Двустороннее радио - Two-way radio

Эта статья о двусторонней радиосвязи в целом. Для портативных двусторонних радиостанций см. Рация.
Военно-морской авиадиспетчер общается с самолетом через двухстороннюю радиогарнитуру
Разнообразные портативные двусторонние радиостанции для частного использования.
Любительское радио станция, двухстороннее радио, используемое в развлекательных целях любителями, называемыми радиолюбители
Несколько портативных радиостанций двусторонней связи, предназначенных для общественных служб (полиция, пожарные, спасательные службы), совместимые с Проект 25 стандарт цифрового радио
Мобильный Группа гражданина радио в грузовике

А двустороннее радио это радио который может как передавать, так и принимать радиоволны (а трансивер ), в отличие от транслировать приемник, который принимает только контент. Это аудио (звук) трансивер, а передатчик и приемник в одном устройстве, используется для двунаправленной голосовой связи между людьми с другими пользователями с аналогичными радиостанциями. Радиостанции двусторонней связи доступны в стационарных (базовая станция ), мобильный (устанавливаются в транспортных средствах) и портативные портативные модели. Портативные двусторонние радиостанции часто называют рации, портативные радиостанции или портативные устройства. Двусторонняя радиосвязь используется группами географически разделенных людей, которым необходимо поддерживать непрерывную голосовую связь, например летчики самолетов и авиадиспетчеры, капитаны кораблей и капитаны порта, Аварийные службы персонал, такой как пожарные, полицейские и фельдшеры скорой помощи, службы такси и доставки, солдаты и воинские части, сотрудники быстрого питания и складов, а также радиолюбители.

Системы двусторонней радиосвязи обычно используют один радиоканал и работают в полудуплекс режим: только один пользователь на канале может передавать одновременно, поэтому пользователи в группе пользователей должны разговаривать по очереди. Радио обычно находится в режиме приема, поэтому пользователь может слышать все другие передачи на канале. Когда пользователь хочет поговорить, он нажимает "нажми чтобы говорить ", которая выключает приемник и включает передатчик; когда он отпускает кнопку, приемник снова активируется. Предусмотрено несколько каналов, поэтому отдельные группы пользователей могут общаться в одной и той же области, не мешая друг другу. Другое двустороннее радио системы работают в полнодуплексный режим, в котором обе стороны могут разговаривать одновременно. Для этого требуются либо два отдельных радиоканала, либо методы совместного использования каналов, такие как дуплекс с временным разделением (TDD) для одновременной передачи двух направлений разговора на одной радиочастоте.[1] А сотовый телефон является примером дуплексной двусторонней радиосвязи. Во время телефонного звонка телефон связывается с вышка сотовой связи по двум радиоканалам; входящий для передачи голоса удаленной стороны пользователю и исходящий для передачи голоса пользователя удаленной стороне.

История

УКВ морское радио на корабле
Двустороннее радио в пожарная машина используется пожарными для связи со своим диспетчером

Установка приемников и передатчиков в одном и том же фиксированном месте позволила обмениваться сообщениями по беспроводной сети. Еще в 1907 году двусторонний телеграфия трафик через Атлантический океан был коммерчески доступным. К 1912 году торговые и военные корабли перевозили как передатчики и приемники, позволяя двустороннюю связь почти в реальном времени с корабль это было вне поля зрения земли.

Первое по-настоящему мобильное двустороннее радио было разработано в Австралия в 1923 году старшим констеблем Викторианской полиции Фредериком Уильямом Дауни. В Виктория полиции были первыми в мире, кто использовал беспроводную связь в автомобилях, положив конец неэффективным сообщениям о состоянии через общественные телефонные будки, которые использовались до того времени. Первые комплекты заняли все заднее сиденье Lancia патрульные машины.[2]

По мере того, как радиооборудование становилось более мощным, компактным и простым в использовании, на меньших транспортных средствах устанавливалось оборудование двусторонней радиосвязи. Установка радиооборудования в самолет позволила разведчикам сообщать о наблюдениях в режиме реального времени, не требуя пилот чтобы бросить сообщения войскам на земле внизу или приземлиться и сделать личный отчет.

В 1933 г. Байон, Нью-Джерси полицейское управление успешно использовало систему двусторонней связи между центральной стационарной станцией и радиоприемниками, установленными в полицейских машинах; это позволяло оперативно реагировать на действия полиции в чрезвычайных ситуациях.[3] В течение Вторая Мировая Война рация портативные радиопередатчики широко использовались воздушными и наземными войсками как союзниками, так и странами оси.

Ранние двусторонние схемы позволяли передавать одновременно только одной станции, в то время как другие слушали, поскольку все сигналы были на одной радиочастоте - это называлось «симплексным» режимом. Кодовые и голосовые операции требовали простого протокол связи чтобы позволить всем станциям сотрудничать в использовании единого радиоканала, чтобы передачи одной станции не перекрывались передачей другой. Благодаря использованию приемников и передатчиков, настроенных на разные частоты, и решению проблем, возникающих при работе приемника непосредственно рядом с передатчиком, одновременная передача и прием стали возможны на каждом конце радиолинии, в так называемом "полный дуплекс " Режим.

Первые радиосистемы не могли передавать голос. Это потребовало обучения операторов использованию азбука Морзе. На корабле у офицеров радиоуправления (иногда сокращенно до «офицеров радиосвязи») обычно не было никаких других обязанностей, кроме обработки радиосообщения. Когда стала возможна передача голоса, специальные операторы больше не требовались, и использование двусторонней радиосвязи стало более распространенным. Сегодняшнее оборудование двусторонней мобильной радиосвязи почти так же просто в использовании, как и домашний телефон, с точки зрения обслуживающего персонала, что делает двустороннюю связь полезным инструментом в широком диапазоне личных, коммерческих и военных ролей.

Типы

Системы двусторонней радиосвязи можно классифицировать по-разному в зависимости от их атрибутов.

Обычные и транковые

Общепринятый

Обычные радиостанции работают на фиксированных радиочастотных каналах. В случае радиостанций с несколькими каналами они работают по одному каналу за раз. Правильный канал выбирается пользователем. Пользователь управляет переключателем каналов (диск или кнопки) на панели управления радио, чтобы выбрать соответствующий канал.

В многоканальных системах каналы используются для разных целей.[4] Канал может быть зарезервирован для конкретной функции или для географической области. В системе функциональных каналов один канал может позволить бригадам по ремонту дорог города Спрингфилд общаться с офисом по обслуживанию дорог города Спрингфилд. Второй канал может позволить ремонтным бригадам общаться с бригадами государственного управления автомобильных дорог.

В глобальной или географической системе таксомоторная компания может использовать один канал для связи в Бостоне, штат Массачусетс, и второй канал, когда такси находится в Провиденсе, Род-Айленд. Это называется многосайтовой операцией. В этом случае водитель или радиоприемник должны переключать каналы, чтобы поддерживать зону покрытия при переходе между каждой зоной. Большинство современных обычных цифровых радиостанций и систем (т. Е. NXDN и DMR ) способны к автоматическому «роумингу», когда радиостанция автоматически переключает каналы на динамической основе. Радиостанция выполняет это на основе уровня принятого сигнала повторяющегося «маякового» сигнала радиовоспитателя и списка «сайтов» или «роуминга», который определяет доступные географические каналы. Некоторые традиционные аналоговые системы могут быть оснащены функцией, называемой «сканирование голосов», которая обеспечивает более ограниченный роуминг (редко используется на практике). Технология "одновременной передачи" радио также может использоваться в прилегающих районах, где каждый сайт оборудован одним и тем же каналом. Здесь передатчики должны быть точно синхронизированы, и требуется централизованное устройство сравнения избирателя или приемника для выбора сигнала наилучшего качества от мобильной радиосвязи. Это часто используется в системах общественной безопасности и служебных радиосистем.

В морских радиотехнических операциях один канал используется в качестве аварийного и вызывающего, так что станции могут установить контакт перед переходом на отдельный рабочий канал для продолжения связи.

Motorola использует термин Режим для обозначения каналов на некоторых обычных моделях двусторонней радиосвязи. В этом случае режим состоит из радиочастотного канала и всех зависящих от канала опций, таких как избирательный вызов, сканирование каналов, уровень мощности и т. Д.

Сканирование в обычных радиоприемниках

Некоторые обычные радиостанции сканируют более одного канала. То есть приемник ищет более одного канала для правильной передачи. Допустимая передача может быть радиоканалом с любым сигналом или комбинацией радиоканала с определенным Система непрерывного тонального шумоподавления (CTCSS) (или выборочный вызов ) код.

Существует множество конфигураций сканирования, которые различаются от одной системы к другой. Некоторые радиостанции имеют функции сканирования, которые принимают основной выбранный канал на полной громкости, а другие каналы в списке сканирования на уменьшенной громкости. Это помогает пользователю отличать основной канал от других, не глядя на панель управления радио. Обзор:

  • Функция сканирования может быть определена и предустановлена: в режиме сканирования сканируется заранее определенный набор каналов. Каналы не могут быть изменены пользователем радиостанции.
  • Некоторые радиостанции позволяют выполнять сканирование по выбору пользователя: это позволяет либо заблокировать предварительно выбранные каналы, либо добавить каналы в список сканирования оператором. Радиостанция может возвращаться к списку сканирования по умолчанию при каждом выключении или может постоянно сохранять самые последние изменения. В профессиональных радиостанциях функции сканирования программируются и имеют множество опций. Функции сканирования могут повлиять на задержку системы. Если у радиостанции есть список сканирования из двадцати каналов, а некоторые каналы имеют CTCSS, поиск по всему списку может занять несколько секунд. Радиостанция должна остановиться на каждом канале с сигналом и проверить действительный CTCSS перед возобновлением сканирования. Это может привести к пропущенным сообщениям.

По этой причине функции сканирования либо не используются, либо списки сканирования намеренно сокращены в аварийных приложениях. Часть АПКО Проект 16 установить стандарты времени доступа к каналу и задержек, вызванных системными издержками. Функции сканирования могут еще больше увеличить эти задержки. Одно исследование показало, что задержки более 0,4 секунды (400 миллисекунд) в экстренных службах не рекомендуются.[5] Отсутствие задержки между нажатием кнопки и разговором пользователя до тех пор, пока голос пользователя не будет слышен в динамике радиоприемника, - это недостижимый идеал.

Обратный звонок при сканировании

Некоторые обычные радиостанции используют или имеют возможность обратной связи при сканировании. Если пользователь осуществляет передачу, когда радиостанция находится в режиме сканирования, она может передавать на последнем полученном канале вместо выбранного канала. Это может позволить пользователям многоканальных радиостанций отвечать на последнее сообщение, не глядя на радиостанцию, чтобы узнать, на каком канале оно было. Без этой функции пользователю пришлось бы использовать переключатель каналов, чтобы переключиться на канал, на котором появилось последнее сообщение. (Этот параметр может вызвать путаницу, и пользователи должны быть обучены пониманию этой функции.)

Это неполный список некоторых обычных типов радио:

Багажник

Основная статья: Магистральная радиосистема

В транковой радиосистеме системная логика автоматически выбирает физический радиочастотный канал. Существует протокол, который определяет отношения между радиомодулями и поддерживающей их магистралью радиосвязи. Протокол позволяет назначать каналы автоматически.

Цифровые транковые системы могут вести одновременные разговоры по одному физическому каналу. В случае цифровой транковой радиосистемы система также управляет временными интервалами на одном физическом канале. Функция ведения одновременных разговоров по одному каналу называется мультиплексирование.

Вместо каналов радиостанции связаны группами, которые могут называться группами, переговорными группами или делиться на иерархию, такую ​​как флот и субфлот или агентство-флот-субфлот. Их можно рассматривать как виртуальные каналы, которые появляются и исчезают в процессе разговора.

Как и в случае обычных географических систем, географические транкинговые радиосистемы требуют, чтобы пользователь переключал каналы во время движения, если радиостанция не оборудована автоматическим роумингом. По состоянию на 2018 год большинство современных транковых радиосистем были способны к автоматическому роумингу.

Системы обеспечивают установление связи и соединение между радиостанциями одним из следующих двух методов:

  • Компьютер назначает каналы по выделенному канал управления. Канал управления отправляет непрерывный поток данных. Все радиостанции в системе контролируют поток данных, пока компьютер не получит команду присоединиться к разговору на назначенном канале.
  • Электроника, встроенная в каждую радиостанцию, обменивается данными с использованием протокола тонов или данных для установления разговора (на основе сканирования).

Если все физические каналы заняты, некоторые системы включают протокол для постановки в очередь или стека ожидающих запросов до тех пор, пока канал не станет доступным.

Некоторые транковые радиостанции сканируют более одной разговорной группы или флот-агентств-субфлот.

Визуальные признаки того, что радио может быть транкинговым, включают 1) отсутствие ручки шумоподавителя или регулировки, 2) отсутствие монитор кнопку или переключатель, и 3) звуковой сигнал (известный благодаря Nextel), показывающий, что канал доступен и готов в момент нажатия кнопки PTT.

Это неполный список некоторых транковых технологий и маркетинговых названий производителей:

Симплексные и дуплексные каналы

Симплекс

Системы симплексных каналов использовать один канал для передачи и приема. Это типично для авиационных УКВ AM, гражданских и морских радиостанций. Симплексные системы часто являются устаревшими системами, существующими с 1930-х годов. Архитектура позволяет старым радиостанциям работать с новыми в единой сети. В случае всех судов по всему миру или всех самолетов по всему миру установлено большое количество радиостанций ( установленная база,) на обновление могут уйти десятилетия. Симплексные системы часто используют открытые архитектуры которые позволяют любому радио, отвечающему основным стандартам, быть совместимым со всей системой.

  • Преимущество: простейшая конфигурация системы отличается надежностью, поскольку для установления связи между ними требуется всего два радиомодуля без какой-либо другой инфраструктуры.
  • Недостатки: симплексная конфигурация обеспечивает связь на самом коротком расстоянии или расстоянии, поскольку мобильные устройства должны находиться в эффективном диапазоне друг от друга. Доступная полоса пропускания канала ограничивает количество одновременных разговоров, поскольку «мертвое» эфирное время не может быть легко использовано для дополнительной связи.

Дуплекс

Дуплекс означает, что используются два канала: по одному в каждом направлении.

Системы дуплексных каналов передавать и получать по разным дискретным каналам. Это определяет системы, в которых оборудование не может обмениваться данными без некоторой инфраструктуры, такой как повторитель, базовая станция или переговорной базы. Наиболее распространенной в США является конфигурация ретранслятора, в которой базовая станция настроена на одновременную повторную передачу звука, полученного от мобильных устройств. Это позволяет мобильным или портативным устройствам обмениваться данными между собой в любом месте в пределах диапазона приема базовой станции или ретранслятора. Обычно базовая станция или ретрансляторная станция имеет антенну высокой мощности и большую мощность, что обеспечивает гораздо больший диапазон по сравнению с наземным транспортным средством или переносным приемопередатчиком.

Дуплексные системы можно разделить на два типа. Период, термин полудуплекс относится к системам, в которых для связи требуется переключатель «нажми и говори». Полный дуплекс относится к таким системам, как мобильные телефоны, с возможностью одновременного приема и передачи. Повторители по своей природе полнодуплексные, большинство мобильных телефонов и почти все карманные компьютеры полудуплексные.

  • Преимущество: дуплексные каналы обычно позволяют использовать ретранслятор, который увеличивает дальность действия (в большинстве случаев из-за повышенной мощности передачи и улучшенного местоположения / высоты антенны) - особенно там, где используются портативные радиостанции.
  • Недостаток: если радиостанция не может связаться с ретранслятором, она не может связаться.

Гибридный симплекс / дуплекс

Некоторые системы используют комбинацию из двух, когда радиостанции используют дуплекс по умолчанию, но могут обмениваться данными в симплексном режиме по каналу базовой станции, если он находится вне диапазона.[6] В США возможность одностороннего разговора по дуплексному каналу с ретранслятором иногда называют разговором по телефону, прямым или межсетевым соединением.

Нажми и говори (PTT)

В двусторонних радиостанциях с гарнитурами кнопка включения может быть расположена на шнуре или коробке беспроводной электроники, прикрепленной к одежде пользователя. В пожарных машинах или в машине скорой помощи кнопка может присутствовать там, где проводная гарнитура подключается к радио проводке. В самолетах обычно есть проводные гарнитуры и отдельная кнопка для разговора на рычаге управления или ручке управления. Диспетчерские пульты часто имеют нажимные кнопки с ручным управлением, а также ножной переключатель или педаль. Если руки диспетчера находятся на клавиатуре компьютера, пользователь может нажать на педаль для передачи. В некоторых системах есть функция отключения звука, поэтому диспетчер может разговаривать по телефону, а вызывающий абонент не слышит, что говорят по радио. Если они передают, микрофон их гарнитуры будет отключен. Это избавляет диспетчера от необходимости объяснять вызывающему абоненту каждое радиосообщение.

В некоторых случаях голосовая передача (VOX) используется вместо кнопки разговора. Возможное использование: пользователи с ограниченными возможностями, которые не могут нажимать кнопки, радиолюбители, пожарные, крановщики или другие лица, выполняющие критические задачи, когда руки должны быть свободны, но связь по-прежнему необходима.

Аналоговый против цифрового

Одним из примеров аналоговых радиостанций являются авиационные AM-радиостанции, используемые для связи с диспетчерскими вышками и диспетчерами воздушного движения. Другой - рация Семейного радио. Аналоговое оборудование менее сложно, чем простейшее цифровое.

  • Преимущество: в высококачественном оборудовании лучшая способность общаться в случаях, когда принимаемый сигнал слабый или зашумленный.
  • Недостаток: на каждом канале может происходить только один разговор.

Примерами технологий цифровой связи являются все современные мобильные телефоны плюс TETRA считается лучшим стандартом цифрового радио и базовой инфраструктурой для сетей всей страны, включая таких производителей, как DAMM, Rohill, Cassidian, Sepura и других, АПКО Проект 25, стандарт для цифровых радиостанций общественной безопасности, и, наконец, другие системы, такие как Motorola MotoTRBO, HQT DMR, Nextel's iDEN, Hytera's DMR, EMC's DMR, и NXDN реализовано Icom как IDAS и Kenwood как NEXEDGE. Только NXDN и Mototrbo являются собственностью. DMR - это открытый стандарт ETSI.

  • Преимущество: возможно большее количество одновременных каналов разговора, а такая информация, как идентификатор устройства, кнопки состояния или текстовые сообщения, может быть встроена в один цифровой радиоканал. Стандарт совместимости TETRA означает, что радиостанция TETRA любого бренда может работать с инфраструктурой TETRA любого бренда, не привязывая пользователя к дорогостоящим и проприетарным системам.
  • Недостаток: радиостанции должны быть спроектированы по одному и тому же совместимому стандарту, радиостанции могут быстро устареть (хотя это смягчается правильно реализованными стандартами взаимодействия, такими как те, которые установлены ETSI для TETRA), стоят дороже и являются более сложными.

Данные по двусторонней радиосвязи

В некоторых случаях для передачи аналоговых или цифровых данных используется двусторонняя радиосвязь. Системы могут быть симплексными или дуплексными и могут использовать функции избирательного вызова, такие как CTCSS. В полнодуплексных системах данные могут передаваться между двумя точками в реальном времени. В симплексном или полудуплексном режиме данные могут отправляться с задержкой по времени между многими точками.

Некоторые двусторонние цифровые системы передают и звук, и данные в одном потоке данных. Системы этого типа включают NXDN и АПКО Проект 25. Другие более продвинутые системы в соответствии со стандартом TETRA способны объединять временные интервалы вместе для увеличения пропускной способности данных, что позволяет использовать расширенные приложения для опроса данных и телеметрии по радио. Метод кодирования и декодирования аудиопотока называется кодек, такой как AMBE или ACELP семейство кодеков.

После рынка GPS слежение и мобильный обмен сообщениями устройства могут взаимодействовать с популярными моделями двусторонней радиосвязи, обеспечивая ряд функций.

Аналоговый

Аналоговые системы могут сообщать об одном условии, например об уровне воды в животноводческом резервуаре. Передатчик на резервуаре постоянно посылает сигнал с постоянным звуковым сигналом. Тон будет изменяться по высоте, показывая уровень воды в резервуаре. Измеритель на удаленном конце будет изменяться в соответствии с высотой тона, чтобы указать количество воды, присутствующей в резервуаре для скота. Подобные методы можно использовать для телеметрии любого аналогового состояния. Этот тип радиосистемы служит цели, эквивалентной петля от четырех до двадцати миллиампер.[7] В США для этих систем часто используются промежуточные каналы средней полосы 72–76 МГц или УВЧ 450–470 МГц. Некоторые системы мультиплексируют телеметрию нескольких аналоговых состояний, например, ограничивая каждое из них отдельным диапазоном тональных сигналов.[8]

Цифровой

Цифровые системы могут передавать текстовые сообщения с помощью автоматизированной диспетчеризации (CAD). Например, дисплей в эвакуаторе может отображать текстовое местоположение для звонка и любые связанные детали. Водитель эвакуатора может нажать сознавать кнопка, отправка данных в обратном направлении и отметка вызова как полученного водителем. Их можно использовать для аналоговых телеметрических систем, таких как уровни в резервуарах для домашнего скота, как описано выше. Другая возможность - давление смазочного масла в двигателе транзитного автобуса или текущая скорость автобуса. Аналоговые условия переводятся в слова данных. Некоторые системы отправляют сообщения радиопейджинга, которые могут либо 1) подавать звуковой сигнал приемнику поискового вызова, 2) отправлять числовое сообщение или 3) отправлять текстовое сообщение.[9]

Цифровые системы обычно используют скорости передачи данных 1200–19 200 килобит в секунду и могут использовать схемы модуляции, такие как частотная манипуляция, звуковая частотная манипуляция или квадратурная фазовая манипуляция для кодирования символов. Современное оборудование обладает теми же возможностями передачи данных, что и Интернет-протокол. Работая в рамках ограничений протокола системы, можно отправлять и получать практически все, что угодно.

Разработано против не разработанного

Разработано системы предназначены для работы, близкой к Технические характеристики или стандарт. Они разработаны как системы, в которых все оборудование согласовано для совместной работы. Например, современная система двусторонней радиосвязи местного самоуправления в США может быть спроектирована так, чтобы обеспечивать покрытие 95% территории в городской местности. Разработчики систем используют радиочастотные модели, модели местности и программное обеспечение для моделирования распространения сигнала, пытаясь точно оценить, где радиостанции будут работать в определенной географической области. Модели помогают дизайнерам выбрать оборудование, расположение оборудования, антенны и оцените, насколько хорошо сигналы будут проникать в здания. Эти модели будут подкреплены испытаниями привода и фактическими измерениями уровня полевого сигнала. Разработчики регулируют диаграммы направленности антенн, добавляют или перемещают места для оборудования и проектируют антенные сети таким образом, чтобы обеспечить желаемый уровень производительности.[10]

Некоторые системы не разработаны. Наследие Системы - это существующие системы, которые никогда не разрабатывались для достижения цели производительности системы. Возможно, они начали с базовой станции и группы мобильных радиостанций. Спустя годы к ним добавили оборудование в виде строительных блоков. Унаследованные системы могут работать адекватно, даже если они не были профессионально разработаны как целостная система. Пользователь может приобрести и найти базовую станцию, ожидая, что аналогичные системы, используемые в прошлом, работали приемлемо. У городского дорожного управления может быть система, которая работает приемлемо, поэтому Департамент парков может построить новую аналогичную систему и найти ее в равной степени пригодной для использования. General Mobile Radio Service системы обычно не проектируются.

Опции, рабочий цикл и конфигурация

Пример организации управления на сконфигурированном P25 -мощная портативная рация.

Наземные мобильные двусторонние радиостанции 1940-х годов часто имели один канал и были шумоподавитель. Поскольку радио было дорогостоящим и было меньше пользователей радио, могло случиться так, что никто поблизости не использовал тот же канал. Кристалл передачи и приема должен был быть заказан для желаемой частоты канала, затем радио нужно было настроить или выровнять для работы на канале. 12-вольтовые мобильные ламповые радиоприемники потребляли несколько ампер в режиме ожидания и десятки ампер в режиме передачи. Оборудование работало идеально в новом состоянии. Характеристики электронных ламп со временем постепенно ухудшались. Нормы США требовали наличия индикаторной лампы, показывающей, что передатчик включен и готов к передаче, а также второй индикатор (обычно красный), показывающий, что передатчик включен. В радиостанциях с опциями для выбора опций использовались проволочные перемычки и дискретные компоненты. Чтобы изменить настройку, техник припаял дополнительную перемычку, а затем произвел все соответствующие настройки.

Многие мобильные и портативные устройства имеют ограниченный рабочий цикл. Рабочий цикл - это отношение времени прослушивания к времени передачи и обычно зависит от того, насколько хорошо передатчик может отводить тепло от радиатора на задней панели радиостанции. Рабочий цикл 10% (обычный для карманных компьютеров) переводится из 10 секунд времени передачи в 90 секунд времени приема. Некоторое мобильное и базовое оборудование рассчитано на разные уровни мощности - например, рабочий цикл 100% при 25 Вт и 15% при 40 Вт.[11]

Тенденция к увеличению сложности. Современные портативные и мобильные радиостанции могут иметь емкость до 255 каналов. Большинство из них синтезированы: внутренняя электроника современных радиоприемников работает в широком диапазоне частот без каких-либо настроек. В моделях высокого класса может быть несколько сотен дополнительных настроек, и для их настройки потребуется компьютер и программное обеспечение. Иногда элементы управления на радио называют программируемыми. Изменив параметры конфигурации, разработчик системы может настроить кнопку на панели управления радиомодуля, чтобы она функционировала как:

  • включить или выключить сканирование,
  • предупредить другое мобильное радио (выборочный вызов),
  • включить внешний динамик, или
  • выберите расположение ретранслятора.

В большинстве современных радиостанций эти настройки выполняются с помощью специального программного обеспечения (предоставляется производителем) и подключения к портативному компьютеру.

Радиостанции на базе микропроцессоров могут потреблять менее 0,2 ампера в режиме ожидания и до десятков ампер на мощных передатчиках мощностью 100 Вт.

Motorola MOTOTRBO Повторитель DR3000 с дуплексер установлен в кейсе, 100% рабочий цикл, выходная мощность до 40 Вт

Базовые станции, повторители, и качественный мобильный радио часто имеют спецификации, которые включают рабочий цикл. Репитер всегда должен быть непрерывный режим. Это означает, что радиостанция предназначена для непрерывной передачи без перегрева передатчика и, как следствие, отказа. Портативные устройства работают с перерывами, мобильные радиостанции и радиостанции базовых станций доступны в конфигурациях для нормальной или непрерывной работы. Для мобильного аварийного оборудования предпочтительнее непрерывное дежурство, потому что, например, любой из целого парка машин скорой помощи может быть задействован в качестве командного пункта при крупном инциденте. К сожалению, бюджет часто мешает, и радиостанции прерывистого действия покупаются.

Временная задержка всегда связана с радиосистемами, но очевидна в связи с космическими кораблями. НАСА регулярно обменивается данными с исследовательскими космическими кораблями, время прохождения сообщения туда и обратно измеряется часами (как в прошлом Юпитер ). Для Программа Аполлон и Космический шатл, Квиндарные тона использовались для передачи управления PTT.

Срок службы оборудования

Хотя общий срок службы двусторонней радиостанции составляет от 5 до 7 лет и от 1 до 2 лет для ее аксессуаров, тем не менее, использование, атмосфера и окружающая среда играют важную роль в определении срока ее службы (радиостанции часто развертываются в суровых условиях, где может выйти из строя более хрупкое коммуникационное оборудование, такое как телефоны и планшеты). Существует так много предположений о сроке службы двусторонних радиостанций и их аксессуаров, например аккумуляторов, зарядных устройств, гарнитуры и т. Д.

В государственных системах оборудование может быть заменено на основании бюджета, а не плана или ожидаемого срока службы. Финансирование в государственных учреждениях может быть циклическим или спорадическим. Менеджеры могут заменить вычислительные системы, транспортные средства или бюджетные расходы на поддержку компьютеров и транспортных средств, игнорируя оборудование двусторонней радиосвязи. Оборудование может оставаться в эксплуатации, даже если затраты на техническое обслуживание необоснованны с точки зрения эффективности.[12]

Различные элементы системы будут иметь разный срок службы. Это может зависеть от того, кто использует оборудование. Человек, с которым связались в правительственном учреждении одного округа, заявил, что оборудование, используемое круглосуточными службами, изнашивается намного быстрее, чем оборудование, используемое теми, кто работает на должностях с восьмичасовым персоналом.

В одном документе говорится, что «семь лет» превышают ожидаемый срок службы раций в полиции. Батареи чаще упоминаются как нуждающиеся в замене. Диспетчерские консоли двенадцатилетней давности, упомянутые в том же документе, были признаны пригодными для использования. Их сравнивали с проблемными консолями 21-летней давности, которые использовались где-то еще в той же системе.[13]

Другой источник сообщает, что оборудование системной магистрали, такое как консоли и базовые станции, будет прослужить пятнадцать лет. Ожидается, что мобильные радиостанции прослужат десять лет. Рации обычно хватает на восемь часов.[14] В документе штата Калифорния Департамент общего обслуживания сообщает, что ожидаемый срок службы коммуникационной консоли, используемой в Департаменте лесного хозяйства и противопожарной защиты, составляет 10 лет.[15]

Двусторонние радиочастоты

Двусторонние радиостанции могут работать на разных частоты, и эти частоты назначаются по-разному в разных странах. Обычно используются операции с разделением каналов, так что операторам не нужно настраивать оборудование на определенную частоту, а вместо этого они могут использовать одну или несколько предварительно выбранных частот, легко выбираемых с помощью набора, кнопки или других средств. Например, в США есть блок из 5 каналов (предварительно выбранные радиочастоты), выделенных для Многофункциональная радиосистема. Другой блок из 22 каналов назначается вместе General Mobile Radio Service и Семейное радио. В гражданское радио («СВ») имеет 40 каналов.

В традиционной аналоговой системе (простейший тип системы) частота или канал служит физической средой или линией связи, по которой передается передаваемая информация. Производительность радиосистемы частично зависит от характеристик используемой полосы частот. На выбор частоты для системы двусторонней радиосвязи частично влияют:[16]

  • государственное лицензирование и правила.
  • местная загруженность или наличие частот.
  • местности, поскольку радиосигналы по-разному распространяются в лесах и городских видовых навесах.
  • наличие шума, помех или интермодуляции.
  • интерференция космических волн ниже 50–60 МГц и тропосферный сгибаясь в УКВ.
  • в США для некоторых частот требуется одобрение комитета по координации частот.

Номер канала - это просто сокращенное обозначение частоты. Например, легче запомнить «Канал 1», чем запомнить «26,965 МГц» (канал CB США 1), или «462,5625 МГц» (канал 1 FRS / GMRS), или «156,05 МГц» (канал 1 морского транспорта). При указании частоты по номеру канала необходимо определить, какая радиослужба обсуждается. Такие организации, как электроэнергетические компании или полицейские управления, могут использовать несколько присвоенных частот с произвольно назначенными номерами каналов. Например, «Канал 1» одного полицейского участка может быть известен другому отделу как «Канал 3» или может даже быть недоступен. Агентства государственных услуг заинтересованы в поддержании некоторых общих частот для межрайонной или межведомственной координации в чрезвычайных ситуациях (современный термин: совместимость).

Каждая страна распределяет радиочастоты различным службам двусторонней связи в соответствии с международными соглашениями. В Соединенных Штатах некоторые примеры двусторонних услуг: гражданское радио, Служба цифровых электронных сообщений (DEMS), Семейное радио (ФРС), General Mobile Radio Service (GMRS), Многофункциональная радиослужба (МУРС), Деловое радио (BRS), и PMR446.

Радиолюбители почти всегда используют частоты, а не номера каналов, поскольку в этом контексте нет нормативных или эксплуатационных требований для фиксированных каналов. Даже радиолюбительское оборудование будет иметь функции «памяти», позволяющие быстро настроить передатчик и приемник на любимые частоты.

UHF против VHF

Наиболее распространенные системы двусторонней радиосвязи работают в УКВ и УВЧ части радиоспектр. Поскольку эта часть спектра широко используется для вещание и несколько конкурирующих применений, управление использованием спектра стал важным направлением деятельности правительств по регулированию пользователей радиосвязи в интересах как эффективного, так и беспрепятственного использования радио. Оба диапазона широко применяются для разных пользователей.

УВЧ имеет более короткую длину волны, что облегчает прохождение сигнала через небольшие отверстия в стене внутрь здания. Большая длина волны VHF означает, что в нормальных условиях он может передавать дальше. Для большинства приложений более низкие радиочастоты лучше подходят для большей дальности и сквозь растительность. Об этом свидетельствует радиовещательная телекомпания. Типичная телевизионная станция VHF работает с мощностью около 100 000 Вт и имеет радиус действия около 60 миль. Телевизионная станция УВЧ с радиусом покрытия 60 миль требует передачи на мощности 3 000 000 Вт. Другой фактор с более высокими частотами (UHF) заключается в том, что объекты меньшего размера будут поглощать или отражать больше энергии, что вызывает потерю дальности и / или многолучевые отражения, которые могут ослабить сигнал, заставляя сигнал «вне времени / вне фазы» достигать антенна приемника (именно поэтому на старом эфирном телевидении появлялось "призрачное" изображение).

Если приложение требует работы в основном на открытом воздухе, возможно, лучшим выбором будет УКВ-радио, особенно если в помещении используется радиостанция базовой станции и добавляется внешняя антенна. Чем выше расположена антенна, тем дальше рация может передавать и принимать.

Если радиоприемники используются в основном внутри зданий, то УВЧ, вероятно, является лучшим решением, поскольку его более короткая длина волны лучше проходит через небольшие отверстия в здании. Также могут быть установлены ретрансляторы, которые могут ретранслировать сигнал любой частоты (VHF или UHF) для увеличения расстояния связи.

Есть больше доступных каналов с UHF. Поскольку в большинстве случаев диапазон УВЧ не так велик, как УКВ, вероятность того, что удаленные радиостанции будут мешать сигналу, меньше. На УВЧ меньше, чем на УВЧ, воздействуют искусственные электрические помехи.

Классифицировать

Полезный прямой диапазон двусторонней радиосистемы зависит от распространение радио условия, которые являются функцией частоты[17], высота и характеристики антенны, атмосферный шум, отражение и преломление в атмосфере, мощность передатчика и чувствительность приемника, а также требуемое отношение сигнал / шум для выбранного метода модуляции. Спроектированная система двусторонней радиосвязи рассчитает зону покрытия любой данной базовой станции с оценкой надежности связи на этом расстоянии. Двусторонние системы, работающие в диапазонах VHF и UHF, в которых работают многие системы наземной подвижной связи, полагаются на распространение в пределах прямой видимости для надежной зоны покрытия. Эффект «затенения» высоких зданий может блокировать прием в областях в пределах прямой видимости, что может быть достигнуто на открытой сельской местности без препятствий. Приблизительное расстояние прямой видимости до радиогоризонт можно оценить по формуле: горизонт в километрах = 3,569, умноженный на квадратный корень из высоты антенны в метрах.

На дальность действия двусторонней радиосвязи влияют и другие факторы, такие как погода, точная используемая частота и препятствия.[17][18]

Другие устройства двусторонней радиосвязи

Не все радиостанции двусторонней связи являются портативными устройствами. Та же технология, которая используется в двухсторонней радиосвязи, может быть использована в других формах радиосвязи. Примером этого является беспроводной телефонный звонок. Беспроводная телефонная будка - это устройство, которое можно использовать для голосовой связи на воротах и ​​дверях безопасности. Они не только могут использоваться для разговора с людьми в этих точках входа, но и сотрудники могут удаленно открыть дверь, чтобы посетитель мог войти. Существуют также телефонные боксы для обслуживания клиентов, которые можно разместить по всему предприятию, и клиент может использовать их для вызова помощи от сотрудника магазина, оборудованного двусторонней радиосвязью.

Еще одно применение технологии двусторонней радиосвязи - это беспроводная система громкой связи. Беспроводной PA - это, по сути, одностороннее двустороннее радио, которое позволяет транслировать сообщения с портативных двусторонних радиостанций или внутренних переговорных устройств базовой станции.

Бизнес по аренде двустороннего радио

Поскольку двусторонняя радиосвязь стала ведущим методом двусторонней связи, такие отрасли, как компании, занимающиеся производством фильмов и телевидения, охранные компании, организации мероприятий, спортивные мероприятия и другие, должны были найти решение для использования двусторонней радиосвязи, которое было бы экономически эффективным и экономически умный. Вместо того, чтобы покупать радиостанции двусторонней связи, эти компании начали арендовать радиостанции двусторонней связи на короткий и длительный срок. Аренда двусторонней радиосвязи - важный и важный компонент бизнеса двусторонней радиосвязи. Многие стали неохотно покупать рации двусторонней связи из-за продолжительности мероприятия или необходимости сэкономить. Аренда радиостанций двусторонней связи принесла клиентам комфорт при аренде радиостанций двусторонней связи из-за цены и отсутствия обязательств владеть такими устройствами двусторонней связи. Клиенты могут взять напрокат все, что угодно, от радиоприемников двусторонней связи до оборудования для двусторонней радиосвязи, например, микрофонов с динамиками или репитеров.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Голдсмит, Андреа (8 августа 2005 г.). Беспроводная связь. Издательство Кембриджского университета. ISBN  9780521837163. Получено 20 апреля 2016.
  2. ^ Холдейн, Роберт. (1995) Народные силы, история полиции Виктории. Издательство Мельбурнского университета. ISBN  0-522-84674-2, 1995
  3. ^ Вехи истории IEEE получены 2 октября 2007 г.
  4. ^ Один из примеров целевого назначения каналов описан в Иванове Д.А., В.П. Савельева и П.В. Шемански, «Организация связи», Основы тактики Командование и контроль: Советский взгляд, Советская военная мысль № 18, (Вашингтон, округ Колумбия: заведующий документами, 1977) Контрольный номер Библиотеки Конгресса: 84602565. Это перевод русскоязычной книги советских времен ВВС США. См. Также «Недостаточная емкость системы». Специальный отчет: улучшение Пожарный Связь, USFA-TR-099 / январь 1999 г. (Эммитсбург, Мэриленд: Управление пожарной охраны США, 1999), стр. 18-19 и «5.2 Настоящая система», В Калифорнийский дорожный патруль Исследовательский проект коммуникационных технологий на 800 МГц, 80-C477, (Сакраменто, Калифорния: Департамент общего обслуживания, Отдел коммуникационных технологий, 1982 г., стр. V-4 - V-6.
  5. ^ «3.4.1 Общие недостатки пользовательского оборудования», Комитет по радио полиции Сан-Рафаэля: отчет мэру и городскому совету, (Сан-Рафаэль, Калифорния: Город Сан-Рафаэль, 1995 г., стр. 12.
  6. ^ Для примера говорить вокруг использовать, см. «Отчеты о проблемах», Специальный отчет: Улучшение связи пожарных, USFA-TR-099 / январь 1999 г. (Эммитсбург, Мэриленд: Управление пожарной охраны США, 1999 г.) стр. 25–26. Эта статья также подтверждает определение фразы говорить вокруг.
  7. ^ Примеры см. В: Михайлов К.Е. «Объекты связи на ЛЭП Волга-Москва». Передача электроэнергии на большие расстояния между ГЭС им. В. И. Ленина и Москвой, (Иерусалим: Израильская программа научных переводов, 1965).
  8. ^ Пример телеметрии электрокардиограммы см. Планирование экстренных медицинских коммуникаций: Том 2, Руководство по планированию на местном / региональном уровне (Вашингтон, округ Колумбия: Национальная администрация безопасности дорожного движения, Министерство транспорта США, 1995), стр. 48.
  9. ^ "Бюллетень спартанской подготовки - Том первый - Выпуск первый". Получено 18 октября, 2017.
  10. ^ Два примера тестирования привода и полевых измерений уровней принимаемого сигнала см.
    • «Раздел II: Исследования распространения радиоволн», Калифорнийский проект по исследованию коммуникационных технологий для дорожного патруля на 800 МГц, 80-C477, (Сакраменто, Калифорния: Департамент общих служб, Отдел коммуникационных технологий, 1982 г.), стр. II-1 - II-34.
    • Оссанна-младший, Джозеф Ф., "Модель замирания мобильной радиосвязи из-за отражений в зданиях: теоретические и экспериментальные спектры мощности замирания формы волны", Bell System Технический журнал, Ноябрь 1964 г., стр. 2935-2971. Общая информация о 800 МГц: в этой статье показано, что замирание сигнала происходит на звуковых частотах, близких к тонам CTCSS, что объясняет, почему в 1970-х годах в системах Motorola 800 МГц использовалась только DCS.
  11. ^ Технические характеристики Kenwood TKR-850
  12. ^ Например, см .: «Элемент S-7 плана: Рационализированное финансирование» и «Элемент L-2 плана: Постоянное управление радио общественной безопасности Contra Costa», Генеральный план мобильной радиосвязи в округе Контра-Коста, (Фэрфакс, Вирджиния: Federal Engineering, Inc., 2002, стр. 45, 49.
  13. ^ Например, см .: «3.2.10.1 Текущие системные проблемы». Система магистральной радиосвязи: запрос предложений, (Оклахома-Сити, Оклахома: Управление муниципальных образований Оклахома-Сити, Управление капитальных проектов общественной безопасности, 2000) стр. 56.
  14. ^ «2.4 Инвентарь оборудования», Комитет по радио полиции Сан-Рафаэля: отчет мэру и городскому совету, (Сан-Рафаэль, Калифорния: Город Сан-Рафаэль, 1995 г., стр. 8.
  15. ^ «8000 экспонатов: затраты на замену оборудования для типичного трехпозиционного центра управления и контроля CDF», 8000 Телекоммуникационное руководство, (Сакраменто, Калифорния: штат Калифорния, Департамент лесного хозяйства и противопожарной защиты, 2006 г.) Файл Adobe PDF на консоли стоит.
  16. ^ См. «Приложение B - Правила FCC». План коммуникаций EMS в Калифорнии: окончательный проект(Сакраменто, Калифорния: Управление EMS штата Калифорния, сентябрь 2000 г.), стр. 38. и Заключительный отчет Фазы II штата Аризона: Оценка потребностей в радиосвязи в масштабе штата, Macro Corporation и штат Аризона, 2004 г.
  17. ^ а б Двусторонняя радиосвязь
  18. ^ "Дальность двусторонней радиосвязи: как далеко могут взаимодействовать двусторонние радиостанции?"

внешняя ссылка