Reti di trunking. Sistemi di comunicazione radiotelefonica trunking. Riconoscimento di iDEN nel mondo
La comunicazione trunking è il tipo più efficiente di comunicazione mobile bidirezionale, il più efficace per coordinare gruppi mobili di abbonati. I sistemi di comunicazione trunked sono meno interessanti per i singoli utenti (la comunicazione tra loro resta prerogativa dei sistemi radiotelefonici cellulari); sono più promettenti ed efficaci per le organizzazioni aziendali, per gli utenti di gruppi - per la comunicazione istantanea tra gruppi di utenti uniti su base organizzativa o semplicemente da interessi. Spesso il traffico (trasmissione di informazioni) è chiuso principalmente all'interno dei sistemi trunking e l'accesso degli abbonati alle reti telefoniche pubbliche, sebbene possibile, è previsto solo in casi eccezionali. Ma in linea di principio, il funzionamento dei sistemi trunking è possibile sia in versione locale (zona singola, aziendale) che di rete (multizona, al servizio di singoli utenti).
Il sistema di comunicazione trunking (trunk - trunk, trunk) include una stazione base (a volte più) con ripetitori e stazioni radio di abbonati (radiotelefoni trunk) con antenne telescopiche.
La stazione base è collegata a una linea telefonica e collegata a un ripetitore a lungo raggio, fino a 50–100 km. I radiotelefoni trunked sono estremamente affidabili, compatti e disponibili in diverse varianti:
l indossabile - autonomia 20–35 km, peso 300–500 g;
l trasportabile - portata 35–70 km, peso circa 1 kg;
l stazionario - gamma 50–120 km, peso generalmente superiore a 1 kg.
Le possibilità medie di comunicazione trunking in termini di copertura del territorio sono mostrate in fig. 26.1.
Riso. 26.1. Funzionalità di trunking per copertura dell'area
In generale, i sistemi trunking sono caratterizzati da apparecchiature realizzate ad alta tecnologia, supportate da un buon servizio sia per l'abbonato che per l'operatore di rete, apparecchiature che forniscono comunicazioni radiotelefoniche full duplex o half duplex con oggetti mobili, funzionamento in modalità analogica e digitale.
Con il trunking, un numero limitato di canali radio viene assegnato dinamicamente a un numero elevato di utenti. Un canale conta fino a 50 o più iscritti; poiché gli abbonati utilizzano il telefono in modo non molto intenso e la stazione base funziona in modalità hub (ovvero distribuisce tutti i canali radio solo tra gli abbonati che l'hanno contattata), la probabilità di una situazione "occupato" non è elevata (significativamente inferiore rispetto a quando anche più abbonati sono collegati a un canale).
I radiotelefoni possono funzionare sia nel sistema, trovandosi nell'area di copertura della stazione base (base) e attraverso di essa comunicando con qualsiasi abbonato della rete telefonica (incluso l'abbonato trunking), sia individualmente tra loro, essendo sia all'interno che radio base al di fuori dell'area. Nel primo caso, la connessione diretta degli abbonati fornirà una connessione più efficiente (il tempo di connessione di solito non supera 0,3–0,5 s). La possibilità di comunicazione diretta degli abbonati senza la partecipazione di una stazione base è la principale differenza globale tra i sistemi trunking e quelli cellulari.
I primi sistemi radiomobili apparvero negli Stati Uniti alla fine degli anni '30. Si trattava di sistemi convenzionali a canale singolo progettati principalmente per le comunicazioni radio nella polizia e nell'esercito. Durante la seconda guerra mondiale furono realizzati i primi sistemi multicanale con cambio canale "manuale".
Uno svantaggio significativo dei sistemi convenzionali è la loro vulnerabilità all'uso non autorizzato delle risorse di frequenza. Qualsiasi radioamatore esperto di ingegneria radiofonica è in grado di assemblare un dispositivo per sintonizzarsi sulle frequenze utilizzate da questo sistema e diventare così un utente non autorizzato. Inoltre, in questi sistemi, non è facile disconnettere gli abbonati che creano un carico eccessivo di infiniti "colloqui" non commerciali. La connessione dei terminali degli abbonati con la rete telefonica pubblica commutata (PSTN) non è implementata in tutti i sistemi convenzionali.
L'idea principale della comunicazione trunking è che quando viene ricevuta una richiesta da un abbonato per stabilire una connessione, il sistema determina automaticamente i canali liberi e ne assegna uno a una determinata coppia o gruppo di abbonati. Il problema dell'automazione della selezione dei canali è stato parzialmente risolto nei cosiddetti sistemi pseudo-trunking, che includono SmarTrunk / SmarTrunk II, popolare in Russia, di SmarTrunk System e ArcNet di Motorola. Le loro stazioni radio non hanno un canale di controllo dedicato (canale di controllo) e, alla ricerca di uno libero, scansionano una gamma di frequenze dedicata. La maggior parte di questi sistemi (ad eccezione di ArcNet) sono a zona singola.
Alla fine degli anni '70. Il mercato delle comunicazioni radio è stato rifornito con i primi sistemi trunking analogici con un canale di controllo dedicato. Tali sistemi implementano la trasmissione di informazioni vocali sul principio di "un canale - una portante", la spaziatura in frequenza dei canali è solitamente di 25 o 12,5 kHz. Teoricamente, con un numero sufficiente di canali di frequenza, sono in grado di servire decine di migliaia di abbonati. Tuttavia, i valori reali della risorsa di frequenza assegnata limitano il numero di abbonati della rete trunking analogica a 3-5 mila persone.
Inoltre, questi sistemi non risolvono ancora il problema della protezione della rete da accessi non autorizzati. I sistemi basati su standard analogici forniscono la comunicazione con i terminali degli abbonati PSTN, ma tali terminali sono piuttosto costosi ($ 1500-2000). Uno svantaggio significativo di questi sistemi è anche un numero limitato di gruppi di utenti. E sebbene l'implementazione della funzione di riconfigurazione dinamica del gruppo consenta di aggirare questa limitazione, il gioco non sempre vale la candela: la complessità dell'equipaggiamento porta ad un notevole aumento del costo dell'infrastruttura.
Nei primi anni '90. I sistemi di trunking iniziarono ad apparire utilizzando tecnologie di trasmissione del segnale vocale digitale. Oggi, gli standard digitali come APCO25, TETRA e PRISM (la versione digitale di EDACS) hanno ricevuto la massima popolarità. Ti consentono di aumentare significativamente la capacità del sistema, fino a diverse migliaia di abbonati. Inoltre, risolvono praticamente il problema della protezione dei dati e della riservatezza delle trattative, poiché è impossibile diventare un utente non autorizzato di un sistema digitale o ascoltare un canale.
Molti moderni sistemi di comunicazione trunking (Fig. 1) - sia analogici che digitali - sono in grado di trasmettere dati su un canale di comunicazione vocale, ovvero svolgere le funzioni di un modem wireless. Allo stesso tempo, negli standard analogici, la velocità di trasferimento dei dati non supera i 4800 bps e negli standard digitali raggiunge valori più elevati, da 9600 bps a 28 kbps (TETRA). A differenza dell'analogico, i sistemi di trunking digitali consentono di inviare messaggi di testo tramite canali di controllo (cercapersone). Il testo del messaggio viene visualizzato sul display del terminale dell'abbonato.
Attualmente si possono distinguere tre diversi ambiti di applicazione dei sistemi di radiocomunicazione mobile: pubblico (polizia, vigili del fuoco, ambulanza, ecc.); - tipo PS (Pubblica Sicurezza); privato, come PMR (Private Mobile Radio); reti pubbliche commerciali SMR (Shared Mobile Radio).
Immagine 1.
Tecnologie di comunicazione mobile (*tecnologie basate su TDMA)
I sistemi del primo tipo sono generalmente progettati per un numero relativamente piccolo di abbonati (di norma, non più di 500-1000). Sono caratterizzati da maggiori requisiti di affidabilità e riservatezza, nonché dalla presenza di funzioni speciali come la chiamata di emergenza. Il costo dei terminali degli abbonati dei sistemi PS è piuttosto elevato. Le reti di Pubblica Sicurezza/PMR citate in precedenza includono SmartNet, EDACS/PRISM, sistemi basati sullo standard APCO25 e reti basate sullo standard digitale TETRA attualmente in fase di sviluppo.
I sistemi commerciali di tipo SMR si distinguono per una grande capacità (il numero di abbonati può raggiungere le decine di migliaia), la possibilità di fornire servizi informativi aggiuntivi, nonché il costo moderato dei terminali degli abbonati. Tra questi ci sono reti basate su SmartZone, MPT1327, protocolli LTR/ESAS e sistemi GeoNet. Si noti che la maggior parte dei sistemi SMR analogici esistenti hanno restrizioni sul riutilizzo della frequenza e sul cambio di canale, nonché l'identificazione automatica degli abbonati quando si spostano da un'area all'altra, ecc.
A differenza dei sistemi di comunicazione radio convenzionali e trunked, la comunicazione cellulare del telefono cellulare è destinata principalmente a fornire comunicazioni vocali mobili personali individuali in modalità duplex. La prima generazione di tecnologia cellulare, apparsa all'inizio degli anni '80, utilizzava standard analogici. I più diffusi al mondo (compresa la Russia) sono lo standard nordamericano AMPS, il britannico TACS e lo scandinavo NMT-450.
L'utilizzo delle tecnologie digitali ha permesso di comprendere che due diversi tipi di comunicazioni vocali mobili - cellulare e trunking - hanno molto in comune (organizzazione territoriale del sistema, infrastruttura, organizzazione dell'accesso alla rete PSTN, ecc.). Tuttavia, le tecnologie del sistema di trunking analogico non sono in grado di fornire il livello di servizio fornito dalla telefonia mobile.
A metà degli anni '90. Motorola ha deciso di realizzare l'idea di un sistema integrato che combina le capacità di raggruppare e inviare comunicazioni radio, comunicazioni di telefoni cellulari mobili, nonché la trasmissione di messaggi alfanumerici (cercapersone) e dati. Il sistema proposto avrebbe dovuto fornire un moderno livello di servizio per tutti i tipi di comunicazione. Tutto questo è stato implementato in tecnologia iDEN (integrated Digital Enhanced Network).
Servizi di sistema
La comunicazione radio mobile basata sulla tecnologia iDEN fornisce tutti i tipi di servizi forniti dai moderni sistemi di trunking digitali:
- chiamata di gruppo (chiamata di gruppo) per abbonati mobili e spedizionieri in modalità di comunicazione half-duplex. È sufficiente premere un pulsante per effettuare una chiamata; il tempo di instaurazione della connessione non supera 0,5 s. In questo caso viene utilizzato un solo canale di comunicazione vocale, indipendentemente dal numero di abbonati nel gruppo. Il numero di gruppi possibili in iDEN è sufficientemente grande (65.535) per eliminare la necessità di riconfigurazione dinamica dei gruppi. Tutte le configurazioni possono essere create in anticipo: se necessario, gli iscritti vanno semplicemente negli appositi gruppi. I membri del gruppo possono trovarsi a una distanza di decine e centinaia di chilometri l'uno dall'altro (ovviamente all'interno dell'area di copertura del sistema);
- una chiamata personale (chiamata privata) in modalità half-duplex, quando solo due abbonati partecipano a una conversazione e viene assicurata la completa riservatezza delle trattative. Si noti che nella modalità di chiamata di gruppo e individuale, il nome o l'identificatore digitale del chiamante appare sul display del terminale dell'abbonato dell'abbonato chiamato;
- segnalazione di chiamata (avviso di chiamata) - la trasmissione di un segnale speciale all'abbonato (o gruppo), che indica la necessità di stabilire una comunicazione radio. Se in questo momento l'abbonato è fuori dalla zona del sistema o il terminale dell'abbonato è disconnesso, la chiamata viene memorizzata nel sistema. Nel momento in cui l'abbonato diventa disponibile, riceve un segnale acustico e l'ID del chiamante appare sullo schermo del terminale. Solo allora il chiamante riceve una conferma di ricezione della chiamata.
Oltre ai servizi tipici della comunicazione trunked convenzionale, il sistema iDEN offre una serie di funzionalità dei moderni sistemi di telefonia mobile:
- comunicazione di telefonia mobile tra abbonati, anche attraverso la rete PSTN (sia in entrata che in uscita in modalità duplex). Il sistema iDEN fornisce le funzioni di telefonia locale (mini-ATS, UPATS), segreteria telefonica (posta vocale), comunicazione a lunga distanza e internazionale;
- invio di messaggi di testo. Gli abbonati possono ricevere messaggi alfanumerici visualizzati sullo schermo del terminale abbonato, che è in grado di memorizzare fino a 16 messaggi di 140 caratteri. Allo stesso tempo, viene fornito sia l'invio di messaggi di gruppo che quello individuale. La ricezione di messaggi di testo è possibile contemporaneamente a una sessione di telefonia mobile;
- trasferimento dati. I terminali portatili (indossabili) iDEN hanno modem integrati e possono essere collegati a un PC tramite un adattatore RS-232C. Nella modalità di commutazione del circuito, la velocità di trasferimento dei dati è fino a 9600 bps e nella modalità a pacchetto fino a 64 kbps. Per migliorare l'affidabilità della trasmissione dei dati, il sistema utilizza uno schema di correzione degli errori in avanti. La funzione di trasferimento dati consente agli abbonati mobili di ricevere e inviare fax ed e-mail, scambiare dati con i computer dell'ufficio e fornire l'accesso a Internet. In modalità burst, è supportato il protocollo di rete TCP/IP standard.
Si noti che l'aggiunta di una funzione di trasferimento dati a un sistema iDEN esistente non richiede l'installazione di apparecchiature aggiuntive nelle stazioni base (BS). È solo necessario installare blocchi aggiuntivi dell'infrastruttura di gestione del sistema centrale e installare il software appropriato sulle stazioni base e sul sistema centrale.
Terminali abbonati
Sebbene il sistema iDEN fornisca diversi tipi di comunicazione, ciò non significa che l'abbonato debba "abbonarsi" a tutti i tipi di servizi e, di conseguenza, acquistare dall'operatore un terminale di abbonato completamente funzionante. L'utente può sempre scegliere un modello che corrisponda al pacchetto di servizi a cui è interessato. Il costo dei terminali per abbonati portatili iDEN e dei telefoni cellulari digitali è approssimativamente lo stesso.
I terminali portatili i370/r370 sono in grado di funzionare sia come radio trunked che come telefoni cellulari. Sono dotati di un display LCD multiriga, che visualizza elenchi di gruppi disponibili (abbonati) e messaggi alfanumerici. Il terminale multifunzione i600 avanzato è più piccolo e leggero e ha una maggiore durata della batteria.
L'ultimo modello del terminale palmare i1000 ha peso e dimensioni ancora più ridotte: il suo peso senza batterie è di 120 g, le dimensioni sono 120x60x30 mm.
I modelli i470/r470 dispongono di un modem integrato, che li rende adatti per comunicazioni dati e fax. Inoltre, questi terminali supportano funzioni aggiuntive del sistema iDEN, come il funzionamento simultaneo in più gruppi, la comunicazione in modalità BS isolata (in caso di mancata comunicazione con l'infrastruttura centrale del sistema), la chiamata di emergenza, ecc.
I modelli r370 e 470, che soddisfano i requisiti degli standard militari statunitensi, hanno una custodia resistente agli urti e non temono l'umidità. La potenza di uscita del segnale dei terminali portatili di tutti i tipi è di 600 mW.
La famiglia di terminali utente mobili iDEN è composta da tre modelli: m100, m370 e m470. Il primo funziona solo in modalità invio radio, gli altri due sono dotati di microtelefono e supportano la telefonia mobile. Inoltre, l'm470 dispone di un modem integrato e offre le stesse caratteristiche speciali dei terminali i470/r470. Tutti i tipi di terminali mobili hanno una potenza di uscita di 3W.
Il sistema iDEN fornisce anche stazioni di spedizione desktop basate su terminali mobili m100/m370/m470. Hanno un'antenna esterna, un microfono da tavolo e un alimentatore CA.
Interfaccia aerea e codifica vocale
La tecnologia iDEN si basa sullo standard TDMA (Time Division Multiple Access), secondo il quale 6 segnali vocali digitalizzati vengono trasmessi contemporaneamente su ciascun canale a frequenza larga 25 kHz. La tecnologia iDEN non richiede che tutti i canali di frequenza siano contigui.
L'intervallo di tempo di 90 ms è suddiviso in 6 fasce orarie di 15 ms ciascuna, in ciascuna delle quali viene trasmesso un segnale vocale (Fig. 2). L'uso della modulazione del segnale radio utilizzando il metodo M16-QAM (Quadrature Amplitude Modulation) fornisce una velocità di trasferimento dati totale su un canale di frequenza di 64 kbps (la velocità di trasmissione nel canale vocale è 7,2 kbps). Un'adeguata riproduzione della voce umana e di altri suoni a una velocità di trasmissione così bassa si ottiene mediante l'uso di uno schema di codifica migliorato utilizzando l'algoritmo VSELP.
Figura 2.
iDEN capacità del canale di frequenza
Intervallo di frequenze
Il sistema basato sulla tecnologia iDEN opera nella banda trunking standard per America e Asia 806-825/851-870 MHz. Si noti che recentemente in Russia una parte di questo intervallo, ovvero 815-820/860-865 MHz, è riservata anche ai sistemi di comunicazione radio trunked (Fig. 3).
Figura 3
La gamma di frequenza assegnata per il sistema iDEN in Russia: terminali mobili (MT) 806-821 MHz; stazioni base (BS) 851-866 MHz
Durante lo sviluppo della tecnologia iDEN, Motorola voleva ottenere l'uso più efficiente della risorsa di frequenza, almeno non inferiore alle implementazioni esistenti dello standard CDMA. Poiché iDEN prevede la trasmissione simultanea di sei segnali vocali su ciascun canale ad ampia frequenza di 25 kHz, 240 di tali canali possono essere collocati in 1 MHz di spettro. Per fare un confronto, con una larghezza di banda di 1 MHz, i sistemi di comunicazione trunking analogici e digitali possono supportare non più di 80, i sistemi di comunicazione cellulare analogici - da 30 a 40 e i sistemi nello standard GSM - 40 canali vocali (Fig. 4).
Figura 4
Confronto dell'efficienza di utilizzo dello spettro. Nello spettro 1 MHz è possibile posizionare i canali voce (GC): sistemi trunking analogici - 40/80; sistemi cellulari analogici - 33-40; GSM - 40; TETRA - 160; IDEN-240
Struttura del sistema iDEN
Il sistema basato su tecnologia iDEN è costituito da due componenti principali: BS e infrastruttura centrale. (Fig. 5). L'infrastruttura iDEN è organizzata per massimizzare la funzionalità della BS, quindi l'elemento funzionale più importante è la stazione base EBTS Enhanced Base Transceiver System. L'EBTS include un controller di nodo integrato (iSC), fino a 20 stazioni radio base (BR) di tipo omni o 24 BR di settore, un amplificatore e trasmettitori di segnali radio, un ricevitore di sincronizzazione e antenne BS.
Figura 5
La struttura del sistema basato su tecnologia iDEN: * prevede la comunicazione telefonica; ** fornire comunicazioni radio; *** fornito dal gestore del sistema; DACS (Digital Access Crossconnect Switch) - interruttore di accesso digitale; IWF (Interworking Function) - interfaccia di trasferimento dati con PSTN; VMS (sistema di posta vocale) - posta vocale
EBTS fornisce l'interazione tra il sistema e i dispositivi dell'abbonato, supporta la trasmissione del traffico vocale su più canali di frequenza ed esegue anche una serie di funzioni di controllo, come la separazione del traffico radiofonico e telefonico, la sincronizzazione dei terminali BS e dell'abbonato, il livello del segnale radio controllo, ecc. La multifunzionalità di EBTS consente di ridurre notevolmente il carico sui componenti dell'infrastruttura centrale, in primis sull'MSC (Mobile Switching Center). Il trasmettitore EBTS supporta un massimo di 144 canali vocali per nodo del sistema.
La funzione principale del BSC (Base Site Controller) è la gestione della comunicazione quando i terminali degli utenti si spostano da un'area di copertura all'altra (handover). Ogni BSC è in grado di supportare fino a 30 zone, eseguendo l'intera gamma di azioni per concentrare il traffico dalle stazioni nodo e distribuirlo alle zone appropriate.
Il transcoder XCDR converte l'audio VSELP in e dal formato digitale PCM.
Lo switch di pacchetto MPS (Metro Packet Switch) è costituito da uno switch e da un duplicatore di pacchetti. Trasmette i pacchetti vocali che arrivano in modalità radio di invio e controlla le informazioni da EBTS a DAP e viceversa.
Il Dispatch Application Processor (DAP) gestisce le chiamate di gruppo e personali, la segnalazione delle chiamate e altre funzioni. Con un numero elevato di abbonati di sistema, è possibile creare cluster di quattro DAP.
Le unità di registrazione della posizione degli abbonati HLR/VLR (Home Location Register/Visited Location Register) servono la telefonia mobile. L'HLR memorizza informazioni complete su tutti i terminali degli abbonati registrati nei vari segmenti geografici del sistema. VLR contiene informazioni sul movimento dei dispositivi degli abbonati e fornisce al sistema le informazioni necessarie per eseguire il roaming. Si noti che nel sistema iDEN non c'è roaming nel senso in cui è inteso nei sistemi cellulari, poiché non PSTN, ma canali E1 dedicati vengono utilizzati per collegare segmenti geograficamente distanti del sistema.
L'MSC (Mobile Switching Center) fornisce un'interfaccia tra i telefoni cellulari PSTN e iDEN, svolgendo le funzioni tipiche di tale switch, e gestisce anche il trasferimento quando gli abbonati si spostano da un'area controllata da un BSC ad un'area controllata da un altro. Se la rete iDEN copre una vasta area, è possibile installare diversi MSC. Le funzioni dell'MSC del sistema iDEN sono completamente identiche alle funzioni dello switch di rete cellulare GSM.
Il principale modulo di controllo del sistema è OMC (Operation Maitenance Center), che fornisce la configurazione del sistema, la gestione delle emergenze, la raccolta di dati statistici sul funzionamento del sistema e una serie di altre funzioni di gestione.
Lo Short Message Service (SMS) supporta tutte le funzioni di messaggistica di testo, comprese le notifiche di testo della presenza di messaggi per un determinato abbonato (segreteria telefonica).
iDEN MicroLite
Motorola sta attualmente finalizzando il sistema iDEN MicroLite, un "piccolo" sistema basato su iDEN progettato per servire da centinaia a migliaia di abbonati. Pur mantenendo tutte le soluzioni tecnologiche iDEN, utilizzando le stesse apparecchiature di abbonato e stazioni base, questo sistema si differenzia, innanzitutto, per il numero massimo di canali di frequenza (ce ne sono 40).
La principale differenza tecnologica tra iDEN MicroLite e iDEN è l'organizzazione dell'infrastruttura centrale del sistema. Nel sistema iDEN MicroLite, è implementato su un'unica piattaforma per computer standard Compact PCI (una variante della piattaforma PCI per computer industriali) in esecuzione sotto il sistema operativo in tempo reale Neutrino di QNX Labs.
La prima versione di iDEN MicroLite fornirà due tipi di comunicazione: comunicazione radio di gruppo (individuale) e comunicazione mobile. Le versioni future aggiungeranno al sistema servizi di messaggi brevi e dial-up/pacchetto dati. Il numero massimo di stazioni base che l'infrastruttura centrale della prima versione del sistema può supportare è 5, in futuro sarà aumentato a 8-10.
Se è necessario migrare da iDEN MicroLite a un sistema iDEN completo, è necessaria una nuova installazione dell'infrastruttura centrale del sistema, tuttavia, modificando il software appropriato, è possibile utilizzare i terminali degli abbonati e le apparecchiature BS esistenti.
Le consegne del sistema iDEN MicroLite inizieranno nel II trimestre del 1999. Lo studio tecnico dei progetti dei sistemi iDEN MicroLite è previsto dal III trimestre del 1998.
Domande per iDEN
La tecnologia iDEN è focalizzata sulla realizzazione di sistemi come SMR (Shared Mobile Radio), ovvero reti commerciali che forniscono servizi integrati ad organizzazioni e privati. Al fine di fornire la comunicazione tra i singoli reparti e gruppi di dipendenti, viene creata una cosiddetta "flotta" per ogni utente aziendale del sistema: una rete privata virtuale all'interno della rete dell'organizzazione. All'interno della flotta possono essere creati diversi gruppi, corrispondenti alle divisioni aziendali (il numero massimo di gruppi in una flotta è 255). È assolutamente esclusa la possibilità di intrusione accidentale o deliberata di abbonati in flotte estere. I membri della flotta possono essere dislocati in diverse regioni geografiche, spostarsi da una città all'altra.
Pertanto, un'organizzazione può costruire il proprio sistema di telecomunicazioni mobili, che è completamente equivalente alla rete di questa organizzazione. Allo stesso tempo, non ha bisogno di acquistare apparecchiature e costruire antenne, oltre a dedicare diversi mesi all'installazione e al debug del sistema. Tutto quello che devi fare è diventare un utente aziendale del sistema iDEN già esistente.
Dove e quando
Il primo sistema commerciale basato sulla tecnologia iDEN, implementato negli Stati Uniti da NEXTEL a metà del 1994, è ora a livello nazionale. Ha circa 4500 BS e circa 2 milioni di abbonati. Nel sud-ovest degli Stati Uniti esiste un'altra rete basata sulla tecnologia iDEN, gestita dalla compagnia energetica Southern Co. Inoltre, nelle province sud-occidentali del Canada, Clearnet fornisce anche servizi di comunicazione nella rete iDEN, composta da 320 BS.
In America Latina, le reti iDEN esistono già a Bogotà (Colombia) e Buenos Aires (Argentina). Sono in costruzione a San Paolo e Rio de Janeiro (Brasile), nonché a Città del Messico (Messico). L'implementazione di sistemi basati su iDEN è prevista per il prossimo futuro in Perù, Venezuela e Cile, così come l'espansione del sistema in Colombia e Argentina.
In Asia, i sistemi iDEN sono operativi in diversi paesi: tali sistemi operano a Tokyo e Osaka (Giappone) da più di due anni ea Singapore da circa un anno. Esistono sistemi in Cina, Corea del Sud e Filippine. La costruzione è in corso in Indonesia. In Medio Oriente, una rete iDEN a livello nazionale è stata implementata in Israele e la costruzione di tali sistemi è iniziata in Marocco e Giordania.
Ciascuno di questi sistemi è progettato per servire decine di migliaia di abbonati.
Il principio modulare dell'organizzazione del sistema prevede le sue varie implementazioni. Ad esempio, iDEN potrebbe inizialmente essere implementato come un sistema puramente trunked e quindi aggiungere funzionalità di telefonia mobile, messaggi di testo e dati secondo necessità. Secondo gli sviluppatori del sistema, oggi iDEN è una delle poche tecnologie testate in operazioni commerciali che forniscono l'intera gamma di servizi di comunicazione mobile.
Andrey Aleksandrovich Denisov è il manager di Motorola per il sistema iDEN nella regione dell'Europa orientale e nell'ex Unione Sovietica. Può essere contattato a: [email protetta] e fax 785-0160
In quasi tutti i negozi di telefoni cellulari, le cui vetrine sono piene di cellulari, c'è una guardia di sicurezza con un walkie-talkie ingombrante obbligatorio. Qui ti chiedi involontariamente: "Perché questa persona non usa un semplice telefono cellulare per il servizio?"
Oggi, insieme alla consueta comunicazione cellulare, esistono i cosiddetti sistemi radiomobili professionali (PMR) (Radiomobile professionale-PMR), o radiomobile trunked. Occupano il loro settore del mercato delle apparecchiature di comunicazione mobile per utenti aziendali, vari dipartimenti e servizi sociali, svolgendo le funzioni di cui questi utenti hanno bisogno.
Comunicazione radio mobile trunked (dall'inglese. canalizzazione- fornitura di canali gratuiti, tronco- linea urbana) - un sistema di comunicazione radio mobile a due vie, che utilizza la gamma di onde ultracorte. In pratica, il sistema PMR è progettato in modo simile a quello cellulare: terminali utente e stazioni base (BS), apparecchiature per aumentare il raggio di comunicazione - ripetitori e un controller che controlla il funzionamento della stazione, elabora i canali del ripetitore (li commuta) e consente l'accesso alla rete telefonica cittadina. Le reti trunking possono essere a zona singola (contengono una BS) o multizona (più BS). Esistono sistemi di trunking analogici e digitali.
Meglio del cellulare?
Qual è la differenza tra una connessione trunked e una cellulare, se, a parte la differenza tra il terminale utente (walkie-talkie / telefono), tutto è organizzato allo stesso modo?
La comunicazione cellulare è posizionata come un "telefono in tasca" e il trunking è progettato per risolvere una gamma ristretta di attività professionali. La comunicazione cellulare, ad esempio, fornisce una varietà di servizi multimediali, ma è improbabile che un petroliere in servizio su una piattaforma di perforazione nel Mar Baltico, o un soccorritore EMERCOM, speri di poter scaricare il nuovo album di Madonna. La comunicazione trunking è scelta da organizzazioni come il Ministero delle situazioni di emergenza, le agenzie di sicurezza, le compagnie di taxi, ecc. Per i normali impiegati, l'opzione "telefono cellulare + piano tariffario aziendale" è abbastanza adatta.
Il sistema di comunicazione utilizzato dai professionisti dovrebbe supportare funzionalità come:
Implementazione della comunicazione istantanea (0,2-0,5 sec) all'interno di un gruppo di abbonati, impostabile in anticipo;
Capacità di ridistribuire i membri del gruppo durante una sessione di comunicazione;
Sistema di priorità di chiamata (l'operatore di telefonia mobile non distingue tra abbonati);
Conservazione della comunicazione anche in caso di guasto della stazione base;
Trasmissione di segnali di trasmissione ad abbonati di rete;
La possibilità di riconfigurare rapidamente la rete.
Questi requisiti non sono fattibili nei sistemi di comunicazione cellulare, ma sono pienamente supportati dai sistemi trunking. Va notato che i partecipanti al mercato della comunicazione mobile non restano a guardare e offrono il servizio Spingi per parlare con la possibilità di stabilire una chiamata di gruppo e di stabilire una connessione rapida. Tuttavia, l'innovazione in ogni caso non soddisfa i requisiti dei professionisti. Puoi leggere di più su Push-To-Talk qui.
Offriamo una tabella di confronto sull'esempio di due versioni di TETRA, uno standard popolare per le comunicazioni radio digitali trunked e le reti GSM.
Modalità e funzionalità, standard di comunicazione TETRA (Rl) TETRA (R2) GSM Chiamata di gruppo + + +/- Chiamata broadcast + + - Chiamata di emergenza + + +/- Chiamata prioritaria + + +/- Accesso prioritario + + - Duplex + + + Chiamata ritardata + + - Entrata ritardata in comunicazione + + - Modalità diretta (senza stazione base) + + - Modalità - "solo ricezione" - + - Possibilità di ampliamento della zona di comunicazione - + - Selezione zona + + - Messaggi di stato + + - Trasmissione SMS + + + Chiamata al dispatcher + + - Fornitura di banda larga su richiesta dell'abbonato + + - Possibilità di cifrare il segnale e l'interfaccia radio + + +/- Trasmissione simultanea di voce e dati + + + High- velocità di trasmissione dati - + + Ascolto selettivo degli abbonati da parte del dispatcher + + - Ascolto remoto dell'ambiente acustico + + - Riarrangiamento dinamico + + - Da steampunk a cyberpunk
Le comunicazioni analogiche professionali esistono quasi dall'inizio del 20° secolo e durante questo periodo sono cambiate molto, arrivando alle tecnologie digitali con un bagaglio impressionante.
Tutti sanno che la comunicazione radio iniziò nel 1895, quando A. Popov (e solo un anno dopo G. Marconi) creò il primo ricevitore. Dal 1897 al 1915 G. Marconi organizza le prime società di comunicazione e amplia la produzione di apparecchiature; Appaiono le norme sulle comunicazioni radio, anche sulla distribuzione delle frequenze tra i vari servizi. La radiocomunicazione professionale nasce nel periodo che va dal 1915 agli anni '50.
Nella prima metà del 20° secolo è stata esplorata la possibilità di comunicare a diverse lunghezze d'onda. Fino al 1920 la comunicazione veniva effettuata utilizzando onde di lunghezza variabile da centinaia di metri a decine di chilometri. Nel 1922 divenne nota la proprietà delle onde corte di propagarsi a qualsiasi distanza, rifratte negli strati superiori dell'atmosfera e riflesse da essi: un mezzo ideale per la comunicazione a lunga distanza. Gli anni '30 furono l'epoca delle onde dei metri; e gli anni '40 - decimetro e centimetro, che si propagano in modo rettilineo per 40-50 km in linea di vista. La divulgazione delle comunicazioni radio dipendeva direttamente dai risultati della tecnologia. Prima dell'avvento dei semiconduttori in miniatura, i ricevitori rimanevano ingombranti e nella migliore delle ipotesi si adattavano a una valigia, il che imponeva alcune limitazioni.
La storia delle reti radiofoniche professionali è solitamente divisa in fasi. Primo passo le reti sono considerate di tipo convenzionale (dall'inglese. convenzionale- usuale, tradizionale). Le loro scarse capacità sono le seguenti: modalità di funzionamento simplex (premere il pulsante - fare una domanda - rilasciare il pulsante - ricevere una risposta - premere il pulsante - ...), effettuare chiamate individuali e di gruppo (fino a diverse decine di abbonati) Nei sistemi convenzionali, il canale di comunicazione (frequenza) è strettamente assegnato a un determinato gruppo di abbonati. Allo stesso tempo, è garantita un'elevata efficienza di comunicazione (è sufficiente regolare la frequenza), ma provoca una bassa larghezza di banda della rete (ci sono poche frequenze).
Seconda fase- Reti di trunking. Tali reti hanno permesso di servire fino a diverse centinaia di abbonati e hanno permesso di utilizzare la risorsa di radiofrequenza in modo più efficiente. Tali sistemi di comunicazione sono diventati sistemi con l'accesso generale degli abbonati alla gamma di frequenza, in contrasto con i sistemi convenzionali. Ciò fornisce una maggiore produttività e una maggiore area di copertura.
Le reti trunking multizona sono diventate terza fase. L'area di servizio al loro interno è aumentata ancora di più a causa di diverse stazioni base. Il numero di abbonati serviti è diventato praticamente illimitato, è apparso un sistema di priorità di chiamata, la possibilità di una modalità di chiamata duplex (non è necessario premere un pulsante, la connessione è simile a una connessione telefonica, adattata per una chiamata molto più alta velocità), accesso a reti telefoniche pubbliche, trasferimento dati.
Simplex, semiduplex e duplexNo, questi non sono i nomi dei sequel della commedia "Duplex", interpretata dalle star di Hollywood Ben Stiller e Drew Barrymore. L'intestazione contiene i nomi delle tre modalità radio wireless di base.
1. La comunicazione Simplex utilizza una frequenza: per la ricezione e la trasmissione. È possibile solo lo scambio di repliche. A causa delle limitazioni imposte dalla fisica, sarà possibile utilizzare questo tipo più economico di comunicazioni radio senza fili a una distanza non superiore a 5 km. Per un segnale stabile, un'area aperta è altamente desiderabile. La comunicazione avviene tramite terminali utente.
2. Anche la comunicazione half-duplex utilizza due frequenze, ma dovrai comunicare, come in modalità simplex. La stazione base (BS) riceve costantemente i segnali degli abbonati su una frequenza, quindi trasmette ciò che ha ricevuto su un'altra frequenza. La radio utilizza la frequenza su cui trasmette la BS per la ricezione e deve contenere un interruttore RF. Il principio del semiduplex è alla base delle reti a basso costo che collegano decine di abbonati in varie parti della città e aree aperte.
3. La comunicazione duplex utilizza due frequenze, una per la ricezione, l'altra per la trasmissione, ed è progettata per portare avanti un dialogo familiare. Naturalmente, le stazioni base sono coinvolte per l'inoltro dei segnali. I sistemi duplex analogici richiedono due canali (4 frequenze radio) per collegare gli abbonati. Il terminale è dotato di un filtro duplex complessivo, il cui ruolo è quello di fornire al ricevitore e al trasmettitore l'accesso simultaneo all'antenna. Il duplex digitale è implementato in modo diverso e non richiede un filtro ingombrante: il dispositivo dell'abbonato riceve o trasmette in qualsiasi momento. Ad esempio, nello standard TETRA, la commutazione avviene 18 volte al secondo.
Moderno reti di trunking digitali (CFTS) sono il vertice della catena evolutiva della comunicazione professionale. Oltre alle opportunità a disposizione degli utenti di sistemi analogici, si aggiungono una protezione affidabile contro gli accessi non autorizzati (inoltre, l'ascolto di conversazioni tramite dispositivi analogici diventa impossibile) e la trasmissione di dati a pacchetto (accesso a Internet). Il dispositivo dell'abbonato viene identificato tramite vari meccanismi di identificazione o schede SIM. In effetti, i sistemi di trunking digitali sono reti di comunicazione universali che garantiscono la riservatezza dei contatti degli abbonati e sono in grado di trasmettere simultaneamente grandi flussi di dati sui canali di comunicazione, siano essi dati di telemetria o informazioni video (nelle ultime edizioni degli standard, tali capacità sono fornito).
Esistono numerosi standard diversi per i sistemi radio mobili trunked che differiscono in molti modi. Nel nostro paese, così come in tutto il mondo, sono ancora diffusi sistemi analogici di varie versioni e standard. Tuttavia, a causa della loro obsolescenza, non sono così interessanti da considerare come le loro controparti digitali. I cinque più popolari e riconosciuti in molti paesi del mondo dovrebbero essere considerati in modo più dettagliato.
EDACS (Enhanced Digital Access Communication System)
Ditta Ericsson(Svezia) prima degli altri (finché non l'ho comprato Sony negli anni '80) si occupò del problema dell'obsolescenza delle tecnologie analogiche e dell'insufficiente grado di sicurezza delle negoziazioni in tali sistemi e iniziò a sviluppare lo standard chiuso aziendale EDACS (Enhanced Digital Access Communication System). Inizialmente lo standard prevedeva la trasmissione della voce su protocolli analogici, successivamente lo standard è stato modificato ed è apparsa una versione digitale del sistema denominata EDACS Egida. I sistemi EDACS operano su 138-174 MHz, 403-423 MHz, 450-470 MHz e 806-870 MHz; la rete può essere estesa a più di 16.000 abbonati. In Russia, questo standard non è molto popolare in questo senso a causa della sua vicinanza e rapida obsolescenza (in effetti, questo è uno standard digitale per la trasmissione di segnali analogici). Tutti i diritti appartengono allo sviluppatore e non ti sarà permesso rilasciare apparecchiature in questo modo. Inoltre, Ericsson ha interrotto le consegne di apparecchiature per l'implementazione di nuove reti di questo standard e si è impegnata solo a supportare quelle esistenti.
tecnologia iDEN ( Rete potenziata digitale integrata) è uno standard aziendale chiuso, il cui sviluppo è stato avviato dalla società Motorola nei primi anni '90. Nel 1994 negli Stati Uniti l'azienda SUCCESSIVO sulla base di questa tecnologia è stata implementata la prima rete di applicazioni commerciali. Oggi, tali reti sono implementate in molti paesi del Nord e del Nord Sud America e dell'Asia. Oggi gli abbonati iDEN sono più di 3.000.000 di persone (il 90% di loro si trova negli Stati Uniti). iDEN ha guadagnato tale popolarità grazie al fatto che è una sorta di compromesso tra trunking e sistemi cellulari (fornisce la possibilità di inviare messaggi, fax, trasferimento dati tramite TCP/IP a velocità fino a 36 kbps, a basso costo). Ogni organizzazione che utilizza lo standard iDEN può creare fino a 10.000 reti virtuali, ognuna delle quali può avere fino a 65.500 abbonati. iDEN utilizza la gamma di frequenza 805-821/855-866 MHz. Non ci sono sistemi iDEN in Russia, molto probabilmente a causa dell'inconveniente di utilizzare una tale gamma di frequenze quando si risolvono i problemi per i quali sono progettati i sistemi di comunicazione professionali. È interessante notare che l'azienda Motorola vengono prodotti vari dispositivi iDEN con le funzioni dei moderni telefoni cellulari. Ad esempio, Motorola ic502 è un telefono CDMA/iDEN con GPS e Motorola i290 con lettore MP3.
Tetrapol PAS (Tetrapol)
Sviluppato da un'azienda francese Matra Comunicazione. La creazione di questo standard chiuso è stata avviata nel 1987 da Matra Communications per ordine della gendarmeria francese. La rete di comunicazione Tetrapol opera in metà della Francia dal 1994 e serve più di 15.000 abbonati. I sistemi di comunicazione Tetrapol operano a partire da 70 MHz e hanno un tetto di prestazione di 520 MHz, che non contribuisce alla divulgazione in altri paesi dove tradizionalmente possono essere assegnate altre gamme di frequenza a tali sistemi. In Russia sono state create zone sperimentali per il funzionamento della rete Tetrapol.
TETRA (radio trunking terrestre)
TETRA- uno standard aperto per le comunicazioni radio professionali, sviluppato dal 1994 ETSI(Istituto europeo per gli standard delle telecomunicazioni - Istituto europeo per gli standard delle telecomunicazioni). TETRA sta per Terrestrial Trunked Radio - "Terrestrial Trunked Radio". Inizialmente, fino a quando lo standard non ha guadagnato popolarità al di fuori dell'Europa, TETRA ha rappresentato Radio transeuropea trunked- "Radio Trunking Transeuropea". In Europa, lo standard TETRA PMR opera nelle gamme di frequenza 380-385/390-395 MHz, 410-430/450-470 MHz. In Asia - 806-870 MHz.
Nelle specifiche, TETRA è elencato come uno standard aperto, il che significa che chiunque desideri produrre apparecchiature di comunicazione non può pensare a problemi di compatibilità con apparecchiature di altre aziende e alla divisione dei diritti d'autore. Per produrre prodotti che supportano questo standard, devi entrare a far parte dell'organizzazione MoU TETRA- Protocollo sulla promozione dello standard TETRA. Nokia, Motorola, Rohde Schwarz e altre importanti società di apparecchiature di comunicazione supportano questo standard. Le reti TETRA sono distribuite in quasi tutta Europa, in Asia, Africa e Sud America. TETRA versione 2- una nuova versione dello standard, che consente una stretta integrazione con le reti mobili di terza generazione e aumenta notevolmente la velocità di trasferimento dei dati. Il progetto per implementare reti di questo standard in Russia si chiama "Tetrarus". La dice lunga almeno il fatto che "nell'ambito del programma obiettivo federale" Sviluppo di Sochi come località climatica di montagna fino al 2014 " La comunicazione radio standard TETRA opererà nelle sedi delle competizioni sportive e in tutto il territorio di Krasnodar”.
Progetto APCO 25 (APCO 25)
Lo standard aperto APCO 25 è stato creato dall'organizzazione AssociazionediPubblicoSsicurezzaComunicazionifunzionari-internazionale-Associazione dei rappresentanti dei servizi di comunicazione degli enti di pubblica sicurezza. Lo standard è stato creato e migliorato (costruzione dell'interfaccia radio, protocolli di crittografia, metodi di codifica vocale) nel periodo dal 1989 al 1995. Uno dei principali vantaggi di APCO 25 è che permette di lavorare in qualsiasi banda di frequenza disponibile per i sistemi radiomobili: 138-174, 406-512 o 746-869 MHz. Fino a due milioni di persone e fino a 65mila gruppi possono essere combinati in un'unica rete. Dal 2003, una rete simile opera a San Pietroburgo per diverse centinaia di abbonati ai fini del Ministero degli affari interni russo.
Il trunking può essere utilizzato non solo per la comunicazione:
Ultimo sistema di canalizzazione Sistema radio con trunk del JRC con funzione di localizzazione automatica del veicolo basata sugli standard GPS e MPT 1327/1343. Oltre, infatti, a fornire comunicazioni tra abbonati, lo standard prevede la trasmissione automatica dei dati sull'ubicazione e lo stato di ciascuna macchina al terminale nel centro di controllo.
Un esempio di due modi per organizzare una rete trunking:
Le caratteristiche delle norme sono riflesse in modo più completo nella tabella:
Funzionalità, standard di trunking digitale APCO 25 EDACS IDEN TETRA Tetrapol Chiamate individuali, di gruppo, broadcast + + + + + Accesso PSTN + + + + + Terminali abbonati full duplex - + + + - Trasmissione dati e accesso al database + + + + + Modalità diretta + + ? + + Registrazione automatica degli abbonati mobili + + + + + Chiamata personale + - + + + Accesso alle reti IP + + + + + Trasmissione di messaggi di stato + + + + + Trasmissione di brevi messaggi + - + + + Trasmissione della posizione dell'abbonato dati dal ricevitore GPS? +? + + Fax + - + + + Possibilità di impostare canale aperto? - - + + Accesso multiplo tramite l'elenco degli abbonati + - + + + Modalità relè segnale + ? ? ++ Modalità "doppia sorveglianza" ? - ? + + Priorità di accesso/chiamata + + - + + Riarrangiamento dinamico + + - + + Ascolto selettivo + + - + + Ascolto remoto? - - + + Identificazione del chiamante + + - + + Chiamata autorizzata dal dispatcher + + - + + Trasferimento chiavi over the air (OTAR) + - - + + Simulazione dell'attività dell'abbonato - - - - + Disconnessione remota del abbonato + ? - + + Autenticazione degli abbonati + ? - + +
In Russia, insieme all'introduzione, all'uso di successo e allo sviluppo di reti digitali di vari standard di trunking, sistemi analogici basati sul vecchio MRT1327. E questo non è affatto male. Il trunking digitale è conveniente quando è necessaria non solo la comunicazione operativa, ma anche la trasmissione di dati e la telefonia. Spesso, le funzioni di comunicazione vocale e di messaggistica simplex sono abbastanza per i clienti. L'utilizzo di sistemi analogici consente di risparmiare tempo e denaro.
In generale, la situazione con le comunicazioni radio mobili professionali ricorda il passaggio dall'uso delle reti cellulari della seconda generazione dello standard GSM agli standard 3G. Le reti cellulari, nonostante i loro tassi di crescita, non saranno in grado di sostituire completamente le reti radio professionali nel prossimo futuro a causa del fatto che svolgono altre funzioni.
Sezione 4 Sistemi di canalizzazione mobili
Lezione #23
Che cos'è un "baule"? Proviamo a capire cosa si nasconde dietro questa parola "alla moda"? Ecco la traduzione data dal Dizionario inglese-russo di radio elettronica, edizione 1987:
Tronco (tronco) - linea di collegamento; linea di comunicazione del tronco; collegamento
Trunking (trunking) - formazione di gruppi
Il dizionario elettronico "PROMT" del 1999 è più "educato":
Trunking - fornitura di canali gratuiti
Sistema radio trunked - sistema radio con ridistribuzione automatica dei canali
Come si può vedere dalla traduzione, non c'è niente di speciale dietro la parola "tronco". È solo "provisioning automatico del canale".
I principi del trunking sono stati utilizzati per oltre 70 anni nella telefonia. Qualsiasi centralino telefonico automatico, mini PBX, comunicazione cellulare utilizza il trunking come base del proprio lavoro. Tutti usiamo il trunking quasi ogni giorno. Anche se non molti di noi si rendono conto che quando si alza il telefono e si compone un numero... si usa il trunking. Dopotutto, sarebbe un lusso inaccettabile assegnare una linea separata a ciascun abbonato telefonico, soprattutto a lunga distanza. A tutti noi viene assegnata una linea per la conversazione solo per la durata della sessione di comunicazione. Il resto del tempo (libero dalle nostre conversazioni) altri utenti vengono serviti su di esso.
Immagina una situazione in cui i residenti, diciamo, di uno dei distretti di Tashkent deciderebbero simultaneamente di chiamare i loro amici. Cosa accadrebbe in questo caso? Ma niente. Semplicemente non potrebbero farlo, poiché il numero di linee telefoniche (tra centrali telefoniche automatiche) è limitato e un certo numero di abbonati può condurre sessioni di comunicazione contemporaneamente (quante nello specifico è un argomento per una conversazione separata).
Ora immagina che tutti gli apparecchi telefonici siano stati sostituiti con stazioni radio e le linee telefoniche con canali a radiofrequenza. Come probabilmente hai già intuito, abbiamo ricevuto un tronco: un sistema di comunicazione radio con fornitura automatica di un canale libero.
ALCUNE SPIEGAZIONI
I sistemi trunk NON regolano:
accesso alla rete telefonica;
l'uso del duplex (“io parlo e ascolto” allo stesso tempo, come in telefonia);
enorme raggio;
il servizio più alto;
accesso libero;
e altro ancora...
Ti permettono semplicemente di comunicare tra loro senza pensare a sottigliezze tecniche e problemi fisici. Stai parlando - l'attrezzatura funziona. Funziona così puoi parlare.
Più scientificamente, l'essenza della comunicazione trunk è che l'abbonato non è assegnato a un canale specifico, ma ha uguale accesso a tutti i canali del sistema. E quale utilizzare per una sessione di comunicazione è deciso da speciali apparecchiature di controllo. Su richiesta dell'abbonato, il sistema fornisce automaticamente all'abbonato un canale gratuito.
SULLA TERMINOLOGIA
Nelle pubblicazioni russe si sono affermate le parole "trunking" e "trunking systems". Lasciamo questi giri alla coscienza di traduttori e linguisti. A nostro avviso, le parole "trunk" e "trunk systems" sono più armoniose nella pronuncia e più facili da scrivere. Di norma, il loro uso non causa una comprensione ambigua. Pertanto, in quanto segue, utilizzeremo principalmente le “nostre” formulazioni.
MITI E REALTÀ
Dieci considerazioni per raffreddare l'ardore degli ottimisti e sollevare gli animi dei pessimisti riguardo ai "miracoli" del trunking:
Trunk non è un miracolo, ma un processo di sviluppo delle comunicazioni radio.
Un baule non sostituisce un cellulare, non sostituisce un cercapersone ... un baule non sostituisce nulla, ma integra.
Trunked significa: comodo, flessibile, espandibile, versatile, affidabile, complesso, costoso...
I sistemi trunk vengono utilizzati per comunicare tra radio e ancora radio, e non tra radio e linee telefoniche.
I sistemi trunk possono fare molto, ma non tutto.
Esistono molti sistemi di linee e quale scegliere dipende dalle attività.
Se il sistema di linee non risolve il compito, allora questo è il compito sbagliato.
Se non è possibile scegliere un sistema di trunk adatto, non è necessario un sistema di trunk.
Ci sono molti fornitori, ma pochi soldi: non pagare due volte.
Non lusingarti! Affida la scelta a specialisti.
Ma seriamente, quali sono i vantaggi dei sistemi trunk rispetto alle tradizionali reti di comunicazione cosiddette "ordinarie", alla telefonia cellulare, ai sistemi di chiamata radio personale (cercapersone)?
È piuttosto difficile rispondere a questa domanda in modo inequivocabile. Come con qualsiasi sistema, ci sono sia vantaggi che svantaggi.
Forse il vantaggio principale dei sistemi trunk è la capacità di integrare servizi diversi con esigenze diverse all'interno della stessa rete con costi materiali minimi (rispetto ad altri sistemi radio).
VANTAGGI DELLE RETI TRUNK
Rispetto ai sistemi cellulari:
la capacità di comunicare contemporaneamente con più abbonati (chiamate di gruppo);
alta velocità di stabilire una connessione (0,2–1 sec);
accodamento alle risorse di sistema quando occupato e connessione automatica dopo la possibilità di accesso;
accesso al sistema in base alle priorità stabilite e fornitura di emergenza di un canale di comunicazione a un abbonato con priorità maggiore;
minori costi per l'implementazione e il funzionamento dei sistemi.
Rispetto ai sistemi radio "tradizionali":
risparmio di risorse di frequenza;
livello di servizio più elevato - chiamate individuali, priorità, integrazione con altre reti;
la possibilità di trasmissione di dati digitali;
copertura della comunicazione di grandi aree grazie alla configurazione multizona.
Rispetto alle reti cercapersone:
comunicazione bidirezionale;
la capacità di trasmettere brevi messaggi (simili al cercapersone) su canali trunk utilizzando apparecchiature esistenti.
Questo non è un elenco completo dei vantaggi disponibili. Tuttavia, il tronco non è una panacea per tutti i mali. Insieme ai sistemi trunk, ci sono un certo numero di utenti che, per vari motivi, hanno bisogno di un telefono cellulare, qualcuno ha bisogno di un cercapersone e un certo numero di utenti se la cava (e se la cava) con i "normali" sistemi di comunicazione.
Deve essere chiaro che il tronco non è una soluzione universale per l'intera serie di compiti di comunicazione radio. In qualsiasi stato, anche il più "trunk", ci sono ancora una serie di problemi che vengono risolti da altri sistemi di comunicazione che non hanno nulla a che fare con quelli del trunk.
Gli svantaggi dei sistemi trunk includono:
bassa redditività con un numero ridotto di abbonati;
costo relativamente elevato delle apparecchiature (rispetto ai sistemi di comunicazione radio "convenzionali");
la necessità di linee di comunicazione interzonali (filo, radiofrequenza, relè radio, fibra ottica) e, di conseguenza, la complessità e il costo di implementazione*;
la necessità di un servizio professionale.
* Vale la pena notare che per coprire vaste aree, la maggior parte dei sistemi di comunicazione radio richiede l'implementazione multizona e, naturalmente, le linee di comunicazione tra le zone.
CLASSIFICAZIONE DEI SISTEMI TRONCO
I sistemi trunked possono essere classificati secondo molti criteri, ad esempio dal formato dei dati trasmessi (analogici, digitali), dai tipi di protocolli (LTR, MPT 1327, SmarTrunk II), dal numero di zone servite (single o multizona), dalle modalità di presentazione del canale radio ("condotto di trasmissione" o "message trunking"), dalle modalità di controllo delle stazioni base (centralizzate o distribuite), dalle tipologie di canali di controllo (dedicati o distribuiti), ecc.
Non ci soffermeremo su una classificazione dettagliata dei sistemi di linee, soprattutto perché non esiste una metodologia unica e generalmente accettata in quest'area. Cercheremo di caratterizzare i moderni sistemi di trunk, descrivere le loro capacità, notare i punti più importanti a cui dovresti prestare attenzione quando scegli.
Architettura dei sistemi trunked
I sistemi trunking sono chiamati sistemi a zona radiale di comunicazione radiomobile terrestre, che distribuiscono automaticamente i canali di comunicazione dei ripetitori tra gli abbonati. Questa è una definizione abbastanza generale, ma contiene una serie di caratteristiche che uniscono tutti i sistemi di canalizzazione, dal più semplice SmarTrunk al moderno TETRA. Il termine "trunking" deriva dall'inglese Trunking, che può essere tradotto come "bundling".
Impianti monozona
Figura 67 Schema strutturale di un sistema di condotti monozona
I principali principi architettonici dei sistemi di canalizzazione sono facilmente riscontrabili nello schema a blocchi generalizzato di un sistema di canalizzazione monozona, mostrato in fig. 67. L'infrastruttura del sistema trunking è rappresentata da una stazione base (BS), che, oltre alle apparecchiature a radiofrequenza (ripetitori, combinatore di segnali radio, antenne), comprende anche uno switch, un dispositivo di controllo e le interfacce di varie reti esterne .
Ripetitore. Ripetitore (RT) - un insieme di apparecchiature ricetrasmittenti che servono una coppia di frequenze portanti. Fino a poco tempo, nella stragrande maggioranza dei TSS, una coppia di vettori significava un canale di traffico (CT). Attualmente, con l'avvento dello standard TETRA e del sistema EDACS ProtoCALL, che prevedono il consolidamento temporaneo, una RT può fornire due o quattro TA.
Antenne. Il principio più importante nella costruzione di sistemi trunked è quello di creare aree di copertura radio il più ampie possibile. Pertanto, le antenne delle stazioni base sono generalmente posizionate su alberi o strutture alti e hanno un diagramma di radiazione circolare. Naturalmente, quando la stazione base si trova ai margini della zona, vengono utilizzate antenne direzionali. La stazione base può avere sia una singola antenna ricetrasmittente che antenne separate per la ricezione e la trasmissione. In alcuni casi, più antenne di ricezione possono essere posizionate su un singolo albero per combattere l'attenuazione del multipath.
Il dispositivo combinatore di segnali radio consente l'utilizzo della stessa attrezzatura d'antenna per il funzionamento simultaneo di ricevitori e trasmettitori su più canali di frequenza. I transponder dei sistemi trunking funzionano solo in modalità duplex e la spaziatura di frequenza tra ricezione e trasmissione (spaziatura duplex), a seconda della gamma operativa, varia da 3 MHz a 45 MHz.
Lo switch in un sistema trunked a zona singola gestisce tutto il suo traffico, inclusa la connessione degli abbonati mobili alla rete telefonica pubblica commutata (PSTN) e tutte le chiamate dati.
Il dispositivo di controllo garantisce l'interazione di tutti i nodi della stazione base. Gestisce anche le chiamate, esegue l'autenticazione del chiamante (verifica di amici o nemici), l'accodamento delle chiamate e le voci del database di fatturazione del tempo. In alcuni sistemi, il dispositivo di controllo regola la durata massima consentita di una connessione alla rete telefonica. Di norma, vengono utilizzate due opzioni di limitazione: ridurre la durata delle connessioni durante le ore di punta predefinite o modificare in modo adattivo la durata di una connessione in base al carico corrente.
L'interfaccia PSTN è implementata nei sistemi trunked in vari modi. Nei sistemi a basso costo (come SmarTrunk), il collegamento può essere effettuato su linee commutate a due fili. I TSN più moderni dispongono di apparecchiature di selezione diretta DID (Direct Inward Dialing) come parte dell'interfaccia per la PSTN, che fornisce l'accesso agli abbonati di rete trunking utilizzando la numerazione PBX standard. Numerosi sistemi utilizzano una connessione PCM digitale all'apparecchiatura PBX.
Uno dei problemi principali nella registrazione e nell'utilizzo dei sistemi trunking in Russia è il problema della loro interfaccia con la PSTN. Quando si effettuano chiamate in uscita da abbonati trunked alla rete telefonica, la difficoltà sta nel fatto che alcuni sistemi trunking non sono in grado di comporre un numero in modalità dieci giorni su linee di abbonato in centrali elettromeccaniche. Pertanto, è necessario utilizzare un convertitore da tono a decennio aggiuntivo.
Anche la comunicazione in entrata dagli abbonati PSTN agli abbonati radio è problematica, ma per una serie di motivi. La maggior parte delle reti trunked si interfaccia con la rete telefonica tramite linee di abbonato a due fili o linee di tipo E&M. In questo caso, dopo aver composto il numero PSTN, è necessario comporre ulteriormente il numero dell'abbonato radiofonico. Tuttavia, dopo che la linea dell'abbonato è stata completamente composta e il circuito è stato chiuso dal dispositivo di controllo del sistema di trunking, la connessione telefonica viene considerata stabilita e l'ulteriore composizione nella modalità a impulsi è difficile e in alcuni casi impossibile. Il rilevatore di “clic” utilizzato nel sistema SmarTrunk II non garantisce la correttezza della selezione degli impulsi, in quanto la qualità degli “impulsi di clic” provenienti dalla linea di abbonato dipende dalle sue caratteristiche elettriche, lunghezza, ecc.
Per uscire da questa situazione, nel laboratorio di IVP, insieme agli specialisti di ELTA-R, è stata sviluppata un'interfaccia telefonica (TI) ELTA 200 per interfacciare sistemi di comunicazione trunking di vario tipo con la PSTN. Tale interfaccia consente di accoppiare sistemi di comunicazione trunking e PSTN tramite canali digitali (2.048 Mbit s), linee di collegamento a tre fili con selezione decennale, nonché tramite canali PM a quattro fili con sistemi di segnalazione di vario tipo se interfacciati con telefono privato reti.
La connessione con la PSTN è tradizionale per TSN, ma recentemente il numero di applicazioni che coinvolgono PD è in aumento e quindi diventa obbligatoria anche la presenza di un'interfaccia verso SCP.
Il terminale di manutenzione e funzionamento (terminale TOE) si trova, di norma, presso la stazione base di una rete monozona. Il terminale è progettato per monitorare lo stato del sistema, diagnosticare guasti, registrare informazioni di fatturazione e apportare modifiche al database degli abbonati. La stragrande maggioranza dei sistemi di trunking prodotti e sviluppati ha la capacità di collegare in remoto il terminale TOE tramite PSTN o SCP.
Console di spedizione. Elementi opzionali, ma molto caratteristici dell'infrastruttura di un sistema di trunking sono le console di spedizione. Il fatto è che i sistemi di trunking sono utilizzati principalmente da quei consumatori il cui lavoro non è completo senza un dispatcher. Si tratta di forze dell'ordine, servizi medici di emergenza, protezione antincendio, società di trasporto, servizi municipali.
Le console di spedizione possono essere incluse nel sistema tramite i canali radio degli abbonati o collegate tramite linee dedicate direttamente allo switch della stazione base. Va notato che diverse reti di comunicazione indipendenti possono essere organizzate all'interno di un sistema di trunking, ognuna delle quali può avere la propria console di dispatcher. Gli utenti di ciascuna di queste reti non noteranno il lavoro dei loro vicini e, cosa non meno importante, non potranno interferire con il lavoro di altre reti.
L'apparecchiatura dell'abbonato dei sistemi di trunking comprende un'ampia gamma di dispositivi. Di norma, le stazioni radio half-duplex sono le più numerose, perché. sono i più adatti per lavorare in gruppi chiusi. Per la maggior parte si tratta di radio con un numero limitato di funzioni che non dispongono di un tastierino numerico. I loro utenti, di norma, hanno la possibilità di comunicare solo con gli abbonati all'interno del loro gruppo di lavoro, nonché di inviare chiamate di emergenza al dispatcher. Tuttavia, questo è abbastanza per la maggior parte dei consumatori di servizi di comunicazione di sistemi trunking. Esistono anche stazioni radio half-duplex con un'ampia gamma di funzioni e un tastierino numerico, ma, essendo un po' più costose, sono destinate a una cerchia privilegiata di abbonati più ristretta.
I sistemi trunked, in particolare quelli progettati per uso commerciale, utilizzano anche radio duplex, che sono più simili ai telefoni cellulari, ma hanno molte più funzionalità di questi ultimi. Le radio duplex dei sistemi trunked forniscono agli utenti una connessione completa alla PSTN. Per quanto riguarda il lavoro di gruppo nella rete radio, viene eseguito in modalità semiduplex. Nelle reti trunking aziendali, le radio duplex vengono utilizzate principalmente per il personale dirigenziale.
Sia le radio trunked half-duplex che full-duplex sono disponibili non solo nelle versioni portatili, ma anche automobilistiche. Di norma, la potenza di uscita dei trasmettitori per autoradio è 3-5 volte superiore a quella delle radio portatili.
Una classe relativamente nuova di dispositivi per i sistemi trunking sono i terminali dati. Nei sistemi trunking analogici, i terminali dati sono modem radio specializzati che supportano il protocollo di interfaccia radio appropriato. Per i sistemi digitali, è più tipico incorporare un'interfaccia dati nelle stazioni radio degli abbonati di varie classi. La composizione del terminale di trasmissione dati dell'automobile include talvolta un ricevitore di navigazione satellitare del GPS (Global Positioning System), progettato per determinare le coordinate attuali e poi trasferirle al dispatcher sulla console.
I sistemi di trunking utilizzano anche stazioni radio fisse, principalmente per il collegamento di console di spedizione. La potenza di uscita dei trasmettitori radio fissi è approssimativamente la stessa di quella delle autoradio.
Sistemi multizona
I primi standard per i sistemi trunked non prevedevano alcun meccanismo per l'interazione di diverse aree di servizio. Nel frattempo, i requisiti dei clienti sono aumentati in modo significativo e, sebbene le apparecchiature per sistemi a zona singola siano ancora in produzione e vendute con successo, tutti i sistemi trunked e gli standard di nuova concezione sono multizona.
L'architettura dei sistemi trunking multizona può essere basata su due principi diversi. Nel caso in cui il fattore determinante sia il costo delle apparecchiature, viene utilizzata la commutazione distribuita tra le zone. La struttura di un tale sistema è mostrata in fig. 2. Ciascuna stazione base in un tale sistema ha la propria connessione alla PSTN. Questo è già abbastanza per organizzare un sistema multizona: se necessario, viene effettuata una chiamata da una zona all'altra tramite l'interfaccia PSTN, inclusa la procedura di composizione. Inoltre, le stazioni base possono essere collegate direttamente utilizzando linee di comunicazione fisiche affittate (molto spesso vengono utilizzate linee di relè radio a canale piccolo).
Ogni BS in un tale sistema ha la propria connessione alla PSTN. Se è necessario chiamare da un'area all'altra, lo si fa tramite l'interfaccia PSTN, compresa la procedura di composizione. Inoltre, le BS possono essere collegate direttamente utilizzando linee affittate fisiche.
L'uso della commutazione interzona distribuita è ragionevole solo per sistemi con un numero ridotto di zone e con bassi requisiti di efficienza delle chiamate interzona (soprattutto nel caso di connessione tramite canali PSTN commutati). I sistemi ad alta QoS utilizzano un'architettura CC. La struttura di un TSS multizona con un CC è mostrata in Fig. . 68.
L'elemento principale di questo schema è l'interruttore interzonale. Gestisce tutti i tipi di chiamate interzona, ad es. tutto il traffico interzonale passa attraverso uno switch collegato alla BS tramite linee affittate. Ciò fornisce un'elaborazione rapida delle chiamate, la possibilità di collegare DP centralizzati. Le informazioni sulla posizione degli abbonati del sistema con il Comitato Centrale sono archiviate in un unico luogo, quindi è più facile proteggerle. Inoltre, lo switch interzona svolge anche le funzioni di interfaccia centralizzata verso PSTN e SCP, che consente, se necessario, di controllare completamente sia il traffico voce del TS che il traffico di tutte le applicazioni PD associate a SCP esterni, come la rete. Pertanto, il sistema con CC ha una maggiore controllabilità.
Figura 68 Schema strutturale di una rete di trunking con commutazione distribuita tra le aree
Figura 69 Schema strutturale di una rete di trunking con commutazione centralizzata tra le zone
Quindi, possiamo individuare diverse importanti caratteristiche architettoniche inerenti ai sistemi di canalizzazione.
In primo luogo, è un'infrastruttura limitata (e quindi poco costosa). Nei sistemi trunking multizona, è più sviluppato, ma non può ancora essere paragonato alla potenza dell'infrastruttura di rete cellulare.
In secondo luogo, si tratta di un'ampia copertura spaziale delle aree di servizio della stazione base, che si spiega con la necessità di mantenere il lavoro di gruppo su vasti territori e con i requisiti per ridurre al minimo il costo del sistema. Nelle reti cellulari, dove gli investimenti in infrastrutture si ripagano rapidamente e il traffico è in continua crescita, le stazioni base sono posizionate sempre più densamente e il raggio delle aree di copertura (cellule) diminuisce. Quando si implementano sistemi trunked, le cose sono leggermente diverse: l'importo del finanziamento è generalmente limitato e, per ottenere un elevato ritorno sull'investimento, è necessario servire un'area il più ampia possibile con un set di apparecchiature della stazione base.
In terzo luogo, un'ampia gamma di apparecchiature per abbonati consente ai sistemi trunking di coprire quasi l'intera gamma di esigenze di un consumatore aziendale nelle comunicazioni mobili. La capacità di servire dispositivi dissimili in un unico sistema è un altro modo per ridurre al minimo i costi.
In quarto luogo, i sistemi di trunking consentono di organizzare reti di comunicazione dedicate indipendenti (o, come si dice in tempi recenti, reti virtuali private) sulla base dei loro canali. Ciò significa che più organizzazioni possono collaborare per distribuire un unico sistema invece di installare sistemi separati. Allo stesso tempo, si ottiene un risparmio tangibile della risorsa in radiofrequenza, nonché una riduzione del costo delle infrastrutture.
Tutto quanto sopra indica la forza del posizionamento dei sistemi trunking nel settore corporate del mercato dei sistemi e delle comunicazioni mobili.
Classificazione dei sistemi di canalizzazione
Le seguenti funzioni possono essere utilizzate per classificare i sistemi di comunicazione trunking.
Metodo di trasmissione delle informazioni vocali
Secondo il metodo di trasmissione delle informazioni vocali, i sistemi trunking sono suddivisi in analogici e digitali. La trasmissione vocale nel canale radio dei sistemi analogici viene eseguita utilizzando la modulazione di frequenza e il passo della griglia di frequenza è solitamente di 12,5 kHz o 25 kHz.
Per trasmettere il parlato nei sistemi digitali, vengono utilizzati vari tipi di vocoder che convertono un segnale vocale analogico in un flusso digitale a una velocità non superiore a 4,8 Kbps.
Numero di zone
A seconda del numero di stazioni base e dell'architettura complessiva, si distinguono sistemi monozona e multizona. I primi hanno una sola stazione base, i secondi - diverse stazioni base con possibilità di roaming.
Metodo di combinazione delle stazioni base in sistemi multizona
Le stazioni base in sistemi trunked possono essere combinate utilizzando un unico switch (sistemi di commutazione centralizzati), nonché collegate tra loro direttamente o tramite reti pubbliche (sistemi di commutazione distribuiti).
Tipo di accesso multiplo
La stragrande maggioranza dei sistemi trunked, compresi i sistemi digitali, utilizza l'accesso multiplo a divisione di frequenza (FDMA). Per i sistemi FDMA vale la relazione "un vettore - un canale".
I sistemi TETRA a zona singola utilizzano l'accesso multiplo a divisione di tempo (TDMA). Allo stesso tempo, i sistemi multizona TETRA utilizzano una combinazione di FDMA e TDMA.
Metodo di ricerca e assegnazione dei canali
In base al metodo di ricerca e assegnazione di un canale si distinguono i sistemi con controllo decentralizzato e centralizzato.
Negli impianti a controllo decentralizzato, la procedura di ricerca di un canale libero viene eseguita dalle stazioni radio abbonate. In questi sistemi, i ripetitori della stazione base di solito non sono collegati tra loro e funzionano in modo indipendente. Una caratteristica dei sistemi con controllo decentralizzato è un tempo relativamente lungo per stabilire una connessione tra abbonati, che cresce con l'aumento del numero di ripetitori. Questa dipendenza è causata dal fatto che le stazioni radio degli abbonati sono costrette a scansionare continuamente in sequenza i canali alla ricerca di un segnale di suoneria (quest'ultimo può provenire da qualsiasi ripetitore) o di un canale libero (se l'abbonato stesso invia una chiamata). I rappresentanti più caratteristici di questa classe sono i sistemi di protocollo SmarTrunk.
Negli impianti con controllo centralizzato, la ricerca e l'assegnazione di un canale libero viene eseguita presso la stazione base. Per garantire il normale funzionamento di tali sistemi, sono organizzati due tipi di canali: di lavoro (Canali di traffico) e un canale di controllo (Canale di controllo). Tutte le richieste di comunicazione vengono inviate tramite il canale di controllo. Sullo stesso canale, la stazione base notifica ai dispositivi dell'abbonato l'assegnazione del canale di lavoro, il rifiuto della richiesta o l'accodamento della richiesta.
Tipo di canale di controllo
In tutti i sistemi trunked, i canali di controllo sono digitali. Esistono sistemi con un canale di controllo della frequenza dedicato e sistemi con un canale di controllo distribuito. Nei sistemi del primo tipo, la trasmissione dei dati nel canale di controllo viene eseguita a una velocità fino a 9,6 Kbps e per risolvere i conflitti vengono utilizzati protocolli come ALOHA.
Tutti i sistemi trunking di protocollo MPT1327, i sistemi Motorola (Startsite, Smartnet, Smartzone), Ericsson EDACS e alcuni altri hanno un canale di controllo dedicato.
Nei sistemi con un canale di controllo distribuito, le informazioni sullo stato del sistema e sulle chiamate in arrivo sono distribuite tra sottocanali di dati a bassa velocità, collocati insieme a tutti i canali di lavoro. Pertanto, in ciascun canale di frequenza del sistema, non viene trasmesso solo il parlato, ma anche i dati del canale di controllo. Per organizzare un canale così parziale nei sistemi analogici, viene solitamente utilizzata una gamma di frequenza subtonale compresa tra 0 e 300 Hz. I rappresentanti più tipici di questa classe sono i sistemi di protocollo LTR.
Metodo di mantenimento del canale
I sistemi di trunking consentono agli abbonati di mantenere il canale di comunicazione durante la conversazione o solo per la durata del trasferimento. Il primo metodo, detto anche message trunking (Message Trunking), è il più tradizionale per i sistemi di comunicazione, ed è necessariamente utilizzato in tutti i casi di comunicazione duplex o di collegamento con la PSTN.
Il secondo metodo, che prevede il mantenimento del canale solo per la durata della trasmissione, è chiamato trunking di trasmissione. Può essere implementato solo utilizzando radio half-duplex. In quest'ultimo il trasmettitore viene acceso solo per il tempo in cui l'abbonato pronuncia le frasi della conversazione. Nelle pause tra la fine delle frasi di un abbonato e l'inizio delle frasi di risposta dell'altro, i trasmettitori di entrambe le stazioni radio sono spenti. Alcuni sistemi di canalizzazione sfruttano efficacemente tali pause, rilasciando il canale di lavoro subito dopo la fine del trasmettitore della stazione radiofonica dell'utente. Il canale di lavoro verrà riassegnato per il segnale di risposta e molto probabilmente le repliche della stessa conversazione verranno trasmesse su canali diversi.
Il compromesso per un miglioramento dell'efficienza complessiva del sistema con il trunking di trasmissione è una riduzione del comfort delle conversazioni, soprattutto durante le ore di punta. I canali di lavoro per continuare la conversazione avviata durante tali periodi saranno forniti con un ritardo fino a diversi secondi, il che porterà alla frammentazione e alla frammentazione della conversazione.
IDEN: uno per tutti...
L'idea di un sistema integrato che combina le capacità di comunicazione radio di gruppo e di spedizione, comunicazioni di telefonia mobile, nonché la trasmissione di messaggi alfanumerici (paging) e la trasmissione di dati wireless, è stata incarnata nella tecnologia iDEN.
Prefazione
VimpelCom JSC, operatore della rete BeeLine, ha annunciato l'introduzione del roaming interstandard internazionale iDEN/GSM. La nuova tecnologia amplierà notevolmente le possibilità di fornire servizi di roaming agli abbonati BeeLine in tutto il mondo. A partire da metà settembre 2000, la rete "Beeline GSM" ha iniziato a fornire servizi di roaming automatico internazionale in Argentina, Perù, Emirati Arabi e Turkmenistan. Il numero totale di paesi in cui questo servizio è diventato disponibile per gli abbonati BeeLine GSM ha raggiunto 87. Il roaming opera con 171 operatori. Nel prossimo futuro è prevista l'introduzione del roaming in Brasile, Messico e Macedonia. Pertanto, la società si è classificata al primo posto tra gli operatori nella regione di Mosca in termini di numero di paesi con cui sono in vigore accordi di roaming. Un notevole aumento del numero di nuovi paesi in cui questo servizio è diventato disponibile per gli abbonati Bee Line GSM è associato al lancio del roaming interstandard internazionale iDEN/GSM tra le reti GSM Bee Line e l'operatore statunitense Nextel, che possiede reti standard iDEN in diverse regioni del mondo. In alcuni paesi, come Argentina, Brasile, Perù, Messico, le reti GSM o non sono diffuse o sono del tutto assenti. Allo stesso tempo, ad esempio, le reti costruite sulla base della tecnologia di trunking digitale iDEN sono state ampiamente sviluppate in America Latina.
Allo stato attuale sono state chiaramente individuate tre diverse aree di applicazione dei sistemi di comunicazione radiomobile: si tratta di sistemi di Pubblica Sicurezza (polizia, vigili del fuoco, ambulanza, ecc.), privati, cioè sistemi di proprietà e gestiti da organizzazioni (PMR, Private Mobile Radio) e sistemi pubblici commerciali (SMR, Shared Mobile Radio).
I sistemi della prima tipologia sono caratterizzati da un numero relativamente ridotto di abbonati (non più di 500-1000), maggiori requisiti per garantire affidabilità e riservatezza e la presenza di funzioni speciali come la Chiamata di Emergenza. Una caratteristica distintiva di tali sistemi è l'alto costo dei terminali degli abbonati, che nei sistemi digitali possono raggiungere $ 4.000. La categoria Pubblica Sicurezza/PMR comprende gli standard Smartnet/Smartzone, EDACS e APCO25, oltre allo standard digitale europeo TETRA attualmente in fase di sviluppo.
I sistemi commerciali di tipo SMR sono caratterizzati da una capacità molto maggiore (il numero di abbonati ai sistemi digitali può raggiungere le decine di migliaia), dalla possibilità di fornire servizi informativi aggiuntivi, nonché dal costo contenuto dei terminali degli abbonati. La categoria SMR comprende gli standard MPT1327, LTR/ESAS e GeoNet.
Va notato che la maggior parte dei sistemi SMR analogici esistenti hanno capacità limitate per il riutilizzo della frequenza e il cambio di canale, l'identificazione automatica degli abbonati quando si spostano da un sito all'altro, ecc. E inoltre non forniscono servizi di telefonia mobile completi al moderno livello. .
Comunicazione tramite telefono cellulare (cellulare).
La telefonia mobile è progettata principalmente per fornire comunicazioni vocali mobili personali uno a uno in modalità duplex. Le tecnologie di comunicazione cellulare hanno attraversato all'incirca lo stesso percorso di sviluppo dei sistemi trunking. La prima generazione di tecnologia cellulare, apparsa all'inizio degli anni '80, era basata su standard analogici. I più diffusi al mondo sono lo standard nordamericano AMPS, il britannico TACS e lo scandinavo NMT-450. Tutti gli standard cellulari analogici forniscono una buona qualità vocale. Il loro principale svantaggio, come con i sistemi trunked analogici, è la loro capacità limitata. Inoltre, nei sistemi cellulari analogici permane anche il problema dell'accesso non autorizzato al sistema.
All'inizio degli anni '90, il passaggio agli standard di comunicazione cellulare digitale è iniziato ovunque. Il più diffuso al mondo è lo standard GSM dell'Europa occidentale, adottato attualmente in più di cento paesi. Tra gli altri standard digitali, D-AMPS ha ottenuto un ampio riconoscimento e negli ultimi anni CDMA è diventato sempre più popolare. Va notato che nella telefonia mobile l'uso delle tecnologie digitali non fornisce sempre una qualità del suono superiore rispetto ai sistemi analogici. Ad esempio, è generalmente accettato che la qualità del suono nei sistemi GSM sia leggermente inferiore rispetto ai sistemi analogici. I principali vantaggi degli standard digitali per la telefonia mobile sono la grande capacità del sistema, la completa riservatezza delle trattative e la resistenza a vari tipi di interferenze radio.
Sia gli standard di telefonia mobile digitale che quelli più analogici forniscono anche funzionalità di messaggistica di testo e dati.
Pertanto, le comunicazioni radio mobili e le comunicazioni cellulari si concentrano sulla fornitura, rispettivamente, di comunicazioni mobili semiduplex di gruppo e duplex personali (Fig. 1). Tuttavia, con lo sviluppo delle tecnologie digitali verso la metà degli anni '90, è diventato evidente che questi due tipi inizialmente diversi di comunicazioni vocali mobili hanno molto in comune in termini di organizzazione territoriale del sistema, infrastruttura, accesso alla rete PSTN (pubblico rete telefonica commutata), ecc. Allo stesso tempo, le tecnologie SMR esistenti non erano in grado di fornire lo stesso livello di servizio fornito dai sistemi di telefonia mobile.
A questo proposito, è nata l'idea di sviluppare un sistema integrato che combini le capacità di comunicazione radio di gruppo e di spedizione, comunicazioni di telefonia mobile, nonché la trasmissione di messaggi alfanumerici (paging) e la trasmissione di dati wireless. Il sistema proposto avrebbe dovuto fornire un moderno livello di servizio per tutti i tipi di comunicazione. È stata questa idea che è stata implementata nella tecnologia iDEN (integrated Digital Enhanced Network) sviluppata da Motorola a metà degli anni '90.
Servizi integrati
La tecnologia iDEN è un sistema integrato (Fig. 2) che fornisce agli utenti tutti i principali tipi di comunicazioni mobili
Riso. 2. Struttura geografica dei gruppi in iDEN
Radiomobile
iDEN fornisce funzionalità tipiche dei moderni sistemi radio digitali trunked, vale a dire:
- chiamata di gruppo: un abbonato al sistema (sia un cellulare che un centralino situato in ufficio) può effettuare una chiamata di gruppo nella modalità di comunicazione half-duplex. La chiamata viene effettuata premendo un pulsante e il tempo di instaurazione della connessione non supera 0,5 sec. È importante notare che con tale chiamata viene utilizzato un solo canale di comunicazione vocale in ciascuna cella del sistema, indipendentemente dal numero di abbonati nel gruppo. Il numero di gruppi possibili in iDEN è praticamente illimitato, più precisamente è pari a 2550000, il che elimina la necessità di avere una funzione di riconfigurazione dinamica dei gruppi nel sistema. Tutte le possibili configurazioni di gruppo possono essere programmate in anticipo e, se necessario, gli utenti si spostano semplicemente nei gruppi appropriati. I membri del gruppo possono trovarsi in città diverse a una distanza di decine e centinaia di chilometri (ovviamente all'interno dell'area di copertura del sistema) e parlare in modalità chiamata di gruppo come se si trovassero nelle strade vicine;
- chiamata privata - anche una chiamata in modalità half-duplex, tuttavia, solo due abbonati partecipano alla conversazione, garantendo la totale segretezza delle trattative. Sia in modalità gruppo che in modalità chiamata individuale, sul display del terminale dell'abbonato dell'abbonato chiamato compare il nome (o identificatore digitale) del chiamante;
- avviso di chiamata - utilizzato quando è necessario chiamare un abbonato (o un gruppo di abbonati) che sta parlando in modalità telefono cellulare, è al di fuori dell'area di copertura del sistema o ha spento il terminale dell'abbonato. La chiamata viene memorizzata nel sistema e, nel momento in cui l'abbonato diventa disponibile, riceve un segnale acustico e l'ID del chiamante appare sullo schermo del terminale. Allo stesso tempo, il chiamante riceve una conferma di ricezione della chiamata.
Telefonia mobile
Il sistema iDEN offre tutte le funzionalità dei moderni sistemi di telefonia mobile: gli abbonati possono chiamare sia altri telefoni cellulari che telefoni fissi PSTN, oltre a ricevere chiamate da entrambi. La comunicazione telefonica è full duplex. iDEN ha funzioni come la memorizzazione di un massimo di 100 numeri nella memoria del telefono e chiamate per nome, composizione automatica, modalità standby, varie modalità di inoltro di chiamata, identificazione del chiamante. Le seguenti restrizioni possono essere imposte all'abbonato: solo chiamate in arrivo, solo chiamate locali, blocco delle chiamate internazionali, limitazione del tempo delle chiamate. Il sistema dispone anche di segreteria telefonica.
Invio di messaggi di testo
Gli abbonati del sistema iDEN possono ricevere messaggi alfanumerici, che poi appaiono sullo schermo del terminale dell'abbonato. I terminali iDEN possono memorizzare fino a 16 messaggi di 140 caratteri ciascuno. I messaggi vengono trasmessi come in un sistema di cercapersone convenzionale: tramite un operatore o da un computer. Il messaggio può essere inviato sia a un abbonato che a un gruppo di abbonati.
Trasferimento dati
I terminali portatili iDEN sono dotati di modem integrati e possono essere collegati a computer portatili utilizzando un adattatore RS-232C (interfaccia seriale). Non è necessario avere un modem nel computer. La modalità di commutazione del circuito fornisce velocità di trasmissione dati e fax fino a 9600 bps e, in modalità pacchetto, fino a 32 kbps quando si utilizza l'intero canale di frequenza per la trasmissione dei dati. Lo schema avanzato di correzione degli errori garantisce una trasmissione dati affidabile. La funzione di trasferimento dati consente agli abbonati mobili di ricevere e inviare fax ed e-mail, scambiare dati con i computer in ufficio e lavorare con Internet. La modalità di trasferimento dati a pacchetto supporta il protocollo TCP/IP.
Si noti che l'aggiunta di servizi dati a un sistema iDEN esistente non richiede l'installazione di apparecchiature aggiuntive sulle stazioni base. È solo necessario installare blocchi aggiuntivi dell'infrastruttura centrale e installare il software nelle stazioni base e nell'infrastruttura centrale.
Interfaccia aerea e codifica vocale in iDEN
Il sistema iDEN si basa sulla tecnologia TDMA (Time Division Multiple Access). In ogni canale di frequenza con una larghezza di 25 kHz, vengono trasmessi 6 segnali vocali contemporaneamente (Fig. 3). La trasmissione di un segnale vocale digitalizzato sia in modalità radio che in modalità cellulare avviene come segue. Nell'intervallo di tempo di 90 ms vengono allocate 6 fasce orarie con una durata di 15 ms. In ciascuno di questi slot viene trasmesso un segnale vocale (non importa a quale tipo di comunicazione appartenga) e ogni sedicesimo time slot è riservato ai segnali di controllo. Grazie all'uso della modulazione del segnale radio mediante il metodo M16-QAM (Modulazione dell'ampiezza in quadratura), viene fornita una velocità di trasferimento dati totale su un canale di frequenza di 64 kbps. In questo caso, la velocità di trasmissione di un segnale vocale è di 7,2 kbps.
Un'adeguata riproduzione della voce umana e di altri suoni a un bit rate così basso del segnale vocale digitalizzato si ottiene mediante l'uso di uno schema di codifica del segnale vocale migliorato basato sull'uso dell'algoritmo VSELP. Senza entrare nei dettagli tecnici, notiamo che la combinazione delle tecnologie TDMA / VSELP fornisce una qualità vocale superiore rispetto allo standard GSM e non peggiore delle ultime versioni dello standard CDMA.
Spettro usato
Durante lo sviluppo della tecnologia iDEN, il compito era inizialmente impostato per ottenere l'uso più efficiente della risorsa di frequenza, almeno non inferiore alle implementazioni esistenti dello standard CDMA.
Come già accennato, il sistema iDEN prevede la trasmissione di 6 segnali vocali contemporaneamente in ciascun canale di frequenza con una larghezza di 25 kHz. Di conseguenza, 240 canali vocali possono essere alloggiati in uno spettro di 1 MHz. A titolo di confronto, segnaliamo che i sistemi di comunicazione trunking analogici e digitali forniscono non più di 80 canali voce per 1 MHz, i sistemi di comunicazione cellulare analogici - 30-40 canali voce, lo standard GSM - 40 canali voce (Fig. 4).
Riso. 4. Efficienza dello spettro
Il sistema iDEN opera nella banda trunking americana e asiatica standard 806-825/851-870 MHz. Parte di questa gamma è riservata ai sistemi di comunicazione radio trunked nei paesi della CSI.
Si noti che il sistema iDEN non richiede che tutti i canali di frequenza siano contigui.
IDEN Micro Lite
Entro la metà del 1999, Motorola prevede di completare lo sviluppo del sistema iDEN MicroLite, una versione ridotta di iDEN progettata per servire sistemi con un numero di abbonati da poche centinaia a 5.000. Il numero massimo di stazioni base è 8.
Il sistema iDEN MicroLite si basa sulle stesse soluzioni tecnologiche del sistema iDEN: stesso schema di modulazione del segnale radio M16-QAM, vocoder VSELP, tecnologia di divisione del tempo del canale vocale TDMA con 6 canali voce in un canale di frequenza a 25 kHz.
I terminali per abbonati e le stazioni base iDEN MicroLite e iDEN sono identici.
La principale differenza tecnologica tra iDEN MicroLite e iDEN è l'organizzazione dell'infrastruttura centrale del sistema. Nel sistema iDEN MicroLite, l'intera infrastruttura centrale è implementata su due computer, uno dei quali esegue le funzioni DAP (vedi iDEN System Architecture) e l'altro - tutti gli altri componenti dell'infrastruttura centrale (compreso lo switch). La versione iniziale di iDEN MicroLite prevede due tipi di comunicazione: comunicazione radio di gruppo e individuale e comunicazione via telefono cellulare. Le versioni future supporteranno anche la trasmissione di brevi messaggi e dati.
Va notato che man mano che il numero di abbonati cresce oltre la capacità massima di iDEN MicroLite, diventa necessario migrare a un sistema iDEN completo. Con tale transizione, è necessario installare l'infrastruttura centrale del sistema iDEN, tuttavia, i terminali degli abbonati e le apparecchiature della stazione base esistenti possono essere utilizzati con la necessaria modifica del software.
Le spedizioni del sistema iDEN MicroLite inizieranno nella seconda metà del 1999.
Attrezzatura per gli abbonati
Tutte le apparecchiature degli abbonati per il sistema iDEN sono rappresentate da dispositivi Motorola. Tra questi, ci sono terminali sia per auto che portatili che non sono in alcun modo inferiori alle loro controparti per comunicazioni cellulari: un menu multilivello, impostazioni della suoneria, un notebook, supporto multilingue e molto altro li rendono altrettanto facili da usare. ecc. Nel 2000 ha rilasciato un modello che rappresenta una nuova generazione di dispositivi iDEN: Motorola Timeport i2000. Questo dispositivo funziona non solo nella rete iDEN "nativa", ma anche in GSM-900. Pertanto, l'abbonato dispone di una gamma più ampia di servizi e può usufruire di entrambe le reti. Per ulteriori informazioni sulle unità abbonati iDEN, visitare: http://www.motorola.com/LMPS/iDEN/product_features/phone.html
Aree di utilizzo
Come già accennato, iDEN fa riferimento a sistemi di tipo SMR (Shared Mobile Radio), ovvero si concentra sulla realizzazione di sistemi commerciali che forniscono pacchetti di servizi di comunicazione mobile integrati, sia, in primis, alle organizzazioni che ai privati. Il sistema è destinato principalmente all'uso da parte di organizzazioni di vari profili e dimensioni interessate a fornire comunicazioni mobili affidabili tra i singoli reparti e gruppi di dipendenti.
Per ogni utente aziendale del sistema viene creata una cosiddetta “flotta”, che altro non è che una rete privata virtuale di questa organizzazione. Un sistema può avere fino a 10.000 flotte, ciascuna flotta può avere un massimo di 65-500 abbonati. È possibile creare diversi gruppi all'interno della flotta, corrispondenti alle divisioni di questa società, il numero massimo possibile di gruppi in una flotta è 255. È assolutamente esclusa la possibilità di intrusione non autorizzata sia accidentale che deliberata di abbonati in altre flotte. I membri della flotta possono trovarsi in città diverse, spostarsi da una città all'altra e allo stesso tempo utilizzare tutti i servizi di comunicazione sia di gruppo che personale. Di conseguenza, l'organizzazione dispone di un sistema di telecomunicazioni mobili completamente equivalente alla rete dell'organizzazione. Allo stesso tempo, non ha bisogno di acquistare apparecchiature e costruire antenne e dedica diversi mesi all'installazione e al debug del sistema. Tutto ciò che deve essere fatto è diventare un utente aziendale di un sistema iDEN esistente e configurare i gruppi richiesti.
Sottolineiamo che i servizi integrati forniti dal sistema iDEN coprono quasi l'intera gamma di esigenze di aziende e organizzazioni nelle comunicazioni mobili. La comunicazione all'interno dei reparti (gruppi) e tra di essi avviene in modalità radio e per la comunicazione con organizzazioni esterne (fornitori, clienti) viene utilizzata la modalità telefono cellulare. Pertanto, in primo luogo, viene fornita la comunicazione istantanea individuale e di gruppo all'interno dell'organizzazione e, in secondo luogo, il costo delle comunicazioni mobili viene notevolmente ridotto rispetto all'opzione quando i telefoni cellulari vengono utilizzati per la comunicazione all'interno delle organizzazioni.
È anche possibile creare sistemi combinati privato-commerciale basati su iDEN. In questo caso, l'organizzazione crea prima una rete per le proprie esigenze interne e poi, a causa dell'eccesso di capacità, inizia a fornire servizi di comunicazione commerciale. Non ci sono nemmeno problemi di segretezza e riservatezza.
Grazie al principio modulare dell'organizzazione del sistema, è possibile crearne diverse implementazioni a seconda delle esigenze del cliente. Ad esempio, iDEN può essere inizialmente implementato come un sistema puramente trunked, quindi è possibile aggiungere funzionalità di telefonia mobile, messaggi di testo e dati secondo necessità.
Riconoscimento di iDEN nel mondo
Il primo sistema commerciale basato sulla tecnologia iDEN è stato implementato negli Stati Uniti da NEXTEL a metà del 1994 e la rete è ora a livello nazionale. Ha circa 5.500 siti e nel dicembre 1998 contava circa 2,7 milioni di abbonati. Esiste un'altra rete nel sud-ovest degli Stati Uniti, gestita dalla compagnia energetica Southern Co. In Canada, iDEN è gestito da Clearnet. In America Latina, le reti iDEN sono disponibili in Colombia e Argentina (due sistemi), con reti recentemente commercializzate a San Paolo e Rio de Janeiro (Brasile) e Città del Messico (Messico). Inoltre, nel 1998 sono iniziate le implementazioni di iDEN in Perù, Cile e Venezuela.
In Asia, il sistema iDEN è operativo a Tokyo e Osaka (Giappone) da più di due anni, nell'aprile 1997 il sistema è stato lanciato a Singapore, esistono tali sistemi in Cina, Corea del Sud e Filippine. Altri tre sistemi sono in costruzione in Cina e uno in Indonesia. In Medio Oriente, esiste una rete iDEN a livello nazionale in Israele.
Ciascuno dei sistemi di cui sopra è progettato per servire decine di migliaia di abbonati. Il numero totale di abbonati al sistema iDEN nel mondo alla fine del 1998 ha raggiunto i tre milioni. iDEN è un'architettura aperta. Motorola concede in licenza la produzione dei componenti del sistema iDEN a vari produttori.
Riassumendo, notiamo che oggi iDEN è l'unica tecnologia commercialmente testata che fornisce l'intera gamma di servizi mobili.
L'articolo è stato preparato utilizzando materiali dal sito www.trunk.ru
Phil Petersen
Direttore per l'Europa e il Medio Oriente
il gruppo iDEN di Motorola,
Andrej Denisov
Direttore regionale per l'Europa dell'Est e l'ex Unione Sovietica
Il gruppo iDEN di Motorola
Glossario
BCS (controllore del sito di base) - controllore della stazione base;
DACS (Digital Access Crossconnect Switch)- cambio canale digitale;
DAP (processore dell'applicazione di spedizione)- processore di comunicazione trunking;
EBTS (sistema di ricetrasmettitore di base avanzato)- stazione base migliorata;
HLR/VLR (Registro sede/posizione veicolo)- registratore di posizione dell'abbonato;
IWF (funzione di interoperabilità) - interfaccia dati/fax;
MDG (Gateway dati mobili) - gateway dati a pacchetto;
MPS (Commutazione pacchetto metropolitana) - commutazione di pacchetto;
MSC (Centro di commutazione mobile) - interruttore telefonico;
OMC (Centro di manutenzione operativa)- centro di controllo;
SMS (servizio di messaggi brevi) - sistema di messaggistica di testo;
VMS (sistema di posta vocale) - segreteria telefonica;
Transcodificatore XCDR - blocco per la conversione dei pacchetti vocali dal formato VSELP al formato PCM e viceversa
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