Свой радиоканал для телеметрии: где он выигрывает у сотовой сети

Задача, которую решает радиомодем

Есть объекты, с которых надо забирать небольшой объём данных постоянно: насосная, скважина, задвижка, резервуар, пост учёта, метеоплощадка. Данных мало, но они нужны круглосуточно и годами.

Сотовая сеть кажется очевидным решением, пока не начинаются три вещи: на части объектов её просто нет, на части она есть, но пропадает, и за каждую карту надо платить каждый месяц.

Свой радиоканал устроен иначе. Один раз ставится оборудование, дальше связь ничего не стоит и не зависит от чужой сети и чужих аварий. Именно это, а не скорость, и есть причина выбора.

И обратная сторона: нужны частоты, нужна антенна с мачтой на каждом объекте и нужен человек, который это спроектирует. Радиоканал дешевле в эксплуатации и дороже на старте.

Скорость: почему её почти не надо

Телеметрия — это единицы и десятки байт на опрос: состояние, давление, расход, температура, положение. Даже при опросе раз в минуту суточный объём укладывается в то, что сотовая сеть прогоняет за секунду.

Поэтому скорость канала здесь почти никогда не ограничение. Ограничение — время цикла: сколько объектов надо опросить и сколько времени занимает один обмен с учётом задержек на переключение передатчика.

Считают так: время одного обмена умножают на число объектов и сравнивают с требуемым периодом опроса. Если не укладывается — либо реже опрашивают, либо делят объекты на несколько каналов, либо переходят на передачу по событию.

Передача по событию почти всегда лучше опроса по кругу: объект молчит, пока ничего не изменилось, и говорит, когда изменилось. Канал при этом разгружается в разы.

Диапазон и частоты

Метровый диапазон даёт дальность и лучше обходит рельеф и растительность. Дециметровый — короче по дальности, но проще с антеннами и меньше занят помехами в промышленной зоне.

Выбор между ними делают не по предпочтениям, а по тому, какие частоты удастся получить и какой рельеф на трассе. Это первый вопрос проекта, а не последний.

Разрешение на частоты — самая долгая часть работы. Оборудование приходит за недели, документ оформляется дольше, и начинать надо с него, иначе техника будет лежать на складе.

Работа на неразрешённых частотах заканчивается предсказуемо: помехи чужим службам, поиск источника и предписание. Это не тот риск, который стоит принимать ради экономии месяца.

Антенна и трасса — там, где всё решается

Модем на объекте отдаёт свою мощность в антенну, и дальше вопрос только в том, дойдёт ли сигнал до центра. Дойдёт он благодаря высоте подвеса, а не мощности.

Поэтому на центральной станции ставят антенну как можно выше и всенаправленную — ей надо слышать все объекты. На объектах ставят направленную, нацеленную на центр: она и берёт больше, и меньше собирает помех.

Прямая видимость на этих частотах не обязательна, но каждое препятствие на трассе съедает запас. Здание, холм и лесополоса между объектом и центром — повод поднять антенну выше или искать ретрансляционную точку.

Ретранслятор нужен, когда часть объектов не видит центр напрямую. Он же обычно и самая дорогая точка проекта, потому что требует своего места, питания и обслуживания.

Монтаж: типовые ошибки

Кабель. Тонкий кабель длиной в мачту съедает существенную часть сигнала и на приём, и на передачу. Считают потери заранее, а не после того, как связь оказалась хуже расчётной.

Грозозащита. Мачта — верхняя точка объекта, и разряд приходит по кабелю прямо в модем. Разрядник на вводе и нормальное заземление мачты стоят копейки относительно оборудования.

Питание. Модем работает круглосуточно, поэтому его подключают к линии, которая не отключается вместе с освещением, и на ответственных объектах добавляют аккумулятор.

Помехи от соседей. Преобразователи частоты, сварка и импульсные источники на объекте создают шум ровно в том месте, где стоит приёмник. Модем и его кабель разносят с силовым оборудованием, а не кладут в один лоток.

Что уточнить перед заказом

Сколько объектов и на каком удалении от центра. Какой период опроса нужен и можно ли перейти на передачу по событию. Какой протокол у приборов, которые надо опрашивать. Есть ли прямая видимость и высота под антенну. Какие частоты доступны или подаются на согласование. Есть ли на объектах надёжное питание.

Шесть ответов дают и диапазон, и число каналов, и потребность в ретрансляции. Выбор модема по скорости в характеристиках — самый частый способ купить технику, которая не решит задачу опроса.