Systemy przywoławcze

Systemy przywoławcze (paging) obejmują jednokierunkową łączność radiową umożliwiającą abonentowi wyposażonemu w niewielki i tani odbiornik kieszonkowy (pager) otrzymywanie krótkich indywidualnych komunikatów przywoławczych. Standaryzacja wielu niespójnych systemów doprowadziła do określenia międzynarodowego standardu POCSAG, definiującego zasady sygnalizacji i kodowania w systemach przywoławczych, a w Unii Europejskiej przygotowano standard cyfrowego systemu przywoławczego ERMES (European Radio Message System) o europejskim zasięgu. Większość prywatnych systemów przywoławczych stosowanych w Europie stosuje kod POCSAG, uznany przez CCIR za międzynarodowy kod przywoławczy RPC1.

Ze względu na zasięg rozróżnia się systemy przywoławcze:

• lokalne, dla prywatnych sieci, stosowane zwykle w obrębie jednego przedsiębiorstwa i mające jeden lub kilka zsynchronizowanych nadajników małej mocy;
• o dużym zasięgu, obejmujące obszar miasta, regionu lub kraju, nadzorowane przez operatorów publicznych. W tym przypadku instaluje się bądź specjalne stacje bazowe do nadawania wyłącznie sygnałów przywołania (Telepage, EasyCall, Elite, MetroBip), bądź korzysta się z emisji sygnałów przywoławczych przez dodatkowe kanały nadajników radiofonicznych UKF-FM (Polpager, RDS).

Ze względu na rodzaj przesyłanej informacji i związanej z tym konstrukcji terminali odbiorczych rozróżnia się następujące usługi realizowane przez systemy przywoławcze:

• powiadomienie sygnałem tonowym, bez dodatkowych informacji: o nadawcy, o rodzaju sprawy, pilności rozmowy;
• powiadomienie sygnałem numerycznym na wyświetlacz użytkownika, przesyłanym łącznie z sygnałem tonowym;
• powiadomienie sygnałem alfanumerycznym, ukazującym się na ekranie ciekłokrystalicznego wyświetlacza tekstowego, w powiązaniu z sygnałem akustycznym.

Cechy systemu

Spośród wielu systemów radiowych systemy przywoławcze wyróżniają się kilkoma cechami:

• bardzo małymi gabarytami odbiornika przywoławczego (około 75x50x15 [mm]);
• niewielką jednostkową masą pagera (zwykle od 50 do 100 g);
• bezobsługowym, wielomiesięcznym okresem pracy urządzenia odbiorczego bez konieczności ładowania lub wymiany akumulatora;
• stałym, stosunkowo niskim miesięcznym abonamentem nie związanym z liczbą odbieranych komunikatów;
• jednokierunkowym przesyłaniem krótkich informacji o niewielkiej szybkości zwykle nie przekraczających 80, 120, 160 lub 200 znaków (maks. 800);
• dobrym odbiorem w zasięgu 50–75 km, w zależności od mocy stacji nadawczej i ukształtowania terenu (niekiedy dalej – w niezakłóconych warunkach propagacyjnych);
• coraz częściej spotykanym dostępem do wcześniej ustalonych, bieżących serwisów informacyjnych (prasowych, finansowych i ekonomicznych), w większości za dodatkową opłatą abonamentową.

Zasadniczym elementem systemu jest centrala przywoławcza połączona bezpośrednio (zwykle przewodowo) z nadajnikiem lokalnym lub z siecią nadajników rozmieszczonych na terenie kraju. Przekazywanie zleceń do systemu przywoławczego może odbywać się kilkoma sposobami, zarówno za pośrednictwem operatora, jak też i bez jego udziału, w sposób całkowicie automatyczny. Najbardziej rozpowszechnioną metodą jest korzystanie z usług telefonistki specjalnej centrali przywoławczej, przez głosowe przekazanie jej numeru przywoławczego adresata oraz treści komunikatu. Zakodowana wiadomość jest następnie kierowana do odpowiedniego nadajnika radiowego i dociera do abonenta drogą radiową już w kilkadziesiąt sekund później. Podstawową wadą współczesnych systemów przywoławczych jest brak możliwości potwierdzenia odebranego komunikatu (z wyjątkiem pierwotnych systemów przywoławczych serii ReFLEX Motoroli).

Standard POCSAG

Protokół formatowania danych przywoławczych POCSAG (Post Office Code Standarisation Advisory Group) jest stosowany w systemach przywoławczych (paging). Opracowany w 1978 r. przez grupę POCSAG i przyjęty przez CCIR protokół otrzymał nazwę kodu przywoławczego nr 1. W pierwotnej wersji szybkość transmisji danych przywoławczych wynosiła 512 b/s, wersje późniejsze dopuszczają szybkości 1200 b/s i 2400 b/s. Przy szybkości 2400 b/s w jednym kanale radiowym o częstotliwości 160 MHz liczba konwencjonalnych abonentów przywoławczych zwiększa się czterokrotnie w stosunku do szybkości 512 b/s. Wszyscy działający w Polsce prywatni operatorzy miejskich i ogólnopolskich sieci przywoławczych wykorzystywali standard POCSAG operujący w zakresie częstotliwości 160 MHz z szybkością transmisji 512 b/s.

Standard MBS

Alternatywnym rozwiązaniem dla ogólnokrajowych systemów przywoławczych jest emisja sygnałów przywołania MBS z wykorzystaniem istniejącej publicznej sieci radiofonicznych nadajników UKF-FM. Pierwszy system przywoławczy oparty na standardzie MBS (MoBile Search) został zaprezentowany przez szwedzkiego operatora w 1978 r. W systemie MBS odpowiednio zakodowane sygnały przywołania są transmitowane na trzeciej harmonicznej pilota (19 kHz) sygnału stereofonicznego o częstotliwości 57 kHz i emitowane łącznie z radiowym sygnałem stereofonicznym. Penetracja sygnałów wewnątrz budynków dla częstotliwości UKF-FM jest podobna, a nawet lepsza niż w standardzie POCSAG (160 MHz), zapewniając także dobry odbiór sygnałów przywoławczych, przy odpowiedniej odległości od stacji ultrakrótkofalowej – dysponującej z reguły większą mocą nadajnika.

Istotną zaletą tego rozwiązania jest szybkie uzyskanie rozległego zasięgu przywołań, przy stosunkowo niewielkich kosztach adaptacyjnych już istniejących nadajników UKF-FM i podstawowej szybkości transmisji danych wynoszącej 1187,5 b/s. Systemy przywoławcze standardu MBS nie są tak popularne jak w standardzie POCSAG i zrealizowane tylko w niewielu krajach, m.in. w: USA, Kanadzie oraz Polsce (jako sieć przywoławcza POLPAGER, wykorzystująca nadajniki pracujące w niższym pasmie UKF: 65,5–73 MHz). Wraz z wyłączeniem tych nadajników z końcem 1999 r. system przestanie pracować.

Standard RDS

Standard RDS (Radio Digital System) definiuje systemem radiowego powiadamiania i rozgłaszania informacji cyfrowych w widmie emisyjnym nadajników stereofonicznych UKF/FM. Przekaz bieżących informacji kierowcom pojazdów, bez przerywania emisji programu radiowego, jest znany od 1940 r. (most Washingtona w USA), lecz dopiero w 1982 r. uzgodniono przez EBU (European Broadcasting Union) zasady działania systemu rozgłoszeniowego RDS z wykorzystaniem podnośnej 57 kHz sygnału UKF/FM radiowych stacji stereofonicznych. System RDS, szeroko stosowany w Europie, a w USA znany pod nazwą RBDS (Radio Broadcasting Data System), wykorzystuje przepływność 1187,5 b/s podnośnej kanału 57 kHz (trzecia harmoniczna pilota –19 kHz sygnału stereofonicznego). Przesyłane tym kanałem sygnały informacyjne można rozdzielić na grupy o różnym przeznaczeniu:

• stosowane w procesie automatycznego dostrajania odbiorników samochodowych (48,35% przepływności kanału RDS);
• informacje o innych sieciach nadajników, niezbędne do dostrajania odbiornika (8,24% pasma);
• inne sygnały związane z nadawaniem i odbiorem radiofonicznym (9,85% pasma);
• sygnały radioteksu do wyświetlania krótkich informacji w odbiornikach (17,58% pasma);
• właściwe usługi przywoławcze, także inne – nie związane z emisją sygnałów radiofonicznych, o łącznej zajętości 16% przepływności kanału RDS, a więc o maksymalnej szybkości nie większej niż 190 b/s.

Pierwsze usługi systemu RDS o zasięgu ogólnokrajowym w Polsce zaczęło nadawać Radio RMF FM, obecnie większość krajowych stacji UKF/FM emituje sygnały informacyjne RDS. System RDS wykorzystuje nadajniki UKF/FM górnego zakresu pasma ultrakrótkofalowego, inaczej niż przywołania standardu MBS (MoBile Search) działającego na tej samej zasadzie, lecz w pasmie dolnym 64–74 MHz. Usługi informacyjne RDS są dzisiaj powszechnie stosowane przez nadawców programów radiowych FM nie tylko w Polsce.

Nowe trendy przywoławcze FLEX

Znaczne podwyższenie maksymalnej szybkości transmisji wiadomości przywoławczych – do 6400 b/s – zaoferowała ostatnio Motorola w systemie przywoławczym z protokołem FLEX. System pozwala zwiększyć wykorzystanie kanału radiowego z zachowaniem kompatybilności w stosunku do już pracujących w tym pasmie pagerów o mniejszej szybkości transmisji informacji – bez ich wycofywania z eksploatacji. Rozwiązaniem Motoroli jest system przywoławczy działający w obydwie strony za pomocą protokołu ReFLEX, współpracujący z dwukierunkowymi pagerami: typu Tango i notatnikiem elektronicznym PageWriter. Ten ostatni, wyposażony w pełną klawiaturę QWERTY, pozwala nie tylko na aktywne potwierdzanie komunikatów przywoławczych, ale również na komunikowanie się za pomocą poczty elektronicznej i przesyłanie faksów w zaawansowanych technologicznie systemach przywoławczych AMS (Advanced Messaging Systems). Innym rozwiązaniem firmy jest głosowy system przywoławczy oparty na protokole InFLEXion, nawiązujący do tradycyjnych przywołań głosowych transmitowanych pierwotnie w sposób rozsiewczy za pomocą najprostszych radiotelefonów. System InFLEXion pozwala na obsługę pagerów głosowych Tenor z potwierdzeniem drogą radiową odbioru nadsyłanych komunikatów. Łączny czas nagrań komunikatów – podobnie jak w automatycznej sekretarce, ale bezprzewodowo – wynosi 4 minuty.

Podstawową przyczyną ograniczającą zakres stosowania przywołań w tych technologiach w Europie jest praca w pasmie o częstotliwości 900 MHz, zarezerwowanym na kontynencie dla cyfrowej telefonii komórkowej GSM. Motorola, największy producent i dostawca odbiorników przywoławczych w świecie, przewiduje opracowanie systemu przywoławczego dla warunków europejskich w innym wolnym pasmie radiowym, pomimo zdefiniowania i wdrażania w Europie dwóch zaawansowanych technologicznie przyszłościowych systemów przywoławczych, takich jak ERMES i RDS.

Standard europejski ERMES

Opracowany w ramach ETSI (w latach 1987–1992) nowoczesny, o europejskim zasięgu standard przywoławczy ERMES (European Radio Message System) znacznie przewyższa eksploatowane do tej pory sieci prywatnych operatorów o charakterze lokalnym. Podstawowe wymagania stawiane tej paneuropejskiej sieci obejmują:

• świadczenie usług o międzynarodowym zasięgu,
• możliwość realizacji odrębnych sieci krajowych nadzorowanych przez różnych operatorów,
• jednokierunkowy przekaz komunikatów przywoławczych z szybkością do 6250 b/s,
• ujednolicony zakres usług z pozostawieniem operatorom sieci wyboru oferty konkretnych usług przywoławczych,
• zapewnienie pełnej zgodności poszczególnych sieci umożliwiającej użytkowanie standardowych odbiorników przywoławczych klasy ERMES w sieciach różnych operatorów.

Na potrzeby systemu przyznano 16 częstotliwości radiowych w pasmie 169,4–169,8 MHz z odstępem międzykanałowym 25 kHz. W każdym kraju europejskim będą dostępne 4 z 16 przydzielonych kanałów, a pagery przystosowane do odbioru przywołań ze wszystkich kanałów. ERMES zapewnia przesyłanie wszystkich tradycyjnych form przywołania (dźwiękowe, numeryczne i tekstowe) oraz dodatkowo przezroczystą kodowo transmisję do ok. 65 tys. bitów (lub 16 tys. znaków numerycznych). W systemie ERMES komunikaty tekstowe są przesyłane w postaci 7–bitowych kodów ASCII, a wiadomości numeryczne kodami 4–bitowymi, zawsze z zabezpieczeniem przed błędami za pomocą kodu cyklicznego.

Pierwszą publicznie dostępną instalację ERMES uruchomiono we Francji (1994 r.), następne wprowadzono w Niemczech, W. Brytanii i krajach skandynawskich.