Курсовая работа: Перспективные средства передачи информации

И при работе радиостанции в TCP могут возникнуть ситуации, в которых необходимо обойтись без ее услуг (связь с обычной радиостанцией, отказ БС, выход за зону действия всех БС системы). На этот случай все радиостанции, рассчитанные на работу в TCP, имеют возможность переключения в режим обычной радиостанции.

Оборудование любой TCP рассчитано на коммерческую эксплуатацию, поэтому обязательно обеспечивает учет времени использования системы каждым абонентом (тарификацию).

По принципу действия можно выделить три типа TCP

1. Сканирующие TCP

Часто подобные системы несправедливо именуют псевдотранкинговыми. В таких системах радиостанция при вызове сама ищет незанятый канал и занимает его. В дежурном режиме радиостанция непрерывно перебирает (сканирует) все каналы системы, проверяя, не вызывают ли ее на одном из них. К таким TCP относятся некогда распространенная в СССР система "Алтай", а также система SmarTrunk II.

Сканирующие TCP просты и дешевы. В этих системах возможна полная независимость каналов БС друг от друга, поскольку их объединение в общую TCP происходит на уровне абонентской радиостанции. Это обуславливает высокую надежность и живучесть сканирую­щих TCP.

Однако таким TCP присущ ряд принципиальных недостатков. С ростом количества каналов быстро возрастает длительность установления соединения в такой системе, так как она не может быть меньше длительности полного цикла сканирования. Реально к этому добавляется еще и длительность поиска свободного канала вызывающей радиостанции. Кроме того, в сканирующих TCP затруднительна реализация многих современных требований, в числе которых многозоновость, гибкая и надежная система приоритетов, постановка на очередь при занятости системы или вызываемого абонента и т.д.

Таким образом, сканирующая TCP идеально подходит в качестве небольшой (1-8 каналов, до 200 абонентов) однозоновой системы связи, к которой предъявляются минимальные требова­ния. Это и обусловило в последние годы широкое распространение систем SmarTrunk II по России и странам СНГ.

2. TCP с распределенным управляющим каналом

Такими являются распространенная в США система LTR, разработанная еще в конце семидесятых годов фирмой E.F. Johnson, и ее современная модификация ESAS, предлагаемая фирмой UNIDEN. В этих TCP управляющая информация передается непрерывно по всем каналам, в том числе и по занятым. Это достигается использованием для ее передачи частот ниже 300 Гц. Каждый канал является управляющим для радиостанций, закрепленных за ним. В дежурном режиме радиостанция прослушивает свой управля­ющий канал. В этом канале БС непрерывно передает номер свободного канала, который радиостанция может использовать для передачи. Если же на каком-либо канале начинается передача, адресованная одной из радиостанций, то информация об этом передается на ее управляющем канале, в результате чего эта радиостанция переключается на канал, где происходит вызов.

Такие TCP обладают рядом достоинств, присущих TCP с управляющим каналом, не требуя в то же время выделения частот для него. В системе LTR установление соединения происходит настолько быстро, что оно осуществляется каждый раз при включении передатчика станции, т.е. в паузах разговора канал не занят.

Однако при выходе из строя какого-либо канала в системе LTR происходит отказ всех радиостанций, для которых он является управляющим. Кроме того, в таких TCP скорость передачи управляющей информации крайне ограничена.

Это затрудняет реализацию многих требований, предъявляемых к современным TCP, в том числе и многозоновости. Передача информации на частотах ниже 300 Гц одновременно с речью делает такие системы весьма критичными к точности регулировки. Все это привело к тому, что TCP с распределенным управляющим каналом в настоящее время не разрабатываются. Исключение составляет лишь ESAS, в котором используется данный принцип ради совместимости с LTR.

3. TCP с выделенным управляющим каналом

Для аналоговых систем речь идет о частотном канале, для цифровых — с временным разделением каналов — о временном слоте. В таких TCP радиостанция непрерывно прослушивает управляющий канал ближайшей к ней БС. При поступлении вызова БС передает информацию об этом по управляющему каналу, вызываемая радиостанция подтверждает прием вызова, после чего БС выделяет один из разговорных каналов для соединения и информирует об этом по управляющему каналу все участвующие в соединении радиостанции. После этого они переключаются на указанный канал и остаются на нем до окончания соединения. В то время, когда управляющий канал свободен, радиостанции могут передавать туда свои запросы на установление соединения. Некоторые типы вызовов (например, передача коротких пакетов данных между радиостанциями) могут осуществляться вообще без занятия разговорного канала.

TCP с выделенным управляющим каналом в наибольшей степени отвечает современным требованиям. В них легко реализуются многозоновость (радиостанция выбирает БС с лучше всего принимаемым управляющим каналом) и другие функции.

Среди них — постановка вызовов на очередь при занятости системы или вызываемого абонента. Это, в свою очередь, переводит такие TCP из класса систем с отказом при занятости в класс систем с ожиданием. Тем самым не только повышается комфортность работы пользователя, но и, главное, увеличивается пропускная способность системы. В системах с отказом при занятости для обеспечения приемлемого качества сервиса в любой момент времени должен простаивать хотя бы один канал, чтобы абонент мог произвести вызов. В системе с ожиданием загружены могут быть все каналы. При этом, правда, вызывающему абоненту придется немного подождать в очереди.

Однако выделение отдельного управляющего канала имеет свои недостатки. Во-первых, это худшее использование частотного ресурса. В большинстве систем этот недостаток смягчается возможностью перевода управляющего канала в разговорный режим при перегрузке системы. Во-вторых, выделенный управляющий канал является уязвимым местом TCP — при отсутствии специальных мер отказ оборудования БС для этого канала означает отказ всей БС. К тому же результату приводит и появление помехи на частоте приемника управляющего канала БС. По этой причине при разработке TCP с выделенным управляющим каналом автоматическому контролю за работой оборудования БС уделяется особое внимание. При обнаружении отказа или длительной помехи на частоте приема БС делает управляющим другой, исправный канал.

Выделенный управляющий канал предусматривается большинством современных стандартов на TCP — как закрытых, так и открытых (МРТ1327), а также перспективным стандартом TETRA.

Для сравнения в таблице 1 приведены характеристики некоторых TCP.

табл.1

Стандарт TCP
Характеристика	SmarTRUNK II	LTP	МРТ1327	TETRA
Способ передачи речи	Аналоговый	Аналоговый	Аналоговый	Цифровой
Структура системы	Однозоновая	Однозоновая	Многозоновая	Многозоновая
Принцип действия	Сканирующий	Распределенный управляющий канал	Выделенный управляющий канал	Выделенный управляющий канал
Скорость обмена управляющей информацией, бит/с	560	300	1200	7200
Время установления соединения, с	0,8 + 0,2 N, где N — число каналов	0,3	0,4	0,3
Количество каналов	16	300	1024	Нет данных
Количество абонентов или групп	10000	7500	1 000 000	Нет данных
Ширина полосы в эфире, кГц/канал	12,5; 25	12,5; 25	12,5; 25	25 кГц на 4 канала
Постановка на очередь	Нет	Нет	Да	Да
Индивидуальный вызов	Да	Нет	Да	Да
Передача коротких данных	Нет	Нет	Да	Да
Передача данных по разговорным каналам	С дополнитель­ным оборудова­нием	С дополнитель­ным оборудова­нием	1200 бит/с или с дополнительным оборудованием	7,2—28,8 кбит/с при занятии 1—4 каналов

Необходимо пояснить, что в таблице 1 приведены характеристики, заложенные в стандарты. Оборудование для простых TCP часто позволяет расширить эти возможности (несколько банков каналов в SmarTrunkII, многозоновая работа в LTR и т.п.).

Как видно из таблицы, наиболее впечатляющими возможностями обладает стандарт TETRA. Это и неудивительно — он разработан с учетом опыта эксплуатации существующих TCP. К сожалению, для системы TETRA в настоящее время существуют лишь экспериментальные образцы оборудования, и об их коммерческой эксплуатации и, тем более о коммерческой эффективности говорить еще рано — цены на такое оборудование еще долго останутся высокими.

В настоящее время наиболее эффективными в условиях России являются системы SmarTrunkII и МРТ1327.

2. Принципы построения транкинговых сетей

На рис.1 представлена обобщенная структурная схема однозоновой ТСР. В состав БС, кроме радиочастотного оборудования (ретрансляторы, устройство объединения радио­сигналов, антенны) входят также коммутатор, устройство управления (УУ) и интерфейсы к различным внешним сетям.

Ретранслятор (РТ) - набор приемопередающего оборудования, обслуживающего одну пару несущих частот. До последнего времени в подавляющем большинстве ТСР одна пара несущих означала один канал трафика (КТ). В настоящее время, с появлением систем стан­дарта ТЕTRА и системы EDACS ProtoCALL, предусматривающих временное уплотнение, один РТ может обеспечить два или четыре КТ.

Антенны БС, как правило, имеют круговую диаграмму направленности. При располо­жении БС на краю зоны применяются направленные антенны. БС может располагать как единой приемопередающей антенной, так и раздельными антеннами для приема и передачи. В некоторых случаях на одной мачте может размещается несколько приемных антенн для борьбы с замираниями, вызванными многолучевым распространением.