CM 07 Retele Radio Trunked

5/20/2018 CM 07 Retele Radio Trunked

1/27

SISTEME DE RADIOTELEFONIE "TRUNKED"

1 Sisteme de comunicaii radiotelefonice

Sistemele radiotelefonice au ca obiectiv transmiterea semnalelor vocale ntre

dou sau maimulte terminale de comunicaie folosond propgarea undelor radio.

Aceste sisteme se dovedesc atractive pentru rezolvarea unor probleme de

comunicaii operative, fiind foarte uor de instalat, de exploatat, de dezvoltat(ntre anumite limite) etc.

Dintre variantele de sisteme de comunciaie care se pot ncadra n aceast

categorie se pot meniona:

- sisteme de radiotelefonie convenionale;

-

sisteme de radiotelefonie "trunked" (sisteme radiotelefonice cu accesmultiplu sau dedicate);

- sisteme de radiotelefonie celulare.

1.1 Sisteme convenionale de radiotelefonie

n cazulsistemelor de radiotelefonie convenionaleun numr de utilizatori

care aparin unui grup special constituit dispune de un canal radio n vederea

comunicaiei i intr n competiie pentru utilizarea acestuia.

n cazul sistemelor din primele generaii legtura se stabilea direct ntre

staiile mobile sau fixe participante la trafic. Zona acoperit fiind destul de

redus, s-a introdus o staie auxiliar, fix, de putere mare care recepiona

semnalul transmis de staiile mobile i l retransmitea pe o alt frecven

purttoare.

Aceast staie a fost denumit repetor. Repetoarele folosite n sisteme


2/27

Comunicaii Mobile: Sisteme de radiotelefonie TRUNKED

2

convenionale, denumite n continuare repetoare convenionale,ndeplinesc doar

rolul de retransmisie a semnalelor recepionate.

Mai multe repetoare instalate ntr-un amplasament constituie o staie de baz.

Evoluiasistemelor de radiotelefonie convenionale a evideniat o serie

de limitri:

timpul mediu de acces la sistem este destul de mare i variabil;

oricare utilizator are acces la infoemaiile transmise de oricare alt

utilizator.

n cazul acestor sisteme utilizatorii monitorizeaz n permanen canalul

radio pentru a constata dac nu sunt cutai pentru o eventual comuniucare.Atunci cnd doresc s comunice cu cineva, se asigur de faptul c nu se

desfar un alt apel (canalul este liber), apeleaz partenerul cutat cu un nume

de convenional i dac acesta rspunde are loc convorbirea. De aici rezult

accesul oricrui utilizator, permanent, la ce se transmite indiferent dac

informaiile transmise i sunt adresate sau nu. ntr-o etap ulterioar au fost

introduce procedee de apel selectiv prin care se transmite un cod caredeclaneaz o alarm la numai la echipamentele chemate. Nici n acest caz nu se

asigur confidenialitateafiind necesar supravegherea mediului radio n vederea

lansrii unui apel.

n concluzie avnd n vedere deficienele specifice care au rezultat din

aceast scurt prezentare:

timpul de acces la sistem mare;

monitorizarea canalului; (enervant n timpul perioadelor de trafic

intens);

imposibilitatea de a asigura securitatea informaiei;

posibilitatea producerii unor perturbri ale legturilor n desfurare

dac cineva emite, fr a mai testa dac este liber canalul radio;

numrul de utilizatori pentru un repetor a fost limitat la 50. Aceast opiune

reduceproporiile deficienelor dar nu le elimin.


3/27


3

S-a ajuns la concluzia c o soluieeficient const n utilizareasistemelor

de radiotelefonie trunked.

1.2 Sisteme de radiotelefonie "trunked"

Sistemele de radiotelefonie trunked au la baz un mod de funcionare

preluat din telefonia fix: constituirea unui trunchi de canale radio cu

exploatarea acestora n comun de ctre un numr oarecare de utilizatori. Un grup

de utilizatori nu mai are alocat un canal radio n exclusivitate. Atunci cndurmeaz a fi stabilit o legtur de comunicaie grupul va putea folosi oricare

dintre canalele care formeaz trunchiul de canale radio i care este liber la

momentul respectiv. n consecin repetoarele (ansambluri de echipamente de

emisie-recepie) sunt conectate la un controlor de sistem. Echipamentele mobile

comunic cu controlorul printr-o transmisie de date auxiliar, astfel nct pot

detecta starea canalelor.Se constat c o reea de radiotelefonie trunked este un sistem de comunicaii

multicanal cu selectarea automat a canalului care va fi utilizat.O astfel de reea

poate fi utilizat, n condiii mai bune dect una convenional, ca sistem de

dispecerizare a activitii unui grup de utilizatori mobili cum este cazul unei flote

de mijloace de transport, de intervenie (de poliie, salvare, pompieri etc.) etc..

Utilizarea tehnologiei trunked a dus nu numai la eliminarea deficienelor

amintite dar i la o folosire mai eficient a canalelor radio. De exemplu dac se

consider un operator care are la dispoziie 5 canale radio folosind tehnologia

convenional poate deservi cca 250 de utilizatori pe cnd folosind tehnologia

trunked se poate ajunge la 450 utilizatori.


4/27


4

1.3 Semnale transmise n sistemele de radiotelefonie; controlul recepiei:

squelch

n sistemele radiotelefonice semnalele care se transmit pot fi:

semnale telefonice;

fluxuri de date de vitez mic; frecvene subaudibile (f


5/27


5

pe detecia prezenei purttoarei. Ulterior el a devenit mai complex activarea

amplificatorului audio nu numai la detecia purttoarei ci i la recepionarea unui

cod care poate fi un cod trimis sub form numeric sau sub forma unei combinaii

de tonuri subaudibile. Aceasta a creat posibilitatea apelrii selective a mobilelor

deci premizele asigurrii confidenialitii. Etapa urmtoare a constat n a lsa n

sarcina echipamentelor i supravegherea canalului n vederea detectrii

momentului oportun pentru lansarea unui apel.

n ncheierea acestui paragraf se mai menioneaz o clasificare a circuitelor

de squelchfuncie de modul n care se ia decizia pentru activarea cii audio:

squelch de purttoare - se bazeaz pe detectarea prezenei purttoareiRF;

squelch codat subaudibil cu ton continuu(CTCSS = Continuous Tone

Coded Squelch System) - se bazeaz pe identificarea unui semnal

transmis n spectrul subaudibil (f


6/27


6

toate apelurile sunt dispuse ntr-un ir de ateptare, n ordinea sosirii;

se neglijeaz degradarea comunicaiei datorat fenomenelor rezultate

din propagare;

se exclude orice transmisiune ntre staii mobile aparinnd unor

grupuri diferite sau ntre posturi de control din reele diferite;

unele sisteme accept comunicarea, n modul simplex, n ambele

direcii ntre postul de control i o staie mobil ce aparine de acesta,

dar nu mai mult de o comunicare ntr-un interval de timp dat;

numrul de utilizatori la nivelul sistemului "trunked" este numrul

de posturi de control.

traficul generat de un post de control variaz n limite largi

(componena grupului, specificul activitii n care este implicat grupul

etrc.). Un sistem n care traficul generat de diveri utilizatori variaz n

limite largi este denumitsistem neechilibrat (unbalanced system).

n fine se mai impun o serie de observaii cu privire la modul de lucru al

sistemelor radio trunked care are la baz coada de ateptare. Mai concret atuncicnd ostaie mobil lanseaz un apel iar sistemul este blocat, apelul este inclus

ntr-o coad de ateptare. Se lucreaz cu grupuri de mobile deci, dac postul de

control care gestioneaz activitatea grupului este ocupat, nici o staie mobil nu

poate realiza un nou apel pn la terminarea comunicaiei n curs.n consecin se

disting dou tipuri de "cozi de ateptare":

cozile pentru posturile de control; cozile pentru staiile mobile:

1. toate canalele radio din zon sunt ocupate

2.

propriul post de control este ocupat.

n cele ce urmeaz timpul de ateptare de tip 2 nu se ia considerare,

deoarece:

apelurile staie mobil - operator sunt mult mai rare cele inverse;


7/27


7

efectul este diminuat din punct de vedere psihologic;

acest timp poate scade prin introducerea unui operator suplimentar

(dac sistemul o permite);

O ultim caracteristic a traficului telefonic generat n reelele de

comunicaie "trunked" const n existena fluctuaiilor, cu dou componente

majore:

Variaiile traficului la ore de vrf - se accept o variaie de la simplu la

dublu pentru o perioad de cca 30 minute, dar s apar o dat ntr-o

perioad detimp mai ndelungat (de exemplu 20 zile);

Variaiile traficului de la o zi la alta i n decursul aceleiai zile.

2.2 Probabilitatea de blocare

Probabilitatea de blocare reprezint probabilitatea ca un utilizator s nu

poat iniia un apel dincuz c toate canalele sunt ocupate.

n conformitate cu aspectele menionate n paragraful anterior, n reele

trunked utilizatorii intr n comunicaie numai pentru intervale scurte de timp,mare parte a lor fiind inactivi la un moment dat.

Pentru a realiza o prim impresie, intuitiv, cu privire laprobabilitatea de

blocare se consider cazul unei reele de radiotelefonie trunked care dispune de

cinci canale radio (figura 1). Se presupune c ncrcarea fiecrui canal este de cca

50% din timpul disponibil (primele 5 linii). Pe linia a asea este ilustrat situaia

ocuprii reelei care se consider blocat atunci cnd toate cele cinci canale sunt

ocupate simultan. Din imagine se constat c dac fiecare canal radio asigur o

probabilitate de blocarePb= 50%, n sistemul trunked aceasta ajunge sub 6 %.


8/27


8

n etapa urmtoare se urmrete determinarea unei valori limit a

probabilitii de blocare. Se va face o analiz n dou etape:a. sistem radiotelefonic convenional;

b. sistem radiotelefonic trunked cu N canale

a. n cazul sistemului radiotelefonic convenional la care se defineteprocentul de ncrcare al canalului,L,ca fiind ponderea timpilor de convorbireCin timpul disponibil TD(fig. 2).

n ceea ce privete probabilitatea de blocare,B1, aceasta se poate evalua,conform definiiei, ca fiind probabilitatea de a gsi canalul radio ocupat:

Fig. 1. Traficul pentru un sistem trunked cu 5 canale

C3

C4

C5

C1

C2

SIS

t

t

t

t

t

t

Fig. 2 Traficul pentru un canal convenional.0 TD


9/27


9

L=100T

=[%]Bd

Ci

i1

(2)

Deci, n acest caz, se constat c probabilitatea de blocare i ncrcarea canalului

sunt numeric egale.

b.n cazul reelei radiotelefonice trunked cu N canale se consider c timpii

de ocupare pe cele N canale sunt independeni o c timpul de comutare

neglijabil.

Avnd n vedere c sistemul este blocat dac toate cele N canale sunt

blocate simultan rezult c probabilitatea de blocare a reelei este produsul

probabilitilor individualepentru cele N canale:

B.....BB=B (N)

1(2)1

(1)1N

(3)

Unde

B1(k)=L(k), k=1..N,

n aceste condiii pentru ncrcarea total a sistemului, L, i probabilitatea de

blocareBNse obin expresiile:

LBLN

1=L (k)

N

1=k

N(k)

N

1=k

=;

(4)

Folosind inegalitatea mediilor:

1

Canal

N

C11 C13C12 CIi

CN2 CN3CN1 CNi

0

0

TD

TD

t

t

Fig. 3 Traficul pe cele N canale ale unui sistem trunked cu N canale.


10/27


10

N

LL

(k)N

1=k

(k)N

1=k

N

1

(5) rezult majorantul cutat pentruprobabilitatea de blocare:

LB N

N

(6)

Din reprezentarea grafic dat n figura 4 se observ c, pentru o anumit

ncrcare, de exemplu 50%, probabilitatea de blocare scade cu creterea

numrului de canale din trunchi. Pentru N > 20 ctigul n performan este

nesemnificativ pe cnd creterea costurilor este important. Cu alte cuvintepentru

sistemele trunked la care staiile de baz au aceeai zon de acoperire numrul de

canale va fi mai mic sau egal cu 20.

Fig. 4 Probabilitatea de blocare pentru sistemul trunked cu N canale.

B[%]

60

50

40

30

20

10

0

0 11 20 30 40 50 60 70 80 90 100

L[%]

N=1

N=5

N=10

N=20


11/27


11

2.3 Timpul de acces la sistem

Cu o serie de calcule, relativ simple, se poate evidenia un alt avantaj al

sistemelor "trunked": reducerea timpului de acces. Pentru ilustrare este dat un

rezultat obinut prin simulare cu privire la probabilitatea ca un abonat s fi obinut

legtura solicitat dup un anumit interval de timp t , de la solicitare, n perioade

de trafic intens. Se realizeaz o comparaie ntre un sistem convenional cu o

staie de baz cu 60 de canale radio i un sistem trunked cu 5 staii de baz (240

de canale radio). S-a considerat c durata medie a unui apel este de 20 secunde.

Se observ c pentru un utilizator al sistemului convenional

probabilitatea de a obine legtura dup 3 secunde este de 45% n timp ce

probabilitatea de a o obine dup 10 secunde ajunge la 62%. n acelai timp n

reeaua trunked probabilitatea de a obine legtura dup 3 secunde este de cca

90% (punctul C).

Se poate realiza i oevaluare analitic a timpului de acces. Studiile au

fost realizate la Institutul de Cercetare de la Stanford. Conform acestora

Probab.

de acces[%]

100

80

60

40

20

0

0,3 1 3 10 30 100 t(secunde)

___ sistem trunked

---- sistem conventional

Fig. 5 Accesul la sistem n perioade de trafic intens:


12/27


12

densitatea de probabilitate pentru durata unei convorbiri este caracterizat

printr-o distribuie de tip exponenial:

)(-1

=)f( CC

C

exp (7)

unde valoarea cea mai probabil pentru parametrul este MV= 5 sec.

Notnd cu TA timpul de acces la sistemul convenional, probabilitatea ca

un utilizator s aib acces la sistem la un moment dat este:

cC

T

0

AC )df(=)TP(A

(8)

i este egal cu ncrcarea canalului:

T--1=d-=L AC

CT

0

A

expexp1

(9)

n concluzie, timpul de acces pentru un sistem convenional este:

)L-(=T -

A1

1ln (10)

Se trece la un sistem trunked cu N canale;

Se noteaz cu o variabil aleatoare egal cu suma duratelor deconvorbire pe cele N canale:

cNcc +...+2+1= (11)

Presupunnd c duratele ci, i=1..N sunt variabile independente,

densitatea de probabilitate a variabilei sum va fi produsul densitilor

individuale:

)2).....f(1)f(f(=)f( cNcc (12)

iar ncrcarea sistemului va fi

)TNP(t=L A (13)

Pentru a determina f() se introduce noiunea de funcie caracteristic a

variabilei aleatoare :


13/27


13

)}{f(_=de)f(=)( j-

R

(14)

Presupunnd aceeai lege de distribuie pentru timpii de convorbire ci,

i=1..N se obine:

)(=)(cck

NN

1=k

=)( (15)

Rezult

)j-(1

1=)(

N

(16)

i folosind teorema reziduurilor se determin:

)j-(1

1=)(

N

(17)

Se recunoate o distribuie gamma:

)1

1,-N,(=)f(

(18)

Se noteaz:

)d1

1,-N,(=)T(NNT

0

A1-N

A

(19)

obinnd o funcie ale crei valori sunt tabelate.

Se observ c

)T(N=L A1-NN (20)

reprezint ncrcarea sistemului.


14/27


14

Fig. 6 Variaia timpului de acces cu ncrcarea i numrul

de canale.

n figura 6 este dat o reprezentare grafic pentru variaia timpului deacces la sistem funcie de ncrcarea acestuia lund ca parametru numrul de

canale: N=1,5,10,20. Se observ c timpul de acces se reduce pe msur ce

numrul de canale crete i la fel ca n cazul anterior rezultfolosirea unui numr

de canale mai mare dect 20 nu este economic.

n acest moment se pot schia o serie de beneficii ale utilizrii tehnologiei

trunked:

canalele radio sunt utilizate mai eficient;

se reduce timpul de acces la sistem i probabilitatea deblocare;

se elimin necesitatea monitorizrii canalelor pentru fiecare operator n

parte;

se elimin posibilitatea unor ncercri de utilizare simultan a aceluiai

canal radio.

0

1

2

3

4

5

6

7

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 L[%]

TA[s]

N=1 N=5

N=10

N=20


15/27


15

3 Sisteme de comunicaii radio "trunked" clasice

3.1 Principiul de lucru pentru sistemele "trunked"

Aa cum s-a mai menionat tehnica "trunked" are la baz un concept preluat din

telefonia public comutat (PSTNPublic Switched Telephone Network). Pentru

a comenta folosirea trunchiurilor de linie n telefonia public comutat se

considera schema dat n figura 7.

Telefoanele individuale sunt conectate la nivelul centralelor telefonice

locale. Procesul de realizare a unui apel de ctre un abonat (fie acesta A1) esteurmtorul:

Abonatul A1 ridic receptorul - comunic CTAc dorete s fac un apel;

apelantul primete confirmarea prin ton;

dup ce s-a format numrul, CTA se conecteaz pe o linie din trunchiul de

linii, A,cu centrala de comutaie de tranzit (CC) care conecteaz cealalt

parte a liniei tot printr-un trunchi,B

,la centrala local chemat CTB; Abonatul apelat va nchide circuitul prin ridicarea receptorului .

Similar, n sistemele de radiocomunicaii trunked, un numr oarecare de

canale radio nu mai sunt folosite separat ci formeaz un "trunchi" de comunicaie;

Echipamentele corespunztoare, repetoarele, sunt conectate la un controler, care

supervizeaz activitatea sistemului (figura 8).

Cnd un abonat solicit o convorbire, controlerul recepioneaz cererea,

alege unul din canalele libere, identific abonatul apelat i apoi comunic celor

CTA CC CTB

A1 A2An B1

Bm

Ai,Bjabonati;CTcentrale locale;CCcentrala de

Fig. 7 Tehnica trunked n telefonie.


16/27


16

doi parteneri canalul pe care se va stabili legtura.

Fig. 8 Conectarea repetoarelor n sistemul trunked.

3.2 Structura sistemelor de radiotelefonie "trunked" iservicii oferite

Principalele entiti care compun un sistem de radiotelfonie trunked pot fi

observate n figura 9.

posturile de control (CP - control post) sau posturile de dispecer,

reprezint puncte de conectare a apelurilor de la i ctre abonai;

staiile de baz (BS - base station) - conin unul sau mai multe

repetoare, adic echipamente de canal folosite pentru difuzarea i

recepia mesajelor nzona de acoperire;

Repetor

canal

3

CONTROLER DE SISTEM

Repetor

canal

1

Repetor

canal

2

Repetor

canal

n

Post control

Post control

Centru de

comutare

1

n

11

2

3

2

3

4

6

5

7

Fig. 9 Structura de principiu a unui sistem de radiotelefonie "trunked".


17/27


17

centrul de comutare (SC - switching center) - are rolul de a realiza

legtura ntre posturile de control i staiile de baz; acesta este blocul

central al sistemului;

staiile mobile ( MS - mobile station)- sunt staii de recepie-emisie care

se pot deplasa n zona de aciune a reelei "trunked".

Fiecare grup de mobile (aparinnd de o instituie, organizaie etc.) este

deservit de un post de control. Fiecare post de control este conectat printr-o

legtur de comunicaie dedicat (cablu telefonic, fibr optic, radioreleu etc.) cu

centrul de comutare care face legtura cu staiile de baz.La centrul de comutare

se conecteaz, n funcie de necesiti, una sau mai multe staii de baz. Legturadintre posturile de control i centrul de comutare se poate realiza fie pe linii

dedicate fie pe canale radio special destinate acestui scop. n general, sistemele

trunked sunt sisteme nchise de utilizatori, dar tot mai multe reele permitacces,

n anumite limite,la reeaua telefonic publiccomutat.

Utilizatorii dintr-un sistem de radiotelefonie "trunked" sunt organizai pe

mai multe niveluri (figura 10):

grup = o mulime de utilizatori radio legai prin apartenena la o structur

(de exemplu o instituie);

subgrup= o submulime a grupului;

Reelei de radiotelefonie trunked i este repartizat un set de canale radio;

fiecrui subgrup i se va atribui, n mod dinamic, un canal atunci cnd are de

Fig. 10 Organizarea utilizatorilor unei reele radio "trunked".


18/27


18

realizat o legtur de comunicaie.

n reelele trunked astfel organizate sunt acceptate att apeluri de grupct

i apeluri de subgrup sau apeluri la nivel de utilizator. n principiu utilizatorii

poart convorbiri doar n interiorul subgrupului din care fac parte. n faza de

configurare a sistemului pot fi specificai unii utilizatori care pot purta convorbiri

n alte subgrupuri sau care pot iniia apeluri de grup sau de subgrup. Sistemul este

extrem de flexibil. Pentru adugarea de noi staii subgrupurilor nu este necesar

reconfigurarea ntregului sistem (respectiv reprogramarea tuturor staiilor). Pot

aprea i situaii n care trebuie puse n legtur staii individuale din grupuridiferite. Pentru a rezolva o asemenea situaie a fost conceput procedura de

regrupare dinamic(dynamic regrouping).

n ncheiere trebuie precizat c, la modul general, se pot identifica dou tipuri

de reele de radiotelefonie trunked:

fr canal de control

cu canal de control;

3.3 Sisteme de radiocomunicaii "trunked" fr canal de control

Acestea sunt reele cu puine canale care se mai numesc isisteme trunked

cu cutare radio (Scaning Trunked Radio System). Fiecare staie scaneaz n

permanen toate canalele, timpul de observare alocat fiecrui canal trebuind s

fie suficient de lung pentru a putea primi solicitrile pentru apeluri de subgrup i

individuale.

Pentru a lansa un apel, o staie va testa toate canalele (prezena/absena

purttoarei). Primul canal liber detectat este folosit pentru transmiterea

numrului de apel al staiei chemate. Staiile aflate n stare de ateptare,

detecteaz o purttoare, verific dac mesajul le este adresat interpretnd

datele transmise. Dac staia constat c apelul i se adreseaz se deschide


19/27


19

automat. n caz contrar staia continu supravegherea canalelor radio alocate.

La ncheierea convorbirii canalul devine din nou liber iar staiile revin la

starea de scanare a canalelor.

3.4 Sisteme de radiocomunicaii "trunked" cu canal de control

n acest caz exist un canal dedicat pe care se schimb informaii ntre staii

i controler. Prin aceste canal o staie este informat c trebuie s participe la o

convorbire iar staiile pot solicita stabilirea unei conexiuni pentru a transmite un

mesaj oarecare.

Dac un utilizator ncearc s stabileasc o legtur de comunicaie, pot sapar dou situaii:

1. Exist cel puin un canal liber - se deruleazsecvena de apel acceptat;

2. Nu exist nici un canal liber - se deruleazsecvena de ocupat.

Pentru a ilustra aceste situaii se consider un sistem cu 5 canale n care

repetorul R1 deservete canalul de control;

Sistemul se afl n starea de "ateptare" (idle state). n aceast stare nici unutilizator nu vorbete, toate staiile monitorizeaz canalul de control.

Controlerul transmite n mod constant semnale de date pe acest canal,

indicnd staiilor, printre altele, care canal ndeplinete funcia de canal de

control i deci trebuie monitorizat. Controlerul urmrete, la rndul su,

canalul de control invers, pentru a detecta eventualele cereri de apel.

a)

Secvena de apel acceptat

Se presupune c staia B1 iniiaz un apel: ea transmite un cuvnt de date

coninnd identificatorul propriu i subgrupul din care face parte.

Din acest moment se succed urmtoarele evenimente:

1) Cuvntul de date este transmis (pe canalul de control) ctre controler;

2)

Controlerul atribuie subgrupului unul dintre canalele de trafic libere (de

exemplu canalul 3);


20/27


20

3) Toate staiile aparinnd subgrupului sunt informate printr-un ir de date

pe ce canal s comute (n cazul din exemplul analizat, pe canalul 3);

4) Staiile mobile vor comuta la timp pentru a urmri nceputul

convorbirii;

5) Staiile altor subgrupuri ignor comanda de comutare i continu

monitorizarea canalului de control;

6) Convorbirea se ncheie, staiile subgrupului revin pe canalul de control;

b) Secvena ocupat

Dac n cazul precedent, n momentul lansrii unei cereri de apel, nu exist canale

libere, se desfoar urmtoarea secven de evenimente:

Evenimentele 1) i 2) se desfoar ca n cazul anterior dar controlerul anun

apelantul c sistemul este ocupat (ton de ocupat). Ca urmare urmeaz 3) Cererea

de apel este plasat ntr-o list (coad de ateptare FIFO; n momentul cnd un

canal devine liber, controlerul transmite un mesaj corespunztor ctre apelant

printr-o transmisie de date i toate staiile subgrupului vor comuta pe canalul

desemnat; ncheiere convorbirii are loc la felca n cazul anterior;

Fig. 11 Secvena de apel.

Repetor 4

LIBER

CONTROLER

Repetor

CANALCONTROL

Subgrup A

A1

A2

A3

Subgrup B

B1

B2

B3cerere

canal

atrib.

canal

Repetor 3

OCUPAT

Repetor 5

LIBER

Repetor 2

LIBER


21/27


21

Se remarc faptul c nu se repet periodic cererea de apel, eliberarea unui canal

este detectat de sistem. De aici rezult un acces ordonat la servicii pentru toi

utilizatorii;

Un aspect interesant, care trebuie remarcat, se refer la reacia sistemului n

cazul unor avarii. Se vor considera urmtoarele variante:

a.

Avarie a canalului de control

Se schimb echipamentul desemnat s transmit canalul de control. Reeaua va

lucra ca i cum ar avea un canal de trafic mai puin. Deci performanele se vor

reduce ntr-o oarecare msur.

b. Avarie a unui canal de trafic.

Canalul defect nu va fi atribuit pn cnd avaria nu este remediat. Ca i n cazul

anterior se vor reduce ntr-o oarecare msur, de exemplu se poate prelungi

timpul de acces la servicii. .

c. Avarie a controlorului de sistem.

B1

B2

B3

sistem

ocu at

cerere

canal

Lista

aste tare

1.utiliz.B1

(subgrup)

Repetor 1

canal de

control

Repetor

5 ocupat

Repetor

5 ocupatRepetor

5 ocupat

Repetor

5 ocupat

CONTROLOR

Subgrup B

Fig. 12 Secvena ocupat .


22/27


22

Aceasta este defeciunea cea mai grav care poate surveni. n acest caz toate

staiile comut pe un canal de trafic (preprogramat), comunicaia urmnd s aib

loc modul convenional, cu squelch-ul deschis pn la remedierea avariei. Situaia

este cunoscut sub denumirea de defeciune soft (Fail Soft).

3.5 Concluzii cu privire la avantajele sistemelor de radiotelefonie "trunked"

clasice

Din prezentarea dat se deduc principalele avantaje ale sistemelor de

radiotelefonie trunked n comparaie cu sistemele de radiotelefonie

convenionale:1)

Utilizarea spectruluieste mai eficient; nu mai apar situaii cnd se pot

identifica grupuri la care canalele satu nefolosite i grupuri care nu au

posibilitatea de a comunica din lips de canaleradio. Folosind un numr

dat de canale radio pot fi deservii mai muli utilizatori;

2)

Calitatea serviciilor este superioar; probabilitatea de blocare este mai

mic i accesul la sistem mai rapid; canalele sunt atribuite n modautomat fr monitorizare folosind lista noilor apelani (coada de

ateptare);

3)Apelul este reluat automat (automatic retry) de ctre echipament;

Utilizatorul este ntiinat cnd apelul a fost nregistrat i s-a obinut un

canal liber.

4) Este asigurat confidenialitatea convorbirii (utilizatorii dintr-un

subgrup au atribuit un canal pe durata unei legturi; canalul alocat este

inaccesibil unui utilizator din afara subgrupului; apelul fiind automat

staiile nu funcioneaz cu squelch-ul deschis).

5)Asignare i actualizare permanent (continuous assignment updating);

o staie deschis dup nceperea convorbirii (a pierdut comanda de

comutare) se poate altura conversaiei n desfurare.

6)

Configurarea sistemului este extrem de flexibil,


23/27


23

7)Fiabilitatea acestor sisteme de comunicaie,aa cum s-a observat din

analiza reaciei la diverse tipuri de avarii, este deosebit de bun;

3.6. Sistemul de radiotelefonire trunked TETRA

La nivelul anilor 1990 s-a pus problema conceperii unei noi tehnologii de

radiotelefonie, PMR (Professional Mobile Radio), digitale, care s unifice

pieele PMR fragmentate ntr-o pia comun. De asemenea noua tehnologie

trebuia s asigure o folosire eficient a spectrului RFi s satisfaccerinele cu

privire la cooperare impuse prin tratatul Schengen. Se dorea s se asigure

integrarea European i din punctulde vedere al comunicaiilor PMR n sensulunei operri transfrontaliere pe baza unui spectru RF comun . Ca urmare a

rezultat standardul TETRA (Trans European Trunked Radio sau Terestrial

Trunked Radio) care este unstandard deschis la elaborarea cruia s-a inut cont

att de interesele utilizatorilor ct i de cele ale operatorilor iproductorilor de

echipamente. Reelele bazate pe standardul TETRA pot fi realizate pe teritorii

relativ extinse, care pot conine localiti i ci de transport. Pentru acoperireaunui teritoriu mai ntins TETRA poate folosi apela la conceptul celular, cu

utilizarea unor zone de repetiie cu N=7 sau N=9 celule.

Interconectarea unor reele TETRA se poate realiza att n cazul n care

acestea acoper teritorii disjuncte ct i n cazul n care teritoriile acoperite sunt

adiacente, parial sau total suprapuse- figura 13;

n condiiile existenei unor nelegeri ntre operatori standardul TETRA

permite accesul n reele similare din alte ri, ceea ce este deosebit de util pentru

LS sau MS TETRARetea de

tranzit

Retea de

tranzitTETRATETRA LS sau MS

Fig. 13 Conectarea unei retele TETRA. LS=statie de linie sau staie conectat la linie; MS=statiemobil.


24/27


24

transportatorii auto. Domeniul de utilizare ale tehnologiei TETRA este mult

lrgitprin existena unor capaciti de transmitere de date eficiente.

Sistemul TETRA a devenit operaional i a intrat n competiie la ntreaga

sa capacitate, cu alte sisteme care ofer servicii similare sau apropiate, cu

ncepere din anul 1999 cnd la Congresul Mondial TETRA organizat la

Amsterdam s-a demonstrat viabilitatea tehnologiei i mai ales s-a verificat

interoperabilitatea echipamentelor provenite de la diveri productori. Evoluia

ulterioar a evideniat c TETRA este o tehnologie performant pentru domeniul

su de utilizare fiind adoptat n multe ri din afara Europei ( Asia, America

latin, Africa).Principalele caracteristici tehnice ale tehnologiei TETRA sunt:

Banda de lucru 380-520 MHz, mprit n dou subbenzi, dar se

accept alocpri i n 150 respectiv 900MHz;

Distana duplex ntre subbenzile utilizate pentru cele dou sensuri de

comunicaie se stabilete n conformitate cu reglementrile n vigoare

din fiecare ar;

Se folosete o tehnologie de acces multiplu mixt: FDMA/TDMA;

Canalele n domeniul timp au la baz constituirea unui cadru cu patru

segmente temporale pe fiecare canal radio de 25 de kHz (4:1 TDMA),

fiecare segment temporal putnd transporta 510 bii de informaie/canal;

n acest caz 4 apeluri vocale pot fi transmise simultan pe fiecare

purttoare RF; apelurile de date pot folosi de la unul a patru canale

temporale (transmisiuni de date multi-slot); de asemena se pot transmite

simultan voce i date;

Distana dintre purttoarele de radiofrecven ale canalelor utilizate de

ctre sistem, n cadrul unei subbenzi: 25 kHz;

Modulaia digital utilizat: /4 DQPSK(Diferential Quaternary Phase

Shift Keying);

Rata de transmisie: 36 kbit/secund;


25/27


25

Timp de acces la canal de maximum 0.5 secunde;

Se pot folosi cartele SIM pentru securizare;

etc.

Sistemul TETRA este conceput ca o reea de comunicaie complex,

capabil s realizeze transmisiuni numerice, fiind posibile att transmisiuni

vocale ct i transmisiuni de date. Aa cum menionam mai nainte el are

posibiliti de lucru celular i de a crea reele virtuale private prin care o

platform fizic comun este partajat de mai multe entiti cu meninerea

confidenialitii i controlul individual al funciilor;

Standardul TETRA nucleu include specificaiile pentru:

TETRA V+D (voice + data) pentru transmisiuni de voce i date;

TETRA PDO (Packet Data Optimized) pentru transmiuni de date

optimizate n pachete;

Operare n modul direct (DMO)

Teste de Conformitate

Codec vocal TETRA

De asemenea au fost specificate mai multe interfee ncepnd cu interfaa

radio (AI Air Interface) i continund cu Interfee Inter-System (ISI Inter-

sistem Interface) care permite inteconectarea mai multor reele TETRA precum i

interfee pentru echipamentele periferice (PEIPeripheric Equipment Interface)

care permite conectarea unor echipamente periferice la un terminal TETRA.Standardul TETRA definete o gam larg de servicii:

Teleservicii pentru transmiterea de apeluri vocale:- unu-la-unu, grup,

difuzare

Servicii de transportde date: pachet, circuit, single/multi-slot;

Aproape 30 de servicii suplimentare: setul 1 de servicii suplimentare

pentru prioriti (prioriti, intrarea ulterioar, ); servicii pentru flote

de mobile; servicii suplimentare telefonice;


26/27


26

Teleserviciile asigurate de standardul TETRA sunt caracterizate prin:

Realizarea unei mari diversiti de comunicaii n cadrul unor grupuri de

utilizatori :

o

Apeluri de grup;

o Difuzare de informaiictre grupuri;

o Regrupare dinamic;

o Funcionare cu canal deschis;

Calitate excelent a vocii;

Stabilire rapid a legturii;

Posibilitatea de a realiza apeluri individuale (unul-la-unul)i apeluri

Express (push and talk)i a apelurilor de urgen;

Modul direct (DMO);

Serviciile de transport de date, la rndul lor, pot asigura:

Servicii de stare (eficiente, timp real);

SDS - Servicii de transmitere de date n cantiti reduse (Short Data

Service) care permite transmiterea de mesaje text i alte mesaje utilizate naplicaii pentru vehicule

Transmiterea de pachete de date IP prin care se poate realiza conectivitatea

la internet;

Transmisie mod circuit care este necesar pentru aplicaii specializate cum

ar fi supravegherea video;

Organizarea transmisiunii este diferit n cele dou varianteV+D i PDO.

Astfel, pentru sistemele V+D, transmisia se bazeaz pe utilizarea cadrelor

TDMA. n fiecare segment de timp se pot transmite 510 bii de informaie. Durata

de timp alocat pentru transmiterea unui bit este de 27,78s. Exist o arhitectur

de grupare a cadrelor, astfel nct cea mai mare unitate de timp utilizat de sistem

este de 61,2 secunde.

n cazul sistemelor PDO, transmiterea este organizat pe blocuri,


27/27


27

multiplexate i dispuse n pachete de bii, completate cu secvene de bii

sincronizare i cu alte componente necesare funcionrii. Durata de transmitere a

fiecrui bit rmne aceeaicu cea menionat mai sus.

Datele transmise n reelele TETRA pot fi protejate mpotriva accesului

neautorizat existnd suport pentru criptare att la interfaa radio ct i pentru

criptare cap-la-cap. De asemenea, prin folosirea unor module de identificare

(SIM), se poate asigura autentificarea utilizatorilor nainte de a permite accesul n

reea; Reeaua poate identifica i respinge echipamentele furate.

O reea TETRA poate fi conectat att la reeaua telefonic public

comutat, la reele de transmisiuni de date precum sau la reele ISDN(figura 13).Referindu-ne la schema dat n figura 13 se poate meniona c oricare dintre

reelele prezentate punctat poate s lipseasc. Reamintim i posibilitatea de a

interconecta, direct sau prin intermediul unei alte reele, dou reele TETRA. n

aceste condiii rezult o gam larg de posibiliti de configurare a unor reele de

radiocomunicaii complexe avnd n componen una sau mai multe reele

TETRA.Toate aceste aspecte explic de ce standardul TETRA a depit mult

graniele Europei devenind un standard global.

Documents

CM 07 Retele Radio Trunked