Tieto stranky su archiv 2000-2004, pouzite aktualne stranky www.wrx.sk

home > riešenia > obecná charakteristika trunkových systémov
riešenia
Riešenia na kľúč - TCI
Obecná charakteristika trunkových systémov
časť 1
časť 2
Dokumentácia

Užívatelia môžu v takom prípade ihneď pracovať vo svojích sieťach ale s druhou stanicou. Spolu s touto výmenou sa vykonáva školenie obsluhy staníc, všeobecné poučenie o novom rádiokomunikačnom systéme a distribujú sa zoznamy volacích čísiel účastníkov v pripravovanom systéme. Kvalifikovane sa zvolí okamžik spustenia nového systému (obdobie minimálneho prevádzkového zaťaženia - napr. polnoc) a s dostatočným predstihom sa oznámi všetkým užívateľom. V tomto okamžiku sa vypoja všetky konvenčné prepojenia, zapnú sa trunkové bunky a prepnú sa všetky základňové, dispečerské, mobilné a ručné stanice do trunkového režimu. Komunikácia môže ihneď pokračovať medzi rovnakými stanicami, teraz s omnoho väčším dosahom, možnosťami a na rovnakých kmitočtoch, ktoré boli v oblasti použité predtým. Neskôr sú potom konvenčné kanály preprogramované na novo pridelené kmitočty pre špeciálnu lokálnu komunikáciu.


Užívateľom využívajúcim rádiovú komunikáciu k riadeniu nejakého technológického procesu (výroba, ostraha, doprava, kontrola a dohľad, atď....) je k dispozícii komfortné dispečerské pracovisko s počítačom a dátovou rádiostanicou, ktoré umožňuje na obrazovke monitoru pracovať s dátovými informáciami, tieto prijímať, vytvárať a odosielať, sledovať a archivovať celú vlastnú komunikáciu, zostavovať požadované spojenia výberom v databázi účastníkov podľa najrôznejších znakov a nasledovne komunikovať hlasom alebo odoslať dátovú informáciu.

Ako už bolo uvedené, je možné prenášať dáta, a to v troch úrovniach. Krátke vopred dohovorené textové hlásenia, heslá (statusy) na displeje staníc, ďalej krátke dátové správy (do 100 znakov ASCII) s výstupom zo stanice a nakoniec štandardný dátový prenos rýchlosťou 1,2kB. Dôležité je, že prvé dva typy prenosu prebiehajú medzi bežnými mobilnými a základňovými stanicami v organizačnom kanály a že v tomto prípade sa prenesú ihneď a to aj v prípade obsadenia komunikačných kanálov alebo pri vytvorení fronty. To je umožnené v trunkovej sieti TAIT podporou MPT1327-SDM2. Tretí spôsob umožňujú iba dátové stanice, ku ktorým je možné pripojiť dátový modem podporující protokol MAP 27 a pomocou ktorých je možné cez rozhranie RS232 štandardným protokolom MAP 27 vyžadovať na systéme zostavenie komunikačnej cesty vopred naprogramovanej do pamäte modemu a následne realizovať v tomto kanály buď obecný dátový prenos alebo i komunikáciu hlasom.

Samostatnú pozornosť si zaslúží prenos dátových informácií prijímačov GPS (Global Position System), ktorý trunkový systém TAIT podporuje. Umožňuje do pohybujúcích sa prostriedkov inštalovať prijímače navigačného systému GPS a aktuálne tak získávať informáciu o presnej zemepisnej polohe.

Tieto dáta sa ihneď dátovou stanicou prenášajú na dispečerské pracovisko a tam je možné na monitore PC sledovať na podklade digitálnej mapy presný pohyb objektu v teréne. Systém je opatrený dispečerským výstupom pre správcu samotnej rádiokomunikačnej technológie, pomocou ktorého je možné dynamicky zasahovať a meniť celú širokú škálu možností konfigurácie systému ako aj sledovať parametre prebiehajúcej komunikácie (nie jej obsah). Funkčnosť technológie celého systému je možné diaľkovo kontrolovať pomocou prvkov diaľkového dohľadu. Výstupy diaľkového dohľadu môžeme rovnako ako systémové informácie prostredníctrvom modemu prenášať do jedného alebo aj niekoľkých systémových dispečingov. Do týchto miest môžeme súčasne sústrediť pracovníkov pre komplexný kvalifikovaný servis s potrebným prístrojovým a ďalším vybavením.

V takom prípade je možné pružne ovplyvňovať priechodnosť systému a reagovať na všetky anomálie, pričom všetko je archivované s aktuálnym časovým údajom. Z tohoto systémového dispečingu sa povoľuje vstup nových pridelovaných staníc do systému a naopak sa zakazuje vstup staníc odcudzených, ktoré sa týmto stanú celkom nepoužiteľnými. Podľa potreby je taktiež možno aktuálne meniť oprávnenie a priority jednotlivých účastníkov. Podľa veľkosti front je možné operativne meniť limit komunikačnej doby (30’-5’’) a vykonávať operatívne zmeny v konfigurácii systému podľa komunikačných prevádzkových potrieb a momentálneho zaťaženia siete. Súčasne pri neobvyklých javoch v komunikačnom zaťažení systému je možné prejsť okamžite na dialkový monitoring technických parametrov a preveriť presné hodnoty hlavných prevádzkových ukazateľov. Tým prípadne odhaliť možné technické príčiny a okamžite spraviť kroky k ich odstráneniu. Prekročenie limitovaným hodnôt je diaľkovým dohľadom hlásené okamžite. Stačí potom príležitostne na dominnt

Súčasne sú tieto dáta zaznamenávané a archivované, preto je možné naspäť presne vyhľadať a určiť v ktorom okamihu spolu komunikovali jednotlivé stanice, ktoré a ako dlho stáli vo fronte, atď. Táto archivácia údajov robí nepotrebným používanie volacích znakov a vedenie staničných denníkov a nie je to ani vyžadováné zo strany TÚSR. Možnosť vedenia staničných denníkov elektronicky je však nutné osobite požiadať TÚSR. Dlhodobým záznamom (rádovo roky) a archiváciou týchto údajov má užívateľ otvorenú cestu k maximálnej optimalizácii konfigurácie systému. Záznam obsahuje aj informácie o dátach prenesených v organizačnom kanály. Dáta je možné ďalej bežne spracovávať a vytvárať časové histogramy komunikačného zaťaženia podľa MPT1318.
V prípade požiadavky záznamu a archivácie celého obsahu komunikácie je možné inštalovať samostatné záznamové zariadenie.


SW systém ďalej umožňuje tarifikovať a vyúčtovávať komunikáciu každého jedného účastníka.


K užívateľom je možné vysunúť miesta pre výmenu s určitou zálohou staníc s príslušným software a hardware pre základnú údržbu a programovanie staníc. Toto je možné zaistiť osobou bez zvláštnej kvalifikácie po zaškolení.

Systém vyniká vysokou spoľahlivosťou a pohotovosťou, a to vďaka použitiu najmodernejších vývojových a výrobných technológií. Počiatočná poruchovosť v prvých 1000 prevádzkových hodinách je okolo 1%, dlhodobá poruchovosť po zabehnutí je menej ako 0,5%. Hlavné digitálne bloky zostavy možno zálohovať, ostatné dielce sú viacnásobné a systém automaticky pri výpadku niektorého z nich presmeruje komunikáciu na bloky zostávajúce. Pritom je dôležité, že pre vlastnú komunikáciu účastníkov prihlásených v okruhu jedného trunkového konvertora je postačujúca funkčnosť len dvoch kanálových jednotiek! Poruchou jedného z kanálov sa iba zahustí komunikácia, prípadne trocha predĺží čakanie vo fronte, čo účastník spravidla ani nespozná. Pri poruche organizačného kanálu systém použije automaticky dočasne niektorý komunikačný kanál pre digitálne riadenie siete. Ani pri minimálnej konfigurácii systému 1+2 kanály napokon výpadok kanálu systém nerozbije.Toto zabezpečujú kontrolery, ktoré sú v zostave každého kanálu. Porucha bunkového

Pre prípad výpadku napájania existuje niekoľko riešení. Spoločné napájacie napätie jednotiek trunkovej bunky je 12.5V a každá funkčná skupina jednotiek (kanál) má vlastný zdroj. Odber jednotlivých skupín nepresahuje 6A a potom pripojenie jedného bežného bezúdržbového akumulátora 50Ah udrží napájanie tejto skupiny po dobu osem hodín. Toto je znovu veľmi dôležité pre spoľahlivosť. Takto pri závade (vybití) akumulátora nastane výpadok len jednej skupiny. Pokiaľ by bola zostava napájacích batérií spoločná, potom jedna vadná batéria ohrozí celú trunkovú bunku. Ďalšie riešenie umožňuje použiť elektronické zdroje nepretržitého napájania (UPS), ktorých súčasťou sú akumulátory, ktoré môžu byť samostatne zaradené ku každej dôležitej funkčnej skupine. Výsledný efekt je podobný ako v predchádzajúcom prípade. Oba spôsoby je taktiež možné kombinovať.

Najjednoduchšie riešenie nastáva tam, kde je trunková bunka vo veľkom rádiokomunikačnom objekte, ktorý je vybavený zálohovacími dieselagregátami. Potom stačí malé UPS na niekoľko minút, dovtedy ako naskočí náhradné napájanie objektu. Celkom vylúčiť výpadok celého konvertora (=jednej bunky systému) samozrejme nie je možné. Vždy zostáva určitá veľmi nepatrná pravdepodobnosť poruchy, ktorá by mohla zbaviť pohyblivých účastníkov v oblasti dosahu pokazenej bunky možnosti komunikovať. Tu sa ponúka riešenie na úrovni projektovania siete. Plošná štruktúra siete s vysokým bezpečnostným faktorom sa zhustí tak, aby susediace bunky boli vo vzájomnom rádiovom dosahu, čo môže byť okolo 30 až 40 km podľa členitosti terénu a prevýšení bunky. Potom vo všetkých miestach bude vyhovujúca počuteľnosť najmenej dvoch buniek a v prípade výpadku signálu silnejší z nich si stanice samé nájdu druhú najsilnejšiu bunku. Užívateľ ani nespozoruje, že údržba systému má pracovné starosti.

Ak sa celkom preruší napájanie trunkovej bunky a dôjde k jej výpadku, potom pri obnovení prívodu systém automaticky reštartuje bez zásahu obsluhy. Je ale taktiež možno zo systémového dispečingu riadiť aktiváciu a pri tom kontrolovať nezávadnosť jednotlivých skupín po prerušení napájania a znížiť tak prípadné riziko z dlhodobej prevádzky vadnej jednotky.

Ak dôjde k poruche pohyblivej stanice účastníka, je problém veľmi jednoduchý. Stanice sú samozrejme programovateľné a software umožňuje konfiguráciu staníc jednotlivých pracovníkov archivovať. Kvalifikované strediská alebo pracovníci údržby môžu disponovať určitou zálohou staníc pre potreby výmenného servisu. Stačí vybrať vadnú stanicu, zobrať záložnú a v priebehu niekoľkých desiatok sekúnd do stanice nahrať z archívu dáta potrebného užívateľa. Vymenená ručná stanica je v takom prípade k dispozícii v čase pod jednu minútu a mobilná stanica v čase o niečo dlhším. Jej montáž a demontáž vo vozidle je možné vďaka dômyselnému držiaku a dokonalým konektorom zvládnuť taktiež okolo jednej minúty. Vadné stanice potom prechádzajú cez kvalifikované servisné stredisko a vrátia sa naspäť užívateľovi. Pohyb prístrojov je možné samozrejme registrovať podľa unikátnych výrobných čísiel a taktiež ho naďalej dokumentovať.

Tu je ešte namieste pripomenúť parametre spoľahlivosti komunikačnej cesty. Nebudeme sa pokúšať o konkrétne čísla, nakoľko tie sú závislé na každom konkrétnom riešení. Posúdime vec obecne ako pomer spoľahlivosti paralelne radených prvkov sústavy paralelných ciest s možnosťou komutácie v niekoľkých uzloch na ceste - čo je prípad rádiokomunikačného trunkového systému tohoto typu a spoľahlivosti sériove radených prvkov jednoduchej komunikačnej cesty, čo sú prípady ostatných rádiových sietí ale aj jednoduchých komutovaných (prepojovaných na ústredne) vedení - telefónnych alebo ovládacích a signalizačných.

Je možné doložiť teoretickým rozborom, že ak budeme predpokladať v paralelnej aj sériovej sústave prvky (prístroje, zariadenia) s rovnakou 1% poruchovosťou, čo je dobrá kvalita, potom každá jedna nezávislá komunikačná cesta cez celú sústavu naviac zvyšuje spoľahlivosť o dva rády, potom 100X! Minimálna konfigurácia trunkovej bunky je 1+2, potom tri cesty a potom o 4 rády vyššia spoľahlivosť prenosu, to je 10000X! Zostáva tu pritom faktom, že pokiaľ sa v sústave objaví prvok s rádove nižšou spoľahlivosťou, potom taktiež zníži o rád celkovú spoľahlivosť a u paralelných ciest zníži o rád prírastok spoľahlivosti. Napriek týmto prekvapivo vysokým spoľahlivostným ukazovateľom je isté, že pokiaľ budeme porovnávať spoľahlivosť komunikačnej cesty medzi trunkovými rádiostanicami a dobre položeným kvalitným káblom, potom zistíme rozdiel o niekoľko rádov v prospech kábla. Toto ale platí iba v tejto teoretickej rovine až do momentu, kedy do spoľahlivosti zahrnieme zraniteľnosť a pravdepodobnosť vonkajšieho náhodného aleboú

Takýto rádiokomunikačný systém ako jediný umožňuje prepojiť dva a viac trunkových konvertorov jedným digitálnym organizačným spojom a jedným alebo viacerými komunikačnými spojmi realizovanými buď mikrovlnou trasou, družicovým spojom alebo svetlovodným alebo i klasickým káblom. Prepojením väčšieho množstva buniek môže byť dosiahnuté kompletné pokrytie rozsiahlych území i celých štátov. Táto progresívna technológia pritom umožňuje ľubovolnému účastníkovi prihlásenému v dosahu ľubovolného trunku volať a komunikovať s ľubovolným ďalším účastníkom u ľubovolného ďalšieho trunku a taktiež sa ľubovolne pohybovať v celom pokrytom priestore. Vzniká tak akýsi privátny firemný eurotel s oveľa väčšími schopnosťami.

Nie je možné samozrejme nepozerať na ekonomickú stránku veci. Pre názornosť porovnajme najpríbuznejšie komunikačné systémy, a to telefónnu sieť a trunkovú rádiovú sieť. Je to porovnanie len veľmi približné, pretože každý systém ponúka iný komfort komunikácie a inú kapacitu systému, ale každé iné porovnanie so súčasne používanou technológiou je ešte horšie.
Ivestičné náklady na telefónnu sieť s kapacitou niekoľko stoviek účastníkov sa v jednom uzle pokrývajúcim kruhové územie v priemere okolo 60km v súčasných cenách budú približovať stovke miliónov. K tomu pristupuje zložitosť projektu a vyplývajúca doba realizácie niekoľko rokov do uvedenia do prevádzky. Náklady sú prevažne rozložené do základnej technológie a cena účastnického zariadenia je nepatrná, nie je teda možné budovať systém postupne dlhodobo a podľa potreby zvyšovať počet účastníkov a tým i zásadne ovplyvniť nárast investícií. Je nutné uvažovať aj s nákladmi prevádzky. Nároky na údržbu i servis sú vysoké, je nutné pôsobiť plošne až k účastníkom a zložitá komunikačná cesta je značne zraniteľná, lokalizácia porúch a ich odstránenie trvá nezanedbateľnú dobu a vyraďuje účastníka z komunikácie.

Oproti tomu investičné náklady na trunkovú sieť podobných parametrov sú približne polovičné (pre bunku s 800 účastníkmi v pásme 150MHz so šiestimi kmitočtovými duplexnými dvojicami niečo nad 35 miliónov). Náklady na základnú technológiu pritom tvoria menej ako 30% a zbytok tvoria účastnické zariadenia. Je potom možné investície podriaďovať momentálnej potrebe a možnostiam. Doba realizácie vrátane projektu je niekoľko mesiacov. Technológiu je možné dohliadať, udržiavať a servisne zaistiť z jedného miesta, na ktoré v prípade poruchy účastník dôjde a okamžite sa dočká nápravy a nie je významne obmedzená jeho komunikácia. Tým sú prevádzkové náklady minimalizované. Pomerne nákladné servisné vybavenie nutné pre vrcholné servisné zabezpečenie postačuje jedno pre veľmi rozsiahlu sieť a je maximálne využité. Špičková technológia a prakticky nezranitelná komunikačná cesta zaisťujú malé servisné nároky.
Z pohľadu doby realizácie tu vyniká výhoda umiestnenia trunkových buniek na výškových dominantách. To umožňuje jednoducho zrealizovať prepojenie mikrovlnnými smerovými spojmi namiesto pevného vedenia. Toto nie je celkom významné z hľadiska nákladov, ale z hľadiska veľmi krátkej doby realizácie.
Systém vyniká vysokou kapacitou prenosu. Je zrejmé a logické, že pokiaľ je v konvenčnej sieti únosné určité množstvo staníc (odlišuje sa podľa charakteru prevádzky), povedzme 50, potom pre dve siete a v takom prípade pre dvojnásobné množstvo kmitočtov to bude dvojnásobné množstvo staníc, v takom prípade 100. Pre tri siete a trojnásobok kmitočtov 150 atď., z toho vyplýva, že počet účastníkov siete rastie aritmetickým radom.

Oproti tomu teoretické predpoklady a empirické poznatky dokazujú, že použitelné množstvo účastníkov trunkových systémov rastie progresívnejšie, exponenciálne, radom geometrickým. Teóriu vynecháme (je na samostatnú prednášku), len sa pokúsime poukázať na logiku veci. V mnohých prípadoch je potreba komunikovať pri riešení určitého problému s časovo obmedzenou dĺžkou trvania. V ostatnom čase je v sieti ticho a kmitočet je nevyužitý. Ak takto budeme skúmať viac sietí s účastníkmi rôzných profesií, povinností alebo z rôznych pracovísk, potom logicky zistíme, že ich potreba komunikácie je kumulovaná do iných časových úsekov a že by v mnohých prípadoch bolo možné iba organizačným opatrením združiť ich do jednej spoločnej siete kde budú mať každý svoj časový úsek a tak ušetriť niekoľko kmitočtov.

Trunkový systém vykonáva práve niečo také a to úplne automaticky a maximálne efektivne. Potom je logické, že napríklad namiesto spomínaných 150-tich účastníkov na troch kanáloch a 200 účastníkov na štyroch kanáloch trunk obslúží okolo 200 účastníkov už na troch kanáloch vrátane organizačného, na čtyroch kanáloch potom už okolo 400, na piatich okolo 800 atď. Spektrum rádiových kmitočtov je pritom ľahko vyčerpateľné prírodné bohatstvo, v tomto čase už veľmi "vyťažené" a pokiaľ máme uspokojiť svoje vlastné mobilné komunikačné potreby a nechať niečo aj ďalším generaciám, je nutný maximálny efekt dôsledne sledovať.