Радиотелефоны

Беспроводные телефоны были первоначально созданы для рынка жилых районов, а точнее они были разработаны, чтобы покрыть только одну местную область, типа дома и сада. Они поддерживают только ограниченную подвижность абонентов и их нельзя считать конкурентами для сотовых систем мобильной связи. Мы рассмотрим самые важные применения радиотелефонов.

Использование в быту. Единственное преимущество радиотелефонов по отношению к неподвижным телефонам в обычном бытовом использовании – это беспроводная телефонная трубка, которая предлагает немного подвижности клиентам. Базовая станция радиотелефона является неподвижной и связана с телефонной станцией, только одна телефонная трубка находится типично в использовании для каждой базовой станции, рис.12.1. Каждая базовая станция содержит зарядное устройство для батареи телефонной трубки. Многие системы радиотелефона в бытовом использовании все еще являются аналогами беспроводных телефонов первого поколения.

Рис. 12.1Радиотелефоны и их применение.

Teлeточка или беспроводная абонентская линия. Цифровая технология радиотелефонов второго поколения была развита для использования так называемых “телеточек” применительно к жилым домам и офисам. Телеточка представляла собой службу, при которой базовые станции были установлены в ключевых местах города, типа железнодорожных станций и аэропортов. Пользователь этого вида обслуживания мог взять свой цифровой радиотелефон из дома или офиса (или радиотелефон за арендную плату) и делать вызов снаружи через базовую станцию телеточки. Абоненты обычно не имели возможности получить звонок извне. Этот вид обслуживания не был успешным и большинство операторов телекоммуникационной сети отказалось от него. Главной причиной для этого было быстрое расширение сотовых систем мобильной связи, которые позволяют намного лучшие обслуживание и подвижность. Последние цифровые беспроводные технологии, типа Цифровых Европейских Телекоммуникаций (DECT), также используются в некоторых областях, чтобы обеспечить службу беспроводного подключения телефона (WLL) к телефонной станции. С технологией DECT новый оператор, который не имеет своей собственной кабельной сети, может обеспечить такое подключение. Применения WLL, как оказалось, были важны для оказания конкуренции службе традиционного фиксированного телефона. С помощью беспроводной технологии оператор новой сети может эффективно обеспечить обслуживание, которое в терминах подвижности даже лучше, чем обслуживание конкурирующей сети фиксированного телефона, операторы которой являются собственниками кабелей абонентского доступа. Однако значение WLL в наше время уменьшилось из-за появления сотовых сетей, имеющих меньшие затраты на обслуживание.

Переносная учрежденческая сеть. В большинстве компаний внутренние радиосвязи так же как внешние коммуникации полагаются на общественные сотовые сети. Учрежденческая телефонная сеть строится как служба фиксированного телефона, обеспеченная учрежденческой автоматической телефонной станцией (УАТС), принадлежащей компании. Одним из привлекательных применений современных цифровых беспроводных технологий, типа DECT, как полагают, будут беспроводные корпоративные сети, где УАТС модернизирована так, чтобы управлять беспроводными телефонами DECT в дополнение к телефонам, использующим проводные линии. Эта технология поддерживает передачу по эстафете и терминалы может перемещаться свободно в районе одной УАТС, которая управляет многочисленными узлами подключения к станции. Функции управления подвижностью между сетями позволяют распространить подвижность DECT на другие участки (филиалы) офиса корпорации и, вероятно, даже на местную общественную телефонную сеть, если оператор местной телефонной сети поддерживает технологию DECT.

Профессиональное или Частное Мобильное Радио (PMR)

Системы PMR - выделенные и независимые мобильные системы радиосвязи. Некоторые из них - только простые радиостанции типа "портативной радиостанции", другие – сложные сети, которые используют технологию, подобную технологии сотовых систем мобильной радиосвязи. Одно типичное PMR принадлежит оператору такси. Оно поддерживает телефонные звонки и некоторую передачу данных между столом контроля и множеством автомобильных телефонов в ограниченном районе. Небольшое количество радиоканалов предназначено для каждой из таких систем в географическом районе. Традиционно, каждая организация строила свою собственную систему мобильной радиосвязи полностью независимо от других. Современные системы используют так называемый принцип “транкинга» (от англ. trunk- магистральная линия), который означает, что группа идущих в одном направлении радиоканалов разделена между несколькими организациями. Радиоканалы используются по требованию так же, как наш телефонный вызов резервирует один из каналов, или " trunks", идущих от одной телефонной станции к другой. Это улучшает использование радиочастот и экономически выгодно из-за уменьшенных инвестиций в инфраструктуру сети. Для каждой организации устанавливается замкнутая группа пользователей и эта группа, образующая виртуальную частную сеть (ВЧС), работает таким же образом, как если бы была физически отдельным пользователем. Группы пользователей являются логически отдельными, но каждая из них использует любой свободный радиоканал из общего фонда каналов. Эти разделяющие общий ресурс каналов сети, также называемые транкинговыми сетями, управляются оператором сети. Они формируются, чтобы обеспечить специализированное обслуживание для каждой ВЧС в корпорациях. Использование полосы частоты оптимизировано благодаря её разделу между многими пользовательскими организациями.

Принципы операций в транкинговых сетях. Центральное оборудование в транкинговой сети предоставляет в режиме реального времени любой свободный канал из общего фонда любому пользователю, который просит это, на время продолжительности коммуникации. Для каждой организации жестко определена группа пользователей в виде ВЧС. Динамическое распределение каналов позволяет использовать эффективно каждый из них, а пользователи чувствуют себя в обслуживании так, как будто они имеют отдельную выделенную для них систему каналов. Любая пользовательская организация может иметь ее собственную станцию отправки вызовов так же, как и в случае отправки вызовов по обычной системе радиосвязи.

Рис. 12.2.Принцип распределения ресурса сети и транкинговые сети

Рис. 12.2 иллюстрирует принцип распределения каналов в случае обычных и транкинговых радиосетей. В верхней части рисунка показаны три станции в режиме отправки вызовов по обычной радиосети с одним выделенным радиоканалом для каждой; то есть, каждая организация имеет только один доступный для себя канал независимо от того: общаются другие организации через свои каналы или нет. Когда поступают три одновременных вызова, два от организации 1 и один от организации 3, то один из вызовов блокируется, хотя один из радиоканалов свободен. Нижняя часть рис. 12.2 представляет принцип работы транкинговой сети. Теперь ресурс из трех радиоканалов разделен между всеми пользователями, каналы из этого ресурса предоставляются по требованию, и блокирование происходит только тогда, когда общее количество вызовов превышает количество каналов (три в этом упрощенном примере). Чтобы и далее улучшать использование радиочастот, транкинговые сети организуют в сотовую структуру и используют технологию, которая является подобной той, что используется в сотовых сетях общественного пользования.

Транкинговые сети. Много аналоговых транкинговых сетей находится в использовании. Полосы используемых частот отличаются от тех, что используются в сотовых сетях общественного пользования. Большинство современных аналоговых транкинговых сетей обеспечивает расширение речевых услуг, типа запроса приоритета в случае экстренного положения или запроса группы вызовов (группа определяется оператором сети), и каждая сеть типично содержит терминал, который играет роль диспетчера. Сети также поддерживают встроенные особенности передачи данных, таких как предопределенные или определенные пользователем текстовые сообщения. Они могут также обеспечить телеметрические услуги, типа дистанционного управления необслуживаемыми станциями; измерение температуры, силы ветра и уровня воды; и тревоги для зданий и отдаленный сигнальный контроль («вкл\выкл» для машины или света). Для компаний такси сети могут обеспечить автоматическую реакцию на ситуацию в текущий момент или автоматическое определение местоположения транспортного средства с помощью Глобальной Системы Позиционирования(GPS). Эти особенности сетей могут также использоваться спасательными службами, транспортными компаниями и лесничествами. Аналоговые сети в использовании различаются от страны к стране и даже в пределах одной страны, много несовместимых сетей может быть в использовании. В настоящее время развиваются новые цифровые транкинговые системы, которые нацелены на поддержку более широкой сферы услуг. Одна из них - земная транкинговая система радиосвязи, которая имеет целью обеспечить совместимость служб во всех европейских странах.

Сухопутная транкинговая радиосвязь. Современный цифровой стандарт для панъевропейской системы транкинговой радиосвязи известен как сухопутная транкинговая радиосвязь (TETRA). Эту систему первоначально называли трансъевропейским транкинговым радио, она отличается от сотовой системы GSM, но основана на опыте использования GSM. Система TETRA использует отличные от GSM полосы частот и обеспечивает некоторые услуги, которые не доступны в GSM, например, непосредственную коммуникацию между подвижными объектами. Сети TETRA построены для общественных организаций безопасности, типа милиции, пожарных команд и пограничников. Эти сети используют полосу частот в диапазоне от 380 до 400 МГц. Позже использование полос частот в диапазонах, близких к 410, 450, и 870 МГц было установлено коммерческим TETRA для услуг такси, транспорта, железной дороги, и других организаций. Как все транкинговые системы, TETRA использует сотовую структуру сети и распределение каналов по требованию. Это – цифровая система, которая использует эффективный метод кодирования речи и допускает высокий уровень интерференции соседних излучений, что позволяет, в свою очередь, улучшить эффективность использования спектра. Почему мы нуждаемся в отдельной сети, когда общественные сотовые сети обеспечивают обслуживание клиентов, которых можно определить как закрытую группу пользователей внутри организации? Одной из причин этого - та, что организация экстренных услуг настолько существенна для общества, что требуется отдельная сеть. Другие причины этого следующие:

• Проектируемая емкость сети общественного пользования рассчитана на среднюю активность обычных абонентов. В чрезвычайной ситуации сотовые сети общественного пользования могут оказаться перегруженными.

• Структура и услуги сети могут изменяться согласно потребностям пользователей независимо от общественных служб.

• Некоторые необходимые услуги не поддерживаются сотовыми сетями общественного пользования, например, непосредственные (минуя БС) коммуникации между мобильными клиентами и шифрование информации.

Общие особенности систем TETRА:

• эффективное использование спектра, сотовая структура и транкинговые (разделенные между пользователями) радиоресурсы;

• эффективное использование инвестиций, БС и телефонных станций, разделенных между несколькими организациями;

• национальный или даже международный охват пользователей сетью;

• стандартизированное оборудование для оказания множества услуг;

• поддержка частной виртуальной сети для каждой пользовательской организации,

которая желает изменить ресурсы услуг на необычные, типа особых каналов (от мобильного телефона к мобильному телефону, мобильного телефона к БС) и приоритетов;

• использование в каждой пользовательской организации своей собственной

“ диспетчерской станции ”, оператор которой может общаться со всеми терминалами;

• открытый канал, поддерживающий разнообразную коммуникацию (точка - точка и точка – много точек);

• установление приоритетов для организаций и пользовательских групп.

Радиооповещение (радиопейджинг)

Системы оповещения - симплексные системы, они передают в одном направлении короткие тексты или просто воспроизводят слышимый звуковой сигнал. Пейджер - маленькое и недорогое радиоприемное устройство, которое используется абонентами, чтобы получить сообщение без тревожащих их ответных действий. Есть два основных типа сетей радиооповещения: локальные пейджеры и пейджеры широкой области. Локальные пейджеры покрывают локальную область, такую как здание или больница. Пейджеры широкой области могут покрыть целую страну.

Новые технологии радиооповещения – общедоступные, например, европейская система радио сообщений (ERMES). Однако во многих странах использование систем оповещения уменьшается потому, что много сотовых систем обеспечивают подобную или даже еще лучшую, двунаправленную передачу сообщений.