В рубрику "Подвижная связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Е.В. Андропов, начальник инженерно-технической службы ЗАО "Коминформ"
Из широкого списка потребителей услуг профессиональной мобильной радиосвязи (ПМР) можно выделить специфическую группу служб, для осуществления деятельности которых требуется максимально оперативное управление сотрудниками, свободно перемещающимися на достаточно большой территории - в высотном здании, на производственных площадях предприятия, по городу и т.д. К таким службам относятся:
Задачи оперативного управления решаются с помощью оперативно-диспетчерских систем (ОДС) на базе систем ПМР. Под ОДС будем понимать совокупность аппаратно-программных (технических) средств, с помощью которых осуществляется оперативное - в реальном времени -управление деятельностью сотрудников.
Требования к диспетчерским системам
Среди абонентов ОДС четко выделяются две группы:
Ядром диспетчерской системы является сеть радиосвязи. Структура ОДС имеет следующий вид (см. рисунок):
Отметим, что абоненты диспетчерской системы - люди, работающие в состоянии постоянной готовности. Система должна обеспечивать не только оперативность и эффективность управления, но и комфортную работу сотрудников.
Основные функциональные требования к ОДС:
Для высокой оперативности управления необходима сеть радиосвязи с высокой оперативностью голосового доступа без набора номера и длительного ожидания вызова. Идеальный вариант - работа по принципу "нажмите -говорите".
Групповой вызов позволит оповестить сразу всех или отдельную группу абонентов, выполняющих общую задачу.
Автоматическая идентификация абонента необходима в первую очередь для облегчения работы диспетчера в случае, если сотрудник забыл себя назвать, находится в ситуации, угрожающей его безопасности или в состоянии стресса, а также для автоматизированного учета работы сотрудников. Таким образом, система должна обеспечивать передачу идентификаторов (ID) от каждой абонентской станции.
Поскольку перерыв в работе оперативной системы означает потерю управления ситуацией и невозможность решения оперативных задач, система должна отличаться высоким уровнем надежности. Поэтому в сети радиосвязи должны быть обеспечены: минимальная вероятность отказа оборудования (в первую очередь базовых станций и диспетчерских комплектов), высокая помехозащищенность радиолиний и защита их от несанкционированного доступа, а также достаточная для решения оперативных задач зона действия сети. ОД С должна быть независима от сетей общего пользования, поскольку те могут быть перегружены или заблокированы (в случае чрезвычайной ситуации).
С целью повышения эффективности управления и комфортности работы диспетчера и сотрудников, ОДС может поддерживать ряд дополнительных функций:
Конкретный набор дополнительных требований к системе определяется особенностями производственной деятельности.
Базовые технологии и аппаратура
Наиболее адекватной основой для создания ОДС в сетях ПМР является транкинговая радиосвязь как цифроа-налоговых протоколов (APCO25, LTR, SmarTrunkII, конвенциональный), так и цифровых (ASTRO, TE-TRA).
Обратимся к наиболее распространенным цифроаналоговым протоколам и соответствующей аппаратуре. Базовые и абонентские радиостанции, по-видимому, близки к технологическому совершенству, выпускаются многими производителями и широко представлены на российском рынке.
Пользовательские радиостанции могут быть выполнены в носимом (портативном) или возимом (мобильном) варианте. Для установки на стационарных объектах применяют возимые радиостанции, снабженные стационарной антенной и источником питания. Для носимых станций характерны меньшие габариты и масса, для возимых (стационарных) - повышенная мощность излучения и, как правило, расширенный набор функций.
Протокол
Степень оперативности доступа и особенности организации группового вызова определяются выбором транкингового протокола. Наивысшую оперативность обеспечивает конвенциональный протокол с суб-тональной сигнализацией CTCSS/DCS, а также (в ряде случаев) протоколы LTR и APCO25. Преимущества в доступе к системе для диспетчера достигаются за счет различных настроек базовых станций для доступа диспетчеров и сотрудников, а также за счет различных настроек абонентских радиостанций: ограничение времени передачи и запрет передачи при занятом канале для радиостанций сотрудников.
Для идентификации абонента можно воспользоваться возможностями транкингового протокола, поскольку абонентская станция при доступе к базовой станции так или иначе идентифицируется. При этом рабочее место диспетчера в большинстве случаев должно быть непосредственно связано с контроллером базовой станции для получения идентифицирующей информации. Идентифицирующие сигналы контроллером распознаются и могут быть выданы через имеющиеся кабельные интерфейсы (например, RS-232) не по радиоэфиру. Такой вариант подключения характерен для систем APCO25/ASTRO: диспетчер не имеет своей радиостанции, а управляет непосредственно приемопередатчиками базовой станции. Альтернативный вариант - использование возможностей абонентских радиостанций. Во многих из них предусмотрена автоматическая передача идентифицирующей посылки (ID) при каждом выходе в эфир в начале или конце речевого сообщения. Для этого обычно применяются аналоговые форматы: DTMF и 2/5-тоновый. В радиостанциях производства Motorola также предусмотрен специфический цифровой формат сигнализации MDC1200, позволяющий передавать как идентифицирующие посылки, так и статусные сообщения (тревога, неисправность). Аналогичный цифровой формат FleetSync, реализованный в новых радиостанциях Kenwood, обеспечивает возможность идентификации абонента и различные варианты групповых и персональных вызовов. Отображение идентифицирующего сигнала (позывных) происходит на индикаторе диспетчерской радиостанции или (при применении соответствующего декодера) на экране компьютера. На компьютере диспетчера в реальном времени отображается информация о выходящих в эфир сотрудниках, времени выхода и о продолжительности сеанса связи, пунктах установки радиостанций. Данная информация может документироваться для последующей обработки. Для облегчения работы диспетчера позывные абонентов могут дублироваться голосом через акустическую систему компьютера.
Возможности некоторых радиостанций различных производителей приведены в таблице. При выборе конкретного формата сигнализации следует учитывать возможности имеющегося или планируемого парка абонентских радиостанций, а также совместимость формата с используемым тран-кинговым протоколом.
Построение ОДС на базе сетей цифрового транкинга протокола TETRA позволяет автоматически удовлетворить практически все перечисленные требования к диспетчерским системам. С помощью данного протокола обеспечивается оперативный групповой и персональный вызов абонентов, защищенность от помех и несанкционированного доступа, а также защита передаваемой информации посредством цифрового кодирования, идентификация абонента, передача цифровой информации (о местоположении, статусе и пр.), наращивание зоны действия сети по многосайтовой схеме, блокирование утерянных радиостанций и т.д. Однако высокая стоимость оборудования, в первую очередь абонентского, относительно малая зона действия одной базовой станции (чем меньше зона действия одной базы, те больше нужно баз для покрытия одной и той же территории, тем больше линий связи между ними, больше мощности коммутаторов и соответственно сложность, стоимость и время развертывания системы), а также недостаточный опыт эксплуатации пока не позволяет в полной мере воспользоваться преимуществами данного протокола.
Защита от помех и несанкционированного доступа
Особое значение имеет защита сети от помех и несанкционированного доступа. Большое количество мешающих сообщений способно серьезно дезорганизовать работу диспетчерской сети радиосвязи и осложнить работу абонентов, в особенности сотрудников. Защита от помех должна быть продумана на этапе построения ОДС при выборе транкингового протокола, систем шумоподавления, при частотно-территориальном планировании размещения базовых станций ПМР. Как показывает практика, ошибки на данном этапе могут впоследствии привести к необходимости перенастройки системы в целом, включая весь парк абонентских и базовых станций. В качестве защитной меры целесообразно предусмотреть применение неочевидных или нестандартных кодов доступа к системе. Например, в рамках конвенционального протокола можно использовать нестандартные коды субтональной сигнализации CTCSS или DCS, используемой для доступа к сети радиосвязи. По одному из таких стандартов существуют 38 частот тонов CTCSS (по другому - 39). Они реализуются во всех станциях. В дополнение к ним иногда реализуют еще до 12 частот, номиналы которых устоялись исторически. А современные радиостанции Kenwood позволяют генерировать тоны с любой частотой (до 250 Гц). Аналогично стандартом предусмотрены 104 кода DCS, но те же радиостанции Kenwood могут генерировать любые восьмиричные коды DCS. Идея проста - обеспечить небанальные и не самые распространенные варианты доступа к системе.
Важной мерой против несанкционированного доступа является обеспечение невозможности использования утерянной или украденной радиостанции. Для этого предусматривают дистанционное блокирование станции с помощью встроенных возможностей самой станции (см. таблицу), возможностей транкингового протокола, возможностей подключаемых к радиостанции устройств (модулей шифрования речи, модемов передачи данных и т.п.). Кроме того, защита настроек радиостанции от чтения не позволит посторонним лицам получить информацию для доступа к системе. Утечка данной информации может привести к необходимости перенастройки всей системы, таким образом, наличие возможности защиты информации о настройках следует учитывать при выборе абонентских радиостанций.
Надежность
Надежность функционирования оперативно-диспетчерской системы в наибольшей степени определяется надежностью работы базовых станций. Приемопередатчики должны выбираться с возможностью непрерывной работы на передачу, например IC-FR3000/4000 производства ICOM, VXR-7000 производства Vertex Standard, TKR-750/850 производства Kenwood. Целесообразно использование передатчика в облегченном режиме совместно с усилителем мощности, рассчитанным на режим непрерывной передачи. Радикально повышает надежность автоматическое и полуавтоматическое резервирование базовых станций.
Надежность функционирования предусматривает и достаточную зону действия ОДС. Расширение зоны действия системы может быть достигнуто применением многосайтового транкинга и разнесенного приема1.
Дополнительные функциональные возможности
Наличие в абонентском комплекте аппаратуры GPS-приемника позволяет определять координаты подвижного абонента. В паузах между речевыми сообщениями через специализированные модемы информация о местоположении, а также о статусе абонента передается на рабочее место диспетчера и вводится в компьютер. Передача информации может быть инициирована как абонентским оборудованием, например, через фиксированные интервалы времени, так и запросом диспетчера. С помощью программного обеспечения расположение абонента отображается на карте, рассчитываются маршруты движения и т.д. Обновление координат может производиться автоматически или по запросу. Радиостанции Kenwood TK7160/8160 имеют встроенный модем, причем информация о координатах может передаваться вместе с идентифицирующей посылкой.
Следует отметить, что при большой интенсивности обмена речевой информацией для передачи координат может потребоваться отдельный канал связи. В этом случае передачу данных организуют с помощью радиомодемов, подключенных к другим сетям мобильной радиосвязи. Например, часто используют GPRS-модемы в сетях сотовых операторов стандарта GSM. В общем случае посредством модемов возможна двунаправленная передача любой цифровой информации: формализованных докладов, текстовых сообщений, медленно меняющихся изображений, информации от датчиков охранно-пожарной сигнализации и т.д. Отображение информации происходит на экране компьютера или на специализированном терминале.
Дополнительно в системе может быть предусмотрен персональный вызов как посредством транкингового протокола, так и посылок в форматах DTMF, MDC1200, FleetSync и др. Защита передаваемой информации может быть обеспечена дополнительными или встроенными шифраторами (скремблерами), однако алгоритм шифрования должен быть совместим с выбранным транкинговым протоколом и форматом идентификации абонента.
Пути удешевления оперативно-диспетчерских систем
Построение ОД С с нуля подразумевает проектирование и развертывание соответствующей системы ПМР, включая базовые станции и каналы связи между ними, абонентские станции с дополнительной аппаратурой, автоматизированные рабочие места диспетчеров. Проектирование, развертывание и настройка системы невозможны без привлечения высококвалифицированных специалистов. Стоимость такой системы составит десятки-сотни тысяч долларов, временные затраты будут исчисляться месяцами. Возможны следующие пути сокращения сроков развертывания и стоимости ОДС:
Подключение к уже развернутой
сети оператора ПМР требует приобретения только абонентских радиостанций соответствующего протокола и при необходимости средств передачи данных. При этом выполнение всех основных требований к ОДС (оперативный доступ, идентификация абонента, помехозащищенность, надежность и достаточность зоны связи, а также частичное проектирование ОДС) обеспечивается оператором. При выборе существующей сети согласованию с оператором подлежат:
Современные аналоговые станции сочетают наличие всех необходимых функций с надежностью и невысокой стоимостью. Ценность знания местоположения абонентов для расчета оптимальных маршрутов оказывается невысока в условиях сложной дорожной обстановки крупного города. Отказ от GPS-приемников и модемов существенно сократит стоимость и расходы на эксплуатацию аппаратуры. Шифрование речи также далеко не всегда необходимо и приводит лишь к снижению качества связи и сокращению зоны действия сети. При необходимости поэтапное наращивание числа абонентов и возможностей диспетчерской системы будет обеспечено оператором связи.
Заключение
Основной задачей оперативно-диспетчерских систем ПМР является обеспечение эффективного оперативного управления работой сотрудников различных служб. Кроме того, ОДС имеют и важный психологический аспект. Сотрудник, даже работающий в одиночку, будучи абонентом системы, чувствует себя постоянно в коллективе, имеет возможность оперативно обратиться за помощью, чувствует поддержку коллег и диспетчеров. Таким образом, актуальность ОДС в перспективе будет сохраняться.
По мере удешевления аппаратуры и накопления опыта эксплуатации перспективно развитие высокотехнологичных диспетчерских систем на базе цифровых транкинговых стандартов. Занять свою долю на рынке ОДС, видимо, смогут и операторы сотовой связи стандарта GSM, внедряя технологию PTT (Push To Talk - "нажмите - говорите"). Данная технология, использующая возможности GPRS, позволяет совместить малое (аналогичное таковому в транках) время установления соединения между абонентами в группе и широкую зону радиопокрытия сотовой сети. Однако характерный недостаток сетей общего пользования -непредсказуемые локальные пропадания связи при высокой загрузке сети или в чрезвычайной ситуации -будет существенным ограничением применимости технологии PTT для многих классов пользователей: силовых структур, оперативных служб и др.
В последние годы транкинг как способ организации персональной мобильной радиотелефонной связи постепенно вытесняется сотовыми сетями. В ближайшей перспективе можно ожидать и модернизации существующих транкинговых сетей в сторону удовлетворения требований к диспетчерским системам: повышения оперативности доступа путем перехода к режимам соединения без набора и донабора номера, а также за счет реализации наиболее "оперативных" транкинговых протоколов при обеспечении широкой зоны действия; повышения надежности сети путем дублирования и резервирования; улучшения защищенности от несанкционированного доступа и помех.
1Андропов Е.В. Технические средства усовершенствования конвенциональных систем ПМР // Технологии и средства связи. 2005. № 1.
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #1, 2006
Посещений: 13886
Автор
| |||
В рубрику "Подвижная связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
