АКИМОВ Владимир Николаевич, кандидат технических наук, НИРИТ, главный инженер
БАБИН Александр Иванович, кандидат технических наук, профессор, НИРИТ, директор по развитию
ШОРИН Александр Олегович, МТУСИ, инженер-программист Научно-исследовательской части
Радиомодемы диапазонов VHF/ UHF в задачах охраны и мониторинга объектов
Источник: журнал «Спецтехника и саязь»
В данной статье рассматривается класс узкополосных радиомодемов, используемых при построении радиосетей передачи данных. Предложена классификация выпускаемых в настоящее время отечественных и зарубежных радиомодемов. Проведен сравнительный анализ основных характеристик радиомодемов. Кроме того, приведены нормативные документы и требования к основным техническим характеристикам РЭС. Материалы статьи позволят разработчикам и потенциальным пользователям оптимальным образом проектировать системы радиосвязи для решения задач охраны и мониторинга объектов.
Радиомодемы – это отдельный класс устройств, предназначенных для передачи данных по радиоканалу и выполняющих функцию выделенной цифровой линии высокого качества. Они работают на скоростях от 1,2 до19,2 кбит/с и на расстоянии до 50 км. Некоторые модели поддерживают режимы работы «точка – точка», «точка – много точек» и режим ретрансляции, что позволяет реализовывать любую конфигурацию сети.
В данной статье рассматривается класс узкополосных радиомодемов, которые используются при построении сетей сбора данных, не требующих обмена большими объемами информации, но критичных к оперативности и достоверности ее доставки. Радиомодемы служат для создания надежной транспортной среды при организации автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ), систем определения местоположения подвижных объектов, систем охраны и т.д.
Узкополосные сети передачи данных широко применяются в интересах:
- промышленных предприятий;
- охранной и пожарной сигнализации;
- обеспечения безопасности помещений и личности;
- контроля состояния окружающей среды;
- предприятий топливно-энергетического комплекса;
- нефте- и газодобывающей промышленности − для сбора, обработки, накопления и хранения данных об объемах производства и дистанционного управления объектами;
- нефте-, газо- и водопроводов − для контроля потоков, дистанционного управления насосными станциями и аварийного их отключения;
- городских служб ЖКХ;
- горнодобывающих предприятий;
- автоматизированного управления на железнодорожном транспорте;
- транспортных организаций;
- задач позиционирования (GPS, ГЛОНАСС).
Системы радиотелеметрии
Радиотелеметрия охватывает вопросы измерения физических величин, характеризующих состояние объектов или процессов, передачи результатов этих измерений, регистрации и обработки полученных данных. К радиосетям передачи данных (РСПД) радиотелеметрических систем предъявляются специальные требования:
- обеспечение работы многоточечных сетей с десятками и сотнями абонентов;
- возможность сопряжения с высокоточным измерительным оборудованием (0,5% полной шкалы изменения измеряемой физической величины);
- передача результатов измерений с высокой доверенностью;
- применение помехоустойчивых кодов;
- наличие режимов контроля и коррекции ошибок.
Системы радио-сигнализации
Системы радиосигнализации предназначены для охраны и мониторинга удаленных объектов с передачей информации по радиоканалу. Среди требований, предъявляемых к оборудованию систем радиосигнализации, − способность безотказно выполнять свои функции в условиях помех и работать от автономных источников питания.
В общем случае системы сигнализации, мониторинга и охраны, как и системы радиотелеметрии, представляют собой системы сбора и обработки информации.
Классификация узкополосных радиомодемов
Четкой общепринятой классификации радиомодемов не существует, однако в качестве классификационных критериев можно использовать следующие характеристики оборудования:
- назначение (область применения);
- диапазон рабочих частот;
- выходная мощность радиопередатчика;
- число рабочих каналов;
- режимы работы;
- скорость передачи данных;
- тип и количество интерфейсов сопряжения с ЭВМ;
- поддерживаемые протоколы и приложения;
- климатическое исполнение и температурный диапазон.
Основные характеристики радиомодемов
Назначение (область применения)
Как правило, большинство радиомодемов не являются универсальными. По назначению можно выделить три группы этих устройств:
- для систем передачи цифровой информации;
- для систем радиотелеметрии и телеуправления;
- для систем радиосигнализации, мониторинга и охраны.
К оборудованию каждой группы предъявляются разные требования.
Так, для первой группы ключевым параметрами являются скорость передачи данных, тип и количество интерфейсов сопряжения, поддерживаемые протоколы и приложения.
Устройства второй группы, помимо названных выше требований, должны поддерживать работу с множеством абонентов, сопряжение с высокоточным измерительным оборудованием, передачу результатов измерений с высокой достоверностью, режим контроля и коррекции ошибок.
Нормативные документы, определяющие требования к оборудованию радиосетей передачи данных (РСПД)ГОСТ 24375-80. Радиосвязь. Термины и определения. ГОСТ 12252-86. Радиостанции с угловой модуляцией сухопутной подвижной службы. Типы, основные параметры, технические требования и методы измерений. ГОСТ Р 50657-94. Совместимость радиоэлектронных средств электромагнитная. ГОСТ Р 50736-95. Антенно-фидерные устройства систем сухопутной подвижной радиосвязи. Типы, основные параметры, технические требования и методы измерений. Рекомендации МЭС-Р по подвижной сухопутной радиосвязи. Рекомендация МЭС-Р АХ.25 (регламентирует алгоритмы функционирования пакетных радиосетей). ГКРЧ решения по выделению полос частот для сетей РСПД. (Решение ГКРЧ № 06-18-04-001 от 11.12.2006 г. в диапазоне 450 МГц) |
Для радиомодемов двух первых групп очень важен такой параметр, как время переключения прием/передача, не всегда указываемое производителями в характеристиках оборудования.
К радиомодемам третьей группы столь жестких требований не предъявляется, но они должны обладать высокой помехоустойчивостью и поддерживать длительную работу от автономных источников питания.
Диапазон рабочих частот
Радиочастоты, используемые оборудованием узкополосных РСПД, лежат в полосах 130 – 174 и 380 – 486 МГц. Решениями ГКРЧ России для работы ряда моделей VHF- и UHF-радиомодемов выделены частоты 148 – 174, 403 − 410, 417 − 422, 433 – 447 МГц. В диапазоне 450 МГц в соответствии с решением ГКРЧ № 06-18-04-001 от 11.12.2006 г. для разработки, производства и модернизации РЭС фиксированной и подвижной радиосвязи гражданского назначения, при выполнении ими условия соответствия технических характеристик РЭС, приведенных в приложении к решению ГКРЧ (табл. 1), оформления отдельных решений ГКРЧ для каждого конкретного типа РЭС – не требуется.
На маломощные РЭС (до 10 мВт) не требуется разрешения на использование частот в полосах частот 433,075 − 434,750 и 446,0 − 446,1 МГц при условии обязательной регистрации указанных РЭС установленным в Российской Федерации порядком.
Таблица 1. Основные технические характеристики РЭС фиксированной и сухопутной подвижной радиосвязи гражданского назначения
| Наименование | Значение |
| Полосы частот, МГц | 403 – 410; 417 – 422; 433 − 447 |
| Шаг сетки частот, кГц | 25; 12,5 |
| Тип станции | аналоговая; цифровая |
| Мощность передатчика, Вт, не более: | |
| · стационарной, базовой станции | 60 |
| · мобильной (возимой) станции | 20 |
| · портативной (носимой) станции | 5 |
| Относительный уровень побочных излучений передатчика, не более | в соответствии с нормами ГКРЧ на допустимые побочные излучения |
| Относительная нестабильность частоты передатчика, не хуже: · стационарной, базовой, мобильной (возимой) станции · портативной (носимой) станции | в соответствии с нормами ГКРЧ на допустимое отклонение частоты для радиопередатчиков всех категорий и назначений |
| Внеполосные излучения передатчика, не более | в соответствии с нормами ГКРЧ на допустимые внеполосные излучения |
| Ширина полосы излучения передатчика (на уровне 30 дБ), кГц, не более: | |
| · при шаге сетки 25 кГц | 18,8 |
| · при шаге сетки 12,5 кГц | 11,8 |
| Чувствительность приемника при соотношении сигнал/шум 12 дБ (SINAD), мкВ, не хуже | 1,0 |
| Избирательность приемника по соседнему каналу, дБ, не хуже | 75 |
| Избирательность приемника по побочным каналам приема, дБ, не хуже | 80 |
| Относительная нестабильность частоты гетеродинов приемника, не хуже: | |
| · стационарной, базовой, мобильной (возимой) станции | 5×10-6 |
| · портативной (носимой) станции | 7×10-6 |
Использование выделенных настоящим решением ГКРЧ полос радиочастот для применения РЭС фиксированной и подвижной радиосвязи гражданского назначения должно осуществляться без оформления отдельных решений ГКРЧ для каждого конкретного пользователя РЭС при выполнении следующих условий:
- соответствия технических характеристик РЭС основным техническим характеристикам, указанным в приложении к настоящему решению;
- применения РЭС, использующих полосы радиочастот 403 − 410 и 417 – 422 МГц, только за пределами зоны радиусом 350 км от центра г. Москвы;
- при применении РЭС должны быть исключены излучения от передатчиков этих РЭС в полосе частот 406 − 406,1 МГц;
- при эксплуатации РЭС должна быть обеспечена защита от помех средств радиоастрономической службы в полосе частот 406,1 – 410 МГц;
- получение разрешения на использование частот и регистрация указанных РЭС установленным в Российской Федерации порядком.
Выходная мощность передатчика
Именно этот параметр наряду с чувствительностью приемника и характеристиками применяемого антенно-фидерного оборудования определяет дальность связи в конкретных условиях. Очевидно, что в силу разнообразия сетевых конфигураций и разной удаленности объектов обслуживаемых систем требования к дальности связи, обеспечиваемой радиомодемами, различны. Поэтому трансивер радиомодема должен иметь возможность регулировки (программирования) мощности передатчика.
Тип модуляции
Производители радиомодемов выбирают тип модуляции, руководствуясь критериями скорости передачи данных и помехоустойчивости. Чаще всего используются разновидности частотной модуляции FSK, FFSK, GFSK и гауссовская модуляция GMSK.
Число рабочих каналов
В зависимости от наличия синтезатора частот, его возможностей и ширины частотного диапазона радиомодем может иметь от 1 («Риф Файндер-801» производства компании «Альтоника») до 1600 (EDL и Pacific Crest) рабочих каналов.
Ширина рабочих каналов
Ширина канала определяется шагом сетки частот и, как правило, равна 12,5 или 25 кГц. Реже встречаются значения 6,25 и 7,5 кГц. Понятно, что чем уже полоса частотного канала, тем ниже скорость передачи данных. Так, «Satelline» серии 3АS при ширине частотного канала 25 кГц обеспечивает скорость обмена данными 19 200 бит/с, а при 12,5 кГц – 9600 бит/с.
Режим работы
Радиомодемы могут поддерживать следующие режимы работы: пакетный, прозрачный, асинхронный, ретрансляции или эхо-репитер. Обычно применяются пакетный или прозрачный режимы работы, все четыре режима вместе реализуются не во всех устройствах.
Скорость передачи данных
У современных радиомодемов различают две скоростные характеристики: скорость передачи данных по радиоканалу и скорость обмена данными по внешнему интерфейсу. Первая составляет от 1200 до 19 200 бит/с, вторая − обычно задается программно в диапазоне 300 − 38 400 бит/с.
Интерфейс сопряжения
Встроенный порт большинства радиомодемов поддерживает интерфейс RS-232. Однако многие устройства могут работать с двумя интерфейсами, например «Невод-5» (RS-232, RS-485), и даже с тремя, например «Satelline» серии 3АS. Некоторые радиомодемы имеют встроенный интерфейс 10/100BASE-TX/FX, что позволяет без дополнительных внешних устройств строить сети Ethernet/Internet и подключать в такую радиосеть банкоматы, WEB-камеры и любые другие устройства, работающие только по протоколам TCP/IP. Интерфейс 10/100BASE легко добавляется, установкой платы расширения в корпус радиомодема (например, «Интеграл 400»).
Основные протоколы и приложения, используемые радиомодемами
Наряду с указанием протоколов и приложений некоторые производители включают в техническую документацию список контроллеров, совместимых и применяемых с выпускаемыми ими же радиомодемами. Радиомодем со встроенным контроллером является интеллектуальным устройством. Он выполняет множество функций и имеет свою систему команд, позволяет подключать персональный компьютер. Компьютер в этом случае может выполнять ряд сервисных функций, записывать в память принятую информацию, подготавливать к передаче данные, вести базы данных, журналы учета и т.д. Для совместной работы радиомодема и компьютера последний необходимо перевести в режим терминала с помощью любой из доступных терминальных программ. Такие программы существуют для любых типов компьютеров. Наиболее известными терминальными программами для IBM PC-совместимых компьютеров являются TELIX, PROCOMM, МТЕ, QMODEM и т.д. Использовать можно любую из них. Существуют и специализированные терминальные программы для пакетной связи, например, PC-Pacratt − для Windows, Мас-RATT − для компьютеров Macintosh, COM-Pacratt − для компьютеров Commodore и ряд других. Продаваемые радиомодемы, как правило, комплектуются диском с терминальной программой. Сдерживающим фактором применения для радиомодемов всего спектра программного обеспечения, разработанного для обычных модемов, является система команд управления радиомодема, отличная от набора АТ-команд.
Климатическое исполнение и температурный диапазон
Если радиомодемы устанавливаются в отапливаемом помещении или термостабилизирующих контейнерах, а антенно-фидерное оборудование размещается на улице, внешнее исполнение и рабочая температура устройств не имеют большого значения. В противном случае важно, чтобы радиооборудование поддерживало работу в широком температурном диапазоне, как правило, от −40 до +55° С.
Особенности оценки характеристик радиомодемов
Обычно проектировщиков и потенциальных пользователей технологических радиосетей передачи данных интересуют следующие параметры радиомодемов:
- диапазон рабочих частот − в связи с тем, что у заказчиков обычно уже имеется или оформляется разрешение на работу в определенных частотах;
- выходная мощность радиопередатчика;
- скорость передачи данных;
- тип и количество интерфейсов сопряжения, а также поддерживаемые протоколы;
- климатическое исполнение и температурный диапазон.
При оценке параметров оборудования следует обратить внимание на несколько важных моментов. Выше уже говорилось о необходимости комплексного подхода к выбору выходной мощности передатчика и антенно-фидерного оборудования. Применение направленных антенн позволяет не только уменьшить мощность передатчика, но и решить вопрос электромагнитной совместимости благодаря устранению влияния помех вне зоны, определяемой диаграммой направленности антенн. Время переключения с приема на передачу иногда отождествляется с «временем атаки» передатчика. Этот, малозначительный на первый взгляд, параметр при частотном переходе радиомодема из режима «прием» в режим «передача» (что и происходит в пакетном режиме) может существенно снизить среднюю скорость обмена данными. Так, если пакет передается за 50 мс и столько же времени тратится на переключение режимов, то при заявленной скорости 2400 бит/с средняя скорость обмена будет вдвое ниже. Строго говоря, «время переключения прием/передача» шире «времени атаки», поскольку в параметре учитывается время, требуемое на перестройку синтезатора частот (в многоканальных радиомодемах). Дело в том, что у радиомодемов, работающих в полудуплексном режиме или на нескольких каналах (иногда базовый модем может работать с каждым абонентом на отдельной частоте), из-за перестройки синтезатора время переключения может быть выше, чем при работе в симплексном режиме. Диапазон рабочих температур радиомодемов очень важен для большинства российских пользователей. Некоторые отечественные производители используют для своих радиомодемов импортные комплектующие, соответствующие европейским стандартам, и заявляют при этом нижнюю границу рабочих температур от 40° С. Однако по европейским стандартам для радиоэлектронных компонентов нижнее значение рабочей температуры равно 33° С.
Обзор серийно выпускаемых узкополосных радиомодемов
Основные характеристики радиомодемов отечественного производства приведены в табл. 2.
Таблица 2. Характеристики радиомодемов отечественного производства
| Наименование радиомодема (производитель) | Рабочий диапазон частот, МГц | Вид модуляции | Скорость передачи в эфире | Протокол в эфире | Выходная мощность |
| «Пульсар» | 433,92 ± 0,2%; | FSK | 1200 – 19 200 | прозрачный | 10 мВт |
| «Невод-5» | 433,92 ± 0,2%; | FSK | 1200 − 9600 | прозрачный, | 10 мВт |
| «Спектр 433» | 433,92 ± 0,2%; | FSK | 1200 – 19 200 | прозрачный, | 10 мВт |
| «Спектр 48 MSK» | 433,92 ± 0,2%; | MSK | 1200; | прозрачный, | 5 – 10 Вт |
| «Спектр 9600GM» | 401 – 406; | GFSK | 4800; | прозрачный, | 0,25 − 3,5 Вт |
| «Интеграл 400» | 401 – 406; | GMSK | 9600 или 19 200 | прозрачный, пакетный, | 100 мВт; |
| «Integral-R» | 136 − 174; | GMSK | 2400 – 19 200 | прозрачный, | 1 – 5 Вт |
| «Интеграл-433/2400» | 433,92 ± 0,2%; | FSK | 1200 − 2400 | пакетный | 1,5 – 100 мВт |
| «Интеграл-433/4800» | 433,92 ± 0,2%; | FSK | 1200 − 4800 | пакетный | 1,5 – 100 мВт |
| «Интеграл-450/2400» | 403 − 470 | FFSK | 1200 − 4800 | пакетный | 2, 5 Вт |
| «Гамма-433» | 433,92 ± 0,2%; | GMSK | 1200 – 19 200 | прозрачный, | 10 мВт |
| «Гамма-4151» | 433,92 ± 0,2%; | GMSK | 1200 − 9600 | прозрачный, | 10 мВт |
| «РМ-433» | 433,92 ± 0,2%; | 2-уровневая FSK | 1200 – 19 200 | прозрачный, |
|
| «Сократ» | 146 − 174; | GMSK, | 1200 – 19 200 | прозрачный, | 1 – 5 Вт |
| «РИФ ФАЙНДЕР-801» | 433,92 ± 0,2%; | FFSK | 1200 | прозрачный, | 10 мВт |
| «Гранит-РМ» | 433,92 ± 0,2%; | МSK | 2400; | прозрачный, | 1 – 5 Вт, |
| «Гранит-Р-43 АЦ» | 146 − 174 | FSK | 1200; | прозрачный, | 1 – 5 Вт |
| «Радиомодем RS232» | 403 − 470; | GMSK | 19 200 | прозрачный, | 5 – 20 мВт |
| «Контакт-УТ-322» | 433,92 ± 0,2% или к радиостанции | FFSK; | 1200; | пакетный | 10 мВт |
| «МОСТ-М» | 146 − 174; | GMSK | 1200 − 9600 | прозрачный, | 5, 10, 20 Вт |
| «РМ201» | 146 − 174 | GMSK | 1200; | прозрачный, | 1, 2, 5 Вт |
| «СИГНАЛ» | 146 − 174 | GMSK | 1200; | прозрачный, | 1, 2, 5 Вт |
| «ЭРИКА-9600» | 433,92 ± 0,2%; | FFSK | 2400; | прозрачный, | 10 мВт |
| «Альтавия-110М» | 146 − 174 | GMSK | 1200; | прозрачный, | 1, 2, 5 Вт |
| «Заря-ТМ232/450» | 433,92 ± 0,2%; | FSK; | 1200; | прозрачный, | 0,01 − 2,5, 10 Вт |
| «PMД-400» | 433,92 ± 0,2% | FSK | 1200 − 4800 | прозрачный, | 10 мВт |
Описание радиомодемов зарубежного производства приведено в табл. 3. Очевидно, что основные показатели этих модемов аналогичны отечественным. Особенностью является только расширенный частотный диапазон, в котором они работают. Во всех модемах используется частотная модуляция. Большая часть модемов имеет прозрачный протокол, хотя имеется и пакетный режим. Сведения об использовании помехоустойчивых кодов не приводятся.
Таблица 3. Характеристики радиомодемов зарубежного производства
| Наименование радиомодема (производитель) | Рабочий диапазон частот, МГц | Вид модуляции | Скорость передачи информации, | Тип протокола | Выходная мощность | Чувстви-тельность |
| «T-96SR», «T-96SR/F» | 132 – 174; | DRCMSK | 4800; | прозрачный, | 1 − 5 | 0,35 мкВ для соотношения с/ш 12 дБ |
| «Integra-TR» | 132 – 174; | DRCMSK | 2400; | прозрачный, IP (TCP/IP), | 1 – 5 | 0,35 мкВ для соотношения с/ш 12 дБ |
| «Integra-Н», «HiPR-900» | 902 − 928 | DRCMSK | 9600 – 25 600 | прозрачный, IP (TCP/IP) | 0,1 − 1 | 0,35 мкВ для соотношения с/ш 12 дБ |
| «T-Base/R», «Т-Base/H» | 132 – 174; | DRCMSK | 4800; | прозрачный, | 1 − 5 | 0,35 мкВ для соотношения с/ш 12 дБ |
| «I-Base/R», «I-Base/H» | 132 − 174; | DRCMSK | 4800; | прозрачный, | 1 − 5 | 0,35 мкВ для соотношения с/ш 12 дБ |
| «GeminiPD+» | 403 − 460; | DGMSK; | до 32 000 | прозрачный, | 10 | 116 дБм для соотношения с/ш 12 дБ |
| «Gemini3G» | 403 − 460; | SRRC4FSKS; RRC8FSK; SRRC16FSK | 32,0; 48,0 или 57,6 кбит/с | прозрачный, | 10 − 40 | 98...110 дБм |
| «GM3DATA» | 136 − 174; | GMSK | 9600 | прозрачный, GPS(NMEA), IP (TCP/IP) | 1 − 25 | EIA 12 дБ SINAD; |
| «MDS SD4» | 330 − 400; | CPFSK | 9600; | прозрачный, | 0,1 − 5 | <0,22 мкВ; |
| «MDS 1710 А, С», | 132 − 174; | CPFSK | 9600; | прозрачный, | 0,1 5 | <0,22 мкВ; |
| «MDS TransNet 900» | 902 − 928 | CPFSK | 9600 – 11 5200 | прозрачный, | 0,1 − 1 | 108 дБм; |
| «PDLRXO™» | 450 − 470 | GMSK; | 4800; | прозрачный, | 0,1 − 5 | <0,22 мкВ; |
| « PDL™», «EDL» | 450 − 470 | GMSK; | 4800; | прозрачный | 0,1 − 2 | 110 дБм; |
| «RFM96» | 136 − 174; | GMSK; | 4800; | прозрачный | 2 − 35 | 100 дБм; BER 10-5 |
| «SD125» | 148 − 174; | FSK или | 1200 − 9600 | прозрачный, | 1 − 5 | 0,25 − 0,35 мкВ; |
| «SD160, SD170» | 148 – 174; | FSK или FFSK | 4800; | прозрачный, | 1 − 5 | 0,25 мкВ; |
| «DM70 DataMax» | 147 − 174; | FSK или FFSK | 1200; | прозрачный, | 1 − 5 | <0,28 мкВ; |
| «Satelline-2ASc» | 400 − 470 | GMSK | 300 − 4800 | прозрачный, | 1 − 5 | <0,22 мкВ; |
| «Satelline-2ASхЕ» | 380 − 470 | GMSK | 1200 − 9600 | прозрачный, | 1 − 10 | <0,22 мкВ; |
| «Satelline-3ASd» | 400 − 470; | GMSK | 1200 − 19 200 | прозрачный, | 1 − 10; 0,1 − 1 | <0,22 мкВ; |
| «Trimmark 3» | 430 − 470; | CPFSK | 4800 – 115 200 | прозрачный, | 2, 10 и 25 | 108 дБм; |
| Trimtalk 450S | 430 − 470 | CPFSK | 4800 – 115 200 | прозрачный | 2 − 10 | 108 дБм; |
| «TS-4000» | 136 − 174; | GMSK | 300 − 19200 | прозрачный | 5 | 104 дБм; |
| «CDA 70» | 136 − 174; | FFSK; | 21 700; | прозрачный, | 0,01 − 5 | 114 дБм; |
| «DFM 10R» | 433,25 − 434,60 | GMSK | 1200 − 9600 | пакетный | 10 мВт | 108 дБм; |
Радиомодемы для российского рынка телекоммуникаций
В настоящее время у отечественных пользователей востребованы в основном три группы радиомодемов:
1. Радиомодемы первой группы обладают следующими характеристиками:
- выходная мощность передатчика 1 – 15 Вт;
- высокая (19 200 бит/с) скорость передачи данных;
- малое (до 15 мс) время переключения «прием/передача»;
- помехоустойчивые виды модуляции;
- поддержка режимов работы с коррекцией ошибок;
- совместимость с большинством типов современных протоколов, применяемых в телеметрических системах;
- совместимость с контроллерами, работающими с SCADA-приложениями;
- возможность выполнения сервисных операций в полевых условиях;
- возможность подключения по двум и более распространенным интерфейсам;
- высокая надежность;
- широкий температурный диапазон (от 40 до +70° С).
Конструктивное исполнение должно позволять использовать эти устройства без дополнительной пыле- и влагозащиты. Радиомодемы данной категории могут применяться для решения любых задач, перечисленных в начале этого обзора. Стоимость таких устройств довольно высока: от 1500 до 3000 долл. США.
К этой группе можно отнести радиомодемы «Integra», GM3ххDATA, «Satelline» серии 3АS, EDL. Радиомодем «Интеграл 400» («Integral 400») имеет выигрыш по стоимостным характеристикам, не уступая в технических характеристиках.
2. Радиомодемы второй группы имеют следующие характеристики:
- выходная мощность передатчика не ниже 1 Вт;
- скорость передачи данных не ниже 4800 бит/с;
- помехоустойчивые виды модуляции;
- совместимость с большинством типов современных протоколов, применяемых в телеметрических системах;
- возможность выбора типа интерфейса;
- высокая надежность;
- пыле- и влагозащищенное исполнение;
- широкий температурный диапазон (от 40 до +70° С).
Этот класс модемов может применяться для передачи цифровой информации в АСУ ТП, работы в системах радиотелеметрии (для сбора измерительной, но не телеметрической информации), в радиосетях систем сигнализации, мониторинга и охраны. Устройства этого класса не отвечают требованиям, предъявляемым к радиотелеметрическому оборудованию. Цена модемов варьируется от 800 до 1200 долл. США.
В эту группу входят «Заря-ТМ232», «Satelline» серии 2AS, «Гранит P23-АЦ.06», SD-125FSK/CTSS. Некоторые производители в качестве устройств этой категории предлагают радиостанции диапазонов VHF/UHF(обычно российского производства или Motorola) с внешним или внутренним контроллером (модемом) собственной разработки.
3. Радиомодемы третьей группы обеспечивают:
- выходную мощность передатчика 0,01 – 0,1 Вт;
- скорость передачи данных 1200 – 4800 бит/с;
- возможность выбора типа интерфейса;
- работу в широком диапазоне температур (от 40 до +70° С).
Оборудование данной категории применяется в основном для передачи цифровой информации в АСУ ТП, радиосетях систем сигнализации, мониторинга и охраны, не требующих работы радиооборудования на большой (свыше 1 км) дальности. На такой же дальности их можно использовать для сбора измерительной информации. Важное достоинство РЭС данного класса мощностью не более 10 мВт: не требуется их регистрация в органах Россвязькомнадзора. Ценовой диапазон – от 400 до 800 долл. США.
Из приведенных в табл. 2 к этой группе относится радиомодем «Невод-5».
Во всех категориях модемов заказчиков интересуют возможности выбора диапазона трансивера (VHF/UHF), самостоятельного программирования уровня выходной мощности передатчика, выбора канала и режима работы (полудуплекс или симплекс).
Заключение
Сегодня на рынке представлен достаточно широкий спектр радиомодемов различного назначения для решения задач охраны и мониторинга объектов. Потенциальные пользователи смогут найти устройства, позволяющие оптимальным образом решить задачу построения систем связи для современных АСУ и технологических радиосетей передачи данных.
Радиомодем «Интеграл 400» выделяется из отечественного и зарубежного ряда узкополосных радиомодемов, превосходя их как по своим техническим параметрам, так и по стоимостным характеристикам.
ЗАО «НИРИТ» разработал и производит линейку узкополосных радиомодемов «Integral 400» («Интеграл 400»), предназначенных для передачи цифровых данных по радиоканалу, которые по параметрам радиотракта и функциональным характеристикам не уступают, а по некоторым характеристикам даже превосходят известные зарубежные аналоги.
Основные области применения: телеметрия, дистанционное управление подвижными и стационарными объектами, резервирование ответственных проводных систем связи, передача зашифрованной речи с помощью встроенного вокодера, системы охраны объектов, системы мониторинга и определения местоположения подвижных объектов, передача конфиденциальной информации в общедоступном радиоканале.
Преимущества радиомодема «Интеграл 400»
- Встроенный специализированный приемопередатчик имеет малое время доступа к радиоканалу – 7 мс, что позволяет строить радиосистемы, для которых важным критерием является минимальное время доставки информации. Модем обеспечивает асинхронный обмен данными на скоростях 19 200 или 9600 бит/с в каналах с шагом сетки радиочастот 12,5 кГц.
- Радиомодем поддерживает работу основных промышленных протоколов.
- Радиомодем имеет встроенный интерфейс 10/100BASE-TX/FX, что позволяет без дополнительных внешних устройств строить сети Ethernet/Internet и подключать в такую радиосеть банкоматы, WEB-камеры и любые другие устройства, работающие только по протоколам TCP/ IP. Интерфейс 10/100BASE легко добавляется установкой платы расширения в корпус радиомодема.
- Встроенная диагностика позволяет в реальном масштабе времени полностью контролировать состояние радиомодема. Управление модемом и получение диагностики осуществляется через дополнительный порт SETUP удобной графической программой, работающей под операционной системой Windows, которая входит в комплект поставки. Программа позволяет осуществлять циклический опрос всех доступных в сети радиомодемов «Integral 400», отображение полученных данных и циклическое сохранение диагностики в базе данных, обновление ПЗУ программы модема. С помощью программы возможно полное удаленное и локальное конфигурирование и управление радиомодемами, отображение и сохранение трафика радиосети с временными параметрами передаваемых пакетов с точностью до миллисекунд, а также получение информации о взаимных приемных уровнях между всеми станциями в сети.
- Радиомодем поддерживает работу с управлением по RTS и в режиме DOX (data-activated transmit), не требующем использования сигнала RTS для управления потоком, а именно: передача инициализируется поступлением данных на порт радиомодема. Имеется большой встроенный буфер для передаваемых данных от 14 до 28 кбайт (зависит от режима работы), а в случае если поток данных от терминального устройства существенно превышает скорость передачи в радиоканале, осуществляется управление сигналом CTS.
- Радиомодем поддерживает протокол NMEA и позволяет напрямую подключать GPS приемник к радиомодему. На базе радиомодемов «Integral 400» реализована система слежения и мониторинга подвижных объектов. Программное обеспечение позволяет отображать в реальном времени местоположение движущихся объектов, а также запись и последующий просмотр маршрутов движения.
- Для уменьшения влияния случайных импульсных помех имеется возможность включить помехоустойчивое кодирование с динамическим интерливингом. Модем кодирует и перемежает информацию динамически в зависимости от размера предаваемых данных. При этом потери на кодирование минимальны, не меняются от размера передаваемых блоков и составляют 10% от скорости передачи.
- Радиомодем имеет встроенную функцию оценки правильности переданных данных. Для этого используется стандартный циклический код CRC-32 (Cyclic Redundancy Code).
- Приемный тракт радиомодема имеет повышенную перегрузочную способность, что позволяет обеспечить устойчивую передачу данных на близких расстояниях.
Возможны различные варианты исполнения:
- для использования в жестких климатических условиях с температурой эксплуатации от 40 до +70° С, с полным покрытием плат лаком;
- модель, допускающая синусоидальные вибрации и механические удары многократного действия («Integral 400М», «Интеграл 400М»);
- миниатюрная модель – микрорадиомодем с пониженным режимом энергопотребления и режимом сна, с типичным потреблением 40 мкА и малыми габаритами («Integral 400P», «Интеграл 400P»).
Новая версия радиомодема «Интеграл 400» (фото 1) объединяет на одной плате: радиомодем, сетевой контроллер, вокодер речевой информации, встроенный интерфейс 10/100BASE-TX/FX. Радиомодем имеет дополнительные порты для работы оконечных устройств, места для установки в корпусе радиомодема (по отдельным заказам) плат радионавигации ГЛОНАСС/GPS, видеоадаптеров и др.
Фото 1. Новая версия радиомодема «Интеграл 400»
Фото 2. Модификация «Микро» радиомодема «Интеграл 400»
Модификация «Микро» радиомодема «Интеграл 400» (фото 2) идеально подходит для систем охраны, обеспечения безопасности помещений и личности, систем определения местонахождения расконвоированных заключенных и т.п. При мощности 100 мВт обеспечивается радиосвязь 400 – 1000 м. Особенностью микрорадиомодема является малое энергопотребление (в «спящем режиме» порядка 100 мкА), что позволяет ему обеспечивать длительную работу (не менее одного года) с автономными источниками питания.
Статья опубликована на сайте: 27.01.2013