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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Modi di organizzare la comunicazione radio. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radiocomunicazioni civili Questo articolo è destinato principalmente non ai professionisti 8 nel campo delle comunicazioni radio, ma ai dirigenti e ai dipendenti di aziende, imprese e strutture che stanno organizzando il proprio sistema di radiocomunicazioni ufficiale o commerciale e si trovano ad affrontare il problema della scelta dell'attrezzatura e del tipo di sistema. La serie di articoli previsti prenderà in considerazione sistemi che vanno dalle più semplici reti radio simplex ai sistemi multizona trunked. (In questa sede non verranno presi in considerazione i problemi legati alle comunicazioni radio civili nella banda dei 27 MHz). Ci auguriamo che le informazioni fornite in questi articoli aiutino i potenziali acquirenti e utenti ad ampliare la loro conoscenza delle comunicazioni radio e a scegliere la progettazione e l'attrezzatura del sistema di comunicazione che meglio si adatta alle specificità delle loro attività. 1. Bande di frequenza Per l'organizzazione delle reti di comunicazione radio professionali in Russia sono state assegnate le seguenti gamme di frequenza:
Per organizzare i sistemi di comunicazione radio, è necessario assegnare le frequenze nominali. Di norma, l'autorizzazione all'uso delle radiofrequenze viene rilasciata da Gossvyaznadzor. Le eccezioni sono una serie di sistemi di comunicazione dipartimentali, ad esempio le forze dell'ordine, a cui vengono assegnate sottobande di frequenza dedicate. Ma in ogni caso, per creare un sistema di comunicazione negli intervalli indicati, è necessario assegnare le frequenze nominali. 2. Tipi di apparecchiature radio Le apparecchiature radio presentate sul mercato russo possono essere suddivise in gruppi secondo le seguenti categorie: Le stazioni professionali, commerciali e amatoriali, di regola, non differiscono nei parametri radiotecnici di base (gamme di frequenza, potenza di uscita, sensibilità). La scelta dell'uno o dell'altro tipo di apparecchiatura è determinata dalle condizioni operative, dall'insieme di funzioni richieste, ecc. naturalmente, con i fondi disponibili (le radio professionali, ad esempio, possono costare il doppio di quelle commerciali). 3. Portata radio La portata della comunicazione dipende da numerosi parametri (area aperta o città, terreno, altezza di installazione dell'antenna, livello di interferenza, ecc.) e può essere determinata con precisione solo sperimentalmente. I valori approssimativi del raggio di comunicazione radio sono mostrati in Fig. 1.
4. Canali di frequenza e modalità operative delle stazioni radio La stragrande maggioranza delle stazioni radio moderne funziona in modalità simplex o half-duplex. In questo caso la ricezione e la trasmissione contemporaneamente sono impossibili. La stazione si accende per trasmettere premendo il pulsante PTT. Quando si rilascia l'interruttore PTT, la stazione passa alla modalità di ricezione. Le frequenze di trasmissione e ricezione formano un canale di frequenza e in generale possono essere diverse. Se le frequenze di trasmissione e ricezione coincidono, il canale viene chiamato simplex. Se le frequenze di trasmissione e ricezione sono diverse, il canale è duplex e la modalità operativa delle stazioni radio è half-duplex. Nella modalità full duplex (ovvero quando la trasmissione e la ricezione vengono eseguite contemporaneamente e non è necessario premere il PTT), solo le stazioni radio full duplex possono funzionare su un canale duplex. Va notato che quasi tutte le stazioni radio, indipendentemente dal tipo di canale di frequenza, operano in modalità simplex (o half-duplex) (le stazioni radio duplex non sono molto comuni a causa del loro costo elevato). La radio può essere programmata con le impostazioni per vari canali. A seconda del modello della radio, il numero di canali può variare da 1 a 100 o più. 5. Reti radio simplex La scelta del tipo di rete radio è determinata dalla risorsa di frequenza disponibile, dal numero di utenti e dalle specificità del loro lavoro. Consideriamo l'opzione più semplice, quando viene utilizzata una classificazione di frequenza (una frequenza simplex). Di norma, il numero di stazioni radio che operano in questa modalità è piccolo (5-25). La rete radio può utilizzare radio portatili, automobilistiche e fisse. Sono tutti uguali. Naturalmente, il raggio di comunicazione tra le stazioni automobilistiche (stazionarie) è maggiore. Nel caso più semplice, tutti gli utenti delle stazioni radio che operano sulla stessa frequenza si sentono e chiamano a voce l'abbonato richiesto (Fig. 2).
Un'opzione abbastanza comune è quando una delle stazioni è una sala di controllo (Fig. 3). Di solito si tratta di una stazione stazionaria con un'antenna ad alto guadagno e posizionata piuttosto in alto. Allo stesso tempo, grazie alla corretta scelta del tipo di antenna e del suo posizionamento, il raggio di comunicazione con la stazione di spedizione aumenta e gli abbonati che non sono in grado di comunicare direttamente tra loro possono trasmettere un messaggio tramite il dispatcher. Se è presente una coppia di frequenze duplex, è più razionale utilizzare un ripetitore). Le reti radio dei dispatcher vengono spesso utilizzate per organizzare comunicazioni radio tecnologiche o di servizio.
6. Gruppi di abbonati in una rete radio simplex Molto spesso in un sistema di comunicazione radio è necessario dividere gli abbonati in gruppi. La soluzione più semplice a questo problema è assegnare a ciascun gruppo la propria valutazione di frequenza, cosa che tuttavia nella maggior parte dei casi è impossibile a causa della risorsa di frequenza limitata. La soluzione più accettabile in questo caso è separare i gruppi tramite segnali pilota tonali o digitali (Fig. 4).
Ogni stazione radio dispone di uno squelch che impedisce al rumore aereo di entrare nell'altoparlante (o nelle cuffie) quando non c'è segnale. Nel caso più semplice, lo squelch di una stazione radio viene disattivato quando in onda appare uno squelch portante. Inoltre, quasi tutte le stazioni radio moderne sono dotate di tono (TONESQUELCH, CTCS5, PL) e/o digitale (DIGITAL SQUELCH, DCS, DPL) funzioni di controllo dello squelch. Che cos'è TONE SQUELCH, CTCSS, PL? La banda delle frequenze audio (voce) in una stazione radio è separata da un filtro speciale e ha una larghezza compresa tra 300 e 3000 Hz, che è abbastanza per la trasmissione vocale intelligibile. Esiste anche una banda di frequenza subtonale da 67 Hz a 250 Hz. I segnali in questa banda non vengono trasmessi dal filtro della frequenza audio e non vengono uditi nell'altoparlante. Il segnale pilota è un segnale di tono di frequenza subtonale che viene trasmesso simultaneamente al segnale vocale. La banda subtonale contiene 49 toni standard per la maggior parte dei tipi di apparecchiature radio. Nella stazione radio, oltre alla frequenza di ricezione e trasmissione, viene impostata [programmabile] la frequenza o il numero di tabella del segnale del tono, che verrà trasmesso insieme al segnale sonoro in modalità di trasmissione, e la frequenza o il numero del tono segnale, al riconoscimento del quale in modalità di ricezione è necessario aprire lo squelch e il segnale sonoro immesso nell'altoparlante. Nella maggior parte dei casi i piloti di ricezione e trasmissione vengono scelti in modo che siano gli stessi. Cos'è la CANCELLAZIONE DEL RUMORE DIGITALE (sinonimi DIGITAL SQUELCH, DCS, DPL, segnale pilota digitale). Il principio di funzionamento dei sistemi di controllo dello squelch digitale è simile ai sistemi di controllo del tono. La banda dei sottotoni trasmette un segnale digitale (una sequenza ripetitiva di 8 bit con una frequenza portante di 133 Hz). Anche i progetti pilota digitali sono standardizzati. Il loro numero è più di 100. Va notato che i sistemi di riduzione del rumore tonale sono più comuni e sono disponibili in quasi tutti i tipi di stazioni radio moderne. Molti tipi di radio sono dotati sia di riduzione del tono che di riduzione del rumore digitale (opzionale). Le tabelle pilota dei diversi tipi di radio potrebbero non essere esattamente le stesse. Tuttavia, anche utilizzando tipologie di apparecchiature diverse, è possibile individuare un insieme di segnali pilota uguale per tutte le stazioni. Quindi, utilizzando un sistema di riduzione del rumore a toni o digitale, è possibile dividere gli utenti in gruppi che lavorano sulla stessa frequenza. A ogni gruppo viene assegnato il proprio segnale pilota e gli utenti radio ascolteranno solo i membri del proprio gruppo. Ciò però non significa che tutti i gruppi di utenti potranno negoziare contemporaneamente. Di norma, con tale divisione in gruppi, le stazioni radio sono programmate per vietare la trasmissione quando in onda c'è un segnale pilota "straniero". La stessa stazione radio può far parte di gruppi diversi. In questo caso, i segnali pilota corrispondenti vengono stabiliti su vari canali. La valutazione della frequenza su tutti i canali può essere la stessa. Nota. Sfortunatamente, non esiste una terminologia unica e consolidata per definire i sistemi di controllo dello squelch. Il termine "SEGNALE PILOTA" è stato introdotto nell'uso come il più semplice e comprensibile. Terminologia MOTOROLA: PL (Linea privata) < DPL (Linea privata digitale). PL e DPL sono marchi registrati di MOTOROLA. Terminologia internazionale: CTCSS (Continuous Tone Coded Squelch), DCS (Dultftal Coded Squelch). 7. Controllo remoto della stazione fissa In alcuni casi, per la migliore copertura radio dell'area coperta dal servizio della rete radio, è necessaria l'installazione remota di una stazione di invio. La soluzione più comune è utilizzare i kit di controllo remoto della serie C100 (MOTOROLA). Esistono due opzioni per organizzare il controllo remoto delle radio fisse MOTOROLA GM300/GM350: Opzione 1. Telecomando locale (Figura 5).
Viene utilizzato quando la stazione controllata si trova a una distanza massima di 100 m dalla console di invio C1000 LOCAL (EN 300).Il telecomando della serie C100 è simile nel design a un apparecchio telefonico standard, sul cui ricevitore è presente un pulsante "premi per parlare". Inoltre, esiste un'opzione vivavoce: il telecomando ha un altoparlante integrato, un microfono e un pulsante "TRANSFER". Il telecomando C100 LOCAL si collega direttamente al connettore accessorio della radio GM300/GM350. Il controllo viene effettuato tramite un cavo a sei fili. Il telecomando è alimentato a 12 V. È possibile collegare più telecomandi ad una stazione radio, ma la lunghezza totale dei cavi di collegamento non deve superare i 300 m. Il vantaggio di questa opzione è il basso costo. Svantaggi: necessità di posare un cavo a sei fili: portata del telecomando limitata. Opzione 2. Telecomando a toni (Fig. 6). Viene utilizzato nei casi in cui la stazione controllata si trova ad una distanza superiore a 100 m (fino a diversi chilometri) dalla console di invio C1001 TONE (EN 300). La stazione radio è controllata dai toni tramite una linea precablata dedicata. Un adattatore di tono del telecomando viene utilizzato per decodificare i toni di controllo e convertirli in segnali di controllo radio. Questo dispositivo si collega direttamente al jack accessori della radio fissa GM300/GM350. L'adattatore viene alimentato dalla stazione, la linea attraverso la quale si effettua il controllo è collegata da un lato all'adattatore e dall'altro al telecomando C100TONE. Dal pannello di controllo del tono è possibile commutare fino a due canali su una stazione (il telecomando ha i pulsanti F1/F2). Per il resto, il design del controllo del tono è simile al design di quello locale.
Vantaggi: lunga portata del telecomando; possibilità di cambiare canale. Svantaggi: la necessità di utilizzare un adattatore; costo elevato rispetto all'opzione locale. Nota. La commutazione dei canali è possibile solo con i modelli GM16 a 300 canali e GM128 a 350 canali.
8. Accesso alla rete telefonica (Fig. 7)
Anche quando si utilizza una frequenza simplex in una rete radio, è possibile fornire l'accesso a una rete telefonica (solitamente dipartimentale). Per fare ciò, è necessario installare una stazione radio fissa con un'interfaccia telefonica e le stazioni portatili e automobilistiche devono avere una tastiera telefonica (OTMP). Cos'è il DTMF? DTMF (Dual Tone Multi Frequency) è un sistema di chiamata selettiva utilizzato in telefonia. In Russia, come sapete, la composizione più comune dei numeri di telefono è a impulsi, ovvero ogni cifra viene trasmessa con il corrispondente numero di impulsi. Nella maggior parte dei paesi con un'infrastruttura di rete telefonica sviluppata, viene utilizzata la composizione a toni, ovvero ogni cifra viene trasmessa da una coppia di segnali a toni. Questo è il sistema di segnalazione DTMF. Il set standard di segnali DTMF comprende i numeri da 0 a 9, nonché i simboli "#" e - "*". Le stazioni radio che dispongono di una tastiera DTMF (simile a quella del telefono) possono trasmettere segnali DTMF in onda e accedere la rete telefonica attraverso l'interfaccia telefonica. Una postazione fissa dotata di interfaccia telefonica riceve un numero telefonico DTMF composto dalla postazione d'abbonato e lo trasmette alla rete telefonica. Se la rete telefonica utilizza la selezione a impulsi, l'interfaccia telefonica converte DTMF nel corrispondente numero di segnale sotto forma di impulsi. Di norma, quando si utilizzano le interfacce telefoniche più semplici senza chiamata selettiva, gli abbonati di tutte le stazioni della rete radio ascolteranno le conversazioni telefoniche (a meno che non siano divisi in gruppi da segnali pilota). Sul canale in cui è possibile impostare un segnale pilota specifico viene utilizzata l'interfaccia telefonica. Un abbonato alla rete telefonica che compone il numero dell'interfaccia telefonica chiamerà contemporaneamente anche tutti gli abbonati radiofonici o emittenti radiofoniche del gruppo con il corrispondente segnale pilota. 9. Sistemi di segnalazione di una chiamata selettiva (selettiva). Come discusso in un articolo precedente, gli abbonati a una rete radiofonica possono essere divisi in gruppi utilizzando toni o piloti digitali. Inoltre, esistono sistemi di chiamata selettivi, utilizzando i quali è possibile chiamare un abbonato specifico, nonché implementare una serie di funzioni aggiuntive. Va notato che l'uso di sistemi di segnalazione consente di implementare funzioni a livello delle stazioni radio degli abbonati senza l'uso di complesse apparecchiature di base. Il principio generale di funzionamento dei sistemi di chiamata selettiva: 1. A ciascuna stazione radio viene assegnato un numero individuale. 2. A un gruppo di stazioni radio viene assegnato un numero di gruppo (ogni stazione radio può avere un numero individuale e può far parte di uno o più gruppi). 3. A seconda del tipo di sistema di segnalazione e di apparecchiatura utilizzata, i numeri delle stazioni individuali e di gruppo vengono memorizzati in memoria o possono essere composti dalla tastiera della stazione chiamante. 4. Quando si seleziona il numero della stazione chiamata da una cella di memoria o lo si compone tramite la tastiera della stazione chiamante, viene inviato via etere un segnale corrispondente, che viene decodificato dalla stazione chiamata. Una volta decodificato il segnale, lo squelch della stazione chiamata si apre e possono iniziare le negoziazioni. I silenziatori delle altre stazioni d'abbonato restano chiusi. (La procedura per chiamare un gruppo è la stessa che per effettuare una chiamata individuale.) 5. A seconda del tipo di emittente radiofonica, i singoli segnali del sistema di chiamata possono essere sia codificati che decodificati, solo codificati o solo decodificati. È possibile utilizzare vari sistemi di segnalazione nelle modalità di ricezione e trasmissione. 6. I sistemi di segnalamento possono essere utilizzati insieme ai piloti. 7. L'uso dei sistemi di allarme è principalmente finalizzato alla risoluzione di problemi professionali. Nella maggior parte dei casi, solo le stazioni radio professionali hanno la possibilità di utilizzare sistemi di chiamata personali. (L'eccezione è costituita da sistemi come DTMF e chiamate a tono singolo, che vengono spesso utilizzati nelle stazioni radio commerciali e amatoriali.) Tipi di sistemi di segnale. 1. DTMF (vedi sopra). Nella maggior parte dei casi, le radio sono dotate solo di un codificatore DTMF. In presenza di un decoder DTMF è possibile organizzare una chiamata selettiva. 2. Chiamata a tono singolo (Tono singolo). Un segnale di tono nella banda di frequenza audio di frequenza e durata programmabili, quando decodificato, lo squelch della stazione chiamata viene aperto e viene dato un segnale di chiamata. 3. Chiamata a due toni (2 TONI, Motorola QuickCall II). Fisicamente è un segnale seriale bitonale nella banda di frequenza audio. Esistono tabelle standard di frequenze o numeri di tono. Alcuni tipi di stazioni offrono la possibilità di programmare i parametri del segnale. Nella maggior parte dei casi, le radio hanno solo la capacità di decodificare i segnali di chiamata bitonali. Nella stazione radio su ogni canale è programmata una sequenza bitonale, una volta decodificata si aprirà lo squelch e verrà dato un segnale di chiamata. I numeri delle stazioni degli abbonati della rete o dei gruppi radio e i corrispondenti segnali bitonali vengono registrati nella memoria di una stazione radio che ha la capacità di codificare segnali di chiamata bitonali (questa è, di regola, una stazione di invio) . Per chiamare una stazione radio specifica o un gruppo di stazioni, è necessario selezionarne il numero (il numero viene selezionato dalla memoria utilizzando le frecce su e giù visualizzando contemporaneamente la stazione sul display) e premere il pulsante PTT. 4. Sistema di segnale MDC-1200 di MOTOROLA Fisicamente è un segnale codificato con spostamento di frequenza digitale. "1" è codificato da un periodo di frequenza 1200 Hz, "0" - un periodo e mezzo di frequenza 1800 Hz. La velocità di trasferimento delle informazioni digitali è di 1200 bps (da cui il nome MDC-1200). In termini di applicazione, il sistema MDC-1200 è simile a QuickCall II. Un numero individuale o di gruppo nel sistema MDC-1200 corrisponde a un segnale digitale. 5. Pacchetto di sistemi di segnalamento RapidCall. Il pacchetto del sistema di segnalazione RapidCall è stato sviluppato da MOTOROLA e consente di implementare una serie di funzioni speciali basate sull'utilizzo dei sistemi di segnalazione MDC-1200, QuickCall II e DTMF. Va notato che le funzioni del pacchetto RapidCall sono supportate solo dalle radio MOTOROLA (GP300, P110, P200, VISAR, HT1000, GM300, M208, M216). FUNZIONI DEL SISTEMA RAPIDCALL: - Chiamata Selettiva Vocale (Sel Ca11) - chiamata selettiva; - Avviso di chiamata - notifica di una chiamata arrivata in assenza dell'abbonato (indicazione sul display, segnale acustico); - Trasmissione PTT-ID di un numero di stazione radio individuale ogni volta che si preme il pulsante PTT e questo numero viene visualizzato sul display della stazione di invio; - Allarme esterno (per autoradio) - notifica di una chiamata in assenza dell'abbonato mediante accensione delle luci dell'auto o segnale acustico; - Radio Check - verifica della presenza di comunicazione radio senza la partecipazione dell'operatore. Il segnale viene inviato dalla stazione di controllo e decodificato dalla stazione dell'abbonato. Dopodiché la stazione dell'abbonato emette automaticamente un segnale di conferma; - Allarme di emergenza - segnale di allarme. Inviato dopo aver premuto il pulsante “allarme” sulla postazione dell'abbonato (per postazioni portatili) o alla chiusura dei contatti di un relè o pedale speciale (per postazioni automobilistiche). Il segnale di allarme viene inviato alla stazione di controllo automaticamente e ripetutamente fino alla ricezione di una conferma automatica. Sul display della postazione di comando viene visualizzato il simbolo corrispondente all'allarme ed il numero della stazione radio che ha inviato l'allarme. La struttura tipica di un sistema di spedizione che utilizza il pacchetto RapidCall è mostrata in Fig. 1. Un modello a 16 canali della stazione radio MOTOROLA GM300 può essere utilizzato come stazione di invio e i modelli a 8 e 16 canali GP300 e GM300 possono essere utilizzati come stazioni di abbonato.
6. Chiamata a cinque toni (5-TONE, Seleziona-5). Fisicamente è una sequenza di toni nella banda di frequenza audio. Il numero di toni nel segnale può variare da 1 a 7. Il nome “chiamata a cinque toni” riflette la struttura delle versioni precedenti, dove il numero di toni era rigorosamente fisso. Ogni cifra del numero della stazione radio è programmata con un tono specifico. Questo sistema di segnalazione è più diffuso in Europa. Esistono diverse tabelle tonali adottate in vari paesi europei (CCIR, ZVEI, EEA). A seconda del tipo di apparecchiatura, è supportato l'uno o l'altro set di toni. Le radio MOTOROLA sono dotate del sistema di chiamata selettiva Select-5, che non solo supporta tutti i set di toni più comuni, ma consente anche di creare tabelle personalizzate.
In genere, le stazioni hanno la capacità sia di codificare che di decodificare i segnali Select-5. La composizione di un numero può essere effettuata sia dalla tastiera che da una cella di memoria. Quando si utilizza il sistema Select-5, vengono implementate funzioni simili a quelle del pacchetto RapidCall, oltre a una serie di altre. Va notato che molte delle funzioni elencate sono implementate nei moderni sistemi di comunicazione trunking. Inoltre, nei sistemi trunking, la gestione della stazione dell'abbonato è il più semplificata possibile, cosa che non si può dire, ad esempio, dei sistemi che utilizzano RapidCall. Tuttavia, l'indubbio vantaggio di tali sistemi può essere considerato l'implementazione di un gran numero di funzioni a livello delle apparecchiature dell'abbonato senza l'uso di costose stazioni base. RapidCall, Call Alert, Se/Call, MDC-1200, Select-5 sono marchi registrati di MOTOROLA Inc. 10 Utilizzo di ripetitori nelle reti radio Finora sono state prese in considerazione le reti radio simplex. Se sono presenti due classificazioni di frequenza (coppia duplex), è possibile organizzare una rete radio utilizzando un ripetitore, che può aumentare significativamente la portata della comunicazione radio. (Non vengono considerati i ripetitori d'eco a singola frequenza con registrazione del segnale). Caratteristiche del ripetitore Il ripetitore riceve un segnale alla frequenza F1, lo demodula, lo amplifica e lo trasmette alla frequenza F2. Il tempo impiegato nell'elaborazione del segnale è considerato trascurabile. Il ripetitore è un apparecchio duplex, cioè la ricezione e la trasmissione avvengono contemporaneamente. La frequenza di trasmissione di tutte le stazioni dell'abbonato che operano attraverso il ripetitore è F1 e la frequenza di ricezione è F2. Le stazioni radio degli abbonati operano nella modalità simplex-half-duplex a doppia frequenza (Fig. 2).
Intervallo duplex e filtro duplex Per il funzionamento di un ripetitore è possibile utilizzare due antenne separate per la ricezione e la trasmissione oppure un'antenna e un filtro duplex. L'intervallo duplex è la differenza tra le frequenze di ricezione e di trasmissione. Per evitare l'influenza reciproca, le antenne riceventi e trasmittenti devono essere installate ad una certa distanza l'una dall'altra. La quantità di separazione spaziale ha una relazione inversa con la dimensione dell'intervallo duplex. Non è sempre possibile installare le antenne in modo tale da evitare l'influenza reciproca. Nella maggior parte dei casi vengono utilizzati un'antenna di trasmissione-ricezione e un filtro duplex, un dispositivo che separa le bande di ricezione e trasmissione. L'intervallo duplex normale per il funzionamento in modalità half-duplex è l'intervallo 4...5 MHz. Allo stesso tempo, è possibile realizzare un filtro duplex abbastanza economico e compatto. Nel caso di un intervallo duplex più piccolo o più grande, la progettazione del filtro duplex diventa più complicata e il prezzo aumenta notevolmente. Ciclo di lavoro del ripetitore Il ciclo di lavoro di un ripetitore è la percentuale del tempo di funzionamento continuo che trasmette a un certo livello costante di potenza di uscita, senza che il ripetitore si guasti. Il ciclo di lavoro è in gran parte determinato dal sistema di raffreddamento del trasmettitore e dai parametri di alimentazione. Composizione del ripetitore Il ripetitore solitamente include un ricetrasmettitore, un alimentatore, un controller e un alloggiamento con un sistema di raffreddamento. L'alimentatore, il controller e il filtro duplex possono essere integrati o esterni. Il sistema di raffreddamento può essere forzato (radiatore + ventilatore) o passivo (solo radiatore). I ripetitori MOTOROLA GR300/GR500 utilizzano le autoradio GM300/350 come unità riceventi e trasmittenti. Nota. I principi per costruire solo i ripetitori più diffusi come VERTEX VXR-5000, MOTOROLA GR300/500, KENWOOD TKR-720/820 sono descritti sopra. Modalità di funzionamento del ripetitore 1. "Apri ripetitore" In questa modalità l'accesso al ripetitore è illimitato. Quando appare in onda una portante con una frequenza corrispondente alla frequenza di ricezione del ripetitore, il segnale viene ritrasmesso. 2. Ripetitore con codice di accesso. L'accesso al ripetitore potrebbe essere limitato. La ritrasmissione avverrà solo dopo che il segnale di accesso programmato sarà stato decodificato. Nel caso più semplice, il ripetitore può essere aperto dal corrispondente segnale pilota. Quando si utilizzano controller più complessi, il codice di accesso può essere trasmesso in diversi sistemi di segnalazione (SingleTone, DTMF, MDC-1200). 3. Ripetitore multigruppo. Come in una rete radio simplex, gli abbonati possono essere divisi in gruppi in base ai segnali pilota. Come controller ripetitore viene utilizzato un dispositivo spesso chiamato TONE PANEL: i segnali pilota che devono essere decodificati e i corrispondenti segnali pilota che devono essere trasmessi durante la ritrasmissione vengono registrati nel controller per vari gruppi di utenti. Ogni gruppo ha la propria coppia di segnali pilota per la ricezione e la trasmissione, che in un caso particolare possono coincidere.Se il ripetitore è occupato da un gruppo di abbonati, la trasmissione ad altri gruppi è vietata. Il numero di gruppi è determinato dal tipo di controller. Un tipo abbastanza popolare di ripetitore multigruppo è il MOTOROLA GR300/500 con un controller ZETRON ZR310. 4. Ripetitore con accesso alla rete telefonica. Come in una rete radio simplex, quando si utilizza una stazione fissa con interfaccia telefonica, è possibile utilizzare un ripetitore con un controller che fornisce l'accesso alla rete telefonica. (Per l'opzione più semplice senza chiamata selettiva, è possibile utilizzare un ripetitore MOTOROLA GR300/500 con un controller i50R.) In questo caso, gli abbonati alla rete radio possono utilizzare i seguenti tipi di chiamata: 1) abbonato radiofonico - gruppo (comunicazione radio aperta, tutti si sentono); 2) abbonato radio - abbonato rete telefonica (tutti gli altri abbonati sentono le conversazioni e possono intervenire); 3) abbonato alla rete telefonica - un gruppo di abbonati radiofonici. 5. Ripetitore con chiamata selettiva. Quando si utilizza un ripetitore con un controller appropriato, è possibile organizzare una chiamata individuale o di gruppo. Molto popolare è la combinazione di un controller con chiamata selettiva e un'interfaccia telefonica (Fig. 3).
In questo caso, gli abbonati alla rete radio possono utilizzare i seguenti tipi di chiamata: 1) abbonato radiofonico - abbonato radiofonico (chiamata individuale); 2) abbonato radiofonico - gruppo; 3) abbonato radiofonico - un abbonato della rete telefonica; 4) abbonato alla rete telefonica - abbonato radiofonico; 5) abbonato alla rete telefonica - un gruppo di abbonati radiofonici. Uno dei controller più popolari con chiamata selettiva e interfaccia telefonica è lo ZETRON ZR320. Se utilizzati per organizzare una chiamata selettiva, possono essere utilizzati vari sistemi di segnalazione. L'opzione più standard è utilizzare DTMF come sistema in entrata (dal lato del ripetitore/stazione base). Il segnale pilota corrispondente viene utilizzato come segnale in uscita. Ciascuna stazione dell'abbonato è programmata con un segnale pilota individuale per la ricezione. Il controller imposta una tabella di corrispondenza tra i singoli numeri DTMF e i segnali pilota. Le modalità di ritrasmissione e accesso alla rete telefonica sono selezionate da vari codici di accesso DTMF, che devono essere composti dalla tastiera o chiamati da una cella di memoria e, ricevuto il segnale di disponibilità del sistema, iniziare a comporre il numero dell'abbonato radiofonico o del telefono. Il numero della stazione chiamata viene composto dalla tastiera DTMF della stazione chiamante. Dopo aver decodificato il numero nel controller, il segnale pilota corrispondente viene trasmesso in onda insieme al segnale audio della suoneria generato dal controller. Sistemi di canalizzazione Nonostante il fatto che i moderni sistemi non trunked possano offrire all'utente ampie opportunità nell'organizzazione delle comunicazioni radio, presentano tutti uno svantaggio comune: l'uso inefficiente delle frequenze radio. Spieghiamo la situazione con un semplice esempio. Supponiamo di avere tre canali RF, ciascuno dei quali è strettamente assegnato a diversi gruppi di utenti. Inoltre, per un tale sistema (più precisamente, tre sistemi separati) la situazione mostrata in Fig. a: il canale 1 è sovraccarico, mentre il canale 2 non è utilizzato. Immaginiamo che i nostri tre canali siano combinati in un unico sistema e siano ugualmente accessibili a qualsiasi gruppo di abbonati. In questo caso la situazione sarà quella mostrata in Fig. B. Ovviamente, la qualità del servizio è aumentata grazie al migliore utilizzo dei canali e disponiamo di un semplice sistema di trunking. Pertanto, un sistema di comunicazione radio multiaccesso (di seguito denominato TCP) è un sistema che utilizza il principio di uguale disponibilità di canali per tutti gli abbonati o gruppi di abbonati. Questo principio è stato a lungo ampiamente utilizzato nelle reti telefoniche, dove la parola "trunk" (un fascio, cioè un fascio di canali ugualmente accessibili) è entrata nelle comunicazioni radio. La funzione principale, che definisce il nome, delle apparecchiature TCP è la fornitura automatica di un canale radio libero su richiesta di un abbonato radio e la commutazione dell'abbonato o del gruppo di abbonati chiamati su questo canale. A proposito, da questo punto di vista, anche i telefoni cordless (come il PANASONIC KX-T9080), che funzionano su un insieme comune di canali radio, formano collettivamente TCP. Tuttavia, i moderni sistemi di comunicazione radio professionali, discussi di seguito, hanno anche una serie di altre funzionalità. Caratteristiche generali dei sistemi di canalizzazione Si tratta innanzitutto di un aumento della portata del sistema, poiché anche nel TCP più semplice le stazioni radio comunicano tra loro tramite ripetitori di stazioni base (BS). Inoltre, i TCP multizona includono diversi BS (da pochi a centinaia), ciascuno dei quali serve la propria zona. In questo caso, il sistema stabilirà una connessione tra le radio indipendentemente dalla loro posizione e, di norma, in modo completamente trasparente per gli utenti delle radio chiamate e chiamanti. Oltre a chiamare un gruppo di radio (disponibile in tutti i TCP), quasi tutti i sistemi forniscono chiamate individuali a una stazione radio specifica. Allo stesso tempo, molti TCP moderni assicurano la divisione dell'intera flotta di stazioni radio in squadre separate. Una squadra è un insieme di stazioni radio appartenenti a un'organizzazione specifica, all'interno della quale possiamo effettuare chiamate individuali e di gruppo. Si presume che le chiamate tra squadre siano vietate nella maggior parte dei casi (sebbene possano essere consentite a radio specifiche). Pertanto, ciascuna delle organizzazioni che utilizzano TCP può avere il proprio sistema di comunicazione isolato. Di norma, TCP fornisce la comunicazione tra una stazione radio e gli abbonati di città e diverse reti telefoniche aziendali, e la loro connessione a tali reti può essere effettuata nel modo più semplice tramite linee di abbonato (simili ai PBX da ufficio) e tramite linee urbane. In quest'ultimo caso, dal punto di vista della numerazione degli abbonati, il TCP entra a far parte della rete telefonica della città o dell'ente. Il moderno TCP offre anche un'ampia gamma di servizi per il trasferimento di dati tra stazioni radio. L'accesso a ciascuna tipologia di servizio fornito dal sistema è solitamente programmato individualmente per ciascun abbonato. Inoltre vengono programmati il limite temporale della chiamata e la priorità dell'utente. TCP dispone inoltre di protezione contro l'accesso non autorizzato al sistema.
E quando una stazione radio opera in TCP, possono sorgere situazioni in cui è necessario fare a meno dei suoi servizi (comunicazione con una stazione radio convenzionale, guasto BS, uscita dall'area di copertura di tutti i sistemi BS). In questo caso, tutte le radio progettate per funzionare in TCP hanno la possibilità di passare alla modalità radio normale. Naturalmente questa funzione può essere disabilitata durante la programmazione. L'attrezzatura di qualsiasi TCP è progettata per uso commerciale, pertanto deve garantire che venga registrato il tempo di utilizzo del sistema da parte di ciascun abbonato (tariffazione). Revisione comparativa dei sistemi trunkkin Attualmente esistono molti tipi diversi di TCP che sono incompatibili tra loro. Alcuni di loro sono chiusi, ad es. L'azienda produttrice non pubblica i protocolli del proprio funzionamento e produce essa stessa tutte le apparecchiature di abbonato e di base per tali sistemi. In questo caso, il consumatore diventa completamente dipendente dal produttore. Altri TCP sono aperti, ad es. gli standard per essi sono pubblicati e, nell'ambito di tali sistemi, le apparecchiature di qualsiasi produttore che aderisce a questi standard possono lavorare insieme. In base al metodo di trasmissione delle informazioni vocali, il TCP può essere suddiviso in analogico, che finora comprende tutti i TCP commercialmente efficaci, e digitale. Attualmente tali sistemi vengono offerti da alcune aziende per servizi speciali; anche il nuovo standard europeo TETRA è digitale. Secondo il principio di funzionamento, si possono distinguere tre tipi di TCP 1. Scansione TCP Spesso tali sistemi vengono ingiustamente chiamati pseudo-trunking. In tali sistemi, quando viene effettuata una chiamata, la stazione radio stessa cerca un canale non occupato e lo occupa. In modalità standby, la radio scorre (scansiona) continuamente tutti i canali del sistema, controllando se viene chiamata su uno di essi. Tali TCP includono il sistema Altai, un tempo diffuso in URSS, nonché il sistema SmarTrunk II. La scansione dei TCP è semplice ed economica. In questi sistemi è possibile la completa indipendenza dei canali BS gli uni dagli altri, poiché sono combinati in un TCP comune a livello della stazione radio dell'abbonato. Ciò determina l'elevata affidabilità e sopravvivenza della scansione TCP. Tuttavia, tali TCP presentano una serie di svantaggi fondamentali. All'aumentare del numero di canali, la durata della realizzazione della connessione in un tale sistema aumenta rapidamente, poiché non può essere inferiore alla durata di un ciclo di scansione completo. In realtà a ciò si aggiunge anche la durata della ricerca del canale libero della stazione radio chiamante, inoltre nella scansione TCP è difficile implementare molti requisiti moderni, tra cui il multizoning, un sistema di priorità flessibile e affidabile , accodamento quando l'impianto o l'utente chiamato è occupato, ecc. Pertanto, la scansione TCP è ideale come sistema di comunicazione a zona singola di piccole dimensioni (1-8 canali, fino a 200 abbonati) con requisiti minimi. Ciò ha portato negli ultimi anni all’uso diffuso dei sistemi SmarTrunk II in Russia e nei paesi della CSI. 2. TCP con canale di controllo distribuito Si tratta del sistema LTR, diffuso negli Stati Uniti, sviluppato alla fine degli anni settanta da EF Johnson, e della sua moderna modifica ESAS, offerta da UNIDEN. In questi TCP, le informazioni di controllo vengono trasmesse continuamente su tutti i canali, compresi quelli occupati. Ciò si ottiene utilizzando frequenze inferiori a 300 Hz per la sua trasmissione. Ogni canale è un controllo per le stazioni radio ad esso assegnate. In modalità standby, la stazione radio ascolta il suo canale di controllo. In questo canale la BS trasmette continuamente il numero di un canale libero che la stazione radio può utilizzare per la trasmissione. Se su qualsiasi canale inizia una trasmissione indirizzata a una delle stazioni radio, le informazioni al riguardo vengono trasmesse sul suo canale di controllo, a seguito della quale questa stazione radio passa al canale su cui avviene la chiamata. Tale TCP presenta una serie di vantaggi inerenti al TCP con un canale di controllo, senza allo stesso tempo richiedere l'assegnazione di frequenze per esso. Nel sistema LTR la realizzazione della connessione è così rapida che avviene ogni volta che si accende il trasmettitore della stazione, cioè durante le pause di conversazione il canale non è occupato. Tuttavia, se un canale nel sistema LTR si guasta, tutte le stazioni radio di cui è gestore falliscono. Inoltre, in tale TCP la velocità di trasmissione delle informazioni di controllo è estremamente limitata. Ciò rende difficile implementare molti dei requisiti del TCP moderno, inclusa la multizonalità. La trasmissione di informazioni a frequenze inferiori a 300 Hz simultaneamente al parlato rende tali sistemi molto critici per la precisione della regolazione. Tutto ciò ha portato al fatto che il TCP con un canale di controllo distribuito non è attualmente in fase di sviluppo. L'unica eccezione è ESAS, che utilizza questo principio per motivi di compatibilità con LTR. 3. TCP con canale di controllo dedicato Per i sistemi analogici si parla di canale di frequenza, per i sistemi digitali con suddivisione temporale dei canali si parla di fascia oraria. In tale TCP, la stazione radio ascolta continuamente il canale di controllo della BS più vicino ad essa. Quando arriva una chiamata, la BS trasmette informazioni al riguardo tramite il canale di controllo, la stazione radio chiamata conferma la ricezione della chiamata, dopodiché la BS seleziona uno dei canali di conversazione per la connessione e ne informa tutte le stazioni radio partecipanti alla connessione tramite il canale di controllo. Successivamente, passano al canale specificato e rimangono su di esso fino al termine della connessione. Mentre il canale di controllo è libero, le stazioni radio possono trasmettervi le loro richieste di connessione. Alcuni tipi di chiamate (ad esempio la trasmissione di brevi pacchetti di dati tra stazioni radio) possono essere effettuati senza occupare affatto il canale di conversazione. TCP con un canale di controllo dedicato soddisfa al meglio i requisiti moderni. Implementano facilmente la multizona (la stazione radio seleziona la BS con il miglior canale di controllo ricevuto) e altre funzioni.
Tra questi vi sono le chiamate in coda quando il sistema o l'utente chiamato è occupato. Ciò, a sua volta, sposta tali TCP dalla classe dei sistemi busy-fail alla classe dei sistemi wait-time. Ciò non solo migliora il comfort dell'utente, ma, soprattutto, aumenta la produttività del sistema. Nei sistemi con interruzione di occupato, per garantire una qualità di servizio accettabile, almeno un canale deve essere inattivo in qualsiasi momento in modo che l'abbonato possa effettuare una chiamata. In un sistema in standby è possibile caricare tutti i canali. In questo caso, però, chi chiama dovrà attendere un po' in fila. Tuttavia, dedicare un canale di controllo separato presenta i suoi svantaggi. Innanzitutto, questo è il peggior utilizzo delle risorse di frequenza. Nella maggior parte dei sistemi, questo svantaggio è mitigato dalla possibilità di commutare il canale di controllo in modalità conversazione quando il sistema è sovraccarico. In secondo luogo, un canale di controllo dedicato rappresenta una vulnerabilità TCP: in assenza di misure speciali, il guasto delle apparecchiature BS per questo canale significa il guasto dell'intera BS. Anche la comparsa di interferenze sulla frequenza del ricevitore del canale di controllo BS porta allo stesso risultato. Per questo motivo, quando si sviluppa TCP con un canale di controllo dedicato, viene prestata particolare attenzione al monitoraggio automatico del funzionamento delle apparecchiature BS. Se viene rilevato un guasto o un'interferenza a lungo termine sulla frequenza di ricezione, la BS effettua un altro controllo del canale utilizzabile. Un canale di controllo dedicato è fornito dalla maggior parte dei moderni standard TCP, sia chiusi che aperti (MRT1327), nonché dal promettente standard TETRA. Per confronto, la tabella mostra le caratteristiche di alcuni TCP. È necessario chiarire che la tabella riporta le caratteristiche previste dalle norme. Le apparecchiature per TCP semplice spesso consentono di espandere queste capacità (diversi banchi di canali in SmarTrunkll, funzionamento multizona in LTR, ecc.). Come si può vedere dalla tabella, lo standard TETRA ha le capacità più impressionanti. Ciò non sorprende: è stato sviluppato tenendo conto dell'esperienza nell'utilizzo dei TCP esistenti. Sfortunatamente, per il sistema TETRA esistono attualmente solo campioni sperimentali di apparecchiature ed è troppo presto per parlare del loro funzionamento commerciale e, soprattutto, dell'efficienza commerciale: i prezzi per tali apparecchiature rimarranno elevati per molto tempo. Attualmente, i sistemi più efficaci in Russia sono i sistemi SmarTrunkll e MRT1327. La società "Electronics-Design" è attivamente impegnata nell'installazione di questi particolari TCP, nonché nello sviluppo di apparecchiature aggiuntive per essi. Autore: B. Prokhovnik, "Electronics-Design" Mosca. Telefoni: (095) 165-1892,165-0874 E-mail: eldiz@dol.ru
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