Sistem radio portabil - Trunked radio system

Un sistem centralizat controlat troncal folosește un canal de control (așa cum se arată). Un alt tip, sistemele trunchiate bazate pe scanare (nu sunt prezentate) nu au un canal de control. Frecvențele sunt în scopuri de discuție și nu corespund unui sistem specific.

Un sistem radio cu trunchi este un sistem radio cu două căi care utilizează un canal de control pentru a aloca automat canale de frecvență grupurilor de radiouri de utilizator. Într-un sistem de radio mobil pe teren semi-duplex tradițional, un grup de utilizatori (un grup de discuții ) cu radiouri bidirecționale mobile și portabile comunică printr-un singur canal de radio partajat, vorbind câte un utilizator. Aceste sisteme au de obicei acces la mai multe canale, până la 40-60, astfel încât mai multe grupuri din aceeași zonă pot comunica simultan. Într-un sistem convențional (non-truncat), selectarea canalului se face manual; înainte de utilizare, grupul trebuie să decidă ce canal să folosească și să comute manual toate aparatele de radio pe acel canal. Aceasta este o utilizare ineficientă a resurselor de canal radio rare, deoarece grupul de utilizatori trebuie să aibă o utilizare exclusivă a canalului lor, indiferent de cât de mult sau cât de puțin transmit. De asemenea, nu există nimic care să împiedice mai multe grupuri din aceeași zonă să aleagă același canal, provocând conflicte și „conversații încrucișate”. Un sistem radio cu trunchi este o alternativă avansată în care procesul de selecție a canalelor este realizat automat de un controler central (computer).

Trunking-ul este un sistem radio mai automat și mai complex, dar oferă avantajele unei intervenții mai reduse a utilizatorului pentru a opera radioul și a unei eficiențe spectrale mai mari cu un număr mare de utilizatori. În loc să aloce un canal radio unui anumit grup de utilizatori la un moment dat, utilizatorii sunt înlocuiți unui grup logic, un grup de discuții . Atunci când orice utilizator din acel grup dorește să comunice cu un alt utilizator din grupul de discuții, un canal radio inactiv este găsit automat de sistem și conversația are loc pe acel canal. Multe conversații fără legătură pot avea loc pe un canal, folosind timpul de altfel inactiv între conversații. Fiecare transmițător radio conține un microprocesor care gestionează procesul de selectare a canalului. Un canal de control coordonează toată activitatea radiourilor din sistem. Calculatorul cu canal de control trimite pachete de date pentru a permite unui grup de discuții să vorbească împreună, indiferent de frecvență.

Scopul principal al acestui tip de sistem este eficiența; mulți oameni pot purta multe conversații doar pe câteva frecvențe distincte. Trunking-ul este utilizat de multe entități guvernamentale pentru a furniza comunicații bidirecționale pentru departamentele de pompieri , poliție și alte servicii municipale, care toate împărtășesc spectrul alocat unui oraș , județ sau altei entități. Un avantaj secundar al unui sistem radio de canalizare este ușurința cu care poate găzdui interoperabilitatea radio și, cu o planificare adecvată, poate adăuga agenții utilizator autorizate la implementarea sistemului.

Principiile de funcționare

Vezi și: Erlang (unitate)

Canale de control

În esență, un sistem radio trunchiat este o rețea de calculatoare de comutare de pachete . Radiourile utilizatorilor trimit pachete de date către un computer, operând pe o frecvență dedicată - numită canal de control - pentru a solicita comunicarea pe un grup de discuții specific. Controlerul trimite un semnal către toate radiourile care monitorizează acel grup de discuții, instruind radiourile să treacă automat la frecvența indicată de sistem pentru a monitoriza transmisia. După ce utilizatorul termină de vorbit, radiourile utilizatorilor revin la monitorizarea canalului de control pentru transmisiile suplimentare.

Acest aranjament permite mai multor grupuri de utilizatori să împărtășească un set mic de frecvențe radio reale, fără a se auzi conversațiile celuilalt. Sistemele conectate conservă în principal frecvențele radio limitate și oferă, de asemenea, alte caracteristici avansate utilizatorilor.

Talkgroups

Un „grup de discuții” este un grup logic atribuit de utilizatori pe un sistem radio cu rețea. Spre deosebire de un radio convențional care atribuie utilizatorilor o anumită frecvență , un sistem trunchi folosește o serie de frecvențe alocate întregului sistem. Apoi, canalul de control coordonează sistemul, astfel încât grupurile de discuții să poată partaja aceste frecvențe fără probleme. Scopul este de a crește dramatic capacitatea sistemului cu utilizarea optimă a frecvențelor. Multe aparate de radio tratează astăzi grupurile de discuții ca și cum ar fi frecvențe, deoarece se comportă ca atare. De exemplu, pe un scaner radio este foarte obișnuit să poți atribui grupuri de discuții în bănci sau să le blochezi, exact ca în cazul frecvențelor convenționale.

Hărți și ID-uri ale flotei

Fiecare sistem este construit cu un număr de grupuri de discuții de sistem identificate ca fiind solicitate de agențiile de utilizatori planificate, la care pot fi adăugate cu ușurință noi grupuri de discuții pe măsură ce sistemul se maturizează și sunt identificate noi agenții sau noi cerințe. Pentru fiecare agenție de utilizatori, grupurile de discuții sunt alocate într-o „flotă” a agenției. Flota de parcurs prezintă diferitele grupuri de discuții de care agenția are nevoie pentru a-și desfășura activitatea cu succes. De exemplu, într-o flotă de servicii de ambulanță va exista un grup de discuții creat pentru fiecare dintre spitalele cu care ambulanțele interacționează; grupuri de discuții pentru comunicații cu dispecerat (e), grupuri de discuții pentru evenimente speciale sau dezastre, un grup de discuții pentru transport medical aerian și o serie de grupuri de discuții care sunt partajate (cu controale adecvate) cu alte agenții de prim răspuns, cum ar fi poliția și serviciile de pompieri. Fiecărui grup de discuții i se atribuie un ID digital unic pe sistem, astfel încât controlerul să poată direcționa transmisiile către aparatele de radio destinate să le primească. În cadrul aceluiași sistem comun poate exista o flotă de ambulanțe, o flotă de utilizatori ai poliției și o flotă de pompieri. În majoritatea sistemelor de siguranță publică / servicii publice partajate, fie la nivel de oraș, fie la nivel de stat / provincie, există adesea utilizatori suplimentari care partajează sistemul la o prioritate inferioară predeterminată pentru servicii precum controlul animalelor, lucrări publice, întreținerea autostrăzilor, servicii corecționale, resurse naturale etc. Sistemul poate include, de asemenea, grupuri de discuții pentru agențiile federale care operează în jurisdicție și, în unele cazuri, utilizatorii comerciali care oferă asistență pentru siguranța publică generală. Aceste hărți ale flotei sunt considerate subfletele grupurilor de discuții reale. Subfletele sunt programate intuitiv în aparatele de radio ale utilizatorilor, astfel încât utilizatorii să poată găsi cu ușurință un grup de discuții atunci când este necesar să treacă pentru o anumită situație. Alternativ, un operator de consolă de dispecerizare a sistemului de canalizare poate de fapt „corela” două grupuri de discuții împreună, formând un nou grup de discuții „virtual” pentru a permite utilizatorilor din diferite agenții să comunice fără a trebui să schimbe canalele.

În general, în planificarea unui sistem radio de canalizare multi-agenție, fiecărei agenții i se atribuie un „bloc” de numere de identificare a grupului de discuții pe baza numărului de grupuri de discuții pe care anticipează să le solicite, plus un anumit exces pentru extinderea viitoare. Astfel, un bloc de servicii de poliție cu ID-uri de grup de discuții ar putea începe cu 102100 până la 102199, iar un bloc de servicii de pompieri pe același sistem ar putea începe cu 102200 până la 102299. Aceasta identifică sistemul ca 102XXX și oferă o sută de ID-uri de grup de discuții pentru fiecare agenție. Grupurilor de discuții partajate de agenție (uneori denumite ajutor reciproc sau inter-agenții) li se poate atribui un bloc începând de la 102500 până la 102520, permițând douăzeci de grupuri de discuții partajate care pot fi oferite pentru utilizare de către orice agenție autorizată. În multe sisteme la nivel de provincie, este obligatoriu pentru participarea la sistem ca agențiile de utilizatori să includă toate grupurile de convorbiri partajate autorizate și / sau frecvențele partajate simplex.

Scanare

Majoritatea scanerelor care pot asculta sisteme radio trunchiate (numite trunchiuri de urmărire) sunt capabile să scaneze și să stocheze grupuri de convorbiri individuale la fel ca și cum ar fi frecvențe. Diferența în acest caz este că grupurile sunt alocate unei anumite bănci în care este programat sistemul trunchiat. Cu alte cuvinte, grupurile de discuții sunt stocate pe banca trunchiată.

Comparație cu canalele telefonice

Conceptul de canalizare (partajarea resurselor) este de fapt destul de vechi și este preluat din tehnologia și practica companiei de telefonie. Luați în considerare două centrale de telecomunicații, una în orașul "A" și cealaltă în orașul adiacent "B". Fiecare dintre aceste birouri centrale are capacitatea teoretică de a gestiona zece mii de numere de telefon individuale. (Biroul central "A", cu prefixul "123", are disponibile 10.000 de numere de la 123-0000 la 123-9999; biroul central "B", cu prefixul "124", la fel.)

Dacă toți cei 10.000 de abonați din „A” ar trebui să apeleze simultan 10.000 de abonați în „B”, atunci ar fi necesar să existe 10.000 de linii pentru a conecta cele două orașe. Cu toate acestea, șansele ca acest lucru să se întâmple sunt la distanță, deoarece numărul de apeluri simultane este de obicei mult mai mic. Erlang-B este o formulă obișnuită care prezice numărul optim de linii trunchi necesare în condiții normale.

Acest concept a fost aplicat pur și simplu grupurilor de utilizatori radio, pentru a determina numărul optim de canale necesare, în condiții normale, pentru a găzdui un anumit număr de utilizatori. În cazul unei urgențe pe scară largă, cum ar fi un cutremur major, mult mai mulți utilizatori decât în ​​mod normal vor încerca să acceseze atât sistemele telefonice, cât și cele radio. În ambele cazuri, odată ce capacitatea de canalizare a sistemelor este utilizată pe deplin, toți utilizatorii ulteriori vor primi un semnal de ocupat. Într-un astfel de caz, gestionarea comunicațiilor devine critică doar cu comunicațiile foarte locale care partajează frecvențe simplex (non-sistem) și comunicațiile la distanță mai mare partajează grupuri de conversații trunking pre-planificate și guvernează utilizarea resurselor la comunicațiile esențiale.

În exemplul nostru de expediere a poliției, diferitelor grupuri de discuții li se atribuie diferite niveluri de prioritate ale sistemului, uneori cu capacitate de „preempțiune”, încercând să se asigure că se menține comunicarea între unitățile critice.

Diferențe față de radioul bidirecțional convențional

Sistemele radio „trunchiate” diferă de sistemele radio „convenționale” prin aceea că un sistem radio convențional folosește un canal (frecvență) dedicat pentru fiecare grup individual de utilizatori, în timp ce sistemele radio „trunking” utilizează un grup de canale disponibile pentru o mulțime de persoane diferite grupuri de utilizatori.

De exemplu, dacă comunicațiile poliției sunt configurate în așa fel încât douăsprezece canale convenționale sunt necesare pentru a permite expedierea la nivel de oraș pe baza zonelor de patrulare geografică, în perioadele de activitate de expediere lentă, o mare parte din capacitatea canalului respectiv este inactivă. Într-un sistem trunchiat, unităților de poliție dintr-o anumită zonă geografică nu li se atribuie un canal dedicat, ci în schimb sunt membri ai unui grup de discuții îndreptățit să recurgă la resursele comune ale unui grup mai mic de canale.

Avantajele trunkingului

Radioul cu canale profită de probabilitatea ca, cu un anumit număr de utilizatori, nu toată lumea să aibă nevoie de acces la canal în același timp, prin urmare sunt necesare mai puține canale radio discrete. Dintr-o altă perspectivă, cu un număr dat de canale radio, poate fi găzduit un număr mult mai mare de grupuri de utilizatori. În exemplul departamentului de poliție, această capacitate suplimentară ar putea fi apoi utilizată pentru a atribui grupuri individuale de discuții grupurilor specializate de anchetă, control al traficului sau evenimente speciale care altfel nu ar avea avantajul comunicațiilor private individuale.

Pentru utilizator, un radio de canalizare arată exact ca un radio „obișnuit”: există un „comutator de selectare a canalului” pentru ca utilizatorul să selecteze „canalul” pe care dorește să îl folosească. În realitate, totuși, „comutatorul de canal” nu comută frecvențe ca într-un radio convențional, dar atunci când este schimbat, se referă la un program software intern care determină transmiterea unei noi filiale a grupului de discuții pe canalul de control. Acest lucru identifică radioul specific controlerului de sistem ca membru al unui grup de discuții specific și acel radio va fi apoi inclus în orice conversații care implică acel grup de discuții.

Acest lucru permite, de asemenea, o mare flexibilitate în utilizarea radioului - același model radio poate fi utilizat pentru mai multe tipuri diferite de utilizatori ai sistemului (de ex. Poliție, Pompieri, Lucrări Publice, Control animale, etc.) pur și simplu prin schimbarea programării software-ului în radioul propriu-zis.

Întrucât grupurile de convorbiri transmit în mod constant pe diferite frecvențe, sistemele radio trunchiate fac mai dificil pentru un ascultător de scaner fără un scaner programat de urmărire a trunchiului să țină pasul cu conversația.

În 1997, au apărut pe piață scanere radio compatibile cu sistemele trunchiate. Una dintre primele companii care a lansat aceste dispozitive pe piață, Uniden , a înregistrat marca comercială pe 5 decembrie 1997 cu termenul de „urmărire trunchi”.

Tipuri de sisteme radio cu trunchi

Aceasta nu este concepută pentru a fi o listă a tipurilor de echipamente ale producătorilor, este concepută ca o listă a tipurilor de protocol aerian, cu excepția cazului în care s-au făcut modificări semnificative specifice furnizorului care încalcă standardul publicat.

Astăzi, tehnologiile radio cu canalizare au divizat în trei tipuri distincte sau „niveluri”. Acestea nu sunt „oficiale”, dar sunt clar definite în cadrul tipurilor de protocol: -

Nivel de intrare

Aceste sisteme sunt relativ simple în funcționarea lor și îndeplinesc doar cerințele minime pentru a fi definite ca un sistem radio „trunchi”. În general, acestea nu au funcții îmbunătățite, cum ar fi comunicarea datelor sau conștientizarea înregistrării. Acestea vor oferi facilități simple de canalizare numai pentru apelurile vocale.

Standard

Aceste sisteme prezintă unele dintre caracteristicile unui sistem radio cu nivel înalt, dar nu toate caracteristicile. Prin urmare, sunt potrivite pentru implementări mici în care se așteaptă ca utilizatorii să utilizeze întreaga rețea disponibilă (cum ar fi un sistem privat care acoperă un campus sau un oraș). Datorită lipsei de caracteristici avansate, acestea nu sunt, în general, potrivite pentru implementări de misiune critică, operațiuni de tip PAMR sau tipuri de utilizatori partajate necoordonate.

Protocoalele adevărate de nivel 3 / mod 3 DMR / dPMR sunt destinate în cele din urmă să migreze în lista „Advanced Advanced high end” de mai jos, dar astăzi (2015) nu pot fi clasificate ca atare din cauza problemelor majore de interoperabilitate, lipsei unui protocol matur și lipsei unui protocol clar definit protocol interfață utilizator.

Sisteme avansate

Unele protocoale radio troncate oferă fiabilitate și securitate suplimentară.

Interfața aeriană comună NXDN (CAI) a fost acceptată în cadrul reuniunii ITU-R (International Telecommunications Union Radiocommunications Sector) din noiembrie 2016 și a fost adăugată la Raportul M.2014-3 , publicat în februarie 2017. Este un , protocol multi-furnizor adoptat pe scară largă în aplicații critice pentru misiune în Japonia, SUA și Europa continentală.

Alte protocoale includ:

Note

  1. ^ Grupurile de convorbiri, scanarea și apelurile de grup sunt definite în „Secțiunea 2: Rezumatul nevoilor”, Raportul final al fazei II din Arizona: Evaluarea necesităților de interoperabilitate radio la nivel național, Macro Corporation și The State of Arizona, 2004, pp. 16.
  2. ^ Documentul „Raport de comparație a sistemelor radio convenționale și troncate” de la Departamentul de securitate internă analizează și compară sistemele LMR convenționale, trunchiate și hibride și oferă definiții la nivel înalt ale alternativelor arhitecturale asociate fiecărei opțiuni.
  3. ^ Numărul de înregistrare al biroului de brevete și mărci al SUA 2407576, numărul de serie 75400608, înregistrat la Uniden America Corporation.