14.5 Основы транкинговых систем радиосвязи

Транкинговые системы радиосвязи (TCP) являются развити­ем низовой полудуплексной радиосвязи и по ряду признаков могут быть соотнесены с сотовыми системами связи. В отличие от обыч­ных систем с постоянно закрепленными частотными каналами в TCP применяется динамическое распределение каналов. Напом­ним, что термин «транкинг», принятый в сфере профессиональной радиосвязи, означает метод свободного доступа большого числа абонентов к ограниченному числу каналов. Поскольку в какой-либо момент времени не все абоненты активны, то необходимое число каналов значительно меньше общего числа абонентов. Примерная зависимость числа абонентов TCP от числа радиоканалов приведе­на в таблице 14.1.

Таблица 14.1– Зависимость числа абонентов от числа радиоканалов

Число радиоканалов	6	11	21	25
Общее число абонентов	320	790	1760	2160

В отличие от обычных систем радиосвязи TCP характеризуются следующими признаками: экономное использование выделенного диапазона частот; наличие одной или нескольких базовых радио­станций и системы управления; возможность выхода в другие сети, в частности в телефонную сеть общего пользования; увеличение зоны обслуживания путем создания многозоновой сети; передача данных и телеметрической информации; множество сервисных возможностей.

Перечисленные выше признаки характерны и для сотовых сис­тем связи. Однако в отличие от последних ТРС в первую очередь ориентированы на задачи, связанные с оперативным управлением.

В сравнении с сотовыми системами к преимуществам TCP, по­зволяющим отдать им предпочтение при организации оперативной связи, следует отнести: гибкую систему вызовов – индивидуальный, групповой, вещательный, приоритетный, аварийный и др.; гибкую систему нумерации – от коротких двух- или трехзначных до полных городских номеров; малое время установления соединения – менее секунды против нескольких секунд в сотовых системах; возмож­ность работы в группе; наличие (в ряде систем) режима непосред­ственной связи между двумя абонентскими радиостанциями без участия базовой; экономичность – по стоимости оборудования и по эксплуатационным расходам TCP в несколько раз экономичнее сотовых систем.

Архитектура транкинговых сетей. Рассмотрим основные эле­менты архитектуры TCP на примере типовой однозоновой ТРС с частотным разделением каналов, рисунок 14.15. Назначение элементов схемы очевидно. Рассмотрим структуру основных составляющих схемы.

Рисунок 14.15 - Схема однозоновой транкинговой радиосети

Базовая радиостанция, рисунок 14.16, содержит модули приемопере­датчиков (ретрансляторов), каждый из которых настроен на одну пару частот – приема и передачи. Таким образом, в отличие от обычной связи между двумя радиостанциями, где в полудуплексном режиме достаточно одной частоты, в транкинговой системе требу­ются две частоты (от одной мобильной радиостанции передача ведется на частоте U на базовую станцию, а от базовой станции на другую мобильную станцию на частоте f₂), а для работы в дуплекс­ном режиме – четыре (передача от мобильной станции одного направления ведется на частоте U на базовую станцию и на частоте f₂ от базовой станции на мобильную станцию, а в обратном направ­лении соответственно на частотах f₃ и f₄. Каждый из приемопере­датчиков имеет четырехпроводное низкочастотное (звуковое) окончание для сопряжения с коммутатором. Радиочастотные вхо­ды/выходы приемопередатчиков нагружены на устройство объеди­нения/разделения каналов.

Рисунок 14.16 - Структурная схема базовой радиостанции

Коммутатор осуществляет соединение подвижных абонентов, а также выполняет функции сопряжения с ТфОП.

Контроллер (устройство управления). Обеспечивает взаимо­действие всех узлов базовой станции. Осуществляет обработку вызовов и управляет процессом установления соединений. Часто контроллер и коммутатор объединяются в одном модуле.

Интерфейс с ТфОП предназначен для сопряжения с телефон­ной сетью общего пользования. Обеспечивает электронный стык с окончаниями АТС и согласование протоколов сигнализацией.

Многозоновая ТРС. Многозоновая транкинговая сеть создается с целью увеличения зоны обслуживания. При этом территория обслуживания разбивается на зоны шестиугольной формы (соты). На рисунке 14.17 изображена структура трехзоновой сети. Управление сетью осуществляет центральный узел, содержащий центральный коммутатор-контроллер, терминал технического обслуживания и управления, а также интерфейс с ТфОП. Коммутато­ры различных зон связаны между собой каналами управления трафика. Для этой цели применяются как физические линии, так и стандартные аналоговые или цифровые системы пере­дачи.

Необязательно, чтобы каждая зона имела свой собственный коммутатор. Для зон с малым числом абонентов функции коммута­ции могут быть возложены на центральный коммутатор, для чего между ним и базовой радиостанцией организуется необходимое число каналов. В этом случае оборудование строится по модульно­му принципу. Могут отдельно существовать приемопередающее оборудование, обычно называемое базовой станцией, и коммута­тор, в состав которого входит основной контроллер, наделенный функциями управления всей системой.

Непрерывно по специально выделенным каналам осуществля­ется обмен сигналами между контроллерами других зон. Вся ин­формация о вызовах поступает в главный контроллер, который управляет процессом соединения. Чем удаленней друг от друга абоненты и чем в более разнородных сетях они расположены, тем сложнее функции управления сетью и тем больше обмен управляющими сигналами, необходимыми для установления соединения, его поддержки и его освобождения.

Рисунок 14.17 - Структура многозоновой транкинговой сети

В многозоновых ТРС возникает необходимость отслеживания местоположения радиоабонентов при перемещении из зоны в зону. Процедура отслеживания местоположения абонентов называется роумингом. Специфическая особенность ТРС состоит в необходи­мости поддержания группового роуминга для обеспечения возмож­ности работы в группе.

В многозоновых ТРС возникает необходимость частотного пла­нирования для исключения взаимных помех между радиостанциями соседних зон.

Многоуровневая транкинговая сеть. С целью более гибкого управления трафиком и экономии ресурсов системы могут быть реализованы не просто многозоновые, но также и многоуровневые TCP. Последнее означает, что управление частью трафика возлага­ется на контроллеров и коммутаторы подчиненного уровня. Это разгружает ресурсы центрального коммутатора, уменьшает общее число и протяженность речевых каналов, связывающих коммутаторы.