Сложно организованные системы связи

В мире существует много различных систем радиосвязи, от простейших - для связи между двумя абонентами, до очень сложных, создающих разветвлённую, сложноподчинённую сеть радиосвязи с возможностью гибкой и оперативной организации взаимодействия. Самыми распространенными являются:

• конвенциональные системы,
• репитерные системы,
• транковые системы,
• Конвенциональные системы радиосвязи

Конвенциональные системы радиосвязи

Конвенциональные системы радиосвязи  состоят из центральной (главной) радиостанции и некоторого количества абонентских станций - стационарных, возимых или носимых (портативных). Управление системой осуществляется вручную -  оператором центральной станции (диспетчером), который передаёт и принимает сообщения абонентов сети. Таким образом информация, распространяется в этой схеме по радиусам, соединяющим центральную станцию и абонентов. Конвенциональные системы являются очень простыми и, как следствие, самыми надежными с точки зрения эксплуатации. В связи с этим они нашли самое широкое распространение. В конвенциональные сетях могут применяться самые разные типы радиостанций, необходима лишь совместимость их по виду модуляции и рабочим частотам.

Основным недостатком конвенциональных систем является затрудненность связи абонентов, когда их количество превышает некоторую величину, и они начинают мешать друг другу. Для сокращения потерь времени при связи через диспетчера были разработаны репитерные системы, т.е. системы, содержащие автоматический ретранслятор.

Кроме того, использование ретрансляторов (репитеров) обусловлено стремлением увеличить радиус зоны обслуживания при установлении радиосвязи между двумя абонентами.

Системы репитерной радиосвязи.

Дальность связи между центральной станцией и самым дальним абонентом составляет до 50-ти километров в диапазоне 130-470 МГц, при использовании высоких антенных мачт. В условиях крупных городов, дальность связи обычно не превышает 30-ти километров. Известно, что применение ретранслятора, установленного на определенной высоте над поверхностью земли, увеличивает дальность связи пропорционально корню квадратному из высоты подвеса антенны ретранслятора.

В репитерных системах типы и мощности абонентских радиостанций не имеют решающего значения. К этим станциям предъявляются лишь требования работы на разнесенных частотах приема/передачи. Это требование связано с тем, что репитер должен работать в режиме полного дуплекса на соответственно разнесенных частотах, причем разница частот приема и передачи репитера должна быть такова, чтобы передатчик репитера не «глушил» собственный приемник. Такое условие обычно выполняется при использовании специальных фильтров, входящих в комплект аппаратуры репитера.

Требования, предъявляемые к репитерам значительно жестче. Поскольку репитер работает автоматически, он устанавливается автономно, близко к антеннам. Прежде всего, аппаратура репитера должна выдерживать без перегрева и повреждений круглосуточную работу в условиях повышенных температур (например, жарким летом), повышенной влажности (дождливая погода), нестабильном электропитании и т. д. Кроме того должна быть предусмотрена эффективная грозозащита, защита от несанкционированного доступа к аппаратуре и, по возможности, дистанционное управление репитером для устранения сбоев и «зависаний». В связи с перечисленными требованиями, стоимость качественного оборудования репитера достаточно высока и может достигать нескольких сотен тысяч рублей. В типовой состав репитера обычно входит:

• Собственно ретранслятор,
• Антенно-фидерная система,
• Дуплексный фильтр,
• Источник питания от электросети,
• Источник аварийного питания от аккумуляторов,
• Герметичный шкаф, вмещающий всю аппаратуру и защищающий ее от несанкционированного доступа

В типовой реализации такой шкаф с аппаратурой устанавливается либо непосредственно на крыше высокого здания, либо в помещении на последнем этаже. Это требование связано прежде всего, с тем, чтобы обеспечить минимальную длину радиочастотных кабелей от репитера к антеннам. На практике длины кабелей стараются не превышать 20 метров, т. к. при больших длинах имеет место значительное затухание в кабелях полезного сигнала.

Абонентские радиостанции, как было сказано выше, могут быть самых различных типов, предпочтение нужно отдавать типам, предназначенным для работы в жестких условиях. Необходимо, по возможности, избегать моделей, оснащенных большим и красивым дисплеем (он может быть разбит), множеством кнопок и ручек (усложняет управление) и т. д. Необходимо выбирать типы, во-первых, полностью совместимые по параметрам с репитером, во-вторых, с минимальным числом органов управления, с аккумуляторами достаточно большой емкости и удобным зарядным устройством, в третьих, допускающие удары при падении на землю и реальный диапазон температур (-20…+60 градусов Цельсия). Крайне желательно, чтобы набор доступных абоненту функций был минимален и не превосходил необходимых.

Транковые системы.

Ограничение в применении репитерных систем связи возникает, когда количество абонентов превышает несколько десятков. Во-первых, канал часто бывает занят, во-вторых, в системе – один говорит, все слушают, нет возможности вести целевые переговоры. В простой системе репитерной связи не предусмотрен доступ абонентов в телефонную сеть - своей фирмы или в городскую АТС. Большинству же абонентов такая возможность часто бывает необходима. В связи с такой необходимостью, рядом ведущих разработчиков систем радиосвязи были разработаны устройства, позволяющие абонентам репитерной системы получать возможности, характерные для абонентов телефонных сетей. Эти системы были названы  транковыми, и позволяют своим абонентам не только проводить адресный радиообмен между собой, но и выходить в телефонную сеть (внутреннюю или общедоступную).

В транковых системах возможны следующие типы вызовов:

• от мобильного к мобильному
• от мобильного к группе мобильных (циркуляр)
• от мобильного к абоненту телефонной сети
• от абонента телефонной сети к мобильному
• от абонента телефонной сети к группе мобильных
• от мобильного к администратору системы

Здесь под мобильным абонентом подразумевается абонент, имеющий портативную или автомобильную радиостанцию, оснащенную функциями транковой связи. Для того чтобы превратить репитерную систему связи в транковую, требуется оснастить ретранслятор добавочным устройством, называемым транковым контроллером. Это устройство управляет работой ретранслятора и организует прохождение вызовов согласно запрограммированному списку. Обычно к такому контроллеру можно подключить одну или две абонентские телефонные линии. В свою очередь каждая абонентская радиостанция должна быть оборудована собственным контроллером, называемым обычно платой логики. Такая плата, размером примерно с почтовую марку  встраивается в абонентскую р./станцию при монтаже. Почти все модели профессиональных р./станций предусматривают установку такой платы.

Важным вопросом при развертывании транковой системы является правильный выбор числа радиоканалов  системы в зависимости от количества абонентов. В связи с этим в транковых системах применяется принцип динамического выделения радиоканала на каждый поступающий вызов.

Расчет количества ретрансляторов в зависимости от числа абонентов выполняется методами математической статистики и дает примерно следующий результат:

• 1 ретранслятор – до10 абонентов
• 2 ретранслятора - 10-35 абонентов
• 3 ретранслятора - 35-80 абонентов
• 4 ретранслятора - 80-150 абонентов
• 5 ретрансляторов - 150-200 абонентов

Такой расчет предполагает, что каждому абоненту выделяется на один вызов 3-5 минут и вероятность успешного доступа в систему равна примерно 0.95. На практике, для внутрифирменных транковых систем, чаще всего количество ретрансляторов  снижают на одну ступень. Системы с большим числом ретрансляторов применяются в больших коммерческих проектах.