Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Транкова система МРТ 1327

Вступ

Останнім часом активно поширюються цифрові стандарти транкингової зв'язку, проте із-за високої вартості цифрові системи можуть виявитися недоступні багатьом споживачам, особливо в нашій країні. Тому аналогове устаткування як і раніше широко застосовуватиметься найближчими роками. Лідируюче положення серед аналогових протоколів транкингової зв'язку займає відкритий стандарт MPT 1327.

Системи транкової радіозв'язку на основі протоколу МРТ 1327 відносяться, мабуть, до найпоширеніших і розвиненіших в світі. Десятки виробників базового устаткування, сотні моделей радіостанцій, різні варіанти реалізації, розвинена технічна підтримка, детальне документування, міжнародне визнання – це далеко не повний перелік аргументів на користь МРТ 1327.

1. Історія розробки стандарту МРТ 1327

Розробка стандарту МРТ 1327 була покликана створити єдиний протокол обміну інформацією в транкових системах радіозв'язку. Розробником устаткування для перших систем МРТ 1327 була фірма Fylde Microsystems (в даний час є одним з лідерів у виробництві мережевого устаткування МРТ 1327 – контроллерів, комутаторів, інтерфейсів і т.д.; за ліцензією Fylde устаткування випускається багатьма виробниками, наприклад, Motorola, Tait Electronics). Пізніше був утворений консорціум компаній-розробників, куди окрім Fylde увійшли: Tait Electronics, Philips, Motorola і Marconi.

Вперше проект стандарту MPT 1327 був опублікований Департаментом Торгівлі і Промисловості Великобританії (Department of Trade and Industry) в 1986 році, а вже в жовтні 1986 року була пущена в експлуатацію перша система MPT 1327.ЦЯ одинзонова п'ятиканальна система в діапазоні УКВ була встановлена на телекомунікаційній башті в Лондоні. У системі використовувалося мережеве устаткування виробництва Fylde Microsystems і ретранслятори фірми Tait Electronics. Примітне те, що система була запущена в експлуатацію майже за рік до офіційного затвердження стандарту MPT 1327 в 1987 році.

Спроба створити єдиний стандарт, що задовольняє вимогам рухливого зв'язку, виявилася вельми успішною. Мінімум обмежень і відвертість МРТ 1327 сталі дуже привабливі як для виробників устаткування, так і компаній, що пропонують послуги зв'язку. Приголомшуючий успіх випробувань перших транкових систем на основі МРТ 1327 дозволив практично відразу отримати визнання провідних світових виробників транкового устаткування і технологій. Почався переможний хід стандарту по Європі. Виробники оперативно відреагували на потреби ринку і приступили до розробок і виробництва устаткування для нового протоколу. Постачальники послуг зв'язку також досить швидко відзначили зручність і сумісність стандарту, адже це дозволяло сподіватися на розробку широкого спектру абонентського і базового устаткування різних вартісних категорій.

Можна сміливо стверджувати, що в області комунікацій немає такої фірми-виробника, яка б не внесла вклад до розробки або виробництва устаткування для систем МРТ 1327. Системи на основі МРТ 1327 працюють і продовжують створюватися по всьому світу за винятком, мабуть, США, де історично склалося, що домінуюче положення займають транковиє системи на основі LTR.

В даний час базове устаткування для таких систем випускають фірми Fylde Microsystems, Tait, Nokia, Rohde & Sсhwarz, Motorola, Simoco, Кеу, Zetron та інші. Ще більше компаній, виробляють абонентські радіостанції стандарту MPT 1327. Це позитивно позначається на цінах, тому в даний час стандарт є найбільш ефективним в комерційному плані для побудови транкових систем.

Опублікований в січні 1988 року, стандарт MPT 1327 постійно розвивається і удосконалюється, завдяки активній підтримці на міжнародному ринку. Про це говорить хоч би той факт, що останні зміни і доповнення до стандарту було зроблено в червні 1997 року – через 19 років після першої публікації.

Слід зазначити, що стандарт МРТ 1327 не накладає жодних обмежень на інфраструктуру самої мережі. Конкретна система не обов'язково повинна реалізовувати всі функції, передбачені в стандарті, вона може надавати лише необхідний мінімальний набір, що задовольняє вимогам замовника. Це забезпечує можливість створення на базі специфікацій даного стандарту широкого спектру прикладних систем. Відмінності в устаткуванні різних виробників, як правило, визначаються саме повнотою реалізації стандарту.

2. Загальний опис транкингової системи МРТ-1327.

Система даного типу може складатися як з однієї, так і з декількох багатоканальних базових станцій. Кожна базова станція включає декілька ретрансляторів і контроллерів управління по числу каналів, пристрій антенного фідера і контроллер сайту. Смуга частот, займана одним каналом, складає 12,5 кГц. Канали слідують з кроком або 12,5 кГц, або 25 кГц. Контроллер сайту має вихідний інтерфейс стандарту Rs-232 для модемного зв'язку з системним терміналом в разі односайтової системи або з регіональним процесором для многосайтової системи. Кожен канальний контроллер в базовій станції має вихід на стандартні 2/4-х дротяні голосові лінії регіонального комутатора. Радіус зони покриття базової станції складає від 15 до 50 км.

В разі побудови многосайтової системи Mpt-1327 інформація каналів управління контроллерів сайту кожної базової станції поступає на межсайтовий комутатор. На основі прийнятої інформації, комутатор здійснює ведення бази даних про присутність абонентів в тому або іншому сайті системи і здійснює централізоване управління інформаційним потоком між сайтами. Таким чином, межсайтовий комутатор надає можливість абонентам з різних зон зв'язуватися між собою і з абонентами УПАТС/ТфОП.

Кожен межсайтовий комутатор має можливість управляти обмеженим числом сайтів. Для того, щоб здолати це обмеження, є можливість установки міжрегіонального процесора управління. На мал. 2.1 представлена схема побудови многосайтової системи зв'язку стандарту МРТ-1327.

Мал. 2.1 Організація транкингової системи радіозв'язку стандарту МРТ-1327.

Основна особливість роботи системи МРТ-1327 - це використання контрольного радіоканалу управління, по якому передається вся службова інформація між базовим і абонентським устаткуванням. Наявність виділеного каналу управління забезпечує час встановлення зв'язку не більше 0,5 сек. Виділений канал постійно контролюється системою. В разі несправностей або відключення виділеного каналу його функції бере на себе інший канал. Для систем з невеликим числом каналів виділений канал управління може бути використаний також і для зв'язку, що дозволяє збільшити число абонентів. При включенні абонентська станція, використовуючи контрольний канал, виробляє свою реєстрацію в зоні покриття базової станції. Здійснивши вхід в систему, абонент залишається в стані прийому на контрольному каналі. При спробі зв'язатися з іншим абонентом станція передає запит контроллеру сайту. Контроллер сайту виробляє пошук абонента, що викликається, в списку тих, що реєструються в цій же зоні. При виявленні абонента відбувається сеанс зв'язку в межах даної зони. Контроллер повідомляє про вільний робочий радіоканал обох абонентів і відкриває сеанс зв'язку. Інакше контроллер сайту передає отриманий запит далі, межсайтовому комутатору, використовуючи при цьому лінію модемного зв'язку. У свою чергу, межсайтовий комутатор здійснює пошук в базі даних обліку всіх зареєстрованих абонентів і визначає в якій із зон знаходиться шукана станція. При її виявленні комутатор визначає оптимальну дорогу маршрутизації двох зон і здійснює комутацію відповідних каналів базових станцій. Далі кожен з контроллерів сайту, використовуючи контрольний канал, повідомляє абонентську радіостанцію на якому робочому каналі відбуватиметься сеанс зв'язку. При переміщенні абонентів усередині зони обслуговування мережі маршрутизація викликів виконується автоматично.

Можливість об'єднання абонентів в групи сприяє оперативності проведення сеансів зв'язку. Зазвичай групи складаються, наприклад, по територіальній або відомчій приналежності абонентів. Кожна радіостанція може відноситися до однієї або більш за групи.

Ефективність експлуатації системи радіозв'язку може бути підвищена завдяки функції диспетчеризації. Диспетчерові надана можливість управління абонентськими групами, контролю каналів, визначення сервісів мережі доступних абонентові.

Відвертість протоколу стороннім розробникам так само дозволяє упроваджувати різні призначені для користувача застосування по передачі даних для радіостанцій МРТ-1327. Це стало можливим завдяки реалізації в устаткуванні інтерфейсу МАР27, який визначає процедури взаємодії між рухливою станцією і терміналом даних.

Устаткування системи зв'язку надає функції технічної експлуатації, які мають на увазі зміну конфігурації структури мережі, виявлення і усунення несправностей і так далі В разі аварійного режиму роботи системи або зайнятості всіх каналів, або поза зоною її дії абоненти можуть працювати в прямому сімплексному режимі.

Перелік пропонованого абонентського устаткування для роботи в радіомережах стандарту МРТ-1327 досить широкий. Щонайкраще зарекомендували себе ношені і автомобільні радіостанції KENWOOD Tk-2180/3180, Tk-7180/7189, Tk-8180/8189, MOTOROLA GМ/gР-680.

Завдяки можливостям, забезпечуваним стандартом МРТ-1327, він був рекомендований для вживання на території Росії Міністерством зв'язку РФ для побудови многосайтових систем з великим числом абонентів:

- до 1000 обслуговуваних каналів;

- до 24 каналів на сайті; до 32 тис. зв'язаних сайтів;

- до 1 млн. абонентів в системі.

Початкова орієнтованість Mpt-1327 на «великі» системи обуславліває їх високу вартість. Установка системи такого типа вимагає великого об'єму грошових вкладень, що уповільнює їх широке використання в нинішніх умовах.

3. Можливості систем стандарту MPT 1327

Стандарт MPT 1327 описує систему сигналізації при взаємодії абонентського й базового встаткування в мережі транкингового зв'язку. Він забезпечує сумісність устаткування різних виробників. Його доповнюють наступні протоколи:

МРТ 1343 - регламентує систему нумерації й інтерфейс між абонентом і абонентським устаткуванням;

МРТ 1347 - описує параметри радіоінтерфейса;

MAP 27 - визначає порядок взаємодії між абонентським устаткуванням і обладнаннями передачі даних.

На жаль, в описах сімейства протоколів MPT 1327 не регламентується взаємодія між собою базового встаткування різних виробників, тому його спільна експлутація в багатьох випадках неможлива. Це робить оператора залежним від виробника базового встаткування при розширенні системи й вимагає відповідального підходу при виборі постачальника. Для забезпечення найбільш повної інтеграції поєднуваних регіональних транкинговых систем великі оператори, що створюють корпоративні системи зв'язки, повинні орієнтуватися на встаткування однієї фірми.

Протокол MPT 1327 споконвічно розроблявся для побудови територіально розподілених систем зв'язки, що забезпечують гарну масштабованість і спільне функціонування на одній території декількох мереж зв'язки. Він підтримує наявність у системі понад 1 мільйон абонентів, понад 32 тисячі ідентифікаторів базових станцій, які можуть бути розділені між операторами, що використовують однакові частоти, і до 1024 частотних каналів.

У сучасних системах професійного рухливого радіозв'язку, протокол MPT 1327 забезпечує можливість використання наступних режимів і функцій:

передача даних (визначені статусні повідомлення, дані малого обсягу, дані довільного обсягу);

різні типи виклику (індивідуальний, груповий, загальний);

пріоритетність виклику (звичайний, пріоритетний, аварійний);

з'єднання з абонентами різних телефонних мереж (одна міська й до чотирьох відомчих).

Виробники абонентських радіостанцій уводять іноді у своє встаткування додаткові функції. Разом з тим окремі функції, описані в протоколах, не є обов'язковими й можуть бути відсутніми в устаткуванні деяких виробників.

Основні можливості транкинговых систем протоколу МРТ 1327:

- індивідуальний виклик мобільної радіостанції;

- віщальний виклик, при якому викликувані абоненти можуть тільки слухати інформацію;

- виклик групи абонентів;

- пріоритетний і аварійний виклики;

- конференц.зв'язок;

з'єднання з абонентами міський і відомчої телефонних мереж;

переадресація користувачем радіостанції вхідних викликів на іншого абонента;

постановка виклику на чергу;

захист від несанкціонованого доступу.

Можливість поетапного створення многозоновой і многорегиональной системи є основним чинником, що визначають доцільність вибору системи МРТ 1327, тому що дозволить окремим операторам систем зв'язки ставати в майбутньому сооператорами більших територіальних систем зв'язку, а відомствам створювати великі територіально розподілені системи зв'язку.

Малий. 3.1 Загальна структура многозоновой системи

Загальна структура многозоновой системи зображено на малюнку 3.1

Кожна зона обслуговується своєю базовою станцією (далі БС). Усі БС цієї системи повинні бути зв'язані між собою безпосередньо або через центральний вузол, залежно від типу встаткування. Для цього необхідно, щоб були передбачені як канали ТЧ, так і канали для передачі службової інформації усередині системи. Це можуть бути провідні або радіорелейні лінії і т.д. До складу встаткування вони не входять.

Кожна БС містить звичайно один керуючий канал (іноді їх може бути трохи) і трохи траффиковых каналів. По керуючому каналу (або каналам) проводиться весь необхідний обмін службовою інформацією між мобільною станцією (МС) і БС під час реєстрації в системі, виклику й установлення з'єднання.

Траффиковые канали використовуються для ведення зв'язку між абонентами. Обмін службовою інформацією із траффиковому каналу здійснюється тільки при відбої й у деяких особливих випадках.

4.ЗАГАЛЬНІ ПРИНЦИПИ РОБОТИ

Керуюча інформація передається по контрольному каналу в цифровому виді, а обмін мовними повідомленнями по робочих каналах здійснюється в аналоговому. Хоча існують і повністю цифрові системи, реалізовані на базі протоколу МРТ 1327, наприклад система ACCESSNET-D компанії Rohde & Schwarz.

Обмін керуючими даними здійснюється зі швидкістю 1200 біт/сек з використанням швидкої частотної маніпуляції (FFSK). Повідомлення являють собою пакеты, що полягають зі слів даних довжиною 64 біт (48 біт інформації й 16 біт контролю).

Сигнали синхронізації Адресне слово Слово даних

Пакет даних

Кожний пакет містить:

- синхронізуючу послідовність – сигнали синхронізації встаткування базових станцій і абонентів;

- адресне слово – характер повідомлення й «адресат»;

- одне або більш слів даних – безпосередньо інформація (реєстрація, виклики, команди переходу й т.п.).

Після включення або входу в зону обслуговування транковой системи абонентська радіостанція починає пошук керуючого каналу із заданими параметрами (частотний діапазон, «своя» або «чужа» система). При виявленні «свого» керуючого каналу радіостанція реєструється в базовій станції.

Для цього вона надсилає реєстраційний запит (Registration Request) – слово даних на керуючому каналі. При позитивній відповіді базової станції абонент переходить у режим готовності до роботи й може ухвалювати або посилати запити системі. У свою чергу система «знає», у якій зоні мережі перебуває абонент.

Радіостанція аналізує потік даних на керуючому каналі доти, поки якість приймання не стане незадовільною (наприклад, внаслідок виходу із зони обслуговування), після чого вона повторює цикл пошуку керуючого каналу й реєстрації. Це дозволяє радіостанції постійно перебуває в режимі готовності до викликів.

У деяких системах абонентські радіостанції не надсилають запит базі автоматично, а стежать за адресованими їм посилками на керуючому каналі. Реєстрація станцій здійснюється тільки під час одержання виклику або при посилці запиту. Це дозволяє в певній мері знижувати енергоспоживання радіостанції, що особливо важливо для портативних радіостанцій, що працюють від акумулятора. Причина економії в тому, що радіостанція не здійснює реєстрацію (вихід на передачу) при кожному включенні або вході в зону обслуговування.

У який момент надсилати запит базової станції на реєстрацію – після включення або при подачі/прийманні запиту в стандарті МРТ 1327 не визначене [1, Гл. 8] і залежить від конкретної реалізації системи.

Абонентські радіостанції постійно аналізують пакети даних керуючого каналу й, при виявленні власної адреси виконують дії, описані в словах даних. У даних, адресованих радіостанції, утримується інформація про тип виклику, виділеному каналі зв'язки, дозволеному тривалості розмови і т.д.

У плині сеансу зв'язки абонентський радіостанція продовжує аналізувати дані контрольного каналу, через що базова станція має можливість управляти радіостанцією (наприклад, послати статусне повідомлення або підключити до сеансу додаткових абонентів).

Якщо в процесі здійснення виклику в системі немає вільного каналу або зайнята викликувана радіостанція, то абонент «ставиться» у чергу. Як тільки з'явиться можливість, такий виклик буде обслужений автоматично.

Щоб запобігти шахрайському використанню мережі дублікатами радіостанцій, передбачена перевірка їх по електронному серійному номеру ESN (Electronic Serial Number). Цей унікальний номер записується в кожну радіостанцію при виготовленні.

5. ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ В MPT 1327

Є три типи фіксованих даних переданих по керуючому каналу (підтримуються без додаткових обладнань або програм):

Статусні повідомлення;

Короткі повідомлення (Short Data Message);

Розширені повідомлення (Extended Data Messages);

Крім того можлива передача даних необмеженої довжини по робочих каналах відповідно до MAP 27 (протокол передачі даних у системах MPT).

SST і MST використовуються, щоб послати будь-які короткі повідомлення (текст, телеметричні дані й т.п.) по мовних каналах.

5.1 Статусні повідомлення

Статусні повідомлення – визначені числові коди (повідомлення), які передаються по каналу керування в цифровому виді. У системах MPT 1327 є можливість визначати до 30 числових повідомлень статусу. Крім того, є два певні за замовчуванням (передбачене стандартом): 0 – «подзвони мені» (call me back) і 31 – «скасування прохання подзвонити мені» (cancel the call me back request).

Звичайно використовуються такі повідомлення, як «чекаю наступного завдання» або « потребую докладної інформації».

Статусні повідомлення містять тільки число ( як у цифрових пейджерах), тому абоненти повинні бути сповіщені про те, як трактувати те або інше значення.

У багатьох моделях радіостанцій, оснащених алфавітно-цифровим дисплеєм, статусне повідомлення може декодуватися й виводитися в текстовому виді.

5.2Короткі повідомлення

Використовуються для обміну алфавітно-цифровими повідомленнями між абонентами системи. Також можуть використовуватися для зв'язку між комп'ютерами, устаткуванням GPS, обладнаннями телеметрії (датчики, аварійні системи, дистанційне керування).

Максимальне число символів, що втримується в одній посилці залежно від формату повідомлення:

Формат даних Довжина посилки

Двійкові дані 184 біта

Десятковий^-десяткові-двоїчно-десяткові дані 44 символу

Телексні дані 35 символів

7-бітовий ASCII 25 символів

5.3 Розширені повідомлення

Дозволяють передавати до чотирьох коротких повідомлень в одному пакеті. Максимальне число символів, що втримується в одній посилці залежно від формату повідомлення:

Формат даних Довжина посилки

Двійкові дані 736 біт

Десятковий^-десяткові-двоїчно-десяткові дані 184 символу

Телексні дані 140 символів

7-бітовий ASCII 100 символів

5.4 Дані довільної довжини

Звичайно обмін даними довільної довжини потрібно в різних комп'ютерних додатках (передача файлів, модемний зв'язок, електронна пошта, Інтернет). Для передачі даних радіостанція повинна бути оснащена спеціальним інтерфейсом, за допомогою якого можливе підключення до радіостанції терміналів даних (звичайно комп'ютери).

Методи й протокол обміну даними довільної довжини застережені в документі MAP 27 [4]. Там же визначений інтерфейс між абонентськими радіостанціями й терміналами даних.

Зв'язок здійснюється на голосовому каналі й не може бути перервана іншими запитами.

6. АРХІТЕКТУРА СИСТЕМ МРТ 1327

По методу керування в транковых системах МРТ 1327 звичайно розрізняють дві основні архітектурні побудови: розподілене й централізоване.

6.1 Розподілене керування

У таких системах керування більшістю основних функцій системи здійснюється безпосередньо контролерами базових станцій. Подібна архітектура дозволяє створювати системи невеликого розміру з мінімальними витратами. Це особливо важливо на початковому етапі створення мережі, коли вона нараховує 2-3 базові станції з декількома каналами. Надалі при розширенні системи може знадобитися більш складне й дороге встаткування.

До гідностей систем з розподіленим керуванням, крім низьких початкових витрат, можна також віднести більшу «живучість» системи. Це пов'язане з тим, що окремі базові станції можуть функціонувати автономно й виконувати більшість покладених на них функцій як при обриві межзоновых зв'язків, так і при частковому ушкодженні встаткування.

Системи з розподіленим керуванням, як правило, застосовуються для створення локальних і регіональних мереж, хоча надалі, у міру розширення, вони можуть поєднуватися в мережі більшого розміру. Подібні реалізації систем, зокрема, пропонують фірми Tait Electronics і Zetron.

Перша система МРТ 1327, розроблена понад 20 років тому компанією Fylde Microsystems, мала розподілене керування.

6.2 Централізоване керування

У таких системах керування покладене на так званий центральний контролер. Керування базовими станціями й маршрутизацією межзоновых викликів здійснюється саме центральним контролером.

Ці системи розроблялися набагато пізніше системи Fylde, тому в основу їх архітектури були закладені більш сучасні принципи організації керування, близькі до принципів роботи комп'ютерних мереж.

Такі системи дозволяють створювати транкинговые мережі практично будь-якої топології як регіонального, так і національного масштабу (наприклад, «екзотичну» –, що включає кілька багаторівневих «зірок» з довільним з'єднанням вузлів). Обмеження на розширення мережі накладають тільки можливості центрального контролера, які, однак, можна нарощувати без модернізації всього встаткування. У порівнянні з розподіленими системами, централізовані більш дороги, тому що при їхнім створенні вже на початковому етапі потрібно дорогий центральний контролер, хоча вони й мають більш широкі можливості по розширенню й керуванню.