ПОДВИЖНЫЙ УЗЕЛ СВЯЗИ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
MULTI-PURPOSE MOBILE COMMUNICATION CENTRE

Изобретение относится к технике электросвязи и может использоваться для организации прямых связей, привязки абонентов подвижных объектов к сетям связи общего пользования и передачи по образованным каналам связи различной информации в интересах работников органов внутренних дел.
Известны абонентские стационарные и носимые станции подвижной связи, которые содержат антенные системы, приемопередатчики в составе приемников, передатчиков, блоков модуляторов-демодуляторов и оконечное оборудование для образования каналов связи и ведения по ним дуплексной телефонной связи, передачи данных и различных сообщений [1, 2].
В существующих сетях спутниковой связи и сетях подвижной радиосвязи абоненты могут вести между собой обмен информацией раздельно в каждой из сетей связи. Для выхода абонентов одной сети в другую сеть потребуются дополнительные устройства или связь между ними может быть обеспечена только через специальные центры коммутации. Это приводит к значительному увеличению времени на установление соединения и к невозможности обеспечения связи между абонентами различных сетей из-за использования в них разнотипных оконечных средств с различными алгоритмами работы.
Решение возникшей проблемы возможно за счет создания мобильного узла связи, который включал бы в себя средства спутниковой связи и подвижной радиосвязи, а также средства сопряжения для обеспечения выхода с одной сети связи на другую. При этом упрощаются вопросы организации связи, значительно улучшается оперативность ведения связи и удобство пользования указанными средствами связи.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является мобильный узел спутниковой связи, описанный в [3].
Известный мобильный узел связи содержит станцию спутниковой связи, блок коммутации, маршрутизатор, портативный компьютер автоматизированного рабочего места оператора (АРМО), малогабаритный принтер, станцию навигации, автоматический коммутатор каналов, базовую станцию транкинговой радиосвязи с антенной, две абонентские (возимые или носимые) станции подвижной радиосвязи с антеннами, абонентскую линию телефонной связи, n портативных станций подвижной радиосвязи, телефонный аппарат системы АТС, проводные линии связи, блок рабочего места оператора, портативный компьютер рабочего места диспетчера (РМД), систему видеоконференцсвязи в составе малогабаритной видеокамеры, динамического микрофона и телефона (динамика), блок регистрации видеосигналов системы видеонаблюдения, две выносные мобильные видеокамеры, базовую станцию широкополосного беспроводного доступа (ШБД) с антенной и две абонентские станции ШБД с антеннами, основной и выносной телефонные аппараты системы МБ.
Известный мобильный узел связи обеспечивает организацию спутникового направления связи с взаимодействующим узлом и обмен с ним различными видами информации, выходы в корпоративную сеть, сеть связи общего пользования, сети подвижной радиосвязи и в сеть Интернет, организацию системы видеонаблюдения и видеоконференцсвязи с рабочих мест операторов.
Недостатками известного мобильного узла связи является использование блока коммутации, состоящего из блока ввода каналов, блока коммутационного поля, блока шнуропар и блока ввода линий, в котором коммутация цепей осуществляется вручную посредством отдельных шнуропар. Наличие ручной коммутации каналов и линий приводит к увеличению затрат времени на переключение каналов и снижению оперативности восстановления нарушенных и установления новых связей.
Целью изобретения является повышение оперативности установления соединения и ведения связей, улучшение качества обслуживания абонентов за счет обеспечения полнодоступной коммутации каналов.
Поставленная цель достигается тем, что в подвижный узел связи, содержащий блок коммутации, блок рабочего места, базовую станцию широкополосного беспроводного доступа (ШБД), высокочастотная часть которой соединена с антенной, первую абонентскую станцию ШБД, высокочастотная часть которой соединена с антенной, вторую абонентскую станцию ШБД, высокочастотная часть которой соединена с антенной, автоматический коммутатор каналов, маршрутизатор, портативный компьютер автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора, станцию навигации, коротковолновую (KB) радиостанцию, высокочастотная часть которой соединена с автомобильной антенной, станцию спутниковой связи, соединенную с антенной системой, телефонный аппарат системы АТС, телефонный аппарат системы МБ, блок ввода линий и проводные линии, при этом входы-выходы блока рабочего места соединены с первыми входами-выходами блока коммутации, вторые, третьи и четвертые входы-выходы которого подключены к канальным входам-выходам базовой станции ШБД, первой и второй абонентских станций ШБД, канальные входы-выходы радиоудлинителя соединены с пятыми входами-выходами блока коммутации, шестые входы-выходы которого соединены с линейными входами-выходами автоматического коммутатора, станционные входы-выходы которого соединены с линейными входами-выходами маршрутизатора, канальные входы-выходы которого соединены с первыми входами-выходами портативного компьютера АРМ оператора, вторые входы-выходы которого соединены с седьмыми входами-выходами блока коммутации, восьмые и девятые входы-выходы которого подключены к канальным входам-выходам соответственно KB радиостанции и станции спутниковой связи, третьи входы-выходы портативного компьютера АРМ оператора подключены к входам-выходам станции навигации, десятые и одиннадцатые входы-выходы блока коммутации подключены к линейным входам-выходам соответственно телефонного аппарата системы АТС и системы МБ, двенадцатые входы-выходы блока коммутации соединены со станционными входами-выходами блока ввода линий, к линейным входам-выходам которого подключены проводные линии связи, введены многофункциональное устройство (МФУ), выполняющее роль принтера и факсимильного аппарата, первая возимая радиостанция диапазона ультра высокой частоты (УВЧ), высокочастотная часть которой соединена с автомобильной антенной, вторая возимая радиостанция диапазона УВЧ, высокочастотная часть которой соединена с автомобильной антенной, ретранслятор диапазона УВЧ, высокочастотная часть которого соединена со стационарной антенной, первая возимая радиостанция диапазона особо высокой частоты (ОВЧ), высокочастотная часть которой соединена с автомобильной антенной, вторая возимая радиостанция диапазона ОВЧ, высокочастотная часть которой соединена с автомобильной антенной, ретранслятор диапазона ОВЧ, высокочастотная часть которого соединена со стационарной антенной, телескопическая мачта, на которой для увеличения дальности связи устанавливаются стационарные антенны ретранслятора диапазона УВЧ и ретранслятора диапазона ОВЧ, n абонентских трубок системы ШБД, каждая из которых посредством встроенной в нее антенны соединена по эфиру с антенной базовой станции ШБД, сигнально-громкоговорящее устройство (СГУ), соединенное с пультом управления СГУ, рабочее место водителя, оборудованное в кабине автомобиля, на котором установлены пульт управления СГУ, вторая возимая радиостанция диапазона УВЧ и вторая возимая радиостанция диапазона ОВЧ, при этом четвертые и пятые входы-выходы портативного компьютера АРМ оператора подключены соответственно к первым и вторым входам-выходам МФУ, тринадцатые, четырнадцатые, пятнадцатые и шестнадцатые входы-выходы блока коммутации подключены к канальным входам-выходам соответственно первой возимой радиостанции диапазона УВЧ, ретранслятора диапазона УВЧ, первой возимой радиостанции диапазона ОВЧ и ретранслятора диапазона ОВЧ.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый подвижный узел связи отличается наличием новых блоков: МФУ, обеспечивающего документирование и обработку информации, базовой станции ШБД с антенной, двух абонентских станций ШБД с антеннами, двух возимых радиостанций диапазона УВЧ с автомобильными антеннами, ретранслятора диапазона УВЧ со стационарной антенной, двух возимых радиостанций диапазона ОВЧ с автомобильными антеннами, ретранслятора диапазона ОВЧ со стационарной антенной, телескопической мачты для установки на нее антенн ретрансляторов диапазона УВЧ и ОВЧ, n абонентских трубок системы ШБД, СГУ с пультом управления СГУ и рабочего места водителя, оборудованного в кабине автомобиля, на котором установлены пульт управления СГУ, вторая возимая радиостанция диапазона УВЧ и вторая возимая радиостанция диапазона ОВЧ, предназначенные для обеспечения связи в движении, а также изменениями связей между известными элементами схемы.
Таким образом, заявляемый подвижный узел связи соответствует критерию изобретения «новизна». Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что введение новых блоков и изменение связей с остальными элементами схемы способствует проявлению новых свойств узла связи, приводит к повышению пропускной способности, эффективности использования каналов и улучшению качества обслуживания абонентов. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».
На чертеже представлена структурная электрическая схема подвижного узла связи многофункционального назначения.
Подвижный узел связи многофункционального назначения содержит блок 1 коммутации, блок 2 рабочего места, базовую станцию 3 ШБД, антенну 4 базовой станции ШБД, первую 5 абонентскую станцию ШБД с антенной 6, вторую 7 абонентскую станцию ШБД с антенной 8, радиоудлинитель 9 с антенной 10, автоматический коммутатор каналов 11, маршрутизатор 12, портативный компьютер 13 АРМ оператора, многофункциональное устройство 14, выполняющее роль принтера и факсимильного аппарата, станцию 15 навигации, возимую KB радиостанцию 16 с автомобильной антенной 17, станцию 18 спутниковой связи с антенной системой 19, первую возимую радиостанцию 20 диапазона УВЧ с автомобильной антенной 21, вторую возимую радиостанцию 22 диапазона УВЧ с автомобильной антенной 23, ретранслятор 24 диапазона УВЧ со стационарной антенной 25, первую возимую радиостанцию 26 диапазона ОВЧ с автомобильной антенной 27, вторую возимую радиостанцию 28 диапазона ОВЧ с автомобильной антенной 29, ретранслятор 30 диапазона ОВЧ со стационарной антенной 31, телескопическую мачту 32, на которой устанавливаются стационарные антенны 25 и 31 из комплекта ретрансляторов 24 и 30, телефонный аппарат 33 системы АТС, n абонентских трубок 34 системы DECT, телефонный аппарат 35 системы МБ, блок 36 ввода линий, проводные линии 37 связи, СГУ 38, пульт 39 управления СГУ и рабочее место 40 водителя, оборудованное в кабине автомобиля, на котором установлены пульт 39 управления СГУ, вторая возимая радиостанция 22 диапазона УВЧ и вторая возимая радиостанция 28 диапазона ОВЧ.
Входы-выходы блока 2 рабочего места соединены с первыми входами-выходами блока 1 коммутации, вторые, третьи и четвертые входы-выходы которого подключены к канальным входам-выходам базовой станции ШБД 3, соединенной по высокочастотной части с антенной 4, первой 5 абонентской станции ШБД, высокочастотная часть которой соединена с антенной 6, и второй 7 абонентской станции ШБД, высокочастотная часть которой соединена с антенной 8. Канальные входы-выходы радиоудлинителя 9, соединенного с антенной 10, подключены к пятым входам-выходам блока 1 коммутации, шестые входы-выходы которого соединены с линейными входами-выходами автоматического коммутатора 11 каналов, станционные входы-выходы которого соединены с линейными входами-выходами маршрутизатора 12. Канальные входы-выходы маршрутизатора 12 соединены с первыми входами-выходами портативного компьютера 13 АРМ оператора, вторые входы-выходы которого соединены с седьмыми входами-выходами блока 1 коммутации, восьмые и девятые входы-выходы которого подключены к канальным входам-выходам соответственно КВ радиостанции 16, высокочастотная часть которой соединена с автомобильной антенной 17, и станции 18 спутниковой связи, соединенной с антенной системой 19. Третьи входы-выходы портативного компьютера 13 АРМ оператора подключены к входам-выходам станции 15 навигации. Десятые и одиннадцатые входы-выходы блока 1 коммутации подключены к линейным входам-выходам соответственно телефонного аппарата 33 системы АТС и телефонного аппарата 35 системы МБ, двенадцатые входы-выходы блока 1 коммутации соединены со станционными входами-выходами блока 36 ввода линий, к линейным входам-выходам которого подключены проводные линии 37 связи.
Четвертые и пятые входы-выходы портативного компьютера 13 АРМ оператора подключены соответственно к первым и вторым входам-выходам МФУ 14, выполняющего роль принтера и факсимильного аппарата. Тринадцатые, четырнадцатые, пятнадцатые и шестнадцатые входы-выходы блока 1 коммутации подключены к канальным входам-выходам соответственно первой 20 возимой радиостанции диапазона УВЧ, высокочастотная часть которой соединена с автомобильной антенной 21, ретранслятора 24 диапазона УВЧ, высокочастотная часть которого соединена со стационарной антенной 25, первой 26 возимой радиостанции диапазона ОВЧ, высокочастотная часть которой соединена с автомобильной антенной 27, и ретранслятора 30 диапазона ОВЧ, высокочастотная часть которого соединена со стационарной антенной 31. Для увеличения дальности связи стационарная антенна 25 ретранслятора 24 диапазона УВЧ и стационарная антенна 31 ретранслятора 30 диапазона ОВЧ устанавливаются на телескопической мачте 32.
Каждая из n абонентских трубок 34 системы ШБД посредством встроенной в нее антенны соединена по эфиру с антенной 4 базовой станции ШБД. Сигнально-громкоговорящее устройство 38 соединено с пультом 39 управления СГУ.
В кабине автомобиля оборудовано рабочее место 40 водителя, на котором установлены пульт 39 управления СГУ 38, вторая 22 возимая радиостанция диапазона УВЧ, высокочастотная часть которой соединена с автомобильной антенной 23, и вторая 28 возимая радиостанция диапазона ОВЧ, высокочастотная часть которой соединена с автомобильной антенной 29.
Блок 1 коммутации содержит микросхемы, транзисторные матрицы и ключи управления поляризованными реле. Коммутация цепей производится поляризованными реле под действием сигналов, поступающих с выхода формирователя импульсов управления.
Блок 1 коммутации может быть выполнен на основе прямоугольной матрицы. В каждой точке коммутации в качестве исполнительных элементов могут быть включены, например, поляризованные герконовые реле типа РЭС-44. При этом четыре провода используются для коммутации четырехпроводного разговорного тракта.
Блок 1 коммутации предназначен для оперативного переключения цепей каналов и линий связи при организации трактов передачи информации, организации режимов автоматической ретрансляции сигналов, поступающих с входов-выходов базовой станции 3 ШБД, первой 5 и второй 7 абонентских станций ШБД, радиоудлинителя 9, KB радиостанции 16, станции 18 спутниковой связи, первой 20 возимой радиостанции диапазона УВЧ, ретранслятора 24 диапазона УВЧ, первой 26 возимой радиостанции диапазона ОВЧ и ретранслятора 30 диапазона ОВЧ на автоматический коммутатор 11 каналов, маршрутизатор 12, портативный компьютер 13 АРМ оператора, оконечные устройства ведения связи и внешние каналы связи.
В качестве блока 1 коммутации может быть использован также серийно выпускаемый промышленностью цифровой коммутатор ACU-1000 (E-mail: forman@forman.ru. Адрес: Москва, ул. Народного ополчения, дом 16, корпус 2).
Коммутатор ACU-1000 позволяет коммутировать аудиосигналы от портативных радиостанций, KB радиостанций, мобильных наземных радиостанций, спутниковых терминалов, телефонных систем, включая сотовые телефоны, а также транковых систем всех типов, обеспечивая универсальность всех коммуникаций в критических приложениях.
Указанный коммутатор обеспечивает взаимную программируемую коммутацию различных аудиосигналов, поступающих на пульт управления по различным радиоканалам, включая сигналы транковых систем, использующих существующую инфраструктуру частот общественных служб, взаимное подключение радиосистем различных частотных диапазонов для координации действий различных аварийно-спасательных служб, использующих различные форматы связи, автоматическую цифровую обработку сигналов для надежности соединения и высокого качества сигнала, модульность всей коммутационной системы, возможность использования для KB, LMR и спутниковых коммуникационных систем, взаимодействие с любыми комбинациями радиостанций и телефонов, множество одновременных двухсторонних звонков и сеансов конференцсвязи.
Коммутатор ACU-1000 обеспечивает функцию голосового управления передачей (VOX), контролируемую блоком цифровой обработки сигнала с программируемым временем задержки и чувствительности.
В коммутаторе предусмотрено подключение к вычислительной сети для программирования, контроля и дистанционного управления всеми функциями. Существует возможность управления через последовательный порт RS-232.
Для управления ACU-1000 используется программное обеспечение на основе операционной системы семейства Windows, совместимое с Windows 95, 98, 2000, NT и ХР с дружественным графическим интерфейсом, позволяющим пользователю управлять системой и программировать ее функции.
Коммутатор имеет кнопочную клавиатуру 3×4 в составе стандартной телефонной раскладки.
Блок 2 рабочего места содержит переговорно-вызывные приборы, включая микрофон и телефон, генератор и приемник вызова, посредством которых он подключается к каналу и линии связи. Блок предназначен для осуществления операций по коммутации каналов и линий на блоке 1 коммутации, обслуживанию базовых и абонентских станций ШБД, радиостанций диапазонов УВЧ и ОВЧ, а также ведения переговоров с операторами при настройке соответствующих средств связи.
Базовая станция 3 ШБД с антенной 4, абонентские станции ШБД 5 с антенной 6 и станция 7 с антенной 8 предназначены для организации беспроводной системы DECT (Digital European Cordless Telecommunications - Европейский стандарт цифровой беспроводной связи), передачи по образованным каналам связи различной информации, видеосигналов и фотоизображений, включающих данные видеосъемок мест ликвидации последствий, в центры управления по ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций.
Базовая станция 3 ШБД и абонентские станции 5 и 7 ШБД имеют в своем составе беспроводные телефонные трубки системы DECT с жидкокристаллическим дисплеем.
В качестве таких станций могут быть использованы радиотелефоны системы DECT Siemens Cicaset SL780, имеющие в своем составе блок базовых станций и беспроводные абонентские трубки.
Радиоудлинитель 9 представляет собой совмещенный с радиостанцией телефонный аппарат, который соединяется с телефонной станцией по радиоканалу. Он предназначен для увеличения радиуса действия абонентской линии связи. Обычно радиус действия при использовании радиоудлинителя составляет 60-100 км (вместо обычной кабельной абонентской линии в 2-5 км), то есть такой аппарат обеспечивает дуплексную связь в пределах большого города с его пригородами.
Радиоудлинитель 9 содержит стационарный блок (СБ) и выполненный в виде мобильной трубки переносной блок (ПБ), при этом стационарный блок включает в себя телефонный интерфейс (в составе разговорной схемы и переключателя линии), приемник вызова, радиопередающее устройство, дуплексер, телескопическую антенну, радиоприемное устройство, микропроцессор и клавиатуру, а переносной блок состоит из телескопической антенны, дуплексера, приемника, телефона (телефонного капсюля), микрофона (микрофонного капсюля), передатчика, микропроцессора, акустического сигнализатора и клавиатуры.
Для обеспечения дуплексного режима работы, то есть чтобы по нему можно было говорить и слушать одновременно, прием и передача в аппарате ведутся на двух разных частотах. Сигналы от стационарного к переносному блоку передаются на одной частоте, а от переносного к стационарному блоку на другой частоте. Две частоты должны быть подобраны весьма тщательно, чтобы гарантировать при дуплексной работе отсутствие взаимных помех между передаваемым и принимаемым сигналами.
В таком телефонном аппарате проводная телефонная линия связи от станции АТС подключается к базовому стационарному блоку. При этом абоненты с переносного блока (мобильной трубки) выходят по радиоканалу на базовый блок, который является ретранслятором, и далее через него в телефонную линию на станцию АТС. Достоинством указанной системы является то, что два абонента имеют дополнительную возможность организации прямой связи между собой с помощью переносных мобильных трубок.
В качестве радиоудлинителя 9 может быть использован, например, телефонный радиоудлинитель типа «SENAO SN-358R Ultra».
Автоматический коммутатор 11 каналов предназначен для оперативной коммутации каналов, образованных базовой станцией 4 ШБД, абонентскими станциями 5 и 7 системы ШБД, радиостанциями KB, УВЧ и ОВЧ диапазонов, станцией 18 спутниковой связи на портативный компьютер АРМ оператора, на внешние линии связи и на абонентов локальной вычислительной сети.
Автоматический коммутатор 11 каналов предназначен для коммутации и распределения по потребителям каналов, образованных базовой станцией 16 транкинговой связи.
Автоматический коммутатор 11 каналов представляет собой блок, в котором расположены центральный процессор (МРС-450), узловой процессор (KRA-450) и несколько интерфейсных модулей (LIA-450) для подключения соединительных линий или стыков с телефонной сетью.
В качестве коммутатора 11 может быть использован коммутатор серии Cisco Systems типа Cisco 2621, имеющий соответствующее программное обеспечение, например программное обеспечение Internetworking Operating Systems (IOS). Он обеспечивает организацию доступа к локальным сетям по асинхронным каналам связи.
Маршрутизатор 12 содержит набор сетевых модулей, которые используются в качестве маршрутизаторов/серверов доступа. Такие маршрутизаторы могут работать как друг с другом, так и в качестве ответного устройства для многофункциональных узлов доступа DXC. Такой маршрутизатор дает возможность предоставлять не только стандартные традиционные для маршрутизаторов такого класса услуги, но и новые связанные с пакетной телефонией и системой «интеллектуальных сервисов». Маршрутизатор 12 включает в себя базовый блок с модулем управления, модули главного канала и модули ввода-вывода. Он имеет от 4 до 12 магистральных аналоговых портов для подключения к АТС. Один из слотов маршрутизатора отводится для обеспечения связи с сетью Ethernet или ISDN. Маршрутизатор 12 имеет слот AIM, который может выполнять аппаратное сжатие и шифрование данных, а также другие функции.
Каждый из модулей обеспечивает формирование цифровых каналов связи и управления интерфейсов для сопряжения с внешним оборудованием.
Маршрутизатор 12 обрабатывает адреса всех входящих данных, кодирует соответствующие адреса в сигналы и посылает соответственно адресованные данные через коммутатор 11 по каналам связи, образованным средствами подвижного узла связи.
Для мониторинга и управления сетью с поддержкой передачи речи используется Cisco Voice Manager - приложение на языке Java, предназначенное для упрощения процесса развертывания и управления сетью с поддержкой передачи речи.
В качестве маршрутизатора 12 может быть использован маршрутизатор, содержащий набор сетевых модулей, например, серии CISCO 2801, которые используются в качестве маршрутизаторов/серверов доступа и единых платформ со встроенными оптоволоконными модемами и модемами типа HDSL. Указанные маршрутизаторы могут работать как друг с другом, так и в качестве ответного устройства для многофункциональных узлов доступа DXC. Маршрутизаторы данного типа наряду с маршрутизацией и распределением потока вызовов проверяют идентификаторы пользователей, осуществляют сбор данных о передаче пакетов по сети для анализа, обеспечивая тем самым защиту от сбоев. Такой маршрутизатор дает возможность предоставлять не только стандартные традиционные для маршрутизаторов такого класса услуги, но и новые, связанные с пакетной телефонией и системой «интеллектуальных сервисов».
Портативный компьютер 13 АРМ оператора предназначен для формирования и передачи данных, обмена речевой информацией, документирования, обработки и хранения различной информации, в том числе видеоинформации, а также отображения данных местоположения на местности подвижного узла связи, полученных с помощью станции навигации 15.
Портативный компьютер 13 АРМ оператора содержит системный блок, состоящий из материнской платы, на которой размещены микропроцессор, системная магистраль, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и контроллер клавиатуры, состоящий также из адаптера монитора, адаптера портов, контроллера дисков, контроллера дополнительных устройств, жесткого магнитного диска, дисковода для подключения гибкого магнитного диска, системное программное обеспечение и специальное прикладное программное обеспечение, поставляемое на накопителе на жестком магнитном диске, а также содержит дисплей с плазменным экраном, стандартную клавиатуру и графический манипулятор типа «мышь».
В качестве портативного компьютера 13 АРМ оператора может быть использован портативный ноутбук типа Acer Ferrari 3400LML
Многофункциональное устройство 14, выполняющее роль принтера и факсимильного аппарата, предназначено для передачи и отпечатывания принимаемых по каналам связи сообщений, включая факсимильные сообщения, данных о техническом состоянии и работе оборудования подвижного узла связи.
В качестве такого блока может быть использовано совмещенное устройство факс/принтер Smart Base MPC600F.
Станция навигации 15 предназначена для определения координат местоположения своего и взаимодействующих подвижных объектов. Полученные данные отображаются в виде светящейся точки (маркера) на электронной карте, используются для организации и установления прямых связей, обеспечения выхода в сети подвижной связи и телефонные сети общего пользования. При этом определение координат и местоположения подвижного объекта на местности осуществляется по сигналам спутниковых навигационных систем, например, систем ГЛОНАСС и NAVSTAR.
В качестве станции навигации 15 может быть использована навигационная аппаратура типа GPS map 276 с.
Возимая KB радиостанция 16 с автомобильной антенной 17 предназначены для организации сети радиосвязи в KB диапазоне, обеспечения по образованному радиоканалу передачи речевых сообщений и данных.
В качестве такой радиостанции может быть использована радиостанция KB диапазона типа ICOM IC-706MKIIG.
Станция 18 спутниковой связи содержит устройство разделения трактов приема и передачи, приемник, блок модуляторов-демодуляторов, передатчик, аппаратуру каналообразования в составе блока группового оборудования, блока уплотнения, оконечного оборудования и блока управления.
Станция 18 спутниковой связи с антенной системой 19 предназначена для формирования аналоговых каналов, включая каналы тональной частоты и каналы автоматической телефонной связи, цифровых каналов и передачи по ним речевых сообщений и данных абонентам сети телефонной связи общего пользования, удаленным на значительные расстояния от места расположения подвижного узла связи, особенно в районах с неразвитой в отношении связи инфраструктурой.
В качестве станции 18 спутниковой связи может быть использована станция типа BGAN-500 или отечественная станция спутниковой связи, структурная схема и технические возможности, а также принципы обеспечения связи по каналам станций спутниковой связи подробно изложены в [4].
Станция BGAN-500 включает в себя базовую станцию и носимые абонентские трубки станции спутниковой связи.
В качестве станции спутниковой связи может быть использован также абонентский терминал спутниковой связи, например спутниковый терминал типа Qualcomm GSP1600.
Спутниковый терминал представляет собой малогабаритную конструкцию со встроенной антенной, не требующей ориентации на спутник. Сопряжение спутникового терминала с сетями сотовой связи обеспечивает имеющееся в его составе дополнительное устройство - SIM-карта [5].
Спутниковый терминал обеспечивает выход в сеть на каналы автоматической телефонной связи и цифровые каналы со скоростью передачи от 1,2 до 9,6 кбит/с, а также создание стандартного интерфейса по стыку RS-232.
Первая 20 возимая радиостанция УВЧ-диапазона с автомобильной антенной 21 и вторая 22 возимая радиостанция УВЧ-диапазона с автомобильной антенной 23 предназначены для образования стандартных радиоканалов и обеспечения по ним передачи речевых сообщений и данных в УВЧ-диапазоне частот непосредственно с рабочих мест должностных лиц подвижного узла связи. Указанные радиостанции используются также для выхода в сети подвижной связи и организации ретрансляции радиоканалов диапазона УВЧ. В качестве таких возимых радиостанций могут быть использованы серийно выпускаемые промышленностью радиостанции комплекса «Гранит» типа Р-203.25.
Ретранслятор 24 диапазона УВЧ совместно со стационарной антенной 25 предназначены для осуществления ретрансляции радиоканалов, образованных первой 20 и второй 22 возимыми радиостанциями диапазона УВЧ, между собой для увеличения дальности радиосвязи.
В качестве указанного ретранслятора 24 может быть использована серийно выпускаемая промышленностью станция-ретранслятор из комплекса радиостанций «Гранит» типа Р-102.
Первая 26 возимая радиостанция диапазона ОВЧ с автомобильной антенной 27 и вторая 28 возимая радиостанция диапазона ОВЧ с автомобильной антенной 29 предназначены для организации прямой радиосвязи в ОВЧ-диапазоне частот, обеспечения передачи речевых сообщений и данных с рабочих мест должностных лиц подвижного узла связи абонентам других подвижных объектов. В качестве таких станций могут быть использованы серийно выпускаемые промышленностью радиостанции комплекса «Гранит» типа Р-203.
Ретранслятор 30 диапазона ОВЧ совместно со стационарной антенной 31 предназначены для осуществления ретрансляции радиоканалов, образованных первой 26 и второй 28 возимыми радиостанциями диапазона ОВЧ, между собой для увеличения дальности радиосвязи.
В качестве указанного ретранслятора 30 диапазона ОВЧ может быть использована серийно выпускаемая промышленностью станция-ретранслятор из комплекса радиостанций «Гранит» типа Р-102-15.
Особенностью возимых радиостанций УВЧ и ОВЧ-диапазонов является то, что они обеспечивают прямую адресную радиосвязь между корреспондентами с передачей по образованным каналам речевых сообщений и данных. При этом обеспечивается адресная связь путем посылки вызова каждому абоненту, которому присвоен свой индивидуальный номер по типу сотовой связи, и ведение радиосвязи с защитой от перехвата передаваемых сообщений с помощью встроенных устройств защиты.
Обеспечение радиосвязи с помощью указанных возимых радиостанций УВЧ и ОВЧ-диапазона частот принципиально не отличается от известных способов радиосвязи. При этом оператор или должностное лицо, на рабочем месте которого установлены эти радиостанции, радиосвязь осуществляет следующим образом.
Посылка вызова осуществляется путем набора на лицевой панели радиостанции вызывных команд, которые высвечиваются на знакосигнальном дисплее станции, и посылки вызова корреспонденту путем нажатия соответствующей кнопки вызова. После ответа корреспондента ведение радиосвязи осуществляется с помощью микрофона (передача речевых сообщений) и встроенного динамика (громкоговорящий прием речевых сообщений). В данном режиме ведения радиосвязи осуществляется обмен аналоговой информацией между корреспондентами.
Возможно ведение радиосвязи с АРМ оператора по каналам указанных радиостанций в цифровом режиме. При этом операции по формированию вызывных команд и ведению радиосвязи осуществляются непосредственно с портативного компьютера 13 АРМ оператора через блок 1 коммутации, в котором предварительно установлен тракт передачи цифровой информации.
В качестве телефонного аппарата 35 системы МБ могут быть использованы телефонные аппараты типа ТА-88 или ТА-57.
Блок ввода 36 линий представляет собой коммутационную панель, на которой осуществляются подключение и кроссовая коммутация проводных линий 37 и образованных каналов связи на внешние линии, включая линии ЛВС.
Проводные линии 37 связи могут быть организованы с использованием многожильного кабеля типа П-269 или двухпроводного кабеля типа П-274М.
В качестве СГУ 38 с пультом 39 управления СГУ может быть использована выпускаемая промышленностью сигнально-громкоговорящая система типа «Премьер-3М». Пульт 39 управления СГУ имеет в своем составе микрофон, с помощью которого осуществляется передача речевых сообщений.
Предлагаемый подвижный узел связи многофункционального назначения обеспечивает:
1) встречную работу с единой интегральной телекоммуникационной сетью (ЕИТКС) по кабельной линии связи;
2) организацию связей на стоянке и служебную радиосвязь в движении;
3) работу в территориальных радиосетях УВЧ и ОВЧ-диапазонов (в движении и на стоянке) с использованием возимых радиостанций;
4) организацию оперативной радиосвязи в УВЧ и ОВЧ-диапазоне с использованием возимых радиостанций и ретрансляторов указанных диапазонов;
5) организацию радиоканала KB-диапазона;
6) подключение к АТС с использованием радиоудлинителя абонентской линии;
7) организацию локальной радиосети стандарта DECT;
8) организацию спутникового направления связи с обеспечением по образованному каналу телефонных переговоров или передачи данных;
9) организацию служебной телефонной связи с дежурной частью (ДЧ) управления внутренних дел (УВД) по полевому кабелю типа П-274М с использованием телефонных аппаратов ТА-57 или ТА-88;
10) передачу видеоизображения с использованием АРМ оператора ПУС по каналу, организованному базовой станцией ШБД и абонентскими станциями БШД;
11) коммутацию образованных каналов связи на оконечные терминальные устройства, размещенные непосредственно в ПУС, или на выносные средства;
12) измерение параметров и испытание образованных каналов с помощью измерительных приборов;
13) определение местоположения ПУС на местности с помощью станции 15 навигации и аппаратуры навигации ГЛОНАСС либо GPS/ГЛОНАСС с отображением данных на дисплее АРМ оператора из состава ПУС;
14) выдачу каналов связи внешним потребителям по соединительным линиям из полевого кабеля типа П-269 или П-274М.
Работа в организованных радиосетях с использованием ретранслятора 24 диапазона УВЧ со стационарной антенной 25 и возимых радиостанций 20 и 22 диапазона УВЧ с антеннами 21 и 23 осуществляется следующим образом: абонент с помощью, например, первой радиостанции выходит в радиосеть и посылает адресный вызов абоненту через ретранслятор 24 с антенной 25. При получении ответа станции взаимодействующие абоненты ведут между собой переговоры и после окончания разговора посылается отбой, после чего станции переходят в режим дежурного приема.
Аналогично осуществляется взаимодействие между абонентами в радиосети через ретранслятор 30 диапазона ОВЧ со стационарной антенной 31.
Выход в сети радиосвязи и вызов абонентов системы радиосвязи осуществляется путем автоматического набора номера на лицевых панелях возимых радиостанций диапазонов УВЧ и ОВЧ, абонентских трубках спутниковой связи и телефонных аппаратов системы АТС или МБ.
Имеется возможность выхода в телефонную сеть общего пользования по радиоканалам базовой станции 3 ШБД или через радиоудлинитель 9 с использованием телефонного аппарата системы АТС 33, при этом установление соединения и ведение переговоров происходит в соответствии с алгоритмом, принятым в общегосударственной телефонной сети.
Обмен факсимильными сообщениями и данными осуществляется по каналу станции 18 спутниковой связи и радиоканалам с использованием портативного компьютера 13 АРМ оператора и многофункционального устройства 14. При этом первоначально устанавливается телефонная связь с портативного компьютера 13 или с телефонного аппарата 33 системы АТС, подключенного к абонентской линии связи на многофункциональном устройстве 14. После набора сообщения оно передается по установленному тракту через станцию 18 спутниковой связи или по радиоканалу.
При подключении подвижного узла связи к сети Internet обмен электронной корреспонденцией осуществляется с помощью портативного компьютера 13 АРМ оператора и многофункционального устройства 14. Тракт для обмена электронной корреспонденцией включает в себя многофункциональное устройство 14, портативный компьютер 13, маршрутизатор 12, автоматический коммутатор 11 каналов и блок 1 коммутации. На входы-выходы блока 1 коммутации подключается любой из каналов, образованных базовой станцией, радиостанциями и станцией спутниковой связи. При подключении цифровой канал подается на вход маршрутизатора 12, который преобразует его в стандартный интерфейс по стыку RS-232 и передает далее на портативный компьютер 13 АРМ оператора, в котором происходят прием, обработка принятых данных и выдача их на многофункциональное устройство 14 для отпечатывания.
Формирование и передача электронной корреспонденции осуществляются путем набора ее с помощью стандартной клавиатуры портативного компьютера 13 АРМ оператора. При передаче с выхода портативного компьютера 13 сообщение по стыку RS-232 поступает на вход цифрового канала, подключенного к блоку 1 коммутации. Далее передача корреспонденции в канал осуществляется подобно тому, как описано выше.
Обеспечение связи в движении при перемещении подвижного узла связи осуществляется с помощью одной из двух возимых радиостанций диапазона УВЧ и ОВЧ, установленных на рабочем месте водителя в кабине автомобиля, через автомобильные антенны, размещенные на кузове подвижного объекта путем автоматического набора номера вызываемого абонента. При этом осуществляется выход в сеть подвижной связи и ведение радиосвязи с адресным вызовом корреспондентов в сети.
Оповещение и передача должностными лицами сообщений осуществляются с помощью пульта управления одним из операторов непосредственно из ПУС или при выходе должностного лица из объекта наружу. В последнем случае питание СГУ производится за счет автономного источника питания.
Оборудование и аппаратура подвижного узла связи размещены в кузове-фургоне на шасси полноприводного автомобиля ГАЗ 33081. При этом автомобильные антенны радиостанций УВЧ и ОВЧ-диапазонов, стационарные антенны ретрансляторов диапазонов УВЧ и ОВЧ оборудованы на крыше кузова-фургона автомобиля ГАЗ 33081. Там же размещена телескопическая мачта для ретрансляторов, которая при развертывании устанавливается с помощью опоры на землю. В кабине автомобиля рабочее место водителя оборудовано пультом управления СГУ и средствами радиосвязи диапазонов УВЧ и ОВЧ, с помощью которых обеспечивается радиосвязь с корреспондентами в движении.
Техническая эффективность предлагаемого подвижного узла связи заключается в повышении пропускной способности, эффективности использования имеющихся каналов связи, увеличении дальности обеспечиваемых связей и улучшении качества обслуживания абонентов.
Повышение эффективности использования каналов связи достигается за счет обеспечения возможности доступа всем должностным лицам подвижного узла связи к образованным каналам и включенным в узел линиям связи. Все это приводит также и к расширению функциональных возможностей предлагаемого подвижного узла связи.
Увеличение дальности связи достигается за счет использования каналов станции спутниковой связи, имеющей практически неограниченную дальность связи и обеспечивающей по образуемым каналам связи передачу речевых сообщений, документальной информации и данных, а также за счет использования ретрансляторов диапазонов УВЧ и ОВЧ.
Кроме того, достоинство предлагаемого подвижного узла связи заключается и в том, что в нем с помощью радиоудлинителя обеспечивается возможность выхода на станцию системы АТС и организации прямых связей между должностными лицами ПУС и удаленными абонентами различных сетей связи, включая сети общего пользования.
Повышение качества обслуживания абонентов достигается за счет обеспечения прямой передачи речевой и документальной информации непосредственно с рабочих мест должностных лиц между удаленными абонентами одновременно по каналам различных сетей связи, включая сети спутниковой связи и радиосвязи, сокращения времени установления соединения при организации прямых связей и связей через несколько промежуточных станций. Так, в предлагаемом устройстве установление прямых связей обеспечивается за время, не превышающее 5-10 с, что значительно меньше по сравнению с прототипом, в котором время установления соединения составляет от 30 с до нескольких минут. При этом коммутация каналов осуществляется практически мгновенно путем нажатия одной или двух кнопок за счет матричной коммутации, выполняемой программными методами, использования постоянно действующей системы контроля и сигнализации о всех процессах коммутации, установления соединения и ведения переговоров (передачи информации) по составленному тракту, в том числе сигнализации о конкретном устройстве, с какого ведется передача, по какому каналу и какой вид связи обеспечивается в данный момент, сигнализации о включении аппаратуры или оконечного прибора в конкретный канал связи и ее режимах работы.
Источники информации
1. RU патент №2133555, кл. Н04В 7/185, 1999.
2. Комплекс технических средств подвижной радиосвязи Р-169. Проспекты с выставки 2003. ОАО «Рязанский радиозавод» (г.Рязань, ул.Лермонтова, дом 11).
3. RU патент №2342787 С1, кл. Н04В 7/185, 2008 (прототип).
4. Спутниковая связь и вещание: Справочник. - 3-е изд. перераб. и доп. / В.А.Бартенев, Г.В.Болотов, В.Л.Быков и др.; Под ред. Л.Я.Кантора. - М.: Радио и связь, 1997.
5. Т.И.Иванова. Абонентские терминалы и компьютерная телефония. - М.: Эко-Трендз, 1999.