SYSTEMY TRANKINGOWE
Pasma i emisje radiowe HOME
Już od lat 60-tych istniała techniczna możliwość zapewnienia łączności radiowej poprzez wprowadzenie tzw. systemów dyspozytorskich.
Systemy trankingowe działają na świecie od początku lat 80-tych. Według stanu na koniec lat 90-tych większość systemów trankingowych działających w Europie i wielu krajach Azji działa wykorzystując standard MPT. Oprócz systemów trankingowy opartych na standardach MPT, znane są systemy oparte na standardzie Tetra, czy też opracowane bezpośrednio przez producentów.
Do tej ostatniej grupy możemy zaliczyć: StarSite, SmartNet II, SmartZone oraz Edacs. I tak np. system trankingowy SmartZone opracowany został przez firmę Motorola, a Edacs przez Ericssona.
Systemy trankingowe są rozwiązaniem technicznym problemu zapewnienia łączności radiowej dla grup użytkowników rozproszonych w terenie, a będących pracownikami jednego przedsiębiorstwa, np. służby energetyczne, gazownicze, wodociągowe, policja, pogotowie ratunkowe, czy też kolej. Trzeba w tym miejscu zaznaczyć, że połączenia nie muszą spełniać wygórowanych wymagań jakościowych, ale wymaga się od nich dużej niezawodności i szybkiego dostępu do usługi.
Grupy użytkowników, które zostały wymienione powyżej muszą liczyć się w każdej chwili z możliwością wystąpienia awarii, które wymagają bardzo szybkiej reakcji i usunięcia.
Zastosowanie systemów trankingowych jest dobrym rozwiązaniem, gdy teren dla rozwoju łączności przewodowej jest niedogodny. Z takimi sytuacjami mamy do czynienia w przypadku służb obsługi portów, lotnisk, czy też służb ochrony.
Dla wszystkich wymienionych wyżej grup pracowników możemy znaleźć cechy wspólne. Abonenci systemu są pracownikami tej samej firmy, która jest operatorem systemu i pokrywa koszty jego działania. W systemie pracuje pewna, zależna od potrzeb, liczba stacji ruchomych oraz jeden lub kilka terminali stałych, które obsługiwane są przez dystrybutorów. Większość rozmów odbywa się między dyspozytorem a abonentami obsługującymi stacje ruchome. Istnieje jednak możliwość uzyskania połączenia z abonentem publicznej sieci telefonicznej.
Co to jest tranking
Tranking od dawna jest używany w publicznej sieci telefonicznej. Jeżeli dzwonimy do innego miasta lub dzielnicy, nasza rozmowa jest przekazywana przez dowolną linię, ale jako abonenci nie wybieramy jej. Wszystko, co musimy zrobić, to tylko wybrać odpowiedni numer, a centrala telekomunikacyjna sama przydzieli nam wolną linię. Kiedy zakończymy rozmowę, linia jest przyznawana innemu dzwoniącemu. Innymi słowy, system automatycznie rozdziela ograniczona liczbę linii pomiędzy dużą liczbę abonentów.
Powyższe zasady stosują się również do trankingu radiowego. Po prostu wywołujemy rozmowę do innego użytkownika lub grupy użytkowników, a system przydziela wolny kanał do rozmowy. Kiedy skończymy rozmowę, kanał może być przydzielony innemu użytkownikowi.
Tranking w systemie radiowym stał się możliwy dzięki zastosowaniu mikroprocesorów zarówno w przenośnych, jak i samochodowych radiotelefonach oraz w centralnym kontrolerze. Centralny kontroler jest sercem systemu trankingowego, utrzymującym całe jego działanie. On otrzymuje zgłoszenie chęci rozmowy, przetwarza je i ustala kontakt.
Przyjęta z telefonii koncepcja trankingu bazuje na teorii prawdopodobieństwa- jest mała szansa, że wszyscy użytkownicy w tym samym momencie będą chcieli korzystać z systemu. Dlatego wielu użytkowników może używać pewnej liczby kanałów bardziej efektywnie i sprawnie, niż gdyby każdy z nich był na stałe przydzielony do konkretnego kanału.
W dwukierunkowej łączności radiowej tranking jest zdefiniowany jako automatyczny i dynamiczny rozdział ograniczonej liczby kanałów pomiędzy dużą liczbę użytkowników radiotelefonów.
Porównanie radiowych systemów trankingowych i konwencjonalnych
Podstawowym założeniem trankingu jest efektywne wykorzystanie środków przesyłania informacji (kanałów) poprzez odpowiednie zarządzanie ruchem panującym w tym systemie.
Głównym celem systemu trankingowego jest optymalizacja liczby użytkowników na kanał, co prowadzi do lepszego wykorzystania spektrum częstotliwości. Pozwala to na wykorzystanie jednego kanału przez około 100 użytkowników na kanał, a czasami nawet więcej. Ponadto radiowy system trankingowy oferuje użytkownikom 90% prawdopodobieństwo dostępu do kanału w czasie 1 sekundy lub mniejszym.
Wzrost możliwości natychmiastowego uzyskania kanału w porównaniu z konwencjonalnymi systemami radiowymi jest najbardziej atrakcyjną korzyścią trankingu.
W przeciwieństwie do konwencjonalnej łączności radiowej użytkownicy nie muszą monitorować kanałów, co umożliwia zachowanie prywatności rozmów. Użytkownik inicjuje rozmowę do konkretnego radiotelefonu bądź grupy radiotelefonów. Radiotelefon wywołujący i wywoływany lub wywoływana grupa są automatycznie przez centralny kontroler przydzielani do pierwszego wolnego kanału.
Grupy użytkowników, które potrzebują łączności, mogą rozmawiać całkowicie prywatnie, ponieważ mają przydzielony kanał tylko do własnej dyspozycji, aż do zakończenia rozmowy. Jednocześnie nie muszą ubiegać się o przydział częstotliwości i ponosić kosztów związanych z ich dzierżawą, jak to ma miejsce w przypadku konwencjonalnej łączności radiowej.
W przypadku uszkodzenia jednego z kanałów, rozmowy są automatycznie kierowane do pozostałych, a kanał uszkodzony zostaje wyłączony z użycia do czasu jego naprawy. Ponieważ żaden radiotelefon nie jest na stałe przypisany do konkretnego kanału, tylko są one rozdzielane według potrzeb, sytuacja taka nie jest zauważalna dla użytkownika.
Koncepcja systemów trankingowych
Technika trankingu pozwala na zwiększenie efektywności wykorzystania ograniczonej liczby kanałów radiowych. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu automatycznego i dynamicznego przydzielania wspólnego zbioru kanałów radiowych znacznie większej liczbie użytkowników, niż liczba dostępnych kanałów. Przykładowo weźmy N grup użytkowników, z których każda dysponuje jednym kanałem częstotliwościowym. W klasycznych systemach dyspozytorskich jeśli w pewnym momencie w niektórych grupach użytkowników jest więcej niż jeden chętny do uzyskania dostępu do kanału, a w innych grupach pozostają w tej chwili niewykorzystane kanały, to i tak niektóre żądania dostępu do kanału nie zostaną obsłużone, ponieważ nie ma w tych systemach dynamicznego przydziału kanałów z pewnej ich dostępnej grupy. Natomiast w systemach trankingowych mamy wspólną kolejkę dla wszystkich kanałów i jeśli abonent żąda dostępu do kanału, to zostanie obsłużony, gdy tylko jest wolny jakikolwiek kanał. Gdy łączna liczba żądań obsługi w danej chwili nie przekroczy ilości dostępnych kanałów, to wszystkie żądania zostaną obsłużone. Za dostęp do kanałów odpowiada pewna procedura sterująca procesem kolejkowania abonentów żądających obsługi. W systemach trankingowych właścicielem i operatorem systemu może być sam użytkownik lub wyspecjalizowana firma operatorska świadcząca usługi na rynku publicznym. W pierwszym przypadku mamy do czynienia z prywatnym systemem trankingowym, a w drugim z publicznym systemem trankingowym.
Klasyfikacja
Jeden z podziałów systemów trankingowych dotyczy administrowania i pod tym względem wyróżniamy sieci publiczne oraz sieci prywatne.
Sieci publiczne przeznaczone są dla grup użytkowników niepowiązanych ze sobą i niewymagających łączności między poszczególnymi grupami. Użytkownicy sieci publicznej stają się abonentami systemu po wykupieniu abonamentu na usługę u wyspecjalizowanego operatora.
Użytkownikami sieci publicznych są najczęściej odbiorcy zbiorowi działający na ograniczonym obszarze, np. firmy transportowe, usługowe, służby miejskie. Dla takich użytkowników najważniejsza nie jest jakość połączenia, lecz nieduży koszt, prywatność połączeń oraz dostęp do publicznej sieci telefonicznej.
Sieci prywatne są przeznaczone wyłącznie dla określonego użytkownika, np. policja, straż pożarna. Użytkownicy są właścicielami danej częstotliwości oraz systemu trankingowego. Użytkownicy sami eksploatują i zabezpieczają swoją sieć. Najważniejszymi wymogami stawianymi w sieciach prywatnych są: szybki dostęp do kanału radiowego oraz niezawodność pracy systemu, nawet w bardzo trudnych warunkach.
Systemy trankingowe działają w oparciu o pewne standardy, przy czym najbardziej znanymi są MPT (ang. Ministry of Post and Telecommunications) oraz Tetra (ang. TransEuropean Trunked Radio).
Standard MPT zaproponowany został przez Brytyjskie Ministerstwo Przemysłu i Handlu pod koniec lat 80-tych. W ramach tego standardu powstało kilka powiązanych ze sobą norm. Są to: MPT 1327, MPT 1343, MPT 1352. Rosnące zapotrzebowanie na nowe usługi w systemach trankingowych oraz potrzeba efektywnego wykorzystania dostępnego pasma i wymóg współdziałania narodowych służb publicznych doprowadziły w roku 1990 do rozpoczęcia prac w ramach ETSI zmierzających do opracowania nowoczesnego standardu cyfrowego, któremu nadano nazwę Tetra. Należy również wspomnieć o systemach trankingowych opracowanych bezpośrednio przez producentów sieci trankingowych, czyli Star Site, SmartNet II, SmartZone, Edacs.
Zalety
Systemy trankingowe posiadają wiele zalet powodujących, że ich zastosowanie jest często bardzo dobrym rozwiązaniem dla wielu grup użytkowników. Zalety te możemy dostrzec bardzo wyraźnie, gdy dokonujemy porównania z systemami trankingowymi. Poniżej przedstawiono zalety systemów trankingowych, co nie oznacza, iż nie posiadają one żadnych wad.
Pierwszą zaletą jest duża pojemność systemu przy ustalonej liczbie kanałów, co pozwala uzyskać wysoką efektywność wykorzystania widma. Możemy zredukować liczbę kanałów wymaganych do obsługi grupy użytkowników i obniżyć koszty połączeń.
Druga zaleta związana jest z wysoką niezawodnością systemów trankingowych, ponieważ awaria pojedynczego kanału powoduje jedynie spadek jakości oferowanych usług, nie blokuje jednak połączeń w żadnej grupie użytkowników. Mówiąc o spadku jakości usługi mamy na myśli np. wydłużenie czasu oczekiwania na przydział kanału, niezbędny do uzyskania połączenia.
Kolejną zaletą jest możliwość dogodnej realizacji priorytetowania rozmów. W przypadku utworzenia wspólnej kolejki abonentów wymagających obsługi o kolejności może decydować kolejność zgłoszeń, a także priorytet żądania.
Ponadto w systemach trankingowych mamy prywatność prowadzonych rozmów. W trakcie trwania rozmowy żaden inny użytkownik systemu nie może przełączyć się na inny, zajęty wcześniej przez innych abonentów, kanał. W związku z tym nie ma możliwości zakłócania lub podsłuchiwania zestawionego wcześniej połączenia dla innej grupy użytkowników. Jest to często bardzo ważny czynnik wymagany przez poszczególne grupy użytkowników.
Usługi w systemach trankingowych dostępne są dla dużych grup użytkowników, którzy generują duży ruch, a także dla grup mniejszych, generujących odpowiednio mniejszy ruch. Wszyscy użytkownicy mogą korzystać z publicznych systemów trankingowych.
Do zalet należy zaliczyć również elastyczność systemu, tzn. że w przypadku powiększenia się liczby użytkowników nie ma żądnych kłopotów z zaspokojeniem ich potrzeb.
Charakterystyczna dla systemów trankingowych jest prosta obsługa związana z brakiem konieczności przeszukiwania kanałów częstotliwościowych. Konieczność taka występuje w systemach dyspozytorskich, które dysponują kilkoma kanałami częstotliwościowymi.
Perspektywy rozwoju systemów trankingowych
Systemy trankingowe działają w Polsce już od roku 1991, kiedy to powstała sieć Radio-Net, której operatorem jest spółka Uni-Net. Pracuje ona wykorzystując standardy MPT. Na dzień 1 stycznia 2000 roku system ten dysponował około 47 stacjami bazowymi zlokalizowanymi w większych miastach Polski. Oprócz sieci Radio-Net, powstały także dwie sieci o mniejszych zasięgach, czyli sieć Metrobip działająca w kilku miastach Polski, w której wykorzystano system firmowy Motoroli StartSite, oraz sieć Akselnet działająca na Śląsku, wykorzystująca standardy MPT. Wszystkie wymienione powyżej sieci mają nieciągłe pokrycie radiowe i oferują łączność w większych aglomeracjach miejskich i ich bezpośredniej okolicy. Poza wymienionymi już sieciami publicznymi, w Polsce działają także sieci prywatne. Należą do nich oparty na standardach MPT system AktionNet firmy Nokia używany przez Petrochemię w Płocku, czy system Digicom firmy Alcatel wykorzystywany przez energetykę, system Key firmy Key Radiosystems używany przez PLL LOT, a taką system trankingowy Edacs firmy Ericsson wykorzystywany przez policję.
Wadą wspomnianych wyżej publicznych systemów trankingowych w Polsce było przede wszystkim niedostateczna liczba abonentów. Optymistyczne prognozy dotyczące szybkiego wzrostu liczby abonentów w tych systemach nie zostały spełnione. Na taki stan rzeczy wpłynęło wiele czynników, w tym przede wszystkim brak dłuższej tradycji stosowania łączności przez średnie i małe firmy, a dla nich głównie przeznaczone są publiczne sieci trankingowe.
Problemy operatorów sieci prywatnych mają inny charakter. Operatorzy finansowani z budżetu państwa, tacy jak policja służby celne, czy też straż pożarna, nie dysponują dostatecznymi środkami co opóźnia wprowadzenie nowych generacji systemów łączności. Operatorzy prywatni, tacy jak energetyka mają niekiedy wrażenia, iż brak jest systemu w pełni odpowiadającym wymaganiom XXI wieku. Analogowe systemy pierwszej generacji stają się systemami już przestarzałymi, rozwiązania firmowe poszczególnych producentów nie są również bardzo perspektywiczne, a prawdziwy standard drugiej generacji (Tetra) nie jest jeszcze standardem stosowanym powszechnie w naszym kraju.
Opinie ekspertów dotyczące perspektywy rozwoju systemów trankingowych na świecie są bardzo rozbieżne. Głównym powodem tego jest szybkie rozprzestrzenianie się i poszerzanie wachlarza usług oferowanych przez systemy telefonii komórkowej. Z jednej strony, służby publiczne w każdym kraju mają specyficzne wymogi, dlatego trudno jest sobie wyobrazić, aby korzystały one z publicznych systemów komórkowych, nawet po uzupełnieniu ich o priorytetowanie rozmów, wywołania grupowe i rozbudowaną transmisję danych. Z drugiej strony, dla potencjalnych abonentów trankingowych systemów publicznych zmodyfikowane, masowe, a przez to bardzo tanie systemy komórkowe mogą stanowić w niedalekiej przyszłości bardzo atrakcyjną alternatywę dla systemów trankingowych. Odpowiada to tendencji do tworzenia telekomunikacyjnych systemów zintegrowanych, w których ta sama infrastruktura oferuje możliwie szeroki zakres usług. Wydaje się więc, że przyszłość standardu Tetra jest bezdyskusyjna przynajmniej w zakresie jego stosowania w policji, czy służbach ratowniczych. Należy w tym miejscu zaznaczyć, że większość państw EWG zadeklarowała już przejście w przyszłości policji w tych krajach na standard Tetra. Jednak na wyjaśnienie tematów dotyczących perspektyw rozwoju "cywilnych" systemów trankingowych przyjdzie nam zapewne poczekać jeszcze przez pewien okres czasu.
Borysek12