Радиомодем что это такое

Радиомодем за 7 долларов

Доброе время суток!
Расскажу я как можно собрать себе радиомодем мощностью 100мВт на 433МГц, по стоимости выходящий примерно на 6-7 долларов. Мощный радиомодем за 200 рублей — заманчиво? Тогда начнём.
Радиомодем что это такое. Смотреть фото Радиомодем что это такое. Смотреть картинку Радиомодем что это такое. Картинка про Радиомодем что это такое. Фото Радиомодем что это такое
Требуются скиллы пайки немного выше среднего и опыт заказа в интернет-магазинах.

Конструкция

Также, кроме собственно компонентов модема, для его повторения понадобятся: ISP программатор и FTDI адаптер(Девайс по ссылке не покупал, но выглядит он интересно — якобы в нём есть ISP). Можно обойтись и исключительно ISP программатором.
Внимательный читатель тут же заметит, мол «какой модем за 7 баксов, если только 328-ая мега стоит 200 рублей?» А также заметит, что все ссылки в спецификации ведут на интернет-магазины. К сожалению, если покупать компоненты в России, модем выйдет золотой (как, впрочем, и всё, что производится в России). Поэтому, чтобы достичь минимальной стоимости — приходится заказывать радиодетали в Китае. Отрицательный момент — придётся ждать прихода посылок. Однако, Si4432 так и так заказывать в Азии, так что ждать всё равно придётся. Зачастую партия из 10 штук, тех же ATMega328, получается по цене такая же, как партия из 5 штук. Надо мониторить цены и искать подходящий вариант.
Так всё-таки, откуда 7 долларов? Считаем:
Si4432 — 4$
ATMega8 — 0.8$ (только партия 10 шт.)
AMS1117 — 1$ (на самом деле — это 10 стабилизаторов (0,1$) в партии 20 шт)
Рассыпушка — светодиоды 2х5 руб, резисторы-конденсаторы — 10х0,3+4х4 руб (конечно, если покупать не в чипидипе)
Если мы категорически не желаем покупать радиодетали партиями — ну, тогда модем подорожает на доллар засчёт цены меги.
Плата — бесплатно или 10 руб, раствор для травления, паяльник, припой и прочее — в рассчёт не принимаю, ибо это не одноразовые вещи, и у кого-то они наверняка уже есть.

Схема и плата

Принципиальная схема устройства представлена на рисунке ниже:
Радиомодем что это такое. Смотреть фото Радиомодем что это такое. Смотреть картинку Радиомодем что это такое. Картинка про Радиомодем что это такое. Фото Радиомодем что это такое
Печатная плата была разведена в Sprint Layout в 2 вариантах: под антенну-спиральку, и под установку ВЧ разъёма типа SMA. Оба варианта оптимизированы под ЛУТ. Если вам не нравится заливка сеточкой (лучше для ЛУТ) — можно включить в редакторе сплошную.
Радиомодем что это такое. Смотреть фото Радиомодем что это такое. Смотреть картинку Радиомодем что это такое. Картинка про Радиомодем что это такое. Фото Радиомодем что это такое

Сборка платы

Сборка проходит в 2 этапа:
На первом — устанавливаются мелкие детали, стабилизатор, процессор.
После чего необходимо прошить процессор при помощи ISP программатора бутлоадером Arduino. Это делается для упрощения себе жизни — после заливки бутлоадера нет необходимости тыкать ISP в плату, чтобы залить новую прошивку. Заливается тестовая прошивка, чтобы не попалить радиомодуль.
На втором этапе на плату устанавливается радиомодуль, после чего заливается «боевая» прошивка.
Радиомодем что это такое. Смотреть фото Радиомодем что это такое. Смотреть картинку Радиомодем что это такое. Картинка про Радиомодем что это такое. Фото Радиомодем что это такое
Собственно, на изображении 1 — вытравленная плата, 2 — установлена мелочёвка, 3 — залита тестовая прошивка, 4 — установлен радиомодуль, плата покрыта лаком, 5 — установлен экран от помех, из жести.

Прошивка

Ну, и в последнюю очередь, записывается рабочая прошивка. Также из Arduino.

Настройка

Настройка модема происходит при включении модема с замкнутым на +5V выводом «SET».
При этом в порт на скорости 9600 бод выдаётся настроечное меню, в котором можно поменять рабочую частоту, скорость последовательного порта и радиомодуля, и т.н. радиометку (RF Header), по которой модемы «сцепляются» друг с другом.
Обязательно нужно настроить радиометку, чтобы отделить свои модемы от остальных устройств. Крайне не рекомендуется метка OLRS (это метка по умолчанию для всех устройств Open LRS, к которым относится и модем).

Бег по граблям

Запись тестовой и «боевой» прошивки из Ардуино ведётся с использованием стандартного USB-UART преобразователя на FTDI. Разъём на модеме не совместим со стандартным «ардуиновским», подключать RX-TX, TX-RX, DTR-Reset, +5, GND. При отсутствии в хозяйстве FTDI (как так. ) — прошивку можно залить и при помощи ISP.
Есть в прошивке неустранённая недоработка. По-идее, скорость последовательного порта ограничена 115К. Однако, из-за записи в EEPROM uint — по факту скорость может быть не более 65535 бод. В связи с чем поставлена затычка — при превышении 65534 — записывается 57600. Если есть желание — можно отключить конфигурирование с компьютера, и задать скорость в прошивке. Однако, большого смысла это делать — нет, ибо максимальная скорость в аэро канале — 57600.
Также есть ограничение на длину пакета, принятого по последовательному порту. Это 37 байт. Это ограничение было введено авторами оригинального проекта, и, видимо, обусловлено глубиной буфера радиомодуля (64 байта). Тут я ничего не менял.

Хочу повторить!

Исходники, чертежи печатной платы, схема — находятся в каталоге по ссылке.

Вариант для плохишей (с)

Если 100 мВт вам недостаточно — есть вариант переделать этот модем на модуль RFM23BP. Его выходная мощность составляет 1 ватт.
Надо понимать, что использование такой штуки — незаконно в этой стране.

UPD.
По мотивам комментария. Проверил волновое сопротивления дорожки к SMA разъёму. В принципе, всё было неплохо (60 ом), однако, для пущего согласования немного изменил ширину дорожки. Заменил файл платы.

Источник

Радиомодемы Интеграл

Радиомодем что это такое. Смотреть фото Радиомодем что это такое. Смотреть картинку Радиомодем что это такое. Картинка про Радиомодем что это такое. Фото Радиомодем что это такое

Зачем нужен радиомодем?
Ответ: Радиомодем это устройство, предназначенное для передачи цифровых данных по радиоканалу. Существуют узкополосные и широкополосные радиомодемы. Мы производим узкополосные радиомодемы с полосой передачи 25 Кгц. Основное отличие узкополосных радиомодемов это низкая скорость передачи, но существенно большая дальность передачи, при тех же энергетических затратах на передачу. Также для узкополосных радиомодемов требуется небольшая полоса частот, что существенно облегчает получение лицензии на частоту. Основные области применения узкополосных радиомодемов системы связи, где не требуется высокая скорость передачи, но требуется большая область охвата и высокая надёжность радиосвязи. Узкополосные радиомодемы используются для дистанционного управления и получения телеметрии со стационарных и особенно подвижных объектов, самого различного назначения. Альтернативой узкополосным радиомодемам являются сотовые системы связи, современные сотовые телефоны по своей сути тоже радиомодемы. Но в отличие от сотовых систем связи, использование узкополосных радиомодемов хоть и требует наличие разрешения на радиочастоту, но при последующей эксплуатации нет никакой абонентской или иной платы. Канал связи всегда доступен, время доступа к объекту всегда минимально, трафик в сети предсказуем и управляем, в отличие от сотовых систем, где трафик и время доступа к радиоканалу не предсказуемо.

Чем радиомодем отличается от радиостанции?
Ответ: Радиомодем существенно отличается от радиостанции, в нём используется совсем другая схемотехника тракта приёмо-передачи по сравнению с обычными речевыми радиостанциями, основные отличия в схемотехнике приведены при ответе на следующий вопрос. Но передача данных с существенно меньшей скоростью и большим временем доступа к радиоканалу, возможна и через многие современные аналоговые и цифровые радиостанции.

Как устроен и работает радиомодем?
Ответ: Радиомодем состоит из двух основных блоков, первый блок это улучшенный, в сравнении с обычными речевым радиостанциями, аналоговый приемо-передатчик, второй блок цифровой: интерфейсов, микроконтроллера и цифрового модулятора сигнала.
Отличительной особенностью, приёмо-передатчика для радиомодема, являются: высокая стабильность опорной частоты, малое время выхода на режим! Для генератора приёмника важен низкий уровень фазовых шумов, а для входных цепей приемника равномерные: групповое время задержки (ГВЗ) и амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) в полосе пропускания. А также необходима высокая стабильность большинства параметров в температуре. Для обычных речевых радиостанций, требования ко многим параметрам приемо-передатчика и их стабильности в температуре не столь жёсткие. Для них изменение параметров в температуре или изначально существенно худшие параметры, приводит лишь к ухудшению слышимости речи и дальности связи, а в радиомодеме подобное приводит к полной неработоспособности цифрового радиоканала и чем выше скорость радиомодема, тем важнее стабильность параметров в температуре.
Цифровой блок может состоять из одного или нескольких микроконтроллеров и различных интерфесов: RS232, RS485, RS422, изернет(ethernet). Для обработки сигнала приходящего из радиоканала и его модуляции при передаче, могут использоваться, как высокопроизводительные микроконтроллеры типа цифровых сигнальных процессоров (DSP), так и специализированные микросхемы, по сути являющиеся теми же DSP с фиксированным алгоритмом работы, ещё называемые модемами. В схеме использующей модем специализированную микросхему, микропроцессор цифрового блока осуществляет, только управление такой микросхемой, сбором и буферизацией данных.
Рассмотрим кратко, как работает радиомодем. Цифровые данные, с различных интерфейсов, поступают в цифровой микропроцессор, который собирает, буферизирует, кодирует и отправляет цифровые данные либо на микросхему специализированного цифрового модулятора (модем), или же иногда сам осуществляет цифровую модуляцию аналогового ВЧ сигнала. Далее модулированный сигнал усиливается и поступает, на отдельный однокристальный модуль передатчика и затем через внешнюю антенну уходит в радиоканал. На приёмной стороне, аналогичный цифровой микроконтроллер непрерывно контролирует и оценивает уровень приёмного сигнала называемый RSSI. Как только данный уровень превышает определённый порог, называемый порогом обнаружения, устанавливаемый в районе 0.5-1 микровольт, процессор решает, появился радиосигнал и включает приёмник и модем в режим подстройки и поиска синхронизации. После обнаружения синхронизации, микроконтроллер или модем, начинают обрабатывать и декодировать поступающие из радиоканала цифровые данные! Далее полученные цифровые данные поступают во внешний интерфейс радиомодема.

Можно ли использовать радиомодем для связи двух компьютеров и подключения интернет?
Ответ: Да это возможно, через наш радиомодем «Интеграл» можно подключить любоё количество компьютеров как к интернет, так и соединить все компьютеры в локальную сеть. Подключение возможно через последовательные порты RS232, RS422, RS485, USB (через переходник), стандартный изернет(ethernet) интерфейс 10/100BASE-TX/FX. Наличие встроенного изернет интерфейса позволяет строить интернет радиосеть (radioethernet) напрямую, без дополнительных внешних устройств, а благодаря прозрачности такой сети нет необходимости в сложной изернет настройке радиомодемов и подключаемых к сети устройств. Необходимо отметить, что подобные радиосети строятся под задачи, где необходима устойчивая радиосвязь, но не требуется высокая скорость передачи, как правило, это контроллеры телеметрии, банкоматы, IP камеры, системы охраны. И так как радиомодемы Интеграл могут передавать с большой выходной мощностью (до 25 Вт), поэтому для эксплуатации обязательно нужна лицензия на радиочастоту. Дополнительно о подключении интернета через радиоканал вы можете прочитать в ответе на следующий вопрос. А также радиомодемов, через встроенные интерфейсы можно прочитать в следующей статье.

Есть ли у Вас сертификат ГКРЧ?
Ответ: Да у нас есть сертификат ГКРЧ, и все необходимые разрешения. Копии выдаются при покупке радиомодемов или по Вашему запросу.

Как работает маршрутизация пакетов?
Ответ: Маршрутизация работает следующим образом, радиомодем, выполняющий маршрутизацию или иначе ретрансляцию, принимает пакет данных от удалённого радиомодема и затем на той же радиочастоте передаёт принятый пакет ещё раз или в случае установки двух радиомодемов, этот пакет передаётся на другой радиочастоте.

Как работает сетевой контроллер?
Ответ: Контроллер работает по принципу центрального управления всеми радиомодемами в одной радиочастотной сети. В сети выбирается один радиомодем сигнал от которого видят все остальные радиомодемы в сети, назовём данный модем центральной станцией. В зависимости от выбранного способа управления, центральная станция (ЦС) формирует синхронизирующие или управляющие посылки для всех модемов в такой радиосети, радиомодемы занимают канал только либо в своём синхронизированном во времени окне, либо по команде с ЦС. Контроллер сети позволяет избегать конфликты в радиосети и использовать частотный ресурс максимально эффективно.

Имеется ли возможность доработки модемов для решения конкретных задач?
Ответ: Это возможно, так как радиомодем полностью наша разработка, и мы можем оперативно изменить как программное обеспечение, так и аппаратную реализацию радиомодема, для удовлетворения Ваших условий эксплуатации и требований на передачу данных.

При использовании радиомодемов на подвижном объекте происходят периодические пропадания пакетов, с чем это может быть связано?
Ответ: Указанная проблема, действительно существует и может быть вызвана несколькими факторами. В первую очередь следует проверить сам радиоканал, что в нём отсутствуют мешающие источники сигналов, это легко сделать с помощью нашего радиомодема подключённого к компьютеру, на котором установлена программа диагностики. Также необходимо учесть и наличие импульсных радиопомех, например, от работы промышленного оборудования и других источников связи, которые тоже способны выбивать длительные фрагменты переданного радиосигнала. Для борьбы с импульсными радиопомехами следует использовать помехоустойчивое кодирование. Рассмотрим ещё одну основную причину потери пакетов, обусловленную так называемым эффектом многолучёвости. В общем, виде многолучёвость это наложение нескольких радиоволн в точке приёма, вызванное переотражениями от различных соизмеримых с длиной волны предметов или иных препятствий. Например, от железнодорожных перекрытий, металлических конструкций, различных проводов, труб и т.п. Переотражение радиоволн делает структуру радиополя неравномерной в пространстве, иначе говоря, в одной точке радиоволны складываются, а в другой вычитаются, при движении это приводит к сильному изменению уровня принимаемого сигнала. Основной способ борьбы с данным явлением, так называемый разнесённый приём. Разнесённый приём это одновременный, синхронный приём на несколько радиоантенн, с анализом качества принимаемого радиосигнала и выбором наиболее лучшего сигнала из всех принимаемых. Причём антенны должны быть разнесены как минимум, на пол длины волны друг от друга. Также, но в существенно меньшей степени, помогает оптимизация антенно-фидерного тракта, смотрите ответ на следующий вопрос.

Мы установили радиомодемы на свои объекты, часть из наиболее удалённых объектов не работает, хотя расстояние до объектов не большоё?
Ответ: В первую очередь следует провести ревизию всего антенно-фидерного тракта. Посмотрите, каким высокочастотным кабелем, какой длины радиомодем подключён к антенне, посчитайте затухание в указанном кабеле. Например, при частоте 400-500 Мгц на кабеле RG58U реальное затухание составит порядка 3,5дБ на 10 метров, т.е. на 10 метрах сигнал будет ослаблен практически в два раза, а уже на 30 метрах почти в 10 раз! Поэтому, по возможности устанавливайте радиомодем как можно ближе к антенне, а для доставки данных к радиомодему используйте интерфейс RS485, RS422 если возможности установить радиомодем рядом с антенной нет, то следует укладывать качественный, высокочастотный радиокабель с малыми потерями, 7-9 дБ/100 м (на частоте 400-500 Мгц), например, кабель РК50-7-35. В случае внешней уличной укладки используйте кабель с внешней оболочкой из светостабилизированного полиэтилена, а не из фторопласта или PVC(поливинилхлоридный пластикат), кабель с оболочкой из полиэтилена в уличных условиях прослужит значительно дольше, особенно в сравнении с недорогими ВЧ кабелями с оболочкой PVC. Кабели с оболочкой из PVC, особенно недорогих марок, не предназначенных для внешней укладки, со временем в уличных условиях теряют свои электрические параметры, и связь может становиться неустойчивой, зависеть от погоды или пропадать вовсе. Перед укладкой кабеля по возможности проверяйте затухание в кабеле с уже заделанными разъёмами, как показывает практика даже в случае самого аккуратного и правильного монтажа разъёмов, порой возможны очень большие затухания именно в местах установки разъёмов. Если не требуется иного, используйте антенны направленного действия и с возможно большим коэффициентом усиления. Устанавливайте максимально возможную разрешённую мощность. Ещё одной причиной отсутствия сигнала в точке приёма может быть многолучёвость, описанная в ответе на предыдущий вопрос. В случае стационарных объектов, достаточно передвинуть место установки антенны на небольшое расстояние или изменить высоту подвеса, по возможности одновременно контролируя уровень приёмного сигнала с помощью наших радиомодемов. Отсутствие сигнала может быть обусловлено и так называемой радиотенью. Радиотень это место почти полного отсутствия принимаемого радиосигнала, обусловленная поглощением радиосигнала препятствиями на пути его распространения. В городе такую радиотень могут создавать несколько плотно стоящих высотных домов, за городом особенности рельефа. Решение проблемы радиотени, возможно с помощью использования радиорепитеров, а также повышением высоты подъёма и коэффициента усиления антенны.

Какой блок питания необходим для Вашего радиомодема. Возможна ли поставка блока питания и антенно-фидерных устройств в комплекте с радиомодемом?
Ответ: Достаточно любого промышленного, в том числе импульсного, блока питания мощностью не менее 70Вт, напряжением от 12 до 80 В. По Вашему запросу, мы комплектуем радиомодемы, блоками питания, антеннами, ВЧ разъёмами, ВЧ кабелем, в том числе и с установленными на кабель разъёмами с полной проверкой на затухание, всем, что необходимо для быстрого подключения и начала эксплуатации радиомодемов.

Какова максимальная дальность работы ваших радиомодемов?
Ответ: Максимальная дальность радиомодемов всегда определяется рядом факторов. Главные, из которых местность, высота подъема и тип используемых антенн. Для общего случая, при использовании всенаправленной антенны на базовой станции и направленных антенн на удаленных станциях, в городских условиях дальность составит 10-15 км, в сельской местности 20-30 км. Указанное расстояние можно повысить с помощью увеличения высоты подъема антенн и использования направленных антенн с большим коэффициентом усиления. Максимальное теоретическое расстояние составляет 50 км, на нашей практике максимальное расстояние составило порядка 37 км.

Какое оборудование необходимо для подключения интернета через радиоканал, можно ли использовать ваш радиомодем для подключения интернета?
Ответ: В последнее время очень часто к нам обращаются с задачей передачи обычного интернета на небольшое расстояние через радиоканал, так называемый вопрос «последней мили». Для подобных задач существует целый ряд оборудования, о котором кратко постараюсь рассказать чуть ниже, а наш и все подобные узкополосные радиомодемы для этого категорически не предназначены. Несмотря на то, что передача данных, конечно же, возможна, скорость подобных устройств слишком низкая чтобы решить проблему удлинения интернета для обычных пользователей, удлинить интернет таким образом можно только для устройств, которым необходима и достаточна небольшая скорость передачи данных в пределах 10-20 Кбит/сек. Еще раз отмечу, что большинство современных устройств настроенных на работу в сетях 10/100 Мбит/сек, при небольших скоростях доступа не работают или работают с постоянными зависаниями, потому следует выбирать широкополосные высокоскоростные радиомодемы и системы передачи данных. К таким скоростным системам относится радиорелейное оборудование и широкополосные радиомодемы. Большинство данного оборудования, которое не требует разрешения, работает в диапазоне 71-76 и 81-86 ГГц, и на данный момент для удлинения последнего километра являются оптимальным решением. В случае необходимости пробития нескольких километров используются широкополосные радиомодемы и радиорелейные станции на существенно более низкие частоты, но все они, как правило, требуют получения разрешения на радиочастоту. Как альтернатива можно пользоваться и платными сетями общего доступа, спутниковый интернет и сотовые системы передачи данных 2G/3G/4G(LTE).

Вы можете задать свой вопрос на следующей странице.

Источник

Радиомодемы

РАДИОМОДЕМЫ

Радиомодемы применяются для сбора данных с удаленных датчиков, для создания беспроводных каналов связи между компьютерным оборудованием, для телеметрии, для передачи данных на табло и информационные панели, в промышленности для дистанционного управления механизмами.

Краткое описание радиомодемов

WIZ2-434-RS, WIZ2-434-RSB

WIZ-434-SML-IA/5V, WIZ-434-SML-IA/12V

WIZ-7020A-4

Модем предназначен для последовательной передачи данных по протоколу RS-232 с проверкой принятого пакета данных. Антенна выполнена в виде печатных проводников на самой плате. Управление приемопередатчиком серии XTR-7020 и контроль синхронизации возложен на микроконтроллер, что облегчает подключение и использование модема. Следует отметить, что следует применять адаптер для конвертации уровней напряжения с RS-232 в ТТЛ и обратно (W232-ADAPTER)
Управление модемом осуществляется с помощью AT-команд, совместим с ПО HyperTerminal, скорость передачи данных от 9600 до 115100 бит/с.
Легкий перевод модема с интерфейса RS-232 на интерфейс RS-485 и обратно по активации одного из выводов приемопередатчика.

WIZ-869-TRS

Модем предназначен для последовательной передачи данных по протоколу RS-232. Антенна выполнена в виде печатных проводников на самой плате. Управление приемопередатчиком серии XTR-869-TRS и контроль синхронизации возложен на микроконтроллер, что облегчает подключение и использование модема. Следует отметить, что следует применять адаптер для конвертации уровней напряжения с RS-232 в ТТЛ и обратно (W232-ADAPTER)
Управление модемом осуществляется с помощью AT-команд, совместим с ПО HyperTerminal, скорость передачи данных от 9600 до 38400 бит/с. По габаритным размерам меньше семейства радиомодемов WIZ-xxx-SML-IA.

Технические описания на модемы в формате PDF:

Источник

Разделы сайта

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

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:

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:

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:

Основные характеристики радиомодемов

Назначение (область применения)

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

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.

Рекомендации МЭС-Р по подвижной сухопутной радиосвязи.

Рекомендация МЭС-Р АХ.25 (регламентирует алгоритмы функционирования пакетных радиосетей).

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

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:

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:

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

Наименование радиомодема (производитель)

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *