Построение крупных межрегиональных систем

Можно объединить через межрегиональный процессор до 16 систем MPT-1327, осуществляя коммуникацию разговорных каналов через дополнительный коммутатор. Стандарт MPT-1327 удовлетворяет всем основным требованием, предъявленным к стандартам подобного рода: он обеспечивает вам возможность широкого выбора аппаратного обеспечения различных производителей и объединение разразненых сетей в единую. Кроме того, системы, основанные на данном стандарте, не просто эффективны, но и выгодны экономически. Во многих системах предусмотрена проверка каждой радиостанций на право пользование связью при каждом вызове, что обеспечивает достаточно эффективную защиту информации.

Контрольные вопросы

1.В чем состоят основные архитектурные принципы построения транкинговых систем и перечислите её составляющие и что такое «транкинг»?

2.Приведите обобщенную структурную схему однозоновой транкинговой системы и поясните назначение её составляющих.

3. Как осуществляется в транкинговых системах связи поиск свободного канала?

4. Приведите структурную схему транкинговой системы с распределенной и централизованной межзональной коммутацией;

5.Приведите структурную схему сети Multi - Net LTR с фиксированным распределением каналов и поясните её работу.

Лекция 3

Стандарты в системах транкинговой радиосвязи. Цифровые стандарты транкинговой связи.

Стандарты в системах транкинговой радиосвязи.

Для совмещения различных систем транкинговой радиосвязи необходимо, как известно, использовать единый стандарт. В качестве такого большинство операторов и производителей выбрали как открытый, стандарт, разработанный в Великобритании министерством почт и телекоммуникаций MPT 1327 (Ministry of Post and Telecommunication), который в основном нормирует протокол сигнализации. Он может быть применен в сетях PMR и PAMR различной конфигурации и для различных частотных диапазонов. Радиоинтерфейс подвижной станции использует протокол MPT 1343, а базовый - протокол MPT 1347. В цифровых системах PMR и PAMR формат кода синхронизации определяется протоколом 1317. Структура протокола MPT 1317, включающая протокол МРТ 1327 представлена на рис.14.

Рис.14 Структура протокола MPT 1317.

Стандарт MPT 1327 регламентирует формат на сигнализацию при условии, что информационные сообщения передаются по аналоговому радиоканалу. Базовая структура формата сигнализации приведена на рис. 15 и представляет собой цифровую бинарную последовательность, передаваемую со скоростью 1200 Бит/с с использованием частотной манипуляцией типа FFSK (Fast Erequency Shift Keying).

Формат сигнализации начинается с интервала LET длительностью 5 мс, что соответствует 5 бита. За это время передатчик должен развить 90 % максимальной мощности и быть готовым к осуществлению процесса модуляции. Далее следует преамбула, состоящая из 16 бит и представляет собой меандровую последовательность "1 " и "0", оканчивающуюся "0", которая служит для обеспечения тактовой синхронизации канала связи.

Затем передается (Message), состоящее из совокупности синхропоследовательностей, кода адреса, одного или более кодовых слов данных. Заканчивается формат сигнализации битом согласования (H), который представляет собой "1" и "0" в зависимости от последнего звонка, содержащегося в сообщении кодового слова.

Синхропоследовательность формата "Message" служит для обеспечения цикловой синхронизации и состоит из 16 бит. Форма синхропоследовательности для канала управления и канала связи различна и является инверсной относительно друг друга, как показано на рис. 2.6. За синхропоследовательностью следует кодовое слово, состоящее из 64 бит.

Рис.15 Базовая структура формата сигнализации.

Кодовое слово может быть двух типов: несущее адрес и данные. Для их отличия служит первый Бит. Если передается "1", то это адресное кодовое слово, передача "0" соответствует кодовому слову данных. Информационное поле начинается со второго Бита и кончается 48. Следующие 16 Бит, начиная с 49, являются проверочными и служат для контроля ошибок.

Радиоинтерфейс и контролер базовой станции транкинговой системы связи соответствуют стандарту 1347, а требования к абонентскому радиооборудованию определяется стандартом MPT1343.

В соответствии с стандартом MPT1347, передатчик базовой станции должен обеспечивать формирование радиосигналов с разносом частот 12,5 кГц. Причем, нумерация каналов начинается с 58 и заканчивается 560 в диапазоне частот от 201, 2125 МГц до 207, 4875 МГц.

Абсолютная нестабильность не должна превышать +- 1 кГц, а максимальная девиация частот +-2,5 кГц. Речевые сообщения передаются фазовой модуляцией, а при передаче цифровых сообщений используются тональные поднесущие и FFSK модуляция.

Согласно стандарту, при передаче цифровых сообщений, параметры модуляции должны соответствовать следующим требованиям:

1. В полосе канала уровень сигнала не должен превышать минус 35 дБ.

2. Скорость передачи равна 1200 бит/с.

3. Частоты поднесущих:

- передача "0" соответствует 1800 Гц,

- передача "1" соответствует 1200 Гц.

4. Неравномерность АЧХ модулятора должна быть менее 1,5 дБ.

5. Максимальная девиация частоты:

- нормальные условия 1,5 кГц +- 250 Гц,

- предельные значения 1,56 кГц +- 500 Гц.

Приемное устройство базовой станции при разносе частот 12,5 кГц принимает сигнал по одному из каналов от 58 до 560 в диапазоне частот 193, 2125 - 199,4875 МГц. Абсолютная нестабильность частот не должна превышать +- 1 кГц, а неравномерность АЧХ в полосе 300 Гц - 2,55 кГц, не более +- 3 дБ.

Стандарт MPT 1343, определяющий требования к радиоинтерфейсу абонентских станций, соответствует перечисленным требованиям к радиоинтерфейсу базовой станции, за исключением к нестабильности частоты, который допускает плюс-минус 1,5 кГц.

Для передачи данных по радиоканалам речевых сообщений транкинговых систем, используется протокол MAP 27 (Mobil Access Protocol) (рис.16), который позволяет подключать к радиостанциям терминалы данных, ЭВМ и другие цифровые системы, согласованные с протоколами МРТ.

Рис.16 Протокол MAP 27

Цифровые стандарты транкинговой связи.

Цифровая транкинговая связь сегодня стала реальностью. Переход от классических аналоговых систем конвенциональной и транкинговой радиосвязи к системам цифровой радиосвязи, есть естественный эволюционный этап развития. Цифровые технологии позволили реализовать давние потребности аналоговых систем радиосвязи и поднять профессиональную мобильную радиосвязь на новый качественный уровень.

Одним из первых цифровых стандартов является стандарт EDACS (Enhanced Digital Access Communication System), разработанный фирмой Ericsson. Первоначально он предназначался для аналоговой передачи речи, однако в последствии был модифицирован в цифровой.

Система на основе стандарта EDACS может быть однозоновой и многозоновой и состоит из базовой станции (BTS), удаленных пунктов разнесенного приема, многостанционного координатора (для многозоновой конфигурации) и абонентского оборудования. BTS помимо приемопередающего ретранслятора (PT) и распределенного устройства управления (УУ), может содержать компьютер централизованного управления, диспетчерские пульты (ДП) и интерфейс к ТФОП.

В системе осуществляется частотное разделение каналов с использованием высокоскоростного (96 Кбит/сек) выделенного канала управления (КУ), необходимы для обмена информаций между MS и УУ. Наличие такого КУ позволяет оперативно организовывать канал связи (например, в однозоновой системе это время не превышает

0,25 с). Следует отметить также, что скорость передачи информации в рабочем канале равна 9,6 кбит/сек.

Система EDACS позволяет организовывать транкинг передачи и сообщений.

1. Транкинг сообщений позволяет удерживать канал связи на протяжении всего разговора.

2. Транкинг передачи позволяет удерживать канал связи только на время произнесения абонентом фраз разговора.

Первый способ традиционен для систем связи и обязательно используется во всех случаях дуплексной связи или соединения с ТФОП.

Второй способ используется только при дуплексной работе MS, в этом случае передатчик включается только во время произнесения абонентом фраз разговора. В паузах между окончанием фраз одного абонента и началом другого абонента, передатчик MS выключен, что позволяет высоко эффективно использовать трафик канала связи. Однако снижается комфортность разговора. Например, в состояние высокой нагрузки канал предоставляется с некоторой задержкой, что приводит к фрагментации и раздробленности разговора.

Для увеличения пропускной способности системы большинству абонентов, как правило, разрешается только транкинг передачи. При этом процесс представления каналов оптимизирован таким образом, что качества радио - переговоров сохраняется.

Для передачи данных используется протокол транспортного уровня RDI (Radio Data Interfase), позволяющий обнаруживать и корректировать ошибки, подтверждать прием и автоматически повторять передачу.

При многозоновом покрытии обслуживается большая территория путем использования топологической схемы "звезда", в центре которой находится многостанционный координатор (MSC), а на концах лучей-зональные BTS.Максимальное количество зон в сети составляет 32.

В многозоновой сети поддерживается единая сквозная нумерация, а многостанционный координатор отслеживает текущее положение абонентов в зонах. Для этой цели используется автоматическая регистрация абонентов. Критерием перерегистрации является потеря связи с каналом управления (КУ).

На BTS для каждой зоны может быть установлено до 20 РТ и любой из рабочих каналов может быть использован как управляющий. Такая замена возможна в связи с тем, что каждый РТ способен передавать как аналоговый речевой сигнал, так и цифровую информацию со скоростью 9600 бит/сек. Кроме того, каждый РТ оснащается интеллектуальным УУ, заменяющий ретранслятор КУ в случае выхода его из строя.

В зависимости от потребностей, BTS может быть укомплектован различным дополнительным оборудованием, что позволяет повысить уровень системы и набор предоставляемых возможностей.

Дальнейший модернизацией системы EDACS, стала выпущенная фирмой Ericsson в 1996 г. цифровая транкинговая система EDACS ProtoCall, которая может использовать также радиоинтерфейс ТDМА. В этом случае на одной несущей частоте передаются один, два или четыре разговорных канала. Шаг сетки частот, как и прежде, равен 25 кГЦ, но эффективная полоса частот, в зависимости от числа передаваемых каналов будет составлять 25 кГЦ (1 канал), 12,5 кГЦ (2 канала) и 6,25 кГЦ (4 канала).

Радиочастотное оборудование системы EDACS ProtoCall рассчитана для работы в диапазоне 800 МГц и 900 МГц. Передача речи возможна как в аналоговой, так и в цифровой форме. Вместе с тем не предусматривается выделение цифровых частотных каналов или каналов ПД.

Перевод системы EDACS на EDACS ProtoCall, возможен путем автоматизированного преобразования базы данных (БД), а использование TDMA может осуществляться по мере возрастания нагрузки, причем на каждом частотном канале в отдельности.

Транкинговая система связи стандарта APCO 25

Стандарт разработан Ассоциацией официальных представителей служб связи органов общественной безопасности APCO, которая объединяет пользователей систем связи, работающих в службах общественной безопасности и объединяет пользователей правоохранительных органов около 70 стран.

Особенностью стандарта APCO 25 является открытость архитектуры, позволяющая обеспечить взаимодействие между различными подразделениями, которые характерны для служб обеспечения безопасности.

Стандарт предусматривает два этапа перехода к цифровой передачи речи. Сначала используется сетка частот с шагом 12,5 кГЦ, а затем уменьшается до 6,25 кГц. Разделение каналов в обоих случаях осуществляется только методом FDMA, а скорость ПД в разных каналах равна 9,6 кБит/с.

Речевой сигнал преобразуется в цифровой, с использованием IMBE (Improved MultiBand Excitation - модифицированный метод многополосного возбуждения), который позволяет получить цифровой поток со скоростью 4400 бит/с. Добавление символов, для помехоустойчивого кодирования, увеличивает скорость информационного потока до 7200 бит/сек, а после добавления служебной информации и формирования речевых кадров, скорость достигает 9,6 кбит/сек. В протоколе радиоинтерфейса предусматривается низкоскоростной канал сигнализации, позволяющий одновременно с речью, передавать данные со скоростью 88,89 бит/сек.

В стандарте предусмотрены механизмы обеспечения безопасности связи, аутентификации абонентов и сообщений и системы управления ключевой информацией. В основе всех лежит криптографические шифрование информации.

Стандарт описывает систему связи APCO 25, как совокупность всех составных частей системы подвижной радиосвязи: MS (носимых и автомобильных), BTS, PПС и терминалов ПД и диспетчерские пульты, взаимодействующих между собой с помощью различных интерфейсов. Основным функциональным блоком системы является радио подсистема РПС (RFSS - RF Sub System), определяемая как сеть связи, построенная на основе одной или нескольких BTS и может включать любое количество мобильных и стационарных абонентских радиостанций. РПС должна обеспечивать обработку стандартных системных вызовов и поддерживать ряд интерфейсов. Обобщенная модель РПС стандарта APCO - 25 приведена на рис. 17.

В спецификациях открытых интерфейсов стандарта, указываются физические и электромагнитные параметры, протокол обмена информацией, пропускная способность, правила технического обслуживания, эксплуатационные характеристики и т.п, что обеспечивает совместимость оборудования различных производителей.

Радиоинтерфейс

Соблюдение всех требований к общему радиоинтерфейсу (CAI) стандарта APCO 25, обозначаемый как Um, позволяет обеспечить совместимость абонентного оборудования различных производителей. В семиуровневой модели цифровой передачи данных OSI, интерфейс Um работает на 1 -м (физическом) и 2-м (канальном) уровнях, причем канальный уровень подразделяется на субуровни LLC - управления логическими соединениями, и MAC - управления доступом к среде. На рис.18 приведена модель радиоинтерфейса Um.

Рис.17 Обобщенная модель РПС стандарта APCO — 25

Рис.18 Модель радиоинтерфейса Um

Общий радиоинтерфейс регламентирует:

- Частотный разнос между каналами;

- Скорость битового потока в канале;

- Вид и параметры модуляции;

- Процедуры канального доступа;

- Структуру передаваемой информации;

- Канальное кодирование;

- Речевое кодирование.

Структура речевого сообщения в стандарте APCO 25 приведена на рис. 19. Речевая преамбула предназначена для начальной синхронизации передающей и приемной MS, инициализации всех функций шифрования и передачи адресной информации. Преамбуле предшествует начальный синхропакет (FS) длиной 48 бит, затем передается идентификатор сети (NID), необходимый для предотвращения конфликтов между радиостанциями различных сетей, работающими на одной частоте (64 бита), далее следует сама преамбула и заканчивается 10 нулевыми битами.

Рис.19 Структура речевого сообщения в стандарте APCO 25

Преамбула в свою очередь представляет собой слово заголовка и содержит:

- Индикатор сообщения (MI), характеризующий начальные условия для алгоритма шифрования (72 бита);

- Идентификатор изготовителя (MFID), содержащий специальный код производителя оборудования, который используется в случае, когда в речевые сообщение включаются какие либо нестандартные особенности (8 бит);

- Идентификатор алгоритма (ALGID), используемый для определения типа алгоритма шифрования (8 бит);

- Идентификатор ключа шифрования (KID) (16 бит);

- Идентификатор разговорной группы (TGID) (16 бит);

Все кодовое слово длиной 120 бит подвергается помехоустойчивому кодированию и его размер увеличивается до 648 бит. Окончательно структура преамбулы формируется путем вставки 2 бит статусной информации после каждых 70 бит пакета данных преамбулы (770 бит), получившихся после добавления синхропакета, идентификатора сети и нулевых бит (всего добавляется 22 статусных бита). Результирующая длина преамбулы составляет 792 бита, которая по каналу со скоростью 9600 бит/сек передается за 82,5 мс.

За преамбулой следует цифровой речевой сигнал, передаваемый кадрами длительностью 180 мс. Два речевых кадра образуют суперкадр длительностью 360 мс, а передача заканчивается маркером конца сообщения (сигнал отбоя).

Речевой кадр (логический блок данных) состоит из 9 речевых фреймов длиной 144 бита (один фрейм равен 16 битам). Их них 88 информационных бита несут информацию о 20мс отрезка речевого сигнала, полученного преобразованием с помощью кода IMBE. Оставшиеся 56 бита является корректирующим кодом контроля четкости. В состав LDI входят также служебные сообщения. В LDI-1 передается информация управления каналом связи (LC-Link Control), которая состоит из 72 битов информации и 168 бит корректирующего кода, а также информация низкоскоростного канала сигнализации (LSD-Low Speed Data), состоящая из 16 бит данных и 16 бит корректирующего кода. В LDI-2 также содержится информация LSD и кроме этого синхрослово шифрования (ES) состоящее из 96 информационных бит и 144 бит корректирующего кода.

Информация, передаваемая для управления каналом связи, отличается для групповых и индивидуальных вызовов. В первом случае она включает: идентификатор формата LCF (Link Control Forman) состоящий из 8 бит; идентификатор производителя MFID - 8 бит; признак экстренного вызова (аварийный бит) - 1 бит; резервное поле - 15 бит; идентификатор разговорной группы TGID - 16 бит; идентификатор источника сообщения (Source ID) - 24 бита.

Для индивидуального вызова идентификатор сообщения состоит также из 8 бит и отличается кодом, признак экстренного вызова отсутствует, резервное поле имеет размер -8 бит, а вместо идентификатора разговорной группы передается код получателя информации (Destination ID), состоящий из 24 бит.

Структура поле кода для группового и индивидуального вызова приведена на рис. 20. Информация, содержащаяся в поле кода управления каналом связи, кодируется с помощью кодов Рида - Соломона и Хемминга и формируется кодовое слово LC длиной 240 бит.

Слово для синхронизации алгоритма шифрования (FS) состоит из 96 бит и включает индикатор сообщения MI (72 бита), идентификатор типа используемого алгоритма шифрования ALGID (8 бит), идентификатор ключа шифрования KID (16 бит). Затем осуществляется кодирование синхрослова кодом Рида - Соломона, что увеличивает его до 144 бит, а применение кодирования Хемминга окончательно доводит размер синхрослова ES до 240 бит.

LCF	MFID	Аварийный	Резерв	TGID	Source ID
8бит	8бит	бит	15 бит	16 бит	24 бит
а) групповой вызов
LCF	MFID	Резерв	Destination ID	Source ID
8 бит	8 бит	8 бит	24 бита	24 бит

в) индивидуальный вызов

Рис.20

Низкоскоростные каналы данных сигнализации LSD используют 32 информационных бита, что соответствует скорости 88,89 бит/сек. Информационные бита далее кодируются с помощью кода Голея, что доводит посылки сигнализации до 64 бит. Следует также отметить, что назначение этого канала еще окончательно не определен, но можно предполагать, что канал может быть использован для передачи сигналов местоположения подвижных объектов.

Окончательная структура суперкадра представлена на рис. 21. Первый и второй речевые кадры состоят из последовательности 9 речевых фреймов длиной 144 бита, в которые вставляется дополнительная информация. Оба кадра начинаются с синхропакета FS (48 бит) и сетевого идентификатора NID (64 бита). В речевые фреймы с VC-3 по VC-8 включаются по 4 - 10 битовых слова, несущие информацию об синхрослове шифрования ES. Низкоскоростные два 16 - битовых кода, канала сигнализации, вставляются перед речевым фреймом VC-9 первого кадра и VC-18 второго кадра. В результате длина каждого речевого кадра становится равной 1680 бит. Затем в оба речевых блока, через каждые 70 бит, вставляются статусные символы и окончательная длина становится равной 1728бит с длительностью 180 мс при скорости передачи 9600 бит/сек.

Каждый сеанс заканчивается сигналом отбоя, который представляет собой маркер простой или сложной конструкции. Первый состоит из 140 бит и включает начальный синхропакет Fs (48 бит), идентификатор сети (рис. 22а) NID (64 бита), и дополняться 28 нулевыми битами. Второй состоит также из FS и NID, но добавляется еще 288 бит (рис. 22 б) информации управления каналом связи LC и все это дополняется 20 нулевыми битами. В результате длина составляет 420 бит

Рис. 21 Структура суперкадра

Рис. 22 Структура маркера отбоя

Контрольные вопросы

1.Что нормирует протокол МРТ 1327 и приведите его структуру? 2.Приведите протокол формата кода синхронизации в цифровых системах

PMR и PAMR и протоколы используемые в радиоинтерфейсах подвижной и базовой станций?

3.Приведите основные характеристики стандарта EDACS и EDACS ProtoCall. 4.Приведите и поясните обобщенную модель РПС стандарта APCO - 25 и модель радиоинтерфейса Um и что он регламентирует? 5.Приведите и поясните окончательную структуру суперкадра стандарта APCO - 25

Лекция 4

Транкинговая система связи стандарта TETRA

Транкинговые стандарты TETRAPOL и IDEN

Транкинговая система связи стандарта TETRA

Несомненным лидером среди цифровых транкинговых стандартов является стандарт TETRA. Прежде всего, это объясняется следующими преимуществами:

- стандарт TETRA является открытым стандартом, что привлекает большое количество производителей оборудования, обеспечивает адекватный уровень цен и независимость от конкретного производителя. Спецификации стандарта доступны для участников ассоциации "Меморандум" о взаимопонимании и содействии стандарту TETRA (TETRAMoU). Это является принципиальным моментом для происхождения требований COPM;

- стандарт TETRA является единственным цифровым транкинговым стандартом, разработанным Европейским институтом телекоммуникационных стандартов ETSI;

- высокой спектральной эффективностью, позволяющей организовать четыре логических соединения на одном частотном канале, за счет использования технологии компрессии речевого потока с высокой степенью сжатия данных и технологии TDMA (временного разделения каналов), и обеспечивающий оптимальное построение сети связи с интенсивным трафиком на ограниченной территории;

- стандарт TETRA предоставляет широкие возможности по передаче данных в режимах коротких сообщений (SDS), коммутации каналов и коммутации пакетов, что позволяет организовать доступ к сети Интернет (IP over TETRA) с использованием таких приложений как телеметрия, мониторинг мобильных объектов, передача видео изображений, электронная почта, передача файлов, WAP и т.д.;

- стандарт TETRA разрабатывался с учетом требований служб общественной безопасности и правоохранительных органов, поэтому особое внимание уделено таким аспектам обеспечения безопасности связи как шифрование информации, аутентификация абонентов, защита от несанкционированного доступа. По заявке Ассоциации европейской полиции (Schengen Group) в стандарт введены такие услуги как: вызов, санкционированный диспетчером; приоритетный доступ; приоритетный вызов; избирательное прослушивание; дистанционное прослушивание и динамическая перегруппировка и ряд других;

- стандарт TETRA обеспечивает высокую оперативность связи, характеризуемую малым (менее 0,5 сек) временем установления канала связи между корреспондентами. Предусмотрен также режим открытого канала, когда для группы абонентов может быть выделен логический канал связи и доступ в канал обеспечивается без установочной процедуры;

- стандарт TETRA обеспечивает так называемый режим прямой связи (DMO) между корреспондентами без использования базовых станций, что особенно важно для служб общественной безопасности. При этом станция может находится в режиме "двойного наблюдения" (Dual Watch), одновременно готовая принять вызов как по транкинговому каналу так и по каналу DMO;

- проекты стандарта TETRA легко масштабируются из системы с малым количеством базовых станций и радиоканалов в крупную систему ведомственного и федерального уровня.

План развития "TETRA Фаза 2", принятый в конце 2000 года, позволит обеспечить полное перспективное взаимодействие между стандартом TETRA и другими официальными стандартами - GSM, GPRS и UMTS.

Стандарт TETRA подразделяется на две спецификации:

- TETRA Voice + Data (TETRA V + D);

- TETRA Packet Data Optimized (TETRA PDO).

TETRA V + D является стандартом на интегрированную систему передачи речи и данных. TETRA PDO - стандарт ориентированный только на передачу данных.

Рабочие частоты стандарта TETRA находятся в диапазоне от 150 МГц до 900 МГц в стандартной сетке частот с шагом 25 кГц. Разнос частот передачи и приема равен 10 МГц. Радиосигнал передается с использованием относительно фазовой модуляции типа П/4 -DOPSK с постоянной огибающей. Для передачи речи в стандарте TETRA V + D используется кодекс алгоритмов CELP и скоростью передачи 4,8 кбит/с. До модулятора к речевому потоку добавляется корректирующий код, затем осуществляется межблочное перемежение и полная пропускная способность одного канала составляет 7200 бит/с.

В стандарте TETRA PDO скорость передачи данных составляет 28,8 кбит/с, и может производиться по схемам "точка - точка" и "точка - многоточие". Данный стандарт также обеспечивает поддержку протокола Х25 для пользовательских приложений. Предусмотренный в спецификации шлюз с ISDN и PDN обеспечивает возможность взаимодействия с внешними системами передачи данных.

Использование стандарта TETRA не накладывает ограничений на архитектуру сети связи, а применение модульного принципа построения позволяет реализовывать разнообразные конфигурации сетей с различной географической протяженностью.

Сеть TETRA состоит из базовых мобильных станций, устройства управления BTS, контролеров BTS и дистанционных пультов, терминалов ТОЭ регистрирующих время в эфире, вызова и отказы.

Для сетевого обслуживания и межсистемного взаимодействия используются следующие специализированные интерфейсы:

- Air Interface - радиоинтерфейс между BTS и МS;

- Direct Mode Operation - интерфейс прямого соединения между двумя MS;

- Terminal Equipment - интерфейс между MS и терминалом ПД;

- Inter System Interface - межсистемный интерфейс для объединения неосновных систем (включая разных фирм изготовителей) в единую сеть;

- LIN - Connected Stistion Interface - интерфейс для подключения ДП к базовому оборудованию;

- Network Management Center Interface - интерфейс для подключения ТОЭ;

- Gateway to PABX, PSTN, ISDN, PDN - интерфейс для подключения к УАТС, ТФОП, ЦСИС.

Стандарт TETRA позволяет использовать MS в качестве ретранслятора для расширения зоны обслуживания. Система использующий этот стандарт может функционировать в следующих режимах:

- режим транкинговой связи, в этом случае вся территория обслуживания покрывается BTS. При этом канал управления может быть выделенный частотный или распределенный. В первом случае из всех выделенных частотных каналов BTS, один предназначается для обмена служебной информацией. Во втором случае служебная информация передается либо в специально выделенном временном канале (одной из 4 - х каналов, организуемых на одной частоте), либо в контрольном кадре мультикадра (одном из 18).

Каналы для передачи сообщений могут организовываться следующими тремя способами:

1.Транкинг передачи. В этом способе канал выделяется только на время одной транзакции (период передачи приема), для следующий транзакции может быть выделен новый канал.

2.Транкинг сообщений. Канал присваивается в начале передачи и освобождается в конце.

З.Квазитранкинг передачи. Канал предоставляется как и в транкинге передач, однако освобождается с некоторой задержкой, что позволяет уменьшить количество сигналов управления.

- режим с открытым каналом. В этом случае устанавливается соединение "точка -многоточие", т.е. группа пользователей организуют связь, без установочной процедуры. Кроме того, любой абонент может, присоединившись к группе и использовать канал в любой момент. При этом используется режим работы "двухчастотный симплекс".

- режим непосредственный (прямой) связи. Данный режим позволяет устанавливать между терминалами двух и многоточечное соединение по радиоканалам, не связанными с КУ сетью, без передачи сигналов через BTS.

Стандарт TETRA позволяет работать MS в режиме "двойного наблюдения" (Dual Watch), что позволяет обеспечивать прием сообщений об абонентов, работающих как в режиме транкинговой, так и прямой связи. Кроме того, в данном стандарте речь и данные могут передаваться одновременно с одного терминала по разным логическим каналам.

Службы речевой связи, по которым передается речевой сигнал, могут работать в следующих режимах:

- речевая связь с индивидуальным вызовом абонентов, в этом случае обеспечивается коммутируемые двухчастотные соединения между двумя MS или между MS и стационарным терминалом для обеспечения прямой двухсторонней связи в режиме дуплекса или двухчастотного симплекса;

- многосторонняя речевая связь позволяет организовывать групповой вызов абонентов;

- циркулярная связь с широковещательным вызовом, т.е. односторонняя передача речевой информации от вызывающей стороны нескольким вызывающим абонентами.

Речевая связь может быть организована как открытой, так и защищенной при помощи шифрования информации.

В стандарте ПД может организовываться в следующих режимах:

- ПД с коммутации цепей. Данный режим аналогичен речевому обмену. Скорость определяется числом временных интервалов, выделенных для связи, и классом защиты от ошибок;

- Коммутируемые пакеты данных. Транслируются по виртуальным цепям или в виде дейтаграмм;

- Короткие сообщения (до 2048 бит). Передается оперативно, независимо от передачи речи и данных;

Стандарт TETRA представляет также ряд дополнительных услуг, к которым относятся: вызов санкционированный диспетчером; приоритетный доступ; приоритетный вызов и т.д. В стандарте предусмотрено два уровня безопасности передаваемой информации - стандартный низкий - шифруется радиоинтерфейс и высокий, обеспечивается сквозное шифрование от источника до получателя.

Защита радиоинтерфейса обеспечивается аутентификацией абонента и инфраструктуры, конфиденциальности трафика за счет потока псевдоимен и специфицированного шифрования информации. Кроме того, возможно переключение информационных каналов и КУ в процессе ведения сеанса связи.

Сеть стандарта TETRA состоит из следующих основных элементов:

- базовая приемопередающая станция (BTS);

- устройство управления BTS (BCF) - элемент сети с возможностями коммутации, который управляет несколькими BTS и обеспечивает доступ к внешним сетям ISDN, PSTN, PDN, PABX, а также используется для подключения ДП и терминалов ТОЭ;

- контролер BTS - элемент сети с большими по сравнению с BCF коммутационными возможностями;

- ДП устройство, подключаемое к контролеру BTS по проводной линии и обеспечивающее обмен информацией между диспетчером сети и другими пользователями сети;

- мобильная станция - MS;

- стационарная радиостанция (FRS - Fixed Radio Station) - используется абонентами в определенных местах;

- терминал ТОЭ подключается к УУ базовой станции (BCF) и предназначается для контроля за состоянием системы, проведения диагностики неисправностей, учета тарификационной информации и т.д.

Стандарт TETRA, используя модульный принцип построения оборудования, позволяет реализовывать сети с различными иерархическими уровнями и различной географической протяженностью (от локальных до национальных). Применение распределенной функции управления базы данных и коммутацией, позволяет организовать быструю передачу вызовов и сохранять ограниченную работоспособность и при потере связи с ее отдельными элементами.

Национальные и региональные сети TETRA, как правило, реализуются на основе сравнительно небольших подсетей, которые соединяются между собой при помощи межсистемного интерфейса ISI. Подсети представляют собой автономную и самосогласующуюся сеть с возможностью централизованного управления. Один из вариантов построения сети национального или регионального уровня приведен на рис. 23.

В каждой подсети свои функции управления и коммутации, а также возможность централизованного управления сетью более высокого уровня. Структура построения подсети зависит от трафика и требований к эффективности установления связи. Варианты конфигураций наиболее сложны при необходимости резервирования каналов, а простейшая, включает только один модуль BCF.

В сетях стандарта TETRA предусматриваются различные способы обеспечения отказоустойчивости, в частности, используются несколько маршрутов соединения сетей регионального уровня за счет соединения контролеров BTS. В свою очередь для региональных сетей предусматривается взаимное копирование БД в контролерах BTS.

Информационный обмен в системах стандарта TETRA обеспечивается с помощью телесервисных служб. При этом речь и данные могут передаваться одновременно с одного терминала по различным логическим каналам.

Рис.23 Вариант построения сети национального или регионального уровня

Сетевые процедуры предоставляют абонентам основные услуги при работе в сети, а оператору - возможность эффективного управления, и обеспечиваются стандартизированными службами TETRA. Основные сетевые процедуры включают: регистрацию местоположения абонента; роуминг; повторное установление связи; аутентификацию абонентов; автоматические отключение/подключения абонента при отсутствии связи, отключение абонента оператором сети; управления потоком данных. Набор конкретных сетевых процедур используемых в сети, определяются оператором.

Стандарт TETRA предусматривает и дополнительные услуги, обеспечиваемые вспомогательными службами стандарта, которые предоставляются абонентам при включении в список доступных услуг.

Дополнительные услуги условно делятся на специализированные (введенные в стандарт по заявке служб общественной безопасности и правоохранительных органов) и стандартные (предназначенные для всех пользователей, включая коммерческих операторов сетей). Пользоваться этими услугами по соглашению могут все.

К специализированным услугам относятся: вызов, санкционированный диспетчером; приоритетный вызов; приоритетный доступ; избирательное прослушивание; дистанционное прослушивание; динамическая перегруппировка; идентификация вызывающей стороны.

К стандартным услугам относятся: выбор зоны; идентификация номера абонента; сообщение о вызове; изменение маршрута прохождения вызова; вызов с использованием списка абонентов; адресация с использованием коротких номеров; ожидание вызова; удержание вызова; завершение вызова для занятого абонента; передача управления групповым соединением; подключение вызова; ограничение установления вызова; подключение к соединению в течение сеанса связи; информация об оплате.

Радиоинтерфейс стандарта TETRA V + D предполагает использование метода TDMA. При этом на одной несущей частоте организуется четыре разговорных канала. Кадр длительностью 56,67 мс делится на четыре временных интервала - слота, а последовательность из 18 кадров образует мультикадр длительностью 1,02с, причем один кадр является контрольным. 60 мультикадров образуют гиперкадр (рис. 24).

Каждый слот в кадре содержит 510 бит, из них 432 являются информационными (два блока по 216 бит). Для управления излучаемой мощностью, в начале слота передается пакет РА состоящий из 36 бит. За ним передается первый ИБ (216 бит), далее синхропоследовательность SYNC (36 бит) и второй ИБ (216 бит). Соседние слоты разделяются 6 битами GP, что соответствует длительности 0,167 мс.

Рис.24 Структура гиперкадра

Транкинговые стандарты TETRAPOL и IDEN

Фирма Matra Communications создала форум TETRAPOL в 1987 г., для выполнения контракта с французской жандармерией на создание сети цифровой радиосвязи Rubic (запущена в эксплуатацию в 1994 г.). Под эгидой этого форума была разработана спецификация TETRAPOL PAS (Rublicly Available Specifications), определяющая стандарт цифровой транкинговой радиосвязи.

В стандарте предусматривается выделенный КУ и частотный метод разделения каналов. Возможно построение однозоновой и многозоновой сети с различной конфигурацией, а также организация прямой связи между MS без использования инфраструктуры сети и ретрансляции сигналов на фиксированных каналах.

Сети связи на основе стандарта TETRAPOL имеет возможность работы в диапазоне частот от 70 до 520 МГц, которая в свою очередь подразделяется на поддиапазоны ниже 150 МГц (VHF) и выше 150 МГц (UHF). Для этих поддиапазонов, большая часть интерфейсов общая. Отличие состоит лишь в использование различных методов помехоустойчивого кодирования и кодового перемежения.

Дуплексный разнос каналов приема и передачи в стандарте составляют 10 МГц, а частотный разнос между соседними каналами 12,5 или 10 кГц. В дальнейшем возможен разнос равный 6,25 кГц. При разносе 12,5 кГц в сети организуется 400, а при разносе 10 кГц до 500 радиоканалов. При этом в каждой зоне можно использовать до 24 каналов.

Передача в стандарте организуется кадрами длиной 160 бит и длительностью 20 мс, что соответствует скорости передачи информации в канале 8000 бит/с. Далее 200 кадров объединяются в суперкадр длительностью в 4 сек. Окончательному формированию кадра предшествует сверточное кодирование, перемежение, скремблирование и дифференциальное кодирование.

В системах стандарта TETRAPOL используется модуляция GMSK, а для преобразования речи применяется кодек с алгоритмом речепреобразования RPCELP (Regular Pulse CELP анализ через синтез), скорость преобразования составляет 6000 бит/с.

Предусматривается три основных режима связи:

- транкинговая связь - абоненты взаимодействуют между собой через BTS, которые распределяют каналы связи между абонентами. Сигналы управления при этом передаются по специально выделенным для каждой BTS частотным каналам;

- прямая связь, в этом случае обмен информацией между MS производится на прямую без участия BTS;

- ретрансляция связи, взаимодействие абонентов осуществляется через РТ имеющий фиксированный канал передачи и приема информации.

В сетях стандарта TETRAPOL поддерживается передача речи и данных. При речевой связи возможно: широковещательный вызов, вызов установки открытого канала, ГВ, ИВ, множественный вызов с использованием списка абонентов, аварийный вызов.

При передачи данных предоставляется ряд услуг прикладного уровня, поддерживаемых заложенными в радиотерминалах функциями, такими как межабонентский обмен сообщениями в соответствии с протоколом Х.400, доступ к централизованным БД, доступ к фиксированным сетям в соответствии с протоколом ТСР/IP, передача факсимальных сообщений, видеоизображении, сигналов персонального вызова, коротких сообщений, статусных вызовов, поддержка режима передачи получаемых с помощью приемников GPS данных о местоположение объекта, пересылка файлов.

Стандарт предусматривает также стандартные сетевые процедуры, к которым относятся динамическая перегруппировка, аутентификация абонента, роуминг, приоритетный вызов, управление передатчиком абонента, управление "профилем" абонента (дистанционное изменение параметров абонентского радиотерминала) и др.

Кроме того, стандарт представляет также ряд дополнительных услуг, к числу которых относятся приоритет доступа, приоритетный вызов, приоритетное сканирование, вызов, санкционированный диспетчером, переадресация вызова, подключение к вызову и

т.д.

Стандарт TETRAPOL ориентирован для использования в правоохранительных органах и поэтому предусмотрены механизм обеспечивающий безопасность связи. К таким механизмам относятся автоматическая реконфигурация сети, динамическая перегруппировка, переназначения каналов связи диспетчером сети (ДС), управление доступов в систему, сквозное шифрование информации, аутентификация абонентов, использование временных идентификаторов абонентов, имитация активности РА и т.д.

Сети, построенные на основе стандарта TERTAPOL широко используются в странах Европы.

Компания Motorola в начале 90-х годов разработала технологию IDEN (Integrated Digital Enhanced Network) и первая коммерческая система на ее базе была внедрена в США компанией NEXTEL в 1994 г. Технология IDEN является корпоративным стандартом с открытой архитектурой и предназначена для реализации интегрированных систем, обеспечивающих все виды подвижной радиосвязи: диспетчерской связи, мобильной телефонной связи, передачи текстовых сообщений и пакетов данных.

Диспетчерские сети подвижной радиосвязи IDEN позволяет организовывать групповые и индивидуальные вызова, а также обеспечить режима ожидания при занятости вызываемого абонента. Количество групп в IDEN может составлять до 65535, при этом время установления связи группового вызова в полудуплексном режиме не превышает 0,5с.

В сетях IDEN телефонная связь полностью дуплексная, а связь может организовываться по любым направлениям и имеется возможность голосовой почты. Кроме того, возможно передавать и принимать на абонентские терминалы текстовые сообщения и данные, причем в коммутационном режиме со скоростью 9,6 кбит/с, а в пакетном до 32 кбит/с. Пакетный режим ПД поддерживает протокол ТСР/IP.

Система IDEN основана на базе технологии TDMA и в частотном канале шириной 25 кГц организуется 6 речевых канала. Кадр длительностью 90 мс разбивается на 6 интервалов длительностью 15 мс.

Речевой сигнал в системе преобразуется по алгоритму типа VSELP, что позволяет передавать информацию в канале со скоростью 7,2 кбит/с. Суммарная скорость в радиоканале с учетом помехоустойчивого кодирования и добавления управляемой информации составляет 64 кбит/с. Для организации такой скорости в канале с полосой 25 кГц используется 16 - позиционная квадратурная модуляция М16 - QAM.

Частотный диапазон, используемый в системе, стандартный для Америки и Азии и равен 805 - 821, 855- 866 МГц.

Стандарт IDEN позволяет разместить в полосе 1 МГц до 240 информационных каналов, что является наиболее высокой спектральной эффективностью среди рассматриваемых стандартов цифровой транкинговой связи. Однако, из-за малой мощности абонентских терминалов (0,6Вт для носимых и 3Вт для мобильных) размеры зон покрытия BTS меньше, чем в сетях других стандартов.

Архитектура сетей IDEN близка к транкинговым и сотовым системам и позволяет обслуживать большое количество абонентов и интенсивный график. Система позволяет создавать до 1000 виртуальных сетей, в каждой из которых может быть до 65500 абонентов, объединенных при необходимости в 255 группы. При этом каждая из групп абонентов может использовать свою зону связи, обеспечиваемую данной системой.

Контрольные вопросы

1.Назначение и из каких устройств состоит сеть стандарта TETRA?

2. В каких режимах может функционировать и какими способами могут

организовываться каналы для передачи сообщений в стандарте ТЕТРА? 3.В каких режимах могут работать службы речевой связи и как может

организовываться ПД? 4.Приведите вариант построения сети национального или регионального уровней и

дайте пояснение.

5. Приведите структуру гипокадра для радиоинтерфейса стандарта TETRA V + D.

Лекция 5

Рекомендации по выбору стандартов цифровой транкинговой радиосвязи.

Перспективы развития цифровых транкинговых стандартов в мире

Рекомендации по выбору стандартов цифровой транкинговой радиосвязи.

В настоящее время процесс развертывания сетей транкинговой радиосвязи во всем мире характеризуется внедрением цифровых систем.

Практически все ведущие мировые поставщики оборудования, системные интеграторы и операторы, а также многие крупные потребители услуг транкинговой радиосвязи переходят к цифровым системам. Основное соперничество на рынке стандартов, ориентированных не только на обычных корпоративных пользователей, но и на представителей правоохранительных органов и служб общественной безопасности, ведут TETRA, APCO 25 и TETRAPOL.

Если задаться целью предложить как можно больше критериев, по которым можно проводить сравнение цифровых стандартов, то окажется, что таких критериев чрезвычайно много. Однако целесообразно рассматривать те критерии, которые действительно важны для потребителей услуг транкинговой радиосвязи. (Например, вряд ли пользователя волнует используемый метод модуляции сигнала или алгоритм речепреобразования, однако, для него крайне важны такие показатели, как дальность связи и качество воспроизведения речевого сигнала).

Все показатели цифровых стандартов, которые можно рассматривать в качестве критериев для сравнения, с определенной долей условности можно разбить на две группы: эксплуатационно - технические и организационно - экономические.

Под эксплуатационно - техническими критериями понимается обобщенные технические показатели, которые определяются параметрами систем связи, такие, как дальность и оперативность связи, степень безопасности связи, спектральная эффективность, набор услуг связи (как стандартных, так и специальных, ориентированных на использование правоохранительными органами и службами общественной безопасности). Каждый из этих критериев является комплексным, т.е., в свою очередь, складывается из нескольких показателей или зависит от определенного набора параметров.

Дать четкое определение организационно - экономическим критериям достаточно сложно, гораздо проще просто их перечислить. К их числу можно отнести стоимостные показатели систем связи, возможности выделения ресурсов радиочастотного спектра и перспективы развития и распространения в мире каждого из стандартов. По сравнению с эксплуатационно-техническими показателями, эти критерии имеют большую неоднозначность и гораздо более высокую степень субъективизма при их оценке. При этом организационно - экономические показатели в определенной степени зависят от технических, например, на стоимостные показатели существенно влияют дальность связи и спектральная эффективность.

Эксплуатационно - технические критерии. Обобщенные сведения о системах стандартов TETRA, APCO 25, TETRAPOL и их основные технические характеристики представлены в таблице 1.

Рассматривая технические характеристики и функциональные возможности представленных стандартов транкинговой связи, можно отметить, что все стандарты имеют высокие (относительно данного класса систем подвижной радиосвязи) технические показатели. Стандарты позволяют использовать в своих системах дуплексные радиостанции. В средствах радиосвязи данных стандартов используются эффективные методы речепреобразования и помехоустойчивого кодирования информации. Все стандарты обеспечивают высокую оперативность связи и достаточную спектральную эффективность.

Таб.1

№	Характеристика стандарта (системы) связи	ТETRA	APCO 25	TETRAPOL
	Разработчик стандарта	ETSI	APCO	Matra Communications (Франция)
	Статус стандарта	Открытый	Открытый	Корпоративный
	Основные производители радиосредств	Nokia, Alcatel, Motorola, OTE	Motorola, E.F.Jonson Inc., Transcrypt, ADI Limited	Matra, Nortel,CS Telecom,Siemens
	Возможный диапазон рабочих частот, МГц	Теоретически 150-900; выделено в Европе для служб общественной безопасности 380-395/390­395	138-174; 406-512; 746-869	70-520
	Разнос между частотными каналами, кГц		12,5; 6,25	12,5; 10
	Эффективная полоса частот на один речевой канал, кГц	6,25	12,5; 6,25 (для фазы II)	25; 12,5
	Вид модуляции	p/4-DQPSK	C4FM (12,5 кГц) CQPSK (6,25 кГц)	GSMK (BT=0,25)
	Метод речевого кодирования и скорость речепреобразования	CELP (4,8 кбит/с)	IMBE (4,4 кбит/с)	RPCELP (6 кбит/с)
	Скорость передачи информации в канале, бит/с	7200 (28800- при передаче 4-х информационных каналов на одной физической частоте)
	Время установления канала связи, с	0,2 с - при индив. вызове (min) 0,17 с - при групповом вызове (min)	0,25 - в режиме прямой связи; 0,35 - в режиме ретрансляции; 0,5 - в радиоподсистеме	не более 0,5
	Метод разделения каналов связи	МДВР (с использованием частотного разделения в многозоновых системах)	МДЧР	МДЧР
	Вид канала управления	Выделенный или распределенный (в зависимости от конфигурации сети)	выделенный	выделенный
	Возможности шифрования информации	1) стандартные алгоритмы; 2) сквозное шифрование	четыре уровня защиты информации	1) стандартные алгоритмы; 2) сквозное шифрование

С технической точки зрения, основные различия между стандартами TETRA, с одной стороны, и APCO 25 и TETRAPOL - с другой, определяются методом разделения каналов связи. Для стандарта TETRA это многостанционный доступ с временным разделением каналов связи (M^tP или FDMA). Рассмотрим, как это основное различие, а также другие технические параметры влияют на основные эксплуатационно - технические показатели.

Дальность связи. Под которой обычно понимают максимальное расстояние между двумя радиостанциями, на котором обеспечивается устойчивая связь с требуемым качеством. При этом устойчивая связь считается тогда, когда отношение проведенных сеансов связи к общему числу попыток выхода на связь речевого сигнала, при котором сохраняется заданная разборчивость.

Дальность связи зависит от большого количества факторов, которые можно разделить на 3 основные группы:

- факторы, определяемые условиями применения средств связи (высота установки антенн, рельеф местности, помеховая обстановка и т.д);

- факторы, определяемые техническими параметрами, реализованными в аппаратуре связи (мощность передатчиков, чувствительность приемного тракта, коэффициент усиления антенны и т.д.);

- факторы, определяемые непосредственно заложенными в стандарте принципами построения каналов связи (ширина полосы канала связи, скорость информации в канале, способ модуляции сигнала, алгоритм речевого кодирования, методы помехоустойчивого кодирования).

Естественно, что корректно сравнивать стандарты цифровой транкинговой радиосвязи можно только по последней группе факторов, т.к. другие группы зависят или от условий эксплуатации, или определяются качеством производства радиосредств. Следует понимать, что принципиально системы с FDMA обеспечивают большую дальность связи (при прочих равных параметрах) по сравнению с системами с TDMA. Это объясняется меньшей энергией сигнала на один бит информации. Известно, что энергия сигнала Ec определяется как

Е_с = Р_с*Т_с

где Р_с - мощность, а Т_с - длительность сигнала.

Понятно, что при уменьшении длительности сигнала (времени передачи одного информационного бита для цифровой системы) пропорционально уменьшается энергия. Например, для систем TETRA, с четырьмя информационными каналами на одной физической частоте эквивалентная мощность на бит информации в 4 раза меньше, чем в системах с FDMA, что равносильно снижению дальности связи ориентировочно на 40%.

Другим фактором, влияющим на снижение дальности связи в системах с TDMA по сравнению FDMA - системами, является устойчивость канала связи при многолучевом распространение сигнала, возникающим в условиях плотной городской застройки, или холмистой местности из-за отражения сигнала от зданий и других преград, и приводящим к появлению радиоэха. Отраженный сигнал оказывает тем большее влияние, чем больше его отношение к длительности сигнала. Поэтому уменьшение длительности информационного бита в системах с TDMA ухудшает качество приема в условиях многолучевости. (Принципиально можно добиться компенсации задержки сигнала, однако это требует применения различных типов приемников для различных условий распространения сигнала).

Во многих источниках приводятся данные о приблизительно двукратном снижении дальности связи в системах с TDMA, по сравнению с системами с частотным разделением каналов связи. Например, по официальным данным Международного союза электросвязи (см. "Project 25/TETRA Comparison", Radio Resource International, 1/2000) радиус действия базовой станции TETRA для носимой радиостанции составляет 3,8 км в условиях пригорода, 17,5 км для мобильной станции в условиях сельской местности. Зона действия в этих условиях базовых станций системы APCO 25 с частотным разделением каналов в 2 раза больше (7,6 и 3,5км соответственно).

Оперативность связи. Основным параметром, характеризующим оперативность связи, является время установления соединения (канала связи) между абонентами. Если рассматривать время установления канала связи в пределах зоны действия одной базовой станции, то все стандарты имеют близкие показатели, в пределах от 0,2 до 0,5 с. Однако, преимущество стандартов, использующих FDMA (TETRAPOL, APCO 25), состоит в том, что минимальная длительность установления соединения сохраняется на более обширной территории, т.к., дальность связи для этих стандартов больше. Для абонентов сетей стандарта TETRA, в среднем, выше вероятность оказаться в разных зонах обслуживания. При этом вызов будет проходить через коммутатор, что неизбежно увеличит время установления соединения. Кроме того, существует опасность, что в зоне вызываемого абонента заняты все каналы ретранслятора, и даже в случае вытесняющего вызова потребуется время на разрыв одного из текущих соединений. Таким образом, в целом, можно сказать, что статистически время установления соединения для передачи речевых сообщений в сетях стандартов TETRAPOL и APCO 25 меньше, чем в стандарте TETRA.

Вместе с тем, большое значение в сетях подвижной радиосвязи приобретает скорость передачи данных, которая также является показателем оперативности связи. Для стандарта TETRA она может достигать 28,8 Кбит/с (при использование всех четырех временных интервалов для передачи массива данных). Для стандартов FDMA она в несколько раз меньше: для TETRAPOL - 8000 бит/с, для APCO 25 - 9600 бит/с

Безопасность связи. Понятие безопасности связи включает в себя требование по обеспечению секретности переговоров (исключение возможности извлечения информации из каналов связи кому - либо кроме санкционированного получателя) и защиты от несанкционированного доступа к системе (исключение возможности захвата управления системой и попыток вывести ее из строя, защита от "двойников" и т.п.).

Если сравнить сами стандарты, а не системы и комплексы технических средств на их основе, то можно сказать, что все стандарты обладают сравнимой степенью, как защиты информации, так и защиты от несанкционированного доступа. Они обеспечивают возможность применения стандартных алгоритмов защиты информации, а также возможность использования оригинальных алгоритмов, разработанных пользователями сетей радиосвязи.

Спектральная эффективность. Основным показателем спектральной эффективности системы связи является эффективная полоса частот на один речевой канал, определяющая какое количество каналов связи можно разместить в отведенной для развертывания сети связи фиксированной полосе частот. Из таблицы 1 видно, что по этому показателю TETRA имеет преимущество по сравнению со стандартами с частотным разделением каналов. Стандарт APCO 25 также декларирует эффективную полосу частот, равную 6,25 кГц, однако это будет достигнуто только во второй фазе реализации проекта.

Набор услуг связи. Функциональные возможности, предоставляемые системами стандартов цифровой транкинговой радиосвязи, приведены в таблице 2.

Рассматривая функциональные возможности представленных стандартов транкинговой связи, можно сказать, что они обеспечивают сравнимый уровень услуг связи. Все стандарты позволяют строить различные конфигурации сетей связи, обеспечивают разнообразные режимы передачи речи и данных, связь с телефонными сетями общего пользования (ТФОП) и фиксированными сетями. Стандарты позволяют использовать в своих системах дуплексные радиостанции. Некоторое преимущество имеют более отработанные стандарты Tetrapol и TETRA, в которых реализованы режимы "двойного наблюдения" и открытого канала, крайне полезны для служб общественной безопасности. Однако, учитывая быстрое развитие стандартов и постоянное расширение функций систем связи, вполне возможно, что в скором времени такие же возможности будут предоставляться и APCO 25.

Выполнение специальных требований к системам радиосвязи служб общественной безопасности. Информация о наличие некоторых специфических услуг связи, ориентированных на использование представителями служб общественной безопасности, представлена в таблице 3. Здесь также можно отметить, что стандарты TETRA, APCO 25, TETRAPOL обеспечивают сравнимый уровень специальных услуг.

Интересную дополнительную услугу, о наличие которой в других стандартов, кроме стандарта TETRAPOL, сведений нет, предоставляет вспомогательная служба имитации активности радиоабонентов. В данном режиме осуществляется поддержка постоянного трафика в выбранной зоне. При перерыве в ведение переговоров базовая станция периодически посылает по каналам связи сигналы, которые трудно отличить от информационных. Такая услуга существенно затрудняет возможности злоумышленников, занимающихся контролем трафика конкретного абонента или группы абонентов, которые, в частности, могут быть сотрудниками правоохранительных органов.

Таб.3

Организационно - экономические критерии. Наличие ресурсов радиочастотного спектра (РЧС) для развертывания системы радиосвязи является важнейшим критерием выбора той или оной системы. В данном случае наиболее перспективны стандарты, которые обеспечивают возможность построения сетей связи в наиболее широком диапазоне.

Системы TETRA теоретически обеспечивают возможность работы в очень широком диапазоне (150- 900 МГц). Вместе с тем, пока производители предлагают в основном оборудование, функционирующие только в диапазоне, выделенном в Европе для построения сетей TETRA - 380 - 385/390 - 395 и 410 - 470 МГц, хотя сейчас уже есть сведения о проектах систем в диапазоне 800 МГц.

Системы APCO 25 в соответствии с функциональными и техническими требованиями обеспечивают возможность работы в любом из диапазонов, отведенных для подвижной радиосвязи.

Стандарт TETRAPOL ограничивает верхнюю частоту своих систем на уровне 520 МГц. Реально большинство действующих систем используют диапазон 380- 400 МГц.

Важным критерием сравнения стандартов является частотный ресурс, необходимый для развертывания сети связи с одинаковым количеством абонентов и одинаковой зоной радиопокрытия. Здесь не может быть однозначного ответа. С одной стороны, стандарт TETRA имеет лучшую спектральную эффективность, с другой - TETRAPOL и APCO 25 обеспечивают больший радиус зоны обслуживания базовой станции. Поэтому для систем TETRA меньшие ресурсы радиочастотного спектра будут требоваться для сетей радиосвязи с очень интенсивным трафиком, а преимущества TETRAPOL и APCO 25 будут проявляться для сетей связи с невысоким трафиком и широкой зоной охвата.

Экономическая эффективность. На сегодняшний день оборудование систем цифровой радиосвязи стоит значительно дороже по сравнению с аналоговыми системами. Как правило, стоимости заключенных контрактов являются коммерческой тайной, однако следует помнить, что при развертывании системы любого из представленных стандартов цифровой радиосвязи, обслуживающей несколько сотен абонентов, речь идет не о тысячах, а о миллионах долларов. Судя по рекламной информации зарубежных фирм, стоимость абонентских радиостанций, работающих в цифровых стандартах, может колебаться в пределах от 800 до 4 тыс. долларов, причем существенная доля стоимости может определяться наличием модулей или программных средств защиты информации.

Сравнение экономической эффективности систем различных стандартов нельзя рассматривать в отрыве от категории системы подвижной радиосвязи. Для создания сетей связи с небольшой нагрузкой, широким территориальным охватом и числом каналов в пределах 10 более оптимальным вариантом (в т.ч. и по стоимости) является использование систем МДЧР, к которым относятся APCO 25 (Фаза I) и TETRAPOL. Это объясняется большим радиусом зон обслуживания систем МДЧР по сравнению с МДВР - системами. По оценкам, приведенным в техническом отчете стандарта TETRAPOL PAS, стоимость базового оборудования многозоновой сети радиосвязи, реализованого на основе МДВР по отношению к системе с частотным разделением каналов (при одинаковой стоимости единицы оборудования) будет на 30 - 50 % выше.

Однако, для сетей связи с интенсивным трафиком и числом каналов в одной зоне более 15, предпочтительно использование систем с временным разделением каналов, к которым относятся TETRA.

Следует отметить, что стандарт APCO 25 (Фаза II)

Дата добавления: 2014-01-04