Современные стандарты цифровой радиосвязи



Сегодня известные производители оборудования для радиосвязи отказываются от традиционных аналоговых систем и переходят на современные цифровые стандарты. Такой переход объясняется возросшим спросом на более надежную и эффективную аппаратуру, построенную на основе микропроцессоров.

Применение универсальных цифровых технологий позволяет повысить качество, надежность и эффективность канала связи, легко совмещаемого с другими системами обмена информацией.

Для чего нужна цифровая связь

Под цифровой понимается особый способ организации радиосвязи, при котором данные проходят двойную обработку. На передающей стороне полезный сигнал в специальных аналого-цифровых преобразователях (АЦП) принимает вид стандартного кода из нулей и единичек и в таком виде поступает в радиоканал. На ответной стороне специальная аппаратура принимает модулированный «цифрой» сигнал и выделяет из него полезную информацию.

На заключительном этапе осуществляется обратное преобразование посредством устройств называемых ЦАП, после которых сигнал поступает к пользователю в аналоговом виде.

Дополнительная информация: При устаревшей аналоговой передаче применяются традиционные способы модуляции амплитуды, частоты или фазы транслируемого сигнала.

В цифровом канале сформированная в АЦП комбинация цифр воздействует на один из этих параметров (выбор типа манипуляции-модуляции определяется используемым стандартом).

Повсеместный переход на цифру объясняется рядом причин, приводимых ниже:

  • Новые технологии успешно решают проблему перегруженности радиочастотного диапазона и позволяют более эффективно использовать его.
  • За счет цифровых методов обработки объемы передаваемой информации существенно увеличиваются.
  • Одновременно упрощается законодательное регулирование вопросов, связанных с получением рабочих частот.

Указанные возможности и определяют сферу применения цифровой радиосвязи, востребованной в случаях большой загруженности частотных каналов и при необходимости передачи значительных объемов информации.

Преимущества перехода на «цифру»

В сравнении с аналоговым оборудованием, применяемым при передаче радиосигнала, современные цифровые системы имеют целый ряд преимуществ. С основными достоинствами перехода с «аналога» на «цифру» можно ознакомиться в следующем перечне:

  • повышенное качество передачи речи (отсутствие помех в виде шумов);
  • возросший радиус действия;
  • возможность вести несколько разговоров по одному каналу в одно и тоже время (их уплотнение);
  • допустимость передачи коротких сообщений;
  • надежная защита от прослушивания;
  • повышенная функциональность управления процессом связи;
  • возможность встраивания в действующие системы обработки информации.

Важно! Последнее преимущество реализуется за счет допустимости непосредственной передачи цифровых данных по радиоканалу (минуя АЦП).

Единственным минусом систем такой связи считается сравнительно высокая стоимость самих передающих и приемных устройств.

Стандарты цифровой радиосвязи

Для облегчения перехода профессиональной аппаратуры на цифровые методы Европейским Институтом Коммуникаций и Связи (ETSI) в свое время был разработан ряд форматов, в которых использовался 2-х интервальный протокол TDMA. На его основе созданы и внедрены стандарты мобильной GSM и радиосвязи DMR, широко распространенные во всем мире.

По мнению специалистов именно этот протокол в ближайшем будущем обеспечит повышение эффективности эксплуатации частотных каналов. За счет его применения удается:

Расширить функциональные возможности систем цифровой связи.
Снизить стоимость используемого оборудования.
Продлить сроки службы аккумуляторов и других вспомогательных модулей.

И, наконец, его внедрение позволяет эксплуатировать действующие каналы связи, не рискуя перегрузить их. Рассмотрим каждый из введенных в последние десятилетия стандартов более подробно.

TETRA

Система связи TETRA (она расшифровывается как «TErrestrial Trunked RAdio») была представлена еще в 90-х годах ХХ века. Она разрабатывалась с целью обеспечения функционирования служб безопасности в европейских границах. Этот стандарт позиционировался как открытый протокол транкинговой радиосвязи и оказался удачным техническим проектом, позволившим решить все поставленные задачи.

Его интерфейс предполагает работу оборудования в стандартной сетке частот, шаг которой составляет 25 кГц (с учетом разносов радиоканалов на 10 МГц минимум). Используемые диапазоны – от 150 до 900 МГц. В TETRA применен стандартный метод разделения каналов TDMA, в соответствие с которым на одной реальной частоте работают сразу 4 логических канала (их называют слотами).

Обратите внимание: Пятый канал используется для передачи служебной информации.

В стандарте применен принцип дифференциальной фазовой манипуляции (вид модуляции) 4-PSK с символьной скоростью порядка 18 кБод.

Придя на смену морально устаревшей системе MPT 1327, этот стандарт сам просуществовал не очень долго. Появление альтернативных способов цифровой связи (LPD/PMR, в частности) и последующее их признание за границами Европы явилось толчком к развитию новых систем, не имеющих отношения к безопасности.

APCO-25 (Project 25)

Одновременно с внедрением стандарта TETRA для удовлетворения внутренних потребностей в системах связи в пределах США был представлен его аналог, называемый APCO-25.

Он представляет собой совместный проект всех действующих властных структур, поддерживаемый ассоциацией американских производителей телекоммуникационного оборудования.(TIA).

DMR

Основной современный стандарт DMR (аббревиатура Digital Mobile Radio) – это единый для Европы формат цифровой радиосвязи. При этом он позиционируется в качестве открытого стандарта, допускающего совместную работу аппаратуры от различных производителей. Введен в апреле 2005 года, причем в его основу заложен уже знакомый протокол TDMA (доступ с разделением по времени). Такой подход позволил в рабочей сетке частот с шагом 12,5 кГц разместить сразу два разнесенных по времени канала (фото справа).

Интерфейс DMR, реализуемый за счет такого разделения, действует в следующих диапазонах частот:

  • 136,0 – 174,0 МГц;
  • 403,0 – 470,0 МГц;
  • 450,0 – 527,0 МГц.

Универсальный и широкодиапазонный стандарт DMR разработан исключительно как недорогая цифровая альтернатива действующим аналоговым системам. Лидер рынка профессиональных средств радиосвязи компания «Motorola», например, выпустила семейство изделий MOTOTRBO™, используемых в своей работе этот формат, практически не имеющий недостатков.

dPMR

Стандарт dPMR (аббревиатура Digital Private MR) реализован на технологии открытого доступа к частотному каналу, состоящему из двух полос по 6,25 кГц (FDMA).

Дополнительная информация: Он также относится к открытым стандартам, составляющим определенную конкуренцию уже рассмотренному ранее DMR.

Этот формат разработан тем же институтом ETSI, а его основное назначение – реализация бюджетных цифровых решений в различных режимах связи. За счет сужения полосы частот качественные показатели соответствующей аппаратуры несколько уступают изделиям, работающим в стандарте DMR.

NXDN

NXDN является практически полным аналогом стандарта dPMR. Он основан на той же технологии FDMA, в основу которой заложено разделение каналов на более узкие полосы шириной по 6,25 кГц.

Основное отличие NXDN от dPMR состоит в том, что этот стандарт не относится к открытым проектам. Это – результат совместной разработки двух компаний (Icom Incorporated и Kenwood Corporation), то есть он является их частной собственностью. Работающая на его основе аппаратура выпускается только этими корпорациями. Ее недостаток – узкая полоса пропускания и невозможность унификации с другими системами.

PDT

Одной из разновидностей уже рассмотренного формата DMR является стандарт PDT (Professional Digital Trunking).В нем применяется тот же протокол TDMA с разделением полосы частот 12,5 кГц на 2 временных канала (тайм слота).

Однако в отличие от DMR этот стандарт является собственностью органов безопасности Китая, то есть имеет статус национального. Доступ к соответствующей аппаратуре, естественно, ограничен, что следует отнести к его недостаткам.

e-DMR

Подобно NXDN, стандарт e-DMR относится к частным разработкам производителя аппаратуры связи «Detracom» из Франции. По аналогии с DMR в основу стандарта заложена технология TDMA, предполагающая временное разделение полосы частот шириной 12,5 кГц на два слота. Данный вариант – типичный пример деятельности производителя, создавшего собственный протокол и представляющего продукт, выходящий за рамки стандартных платформ.

«Detracom» предлагает к продаже образцы оборудования, линейка которого включает портативные радиостанции, а также базовую аппаратуру собственного производства. На их основе созданы цифровые системы, работающие в следующих диапазонах:

  1. 30-50 МГц.
  2. 68-88 МГц.
  3. 146-174 МГц.

В их работе предусматривается полнодуплексный вызов голосом. Как таковых преимуществ этот стандарт не имеет. К его недостаткам может быть отнесена специфичность используемого оборудования.

В заключительной части обзора отметим, что каждый из рассмотренных стандартов внес свой вклад в дело перехода на современные виды коммуникаций. Благодаря их внедрению удалось существенно повысить качество двухстороннего общения по открытым каналам связи.

Оставить заявку

Ваше имя (обязательно)

Ваш e-mail (обязательно)

Телефон (обязательно)

Нажимая кнопку "Отправить", я даю свое согласие на обработку персональных данных и соглашаюсь с условиями политики конфиденциальности.