Радиомодемы – это технические приборы, которые используются для передачи данных в труднодоступные места. Например, у вас есть дом в горах, куда не дотягивает ни один телевизионный кабель, и нет возможности провести стационарный телефон, хотя очень нужно. Для этого существует радиомодем – прибор позволяющий передавать любые данные практически на любые расстояния на определенной радиочастоте.
Данный прибор представляет собой высокотехнологическое средство, которое позволяет работать на больших расстояниях.
Еще одним важным достоинством этого прибора является то, что с его помощью вы можете передавать важные данные на большие расстояния, не боясь, что они кому-то попадут в руки. Как правило, данное свойство модема является полезным для владельцев крупного бизнеса, которые с его помощью могут не беспокоится о том, что важная информация, которая пребывает в собственности фирмы, попадет в руки кому-то еще. Кроме ее сотрудников.
Как видим, предназначение радиомодема самое широкое. Это устройство можно использовать для самых разных целей, в том числе и для передачи сигналов телевидения и радио.
Роль радиомодема в передачи телесигналов
Изначально радиомодем был придуман, как техническое устройство, позволяющее передавать телерадиосигналы в труднодоступные места. Так, среди таких мест следует выделить поселки городского типа и деревни, которые находятся в глуши нашего государства. Как правило, в таких поселках обычные антенны из-за плохой связи не могут поймать сигналы телевизионных каналов, транслируем за несколько сотен километров от них. Часто бывает, что даже спутниковую антенну в данном регионе установить невозможно. А вот подключить портативный, компактный радиомодем к своему телевизору, вы сможете в любом месте, что даст вам просматривать любимые фильмы и телепередачи в том месте, в котором вы находитесь.
Преимущества радиомодема перед спутниковой антенной
Важными преимуществами радиомодема перед спутниковой антенной заключается в том, что это устройство способно улавливать диапазоны всех радиочастот, которые проходят в округе, в отличие от антенны, которая четко настроена на один спутниковый сигнал. Радиомодем – устройство портативное: сегодня он может стоять у вас дома, а завтра вы сможете забрать его на дачу. Все это говорит о полезности данного устройства.
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.
Здесь мы делимся самой большой ценностью наших коллег и партнёров: опытом и знаниями. Читай, изучай и развивай свои профессиональные навыки. Давай расти вместе!
Новости и обновления
Техподдержка и сервис
Руководство по беспроводной передаче данных с использованием радиомодемов
Руководство по беспроводной передаче данных с использованием радиомодемов
Ниже представлена краткая аннотация перевода статьи компании PacificCrest, выполненного учебным центром АО «ПРИН». Полную версию статьи можно скачать по ссылке.
Для чего в RTK съёмке используются радиомодемы
Часто геодезистам требуется выполнять съёмку или разбивочные работы в малонаселённых или труднодоступных местах, где осуществление связи по каналам GSM/GPRS затруднено или полностью отсутствует. В таком случае для передачи поправок в режимах DGPS или RTK используется радиосвязь. При этом базовая станция GNSS находится на фиксированном известном пункте и формирует дифференциальные поправки. Затем поправки транслируются на мобильный приёмник (ровер), используемый в геодезических или навигационных целях, посредством передачи информации на радиочастотах.
Для передачи данных требуется наличие (встроенного в приёмник или внешнего) передающего радиомодема на базе и приёмного радиомодема на ровере.
Особенности построения системы передачи данных с использованием радиомодемов
Важным фактором в процессе создания системы передачи данных по радио является не только мощность передающего радиомодема, но и правильно подобранные компоненты всей системы, в том числе соединительные кабели и антенны. Выбрав мощный радиомодем можно не полностью раскрыть его возможности по обеспечению дальности передачи данных при использовании некорректно подобранных антенн и соединительных кабелей.
Немаловажным является и правильное размещение передающей антенны, т.к. на распространение радиосигнала значительно влияет форма рельефа.
Что вы узнаете, прочитав статью
Данная статья описывает вопросы и особенности при передаче данных с использованием радиомодемов. Основная цель руководства – познакомить пользователя с основными требованиями для передачи данных, особенностями настройки беспроводного соединения, а также с вопросами диагностики и решения проблем при настройке систем передачи данных.
Вам не потребуются глубокие теоретические знания для изучения руководства, достаточно только понимать базовые принципы создания и настройки беспроводной передачи данных.
В статье приводятся некоторые формулы и таблицы позволяющие оценить эффективность системы передачи данных при помощи радиомодемов.
Также для этого можно воспользоваться РСС Range Estimator – ПО, распространяемое Pacific Crest Corporation, которое содержит полезные инструменты для оценки производительности системы передачи данных с использованием радиомодемов.
РСС Range Estimator лучше всего использовать в качестве справочного инструмента, чтобы увидеть, как различные параметры настройки влияют на покрытие. Фактическая производительность системы из-за значительно меняющегося ландшафта не может быть оценена при помощи данной программы.
В Приложении к руководству приведён краткий словарь, который поможет читателю разобраться в терминологии, применяемой при передаче данных с использованием радиомодемов.
Лицензирование радиосвязи
Следует помнить, что узкополосные радиомодемы необходимо лицензировать в соответствии с законодательством. При работе без разрешения, Вы можете подвергнуться штрафам и конфискации оборудования. Административные учреждения, такие как ГКРЧ (Государственная комиссия по радиочастотам), FCC (Федеральная комиссия по связи (США) и ETSI (Европейский институт телекоммуникационных стандартов) устанавливают ограничения по мощности, которая может быть использована на определенной частоте или для конкретных условий применения.
В Приложении к руководству приводится постановление Правительства РФ «О порядке регистрации радиоэлектронных средств и высокочастотных устройств».
Передача данных по радиоканалу во многих случаях надёжнее и дешевле, чем передача по коммутируемым или арендованным каналам, и особенно по каналам сотовых сетей связи. В ситуациях, в связи с отсутствием развитой инфраструктуры связи, использование радиосредств для передачи данных часто является единственно разумным вариантом организации связи. Сеть передачи с использованием радиомодемов может быть развёрнута практически в любом географическом регионе. В зависимости от используемых радиостанций такая сеть может обслуживать своих абонентов в зоне радиусом от единиц до сотен километров. Огромную практическую ценность радиомодемы имеют там, где необходима передача небольших объёмов информации (документов, справок и т.д.).
Рекомендация AX.25 устанавливает единый протокол обмена пакетами, т.е. обязательный для всех пользователей пакетных радиосетей порядок обмена данными. Стандарт AX.25 представляет собой переработанную для пакетных радиосетей версию стандарта X.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 AX.25 предусматривает множественный доступ в канал вязи с контролем занятости. Все пользователи сети считаются равноправными. Прежде чем начать передачу радиомодем «слушает» свободен или нет канал. Если занят, то передача откладывается до момента его освобождения. Возможно, что в этот же момент начнёт передачу и другой модем. В этом случае произойдёт наложение сигналов, в результате чего данные серьёзно исказятся. Передающий радиомодем узнает об этом получив отрицательное подтверждение от принимающего или в результате тайм-аута. В такой ситуации он обязан повторить передачу.
Согласно Рекомендации AX.25 кадры подразделяются на служебные и информационные и имеют следующий формат:
При реализации сетевого (третьего) уровня протокола AX.25 используется поле определённого протокола, кот. выступает как часть информационного поля и является необязательным.
Контрольное поле кадра (CRC-16) предназначено для обнаружения ошибок в кадре при его передаче.
Физическая реализация радиомодемов
Перед передачей кадра контроллер включает модем с помощью сигнала по линии PTT, а по линии TxD посылает кадр в коде NRZ-I. Модем модулирует получаемую информацию в соответствии с принятым способом модуляции. Промодулированный сигнал с выхода модулятора поступает на микрофонный вход MIC передатчика.
При приёме кадров модулированная последовательность импульсов несущая поступает с выхода EAR приёмника 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 специальный детектор, вырабатывающий на своём выходе сигнал занятости канала. Сигнал PTT, помимо включения модулятора, также выполняет функцию переключения мощности передачи.
В пакетной радиосвязи на базе типовых радиостанций применяется два способа модуляции для КВ и УКВ. На КВ 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 резонанс 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 для «1».
телевизионных каналов, транслируем за несколько сотен километров от них. Часто бывает, что даже спутниковую антенну в данном регионе установить невозможно. А вот подключить портативный, компактный радиомодем к своему телевизору, вы сможете в любом месте, что даст вам просматривать любимые фильмы и телепередачи в том месте, в котором вы находитесь.
