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.