Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Лекция - Транковые системы связи на ЖД транспорте - файл 1.doc


Загрузка...
Лекция - Транковые системы связи на ЖД транспорте
скачать (9876 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc9876kb.30.11.2011 00:21скачать

1.doc

  1   2   3   4
Реклама MarketGid:
Загрузка...







ТРАНКИНГОВЫЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

1. Введение. Современный железнодорожный транспорт остро нуждается в новых радиосетях технологической связи, предназначенных для оперативного управления движением поездов и повышения безопасности движения, оперативного руководства проведением ремонтно-восстановительных работ в различных подразделениях железнодорожного хозяйства и повышения эффективности обработки составов на сортировочных станциях.

Построение перечисленных радиосетей невозможно без применения новых систем радиосвязи с одной стороны, а с другой – без использования большого количества радиоканалов.

Требования, предъявляемые эксплуатационными работниками к системам радиосвязи, выходят за рамки услуг, предоставляемых операторами сотовой и пейджинговой радиосвязи. Это:

- минимальное время установления радиосвязи;

- возможность организации как индивидуального, так и группового вызова;

- гарантия непрерывности связи;

- гарантия конфиденциальности связи;

- возможность передачи и приема кодовых сообщений;

- возможность передачи и приема данных;

- работа через диспетчера;

- режим полудуплексной или симплексной связи;

- возможность документирования переговоров и сообщений;

- установка приоритетности абонентов.

Перечисленным требованиям в наибольшей степени соответствуют транкинговые системы радиосвязи.

Организации новых систем радиосвязи для служб дороги необходима в связи с тем, что действующие системы радиосвязи на базе радиостанций ЖР-УК и, отчасти, аппаратура комплекса железнодорожной радиосвязи «Транспорт» в значительной степени устарели. Они не отвечают современным высоким требованиям к надежности и качеству связи, не выполняют многие необходимые функции для обеспечения безопасного высокоскоростного движения поездов, передачу данных, автоматический контроль исправности устройств радиосвязи и др. В сложившейся экономической обстановке высокие эксплуатационные расходы и большое энергопотребление также являются существенными недостатками действующих систем технологической радиосвязи.

Применение транкинговых систем радиосвязи позволит реализовать все преимущества, присущие этому виду современных интеллектуальных систем:

- уменьшение требуемого количества радиоканалов, т.е. значительная экономия радиочастотного спектра;

- динамическое распределение нагрузки в сети;

- доступность любого свободного радиоканала зоны каждому абоненту;

- высокая степень готовности и защищенности от отказов;

- гибкая организация групп по функциональным или производственным признакам;

- предоставление соединений с учетом приоритетного статуса абонентов;

- экстренный вызов, сокращенный набор номера;

- групповой вызов;

- протоколирование всех операций системы;

- возможность контроля за проведением переговоров и их документирование;

- автоматический контроль за состоянием всех элементов системы;

- сопряжение с ведомственными и городскими телефонными, а также с мобильными сетями связи.
^ 2. Основные характеристики стандартов систем транкинговой радиосвязи.

Транкинговая связь предполагает объединение нескольких каналов в систему.

Транкинговые системы предназначены для увеличения пропускной способности каналов радиосвязи. При этом абоненту, желающему произвести вызов, предоставляется любой из имеющихся каналов, которые оказываются свободными в данный момент времени. Этим достигается гораздо более высокая загрузка системы и, соответственно, значительное увеличение количества абонентов на каждый канал. Такие системы делают процедуру связи предельно простой (практически, как пользование телефонным аппаратом). Специальное оборудование автоматически распределяет имеющиеся свободные радиоканалы в интересах всех абонентов, выходящих на связь (динамическое распределение свободных каналов).

Системы транкинговой связи предоставляют гораздо больше функциональных возможностей, чем обычные системы радиосвязи, и по сравнению с ними, обладают следующими преимуществами:

- в радиоканале могут размещаться больше пользователей, обычно это преимущество возрастает при расширении системы, так, например, система транкинговой радиосвязи с одной десятиканальной базовой станцией может обеспечить обслуживание трафика объемом, приблизительно, на 50% больше на один канал, чем обычная система;

- с точки зрения пользователя работать в системе чрезвычайно просто, так как размещение канала автоматически управляется контроллером;

- обслуживание транкинговой системой более надежно, так как краткосрочная потеря канала, вызванная помехами или другими причинами, скажется только на качестве обслуживания, но не приведет к общей потери связи;

- динамическое распределение каналов предоставляет возможность хранения информации относительно местоположения, статуса, безопасности и работы служащих, пользующихся мобильными радиостанциями;

- большая конфигурация возможна благодаря расширению зоны покрытия, что позволяет ввести почти неограниченное число пользователей. Зона покрытия позволяет обеспечивать связь, как с одиночной базовой станцией, так и в пределах сети связи регионального масштаба.

Транкинговая система радиосвязи обеспечивает следующие режимы функционирования:

- внутригрупповая связь – в этом режиме имеется возможность организации радиосвязи между абонентами какой-либо группы пользователей. Таких групп может быть достаточно много (зависит от информационной емкости транкинговой системы). При этом исключается взаимное влияние, т.е. абоненты одной группы не могут слушать переговоры внутри других;

- индивидуальная радиосвязь - в этом режиме любой абонент транкинговой системы с присвоенным индивидуальным номером может связаться с любым абонентом под другим индивидуальным номером. Режим вызова сходен с обычным набором номера абонента сети АТС;

- сопряжение с телефонной сетью – пользователи транкинговой системы имеют возможность связаться с абонентами телефонной сети и наоборот;

- экстренные вызовы – специальный режим, позволяющий в чрезвычайных ситуациях оперативно оповещать всех членов группы или всей системы;

- предотвращение несанкционированного доступа в систему радиосвязи – только действительные абоненты могут входить в транкинговую систему. Все похищенные или утерянные абонентские радиостанции отключаются дистанционно по радио;

- сигнализация о выходе из зоны действия системы;

- передача кодовых сообщений (поддержка режима пейджинга);

- приоритетность пользователей – каждому абоненту может быть предоставлен определенный уровень допуска в системе;

- фиксация всех имевших место сеансов радиосвязи с целью их учета при составлении абонентской платы.
^ 3. Классификация транкинговых систем связи
Транкинговые системы связи классифицируются по следующим признакам [ 1 ].

- по методу передачи речевой информации: аналоговые и цифровые. Передача речи в радиоканале аналоговых систем осуществляется с использованием частотной модуляции, шаг сетки частот обычно составляет 12,5 кГц или 25 кГц. Для передачи речи в цифровых системах используются различные типы вокодеров, преобразующих аналоговый речевой сигнал в цифровой со скоростью не более 4,8кбит/с;

- в зависимости от количества базовых станций (БС) и общей архитектуры: однозоновые или многозоновые системы. В системах первого типа имеется одна БС, в системах второго типа – несколько БС с возможностью роуминга;

- по методу объединения БС в многозоновых системах. БС могут объединяться с помощью единого коммутатора (системы с централизованной коммутацией), или соединяться друг с другом непосредственно, или через системы с распределенной коммутацией;

- по способу поиска и назначения канала: системы с децентрализованным (СДУ) и централизованным (СЦУ) управлением. В СДУ процедуру поиска свободного канала выполняют абонентские радиостанции (АР). В этих системах ретрансляторы (РТ) БС обычно не связаны друг с другом и работают независимо. Ретрансляторы представляют собой приемопередающее устройство, работающее в дуплексном режиме. В транкинговых системах с частотным разделением каналов на каждый рабочий канал приходится один ретранслятор, приемник и передатчик работают на разных частотах. Особенностью СДУ является относительно большое время установления соединения между абонентами, растущее с увеличением числа РТ. Такая зависимость вызвана тем, что АР вынуждены непрерывно последовательно сканировать каналы в поисках вызывного сигнала (последний может поступить от любого РТ) или свободного канала (если абонент сам посылает вызов). Представителями данного класса являются системы стандарта SMARTRUNK I I

В СЦУ поиск и назначение свободного канала производится на БС. Для обеспечения нормального функционирования таких систем организуется канал управления. Его основная функция – установление соединения между двумя абонентами сети. Все запросы на предоставление связи направляются по каналу управления, по этому же каналу БС извещает абонентские устройства о назначении канала, отклонении запроса, или о постановке запроса в очередь. Каналы управления являются цифровыми, в которых передача данных производится со скоростью до 9,6 кбит/с.


^ 4. Принципы построения транкинговых сетей
На рис.1 представлена обобщенная структурная схема однозоновой транкинговой системы связи.

Структурная схема однозоновой транкинговой системы.


Рисунок 1
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. В большинстве транкинговых систем связи одна пара несущих означает один канал трафика (КТ). С появлением цифровых стандартов, 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 применяют направленные антенны. БС может располагать как единой приемопередающей антенной, так и раздельными антеннами для приема и передачи. В некоторых случаях на одной мачте может размещаться несколько приемных антенн для борьбы с замираниями, вызванными многолучевым распространением.

Устройство объединения радиосигналов позволяет использовать одно и то же антенное оборудование для одновременной работы приемников и передатчиков на нескольких частотных каналах.

Коммутатор в однозоновой транкинговой системе связи обслуживает весь ее трафик, включая соединение мобильных абонентов (МА) с телефонной сетью общего пользования (ТФОП) и все вызовы, связанные с передачей данных.

Устройство управления (УУ) обеспечивает взаимодействие всех узлов БС. Оно также обрабатывает вызовы, осуществляет аудентификацию вызывающих абонентов, ведение очередей вызовов, внесение записей в блок данных (БД) повременной оплаты. В некоторых системах УУ регулирует максимально допустимую продолжительность соединения с телефонной сетью. Как правило, используются два варианта регулировки: уменьшение продолжительности соединения в заранее заданные часы наибольшей нагрузки, или адаптивное изменение в зависимости от текущей нагрузки.

Интерфейс к ТФОП реализуется в транкинговых системах связи различными способами. В некоторых системах (например, SMARTRUNK I I) подключение производится по двух проводной коммутируемой линии. Более современные транкинговые системы связи имеют в составе интерфейса к ТФОП аппаратуру прямого набора номера (DID), обеспечивающую доступ к абонентам транкинговой сети с использованием стандартной нумерации АТС.

Соединение с ТФОП является традиционным для транкинговых систем связи, но в последнее время все более возрастает число приложений, предполагающих передачу данных, в связи с чем наличие интерфейса к сетям с коммутацией пакетов (СКП) также становится обязательным.

Терминал технического обслуживания и эксплуатации (ТОЭ) располагается, как правило, на БС. Терминал предназначен для контроля за состоянием системы, проведения диагностики неисправностей, тарификации, внесения изменений в базу данных (БД) абонентов. Обязательными элементами транкинговых систем связи являются диспетчерские пульты(ДП). Трангинковые системы связи используются в первую очередь потребителями служб и управлений железных дорог, работа которых требует наличия диспетчера ПЧ, ЭЧ, ТЧ. ШЧ , а также службы охраны, скорой медицинской помощи ,пожарной охраны, муниципальные службы. ДП могут включаться в систему по абонентским радиоканалам , или подключаться по выделенным каналам непосредственно к коммутатору БС. В рамках одной транкинговой системе связи может быть организованно несколько независимых сетей связи. Пользователи каждой из таких сетей не будут замечать работу соседей и не смогут вмешиваться в работу других сетей. Поэтому в одной транкинговой системе связи могут работать несколько ДП, различным образом подключенных к ней.

Абонентское оборудование трангиковых систем связи включают в себя широкий набор устройств.. Как правило, наиболее многочисленными являются полудуплексные РС ,так как они в наибольшей степени подходят для работы в замкнутых группах. В основном это функционально ограниченные устройства, не имеющие цифровой клавиатуры. Их пользователи имеют возможность связываться лишь с абонентами внутри своей рабочей группы, а также посылать экстренные вызовы диспетчеру. Как правило, этого вполне достаточно для большинства потребителей услуг связи транкинговых систем радиосвязи. Существуют и полудуплексные РС с широким набором функций и цифровой клавиатурой , но они , будучи существенно дороже, предназначены для более узкого круга абонентов.

В транкинговых системах связи постепенно находят применение находят применение новый класс абонентских устройств – дуплексные РС, напоминающие сотовые телефоны, но обладающие значительно большей функциональностью по сравнению с дуплексными РС. Дуплексные радиостанции транкинговых систем связи обеспечивают пользователям не только соединение с ТФОП, но и возможность групповой работы в полудуплексном режиме.

Как полудуплексные, так и дуплексные транкинговые РС выпускаются не только в портативном, но и в мобильном исполнении. Выходная мощность передатчиков мобильных РС выше.

Относительно новым классом устройств для транкинговых систем связи являются терминалы передачи данных (ПД). В аналоговых тренгинговых системах связи терминалы ПД – это специализированные радиомодемы, поддерживающие соответствующий протокол радиоинтерфейса. Для цифровых систем более характерно встраивание интерфейса ПД в АР различных классов. В состав мобильного терминала ПД часто включают спутниковый навигационный приемник системы Global Position System (GPS), предназначенный для определения текущих координат и последующей передачи их диспетчеру на пульт.

В транкинговых системах связи используются также стационарные РС, преимущественно для подключения ДП. Выходная мощность передатчиков стационарных РС приблизительно такая же, как у мобильных РС.

Архитектура многозоновых транкинговых систем связи может строиться по двум принципам. Если определяющим фактором является стоимость оборудования, используется межзональная коммутация (рис.2).


Структурная схема транкинговой сети с распределенной межзональной коммутацией


Рисунок 2
Каждая БС в такой системе имеет свое собственное подключение к ТФОП. При необходимости вызова из одной зоны в другую он производится через интерфейс ТФОП, включая процедуру телефонного номера. Кроме того, БС могут непосредственно соединены с помощью физических выделенных линий связи.

Использование распределенной межзональной коммутацией целесообразно лишь для систем с небольшим количеством зон и с невысокими требованиями к оперативности межзональных вызовов (особенно в случае соединения через коммутируемые каналы ТФОП). В системах с высоким качеством обслуживания используется архитектура с центральным коммутатором (ЦК). Структура многозоновой транкинговоц системой связи с ЦК изображена на рис. 3.

Структурная схема транкинговой сети с централизованной межзональной коммутацией


  1   2   3   4



Скачать файл (9876 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru