В рубрику "Решения корпоративного класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Сергей Чивилев
Технический директор компании "Интегра
Про"
На основе стандарта TETRA, являющегося преобладающей технологией профессиональной радиосвязи, построено значительное число новых сетей связи в различных отраслях промышленности от нефтегазового сектора до машиностроительных заводов. Согласно решению Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ) № 06-15-03-001 от 26.06.2006 г. закреплены две полосы радиочастот для строительства сетей радиосвязи стандарта TETRA, а именно 412–422/422–427 МГц и 457.4–459/467.4–469 МГц.
Стандарт TETRA (TErresstrial Trunked RAdio) не содержит рекомендаций и требований к базовой инфраструктуре. Обязательным является лишь выполнение радиоинтерфейса, что делает возможным использование терминалов различных производителей в пределах одной инфраструктуры. Именно по этой причине некоторые производители специализируются на выпуске только радиостанций (Sepura Plc., Unimo Technology Co., HYT S&T) или только базовой инфраструктуры (DAMM Cellular Systems A/S, Rohill, Artevea, Etelm, Rohde & Schwarz). В то же время есть примеры, когда абонентские терминалы определенного производителя инфраструктурного оборудования получают крайне низкую пользовательскую и экспертную оценку по собственным абонентским радиостанциям. Это побуждает взыскательных потребителей обращать внимание на новые радиостанции. При этом портативные терминалы одного производителя могут достигать максимальной оценки в своем классе, а мобильные терминалы того же производителя лишь посредственной, и наоборот.
Абонентские терминалы стандарта TETRA должны соответствовать директивам ETSI ETS 300 392 (TMO V+D, AI, ISI), ETS 300 396 (режим прямой связи DMO) и TETRA MoU TIP (Меморандум о взаимопонимании и содействии стандарту TETRA). При этом стоит упомянуть, что Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI) не занимается сертификацией радиосредств на предмет соответствия разработанным стандартам. Эту роль выполняют испытательные лаборатории (например, ISCOM), осуществляющие проверку радиостанций на взаимную работу в рамках инфраструктур различных производителей. По итогам испытаний выпускается сертификат совместимости (TETRA Interoperability Certificate). Наличие указанного сертификата позволяет потребителям быть уверенным, что выбранное оборудование действительно соответствует стандарту TETRA. Большая часть абонентских терминалов тестирована в рамках многозоновой системы связи Tetraflex компании DAMM Cellular Systems A/S.
Тестовые испытания проводятся по следующим ключевым направлениям: ТМО (транкинговый режим), DMO (режим прямой связи), ISI (межсистемный интерфейс), DMO-ретранслятор, DMO-шлюз. Процедура проведения испытаний достаточно сложна и включает в себя проверку многих параметров и режимов. Например, испытания в рамках режима TMO включают в себя:
1) базовый набор TMO, в том числе регистрация в системе, управление группами, групповые вызовы (поздний вход, организация очереди и сканирование), индивидуальные вызовы (полудуплексные и дуплексные), статусные сообщения, приоритетный вызов, аварийный вызов, смена базовой станции (различные режимы), телефонный вызов, прием служебной информации в течение вызова, работа с дополнительным контрольным каналом, режим экономии энергии, работа в автономном режиме, режим запрета передачи (TXI);
2) вспомогательные службы TMO, в том числе передача коротких сообщений SDS, динамическая перегруппировка (индивидуальная, групповая), аутентификация со стороны инфраструктуры и абонентского терминала, запрос/передача номера TEI, передача пакетных данных (в том числе в условиях смены базовой радиостанции), высокоскоростная передача пакетных данных, отвлеченное прослушивание, шифрование радиоинтерфейса E2EE, передача данных с коммутацией каналов.
Помимо пользовательских функций и эргономики терминалы различаются по более важным техническим параметрам, в том числе по мощности и классу передатчика, чувствительности и классу приемника и т.д.
Различают следующие классы мощности абонентских терминалов по стандарту TETRA: 4 (1 Вт), 3L (1,8 Вт), 3 (3 Вт), 2L (5,6 Вт) и 2 (10 Вт). Наиболее экономичным и эффективным является класс 4. Невысокая мощность портативной радиостанции увеличивает время ее автономной работы. При мощности портативной радиостанции 1 Вт и благоприятной электромагнитной обстановке, сопряженной с эффективным базовым приемопередатчиком и качественным антенным оборудованием, возможно удаление от базовой радиостанции на расстояние 50 км и более. Стоит упомянуть, что максимальное теоретически достижимое расстояние по спецификациям первой фазы стандарта TETRA составляет 58 км и обусловлено величиной защитного интервала временного слота. Максимально разрешенная мощность портативной радиостанции в России составляет 1 Вт.
В рамках стандарта TETRA предусмотрен механизм автоматической регулировки мощности абонентской радиостанции, и при снижении уровня мощности принимаемого сигнала (RSSI) до уровня в -74 дБм радиостанция переходит на максимальную мощность. Мобильная радиостанция с классом передатчика 3 (3 Вт) легко достигает максимальных границ зоны обслуживания базовой радиостанции и необходимости ее работы на мощности, превышающей указанную величину, не существует. Минимальная мощность абонентских радиостанций TETRA составляет 15 мВт.
Отметим, что в рамках стандарта TETRA существует классификация приемников абонентских радиостанций на классы: A, B, E. Класс приемника радиостанции оптимизирован под среду распространения радиосигнала.
Дополнительным преимуществом абонентских радиостанций является принадлежность их приемника разным классам. Например, класс В предназначен для городской среды, а класс А для горной местности. Тестирование и применение приемника радиостанции должно осуществляться именно в тех средах, для которых терминал разработан, что позволит максимально эффективно использовать его ресурсы.
Статическая чувствительность приемника абонентских радиостанций не может быть ниже -112 дБм, в то время как для базовых радиостанций TETRA этот показатель составляет -115 дБм.
Динамическая же чувствительность приемника абонентских радиостанций составляет -103 дБм, а для базовых радиостанций она равна 106 дБм. Например, согласно стандарту TETRA, при уровне сигнала -103 дБм для приемника класса В на незащищенном трафиковом канале уровень BER (Bit Error Rate) не должен превышать 2%, a MER (Message Erasure Rate) 11%. В свою очередь параметры голосового канала определены директивой ETS 300395 и составляют MER <2,2% для наиболее чувствительных битов (2 класс) при уровне сигнала -103 дБм для приемника класса В.
Многие производители умалчивают реальные показатели коэффициентов усиления антенн портативных радиостанций, а при этом на границах зон обслуживания базовой радиостанции это может оказаться решающим фактором. Типичный коэффициент усиления антенн портативных радиостанций с четвертьволновой структурой составляет "-4.6 dBd", а укороченной согласованной антенны "-6.1 dBd". Для антенн мобильных радиостанций величина коэффициента усиления также важна. Идеально размещенная на крыше автомобиля четвертьволновая антенна обладает коэффициентом усиления не более -1 dBd, а коэффициент усиления стандартной антенны составляет 2 dBd. Выигрыш в коэффициенте усиления антенны портативной радиостанции в 1,5 dBd позволяет увеличить радиус зоны обслуживания базовой радиостанции на 1,5 км.
Терминалы могут также отличаться исполнением. Понятно, что радиостанции стандарта TETRA предназначены для профессионального использования и должны быть не только удобны в использовании, но отличаться долговечностью. Например, степень защиты от пыли и влаги отражается классом исполнения корпуса радиостанции. Так, радиостанция, соответствующая классу IP54, защищена от пыли и брызг под любым углом, IP55 – от пыли и водяных брызг под давлением, а терминал, соответствующий классу IP57, может находиться под водой на глубине 1 м в течение 15 минут.
Если рассматривать такую грань радиостанций, как шифрование, то следует упомянуть, что экспорт радиостанций с поддержкой алгоритма TEA2 (предназначен для служб общественного порядка Европейского союза) из ЕС запрещен, а алгоритмы TEA3, TEA4 могут распространяться с существенными оговорками. Максимальную защиту переговоров обеспечивает сквозное шифрование E2E.
Разделим абонентские терминалы на группы:
• портативные
радиостанции;
• портативные
радиостанции скрытого ношения;
• портативные
взрывобезопасные радиостанции;
• мобильные радиостанции;
• мобильные радиостанции
с опцией шлюза TMO–DMO и ретранслятора DMO.
Первые две группы: портативные радиостанции и портативные взрывобезопасные станции – представлены в настоящем обзоре.
Таким образом, набор технических данных, представленных производителями в рекламных брошюрах, может быть критически оценен с представлением соответствующих выводов.
На сегодня практически все доступные терминалы представлены продукцией компаний Motorola MTH800, MTP700, MTP850, Sepura SRH3500, SRH3800, STP8000, компании Selex – терминалы Puma T3S, Puma T3-plus, EADS THR880i и THR880i Light, Teltronic HTT500, HYT PT-790 и Unimo MU1000.
ТАБЛИЦА 1. Портативные радиостанции
Нажмите на картинку для увеличения
Как видно из технических параметров, терминалы компании Motorola имеют более расширенный температурный диапазон, а терминал MTP850 является самым маленьким терминалом из представленных. Однако материал корпуса (в отличие от прорезиненной радиостанции MTH800) не очень удобен в эксплуатации и может привести к выскальзыванию терминала из руки. В свою очередь Sepura SRH3500 или SRH3800, несмотря на большую ширину, удобнее ложатся в руке. Motorola MTP850 не выпускается для второго, разрешенного в России для создания сетей TETRA диапазона частот 450–470 МГц.
При этом результаты испытаний абонентских терминалов Motorola MTP850, проведенных ISCTI в Дании в 2008 году в рамках Dimetra IP Compact R2.0, показали их неполную сов местимость с инфраструктурой Motorola. Как видно из результатов испытаний, наблюдались ошибки при регистрации (25%), групповом взаимодействии (до 25% несостоявшихся соединений) и т.д., хотя в рамках инфраструктур других производителей показатели значительно улучшались. В то же время терминал SRH3800 прошел те же испытания значительно лучше.
Радиостанции Sepura STP8000 и Puma T3 могут поставляться с
опцией "Man Down", позволяющей отслеживать вертикальное положение
радиостанции в пространстве. Puma T3-plus оборудована данным модулем по
умолчанию. Sepura STP8000 может опционально оснащаться функцией DMO ретранслятора (тип 1 А: один радиоканал, один разговор).
Радиостанции Puma T3 и Motorola MTP700 тестированы на
падение на бетонную поверхность с высоты 1 м по стандарту EN60068-2-32.
Все портативные радиостанции Sepura и EADS оснащаются часами
реального времени.
Китайский и корейский производители (HYT и UNIMO) предлагают портативные радиостанции с 3-м классом передатчика и мощностью 3 Вт, однако столь высокая мощность терминала существенно сокращает время автономной работы. Напомним, что российский регулятор (Минкомсвязи) ограничивает мощность портативной радиостанции лишь 1 Вт.
Необходимость во взрывобезопасных радиостанциях очевидна. Производственные и добывающие предприятия используют именно такие радиостанции для предотвращения чрезвычайных ситуаций во взрывоопасных средах. Вопрос касается как нефтегазовых и угледобывающих предприятий, так и рудничных хозяйств. В 2003 г. в Европейском союзе была представлена новая директива АТЕХ (Atmospheres Explosibles), устанавливающая ответственность для производителей электрического и неэлектрического оборудования, систем, компонентов и устройств. К этому оборудованию относятся и радиостанции, в том числе стандарта TETRA.
Согласно директиве ATEX окружающие среды классифицируются на газовые, пылевые и рудничные, а соответствующие концепции безопасности изложены в таких стандартах, как EN 1127-1:2007, EN 1127-2:2002, EN 1710:2005 и т.д. Для каждой из этих сред принята маркировка радиостанций, делимых на группы и подгруппы.
Российская классификация взрывоопасных зон отражена в соответствующих ГОСТ и во многом похожа на требования ATEX. Отметим, что сертификацию средств для взрывоопасных зон осуществляют подразделения Гостехнадзора России.
Радиостанции стандарта TETRA во взрывобезопасном исполнении, удовлетворяющем требованиям директивы ATEX, выпускаются компаниями Selex (Puma T3Ex), Motorola (MTP810Ex и MTP850Ex), EADS (THR880iEx) (таблица 2). Кроме этого, для некоторых взрывоопасных сред в России представлена радиостанция Motorola MTP700, имеющая соответствующий российский сертификат класса взрывозащиты 2ExicII AT3X. Технические параметры на Motorola MTP700 представлены в таблице 1.
ТАБЛИЦА 2. Портативные взрывобезопасные радиостанции
Нажмите на картинку для увеличения
Все представленные терминалы имеют одинаковые характеристики
приемопередатчика, лишь самая легкая радиостанция EADS THR880iEx не
оптимизирована для работы в горных и приближенных к горным условиях, имея класс
приемника А.
Из представленных терминалов очевидное преимущество имеет
Motorola MTP850Ex как по габаритам, так и по функциональному наполнению.
Условным недостатком можно считать усеченную клавиатуру, которая не позволяет
набирать текстовые сообщения, но при этом оставшиеся клавиши были увеличены,
предоставляя возможность пользователю работать в перчатках.
Motorola MTP850Ex имеет наивысший класс защиты (категория 6)
для пылевых сред, а EADS THR880iEx рассчитана для влажных сред (категория 5). Единственный терминал стандарта TETRA, выпускающийся для
диапазона 450 МГц, – SELEX Puma T3Ex с монохромным дисплеем.
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #6, 2008
Посещений: 13428
Автор
| |||
В рубрику "Решения корпоративного класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
