Телекоммуникационные информационные системы

Структура протокола представлена на рисунке 3.5. После того, как информация абонента подвергается кодированию, происходит ее структурная организация. Все данные передаются в виде пакетов определенной длины (их иногда называют окнами или кадрами). Система FLEX содержит 128 окон. Чтобы передать все 128 окон, требуется ровно 4 минуты вне зависимости от скорости передачи информации. Передача всех 128 окон носит название flex-цикл. Таким образом, получается, что за один час можно передать 15 циклов.

Основными задачами, которые  удалось решить разработчикам протокола, являются: максимизация емкости канала, увеличение скорости передачи данных, увеличение срока службы источников питания и усовершенствование методов защиты данных от ошибок. Рассмотрим каждый из этих аспектов.

FLEX позволяет передавать сообщения на трех скоростях, что дает возможность операторам  пейджинговой связи адаптировать емкость своей системы под определенные требования рынка. Высокоскоростной протокол позволяет обеспечить более высокую пропускную способность канала, а также более низкую задержку передачи сообщений.

Протокол поддерживает следующие скорости: 1600 бит/с, 3200 бит/с и 6400 бит/с. При работе со скоростью 6400 бит/с выигрыш в емкости канала составляет примерно 10 раз по сравнению с системой POCSAG, работающей на скорости 512 бит/с. В системе FLEX на один канал может приходиться 600 000 абонентов, имеющих цифровые пейджеры, что значительно выше, чем в системе POCSAG. Также, важно отметить, что если число адресов в системе POCSAG ограничено двумя миллионами, то адресное поле FLEX составляет более миллиарда. Кроме того, пейджер системы FLEX может работать на любой из возможных скоростей, таким образом, отпадает необходимость использовать различные пейджинговые приемники для различных скоростей передачи.

Известно, что POCSAG, например, по своей структуре протокол асинхронный, что требует сигнала, сигнализирующего о начале информационной последовательности (так называемая преамбула). Чтобы ее обнаружить, пейджеру необходимо хотя бы периодически включаться в режим поиска преамбулы, соответствующей номеру данного абонента. Это, в свою очередь, приводит к значительным затратам электроэнергии. FLEX, напротив, протокол синхронный. Любое сообщение, предназначенное для конкретного абонента, посылается в эфир не случайным образом, а в определенный момент времени, т. е. в определенном временном интервале. Это значит, что приемнику достаточно включаться для просмотра одного или более предназначенных для него временных окон всего один раз каждый flex-цикл, так что не требуется расходовать энергию на декодирование сообщений, предназначенных для других пейджеров. Такая организация передачи сообщений значительно снижает энергопотребление, что приводит к увеличению времени работы источников питания, которые можно сделать несколько меньших размеров, а, следовательно, сделать сам пейджер более компактным.

В системах данного класса предусмотрена дополнительная защита от замираний сигнала, вызванных  многолучевым распространением радиоволн  в условиях города. По этому показателю системы FLEX в 12 раз более эффективны, чем POCSAG со скоростью передачи 1200 и в 24 раза более эффективны, чем POCSAG со скоростью 2400.

В отличие от ERMES внедрение стандарта FLEX не требует кардинальной замены передающего оборудования. Имеющаяся аппаратура позволяет проводить смешение протоколов FLEX и POCSAG во время передачи информации, т.е. осуществлять попеременно ее передачу в синхронном режиме (стандарт FLEX) и в асинхронном (стандарт POCSAG). В настоящее время в трех городах Российской Федерации — Москве, Санкт-Петербурге и Самаре — существуют пейджинговые сети, работающие на основе стандарта FLEX.

Для работы в сетях FLEX предназначен цифровой пейджер PROENCORE. Существуют также некоторые версии буквенно-цифровых пейджеров данного протокола. Одна из таких разработок, принадлежащих семейству FLEX, носит название ReFLEX и является первым протоколом, позволяющим осуществлять двустороннюю пейджинговую связь. Для этих целей используется пейджер Tango, также разработанный фирмой Моторола. Эта же фирма активно работает над внедрением   протокола  In FLEXion для обеспечения передачи на пейджер голосовых   сообщений.   Первая модель такого пейджера называется Tenor.

Тенденции развития пейджинговой связи

В настоящее  время в России сложилась устойчивая структура связных систем персонального радиовызова. Число компаний — операторов пейджинговой связи перевалило за сотню, а их услугами охвачено большинство крупных российских промышленных городов и прилегающие к ним районы. Системы персонального радиовызова обеспечивают своих абонентов достаточно оперативной и относительно недорогой связью. С другой стороны, они являются едва ли не единственным видом односторонней связи. Работа большинства существующих пейджинговых систем строится на утверждении, что их клиентам нет необходимости организовывать двустороннюю связь, а достаточно получать только короткую информацию или вызов.

Увеличение  объема предоставляемых услуг абонентам  пейджинговой связи достигается двумя основными методами: организационно-техническим совершенствованием работы служб компаний и внедрением новых технологий и стандартов.

Метод в области  расширения услуг основан на максимальном использовании возможностей существующего связного оборудования. Подавляющее большинство отечественных пейджинговых сетей работают в известном асинхронном стандарте POCSAG (в документах МККР стандарт обозначается как Radiopaging Code No. 1, рекомендация № 584), разработанном еще в начале 70-х годов. Хотя, безусловно, данный стандарт уже не удовлетворяет современным требованиям, но и в его рамках отдельным компаниям-операторам удается значительно расширить комплекс предоставляемых услуг.

Клиентам  предлагается все более широкий диапазон информационных сообщений, получаемых по пейджинговым каналам. Стандартный набор многих крупных компаний включает курсы основных мировых валют, сводки погоды, описание ситуаций на дорогах, информацию о работе клубов, театров, ресторанов и т.д. Пытаясь еще более расширить этот вид услуг, некоторые компании предлагают своим клиентам использовать информационные каналы для их рекламных нужд, создают пакеты предоставляемой информации по группам пользователей, деля их по профессиональным и возрастным категориям. Расширяется перечень дополнительных услуг, общепринятыми дополнительными услугами в настоящее время являются:

• сквозная нумерация сообщений;
• ведение архива сообщений с возможностью ограничения доступа к хранящейся в нем информации;
• возможность временного отключения абонента;
• отправка сообщения абоненту в заданное время;
• групповой вызов;
• роуминг;
• использование в качестве идентификатора абонента нескольких одновременно действующих цифровых и символьных обозначений (фамилии или имени, пр.).

Отправить сообщение  на пейджер, обслуживаемый в одной из крупных компаний, можно через Web-сайт этой компании.

В 1998 г. в Москве введена в эксплуатацию система  двусторонней пейджинговой связи, предоставляющая  владельцам специальных двухсторонних  пейджеров - твейджеров - возможность  ответа на получаемые сообщения и передачу собственных. Использование технологии двустороннего пейджинга позволило в значительной мере расширить возможности изначально симплексной (односторонней) пейджинговой связи. Пользователь твейджера в ответ на полученное сообщение выбирает подходящий ответ и отсылает его адресату. Для массовых пользователей выпускается твейджер SPR-8000 фирмы Samsung. Существует модель твейджера фирмы Nexus Telocation Systems (Израиль), специально разработанная для применения в автоматизированных системах промышленного мониторинга или охраны объектов. Данный тип твейджера не имеет экрана и органов ручного управления, ему требуется внешнее питание напряжением 12 В, но он обладает всеми возможностями полноценной связи с внешними устройствами, такими как компьютер через интерфейс RS-422. Это позволяет строить на его основе автоматизированные системы связи и управления. Областями применения этих систем могут быть: автоматическое определение местоположения подвижных объектов, управление обеспечением безопасности подвижных и стационарных объектов, дистанционное управление включением и выключением различных приборов, автоматическое снятие показаний удаленных датчиков и т.д.

Еще одно направление  развития пейджинговой связи - спутниковый пейджинг. С 1998 г. в России существует возможность полного международного пейджингового роуминга через спутниковую систему связи IRIDIUM. По существу он является многочастотным синтезаторным приемником спутникового сигнала, способным принимать сообщения, приходящие по одному из четырех частотных каналов в диапазоне 1,6 ГГц. Обладая возможностью измерения уровня сигнала из эфира, он позволяет осуществлять индикацию зоны уверенного приема.

Сети транкинговой связи

Организация транкинговой радиосвязи

Транкинговая  система радиосвязи (TCP) — это система, в которой используется принцип равной доступности каналов для всех абонентов или групп абонентов. Этот принцип давно и повсеместно используется в телефонных сетях, откуда в радиосвязь и пришло слово "trunk" (пучок, т.е. пучок равнодоступных каналов). Транковые системы создавались как ведомственные и хорошо себя зарекомендовали в эксплуатации в течение 30 лет, однако, на текущий момент транкинговые системы являются морально устаревшими.

Суть транкинга  заключается в следующем. Рассмотрим ситуацию, когда имеется три радиочастотных канала, каждый из которых жестко закреплен за несколькими группами пользователей. Для такой системы (точнее, трех раздельных систем) типична ситуация: канал 1 перегружен и абонент этой группы не может выйти на связь, в то же время каналы 2 и 3 не используется. В случае, когда три канала объединены в единую систему (т.е. присутствует элемент централизации – базовая станция) и равнодоступны для любой группы абонентов, тот самый абонент имеет возможность установления связи.

Основной, определяющей название, функцией оборудования TCP является автоматическое предоставление свободного радиоканала по требованию абонента радиостанции и переключение на этот канал вызываемого абонента или  группы абонентов. Кстати, с этой точки зрения беспроводные телефоны (такие, как PANASONIC KX-T9080), работающие на общем наборе радиоканалов, также в совокупности образуют TCP.

Транкинговые  сети связи предоставляют широкий  спектр услуг, а именно:

• внутренние вызовы (индивидуальный и групповой);
• роуминг;
• передача данных;
• режим непосредственной связи;
• тарификация;
• удаленное управление абонентскими радиостанциями.

Системы профессиональной радиосвязи характеризуются большим  радиусом действия, поскольку, даже в  простейшей TCP, связь радиостанций между собой осуществляется через ретрансляторы базовой станции (БС). Кроме того, многозоновые TCP имеют в своем составе несколько (от единиц до сотен) БС, каждая из которых обслуживает свою зону. При этом система установит соединение между радиостанциями независимо от их местоположения и, как правило, совершенно прозрачно для пользователей вызываемой и вызывающей радиостанций.

Кроме вызова группы радиостанций (имеется во всех TCP), почти все системы обеспечивают индивидуальный вызов конкретной радиостанции. При этом многие современные TCP обеспечивают разделение всего парка радиостанций на отдельные отряды. Отряд - это совокупность радиостанций, принадлежащих определенной организации, внутри которого осуществим индивидуальный и групповой вызов. Предполагается, что вызовы между отрядами в большинстве случаев запрещены. Таким образом, каждая из организаций, пользующихся TCP, может иметь как бы свою изолированную систему связи.

Как правило, TCP обеспечивают связь радиостанции с абонентами городской и нескольких учрежденческих телефонных сетей, причем их подключение к таким сетям может осуществляться как простейшим способом по абонентским линиям (аналогично офисным АТС), так и по соединительным линиям. В последнем случае, с точки зрения нумерации абонентов, TCP становится частью телефонной сети города или учреждения.

Доступ к  каждому виду услуг, предоставляемых  системой, обычно программируется индивидуально  для каждого абонента. Кроме того, программируется предельное время  разговора и приоритет абонента. TCP имеют также защиту от несанкционированного доступа в систему. Все радиостанции, рассчитанные на работу в TCP, имеют возможность переключения в режим обычной радиостанции.

Оборудование  любой TCP рассчитано на коммерческую эксплуатацию, поэтому обязательно обеспечивает учет времени использования системы каждым абонентом (тарификацию).

В таблице 4.1 приведены характеристики некоторых TCP, заложенные в стандарты. Оборудование TCP зачастую позволяет расширить  эти возможности (несколько банков каналов в SmarTrunkII, многозоновая работа в LTR и т.п.).

Таблица 4.1

Основные  характеристики ТСР