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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Möglichkeiten zur Organisation der Funkkommunikation. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Zivile Funkkommunikation Dieser Artikel richtet sich in erster Linie nicht an Fachleute auf dem Gebiet der Funkkommunikation, sondern an Manager und Mitarbeiter von Firmen, Betrieben und Strukturen, die ihren eigenen Dienst oder ein kommerzielles Funkkommunikationssystem organisieren und vor dem Problem der Auswahl der Ausrüstung und des Typs stehen des Systems. In der geplanten Artikelserie werden Systeme betrachtet, die von einfachsten Simplex-Funknetzen bis hin zu gebündelten Mehrzonensystemen reichen. (Fragen des CB-Zivilfunks im 8-MHz-Band werden hier nicht berücksichtigt). Wir hoffen, dass die in diesen Artikeln bereitgestellten Informationen potenziellen Käufern und Benutzern dabei helfen, ihr Wissen über Funkkommunikation zu erweitern und ein solches Schema zum Aufbau eines Kommunikationssystems und einer Kommunikationsausrüstung zu wählen, das den Besonderheiten ihrer Aktivitäten am besten entspricht. 1. Frequenzbänder Für die Organisation professioneller Funkkommunikationsnetze in Russland wurden folgende Frequenzbereiche zugewiesen:
Für die Organisation von Funkkommunikationssystemen müssen Frequenzbewertungen vergeben werden. Genehmigungen zur Nutzung von Funkfrequenzen werden in der Regel von der Landesaufsichtsbehörde für Kommunikation erteilt. Ausnahmen bilden eine Reihe von Abteilungskommunikationssystemen, beispielsweise Energiestrukturen, denen dedizierte Frequenzteilbänder zugewiesen sind. Um jedoch ein Kommunikationssystem in den angegebenen Bereichen zu erstellen, ist es in jedem Fall erforderlich, Frequenzbewertungen zuzuweisen. 2. Arten von Funkgeräten Die auf dem russischen Markt präsentierten Funkgeräte lassen sich nach folgenden Kategorien in Gruppen einteilen: Professionelle, kommerzielle und Amateurstationen unterscheiden sich in der Regel nicht in grundlegenden funktechnischen Parametern (Frequenzbänder, Ausgangsleistung, Empfindlichkeit). Die Wahl des einen oder anderen Gerätetyps wird durch die Betriebsbedingungen, den erforderlichen Funktionsumfang usw. bestimmt. natürlich bezahlbares Geld (professionelle Radiosender können beispielsweise doppelt so viel kosten wie kommerzielle). 3. Funkreichweite Die Kommunikationsreichweite hängt von einer Vielzahl von Parametern ab (Freifläche oder Stadt, Gelände, Antenneninstallationshöhe, Interferenzpegel usw.) und kann nur experimentell genau bestimmt werden. Ungefähre Werte der Funkkommunikationsreichweite sind in Abb. 1 dargestellt. XNUMX.
4. Frequenzkanäle und Betriebsarten von Radiosendern Die überwiegende Mehrheit der modernen Radiosender arbeitet im Simplex- oder Halbduplex-Modus. In diesem Fall sind Empfang und Senden nicht gleichzeitig möglich. Durch Drücken der PTT-Taste wird die Station zum Senden eingeschaltet. Beim Loslassen der PTT wechselt die Station in den Empfangsmodus. Die Sende- und Empfangsfrequenzen bilden einen Frequenzkanal und können im Allgemeinen unterschiedlich sein. Sind Sende- und Empfangsfrequenz gleich, spricht man von Simplex. Sind Sende- und Empfangsfrequenz unterschiedlich, handelt es sich um einen Vollduplex-Kanal und die Funktionsweise der Radiosender um Halbduplex. Im Vollduplex-Modus (d. h. wenn Senden und Empfangen gleichzeitig erfolgen und die Sendetaste nicht gedrückt werden muss) können nur Vollduplex-Funkgeräte auf einem Duplexkanal betrieben werden. Es ist zu beachten, dass fast alle Radiosender, unabhängig von der Art des Frequenzkanals, im Simplex- (oder Halbduplex-)Modus arbeiten (Duplex-Radiosender sind aufgrund ihrer hohen Kosten nicht sehr verbreitet). Das Radio kann mit den Parametern verschiedener Kanäle programmiert werden. Je nach Modell des Radiosenders kann die Anzahl der Kanäle zwischen 1 und 100 oder mehr variieren. 5. Simplex-Funknetze Die Wahl des Funknetztyps richtet sich nach der verfügbaren Frequenzressource, der Anzahl der Nutzer und den Besonderheiten ihrer Arbeit. Betrachten wir die einfachste Option, bei der eine Nennfrequenz (eine Simplexfrequenz) verwendet wird. In der Regel ist die Anzahl der in diesem Modus betriebenen Radiosender gering (5-25). Das Funknetz kann tragbare, Fahrzeug- und stationäre Funkgeräte nutzen. Alle sind gleich. Natürlich ist die Kommunikationsreichweite zwischen Kfz-(stationären) Stationen höher. Im einfachsten Fall hören sich alle Nutzer von Radiosendern, die auf derselben Frequenz arbeiten, gegenseitig und rufen den gewünschten Teilnehmer per Sprache an (Abb. 2).
Eine ziemlich häufige Option ist, wenn eine der Stationen ein Kontrollraum ist (Abb. 3). Dies ist normalerweise eine feste Station mit einer Antenne mit hohem Gewinn, die hoch genug platziert ist. Gleichzeitig erhöht sich durch die richtige Wahl des Antennentyps und dessen Platzierung die Kommunikationsreichweite mit der Dispatcher-Station und Teilnehmer, die nicht direkt miteinander kommunizieren können, können eine Nachricht über den Dispatcher senden. Bei Vorhandensein eines Duplex-Frequenzpaares ist es sinnvoller, einen Repeater zu verwenden. Dispatch-Funknetze werden am häufigsten zur Organisation der technologischen oder dienstlichen Funkkommunikation verwendet.
6. Gruppen von Teilnehmern in einem Simplex-Funknetz In einem Funkkommunikationssystem ist es häufig erforderlich, Teilnehmer in Gruppen einzuteilen. Die einfachste Lösung dieses Problems besteht darin, jeder Gruppe eine eigene Frequenzbewertung zuzuordnen, was jedoch aufgrund einer begrenzten Frequenzressource in den meisten Fällen nicht möglich ist. Die akzeptabelste Lösung besteht in diesem Fall darin, die Gruppen nach Ton oder digitalen Pilotsignalen zu trennen (Abb. 4).
Jedes Radio verfügt über eine Rauschsperre, die verhindert, dass Radiogeräusche in den Lautsprecher (oder Kopfhörer) gelangen, wenn kein Signal vorhanden ist. Im einfachsten Fall wird die Rauschsperre des Radiosenders ausgeschaltet, wenn ein Träger der entsprechenden Frequenz (Träger-Squelch) in der Luft erscheint. Darüber hinaus verfügen fast alle modernen Radiosender über die Funktionen Ton (TONESQUELCH, CTCS5, PL) und / oder digitale (DIGITAL SQUELCH, DCS, DPL) Squelch-Steuerung. Was ist TONE SQUELCH, CTCSS, PL? Das Tonfrequenzband (Sprachfrequenzen) im Radiosender wird durch einen speziellen Filter unterschieden und hat eine Breite von 300 bis 3000 Hz, was für eine verständliche Sprachübertragung völlig ausreicht. Es gibt auch ein Unterton-Frequenzband von 67 Hz bis 250 Hz. Signale in diesem Band passieren den Audiofilter nicht und werden im Lautsprecher nicht gehört. Der Pilotton ist ein Tonsignal mit Untertonfrequenz, das gleichzeitig mit einem Sprachsignal übertragen wird. Im Subtonband sind 49 Standardtöne für die meisten Funkgerätetypen zugeordnet. Im Radiosender wird neben der Empfangs- und Sendefrequenz auch die Frequenz oder Tabellennummer des Tonsignals eingestellt (programmiert), das im Sendemodus zusammen mit dem Tonsignal übertragen werden soll, sowie die Frequenz oder Nummer des Tons Signal, bei dessen Erkennung im Empfangsmodus die Rauschsperre geöffnet und das Tonsignal in den Lautsprecher eingespeist werden muss. Die Sende- und Empfangspiloten werden in den meisten Fällen gleich gewählt. Was ist DIGITAL SQUELCH (Synonyme DIGITAL SQUELCH, DCS, DPL, digitales Pilotsignal). Das Funktionsprinzip digitaler Steuerungssysteme zur Geräuschunterdrückung ähnelt dem Ton. Im Subtonband wird ein digitales Signal übertragen (eine sich wiederholende Folge von 8 Bits mit einer Trägerfrequenz von 133 Hz). Auch digitale Piloten sind standardisiert. Ihre Zahl liegt bei über 100. Es ist zu beachten, dass Systeme zur Tonrauschunterdrückung häufiger vorkommen und in fast allen Arten moderner Radiosender verfügbar sind. Viele Radiotypen verfügen sowohl über eine Ton- als auch eine digitale Rauschunterdrückung (optional). Die Pilotentabellen verschiedener Funkgerätetypen stimmen möglicherweise nicht vollständig überein. Dennoch ist es auch bei Verwendung unterschiedlicher Gerätetypen möglich, eine Gruppe von Pilotsignalen zu unterscheiden, die für alle Stationen gleich ist. So können Benutzer mithilfe eines Ton- oder digitalen Rauschunterdrückungssystems in Gruppen eingeteilt werden, die auf derselben Frequenz arbeiten. Jeder Gruppe wird ein anderer Pilotton zugewiesen, und Funkbenutzer hören nur Mitglieder ihrer Gruppe. Dies bedeutet jedoch nicht, dass alle Benutzergruppen gleichzeitig verhandeln können. In der Regel sind Radiosender bei einer solchen Einteilung in Gruppen so programmiert, dass sie das Einschalten der Übertragung verbieten, wenn ein „fremdes“ Pilotsignal auf Sendung ist. Derselbe Radiosender kann Mitglied verschiedener Gruppen sein. In diesem Fall werden die entsprechenden Pilotsignale auf verschiedenen Kanälen eingestellt. Die Nennfrequenz kann in diesem Fall auf allen Kanälen gleich sein. Notiz. Leider gibt es keine einheitliche, gut etablierte Terminologie zur Definition von Squelch-Kontrollsystemen. Als einfachste und verständlichste Bezeichnung wurde der Begriff „PILOT SIGNAL“ eingeführt. MOTOROLA-Terminologie: PL (Private Line) < DPL (Digital Private Line). PL und DPL sind eingetragene Marken von MOTOROLA. Internationale Terminologie: CTCSS (Continuous Tone Coded Squelch), DCS (Dltftal Coded Squelch). 7. Fernbedienung der Feststation In einigen Fällen ist für eine optimale Funkabdeckung des Versorgungsbereichs des Funknetzes die Ferninstallation einer Dispatcherstation erforderlich. Die gebräuchlichste Lösung ist die Verwendung der Fernbedienungssätze der C100-Serie (MOTOROLA). Es gibt zwei Möglichkeiten, die Fernsteuerung der stationären Funkgeräte MOTOROLA GM300/GM350 zu organisieren: Option 1. Lokale Fernsteuerung (Abbildung 5).
Es wird verwendet, wenn die kontrollierte Station in einer Entfernung von bis zu 100 m von der Dispositionskonsole C1000 LOCAL (EN 300) entfernt ist. Die Fernbedienung der C100-Serie ähnelt im Design einem Standard-Telefonapparat, auf dessen Mobilteil sich befindet ein PTT. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit – Freisprechen – die Fernbedienung verfügt über einen eingebauten Lautsprecher, Mikrofon und „TRANSMIT“-Taste. Die C100 LOCAL-Fernbedienung wird direkt an die GM300/GM350-Zubehörsteckdose angeschlossen. Die Ansteuerung erfolgt über ein sechsadriges Kabel. Die Fernbedienung wird mit 12 V betrieben. An einen Radiosender können mehrere Konsolen angeschlossen werden, die Gesamtlänge der Verbindungskabel sollte jedoch 300 m nicht überschreiten. Der Vorteil dieser Option sind die geringen Kosten. Nachteile - die Notwendigkeit, ein sechsadriges Kabel zu verlegen: begrenzte Reichweite der Fernbedienung. 2 Option. Tonale Fernbedienung (Abb. 6). Es wird in Fällen verwendet, in denen die Kontrollstation in einer Entfernung von mehr als 100 m (bis zu mehreren Kilometern) von der Disponentenkonsole C1001 TONE (EN 300) entfernt ist. Der Radiosender wird durch Tonsignale über eine spezielle vorverdrahtete Leitung gesteuert. Um die Steuertöne zu dekodieren und in Funksteuersignale umzuwandeln, wird ein Fernbedienungston-Adapter verwendet. Dieses Gerät wird direkt an die feste Radiozubehörbuchse des GM300/GM350 angeschlossen. Der Adapter wird von der Station mit Strom versorgt. Die Steuerleitung ist einerseits mit dem Adapter und andererseits mit der C100TONE-Konsole verbunden. Mit der Ton-Fernbedienung ist es möglich, bis zu zwei Kanäle an der Station umzuschalten (auf der Fernbedienung befinden sich die Tasten F1/F2). Das übrige Design der Tonfernbedienung ähnelt dem Design der lokalen Fernbedienung.
Vorteile - große Reichweite der Fernbedienung; Möglichkeit, Kanäle zu wechseln. Nachteile – die Notwendigkeit, einen Adapter zu verwenden; hohe Kosten im Vergleich zur lokalen Option. Notiz. Eine Kanalumschaltung ist nur bei den 16-Kanal-GM300- und 128-Kanal-GM350-Modellen möglich.
8. Zugang zum Telefonnetz (Abb. 7)
Auch bei Nutzung einer Simplex-Frequenz im Funknetz kann der Zugang zum Telefonnetz (meist ein Abteilungsnetz) organisiert werden. Dazu ist die Installation einer festen Funkstation mit Telefonschnittstelle erforderlich, tragbare Stationen und Autostationen müssen über eine Telefontastatur (OTMP) verfügen. Was ist DTMF? DTMF (Dual Tone Multi Frequency) ist ein selektives Anrufsystem, das in der Telefonie verwendet wird. Wie Sie wissen, ist in Russland die Impulswahl von Telefonnummern am gebräuchlichsten, d. h. jede Ziffer wird durch die entsprechende Anzahl von Impulsen übertragen. In den meisten Ländern mit einer entwickelten Telefonnetzinfrastruktur wird das Tonwahlverfahren verwendet, das heißt, jede Ziffer wird als Paar von Tonfrequenzsignalen übertragen. Dies ist das DTMF-Signalisierungssystem. Der Standardsatz der DTMF-Signale umfasst die Zahlen von 0 bis 9 sowie die Zeichen „#“ und – „*“. Radiosender mit einer DTMF-Tastatur (ähnlich einer Telefontastatur) können DTMF-Signale drahtlos übertragen und darauf zugreifen Telefonnetz über eine Telefonschnittstelle. Eine mit einer Telefonschnittstelle ausgestattete Feststation empfängt eine von einer Teilnehmerstation gewählte DTMF-Rufnummer und übermittelt sie an das Telefonnetz. Wird im Telefonnetz das Impulswahlverfahren eingesetzt, wandelt die Telefonschnittstelle DTMF in die entsprechende Signalzahl in Impulsform um. Bei Verwendung einfachster Telefonschnittstellen ohne Selektivruf hören in der Regel Teilnehmer aller Stationen des Funknetzes Telefongespräche (sofern sie nicht durch Pilotsignale in Gruppen eingeteilt sind). Auf dem Kanal, auf dem die Telefonschnittstelle verwendet wird. Der Teilnehmer des Telefonnetzes, der die Nummer der Telefonschnittstelle gewählt hat, ruft mit dem entsprechenden Pilotsignal auch alle Funkteilnehmer bzw. Funkstationen der Gruppe gleichzeitig an. 9. Signalsysteme eines selektiven (selektiven) Anrufs. Wie im vorherigen Artikel erwähnt, können Funknetzteilnehmer mithilfe von Tönen oder digitalen Piloten in Gruppen eingeteilt werden. Darüber hinaus gibt es Selektivrufsysteme, mit denen Sie einen bestimmten Teilnehmer anrufen und eine Reihe zusätzlicher Funktionen implementieren können. Es ist zu beachten, dass der Einsatz von Signalisierungssystemen die Umsetzung von Funktionen auf der Ebene von Teilnehmerfunkstationen ohne den Einsatz komplexer Grundgeräte ermöglicht. Das allgemeine Funktionsprinzip von Selektivrufsystemen: 1. Jedem Radiosender wird eine individuelle Nummer zugewiesen. 2. Einer Gruppe von Radiosendern wird eine Gruppennummer zugewiesen (jeder Radiosender kann eine individuelle Nummer haben und Mitglied einer oder mehrerer Gruppen sein). 3. Abhängig von der Art des Signalisierungssystems und der verwendeten Ausrüstung werden die Einzel- und Gruppennummern der Stationen im Speicher gespeichert oder können über die Tastatur der anrufenden Station gewählt werden. 4. Wenn Sie die Nummer der angerufenen Station aus der Speicherzelle auswählen oder über die Tastatur der anrufenden Station eingeben, wird das entsprechende Signal auf Sendung gesendet, das von der angerufenen Station dekodiert wird. Nachdem das Signal dekodiert ist, wird die Rauschsperre der angerufenen Station geöffnet und Gespräche können begonnen werden. Die Rauschsperre anderer Teilnehmerstationen bleibt geschlossen. (Das Verfahren zum Anrufen einer Gruppe ist dasselbe wie das Anrufen einer Einzelperson.) 5. Je nach Funkgerättyp können Paging-Signale sowohl kodiert als auch dekodiert, nur kodiert oder nur dekodiert werden. Im Empfangs- und Sendemodus können verschiedene Signalisierungssysteme eingesetzt werden. 6. Signalsysteme dürfen in Verbindung mit Piloten verwendet werden. 7. Der Einsatz von Signalsystemen ist in erster Linie auf die Lösung beruflicher Probleme ausgerichtet. In den meisten Fällen verfügen nur professionelle Funkgeräte über die Möglichkeit, private Rufsysteme zu nutzen. (Ausnahmen bilden Systeme wie DTMF und Einzeltonruf, die häufig in kommerziellen und Amateurfunksendern verwendet werden.) Arten von Signalsystemen. 1. DTMF (siehe oben). In den meisten Fällen sind Funkgeräte nur mit einem DTMF-Encoder ausgestattet. Bei Vorhandensein eines DTMF-Decoders ist es möglich, einen Selektivruf zu organisieren. 2. Einzeltonruf (Single Tole). Ein Audiobandton mit programmierbarer Frequenz und Dauer, der nach der Dekodierung die Rauschsperre und die Ruftöne der angerufenen Station öffnet. 3. Zweitonruf (2-TONE, Motorola QuickCall II). Physikalisch handelt es sich um ein serielles Zweitonsignal im Audiofrequenzband. Es gibt Standardtabellen für Frequenzen oder Tonzahlen. Einige Stationstypen bieten die Möglichkeit, Signalparameter zu programmieren. In den meisten Fällen verfügen Funkgeräte nur über die Fähigkeit, zweifarbige Rufsignale zu dekodieren. Das Funkgerät ist auf jedem Kanal mit einer Zweitonsequenz programmiert, die nach der Dekodierung die Rauschsperre öffnet und klingelt. Im Speicher einer Funkstation, die in der Lage ist, zweifarbige Rufsignale zu kodieren (dies ist in der Regel eine Dispatcherstation), sind die Nummern der Teilnehmerstationen des Funknetzes oder der Funkgruppen und die entsprechenden zweifarbigen Signale enthalten verzeichnet. Um einen bestimmten Radiosender oder eine Gruppe von Sendern anzurufen, müssen Sie dessen Nummer auswählen (die Nummer wird aus dem Speicher mit den Pfeilen „Aufwärts“, „Ab“ und „Ab“ ausgewählt, während der Sender auf dem Display angezeigt wird) und die PTT-Taste drücken. 4. Signalsystem MDC-1200 von MOTOROLA Physikalisch handelt es sich um ein digitales Frequenzumtastungssignal. „1“ ist mit einer Periode der Frequenz 1200 Hz kodiert, „0“ – eineinhalb Perioden der Frequenz 1800 Hz. Die digitale Informationsübertragungsrate beträgt 1200 bps (daher der Name MDC-1200). Der MDC-1200 ähnelt in der Anwendung dem QuickCall II. Eine Einzel- oder Gruppennummer im MDC-1200-System entspricht einem digitalen Signal. 5. Paket von Signalisierungssystemen RapidCall. Das RapidCall-Signalisierungssystempaket wurde von MOTOROLA entwickelt und ermöglicht die Implementierung einer Reihe spezieller Funktionen basierend auf der Verwendung der Signalisierungssysteme MDC-1200, QuickCall II und DTMF. Es ist zu beachten, dass die Funktionen des RapidCall-Pakets nur von MOTOROLA-Funkgeräten (GP300, P110, P200, VISAR, HT1000, GM300, M208, M216) unterstützt werden. FUNKTIONEN DES RAPIDCALL-SYSTEMS: - Sprachselektiver Anruf (Sel Ca11) - selektiver Anruf; - Anrufalarm – Benachrichtigung über einen Anruf, der in Abwesenheit eines Teilnehmers eingegangen ist (Anzeige auf dem Display, Tonsignal); - PTT-ID-Übermittlung der individuellen Nummer des Radiosenders bei jedem Drücken der PTT und Anzeige dieser Nummer auf dem Display der Dispatcherstation; - Externer Alarm (für Autoradios) – Benachrichtigung über einen Anruf bei Abwesenheit eines Teilnehmers durch Einschalten der Fahrzeugbeleuchtung oder eines Tonsignals; - Radio Check – Überprüfung der Verfügbarkeit der Funkkommunikation ohne Beteiligung des Betreibers. Das Signal wird von der Dispatcher-Station gesendet und von der Teilnehmerstation dekodiert. Danach gibt die Teilnehmerstation automatisch ein Bestätigungssignal aus; - Notfallalarm - Alarmsignal. Es wird nach Drücken der „Alarm“-Taste an der Teilnehmerstation (bei tragbaren Stationen) oder beim Schließen der Kontakte eines speziellen Relais oder Pedals (bei Autostationen) gesendet. Das Alarmsignal wird automatisch und wiederholt an die Leitstelle gesendet, bis eine automatische Bestätigung erfolgt. Auf dem Display der Leitstelle werden das dem Alarm entsprechende Symbol und die Nummer des Radiosenders angezeigt, der den Alarm gesendet hat. Eine typische Struktur des Dispatching-Systems unter Verwendung des RapidCall-Pakets ist in Abb. dargestellt. 1. Das 16-Kanal-Modell der Funkstation MOTOROLA GM300 kann als Dispatcher-Station und die 8- und 16-Kanal-Modelle der GP300 und GM300 als Teilnehmerstationen verwendet werden.
6. Fünftonruf (5-TONE, Select-5). Physikalisch handelt es sich um eine Folge von Tönen im Audiofrequenzband. Die Anzahl der Töne in einem Signal kann zwischen 1 und 7 liegen. Der Name „Fünftonruf“ spiegelt die Struktur früherer Versionen wider, bei denen die Anzahl der Töne streng festgelegt war. Jede Ziffer der Radiosendernummer ist mit einem bestimmten Ton programmiert. Dieses Signalsystem hat in Europa die größte Verbreitung gefunden. In verschiedenen europäischen Ländern (CCIR, ZVEI, EEA) gibt es verschiedene Tontabellen. Je nach Gerätetyp wird der eine oder andere Tonsatz unterstützt. MOTOROLA-Radios verfügen über das Selektivrufsystem Select-5, das nicht nur alle gängigen Tonsätze unterstützt, sondern Ihnen auch die Erstellung benutzerdefinierter Tabellen ermöglicht.
In der Regel bieten die Stationen die Möglichkeit, Select-5-Signale sowohl zu kodieren als auch zu dekodieren. Die Nummernwahl kann sowohl über die Tastatur als auch über die Speicherzelle erfolgen. Bei Verwendung des Select-5-Systems werden neben den Funktionen des RapidCall-Pakets auch einige zusätzliche Funktionen implementiert. Es ist zu beachten, dass viele dieser Funktionen in modernen Trunking-Kommunikationssystemen implementiert sind. Darüber hinaus wird in Trunking-Systemen die Verwaltung der Teilnehmerstationen weitestgehend vereinfacht, was beispielsweise von Systemen mit RapidCall nicht gesagt werden kann. Dennoch kann die Implementierung einer Vielzahl von Funktionen auf der Ebene der Benutzergeräte ohne den Einsatz teurer Basisstationen als unbestrittener Vorteil solcher Systeme angesehen werden. RapidCall, Call Alert, Se/Call, MDC-1200, Select-5 sind eingetragene Marken von MOTOROLA Inc. 10 Einsatz von Repeatern in Funknetzen Bisher wurden Simplex-Funknetze betrachtet. Bei Vorhandensein von zwei Frequenzbewertungen (Duplexpaar) ist es möglich, ein Funknetz mithilfe eines Repeaters zu organisieren, was die Reichweite der Funkkommunikation erheblich erhöhen kann. (Einzelfrequenz-Echoverstärker mit Signalaufzeichnung werden nicht berücksichtigt). Repeater-Funktionen Der Repeater empfängt ein Signal auf der F1-Frequenz, demoduliert es, verstärkt es und sendet auf der F2-Frequenz. Der Zeitaufwand für die Signalverarbeitung wird als vernachlässigbar angesehen. Der Repeater ist ein Duplexgerät, d. h. Empfang und Senden erfolgen gleichzeitig. Die Sendefrequenz aller über den Repeater betriebenen Teilnehmerstationen ist F1 und die Empfangsfrequenz ist F2. Gleichzeitig arbeiten Teilnehmerfunkstationen im Zweifrequenz-Simplex-Halbduplex-Modus (Abb. 2).
Duplexintervall und Duplexfilter Der Repeater kann zwei separate Antennen zum Senden und Empfangen oder eine Antenne und einen Duplexfilter verwenden. Das Duplexintervall ist die Differenz zwischen Empfangs- und Sendefrequenz. Um eine gegenseitige Beeinflussung auszuschließen, müssen Empfangs- und Sendeantenne in einem bestimmten Abstand zueinander installiert werden. Der Wert der räumlichen Trennung steht in einem umgekehrten Verhältnis zum Wert des Duplexintervalls. Es ist bei weitem nicht immer möglich, Antennen so zu installieren, dass eine gegenseitige Beeinflussung vermieden wird. In den meisten Fällen werden eine Sende-Empfangsantenne und ein Duplexfilter verwendet – ein Gerät, das Empfangs- und Sendeband trennt. Das normale Duplexintervall für den Halbduplexbetrieb beträgt 4...5 MHz. Gleichzeitig ist es möglich, einen Duplexfilter recht kostengünstig und kompakt zu bauen. Bei einem kleineren oder größeren Duplexintervall wird der Aufbau des Duplexfilters komplizierter und der Preis steigt deutlich. Repeater-Arbeitszyklus Der Arbeitszyklus eines Repeaters ist der Prozentsatz der Zeit, in der er kontinuierlich mit einem bestimmten konstanten Ausgangsleistungspegel sendet, ohne dass der Repeater ausfällt. Der Arbeitszyklus wird weitgehend durch das Kühlsystem und die Stromversorgungsparameter des Senders bestimmt. Repeater-Komposition Der Repeater umfasst normalerweise einen Transceiver, ein Netzteil, einen Controller und ein Gehäuse mit Kühlsystem. Netzteil, Controller, Duplexfilter können eingebaut oder extern sein. Das Kühlsystem kann forciert (Kühler + Lüfter) oder passiv (nur Kühler) sein. MOTOROLA GR300/GR500-Repeater nutzen GM300/350-Autoradios als Empfänger- und Sendeeinheiten. Notiz. Die Prinzipien zum Bau nur der gängigsten Repeater wie VERTEX VXR-5000, MOTOROLA GR300/500, KENWOOD TKR-720/820 werden oben beschrieben. Repeater-Betriebsarten 1. „Repeater öffnen“ In diesem Modus ist der Zugriff auf den Repeater in keiner Weise eingeschränkt. Wenn ein Träger mit einer Frequenz in der Luft erscheint, die der Empfangsfrequenz des Repeaters entspricht, wird das Signal erneut übertragen. 2. Repeater mit Zugangscode. Der Zugriff auf den Repeater kann eingeschränkt sein. Eine erneute Übertragung erfolgt erst, nachdem das programmierte Zugangssignal dekodiert wurde. Im einfachsten Fall kann der Repeater durch ein entsprechendes Pilotsignal geöffnet werden. Bei Verwendung komplexerer Steuerungen kann der Zugangscode in verschiedenen Signalisierungssystemen (SingleTone, DTMF, MDC-1200) übertragen werden. 3. Mehrgruppen-Repeater. Wie in einem Simplex-Funknetz können Teilnehmer anhand von Pilotsignalen in Gruppen eingeteilt werden. Der Controller des Repeaters verwendet ein Gerät, meist TONE PANEL genannt. Der Controller für verschiedene Benutzergruppen zeichnet die zu dekodierenden Pilotsignale und die entsprechenden Pilotsignale auf, die während der Weiterleitung übertragen werden sollen. Jede Gruppe verfügt über ein eigenes Paar von Pilotsignalen zum Empfangen und Senden, die im Einzelfall zusammenfallen können. Wenn der Repeater von einer Gruppe von Teilnehmern belegt ist, ist anderen Gruppen das Senden untersagt. Die Anzahl der Gruppen wird durch den Controllertyp bestimmt. Ein recht beliebter Typ von Mehrgruppen-Repeatern ist der MOTOROLA GR300/500 mit dem ZETRON ZR310-Controller. 4. Repeater mit Zugang zum Telefonnetz. Wie in einem Simplex-Funknetz besteht bei Verwendung einer Feststation mit Telefonschnittstelle die Möglichkeit, einen Repeater mit Controller zu verwenden, der den Zugang zum Telefonnetz ermöglicht. (Für die einfachste Möglichkeit ohne Selektivruf kann ein MOTOROLA GR300/500-Repeater mit i50R-Controller verwendet werden.) In diesem Fall können Funknetzteilnehmer folgende Rufarten nutzen: 1) Funkteilnehmer - Gruppe (offener Funkverkehr, jeder hört jeden); 2) Funkteilnehmer – ein Teilnehmer des Telefonnetzes (alle anderen Teilnehmer hören die Gespräche und können eingreifen); 3) Telefonnetzteilnehmer - eine Gruppe von Funkteilnehmern. 5. Repeater mit Selektivruf. Bei Verwendung eines Repeaters mit entsprechendem Controller ist es möglich, einen Einzel- oder Gruppenruf zu organisieren. Sehr beliebt ist die Kombination aus einem Controller mit Selektivruf und einer Telefonschnittstelle (Abb. 3).
In diesem Fall können Funknetzteilnehmer folgende Rufarten nutzen: 1) Funkteilnehmer - Funkteilnehmer (Einzelruf); 2) Funkteilnehmer - Gruppe; 3) Funkteilnehmer - ein Teilnehmer des Telefonnetzes; 4) Telefonnetzteilnehmer - Funkteilnehmer; 5) Telefonnetzteilnehmer - eine Gruppe von Funkteilnehmern. Einer der beliebtesten Controller mit Selektivruf- und Telefonschnittstelle ist ZETRON ZR320. Bei der Organisation eines Selektivrufs können verschiedene Signalisierungssysteme eingesetzt werden. Die gängigste Option ist die Verwendung von DTMF als eingehendes System (von der Repeater-/Basisstationsseite). Als Ausgangssignal wird das entsprechende Pilotsignal verwendet. Jede Teilnehmerstation ist mit einem individuellen Pilotsignal für den Empfang programmiert. Der Controller stellt die Korrespondenztabelle zwischen einzelnen DTMF-Nummern und Pilotsignalen ein. Die Weiterleitungs- und Zugangsmodi zum Telefonnetz werden durch verschiedene DTMF-Zugangscodes ausgewählt, die über die Tastatur gewählt oder aus der Speicherzelle aufgerufen werden müssen und nach Erhalt eines Systembereitschaftssignals mit der Anwahl des Funkteilnehmers oder der Telefonnummer fortgefahren werden müssen. Die Nummer der angerufenen Station wird über die DTMF-Tastatur der anrufenden Station gewählt. Nachdem die Nummer im Controller dekodiert wurde, wird das entsprechende Pilotsignal zusammen mit dem vom Controller erzeugten Rufton über die Luft übertragen. Trunking-Systeme Trotz der Tatsache, dass moderne Non-Trunking-Systeme dem Benutzer vielfältige Möglichkeiten zur Organisation der Funkkommunikation bieten können, haben sie alle einen gemeinsamen Nachteil – die ineffiziente Nutzung von Funkfrequenzen. Lassen Sie uns die Situation anhand eines einfachen Beispiels erklären. Angenommen, wir haben drei Funkfrequenzkanäle, von denen jeder fest mit mehreren Benutzergruppen verbunden ist. Gleichzeitig ergibt sich für ein solches System (genauer gesagt drei separate Systeme) die in Abb. a: Kanal 1 ist überlastet, gleichzeitig wird Kanal 2 nicht genutzt. Stellen Sie sich vor, dass unsere drei Kanäle in einem einzigen System zusammengefasst sind und für jede Abonnentengruppe gleichermaßen zugänglich sind. In diesem Fall sieht die Situation wie in Abb. B. Es ist offensichtlich, dass die Servicequalität durch die verbesserte Nutzung der Kanäle gestiegen ist und wir über das einfachste Bündelsystem verfügen. Somit ist ein Bündelfunk-Kommunikationssystem (im Folgenden als TCP bezeichnet) ein System, das das Prinzip der gleichen Kanalverfügbarkeit für alle Teilnehmer oder Teilnehmergruppen nutzt. Dieses Prinzip ist in Telefonnetzen seit langem weit verbreitet, von wo aus das Wort „Trunk“ (ein Bündel, also ein Bündel gleich zugänglicher Kanäle) auf die Funkkommunikation kam. Die Hauptfunktion des TCP-Geräts, das den Namen ermittelt, ist die automatische Bereitstellung eines freien Funkkanals auf Wunsch des Funkstationsteilnehmers und die Umschaltung des angerufenen Teilnehmers oder der Teilnehmergruppe auf diesen Kanal. Unter diesem Gesichtspunkt bilden übrigens auch Mobiltelefone (wie das PANASONIC KX-T9080), die auf einem gemeinsamen Satz von Funkkanälen arbeiten, gemeinsam TCP. Moderne professionelle Funkkommunikationssysteme, auf die im Folgenden eingegangen wird, bieten jedoch noch eine Reihe weiterer Möglichkeiten. Allgemeine Merkmale von Trunking-Systemen Dies ist zunächst einmal eine Erhöhung der Reichweite des Systems, da selbst im einfachsten TCP Funkstationen über Basisstations-Repeater (BS) miteinander kommunizieren. Darüber hinaus umfassen Mehrzonen-TCPs mehrere (von Einheiten bis Hunderten) BSs, von denen jedes seine eigene Zone bedient. In diesem Fall stellt das System eine Verbindung zwischen den Funkgeräten unabhängig von deren Standort her und ist in der Regel für die Benutzer der angerufenen und rufenden Funkgeräte völlig transparent. Zusätzlich zum Anrufen einer Gruppe von Funkgeräten (verfügbar in allen TCPs) bieten fast alle Systeme Einzelanrufe an einen bestimmten Radiosender. Gleichzeitig bieten viele moderne TCPs die Aufteilung der gesamten Radiosenderflotte in separate Einheiten. Ein Squad ist eine Sammlung von Radiosendern einer bestimmten Organisation, innerhalb derer wir Einzel- und Gruppenanrufe tätigen können. Es wird davon ausgegangen, dass Anrufe zwischen Einheiten in den meisten Fällen verboten sind (obwohl sie möglicherweise bestimmten Radiosendern erlaubt sind). Somit kann jede der Organisationen, die TCP verwenden, sozusagen über ein eigenes isoliertes Kommunikationssystem verfügen. TCP sorgt in der Regel für die Kommunikation zwischen dem Radiosender und Teilnehmern städtischer und mehrerer Bürotelefonnetze, deren Anbindung an solche Netze sowohl auf einfachste Weise über Teilnehmeranschlüsse (ähnlich Büro-PBX) als auch über Verbindungsleitungen erfolgen kann. Im letzteren Fall wird TCP hinsichtlich der Teilnehmernummerierung Teil des Telefonnetzes einer Stadt oder Institution. Moderne TCPs bieten außerdem vielfältige Datenübertragungsdienste zwischen Radiosendern. Der Zugriff auf jede vom System bereitgestellte Dienstart wird normalerweise für jeden Teilnehmer individuell programmiert. Darüber hinaus werden die maximale Gesprächszeit und die Teilnehmerpriorität programmiert. TCP bietet außerdem Schutz vor unbefugtem Zugriff auf das System.
Und wenn ein Radiosender im TCP arbeitet, kann es zu Situationen kommen, in denen auf seine Dienste verzichtet werden muss (Kommunikation mit einem herkömmlichen Radiosender, BS-Ausfall, Überschreitung des Versorgungsbereichs aller BS des Systems). In diesem Fall haben alle für TCP ausgelegten Funkgeräte die Möglichkeit, in den normalen Funkmodus zu wechseln. Natürlich kann diese Funktion während der Programmierung deaktiviert werden. Die Ausrüstung jedes TCP ist für den kommerziellen Betrieb ausgelegt und ermöglicht daher unbedingt die Abrechnung der Zeit, die das System von jedem Teilnehmer genutzt wird (Abrechnung). Vergleichende Überprüfung von Trunkkin-Systemen Derzeit gibt es viele verschiedene TCP-Typen, die miteinander nicht kompatibel sind. Einige davon sind geschlossen, d.h. Das produzierende Unternehmen veröffentlicht keine Protokolle seines Betriebs und produziert die gesamte Teilnehmer- und Grundausrüstung für solche Systeme. In diesem Fall ist der Verbraucher vollständig vom Hersteller abhängig. Andere TCPs sind offen, d.h. Für sie werden Standards veröffentlicht, und innerhalb solcher Systeme können Geräte aller Hersteller, die diese Standards einhalten, zusammenarbeiten. Je nach Art der Übertragung von Sprachinformationen lässt sich TCP in analoges, das bisher alle kommerziell wirksamen TCPs umfasst, und digitales einteilen. Solche Systeme werden derzeit von einigen Unternehmen für spezielle Dienste angeboten, und auch der neue europäische Standard TETRA ist digital. Nach dem Funktionsprinzip können drei Arten von TCP unterschieden werden 1. Scannen von TCP Solche Systeme werden oft zu Unrecht als Pseudo-Trunking bezeichnet. In solchen Systemen sucht der Radiosender selbst beim Anruf nach einem freien Kanal und belegt ihn. Im Standby-Modus scannt (scannt) das Radio kontinuierlich alle Kanäle des Systems und prüft, ob es auf einem von ihnen angerufen wird. Zu diesen TCPs gehören das einst weit verbreitete Altai-System in der UdSSR sowie das SmarTrunk II-System. Das Scannen von TCPs ist einfach und kostengünstig. In diesen Systemen ist eine völlige Unabhängigkeit der BS-Kanäle voneinander möglich, da diese auf der Ebene der Teilnehmerfunkstation zu einem gemeinsamen TCP zusammengefasst werden. Dies führt zu einer hohen Zuverlässigkeit und Überlebensfähigkeit der Scan-TCPs. Allerdings haben solche TCPs eine Reihe grundlegender Nachteile. Mit zunehmender Kanalzahl nimmt die Dauer des Verbindungsaufbaus in einem solchen System schnell zu, da sie nicht kürzer als die Dauer eines vollständigen Scan-Zyklus sein darf. In der Realität kommt noch die Dauer der Suche nach einem freien Kanal des anrufenden Radiosenders hinzu. Darüber hinaus ist es beim Scannen von TCP schwierig, viele moderne Anforderungen umzusetzen, darunter ein zonenübergreifendes, flexibles und zuverlässiges Prioritätssystem. Warteschlangenbildung, wenn das System oder der angerufene Teilnehmer besetzt ist usw. Somit eignet sich Scanning TCP ideal als kleines (1-8 Kanäle, bis zu 200 Teilnehmer) Einzonen-Kommunikationssystem mit minimalen Anforderungen. Dies hat in den letzten Jahren zu einem weit verbreiteten Einsatz von SmarTrunk II-Systemen in Russland und den GUS-Staaten geführt. 2. TCP mit verteiltem Steuerkanal Dabei handelt es sich um das in den USA verbreitete LTR-System, das bereits Ende der siebziger Jahre von EF Johnson entwickelt wurde, und dessen moderne Modifikation ESAS, angeboten von UNIDEN. In diesen TCPs werden Steuerinformationen kontinuierlich über alle Kanäle übertragen, auch über besetzte. Dies wird dadurch erreicht, dass für die Übertragung Frequenzen unter 300 Hz genutzt werden. Jeder Kanal ist der Steuerkanal für die ihm zugeordneten Radiosender. Im Standby-Modus hört das Radio auf seinen Steuerkanal. In diesem Kanal übermittelt die BS fortlaufend die Nummer eines freien Kanals, den der Radiosender zur Übertragung nutzen kann. Wenn auf einem beliebigen Kanal eine an einen der Funksender gerichtete Übertragung beginnt, werden Informationen darüber auf seinem Steuerkanal übertragen, wodurch dieser Funksender auf den Kanal umschaltet, auf dem der Anruf stattfindet. Solche TCPs haben einige der Vorteile eines TCPs mit einem Steuerkanal, erfordern aber gleichzeitig keine Frequenzzuteilung dafür. Im LTR-System erfolgt der Verbindungsaufbau so schnell, dass er bei jedem Einschalten des Stationssenders, d. h. Während Gesprächspausen ist der Kanal nicht besetzt. Wenn jedoch ein Kanal im LTR-System ausfällt, fallen alle Funkgeräte aus, für die er der Master ist. Darüber hinaus ist in solchen TCPs die Übertragungsrate von Steuerinformationen äußerst begrenzt. Dies macht es schwierig, viele Anforderungen an modernes TCP, einschließlich Multizone, umzusetzen. Die Übertragung von Informationen bei Frequenzen unter 300 Hz gleichzeitig mit Sprache macht solche Systeme für die Genauigkeit der Anpassung von entscheidender Bedeutung. All dies hat dazu geführt, dass TCP mit einem verteilten Kontrollkanal derzeit nicht entwickelt wird. Die einzige Ausnahme bildet ESAS, das dieses Prinzip aus Gründen der Kompatibilität mit LTR nutzt. 3. TCP mit dediziertem Steuerkanal Bei analogen Systemen handelt es sich um einen Frequenzkanal, bei digitalen – mit Zeitaufteilung der Kanäle – um einen Zeitschlitz. In solchen TCPs lauscht die Radiostation kontinuierlich auf den Steuerkanal der BS, die ihr am nächsten liegt. Wenn ein Anruf eintrifft, übermittelt die BS über den Kontrollkanal Informationen darüber, die angerufene Funkstation bestätigt den Empfang des Anrufs, woraufhin die BS einen der Gesprächskanäle für die Verbindung zuweist und alle an der Verbindung beteiligten Funkstationen darüber informiert dies über den Steuerkanal. Danach wechseln sie zum angegebenen Kanal und bleiben dort bis zum Ende der Verbindung. Während der Steuerkanal frei ist, können Funkgeräte dort ihre Verbindungsanfragen senden. Einige Arten von Anrufen (z. B. die Übertragung kurzer Datenpakete zwischen Radiosendern) können durchgeführt werden, ohne den Gesprächskanal zu belegen. TCP mit einem dedizierten Steuerkanal ist am modernsten. Sie implementieren problemlos Mehrzonenfunktionen (der Radiosender wählt die BS mit dem am besten empfangenen Steuerkanal) und andere Funktionen.
Dazu gehört das Einreihen von Anrufen, wenn das System oder der angerufene Teilnehmer besetzt ist. Dies wiederum verschiebt solche TCPs von der Klasse der Systeme mit Ablehnung bei Besetzt in die Klasse der Systeme mit Warten. Dadurch wird nicht nur der Arbeitskomfort für den Benutzer erhöht, sondern vor allem auch der Durchsatz des Systems erhöht. In Busy-Denial-Systemen muss zu jedem Zeitpunkt mindestens ein Kanal frei sein, um eine akzeptable Dienstqualität für den Teilnehmer zu gewährleisten, damit er einen Anruf tätigen kann. In einem Wartesystem können alle Kanäle geladen werden. In diesem Fall muss der Anrufer allerdings etwas in der Warteschlange warten. Die Zuweisung eines separaten Steuerkanals hat jedoch Nachteile. Erstens ist dies die schlechteste Nutzung der Frequenzressource. In den meisten Systemen wird dieser Nachteil durch die Möglichkeit gemildert, den Steuerkanal bei Überlastung des Systems in den Konversationsmodus umzuschalten. Zweitens ist ein dedizierter Kontrollkanal eine TCP-Schwachstelle – ohne besondere Maßnahmen bedeutet der Ausfall der BS-Ausrüstung für diesen Kanal den Ausfall der gesamten BS. Das Auftreten von Störungen auf der Frequenz des BS-Steuerkanalempfängers führt ebenfalls zum gleichen Ergebnis. Aus diesem Grund wird bei der Entwicklung von TCP mit einem dedizierten Steuerkanal besonderes Augenmerk auf die automatische Steuerung des Betriebs von BS-Geräten gelegt. Wenn ein Ausfall oder eine langfristige Störung auf der Empfangsfrequenz erkannt wird, macht die BS einen anderen, betriebsbereiten Kanal zum Steuerkanal. Einen dedizierten Steuerkanal bieten die meisten modernen Standards für TCP – sowohl geschlossen als auch offen (MPT1327) sowie der vielversprechende TETRA-Standard. Zum Vergleich zeigt die Tabelle die Eigenschaften einiger TCPs. Es sollte klargestellt werden, dass die Tabelle die in den Normen festgelegten Merkmale zeigt. Einfache TCP-Hardware ermöglicht häufig die Erweiterung dieser Funktionen (mehrere Kanalbänke in SmarTrunkll, Mehrzonenbetrieb in LTR usw.). Wie aus der Tabelle hervorgeht, verfügt der TETRA-Standard über die beeindruckendsten Fähigkeiten. Dies ist nicht verwunderlich – es wurde unter Berücksichtigung der Erfahrungen mit dem Betrieb bestehender TCPs entwickelt. Leider gibt es für das TETRA-System derzeit nur experimentelle Gerätemodelle, und es ist noch zu früh, über deren kommerziellen Betrieb und darüber hinaus über die kommerzielle Effizienz zu sprechen – die Preise für solche Geräte werden noch lange hoch bleiben. Derzeit sind SmarTrunkll und MPT1327 die effektivsten Systeme in Russland. Die Firma „Electronics-Design“ beschäftigt sich aktiv mit der Installation dieser TCPs sowie der Entwicklung zusätzlicher Ausrüstung dafür. Autor: B. Prokhovnik, "Elektronik-Design" Moskau. Telefon: (095) 165-1892,165, 0874-XNUMX E-Mail: eldiz@dol.ru
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