667_Kokorich_M.G.Standarty_trankingovoj_

Trunked RAdio). Однако в связи с большим интересом, проявленным к стандарту в других регионах, территория его действия не ограничивается только Европой. В настоящее время TETRA расшифровывается как Наземное транкинговое радио (TErrestrial Trunked RAdio).

TETRA – открытый стандарт, т. е. предполагается, что оборудование различных производителей будет совместимо. Доступ к спецификациям TETRA свободен для всех заинтересованных сторон, вступивших в ассоциацию «Меморандум о взаимопонимании и содействии стандарту TETRA» (MoU TETRA). Ассоциация, в которую в конце 2001 г. входило более 80 участников, объединяет разработчиков, производителей, испытательные лаборатории и пользователей различных стран.

Стандарт TETRA состоит из двух частей: TETRA V+D (TETRA Voice+Data) – стандарта на интегрированную систему передачи речи и данных,

и TETRA PDO (TETRA Packet Data Optimized) – стандарта, описывающего специальный вариант транкинговой системы, ориентированный только на передачу данных.

В стандарт TETRA входят спецификации беспроводного интерфейса, интерфейсов между сетью TETRA и цифровой сетью с интеграцией услуг (ISDN), телефонной сетью общего пользования, сетью передачи данных, учрежденческими АТС и т. п.

Специфицированы также интерфейсы локального и внешнего централизованного управления сетью.[3]

Общая структурная схема сети TETRA изображена на рисунке 5.1 [10]:

Рисунок 5.1. – Общая структурная схема сети на основе стандарта TETRA

21

Радиоинтерфейс стандарта TETRA предполагает работу в стандартной сетке частот с шагом 25 кГц. Необходимый минимальный дуплексный разнос радиоканалов – 10 МГц. Для систем стандарта TETRA могут использоваться некоторые поддиапазоны частот. В странах Европы за службами безопасности закреплены диапазоны (380-385/390-395) МГц, а для коммерческих организаций предусмотрены диапазоны (410-430/450-470) МГц. В Азии для систем TETRA используется диапазон (806-870) МГц.

Всистемах стандарта TETRA V+D используется метод многостанционного доступа с временным разделением (МДВР) каналов связи. На одной физической частоте может быть организовано до 4 независимых информационных каналов. Реализованная в TETRA технология гарантирует четырехкратную экономию частотного спектра, позволяет обеспечить вызов в режиме полного дуплекса, комбинированную передачу голоса и данных и высокоскоростную передачу данных (включая передачу видеоизображения).

Сообщения передаются мультикадрами длительностью 1,02 с. Мультикадр содержит 18 кадров, один из которых является контрольным. Кадр имеет длительность 56,67 мс и содержит 4 временных интервала (time slots). В каждом из временных интервалов передается информация своего временного канала. Временной интервал имеет длину 510 бит, из которых 432 являются информационными (2 блока по 216 бит).

Всистемах стандарта TETRA используется относительная фазовая модуляция типа π/4-DQPSK (Differrential Quadrum Phase Shift Keying). Скорость модуляции – 36 Кбит/с.

Основные технические характеристики стандарта TETRA приведены в таблице 5.1. [3]

Стандарт TETRA предусматривает адаптивное дискретное изменение уровня выходной мощности в процессе сеанса связи абонентов в соответствии с требуемой напряженностью поля, что при высокой плотности радиосредств

приводит к существенному уменьшению взаимных радиопомех. Сети TETRA обеспечивают выполнение широкого диапазона соединений с внешними сетями благодаря стандартизации интерфейсов AIR IF, TEI, ISI и

DMO. Сеть TETRA может быть подсоединена, например, к городской и учрежденческой телефонным сетям, различным типам сетей передачи данных, а также командным и контрольным системам. Причем все эти сети могут быть доступны с мобильного терминала.

22

Таблица 5.1. – Характеристики стандарта ТЕТРА

Способность TETRA обеспечивать сопряжение практически со всеми современными сетями передачи голоса и данных с учетом возможности выделения по запросу полосы пропускания (адаптация к требуемой скорости передачи информации) делает стандарт TETRA превосходной платформой для разработки систем передачи данных.[11]

Системы стандарта TETRA могут функционировать в следующих режимах:

транкинговой связи;

с открытым каналом;

непосредственной связи.

Врежиме транкинговой связи обслуживаемая территория перекрывается зонами действия базовых приемопередающих станций. Стандарт TETRA позволяет как использовать в системах только распределенный канал управления, так и организовывать его сочетание с выделенным частотным каналом управления. При работе сети с распределенным каналом управления служебная информация передается либо только в контрольном кадре мультикадра (одном из 18), либо еще в специально выделенном временном канале (одном из 4-х каналов, организуемых на одной частоте). В дополнение к распределенному сеть связи может использовать выделенный частотный канал управления, специально предназначенный для обмена служебной информацией (при этом реализуются максимальные услуги связи).

Врежиме с открытым каналом группа пользователей имеет возможность устанавливать соединение «один пункт – несколько пунктов» без какой-либо установочной процедуры. Любой абонент, присоединившись к группе, может в любой момент использовать этот канал. В режиме с открытым каналом радиостанции работают в двухчастотном симплексе.

Врежиме непосредственной (прямой) связи между терминалами устанавливаются двух- и многоточечные соединения по радиоканалам, не связанным с каналом управления сетью, без передачи сигналов через базовые приемопередающие станции.

Всистемах стандарта TETRA мобильные станции могут работать в т. н. режиме «двойного наблюдения» («Dual Watch»), при котором обеспечивается прием сообщений от абонентов, работающих как в режиме транкинговой, так и прямой связи.

24

Для увеличения зон обслуживания в стандарте TETRA предусматривается возможность использования абонентских радиостанций в качестве ретрансляторов.

Следует также отметить, что в стандарте TETRA в связи с использованием метода временного разделения каналов (МДВР) связи во всех абонентских терминалах имеется возможность организации связи в режиме полного дуплекса.

Сети TETRA развернуты в Европе, Северной и Южной Америке, Китае, Юго-Восточной Азии, Австралии, Африке.

В России оборудование TETRA предлагается рядом компаний – системных интеграторов. Реализовано несколько пилотных проектов сетей TETRA. Под эгидой Минсвязи проводится разработка системного проекта «Федеральная сеть подвижной радиосвязи TETRA», получившего название «Тетрарус». В 2001 г. был создан Российский TETRA Форум, в задачи которого входят продвижение технологии TETRA в России, организация обмена информацией, содействие развитию национального производства, участие в работе по гармонизации радиочастотного спектра и т. д. В соответствии с решением государственной комиссии по электросвязи от 02.07.2003 г.

использование стандарта TETRA признано перспективным «…в целях обеспечения связью органов государственного управления всех уровней, обороны, безопасности, охраны правопорядка, потребностей ведомств и крупных корпораций».[3]

5.3. Стандарт транкинговой связи APCO 25

Стандарт APCO 25 разработан Ассоциацией официальных представителей служб связи органов общественной безопасности (Association of Public safety Communications Officials-international), которая объединяет пользователей систем связи, работающих в службах общественной безопасности.

Работы по созданию стандарта были начаты в конце 1989 г., а последние документы по установлению стандарта были утверждены и подписаны в августе 1995 г. на международной конференции и выставке APCO в Детройте. В настоящее время стандарт включает все основные документы, определяющие

25

принципы построения радиоинтерфейса и других системных интерфейсов, протоколы шифрования, методы речевого кодирования и т. д.

В 1996 г. было принято решение о разделении всех спецификаций стандарта на два этапа реализации, которые были обозначены как Фаза I и Фаза II. В середине 1998 г. были сформулированы функциональные и технические требования к каждой из фаз стандарта, подчеркивающие новые возможности Фазы II и ее отличия от Фазы I.[3]

Радиостанции Фазы 1 работают в полосе 12.5кГц в аналоговом, смешанном и цифровом режимах. Для цифровой передачи радиостанции этого поколения используют C4FM (continuous 4 level FM, непрерывную четырех уровневую ЧМ) нелинейную модуляцию и обратно совместимы с существующими FM радиостанциями. В дополнении к этому стандарт описывает открытый интерфейс к внешнему радиооборудованию для упрощения стыковки систем радиосвязи от разных производителей.

Системы связи поколения Фазы 2 в настоящий момент находятся в стадии разработки с целью найти способ передачи данных со скоростью 4800бит/сек в полосе 6.25кГц. Радиостанции Фазы 2 используют схемы модуляции с мультиплексированием по времени и частоте (TDMA и FDMA) с целью эффективной утилизации спектра. Кроме этого все еще решаются вопросы взаимодействия с существующим оборудованием, интерфейсов с базовыми станциями и повторителями, распределения радиочастот и прочее.[12]

Основополагающими принципами разработки стандарта APCO 25, сформулированными его разработчиками, были требования:

по обеспечению плавного перехода к средствам цифровой радиосвязи (т. е. возможности совместной работы на начальном этапе базовых станций стандарта с абонентскими аналоговыми радиостанциями, используемыми в настоящее время);

по созданию открытой системной архитектуры для стимулирования конкуренции среди производителей оборудования;

по обеспечению возможности взаимодействия различных подразделений служб общественной безопасности при проведении совместных мероприятий.

26

Системная архитектура стандарта поддерживает как транкинговые, так и обычные (конвенциональные) системы радиосвязи, в которых абоненты взаимодействуют между собой либо в режиме непосредственной связи, либо через ретранслятор.

Обобщенная модель радиоподсистемы стандарта APCO – 25 представлена на рисунке 5.2.[14] Основным функциональным блоком системы стандарта APCO 25 является радиоподсистема, определяемая как сеть связи, которая строится на основе одной или нескольких базовых станций. При этом каждая базовая станция должна поддерживать общий радиоинтерфейс (CAI - Common Radio Interface) и другие стандартизованные интерфейсы (межсистемный, с ТфОП, с портом передачи данных, с сетью передачи данных и сетевым управлением). Спецификации APCO 25 применяются ко всем элементам системы радиосвязи. Это абонентские устройства (портативные и мобильные радиостанции), базовые станции и другое оборудование постоянного базирования (стационарные операторские консоли и устройства, реализующие связь в многозоновых сетях), а также компьютерное оборудование, служащее для передачи данных. Связь между всеми элементами осуществляется через открытые интерфейсы, которые должны поддерживать полную совместимость независимо от того, кто является производителем того или иного элемента.

APCO 25 определяет восемь открытых интерфейсов связи [4]:

—общий радиоинтерфейс (Um);

—интерфейсы операторских консолей (Ec);

—интерфейс передачи данных (Ed);

—интерфейс связи базовых станций (Ef);

—интерфейс управления сетью (En);

—интерфейс связи с телефонной сетью (Et);

—интерфейс межсистемной связи (G);

—интерфейсы связи с портом данных (A).

Для взаимодействия с остальными элементами подсистема использует упомянутые открытые интерфейсы. Внутренние интерфейсы подсистемы могут не соответствовать стандарту, а определяться изготовителем оборудования.

27

Рисунок 5.2. – Модель системы связи стандарта APCO 25 Подсистема радиосвязи может объединять в себе любое оборудование базовых станций без ограничений на территориальное размещение. Требования к ней ограничиваются следующими положениями:

Оборудование базовых станций должно поддерживать единый радиоинтерфейс;

Подсистема радиосвязи должна содержать все управляющее оборудование, необходимое для обработки вызовов и поддержки открытых интерфейсов.[3]

Таким образом, концепция открытых интерфейсов делает их

«строительными блоками», из которых можно создать многозоновую систему связи, поскольку (и это главное требование стандарта) подсистема радиосвязи любой конфигурации должна обеспечивать связь с любым оборудованием или другой подсистемой независимо от их принадлежности к тому или иному изготовителю. Поддержка требований стандарта APCO 25 в полном объеме гарантирует эффективную и надежную цифровую передачу голоса и данных

28

как между пользователями одной организации, так и между абонентами различных систем связи.[15]

Стандарт APCO 25 предусматривает возможность работы в любом из стандартных диапазонов частот, используемых системами подвижной радиосвязи: (138–174), ( 406–512) или (746–869) МГц. Основной метод доступа к каналам связи – частотный (МДЧР), однако, по заявке фирмы Ericsson в Фазу II включена возможность использования в системах стандарта APCO 25 множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР).

В связи с тем, что основной метод доступа к каналам связи в APCO – МДЧР, на текущий момент нет терминалов, которые обеспечивали бы работу абонента в режиме полного дуплекса.

Несмотря на то, что APCO является международной организацией, представительства которой находятся в Канаде, Австралии, Карибском регионе, основную роль в продвижении этого стандарта играют американские фирмы, поддерживаемые правительством США. К числу участников общественного сектора Ассоциации относятся ФБР, Министерство обороны США, Федеральный комитет связи, полиции ряда штатов США, Секретная служба и многие другие государственные организации. В качестве производителей оборудования стандарта APCO 25 уже заявили себя такие ведущие фирмы, как

Motorola (основной разработчик стандарта), E.F.Johnson, Transcrypt, Stanlite Electronics и др. Фирма Motorola уже представила свою первую систему, основанную на стандарте APCO 25, имеющую название ASTRO.

Наибольший интерес к данному стандарту проявляют специалисты МВД России. Пилотная сеть (пока не транкинговой, а конвенциональной радиосвязи) на основе двух базовых станций была развернута МВД России в Москве в 2001 г. В 2003 г. в Санкт-Петербурге к 300-летию города была развернута сеть диспетчерской радиосвязи на 300 абонентов в интересах различных силовых структур.[3]

5.4. Система Tetrapol

Работы по созданию стандарта цифровой транкинговой радиосвязи

Tetrapol были начаты в 1987 г., когда фирма Matra Communications заключила контракт с французской жандармерией на разработку и ввод в эксплуатацию сети цифровой радиосвязи Rubis. Сеть связи была введена в эксплуатацию в 1994 г. По данным фирмы Matra на сегодняшний день сеть французской жандармерии охватывает более половины территории Франции и обслуживает более 15 тыс. абонентов. В том же 1994 г. фирма Matra создала свой форум Tetrapol, под эгидой которого были разработаны спецификации Tetrapol PAS (Publicly Available Specifications), определяющие стандарт цифровой транкинговой радиосвязи.

Стандарт Tetrapol описывает цифровую транкинговую систему радиосвязи с выделенным каналом управления и частотным методом разделения каналов связи. Стандарт позволяет создавать как однозоновые, так и многозоновые сети связи различной конфигурации, обеспечивая также

30