Полное руководство по радиосвязи в сфере переработки отходов

Эффективная связь критически важна для эффективной работы и безопасности работников компаний по вывозу отходов, операторов полигонов и предприятий по переработке отходов. Знание последних инноваций в области радиосвязи может существенно повлиять на эффективность работы и окупаемость инвестиций, будь то внедрение новой системы или модернизация существующей. В данной статье рассматриваются различные системы наземной мобильной радиосвязи (LMR), использующие лицензированные частоты УВЧ и ОВЧ, а также системы «нажми и говори по сотовой связи» (Push-to-Talk over Cellular, PoC), использующие общенациональные сети 4G/5G/LTE. Кроме того, в статье будут рассмотрены гибридные решения для межсетевого взаимодействия и диспетчерские приложения.

Наземная мобильная радиосвязь (LMR)

относится к цифровым двухсторонним радиостанциям, использующим узкополосные частоты УВЧ и ОВЧ. Ключевой технологией современных цифровых двухсторонних радиостанций является метод временного разделения каналов (TDMA) с разносом каналов 12,5 МГц. Эта технология повышает производительность и надежность, удваивая пропускную способность аналоговых систем, позволяя нескольким пользователям использовать одну и ту же оцифрованную радиочастоту, разделяя её на временные интервалы.

По мере развития отрасли от аналогового к цифровому возникло несколько стандартов:

NXDN: Технология NXDN, основанная на стандарте dPMR, была разработана компаниями Kenwood и Icom. NXDN использует частотное разделение каналов (FDMA) с неперекрывающимися подканалами для цифровых каналов вызова. FDMA требует большей инфраструктуры из-за сложных базовых станций и использует два радиочастотных канала для двух разговорных каналов, поэтому не обеспечивает такой же пропускной способности на канал, как TDMA. Радиосистемы NXDN дешевле, чем P25 и TETRA.

DMR: Стандарт DMR, разработанный Европейским институтом телекоммуникационных стандартов (ETSI) и продвигаемый Ассоциацией DMR, широко применяется и предоставляется большинством производителей. DMR обладает высокой мощностью передачи и в полной мере использует технологию TDMA для увеличения пропускной способности, скорости передачи данных и дальности связи. Стандарты DMR отлично совместимы с системами различных производителей и являются самой доступной и экономичной системой профессиональной радиосвязи.

Другие преимущества технологий DMR и TDMA включают улучшенное качество звука, более длительное время работы от аккумулятора и большую дальность связи. Технология DMR снижает уровень шума и сохраняет качество передачи голоса, особенно на самых дальних границах диапазона передачи. Цифровые голосовые кодеры, описанные в стандарте DMR, позволяют принимающим радиостанциям обнаруживать и исправлять ошибки передачи, обеспечивая более чёткую связь. Технология TDMA передаёт информацию короткими пакетами, экономя заряд аккумулятора и продлевая срок его службы на 40%. Разнос каналов TDMA 12,5 МГц обеспечивает более эффективное повторное использование частот, увеличивая зону покрытия.

P25 и TETRA — другие стандарты LMR, заслуживающие упоминания. P25 используется службами общественной безопасности для обеспечения взаимодействия с другими государственными учреждениями. P25 использует технологию TDMA, но требует высокой стоимости инфраструктуры, а радиостанции очень дороги по сравнению с DMR и NXDN. TETRA — это стандарт LMR, используемый в основном в Европе и несколькими коммунальными компаниями в США. Стандарт TETRA чётко определён, поэтому 99% его функций работают на всех радиостанциях TETRA. TETRA использует технологию TDMA, но делит канал на четыре цифровых временных интервала с разносом каналов 6,25 МГц для повышения пропускной способности. Недостатком является меньшая дальность передачи, требующая более плотной инфраструктуры, что делает TETRA одной из самых дорогих систем радиосвязи.

Радиостанции DMR

доступны в портативном и мобильном исполнении, поддерживаемом различными ретрансляторами и транкинговыми системами. Портативные радиостанции лёгкие и прочные, оснащены аксессуарами, такими как микрофоны и наушники. Мобильные радиостанции используются в транспортных средствах и обладают более высокой мощностью передачи для обеспечения широкого покрытия.

Радиостанции DMR обладают всеми преимуществами стандарта DMR и могут быть защищены от ударов по стандарту MIL-STD 801G, а также имеют степень защиты от воды и пыли IP68. Искробезопасные модели одобрены для использования в условиях наличия легковоспламеняющихся газов, паров и пыли на предприятиях по переработке электронных отходов и в местах их хранения.

Новейшие технологии в радиостанциях DMR включают цифровое шумоподавление на базе искусственного интеллекта и литий-полимерные аккумуляторы. Система шумоподавления на базе искусственного интеллекта выделяет человеческий голос из фонового шума в режиме реального времени, обеспечивая чёткую связь в шумной обстановке. Литий-полимерные аккумуляторы лёгкие и обеспечивают до 24 часов автономной работы.

Радиостанции DMR разработаны для обеспечения безопасности сотрудников и оснащены такими функциями, как кнопка экстренного вызова всех сотрудников одним нажатием, приоритетное прерывание вызова, функции «Одинокий работник» и «Человек упал». Дополнительные функции включают GPS для отслеживания местонахождения диспетчера, Bluetooth для беспроводных аксессуаров и усовершенствованное шифрование AES для безопасной связи.

Переход с аналоговых на цифровые радиосистемы

повышает производительность и надежность работы предприятий по переработке отходов. Технология DMR, обеспечивающая превосходное качество передачи голоса, обеспечивает чёткий звук даже в шумных условиях, таких как шум грузовиков, свалки и предприятия по переработке отходов. Радиостанции DMR с технологией TDMA также обеспечивают более длительный срок службы аккумулятора и большую дальность передачи.

Радиостанции DMR поддерживают как аналоговый, так и цифровой режимы, что позволяет осуществлять постепенный переход без необходимости полной модернизации системы. Старые аналоговые радиостанции можно со временем заменить цифровыми, а после замены всех аналоговых радиостанций можно установить ретранслятор DMR Tier II для расширения зоны покрытия и управления трафиком каналов.

Такая гибкость особенно выгодна компаниям по переработке отходов, которые хотят постепенно модернизировать свои системы связи без существенных первоначальных затрат.

Ассортимент ретрансляторов DMR

Система ретранслятора DMR Tier II — это профессиональная система двусторонней радиосвязи, использующая ретрансляторы для передачи голоса и данных. Стандарт Tier II использует радиостанции, соответствующие стандарту DMR, и требует лицензии FCC. Ретранслятор DMR Tier II состоит из ретранслятора, антенных систем, источников питания, резервных аккумуляторов и систем мониторинга. Ретранслятор — это сердце профессиональной системы радиосвязи DMR. Ретрансляторы принимают низкоуровневые сигналы с портативных и мобильных радиостанций DMR и ретранслируют информацию на более высокой мощности на большую площадь.

Какова дальность действия ретранслятора? К сожалению, ответ: «Зависит от обстоятельств».

Радиус действия ретрансляторной системы может составлять от 40 до 80 километров. Это расстояние включает расстояние от одной радиостанции до ретранслятора и расстояние от ретранслятора до другой радиостанции.

На дальность действия ретрансляторной системы влияют несколько переменных:

Препятствия – здания, холмы, стены и деревья – являются основными факторами, определяющими дальность действия радиосистем. УВЧ- и ОВЧ-волны обеспечивают максимальную дальность связи при наличии прямой видимости, например, на открытой местности или на берегу океана. Плотная застройка может ограничивать дальность связи несколькими сотнями футов (около 100 метров).

Антенна — чем выше антенна, тем меньше препятствий для радиосигнала. Поэтому антенны устанавливают на вышках, вершинах зданий и горах.

Радиостанции – Мощность передатчика радиостанции, чувствительность приёмника, коэффициент усиления антенны и затухание также влияют на дальность передачи.
Суть в том, что профессиональные дилеры систем DMR являются экспертами в проектировании и установке систем, обеспечивающих покрытие необходимой зоны. Они проведут обследование объекта и разработают систему, обеспечивающую необходимое покрытие.

Расширение диапазона и емкости DMR

Расширение диапазона и емкости вашей радиосистемы крайне важно для крупных операций по утилизации отходов. Ретрансляторы DMR Tier II можно объединить по IP-сетям для создания глобальной сети. Такая конфигурация позволяет пользователям, находящимся в разных местах, бесперебойно взаимодействовать, что делает её идеальным решением для нескольких полигонов или предприятий по переработке отходов с разным местоположением.

Для групповой связи с высокой пропускной способностью системы расширенного псевдотранкинга (XPT) обеспечивают динамическое распределение каналов, что позволяет осуществлять групповые вызовы с большей пропускной способностью, что делает их подходящими для компаний по управлению отходами, которым требуется групповая связь с высокой пропускной способностью.

Разработанная эксклюзивно компанией Hytera, система XPT основана на конвенциональном стандарте DMR Tier II и добавляет возможности, обычно присущие более дорогим транкинговым системам Tier III . XPT использует простой сетевой коммутатор для управления несколькими ретрансляторами, обеспечивая большую пропускную способность каналов и добавляя другие ценные функции.

Системы радиосвязи DMR требуют инвестиций в инфраструктуру для широкополосной связи, но они являются самыми надежными из существующих систем связи и часто оказываются «последним выжившим» во время стихийных бедствий и масштабных отключений электроэнергии.

Радиостанции типа «нажми и говори по сотовым сетям» (PoC)

обеспечивают мгновенную связь по всей стране, используя сети операторов сотовой связи 4G/5G/LTE и сети Wi-Fi. Это особенно выгодно для компаний, занимающихся вывозом отходов, которым требуется надежная связь в пределах целых городов или округов без необходимости и затрат на управление сложной инфраструктурой радиосистем.

PoC также называют радиосвязью по IP (RoIP). Подобно VoIP, устройства RoIP представляют собой портативные двухсторонние радиостанции, которые подключаются к облачным PoC-серверам через интернет для совершения звонков по всей стране. В PoC-устройство устанавливается SIM-карта с тарифным планом передачи данных (аналогичная используемой в мобильных телефонах) для доступа в интернет через инфраструктуру сотовой связи 4G/5G/LTE операторов мобильной связи.

Преимущества технологии PoC

Использование технологии PoC для связи в сфере управления отходами имеет множество преимуществ. Одним из наиболее существенных является покрытие по всей стране, обеспечиваемое сотовыми сетями LTE. Такое широкое покрытие обеспечивает надежную связь на обширных территориях, что делает технологию идеальным решением для компаний по вывозу отходов с несколькими зонами обслуживания, а также для компаний по управлению и переработке отходов с несколькими филиалами.

Системы PoC также обеспечивают высокую пропускную способность и практически неограниченное количество групп вызовов, обеспечивая необходимую емкость для широкомасштабной связи. В отличие от традиционных систем радиосвязи УВЧ и ОВЧ, PoC не требует лицензий FCC на использование частот, что исключает расходы и сложности, связанные с управлением частотами. Устройства PoC, как правило, готовы к использованию сразу после распаковки, что обеспечивает быстрое развертывание и минимальную настройку.

Типы PoC-устройств

PoC-устройства бывают разных типов, включая портативные радиостанции, мобильные радиостанции и смарт-устройства. PoC-радиостанции аналогичны по производительности и долговечности радиостанциям DMR. Они оснащены системой шумоподавления на основе искусственного интеллекта, долговечными литий-полимерными аккумуляторами, ЖК-дисплеями и кнопками экстренного вызова.

Мобильные радиостанции PoC предназначены для использования в автомобиле, обеспечивая безопасную и легальную связь во время вождения. Эти радиостанции отличаются высоким качеством звука и динамика, точным GPS-трекингом и встроенным Bluetooth для работы без помощи рук. Мобильные радиостанции незаменимы для компаний, занимающихся вывозом отходов, которым необходима надежная связь для работы автопарка.

Смарт-устройства PoC — это карманные компьютеры с бизнес-приложениями Android (аналогично современным смартфонам), предлагающие унифицированную платформу для общения и мобильных вычислений. Эти устройства оснащены камерами высокого разрешения, встроенными инфракрасными сканерами штрихкодов и долговечными аккумуляторами, что делает их ценным инструментом для руководителей высшего звена.

Добавление PoC-устройств к существующим радиосистемам

Системы мостового соединения обеспечивают простой и экономичный способ добавления PoC-устройств к существующим системам двусторонней радиосвязи. Эти системы предлагают IP-шлюз между PoC-устройствами и различными существующими радиосистемами, включая аналоговые и DMR-радиосистемы.

Мостовые системы обеспечивают бесшовную интеграцию PoC-устройств с существующими радиосистемами, что позволяет компаниям, занимающимся утилизацией и переработкой отходов, добавлять мобильные PoC-радиостанции в свои существующие сети, тем самым увеличивая покрытие и пропускную способность без необходимости дорогостоящей модернизации системы.

Диспетчерские приложения

Как радиосистемы DMR, так и PoC-радиосвязи доступны с диспетчерскими приложениями, которые обеспечивают централизованную связь и отслеживание местоположения удаленных сотрудников и мобильных радиостанций в транспортных средствах по GPS. Эти приложения поддерживают централизованные групповые вызовы, отслеживание по карте с временными метками, отправку текстовых сообщений и обмен изображениями и видео. Диспетчеры могут отслеживать вызовы и местоположение пользователей, а также управлять группами связи, обеспечивая эффективную работу и надежное обслуживание.

GPS-отслеживание — важная функция диспетчерских приложений, позволяющая компаниям по управлению отходами отслеживать перемещение своего автопарка и обеспечивать своевременное обслуживание. Возможности геозонирования позволяют активировать сигнализацию при въезде транспортных средств в опасные зоны или отклонении от заданного маршрута. Такой уровень контроля критически важен для компаний, занимающихся вывозом отходов, которым необходимо управлять большими автопарками и обеспечивать надежную связь.
Приложения для диспетчеризации DMR обычно работают на автономном компьютере или в архитектуре клиент-сервер, а приложения для диспетчеризации PoC обычно представляют собой веб-приложения, доступ к которым осуществляется через веб-браузер.

Обзор и сравнение систем

Понимание различных решений в области радиосвязи позволяет принимать обоснованные решения относительно систем связи, доступных сегодня на рынке. Независимо от того, выбираете ли вы системы LMR или решения PoC для всей страны, ключ к успеху — выбрать систему, которая отвечает конкретным требованиям и повышает эксплуатационную эффективность.

Между радиосистемами LMR/DMR и системами PoC есть несколько ключевых различий:

Частоты — для систем LMR/DMR требуются лицензированные FCC частоты UHF и VHF, тогда как PoC использует существующие сети LTE, поэтому лицензии на частоты не требуются.

Дальность действия — дальность действия систем LMR/DMR зависит от инфраструктуры радиосистемы, в то время как PoC обеспечивает покрытие по всей стране на основе зоны покрытия оператора мобильной связи.

Надёжность – радиосистемы LMR/DMR являются самыми надёжными из существующих систем связи и часто оказываются «последним выжившим» во время стихийных бедствий и масштабных отключений электроэнергии. Системы PoC основаны на надёжности сотовой сети оператора мобильной связи, а также на надёжности и резервировании PoC-серверов.

Используя новейшие инновации в области радиосвязи, компании по переработке отходов могут обеспечить надежную и эффективную связь, повышая общую производительность и эффективность.

Источник: https://wasteadvantagemag.com/a-complete-guide-to-two-way-radio-communications/