(v.1.2)
V první kapitole jsem se ohlédl za historii naší radiotelefonní sítě AMR, na její předchůdce, souputníky, ale také stručně připomněl následovníky, kteří vlastně způsobili její postupný zánik. V této části se už ale podíváme takzvaně pod povrch. Vysvětlíme si jak, celý systém AMR fungoval, jaká se používala technika, jak se vyvíjela a samozřejmě nemohu opomenout konkrétní používané kmitočtové kanály a pokrytí signálem v dobách největší slávy.
Technika používaná v síti AMR
Jak již jsem v minulém díle psal, automatický městský radiotelefon byl oficiálně zprovozněn v roce 1983. Vývoj této sítě ovšem započal ještě před rokem 1970. Po technické stránce ovšem nebyly vyvíjely radiotelefony kompletně od základu, ale byly použity již tehdy sériově vyráběné a tím pádem i dostupné radiostanice. Měnilo se tedy jen jejich ovládání, nebo byly doplněny o některé logické obvody, které umožnily důležité funkce radiotelefonu.
V minulé kapitole jsem uvedl, že byla síť na přelomu 70 let po technické stránce vyvíjena za pomocí tehdy dostupných mobilních radiostanic VXN101, které byla doplněny o systém selektivní volby a měly nahrazenu ovládací skříňku za vývojovou s rotačním číselníkem.
Radiostanice určené pro síť AMR byly ale již nového typu. V 70. letech totiž začala TESLA Pardubice dodávat radiostanice s novým označením. Stanice s označením VX byly nahrazovány zkratkami, který označoval typ stanice. PR – Přenosná radiostanice, VR – Vozidlová radiostanice a ZR – základnová radiostanice. Pro síť AMR tedy byly navrženy radiostanice typu VR20/50 což bylo označení 12 kanálové mobilní radiostanice (číslo 50 znamenalo impedanci anténního konektoru). Celá sestava mobilního radiotelefonu pak dostal označení VS25D – což je označení pro „vozidlová souprava – duplexní“. Než ale byla uvedena síť do oficiálního provozu, byly již v roce 1980 k dispozici modernizované radiostanice s označením VR21. Mobilní radiotelefony AMR tedy byly již stavěny na tomto základu.
Mobilní radiotelefon VS25D
Stanice VS25 s původním tělem VR20 měla svou ovládací skříňku s typovým označením VO29. Tato skříňka nahrazovala originální VO20 a obsahovala nejen numerickou klávesnici pro možnost volby telefonního čísla, ale také funkční tlačítka a stavové kontrolky. V pravé části skříňky byl umístěn palcový přepínač tzv. „kanálových stvolů“. Síť AMR totiž byla rozdělena na tři sady duplexních kanálů a tímto přepínačem obsluha volila kanálovou sadu a aktivační tón (viz dále). K ovládací hlavě se připojoval kombinovaný mikrofon se sluchátkem s označením PX26. Pro hlasitý odposlech a vyzvánění se připojoval ke stanici i originální reproduktor VX20. Tělo radiotelefonu a ovládací skříňka byly propojeny třímetrovým speciálním 26 -žilovým kabelem. Když byla VR20 nahrazena novější stanicí VR21, musela být upravena i ovládací skříňka a dostala označením VO291. Na první pohled zvenčí v nich nebyl rozdíl, ale změny byly ve vnitřním zapojení a byly zde použity jiné propojovací konektory, aby nebylo možné skříňky s tělem stanice omylem zaměnit.
Na tělo radiostanice byl instalován maďarský anténní duplexer (anténní sdružovač + filtr s označením 2S 79-722/A) firmy BRG (ano – té, která vyráběla svůj vlastní radiotelefonní systém MKRB), který byl na svou dobu vysoce kvalitní a spolehlivý. Anténní duplexer umožňoval připojit jednu anténu, do které bylo možné současně vysílat a současně sloužila pro příjem. Samotné tělo stanice VR20 mělo totiž zvlášť výstup na přijímací a vysílací anténu a pomocí tohoto duplexeru se oba anténní výstupy sloučily do jednoho anténního vstupu.
- Počet kanálů : 12 (viz dále)
- VF výkon : 6,5 W
- NF výkon : 1,4W (6 ohmů)
- Citlivost přijímače : 1,4 uV
- Provozní okolní teplota : -25 až +55 °C
- Hmotnost radiostanice : 3,2 kg
- Hmotnost ovládací skříňky VO29 : 1,4 kg
- Hmotnost duplexeru : 1,3 kg
Celá sestava tedy vážila úctyhodných 6 kg. Samotná radiostanice pak byla ve vozidle umístěna v zavazadlovém prostoru a ovládací hlava byla instalována pod palubní desku spolujezdce. Samotný externí reproduktor se instaloval jen na přání uživatelů. V základu se totiž používal hovorový mikrofon „hokejka“ PX26.
Jak již bylo řečeno v první kapitole, telefonní (volací) číslo samotného radiotelefonu mělo jen 4 místa. Bylo tedy možné nastavit jen číslo 0001-9999. Toto unikátní číslo se nastavovalo u první verze radiostanic AMR pomocí konfigurační svorkovnice přímo v ovládací skříňce VO29 na druhé desce odzadu (deska s označením D). Zde se pomocí malých šroubků zkratovaly vodiče a definovalo se tak číslo pomocí kombinace číselného řádu, páru a odlišení sudá/lichá. Na tomto obrázku naleznete ukázku kombinace čísla „6365“
U nové verze ovládacích skříněk již od firmy RCD, které měly označení VO22, bylo již číslo uloženo přímo v EPROM paměti a programovalo se pomocí počítače.
Základnové stanice ZS25D
Radiotelefonní síť tvořily základnové stanice s typový označením ZS25D (ZS = základnová souprava, D= duplexní). Což byla na svoji dobu poměrně bohatýrská sestava základnové stanice. Bohatýrská proto, že jen po mechanické stránce se jednalo o rozhodně nepřehlédnutelný kus techniky umístěný na místních ÚTO. Skříň ZS25D měřila pro představu na výšku 2,2m a vážila úctyhodných 150 kg. Telefonní souprava byla složená z několika dílů a zasazena do masivního rámu. Uvnitř zařízení byly umístěny dvě kanálově kompletně osazené radiostanice ZR25 (jednalo se o modulární verzi VR20 (VR21) s oddělenou přijímací a vysílací částí). Tyto stanice byly osazeny selektivními volbami na vysílacích i přijímacích dílech. Dále byl k dispozici kontrolní panel, který umožňoval nejen propojení a ovládání obou radiových souprav, ale také připojení testovacích a měřících zařízení.
Dále byla v rámu instalovaná anténní slučovací jednotka, která obsahovala jednak duplexery pro vysílací i přijímací moduly, ochranné cirkulátory pro oba vysílače, vysílací sdružovač a hlavní duplexer pro venkovní anténu. To bylo tak trochu omezujícím faktorem, protože pak bylo nutné dodržet, že na jedné základnové stanici musely být VF kanály od sebe kmitočtově vzdáleny maximálně 300 kHz.
Telefonní linka se připojovala na přenašeč ATÚ dvoudrátovým vedením. Každá základnová stanice AMR tedy byla od začátku koncipována jako dvoukanálová stanice s připojením na dvě telefonní linky.
Přímo v ovládací jednotce ZS25 byl překódovací obvod, který měnil přijímanou či vysílanou tónovou volbu na pulsní. Aby se ale vyrovnaly rychlosti voleb (generování čísel pomocí pulsní volby samozřejmě trvá výrazně déle) obsahovala řídící jednotka i paměť na 6 číslic volby.
Základní parametry VS25D:
- Počet kanálů: 2×12 (přepínaných pomocí zkratovacích propojek)
- VF výkon 2,4W
- Citlivost přijímačů cca 1,6 uV
- Provozní okolní teplota: +5 až +40 °C
Kmitočtová pásma – kanály AMR
Radiotelefonní síť AMR používala prakticky dva kmitočtové rozsahy. 157 a 165 MHz. V každém z nich byl ale jiný počet kanálů a tzv. kanálových stvolů. Celorepubliková síť v pásmu 165 MHz měla kmitočtové stvoly tři, a to v následujících kombinacích:
STVOL č.1:
- (Kanál č.1) 165.700 / 161.200
- (Kanál č.4) 165.750 / 161.250
- (Kanál č.7) 165.875 / 161.375
- (Kanál č.10) 165.950 / 161.450
STVOL č.2:
- (Kanál č.2) 165.625 / 161.125
- (Kanál č.5) 165.775 / 161.275
- (Kanál č.8) 165.800 / 161.300
- (Kanál č.11) 165.825 / 161.325
STVOL č.3:
- (Kanál č.3) 165.850 / 161.350
- (Kanál č.6) 165.900 / 161.400
- (Kanál č.9) 165.925 / 161.425
- (Kanál č.12) 165.975 / 161.475
Oblastní síť AMR v pásmu 157 MHz měla pouze dva stvoly na následující kmitočtových duplexních párech:
STVOL č.1:
- (Kanál č.1) 157.050 / 152.550
- (Kanál č.4) 157.225 / 152.725
- (Kanál č.7) 157.275 / 152.775
- (Kanál č.10) 157.375 / 152.875
STVOL č.2:
- (Kanál č.2) 156.900 / 152.400
- (Kanál č.5) 156.950 / 152.450
- (Kanál č.8) 157.150 / 152.650
- (Kanál č.11) 157.425 / 152.925
Kanálů bylo jen omezené množství, ale to bylo z důvodu, jelikož se vycházelo z tehdy použitých radiostanic, které měly k dispozici jen 12 kanálů. Radiostanice ještě nedisponovaly možností libovolného nastavení kmitočtu pomocí fázového závěsu, ale byly zde instalovány sady dvanácti krystalů a jednoduchá kmitočtová ústředna, která je kombinovala jako lokální oscilátory pro příjem a vysílání.
Radiotelefony AMR tedy z principu nebylo možné provozovat v obou sítích současně (nebo s možností je jakkoliv přepínat). Jednak to neumožňovala interní kanálová sada, navíc byly na jednotlivá pásma laděny i duplexery, na kterých byly vyznačeny propustné rozsahy. Pohledem na duplexer jste tedy ihned poznali, do jaké sítě AMR patřil.
Základní funkce radiotelefonů AMR
Základnové stanice ZS25D měly vždy oblastně přidělené (nastavené) dva hovorové kanály. Pokud nebyly obě telefonní linky obsazeny, vždy se na jednom z nich vysílal tón označující volný kanál (tón N). Tento tón byl důležitý pro samotné mobilní stanice AMR, jelikož se tím označoval volný kanál v případě, kdy chtěla obsluha radiotelefonu AMR volat z auta do telefonní sítě. Radiotelefony neměly žádný automatický systém na vyhledávání sítě, bylo nutné, aby obsluha nastavila na palcovém přepínači ovládací skříňky příslušný stvol kanálů, kde měl být AMR na poslechu. Aby bylo možné opakovat kmitočty i v oblastech, kde by teoreticky bylo v dosahu více základnových stanic, používaly se dva různé tóny N1 a N2 (N1 – 2050 Hz, N2 – 2820 Hz). Obsluha tedy měla možnost volby čtyř nebo šesti stvolů (podle sítě), tedy kombinace kanálů a tónu N. Obsluha tedy musela znát a správně zvolit číslo kanálu dle geografické oblasti, kde se nacházela. Samotný tón N nebyl ovšem důležitý pro příjem hovoru, ale pro volání (viz dále).
Číslo pozice na palcovém přepínači byla následující:
- Stvol 1 + tón N1
- Stvol 1 + tón N2
- Stvol 2 + tón N1
- Stvol 2 + tón N2
- Stvol 3 + tón N1
- Stvol 3 + tón N2
Když uživatel nastavil konkrétní stvol, stanice automaticky začala skenovat příslušné čtyři kmitočty v taktu 50ms na kanál (bez ohledu na tón N) a čekala na hovor z telefonní sítě.
Když chtěl účastník pevné telefonní sítě volat stanici AMR, musel znát oblast, kde se mobilní radiotelefon nachází. Bylo tedy nutné na začátku hovoru zvolit číslo příslušného telefonního uzlu a poté číslo samotného terminálu.
Z pohledu stanice AMR začal každý hovor sekvencí selektivní volby, který identifikoval, že je volaný radiotelefon na poslechu. Na počátku každé selektivní volby byl vysílán základnovou stanicí tón A (1850 Hz) o délce 350ms, který zastavil skenování všech AMR radiotelefonů na příslušném stvolu. Po tomto tónu byla odvysílána 4 čísla voleného terminálu a základnová stanice čekala 5 sekund na odpověď z volané jednotky AMR.
Pokud byl na poslechu volaný terminál, na příslušném duplexním kanálu se vyslal tón C (2160 Hz). Ostatní terminály AMR, které na selektivní volbu nereagovaly, mezitím opět automaticky začaly skenovat všechny 4 kanály ve stvolu a čekaly na další selektivní tón A. Když odpověď na volbu konkrétního terminálu základna přijala, vyslala do telefonní sítě standardní vyzváněcí tón 425 Hz a čekala na přijetí hovoru účastníkem. Volání bylo ve vozidle signalizováno jednak tónem a také rozsvícením malé žárovičky (*) na ovládacím panelu. Pokud obsluha vyvěsila sluchátko (přijmula hovor) vyslal se tón P (2980 Hz) a tím došlo ke spojení hovoru základnovou stanicí. Jeho ukončení bylo signalizováno opětovnou aktivací příslušného tónu N.
Pokud nepřišla odpověď na tři opakující se volby, základnová jednotka ukončila volbu a telefonní účastník na pevné lince dostal obsazovací tón. Základnová stanice měla navíc možnost ukončit hovor, pokud na straně mobilní stanice AMR vypadlo spojení (stanice byla již mimo dosah vysílače) a po 60 sekundách byl tak hovor automaticky ukončen. Síť samozřejmě neměla nic takového jako „předávání hovoru“ během jízdy. Pokud tedy během volání došlo k výpadku signálu třeba při přejezdu do jiného okresu, síť již aktivní hovor nemohla spojit a bylo nutné volání opakovat. V případě, kdy obsluha AMR chtěla volat do telefonní sítě, musela nejprve stisknout tlačítko na ovládací skříňce (*). Tím zastavila skenování kanálů a jednotka AMR hledala kanál se zvoleným tónem N označujícím volnou linku. Pokud takový kanál našla, vyslala na duplexním kanálu přihlašovací tón P (2980 Hz) po dobu 250ms.
Pokud jej základnová stanice zachytila, zrušila na příslušném kanálu volný tón N a vyslala krátkou hlasovou identifikaci příslušné základnové stanice (číslo UTO a město).
Poté základna čekala na příjem volaného čísla. Účastník zvolil na ovládací skříňce telefonní číslo, které se nejprve uložilo do dočasné paměti a poté se vyslalo jako kombinace čísel a rozlišovacích pozic sudá/lichá dle následujícího seznamu:
- 0,1 – 2160 Hz
- 2,3 – 2280 Hz
- 4,5 – 2400 Hz
- 6,7 – 2530 Hz
- 8,9 – 2670 Hz
- Sudé číslo – 1850 Hz
- Liché číslo – 1950 Hz
Příklad volby čísla „4724“ – 2400Hz ,1850Hz ,2530Hz ,1950Hz ,2280Hz ,1850Hz ,2400Hz, 1850Hz. Délka tónu číslice byla 200ms a délka tónu rozlišení čísla byla 150ms.
Samotný hovor pak byl mobilní stanicí AMR ukončen vždy tónem N1 o délce 250ms.
Signálové pokrytí území ČSSR
Po spuštění celostátní spojové radiotelefonní sítě (1983) bylo možné pro služební účely používat AMR jen ve velkých městech, tedy v Praze, Brně, Ostravě a Bratislavě. Postupem času se počet základnových stanic zvětšoval a v roce 1987 pak celostátní síť měla jednu základnovou stanici v každém krajském městě. Praha tehdy měla k dispozici 8 kanálů. Brno a Bratislava 4 kanály a ostatní krajská města jen dvoukanálové základny. Až teprve v letech 1988-1990 začaly být pokrývány z místních ÚTO i okresní města. V roce 1990 tak bylo v Čechách k dispozici celkem 18 základnových stanic (mimo Prahu).
Zajímavostí bylo, že oblastní spojová síť AMR byla ještě 5 let po uvedení hlavní sítě dostupná pouze v Praze (6 kanálů) a Bratislavě (2 kanály).
V následující mapě můžete vidět stav sítě v ČR z roku 1991, čísla kanálů stvolů jednotlivých základen.
Do roku 1993 byla plánována výstavba celkem 88 základnových stanic, které by pokryly většinu území ČSSR i s rezervou s ohledem na počet účastníků. Ve skutečnosti bylo nakonec zprovozněno celkem jen 63 základnových stanic.
Pro zajímavost je možné uvést počet aktivních radiotelefonů AMR v síti v roce 1990. Vozidlových stanic aktivních bylo celkem 2530 ks z nichž bylo 1634 radiotelefonů určených pro spoje, 582 ks mimo spoje (ministerstva, statní podniky) a 314 kusů servisních (výměnných). Po revoluci ovšem počet účastníků (mobilních terminálů) z důvodu uvolnění sítě pro civilní použití výrazně stoupal. V roce 1991 sice vznikla konkurence ve formě severské telefonní sítě NMT v pásmu 450 MHz, ale vzhledem k pořizovacím nákladům a cenou hovorného, byla síť AMR stále v kursu, jelikož se zde platil jen měsíční paušální poplatek bez ohledu na počet hovorů.
Úpravy funkce sítě AMR (zabezpečení hovorů)
Po revoluci začal velký rozmach této telefonní sítě a AMR. S tím ovšem, jak byla síť prakticky nezabezpečena (radiotelefon vlastně nevysílal žádnou svoji identifikaci a základnové stanice žádnou nepožadovaly), vesele bujelo pirátství. Stačilo mít doma radiostanici naladěnou na příslušný místní kanál. Dále multivibrátor, který generoval potřebné tóny a kdokoliv mohl libovolně volat zdarma téměř kamkoliv. Mělo to navíc ještě jednu stinnou stránku a tou bylo naprosté nezabezpečení hovorů proti odposlechu. Každý, kdo tuto síť využíval pirátsky si musel uvědomovat, že je jeho hovor pravděpodobně odposloucháván a pokud by prozradil jméno, hrozilo, že mu budou zanedlouho klepat na dveře příslušníci. Pirátské volání bylo tedy tak trochu adrenalinovým sportem, ale i tak šance volání zdarma byla pro spoustu lidí lákadlem. K tomu se navíc začaly po revoluci přidávat i další nešvary jakým bylo volání na placené linky s nadstandardní sazbou.
To zapříčinilo dva stavy. Jednak začala být síť čím dál tím častěji obsazená a samozřejmě SPT Telecom poskytoval tyto hovory (a především hovory na drahé linky) „zdarma“ tedy na účet podniku. Přistoupilo se tedy k postupnému časovému omezování hovorů a zakázány byly některé placené předvolby (0609 apod.).
Na počátku devadesátých let bylo nakonec přistoupeno i k úpravě fungování sítě a bylo zavedeno dodatečné zabezpečení volání ve formě přístupového kódu. Zabezpečení spočívalo ve vyslání přístupového kódu pomocí tónů selektivní volby typu ZVEI. Tento kód se se stal součástí přihlašovacího tónu P. V praxi to znamenalo, že se bez správné identifikace AMRu na začátku hovoru, základna vůbec nedeaktivovala příslušný tón N, i když se na vstupní frekvenci někdo snažil vyslat tón P.
Selektivní volba na začátku hovoru se tedy trochu změnila:
Zavedením tohoto zabezpečení bylo nutné upravit vozidlové terminály. Do nich se instalovala paměť EPROM, která generovala příslušný přístupový kód. Navíc zde byl ještě řešen jeden problém a tím byl množící se počet krádeží radiotelefonů z aut. Paměť byla tedy doplněna trvale napájený klopný obvod, který podle toho, jak byl překlopený aktivoval v paměti příslušné aktivační číslo. Radiotelefon AMR tak musel být neustále připojen na autobaterii, aby se tento klopný obvod nepřeklopil a bylo tak možné AMR provozovat. Pokud někdo stanici z auta vymontoval (nebo odpojil 12V akumulátor) obvod se překlopil a sepnul jiný vstup paměti. Tím se drobně změnil vysílaný aktivační kód a samotná síť již na tento terminál nereagovala. Na první pohled tedy AMR fungoval stejně, ale do sítě se již nedovolal. Opětovná aktivace terminálu se musela provádět v jednom ze servisních míst. Postupem času se začaly ovšem objevovat placené pirátské úpravy stanic pomocí upravených pamětí, které tuto funkci již neměly, takže bylo možné AMR provozovat i bez trvalého napájení.
Později v devadesátých letech, kdy skončila Tesla Pardubice, část její výroby přejala nově vzniknuvší soukromá firma RCD Pardubice. Ta začala nabízet radiostanice AMR s novými ovládacími skříňkami, které používala na tehdy nejnovějších řadách radiostanic VR63.
Úprava zabezpečení sítě skutečně na chvíli vyřadila z provozu většinu „pirátů“, ovšem ne na dlouho. Slabinou tohoto tzv. zabezpečení byla jeho jednoduchost a neměnnost. Přístupový kód AMRu se totiž neměnil a pokaždé se vysílal stejně. Stačilo tedy v praxi nahrát tento aktivační kód na magnetofon a před každým hovorem jej vyslat na vstupní frekvenci a tím byla telefonní linka opět k dispozici. Později dokonce vznikl i jednoduchý počítačový program, který dokázal generovat příslušnou selektivní volbu a kombinace tónů pro volbu telefonního čísla.
Závěr
Československá radiotelefonní síť AMR byla velmi zajímavým projektem. Ukázala vysokou úroveň technických znalostí a šikovnost vývojových techniků ve VÚS a Tesly Pardubice s jejich velmi omezenými možnostmi součástkových základen, ale také možnostmi čerpání zkušeností ze zahraničí. Funkce a principy sítě byly vlastně vyvíjeny s minimem informací z praxe vývoje a provozování podobných sítí v okolních zemích včetně zemí RVHP.
Síť AMR tak ukázala i na budoucnost mobilní komunikace. Dnes bereme mobilní sítě jako úplnou samozřejmost a každý nosíme mobilní telefon v kapse. Těmito články jsem chtěl upozornit, že tomu zdaleka nebylo vždy a že za jejich přínosem pro společnost stojí i roky vývoje a praxe.
PS: Samozřejmě pokud v článku naleznete nepřesnosti nebo chyby, neváhejte mne kontaktovat.