Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Мая 2013 в 10:11, курсовая работа
Эффективность наземной подвижной связи для управления в службах безопасности (полиция, пожарная служба, скорая помощь и т. п.), для управления работой транспорта и в других областях приводит к быстрому прогрессу в этой области. В 1948 году создается первая полностью автоматическая радиотелефонная система подвижной связи без участия диспетчера. В СССР серийный выпуск первых отечественных станций подвижной связи был налажен в 1952 году. Во второй половине XX века появляются и параллельно развиваются различные виды подвижной связи: системы пейджинговой (поискового радиовызова - ПРВ), транкинговой и сотовой связи.
Как правило, доступ к телефонным сетям общего пользования (ТФОП) должны иметь лишь немногие абоненты транкинговых систем. Согласно требованиям Госкомсвязи России, для доступа к ТФОП должны использоваться дуплексные радиостанции, поскольку сама ТФОП работает в дуплексном режиме. Вместе с тем, практически все известные транкинговые системы предоставляют возможность доступа к ТФОП с помощью полудуплексных радиостанций.
Вызовы абонентов ТФОП в основном производятся с радиостанций, имеющих цифровую клавиатуру. Однако и некоторые бесклавиатурные радиостанции позволяют производить вызов ограниченного круга абонентов ТФОП, номера которых были заранее занесены в "записную книжку" радиостанции при ее программировании.
Абонент ТФОП может вызывать не только отдельного абонента транкинговой системы, но и группу абонентов. Процедура вызова для абонентов ТФОП может быть двухступенчатой в том случае, если интерфейс ТФОП подключен к телефонной сети с помощью двухпроводной коммутируемой линии, или одноступенчатой при подключении интерфейса ТФОП по методу Direct Inward Dialing (DID).
При двухступенчатой процедуре абонент ТФОП должен сначала набрать номер телефона, к которому подключен интерфейс ТФОП, а затем номер абонента внутри транкинговой системы. Как правило, набор добавочного номера должен производиться в тональном режиме, что создает значительные неудобства для абонентов ТФОП. К тому же в этом случае набор добавочного номера абонента транкинговой системы происходит в условиях уже установленного соединения через ТФОП, которое часто (особенно в России) сопровождается импульсными и другими помехами, поэтому вероятность ошибочного соединения или обрыва связи относительно высока.
Чтобы повысить надежность
установления соединений, все вновь
разрабатываемые системы и
Роуминг
В многозоновых транкинговых системах осуществляется отслеживание текущего расположения абонентов. При перемещении абонента из одной зоны в другую обеспечивается регистрация и назначение новых каналов доступа. В системах с распределенной коммутацией каждая базовая станция самостоятельно осуществляет коммутацию поступающих вызовов. В системах с централизованной коммутацией _оуминг более надежен, а скорость обработки межзональных вызовов выше.
Для большинства ТСС характерно
прерывание связи при перемещении
абонента из одной зоны обслуживания
в другую, связанное с отсутствием
механизма эстафетной передачи (ЭП).
Для продолжения разговора
Особый аспект роуминга в транкинговых системах - обслуживание многозональных групповых вызовов. Отслеживая перемещения абонентов, система при поступлении группового вызова обеспечивает его доведение до всех членов группы, в какой бы зоне они не находились.
В транкинговых системах передача данных является дополнительной услугой, поэтому до последнего времени она не получала развитых средств поддержки. Скорость передачи данных во всех аналоговых системах лежит в пределах 0,6 - 4,8 Кбит/с. Как правило, аналоговые транкинговые системы лишь предоставляют каналы для передачи данных, не обеспечивая сетевую маршрутизацию. В то же время для цифровых транкинговых систем передача данных является значительно более родственной службой.
Цифровые транкинговые системы предоставляют сервис не только канального, но и сетевого уровня, а в ряде случаев и транспортного. Возможна поддержка наложенных сетей, например IP-сетей. Пользовательская скорость передачи данных для цифровых систем может варьироваться в широких пределах. Так, новейший стандарт TETRA предусматривает скорость до 28,8 Кбит/с.
При проектировании собственных сетей передачи данных на базе цифровых транкинговых систем пользователю предоставляется, как правило, возможность выбора параметров протокола канального и транспортного уровня, а также возможность использования датаграмм.
Оборудование базовых станций или центрального коммутатора цифровых транкинговых систем осуществляет также функции шлюза с внешними сетями передачи данных, т.е. сетями с коммутацией пакетов, В функции шлюза входит конвертирование протоколов, включая взаимное преобразование адресов внутренней и внешней сетей, а также поддержание наложенной сети.
Важнейшая область применения служб передачи данных - организация в рамках транкинговых систем сетей дистанционного мониторинга и контроля местоположения подвижных объектов.
В некоторых транкинговых системах предусмотрена возможность непосредственной связи абонентов без участия ретранслятора.
Этот режим, называемый также Talk Around или Direct Mode Operation, используется в том случае, если один или несколько абонентов вышли из зоны действия всех ретрансляторов системы (рис.1.8), либо при аварии транкинговых контроллеров и обрыве линий связи в зоне обслуживания базовой станции.
Оборудование транкинговых систем позволяет вести учет и тарификацию соединений с получением подробной информации по каждому соединению. В данные по учету и тарификации могут входить следующие параметры: идентификаторы вызывающего и вызываемого абонентов, время и дата начала установления соединения, длительность соединения, тип вызова (индивидуальный или групповой), категория приоритета (обычный, высокий и др.).
В транкинговых системах могут задаваться несколько тарифных периодов для разных дней недели и времени суток.
Данные тарификации могут использоваться для документирования связи и предоставления счетов абонентам, а также для выявления попыток несанкционированного доступа.
Рис.8. Режим непосредственной связи
Ряд транкинговых систем предоставляет оператору возможность оперативного изменения параметров доступа абонентских радиостанций. Так, в системе EDACS можно дистанционно перепрограммировать сетевой идентификатор (ID), частоты каналов, а также переконфигурировать группы абонентов. Удаленное управление используется также в целях борьбы с попытками несанкционированного доступа, что особенно важно в случае хищения абонентского оборудования. Уже в системах протокола SmarTrunk II имеется т. н. "радиокиллер": при посылке специальной команды в украденной абонентской радиостанции происходят необратимые изменения, превращающие ее в бесполезную игрушку. Аналогичные функции имеются и в более сложных транкинговых системах.
Для классифицирования транкинговых систем связи можно использовать следующие признаки.
По методу передачи речевой информации транкинговые системы подразделяются на аналоговые и цифровые. Передача речи в радиоканале аналоговых систем осуществляется с использованием частотной модуляции, а шаг сетки частот обычно составляет 12,5 кГц или 25 кГц.
Для передачи речи в цифровых системах используются различные типы вокодеров, преобразующих аналоговый речевой сигнал в цифровой поток со скоростью не более 4,8 Кбит/с.
В зависимости от количества
базовых станций и общей
Базовые станции в транкинговых системах могут объединяться с помощью единого коммутатора (системы с централизованной коммутацией), а также соединяться друг с другом непосредственно или через сети общего пользования (системы с распределенной коммутацией).
Тип многостанционного доступа
В подавляющем большинстве транкинговых систем, включая и цифровые системы, используется многостанционный доступ с частотным разделением (МДЧР). Для систем МДЧР справедливо соотношение "одна несущая - один канал". В однозоновых системах стандарта TETRA используется многостанционный доступ с временным уплотнением (МДВР). В то же время в многозоновых системах стандарта TETRA используется комбинация МДЧР и МДВР.
По способу поиска и назначения канала различают системы с децентрализованным и централизованным управлением.
В системах с децентрализованным
управлением процедуру поиска свободного
канала выполняют абонентские
В системах с централизованным управлением поиск и назначение свободного канала производится на базовой станции. Для обеспечения нормального функционирования таких систем организуются каналы двух типов: рабочие (Traffic Channels) и канал управления (Control Channel). Все запросы на предоставление связи направляются по каналу управления. По этому же каналу базовая станция извещает абонентские устройства о назначении рабочего канала, отклонении запроса, либо о постановке запроса в очередь.
Во всех транкинговых системах каналы управления являются цифровыми. Различают системы с выделенным частотным каналом управления и системы с распределенным каналом управления. В системах первого типа передача данных в канале управления производится со скоростью до 9,6 Кбит/с, а для разрешения конфликтов используются протоколы типа ALOHA.
Выделенный канал управления имеют все транкинговые системы протокола МРТ1327, системы фирмы Motorola (Startsite, Smartnet, Smartzone), система EDACS фирмы Ericsson и некоторые другие.
В системах с распределенным
каналом управления информация о
состоянии системы и
Второй способ, предусматривающий удержание канала только на время передачи, называется транкингом передач (Transmission Trunking). Он может быть реализован только при использовании полудуплексных радиостанций. В последних передатчик включается только на время произнесения абонентом фраз разговора. В паузах между окончанием фраз одного абонента и началом ответных фраз другого передатчики обоих радиостанций выключены. Некоторые транкинговые системы эффективно используют такие паузы, освобождая рабочий канал немедленно после окончания работы передатчика абонентской радиостанции. Для ответной реплики назначение рабочего канала будет произведено заново, при этом реплики одного и того же разговора будут, скорее всего, передаваться по разным каналам.
Платой за некоторое повышение
эффективности использования
Цифровые транкинговые системы наступают - может быть, не так быстро, как хотелось бы пользователям, но неотвратимо. Относительно долгое безраздельное господство аналоговых систем транкинга было столь продолжительным из-за высокого ценового барьера цифровых систем, а, также, из-за отсутствия апробированного и общепризнанного цифрового стандарта. Теперь, с появлением целого ряда цифровых стандартов - TETRA, Tetrapol PAS, APCO 25, а также фирменных цифровых систем DigiStar, EDACS, iDEN, прорыв цифрового транкинга в высшем ценовом секторе рынка неизбежен. Вопрос только в том, какой из стандартов (или какая система) окажется наиболее жизнеспособным. Преимущества, которые позволяет получить переход от аналоговой к цифровой транкинговой системе, для многих потребителей уже перевешивают все еще очень высокую стоимость как инфраструктуры, так и абонентской аппаратуры. К этим преимуществам следует отнести, во-первых, улучшение скрытности радиопереговоров. Для прослушивания цифровых радиопереговоров простые аналоговые сканеры непригодны, что обеспечивает защиту от широкого круга "радиолюбителей" даже без принятия специальных мер по закрытию каналов связи. Во-вторых, шифрование речи в цифровых системах реализуется в виде цифровой обработки низкоскоростного потока данных, что позволяет использовать сложные алгоритмы с высокой криптостойкостью, причем качество восстановленной речи не ухудшается. Таким образом, решается проблема неадекватности воспроизведения скремблированных радиопереговоров, неизменно свойственная аналоговым системам. В-третьих, цифровые системы в принципе позволяют более эффективно использовать радиочастотный спектр, т.е. увеличить количество разговорных каналов в отведенной полосе частот. Этот эффект обеспечивается благодаря сочетанию сильной компрессии речевого потока и сложной модуляции несущей частоты. Существует еще одна причина для перехода к цифровым сигналам - выравнивание качества речевого радиообмена по всей зоне обслуживания ретранслятора. Для аналоговых систем характерно сильное ухудшение качества передачи речи при удалении от базовой станции. В условиях города, когда имеет место многолучевое распространение, качество заметно меняется даже при передвижении внутри одного квартала. Применение цифровых сигналов в сочетании с помехоустойчивым кодированием позволяет существенно улучшить качество передачи речи в пределах всей зоны обслуживания. Несколько лет назад фирмой Ericsson была представлена система EDACS (Enhanced Digital Access Communication System). Являясь масштабируемой системой, EDACS предусматривает в базовом комплекте поставки только аналоговую передачу речи. Для перехода в цифровой режим необходимо использовать специальную модификацию системы, например, EDACS Aegis. Вместе с тем, в Соединенных Штатах и в Европе разработаны открытые международные стандарты цифровых транкинговых систем, предполагающие конкуренцию производителей и предоставление пользователю самостоятельного выбора оборудования. Список наиболее перспективных стандартов и систем транкинговой связи на сегодняшний день выглядит следующим образом: