Na bazie urządzeń zgodnych ze standardem DMR można budować złożone systemy radiokomunikacyjne, w tym systemy trankingowe, z których może jednocześnie korzystać wielu użytkowników. W ten sposób rozwiązywany jest problem ograniczonej pojemności systemów konwencjonalnych, jednak zasięg nie ulega poprawie.
W systemach radiokomunikacyjnych wykorzystywanych przez służby ochrony i ratownictwa używane są fale radiowe z zakresu VHF lub UHF. Umownie przyjmuje się, że zakres VHF odpowiada częstotliwościom od 30 MHz do 300 MHz zaś zakres UHF częstotliwościom od 300 MHz do 3 GHz. Posługując się uproszczonym modelem propagacji fal radiowych, można przyjąć, że rozchodzą się one po liniach prostych, ulegają odbiciom od przeszkód materialnych oraz słabną z drugą potęgą odległości. W tym sensie są one podobne do światła, które również rozchodzi się prostoliniowo, odbija od przeszkód materialnych i słabnie w miarę oddalania się od jego źródła. Dzięki temu porównaniu łatwo sobie wyobrazić, że w miejscach, w których nie można zobaczyć anteny stacji bazowej, siła odbieranego sygnału będzie niska. Na podobnej zasadzie nie jesteśmy w stanie zobaczyć latarni morskiej, gdy wejdziemy za zasłaniający ją budynek.
W klasycznym systemie trankingowym wykorzystana jest pojedyncza stacja bazowa, w skład której wchodzi od kilku do kilkunastu przemienników radiowych. W ten sposób pojemność systemu, rozumiana jako zdolność do jednoczesnej obsługi wielu rozmówców, zostaje zwiększona, lecz jego zasięg nie ulega poprawie. Co prawda można zwiększyć zasięg dzięki zastosowaniu lepszych anten oraz umieszczeniu ich na większej wysokości, jednakże i ten pomysł nie jest całkowicie skuteczny. Po pierwsze, można napotkać problemy natury administracyjnej, związane z zakazem budowy lub wykorzystania wysokich konstrukcji wsporczych. Po drugie, zwiększanie wysokości jest skuteczne jedynie do pewnego stopnia – tą metodą nie można dowolnie zwiększać zasięgu.
Podstawowym czynnikiem ograniczającym zasięg łączności radiowej jest krzywizna ziemi. Najłatwiej przekonać się o tym, oglądając horyzont, poza który nie jesteśmy w stanie zajrzeć, nawet jeśli użyjemy silnej lornetki. Co prawda w przypadku fal radiowych występują pewne zjawiska umożliwiające nawiązywanie połączeń pozahoryzontalnych, jednak w zakresach VHF i UHF nie możemy na nie liczyć. Praktyczny wzór, za pomocą którego można wyznaczyć przybliżony zasięg łączności radiowej w przestrzeni otwartej, pozbawionej przeszkód materialnych (określający na przykład zasięg łączności dwóch okrętów znajdujących się na pełnym morzu), ma następującą postać:
gdzie symbole h1 i h2 oznaczają wysokości zamocowania anten obu korespondujących stacji nad poziomem gruntu. Wysokości zamocowania anten h1 i h2 powinny być wyrażone w metrach, zaś wynik D jest podawany w kilometrach.
Z interpretacji tego wzoru wynika, że dziesięciokrotne podwyższenie miejsca instalacji jednej z anten powoduje zaledwie trzykrotne zwiększenie zasięgu łączności. Dlatego budowa bardzo wysokich masztów antenowych nie prowadzi do osiągnięcia celu, jakim jest zapewnienie niezawodnej łączności na dużym obszarze.
Praktycznym rozwiązaniem umożliwiającym niemal nieograniczone zwiększenie zasięgu w trankingowym systemie łączności jest zastosowanie wielu stacji bazowych i połączenie ich za pomocą sieci IP. W ten sposób powstaje rozproszona sieć radiowa umożliwiająca prowadzenie rozmów osobom znajdującym się w znacznej odległości od siebie. Schemat blokowy sieciowego systemu trankingowego składającego się z dwóch stacji bazowych jest przedstawiony na rysunku.
Rys. 1. Schemat blokowy sieciowego systemu trankingowego składającego się z dwóch stacji bazowych
W praktyce można zastosować od kilku do kilkunastu stacji bazowych. Pod względem sposobu użytkowania taki system będzie podobny do systemu trankingowego opisanego w poprzednim artykule, lecz będzie obejmował swoim zasięgiem znacznie większy obszar. Jego użytkownicy będą mogli przemieszczać się w nieskrępowany sposób, zaś łączność nawiązać zawsze, gdy tylko znajdą się w zasięgu co najmniej jednej, niekoniecznie tej samej stacji bazowej. Tego typu systemy są obecnie wykorzystywane zarówno przez służby mundurowe, jak i przez organizacje cywilne.
Czym to się różni od telefonii komórkowej? Odpowiedź jest prosta. Właściciele rozproszonych systemów łączności radiowej są jednocześnie ich administratorami i konserwatorami. Odpowiednio skonfigurowane systemy radiokomunikacyjne nie zawiodą w sytuacjach krytycznych, podczas klęsk żywiołowych lub w trakcie incydentów o charakterze terrorystycznym. Nie ulegną również zablokowaniu na skutek nadmiernego obciążenia spowodowanego przez użytkowników w przypadku paniki spowodowanej nagłym wypadkiem.
Także podczas normalnej, codziennej eksploatacji wydzielone systemy łączności są bardziej niezawodne od połączeń komórkowych. Przykładowo, wysłanie jakiejkolwiek wiadomości z podgórskiej miejscowości wypoczynkowej w noc sylwestrową jest niemal niemożliwe, bo wszyscy wysyłają życzenia noworoczne i przeciążają lokalne stacje BTS dostosowane do znacznie mniejszego ruchu. Taka sytuacja nie może zaistnieć w wydzielonym systemie łączności radiowej dostosowanym do potrzeb jego użytkowników.
Andrzej Walczyk
Zabezpieczenia 5/2014