W poprzedniej części wyjaśnione zostały podstawowe pojęcia mające związek ze standardem radiokomunikacyjnym DMR. Niniejszy jest poświęcony praktycznemu wykorzystaniu urządzeń zgodnych z tym standardem.
Na współczesnym rynku radiokomunikacyjnym dostępnych jest wiele urządzeń zgodnych ze standardem DMR. By spełnić wymagania formalne, producenci muszą przestrzegać pewnych zasad konstrukcyjnych. Nie mogą modyfikować pewnych funkcji ani zmieniać niektórych parametrów urządzeń, gdyż są one ściśle sprecyzowane w opisie standardu DMR jednak nikt nie zabrania udostępnienia funkcji wykraczających poza standard, dlatego powstają „ponadstandardowe” systemy radiokomunikacyjne o bardzo ciekawych właściwościach użytkowych.
Przyjrzyjmy się urządzeniom i systemom radiokomunikacyjnym zgodnym ze standardem DMR, które są dostępne na rynku pod nazwą Mototrbo. Są to produkty firmy Motorola. By wyjaśnić, czym są i do czego służą, należy zacząć od opisu najprostszych przypadków.
Najprostszy system radiokomunikacyjny
Z najprostszym systemem radiokomunikacyjnym mamy do czynienia, gdy dwóch rozmówców nawiązuje połączenie, korzystając z radiotelefonów ręcznych. Nawet w tak prostym przypadku tkwi pewna zawiłość, gdyż – jak wspomniano w pierwszej części artykułu – w standardzie DMR wykorzystane jest zwielokrotnienie TDMA z dwoma szczelinami czasowymi. Oznacza to, że na jednym kanale radiowym mogą być jednocześnie prowadzone dwie nie nakładające się na siebie rozmowy. Jest to ekonomiczne rozwiązanie (z którego mogą skorzystać agencje ochrony lub inne firmy korzystające z łączności radiowej), gdyż każdy z kanałów radiowych jest podwójnie wykorzystany. W przypadku urządzeń analogowych lub innych systemów łączności, w których nie wykorzystuje się urządzeń zgodnych ze standardem DMR, do jednoczesnego prowadzenia dwóch rozmów potrzebne są dwa kanały radiowe, a to sprawia, że opłaty za przydział częstotliwości są dwukrotnie wyższe.
Rys. 1. Najprostszy system radiokomunikacyjny
Jak wynika z rys. 1, nawet w najprostszym systemie radiokomunikacyjnym można definiować grupy rozmówców. W przykładzie przedstawionym na rysunku 1 „żółci” rozmawiają z „żółtymi”, a „niebiescy” z „niebieskimi”, jednak nie wyczerpuje to wszystkich dostępnych możliwości. W systemach radiokomunikacyjnych zgodnych ze standardem DMR operuje się tak zwanymi wywołaniami. Osoba korzystająca z radiotelefonu wybiera grupę rozmówców, do której chce skierować wywołanie, i wciska przycisk nadawania. Jej głos usłyszą tylko osoby, do których było skierowane wywołanie. Możliwe są zarówno wywołania indywidualne, jak i grupowe, co w wielu przypadkach ma istotne znaczenie dla optymalizacji procedur łączności. Przykładowo, dowódca służb ochrony może wydać polecenia wybranej grupie agentów, nie niepokojąc pozostałych pracowników, których te polecenia nie dotyczą.
Inną bardzo istotną korzyścią wynikającą ze stosowania zwielokrotnienia TDMA z dwiema szczelinami czasowymi jest możliwość nawiązania połączenia głosowego i jednoczesnego transmitowania danych cyfrowych. Wybrane modele radiotelefonów Mototrbo mają wbudowane odbiorniki sygnałów GPS. Dzięki temu użytkownicy radiotelefonów mogą być łatwo lokalizowani w terenie, a dane dotyczące ich położenia geograficznego mogą być przekazane innym użytkownikom systemu. Możliwa jest również transmisja innego rodzaju danych, na przykład wiadomości tekstowych, podobnie jak w telefonii komórkowej.
Jak widać, już najprostszy system radiokomunikacyjny z urządzeniami zgodnymi ze standardem DMR może mieć wiele funkcji niedostępnych w innych systemach.
Zastosowanie przemiennika w celu zwiększenia zasięgu łączności radiowej
Jedną z głównych wad najprostszych systemów radiokomunikacyjnych jest ich mały zasięg. Z natury rzeczy radiotelefony ręczne znajdują się nisko nad ziemią, zaś moc ich nadajników jest mała. Anteny radiotelefonów ręcznych są optymalizowane pod kątem wygody użytkowania, a nie sprawności energetycznej, przez co ich skuteczność w realnych warunkach eksploatacyjnych jest niewielka. W terenie miejskim, gdzie fale radiowe są silnie tłumione przez budynki i ulegają licznym odbiciom, ich energia szybko maleje przy zwiększaniu się odległości między rozmówcami. W takich warunkach zasięg radiotelefonów ręcznych zostaje ograniczony do kilkuset metrów.
Rys. 2.Dzięki zwielokrotnieniu TDMA „niebiescy” rozmawiają z „niebieskimi”, „żółci” z „żółtymi”
By temu zaradzić, stosuje się przemienniki radiowe, czyli stacjonarne urządzenia nadawczo-odbiorcze, które odbierają słabe sygnały radiowe, wzmacniają je i ponownie odsyłają w eter. Przemienniki nie mają tych wad, które ograniczały zasięg radiotelefonów ręcznych. Anteny stosowane w przemiennikach mają dużą sprawność energetyczną i odpowiednio ukształtowaną charakterystykę kierunkową, a ponadto są umieszczane wysoko, na dachach budynków czy na specjalnych masztach. Wszystko to powoduje, że przemienniki są w stanie poprawnie odbierać słabe sygnały radiowe z radiotelefonów ręcznych. Z tych samych względów proces odwrotny, czyli nadawanie wzmocnionych sygnałów radiowych, przebiega równie sprawnie. Dlatego przemienniki stanowią nieodłączny składnik profesjonalnych systemów łączności radiowej.
Powyższe uwagi dotyczą wszystkich przemienników, zarówno analogowych, jak i cyfrowych, jednak korzyści wynikające ze stosowania urządzeń cyfrowych są znacznie większe. Za pośrednictwem jednego przemiennika i jednego systemu antenowego mogą być prowadzone jednocześnie dwie rozmowy, ale w przypadku przemienników Mototrbo, których funkcje wychodzą poza standard DMR, korzyści jest jeszcze więcej. Te urządzenia mogą pracować w tak zwanym trybie mieszanym, czyli mogą obsługiwać zarówno starego typu radiotelefony analogowe, jak i współczesne radiotelefony cyfrowe, zgodne ze standardem DMR. Pozwala to użytkownikom systemów radiokomunikacyjnych na wykorzystanie posiadanych radiotelefonów i ograniczenie w ten sposób kosztów.
Kolejną bardzo istotną właściwością przemienników z serii Mototrbo jest możliwość ich podłączenia do sieci IP. Umożliwia to budowę rozległych, wielofunkcyjnych systemów radiokomunikacyjnych, których opis zostanie zamieszczony w kolejnym artykule.
Andrzej Walczyk
Zabezpieczenia 2/2014