Транкинговая система

По своей сути транкинговая система — это пакетная сеть передачи данных. Радиостанции пользователей посылают на компьютер-службу управляющие пакеты по выделенной частоте (управляющий канал), запрашивая сеанс связи для своей talkgroup. Контроллер отправляет сигнал всем радиостанциям, отслеживающим данную группу, приказывая им автоматически переключиться на нужную частоту для приёма передачи. После завершения передачи устройства возвращаются к прослушиванию управляющего канала.

Так реализуется возможность для различных групп абонентов использовать небольшой набор частот без взаимных помех и прослушивания чужих переговоров. Помимо экономии радио-частотных ресурсов, транкинговые системы предоставляют пользователям ряд дополнительных функций.

Группа собеседников (talkgroup) — это логически выделенная группа пользователей внутри транкинговой системы. В отличие от обычной радиосвязи, где абоненты закреплены за конкретной частотой, транкинговая сеть использует заданный набор частот, выделенных для всей системы. Управляющий канал координирует работу: talkgroup-ы могут совместно использовать частоты максимально эффективно, что резко увеличивает пропускную способность сети. Современные радиостанции зачастую воспринимают talkgroup как аналог отдельной частоты, и, например, сканер позволяет выделять talkgroup-ы в отдельные банки памяти или блокировать по аналогии с привычными частотами.

Каждая система строится с учетом необходимого количества talkgroup-ов, определяемых потребностями служб — новые группы легко добавляются по мере развития сети и появления новых задач. Для организации talkgroup-ы назначаются в fleetmap — внутренней схеме распределения групп. К примеру, в fleetmap для службы скорой помощи будет отдельная talkgroup с каждой больницей, группы связи с диспетчерами, для спецопераций, авиа-эвакуации и т. д., а также talkgroup-ы для взаимодействия с полицией и пожарными. Каждой talkgroup назначается уникальный цифровой идентификатор, чтобы контроллер мог управлять маршрутизацией вызовов. В одной системе могут сосуществовать различные ведомства (скорая, полиция, пожарные) со своими talkgroup-ами. Общие interagency-группы обычно выделяют в отдельную часть ID (например, 102500-102520), а участие в совместных talkgroup-интероперабельности во многих регионах является обязательным для подключения к системе. Программирование субфлотов (subfleet) в радиостанциях позволяет пользователям быстро переключаться между группами в зависимости от ситуации, а диспетчер может объединять (patch) talkgroup-ы, создавая виртуальные группы для межведомственного взаимодействия без необходимости переключения каналов вручную.

При проектировании многоведомственной транкинговой системы для каждой организации резервируется блок идентификаторов talkgroup на перспективу расширения (например, полиция — 102100—102199, пожарные — 102200—102299). Дополнительные talkgroup-ы выделяются для служб с более низким приоритетом (дорожные, коммунальные, служба животных и проч.), возможно подключение федеральных структур и частных подрядчиков вне системы безопасности.

Большинство современных сканеров, поддерживающих транкинговые сети (иногда называются trunk tracking), могут хранить и сканировать отдельные talkgroup-ы подобно частотам, при этом они группируются внутри «банка» настроек, ассоциированного с транкинговой системой.

Понятие транкинг (ресурсное разделение) изначально пришло из телефонной связи. Например, при соединении двух узлов телефонной сети теоретически может понадобиться до 10 000 линий, чтобы обеспечить 10 000 параллельных звонков между всеми абонентами. Но реальная нагрузка намного ниже, и формула Эрланг-Б вычисляет оптимальное число каналов («транков»), исходя из статистики вызовов.

Аналогичный принцип применяется к группам радиопользователей — это позволяет оптимально определить нужное количество рабочих каналов. В условиях массовых аварий (землетрясение и проч.), когда нагрузка экстремально возрастает, система при полной загрузке просто сигнализирует о занятости («busy signal»). Тогда ключевое значение приобретает правильное управление трафиком и предварительное планирование использования talkgroup-ов для приоритетных/экстренных сообщений.

В радиодиспетчерских службах talkgroup-ы обычно структурированы по приоритетам, допускается механизм предвыборного захвата (preemption) для обеспечения связи между критически важными подразделениями.

Транкинговые системы отличаются от обычных тем, что в последних для каждой группы выделяется собственный постоянный канал (частота), в то время как в транкинговой сети используется пул общих каналов для большого числа групп^[2].

В обычной конфигурации (напр., при работе полиции) выделение 12 каналов под различные зоны города приводит к простоям каналов в периоды низкой активности. В транкинговой системе подразделения используют общий пул каналов, не привязываясь к географии, и являются членами соответствующих talkgroup-ов.

Транкинговое распределение опирается на вероятность того, что не все пользователи будут обращаться к каналу одновременно; поэтому для одновременного обслуживания большого числа групп требуется меньше каналов, чем при традиционном подходе. То есть, имея определенное количество каналов, можно обслужить гораздо большее количество групп. В примере с полицией высвобождающиеся каналы можно выделять даже под специальные задачи вроде следственных, дорожных или разовых мероприятий.

Визуально транкинговая станция напоминает обычное радиоустройство с переключателем каналов, хотя фактически каждая позиция этого переключателя связана с программным переключением на другую talkgroup (а не частоту). При смене talkgroup устройство сообщает систему о новой принадлежности, и далее принимает все передачи для этой группы.

Это позволяет иметь гибкие режимы работы — одна и та же модель станции может обслуживать самых разных пользователей (полиция, пожарные, коммунальные, служба животных и др.) только за счет изменения настроек программирования.

Динамическое распределение каналов затрудняет прослушку переговоров обычными сканерами без поддержки trunk tracking: чтобы следить за разговором, сканер должен автоматически «подхватывать» нужную частоту настройки.

С 1997 года на рынке появились сканеры, совместимые с транкинговыми сетями. Одна из первых компаний, внедривших такие устройства, — Uniden, зарегистрировавшая торговую марку trunk tracking 5 декабря 1997 года^[3].

Ниже приведён классификационный список по типам протоколов обмена (а не по производителям оборудования), если иное не оговорено особыми случаями изменения стандарта конкретными вендорами.

На сегодняшний день транкинговые технологии делятся на три основных класса или уровня (tiers), соответствующих характеру реализации:

Специализированная мобильная радиосвязь (англ. Specialized Mobile Radio, SMR) — это аналоговая или цифровая транкинговая двусторонняя радиосвязь, организуемая в диапазонах VHF, 220, UHF, 700, 800 или 900 МГц. Варианты с расширенными функциями иногда называют Расширенная специализированная мобильная радиосвязь (ESMR)^[4]. Термин SMR определён в регулирующих актах FCC, но иногда встречается и за пределами США для обозначения коммерческих систем корпоративной радиосвязи.

Первые SMR-системы появились после того, как Федеральная комиссия по связи США начала лицензирование коммерческих 800-мегагерцовых радиосистем в конце 1970-х годов^[5].

В SMR-сетях на качество обслуживания влияет множество факторов, в том числе соотношение числа каналов и активных радиостанций. Если пользователи говорят часто и долго — могут возникать busy-сигналы (отказы в подключении), а при дисциплинированном поведении большая часть каналов может простаивать.

В некоторых системах наблюдаются сезонные всплески нагрузки; например, в сельскохозяйственных районах во время сбора урожая или в горнолыжных курортах на праздничные дни. Специалисты по чрезвычайным ситуациям отмечают, что показатели busy-сигналов резко возрастают при стихийных бедствиях, поскольку уровень вызовов приближается к предельным возможностям^[6].

Покрытие сильно зависит от расположения антенн — последние должны обеспечить прямую видимость зоны обслуживания. Регламент FCC требует, чтобы системы, использующие одну и ту же частоту, находились друг от друга на расстоянии минимум 70 миль, либо имели инженерное заключение об отсутствии помех при меньшем расстоянии.

Практики эксплуатации также влияют на качество: при техобслуживании канал может быть временно отключен, что в условиях высокой загрузки приведёт к увеличению отказов (busy).

В технических документах одним из критериев оценки часто выступает качество передаваемого сигнала (delivered audio quality) — комплексная величина, отражающая разборчивость речи по всей цепочке передачи. Признаком проблем может служить затрудненное понимание речи пользователями с нормальным слухом.

Это относительно простые по устройству системы, удовлетворяющие минимальным критериям, необходимым для признания их транкинговыми. Обычно они не поддерживают дополнительные функции (передача данных, awareness-регистрация устройств) и предоставляют только голосовую связь.

• SmarTrunk
• Ericsson GE
• EDACS Provoice
• EDACS
• GE Mark V
• Logic Trunked Radio
• LTR Standard
• LTR Passport
• LTR Standard and Passport
• LTR MultiNet
• LTR-Net
• Motorola
• Тип I
• Тип II
• Тип IIi Hybrid
• Тип II SmartZone
• Тип II SmartZone OmniLink

Данные системы обладают некоторыми признаками продвинутых транкинговых сетей, но не всеми, поэтому применяются в небольших внедрениях (например, внутри кампуса или небольшого города). Недостаточная функциональность делает их непригодными для критически важных задач и сетей с большим количеством неконтролируемых пользователей.

Протоколы DMR/dPMR Tier 3/Mode 3 со временем могут быть отнесены к категории mature high end, однако по состоянию на 2015 год они сталкиваются с проблемами интероперабельности и недостаточной зрелости протокола.

• Система OpenSky
• Проект APCO 16
• dPMR Mode 3
• DMR Tier III
• Kenwood NEXEDGE Digital trunked radio
• Icom IDAS Digital trunked Land Mobile Radio
• Hytera
• Motorola, Motorola Capacity Plus, Motorola Connect Plus
• iDEN (интегрированная цифровая расширенная сеть)

Некоторые протоколы транкинговой радиосвязи обеспечивают повышенную надёжность и безопасность связи.

Стандарт NXDN Common Air Interface (CAI) был одобрен на совещании ITU-R (Международный союз электросвязи, сектор радиосвязи) в ноябре 2016 года и включён в отчёт M.2014-3 (февраль 2017). Это открытый многовендорный протокол, принятый для «миссион-критических» задач в Японии, США и Европе.

К другим протоколам относятся:

• MPT-1327
• TETRA
• APCO Project 25
• TETRAPOL