В настоящей статье рассматриваются технические характеристики и функциональные возможности узкополосного радиомодема Guardian УКВ-диапазона, предназначенного для замены широко используемых в настоящее время в российском топливно-энергетическом комплексе радиомодемов Dataradio T-Base/T-96SR производства американской компании CalAmp. Новый радиомодем Guardian полностью совместим с заменяемым оборудованием. Он позволяет (может) продлить сроки эксплуатации действующих радиосетей за счет постепенной замены эксплуатируемого оборудования без модификации схемы коммутации в радиосети. Применение нового модема в действующих радиосетях позволяет последовательно повышать их функциональные возможности. Представленные в статье данные актуальны для построения технологических радиосетей сбора данных и управления нового поколения, в том числе, предназначенных для обслуживания Интеллектуальных электроэнергетических сетей (Smart Grid, «умная» или активно-адаптивная сеть).
С середины девяностых годов прошлого столетия в составе узкополосных технологических радиосетей обмена данными значительной части ведущих компаний топливно-энергетического комплекса активно эксплуатируются радиомодемы Dataradio T-96SR и базовые станции/ретрансляторы T-Base (T-96SR). Наиболее крупные радиосети на данном оборудовании развернуты в компаниях Amoco, Chevron, Exxon, Shell и Texaco (США), British Petroleum (Великобритания), Kuwait Oil Company (Кувейт), Saudi Aramco (Саудовская Аравия). В Российской Федерации оборудование успешно используется в радиосетях практически всех топливно-энергетических компаний, включая АО «Газпром» и «Связьтранснефть», а также значительной частью электроэнергетических компаний, включая ОАО «ЕвроСибЭнерго», «МРСК Сибири», РАО «Энергетические Системы Востока». По оценке многих международных экспертов из США, Канады, Австралии и Новой Зеландии, данные радиомодемы остаются лучшим решением для телеметрических радиосетей реального времени.
Однако в связи с тем, что радиомодемы Dataradio T-96SR/ T-Base выпускались более 15 лет без существенной модернизации, было принято решение о прекращении их производства. Для замены радиомодемов специалистами компании CalAmp (приобрела права на выпуск оборудования Dataradio) разработан и запущен в серийное производство перспективный радиомодем Guardian-100/200/400/900. Данный радиомодем стал основой радиотехнической платформы «Т», которая включает в себя радиомодем для удаленного объекта, ретранслятор и базовую станцию. В рамках программы импортозамещения производство базовой станции/ ретранслятора T-Base (Guardian), работающего в симплексном, полудуплексном или дуплексном режимах, было освоено ЗАО «НПП «Родник», которое выполняет сборку оборудования на собственной технической базе в г.Москве.
Основные технические характеристики радиомодема Guardian представлены в Таблице 1.
Таблица 1.
|
Общие характеристики |
Радиомодем Guardian |
||||
|---|---|---|---|---|---|
|
ОВЧ |
200 МГц |
УВЧ |
900 МГц |
||
|
Диапазон частот, МГц |
136-174 |
215-240 |
406-470, 450-512 |
928-960 |
|
|
Шаг сетки частот, кГц |
25 или 12,5 (настраивается программно) |
||||
|
Тип излучения |
9K55F1D, 9K35F1D, 11K6F1D, 14K6F1D, 16K4F1D |
||||
|
Потребляемый ток: |
|||||
|
- прием, мА |
360 (10 В); 200 (20 В); 150 (30 В) |
||||
|
- передача 40 дБм (10 Вт), А |
4,6 (10 В); 2,04 (20 В); 1,37 (30 В) |
||||
|
- передача 30 дБм (1 Вт), А |
1,2-3,6 (10 В); 0,6-1,8 (20 В); 0,4-1,2 (30 В) |
||||
|
Номинальная задержка при холодном старте, с |
20 |
||||
|
Рабочее напряжение, В |
10-30, постоянный ток |
||||
|
Рабочая температура, °C |
от -30 до 60 |
||||
|
Температура хранения, °C |
от -45 до 85 |
||||
|
Влажность, % |
5-95 (без образования конденсата) |
||||
|
Габаритные размеры, см |
13,97 (Ш) х 10,80 (Г) x 5,40 (В) |
||||
|
Масса (в упаковке), кг |
1,1 |
||||
|
Рабочий режим |
Симплекс, полудуплекс, дуплекс |
Симплекс, полудуплекс |
|||
|
Приемник |
|||||
|
Чувствительность (вероятность ошибки 1х10-6), дБм: |
|
||||
|
- 25 кГц |
-100 (19,2 кбит/с), -107 (9,6 кбит/с), -110 (4,8 кбит/с) |
||||
|
- 12,5 кГц |
-107 (9,6 кбит/с), -110 (4,8 кбит/с) |
||||
|
Подавление помех по соседнему каналу, дБ |
60/12,5 кГц; 70/25 кГц |
||||
|
Интермодуляция, дБ |
>75 |
||||
|
Избирательность, дБ |
>70/25 кГц; >60/12,5 кГц |
||||
|
Передатчик |
|||||
|
Полоса пропускания без подстройки, МГц |
38 |
38 |
64 (406,1-470) |
32 |
|
|
62 (450-512) |
|||||
|
Выходная мощность при напряжении 13,6 В, Вт |
1-10 |
1-8 |
|||
|
Время атаки, мс |
<1 |
||||
|
Время переключения между каналами, мс |
<15 |
||||
|
Импеданс, Ом |
50 |
||||
|
Цикл работы на передачу, % |
100 |
||||
|
Стабильность частоты, ppm |
1,0 |
||||
|
Интерфейсы |
RS-232 (DB9) |
||||
|
Антенна |
TNC (мама) – прием/передача, SMA (мама) – прием (для дуплексных моделей) |
||||
|
Модем |
|||||
|
Скорость, кбит/с |
4,8; 9,6; 19,2 |
||||
|
Индикация |
Питание, состояние, подключение к ЛВС, работа ЛВС, прием/передача |
||||
|
Вид модуляции |
2FSK |
||||
Основные технические характеристики базовой станции/ретранслятора T-Base (Guardian) представлены в Таблице 2.
Таблица 2.
|
Общие характеристики |
Базовая станция/ретранслятор T-Base (Guardian) |
||||
|
ОВЧ |
200 МГц |
УВЧ |
900 МГц |
||
|
Диапазон частот, МГц |
136-174 |
215-240 |
406-470 450-512 |
928-960 |
|
|
Шаг сетки частот, кГц |
25 или 12,5 |
||||
|
Тип излучения |
9K55F1D, 9K35F1D, 11K6F1D, 14K6F1D, 16K4F1D |
||||
|
Потребляемый ток: |
|
||||
|
- прием |
360 мА (10 В); 200 мА (20 В); 150 мА (30 В) |
||||
|
- передача 40 дБм (10 Вт) |
4,6 А (10 В); 2, 04 А (20 В); 1,37 А (30 В) |
||||
|
- передача 30 дБм (1 Вт) |
1,2-3,6 А (10 В); 0,6-1,8 А (20 В); 0,4-1,2 А (30 В) |
||||
|
Номинальная задержка при холодном старте, с |
20 |
||||
|
Рабочее напряжение, В |
10-30, постоянный ток |
||||
|
Рабочая температура, °C |
от -30 до +60 |
||||
|
Температура хранения, °C |
от -45 до +85 |
||||
|
Влажность, % |
5-95, без образования конденсата |
||||
|
Габаритные размеры, см |
13,1 (Ш) x 47,5 (В) x 23,1 (Г) |
||||
|
Масса (в упаковке), кг |
5,2, с дуплексером |
||||
|
Рабочий режим |
Симплекс, полудуплекс, дуплекс |
Симплекс, полудуплекс |
|||
|
Приемник |
|||||
|
Чувствительность (вероятность ошибки 1х10-6), дБм: |
|
||||
|
- 25 кГц |
-100 (19,2 кбит/с), -107(9,6 кбит/с), -110 (4,8 кбит/с) |
||||
|
- 12,5 кГц |
-107 (9,6 кбит/с), -110 (4,8 кбит/с) |
||||
|
Подавление помех по соседнему каналу, дБ |
60/12,5 кГц; 70/25 кГц; |
||||
|
Интермодуляция, дБ |
>75 |
||||
|
Избирательность, дБ |
>60/12,5 кГц; >70/25 кГц |
||||
|
Передатчик |
|||||
|
Полоса пропускания без подстройки, МГц |
38 |
38 |
64 406,1-470 МГц |
32 |
|
|
62 450-512 МГц |
|||||
|
Выходная мощность при напряжении 13,6 В, Вт |
1-10 |
1-8 |
|||
|
Время атаки, мс |
<1 |
||||
|
время переключения между каналами, мс |
<15 |
||||
|
Импеданс, Ом |
50 |
||||
|
Цикл работы на передачу, % |
100 |
||||
|
Стабильность частоты, ppm |
1,0 |
||||
|
Интерфейсы |
RS-232/422/485 |
||||
|
Антенна |
N-типа (мама) |
||||
|
Модем |
|||||
|
Скорость кбит/с |
4,8; 9,6; 19,2 |
||||
|
Индикация |
Питание, состояние, подключение к ЛВС, работа ЛВС, прием/передача |
||||
|
Вид модуляции |
2FSK |
||||
Радиомодем Guardian и базовая станция/ретранслятор T-Base (Guardian) имеют следующие отличия от заменяемых радиомодемов Dataradio T-96SR и T-Base (T-96SR):
- более широкий диапазон настройки выходной мощности;
- 100% цикл работы на всех моделях;
- программируемый шаг сетки радиочастот 25 и 12,5 кГц;
- поддержка интерфейсов RS-232/422/485;
- диагностика технического состояния в оперативном и автономном режимах;
- более широкий диапазон входящего напряжения питания;
- поддержка работы в режиме RTS/CTS и DOX;
- наличие оборудования на диапазон 215-240 и 928-960 МГц.
Радиомодем Guardian представляет собой асинхронное «прозрачное» устройство реального времени, не требующее сложной настройки и использующее внешний протокол обмена данными. Данные передаются в радиоканал в той последовательности, в которой были приняты радиомодемом от контроллера, терминала или компьютера по интерфейсу RS-232/422/485 без искажений и дополнительной обработки.
Радиомодем Guardian предназначен для построения современных радиосетей удаленного сбора данных и управления стационарными объектами. Он имеет встроенный специализированный приемопередатчик, использующий технологию SDR1 (Software Defined Radio) с малым временем доступа к радиоканалу на основе современного цифрового сигнального процессора. Обеспечивает асинхронный обмен данными на скоростях 19200, 9600 или 4800 бит/с в радиоканалах с шагом сетки радиочастот 25 или 12,5 кГц. Поддерживает работу практически всех основных промышленных протоколов, включая ModBus, ModBus-RTU и AB DF1.
Встроенная функция удаленной диагностики позволяет в реальном масштабе времени контролировать состояние устройства (наличие питания, температуру, напряжение, мощность сигнала, наличие соединения с антенно-фидерными устройствами). Это позволяет (дает возможность) строить на основе радиомодема Guardian технологические радиосети обмена данными повышенной надежности и живучести с контролем технического состояния каждого устройства в составе радиосети в масштабе времени, близком к реальному.
Радиомодем Guardian поддерживает работу в режиме DOX (data-activated transmit), не требующем использования сигналов управления потоком RTS/CTS: передача инициализируется поступлением данных на порт радиомодема. Также поддерживает управление сигналами RTS/CTS, когда скорость передачи данных от терминального устройства превышает скорость обмена данными в радиоканале и имеет два последовательных порта: для передачи данных и настройки.
Радиомодем Guardian выпускается в дуплексном варианте и может использоваться для создания дуплексной базовой станций или ретранслятора. В этом случае он оснащается дополнительным антенным портом и может работать на две или одну (с использованием внешнего дуплексера) антенну.
Таким образом, технические и функциональные возможности радиомодема Guardian позволяют использовать его для создания современных узкополосных технологических радиосетей обмена данными в топливно-энергетическом комплексе совместно или для замены применяемых в настоящее время радиомодемов Dataradio T-Base/T-96SR.
