Trunked Radio System – Wikipedia

Klasse eines Funksystems

Ein zentral gesteuertes Bündelsystem verwendet einen Steuerkanal (wie gezeigt). Ein anderer Typ, Scan-basierte Amtsleitungssysteme (nicht gezeigt), haben keinen Steuerkanal. Frequenzen dienen zu Diskussionszwecken und entsprechen keinem bestimmten System.

EIN Bündelfunkanlage ist ein digitales Funkgerät, das einen digitalen Steuerkanal verwendet, um Benutzergruppen automatisch Frequenzkanäle zuzuweisen. In einem herkömmlichen Halbduplex-Landmobilfunksystem kommuniziert eine Gruppe von Benutzern (eine “Gesprächsgruppe”) mit tragbaren Funkgeräten über einen einzelnen gemeinsam genutzten Funkkanal, wobei jeweils ein Benutzer spricht. Diese Systeme haben normalerweise Zugriff auf mehrere Kanäle (bis zu 40 bis 60), sodass mehrere Gruppen in demselben Bereich kommunizieren können. In einem herkömmlichen System (ohne Amtsleitung) erfolgt die Kanalauswahl manuell. Vor der Verwendung muss die Gruppe entscheiden, welcher Kanal verwendet werden soll, und alle Funkgeräte manuell auf diesen Kanal umschalten. Dies ist eine ineffiziente Nutzung knapper Funkkanalressourcen, da die Benutzergruppe ihren Kanal ausschließlich nutzen muss, unabhängig davon, wie wenig sie sendet. Es gibt auch nichts, was mehrere Gruppen in demselben Bereich daran hindert, denselben Kanal auszuwählen, was zu Konflikten führt. Ein Bündelfunk-System ist eine erweiterte Alternative, bei der die Kanalauswahl automatisch erfolgt.

Trunking ist ein automatisierteres und komplexeres Funksystem, bietet jedoch die Vorteile eines geringeren Benutzereingriffs für den Betrieb des Radios und einer höheren spektralen Effizienz bei einer großen Anzahl von Benutzern. Anstatt einen Funkkanal jeweils einer bestimmten Benutzergruppe zuzuweisen, werden Benutzer stattdessen einer logischen Gruppierung, einer “Gesprächsgruppe”, zugewiesen. Wenn ein Benutzer in dieser Gruppe mit einem anderen Benutzer in der Gesprächsgruppe sprechen möchte, wird vom System automatisch ein freier Funkkanal gefunden, und die Konversation findet auf diesem Kanal statt. Auf einem Kanal können viele nicht verwandte Konversationen stattfinden, wobei die ansonsten Leerlaufzeit zwischen den Konversationen genutzt wird. Jeder Funk-Transceiver enthält einen Mikroprozessor, der den Kanalauswahlprozess übernimmt. Ein Steuerkanal koordiniert die gesamte Aktivität der Funkgeräte im System. Der Steuerkanalcomputer sendet Datenpakete, damit eine Gesprächsgruppe unabhängig von der Frequenz miteinander sprechen kann.

Der Hauptzweck dieses Systemtyps ist die Effizienz. Viele Menschen können viele Gespräche über nur wenige unterschiedliche Frequenzen führen.^[1] Trunking wird von vielen staatlichen Stellen verwendet, um Feuerwehren, Polizei und anderen kommunalen Diensten, die alle das einer Stadt, einem Landkreis oder einer anderen Stelle zugewiesene Spektrum gemeinsam nutzen, eine bidirektionale Kommunikation bereitzustellen.

Funktionsprinzipien[edit]

Steuerkanäle[edit]

Im Wesentlichen ist ein Bündelfunk-System ein Paketvermittlungs-Computernetzwerk. Die Funkgeräte der Benutzer senden Datenpakete an einen Computer, der auf einer bestimmten Frequenz – einem so genannten Steuerkanal – arbeitet, um die Kommunikation in einer bestimmten Gesprächsgruppe anzufordern. Die Steuerung sendet ein digitales Signal an alle Funkgeräte, die diese Gesprächsgruppe überwachen, und weist die Funkgeräte an, automatisch auf die vom System angegebene Frequenz umzuschalten, um die Übertragung zu überwachen. Nachdem der Benutzer mit dem Sprechen fertig ist, kehren die Funkgeräte des Benutzers zur Überwachung des Steuerkanals für zusätzliche Übertragungen zurück.

Diese Anordnung ermöglicht es mehreren Benutzergruppen, einen kleinen Satz tatsächlicher Funkfrequenzen gemeinsam zu nutzen, ohne die Gespräche des anderen zu hören. Amtsleitungssysteme sparen in erster Linie begrenzte Funkfrequenzen und bieten Benutzern auch andere erweiterte Funktionen.

Gesprächsgruppen[edit]

EIN Gesprächsgruppe ist eine zugewiesene Gruppe in einem Bündelfunksystem. Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Funkgerät, das Benutzern eine bestimmte Frequenz zuweist, verwendet ein Amtsleitungssystem eine Anzahl von Frequenzen, die dem System zugewiesen sind. Dann koordiniert der Steuerkanal das System, sodass Gesprächsgruppen diese Frequenzen nahtlos teilen können. Der Zweck besteht darin, die Bandbreite drastisch zu erhöhen. Viele Radios behandeln heutige Gesprächsgruppen wie Frequenzen, da sie sich so verhalten. Beispielsweise ist es bei einem Radioscanner sehr üblich, Gesprächsgruppen in Banken zuzuweisen oder zu sperren, genau wie bei herkömmlichen Frequenzen.

Flottenkarten und IDs[edit]

In einigen Agenturen werden Gruppen in einer Flottenkarte zugewiesen. Dies wurde implementiert, um die Zuweisung von Gruppen-ID-Nummern zu vereinfachen. Zum Beispiel würde sich EMS auf einer anderen “Flotte” als die Polizei befinden. In diesen Flotten befinden sich Unterflotten oder die eigentlichen Gesprächsgruppen. Dieses System ist nicht so verbreitet wie die typische Trunking-Methode, aber es gibt sie. In einigen Gemeinden entspricht die ID einem Ort oder einer Agentur. Zum Beispiel ist es üblich, eine “1” oder “2” vor einer Polizeigruppe und eine andere Nummer vor einer Feuergruppe zu sehen.

Scannen[edit]

Die meisten Scanner, die Bündelfunksysteme hören können (sogenannte Amtsleitungsverfolgung), können einzelne Gesprächsgruppen so scannen und speichern, als wären sie Frequenzen. Der Unterschied besteht in diesem Fall darin, dass die Gruppen einer bestimmten Bank zugeordnet sind, in der das Bündelsystem programmiert ist. Mit anderen Worten, die Gesprächsgruppen werden auf der Bündelbank gespeichert.

Vergleich mit Telefonleitungen[edit]

Das Konzept des Trunking (gemeinsame Nutzung von Ressourcen) ist eigentlich ziemlich alt und basiert auf der Technologie und Praxis der Telefongesellschaft. Betrachten Sie zwei Vermittlungsstellen für Telekommunikationszentralen, eine in der Stadt “A” und die andere in der benachbarten Stadt “B”. Jede dieser Zentralstellen verfügt über die theoretische Kapazität, zehntausend einzelne Telefonnummern zu verwalten. (Die Zentrale “A” mit dem Präfix “123” verfügt über 10.000 Nummern von 123-0000 bis 123-9999; die Zentrale “B” mit dem gleichen Präfix “124”.)

Wenn alle 10.000 Teilnehmer in “A” gleichzeitig 10.000 Teilnehmer in “B” anrufen würden, müssten 10.000 Leitungen (in der Telekommunikationssprache “Amtsleitungen” oder einfach “Amtsleitungen”) vorhanden sein, um die beiden Städte zu verbinden. Die Wahrscheinlichkeit, dass dies geschieht, ist jedoch gering, da die Anzahl der gleichzeitigen Telefonanrufe normalerweise viel geringer ist. Erlang-B ist eine gebräuchliche Formel, die die optimale Anzahl von Amtsleitungen vorhersagt, die unter normalen Bedingungen tatsächlich benötigt werden.

Dieses Konzept wurde einfach auf Funkbenutzergruppen angewendet, um die optimale Anzahl von Kanälen zu bestimmen, die unter normalen Bedingungen benötigt werden, um eine bestimmte Anzahl von Benutzern aufzunehmen. Im Falle eines weit verbreiteten Notfalls wie eines schweren Erdbebens werden viel mehr Benutzer als normal versuchen, sowohl auf das Telefon- als auch auf das Funksystem zuzugreifen. In beiden Fällen erhalten alle nachfolgenden Benutzer ein Besetztzeichen, sobald die Trunking-Kapazität der Systeme vollständig ausgeschöpft ist.

In unserem Beispiel für den Polizeieinsatz werden verschiedenen Gesprächsgruppen unterschiedliche Systemprioritätsstufen zugewiesen, manchmal mit “Preempt” -Funktion, um sicherzustellen, dass die Kommunikation zwischen kritischen Einheiten aufrechterhalten wird.

Unterschiede zum herkömmlichen Funkgerät[edit]

“Trunked” -Ffunksysteme unterscheiden sich von “konventionellen” Funksystemen darin, dass ein herkömmliches Funksystem einen dedizierten Kanal (Frequenz) für jede einzelne Benutzergruppe verwendet, während “Trunking” -Ffunksysteme einen Pool von Kanälen verwenden, die für sehr viele verfügbar sind verschiedene Benutzergruppen.^[2]

Wenn beispielsweise die Polizeikommunikation so konfiguriert ist, dass zwölf herkömmliche Kanäle erforderlich sind, um einen stadtweiten Versand auf der Grundlage geografischer Patrouillengebiete zu ermöglichen, ist ein Großteil dieser Kanalkapazität während Perioden langsamer Versandaktivität im Leerlauf. In einem Bündelsystem wird den Polizeieinheiten in einem bestimmten geografischen Gebiet kein dedizierter Kanal zugewiesen, sondern sie sind Mitglieder einer Gesprächsgruppe, die berechtigt ist, auf die gemeinsamen Ressourcen eines kleineren Pools von Kanälen zurückzugreifen.

Vorteile von Trunking[edit]

Trunked Radio nutzt die Wahrscheinlichkeit, dass bei einer bestimmten Anzahl von Benutzereinheiten nicht jeder gleichzeitig Kanalzugriff benötigt, sodass weniger diskrete Funkkanäle erforderlich sind. Aus einer anderen Perspektive kann mit einer gegebenen Anzahl von Funkkanälen eine viel größere Anzahl von Benutzergruppen untergebracht werden. Im Beispiel der Polizeibehörde könnte diese zusätzliche Kapazität dann verwendet werden, um einzelne Gesprächsgruppen spezialisierten Ermittlungs-, Verkehrskontroll- oder Sonderveranstaltungsgruppen zuzuweisen, die ansonsten möglicherweise nicht den Vorteil einer individuellen privaten Kommunikation hätten.

Für den Benutzer sieht ein Trunking-Radio genauso aus wie ein “normales” Radio: Es gibt einen “Kanalschalter”, über den der Benutzer den “Kanal” auswählen kann, den er verwenden möchte. In der Realität schaltet der “Kanalschalter” jedoch nicht wie bei einem herkömmlichen Radio Frequenzen um, sondern bezieht sich beim Ändern auf ein internes Softwareprogramm, das bewirkt, dass eine Gesprächsgruppenzugehörigkeit auf dem Steuerkanal übertragen wird. Dadurch wird das spezifische Funkgerät für den Systemcontroller als Mitglied einer bestimmten Gesprächsgruppe identifiziert, und dieses Funkgerät wird dann in alle Gespräche einbezogen, an denen diese Gesprächsgruppe beteiligt ist.

Dies ermöglicht auch eine große Flexibilität bei der Funknutzung – dasselbe Funkmodell kann für viele verschiedene Arten von Systembenutzern (z. B. Polizei, öffentliche Arbeiten, Tierkontrolle usw.) verwendet werden, indem einfach die Softwareprogrammierung im Funkgerät selbst geändert wird.

Da die Gesprächsgruppen ständig auf unterschiedlichen Frequenzen senden, erschweren Bündelfunksysteme es einem Scanner-Hörer ohne programmierten Amtsverfolgungs-Scanner, mit dem Gespräch Schritt zu halten.

1997 kamen Radioscanner auf den Markt, die mit Bündelsystemen kompatibel sind. Uniden, eines der ersten Unternehmen, das diese Geräte auf den Markt brachte, hat den Begriff als Marke eingetragen Kofferraumverfolgung am 5. Dezember 1997.^[3]

Arten von Bündelfunksystemen[edit]

Dies ist keine Liste der Gerätetypen des Herstellers, sondern eine Liste der Luftprotokolltypen, sofern keine wesentlichen herstellerspezifischen Änderungen vorgenommen wurden, die gegen den veröffentlichten Standard verstoßen.

Trunked Radio-Technologien haben sich heute im Allgemeinen in drei verschiedene Typen oder “Ebenen” unterteilt. Diese sind nicht “offiziell”, sondern innerhalb der Protokolltypen klar definiert: –

Einstiegslevel[edit]

Diese Systeme sind in ihrem Betrieb relativ primitiv und erfüllen nur die Mindestanforderungen, die als “Bündelfunk” -System definiert werden müssen. Sie verfügen im Allgemeinen nicht über erweiterte Funktionen wie Datenkommunikation oder Registrierungsbewusstsein. Sie bieten einfache Trunking-Funktionen nur für Sprachanrufe.

1. SmarTrunk
2. Ericsson GE
3. Logic Trunked Radio
4. Motorola

Standard[edit]

Diese Systeme weisen einige der Merkmale eines hochrangigen Bündelfunk-Systems auf, jedoch nicht alle Merkmale. Daher eignen sie sich für kleine Bereitstellungen, bei denen von Benutzern erwartet wird, dass sie das gesamte verfügbare Netzwerk nutzen (z. B. ein privates System, das einen Campus oder eine Stadt abdeckt). Aufgrund des Mangels an erweiterten Funktionen eignen sie sich im Allgemeinen nicht für geschäftskritische Bereitstellungen, PAMR-Operationen oder unkoordinierte gemeinsame Benutzertypen.

DMR / dPMR-echte Tier 3 / Mode 3-Protokolle sollen eventuell in die nachstehende Liste “Advanced Mature High End” migriert werden, aber heute (2015) kann aufgrund schwerwiegender Interoperabilitätsprobleme, fehlenden ausgereiften Protokolls und fehlender klarer Definitionen nicht als solche klassifiziert werden Benutzeroberflächenprotokoll.

1. OpenSky-System
2. APCO-Projekt 16
3. dPMR-Modus 3 – Probleme mit der Interoperabilität des Geräteherstellers.
4. DMR Tier III – Hat Interoperabilitätsprobleme mit Geräteherstellern.
5. NXDN
6. Hytera
   • Hytera DMR Tier 3 Trunking Lite
7. Motorola

Fortschrittliche ausgereifte High-End-Systeme[edit]

Einige Bündelfunkprotokolle sind von besonderem Wert, da sie sich aus folgenden Gründen deutlich von den anderen abheben:

• Bewährte Technologie für zahlreiche geschäftskritische Anwendungen auf der ganzen Welt
• Ausgereift, wobei nur geringfügige Überarbeitungen und keine größeren Funktionsänderungen vorgenommen werden, und dies muss seit mindestens mehreren Jahren der Fall sein
• Entwickelt für geschäftskritische Anwendungen
• Geeignet für Netzwerke mit mehr als 150 Standorten
• Geeignet für eine große Anzahl von Benutzern (mehr als 500 verschiedene Benutzergruppentypen)
• Unterstützung für “Teilmengen” -Abdeckungsbereiche, wobei ein bestimmter Kunde auf einen kleineren Abdeckungsbereich beschränkt werden kann
• Anrufbestätigung auf Netzwerkebene (statt End-to-End-Erkennung von Erfolg / Fehler)
• Nahtloses Roaming basierend auf “Jetzt abstimmen” -Verfahren, die von einem zentralen Controller gesteuert werden, basierend auf RSSI-Hysterese oder ähnlichem
• Registrierung bei Standortwechsel
• Auf Protokollebene definierte ordnungsgemäße Fehlermodi
• Datenübertragungsmöglichkeiten
• Präsenzbewusstsein auf Netzwerkebene, das nur die für den Anrufaufbau erforderlichen Senderstandorte aufruft
• Zentralisierte Steuerung mit einem gewissen Grad an Over-Air-Steuerung von Terminals (wie Sperreinheiten usw.)
• ESN-basierte Terminalsicherheit oder ähnliches
• Echte und nachgewiesene Interoperabilität zwischen Herstellern, die durch einen offenen Standard vorgegeben ist
• Geringe Flexibilität für kundenspezifische Abweichungen vom Standard, um sicherzustellen, dass alle Terminals dem Standard entsprechen
• Einheitlicher Standard für Benutzerterminals in Bezug auf Benutzeroberfläche, Töne, Wählschemata usw.

Eine solche Anforderungsliste schreibt vor, dass ein dedizierter Steuerkanal mit zentraler Steuerung (wenig Intelligenz für mobile Endgeräte) verwendet wird.

MPT1327 war das erste Mainstream-System, das die Anforderungen eines High-Tier-Netzwerks erfüllte, und ist derzeit (2015) immer noch das mit Abstand erfolgreichste Trunked-Radio-Netzwerkprotokoll der Welt.

DMR / dPMR wird derzeit aufgrund des Fehlens eines ausgereiften Standards (der sich noch in der aktiven Entwicklung befindet) nicht in dieser Liste aufgeführt, erfüllt derzeit nicht die Anforderungen an die Interoperabilität der Hersteller, weist erhebliche Probleme mit der Lieferantenbindung auf und hat keinen klar definierten Standard für Benutzeroberflächen.

NXDN Common Air Interface (CAI) wurde auf der Sitzung des ITU-R (International Telecommunications Union Radiocommunications Sector) im November angenommen 2016 und es wurde hinzugefügt Bericht M.2014-3, veröffentlicht im Februar 2017. Es handelt sich um ein offenes Protokoll mit mehreren Anbietern, das in unternehmenskritischen Anwendungen in Japan, den USA und auf dem europäischen Festland weit verbreitet ist.

1. MPT-1327
2. TETRA
3. APCO-Projekt 25
4. TETRAPOL
5. NXDN