Co to jest DMR?

DMR (Digital Mobile Radio) - cyfrowy standard łączności opracowany przez Europejski Instytut Norm Telekomunikacyjnych (ETSI), ratyfikowany po raz pierwszy w 2005 roku. Standard DMR definiuje bezpośrednie zastąpienie analogowego standardu PMR. DMR to skalowalny system, który może być używany w trybie nielicencjonowanym oraz w trybie licencjonowanym. Standard rozwijany jest w trzech „poziomach”:

  • Tier 1 - zwolniony z licencji „cyfrowy PMR446”,
  • Tier 2 - przeznaczony dla rynku profesjonalnego (licencjonowany),
  • Tier 3 - przeznaczony do obsługi trankingowej (licencjonowany).

Nas oczywiście interesuje zastosowanie konsumenckie (bezpłatne) i z tej perspektywy przestawiamy standard DMR Tier I (DMR446).

Dlaczego DMR?

Źródło: www.dmrassociation.org

Po pierwsze zyskujemy na jakości dźwięku i zasięgu. Radio cyfrowe przesyła dane w postaci 0 i 1. Za ich prezentację odpowiada modulacja (sposób kodowania sygnału). W DMR stosowana jest modulacja cyfrowa 4FSK (czterowstęgowa). Dzięki temu na granicy szumów, tam gdzie radio analogowe działa słabo lub słyszymy tylko szum lub zwyczajnie nic, urządzenia cyfrowe pozwalają prowadzić czystą, pozbawioną jakichkolwiek zakłóceń rozmowę. Zatem zasięg fizyczny, w sensie wypromieniowanej energii jest taki sam dla radia analogowego jak i cyfrowego ale sposób kodowania sygnału, pozwala urządzeniom cyfrowym operować na niskich jego wartościach.

Cyfrowa modulacja FSK jest powszechnie stosowania w wąskopasmowych urządzeniach radiowych. Jest mniej podatna na zakłócenia i zniekształcenia, co ma istotny wpływ na pracę urządzeń w środowisku miejskim oraz terenach zalesionych. DMR typowo oferuje zasięg większy o 20% względem systemów analogowych. Patrząc na to od strony budżetu sygnału, różnica jest tak duża, że strat po stronie systemu analogowego nie da się skompensować lub w danych warunkach propagacyjnych będzie to bezcelowe.

Źródło: opracowanie własne

Przykład. Teren starej strzelnicy wojskowej, drzewa, wały, kulochwyty, ekrany (zbrojony beton), grunt piaszczysty. Odległość między radiami wynosi 1200m. Na radiotelefonach analogowych HYT TC610, pracujących z mocą 4W, łączności nie udało się nawiązać, co nie stanowiło żadnego problemu dla radiotelefonów cyfrowych Hytera PD505LF (PMR446 500mW ERP).

Drugą rzeczą, która przemawia za cyfrową komunikacją DMR jest elastyczność. Możemy tworzyć grupy rozmowne (Talk Group), nawiązywać połączenia prywatne (Privative Call) oraz połączenia do wszystkich na danej częstotliwości (All Call). DMR pozwala prowadzić dwie rozmowy jednocześnie na jednej częstotliwości. Jest to bardzo komfortowe rozwiązanie, zwłaszcza kiedy używamy częstotliwości współdzielonych, jak ma to miejsce w DMR446. Jeżeli na naszym obszarze pojawią się inni użytkownicy radiotelefonów DMR na tej samej częstotliwości, to radia "podzieją się szczelinami czasowymi" i nawet tego nie zauważymy. Oczywiście radiotelefon będzie sygnalizował inną transmisję ale nie otworzy głośnika. Radio cyfrowe działa podobnie do sieci komputerowej, gdzie urządzenia identyfikowane są po adresach IP. Radio odbiera tylko te połączenia, które są adresowane do niego, a pozostałe ignoruje. Dzięki temu uzyskujemy taki sam efekt, jakbyśmy dysponowali częstotliwością na wyłączność. DMR umożliwia tworzenie złożonych scenariuszy łączności, które możemy zrealizować na jednej częstotliwości. Ma to duże znaczenie tam, gdzie trzeba funkcjonalnie podzielić użytkowników na grupy ale zachować jednocześnie możliwość komunikacji ze wszystkimi.

Jak to działa?

Radiotelefony DMR wykorzystują technologię TDMA (wielodostęp z podziałem czasowym). Kanał o szerokości 12.5kHz pozwala na utworzenie dwóch szczelin czasowych (TS). Możemy prowadzić więc jednocześnie dwie rozmowy lub rozmawiać i przesyłać dane w tym samym czasie. Kiedy naciskamy przycisk PTT, nasze radio zaczyna od synchronizacji z innymi urządzeniami oraz ustaleniem wolnego TS. Szczelina czasowa, w której przekazywane są dane (głos, tekst, obraz) ma długość 30ms razem z ramką kontrolną. Radio nadaje i odbiera co drugą szczelinę czasową. Musi to robić bardzo precyzyjnie, ponieważ jedna sekunda naszej rozmowy jest pocięta na 33 kawałki, z czego w co drugim TS zawarte są dane (nasza rozmowa). To jednak nie wszystko. Właściwości fizyczne fali zmieniają się w zależności od warunków propagacyjnych. Radio zatem na bieżąco koryguje błędy w transmisji. To wszystko przekłada się na wymagania techniczne i jakościowe, jakie muszą spełniać radiotelefony DMR. Niestety, nie pozostaje to bez wpływu na ceny urządzeń cyfrowych.

Ramka TDMA
Źródło: ETSI TS 102 361-1 V2.5.1

Technologia TDMA wpływa korzystnie na zużycie energii. Radiotelefony DMR potrzebują jej 40% mniej względem urządzeń analogowych i dPMR. Brzmi dobrze ale w praktyce oznacza mniejsze i tańsze radiotelefony, ponieważ można je wyposażyć w mniejszą i tańszą baterię, aby zapewnić przyzwoity czas pracy na jednym ładowaniu. Dla przykładu, popularny model PD505LF wyposażony w baterię 1500mA pracuje około 16h. Konkurencyjne radio dPMR446 TK-3701D, potrzebuje baterii o pojemności 2000mA, aby zaoferować użytkownikowi ten sam czas pracy.

Kompatybilność z analogowym PMR

Rys. zagospodarowanie widma DMR, PMR i dPMR
Źródło: www.dmrassociation.org

Zagospodarowanie widma w DMR jest takie samo jak w analogowym PMR. Możemy zatem używać radiotelefonu cyfrowego, jako radia analogowego. Każde urządzenie cyfrowe ma możliwość pracy w trybie analogowym z modulacją F3E. Nawet jeżeli nie będziemy korzystać z dobrodziejstwa technologii cyfrowej, to zyskamy bardzo dobre, odporne na zakłócenia analogowe radio PMR.

Oczywiście zgodność z urządzeniami analogowymi jest częściowa. Radia mogę korzystać z tej samej częstotliwości ale nie będą się w stanie komunikować wzajemnie. Sygnalizacja CTS po stronie urządzeń analogowych "wycisza" transmisję DMR, sygnalizując zajętość kanału. Niektóre modele radiotelefonów DMR pozwalają na pracę w trybie mieszanym. Wówczas na tej samej częstotliwości możemy pracować w trybie cyfrowym DMR i jednocześnie odbierać połączenia z radiotelefonów analogowych oraz odpowiadać na nie. Opcja ta zazwyczaj dostępna jest w wyższych modelach radiotelefonów klasy 2. Nie jest to typowa usługa DMR, tylko wsparcie ze strony producenta dla migracji z systemu analogowego do cyfrowego.

Przydział częstotliwości dla DMR Tier I

Od 2018 roku podział częstotliwości dla urządzeń klasy 1 został zniesiony. Dla PMR/DMR446 dostępny jest zakres 446.0-446.2MHz z odstępem międzykanałowym 12.5kHz, co przekłada się na 16 kanałów fizycznych. Dla dPMR446 ten sam zakres podzielony został na 32 kanały fizyczne, w odstępie co 6.25kHz. Miało na celu zwiększenie ilości wolnych kanałów dla urządzeń PMR446 ale migracja w kierunku standardu DMR nie pozostaje bez znaczenia. Nie mniej jednak z uwagi nie niezbyt dużą liczbę urządzeń DMR446 w prywatnych rękach i właściwości modulacji FSK, sugeruję trzymać się pierwotnych założeń ETSI, czyli programować radiotelefony cyfrowe w drugim zakresie PMR446, tj. 446.1-446.2MHz.

Standardy

Dostępne są trzy standardy łączności radiowej PMR (Privative Mobile Radio), z których możemy korzystać bez pozwolenia radiowego.

 

PMR 446

Digital Mobile Radio

DMR Tier I (DMR 446)

Logo Standard dPMR

dPMR 446

tryb pracy analogowy cyfrowo-analogowy cyfrowo-analogowy
modulacja F3E (FM) 4FSK 2FSK
typowa zajętość widma 8-11kHz 7kHz (7K60FXW) 4kHz (4K00F1E)
dostęp do kanału radiowego konwencjonalny TDMA FDMA
liczba kanałów / odstęp 8 lub 16* / 12.5kHz 16 / 12.5kHz 32 / 6.25kHz
pojemność (ilość jednocześnie prowadzonych rozmów) 8 lub 16* 32 32
ilość rozmów na kanale 1 2 1
kodek dźwięku - AMBE+2 AMBE+2
Więcej informacji www.etsi.org dmrassociation.org dpmrassociation.org
(*) w zależności od zakresu strojenia radiotelefonów.

Kompatybilność

Dostęp do kanału radiowego TDMA vs FDMA
Źródło: internet

Standardy DMR i dPMR nie są ze sobą zgodne. Tym samym nie ma możliwości nawiązania połączeń pomiędzy radiotelefonami dwóch różnych systemów cyfrowych. Jedyna możliwość wzajemnej komunikacji pomiędzy radiotelefonem DMR446, a dPMR466, to skorzystanie z części analogowej radia - PMR446.

Terminologia

ZONE - Logiczny obszar pracy radiotelefonu DMR
Gałka zmiany kanałów (ZONE)

Technologia cyfrowa wprowadza trochę nowych pojęć do komunikacji radiowej. Najważniejsze z nich, to:

  • Zone (strefa) - jest to logiczny obszar pracy radiotelefonu. Obszarów takich możemy zdefiniować zazwyczaj 3, gdzie każdy ma zazwyczaj 16 programów, zgodnie z liczbą pozycji selektora kanałów. Przykład strefy: Firma, Magazyn, Brama, Ochrona, Kierownik (wszystko na jednej częstotliwości).
  • Group Call – połączenie grupowe (grupa rozmowna); Firma, Magazyn, Ochrona.
  • Privative Call – połączenia prywatne z wybraną osobą; Kierownik.
  • All Call – połączenie do wszystkich na tej samej częstotliwości.
  • Color Code – wyróżnik strefy.

Group Call, oznaczane również jako Talk Group (TG), możemy utworzyć 16776415. Wyróżników Color Code (CC) jest 15, co daje łącznie 251 646 225 kombinacji, na jednej częstotliwości. A tych mamy 16 do dyspozycji.

Więcej o programowaniu radiotelefonów DMR446 w sekcji CPS.

Kupujemy radio. Na co zwrócić uwagę?

  • Przede wszystkim należy sprawdzić deklarację godności EU 2014/53/EU; czy jest zgodność z ETSI EN 303 405 V1.1.1 (2017-05) lub poprzednią normą EN 300 296 V2.1.1 i EN 300 390 V2.1.1, w przypadku zakupu starszych urządzeń na rynku wtórnym.
  • Jeżeli nazwa producenta niewiele nam mówi, należy sprawdzić czy jest zrzeszony w DMRA lub nie jest przypadkiem umieszczony na "czarnej liście". Oczywiście urządzenia z "czarnej listy" omijamy szerokim łukiem, ponieważ zwiastuje to wyłącznie problemy.
  • Koszt i dostępność zestawu do programowania. Bez tego nie wprowadzimy żadnych zmian w konfiguracji radiotelefonu DMR. O ile w przypadku biznesu nie ma takiej konieczności, ponieważ dostawca programuje ustalony schemat komunikacji, o tyle w przypadku zastosowań prywatnych kabel + program warto mieć pod ręką.
  • Unikamy urządzeń przeznaczonych dla radioamatorów (ham radio DMR). Po pierwsze mogą nie działać zgodnie z oczekiwaniami (dynamiczny przydział szczelin czasowych). Po drugie są zaprojektowane pod specyfikę pracy w służbie radiokomunikacyjnej amatorskiej, czyt.: skomplikowane w obsłudze i pozbawione typowej funkcjonalności radiotelefonów PMR. Po trzecie na ich użytkowanie wymagane jest pozwolenie radiowe. Oczywiście nikt nikomu nie zabrania, ale ku przestrodze.

Gdzie?

Radiotelefony DMR446 zaliczają się do sprzętu specjalistycznego / profesjonalnego dlatego nie znajdziemy ich w sieci marketów AGD. Konieczny jest spacer do najbliższego sklepu, firmy zajmującej się radiokomunikacją lub skorzystanie z dobrodziejstwa Internetu.

Przegląd rynku

Zestawienie certyfikowanych radiotelefonów zgodnych DMR Tier I.

 

Radiotelefony Hytera DMR446

model / wybrane funkcje

BD305LF

BD505LF

PD505LF

PD335LF

PD365LF

BP515LF

ilość kanałów / strefy 48 (3x16) 256 (3x16) 1024 (3x16) 48 (3x16) 48 (3x16) 2x128 (4x16)
Mixed RX nie nie nie nie nie nie
Kontakty Tx 64 64 596 64 64 64
Grupy Rx 16 16 64 16 16 16
Korektor dźwięku TAK TAK Treble Boost b.d. b.d. -
AGC (Automatic Gain Control) TAK TAK TAK TAK TAK Ai
Tłumik sprzęgów (AFS) - - TAK - - Ai
Tryb Covert Mode - - TAK - - -
CPS - Kontakty eksport / import TAK TAK TAK TAK TAK NIE
CPS - Kanały eksport / import NIE NIE TAK NIE NIE NIE
Szyfrowanie - - Hytera Basic - - -
Listy skanowania / pojemność 8 /16 8 / 16 32 / 32 (w tym max 17 analogowych) 8 / 16 8 / 16 8 / 16
Klasa ochrony IP54 IP54 IP54 IP54 IP54 IP54
Złącze akcesoriów 1PIN Hytera 2PIN Hytera 2PIN Hytera 1PIN Hytera 1PIN Hytera 9PIN Hytera
Sposób ładowania microUSB (opcjonalna podstawka) podstawka podstawka microUSB microUSB USB-C
Cena SRP (2021/22) 782zł 912zł 1495zł 1215zł 1265zł 1100zł
Dostępność EOL w produkcji EOL EOL EOL w produkcji od 09.2022

LF - License Free (bez pozwolenia radiowego).

Motorola, Kenwood, ICOM

Brak dostępnych urządzeń w zgodnych z DMR Tier I.

W/w firmy oferują urządzenia klasy 1 w standardzie dPMR446 oraz klasy 2 - DMR Tier II/III.