2007 г.
30.10.2007 На сегодняшний день голосовая связь является основным видом коммуникации в сетях ПМР. Наряду с этим возрастает понимание необходимости неголосовых коммуникаций с использованием механизма беспроводной передачи данных.
Основным фактором, определяющим возрастающую потребность в использовании беспроводной передачи данных в сетях ПМР, является желание пользователей повысить эффективность своей деятельности за счет увеличения скорости и точности передаваемой информации. Другой важный фактор, способствующий применению беспроводной передачи данных - желание повысить эффективности использования спектра и/или увеличить емкость сетей.
Учитывая вышесказанное, при определении функций, которые должны поддерживаться системами стандарта ТЕТРА, были заложены следующие сервисы для передачи данных:
Использование нескольких сервисов передачи данных позволяет эффективно осуществлять обмен информацией в зависимости от размера сообщений и частоты их возникновения (рис 1).
Рис 1. Назначение сервисов передачи данных сетей ТЕТРА.
Помимо сервисов передачи данных, стандарт ТЕТРА определяет интерфейс периферийных устройств (PEI), который позволяет внешним устройствам и программам использовать возможности абонентских терминалов ТЕТРА по передаче данных. Наличие стандартного интерфейса PEI, а также растущий рынок систем ТЕТРА вызвал существенный интерес ряда компаний к разработке приложений, использующих передачу данных в сетях ТЕТРА.
Важность рынка приложений была подтверждена во время Всемирного ТЕТРА конгресса 2002 г. в Ницце, на котором было сообщено о существовании более 130 приложений, использующих передачу данных в сетях ТЕТРА, разработанных более 80 компаниями.
Эти приложения используются в следующих областях:
Статусные сообщения
Статусные сообщения являются наиболее старой формой неголосовых коммуникаций в системах ПМР. Статусные сообщения предназначены для замены часто повторяющихся голосовых сообщений, используемых пользователями таких систем для информирования диспетчера о своем текущем статусе. Для передачи статусных сообщений используются цифровые коды, в свою очередь абонентские терминалы и диспетчерские рабочие станции содержат таблицы соответствия передаваемых цифровых кодов стандартным текстовым сообщениям.
Получателем статусного сообщения может быть отдельный абонент, группа абонентов или диспетчерская рабочая станция. Для передачи статусных сообщений используется основной канал управления (MCCH) базовой станции в случае, если абонентская радиостанция находится в состоянии ожидания, либо низкоскоростной совмещенный канал управления (SACCH), если абонентская станция участвует в голосовом вызове.
Использование статусных сообщений в сочетании с идентификацией передающего абонента и фиксацией времени передачи сообщения позволяет организовать эффективные автоматизированные системы управления парком абонентов, а также повысить нагрузочную способность системы.
Сервис коротких сообщений
Сервис коротких сообщений позволяет абонентам сети осуществлять доступ к информации, а также связываться между собой и обмениваться сообщениями. Типичными приложениями, использующими сервис коротких сообщений, являются:
Стандартом ТЕТРА предусмотрено несколько типов коротких сообщений:
Получателем короткого сообщения может быть отдельный абонент, группа абонентов или диспетчерская рабочая станция. Для передачи коротких сообщений используется основной канал управления (MCCH) базовой станции в случае, если абонентская радиостанция находится в состоянии ожидания, либо низкоскоростной совмещенный канал управления (SACCH), если абонентская станция участвует в голосовом вызове.
Использование сервиса коротких сообщений позволяет организовать одновременную передачу абонентским терминалом голоса и данных, увеличить эффективность коммуникаций между абонентами, организовать широковещательную рассылку сообщений и повысить нагрузочную способность системы.
Несмотря на то, что величина коротких сообщений ограничена 140 байтами, сервис коротких сообщений является наиболее широко используемым способом передачи данных в системах стандарта ТЕТРА. На базе сервиса коротких сообщений разработано большое количество приложений для организации автоматизированных диспетчерских служб, систем контроля за местоположением подвижных объектов и систем телеметрии и телеуправления.
Сервисы передачи больших объемов данных
Наряду с задачей передачи относительно небольших объемов данных, которая может быть решена с помощью сервиса коротких сообщений, в сетях ПМР часто возникает необходимость передачи больших объемов данных, например, для организации мобильного офиса, передачи изображений и для работы с централизованными базами данных. Для этого в стандарте ТЕТРА предусмотрены две возможности: передача данных с коммутацией каналов и пакетная передача данных.
Передача данных с коммутацией каналов (Circuit Mode Data).
При передаче данных с коммутацией каналов устанавливается соединение между абонентами сети, аналогичное dial-up соединению между модемами в телефонной сети. В зависимости от уровня защиты от ошибок, обеспечиваемого инфраструктурой сети, в одном тайм-слоте возможна организация канала передачи данных с пропускной способностью 2.4, 4.8 или 7.2 кбит/с.
Достоинства передачи данных с коммутацией каналов:
Недостатки передачи данных с коммутацией каналов:
Пакетная передача данных (Packet Data Service)
Сервис PDS (TETRA PDO) предусматривает возможность передачи данных в сетях ТЕТРА с использованием протокола IP. При этом каждому абонентском терминалу в сети присваивается IP адрес, что позволяет организовать обмен данными между ними, а также с внешними узлами через соответствующий шлюз.
Сервис пакетной передачи данных обладает рядом преимуществ по сравнению с режимом коммутации каналов:
Основным преимуществом сервиса пакетной передачи данных является возможность использования большого количества стандартного программного обеспечения, разработанного для IP сетей (электронная почта, доступ к базам данных и т. п.
Сервис пакетной передачи данных может использовать либо выделенные, либо совмещенные каналы. В первом случае один или несколько тайм-слотов в базовой станции выделяются исключительно для передачи данных. Данный режим обеспечивает гарантированное выделение ресурсов для осуществления передачи данных, а также позволяет обеспечить приоритетный доступ к сервису PDS для отдельных пользователей и групп. В случае использования совмещенных каналов выделение их для передачи данных осуществляется аналогично выделению каналов для голосовой связи. В одном тайм-слоте могут поочередно передаваться голос и данные, голосовая связь является приоритетной. Помимо выделенных и совмещенных каналов, сервис пакетной передачи может использовать разделяемые и неразделяемые каналы.
В случае использования неразделяемого канала, один тайм-слот может обслуживать один сеанс связи. При использовании разделяемых каналов тайм-слот используется несколькими абонентами, пропускная способность канала распределяется между абонентами.
Примеры использования сервиса пакетной передачи данных
Высокая эффективность пакетной передачи данных, а также наличие большого количества стандартных приложений обусловили широкую распространенность данного сервиса. Ниже приведен ряд примеров использования пакетной передачи данных в реальных сетях ТЕТРА.
Метрополитен Копенгагена:
Метрополитен Сингапура:
Полиция Джерси:
Пакетная передача данных в системе Dimetra IP
Dimetra IP представляет собой систему транкинговой связи стандарта ТЕТРА производства компании Motorola, полностью базирующуюся на технологии IP. В системе Dimetra IP отсутствует центральный коммутатор. Вместо этого базовые станции, телефонные шлюзы, средства управления сетью подключены к единой IP-магистрали, а обмен информацией между этими устройствами и коммутация вызовов осуществляются стандартными средствами, предусмотренными протоколом IP. Данная архитектура позволяет строить высоконадежные сети ТЕТРА с большими возможностями масштабирования. Построение сети ТЕТРА на базе IP транспорта делает еще более органичной реализацию пакетной передачи данных в системе.
Примером построения системы связи на базе оборудования Dimetra IP является сеть BT Airwave. BT Airwave представляет собой единую сеть подвижной связи стандарта ТЕТРА, созданную в интересах служб общественной безопасности Великобритании. После окончательного развертывания система будет состоять из более чем 2000 базовых станций, обеспечивающих связь на всей территории страны. Одной из услуг, предоставляемой сетью BT Airwave своим пользователям, является организация доступа мобильных абонентов к своим корпоративным сетям по протоколу IP.
Рис 2. Схема предоставления услуги передачи данных по протоколу IP в сети BT Airwave.
Для повышения эффективности использования услуги передачи данных по протоколу IP в сети BT Airwave компания Infomatrix разработала пакет промежуточного программного обеспечения (middleware) UniTech,
Пакет UniTech включает в себя также API разработки приложений для различных оконечных устройств (PC, PDA).
Пакетная передача данных в системе Compact TETRA.
Motorola Compact TETRA представляет собой систему транкинговой связи стандарта ТЕТРА, предназначенную для построения сетей небольшого масштаба (до 8 сайтов, до 32 тетра-несущих). Начиная с версии 2, система Compact TETRA поддерживает пакетную передачу данных по протоколу IP.
Каждому мобильному абоненту в сети может быть присвоен IP-адрес. Обмен данными может осуществляться как между мобильными абонентами, так и через специальный шлюз с внешними IP сетями.
Скорость передачи информации между мобильным абонентом и инфраструктурой - приблизительно 3.5 кбит/с (эффективная).
Скорость передачи информации во внешние сети через шлюз – до 500 кбит/с.
Максимальное количество каналов пакетной передачи данных (возможно использование выделенных и совмещенных каналов) – до 4-х в каждой базовой станции.
Максимальное количество сеансов связи на одном разделяемом канале – 8.
Абонентские терминалы с поддержкой пакетной передачи данных
Важным фактором, оказывающим влияние на жизнеспособность того или иного сервиса, предусмотренного стандартом ТЕТРА, помимо поддержки инфраструктурой, является наличие поддержки на уровне абонентского оборудования.
Что касается сервиса пакетной передачи данных, то крупнейшие производители абонентского оборудования стандарта ТЕТРА – компании Моторола и Нокиа - выпускают радиостанции стандарта ТЕТРА с поддержкой пакетной передачи данных в одном тайм-слоте, а ряд других производителей объявил о планах выпуска таких терминалов в ближайшем будущем.
Выводы
Вышеприведенные примеры показывают, что возможности передачи данных, заложенные при разработке стандарта ТЕТРА, оказались востребованными рынком и поддержаны производителями оборудования. Также анализ примеров реализации и спектра выпускаемого оборудования показывает, что наиболее востребованными оказались сервис передачи коротких сообщений (системы контроля местоположения подвижных объектов, системы телеметрии, диспетчерские системы) и сервис пакетной передачи данных (мобильный офис, доступ к централизованным базам данных и т. п.).
Список литературы:
Автор: Киреев Д.С.
