Систем профессиональной радиосвязи

В системах стандарта APCO 25 предусмотрены 2 варианта передачи данных: с подтверждением приема и без подтверждения. При передаче данных для исправления ошибок используется избыточное решетчатое кодирование и межблочное перемежение.

Данные передаются по тем  же каналам, что и речевые сообщения, и с той же скоростью 9600 бит/с. Радиосистемы стандарта APCO 25 обеспечивают связь с сетями фиксированной связи с протоколами X.25, SNA, TCP/IP. Следует отметить, что протокол IP поддерживается как специальная IP-служба, которая с помощью специального сетевого шлюза обеспечивает возможность связи мобильных терминалов и проводной инфраструктуры с приложениями, использующими IP.

APCO 25 как и Tetra поддерживает индивидуальную аутентификацию каждого абонента, а также криптостойкие алгоритмы шифрования информации.

СПР построенные на базе APCO-25 предоставляют достаточно широкий функционал: обеспечивают групповые и индивидуальные вызовы, позволяют оперативно объединять различных абонентов в группы и т.д. В общем обладают практически такими же возможностями, что и СПР работающие в стандарте Tetra.

Кроме того приказом МВД  от 25 ноября 2005г. № 963 АРСО принят как  основной стандарт цифровой системы  радиосвязи МВД России [2].

2. Сравнительный анализ технико-экономической эффективности внедрения различных типов цифровых систем профессиональной радиосвязи на примере УМВД по Кировской области.

В предыдущей главе были представлены основные технические характеристики наиболее распространённых на сегодняшний день на территории РФ систем подвижной цифровой радиосвязи.

На территории Кировской  области (120,4 тыс. кв. км.) развёрнуто порядка 52 радиосетей, каждая из которых обслуживает  значительные территории с небольшой плотностью населения. В городе Кирове развёрнуто порядка 30 различных радиосетей, каждая из которых обслуживает небольшие территории, но со сложным рельефом и большим количеством абонентов.

Опираясь на эти данные, попытаемся определить, какой из представленных стандартов предпочтителен с экономической  и технической точки зрения, для  внедрения, например, на территории Кировской  области (в частности в муниципальном  образовании г.Киров).

Рассмотренные выше технические  характеристики и функциональные возможности  стандартов цифровой связи, позволяют  сделать вывод, что все стандарты имеют высокие (относительно аналогового 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. Кроме того DMR будем считать урезанной версией TETRA, так как они во многом схожи.

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

Основной технический  показатель эффективности СПР - дальность связи.Под дальностью связи обычно понимают максимальное расстояние между двумя радиостанциями, на котором обеспечивается устойчивая связь с требуемым качеством. При этом устойчивой связь считается тогда, когда отношение проведенных сеансов связи к общему числу попыток выхода на связь превышает заданное. Под требуемым качеством понимают качество приема речевого сигнала, при котором сохраняется заданная разборчивость.

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

1. факторы, определяемые условиями применения средств связи (высота установки антенн, рельеф местности, помеховая обстановка и т.д.);
2. факторы, определяемые техническими параметрами, реализованными в аппаратуре связи (мощность передатчиков, чувствительность приемного тракта, коэффициент усиления антенны и т.д.);
3. 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 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

Ec = Pc·Tc, гдеPc – мощность, а Tc – 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 %[6] [7].

Другим фактором, влияющим на снижение дальности связи в  системах с TDMA по сравнению FDMA-системами, является устойчивость канала связи  при многолучевом распространении  сигнала, возникающем в условиях плотной городской застройки  или холмистой местности из-за отражения сигнала от зданий и  других преград и приводящем 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.

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 и 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 35 км соответственно).

Так расчёты зоны покрытия для радиосетей различных стандартов,произведённые инженерами ЦИТСиЗИ на примере города Кирова, показали, что для полного радиопокрытия всей территории (около 800 кв. км.) требуется:

1. APCO-25 – 6 базовых станций.
2. Tetra – 8 базовых станций.

Другим важным параметром является 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, как справедливо отмечают некоторые специалисты [3], преимущество стандартов, использующих FDMA (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 этого, 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 и APCO 25 меньше, чем в стандарте TETRA.

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

Анализируя экономическую эффективность от внедрения данных систем, необходимо прежде всего сравнить среднююстоимость абонентского и базового оборудования различных стандартов (Таблица 1).

	APCO-25	Tetra	DMR
Базовое оборудование	1 700000	1 800000	900000
Абонентское оборудование	85 000	90 000	70 000
Центр управления системой радиосвязи	25 000 000	32 000 000	-

Таблица 1- Средняя стоимость  оборудования различных цифровых стандартов (цены приведены в руб.).

Из приведённой таблицы  видно, что DMR является наиболее дешевым стандартом, в связи с небогатым функционалом. APCO-25 и Tetra сравнимы между собой по стоимости, но если учесть, что для покрытия одной и той же территории в Tetra требуется больше ретрансляционного оборудования и дополнительные затраты на строительство каналов связи, то экономическая эффективность внедрения систем APCO-25 становится очевидной.Т.е если говорить о таких муниципальных образования как г. Киров, где население не превышает 500 тыс. человек и действует большое количество сетей на относительно небольшой территории, выбор естественным образом падает на СПР стандарта APCO-25. Совсем по-другому ситуация обстоит в небольших районных центрах Кировской области, где не требуется структурированной, обладающей излишне богатым функционалом СПР и внедрение APCO-25 является технически и экономически нецелесообразным. В подобной ситуации наилучшим выходом является строительство более простых и дешевыхDMR систем и объединение их с СПР стандарта APCO-25 с помощь специальных программно - аппаратных шлюзов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Переход различных служб  и подразделений на новые цифровые СПР без сомнения позволит более  качественно решать стоящие перед  ними задачи.

Что касается вопросов выбора конкретных стандартов, здесь нет, и не может быть универсальных решений. Если необходимо обеспечить густонаселённый город (пусть даже не большой площади) с большим количеством радиосетей новой и современной цифровой СПР, получить при этом хорошо защищённую, надёжную и структурированную систему, то ваш выбор APCO-25. Если нет необходимости в распределённой системе приёма, транкинге и т.д. или стоит задача построить цифровую сеть в маленьком муниципальном центре (с населением до200 тыс. человек), то следует выбрать на стандарт DMR.

Что касается СПР, работающих по протоколу Tetra,они скорей всего не получать широкое распространение в сетях МВД, т.к. ключевым для российских правоохранительных органов, имеющих на вооружении сотни тысяч аналоговых абонентских устройств, является плавный переход с "аналога на цифру" и поддержку традиционных конвенциональных (с закрепленными радиоканалами) и транкинговых (с выбором свободного канала) режимов радиосвязи. Стандарт TETRA такого не предусматривает вовсе. Кроме того его внедрение зачастую технически и экономически невыгодно, особенно на больших территориях.

 

 

 

 

 

 

      Список используемой литературы

1. Приложение к приказу МВД России от 20.04.2009г. №303дсп.

Концепция развития подвижной радиосвязи органов внутренних дел Российской Федерации на период 2009-2015 годы.

2. Приказ МВД РФ от 25 ноября 2005 г. №963 «О принятии основного стандарта цифровой системы радиосвязи МВД России»
3. Алешин В.В, Сергеев С.И. «Цифровой транкинг для правоохранительных органов», «Технологии и средства связи», №6, 1999 г.
4. Комплекс техническикх средств «Аварис». — ФГУП СКБ «Радел», ОАО Завод «Копонент», ОАО «Солнечногорский приборный завод». Рекламный проспект.
5. Королёв Н.В. «Связь и автоматизация МВД России», «Анализ направлений создания систем мобильной радиосвязи для служб общественной безопасности», Москва, 2006г.
6. Овчинников А.М. «Сравнительный анализ стандартов цифровой транкинговой радиосвязи», Москва, 2000г.
7. Сердюков П. Н., Гришанков Б. Т., Африканов С. А., Шадчнев В. Я. Сравнительный анализ помехоустойчивости и спектральной эффективности сигналов, используемых в стандартах TETRA, APCO, TETRAPOL. Доклад на 1-м Российском TETRA-конгрессе, Москва, 2002, с. 40-48.