какие существуют виды радиосвязи по способу переключения
Способы организации радиосвязи.
Глава №15: «Основные положения по организации связи»
Общие принципы радиосвязи.
Командиры и начальники штабов в любых условиях обстановки обязаны иметь качественную связь со своими штабами, с вышестоящим, подчиненными и взаимодействующими штабами, уметь лично вести переговоры с использованием технических средств связи и пользоваться штатными средствами связи.
Качество связи характеризуется своевременностью, достоверностью и безопасностью обмена всеми видами сообщений.
Связь организуется в соответствии с решением командира, указаниями по связи начальника штаба, распоряжением по связи вышестоящего штаба, с учетом наличия и состояния сил и средств связи.
Ответственность за организацию и состояние связи возлагается на начальника штаба. Непосредственным организатором связи является начальник связи.
Командиры частей и подразделений несут ответственность за правильное использование предоставленной им связи.
Ответственность за связь с подчиненными возлагается на вышестоящий штаб, однако, при потере связи и старший, и подчиненные штабы обязаны принять все меры для немедленного ее восстановления.
Связь между взаимодействующими частями и подразделениями устанавливается по указанию штаба, организующего взаимодействие. Способы организации связи взаимодействия определяются в соответствии с обстановкой, установленным порядком взаимодействия, организацией управления, требованиями, предъявляемыми к управлению, а также в зависимости от наличия и состояния сил и средств связи. При потере связи взаимодействующие штабы обязаны принять все меры по восстановлению связи между собой.
Начальники, командиры частей (подразделений) войск участвуют в определении потребности в связи для управления подчиненными силами и средствами, несут ответственность за организацию связи и правильное применение средств связи.
Классификация связи по виду передаваемых сообщений.
Связь классифицируется: по виду передаваемых сообщений, по среде распространения сигналов, по способу защиты сообщений, по способу обмена сообщениями, по алгоритму обмена сообщениями, по пропускной способности канала связи.
По виду передаваемых сообщений:
Связь передачи данных – вид связи, при котором передаваемые сообщения представлены комбинациями находящихся в определенном состоянии на рабочем месте корреспондента знаковых, световых и звуковых индикаторов, а также текста, отображаемого на дисплее (мониторе).
Телефонная связь – вид связи, при котором осуществляется обмен речевыми сообщениями.
Телеграфная связь – вид связи, при котором передаваемыми сообщениями являются текстовые документы..
Факсимильная связь – вид связи, при котором передаваемыми сообщениями являются текстовые или графические копии документов. При приеме сообщений их масштаб может изменяться.
Видеосвязь – вид связи, при котором передаваемыми сообщениями являются подвижные или неподвижные телевизионные изображения. Изображения могут сопровождаться звуком.
Фельдъегерско-почтовая связь – вид связи, при котором осуществляется обмен секретными и почтовыми отправлениями.
Сигнальная связь – вид связи, при котором сообщения передаются с помощью заранее установленных зрительных и звуковых сигналов.
Способы организации радиосвязи.
· возможность установления и поддержания связи с корреспондентами, место расположения и удаление которых неизвестны;
· обеспечение одновременной передачи сообщений неограниченному количеству корреспондентов;
· быстрота установления связи, ее обеспечение не только на стоянке, но и в движении, а также через непроходимые участки местности и территорию, занятую противником.
При организации и обеспечении радиосвязи необходимо учитывать возможность перехвата переговоров и передач противником, создание преднамеренных помех, определение местонахождения радиостанций, работающих на передачу, и их принадлежности к данному штабу по индивидуальным демаскирующим признакам.
Устойчивость радиосвязи зависит от условий распространения радиоволн, а также от атмосферных и местных промышленных помех. Кроме того, работающие на одном пункте управления радиостанции могут создавать взаимные помехи. На работу радиосвязи влияют и высотные ядерные взрывы. Надо помнить, что дальность действия радиостанций, работающих в движении, уменьшается.
Радиосвязь между корреспондентами может быть двусторонней, когда информация к ним поступает друг от друга, и односторонней в случае поступления информации только от одного корреспондента к другому непосредственно либо через специальные пункты переприема или ретрансляции.
Пункт переприема или ретрансляции организуется в том случае, если радиосвязь непосредственно между двумя радиостанциями не устанавливается из-за недостаточной дальности их действия или плохих условий распространения радиоволн.
При ретрансляции в пункте ретрансляции необходимо установить две радиостанции, с помощью которых осуществляется ручная или автоматическая ретрансляция в обоих направлениях.
Существуют два основных способа организации радиосвязи — по радионаправлению и по радиосети. Выбор способа зависит от обстановки, назначения и важности данной связи, специфики ведения боевых действий. Связь радиосредствами в батальоне организуется, как правило, по радиосетям, а с подразделениями, выполняющими ответственные задачи, и по радионаправлениям.
Радионаправление — способ организации связи между двумя пунктами управления (командирами, штабами), при котором у каждого из них выделяется радиостанция, работающая на радиоданных, установленных для этого радионаправления.
Радиосеть— способ организации связи между несколькими (тремя и более) пунктами управления (командирами, штабами), при котором каждому из них выделяется радиостанция, работающая на радиоданных, установленных для этой радиосети.
Для установления и обеспечения радиосвязи на каждую радиостанцию выдаются радиоданные, включающие:
· время смены частот и позывных;
· азимуты на корреспондентов;
· ключи к радиодокументам, а при необходимости и радиопароли.
Режим работы радиостанций определяет штаб, организующий связь, исходя из обстановки и указаний старшего штаба.
Дальность действия КВ- и УКВ-радиостанций зависит от:
· условий распространения радиоволн;
· уровня помех в точке приема;
· чувствительности и избирательности приемника;
· места размещения радиостанции.
Большое значение для обеспечения надежной радиосвязи на предельные расстояния имеет правильный выбор типа антенн. Обычно используются:
· антенны «бегущей волны»;
Штыревая антенна является антенной поверхностного луча, излучающей электромагнитную энергию равномерно во все стороны вдоль земной поверхности, но не излучающей в направлении зенита. Лучшей из штыревых антенн является четырехметровая.
Антенна «бегущей волны» подвешивается на типовой подвеске на высоте 1 м над поверхностью земли. Направление наибольшего излучения антенны соответствует направлению развернутого от радиостанции провода. Следовательно, провод антенны должен всегда быть направлен на корреспондента.
При организации и обеспечении радиосвязи следует проводить мероприятия, затрудняющие противнику ведение радиоразведки. К ним можно отнести:
· соблюдение правил ведения связи и установленного режима работы радиосредств;
· ограничение или полное запрещение работы радиосредств на передачу до начала боевых действий;
· сокращение времени работы на передачу;
· работу без позывных и применение антенн направленного действия.
Для защиты радиосвязи от радиопомех противника необходимо предусмотреть и осуществлять следующие организационные и технические мероприятия:
· переход на запасные частоты;
· использование обходных направлений;
· периодическую смену расположения радиостанций, а иногда и пункта управления;
· обнаружение и уничтожение передатчиков помех разового действия;
· применение антенн направленного действия и изменение их высоты;
· изменение мощности излучения передатчиков.
Носимые радиостанции могут работать в радиосети, в радионаправлении, некоторые станции обеспечивают режим дистанционного управления с вынесенного телефонного аппарата по кабелю на расстояние до 500м.
Радиостанция Р-159.
Назначение:для обеспечения беспоисковой и бесподстроечной связи в радиосетях и радионаправлениях. Кроме того радиостанция может быть использована:
— в подвижных объектах для связи по колонне;
— в качестве дежурного радиоприёмника в радиосетях и радионаправлениях с более мощными передатчиками.
Общая характеристика: приёмопередающая, ультракоротковолновая, телефонно-телеграфная с частотной модуляцией, с узкополосным телеграфированием. Радиостанция является переносной и выполнена в ранцевом исполнении, при установке в автомобиле радиостанция используется с отдельным дополнительным усилителем низкой частоты (УНЧ).
Тактико-технические характеристики:
— диапазон частот 30000 – 75999 кГц;
— виды работы: телефон с частотной модуляцией без подавителя шумов (ТЛФ) или с включённым подавителем шумов (ТЛФ ПШ); амплитудный телеграф частотно-модулированными (тоном частоты 1 кГц) посылками (ТЛГ); дистанционное управление с вынесенного телефонного аппарата ТА-57 (ДУ);
— мощность передатчика – не менее 5 Вт;
— чувствительность приёмника – 1,5 мкВ в режиме ТЛФ; 0,75 мкВ в режиме ТЛГ;
— антенны: штыревая антенна длиной 1,5 м (антенна Куликова); комбинированная антенна длиной 2,7 м (антенна Куликова и шесть секций по 0,2 м); антенна бегущей волны; бортовая (штыревая антенна длиной 1,5 м, установленная на кронштейне для крепления);
— источник электропитания – две батареи 10 НКБН-3,5 соединённых параллельно (напряжение питания 12 В). Непрерывная работу радиостанции в течении 9 часов при соотношении времени приёма и времени передачи 5:1;
— масса рабочего комплекта радиостанции носимого варианта – не более 11,3 кг;
— радиостанция обеспечивает надёжную двустороннюю радиосвязь на среднепересечённой местности, в любое время суток и года на любой частоте диапазона.
Радиосвязь
Ра́дио (лат. radio — излучаю, испускаю лучи ← radius — луч) — разновидность беспроводной связи, при которой в качестве носителя сигнала используются радиоволны, свободно распространяемые в пространстве.
Содержание
Принцип работы
Передача происходит следующим образом: на передающей стороне формируется радиоволна (сигнал) с требуемой частотой и мощностью. Далее передаваемый сигнал модулирует более высокочастотное колебание (несущую). Полученный модулированный сигнал излучается антенной в пространство. На приёмной стороне радиоволны наводят модулированный сигнал в антенне, после чего он фильтруется и демодулируется. После демодуляции получается сигнал, с некоторыми (возможно допустимыми) различиями с сигналом, который мы передавали передатчиком.
Частотные диапазоны
Частотная сетка, используемая в радиосвязи, условно разбита на диапазоны:
В зависимости от диапазона радиоволны имеют свои особенности и законы распространения:
Распространение радиоволн
Радиоволны распространяются в пустоте и в атмосфере; земная твердь и вода для них непрозрачны. Однако, благодаря эффектам дифракции и отражения, возможна связь между точками земной поверхности, не имеющими прямой видимости (в частности, находящимися на большом расстоянии).
Распространение радиоволн от источника к приёмнику может происходить несколькими путями одновременно. Такое распространение называется многолучёвостью. Вследствие многолучёвости и изменений параметров среды, возникают замирания (англ. fading ) — изменение уровня принимаемого сигнала во времени. При многолучёвости изменение уровня сигнала происходит вследствие интерференции, то есть в точке приёма электромагнитное поле представляет собой сумму смещённых во времени радиоволн диапазона.
Особые эффекты
Виды радиосвязи
Радиосвязь можно разделить на:
Широковещательные передачи
Гражданская радиосвязь
На территории Российской Федерации для гражданской радиосвязи выделены 3 диапазона частот:
Радио используется в компьютерных сетях
История и изобретение радио
Основные виды и принципы работы радиосвязи
Радиосигналы происходят в результате направленного перемещения радиоволн. Подобно волнам на пруду, радиоволна представляет собой серию повторяющихся пиков и впадин. Радиоволна генерируется передатчиком, а затем обнаруживается приёмником.
Основные разновидности радиосвязи и их применение
Для передачи радиосигнала применяются антенны. Конструкция любой антенны предусматривает концентрацию радиоволн, которые содержатся в луче, с увеличением степени такой концентрации КПД антенного устройства увеличивается. Конструктивные особенности передатчика и антенны определяют разновидности радиосвязи.
Радиорелейная связь
Функции радиорелейной линии заключаются в приёме и ретрансляции сигналов, которые принимаются либо от другой радиостанции, либо от провода, оптоволоконного, микроволнового, коаксиального кабеля или другого канала интегрированной наземной линии. Радиорелейная связь – важная, хотя уже и постепенно устаревающая технология системы радиосвязи.
Расположение радиорелейных станций и диаграммы направленности антенн должны быть установлены так, чтобы обеспечивать минимальные помехи для наземных спутниковых станций. Аналоговые и цифровые схемы основной полосы частот радиорелейной связи аналогичны спутниковым системам, однако процесс обмена и передачи сигналов происходит в атмосфере. Радиорелейные линии могут быть частью соединения между земной станцией и центром коммутации сигнала.
Передача сигналов через спутник
Теперь рассмотрим, как работает радио на примере телекоммуникационного сообщения через спутники. Для передачи сигналов антеннам на Земле используются все те же радиоволны. Информация может включать:
Спутниковая передача сигналов происходит по пути их распространения в прямой видимости от наземной станции к спутнику связи (восходящая линия связи) и обратно к земной станции (нисходящая линия связи). Спутник обычно размещается на геостационарной орбите, на высоте около 18…20 тыс. км над Землей, так что он кажется неподвижным из любой точки, откуда виден. Оттуда спутник действует как ретранслятор в небе. Наземная станция включает в себя антенны, здания и электронику, необходимые для передачи, приёма и последующей обработки сигналов.
Используемый частотный спектр аналогичен тому, который применяется для наземного микроволнового радио. Антенна наземной станции обычно является остронаправленной, в то время как спутниковая антенна имеет увеличенную ширину луча, чтобы покрывать большую часть земной поверхности и иметь возможность одновременно связываться со многими удаленными друг от друга земными станциями.
Сотовая связь
Общим элементом всех технологий сотовой связи является использование определенных радиочастот, а также повторное использование частот. Это позволяет предоставлять услугу большому количеству абонентов при уменьшении количества каналов (ширины полосы). Можно создавать широкие сети связи за счет полной интеграции передовых возможностей мобильного телефона.
Как осуществляется радиосвязь
Радиосвязь работает путём передачи и приема электромагнитных волн. Для распространения и перехвата радиоволн используются передатчик и приёмник. Передатчик излучает электромагнитное поле наружу через антенну; затем приемник улавливает это поле и преобразует его в звуки/изображения.
Генерация и приём радиоволн
Радиоволна действует как носитель информационных сигналов; информация кодируется непосредственно на волне – в виде звуков (голос и музыка) и/или изображений (телевидение). Звуки и изображения преобразуются в электрические сигналы (микрофоном или видеокамерой), усиливаются и используются для формирования несущей волны. Усиленный сигнал подаётся на антенну, которая преобразует электрические сигналы в электромагнитные волны для излучения в космос.
Такие волны излучаются со скоростью света и передаются не только по линии прямой видимости, но и за счет отклонения от ионосферы. Приёмные антенны перехватывают часть этого излучения, возвращая ему форму электрические сигналы, после чего подают сигнал на приёмник.
Кодирование информации в радиоволне
Основной принцип прост. С одной стороны, передатчик «кодирует» сообщения, изменяя амплитуду или частоту волны, наподобие кода Морзе. С другой стороны, приёмник, настроенный на ту же длину волны, улавливает сигнал и декодирует его обратно в желаемую форму: звуки, изображения, данные и пр.
Телеграфирование
Электрический телеграф в ХХ веке был распространённой формой цифровой передачи сигналов в основной полосе частот с использованием металлических носителей (открытый провод). Но, по сегодняшним меркам, скорость передачи информации при телеграфировании является низкой.
Радиотелефонная связь
Является дальнейшим развитием телеграфирования, и реализуется путём передачи речи по витым парам проводов. Из-за возможностей технических средств полоса пропускания речевых сигналов ограничена частотой 4 кГц, эта полоса сохраняется и до настоящего времени.
Голосовые модемы дополняются и вытесняются в сети доступа технологией цифровой абонентской линии, которая повышает скорость обмена информацией при одновременном снижении стоимости услуг. Кроме того, цифровые абонентские линии имеют постоянное подключение к данным.
Модуляция и детектирование
Виды радиосвязи зависят от типа модуляции сигнала. В радиоустройствах с амплитудной модуляцией (АМ) сила амплитуда сигнала изменяется в пределах от минимума до максимума производимых частот. В радио с частотной модуляцией сигнала (FM) изменяется скорость прохождения сигнала. Когда вы настраиваетесь на радио, номер набора показывает частоту в МГц, на которой транслируется сигнал.
FM-модуляция распространена в коммерческих, а АМ-модуляция – в производственных применениях.
Обратным модуляции процессом является детектирование, при котором из общего высокочастотного сигнала выделяется та его часть, которая содержит информационную составляющую. Первые радиоприёмники были именно детекторными.
Виды радиосвязи
Радиосвязь – это один из наиболее распространенных видов двухсторонней передачи информации с использованием радиоволн, которые свободно распространяются в пространстве.
Одно из ключевых преимуществ заключается в отсутствии проводов, что делает связь мобильной и универсальной.
Функционирует система довольно просто – за основу берется несущий сигнал (высокочастотное колебание), к которому добавляется нужная информация.
Модулированный сигнал излучается антенной в пространство, и становится доступным для приема в радиусе действия антенны. При получении сигнал обрабатывается приемником, и из него вычленяется полезная часть (информация, которую передали).
Увеличение зоны радиосвязи
Для увеличения зоны покрытия используют различные технические приспособления:
Благодаря отсутствию проводов, сигнал передается свободно в пространстве, что позволяет использовать беспроводную радиосвязь для различных нужд – от бытового телефонного общения и трансляции телевизионных передач, до специальной военной, морской или поездной связи.
Основные разновидности и классификация радиосвязи
Различные виды радиосвязи помогают обмениваться информацией между объектами, которые находятся на больших расстояниях. Большое количество направлений и некоторые технические аспекты не дают четкой классификации связи, ведь прием и передача сигнала построена по одному принципу.
Если брать за основу тип сигнала, то всю радиосвязь можно разделить на две основные категории:
В первом случае голосовая или видеоинформация практически без изменений «прикрепляется» к несущему сигналу и передается в пространство.
В втором случае сигнал преобразуется в цифровой вид при помощи специальной аппаратуры, что имеет целый ряд преимуществ:
На цифровой формат вещания ежегодно переводится все большее количество государственных, коммерческих и частных систем связи.
Технические аспекты различных видов связи
Для того чтобы разобраться в большинстве разновидностей беспроводной радиосвязи, давайте более подробно рассмотрим наиболее распространенные разновидности и особенности технологий:
Широкий выбор технологий, которые используются для двухсторонней передачи сигналов посредством радиоволн, дает возможность использовать радиосвязь практически во всех отраслях науки, производства, быта, для военных и мирных целей.
Больше о различных видах радиосвязи, увеличения зоны покрытия и других технических аспектах можно узнать на ежегодной выставке «Связь».
Какие существуют виды радиосвязи по способу переключения
Перед тем, как приступить к обсуждению принципов организации систем связи, следует определиться с терминами, которые мы будем использовать при обозначении того или иного действия. К сожалению, в этой области не существует конкретных названий, однозначно характеризующих «методы», «способы» и «виды». Поэтому мы оставляем за читателем право выбора предпочтительного слова.
Примечание: Если не оговорено иное, то приведенные ниже соображения относятся к подвижной наземной связи, организуемой в диапазонах УКВ и ДЦВ (с некоторыми допущениями – «Low Band»).
Симплекс, дуплекс и нечто среднее
Для связи используется одна частота, как для приема, так и для передачи. Экономично, просто, понятно.
Радиосвязь осуществляется одновременно на двух частотах. На одной прием, на другой передача. На этом принципе работают телефонные системы. Неэкономично, сложно и, в подвижной связи, непонятно зачем.
Полудуплекс (двухчастотный симплекс)
Радиосвязь осуществляется с использованием двух частот: приемной и передающей, но, по сравнению с дуплексом, не одновременно, а поочередно. Сигнал принимается на одной частоте, а передается на другой. В один момент времени абонент может находиться либо в режиме «прием» либо «передача». Неэкономично, но в большинстве случаев – необходимо.
Обычно первичной задачей любой системы связи является обеспечение требуемой (очень большой) дальности связи. Но дальность, к сожалению, ограничена физикой. Как утверждают очевидцы, наша планета представляет собой шар, кривизна поверхности которого не позволяет осуществлять связь за пределы горизонта. А это значит, что между портативными радиостанциями, находящимися в руках у стоящих вертикально людей на открытой равнинной местности, связь возможна на расстоянии ок. 5 км. Если надо больше (99.9% случаев), то применяют ретрансляторы.
Ретранслятор это устройство, принимающее радиосигнал и передающее его в эфир. Зачем же нужна подобная «перепередача»? Дело в том, что для увеличения дальности связи необходимо преодолеть шарообразность Земли, а это достигается подъемом приемника и/или передатчика. Если все абоненты «рождены ползать», тогда единственным выходом станет применение отдельного устройства установленного на достаточной высоте, которое будет принимать и с высоты передавать сообщения, «раздвигая горизонты». Наибольшую зону охвата будет иметь ретранслятор, установленный на… искусственном спутнике Земли в космосе. Если же опуститься на Землю, то для обеспечения заданного охвата наиболее простым вариантом будет установка ретранслятора на искусственном или естественном высотном сооружении (здание, мачта, холм).
Практически ни одна современная система связи не обходится без ретранслятора. Среди редких исключений можно упомянуть магазины, строительные площадки, стадионы и т.п. В остальных случаях требуется зона охвата, превышающая возможности прямой связи.
Теперь можно выяснить в каких случаях применяется симплекс и полудуплекс.
Из рисунка видно зачем (почему) нужен полудуплекс (двухчастотный симплекс). Так как ретранслятор непрерывно передает принятые сигналы (дуплекс), то он не может делать это на одной и той же частоте (сигналы передатчика будут тут же приниматься приемником – замкнутый круг). Поэтому дуплексный ретранслятор работает на разных частотах, номиналы которых должны отличатся на определенную величину (зависит от оборудования, системы и др.). Соответственно в абонентских радиостанциях должны использоваться те же частоты, но в «перевернутом» виде (приемная частота ретранслятора должна соответствовать передающей у радиостанций и наоборот). Так как у всех абонентских радиостанций одинаковы передающие и приемные частоты, то прямая связь между ними невозможна.
Получается, что ретранслятор непрерывно излучает принимаемый сигнал, а в абонентских радиостанциях режим прием/передача должен переключаться. В один момент времени или говорю или слушаю. Чем выше чувствительность и мощность ретранслятора и выше установлены антенны, тем большую зону можно охватить устойчивой радиосвязью.
Но если не хватает частот, денег или того и другого (наиболее распространенный случай), то можно обойтись симплексом. В таком случае абонентское оборудование остается тем же, только в нем программируются одинаковые приемные и передающие частоты. А вот в качестве ретранслятора можно использовать… обычную абонентскую радиостанцию. Но она не может принимать и передавать одновременно, что, кстати, и не требуется (да и нельзя, как мы уже рассмотрели).
Для работы такого ретранслятора (его, кстати, обычно называют симплексным) требуется специальное устройство – контроллер симплексного ретранслятора. Устройство представляет собой так называемый цифровой магнитофон, который записывает принимаемое сообщение до тех пор, пока оно присутствует в эфире (или пока не кончится «пленка»). После пропадания сигнала, контроллер переключает радиостанцию в режим передачи, и записанное сообщение воспроизводится в эфире. Получается, что достаточно одной частоты и одной (не дуплексной) радиостанции.
При всей простоте и относительной дешевизне метода, у него есть серьезный недостаток: абонент должен тратить время на проговаривание сообщения, и затем ждать, пока оно воспроизведется в эфире. Таким образом, на радиопереговоры при использовании симплексного ретранслятора потребуется в два раза больше времени, чем при использовании дуплексного. Если количество денег и радиочастот являются определяющими факторами и можно смириться с потерей оперативности, то применение симплексных ретрансляторов (как их еще называют «симплексеры», «эхо-репитеры», «кукушки» или «попугаи» – воистину безгранична человеческая фантазия и русский язык) может оказаться наиболее рациональным путем решения задачи.
Дуплекс применяют при непрерывной ретрансляции.
Симплекс – в случаях прямой связи (без ретрансляторов) или в случае симплексной ретрансляции.
Несколько слов о полном дуплексе
При полном дуплексе (как и при полудуплексе) используются две частоты, но абонентские радиостанции в один момент времени находятся одновременно и в режиме приема, и передачи, т.е. аналогично телефону. Бесспорно, это повышает удобство переговоров, так как они ведутся в привычной для человека манере. Но использование дуплекса существенно усложняет и, следовательно, удорожает оборудование, т.к. абонентская станция должна содержать два независимых тракта – приемник и передатчик (в симплексных станциях основную часть электрической схемы обычно объединяют). Кроме того, в большинстве систем дуплексная связь невозможна между радиоабонентами, а осуществима только при соединениях с телефонной сетью. Но даже при этом в серьезных системах связи (например, в транковых системах МРТ 1327), при проведении дуплексной связи выделяются два дуплексных канала (4 радиочастоты!). Это повышает нагрузку на систему и требует увеличения каналов, а это, в свою очередь, ведет к усложнению и, следовательно, удорожанию системы. Существует варианты дуплекса в разных частотных диапазонах, например: прием в 138–174 МГц, а передача в 400–470 МГц. Но такой подход также сопряжен с рядом сложностей: выделение частот в разных диапазонах, усложнение системы, повышенные требования к настройке. Вряд ли вам удастся найти на рынке, оборудование серьезных производителей рассчитанное на работу в междиапазонном дуплексе (обычно называют «кросс-диапазонный» дуплекс). По нашим сведениям такое оборудование выпускает небезызвестная японская компания «Alinco».
Аналоговые транковые системы на основе протоколов MPT 1327 и LTR позволяют применять дуплекс в одном частотном диапазоне, но дуплексные радиостанции в этих системах обладают низкой мощностью, что подразумевает многозоновую конфигурацию, как в сотовых сетях.
На рынке представлены десятки производителей радиосвязного оборудования и среди всего множества предложений только единицы являются дуплексными образцами. Практически все дуплексные системы предназначены для работы в диапазоне 800 МГц. Связано это с тем, что на низких частотах невозможно создать дуплексный фильтр (устройство, позволяющее приемнику и передатчику одновременно использовать одну антенну) таких размеров, чтобы он уместился в корпусе портативной радиостанции.
Намного проще реализовать дуплекс в цифровых системах связи (TETRA, Tetrapol, APCO-25, GSM). Но в них понятие дуплекса несколько отличается от принятого в аналоговой связи. Дуплекс в цифровом виде – это не одновременные прием и передача, а прием и передача, разделенные во времени. То есть в каждый момент времени радиостанция находится либо в режиме приема, либо передачи. Переключение происходит настолько часто, что абонент его просто не слышит (например, в TETRA 18 раз в секунду). Следовательно, отпадает необходимость во включении в конструкцию радиостанций относительно габаритного дуплексного фильтра.
Дуплексная радиосвязь не получила широкого распространения среди систем подвижной связи еще и потому, что в оперативных условиях нет необходимости вести пространные беседы о погоде или справляться о здоровье. Служебная связь призвана решать задачи производства, управления, безопасности. А в этих сферах обычно отдаются команды и распоряжения и принимаются отчеты о проделанной работе.
Допустим, мы обеспечили требуемую зону покрытия, и теперь можем приступить к реализации сервисных функций. Т.е. того, что собственно и характеризует систему связи. Обычно под уровнем сервиса понимают возможности связи с конкретными абонентами, групповую связь, соединение с телефонной сетью, передачу цифровых данных и т.п.
Пожалуй основной задачей (после обеспечения требуемой зоны охвата) является адресация вызова конкретному абоненту без возможности прослушивания другими.
Если не принять определенных мер, то при работе в эфире любой радиостанции, остальные, настроенные на эту же частоту будут слышать сообщения. В некоторых случаях с этим можно мириться (охрана небольшого объекта, строительная площадка, стадион), а иногда это даже нужно (вызов свободного такси, ближайшей патрульной машины милиции и т.п.). Но в остальных случаях сообщения должны направляться конкретному абоненту (группе), а остальным переговоры слышать не нужно или нельзя.
Процесс направления вызова конкретному абоненту (абонентам) обычно называют идентификацией. Существует несколько основных способов идентификации, которые мы и рассмотрим ниже.
При построении систем связи для идентификации абонентов и групп чаще всего используются специальные устройства кодировки/декодирования, так называемые шумоподавители. Наибольшее распространение получили тональные (CTCSS), цифровые (DCS) и кодовые (DTMF) шумоподавители или их комбинации.
Тональный шумоподавитель (CTCSS)
Принцип идентификации с помощью CTCSS заключается в том, что к полезному сигналу «примешивается» тон определенной звуковой частоты, так называемый субтон (более по-русски – пилот тон). Приемник радиостанции будет активизироваться («открываться») только в том случае, если в принимаемом сигнале присутствует субтон, на который радиостанция настроена. Пример связи с использованием тонального шумоподавителя показан на рисунке.
Как видно из рисунка, связь с использованием CTCSS возможна только между абонентами, у которых совпадают частотный канал (частота) и субтон тонального шумоподавителя.
Подобные системы требуют наличия в радиостанции устройства, формирующего и анализирующего CTCSS тоны. Это устройство может быть оформлено в виде независимого модуля, встраиваемого в радиостанцию, либо являться частью схемы. Обычно CTCSS модуль может формировать 38–50 тонов в каждом частотном канале радиостанции. Использование CTCSS позволяет организовывать достаточно развитые системы радиосвязи с групповыми (реже индивидуальными) вызовами. В некоторых случаях (особенно в районах со сложной электромагнитной обстановкой), будет нелишне встроить (активизировать) CTCSS даже в простых симплексных системах связи без идентификации. Это позволит частично защитить систему от помех и в некоторой степени от нелегальных абонентов. Например, ретранслятор системы не будет «открываться» на сигналы, не содержащие требуемого CTCSS тона.
Частоты пилот-тонов лежат в диапазоне ниже 300 Гц (обычно 67–250 Гц) и при приеме не слышны в громкоговорителе радиостанции, так как вырезаются специальными фильтрами.
Следует учитывать, что использование пилот-тонов не позволяет расширить емкость системы (количество абонентов). Все равно в один момент времени, на одном частотном канале может проводиться только один сеанс связи (абонент–абонент, абонент–группа, группа–группа). Это связано с тем, что радиостанция не может одновременно принимать два сигнала, с одинаковой частотой, даже если у них разные тоны (увы, физические принципы радиосвязи фундаментальны). Поэтому емкость системы не зависит от метода и сложности идентификации, а ограничена пропускной способностью системы. Одна частота (дуплексная пара частот) – один сеанс связи (неопровержимая догма в аналоговых сетях). Это характерно для любых систем связи, вне зависимости от методов организации доступа и идентификации.
Цифровой шумоподавитель (DCS)
Для идентификации абонента или группы абонентов используется специальная цифровая посылка перед началом сообщения. При передаче (нажатии клавиши PTT), радиостанция автоматически формирует цифровую посылку на рабочей частоте, соответствующую абоненту (группе абонентов), которому адресовано сообщение. Приемник активизируется только в том случае, если он настроен на прием данного кода, остальные приемники, работающие на той же частоте, будут неактивны. Организация идентификации практически аналогична использованию CTCSS, со всеми достоинствами и недостатками последней.
Возможное количество цифровых комбинаций теоретически бесконечно, хотя стандартными являются 104 кода.
Кодовый шумоподавитель (DTMF)
Для идентификации абонента или группы абонентов используется специальная тональная посылка перед началом сообщения, так называемая DTMF последовательность. Каждому символу на клавиатуре радиостанции соответствует звуковой тон определенной частоты (по принципу тонального набора в современных телефонных сетях). Когда вы нажимаете клавишу на клавиатуре радиостанции, формируется звуковой тон, который затем передается в эфир на частоте передачи. Приемник активизируется только в том случае, если он настроен на включение при приеме данного кода, остальные приемники, работающие на той же частоте, будут неактивны. Для организации связи с помощью DTMF радиостанция должна быть оснащена клавиатурой и модулем DTMF.
Наиболее распространенный метод идентификации. В частности без DTMF невозможна организация телефонных вызовов. Чаще всего используется совместно с CTCSS и DCS. Кроме идентификации абонентов, применяется для доступа к внешним устройствам, подключенным к системе связи. Например, телефонные интерфейсы, устройства дистанционного управления, контроллеры и т.п.
При всем разнообразии методов идентификации (DQT, PL, Select 5, CCIR, EEA, EIA, ZVEI и пр.), практически все они сводятся к трем основным форматам CTCSS, DCS и DTMF, отличающиеся длительностью посылок, их частотой, формой сигналов и т.п.