Система ASTRO (стандарт APCO 25)

[Barracuda]

Быстрая и надежная оперативная радиосвязь - одно из основных условий успешной работы самых разных организаций, в том числе органов охраны правопорядка.

Для совершенствования мобильной радиосвязи правоохранительных органов, а также унификации используемого оборудования более 20 лет назад была создана Ассоциация официальных представителей служб связи правоохранительных органов (АРСО), которая объединила представителей соответствующих местных и федеральных агентств США. В последнее время исполнительный комитет АРСО привлекает к работе большое количество международных правоохранительных организаций. Фирма Motorola с самого начала активно участвовала в работе АРСО.
Проект 25п Ассоциации АРСО (или просто APCO 25) представляет собой набор согласованных и утвержденных будущими пользователями и производителями оборудования требований к функциям и возможностям средств и систем радиосвязи. Тем самым должна обеспечиваться совместимость базовых и абонентских радиостанций различных производителей, разработанных с учетом стандартов АРСО 25.
Именно Motorola предложила для АРСО 25 свою цифровую технологию на базе FDMA (многостанционный доступ с частотным разделением каналов), которая подразумевает, что на каждом частотном канале может вести связь одна пара (или одна группа) корреспондентов, а ширина частотной полосы, занимаемая одним каналом, составляет половину или четверть от оусловнойп полосы 25 КГц. Поскольку обычная частотная модуляция также относится к классу FDMA, то вопросы совместимости существующих аналоговых сетей связи с новыми цифровыми сетями АРСО 25 решаются достаточно простыми методами. Стандарты АРСО 25 были официально опубликованы, т.е. АРСО 25 относится к категории открытых цифровых стандартов (протоколов) радиосвязи.
Motorola, мировой лидер в области цифровых систем мобильной связи, изначально уделяла основное внимание нуждам правоохранительных органов. Первые в мире мобильные радиостанции были выпущены «Моторолой» в начале 30-х годов и установлены именно в полицейские патрульные автомобили. Эта тенденция сохранилась и сейчас. Несмотря на то, что Motorola предлагает большой портфель систем связи различного назначения, как специальных, так и чисто коммерческих, акцент в разработках радиосистем традиционно делается на параметры, жизненно важные для органов общественной безопасности.
Сегодня Motorola является единственным производителем оборудования и систем мобильной связи, выпускающим полностью цифровые системы трех различных протоколов. В их числе оба открытых цифровых стандарта - APCO 25 и TETRA.
Системы ASTRO фирмы Motorola были первыми в мире полностью цифровыми системами двусторонней радиосвязи, причем их выпуск был начат задолго до появления стандартов АРСО 25. Тем не менее, принципы цифровой связи, реализованные в ASTRO, были очень близки к АРСО 25, что позволило Motorola быстро начать выпуск базового оборудования и радиостанций, работающих в новом стандарте. Оборудование и соответствующие системы связи стандарта АРСО 25 по-прежнему имеют торговую марку ASTRO и естественно интегрируют технические решениях других систем и средств связи с маркой Motorola. Это позволяет заказчикам полностью использовать уже имеющуюся аппаратуру связи Motorola на этапах внедрения и развития новых систем стандарта АРСО 25.
Семейство систем ASTRO/APCO 25 включает в себя любые решения - от однозоновых конвенциональных до многозоновых транкинговых, способных закрыть связью территории целых стран. Эти системы могут работать в любом профессиональном диапазоне частот или сразу в нескольких диапазонах, позволяют включать в свой состав аналоговые каналы связи и ранее выпущенные ЧМ радиостанции Motorola.
Система интегрированной передачи речи и данных ASTRO/APCO 25 позволяет производить обмен данными по радио между мобильными терминалами и центральным компьютером либо между мобильными радиостанциями.
В сравнении с цифровым стандартом TETRA, использующим принцип TDMA (многостанционный доступ с временным разделением каналов), системы мобильной связи стандарта АРСО 25 на сегодняшний день имеют некоторые преимущества, которые являются особенно актуальными для российских организаций:

базовые станции АРСО 25 поддерживают работу существующего парка конвенциональных радиостанций фирмы Motorola, количество которых сейчас в пользовании у различных организаций очень велико;
дальность связи для систем АРСО 25 выше, чем, например, для систем ТЕТRА, что означает меньшее количество базовых станций и, соответственно, меньшие затраты для создания систем связи для больших территорий, которыми, собственно, характерна Россия;
«стартовая цена» минимальной системы ASTRO/АРСО 25 существенно меньше, чем минимальной системы ТЕТRА. По сути, систему АРСО 25 можно начать с одной конвенциональной базовой станции или радиоканала, причем пользователь уже будет иметь многие функции (например, организацию групп связи), характерные только для транкинговых систем.
В дальнейшем число базовых станций легко наращивается и система модернизируется в транкинговую без потери вложений в имеющееся оборудование;
система ASTRO/АРСО 25 производства Motorola может быть создана в любом профессиональном диапазоне частот;
система ASTRO/АРСО 25 поддерживает работу недорогих аналоговых радиостанций Motorola, то есть система ASTRO/АРСО 25 может создаваться в цифро-аналоговом варианте со сквозной автоматической или диспетчерской связью между цифровыми и аналоговыми радиостанциями;
система ASTRO/АРСО 25 может одновременно поддерживать работу радиостанций в нескольких разных диапазонах частот;
линии связи цифровых систем ASTRO/АРСО 25 Motorola могут быть как цифровыми, так и аналоговыми, что позволяет минимизировать стоимость межсайтовых соединений.

Дальнейшие фазы развития стандарта АРСО 25 предполагают повышение эффективности использования частотного ресурса с тем, чтобы достичь максимально возможного числа речевых каналов в условной полосе 25 кГц, например до четырех речевых каналов, как в системах TETRA. Для режима FDMA сейчас это достигается за счет применения оборудования с шагом частотной сетки 12,5 кГц, а в будущем и 6,25 кГц.
Кроме того, уже существует план развития стандарта APCO 25 в сторону использования временного разделения каналов связи (TDMA) с целью обеспечения дополнительных функций, таких, как дуплексная телефонная связь, и повышения скорости передачи цифровой информации. В частности, достигнута предварительная договоренность об использовании протокола TETRA для систем APCO 25, работающих в режиме TDMA. Этот путь открывает дорогу к единому мировому стандарту цифровых систем, объединяющему преимущества различных технологий и протоколов.

Конвенциональная связь

Цифровые конвенциональные радиосистемы ASTRO полностью соответствуют требованиям спецификаций APCO 25. Поддержка одного из основных интерфейсов APCO 25, получившего название CAI (Common Air Interface), обеспечивается благодаря использованию вокодера IMBE, разработанного на базе спецификаций APCO 25 и пришедшего на смену вокодеру VSELP.
В конвенциональных системах ASTRO соблюдаются также все требования международного стандарта по криптографической защите речи (ЗАС) и наряду с корпоративными алгоритмами шифрования Motorola применяется стандартный алгоритм DES-OFB, соответствующий спецификациям средств защиты в APCO 25 для конвенциональной радиосвязи.



Характеристики системы
Частотные диапазоны ОВЧ, УВЧ и 800 МГц
Тип передаваемого сигнала: Аналоговый, цифровый
Ширина канала, кГц: 12.5, 20, 25, 30
Режим работы: Аналоговый/цифровой или аналоговый/цифровой с шифрованием
Тип вокодера: IMBE (APCO 25) или VSELP (Motorola)
Интерфейс радиообмена: CAI
Методы сигнализации: Цифровой (APCO 25), аналоговый (MDC1200 Stat-Alert)
Алгоритмы шифрации: DES-OFB (APCO 25), DVP-XL, DVI-XL (Motorola)

В дополнение к перечисленным характеристикам, конвенциональные системы ASTRO поддерживают такие режимы, как оразговорные группы на конвенциональном канале и оинтегрированная передача речи и данных по одному и тому же каналуп.



Режимы связи
В конвенциональных системах ASTRO реализованы несколько режимов работы:

смешанный (аналоговый и/или цифровой), в котором поддерживаются следующие виды связи:
прямая, между радиостанциями;
через отдельный ретранслятор;
через диспетчера и проводную линию;
через БС с выбором лучшего по качеству сигнала;
через ретрансляторы на разных наборах частот (режим multicust);
синхронная передача с выбором наилучшего по качеству цифрового сигнала;
интегрированная передача речи и данных, при которой обеспечиваются:
прямая связь между радиостанциями;
работа с независимым ретранслятором;
связь с диспетчером;
связь через БС с выбором наилучшего по качеству сигнала;
режим multicust, т.е. связь через ретрансляторы на разных наборах частот;
режим simulcust (т.е. связь через ретрансляторы на одном наборе частот) c интегрированной передачей речи и данных, который возможен только при передаче цифрового сигнала.


Требования APCO 25 к конвенциональным системам

В спецификациях APCO 25 содержатся как обязательные, так и необязательные, так называемые общереализуемые требования и функции для систем, соответствующих этому стандарту. В настоящее время в цифровых конвенциональных системах ASTRO Motorola обеспечивает следующие обязательные функции: код доступа к сети, безадресный речевой вызов, идентификация вызывающей стороны.
Код доступа к сети обеспечивает простой способ адресации абонентскими радиостанциями радиосистем или отдельных станций, в зависимости от системной конфигурации.
Безадресный речевой вызов позволяет открытую работу в конвенциональной системе.
Идентификация вызывающей стороны позволяет определить абонента, при этом идентификационный номер вызывающего абонента овшитп в цифровую передачу при каждом вызове.
Функции сигнализации в речевом канале конвенциональных систем ASTRO относятся к общереализуемым функциям APCO 25 и описаны в его спецификациях как опции стандарта. Большая их часть относится к совместимости абонентского оборудования. Их реализация в устройствах любого производителя, выпускающего продукцию стандарта APCO 25, должна быть одинакова.

В системах ASTRO к ним в первую очередь относятся функции, реализуемые с помощью диспетчерского комплекса Centracom Gold Series и абонентскими радиостанциями:

постоянный индивидуальный номер радиостанции;
проверка радиосвязи;
аварийный сигнал/вызов;
дистанционное выключение/включение радиостанции по эфиру;
сообщение/статус;
индивидуальный и групповой вызовы;
запрос состояния статуса;
пейджинговая посылка Call alert;
групповая пейджинговая посылка Group call alert.


Возможности аналогового режима

Рассмотрим особенности взаимодействия конвенциональной системы ASTRO с аналоговыми конвенциональными системами.

Методы доступа в аналоговую систему:
тоновый PL/DPL;
одиночный тон;
MDC1200.
Сигнализация MDC1200 Stat-Alert:
постоянная генерация сигнала идентификационного номера (PTT-ID);
проверка радиостанции;
аварийный сигнал/вызов;
дистанционное выключение/включение радиостанции по эфиру;
сообщение/статус;
индивидуальный и групповой вызовы;
запрос состояния статуса;
пейджинговая посылка Call alert;
доступ к ретранслятору.