http://www.mobimag.ru/Articles/2584/Trankingovaya_svyaz_razumnaya_zamena_sotovoi_svyazi.htm

Транкинговая связь: разумная замена сотовой связи

Евгений Морозов / 14.09.2007

Практически в каждом салоне сотовой связи, витрины которого ломятся от мобильных телефонов, находится охранник с обязательной громоздкой рацией. Тут невольно задаешься вопросом: «Почему этот человек не использует для службы простой мобильный телефон?»

Сегодня наряду с привычной сотовой связью существуют так называемые системы профессиональной мобильной радиосвязи (ПМР) (Professional Mobile Radio — PMR), или транкинговой подвижной радиосвязи. Они занимают свой сектор рынка оборудования мобильной связи для корпоративных пользователей, различных ведомств и социальных служб, выполняя функции, необходимые именно этим пользователям.

Транкинговая подвижная радиосвязь (от англ. trunking — предоставление свободных каналов, trunk — магистральная линия связи) — система двусторонней подвижной радиосвязи, которая использует диапазон ультракоротких волн. На практике система ПМР устроена аналогично сотовой: пользовательские терминалы и базовые станции (БС), оборудование для увеличения дальности связи — ретрансляторы и контроллер, который управляет работой станции, обрабатывает каналы ретрансляторов (коммутирует их) и обеспечивает выход на городскую телефонную сеть. Сети транкинга могут быть однозоновыми (содержать одну БС) или многозоновыми (несколько БС). Существуют аналоговые и цифровые системы транкинговой связи.

Лучше чем сотовый ?

Чем же транкинговая связь отличается от сотовой, если, не считая разницы между пользовательским терминалом (рацией/телефоном), все устроено одинаково?

Сотовая связь позиционируется как «телефон в кармане», а транкинговая предназначена для решения узкого круга профессиональных задач. Сотовая связь, к примеру, предоставляет разнообразные мультимедийные услуги, однако нефтяник, дежурящий на буровой платформе в Балтийском море, или спасатель МЧС навряд ли уповают на возможность загрузить новый альбом Мадонны. Транкинговую связь выбирают такие организации, как МЧС, охранные агентства, таксомоторные компании и др. Для рядовых же офисных работников вполне подойдет вариант «сотовый телефон + корпоративный тарифный план».

Система связи, которой пользуются профессионалы, должна поддерживать такие функции, как:

— осуществление моментальной связи (0,2-0,5 сек) внутри группы абонентов, которая может быть задана заранее;

— возможность перераспределения участников групп во время сеанса связи;

— система приоритетов вызовов (мобильный оператор не делает различий между абонентами);

— сохранение связи даже при выходе из строя базовой станции;

— передача широковещательного сигнала абонентам сети;

— возможность быстро переконфигурировать сеть.

Эти требования невыполнимы в системах сотовой связи, зато в полной мере поддерживаются транкинговыми системами. Стоит отметить, что участники рынка мобильной связи сложа руки не сидят и предлагают услугу Push-To-Talk с возможностью установления группового вызова и быстрым установлением соединения. Однако новация в любом случае не отвечает требованиям профессионалов. Подробнее о Push-To-Talk можно прочесть здесь.

Мы предлагаем сравнительную таблицу на примере двух версий TETRA — популярного стандарта цифровой транкинговой радиосвязи, и GSM-сетей.

От стимпанка к киберпанку

Профессиональная аналоговая связь существовала чуть ли не с начала XX века и за это время успела немало измениться, придя к цифровым технологиям с внушительным багажом.

Каждому известно, что радиосвязь началась в 1895 году, когда А.Попов (и только годом позже Г. Маркони ) создал первый приемник. С 1897 по 1915 гг. Г. Маркони организует первые связные компании и разворачивает производство оборудования; появляются регламенты радиосвязи, в том числе по распределению частот между различными службами. Зародилась профессиональная радиосвязь в пероид с 1915 по 1950-х гг.

В первой половине 20-века исследовались возможности осуществления связи на разных длинах волн. До 1920 г. связь осуществляли с использованием волн длиной от сотен метров до десятков километров. В 1922 г. стало известно свойство коротких волн распространяться на любые расстояния, преломляясь в верхних слоях атмосферы и отражаясь от них, — идеальное средство для осуществления дальней связи. 1930-е годы стали временем метровых волн; а 1940-е — дециметровых и сантиметровых, распространяющихся прямолинейно на 40-50 км в пределах прямой видимости. Популяризация радиосвязи напрямую зависела от достижений техники. До появления миниатюрных полупроводников приёмники оставались громоздкими и в лучшем случае умещались в чемодан, что накладывало определённые ограничения.

Историю сетей профессиональной радиосвязи обычно делят на ступени. Первым этапом считаются сети конвенционального типа (от англ. conventional  — обычный , традиционный). Их небогатые возможности следующие: симплексный режим работы (нажал на кнопку — задал вопрос — отпустил кнопку — получил ответ — нажал на кнопку  — ...), совершение индивидуальных и групповых вызовов (до нескольких десятков абонентов) В конвенциональных системах канал связи (частота) жестко закрепляется за определенной группой абонентов. При этом гарантируется высокая оперативность связи (необходимо только настроить частоту), но служит причиной малой пропускной способности сети (частот мало).

Второй этап  — транкинговые сети. Подобные сети сделали возможным обслуживание до нескольких сотен абонентов и позволили более эффективно использовать радиочастотный ресурс. Подобные системы связи стали системами с общим доступом абонентов к частотному диапазону, в отличие от конвенциональных систем. Это обеспечивает повышенную пропускную способность и большую зону охвата.

Многозоновые транкинговые сети стали третьим этапом . Зона обслуживания в них увеличилась еще больше за счет нескольких базовых станций. Количество обслуживаемых абонентов стало практически неограниченным, появилась система приоритетов вызовов, возможность дуплексного режима вызова (кнопку жать не требуется, связь аналогична телефонной с поправкой на куда большую скорость совершения вызова), выход на телефонные сети общего пользования, передача данных.

Современные цифровые транкинговые сети ( ЦТС ) являются вершиной эволюционной цепочки профессиональной связи. Помимо возможностей, доступных пользователям аналоговых систем, добавляются надёжная защита от несанкционированного доступа (к тому же прослушивание переговоров с помощью аналоговых устрой ств ст ановится невозможным) и пакетная передача данных (доступ в Интернет). Аппарат абонента опознается с помощью различных идентификационных механизмов или SIM-карт. По сути, цифровые транкинговые системы являются универсальными сетями связи, обеспечивающими конфиденциальность контактов абонентов, и способны к одновременной передаче больших потоков данных по каналам связи, будь то данные телеметрии или видеоинформация (в последних редакциях стандартов подобные возможности предусматриваются).

Существует большое количество различных стандартов транкинговых систем подвижной радиосвязи, различающихся по многим признакам. В нашей стране, как и во всем мире, до сих пор распространены аналоговые системы различных версий и стандартов. Однако в силу своей моральной устарелости они не столь интересны к рассмотрению, сколько их цифровые собратья. Пятерку самых популярных и признанных во многих странах мира стоит рассмотреть подробней.

EDACS (Enhanced Digital Access Communication System)

Фирма Ericsson (Швеция) раньше других (пока ее не купила Sony в 1980-х годах) озаботилась проблемой устаревания аналоговых технологий и недостаточной степенью защищенности переговоров в подобных системах и занялась разработкой корпоративного закрытого стандарта EDACS (Enhanced Digital Access Communication System). Изначально стандарт предусматривал передачу речи по аналоговым протоколам, позднее стандарт модифицировали и появилась цифровая версия системы под названием EDACS Aegis . Системы EDACS работают на частотах 138-174 МГц, 403-423 МГц, 450-470 МГц и 806-870 МГц; сеть может быть раскинута на более чем 16000 абонентов. В России в этом стандарт не слишком популярен в силу его закрытости и скорого устаревания (фактически это цифровой стандарт для передачи аналоговых сигналов). Все права принадлежат разработчику, и просто так выпускать оборудование вам не позволят. Вдобавок Ericsson прекратила поставки оборудования для развертывания новых сетей этого стандарта и занимается только поддержкой существующих.

iDEN

Технология iDEN ( integrated Digital Enhanced Network ) — закрытый корпоративный стандарт, разработка которого была начата компанией Motorola в начале 1990-х годов. В 1994 г. в США компанией NEXTEL на базе этой технологии развернута первая сеть коммерческого применения. Сегодня подобные сети развернуты во многих странах Северной и севера Южной Америки, Азии. Сегодня подписчиками iDEN являются более 3 000 000 человек (90% из них приходится на США). Такую популярность iDEN обрела благодаря тому, что является неким компромиссом между транкинговыми и сотовыми системами (предоставляет возможности отправки сообщений, факсимильной связи, передачи данных по протоколу TCP/IP со скоростью до 36 кбит/с, невысокая стоимость). Каждой организацией, использующей стандарт iDEN, может быть создано до 10 000 виртуальных сетей, в каждой из которых может быть до 65 500 абонентов. iDEN использует частотный диапазон 805-821/855-866 МГц. В России систем iDEN нет — вероятнее всего, из-за неудобства использования подобного диапазона частот при решении задач, на которые рассчитаны системы профессиональной связи. Примечательно, что компанией Motorola выпускаются различные iDEN-аппараты с функциями современных мобильных телефонов. К примеру, Motorola ic502 — CDMA/iDEN-телефон с GPS и Motorola i290 с MP3-плеером.

Tetrapol PAS (Tetrapol)

Разработан французской фирмой Matra Communication . Создание этого закрытого стандарта было начато в 1987 г. фирмой Matra Communications по заказу французской жандармерии. Сеть связи стандарта Tetrapol функционирует на половине территории Франции с 1994 г. и обслуживает более 15 000 абонентов. Системы связи стандарта Tetrapol работают начиная с частоты 70 МГц и имеют потолок функционирования в 520 МГц, что не способствует популяризации в других странах, где подобным системам традиционно могут отводиться другие диапазоны частот. В России созданы опытные зоны функционирования сети Tetrapol.

TETRA (Terrestrial Trunked Radio)

TETRA  — открытый стандарт профессиональной радиосвязи, разрабатываемый с 1994 года ETSI (European Telecommunications Standards Institute — Европейский институт телекоммуникационных стандартов). TETRA означает Terrestrial Trunked Radio — «наземное транкинговое радио». Изначально, пока стандарт не обрел популярность за пределами Европы, TETRA расшифровывалось как Trans-European Trunked RAdio  — «трансъевропейское транкинговое радио». В Европе ПМР стандарта TETRA работает в диапазонах частот 380-385/390-395 МГц, 410-430/450-470 МГц. В Азии — 806-870 МГц.

В спецификациях TETRA значится как открытый стандарт, а значит каждый, кто пожелает производить аппаратуру для связи, может не задумываться о проблемах совместимости с оборудованием других компаний и о дележе авторских прав. Чтобы выпускать продукцию, поддерживающую этот стандарт, необходимо вступить в организацию MoU TETRA  — Меморандум о содействии стандарту TETRA. Nokia , Motorola , Rohde&Schwarz и другие крупные компании, занимающиеся производством оборудования для связи, поддерживают этот стандарт. Сети TETRA развернуты практически по всей Европе, в странах Азии, Африки и Южной Америки. TETRA Release 2  — новая версия стандарта, которая позволяет осуществить плотную интеграцию с мобильными сетями третьего поколения и значительно повысить скорость передачи данных. Проект по развертыванию сетей данного стандарта в России называется «Тетрарус». О многом говорит хотя бы тот факт, что «в рамках Федеральной целевой программы «Развитие г. Сочи как горноклиматического курорта до 2014 г.» в местах проведения спортивных соревнований и по всему Краснодарскому краю будет функционировать радиосвязь стандарта TETRA».

APCO Project 25 (APCO 25)

Открытый стандарт APCO 25 создан организацией Association of Public Safety Communications Officials-international  — Ассоциацией представителей служб связи органов общественной безопасности . Стандарт создавался и совершенствовался (построение радиоинтерфейса, протоколы шифрования, методы речевого кодирования) в период с 1989 по 1995 гг. Одним из основных преимуществ APCO 25 является то, что он позволяет работать в любом из диапазонов частот, доступных для систем подвижной радиосвязи: 138-174, 406-512 или 746-869 МГц. В одну сеть могут быть объединены до двух миллионов человек и до 65 тысяч групп. С 2003 г. в Санкт-Петербурге функционирует подобная сеть на несколько сотен абонентов в целях МВД России.

Транкинг может использовать не только для связи:

Новейшая система транкинга JRC Trunked Radio System с функцией автоматического определения местонахождения автомобиля на основе GPS и стандартов MPT 1327/1343. Кроме, собственно, обеспечения коммуникаций между абонентами, стандарт обеспечивает автоматическую передачу данных о местонахождении и статусе каждой машины на терминал в центре управления.

Пример двух способов организации сети транкинга:

Более полно характеристики стандартов отражены в таблице:

В России, одновременно с внедрением, успешным использованием и развитием цифровых сетей различных транкинговых стандартов, широко распространены аналоговые системы на базе старого МРТ1327 . И это отнюдь не плохо. Цифровой транкинг удобен там, где нужна не только оперативная связь, но и передача данных и телефония. Часто заказчикам оказывается вполне достаточно симплексной голосовой связи и функции отправки сообщений. Использование аналоговых систем экономит время и деньги.

В целом же ситуация с профессиональной мобильной радиосвязью напоминает переход от использования сотовых сетей второго поколения стандарта GSM к стандартам 3G . Сотовые сети, несмотря на темпы их роста, в ближайшем будущем не смогут полностью заменить сетей профессиональной радиосвязи по причине того, что выполняют другие функции.

Источники и полезные ссылки

http://www.airwavesolutions.co.uk/
http://www.alsi.kz
http://www.altonika.ru
http://www.compasr.ru
http://www.connect.ru
http://daily.sec.ru
http://www.ess.ru
http://idenphones.motorola.com/iden/
http://www.indel.by
http://ru.infocom.uz
http://lr.kiev.ua
http://www.mkt.com.ua
http://www.phreaking.ru
http://www.radio-center.ru
http://www.sagainc.ru
http://www.tetramou.com/
http://trunkedradio.report.ru
http://offline.cio-world.ru