Официальный представитель компании Kenwood в Украине
тел.: +380 (44) 585-37-06 факс: +380 (44) 585-37-06
ОСОБЕННОСТИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СИСТЕМЫ
Использование дополнительного высокостабильного опорного генератора (OCXO) для работы в полосе 6.25 кГц в транкинговом режиме
Модули KXK-3M (0.5х10−12) или KXK-3M2 (1х10−12) представляют собой термостабильные кварцевые генераторы, которые позволяют существенно повысить стабильность частоты передатчика ретрансляторов NXR-700(H)/NXR-800(H). Их применение может понадобиться в случаях, если:
На каждый сайт устанавливается только один модуль.
Модуль KXK-3 может быть установлен как дополнительный на более позднем этапе построения системы, в случае перехода транкинговой системы с шириной полосы 12.5 кГц в транкинговую систему с шириной полосы 6.25 кГц.
Рис. 5-1. Установка модуля KXK-3
Требования к кабелю и его конфигурация для синхронизации фреймов (FRAME SYNC.)
На рис. 5-2 показано типовое подключение кабелей FRAME SYNC, необходимое для 4-канальной цифровой транкинговой системы KENWOOD NEXEDGE™, имеющей модуль KXK-3.
FRAME SYNC кабели обязательны для двух или более ретрансляторов, устанавливаемых в транкинговой радиосистеме для синхронизации кадров (фреймов).
Более детальная информация о конфигурации и подключении представлена ниже.
Рис. 5-2. Кабели для синхронизации фреймов и кабели для синхронизации частоты
В системе, где используются KXK-3 и более чем 10 ретрансляторов - синхронизирующие кабели должны подключаться через разъемы REF-OUT и REFIN.
Таблица 5-1. Спецификация кабеля для синхронизации фреймов
Длина кабеля | 20 см или менее |
Емкость кабеля | 2 pF или менее |
Задержка | 20 мкс или менее |
Кол-во подключаемых ретрансляторов | максимум 30 ретрансляторов |
Примечание: кабель синхронизации FRAME SYNC используется с ретрансляторами NXR-700(H)/NXR-800(H).
Сравнение ширины полос 12.5 кГц с 6.25 кГц
Многие задаются вопросом, в чем преимущество полосы 12.5 кГц (узкая) над 6.25 кГц (очень узкая)?
12.5 кГц (узкая полоса) является более предпочтительной, когда пользователю необходимо передавать данные по радиосети, т.к. полоса в 12.5 кГц имеет более высокую пропускную способность, по сравнению с полосой в 6.25 кГц. Скорость передачи данных по эфиру при полосе 12.5 кГц составляет 9600 бит/с, а в «прозрачном» режиме скорость передачи данных составляет 3600 бит/с.
6.25 кГц обеспечивает лучшую (на 3 дБ) чувствительность, что в свою очередь обеспечивает увеличение зоны покрытия. Скорость передачи данных в эфире при полосе 6.25 кГц составляет 4800 бит/с, а в «прозрачном» режиме скорость передачи данных составляет 1850 бит/с.
6.25 кГц обеспечивает большую дальность и лучшую интерференционную устойчивость в сравнении с 12.5 кГц.
Если транкинговый режим необходим в полосе 6.25 кГц, то использование модуля KXK-3 (на каждом сайте) обеспечит частотную стабильность и синхронизацию контрольных и трафиковых частотных каналов.
Решение о том, какую полосу использовать - узкую или очень узкую, необходимо принять для всей системы. Невозможно использовать в одной системе полосы 12.5 кГц и 6.25 кГц.
Цифровая система NEXEDGE™ и абонентские терминалы могут быть перепрограммированы и сконфигурированы в любое время под конкретные требования заказчика.
Примечание: невозможно сконфигурировать транкинговую систему с контрольным каналом (СС) 12.5 кГц и трафиковым каналом (TC) 6.25 кГц.
Транкинговая система – расчет количества голосовых абонентов в трафиковом канале.
Одним из основных параметров в расчете транкинговой системы является количество голосовых абонентов трафикового канала.
Сколько пользователей могут работать в трафиковом канале транкинговой системы?
Эмпирическое правило: 80-90 пользователей в одном трафиковом канале!
Это означает, что существует высокая вероятность получить свободный канал (либо низкая вероятность отказа в обслуживании/постановки в очередь) в 4-канальной транкинговой системе (1 контрольный канал + 3 трафиковых канала) с количеством пользователей 240-270 соответственно.
На практике, 4-х-канальная система может обслуживать до 350 пользователей. Это число сильно зависит от соотношения между индивидуальными и групповыми вызовами, используемыми в системе.
Чем больше групповых вызов и короче среднестатистическое время разговора группы, тем больше пользователей может быть эффективно обслужено.
Прогнозируемое время простоя системы после системного программирования
При внесении изменений в программную прошивку, сразу после окончания программирования, система или сайт некоторое непродолжительное время не функционирует в штатном режиме.
Время простоя системы будет изменяться в зависимости от изменений, внесенных в конфигурацию сайта (добавление/удаление пользователей системы) или изменения его параметров.
Перезагрузка системы будет происходить, если внесены следующие изменения:
После выполнения этих операций ретрансляторы системы будут последовательно перезагружены. Кроме того, обновление цикла включения и выключения питания или обновление встроенного микропрограммного обеспечения требует времени для синхронизации частоты встроенного опорного генератора, если установлен модуль KXK-3. Все данные, представленные ниже, являются максимальными и испытаны временем.
Таблица 5-2. Номинальное время перезагрузки
Причина | PC интерфейс | Условие | Время перезагрузки |
Установка (запись) IP адреса |
COM | 30 сек. | |
Функция Site Apply | COM | Без настройки времени | 20 сек. |
С настройкой времени | еще 20 сек. | ||
Функция Multi Apply | LAN | 1 мин. 10 сек. | |
Запись данных в систему | LAN | 35 сек. | |
COM | 40 сек. | ||
Переконфигурация каналов и Site Apply | COM | Без настройки времени | 40 сек. |
С настройкой времени | еще 15 сек. | ||
Запись системной информации | COM | 1 мин. 10 сек. | |
Обновление программного обеспечения | COM | NXR-810/NXR-710 | 2мин. 20 сек. |
LAN | NXR-800/NXR-700 | 5 мин. 55 сек. | |
COM | 11 мин. 40 сек. | ||
Обновление данных FPU | COM | С помощью KPG-129D | 15 сек. |
С помощью KPG-109D | 25 сек. | ||
Переключение контрольного канала | - | Когда удален CCH с наименьшим номером | 1 мин.10 сек. |
- | Когда удален CCH не с наименьшим номером | 15 сек. | |
Стандартный сброс | COM | 35 сек. | |
Цикл включения | - | 1 мин. 10 сек. | |
Повторный старт | LAN | 35 сек. |
Пропускная способность локальной сети (LAN): 100 Мбит/c.
Удаление канала
Удаление канала не влияет на работу других сайтов. Сайт, в котором происходит удаление канала, временно отключается от системы, а другие сайты продолжают работать в транкинговом режиме независимо от него.
Удаление этого канала вызывает потерю синхронизирующего сигнала фреймов с другими каналами и каждый канал сайта выводит на экран сообщение об ошибке "E6". Сайт восстановится и перезагрузится в течение приблизительно 1 минуты и 10 сек.
Цифровая система находится в постоянной работе, за исключением случая, когда удаляется репитер контрольного канала с наименьшим номером, который отвечает за синхронизацию сайта. Когда сайт обнаруживает ошибку, например такую, как выключение питания канала в течение 10 сек., роль контрольного канала автоматически переназначается другому контрольному каналу, который может выполнять роль контрольного или канала двойного назначения.
Система работает бесперебойно, до тех пор, пока не будет удален трафиковый канал с наименьшим номером, который отвечает за синхронизацию сайта.
Рис. 5-3. Удаление канала
Обновление микропрограммного обеспечения
В процессе совершенствования системы, КENWOOD периодически выпускает новые версии программных прошивок оборудования.
Во время обновления ПО (локально или дистанционно), выбранный канал автоматически переходит в режим программирования. При этом в работе сайта он не участвует. Остальные каналы и сайты системы продолжают работать в обычном режиме.
После перепрошивки время простоя канала составляет около 400 сек. (приблизительно, зависит от размера файла обновления).
Изменение сведений о системе/сайте
Изменение информации о системе/сайте (редактирование частоты, смежного CC, добавление CC и удаление CC, требуют выполнения процедуры «Запись данных в систему» (Write Data to the System).
Это вызывает 40 секундный простой последовательно на каждом канале сайта.
Обновление данных программируемого модуля FPU
Время загрузки обновленных данных зависит от типа канала (трафиковый или контрольный).
Не обновляемые сайты продолжают работать в обычном режиме.
При обновлении данных программируемого модуля в контрольном канале, роль контрольного канала автоматически переключается на следующий канал, который может исполнять роль контрольного (назначается при конфигурации системы), при этом транкинговая система продолжает работу.
Система работает бесперебойно.
Во время обновления FPU, синхронизация фреймов на выходах FRAME SYNC прекращается. Поэтому другие каналы потеряют сигнал FRAME SYNC и режим транкинга будет остановлен до тех пор, пока данные FPU не будут записаны полностью.
Обновление информации о флотах/идентификаторах (Fleet/ID)
Добавление или изменение флота, информации о групповых идентификаторах (GID) и индивидуальных идентификаторах (UID) может быть выполнено с помощью функции "Write ID Data to the System", которая не требует перезагрузки системы после ее выполнения. Транкинговый режим при этом работает бесперебойно.
Замена ретранслятора
Замена ретранслятора в случае ремонта может быть выполнена без системного сброса функции меню "Channel Reconfiguration". Вышедший из строя ретранслятор можно заменить другим. С помощью программатора необходимо запрограммировать все его характеристики в новый ретранслятор, при этом, не нарушая работу других сайтов.
Рис. 5-4. Окно реконфигурирования канала
Добавление канала
Для добавления канала необходимо выполнить следующие операции:
Следует иметь в виду, что системный сброс происходит вместе с конвенциональным сбросом (Conventional Reset), до тех пор, пока не будет завершена последовательная конфигурация. Ожидаемое время простоя системы зависит от числа каналов и профессионализма оператора.
Рис. 5-5. Добавление канала
Добавление сайта
Для добавления сайта необходимо выполнить следующие операции:
Имейте в виду, что системный сброс происходит при выполнении записи данных в систему (Write Data to the System) и выполнении функции Multi Site Apply при последовательном конфигурировании.
Рис. 5-6. Добавление сайта
Автоматическая смена контрольного канала
Канал управления в сайте может быть изменен один раз в день. Также необходимо задать время суток для смены канала управления (лучше чтобы это происходило в часы наименьшей нагрузки – ночью).
Переключение канала управления происходит в фоновом режиме.
Эта функция позволяет равномерно распределить нагрузку между каналами сайта, а также увеличить отказоустойчивость.
Включение режима ожидания
Функция включения режима ожидания - "Power-on Standby" запрограммирована по умолчанию, в целях предотвращения непреднамеренной передачи, которая может вызвать необратимые повреждения усилителя мощности и/или связанных с ним устройств.
Рис. 5-7. «Окошко» Power-on Standby
Для того, чтобы ретранслятор после отключения питания или перезагрузки мог осуществлять передачу - функция "Power-on Standby" должна быть отключена.
Файл системного ключа
Файл системного ключа (.skf файл) необходим для конфигурации абонентских терминалов системы. Он создается с помощью программы System Manager (KPG-110SM). При этом только абонентские терминалы, которые запрограммированы в соответствии с этим системным ключом, могут быть авторизированы системой (транкинговой или конвенциональной).
Рис. 5-8. Порядок работы с файлом системного ключа |
|
Коммутируемое модемное соединение
Существуют несколько требований, которые следует учитывать при работе с модемом:
Выбор IP соединения.
При построении мультисайтовой системы NEXEDGE™ с использованием IP должно быть принято во внимание следующее.
Существует множество вариантов проводных и беспроводных IP соединений.
Ниже приведен неполный перечень возможных соединений:
Общедоступные IP сети имеют широкое покрытие и низкую стоимость.
Интернет-провайдеры предлагают различные каналы связи, скорость которых составляет от 128 Кбит/c до 10 Мбит/c и более.
Несмотря на то, что эти предложения коммерчески выгодны, они имеют потенциальный недостаток.
Системный интегратор/установщик и конечный пользователь не имеют прямого влияния на качество оказываемых услуг. При возникновении неисправностей, технических неполадок, пользователь вынужден ожидать пока провайдер не решит возникшую проблему. Как результат – потенциальные потери соединений и межсайтового обслуживания. Поэтому уровень предоставляемых услуг должен обязательно учитываться пользователем при выборе провайдера.
Хотя частные сети предоставляют более дорогостоящие услуги, они предоставляют лучший сервис для пользователей мультисайтовой транкинговой системы NEXEDGE™.
Существуют несколько способов организовать IP сеть. Все они зависят от бюджета системы и требований заказчика.
Вот некоторые примеры:
1. Использование существующей IP сети пользователя:
2. Построение новых IP сетей:
Требования к пропускной способности IP в зависимости от полосы канала.
Расчет полосы канала NEXEDGE™ должен осуществляться не только для голосовых каналов (VoIP), но и для установления сеанса (SIP), который происходит каждый раз при межсайтовых вызовах. В этом разделе применяются формулы расчета в зависимости от типа сети. Для многоадресной сети пропускная способность варьируется в зависимости от топологии сети. Пропускная способность сети должна рассчитываться на этапе проектирования с учетом ее сложности и возможности расширения.
Так как одноадресная схема используется для начала сессии многоадресного вызова, то расчет ее полосы канала должен учитывать этот вызов.
В случае использования VPN соединения объемы данных при шифровании и аутентификации различны. Поэтому VPN соединения в этом разделе не рассматриваются.
Требования к одноадресной сети
Расчет пропускной способности (6.25 кГц, очень узкая полоса)
Восходящий голосовой поток
Нисходящий голосовой поток
Восходящий SIP пакет
Нисходящий SIP пакет
Требуемая ширина полосы может быть рассчитана по формулам выше, где:
x – количество трафиковых каналов;
y – количество межсайтовых вызовов.
Расчет пропускной способности (12.5 кГц, узкая полоса)
Восходящий голосовой поток
Нисходящий голосовой поток
Восходящий SIP пакет
Нисходящий SIP пакет
Требуемая ширина полосы может быть рассчитана по формулам выше, где:
x – количество трафиковых каналов;
y – количество межсайтовых вызовов.
Требования к многоадресной сети
Приведенные ниже три топологии отображают многоадресную систему NEXEDGE™.
1. Ячеистая смешаная сеть
В этой сетевой топологии маршрутизатор отправляет копии всех IP пакетов всем целевым маршрутизаторам. Ширина полосы в этом случае рассчитывается по нижеприведенным формулам.
Рис. 5-16. Ячеистая сеть
Расчет пропускной способности ячеистой сети (6.25 кГц, очень узкая полоса)
Восходящий голосовой поток
Нисходящий голосовой поток
Восходящий SIP пакет
Нисходящий SIP пакет
Требуемая ширина посолы может быть рассчитана по формулам выше, где:
x – количество каналов трафика
y – количество межсайтовых вызовов.
Расчет пропускной способности ячеистой сети (12.5 кГц, узкая полоса)
Восходящий голосовой поток
Нисходящий голосовой поток
Восходящий SIP пакет
Нисходящий SIP пакет
Требуемая ширина полосы может быть рассчитана по формулам выше, где
x – количество каналов трафика
y – количество межсайтовых вызовов.
Сеть типа «звезда» с центральным маршрутизатором
В этой сетевой топологии маршрутизатор передает пакеты только центральному маршрутизатору, затем центральный маршрутизатор создает копии пакетов для всех целевых маршрутизаторов. Поэтому расчетная пропускная способность на порт маршрутизатора WAN определяется пропускной способностью маршрутизатора. Формула расчета представлена ниже.
Рис.5-17. Сеть типа «звезда» с центральным маршрутизатором
Расчет пропускной способности сети типа «звезда» (6.25 кГц, очень узкая полоса)
Восходящий голосовой поток
Нисходящий голосовой поток
Восходящий SIP пакет
Нисходящий SIP пакет
Требуемая пропускная способность сети может быть рассчитана по вышеприведенным формулам, где:
x – количество каналов трафика,
y – количество межсайтовых вызовов.
Расчет пропускной способности сети типа «звезда» (12.5 кГц, узкая полоса)
Восходящий голосовой поток
Нисходящий голосовой поток
Восходящий SIP пакет
Нисходящий SIP пакет
Требуемая пропускная способность может быть рассчитана по приведенным выше формулам, где:
x – количество каналов трафика;
y - количество межсайтовых вызовов.
Каскадное соединение сети
Каскадное соединение иногда применяется в беспроводных каналах, где проводные соединения недоступны. В этой топологии, линии нагрузки находятся на каждом узле – маршрутизаторе (рис.5-16 ниже), поэтому пропускная способность канала меняется от узла к узлу в зависимости количества каналов в каждом сайте.
Пропускную способность каждого узла можно рассчитать, но нет единой формулы для расчета каскадного соединения. Для каскадного расчета, пожалуйста, обращайтесь к представителю КENWOOD в вашем регионе.
Рис. 5-18. Каскадное соединение сети
Антенные системы
Качество и параметры антенно-фидерной подсистемы играют очень важную роль в работе системы радиосвязи, поскольку именно этими факторами в значительной степени определяется величина зоны радиопокрытия системы в целом.
Существует большой выбор антенн и вариантов построения фидерного тракта.
Рациональный подход к построению системы связи требует сбалансированности показателей по приему и передаче в направлениях от абонента на сайт и от сайта в направлении абонента. Понятие балансировки радиосистемы означает, что мощность передатчика должна быть такой, чтобы обеспечить такое же или немного лучшее покрытие, чем покрытие, ожидаемое от абонентской станции (портативной или мобильной в зависимости от того, на использование какого типа абонентского радиооборудования ориентирована эта система).
Например, не имеет смысла строить сайт с мощностью передатчика 150 Вт ЭМИ (эффективная мощность излучения), при работе для портативных радиостанции с штатной антенной и мощностью 5 Вт, так как в этом случае в удаленной зоне только портативная радиостанция будет "слышать" мощный сигнал от базового сайта, а сам сайт может и не «услышать» портативную радиостанцию. Т.е. зона связи будет определяться границами, в пределах которых портативная станция будет «добивать» до сайта. Таким образом, тратить средства на увеличение излучаемой мощности сайтового оборудования бессмысленно.
Антенно-фидерная подсистема может использоваться для того, чтобы сбалансировать радиочастотные характеристики системы связи.
Согласно условий распространения радиоволн, для увеличения радиопокрытия в два раза - мощность радиостанции должна быть увеличена в 4 раза.
Это означает, что, например, для удвоения радиуса области радиопокрытия необходимо штатную мощность передатчиков мобильного и базового оборудования 25 Вт увеличить до 100 Вт.
В этом случае, будет необходимо использовать более дорогие радиостанции с повышенной мощностью (либо применять дополнительные усилители; (масксимальная мощность автомобильных радиостанций NX-700(H) - 50 Вт)). В сайтовом оборудовании придется устанавливать дополнительные усилители мощности, использовать более мощные источники бесперебойного питания, применять дорогие элементы АФУ, систему охлаждения, которая должна быть построена так, чтобы рассеивать большее количество тепла, и, как результат, система будет потреблять больше электроэнергии.
Вместо всего вышеперечисленного более рационально использовать антенну с лучшими характеристиками. При ориентации системы преимущественно на работу с портативными радиостанциями, особенно важны параметры антенного тракта по приему, поскольку мощность портативных станций меньше.
Существуют два основных варианта исполнения базовых антенн:
В зависимости от конфигурации необходимой области покрытия, возможно использование всех вышеперечисленных антенн с наклоном или без.
Примеры:
Пример 1: Для использования на железнодорожном транспорте или автострадах.
В этих случаях, необходимо обеспечить покрытие вдоль магистрали (Рис. 5-19). В данном случае целесообразно использовать направленные антенны, ориентированные вдоль трассы. Таким образом, будет обеспечена устойчивая зона радио покрытия на протяжении всего маршрута движения.
Рис. 5-19. Вид сбоку: диаграмма излучения антенн вдоль дороги при построении мультисайтовой системы.
Пример 2: Покрытие территории предприятия с одним или двумя сайтами.
При покрытии предприятия одним сайтом системы NEXEDGE™ могут возникать проблемы. Это обусловлено условиями распространения радиоволн – застройки, дома, корпуса, цеха, железобетонные перекрытия, будут гасить сигнал и неизбежно появятся «мертвые зоны», где радиосвязь будет некачественной или пропадать вообще. Поэтому, рекомендуется учитывать этот момент при построении небольших систем связи.
Рис. 5-20. Вид сверху - пример покрытия территории с одной стороны
Для обеспечения полного покрытия, в данном случае, целесообразно использовать 2 сайта системы NEXEDGE™, расположенные в разных концах объекта с учетом взаимного перекрытия «мертвых зон». Это позволит обеспечить предприятие уверенной радиосвязью по всему периметру.
Рис. 5-21. Вид сверху - покрытие территории двумя сайтами и секторными антеннами
Для обеспечения более качественного покрытия внутри небольшой территории (например, если есть необходимость обеспечения надежной связи внутри зданий, в полуподвальных помещениях в пределах зоны и т.п.), можно использовать антенны с направленной вниз диаграммой направленности.
Антенны с направленной вниз диаграммой направленности могут быть реализованы с использованием направленных антенн Yagi или антенн с круговой диаграммой направленности. Рисунок ниже отображает антенную систему с наклонной диаграммой направленности с использованием антенны Yagi, настроенной таким образом, что ее диаграмма направлена вниз.
Рис. 5-22. Вид сбоку – использование антенны с направленной вниз диаграммой направленности
Пример 3: Радиоканал (RF) по оптоволокну (RFFO).
При затруднительном построении или невозможности создания мультисайтовой системы альтернативным техническим решением для обеспечения необходимого радиопокрытия является использование устройств передачи радиосигнала по оптоволокну. Система RFFO преобразует радиосигнал в оптический сигнал и передает его по оптоволоконным линиям на удаленный сайт. Там происходит преобразование оптического сигнала в радиочастотный сигнал и передача его в эфир. Такая система может работать в обоих направлениях: на прием и передачу.
Рис. 5-23. Передача радиосигнала по оптоволокну
От базовых станций радиочастотный сигнал поступает в комбайнер и направленные ответвители. Затем этот сигнал поступает на модуль преобразования радиочастотных сигналов в оптические сигналы.
Преимущество системы RFFO состоит в том, что при использовании одного сайта NEXEDGE™ можно обеспечить радиопокрытие таких крупных объектов как, например, аэропорт, большое многоэтажное административное здание, и др.
Так как радиосигнал ретранслируется и передается через оптоволокно с минимальными задержками и синхронизируется с передающим ретранслятором, то такая система выглядит для абонентов как односайтовая.
Недостатком этой системы является относительно высокая стоимость основного распределительного оптоволоконного модуля, линейных усилителей ретранслятора на каждой базовой станции, а также необходимость прокладки оптоволоконного кабеля.
В каждом конкретном случае необходим поиск наиболее экономически либо технически целесообразного варианта, исходя из существующих возможностей.