什么是數(shù)傳無線對講機(jī)?
按照原國家無線電管理委員會的《關(guān)于印發(fā)超短波遙測遙控?cái)?shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)頻段規(guī)劃的通知》,我國無線電管理部門將 220MHz 頻段規(guī)定為數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的專用頻段,其標(biāo)準(zhǔn)頻率范圍為 223.025MHZ —— 235.000MHz 。由于 220MHz 頻段的對講機(jī)主要用于點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)的無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ艠I(yè)務(wù),而且用此業(yè)務(wù)的對講機(jī)大多數(shù)是在固定狀態(tài)下使用,因此在行業(yè)內(nèi)人們習(xí)慣稱它們?yōu)?220MHz 數(shù)傳電臺。除 220MHZ 頻段外,國家無線電管理部門還規(guī)定 821MHz —— 870MHz 和 2.4GHz 頻段也可用于數(shù)據(jù)傳輸。本文主要介紹的是 220MHz 的數(shù)傳電臺。 220MHz 數(shù)傳電臺適用于各類無線三遙(遙測、遙信、遙控)系統(tǒng)中的無線數(shù)據(jù)的采集、控制和傳輸。廣泛應(yīng)用于水文水利、電力電網(wǎng)、鐵路公路、燃?xì)庥吞?、輸油供熱、氣象地震、測繪定位、環(huán)保物流等工業(yè)自動化控制的監(jiān)測、監(jiān)控、報(bào)警等系統(tǒng)中。其使用領(lǐng)域和部門十分廣闊,已涉及到國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活的方方面面,如電力調(diào)度和電力負(fù)荷的監(jiān)控,電網(wǎng)配變站的監(jiān)控、水文的水情監(jiān)測、水庫的水量數(shù)據(jù)收集、城市供水系統(tǒng)監(jiān)測、污水處理系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)控、城市路燈及交通信號燈的監(jiān)控、防空警報(bào)器控制、油田油井網(wǎng)管監(jiān)控、輸油輸氣網(wǎng)管監(jiān)控、工業(yè)智能儀表的無線抄表(近、遠(yuǎn)程的水、電、氣表)、高速公路交通網(wǎng)的監(jiān)測監(jiān)控、城市公交車輛的調(diào)度、鐵路信號應(yīng)急通信系統(tǒng)、鐵路供水集中控制、 GPS 定位和 GIS 數(shù)據(jù)信息傳輸、地震專網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸、大氣環(huán)境的監(jiān)測、專用行動數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、金融證券交易通信系統(tǒng)、實(shí)時(shí)彩票交易系統(tǒng)、郵政系統(tǒng) POS 聯(lián)網(wǎng)、車輛物流倉庫的監(jiān)管、礦山測繪、勘探及生產(chǎn)的監(jiān)測、冶金化工系統(tǒng)的工業(yè)自動化控制、安防消防監(jiān)控等。在這些系統(tǒng)中通過數(shù)傳電臺將遠(yuǎn)端采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、可靠地發(fā)送到各級監(jiān)控中心,并接收各級監(jiān)控中心的控制指令,從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送。它是無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中專用的無線數(shù)據(jù)傳輸通道,在系統(tǒng)中是不可缺少的一部分,在很多情況下,它是以嵌入式安裝在各類儀器儀表及設(shè)備中進(jìn)行工作。
220MHz 數(shù)傳電臺主要以數(shù)據(jù)傳輸為主、話音通信為輔,可數(shù)話兼容。傳輸速率一般為1200BPS和2400BPS ,也有部分?jǐn)?shù)傳電臺傳輸速率可達(dá)到4800BPS和 9600BPS 的高速率,數(shù)字?jǐn)?shù)傳電臺速率可達(dá)到19600BPS,如美國MDS系列和澳大利亞MD9220數(shù)字?jǐn)?shù)傳電臺。一般數(shù)傳電臺都采用模擬技術(shù)。由于技術(shù)上的局限性,其傳輸速率、數(shù)據(jù)容量、傳輸距離、收發(fā)轉(zhuǎn)換時(shí)間等方面受到一定的限制,常用在傳輸速率相對低、誤碼率要求不是十分高、數(shù)據(jù)容量不很大,可靠性、穩(wěn)定性要求也不是特別高的系統(tǒng)中。對于要求高速、遠(yuǎn)距離、大容量、高可靠、高穩(wěn)定系統(tǒng),則應(yīng)采用數(shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)傳電臺。數(shù)字通訊信號處理(DSP)技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了數(shù)傳電臺的技術(shù)水平,使之能成為高可靠、高穩(wěn)定、高性能的產(chǎn)品成為可能,當(dāng)然數(shù)字?jǐn)?shù)傳電臺的價(jià)格要高很多。
220MHz 數(shù)傳電臺和常規(guī)對講機(jī)不同之處在于,它長期處于無人值守的工作狀態(tài),而且其工作環(huán)境很復(fù)雜,不少設(shè)備都安置在野外,供電狀況也不穩(wěn)定,溫差變化也大。因此數(shù)傳電臺和其它常規(guī)對講機(jī)有許多不同,從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)到技術(shù)指標(biāo)及對環(huán)境指標(biāo)的要求比常規(guī)對講機(jī)要高很多。其主要特點(diǎn)有以下幾點(diǎn): 1. 設(shè)備的高可靠性和高頻率穩(wěn)定度,傳輸誤碼率( BER )要低。誤碼率是計(jì)算可靠性的指標(biāo),一般通訊系統(tǒng)的誤碼率為 0.000001 。 2. 設(shè)備的抗干擾能力要強(qiáng),散熱性要佳,要能夠適應(yīng)在惡劣環(huán)境及電磁環(huán)境下長期工作,其工作的溫度范圍要寬。 3. 工作時(shí)有守候電流盡可能要小,功耗要低,耗電要省,工作電壓范圍要寬,要有電源的逆接保護(hù)。要能夠適應(yīng)多種供電設(shè)計(jì)如交、直流電、蓄電池太陽能電池等。 4. 要有長發(fā)的保護(hù)功能,以保證發(fā)射機(jī)能長期工作。 5. 數(shù)傳電臺的收發(fā)轉(zhuǎn)換時(shí)間是衡量數(shù)傳電臺品質(zhì)的重要指標(biāo),一般要求小于 30MS 。同時(shí)還要求發(fā)射機(jī)的起動時(shí)間要短,一般要達(dá)到小于 50MS 。
220MHz 數(shù)傳電臺的品種規(guī)格較多,從輸出功率上可分為 10WW 至 100WW 的微功率的數(shù)傳芯片, 100WW 至 1W 的低功率數(shù)傳模塊、 1W 至 5W 小功率數(shù)傳電臺、 5W 至 25W 中功率數(shù)傳電臺、 25W 至 50W 、甚至到 80W 大功率作為基地和中轉(zhuǎn)式數(shù)傳電臺。其組網(wǎng)的工作方式又分為單工、半雙工和全雙工三種。特別要指出的是 220MHz 數(shù)傳電臺除符合國家無線電管理部門的有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)外,還應(yīng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T16611 《數(shù)傳電臺通用規(guī)范》的要求。
近年來隨著技術(shù)的進(jìn)步, 220MHz 數(shù)傳電臺的技術(shù)指標(biāo)也在不斷提高,設(shè)備的體積在縮小,穩(wěn)定度、可靠性更高,工作溫度范圍更寬,守候電流降低,發(fā)射機(jī)留位時(shí)間和收發(fā)轉(zhuǎn)換時(shí)間在縮短。如日本日精公司于2000 年進(jìn)入中國市場的 ND886 數(shù)傳電臺。功率為10W,體積為160(長)х115(寬)х45.5(厚)MM,頻率穩(wěn)定度為±5PPM,工作溫度為-25oC—+55oC,守候電流為55MA,發(fā)射啟動時(shí)間為≤50MS。而最近推出的ND250A數(shù)傳電臺,功率也是10W,但體積已縮小到113(長)х75(寬)х30(厚)MM,頻率穩(wěn)定度達(dá)到±1 .5PPM ,工作溫度從 -40oC—+70oC,守候電流降到40MA,發(fā)射機(jī)啟動時(shí)間也縮小到小于30MS。采用DSP技術(shù)的數(shù)字?jǐn)?shù)傳電臺發(fā)射機(jī)啟動時(shí)間更短,如新西蘭大吉的TM8105機(jī)發(fā)射機(jī)啟動時(shí)間小于10MS,而澳大利亞的MD9220數(shù)字?jǐn)?shù)傳電臺其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)向時(shí)間為小于5MS。
220MHZ數(shù)傳電臺在專業(yè)無線對講機(jī)的家族中占有比例不大,約占2%左右。盡管當(dāng)今無線電傳輸通信技術(shù)在不斷發(fā)展,藍(lán)芽技術(shù)在短距離傳輸中已得到應(yīng)用,GPRS已經(jīng)運(yùn)營,其它頻段數(shù)傳通信設(shè)備也已使用。但這種220MHZ數(shù)傳電臺的市場不會被壓縮,仍有其發(fā)展空間。低成本,高的性價(jià)比,品種多規(guī)格全,應(yīng)用面廣,選擇余地大,組網(wǎng)靈活,易維護(hù),使用方便,可靠性和穩(wěn)定性及傳輸距離能滿足大部分無線數(shù)傳系統(tǒng)的使用要求,它是其它數(shù)傳設(shè)備不能代替的,應(yīng)該說在國內(nèi)的市場前景是樂觀的。
目前國內(nèi)使用的 220兆數(shù)傳電臺大部分是國外進(jìn)口的。從上世紀(jì)八十年代以來,已先后有20多家公司數(shù)十種型號的數(shù)傳電臺進(jìn)入國內(nèi)數(shù)傳電臺市場,其中日本的數(shù)傳電臺的市場份額較大。這些數(shù)傳電臺有:日本TAD公司的M7S-2525、MD-250型25W機(jī);日本世紀(jì)公司的LM2225、LM230D、TEC-230型25W機(jī);日本TONEL公司的C130型3W機(jī);日本ICOM公司的IC-38A型25W機(jī)和IC-3SAT型3W機(jī);日本建伍公司的TM331A、TK780和TK782C型25W機(jī);日本日立公司的M338和M339型25W機(jī);日本協(xié)同公司的KG110-20型40W和KG510型50W中轉(zhuǎn)/基地臺;日本特靈通公司DJ296型3W機(jī);日本SEL公司的P200E數(shù)傳臺;日本KENMAR株式會社的DP-1型5W機(jī);日本日精公司的ND系列數(shù)傳電臺和數(shù)傳模塊;日本HDL公司的EMM-10CM/ART5和藹5CD/ART數(shù)傳臺。
自上世紀(jì)九十年代末以來,美國及其他一些西方國家生產(chǎn)的數(shù)傳臺也進(jìn)入中國市場,特別是一些高檔的(速率高、可靠性高)數(shù)傳臺在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。這些產(chǎn)品有:美國摩托羅拉公司的 MP501($2.1760)型25W機(jī)、T5365-4型5W機(jī)和T5368-5型35W機(jī);美國MDS公司的OEM系列、SCADA系列、DATA系列數(shù)傳臺,如MDS2710、NR-100、EL705型機(jī)及其模塊;美國程遠(yuǎn)公司的SRL-3525和SM-1625HE型25W機(jī);新西蘭大吉公司的T2010系列25W機(jī);T800型50W中轉(zhuǎn)/基地臺以及最新推出的T8105型25W機(jī);加拿大新創(chuàng)公司(NTL)的NT-228C型3-25W數(shù)傳臺;澳大利亞的105H型8W機(jī);澳大利亞的MD9220型25W機(jī)。此外,還有臺灣弘瑞電子公司生產(chǎn)的C130型5W和XHT-230型5W機(jī)。在眾多的進(jìn)口數(shù)傳臺中,成立于1960年的日本日精電子工業(yè)株式會社按照中國市場具體需求所開發(fā)的ND系列數(shù)傳臺和模塊,在電力、水利等領(lǐng)域中占有較大的市場份額,其較高的性價(jià)比,良好的技術(shù)支持和售后服務(wù),成為國內(nèi)中低檔的220兆數(shù)傳電臺的主要供應(yīng)商。
國內(nèi)生產(chǎn) 220兆數(shù)傳電臺的歷史可追朔到上世紀(jì)八十年代中期。當(dāng)時(shí)國內(nèi)就有專業(yè)通信電子工廠在自行研發(fā)進(jìn)行小規(guī)模生產(chǎn),主要用在電子負(fù)荷控制和水情監(jiān)測方面。但由于眾多原因,國產(chǎn)數(shù)傳臺一直沒有得到大批量的使用。進(jìn)口設(shè)備的進(jìn)入,使國產(chǎn)機(jī)很快退出市場。