1. Системы транкинговой связи.
2. Люминофоры.
Литература
1. Системы транкинговой связи.
Сегодня
наряду с привычной сотовой связью существуют так называемые системы профессиональной мобильной
радиосвязи (ПМР) (Professional Mobile Radio — PMR), или транкинговой подвижной радиосвязи. Они занимают
свой сектор рынка оборудования мобильной связи для корпоративных пользователей,
различных ведомств и социальных служб, выполняя функции, необходимые именно
этим пользователям.
Транкинговая
подвижная радиосвязь (от англ. trunking — предоставление свободных каналов, trunk — магистральная линия связи) — система двусторонней подвижной радиосвязи, которая
использует диапазон ультракоротких волн. На практике система ПМР устроена
аналогично сотовой: пользовательские терминалы и базовые станции (БС),
оборудование для увеличения дальности связи — ретрансляторы и контроллер, который управляет работой
станции, обрабатывает каналы ретрансляторов (коммутирует их) и обеспечивает
выход на городскую телефонную сеть. Сети транкинга могут быть однозоновыми
(содержать одну БС) или многозоновыми (несколько БС). Существуют аналоговые и
цифровые системы транкинговой связи.
Сотовая связь
позиционируется как «телефон в кармане», а транкинговая предназначена для
решения узкого круга профессиональных задач. Сотовая связь, к примеру,
предоставляет разнообразные мультимедийные услуги, однако нефтяник, дежурящий
на буровой платформе в Балтийском море, или спасатель МЧС навряд ли уповают на
возможность загрузить новый альбом Мадонны. Транкинговую связь выбирают такие
организации, как МЧС, охранные агентства, таксомоторные компании и др. Для
рядовых же офисных работников вполне подойдет вариант «сотовый телефон +
корпоративный тарифный план».
Система
связи, которой пользуются профессионалы, должна поддерживать такие функции,
как:
—
осуществление моментальной связи (0,2-0,5 сек) внутри группы абонентов, которая
может быть задана заранее;
— возможность
перераспределения участников групп во время сеанса связи;
— система
приоритетов вызовов (мобильный оператор не делает различий между абонентами);
— сохранение
связи даже при выходе из строя базовой станции;
— передача
широковещательного сигнала абонентам сети;
— возможность
быстро переконфигурировать сеть.
Эти
требования невыполнимы в системах сотовой связи, зато в полной мере
поддерживаются транкинговыми системами. Стоит отметить, что участники рынка
мобильной связи сложа руки не сидят и предлагают услугу Push-To-Talk с возможностью установления
группового вызова и быстрым установлением соединения. Однако новация в любом
случае не отвечает требованиям профессионалов.
Далее
представлена сравнительная таблица на примере двух версий TETRA — популярного стандарта цифровой
транкинговой радиосвязи, и GSM-сетей.
|
Режимы и функциональные возможности, стандарты связи
|
TETRA (Rl)
|
TETRA (R2)
|
GSM
|
|
Групповой вызов
|
+
|
+
|
+/-
|
|
Широковещательный вызов
|
+
|
+
|
-
|
|
Аварийный вызов
|
+
|
+
|
+/-
|
|
Приоритетный вызов
|
+
|
+
|
+/-
|
|
Приоритетный доступ
|
+
|
+
|
-
|
|
Дуплексная связь
|
+
|
+
|
+
|
|
Задержанный вызов
|
+
|
+
|
-
|
|
Задержанное вхождение в связь
|
+
|
+
|
-
|
|
Режим прямой связи (без
базовой станции)
|
+
|
+
|
-
|
|
Режим — «только прием»
|
-
|
+
|
-
|
|
Возможность расширения зоны
связи
|
-
|
+
|
-
|
|
Выбор зоны
|
+
|
+
|
-
|
|
Статусные сообщения
|
+
|
+
|
-
|
|
Передача коротких текстовых
сообщений
|
+
|
+
|
+
|
|
Вызов диспетчера
|
+
|
+
|
-
|
|
Предоставление по запросу абонента
широкой полосы
|
+
|
+
|
-
|
|
Возможности шифрования сигнала
и радиоинтерфейса
|
+
|
+
|
+/-
|
|
Одновременная передача речи и
данных
|
+
|
+
|
+
|
|
Высокоскоростная передача
данных
|
-
|
+
|
+
|
|
Избирательное прослушивание
абонентов диспетчером
|
+
|
+
|
-
|
|
Дистанционное прослушивание
акустической обстановки
|
+
|
+
|
-
|
|
Динамическая перегруппировка
|
+
|
+
|
-
|
|
Профессиональная
аналоговая связь существовала чуть ли не с начала XX века и за это время успела немало измениться, придя к
цифровым технологиям с внушительным багажом.
Каждому
известно, что радиосвязь началась в 1895 году, когда А. Попов (и только годом позже Г. Маркони) создал первый приемник. С
1897 по 1915 гг. Г. Маркони организует первые связные компании и разворачивает
производство оборудования; появляются регламенты радиосвязи, в том числе по
распределению частот между различными службами. Зародилась профессиональная
радиосвязь в период с 1915 по 1950-х гг.
В первой
половине 20-века исследовались возможности осуществления связи на разных длинах
волн. До 1920 г. связь осуществляли с использованием волн длиной от сотен
метров до десятков километров. В 1922 г. стало известно свойство коротких волн
распространяться на любые расстояния, преломляясь в верхних слоях атмосферы и
отражаясь от них, — идеальное средство для
осуществления дальней связи. 1930-е годы стали временем метровых волн; а 1940-е — дециметровых и сантиметровых,
распространяющихся прямолинейно на 40-50 км в пределах прямой видимости.
Популяризация радиосвязи напрямую зависела от достижений техники. До появления
миниатюрных полупроводников приёмники оставались громоздкими и в лучшем случае
умещались в чемодан, что накладывало определённые ограничения.
Историю сетей
профессиональной радиосвязи обычно делят на ступени. Первым этапом считаются сети конвенционального типа
(от англ. conventional — обычный, традиционный). Их небогатые возможности следующие:
симплексный режим работы (нажал на кнопку — задал вопрос — отпустил
кнопку — получил ответ — нажал на кнопку — ...), совершение индивидуальных и групповых вызовов
(до нескольких десятков абонентов) В конвенциональных системах канал связи
(частота) жестко закрепляется за определенной группой абонентов. При этом
гарантируется высокая оперативность связи (необходимо только настроить
частоту), но служит причиной малой пропускной способности сети (частот мало).
Второй этап — транкинговые сети. Подобные сети сделали возможным обслуживание до нескольких
сотен абонентов и позволили более эффективно использовать радиочастотный
ресурс. Подобные системы связи стали системами с общим доступом абонентов к
частотному диапазону, в отличие от конвенциональных систем. Это обеспечивает
повышенную пропускную способность и большую зону охвата.
Многозоновые
транкинговые сети стали третьим
этапом. Зона обслуживания в них увеличилась еще больше за счет нескольких
базовых станций. Количество обслуживаемых абонентов стало практически
неограниченным, появилась система приоритетов вызовов, возможность дуплексного
режима вызова (кнопку жать не требуется, связь аналогична телефонной с
поправкой на куда большую скорость совершения вызова), выход на телефонные сети
общего пользования, передача данных.
Современные цифровые транкинговые сети
(ЦТС)
являются вершиной эволюционной цепочки профессиональной связи. Помимо
возможностей, доступных пользователям аналоговых систем, добавляются надёжная
защита от несанкционированного доступа (к тому же прослушивание переговоров с
помощью аналоговых устройств становится невозможным) и пакетная передача данных
(доступ в Интернет). Аппарат абонента опознается с помощью различных идентификационных
механизмов или SIM-карт. По сути, цифровые транкинговые
системы являются универсальными сетями связи, обеспечивающими
конфиденциальность контактов абонентов, и способны к одновременной передаче
больших потоков данных по каналам связи, будь то данные телеметрии или
видеоинформация (в последних редакциях стандартов подобные возможности
предусматриваются).
Существует
большое количество различных стандартов транкинговых систем подвижной
радиосвязи, различающихся по многим признакам. В нашей стране, как и во всем
мире, до сих пор распространены аналоговые системы различных версий и
стандартов. Однако в силу своей моральной устарелости они не столь интересны к
рассмотрению, сколько их цифровые собратья. Пятерку самых популярных и
признанных во многих странах мира стоит рассмотреть подробней.
Фирма Ericsson (Швеция) раньше других (пока ее не
купила Sony в 1980-х годах) озаботилась проблемой устаревания аналоговых
технологий и недостаточной степенью защищенности переговоров в подобных
системах и занялась разработкой корпоративного закрытого стандарта EDACS (Enhanced Digital Access Communication System). Изначально стандарт предусматривал передачу речи по
аналоговым протоколам, позднее стандарт модифицировали и появилась цифровая
версия системы под названием EDACS Aegis. Системы EDACS работают на частотах 138-174 МГц, 403-423 МГц,
450-470 МГц и 806-870 МГц; сеть может быть раскинута на более чем 16000
абонентов. В России в этом стандарт не слишком популярен в силу его закрытости
и скорого устаревания (фактически это цифровой стандарт для передачи аналоговых
сигналов). Все права принадлежат разработчику, и просто так выпускать
оборудование вам не позволят. Вдобавок Ericsson прекратила поставки оборудования для развертывания новых
сетей этого стандарта и занимается только поддержкой существующих.
Технология iDEN (integrated Digital Enhanced Network) — закрытый корпоративный стандарт, разработка которого
была начата компанией Motorola в начале 1990-х годов. В 1994 г. в
США компанией NEXTEL на базе этой технологии развернута первая сеть коммерческого
применения. Сегодня подобные сети развернуты во многих странах Северной и
севера Южной Америки, Азии. Сегодня подписчиками iDEN являются более 3 000 000 человек (90% из них
приходится на США). Такую популярность iDEN обрела благодаря тому, что является неким компромиссом между
транкинговыми и сотовыми системами (предоставляет возможности отправки
сообщений, факсимильной связи, передачи данных по протоколу TCP/IP со скоростью до 36 кбит/с, невысокая стоимость). Каждой
организацией, использующей стандарт iDEN,
может быть создано до 10 000 виртуальных сетей, в каждой из которых может быть
до 65 500 абонентов. iDEN использует
частотный диапазон 805-821/855-866 МГц. В России систем iDEN нет — вероятнее всего, из-за неудобства использования
подобного диапазона частот при решении задач, на которые рассчитаны системы
профессиональной связи. Примечательно, что компанией Motorola выпускаются различные iDEN-аппараты с функциями современных
мобильных телефонов. К примеру, Motorola ic502 — CDMA/iDEN-телефон с GPS и Motorola i290 с MP3-плеером.
Tetrapol PAS (Tetrapol) разработан
французской фирмой Matra Communication. Создание этого
закрытого стандарта было начато в 1987 г. фирмой Matra Communications по заказу
французской жандармерии. Сеть связи стандарта Tetrapol функционирует на
половине территории Франции с 1994 г. и обслуживает более 15 000 абонентов.
Системы связи стандарта Tetrapol работают начиная с частоты 70 МГц и имеют
потолок функционирования в 520 МГц, что не способствует популяризации в других
странах, где подобным системам традиционно могут отводиться другие диапазоны частот.
В России созданы опытные зоны функционирования сети Tetrapol.
TETRA — открытый стандарт профессиональной радиосвязи, разрабатываемый с 1994
года ETSI (European Telecommunications Standards Institute — Европейский институт
телекоммуникационных стандартов). TETRA
означает Terrestrial Trunked Radio — «наземное транкинговое радио».
Изначально, пока стандарт не обрел популярность за пределами Европы, TETRA расшифровывалось как Trans-European Trunked RAdio — «трансъевропейское транкинговое
радио». В Европе ПМР стандарта TETRA
работает в диапазонах частот 380-385/390-395 МГц, 410-430/450-470 МГц. В Азии — 806-870 МГц.
В
спецификациях TETRA значится как открытый стандарт, а
значит каждый, кто пожелает производить аппаратуру для связи, может не задумываться
о проблемах совместимости с оборудованием других компаний и о дележе авторских
прав. Чтобы выпускать продукцию, поддерживающую этот стандарт, необходимо
вступить в организацию MoU TETRA — Меморандум о содействии стандарту TETRA. Nokia, Motorola, Rohde&Schwarz и другие крупные компании,
занимающиеся производством оборудования для связи, поддерживают этот стандарт.
Сети TETRA развернуты практически по всей
Европе, в странах Азии, Африки и Южной Америки. TETRA Release 2 — новая версия стандарта, которая
позволяет осуществить плотную интеграцию с мобильными сетями третьего поколения
и значительно повысить скорость передачи данных. Проект по развертыванию сетей
данного стандарта в России называется «Тетрарус». О многом говорит хотя бы тот
факт, что «в рамках Федеральной целевой программы «Развитие г. Сочи как
горноклиматического курорта до 2014 г.» в местах проведения спортивных соревнований
и по всему Краснодарскому краю будет функционировать радиосвязь стандарта TETRA».
Открытый
стандарт APCO 25 создан организацией Association of Public Safety Communications Officials-international — Ассоциацией представителей служб связи органов
общественной безопасности. Стандарт создавался и совершенствовался (построение
радиоинтерфейса, протоколы шифрования, методы речевого кодирования) в период с
1989 по 1995 гг. Одним из основных преимуществ APCO 25 является то, что он позволяет работать в любом из
диапазонов частот, доступных для систем подвижной радиосвязи: 138-174, 406-512
или 746-869 МГц. В одну сеть могут быть объединены до двух миллионов человек и
до 65 тысяч групп. С 2003 г. в Санкт-Петербурге функционирует подобная сеть на
несколько сотен абонентов в целях МВД России.
Транкинг
может использовать не только для связи: новейшая система транкинга JRC Trunked Radio System
с функцией автоматического определения местонахождения автомобиля на основе GPS
и стандартов MPT 1327/1343. Кроме, собственно, обеспечения коммуникаций между
абонентами, стандарт обеспечивает автоматическую передачу данных о местонахождении
и статусе каждой машины на терминал в центре управления
Более полно
характеристики стандартов отражены в таблице:
|
Функциональные возможности, стандарты цифрового транкинга
|
APCO 25
|
EDACS
|
IDEN
|
TETRA
|
Tetrapol
|
|
Индивидуальный, групповой,
широковещательный вызовы
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
|
Выход на ТфОП
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
|
Полнодуплексные абонентские
терминалы
|
-
|
+
|
+
|
+
|
-
|
|
Передача данных и доступ к базам
данных
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
|
Режим прямой связи
|
+
|
+
|
?
|
+
|
+
|
|
Автоматическая регистрация мобильных
абонентов
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
|
Персональный вызов
|
+
|
-
|
+
|
+
|
+
|
|
Доступ к IP-сетям
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
|
Передача статусных сообщений
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
|
Передача коротких сообщений
|
+
|
-
|
+
|
+
|
+
|
|
Передача данных о местоположении
абонента от приемника GPS
|
?
|
+
|
?
|
+
|
+
|
|
Факсимильная связь
|
+
|
-
|
+
|
+
|
+
|
|
Возможность установки открытого
канала
|
?
|
-
|
-
|
+
|
+
|
|
Множественный доступ с использованием
списка абонентов
|
+
|
-
|
+
|
+
|
+
|
|
Режим ретрансляции сигналов
|
+
|
?
|
?
|
+
|
+
|
|
Режим «двойного наблюдения»
|
?
|
-
|
?
|
+
|
+
|
|
Приоритет доступа/вызова
|
+
|
+
|
-
|
+
|
+
|
|
Динамическая перегруппировка
|
+
|
+
|
-
|
+
|
+
|
|
Избирательное прослушивание
|
+
|
+
|
-
|
+
|
+
|
|
Дистанционное прослушивание
|
?
|
-
|
-
|
+
|
+
|
|
Идентификация вызывающей стороны
|
+
|
+
|
-
|
+
|
+
|
|
Вызов, санкционированный диспетчером
|
+
|
+
|
-
|
+
|
+
|
|
Передача ключей по радиоканалу
(OTAR)
|
+
|
-
|
-
|
+
|
+
|
|
Имитация активности абонентов
|
-
|
-
|
-
|
-
|
+
|
|
Дистанционное отключение
абонента
|
+
|
?
|
-
|
+
|
+
|
|
Аутентификация абонентов
|
+
|
?
|
-
|
+
|
+
|
В России,
одновременно с внедрением, успешным использованием и развитием цифровых сетей
различных транкинговых стандартов, широко распространены аналоговые системы на
базе старого МРТ1327.
И это отнюдь не плохо. Цифровой транкинг удобен там, где нужна не только оперативная
связь, но и передача данных и телефония. Часто заказчикам оказывается вполне
достаточно симплексной голосовой связи и функции отправки сообщений.
Использование аналоговых систем экономит время и деньги.
В целом же
ситуация с профессиональной мобильной радиосвязью напоминает переход от
использования сотовых сетей второго поколения стандарта GSM к стандартам 3G. Сотовые сети, несмотря на темпы их
роста, в ближайшем будущем не смогут полностью заменить сетей профессиональной
радиосвязи по причине того, что выполняют другие функции.
2. Люминофоры.
Люминофор, в переводе с греческого -несущий
свет. Это материалы
с уникальными свойствами преобразования энергии в свечение. Свечение
люминофоров достигается за счет активации некоторых металлов
различными катализаторами.
Основное применение неорганических люминофоров, это
люминесцентные лампы кинескопы, при производстве рентгеновских экранов, используются
в качестве индикаторов радиоактивного излучения.
Органические люминофоры применяют при изготовлении флуоресцентных
красок, люминесцирующих материалов, используют в люминесцентном анализе в
различных сферах - медицине, криминалистике и т д.
Свойство свечения
люминофоров в быту,
стали применять не так давно, но эта тема постепенно набирает обороты.
Эксперименты
с люминофором помогают постоянно генерировать новые, креативные идеи и методы
применения данного материала.
Можно сказать что
основным продуктом
люминофора, является светящаяся краска. Дальше идут различные вариации
материалов, но сама суть остается та же.
О свойствах можно сказать, что свечение люминофора идет на
угасание, это нужно понимать, т к часто бывает, что незнание свойств в разных
условиях приводит к разочарованию, и не возможности получить некоторые эффекты.
Как в любом продукте, у люминофора есть как плюсы, так и минусы.
Но обширность применения намного уменьшает негативный эффект последнего.
По химической
природе люминофоры разделяются на неорганические, большинство из которых
относится к кристаллофосфорам, и органические. Свечение неорганических люминофоров
(кристаллофосфоров) обусловлено в большинстве случаев присутствием посторонних катионов,
содержащихся в малых количествах (до 0,001 %).
Такие примеси
(активаторы) обычно являются катионами металлов; например,
свечение сульфида
цинка активируется катионом меди.
Неорганические люминофоры применяют в люминесцентных лампах, электронно-лучевых трубках, для изготовления рентгеновских
экранов, служат индикаторами радиации и др. Органические люминофоры (люмогены)
применяют для изготовления ярких флуоресцентных красок, люминесцирующих материалов,
используют в чувствительном люминесцентном анализе в химии,
биологии,
медицине
и криминалистике.
Фотолюминофоры
на основе сульфида цинка обладают рядом недостатков: неустойчивы при
ультрафиолетовом облучении, небольшое время послесвечения, низкая яркость послесвечения.
Некоторые
преимущества и отличия пигментов люминофора:
-
Период
послесвечения в 50 раз больше, чем у обычного фосфоресцентного пигмента,
основанного на ZnO
- Активация волнами
разной длины (200—450 nm) но лучший результат получается с энергией активации
выше 350nm.
- Начальная яркость
послесвечения как минимум в 10 раз длиннее, чем у радиолюминесцентных и
фотолюминесцентных пигментов.
- Увеличение
люминесценции и послесвечения с увеличением времени активации
- Превосходные погодная и
световая устойчивость.
- Отсутствие опасных для
здоровья и радиоактивных веществ.
- Не загрязняет
окружающую среду и обладает высокой химической стабильностью.
Наибольшее
распространение получили фотолюминофоры
и электролюминофоры. Эти
люминофоры представляют собой смесь сложного состава: алюминат стронция,
активированный европием, диспрозием, иттрием. Химическая формула: (SrAl2O4):Eu,Dy,Y
Фотолюминофоры
на основе алюминатов инертны к водным и сольвентным средам, устойчивы к
различным облучениям и обладают послесвечением до 28 часов. Люминофоры
нетоксичны, пожаровзрывобезопасны, опасное радиоактивное излучение отсутствует
(сравнимо с фоновым).
Фотолюминофор
является малоопасным веществом по воздействию на организм, класс опасности по
компонентам – 4.
Слабо опасный
продукт по воздействию на организм. Воздействует в основном на слизистую
оболочку верхних дыхательных путей, не раздражает здоровую кожу, при попадании
на поврежденную кожу может вызывать сухость, покраснение, зуд.
Сравнение люминофоров
|
Характеристика
|
Алюминат стронциевый
желто-зеленый
|
Алюминат стронциевый
голубой
|
Обычные фосфоресцентные
пигменты
|
|
Химический состав
|
Sr4Al14O25:Eu,Dy
|
Sr4Al14O25:Eu,Dy
|
ZnS:Cu
|
|
Цвет
|
Светлый желто-зеленый
|
Более светлый чем желто-зеленый
|
Желто-зеленый
|
|
Цвет послесвечения
|
Зелёный, полное соответствие ГОСТ РФ
|
Голубой
|
Зелёный, голубой, красный, фиолетовый и т. п.
|
|
Размер частиц
|
100-130 микрон
|
60-80 микрон
|
20-40 микрон
|
|
Энергия возбуждения
|
200-450 нм
|
200-450 нм
|
200-450 нм
|
|
Распространение длины волны (пик)
|
580 нм
|
540 нм
|
530 нм
|
|
Яркость послесвечения
|
Около 340 мккд/м²
|
Около 300 мккд/м²
|
20-30 мккд/м²
|
|
Угасание послесвечения
|
Более 3000 минут
|
Более 3000 минут
|
После 200 минут
|
|
Время активации
|
Около 20 минут
|
Около 20 минут
|
Около 4 минут
|
|
Светостойкость
|
Более 1000 часов
|
Более 1000 часов
|
10-24 часов
|
|
Химическая устойчивость
|
Превосходная (исключая воду)
|
Превосходная
|
Разная
|
|
Удельный вес 5)
|
3,6
|
3,6
|
4,1
|
Яркость после 10 минут
активации в течение 5 мин с помощью Xe лампы в 1000 lux. Промежуток времени
необходимый для уменьшения яркости послесвечения до 0.32 mcd/m2 (граница
восприятия человеческого глаза). Необходимое время для насыщения Xe лампы в
1000 lux. Необходимое время для начала снижения послесвечения на 20 %
после освещения 300W ртутной лампой высокого давления (ускоренный тест на
светостойкость). В порошкообразной форме.
SrAl2O4:Eu,Dy
первоначально создавался для удовлетворения насущных и будущих нужд
производителей часов и циферблатных приборов. Другие возможные области применения:
циферблаты часов, циферблаты электронных приборов, бытовые приборы.
осветительные приборы и выключатели, указатели выхода, дорожная разметка,
рыболовное снаряжение, применение в военной промышленности, разметка уличных
дорожек, снаряжение для кемпинга, аварийная маркировка и слабо освещенная
маркировка спасательных систем, авиационные и автомобильные дисплеи и
диспетчерских панелей, снаряжение пожарников, текстильная печать, чернила для ручек
и печати, навигационные и другие оптические приборы, любые другие продукты, в
которых необходимо длительное послесвечение или светостойкость.
Список
литературы
1.
Иванов А.Ю.
Специальная техника в ОВД. – М., 2002.
2.
Попов В.Г., Языков
Е.Д. Специальная техника, применяемая в УИС Минюста России. – Томск, 2004
3.
Специальная
техника в ОВД / Сост. И.А. Ливанов. – М., 2000.
4.
Трифонов Ю.П.
Криминалистика. – М., 2005.