Ю.А.Мурашев, 2001

Рынок автоматизации в России широк, разнообразен, и, хотя и не освоен в должной степени. Связано это не столько с отсутствием предложения - системные интеграторы представляют множество современных и эффективных средств комплексных АСУ, сколько с несоответствием цен на импортную технологию и более чем скромными финансовыми возможностями большинства Российских предприятий.

Среда передачи данных

Рис.1 Радиомодем "Невод".

Широкий спектр решаемых задач требует от системных интеграторов гибкого подхода и универсальности технических решений, позволяющих быстро и качественно строить экономически эффективные комплексы АСУ. Каждый объект автоматизации имеет свои особенности, которые необходимо учитывать на всех стадиях проекта - от формирования технического предложения до ввода системы в эксплуатацию. Распределенный сбор данных является одним из важнейших звеньев автоматизированных систем, во многом определяющих надежность их функционирования. При этом линии передачи данных часто оказываются одним из самых проблемных участков. Проводные линии надежны и обеспечивают высокую скорость передачи данных, но их прокладка и эксплуатация в случае построения масштабных комплексов требует значительных затрат.

Беспроводные каналы передачи информации в большей степени подвержены влиянию помех, но с учетом их большей гибкости оказываются во многих случаях предпочтительнее. Ведь при развитии сети передачи данных гораздо проще изменить имеющуюся конфигурацию беспроводной сети, нежели изменять кабельную инфраструктуру предприятия!

Обязательная сертификация и решение вопросов выделения частотных ресурсов стоят на пути широкомасштабного внедрения беспроводных радиосетей телеметрии. Проблемы с сертификацией обусловили наличие на Российском рынке преимущественно дорогостоящих импортных решений в этой области, отечественное же оборудование далеко не все, к сожалению, оказывается пригодным для построения распределенных сетей передачи телеметрической информации. Обобщением немалого опыта построения современных АСУ нашей компанией явилось создание системы сбора телеметрических данных "Невод", рассчитанной на использование в различных климатических условиях, быстро разворачиваемой и легко масштабируемой.

Основу системы сбора данных составляют радиомодемы "Невод", работающие на закрепленной за системой "Невод" частоте 433,92 МГц (на основании решения ГКРЧ N3689ОР от 01.02.2000г.), и отличающиеся следующими характеристиками:

• прозрачность канала передачи данных для оборудования - после первичного конфигурирования не требуется команд управления и инициализации, с точки зрения оборудования радиолиния представляет собой проводной полудуплексный интерфейс со скоростью передачи до 38400 кбит/с
• расстояние связи "точка-точка" 10 км - при условиях, близких к прямой радиовидимости и использовании направленных антенн радиомодемы образуют помехоустойчивый канал передачи данных на большие расстояния
• поддержка интерфейсов RS-232 и RS-485 - радиомодемы могут работать как с интерфейсом PC, так и с интерфейсом промышленного стандарта с возможностью объединения в многоточечную проводную локальную сеть группы контроллеров и протяженностью линии до 1200 м
• поддержка сетей со сложной топологией - встроенные возможности статической и динамической адресации позволяют строить радиосети типа "звезда", "цепочка", "дерево"
• масштабируемость сетей - добавление новых точек сбора информации в уже существующую сеть без кардинального изменения топологии не требует перепрограммирования уже установленных модемов
• программирование при помощи обычных терминальных программ - конфигурирование таблицы параметров модема осуществляется в диалоговом режиме с РС из любой стандартной терминальной программы (например, HyperTerminal из набора стандартных приложений Windows), т.е. для этого не требуется специализированного ПО
• встроенная функция ретрансляции данных - позволяет строить длинные цепочки передачи данных и значительно увеличивает площадь, накрываемую сетью; к любому радиомодему, работающему в режиме ретрансляции, может быть также подключено и свое измерительное оборудование
• встроенная функция радиомаяка - удобный инструмент при наладке сетей сложной конфигурации, один из узловых модемов устанавливается в режим маяка, по его сигналу ориентируются антенны других модемов
• широкий диапазон рабочих температур - модемы могут работать как в помещении, так и на открытом воздухе, не теряя устойчивую связь ни в жару, ни в холод
• монтаж на DIN-рейку позволяет устанавливать радиомодем рядом с промышленными контроллерами удаленного сбора данных
• низкая стоимость - современная технология изготовления и оригинальность конструкторских решений позволили получить качественное и недорогое изделие

Особенности применения радиомодемов "Невод"

Одним из важнейших узлов радиопередающих устройств является антенно- фидерная система, во многом определяющая надежность связи. Как правило, радиомодемы "Невод" комплектуются штыревыми J-образными антеннами АШ-433 с усилением 3 dBd, двухэлементными направленными антеннами АН2-433 с усилением 4,5 dBd или пятиэлементными направленными антеннами АН5-433 с усилением 8 dBd. Тем не менее, допустимы любые другие антенные устройства, рассчитанные на работу в области 433 МГц и имеющие входное волновое сопротивление 50 Ом. Например, в качестве базовых антенн пунктов сбора информации хорошо зарекомендовали себя антенны SIRIO SA-703. Для случаев, когда объект находится под угрозой вандализма, полезными могут оказаться укороченные антенны АГ-433 с весьма прочной конструкцией.

Телеметрические данные во многих промышленных приложениях имеют относительно небольшой объем (до нескольких килобайт на один опрос) и не требуют непрерывного обновления, так что скоростные требования к аппаратуре передачи данных могут быть смягчены. Это позволило значительно увеличить радиус действия радиомодемов "Невод", повысить надежность обмена и вместе с тем снизить его общую стоимость.

Одним из важнейших требований к радиомодемам для промышленной автоматизации является их "прозрачность" для другого оборудования, позволяющая без изменения настроек заменить проводную линию связи между удаленным промышленным контроллером и пунктом сбора данных. "Невод" позволяет SCADA-системам взаимодействовать с контроллерами фирм Advantech, Fastwel, ICP так, как если бы они соединялись двухпроводной линией RS-485 на скорости до 38400 бит/с с учетом задержек, возникающих при медленной передачи по эфиру.

Перед установкой в шкаф периферийного узла сбора данных необходимо сконфигурировать таблицу установок радиомодема, задавая скорость передачи по проводному интерфейсу, логический адрес в радиосети, признаки и параметры маршрутизации, признак, по которому осуществляется передача данных и т.д. Конфигурирование с РС не требует специализированного ПО - достаточно стандартной терминальной программы. При переходе модема в режим конфигурирования на экране терминала появляется таблица параметров, изменить установки можно в диалоговом режиме, пользуясь командной строкой. После сохранения установок в ППЗУ и выбора типа интерфейса можно устанавливать радиомодем в шкаф с оборудованием и подключать к локальной проводной сети периферийного узла. Ниже приведен вид таблицы конфигурации и описание наиболее важных параметров, дающих представление о возможностях радиомодема "Невод".

Таблица параметров радиомодема "Невод"

Таблица параметров появляется в окне терминальной программы при переходе модема в режим конфигурирования после замыкании двух контактов внешней клеммной колодки:

Rs=9600 gn=11 pn=04 ta+ ra+ la- lp- lf- sp- t0=00 t1=00 t2=00 t3=00 t4=00 t5=00 t6=00 t7=00 t8=00 t9=00 r0=00 r1=00 r2=00 r3=00 r4=00 r5=00 r6=00 r7=00 r8=00 r9=00 tt+ tn- tc+ pm- pc- rt- ld- tt=32h tn=0Ah tc=0Dh tp=18h cg=05h pd=FFh pl=64h rt=28h td=14h

"rs=ABCDE" - установка скорости работы с последовательным портом в режиме передачи данных. Допустимые варианты скорости: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400. В режиме конфигурирования всегда используется скорость 9600.

"gn=AB" - присвоение радиомодему группового номера. Радиомодем будет обрабатывать пакеты только от модемов той же группы. Допустимый диапазон: 00-FF.

"pn=AB" - присвоение радиомодему персонального номера. Персональный номер используется для управления адресацией в радиосети. Допустимый диапазон номеров: 01-FF. В одной группе не должно присутствовать двух или более модемов с одним персональным номером. В случае приема пакета от радиомодема с совпадающим номером, пакет игнорируется.

"tx=AB" - занесение в список идентификационных номеров "передача для номеров" номера удаленного модема.

"rx=AB" - занесение в список идентификационных номеров "прием от номеров" номера удаленного модема.

"ta+" - включение режима адресации "передача всем". При этом список идентификационных номеров "передача для номеров" игнорируется;

"ra+" - включение режима адресации "прием от всех". При этом список идентификационных номеров "прием от номеров" игнорируется.

"la+" - включение режима логической адресации при передаче сообщений.

"rt+" - включение режима ретрансляции сообщений (статическая маршрутизация). В этом режиме принятое сообщение посылается в эфир. В случае приема сообщения, предназначенного модему-ретранслятору, оно выдается в последовательный порт.

"rt=NN" - установка времени задержки ретрансляции после окончания приема пакета в условных единицах по 10 миллисекунд.

"lp+" - включение печати номера удаленного модема перед сообщением. Режим имеет смысл в режиме логической адресации либо при отладке;

"lf+" - включение режима добавления перевода строки () после перевода каретки ().

"sp+" - включение режима контроля эфира. Режим предназначен для отладки передачи данных или параллельного контроля эфира.

"tt+" - включение режима передачи "по таймауту";

"tt=NN" - установка значения таймаута для режима передачи "по таймауту", в условных единицах по 10 миллисекунд. Таймаут подсчитывается с момента появления первого байта в приемном буфере последовательного порта;

"tn+" - включение режима передачи "по количеству байт";

"tn=NN" - установка значения количества байт для режима передачи "по количеству байт";

"tc+" - включение режима передачи "по специальному символу" (по умолчанию ). Специальный символ передается вместе с сообщением;

"tc=NN" - установка значения специального символа по таблице ASCII. По умолчанию используется символ 0x0D (). Несколько условий для включения режима передачи может использоваться одновременно. Передача пакета начнется по срабатыванию любого из условий.

"tp=NN" - установка количества бит в преамбуле пакета.

"pm+" - включение режима маяка с передачей тестового сообщения в эфир. Сообщение содержит номер маяка и последовательный номер сообщения в формате "pn:AB #NN". Сообщение передается в режиме "всем" независимо от установленных таблиц и условий для включения режима передачи;

"pc+" - включение режима маяка с передачей немодулированной несущей; Если одновременно включены маяк сообщений и маяк несущей, они будут работать последовательно. Первым включится маяк несущей, за ним, без паузы - маяк сообщений.

"pd=NN" - установка времени между посылками маяков в единицах по 10 миллисекунд.

"pl=NN" - установка времени передачи несущей в единицах по 10 миллисекунд.

"ld+" - включение светодиодной индикации режима работы модема. Отключение светодиодов позволяет снизить потребляемый ток на 15 мА. Это оказывается полезным для случаев питания модема от автономного источника.

Заключение

Радиомодемы "Невод" позволяют развертывать обширные системы сбора телеметрических данных. Такие сети хорошо зарекомендовали себя на ряде объектов системы водоснабжения, обеспечивая сбор измерительной информации и удаленное управление контролируемыми объектами. В целях повышения оперативности контроля ведутся работы над повышением скорости передачи данных по эфиру в системе "Невод" до 9600 бит/с и увеличением радиуса действия этой системы.

Построение сетей передачи данных по радиоканалу во многих случаях надежнее и дешевле, чем сети обмена данными с использованием коммутируемых или арендованным каналов. Для организации связи с подвижными объектами наиболее подходящщее решение - радиосвязь. Каналы общего доступа, такие как каналы сотовых операторов не гарантируют достаточной пропускной способности да и вообще бесперебойной работы.

В условиях, когда отсутствует развитая инфраструктура сетей связи, использование радиосредств для передачи данных зачастую является единственно разумным вариантом организации связи. Сеть передачи данных с использованием радиомодемов может быть оперативно развернута практически в любом географическом регионе. В зависимости от используемых приемопередатчиков и антенн такая сеть может обслуживать своих абонентов в зоне радиусом от единиц до десятков и даже сотен километров. Огромную практическую ценность радиомодемы имеют там, где необходима передача небольших объемов информации (документов, справок, анкет, телеметрии, ответов на запросы к базам данных и т.п.). Особенно если необходимо гарантировать время реакции (ответа) удаленного устройства.

Радио-модемы часто называют пакетными контроллерами (TNC - Terminal Node Controller) по-скольку в их состав входит специализированный контроллер, реализующий функции обмена данными с компьютером, управления процедурами форматирования кадров и доступа к общему радиоканалу в соответствии с реализованным протоколом множественного доступа. Рассматриваемые радиомодемы во многом похожи на интеллектуальные модемы для телефонных каналов КТСОП. Главное же их отличие в том, что радиомодемы ориентированы для работы в едином радиоканале со многими пользователями (в канале множественного доступа), а не в канале типа "точка-точка".

Алгоритмы функционирования пакетных радиосетей регламентируются Рекомендацией АХ.25.

Стандарт АХ.25

Рекомендация АХ.25 устанавливает единый протокол обмена пакетами, т.е. обязательный для всех пользователей пакетных радиосетей порядок осуществления обмена данными. Стандарт АХ.25 представляет собой специально переработанную для пакетных радиосетей версию стандарта Х.25.

Особенность пакетных радиосетей заключается в том, что один и тот же радиоканал используется для передачи данных всеми пользователями сети в режиме множественного доступа. Протокол обмена АХ.25 предусматривает множественный доступ в канал связи с контролем занятости. Все пользователи (абоненты) сети считаются равноправными. Прежде чем начать передачу радиомодем проверяет свободен канал или нет. Если канал занят, то передача своих данных радиомодемом откладывается до момента его освобождения. Если радиомодем обнаруживает канал свободным, то он сразу же начинает передачу своей информации. Очевидно, что в тот же самый момент может начать передачу и любой другой пользователь данной радиосети. В этом случае происходит наложение (конфликт) сигналов двух радиомодемов, в результате чего их данные с высокой вероятностью серьезно исказятся под воздействием интерференционных помех. Радиомодем-передатчик узнает об этом получив отрицательное подтверждения на переданный пакет данных от радиомодема-получателя или в результате превышения времени тайм-аута. В такой ситуации он обязан будет повторить передачу этого пакета по уже описанному алгоритму. По-скольку пауза перед следующей попыткой связи задается у каждого устройства случайным образом, то вероятность того, что в следующий раз модемы начнут передачу одновременно крайне низка.

При пакетной связи информация в канале передается в виде отдельных блоков - кадров. В основном их формат соответствует формату кадров известного протокола HDLC, однако есть отличия, рассматриваемые далее.

Формат кадров

FLAG	ADRES	CONT	CRC-16	FLAG
011111110	14-70 байт	1 байт	2 байт	011111110

FLAG	ADRES	CONT	INFORM	CRC-16	FLAG
011111110	14-70 байт	1 байт	до 256 байт	2 байт	011111110

Начало и конец кадра отмечаются флагами FLAG, т.е. комбинациями вида "011111110", что облегчает прием кадра на фоне помех. Поле адреса ADRES содержит адреса отправителя, получателя и станций - ретрансляторов, если таковые имеются. Размер адресного поля может составлять от 14 до 70 байт.

Поле управления CONT определяет тип кадра: информационный или служебный. Служебные кадры, в свою очередь, могут подразделяться на супервизорные и ненумерованные. Супервизорные кадры служат для подтверждения приема неискаженных помехами кадров или для запроса повторной передачи искаженных кадров. Ненумерованные кадры предназначены для установления логического соединения и в случаях управления обменом в сети.

Длина информационного поля INFORM, представляющая собой пакет сетевого уровня, в пакетных радиосетях обычно не превышает несколько сотен байт. Увеличение длины информационного поля приводит к повышению вероятности поражения помехой и возрастанию времени ожидания передачи пакетов другими пользователями.

При реализации сетевого (третьего) уровня протокола АХ.25 используется поле определения протокола, которое выступает как часть информационного поля и является необязательным.

Контрольное поле кадра (CRC-16) предназначено для обнаружения ошибок в кадре при его передаче.

Адресное поле может содержать от двух до десяти логических адресов. Простейшим случаем является адресное поле из двух адресов (два пользователя). Если пользователи находятся вне зона радиовидимости, то могут использовать радиомодемы других пользователей сети в качестве ретрансляторов. Таких ретрансляторов для одного логического канала может быть до восьми. Адреса ретрансляторов также присутствуют в адресном поле кадра. Таким образом поля адреса делится на три подполя: получателя, отправителя и ретранслятора. Формат адресного поля следующий:

Занесенные в него адреса могут состоять не более чем из шести символов. Если адрес состоит менее чем из шести символов, он дополняется соответствующим количеством пробелов.

После адреса в каждом подполе идет вторичный идентификатор пользователя (абонента) SSID (Secondary Station IDentifier). Это некоторое число от 0 до 15. Оно определяет уровень сервиса данного пользователя, например, что он имеет несколько станций пакетной радиосвязи, работающих в разных диапазонах, поддерживает функции электронного почтового ящика BBS, или является сетевым узлом - ретранслятором NET/ROM. Обычный пользователь работает без вторичного идентификатора или с идентификатором равным 1. Идентификатор BBS и узловой станции может быть равен значениям от 2 до 9. При прохождении кадра транзитом через узел NET/ROM вторичный идентификатор получает значения от 10 до 15, в зависимости от того, через сколько узловых станций он прошел.

Значение идентификатора в двоичном виде занимает четыре бита - со второго по пятый в байте, следующем после каждого адреса. Первый бит этого байта используется как признак конца адресного поля. Если он равен единице, то это признак последнего банта адресного поля. Для шестого и седьмого битов рассматриваемого байта нет определенного назначения, и они могут использоваться в отдельных сетях по усмотрению ее пользователей или администратора сети, если такой имеется.

Восьмой бит в последнем байте подполя отправителя и получателя всегда устанавливается в нуль. В подполе ретранслятора его устанавливают в единицу, если кадр прошел через ретранслятор, и в нуль, если нет. Установление бита ретранслятора необходимо для того, чтобы ретрансляторы, находящиеся в зоне радиовидимости друг друга, следовали очередности передачи кадров через себя и выполняли эту процедуру строго в порядке, указанном отправителем кадра.

Управляющее поле содержит информацию о типе кадра, которая используется для определения назначения сообщения. Протокол АХ.25 использует три основных типа кадров: I - информационные, содержащие информацию пользователя либо прикладного процесса; S - супервизорные (служебные), подтверждающие правильный прием кадра или содержащие запрос на выдачу очередного информационного кадра; U - ненумерованные кадры, управляющие запросами на соединение-разъединение.

Кроме того, управляющее поле содержит номер кадра, который ожидает принять радиомодем корреспондента-получателя. Для повторной передачи искаженных кадров используются механизм ARQ типа GBN и SR.

Информационное поле кадра содержит информационный пакет размером до 256 байт. При передачи текстовой информации в терминальном режиме информационное поле представляет собой последовательность символов пользователя, которые при приеме отображается на экране компьютера корреспондента.

Иногда первый байт информационного поля выступает в качестве самостоятельного подполя-идентификатора протокола. Это происходит при использовании сетевого (третьего) уровня протокола АХ.25 при прохождении пакета через станции NET /ROM.

Контрольное поле кадра, как и в других протоколах, служит для проверки правильности передачи данных. Формирование контрольного поля кадра происходит при использовании образующего полинома CRC-1 б ^x^=-c +х +х +1 в соответствии с алгоритмом, приведенным в Рекомендации ISO 3309, аналогично правилам формирования контрольного поля кадра протоколов HDLC и V.42. При приеме также подсчитывается контрольное поле, которое сравнивается с принятым значением. При несовпадении контрольных последовательностей осуществляется запрос повторной передачи кадра.

Физическая реализация радиомодемов

Типичная станция пакетной связи включает в себя компьютер (обычно портативный типа notebook), собственно радиомодем (TNC), приемопередатчик (радиостанция) УКВ или КВ-диапазона.

Современные интергальные радиомодемы выполнены в едином корпусе, содержащем контроллер портов, контроллер управления передатчиком, специализированный приемопередатчик с малым временем переключения прием/передача.

Компьютер взаимодействует с радиомодемом посредством одного из известных итерфейсов DTE-DCE. Практически всегда применяется последовательный интерфейс RS-232.

Передаваемые из компьютера в радиомодем данные могут быть либо командой, либо информацией, предназначенной для передачи по радиоканалу. В первом случае команда декодируется и исполняется, во втором - формируется кадр в соответствии с протоколом АХ.25. Перед непосредственной передачей кадра последовательность его битов кодируется линейным кодом без возврата к нулю NRZ-I (Non Return to Zeroln-verted). Согласно правила кодирования NRZ-I перепад физического уровня сигнала происходит в случае, когда в исходной последовательности данных встречается нуль.

Временная диаграмма, поясняющая процесс кодирования кодом NRZ-I приведена на следующем рисунке:

Пакетный радиомодем представляет собой совокупность двух устройств: собственно модема и собственно контроллера TNC. Контроллер и модем связаны между собой четырьмя

линиями: TxD - для передачи кадров в коде NRZ-I, RxD - для приема кадров от модема также в коде NRZ-I, РТТ - для подачи сигнала включения модулятора и DCD - для подачи сигнала занятости канала с модема к контроллеру. Обычно модем и пакетный контроллер конструктивно выполняются в одном корпусе. Это и является причиной того, что пакетные радиомодемы называют контроллерами TNC.

Перед передачей кадра контроллер включает модем с помощью сигнала по линии РТТ, а по линии TxD посылает кадр в коде NRZ-I. Модем модулирует получаемую последовательность в соответствии с принятым способом модуляции. Промодулированный сигнал с выхода модулятора поступает на микрофонный вход MIC передатчика.

При приеме кадров модулированная последовательностью импульсов несущая поступает с выхода EAR приемника радиостанции на вход демодулятора. С демодулятора принятый кадр в виде последовательности импульсов в коде NRZ-I поступает в контроллер пакетного радиомодема.

Одновременно с появлением в канале сигнала в модеме срабатывает специ альный детектор, вырабатывающий на своем выходе сигнал занятости канала. Сигнал РТТ, помимо включения модулятора, также выполняет функцию переключения мощности передачи. Обычно она реализуется посредством транзисторного ключа, который переключает приемопередатчик с режима приема в режим передачи.

В пакетной радиосвязи на базе типовых радиостанций применяются два способа модуляции для коротких и ультракоротких волн. На KB используется однополосная модуляция для формирования канала тональной частоты в радиоканале. Для передачи данных применяется частотная модуляция поднесущей в полосе частот телефонного канала 0,3 до 3,4 кГц. Значение частоты поднесущей может быть различной, а разнос частот всегда равен 200 Гц.

В таком режиме обеспечивается скорость передачи, равная 300 бит/с. В Европе обычно используется частота 1850 Гц для передачи "0" и 1650 Гц для "1".

В У KB диапазоне чаще работают на скорости 1200 бит/с при использовании частотной модуляции с разносом поднесущих частот 1000 Гц. Принято, что "0" соответствует частота 1200 Гц, а "1" - 2200 Гц. Реже в диапазоне УКВ применяют относительную фазовую модуляцию (ОФМ). В этом случае достигаются скорости передачи 2400, 4800, а иногда 9600 и 19200 бит/с.

В качестве примера в следующей таблице приведены сравнительные характеристики некоторых промышленно выпускаемых пакетных радиомодемов.

Характеристика	РК-88	РК-900	DSP-2232	СТЕК	АТМА
Скорость передачи, Кбит/с	0,3,0,6,1.2, 2,4, 4,8. 9,6	0,3-19,2	0,3-19,2	1,2	2,4
Объем ПЗУ, Кбит	32	256	384
Объем ОЗУ, Кбит		64	64
Выходной уровень, мВ	5300	5-100	5-100
Вес, кг	1,1	2,84	1,7	4,5	1,5
Габариты, мм	191х152х38	300х305х89	305х249х74	330х270х90	220х270х45

10.4. Применение радиомодемов

Для успешного использования радиомодема необходимо правильное

Применение радиомодемов

Для успешного использования радиомодема необходимо правильное его подключение к компьютеру с одной стороны, и к радиостанции - с другой.

Для подключения радиомодема к компьютеру при использовании последовательного интерфейса RS-232 необходимо обратить внимание на правильность (одинаковость) установки параметров обмена между компьютером и радиомодемом: скорость, размер информационного символа (7 или 8 бит), четность (Even - четный бит, Odd - нечетный, Mark - всегда 1, Space - всегда 0) и число стоповых бит (1, 1,5 или 2). Эти параметры в радиомодемах устанавливаются DIP-переключателями, реже перемычками или программно.

Во многих современных моделях радиомодемов реализована автоматическая настройка на требуемую скорость обмена с компьютером. Особое внимание следует обратить на используемый протокол управления потоком: аппаратный или программный. При этом каждому из протоколов должен соответствовать свой соединительный кабель с соответствующей распайкой.

Радиомодем со встроенным контроллером является интеллектуальным устройством. Он выполняет множество функций и имеет свою систему команд. По этой причине не обязательно подключать к нему персональный компьютер, в простейшем случае достаточно терминала. Компьютер удобнее тем, что позволяет записывать в память принятую информацию, подготавливать к передаче данные и выполнять ряд других сервисных функций.

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. Также разработаны и имеются в продаже программы передачи факсов в пакетных радиосетях. Это программы AEA-FAX, АЕА WeFAX и ряд других. Продаваемые радиомодемы, как правило, комплектуются дискетой 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.

Единого рецепта для подключения радиомодемов и радиостанций разных типов нет и быть не может. Однако можно сделать несколько общих замечаний.

Наиболее просто подключить радиостанцию, имеющую разъем для выносной гарнитуры, - устройства, совмещающего функции микрофона, телефона (громкоговорителя) и переключателя управления приемом/передачей радиостанции. В этом случае подключение сводится к изготовления соединительного кабеля от радиомодема к приемопередатчику. При этом, как и в любом другом случае, необходимо тщательно изучить техническую документацию как на радиомодем, так и на радиостанцию, особенно, касающуюся цепей коммутации.

Если радиостанция не имеет разъема для выносной гарнитуры, то придется либо отказаться от ее использования, либо вскрывать корпус и подключаться непосредственно к схеме станции, опять же руководствуясь документацией. Такая модернизация радиостанции является довольно сложным и рискованным делом и должна производится квалифицированными специалистами.

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

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;
• число рабочих каналов;
• режимы работы;
• скорость передачи данных;
• тип и количество интерфейсов сопряжения с ЭВМ;
• поддерживаемые протоколы и приложения;

Основные характеристики радиомодемов

Назначение (область применения)

Как правило, большинство радиомодемов не являются универсальными. По назначению можно выделить три группы этих устройств:

1. для систем передачи цифровой информации;
2. для систем радиотелеметрии и телеуправления;
3. 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. Устройства радиопередающие всех категорий и назначений народно-хозяйственного применения. Требования к доступным отклонениям частоты. Методы измерений и контроля. ГОСТ Р 50736-95. Антенно-фидерные устройства систем сухопутной подвижной радиосвязи. Типы, основные параметры, технические требования и методы измерений. 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
	5
Относительный уровень побочных излучений передатчика, не более	на допустимые побочные излучения
Относительная нестабильность частоты передатчика, не хуже: · 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

	Рабочий диапазон частот, МГц	Вид модуляции	Скорость передачи в эфире (обмена данными), бит/с	Протокол в эфире	Выходная мощность
«Пульсар» (НПП«Тепловодохран», г. Рязань)	433,92 ± 0,2%; 433 − 434		1200 – 19 200 (38 400)	прозрачный
«Невод-5» (ЗАО «Геолинк», г. Москва)	433,92 ± 0,2%; 433 − 450 (8 р/каналов)		1200 − 9600 (19 200)	прозрачный, пакетный
«Спектр 433»	433,92 ± 0,2%; 433,05 − 434,79		1200 – 19 200 (38 400)	прозрачный, пакетный, ретранслятор
«Спектр 48 MSK» (ООО «Ратеос», г. Москва, Зеленоград)	433,92 ± 0,2%; 433,05 − 434,79		1200; 2400; 4800;	прозрачный, пакетный, командный
«Спектр 9600GM» (ООО «Ратеос», г. Москва, Зеленоград)	401 – 406; 412 − 427; 433 − 447; 450 − 469		4800; 9600 (14 400; 19 200)	прозрачный, пакетный, ретранслятор	0,25 − 3,5 Вт
«Интеграл 400» «Integral 400» (ГОУ МТУСИ, ЗАО «НИРИТ», г. Москва)	401 – 406; 412 – 417; 422 – 427; 433 – 450; 453 – 460; 463 – 469; 470 − 486		9600 или 19 200 (9600 − 11 5200)	прозрачный, пакетный, IP (TCP/IP), ретранслятор	100 мВт; до 5 Вт; 10 Вт; 15 Вт; 25 Вт;
«Integral-R» (ООО «Телеметрия БТТ», г. Москва)	136 − 174; 401 − 469;			прозрачный, пакетный, ретранслятор
«Интеграл-433/2400» (ООО «Интеграл+», г. Казань)	433,92 ± 0,2%; 433 − 434		1200 − 2400 (9600)	пакетный	1,5 – 100 мВт
«Интеграл-433/4800» (ООО «Интеграл+», г. Казань)	433,92 ± 0,2%; 433 − 434		1200 − 4800 (19 200)	пакетный	1,5 – 100 мВт
«Интеграл-450/2400» (ООО «Интеграл+», г. Казань)			1200 − 4800 (19 200)	пакетный (адресный), ретранслятор
«Гамма-433» (ООО «Радиосистемы», г. Ижевск)	433,92 ± 0,2%; 433 − 434			прозрачный, пакетный, эхо-репитер
«Гамма-4151» (ЗАО «ИНСАТ», г. Москва)	433,92 ± 0,2%; 433 – 450 (8 р/каналов)			прозрачный, пакетный
«РМ-433» (СКБ «Промавтоматика», г. Москва, Зеленоград)	433,92 ± 0,2%; 433 − 434	2-уровневая FSK	1200 – 19 200 (38 400)	прозрачный, пакетный, ретранслятор
«Сократ» (ОАО «Завод «Автоприбор», г. Владимир)	146 − 174; 420 − 430; 433 − 434; 460 − 470	GMSK, DQPSK 1/4	1200 – 19 200 (28 800)	прозрачный, ретранслятор, адаптивный (ПЛИС)
«РИФ ФАЙНДЕР-801» (ООО «Альтоника», г. Москва)	433,92 ± 0,2%; 433 − 434			прозрачный, эхо-репитер
«Гранит-РМ» (ЗАО «Сантэл», г. Москва)	433,92 ± 0,2%; 433 − 434			прозрачный, пакетный	1 – 5 Вт, р/ст «Гранит Р-302»
«Гранит-Р-43 АЦ» (ЗАО «Сантэл, г. Москва)			1200; 2400; 4800	прозрачный, пакетный
«Радиомодем RS232» (БГТУ, г. Минск, Беларусь)	403 − 470; 810 − 940			прозрачный, пакетный
«Контакт-УТ-322» (ООО «УралТелеком», г. Пермь)	433,92 ± 0,2% или к радиостанции		1200; 2400; 4800	пакетный	10 мВт р/ст. 1 – 5 Вт
«МОСТ-М» (Ижевский радиозавод, ТД, г. Ижевск)	146 − 174; 450 − 470			прозрачный, пакетный
«РМ201» (ООО «НПФ «РИТМ», г. Краснодар)			1200; 2400; 4800	прозрачный, пакетный
«СИГНАЛ» (ООО «НавГеоКом», г. Москва)			1200; 2400; 4800	прозрачный, пакетный
«ЭРИКА-9600» (ЗАО «Уральские радиостанции», г. Ижевск)	433,92 ± 0,2%; 433 − 434		2400; 4800; 9600	прозрачный, пакетный
«Альтавия-110М» (г. Новосибирск)			1200; 2400; 4800	прозрачный, пакетный
«Заря-ТМ232/450» (Государственный Рязанский приборный завод, ГРПЗ)	433,92 ± 0,2%; 390 − 486		1200; 2400; 4800	прозрачный, пакетный	0,01 − 2,5, 10 Вт
«PMД-400» (ООО «МАРС», г. Екатеринбург)				прозрачный, пакетный

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, бит/с	протокола	Выходная мощность передачи, Вт	Чувстви-тельность приема
«T-96SR», «T-96SR/F» (DataRadio, Канада)	132 – 174; 380 – 512; 928 − 960		4800; 9600; 19 200	прозрачный, пакетный, ретранслятор
«Integra-TR» (DataRadio, Канада)	132 – 174; 380 − 512; 928 − 960		2400; 4800; 9600; 19 200	прозрачный, IP (TCP/IP), ретранслятор		0,35 мкВ для соотношения с/ш 12 дБ
«Integra-Н», «HiPR-900» (DataRadio, Канада)				прозрачный, IP (TCP/IP)		0,35 мкВ для соотношения с/ш 12 дБ
«T-Base/R», «Т-Base/H» (DataRadio, Канада)	132 – 174; 380 – 512; 928 − 960		4800; 9600; 19 200	прозрачный, пакетный, ретранслятор		0,35 мкВ для соотношения с/ш 12 дБ
«I-Base/R», «I-Base/H» (DataRadio, Канада)	132 − 174; 380 − 512; 928 − 960		4800; 9600; 19 200	прозрачный, пакетный, ретранслятор		0,35 мкВ для соотношения с/ш 12 дБ
«GeminiPD+» (DataRadio, Канада)	403 − 460; 450 − 512	DGMSK; SRRC4FSK		прозрачный, пакетный, ретранслятор		116 дБм для соотношения с/ш 12 дБ
«Gemini3G» (DataRadio, Канада)	403 − 460; 450 − 512	SRRC4FSKS; RRC8FSK; SRRC16FSK	32,0; 48,0 или 57,6 кбит/с	прозрачный, пакетный, ретранслятор		98...110 дБм
«GM3DATA» «MotoTRBO»/TDMA/ (Motorola, США)	136 − 174; 403 − 470			прозрачный, GPS(NMEA), IP (TCP/IP)		EIA 12 дБ SINAD; <0,22 мкВ
«MDS SD4» (GE MDS, Motorola,США)	330 − 400; 400 − 450; 450 − 512		9600; 19 200	прозрачный, ретранслятор		<0,22 мкВ; 12 дБ SINAD
«MDS 1710 А, С», «MDS 4710 А, С» (GE MDS, Motorola,США)	132 − 174; 330 − 512		9600; 19 200 (110 – 38 400)	прозрачный, ретранслятор		<0,22 мкВ; 12 дБ SINAD
«MDS TransNet 900» (GE MDS, Motorola,США)			9600 – 11 5200	прозрачный, пакетный		108 дБм; BER 1×10 -6
«PDLRXO™» (Pacific Crest Co, Канада)		GMSK; GMSK; 4 Level FSK	4800; 9600; 19200	прозрачный, пакетный		<0,22 мкВ; 12 дБ SINAD
« PDL™», «EDL» (Pacific Crest Co, Канада)		GMSK; GMSK; 4 Level FSK	4800; 9600; 19 200	прозрачный		110 дБм; BER 10 -5
«RFM96» (Pacific Crest Co, Канада)	136 − 174; 400 − 512			прозрачный
«SD125» (Maxon, США)	148 − 174; 400 − 430; 440 − 470	FSK или CTCSS		прозрачный, пакетный, ретранслятор		0,25 − 0,35 мкВ; 12 дБ SINAD
«SD160, SD170» (Maxon, США)	148 – 174; 450 − 490			прозрачный, пакетный, ретранслятор		0,25 мкВ; 12 дБ SINAD
«DM70 DataMax» (Maxon, США)	147 − 174; 400 − 430; 439 − 470			прозрачный, пакетный, ретранслятор		<0,28 мкВ; 12 дБ SINAD
«Satelline-2ASc» (SATEL, Финляндия)				прозрачный, пакетный		<0,22 мкВ; 12 дБ SINAD
«Satelline-2ASхЕ» (SATEL, Финляндия)				прозрачный, пакетный, ретранслятор		<0,22 мкВ; 12 дБ SINAD
«Satelline-3ASd» (SATEL, Финляндия)	400 − 470; 869,4 – 869,65			прозрачный, пакетный, ретранслятор		<0,22 мкВ; 12 дБ SINAD
«Trimmark 3» (Pacific Crest Co, Канада)	430 − 470; 4 канала по 10 МГц		4800 – 115 200	прозрачный, пакетный		108 дБм; BER 1×10 -6
Trimtalk 450S (Trimble, США)			4800 – 115 200	прозрачный		108 дБм; BER 1×10 -6
«TS-4000» (Teledesign, США и Канада)	136 − 174; 380 − 512			прозрачный		104 дБм; BER 1×10 -6
«CDA 70» (Conel, Чехия)	136 − 174; 403 − 470		21 700; 10 800	прозрачный, пакетный, ретранслятор		114 дБм; 12 дБ SINAD
«DFM 10R» (Digades, Германия)	433,25 − 434,60			пакетный		108 дБм; BER 1×10 -6

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»;
• поддержка режимов работы с коррекцией ошибок;
• совместимость с контроллерами, работающими с SCADA-приложениями;
• возможность выполнения сервисных операций в полевых условиях;
• возможность подключения по двум и более распространенным интерфейсам;
• высокая надежность;

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;
• 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»).

(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»

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. 1

РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ РАДИОСЕТИ ТЕЛЕМЕТРИИ В АСУ ТП (ЖКХ)

Поиск оптимального решения при организации автоматизированных комплексов на обширных территориях приводит к целому комплексу проблем, одна из которых - организация надежной связи между удаленными объектами и пунктами сбора и анализа информации. Эта задача на территории нашей страны обретает свои, иногда не до конца понимаемые за рубежом оттенки. Климатические условия, масштабность, большие расстояния и человеческий фактор сплелись здесь в один узел противоречивых требований. Не секрет, что проводные линии связи наиболее надежны, но при построении протяженных каналов передачи информации могут стать нерентабельны. Кроме того с сожалением приходится признать факт, что как показала практика, в густонаселенных районах нередки случаи вандализма со стороны "охотников за медью", разрушающих дорогостоящие коммуникации. Поэтому при построении распределенных сетей телеметрии и управления радиосвязь зачастую оказывается единственно приемлемым решением.

Радиомодемы - это отдельный класс устройств, предназначенных для передачи данных по радиоканалу. Как и обычные проводные модемы, радиомодемы работают в асинхронном или синхронном режимах, могут быть оснащены последовательным интерфейсом (RS-232, V.35, RS-485, EIA-530). Радиомодемы подключаются к мосту, маршрутизатору, мультиплексору (для передачи данных, голоса, видеоизображения в одном цифровом потоке) и выполняют функцию выделенной цифровой линии высокого качества. Узкополосные радиомодемы работают на скоростях до 19.2 Кбит/с на расстоянии до 50 км. Некоторые модели рассчитаны на работу в режиме "точка - многоточка" или "звезда", что дает возможность сразу нескольким абонентам обмениваться данными с базовой станцией.

Узкополосные устройства излучают в эфир сигнал с шириной спектра 15-300 кГц. Ширина излучаемого спектра пропорциональна скорости передачи информации. Главный недостаток ускополосных радиоустройств - низкая помехозащищенность и скорость передачи данных. Большинство узкополосных радиомодемов построено на базе стандартных радиостанций UHF/SHF диапазонов частот, оснащенных пакетными контроллерами и работает в диапазоне от 150 до 800 МГц. К достоинствам стоит отнести относительную дешевизну и высокую дальность связи, слабо зависящую от наличия прямой видимости.

Радиооборудование передачи данных с шагом сетки частот не более 25 кГц используются при построении сетей сбора данных с приложениями, не требующими обмена большими объемами информации, но критичными к оперативности ее доставки.

Радиосредства служат для создания надежной транспортной среды при организации: автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ), автоматизированных систем в ЖКХ, систем определения местоположения подвижных объектов и т.д.

Узкополосные радиомодемы применяется для организации систем передачи данных корпоративных пользователей систем АСУ ТП, ЖКХ, с целью:

• дистанционного сбора и обработки данных;
• дистанционного контроля параметров;
• дистанционного управления объектами;
• дистанционного управления процессами.

Развертывать обширные системы сбора телеметрических данных позволяют отечественные радиомодемы «Интеграл 400» («Integral 400»). Такие радиосети хорошо зарекомендовали себя на ряде объектов систем энергоснабжения, теплоснабжения, водоснабжения, обеспечивая сбор измерительной информации и удаленное управление контролируемыми объектами. В целях повышения оперативности контроля ведутся работы над повышением скорости передачи данных по эфиру в системе и увеличением радиуса действия этой системы.

Радиомодем "Интеграл 400" ("Integral 400")

Узкополосный радиомодем «Интеграл 400» ("Integral 400") предназначен для передачи всех типов данных. Радиомодем спроектирован специально для осуществления сбора и обработки информации телеметрических и управляющих устройств, а также для удаленного управления стационарными объектами. Встроенный специализированный приемопередатчик имеет малое время доступа к радиоканалу 7 мс, что позволяет строить системы, для которых важным критерием является минимальное время доставки информации. Модем обеспечивает асинхронный обмен данными на скоростях 19200 бит/с или 9600 бит/с в каналах с шагом сетки радиочастот 12,5 кГц. Поддерживает работу практически всех основных промышленных протоколов.

Встроенная диагностика позволяет в реальном масштабе времени полностью контролировать состояние радиомодема (напряжение питания, температура, приемный уровень, выходная мощность, КСВ, достоверность доставки данных). Управление модемом и получение диагностики осуществляется, через дополнительный порт SETUP, удобной, графической программой работающей под любой операционной системой, 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, как с управлением по RTS, так и в режиме DOX (data-activated transmit), не требующий использование 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, а в случае, когда поток данных от терминального устройства существенно превышает скорость передачи в радиоканале, осуществляется управление сигналом CTS.

Радиомодем идеально подходит для сетевых приложений, так как имеет встроенный сетевой контроллер с временным разделением. Радиомодем может работать, в двухточечной и точечно - многоточечной конфигурации радиосети, допускается до 4094 радиомодемов в одной радиосети. Имеется возможность маршрутизации пакетов как в пределах одной частотной радиосети, так и между сетями на разных радиочастотах, что актуально при построении протяженных по расстоянию радиосетей.

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, а не дополняет блок до нужного размера, как это делают большинство стандартных кодеров. 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.

Автоматизированные системы управления и передачи данных, АСУ ТП предназначены в системах мониторинга и телеметрии для сбора и передачи информации от датчиков с удаленных объектов на диспетчерский пункт, а также передачи управляющих команд диспетчера исполнительным устройствам на объектах.

Современные системы управления и передачи данных применяются во многих сферах производственной деятельности: в электроэнергетике, теплосетях, водозаборных участках, при добыче, транспортировке и переработке нефти и газа, на линиях железнодорожного транспорта РЖД и т.д.

Предлагаемое техническое решение является самым простым и экономичным вариантом создания систем телеметрии для контроля и управления производственными процессами (АСУ ТП), в коммунальном хозяйстве (ЖКХ), при создании систем учета энерго-тепло-водоресурсов и охранных систем любой степени сложности, интегрированных систем безопасности (ИСБ) жизнедеятельности и экологии, окружающей среды.

Исследования показали, что телеметрические данные во многих промышленных приложениях АСУ ТП имеют относительно небольшой объем (до нескольких килобайт на один опрос) и не требуют непрерывного обновления, так что скоростные требования к аппаратуре передачи данных могут быть смягчены. Это позволило значительно увеличить радиус действия радиомодемов "Integral 400", повысить надежность обмена и вместе с тем снизить его общую стоимость. Одним из важнейших требований к радиомодемам для промышленной автоматизации является их "прозрачность" для другого оборудования, позволяющая без изменения настроек заменить проводную линию связи между удаленным промышленным контроллером и пунктом сбора данных. "Integral 400" позволяет SCADA-системам взаимодействовать с контроллерами фирм типа Advantech, Fastwel, ICP, так, как если бы они соединялись двухпроводной линией RS-485 на скорости до 38400 бит/с с учетом задержек, возникающих при медленной передачи по эфиру.

Задание режимов работы через последовательный порт происходит буквально за минуту и может производиться как в стационарных условиях, так и непосредственно на удаленном объекте с помощью портативного компьютера, что существенно при изменении конфигурации сети, поскольку не требует демонтажа оборудования. Если модем используется для непосредственного сбора информации с датчиков, установленных на удаленном объекте, то и модем, и контроллеры датчиков (типа ADAM фирмы Advantech) объединяются в проводную сеть стандарта RS-485 (стандарт RS-232 или RS-485). Это наиболее простой, но не оптимальный вариант. Между датчиками и модемом будет установлен контроллер для промежуточной обработки информации. Он поможет оптимизировать процесс сбора данных и трафик радиоканала, и как следствие, повысить надежность обмена информацией. Встроенный контроллер выполняет эти функции.

Чувствительность приемного тракта модема такова, что стабильная связь возможна даже при полезном сигнале, уровень которого едва превышает уровень шумов, что при мощности 100 мВт на частоте диапазона 433-437 МГц обеспечивает в условиях прямой видимости дальность связи более 10-15 км. При наличии мощных импульсных помех, порождаемых грозовыми разрядами, ЛЭП, промышленными предприятиями и транспортными путями, модем способен обнаруживать и корректировать неизбежно возникающие при этом ошибки в принимаемых пакетах, что обеспечивает устойчивость сети в сложных метеорологических и техногенных условиях.

В сочетании с модемами, как правило, мы используем три типа антенных устройств: J-образную антенну (3/4 длины волны) и укороченную на объемном резонаторе с вертикальной поляризацией и круговой диаграммой направленности (усиление 3 дБ), а также направленную 5-ти-элементную антенну с J-образным вибратором (усиление 9 дБ). Применение узкополосных направленных антенн позволяет увеличить дальность и надежность связи при одновременном ослаблении помех и снижении загрязнения эфира. С другой стороны, при организации пунктов сбора или ретрансляции, когда радиосвязь должна быть установлена в нескольких направлениях, применяются ненаправленные антенны. Укороченная антенна как наиболее неприметная, используется на удаленных неохраняемых объектах с повышенным риском случаев вандализма. При необходимости, антенна может быть установлена даже внутри кирпичного помещения, не имеющего окон, но при этом, естественно, уменьшается дальность связи.

При построении разветвленных и протяженных сетей в радиомодемах «Интеграл 400» предусмотрен режим ретрансляции данных. Это позволяет увеличивать дальность связи без увеличения выходной мощности с использованием "мостов", в роли которых могут выступать как выделенные модемы, так и модемы других удаленных объектов сети, работающие в режиме логической адресации (режим логической адресации позволяет обратиться с пункта сбора данных к модему конкретного объекта).

Высокая гибкость конфигурирования радиомодемов «Интеграл 400», позволяющая строить легко масштабируемые распределенные сети телеметрии, значительно сокращает время их разработки. Качество приемно-передающей части, обеспечивающее высокую надежность связи, не раз выручали нас на сложных с точки зрения радиообмена удаленных объектах.

Радиосети «Интеграл 400» в АСКУЭ

С появлением на рынке средств учета электроэнергии современных интеллектуальных счетчиков, автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ) вышли на совершенно новый этап своего развития. Оснащение электросчетчиков цифровыми интерфейсами позволяет без дополнительных преобразователей объединять их в сети и собирать данные с большого числа точек учета.

Повсеместное внедрение АСКУЭ на энергоемких предприятиях стимулируется еще и требованиями для выхода крупных потребителей на федеральный оптовый рынок электрической энергии (мощности) (ФОРЭМ), позволяющий в значительной мере снизить затраты на электроэнергию. Одним из основных принципов организации расчетов между Продавцами, Покупателями и Операторами ФОРЭМ является организация контроля качества и коммерческого учета электроэнергии. Учет должен быть организован не только в точке конечного потребления, но также на трансформаторных и перетоковых подстанциях для достоверного составления баланса по системам токоведущих шин (секций).

При наличии на балансе предприятия нескольких подстанций возникает проблема интеграции линий связи АСКУЭ в существующую инфраструктуру сбора данных и кабельных коммуникаций предприятия. Зачастую ситуация осложняется и сроками организации подобных сетей - прокладка кабеля при большом количестве точек учета дело не только дорогое, но и продолжительное.

В то же время, радиосети «Интеграл 400» сбора данных оказываются значительно эффективнее в отношении стоимости и времени развертывания. Наличие широкополосных помех на трансформаторных подстанциях вызывает проблемы в радиосвязи на КВ, зато на УКВ вопросов относительно стабильности радиоканалов, как правило, не возникает.

Узкополосные радиомодемы «Интеграл 400» в диапазоне 450 МГц широко используются для организации сетей сбора данных с электросчетчиков. Надо отметить, что применяемые на предприятиях современные многотарифные модели с микропроцессорной обработкой данных (СЭТ4, ЦЭ6823, Альфа+ и ЕвроАльфа) весьма требовательны к линиям связи. Скорость 1200 бит/с - фактически нижний предел в случае передачи суточных профилей нагрузки или трехминутных профилей с параметрами качества электроэнергии при большом количестве точек учета. Поэтому, радиомодемы поддерживают так называемый потоковый режим, в котором информация, передаваемая по проводному интерфейсу модема, отличается от данных, передаваемых в эфире только наличием преамбулы, позволяющей засинхронизироваться принимающему модему. Реализация такой функции нацелена в первую очередь на сопряжение с электросчетчиками. Потоковый режим реализуется со скоростью до 19200 бит/с и обеспечивает наибольшую скорость передачи данных и наименьшие задержки в канале. Протокол и контроль данных в потоке полностью определяются связанными с модемом устройствами. Главное требование - чтобы последние имели интерфейс RS-232 или RS-485 и 8- или 9-битный протокол обмена.

При максимальной скорости передачи 19200 Кбит/с и BT=0,3 соблюдаются требования ГОСТ 12252-86 на побочное излучение в соседнем канале при полосе частот 25 кГц. В настоящее время есть положительный опыт внедрения АСКУЭ на основе различных электросчетчиков и радиосети «Интеграл 400» сбора данных.

Состав АСКУЭ

Технические средства состоят из аппаратуры центральных и периферийных постов.

Центральный пост предназначен для периодического или по запросу Оператора сбора информации об энергопотреблении с периферийных постов, хранении ее, приема от пользователей запросов на получение данных, выдачи данных пользователям и включает в себя радиомодем "Integral 400" и персональную ЭВМ типа IBM PC AT.

Периферийный пост предназначен для сбора и накопления информации Электросчетчиков контролируемого объекта, передачи периодически или по запросам от центрального поста данных об энергопотреблении. Он включает в себя радиомодем "Integral 400" и устройство сопряжения с электросчетчиками. Программные средства состоят из программного обеспече6ния центрального поста и программного обеспечения устройства сопряжения.

Эффект от применения АСКУЭ: безошибочно определяется расход электроэнергии, в том числе и по тарифным зонам; постоянно контролируется договорная величина заявленной мощности; диспетчеры электрических сетей и энергетики промышленных предприятий имеют полную картину энергопотребления в виде ежедневных суточных графиков потребляемой электроэнергии; определяется оперативный, месячный, квартальный баланс потребляемой электроэнергии на подстанциях и районных электрических сетях в целом; обеспечивает дальнейший переход на безбумажную технологию сбора данных и финансовых расчетов за отпущенную электроэнергию.

Библиографическая ссылка

Бабин А.И. РАДИОСЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ И ТЕЛЕМЕТРИИ: АСУ ТП, АСКУЭ // Фундаментальные исследования. – 2007. – № 12-2. – С. 335-338;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=4224 (дата обращения: 13.09.2017). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»