Система цифровой технологической радиосвязи стандарта DMR.

By | 15.07.2015

При значительно возрос­шем за последние годы каче­стве и надежности сущест­вующей аналоговой поездной радиосвязи в радиочастотных диапазонах 2 и 160 МГц не­обходимость ее перевода на цифровые стандарты очевид­на, да и, пожалуй, неоспори­ма. Необходимость перевода вызвана рядом ограничений действующих систем, не по­зволяющих обеспечить вне­дрение инновационных тех­нологий. Среди них можно отметить:

  • снижение дальности (зоны радиодоступности) и ухудше­ние качества радиосвязи из-за высокого уровня электромаг­нитных помех от современно­го подвижного состава с асинхронным тяговым приво­дом;
  • невозможность реализации индивидуальных и аварийных вызовов;
  • отсутствие идентификации вызывающего и вызываемого абонентов;
  • практическая невозмож­ность организации непрерыв­ных каналов связи с подвиж­ными объектами;
  • отсутствие возможности реализации режимов переда­чи данных;
  • низкий уровень защиты информации из-за потенци­альной возможности несанк­ционированного входа без регистрации в сеанс связи не­установленного радио­средства.

Для участков высокоско­ростного, скоростного и ин­тенсивного движения пасса­жирских и пригородных по­ездов в качестве аль­тернативы аналоговым сис­темам поездной радиосвязи ОАО «РЖД» принят стандарт GSM-R, разработанный спе­циально для нужд железнодо­рожного транспорта и отве­чающий основным современ­ным требованиям. Примене­ние стандарта GSM-R на та­ких участках оправдано также и с экономической точки зре­ния. Однако для участков же­лезных дорог II-IV категорий применение стандарта GSM-R не всегда целесообразно с экономической точки зрения.

На основании исследова­ний, опыта строительства и эксплуатации систем цифро­вой технологической радио­связи стандарта GSM-R на российских железных дорогах с учетом существующих па­раметров его уязвимости и жизнестойкости в качестве альтернативы и резерва этого стандарта был предложен стандарт DMR.

DMR — это открытый стан­дарт, технические характери­стики которого регламенти­рованы документами Евро­пейского института телеком­муникационных стандартов (ETSI), Министерства связи и массовых коммуникаций РФ. Архитектура построения сис­темы в соответствии с требо­ваниями открытого стандарта обеспечивает возможность использования аппаратуры различных производителей и ее функциональную совмес­тимость, что в конечном ито­ге снижает стоимость строи­тельства.

Проведенные на опытных участках российских желез­ных дорог испытания показа­ли, что при применении тех­нологической цифровой ра­диосвязи стандарта DMR дос­тигается:

  1. более эффективное исполь­зование частотного ресурса, выделенного для ОАО «РЖД» в метровом (160 МГц) радиочастотном диапазоне, на основе реализации двух рабо­чих каналов на каждой из пар частот с шагом сетки 12,5 кГц;
  2. существенное повышение качества передачи речи на локомотивные радиостанции в условиях высоких уровней акустических шумов и элек­тромагнитных помех;
  3. увеличение дальности и ка­чества радиосвязи для або­нентов носимых радиостан­ций;
  4. возможность использова­ния стандартных приложений и новых прикладных задач на основе технических средств системы;
  5. относительно низкая стои­мость строительства по срав­нению с другими системами технологической радиосвязи, в том числе стандартов GSM-R и TETRA.

Технические требования по организации поездной радио­связи на основе стандарта DMR предусматривают его адаптацию к условиям рос­сийских железных дорог и выполнение основных функ­циональных требований Ме­ждународного союза желез­ных дорог (МСЖД), сформи­рованных в рамках рекомен­даций МСжД «EIRENE» для системы GSM-R.

Система поездной радио­связи стандарта DMR обеспе­чивает:

  1. выполнение функциональ­ных требований по организа­ции связи машинистов поезд­ных локомотивов и других видов подвижного состава в соответствии с Правилами технической эксплуатации железных дорог РФ по дейст­вующим в настоящее время алгоритмам;
  2. организацию индивиду­альных и групповых вызовов и взаимодействий; при перемещениях локомоти­вов (локомотивной радио­станции) между зонами ра­диосвязи различных стацио­нарных радиостанций (ре­трансляторов) автоматиче­ское переключение на радио­частотные каналы этих ра­диостанций без прерывания канала связи;
  3. возможность формирова­ния виртуальных динамиче­ских групп для обеспечения групповых взаимодействий при движении локомотива, в частности для групповых со­единений с дежурным по станции;
  4. возможность организации радиосвязи дежурного по станции в пределах зоны как одной, так и нескольких ста­ционарных радиостанций (ретрансляторов);
  5. возможность введения приоритетов в установлении соединений, формирование аварийных вызовов;
  6. организацию конференцсвязи для переговоров поезд­ного диспетчера и дежурного по станции с машинистами поездов и др.

Система позволяет созда­вать сеть поездной радиоте­лефонной связи и передачи данных в целях организации каналов передачи информа­ции для систем управления движением поездов. Причем в наиболее распространенном варианте на каждой станции предусматривается использо­вание не менее двух радиока­налов поездной радиосвязи для переговоров поездного диспетчера и дежурного по станции с машинистами двух различных поездов и органи­зация до шести информаци­онных каналов обмена дан­ными с локомотивным обору­дованием систем КЛУБ-У, БЛОК и другими в режиме закрепления канала за каж­дым поездом (коммутация каналов). Для передачи дан­ных по радиоканалу будут задействованы радионавига­ционные устройства ГЛО-НАСС/GPS для контроля ме­стоположения и скорости движения локомотивов и ра­ботников, оснащенных носи­мыми радиостанциями.

Сети передачи данных стандарта DMR обеспечивают в режиме коммутации кана­лов скорость передачи между центром управления и локо­мотивом 2,2 кбит/с. В режи­мах радиотелефонной связи и передачи данных осуществля­ется автоматическая комму­тация каналов при переходе из зоны одной базовой стан­ции к другой (режим «хендовера»), при этом время пере­ключения составляет не более 1 с.

Особое внимание уделено достоверности передачи дан­ных. Учитывая особенности организации движения поез­дов и возможные ошибки ад­ресации при взаимодействии по номерам поездов (номера поездов могут повторяться на маршруте), предус­матриваются дополнительные индивидуальные номера ра­диостанций, хранящиеся в базе данных центров управ­ления, благодаря чему ис­ключаются некорректные со­единения.

Компанией «Пульсар Те­леком» на основе стандарта DMR и технических требова­ний ОАО «РЖД» разработана цифровая система технологи­ческой радиосвязи (ЦСТР) DtranPulsar®, действующая в диапазоне 160 МГц. Система ЦСТР DtranPulsar® обеспечивает существенное повышение качества и на­дежности канала радиосвязи по сравнению с действующей аналоговой радиосвязью; функционирование поездной и станционной радиосвязи в условиях  высокого уровня радиопомех от современных видов подвижного состава с асинхронным приводом; ор­ганизацию индивидуальных, групповых и аварийных вы­зовов с возможностью назна­чения приоритетов; вывод информации о реальной ско­рости движения и местопо­ложении поезда на пульты поездного диспетчера и де­журного по станции.

Кроме того, DtranPulsar® позволяет оптимизировать регламент переговоров и сни­зить абонентскую нагрузку в канале радиосвязи; регистри­ровать, архивировать и про­слушивать все переговоры в системе; блокировать попыт­ки несанкционированного выхода в эфир неустановлен­ных радиосредств; эффектив­но использовать частотный ресурс за счет сетки частот 12,5 кГц и динамического распределения выделенных каналов (функция транкинга Tier 3); организовывать кана­лы передачи данных, в том числе для управляющих и информационных систем с помехозащищенным ко­дированием.

В ЦСТР DtranPulsar® так­же предусмотрена возмож­ность мониторинга и админи­стрирования локомотивных и стационарных радиосредств и их взаимодействие с единой системой мониторинга и ад­министрирования (ЕСМА), поэтапный переход на цифро­вую радиосвязь, совмести­мость с оборудованием DMR других производителей в рамках открытого стандарта DMR ETSI TS 102 361 и с действующим парком локо­мотивных радиостанций.

Зарубежные системы GSM-R, TETRA, DMR рабо­тают по принципу централи­зации управления: их го­ловные серверы управляют работой всей системы связи. При выходе из строя цен­трального сервера связь на всей сети перестает функцио­нировать. В ЦСТР DtranPulsar® центральное оборудование выполняет лишь вспомогательные, сер­висные функции техническо­го обслуживания, и если в нем произойдет сбой, основ­ная работоспособность сети сохранится. Система DtranPulsar® полностью оте­чественная, включая про­граммное обеспечение и ап­паратную часть. Она имеет высокий уровень защиты от несанкционированного дос­тупа к программным средст­вам. Это крайне важный фак­тор, учитывая стратегическую роль железных дорог.

ЦСТР DtranPulsar® вклю­чает в себя базовые станции, в основе системы DtranPulsar® диспетчерские терминалы и пульты дежурных по станции, локомотивные и портативные (носимые) радиостанции, ан-тенно-фидерные устройства и систему управления.

В основе базовой станции используется модульный универсальный репитер РМУ-4, который способен работать как в режиме простого ретранслятора, так и в каче­стве стационарной радио­станции с подключением пультов дежурных, систем ТУ-ТС, пожарной сигнализа­ции, аппаратуры передачи данных, дополнительных ли­ний связи. Для подключения внешнего оборудования ре­питер поддерживает двух- и четырехпро-водные аналого­вые интерфейсы, а также цифровые интерфейсы RS-232, RS-422, RS-423, RS-485, UkO, Ethernet.

Один репитер может со­держать до двух приемопере­дающих трактов и позволяет организовывать  до четырех одновременно работающих каналов связи. Для увеличе­ния числа одновременно ра­ботающих каналов репитеры объединяют в каскад. Каждый из каналов связи может ис­пользоваться для передачи речи или данных.

Для поэтапного перехода на цифровую радиосвязь и обеспечения совместимости с действующей аналоговой се­тью радиосвязи при­емопередатчики репитера РМУ-4 способны работать в аналоговом, цифровом (DMR) и смешанном режимах. Репи­теры комплектуются передат­чиками с максимальной вы­ходной мощностью 30 и 50 Вт.

Для дежурных по станции предлагается применять пульты ПДС и ПДС/И. Пер­вый из них имеет линейный интерфейс   UkO,   второй — Ethernet (10/100 Base-T).

Непосредственно к репитеру РМУ-4 с питанием по Ethernet (РоЕ) могут подключаться до трех пультов ПДС/И. Реко­мендуемая дальность под­ключения — до 100 м. Под­ключение большего количе­ства пультов ПДС/И или их удаленное подключение реа­лизуются с помощью внеш­них IP коммутаторов.

При необходимости рабо­ты по длинной физической линии применяются пульты ПДС с обеспечением макси­мальной дальности до 25 км при использовании витой па­ры с диаметром жилы 1,2 мм. К одному репитеру РМУ-4 могут подключаться до вось­ми пультов ПДС.

Пульты ПДС, ПДС/И име­ют 24 базовых программи­руемых функциональных клавиши с возможностью подключения до трех допол­нительных приставок по 48 кнопок на каждой, обеспечи­вая возможность программи­рования до 168 индивидуаль­ных или групповых вызовов.

Диспетчерскими термина­лами служат пульты ПДСУ с цветным сенсорным экраном и интегрированным систем­ным блоком. Пульт ПДСУ подключается к IP-сети по интерфейсу Ethernet (10/100 Base-T). В системе поддержи­вается одновременная работа до трех писпетчепских терминалов.

Пульты ПДС, ПДС/И и ПДСУ снабжены микротеле­фонной трубкой с тангентой, внешним микрофоном типа «гусиная шея», предус­мотрена возможность под­ключения педали и внешнего динамика. Пульт ПДСУ мо­жет дополнительно комплек­товаться жидкокристалли­ческими индикаторными па­нелями для оперативного отображения протяженных участков с большим количе­ством объектов связи и выво­да больших объемов графи­ческой информации.

На подвижных объектах предполагается установка ло­комотивных (возимых) ра­диостанций РПСМ-10, отли­чительными особенностями которых являются: возмож­ность работы в диапазонах ГМВ (2 МГц), MB с поддерж­кой стандарта DMR (160 МГц) и ДМВ (GSM-R900 МГц, GSM 900/1800/1900 МГц); автоматизированная настройка АСУ ГМВ-диапа-зона; дистанционный мони­торинг по радиоканалу; дис­танционное конфигурирова­ние по сетям GSM и DMR; наличие приемника GPS/ ГЛОНАСС, встроенного ре­гистратора переговоров и ин­терфейсов RS-232, Ethernet, CAN, ТУ-ТС.

Для работы в MB диапазо­не по стандарту DMR радио­станции РЛСМ-10 комплек­туются приемопередатчиками с   максимальной выходной мощностью 15 или 25 Вт, обеспечивающими аналого­вый и цифровой режимы.

Радиостанция РЛСМ-10 при работе в ЦСТР DMR поддерживает поиск базовой станции в зависимости от ме­стоположения радиостанции на основе данных приемников GPS/ГЛОНАСС с учетом приемлемого уровня приема. Это позволяет регистрировать абонента на ближайшем ретрансляторе при необходи­мости географического раз­граничения диспетчерских кругов и переключать радио­станции с одной базовой станции на другую при дви­жении подвижного состава в минимально короткое время.

Носимые радиостанции оборудованы цветным жид­кокристаллическим дисплеем, навигационным приемником, цифровой клавиатурой. Они работают как в цифровом, так и аналоговом режимах. В ра­диостанциях предусмотрены кнопка аварийного вызова, система уникальной индиви­дуальной идентификации, а также возможность автомати­ческой передачи сигнала тревоги при падении абонента (функция «ManDown»).

Сервер цифровой радиосе­ти СЦР-01 (радиосервер) вы­полняет регистрацию всех переговоров в сети, сбор ста­тистики по вызовам, а также обеспечивает шлюз в другие радиосети и сети ОТС, ОбТС. Сервер PEGAS осуществ­ляет непрерывный монито­ринг всех устройств с переда­чей информации администра­тору в АРМ «PEGAS-Клиент» и ЕСМА. Дополнительно производит контроль уровней радиосигналов и фактическо­го состояния пространствен­ного радиопокрытия сети.

Особенностью системы DtranPulsar® является то, что она   имеет распределенную (децентрализованную) струк­туру, гарантирующую высо­кий уровень надежности при различных отказах элементов сети. Отказ радиосервера или связи с ним не приводит к на­рушениям в работе сети, при этом функция регистрации переговоров осуществляется встроенными регистраторами репитеров РМУ-4. При одно­временном выходе из строя радиосервера, репитеров и пультов будет поддерживать­ся связь между оставшимися мобильными абонентами, ре­питерами и пультами.

Антенно-фидерные уст­ройства системы включают многоканальные передающие гибридно-ферритовые ком­байнеры,  приемные распре­делительные панели, дуп­лексные полоснорежекторные фильтры, устройства грозо­защиты, высокочастотный кабель с низким затуханием и антенны.

Система DtranPulsar® ус­пешно прошла цикл эксплуа­тационных и приемочных ис­пытаний на опытном участке Владимир — Ковров Горьковской дороги.

Цифровая система техно­логической радиосвязи стан­дарта DMR создает реальные условия развития на сети же­лезных дорог цифровых сетей поездной радиосвязи и пере­дачи данных по радиоканалу в частотном диапазоне 160 МГц.

Ист. Тематическая подборка «Радиосвязь на железнодорожном транспорте. Стандарт DMR».

Category: Радиосвязь

About V.Lesin

Специалист в области электросвязи, делюсь своими знаниями и опытом через статьи на olacom.ru. Кроме моих статей на ресурсе Вы также найдете интересные материалы, инструкции и мануалы. Всегда готов ответить вопросы!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *