Транкинговая радиосвязь с подвижными объектами железнодорожного транспорта

 
 
 
 
 
П. М. Тимонин 
 
 
 
 
 
 
ТРАНКИНГОВАЯ РАДИОСВЯЗЬ  
С ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ 
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА 
 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2024 
1 
 

УДК 621.396 
ББК 39.232.88 
Т41 
 
 
Р е ц е н з е н т :  
заместитель начальника Минераловодского регионального центра связи - 
структурного подразделения Ростовской дирекции 
Центральной станции связи - филиала ОАО «РЖД» В. В. Шульга 
 
 
 
 
 
 
 
 
Тимонин, П. М. 
Т41  
Транкинговая радиосвязь с подвижными объектами железнодорожного транспорта : учебное пособие / П. М. Тимонин. - Москва ; Вологда : 
Инфра-Инженерия, 2024. - 336 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-1981-9 
 
Рассмотрены принципы передачи радиосигнала с использованием электромагнитного излучения - радиоволн. Показаны современные системы радиосвязи GSM-R, 
DMR, TETRA, DECT и проведен их сравнительный анализ. Рассматривается назначение и организация перегонной связи на основе стандарта DECT с одной и множеством 
ячеек покрытия. Изложена методика расчета дальности связи между стационарными, 
возимыми и носимыми радиостанциями, используемыми для организации радиосвязи 
на предприятиях железнодорожного транспорта, и принципы создания и отображения 
схем радиосвязи на объектах железнодорожного транспорта. Приведен пример расчета параметров радиосвязи для реального участка железной дороги.  
Для оказания помощи обучающимся техникумов и колледжей, а также лицам, 
проходящим переподготовку на курсах повышения квалификации, по специальности 
«Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования», при освоении профессионального модуля «Монтаж, ввод в действие и эксплуатация радиоэлектронного 
оборудования». Может использоваться преподавателями при проведении уроков по 
предмету обучения «Радиосвязь с подвижными объектами». 
 
УДК 621.396 
ББК 39.232.88 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-1981-9 
” Тимонин П. М., 2024 
 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
2 
 

 
 
ВВЕДЕНИЕ 
 
Человечество во все времена испытывало огромную потребность в получении и передаче информации. Полученная или переданная информация помогала при выполнении своих служебных обязанностей специалистам различных 
областей науки и техники. В различные периоды времени использовались различные технологии, методы и способы получения и передачи необходимой 
информации. Эти технологии шли в ногу со временем. После изобретения телеграфа информацию передавали с его помощью, телефон, радиосвязь и другие 
виды связи использовали свои технологии. Современные технологии, использующие оптические виды связи, используют свои новейшие методы и способы 
передачи информации. Однако технологии, использующие передачу сигнала с 
помощью электромагнитного излучения радиоволн, будут использоваться еще 
долгое время. Радиосвязь была и будет основным средством передачи информации на большие расстояния между подвижными объектами. 
Транкинговая система радиосвязи (TCP), которая будет рассматриваться 
в данном учебном пособии, представляет собой систему, в которой используется принцип равной доступности каналов для всех абонентов или групп абонентов. Этот принцип давно и повсеместно используется в телефонных сетях, откуда в радиосвязь и пришло слово «trunk» (пучок, т. е. пучок равнодоступных 
каналов). Транковые системы создавались как ведомственные и хорошо себя 
зарекомендовали в эксплуатации при передаче информации между подвижными объектами, например на железнодорожном транспорте. 
Суть транкинговой связи заключается в том, что строится три радиочастотных канала, каждый из которых жестко закреплен за несколькими группами пользователей. Для такой системы, а точнее, трех раздельных систем, типична ситуация когда канал 1 перегружен и абонент этой группы не может 
выйти на связь, в то же время каналы 2 и 3 не используется. В случае, когда три 
канала объединены в единую систему, т. е. присутствует элемент централизации базовая станция, которая равнодоступна для любой группы абонентов, тогда любой из абонентов имеет возможность установления связи. 
Основной, определяющей название, функцией оборудования TCP является автоматическое предоставление свободного радиоканала по требованию 
абонента радиостанции и переключение на этот канал вызываемого абонента 
или группы абонентов.  
Транкинговые сети связи предоставляют широкий спектр услуг, а именно: 
‡ внутренние вызовы (индивидуальный и групповой); 
‡ роуминг; 
‡ передача данных; 
‡ режим непосредственной связи; 
‡ тарификация; 
‡ удаленное управление абонентскими радиостанциями. 
3 
 

Системы профессиональной радиосвязи характеризуются большим радиусом действия, поскольку, даже в простейшей TCP, связь радиостанций между 
собой осуществляется через ретрансляторы базовой станции (БС). Кроме того, 
многозоновые TCP имеют в своем составе несколько, от единиц до сотен БС, 
каждая из которых обслуживает свою зону. При этом система установит соединение между радиостанциями независимо от их местоположения и, как 
правило, совершенно прозрачно для пользователей вызываемой и вызывающей 
радиостанций. 
Кроме вызова группы радиостанций данная опция имеется во всех TCP, 
все системы обеспечивают индивидуальный вызов конкретной радиостанции. 
При этом многие современные TCP обеспечивают разделение всего парка радиостанций на отдельные отряды. Отряд - это совокупность радиостанций, 
принадлежащих определенному предприятию или организации, внутри которого осуществим индивидуальный и групповой вызов. Предполагается, что вызовы между отрядами в большинстве случаев запрещены. Таким образом, каждая из организаций, пользующихся TCP, может иметь как бы свою изолированную систему связи. 
Как правило, TCP обеспечивают связь радиостанции с абонентами городской и нескольких учрежденческих телефонных сетей, причем их подключение к таким сетям может осуществляться как простейшим способом по абонентским линиям, аналогично офисным АТС, так и по соединительным линиям. В последнем случае, с точки зрения нумерации абонентов, TCP становится 
частью телефонной сети города или учреждения. 
Доступ к каждому виду услуг, предоставляемых системой, обычно программируется индивидуально для каждого абонента. Кроме того, программируется предельное время разговора и приоритет абонента. TCP имеют также 
защиту от несанкционированного доступа в систему. Все радиостанции, рассчитанные на работу в TCP, имеют возможность переключения в режим обычной радиостанции. 
Оборудование любой TCP рассчитано на коммерческую эксплуатацию, 
поэтому обязательно обеспечивает учет времени (тарификацию) использования 
системы каждым абонентом сети. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 

 
Глава 1.  
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ  
О СЕТЯХ ПОДВИЖНОЙ РАДИОСВЯЗИ 
 
1.1. Назначение сетей подвижной радиосвязи 
 
Одной из наиболее динамично развивающихся отраслей инфраструктуры 
современного общества является связь. Это связано с тем, что на современном 
этапе развития человечество требует постоянного роста спроса на услуги связи 
и информацию, а также достижения научно-технического прогресса в области 
электроники, вычислительной техники и волоконной оптики. В активно разрабатываемой Международным союзом электросвязи (МСЭ) концепции универсальной персональной связи (УПС) большое место отводится сетям подвижной 
связи (СПС). 
Радиостанции, используемые в подвижной связи в зависимости от их технических возможностей, места установки и выполняемых функций классифицируются как стационарные и подвижные.  
Подвижные радиостанции в свою очередь делятся на: 
‡ мобильные,  
‡ переносные,  
‡ носимые,  
‡ портативные. 
Стационарные радиостанции - используются в подвижной радиосети и 
по своим техническим данным не могут работать во время движения. Это связано с тем, что данный класс радиостанций оснащен стационарными антеннами, расположенными на специальных мачтах. Электропитание радиостанции, 
осуществляется, от промышленной сети 220 В. Радиостанции могут, устанавливаться в отапливаемых и неотапливаемых служебных помещениях, специальных контейнерах или на открытом воздухе. Управление радиостанцией может 
осуществляться непосредственно органами управления на лицевой панели или 
дистанционно, на расстоянии до 20 километров.  
Значительным преимуществом стационарных радиостанций является их 
высокая мощность и большой радиус действия. Это позволяет обеспечить стабильное и качественное соединение на большие расстояния. Благодаря этому, 
стационарные радиостанции являются незаменимыми средствами связи в сферах, где важна надежность и дальность сигнала. 
Подвижные радиостанции - могут быть мобильные, носимые и переносные. Они предназначены для организации связи с абонентами, как во время 
движения, так и во время остановок в неопределенных пунктах.  
‡ Мобильная (возимая) радиостанция устанавливаются на подвижных объектах, таких как железнодорожные локомотивы, дрезины, тяжелая строительная техника, автолетучки и т. д. и является устройством связи, которое позволяет людям находиться на связи внутри установленного радиуса действия. Она 
5 
 

позволяет передавать голосовые сообщения по радиочастотам, без использования проводной или мобильной сети. Питание радиостанции осуществляется  
от бортовой сети подвижного объекта. 
‡ Переносные радиостанции предназначены для организации связи  
с абонентами радиосети только во время остановок. Это обусловлено тем,  
что данная радиостанция хранится и перевозится в нерабочем состоянии и перед работой ее следует «развернуть», то есть подключить источник электропитания, антенну, выполнить необходимые настройки. Часто используются для 
организации временной связи при проведении аварийно-восстановительных  
работ.  
‡ Носимые радиостанции предназначены для организации радиосвязи 
между работниками, как на месте, так и в движении. Обладают простым и интуитивно понятным интерфейсом, что делает их доступными для использования даже для неопытных пользователей. Электропитание осуществляется от 
встроенной аккумуляторной батареи. Многие модели радиостанций оснащены 
функцией сканирования частот, что позволяет находить свободные радиоканалы и выбирать наилучший сигнал. Кроме того, некоторые радиостанции обладают возможностью подключения к компьютеру, что позволяет загружать карты, обновлять прошивку и осуществлять другие настройки. 
‡ Портативные радиостанции - это переносные радиостанции, вес которых не превышает одного килограмма и предназначенные для передачи и приема голосовых сообщения внутри их радиуса действия. Таким образом, обеспечивается двусторонняя связь между пользователями радиостанций, позволяющая им общаться на расстоянии до нескольких километров.  
Как правило, данные радиостанции относятся к классу личных мобильных 
радиосистем, и не требуют лицензирования, так как используются технологии: 
‡ PMR (personal mobile radio); 
‡ LPD (low power device). 
Они нашли широкое применение для общения между собой работников 
выполняющих свои обязанности в различных отделах и службах железнодорожного транспорта, и чаще там где обеспечивается прямая видимость при радиосвязи. 
Все перечисленные радиостанции обладают основными характеристиками 
и параметрами: 
Частотный диапазон – радиостанции могут работать в различных диапазонах частот, которые определяются их назначением и условиями использования. 
Выходная мощность – это параметр, который определяет силу радиосигнала, излучаемого стационарной радиостанцией. Высокая выходная мощность 
позволяет передавать сигналы на большие расстояния. 
Количество каналов: стационарные радиостанции могут иметь различное 
количество каналов, что позволяет одновременно передавать и принимать несколько независимых радиосигналов. 
6 
 

Модуляция – это метод передачи информации по радиоканалу. Стационарные радиостанции могут использовать различные методы модуляции, такие 
как амплитудная модуляция (АМ) или частотная модуляция (ЧМ), чтобы эффективно передавать сигналы разной природы. 
По технологическому назначению радиосвязь подразделяется на поездную, 
станционную и ремонтно-оперативную. 
Поездная радиосвязь (ПРС) относится к участковым видам и обеспечивает 
обмен информацией между машинистом поездного локомотива и диспетчером, 
ДСП ближайшей к локомотиву станции, а также машинистами встречных и попутных локомотивов. 
Станционная радиосвязь предназначена для оперативного управления технологическими процессами работы станции. Включает маневровую и горочную 
радиосвязь, связь работников, обеспечивающих обработку составов (списчики 
вагонов, составители) и др. 
Ремонтно-оперативная радиосвязь предназначена для организации оперативного управления проведением ремонтных и восстановительных работ,  
а также работ по текущему содержанию устройств путевого хозяйства, энергоснабжения, автоматики и связи и т. д. 
В настоящее время во многих странах ведется интенсивное внедрение сотовых сетей персонального радиовызова (СПС), и систем спутниковой связи. 
Такие сети предназначены для передачи данных (ПД) и обеспечения под- 
вижных и стационарных объектов телефонной связью. Подобные сети связи 
позволяют подвижному абоненту расширить его возможности по передаче  
и приему данных. данных, поскольку, кроме телефонных, он может принимать 
телексные и факсимильные сообщения, различного рода графическую ин- 
формацию и многое другое. Увеличение объема информации потребует сокращения времени ее передачи и получения. Поэтому в настоящее время наблюдается устойчивый рост производства и использования мобильных средств радиосвязи. 
Преимущества СПС состоят в следующем: подвижная связь позволяет 
абоненту получать услуги связи в любой точке в пределах зон действия наземных или спутниковых сетей. Современные технологии производства средств 
связи позволяют создавать малогабаритные универсальные абонентские терминалы (AT), сопрягаемые с персональным компьютером (ПК) и имеющие интерфейсы для подключения к СПС всех действующих стандартов. 
Сети подвижной связи можно разделить на следующие классы:  
‡ сети сотовой подвижной связи (ССПС);  
‡ сети транкинговой связи (СТС);  
‡ сети персонального радиовызова (СПР);  
‡ сети персональной спутниковой (мобильной) связи. 
Сети подвижной связи созданы с целью максимального удовлетворения 
потребностей абонентов в услугах связи с возможностью выхода в телефонную 
сеть общего пользования (ТфОП). 
 
7 
 

1.2. Сети сотовой подвижной связи 
 
На настоящем этапе развития современного общества наиболее стремительно развиваются сети сотовой радиотелефонной связи. Активное внедрение 
сотовых систем связи позволило решить проблему экономичного использования выделенной полосы радиочастот путем передачи сообщений на одних и тех 
же частотах и увеличить пропускную способность телекоммуникационных сетей. Данный вид связи получил свое название в соответствии с сотовым принципом организации связи, согласно которому зона обслуживания делится на 
ячейки, так называемые соты. 
Система сотовой связи - это сложная, но вместе с тем, гибкая техническая 
система, которая допускает как большое разнообразие по вариантам конфигурации так и по набору выполняемых функций. Она может обеспечивать передачу речи и других видов информации, в частности факсимильных, текстовых, 
мультимедийных сообщений и компьютерных данных. Для передачи речи,  
в свою очередь, может быть реализована обычная двухсторонняя и многосторонняя телефонная связь (конференцсвязь - с участием в разговоре более двух 
абонентов одновременно), голосовая почта. При организации обычного телефонного разговора возможны режимы автодозвона, ожидания вызова, переадресации (условной или безусловной) вызова и другие дополнительные виды обслуживания. 
Использование современной технологии позволяет обеспечить абонентам 
таких сетей миниатюрность и высокую надежность средств связи, высокое качество речевых сообщений, надежность и конфиденциальность связи, использование сетей Internet, защиту от несанкционированного доступа (НСД) к данным абонента в сети. 
 
1.3. Сети транкинговой связи 
 
Сети транкинговой связи до некоторой степени близки к сотовым сетям 
связи. Как и сотовые сети, они являются наземной подвижной связи выполненной на основе радиотелефонной и обеспечивают неограниченную мобильность 
абонентов в пределах достаточно большой зоны обслуживания. Основное отличие состоит в том, что СТС проще по принципам построения и предоставляют 
абонентам меньший набор услуг, но за счет этого они дешевле сотовых. СТС 
имеют значительно меньшую емкость, чем сотовые, и принципиально не могут 
стать системами массовой мобильной связи. 
Название транкинговой связи происходит от английского trunk (ствол) и 
отражает то обстоятельство, что ствол связи в такой системе содержит несколько физических (как правило, частотных) каналов, каждый из которых при его 
свободности может быть предоставлен любому из абонентов системы. Указанная особенность отличает СТС от предшествовавших ей систем двухсторонней 
радиосвязи, в которых каждый абонент имел возможность доступа лишь к одному каналу. СТС в сравнении с такими системами обладают значительно бо8 
 

лее высокой емкостью (пропускной способностью) при тех же показателях качества обслуживания. 
Если использовать аналогию с сотовой связью, то в простейшем случае 
СТС - это одна ячейка сотовой системы, но при несколько специфическом 
наборе услуг. Сотовая сеть всегда строится в виде множества ячеек, замыкающихся на общий центр коммутации (ЦК), с передачей обслуживания из ячейки 
в ячейку по мере перемещения абонента. При необходимости наращивания емкости сотовой сети производится дополнительное дробление ячеек с соответствующей модификацией частотного плана (распределения частот по ячейкам). 
В сетях транкинговой связи, заведомо идущей на функционирование с ограниченной емкостью, обычно стремятся предельно увеличить зону действия. Практически радиус ячейки СТС может достигать 40-50 км и более. Отсюда вытекает большая по сравнению с сотовой связью мощность передатчика, больший 
расход энергии источника питания, большие габариты и масса абонентского 
терминала (AT). 
В некоторых случаях СТС может быть построена в виде нескольких ячеек, 
так называемая многозоновая система, это делается не ради повышения емкости, а в первую очередь ради расширения зоны действия, причем размеры ячеек 
(зон) остаются достаточно большими. Централизованное управление совокупностью зон остается при этом ограниченным, как и передача обслуживания из 
зоны в зону, которая, если она вообще реализуется, приводит к кратковременному прерыванию связи. 
Основное применение СТС - корпоративная, служебная или ведомственная связь, например, оперативно-технологическая связь на железнодорожном 
транспорте, служебная связь пожарной службы или полиции с числом выходов 
(каналов) «в город», значительно меньшим числа абонентов системы. 
Абоненты и операторы предъявляют к профессиональным сетям транкинговой связи следующие требования:  
‡ обеспечение связи в заданной зоне обслуживания независимо от местоположения мобильных (подвижных) абонентов (МА);  
‡ возможность взаимодействия отдельных групп абонентов и организации 
циркулярной связи; 
‡ оперативность управления связью, в том числе на различных уровнях;  
‡ обеспечение связи через центры управления;  
‡ возможность приоритетного установления каналов связи;  
‡ низкие энергетические затраты подвижной станции (ПС);  
‡ конфиденциальность разговоров. 
Для повышения пропускной способности обычно накладываются ограничения на длительность разговора, а специфика корпоративной связи находит 
отражение в системе приоритетов пользователей, учитываемых при предоставлении канала связи в условиях очереди, и в объединении абонентов в группы с 
возможностью диспетчерского вызова одновременно всех абонентов группы. 
Та же специфика обусловливает более высокие в среднем по сравнению с сотовой связью требования к оперативности и надежности установления связи. 
9 
 

Кроме информации речи в СТС возможна передача и некоторых других 
видов информации, в частности, цифровой - управления, телеметрии, охранной 
сигнализации и др. 
Общей тенденцией развития профессиональных систем подвижной радиосвязи является переход от аналоговых стандартов к единым международным 
цифровым стандартам, обеспечивающим конфиденциальность и повышенное 
качество связи, более эффективное использование частотного диапазона, роуминг для всех абонентов и возможность передачи данных с высокой скоростью. 
 
1.4. Сети персонального радиовызова 
 
Сети персонального радиовызова (СПР), или пейджинговые сети (paging - 
вызов), - это сети односторонней мобильной связи, обеспечивающие передачу 
коротких сообщений из центра системы (с пейджингового терминала) на миниатюрные абонентские приемники (пейджеры).  
Следует сказать о том, что пейджинговая связь использовалась на очень 
коротком промежутке времени. В настоящее время не используется.  
Однако рассмотрим принципы ее организации как исторический факт. 
В простейшем случае СПР состояла из пейджингового терминала (ПТ), базовой станции (БС) и пейджеров. Терминал, включающий пульт оператора и 
контроллер системы, выполнял все функции управления системой. БС состояла 
из радиопередатчика и антенно-фидерного устройства и обеспечивала передачу 
пейджинговых сигналов на всю зону действия системы, радиус которой мог составлять до 100 км.  
Пейджеры осуществляли прием тех сообщений, которые им адресованы.  
В более сложных случаях СПР могла иметь несколько радиопередатчиков,  
по возможности равномерно распределенных в пределах зоны действия, что 
позволяло более надежно обеспечить связью всю зону. 
В СПР могли передаваться сообщения четырех типов: тональные, цифровые, буквенно-цифровые (БЦ), речевые. Тональные сообщения были единственным типом сообщений в ранних моделях пейджеров. Цифровое сооб- 
щение могло содержать номер телефона, по которому следует позвонить. 
Наиболее распространенное БЦ сообщение могло содержать практически любой текст, длиной до 100-200 и более символов. Цифровое или БЦ сообщение 
отображалось на дисплее пейджера, который мог иметь от одной до восьми 
строк, до 12-20 символов в строке. Длинные сообщения отображались по частям. 
Передача речевых сообщений широкого распространения не получила. 
Вызов абонента, т. е. адресация сообщения, могла осуществляться одним из 
трех способов:  
‡ 
индивидуально,  
‡ 
нескольким абонентам (общий вызов),  
‡ 
группе абонентов (групповой вызов ГВ).  
10