DMR (Digital Mobile Radio)

DMR (Digital Mobile Radio) to standard radiotelefonów cyfrowych opracowany po raz pierwszy w roku 2005 z myślą o użytkownikach radiotelefonów profesjonalnych (PMR – Professional Mobile Radio) przez Europejski Instytut Norm Telekomunikacyjnych (ETSI).

Protokół DMR określa trzy tryby pracy:

1. nielicencjonowany – Tier I  (Warstwa I),
2. konwencjonalny licencjonowany – Tier II (Warstwa II),
3. licencjonowany trunkingowy – Tier III (Warstwa III).

Zastosowania komercyjne skupiają się obecnie na licencjonowanych warstwach II i III.

Stowarzyszenie DMR zostało pierwotnie założone w roku 2005 jako stowarzyszenie DMR-MOU, przez grupę wiodących producentów sprzętu radiokomunikacyjnego.  Celem było wspieranie ETSI w procesie standaryzacji DMR. Stowarzyszenie DMR jest otwarte dla organizacji i osób pragnących użytkować lub produkować urządzenia zgodne z DMR lub wspierać standard DMR w inny sposób. Stowarzyszenie utrzymuje kontakty z regulatorami, izbami handlowymi organizacjami standaryzującymi na całym świecie oraz producentami sprzętu.

Standard DMR został zaprojektowany do pracy z odstępem międzykanałowym wynoszącym 12,5kHz używanym w licencjonowanym paśmie częstotliwości dla radiotelefonów naziemnych. Spełnia on przyszłe wymagania dotyczące odstępu międzykanałowego wynoszącego 6,25kHz. Głównym celem jest umożliwienie produkcji przystępnych cenowo i prostych w obsłudze systemów cyfrowej łączności radiowej. Systemy DMR pozwalają na transmisję głosu, danych oraz udostępniają inne usługi dodatkowe. Produkty zgodne ze standardem DMR są obecnie sprzedawane we wszystkich częściach globu a DMR stał się wiodącym standardem.

Technologia DMR redukuje niedoskonałości systemów analogowych, zapewniając zwiększenie pojemności kanałów i większą efektywność transmisji, co przekłada się na wysokiej jakości, wolną od zakłóceń i niezawodną komunikację. Dla użytkownika końcowego oznacza to zwiększenie produktywności, zmniejszenie kosztów i wzrost zadowolenia klientów.

Dlaczego DMR?

Wyjątkowa jakość dźwięku

Cyfrowa technologia DMR zapewnia dużo lepsze tłumienie szumów i wyższą jakość dźwięku przy większym zasięgu, szczególnie w sytuacjach dużej odległości od stacji bazowej. Efekt ten uzyskano dzięki równoczesnemu zastosowaniu kodeków wąskopasmowych z technologią cyfrowej korekcji błędów. Cyfrowa obróbka sygnału umożliwia oddzielenie szumów od sygnału, wyciszenie tych pierwszych oraz rekonstrukcję sygnału. Skutkuje to wyższą jakością dźwięku, co przekłada się na zwiększenie efektywnego zasięgu i zapewnia lepszy kontakt z użytkownikami w terenie.

Podwójna pojemność systemu

Jedną z najważniejszych zalet technologii DMR jest możliwość prowadzenia dwóch jednoczesnych i w pełni niezależnych rozmów na tym samym kanale o szerokości 12,5kHz. Jak to możliwe?

Standard DMR korzysta z technologii wielodostępu z podziałem czasowym – TDMA (Time Division Multiple Access), która pozwala na podział kanału o szerokości 12,5kHz na dwie występujące naprzemiennie szczeliny czasowe. Każdy z ciągów szczelin zachowuje się jak oddzielny kanał komunikacyjny z odpowiadającą szerokością kanału 6,25kHz, ale jako całość kanał jest zgodny z 12,5kHz standardem analogowym.

W praktyce oznacza to, że DMR może pracować w aktualnie licencjonowanych pasmach PMR. Nie ma konieczności zmiany pasma ani starania się o dodatkowe licencje. Jednocześnie pojemność posiadanego kanału 12,5kHz rośnie dwukrotnie.

W systemach TDMA pierwsza szczelina czasowa wykorzystywana jest do komunikacji głosowej, druga służy do transmisji w tym samym czasie danych takich jak wiadomości tekstowe, czy danych lokalizacyjnych. Jest to szczególnie użyteczne w systemach dyspozytorskich korzystających z instrukcji głosowych i wizualnych. Funkcjonalność ta jest szczególnie ważna w dzisiejszym świecie, w którym informacja ma coraz większe znaczenie. W przyszłości, technologia TDMA bazująca na dwóch szczelinach czasowych pozwoli na czasowe połączenie obu szczelin w celu zwiększenia przepustowości łącza lub umożliwienia komunikacji w trybie pełnego dupleksu. Takich możliwości, przy pracy na jednym kanale, nie jest w stanie zapewnić żadna technologia wielodostępu z podziałem częstotliwości (FDMA).

Efektywne wykorzystanie częstotliwości

Główną zaletą systemu DMR TDMA jest możliwość uzyskania dwóch kanałów przy pomocy jednego przekaźnika, jednej anteny i prostego dupleksera. W porównaniu do rozwiązania z dzieleniem częstotliwości (FDMA), dwu-szczelinowe rozwiązanie z podziałem czasu (TDMA) pozwala na uzyskanie rozwiązania równoważnego z dwoma kanałami o szerokości 6,25kHz przy wyraźnie mniejszych nakładach finansowych związanych z zakupem przekaźników i łączeniem urządzeń. Sprzęt wymagany do stworzenia prostej sieci w każdym z omawianych rozwiązań pokazany jest poniżej.

Wykorzystanie technologii dzielenia częstotliwości (FDMA) wymaga dedykowanego przemiennika dla każdego z kanałów oraz dodatkowo kosztownych urządzeń do łączenia kanałów w celu umożliwienia pracy na wielu częstotliwościach przy użyciu jednej anteny. Konfiguracja urządzeń łączących do pracy z kanałami o szerokości 6,25kHz jest kosztowna. Dodatkowo efekt finalny często jest gorszy od oczekiwanego ze względu na spadek jakości i zasięgu sygnału.

Dwuszczelinowa technologia TDMA pozwala na udostępnienie dwóch kanałów przy pomocy sprzętu niezbędnego do ustanowienia jednego. Dodatkowe przemienniki czy urządzenia do łączenia sygnałów są całkowicie zbędne (co dodatkowo skutkuje mniejszym zapotrzebowaniem na energię elektryczną, urządzenia klimatyzacyjne i zasilacze awaryjne). W rezultacie korzystania z technologii DMR koszty są znacznie niższe, a topologia sieci znacznie prostsza.

Dłuższy czas pracy na akumulatorze

Czas życia akumulatora zawsze był jednym z największych wyzwań stojących przed urządzeniami przenośnymi. W przeszłości możliwości wydłużenia czasu rozmów bez doładowywania akumulatora były ograniczone.

Ponieważ w technologii DMR każde wywołania korzysta tylko z jednej z dwóch dostępnym szczelin czasowych, radiotelefon wykorzystuje w takim scenariuszu tylko połowę swojej mocy nadawczej. Przykładowo w standardowym cyklu roboczym składającym się z 5% czasu nadawania, 5% czasu odbioru i 90% czuwania największe zużycie akumulatora następuje podczas nadawania. Zmniejszając efektywny czas nadawania o połowę, dwu-szczelinowa technologia TDMA pozwala na wydłużenie czasu pracy akumulatora o 40% w porównaniu do radiotelefonów analogowych. Znaczne zmniejszenie zapotrzebowania na energię podczas prowadzenia rozmów pozwoliło zwiększyć odstęp pomiędzy ładowaniami akumulatora. Współczesne radiotelefony przenośne posiadają również tryby czuwania oraz mechanizmy zarządzania energią, co pozwala na dodatkowe zwiększenie czasu pracy akumulatora.

Funkcje efektywnego zarządzania energią zapewniają użytkownikom radiotelefonów DMR nie tylko mniejsze i bardziej ekologiczne urządzenia, ale także długi czas życia akumulatora.

Pełna kompatybilność z analogowymi systemami

Urządzenia DMR mogą pracować w trybie analogowym (także z sygnalizacją 5 tonową) lub cyfrowym. Pozwala to na migrację z systemu analogowego na cyfrowy radiotelefon po radiotelefonie, kanał po kanale lub system

Łatwość przesyłania danych

W pełni cyfrowa natura systemów DMR umożliwia łatwe wprowadzenie takich usług jak wiadomości tekstowe, pozycjonowanie GPS czy telemetria.

Dzięki obsłudze standardu IP i przesyłowi danych drogą radiową, DMR umożliwia łatwe tworzenie standardowych aplikacji bazujących na transmisji danych. Możliwość przesyłania danych i komunikacji głosowej, które są podstawą dzisiejszego świata, pozwala na maksymalizację zwrotu z inwestycji.

Bezpieczny standard

Z uwagi na fakt, iż DMR jest standardem otwartym i wspieranym przez szerokie grono producentów, decydując się na jego zastosowanie użytkownicy zapewniają sobie ciągłość dostaw urządzeń. W chwili obecnej DMR jest najczęściej wybieranym standardem komunikacji radiowej. Sieci DMR działają obecnie w ponad 100 krajach. DMR jest wiodącą technologią cyfrową radiowej łączności profesjonalnej (PMR).