A nyugat-mecseki telefonpótló URH hálózat kialakítása

Átírás

1 A nyugat-mecseki telefonpótló URH hálózat kialakítása A feladat A Mecsekérc Környezetvédelmi Rt. a Nyugat-Mecsekben egyszerre több helyen üzemelı geológiai kutatófúrásainak kiszolgálására URH rendszer tervezését és kiépítését rendelte meg. A fúróállomások tervezett helyei jellemzıen völgyek mélyén, lakott területektıl távol lettek kijelölve, sok helyen egyetlen mobiltelefon-szolgáltató rendszere sem mőködik. A rendszer elsıdleges célja a telephelyek telefon-pótlása, ezen kívül a munkacsoportok közti kapcsolat biztosítása, harmadsorban a kiszolgáló jármővek bekapcsolása a hálózatba. A terep Az ellátandó terület a Nyugat-Mecsek gerincvonalától ÉNy-Ny-DNy irányokkal jellemezhetı karéj. Az átjátszóállomás számára ideális bázispont a Jakab-hegy teteje lenne, de az a terület tájvédelmi körzet, semmilyen épített környezet nincsen, átjátszó elhelyezése nem lehetséges. A bázispontok kiválasztása A hegyvidék további sajátossága, hogy mindössze két kis iparterület helyezkedik el rajta egymástól 1,5 km távolságra -amelyek az egykori uránbánya üzemeinek még meglévı maradványai- és ott a megbízónak tulajdonrészei vannak. Az energiaellátás adott, saját, feléleszthetı telefonkábel-hálózat rendelkezésre állt, mely egy harmadik objektumban, egy jelenleg is mőködı távoli telefonközpontban végzıdik. E szerencsés adottságok mellett hátrány, hogy a két bázispont a hegy északi és déli oldalán helyezkedik el, ezért a két állomás által külön-külön besugárzott terület együttesen sem teremti meg a teljes lefedettséget. Az ideális rádiótechnikai rendszer kiválasztása A mindkét bázispont felé többé-kevésbé takart nyugati területek ellátása okozta a legnagyobb gondot. A konvencionális, egy bázis-egy csatorna rendszer semmiképpen nem jöhetett szóba, a két bázis-két csatorna fogalommal jellemezhetı rendszer kialakítását is elvetettük, mert a kézi csatornaváltásra sok helyen, és sok alkalommal szükség lenne. Automatikus csatornaváltású, trönkölt rendszer is kiesett egyes szempontok alapján. Megcéloztunk egy különleges rádiórendszer megvalósítását, amelyik olyan, mintha egy állomásnak a hegy két oldalán lenne egy-egy irányított antennája, így nagyobb eséllyel lehet fenntartani a rádiókapcsolatot, mintha egy bázispont lenne. A rádiórendszer felépítése A koncepció a két bázisállomáson megvalósítható egycsatornás diversity vétel gondolatából alakult ki. Az erısebb, tisztább vételi jelet produkáló állomás jelét használjuk fel az átjátszó(k) vezérlésére. A vételi oldal kialakítása klasszikus megoldás; a kihívás a két adó interferenciamentes összeszinkronizálásában rejlik. A szinkron rádióadók ismérvei Két adó szinkronban mőködik, ha: - azonos az adásra kapcsolási idıszakuk, - a rádiófrekvenciás jel frekvenciában, fázisban teljesen egyforma, vagyis - minden pillanatban a modulációs frekvenciaváltozás azonos elıjelő és nagyságú, - az elızıekbıl adódóan a modulációs frekvencia- és amplitudómenet egyforma, - és a szubaudió kódok (CTCSS) hasonlóan viselkednek.

2 Az átjátszó hardver kialakítása A bázisállomások átjátszóinak Kenwood TKR-751 készülékeket választottunk, melyek kedvezı tulajdonságokkal rendelkeznek a feladathoz. A vételjelzés, térerımérı kimenet, valamint az adó hagyományos vezérléséhez szükséges ki- és bemenetek rendelkezésre állnak. Az áramköri beavatkozást igénylı mővelet a két adó vezéroszcillátorának összehangolása. A berendezés mivel átjátszó két független PLL szintézerrel rendelkezik az adó és vevı fokozatban, melyek az adásperiódustól függetlenül állandóan a beprogramozott frekvenciákat tartják. A beszédsávi moduláció a VCO-ban keletkezik, a szubaudió modulálás az idıalap TCXO (hıkompenzált kvarcoszcillátor) áramkörében történik. Ugyanide kapcsolódik az oszcillátor finom elhangolását végzı Beat-Shift áramkör, ami gyári funkció. Ez adja a legegyszerőbb lehetıséget a két készülék összeszinkronizálására. Az egyik készüléket vezérnek alakítjuk ki, a másikat rákényszerítjük a másolásra. A master adóoldali 16,8 MHz-es TCXO jelének frekvenciáját erısítés után leosztottuk nel, így az alacsony, 16,4 khz körüli frekvencia már átvihetı telefonvonalon, mint referencia frekvencia. A slave szintén leosztott jelével egy fáziszárt hurkot, PLL-t hoztunk létre, ahol a szabályozás a slave idıalapjának szinkronban tartására irányul. Mivel az adóoldali TCXO folyamatosan mőködik a készenléti idıszakban is, az összeszinkronizált állapot folyamatosan fennáll, az indítási tranziensek nem késleltetik a rendszert.

3 Egyszerősített blokkvázlat RSSI U/f U/f RSSI ϕd RX out RX out TX in TX in PSTN master RX µp RX slave PTT PTT TCXO TCXO LD 2 10 ϕd 2 10

4 Tapasztalatok A két készülék bemérése során a két adó modulációs frekvencia/amplitudó és frekvencialöket együttfutása gyári állapotban minden várakozást felülmúlóan szinte tökéletesnek bizonyult. A szükséges korrekció a külsı modulációs áramkörrel elvégezhetı volt. Az összekapcsolás során a master készülék subaudio-kód tartalma még a legmagasabb, 240 Hz körüli frekvenciával is teljesen elveszett, a slave-en nem jelent meg, ugyanis a nagymértékő leosztás miatt a slave-t vezérlı PLL kiszabályozta, kisimította. Így a fenti kritériumok közül az utolsó nem teljesíthetı ilyen CTCSS modulációs mód mellett. Emiatt letettünk az adó oldali CTCSS alkalmazásáról, az eleve szelektív hívósnak tervezett rendszer e nélkül is megfelelıen zavarvédett. A két adó fáziseltolódása (mely a szabályozási folyamat alapfeltétele) a végleges telepítési körülmények között is stabilnak bizonyult, a szabályozási folyamat ¼ radián lassú fázismozgáson belül maradt. Ez a fázismozgás a két irányított antennán kialakuló összegzett fısugár-vektor kismértékő imbolygását okozza ugyan, de a térerı-változás a rendszer eszközeivel nem érzékelhetı. Az összegzett fısugár irányát (az antenna fizikai irányán túlmenıen) a két antenna-tápvonal hossza is befolyásolja a futásidı különbség miatt. Az átjátszó alapfunkciók vezérlése A kapcsolójeleket (vételjelzés, adásindítás) hangfrekvenciás vivıvel visszük át a telefonvezetéken. A diversity vételt biztosító térerı-arányos feszültség, ami a készülék csatlakozóján hozzáférhetı, egy feszültség/frekvencia konvertálással kerül átvitelre, és a két frekvencia összehasonlításának eredményeképpen kerül kiválasztásra a jobb vételt produkáló ág. A moduláló hangfrekvencia átalakítás nélkül kerül átvitelre, a szükséges korrekciók a modulátor bemenet elıtt következnek be. A 4 km körüli ágak leválasztó vonaltranszformátorokon, optocsatolókon keresztül kapcsolódnak össze, összesen négy-négy érpár biztosítja a teljes vezérlést. A kábeleken bekövetkezı frekvenciamenet változást korrekciós erısítı teszi rendbe. A futásidı különbségeket mővonallal egyenlítjük ki. A központi vezérlıpanel

5 A hálózat a telefon-funkciók mellett kiszolgálja a hagyományos, szelektív hívós forgalmazást is. Az egyéni és csoporthívás, státuszüzenet-adás rendelkezésre áll. A bejövı hívások azonosíthatók rádiók és telefonvonalak szerint. A központi vezérlı a szinkron-diversity vezérlés mellett az alábbi funkciókkal rendelkezik: 1. Kimenı hívások kezelése - Vonalhang (búgó) kiadása kézzel beadott felvevı kód után automatikusan leellenırzött, interaktív készülékazonosítóra történik meg. - Egyes készülékekhez, csoportokhoz, alvállalkozókhoz más-más kimenı telefonvonal rendelhetı. - A vonalfoglalás idıtartama korlátozható. 2. Bejövı hívások kezelése - Egyes telefonvonalakhoz egy-egy rádió rendelhetı. - Központi funkciójú vonalon automatikus beemelés és hangbemondásos tájékoztatás üzemel. - A telefonos hívó által bebillentyőzött rádió-hívószám szelektív-hívásként megy ki adásba. - A meghívott készülék automatikusan leadja az azonosítóját. Ennek hiányában a hívó fél nem elérhetı tartalmú üzenetet kap. - A felkapcsolódás csak érvényes azonosító beérkezése után történhet meg. - A tartásidı korlátozható. 3. Rendszer-foglatsági információk - Mivel a hálózat egyszerre csak egy telefonhívást tud kiszolgálni, a 8 (bıvítve 16) telefonvonal nem aktív tagjait foglaltra tesszük. - A felhasználói berendezések (Kenwood TK-760 és TK-280 készülékek) csendes üzem mellett fényjelzéssel és a kijelzın látható ikonnal jelzik a csatornafoglaltságot. 4. Rendszer-védelem - A készülék ID automatikus bekérése nagymértékben gátolja az illegális felhasználást. - Az eltulajdonított, elvesztett készülékek rádión keresztül letilthatók, illetve a jogosultságuk a rendszervezérlıben megszüntethetı. - A jogosulatlan felhasználói kísérletek, kódfejtés ellen az átjátszó lejövı oldalán csak a szelektív hívások kódjai hallhatóak, a készülék ID-k és a telefon-automatikának szóló parancsok nem. - Forgalmi naplózás a rendszerfelügyelet hatásossága érdekében. - A felhasználói készülékekkel kompatíbilis opcionális titkosítási lehetıség a biztonság fokozása céljából. - Távvezérelhetı egybázisú üzemmód. Mechanikus kialakítás A központi vezérlıegység egy 19 mérető rackben, a telefonközpont egy fiókjaként lett kialakítva. Az átjátszók a szükséges eszközökkel egy-egy Rittal mőszerszekrényben helyezkednek el. Az üzembe helyezés tavaszán megtörtént.