數傳無線對講機介紹

2020-12-20 電子產品世界

按照原國家無線電管理委員會的《關於印發超短波遙測遙控數據傳輸業務頻段規劃的通知》,我國無線電管理部門將 220MHz 頻段規定為數據傳輸業務的專用頻段,其標準頻率範圍為 223.025MHZ —— 235.000MHz 。由於 220MHz 頻段的對講機主要用於點對點、點對多點的無線數據傳輸的通信業務,而且用此業務的對講機大多數是在固定狀態下使用,因此在行業內人們習慣稱它們為 220MHz 數傳電臺。除 220MHZ 頻段外,國家無線電管理部門還規定 821MHz —— 870MHz 和 2.4GHz 頻段也可用於數據傳輸。本文主要介紹的是 220MHz 的數傳電臺。 220MHz 數傳電臺適用於各類無線三遙(遙測、遙信、遙控)系統中的無線數據的採集、控制和傳輸。廣泛應用於水文水利、電力電網、鐵路公路、燃氣油田、輸油供熱、氣象地震、測繪定位、環保物流等工業自動化控制的監測、監控、報警等系統中。其使用領域和部門十分廣闊,已涉及到國民經濟建設和人民生活的方方面面,如電力調度和電力負荷的監控,電網配變站的監控、水文的水情監測、水庫的水量數據收集、城市供水系統監測、汙水處理系統監測監控、城市路燈及交通信號燈的監控、防空警報器控制、油田油井網管監控、輸油輸氣網管監控、工業智能儀表的無線抄表(近、遠程的水、電、氣表)、高速公路交通網的監測監控、城市公交車輛的調度、鐵路信號應急通信系統、鐵路供水集中控制、 GPS 定位和 GIS 數據信息傳輸、地震專網的數據傳輸、大氣環境的監測、專用行動數據通信系統、金融證券交易通信系統、實時彩票交易系統、郵政系統 POS 聯網、車輛物流倉庫的監管、礦山測繪、勘探及生產的監測、冶金化工系統的工業自動化控制、安防消防監控等。在這些系統中通過數傳電臺將遠端採集點的數據實時、可靠地發送到各級監控中心,並接收各級監控中心的控制指令,從而實現遠端數據實時傳送。它是無線數據傳輸系統中專用的無線數據傳輸通道,在系統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備中進行工作。
220MHz 數傳電臺主要以數據傳輸為主、話音通信為輔,可數話兼容。傳輸速率一般為1200BPS和2400BPS ,也有部分數傳電臺傳輸速率可達到4800BPS和 9600BPS 的高速率,數字數傳電臺速率可達到19600BPS,如美國MDS系列和澳大利亞MD9220數字數傳電臺。一般數傳電臺都採用模擬技術。由於技術上的局限性,其傳輸速率、數據容量、傳輸距離、收發轉換時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、數據容量不很大,可靠性、穩定性要求也不是特別高的系統中。對於要求高速、遠距離、大容量、高可靠、高穩定系統,則應採用數字數字數傳電臺。數字通訊信號處理(DSP)技術的應用極大地提高了數傳電臺的技術水平,使之能成為高可靠、高穩定、高性能的產品成為可能,當然數字數傳電臺的價格要高很多。
220MHz 數傳電臺和常規對講機不同之處在於,它長期處於無人值守的工作狀態,而且其工作環境很複雜,不少設備都安置在野外,供電狀況也不穩定,溫差變化也大。因此數傳電臺和其它常規對講機有許多不同,從產品結構到技術指標及對環境指標的要求比常規對講機要高很多。其主要特點有以下幾點: 1. 設備的高可靠性和高頻率穩定度,傳輸誤碼率( BER )要低。誤碼率是計算可靠性的指標,一般通訊系統的誤碼率為 0.000001 。 2. 設備的抗幹擾能力要強,散熱性要佳,要能夠適應在惡劣環境及電磁環境下長期工作,其工作的溫度範圍要寬。 3. 工作時有守候電流儘可能要小,功耗要低,耗電要省,工作電壓範圍要寬,要有電源的逆接保護。要能夠適應多種供電設計如交、直流電、蓄電池太陽能電池等。 4. 要有長發的保護功能,以保證發射機能長期工作。 5. 數傳電臺的收發轉換時間是衡量數傳電臺品質的重要指標,一般要求小於 30MS 。同時還要求發射機的起動時間要短,一般要達到小於 50MS 。
220MHz 數傳電臺的品種規格較多,從輸出功率上可分為 10WW 至 100WW 的微功率的數傳晶片, 100WW 至 1W 的低功率數傳模塊、 1W 至 5W 小功率數傳電臺、 5W 至 25W 中功率數傳電臺、 25W 至 50W 、甚至到 80W 大功率作為基地和中轉式數傳電臺。其組網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 數傳電臺除符合國家無線電管理部門的有關技術標準外,還應滿足國家標準 GB/T16611 《數傳電臺通用規範》的要求。
近年來隨著技術的進步, 220MHz 數傳電臺的技術指標也在不斷提高,設備的體積在縮小,穩定度、可靠性更高,工作溫度範圍更寬,守候電流降低,發射機留位時間和收發轉換時間在縮短。如日本日精公司於2000 年進入中國市場的 ND886 數傳電臺。功率為10W,體積為160(長)х115(寬)х45.5(厚)MM,頻率穩定度為±5PPM,工作溫度為-25oC—+55oC,守候電流為55MA,發射啟動時間為≤50MS。而最近推出的ND250A數傳電臺,功率也是10W,但體積已縮小到113(長)х75(寬)х30(厚)MM,頻率穩定度達到±1 .5PPM ,工作溫度從 -40oC—+70oC,守候電流降到40MA,發射機啟動時間也縮小到小於30MS。採用DSP技術的數字數傳電臺發射機啟動時間更短,如紐西蘭大吉的TM8105機發射機啟動時間小於10MS,而澳大利亞的MD9220數字數傳電臺其數據轉向時間為小於5MS。
220MHZ數傳電臺在專業無線對講機的家族中佔有比例不大,約佔2%左右。儘管當今無線電傳輸通信技術在不斷發展,藍芽技術在短距離傳輸中已得到應用,GPRS已經運營,其它頻段數傳通信設備也已使用。但這種220MHZ數傳電臺的市場不會被壓縮,仍有其發展空間。低成本,高的性價比,品種多規格全,應用面廣,選擇餘地大,組網靈活,易維護,使用方便,可靠性和穩定性及傳輸距離能滿足大部分無線數傳系統的使用要求,它是其它數傳設備不能代替的,應該說在國內的市場前景是樂觀的。
目前國內使用的 220兆數傳電臺大部分是國外進口的。從上世紀八十年代以來,已先後有20多家公司數十種型號的數傳電臺進入國內數傳電臺市場,其中日本的數傳電臺的市場份額較大。這些數傳電臺有:日本TAD公司的M7S-2525、MD-250型25W機;日本世紀公司的LM2225、LM230D、TEC-230型25W機;日本TONEL公司的C130型3W機;日本ICOM公司的IC-38A型25W機和IC-3SAT型3W機;日本建伍公司的TM331A、TK780和TK782C型25W機;日本日立公司的M338和M339型25W機;日本協同公司的KG110-20型40W和KG510型50W中轉/基地臺;日本特靈通公司DJ296型3W機;日本SEL公司的P200E數傳臺;日本KENMAR株式會社的DP-1型5W機;日本日精公司的ND系列數傳電臺和數傳模塊;日本HDL公司的EMM-10CM/ART5和藹5CD/ART數傳臺。
自上世紀九十年代末以來,美國及其他一些西方國家生產的數傳臺也進入中國市場,特別是一些高檔的(速率高、可靠性高)數傳臺在國內得到廣泛應用。這些產品有:美國摩託羅拉公司的 MP501型25W機、T5365-4型5W機和T5368-5型35W機;美國MDS公司的OEM系列、SCADA系列、DATA系列數傳臺,如MDS2710、NR-100、EL705型機及其模塊;美國程遠公司的SRL-3525和SM-1625HE型25W機;紐西蘭大吉公司的T2010系列25W機;T800型50W中轉/基地臺以及最新推出的T8105型25W機;加拿大新創公司(NTL)的NT-228C型3-25W數傳臺;澳大利亞的105H型8W機;澳大利亞的MD9220型25W機。此外,還有臺灣弘瑞電子公司生產的C130型5W和XHT-230型5W機。在眾多的進口數傳臺中,成立於1960年的日本日精電子工業株式會社按照中國市場具體需求所開發的ND系列數傳臺和模塊,在電力、水利等領域中佔有較大的市場份額,其較高的性價比,良好的技術支持和售後服務,成為國內中低檔的220兆數傳電臺的主要供應商。
國內生產 220兆數傳電臺的歷史可追朔到上世紀八十年代中期。當時國內就有專業通信電子工廠在自行研發進行小規模生產,主要用在電子負荷控制和水情監測方面。但由於眾多原因,國產數傳臺一直沒有得到大批量的使用。進口設備的進入,使國產機很快退出市場。直到九十年代後期,隨著國產對講機的崛起,國產數傳臺也已形成一定的規模,近幾年更是得到長足的進步。有意思的是這些廠家都集中在深圳地區,如深圳固迪電子公司,這是一家專業從事數傳電臺研發、生產和工程服務的企業,其生產的GD系列數傳電臺及其模塊,在國產數傳電臺中已佔一定的比例。還有深圳友迅達公司生產的FC系列數傳電臺及模塊;深圳天立通公司生產的TH數傳電臺;深圳科立訊公司生產的PT6080和PT618B數傳電臺;深圳九旭科技公司最新推出的40W高速率(P600BPS-19200BPS)是品級高可靠數傳電臺。深圳泰達鑫公司的TOX-868數傳臺;常州安特電子公司的AT230、TW230、RH230系列數傳臺和DS-230TM/RD數傳模塊。


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