نظام راديو P25

يُعتبر راديو “Project 25” معياراً يخصص شكلاً من أشكال منتجات الاتصالات اللاسلكية ثنائية الاتجاه الرقمية القابلة للتشغيل البيني، حيث تم تحسين نظام الراديو “P25” في أمريكا الشمالية بمنتدبين حكوميين ومحليين وفيدراليين ورابطة صناعة الاتصالات “TIA”، كما يعتمد نظام الراديو “P25” التقنيات الرقمية لنقل الصوت والبيانات.

ما هو نظام راديو P25؟

نظام راديو “P25”: المعروف أيضاً باسم “APCO 25” و”ASTRO 25″، هو منصة الاتصالات اللاسلكية الرقمية ثنائية الاتجاه القياسية المستخدمة من قبل الحكومة ومنظمات السلامة العامة، حيث أنّ الهدف الأساسي منه هو إنشاء منصة اتصالات لاسلكية رقمية ثنائية الاتجاه قابلة للتشغيل البيني، وهي عالمية بين جميع الوكالات، ومن خلال استخدام معايير “TIA”، أنشأت المنصة مجموعة من معايير التصنيع لمنتجات الاتصالات الرقمية؛ لضمان الامتثال بين مختلف الأنظمة البيئية الراديوية ومنتجات الشركات المصنعة.

• “P25” هي اختصار لـ “Project 25”.

• “TIA” هي اختصار لـ “Telecommunications Industry Association”.

• “APCO” هي اختصار لـ “Association of Public-Safety Communications Officials”.

• “ASTRO” هي اختصار لـ “All-Asian Satellite Television and Radio Operator”.

مراحل تطوير نظام الراديو P25:

أولاً:مرحلة تطور “P25” الأولى:

يمكن أن تعمل أجهزة راديو المرحلة 1 من “P25” بتنسيق “12.5 كيلو هرتز” تماثلي أو رقمي أو تنسيق وضع مختلط، حيث تستعمل أجهزة راديو المرحلة 1 شكلاً من أشكال التعديل يُعرف باسم “FM” المستمر أي  “C4FM”، كما تكون الأنظمة المتناسقة مع المرحلة “1 P25” متوافقة مع الإصدارات السابقة وقابلة للتشغيل البيني مع أنظمة “FM” القديمة، بالإضافة إلى ذلك تقدم معايير “P25” واجهة مفتوحة للنظام الفرعي لـ “RF”؛ لتسهيل الربط بين أنظمة البائعين المختلفة.

• “FM” هي اختصار لـ “Frequency Modulation”.

• “C4FM” هي اختصار لـ “Continuous Four Frequency Modulation”.

ثانياً: مرحلة تطور P25 الثانية:

تعتمد أنظمة راديو المرحلة “2 P25” حول عرض نطاق قناة “6.25 كيلو هرتز”، حيث أنّه ضمن هذا النطاق تحقق قناة صوتية واحدة أو قناة بيانات “4800 بت في الثانية” كحد أدنى، كما تعتمد المرحلة “P25” تقسيم تردد الوصول المتعددة “FDMA” ونسق التشكيل “CQPSK”،

حيث يتم حالياً تطوير حل بديل “TDMA” ثنائي الفتحات، كما يحقق تنفيذ المرحلة 2 هدف تحسين استخدام الطيف، وكما يتم التأكيد على ميزات مثل قابلية التشغيل البيني مع المعدات القديمة والتفاعل بين أجهزة إعادة الإرسال والأنظمة الفرعية الأخرى، كذلك سعة التجوال والكفاءة الطيفية أو إعادة استخدام القناة.

• “FDMA” هي اختصار لـ “Frequency Division Multiple Access”.

• “TDMA” هي اختصار لـ “Time Division Multiple Access”.

• “CQPSK” هي اختصار لـ “Compatible Quadrature Phase Shift Keying”.

ثالثاً: مرحلة تطور P25 الثالثة:

مع تزايد الطلب على البيانات عالية السرعة في العديد من المجالات، فلإنّ المرحلة 3 من معايير الراديو “P25” ستلبي هذا المطلب، حيث تهدف الميزات الإضافية إلى توفير وظائف لمعيار لاسلكي رقمي جديد واسع النطاق أو واسع النطاق للسلامة العامة للطيران والأرض، بحيث يمكن استخدامه لنقل واستقبال الصوت والفيديو والبيانات عالية السرعة في شبكات واسعة النطاق ومتعددة الوكالات.

تعديل نظام راديو P25:

تُستعمل أشكال متنوعة لتشكيل الموجة الحاملة للترددات الراديوية بين المرحلة 1 والمرحلة 2 من “P25″، حيث تساعد هذه الأشكال المختلفة من التعديل على تمكين النظام من تلبية المتطلبات المختلفة بين هاتين المرحلتين، كما يتم استعمال “C4FM” للمرحلة 1 واعتماد “CQPSK” للمرحلة 2.

أولاً: التعديل “C4FM:

تعديل “C4FM”: هو شكل من أشكال تشكيل التردد، حيث يتم إزاحة الموجة الحاملة في التردد بمعدل معين إلى موقع معين حول تردد مركزي، كما يتوفر هناك أربعة مواضع ومن هنا جاء الاسم، ممّا يسمح لكل من “الولايات” الأربعة لتمثيل رقم ثنائي، حيث تُعرف كل ولاية باسم “الرمز” الذي يحتوي على “2 بت” من المعلومات.

يمكن اعتبار تعديل “C4FM” كنوع من مفاتيح التحول التربيعي التفاضلي “DQPSK”، حيث يتم إزاحة كل رمز في الطور بمقدار “45 درجة” من الرمز السابق، وعلى الرغم من أنّ الطور وبعد ذلك التردد يتم تشكيلهما من أجل “C4FM”، فإنّ اتساع الموجة الحاملة ثابت، ممّا يولد شكل موجة مُشكل بتردد غلاف ثابت، وهذا له أهمية خاصة في الحفاظ على طاقة البطارية.

أمّا بالنسبة لخطط تعديل الغلاف الثابت تكون قادرة على استخدام مضخمات قدرة غير خطية والتي تكون أكثر كفاءة وتحويل المزيد من الطاقة إلى طاقة “RF” قابلة للاستعمال لمدخل تيار مستمر معين، وممّا يعني أنّه بالنسبة لمخرج طاقة “RF” معين فإنّ طاقة الإدخال أقل، وبعد ذلك يلزم تزويد البطارية، ممّا يتيح أن تكون البطارية أصغر أو تدوم لفترة أطول.

• “DQPSK” هي اختصار لـ “Differential Quadrature Phase Shift Keying”.

ثانياً: التعديل “CQPSK”:

يعدل “CQPSK” المرحلة وينظم في نفس الوقت اتساع الموجة الحاملة لتقليل عرض الطيف المنبعث الذي يولد شكل موجة معدل الاتساع.

فوائد الانتقال إلى حل راديو رقمي P25:

• تحسين جودة الصوت والوضوح، خاصةً عند مستويات الإشارة المنخفضة المستقبلة بالقرب من حافة التغطية.

• ميزات المستخدم المحسنة.

• سعة أكبر من نفس عدد الترددات “الكفاءة الطيفية”.

• تغطية أكبر من التماثلية، مع انخفاض حاد في النطاق الكامل.

• تشفير آمن من طرف إلى طرف بالمقارنة مع تقنيات التخليط أو التشفير التماثلية، لا يتأثر التشفير الرقمي في جودة الصوت.

• تلبية الامتثال التنظيمي، حيث يجب أن تتحرك الأنظمة في “700 ميجاهرتز” إلى “6.25 كيلو هرتز”.

• زيادة القدرة مع المرحلة 2 من “P25″، حيث يمكنهم تحقيق كفاءة طيفية إضافية تكافؤ “6.25 كيلو هرتز” في قناة “12.5 كيلو هرتز”، وهو ما قد يكون مصدر قلق للمنظمات التي ترغب في التحضير لسعة إضافية للعمل كالمعتاد أو حيز أكبر للحوادث.

• تدقيق المستقبل لاستثماراتهم مع المرحلة الثانية من “P25″، حيث سيتم إعدادهم للتغييرات التنظيمية المستقبلية والنمو المستقبلي، كما حل “Tait P25 Phase 2” هو برنامج قابل للترقية إلى تشغيل المرحلة 2، ممّا يعني أنّه يمكنهم ترقية نظامهم من “P25 Phase 1” لتلبية متطلباتهم المستقبلية عند الحاجة.

• اتصالات الطوارئ، حيث أنّ إشارة استباق المتحدث محادثات المقاطعة في حالات الطوارئ تعني أنّه في حالة الطوارئ، يمكن إرسال إشارة إلى وحدة مشترك في الإرسال لإيقاف الإرسال من أجل إعادة تخصيص القناة.

واجهات نظام الراديو P25 المفتوحة:

• واجهة الهواء المشتركة “CAI”: هي الواجهة التي تحدد المواصفات القياسية للنوع ولمحتوى الإشارات المرسلة بواسطة أجهزة الراديو المتوافقة، كما يجب أن يكون راديو واحد يستخدم “CAI” قادراً على الاتصال بأي راديو “CAI” آخر، بغض النظر عن الشركة المصنعة.

• الواجهة الطرفية لبيانات المشترك: هو المعيار الذي يحدد المنفذ الذي من خلاله يمكن للهواتف المحمولة والأجهزة المحمولة الاتصال بأجهزة الكمبيوتر المحمولة أو شبكات البيانات.

• واجهة المحطة الثابتة: هي الواجهة التي تحدد مجموعة من الرسائل الإلزامية التي تدعم الصوت الرقمي والبيانات والتشفير والاتصال الهاتفي الضروري للاتصال بين محطة ثابتة ونظام “P25 RF” الفرعي.

• واجهة النظام الفرعي لوحدة التحكم: هي الواجهة التي تحدد المواصفات القياسية للرسائل الأساسية لربط نظام فرعي لوحدة التحكم بالنظام الفرعي “P25 RF”.

• واجهة إدارة الشبكة: هي الواجهة التي تحدد المواصفات القياسية لمخطط إدارة شبكة واحدة، بحيث يسمح بإدارة جميع عناصر الشبكة للنظام الفرعي للترددات اللاسلكية.

• واجهة شبكة البيانات: هو المعيار يحدد اتصالات النظام الفرعي للتردد اللاسلكي بأجهزة الكمبيوتر أو شبكات البيانات أو مصادر البيانات الخارجية.

• واجهة الاتصال الهاتفي: هو المعيار الذي يحدد واجهة شبكة الهاتف العامة “PSTN” التي تدعم كلاً من واجهات الهاتف التماثلية و”ISDN“.

• واجهة النظام الفرعي للترددات الراديوية “ISSI”: هي الواجهة التي تحدد معيار الواجهة بين الأنظمة الفرعية للتردد اللاسلكي والتي ستسمح بتوصيلها بشبكات واسعة النطاق.

ملاحظة:“PSTN” هي اختصار لـ “Public Switched Telephone Network”  و”RF” هي اختصار لـ “Radio Frequency”.

ملاحظة:“CAI” هي اختصار لـ “Common Air Interface”  و”ISDN” هي اختصار لـ “Integrated Services Digital Network”.

ملاحظة:“ISSI” هي اختصار لـ “Inter RF Subsystem Interface”.