Система транкинговой радиосвязи — это система двусторонней радиосвязи , которая использует канал управления для автоматического назначения частотных каналов группам пользовательских радиостанций. В традиционной полудуплексной системе наземной мобильной радиосвязи группа пользователей ( разговорная группа ) с мобильными и портативными двухсторонними радиостанциями общается по одному общему радиоканалу, при этом одновременно говорит один пользователь. Эти системы обычно имеют доступ к нескольким каналам, до 40-60, поэтому несколько групп в одной области могут общаться одновременно. В обычной (нетранкинговой) системе выбор канала выполняется вручную; перед использованием группа должна решить, какой канал использовать, и вручную переключить все радиостанции на этот канал. Это неэффективное использование ограниченных ресурсов радиоканала, поскольку группа пользователей должна иметь исключительное использование своего канала независимо от того, насколько много или мало они передают. Также нет ничего, что могло бы помешать нескольким группам в одной области выбрать один и тот же канал, что приведет к конфликтам и «перекрестным помехам». Система транкинговой радиосвязи — это усовершенствованная альтернатива, в которой процесс выбора канала выполняется автоматически, чтобы избежать конфликтов каналов и поддерживать эффективность использования частот в нескольких разговорных группах. Этот процесс выполняется тем, что по сути является центральным контроллером радиотрафика , функция, автоматически выполняемая компьютерной системой.
Транкинг — более автоматизированная и сложная радиосистема, но она обеспечивает преимущества меньшего вмешательства пользователя в работу радиостанции и большей спектральной эффективности при большом количестве пользователей. Вместо того, чтобы назначать радиоканал одной конкретной группе пользователей за раз, пользователи вместо этого назначаются в логическую группу, разговорную группу . Когда любой пользователь в этой группе хочет связаться с другим пользователем в разговорной группе, система автоматически находит свободный радиоканал, и разговор происходит на этом канале. На канале может происходить много несвязанных разговоров, используя в противном случае время простоя между разговорами. Каждый радиопередатчик содержит микропроцессор, который управляет процессом выбора канала. Канал управления координирует всю активность радиостанций в системе. Компьютер канала управления отправляет пакеты данных, чтобы позволить одной разговорной группе общаться вместе, независимо от частоты.
Основная цель этого типа системы — эффективность; многие люди могут вести много разговоров всего на нескольких отдельных частотах. [1] Транкинг используется многими государственными органами для обеспечения двусторонней связи для пожарных , полиции и других муниципальных служб, которые все совместно используют спектр, выделенный городу , округу или другому субъекту. Вторичным преимуществом транкинговой радиосистемы является легкость, с которой она может обеспечить радиовзаимодействие и при надлежащем планировании добавить уполномоченные пользовательские агентства к системе после внедрения.
По сути, транкинговая радиосистема — это компьютерная сеть с коммутацией пакетов . Радиостанции пользователей отправляют пакеты данных на компьютер, работающий на выделенной частоте, называемой каналом управления , для запроса связи в определенной разговорной группе. Контроллер отправляет сигнал всем радиостанциям, контролирующим эту разговорную группу, инструктируя их автоматически переключиться на частоту, указанную системой, для контроля передачи. После того, как пользователь закончит говорить, радиостанции пользователей возвращаются к контролю канала управления для дополнительных передач.
Такая схема позволяет нескольким группам пользователей совместно использовать небольшой набор фактических радиочастот, не слыша разговоры друг друга. Транкинговые системы в первую очередь сохраняют ограниченные радиочастоты, а также предоставляют пользователям другие расширенные функции.
«Разговорная группа» — это назначенная логическая группа пользователей в транковой радиосистеме. В отличие от обычного радио , которое назначает пользователям определенную частоту , транковая система использует ряд частот, выделенных для всей системы. Затем канал управления координирует систему, чтобы разговорные группы могли беспрепятственно делиться этими частотами. Цель состоит в том, чтобы значительно увеличить пропускную способность системы с оптимальным использованием частот. Сегодня многие радиостанции рассматривают разговорные группы так, как если бы они были частотами, поскольку они ведут себя как таковые. Например, в радиосканере очень часто можно назначать разговорные группы в банки или блокировать их, точно так же, как и в случае с обычными частотами.
Каждая система построена с несколькими системными разговорными группами, определенными в соответствии с требованиями запланированных агентств-пользователей, к которым можно легко добавлять новые разговорные группы по мере развития системы и определения новых агентств или новых требований. Для каждого агентства-пользователя разговорные группы назначаются в «карте автопарка» агентства. Карта автопарка отображает различные разговорные группы, которые требуются агентству для успешного выполнения его деятельности. Например, в карте автопарка службы скорой помощи будет создана разговорная группа для каждого отделения неотложной помощи больницы, с которым взаимодействуют машины скорой помощи; разговорные группы для связи с диспетчерами, разговорные группы для особых событий или катастроф, разговорная группа для воздушного медицинского транспорта и ряд разговорных групп, которые используются совместно (с соответствующим контролем) с другими агентствами быстрого реагирования, такими как полиция и пожарные службы. Каждой разговорной группе назначается уникальный цифровой идентификатор в системе, чтобы контроллер мог направлять передачи на радиостанции, которые предназначены для их приема. В одной и той же общей системе может быть автопарк машин скорой помощи, автопарк пользователей полиции и автопарк пожарных. В большинстве общих систем общественной безопасности/общественных услуг, будь то общегородские или общегосударственные/провинциальные, часто есть дополнительные пользователи, разделяющие систему с заранее определенным более низким приоритетом для таких служб, как контроль за животными, общественные работы, обслуживание автомагистралей, исправительные службы, природные ресурсы и т. д. Система может также включать разговорные группы для федеральных агентств, работающих в пределах юрисдикции, и в некоторых случаях коммерческих пользователей, которые оказывают помощь в обеспечении общественной безопасности. Эти карты автопарков считаются подпарками фактических разговорных групп. Подпарков интуитивно программируются в радиоприемниках пользователей, так что пользователи могут легко найти разговорную группу, когда им/ей требуется переключиться для определенной ситуации. В качестве альтернативы оператор диспетчерской консоли транкинговой системы может фактически «связать» две разговорные группы вместе, создав новую «виртуальную» разговорную группу, чтобы пользователи из разных агентств могли общаться без необходимости переключения каналов.
Обычно при планировании многоведомственной транкинговой радиосистемы каждому ведомству назначается «блок» номеров идентификаторов разговорных групп на основе ожидаемого ими количества разговорных групп, плюс некоторый избыток для будущего расширения. Таким образом, блок идентификаторов разговорных групп полицейской службы может начинаться с 102100 до 102199, а блок пожарной службы в той же системе может начинаться с 102200 до 102299. Это идентифицирует систему как 102XXX и предоставляет сто идентификаторов разговорных групп для каждого ведомства. Совместно используемым ведомством разговорным группам (иногда называемым взаимной помощью или межведомственной) может быть назначен блок, начинающийся с 102500 до 102520, что позволяет использовать двадцать общих разговорных групп любым уполномоченным ведомством. Во многих общепровинциальных системах для участия в системе для агентств-пользователей обязательно включение всех авторизованных общих разговорных групп и/или общих симплексных частот.
Большинство сканеров, которые могут прослушивать транкинговые радиосистемы (так называемое отслеживание транков), способны сканировать и сохранять отдельные разговорные группы, как если бы они были частотами. Разница в этом случае заключается в том, что группы назначаются определенному банку, в котором запрограммирована транкинговая система. Другими словами, разговорные группы хранятся в транкинговом банке.
Концепция транкинга (совместного использования ресурсов) на самом деле довольно стара и взята из технологий и практики телефонных компаний. Рассмотрим два центральных офиса телекоммуникационных компаний, один в городе "A", а другой в соседнем городе "B". Каждый из этих центральных офисов имеет теоретическую емкость для обработки десяти тысяч индивидуальных телефонных номеров. (Центральный офис "A" с префиксом "123" имеет 10 000 доступных номеров от 123-0000 до 123-9999; центральный офис "B" с префиксом "124" — то же самое.)
Если бы все 10 000 абонентов в "A" одновременно позвонили 10 000 абонентов в "B", то для соединения двух городов потребовалось бы 10 000 линий. Однако вероятность этого мала, так как количество одновременных телефонных звонков обычно намного меньше. Эрланг-B — это общая формула, которая предсказывает оптимальное количество магистральных линий, которые действительно необходимы в нормальных условиях.
Эта концепция была просто применена к группам пользователей радиосвязи, чтобы определить оптимальное количество каналов, необходимых в нормальных условиях для размещения заданного количества пользователей. В случае широкомасштабной чрезвычайной ситуации, такой как сильное землетрясение, гораздо больше пользователей, чем обычно, попытаются получить доступ как к телефонной, так и к радиосистемам. В обоих случаях, как только транкинговая емкость систем будет полностью использована, все последующие пользователи получат сигнал «занято». В таком случае управление коммуникациями становится критически важным, поскольку только очень локальные коммуникации совместно используют симплексные (несистемные) частоты, а дальние коммуникации совместно используют заранее запланированные транкинговые разговорные группы и управляют использованием ресурсов для основных коммуникаций.
В нашем примере с полицейской диспетчерской службой разным переговорным группам назначаются разные уровни системного приоритета, иногда с возможностью «прерывания», что позволяет обеспечить поддержание связи между критически важными подразделениями.
«Транковые» радиосистемы отличаются от «обычных» радиосистем тем, что обычная радиосистема использует выделенный канал (частоту) для каждой отдельной группы пользователей, в то время как «транковые» радиосистемы используют пул каналов, которые доступны для большого количества различных групп пользователей. [2]
Например, если полицейские коммуникации настроены таким образом, что для обеспечения общегородской диспетчерской связи на основе географических районов патрулирования требуется двенадцать обычных каналов, в периоды медленной диспетчерской активности большая часть пропускной способности канала простаивает. В транкинговой системе полицейским подразделениям в данной географической зоне не назначается выделенный канал, а вместо этого они являются членами разговорной группы, имеющей право использовать общие ресурсы меньшего пула каналов.
Транкинговое радио использует вероятность того, что при любом заданном количестве пользователей не всем будет нужен доступ к каналу в одно и то же время, поэтому требуется меньше дискретных радиоканалов. С другой стороны, при заданном количестве радиоканалов можно разместить гораздо большее количество групп пользователей. В примере с полицейским департаментом эта дополнительная емкость может затем использоваться для назначения отдельных разговорных групп специализированным следственным группам, группам управления дорожным движением или группам по особым событиям, которые в противном случае не имели бы преимущества индивидуальной частной связи.
Для пользователя транкинговое радио выглядит как «обычное» радио: есть «переключатель выбора канала», с помощью которого пользователь может выбрать «канал», который он хочет использовать. Однако на самом деле «переключатель канала» не переключает частоты, как в обычном радио, а при изменении ссылается на внутреннюю программу, которая вызывает передачу новой принадлежности к разговорной группе на канале управления. Это идентифицирует конкретное радио для системного контроллера как члена конкретной разговорной группы, и это радио затем будет включено в любые разговоры с участием этой разговорной группы.
Это также обеспечивает большую гибкость в использовании радиостанции — одну и ту же модель радиостанции можно использовать для различных типов пользователей системы (например, полиция, пожарная служба, службы общественных работ, службы отлова животных и т. д.), просто изменив программное обеспечение самой радиостанции.
Поскольку разговорные группы постоянно ведут передачу на разных частотах, транкинговые радиосистемы затрудняют прослушивание разговора для сканирующего слушателя без запрограммированного сканера отслеживания транкинга.
В 1997 году на рынке появились радиосканеры, совместимые с транкинговыми системами. Одна из первых компаний, выпустившая эти устройства на рынок, Uniden , зарегистрировала торговую марку «Trunk Tracking» 5 декабря 1997 года. [3]
Это не список типов оборудования производителей, а список типов протоколов беспроводной связи, если только поставщиком не были внесены существенные изменения, нарушающие опубликованный стандарт.
Технологии транкинговой радиосвязи сегодня в целом разделились на три отдельных типа или «уровня». Они не являются «официальными», но четко определены в типах протоколов:- [ необходима цитата ]
Специализированная мобильная радиосвязь ( SMR ) может быть аналоговой или цифровой транкинговой двухсторонней радиосистемой , эксплуатируемой службой в диапазонах VHF, 220, UHF, 700, 800 или 900 МГц. Некоторые системы с расширенными функциями называются усовершенствованной специализированной мобильной радиосвязью ( ESMR ). [4] Специализированная мобильная радиосвязь — это термин, определенный в правилах Федеральной комиссии по связи США (FCC) . Термин имеет американское нормативное происхождение, но может использоваться в других регионах для описания аналогичных коммерческих систем, которые предлагают услуги радиосвязи для предприятий.
SMR были созданы, когда Федеральная комиссия по связи начала лицензировать деловые и коммерческие системы двусторонней радиосвязи на частоте 800 МГц в конце 1970-х годов. [5]
В системах SMR на качество обслуживания влияет множество факторов. Это может включать в себя емкость радиосистемы по сравнению с количеством радиоустройств, использующих систему. Разговорчивое сообщество пользователей может вызывать сигналы «занято», в то время как дисциплинированная, профессиональная группа пользователей SMR может оставлять каналы свободными.
Некоторые системы испытывают сезонные пики. Например, транкинговая система в сельскохозяйственной области, используемая бригадами по сбору урожая, может быть перегружена и получать сигналы занятости во время пиков сбора урожая. Система, используемая горнолыжным курортом, может быть перегружена в праздничные выходные. Эксперты по планированию действий в чрезвычайных ситуациях любят говорить, что пользователи транкинговой системы, скорее всего, впервые услышат сигналы занятости, когда произойдет катастрофа. Крупное наводнение или землетрясение, скорее всего, создадут уровень трафика вызовов, который загрузит систему до предела. [6]
Расположение системы влияет на покрытие: антенны системы должны охватывать желаемую зону покрытия. Правила Федеральной комиссии по связи требуют, чтобы системы, использующие одну и ту же радиочастоту, располагались на расстоянии 70 миль друг от друга или чтобы было проведено инженерное исследование, подтверждающее, что более близкое расстояние не будет создавать помех.
Практика обслуживания также может влиять на качество. В некоторых системах оператор может вывести один канал транкинговой системы из эксплуатации для выполнения ремонта. В интенсивно используемой системе это может привести к появлению сигналов «занято».
Техническая документация для этих систем предполагает, что еще одна оценка будет предоставлена качество звука . Это измерение качества звука по всем задействованным частям коммуникационного оборудования от начала до конца. Первый признак того, что это может быть проблемой, заключается в том, что пользователи радио с нормальным слухом испытывают трудности с пониманием других, когда говорят по радио.
Эти системы относительно просты в эксплуатации и отвечают только минимальным требованиям, чтобы быть определенными как «транкинговая» радиосистема. Они, как правило, не имеют расширенных функций, таких как передача данных или осведомленность о регистрации. Они будут предоставлять простые транкинговые возможности только для голосовых вызовов.
Эти системы демонстрируют некоторые характеристики высокоуровневой транкинговой радиосистемы, но не все функции. Поэтому они подходят для небольших развертываний, где пользователи должны использовать всю доступную сеть (например, частная система, охватывающая кампус или город). Из-за отсутствия расширенных функций они, как правило, не подходят для критически важных развертываний, работы типа общедоступной мобильной радиосвязи (PAMR) или нескоординированных типов общих пользователей.
Протоколы DMR/dPMR True Tier 3/Mode 3 в конечном итоге должны перейти в список «Продвинутые зрелые протоколы высокого класса» ниже, но на сегодняшний день (2015 г.) их нельзя классифицировать как таковые из-за серьезных проблем с совместимостью, отсутствия зрелого протокола и отсутствия четко определенного протокола пользовательского интерфейса. [ необходима ссылка ]
Некоторые протоколы транкинговой радиосвязи обеспечивают дополнительную надежность и безопасность.
Общий радиоинтерфейс (CAI) NXDN был принят на заседании МСЭ-Р (Сектора радиосвязи Международного союза электросвязи), состоявшемся в ноябре 2016 года, и был добавлен в отчет M.2014-3, опубликованный в феврале 2017 года. Это открытый протокол с поддержкой множества поставщиков, широко используемый в критически важных приложениях в Японии, США и континентальной Европе.
Другие протоколы включают: