системе становится известно, что радиостанция с данным номером включена и находится в зоне радиовидимости данного сайта. Теперь все входящие вызовы, адресованные ей, будут направлены в этот сайт. Зарегистрировавшись, станция переходит в дежурный режим.

Находясь в дежурном режиме, радиостанция постоянно прослушивает канал управления (контрольный канал) сайта, в котором она зарегистрирована. При этом она производит проверку адресов всех вызовов и отбрасывает, т. е. никак не реагирует на вызовы, адресованные другим радиостанциям, одновременно непрерывно проверяя качество приёма. В случае ухудшения приёма канала управления (снижения уровня сигнала ниже определённого порога), что обычно означает выход за пределы радиовидимости сайта, радиостанция повторяет процедуру поиска сайта с самым высоким уровнем сигнала и процедуру регистрации в нём.

При совершении исходящего вызова радиостанция передаёт его в контрольный канал того сайта, в котором она зарегистрирована. Если вызываемый абонент находится внутри того же сайта, соединение устанавливается на уровне сайта без участия центрального коммутатора. Если вызываемый абонент в зоне радиовидимости данного сайта отсутствует или является абонентом другой системы связи (телефонной сети общего пользования, сотовой сети и т. д.), на которую имеет выход данная транкинговая сеть, запрос на соединение передаётся сайтом на центральный коммутатор, который и устанавливает такое соединение. Если вызов

37

адресован абоненту данной сети, зарегистрированному в данный момент в другом сайте, в соединении участвует и этот сайт.

При выходе из строя центрального коммутатора связь внутри каждого сайта продолжает функционировать. В случае выхода из строя базовой станции сайта соседние с ним сайты перекрывают (хотя и не полностью) зону его действия и связь в большинстве случаев возможна через них. Кроме того, при полном выходе сети из строя (практическая вероятность чего очень мала) или вне зоны её действия в пределах 1 – 2 км возможна прямая связь между радиостанциями.

После установления соединения сайт (или оба сайта – вызываемый и вызывающий) отводит для него свободный рабочий (трафиковый) канал и даёт команду мобильной радиостанции перейти на него. С этого момента начинается разговор между абонентами. Он продолжается до окончания соединения, которое может быть прервано любым из участвующих в нём абонентов путём нажатия кнопки „Отбой“ (абонентом телефонной сети общего пользования – нажатием на рычажный переключатель телефонного аппарата или возвращением на него микротелефонной трубки), либо по инициативе системы (в случае истечения предельного времени разговора, если такой параметр задан, или при длительном отсутствии приёма сигналов от радиостанций). После этого радиостанции возвращаются в дежурный режим, а занимавшийся ими рабочий (трафиковый) канал освобождается.

Следует отметить, что наибольший расцвет транкинговых сетей всё же пришёлся на период начала – середины 90-х годов 20 века. С широким распространением сотовой связи и уменьшением стоимости её использования на долю транкинговых систем остались весьма специфические области применения, где проявляются их основные достоинства – малое время установления соединения, автономность сети, защищённость от несанкционированного доступа, высокая надёжность. Транкинговые сети особенно эффективны в областях, где стоимость самой дорогой системы связи несоизмерима с возможными последствиями сбоев или несанкционированного доступа. Речь идёт о диспетчерских службах в энергетических и транспортных сетях, о силовых ведомствах, оперативных службах и т. д. [59]. В этих сферах транкинговая радиосвязь ещё долго будет востребованной и в обозримом будущем не будет испытывать серьёзной конкуренции со стороны других средств беспроводной связи.

38