PRACA INŻYNIERSKA

„Trankingowe systemy ł ączno ści słu żbowej”

Marcin Talarczyk

Michał Żera ński

Kieruj ący prac ą dr in ż. Zbigniew Zakrzewski

1

PRACA IN ŻYNIERSKA NR 8/2007/2008/E I T/ST

Student (Imi ę i nazwisko): Marcin Talarczyk, Michał Żera ński

Temat pracy: „Trankingowe systemy ł ączno ści słu żbowej”

Temat pracy w j ęzyku angielskim (drukowanymi literami): „ Trunked Systems for Service Communication”

Dane wyj ściowe:

1. Normy i ustalenia dotycz ące systemów trankingowych.

2. Podr ęczniki z zakresu systemów ł ączno ści bezprzewodowej.

3. Publikacje dotycz ące nowoczesnych technologii dla bezprzewodowych interfejsów.

4. Firmowe opracowania dotycz ące metod projektowania oraz wdra żania systemów trankingowych w przedsi ębiorstwach i słu żbach publicznych.

Zadania szczegółowe:

1. Przegl ąd systemów trankingowych implementowanych na świecie.

2. Charakterystyka systemów wdra żanych w Europie.

3. Ocena przydatno ści systemów zespalaj ących ł ączno ść w słu żbach cywilnych i wojskowych.

4. Przegl ąd firmowych rozwi ąza ń systemowych dla zastosowa ń europejskich.

Miejsce przeprowadzania prac badawczych:

WTiE UTP

Kieruj ący prac ą: dr in ż. Zbigniew Zakrzewski

Koreferent:

2 Spis tre ści

WPROWADZENIE 4 PRZEGLĄD SYSTEMÓW TRANKINGOWYCH IMPLEMENTOWANYCH NA ŚWIECIE – MARCIN TALARCZYK 5 OPIS SYSTEMÓW RADIOWEJ ŁĄCZNOŚCI TRANKINGOWEJ IMPLEMENTOWANYCH W EUROPIE 8 EDACS - MARCIN TALARCZYK 8

TETRA – MICHAŁ ŻERAŃSKI 13

TETRAPOL – MARCIN TALARCZYK , MICHAŁ ŻERAŃSKI 35

APCO25 (P ROJECT 25) – MARCIN TALARCZYK , MICHAŁ ŻERAŃSKI 39

OCENA PRZYDATNOŚCI SYSTEMÓW ZESPALAJĄCYCH ŁĄCZNOŚĆ W SŁUŻBACH CYWILNYCH I WOJSKOWYCH - MARCIN TALARCZYK, MICHAŁ ŻERAŃSKI 44 PORÓWNANIE I OCENA PARAMETRÓW SYSTEMÓW TRANKINGOWYCH 44

PROJEKT MESA (M OBILITY EMERGENCY SAFETY APPLICATIONS ) – MARCIN TALARCZYK 51

ANALIZA PRZYDATNOŚCI POZNANYCH SYSTEMÓW 53

PRZEGLĄD FIRMOWYCH ROZWIĄZAŃ SYSTEMOWYCH 55 MOTOROLA 55

M/A-COM 60

TELTRONIC 63

PODSUMOWANIE 70 LITERATURA 71

3

Wprowadzenie [1]

Idea systemu trankingowego polega na automatycznym i dynamicznym podziale ograniczonej puli kanałów radiowych mi ędzy znacznie wi ększ ą liczb ę grup u żytkowników. Inaczej mówi ąc w systemie trankingowym u żytkownicy dziel ą si ę t ą sam ą pul ą kanałów radiowych. Kanał znajduj ący si ę w puli jest przydzielany abonentowi na czas prowadzenia rozmowy, a po jej zako ńczeniu wraca do puli i mo że by ć przydzielony innemu abonentowi. Ka żdy abonent ma dost ęp do ka żdego aktualnie wolnego kanału radiowego nale żą cego do puli.

Koncepcja trankingu opiera si ę na teorii prawdopodobie ństwa, zgodnie z któr ą istnieje małe prawdopodobie ństwo, że wszyscy u żytkownicy systemu b ędą chcieli w tym samym momencie skorzysta ć z kanałów radiowych. Dlatego wielu z nich mo że u żywa ć pewnej liczby kanałów efektywniej i sprawniej ni ż gdyby ka żdy kanał był na stałe przydzielony do okre ślonego u żytkownika.

Korzy ści wynikaj ące ze stosowania rankingu to mi ędzy innymi :

• efektywniejsze wykorzystanie kanałów,

• szybkie zestawienie poł ącze ń, skrócenie czasu oczekiwania na poł ączenie,

• elastyczne tworzenie sieci (lokalne, regionalne, krajowe),

• całkowita prywatno ść poł ączenia,

• zabezpieczenie przed kradzie żą lub klonowaniem terminali (ENS),

• mo żliwo ść ł ączenia sieci ró żnych producentów (MPT 1327, TETRA, systemy IP),

• przesyłanie komunikatów statusowych, krótkich komunikatów, danych tekstowych, niezidentyfikowanych danych,

• billing rozmów,

4 • mo żliwo ść zró żnicowania dost ępu poszczególnych u żytkowników do wywoła ń,

• mo żliwo ść zarz ądzania parametrami sieci przez operatora,

• dost ęp do sieci telefonicznej PSTN/PABX,

• ni ższy koszt sprz ętu w przeliczeniu na u żytkownika (w sieciach rozbudowanych np. regionalnych).

Niniejsza praca ma na celu porównanie istniej ących na rynku standardów trankingowych i ocena ich mo żliwo ści rozwojowych.

Przegl ąd systemów trankingowych implementowanych na

świecie – Marcin Talarczyk [2][3][7][9][15][25][29][36][37][38]

Stosowane i funkcjonuj ące na świecie systemy ł ączno ści dyspozytorskiej to rozwi ązania firmowe Ericsson GE, Logic Trunked Radio, Motorola oraz otwarte standardy np.: MPT-1327, APCO Project 25 , TETRA, TETRAPOL.

Najnowsze systemy wywodz ą si ę z pomysłów sieci radiowej specjalnego przeznaczenia, które po raz pierwszy zostały uruchomione w latach 40-tych ubiegłego wieku w USA. Ówczesne systemy zapewniały ł ączno ść policjanta z najbli ższym posterunkiem policji, lecz jako ść transmisji i brak zabezpiecze ń przed podsłuchem były dalekie od ideału. W kolejnych latach powstawały nowocze śniejsze systemy, które spełniały wi ększe oczekiwania u żytkowników. Kolejne rewolucje w dziedzinie elektroniki, teletransmisji i radiokomunikacji pozwalały na tworzenie nowych rozwi ąza ń dla pojawiaj ących si ę potrzeb oraz pomysłów u żytkowników tych systemów.

GE Marc V [1] jest to historyczny, ameryka ński protokół trankingowy dla radiowych systemów nadawczo-odbiorczych. Przedstawiony we wczesnych latach 80’tych XX wieku przez General Electric Mobile Radio, funkcjonuje do dnia dzisiejszego tylko w jednym stanie U.S. – Oklahoma.

5 Firma Ericsson [2][3] jest twórc ą systemu EDACS (ang. Enhanced Digital Access Communication System ), który umo żliwia cyfrow ą transmisj ę danych oraz cyfrow ą lub analogow ą transmisj ę sygnałów mowy w kanale radiowym. Jest to w pełni system trankingowy, którego konfiguracja umo żliwia korzystanie ze wspólnej sieci pewnej liczbie instytucji, organizacji lub firm, z których ka żda posiada w sieci starannie okre ślon ą autonomi ę, lecz tak że umo żliwia wzajemne poł ączenia. Rozwini ęciem tego systemu jest opracowana przez firm ę MA/Com implementacja vocodera IMBE cyfrowej modulacji dla radiokomunikacji, która zyskała miano EDACS Provoice.

Kolejny system LTR Standard [4] nie ma kanału kontrolnego. Cała transmisja mowy, danych oraz danych kontrolnych odbywa si ę poprzez jeden kanał, który jest programowany na stałe w urz ądzeniach końcowych (tak jak w systemie EDACS). Ewolucja tego systemu wnosiła nowe rozwi ązania i pomysły dzi ęki którym powstały kolejne systemy tj.:

- LTR Paszport – opiera si ę na dost ępie do sieci, który zawiera co najmniej trzy cz ęstotliwo ści zawieraj ące kanały „local”, „roaming” i „registering” odpowiadaj ące za weryfikacje poł ączenia z sieci ą

- LTR Standard and Passport - jest hybryd ą dwóch wy żej opisanych systemów

- LTR MultiNet - jest zgodny z APCO-16, posiada zwykle jeden lub kilka kanałów systemowych spełniaj ących rol ę kanału kontrolnego, aczkolwiek istnieje mo żliwo ść przesyłania w nich mowy.

Najbardziej rozwini ętym, firmowym systemem jest oryginalny pomysł Motoroli [5][8][13] trankingowej sieci radiowej opartej na sieciach, podsieciach i identyfikatorach przypisywanych urz ądzeniom.

Ka żdy ID Type I zawiera trzy lub cztery cyfry przed myślnikiem i jedna lub dwie cyfry po my ślniku (przykład 123-45). W drugiej generacji systemu zast ąpiono podział sieci i podsieci tworz ąc jednolit ą sie ć z indywidualnymi identyfikatorami radiowymi. Ka żdy identyfikator składa si ę z 4 lub 5 cyfr bez my ślnika (przykład 6374). System posiada dodatkowe zabezpieczenie w postaci klucza systemowego ( System Key ). Jest to unikalny identyfikator pozwalaj ący na komunikacj ę w obr ębie sieci wszystkim urz ądzeniom, którym został zaprogramowany wy żej wymieniony klucz.

6 Rozwini ęcie II generacji to systemy SmartZone oraz SmartZone OmniLink, które wspólnie transmituj ą dane do innych sieci trankingowych drog ą mikrofalowa lub liniami naziemnymi i umo żliwiaj ą poł ączenie u żytkownika z sieci ą macierzyst ą w dowolnym miejscu sieci współpracuj ącej.

Kolejna generacja to Type III Hybryd - jest to poł ączenie 2 wcze śniejszych systemów. Umo żliwia to jednoczesn ą prace systemu Type I i II bez konieczno ści tworzenia dodatkowych grup rozmownych systemu Type II.

W latach 90’tych XX wieku Motorola przedstawia kolejny firmowy system trankingowy - iDEN ( integrated Digital Enhanced Network ) - wykorzystuj ący bardzo wydajny radiowy aparat nadawczo-odbiorczy do cyfrowego przetwarzania głosu i danych dla jednego kanału. Opiera si ę na systemie TDMA (wielodost ęp z podziałem czasowym), korzysta z pakietowej transmisji danych, uwzgl ędnia szybkie przekazywanie informacji, maksymalizowanie przepustowo ści kanału i utrzymywanie w dobrym stanie stałego poł ączenia z Internetem.

Pierwszym otwartym standardem trankingowym jest APCO ( Association of Public- Safety Communications Officials-International ) Project 16 [7], który powstał w latach 70’tych na potrzeby jednostek bezpiecze ństwa publicznego U.S. Jest to klasyczny system trankingowy, który wykorzystuje: czasowy dost ęp do kanału, automatyczne priorytety, analogowy system transmisji danych oraz płynne zarządzanie i kontrola nad sieci ą.

Nast ępc ą P16 jest APCO Project 25 [3][7]. System P25 spełnia tak ą sam ą rol ę jak w Europie protokół TETRA, lecz nie jest z nim zgodny. Jest to cyfrowy radiowy system łączno ści trankingowej zgodny z norm ą TIA/EIA TSB102. P25 to zaawansowany system trankingowy zaprojektowany tak, aby uwzgl ędni ć szczególne wymagania u żytkowników sektora publicznego dotycz ące niezawodno ści bezpiecze ństwa ł ączno ści radiowej. Podstawowe zalety to: zakres cz ęstotliwo ści VHF i UHF, cyfrowa modulacja FDMA C4FM w kanale 12,5kHz, szyfrowanie DES/AES i zamiana kluczy drog ą radiowa (OTAR).

Europejska odpowied ź na projekt systemu trankingowego z Nowego Świata to opracowany i wdro żony w roku 1988 przez europejskie konsorcjum zbrojeniowe EADS

7 system TETRAPOL[9]. W pełni cyfrowy system ł ączno ści dyspozytorskiej u żywany przez wojsko, słu żby bezpiecze ństwa publicznego, przemysł, transport, itp.

System oparty o modulacje GMSK oraz cz ęstotliwo ściowy podział dost ępu do szczeliny (FDMA) o kanale szeroko ści 12,5kHz, co daje mo żliwo ść pracy w trybie cyfrowym jak i w trybie analogowym (jest kompatybilny ze starszymi systemami dyspozytorskimi).

Tego samego roku co TETRAPOL powstał standard MPT-1327 [6], który jest analogowym radiowym system trankingowy wykorzystuj ący kanały 12,5kHz i 25kHz oraz sygnalizacje FFSK. U żytkownicy posiadaj ą własne unikalne numery telefonów.

Obecnie najbardziej rozwini ętym i prawdopodobnie najbardziej rozpowszechnionym standardem jest TETRA [1][8], czyli ( TErrestrial Trunked Radio ). Stworzony przez ETSI – Europejski Instytut Norm Telekomunikacyjnych, jest jedynym w pełni otwartym standardem cyfrowej ł ączno ści radiotelefonicznej. Powstał z my ślą o słu żbach bezpiecze ństwa publicznego i ratownictwa.

System ten dzi ęki zaletom w dziedzinie cyfrowej ł ączno ści radiotelefonicznej staje si ę coraz cz ęś ciej wybierany przez u żytkowników z całego świata. System TETRA wprowadza si ę w krajach o nie ujednoliconej infrastrukturze ł ączno ści w celu komunikowania si ę wszystkich słu żb ratunkowych, a tak że by pozwalało koordynowa ć ich działanie w trakcie akcji ratunkowych na du żych obszarach, gdzie niemo żliwa jest koordynacja za pomoc ą standardowej ł ączno ści.

Opis systemów radiowej ł ączno ści trankingowej implementowanych w Europie

EDACS - Marcin Talarczyk [2][3][36]

8 EDACS ( ang. Enhanced Digital Access Communication System ) [2][3] jest systemem trankingowym pozwalaj ącym na cyfrow ą transmisj ę danych oraz cyfrow ą lub analogow ą transmisj ę sygnałów mowy w kanale radiowym.

System został zaprojektowany dla specyficznych zastosowa ń, w których szczególnie wa żna jest m.in.:

• niezawodno ść działania systemu podczas pracy w niesprzyjaj ących warunkach, w tym tak że w czasie kl ęsk żywiołowych, w warunkach nie w pełni sprawnej infrastruktury, itp.

• zapewnienie ł ączno ści na rozległym obszarze

• hierarchiczna struktura ł ączno ści daj ąca si ę dopasowa ć do struktury przedsi ębiorstwa

• poufno ść przekazywanych rozmów.

System znalazł zastosowanie jako prywatny system ł ączno ści radiowej w takich słu żbach jak: policja, stra ż po żarna, energetyka, gazownictwo, ochrona portów lotniczych. Może by ć te ż wykorzystywany jako publiczny system ł ączno ści radiowej świadcz ący usługi dla mniejszych firm lub przedsi ębiorstw.

W konfiguracji podstawowej system EDACS składa si ę z jednej stacji bazowej oraz przeno śnych, przewo źnych lub stacjonarnych terminali u żytkowników. Stacja bazowa pełni zarówno funkcje zwi ązane z transmisj ą i odbiorem sygnałów radiowych, jak równie ż funkcje steruj ące zwi ązane np. z przydzielaniem kanałów radiowych. Stacja bazowa jest wyposa żona w jeden kanał sygnalizacyjny oraz w kanały rozmówne, razem maksymalnie 20 kanałów [36]. W przypadku awarii kanału sygnalizacyjnego, ka żdy kanał rozmówny jest w stanie przej ąć jego funkcj ę - t ę wymienno ść funkcji realizuje si ę dzi ęki wyposa żeniu ka żdego kanału radiowego w specjalny sterownik. Takie działanie stacji bazowej istotnie zwi ększa niezawodno ść systemu.

Opisana powy żej podstawowa konfiguracja systemu, utworzonego wokół pojedynczej stacji bazowej, mo że by ć modyfikowana w celu zwi ększenia odporno ści systemu na uszkodzenia oraz liczby dost ępnych usług. W systemie EDACS zdefiniowano cztery mo żliwo ści stopniowego wzbogacania mo żliwo ści systemu polegaj ące na:

9 • doł ączeniu sterownika stacji bazowej i stanowiska zarz ądzania systemem

• doł ączeniu konsoli dyspozytora

• dodaniu szyfrowania sygnałów w kanale radiowym [36]

• zwi ększeniu zasi ęgu radiowego systemu.

Po dodaniu do podstawowej konfiguracji systemu sterownika stacji bazowej oraz stanowiska zarz ądzania systemem, funkcje zarz ądzania systemem s ą realizowane zarówno przez sterownik stacji bazowej, jak i sama stacj ę bazow ą. W przypadku awarii sterownika systemu przechodzi do pracy w konfiguracji podstawowej. Konsola operatora pozwala dyspozytorowi na utrzymanie ł ączno ści z kilkoma grupami u żytkowników równocze śnie, a dodanie szyfrowania zwi ększa bezpiecze ństwo przesyłanych sygnałów.

Zwi ększenie zasi ęgu radiowego systemu mo że odbywa ć si ę w nast ępuj ący sposób:

• przez zastosowanie techniki odbioru zbiorczego ( voting system )

• przez równoczesny odbiór i nadawanie za pomoc ą kilku ró żnych stacji bazowych (simulcast transmission ).

Moc nadawanego sygnału przez stacje bazowe jest wi ększa ni ż moc sygnałów wysyłanych przez terminale radiowe, mo że wi ęc si ę zdarzy ć, że terminal odbiera sygnał od stacji bazowej, natomiast stacja bazowa nie jest w stanie odebra ć sygnału z terminala. W systemie EDACS, w takiej sytuacji, zasi ęg nadawczy terminali radiowych mo żna zwi ększy ć stosuj ąc równoczesny odbiór sygnału radiowego przez kilka stacji bazowych. W strefie zasi ęgu stacji bazowej umieszcza si ę wówczas pewn ą liczb ę pomocniczych stacji bazowych pełni ących tylko funkcje odbiorcze. Poszczególne stacje bazowe poł ączone s ą łączami stałymi z centrum dyspozytorskim. Pomocnicze stacje bazowe wysyłaj ą odebrane sygnały, cyfrowe lub analogowe, do centrum dyspozytorskiego, gdzie na ich podstawie odtwarza si ę sygnał nadany przez terminal. Nast ępnie sygnał ten jest przesyłany do wła ściwej stacji bazowej. [36]

Drugie rozwi ązanie pozwala zwi ększy ć zasi ęg systemu przez zwi ększenie liczby stacji bazowych. Te same analogowe lub cyfrowe informacje nadawane s ą z kilku stacji bazowych równocze śnie i na tej samej cz ęstotliwo ści radiowej, bez podziału czasowego.

10 Ka żda stacja bazowa podł ączona jest ł ączami stałymi do centralnego sterownika. Ułatwia to uzyskanie pełnego pokrycia radiowego na wi ększych obszarach w warunkach, w których stworzenie klasycznego planu cz ęstotliwo ści, typowego dla systemów komórkowych, jest niemo żliwe lub niecelowe. W kierunku odbiorczym system działa w ten sam sposób jak omówiony wcze śniej system z odbiorem zbiorczym [1].

Przedstawione powy żej konfiguracje dotyczyły pojedynczego systemu, zbudowanego wokół jednej stacji bazowej. Je śli zasi ęg jednej stacji bazowej nie wystarcza do pokrycia obszaru, na którym maj ą by ć dost ępne usługi, tworzy si ę sie ć. Sie ć ł ączy ze sob ą systemy pracuj ące w tych samych lub ró żnych konfiguracjach za pomoc ą dodatkowego sterownika sieci. W ramach sieci u żytkownicy mog ą przemieszcza ć si ę z jednego systemu do drugiego oraz generowa ć poł ączenia mi ędzysystemowe. Sterownik sieci jest odpowiedzialny za kierowanie poł ącze ń mi ędzy systemami oraz za śledzenie ruchu abonentów.[36]

Organizacja ł ączno ści w systemie EDACS opiera si ę na hierarchicznej strukturze tzw. grup u żytkowników. Przykładowo na najwy ższym poziomie znajduje si ę system obejmuj ący swoim zasi ęgiem wszystkie słu żby miejskie, a dalej nast ępuje trzypoziomowy podział hierarchiczny na kolejne, coraz mniejsze grupy u żytkowników. Jak wi ęc widzimy, system dzieli si ę na podzespoły pierwszego poziomu, w szczególno ści mog ą to by ć policja, czy stra ż po żarna. Dalej nast ępuje podział na podzespoły drugiego poziomu, np. w przypadku policji mog ą to by ć poszczególne komendy policji w mie ście, oraz podzespoły trzeciego poziomu, którym mog ą odpowiada ć wydziały w danej komendzie policji, np. wydział drogowy, wydział przest ępstw gospodarczych, czy laboratorium kryminalistyki.

Na najni ższym poziomie znajduj ą si ę terminale u żytkowników. Pełen adres systemowy zawiera 14 bitów, tak wi ęc przestrze ń adresowa zawiera ponad 16 tysi ęcy kombinacji. Aby zrealizowa ć wywołanie grupowe, nale ży wybra ć 11-bitowy adres grupy GID, który tworz ą adres podzespołu pierwszego poziomu (maks. 5 bitów), adres podzespołu drugiego poziomu (min. 1 bit) oraz adres podzespołu trzeciego poziomu (min. 2 bity). W systemie EDACS struktura grup wpisana jest w system sygnalizacyjny. Innym rozwi ązaniem mogłoby by ć dynamiczne ł ączenie odpowiednich podzespołów w przypadku wywołania grupowego. Do tego celu musiałaby jednak istnie ć centralna baza danych przechowuj ąca informacje o istniej ących podzespołach. Jednak w przypadku krytycznym

11 zerwanie ł ączno ści pomi ędzy baz ą danych a systemem uniemo żliwiłoby zestawienie poł ączenia.

System EDACS dost ępny jest w wersji szerokokanałowej oraz w ąskokanałowej. W wersji szerokokanałowej odst ęp pomi ędzy s ąsiednimi kanałami cz ęstotliwo ściowymi wynosi 25kHz lub 30kHz, a w wersji w ąskokanałowej kanały maj ą szeroko ść 12,5kHz. System EDACS mo że pracowa ć w wersji szerokokanałowej w kilku pasmach cz ęstotliwo ści: 136-174MHz, 403- 515MHz, 806-870MHz. Wersja w ąskokanałowa dost ępna jest tylko w pa śmie 896-941MHz. [2][3][36]

System umo żliwia trzy rodzaje transmisji:

• transmisj ę analogowego sygnału mowy

• transmisj ę cyfrowego sygnału mowy

• cyfrow ą transmisj ę danych.

Analogowy sygnał mowy mo że by ć transmitowany zarówno w wersji szeroko- jak i wąskokanałowej, sygnalizacj ę realizuje si ę wówczas cyfrowo z przepływno ści ą 9600 bit/s. Transmisja danych oraz cyfrowo zakodowanej mowy w wersji szerokokanałowej odbywa si ę tak że z pr ędko ści ą 9600 bit/s. Kodowany cyfrowo sygnał mowy jest dodatkowo szyfrowany przy u życiu jednego z kilku algorytmów kryptograficznych. W wersji wąskokanałowej nie jest mo żliwa cyfrowa transmisja sygnału mowy, a dane przesyła si ę z pr ędko ści ą 4800 bit/s.

W zale żno ści od konfiguracji, system umo żliwia zestawianie poł ącze ń pomi ędzy terminalami oraz poł ącze ń dyspozytorskich pomi ędzy terminalem lub terminalami radiowymi i konsol ą dyspozytorsk ą.

Mo żliwe s ą cztery rodzaje poł ącze ń:

• poł ączenia grupowe,

• poł ączenia grupowe alarmowe,

• poł ączenia indywidualne,

• poł ączenia systemowe.

12 Poł ączenia grupowe w systemie EDACS s ą usług ą typow ą dla systemów trankingowych. W zale żno ści od adresu grupy mog ą by ć one zestawiane na trzech poziomach. Poł ączenia grupowe s ą dost ępne we wszystkich trzech rodzajach transmisji: przy analogowej i cyfrowej transmisji mowy oraz przy cyfrowej transmisji danych. [3]

Poł ączenia alarmowe generowane s ą po naci śni ęciu odpowiedniego przycisku w terminalu. System po rozpoznaniu zgłoszenia alarmowego przydziela poł ączeniu wolny kanał lub w przypadku braku wolnych zasobów wstawia zgłoszenie alarmowe na pocz ątek kolejki zgłosze ń oczekuj ących na wolny kanał rozmówny. W przypadku zwykłych poł ącze ń rozmównych stosuje si ę przydzielanie kanału rozmównego jedynie na czas rzeczywistej transmisji w danym kierunku. W przypadku poł ącze ń alarmowych stosuje si ę przydział kanału radiowego na cały czas trwania połączenia.

Poł ączenia alarmowe zestawiane s ą do dyspozytora oraz do innych członków grupy. Tylko dyspozytor lub terminal z odpowiednimi uprawnieniami mog ą zako ńczy ć grupowe poł ączenie alarmowe.

Poł ączenie indywidualne pozwala na prowadzenie rozmowy mi ędzy dwoma terminalami, która nie jest słyszalna przez innych u żytkowników systemu. Poł ączenie indywidualne mo że zosta ć zestawione przez dyspozytora lub przez odpowiednio wyposa żony terminal. Poł ączenia takie dost ępne s ą dla analogowej i cyfrowej transmisji mowy oraz dla cyfrowej transmisji danych.

Poł ączenia systemowe umo żliwiaj ą operatorowi systemu (ang. supervisor), wyposa żonemu w terminal z zaprogramowanymi odpowiednimi uprawnieniami, nawi ąza ć natychmiastow ą ł ączno ść ze wszystkimi u żytkownikami w systemie. Wygenerowanie poł ączenia systemowego powoduje przerwanie wszystkich realizowanych poł ącze ń i zestawienie pojedynczego kanału do wszystkich u żytkowników w systemie. Poł ączenia systemowe mog ą by ć wykonywane tylko dla analogowej transmisji mowy.

TETRA – Michał Żera ński [8][10][11][12][13][14][17][18][21][23]

System TETRA jest pierwszym otwartym systemem trankingowym, standaryzowanym przez ETSI i przeznaczonym do stosowania w mi ędzynarodowych

13 słu żbach publicznych, w tym słu żb bezpiecze ństwa i wojska. Pocz ątkowo nazwa pochodziła od skrótu nazwy TransEuropean Trunked Radio. Jednak by nada ć systemowi globalny charakter nazw ę t ę zmieniono na TErrestrial Trunked Radio .

TETRA dostosowana została do wymogów współczesnej komunikacji radiowej a tak że do potrzeb u żytkowników – słu żb publicznych, instytucji rz ądowych oraz firm komercyjnych. Stało si ę to mo żliwe po zastosowaniu cyfrowego systemu, który zapewnia efektywn ą, sprawn ą komunikacj ę głosow ą, której zabezpieczenia daj ą niezawodną i niezakłócona prac ę systemu. Standard pozwala sprawnie zarz ądza ć zasobami ludzkimi i technicznymi w ramach jednej sieci. Standard opracowano do realizacji ł ączno ści radiowej nie tylko w sytuacji standardowej codziennej pracy, ale przede wszystkim w czasie zagro żenia, kl ęsk żywiołowych i konieczno ści mobilizacji wszelkich słu żb, a wi ęc wzmo żonego ruchu radiowego. TETRA poprzez bezpieczn ą i odpowiednio zarz ądzan ą łączno ść zapewnia stały nadzór nad funkcjonowaniem wielu słu żb, gwarantuj ąc wysokim poziom niezawodno ści działania.

Komisja Europejska zaleciła by słu żby podległe ministerstwom spraw wewn ętrznych krajów członkowskich u żywały standardu TETRA.

Rozwój standardu wyznacza TETRA MoU ( TETRA Memorandum of Understanding ). Powstał w listopadzie 1994 r. i zrzesza ponad 100 organizacji z całego świata, które s ą zainteresowane rozwojem systemu.

Opracowano dwa wydania standardu TETRA. Wydanie I standardu otrzymało akceptacj ę administracji europejskich i zostało pozytywnie przyj ęte przez wiele innych krajów. Dzi ęki temu urz ądzenia posiadaj ące ten standard mog ą by ć instalowane praktycznie na całym świecie, z wył ączeniem Ameryki Północnej. Drugie wydanie opracowano by zwi ększy ć szybko ść transmitowanych danych w systemie, celem zbli żenia osi ągów systemu TETRA do osi ągów systemów komórkowych trzeciej generacji.

Firma Motorola zainstalowała i uruchomiła w listopadzie 1996 r. pierwszy system w oparciu o standard TETRA na wyspie Jersey. Od tego czasu do dnia dzisiejszego zainstalowano wiele systemów opartych o standard TETRA w ponad stu krajach na świecie.

Struktura systemu TETRA jest architektur ą elastyczn ą i mo że by ć odpowiednio kształtowana w zale żno ści od potrzeb u żytkowników. Dotyczy to zarówno elementów

14 systemu, jak i ich liczby. Jedn ą z wa żniejszych zalet systemu jest mo żliwo ść utworzenia wielu sieci wirtualnych na bazie jednej infrastruktury. U żytkownicy, cho ć korzystaj ą z jednego systemu, s ą podzieleni na grupy.

Administrator systemu lub uprawniony dyspozytor decyduje o uprawnieniach do nawi ązywania ł ączno ści pomi ędzy poszczególnymi u żytkownikami w grupie jak i mi ędzy grupami. Takie rozwi ązanie pozwala wielu słu żbom realizowa ć niezale żnie od siebie łączno ść poprzez wspólne urz ądzenia sieciowe i zasoby radiowe. Dost ępno ść usług jest uzale żniona od wolnych zasobów systemowych.

Sposób podziału u żytkowników, dost ępne dla nich usługi oraz mo żliwo ść realizacji poł ącze ń z innymi u żytkownikami mog ą by ć zmieniane przez osoby nadzoruj ące system w dowolnej chwili w zale żno ści od aktualnych potrzeb.

Rys. 1. Standardowy system TETRA [20]

Standardowy system TETRA (patrz rys.1) składa si ę z w ęzłów steruj ących SCN (Switching Control Node ). Pod w ęzły podpi ęte s ą stacje bazowe BS ( Base Stadion ). Do

15 infrastruktury TETRA podł ączone s ą za pomoc ą sieci PSTN, ISDN lub PDN zdalne stanowiska liniowe dyspozytorów RLS (Remote Line Station ). Ka żdy w ęzeł steruj ący posiada stanowiska administratorów sieci NMS (Network Management Station ). Ponadto system posiada zewn ętrzne stanowiska zarz ądzania sieci ą ENMS (External Network Management Station ) a tak że terminale ruchome MS ( Mobile Station ) i punkty styku (Gateway ) z sieciami LAN/WAN, PSTN, ISDN, Internet, GSM, PDN, PEI oraz innymi sieciami systemu TETRA itd.

O funkcjonalno ści i zainstalowanych elementach systemu TETRA decyduje użytkownik. Oznacza to, że najprostszy system mo że by ć zło żony ze stacji bazowej oraz terminali. W standardzie TETRA nie zdefiniowano funkcjonalno ści poszczególnych urz ądze ń a jedynie kilka interfejsów pomi ędzy podstawowymi elementami.

Architektura i funkcjonalno ść urz ądze ń uzale żniona jest od rozwi ąza ń stosowanych przez poszczególnych producentów. Nie jest raczej mo żliwe stosowanie urz ądze ń infrastruktury TETRA od wielu producentów. Gwarancja współpracy jest mo żliwa jedynie przy zachowaniu wymaga ń zdefiniowanych przez ETSI dla kilku okre ślonych interfejsów pomi ędzy urz ądzeniami:

• interfejs radiowy AI ( Air Interface ),

• interfejs ISI ( Inter System Interface ) mi ędzy sieciami TETRA,

• interfejs PEI ( Peripheral E ąuipment Interface ) mi ędzy terminalem radiowym, a urz ądzeniem ko ńcowym transmisji danych,

• interfejs LSI ( Line Station Interface ) mi ędzy terminalem przewodowym, a stanowiskiem dyspozytorskim,

• interfejs do sieci zarz ądzania NMI ( Network Management Interface ),

• interfejsy zewn ętrzne do systemów PABX, PSTN, ISDN, PSDN.

Rozwi ązanie to pozostawiło na znaczn ą swobod ę producentom przy opracowywaniu infrastruktury i wymaga badania urz ądze ń pod wzgl ędem ich interoperacyjno ści z urz ądzeniami innych producentów dla wyspecyfikowanych interfejsów. Dowodem na interoperacyjno ść urz ądze ń jest certyfikat TETRA IOP ( Inter-Operability Certificate ),

16 wydawany przez TETRA MoU. Urz ądzenie otrzymuje taki certyfikat wył ącznie, gdy uzyska pozytywny wynik dla jednego, kilku lub wszystkich testów TIP ( TETRA Interoperability Profile ) wykonanych z urz ądzeniem innego producenta. Procedury testowe są okre ślone w standardach ETSI.

Węzły steruj ące SCN (rys.1) obsługuj ą transmisj ę głosu i danych, korzystaj ąc jednocze śnie z bazy danych o abonentach, ich uprawnieniach oraz przynale żno ści do grup. SCN cechuje nadmiarowo ść kluczowych dla funkcjonowania systemu telekomunikacyjnego elementów sieci. SCN mo że sterowa ć prac ą okre ślonej liczby stacji bazowych (w optymalnych rozwi ązaniach do 8 BS) oraz okre ślon ą liczb ą modułów nadawczo-odbiorczych w tych stacjach bazowych (np. 64 kanałami radiowymi we wszystkich sterowanych stacjach). Ograniczenia dotycz ą równie ż liczby abonentów (zazwyczaj ok. kilkana ście tysi ęcy), przy czym limity wynikaj ą z wariantu zakupionej przez operatora licencji. Najprostsze sieci z jedn ą BS nie wymagaj ą SCN, poniewa ż BS posiada swój własny sterownik. Sieci rozległe TETRA zapewniaj ą realizacj ę ł ączno ści w obr ębie stacji bazowej, nawet gdy zostanie uszkodzony sterownik SCN lub ł ącze SCN-BS.

Stacje bazowe s ą elementami architektury sieci TETRA typu nadawczo- odbiorczego, zapewniaj ącymi u żytkownikom systemu bezprzewodow ą ł ączno ść na obszarze geograficznym, którego rozmiar jest zale żny od warunków propagacyjnych, parametrów i sposobu zamontowania urz ądze ń (np. anten). Pomimo, że w systemie TETRA mo żna realizowa ć ł ączno ść nawet w odległo ści 60km od BS, to w przypadku łączno ści w du żych miastach lub miejscach o urozmaiconej rze źbie terenu nale ży planowa ć wi ększ ą ilo ść stacji bazowych TETRA. Nadajniki stacji bazowych generuj ą sygnały radiowe o mocy do 40W, przy czym moc maksymalna BS zale ży od jej klasy.

Mo żliwa jest regulacja mocy od 0,6W do mocy maksymalnej. W sieci TETRA stacje bazowe s ą poł ączone z SCN przewodowymi lub bezprzewodowymi łączami stałymi E1, T1 lub nx64 kb/s.

Szczególnie interesuj ące s ą mobilne stacje bazowe mBS ( mobile Base Station ), czyli samochód ci ęż arowy z agregatem pr ądotwórczym i zamontowan ą stacj ą bazow ą z zewn ętrzn ą anten ą. Mobilne stacje bazowe umo żliwiaj ą realizacje dora źnej ł ączno ści w sytuacjach kl ęsk żywiołowych, ataków terrorystycznych, gdy miejsca wyst ępowania tych zdarze ń le żą poza zasi ęgiem sieci TETRA lub, gdy stacje bazowe zostały uszkodzone.

17 Cho ć w systemie TETRA przewidziano mo żliwo ść ł ączno ści w trybie bezpo średnim mi ędzy terminalami bez po średnictwa stacji bazowej, to funkcjonalno ść ta mo że okaza ć si ę niewystarczaj ąca do komunikacji wielu licznych grup na rozległym obszarze. W takim przypadku tylko mobilna stacja zapewni pełny zakres usług systemu TETRA. W czasie ataków terrorystycznych w Londynie mBS zostały u żyte jako podstawa systemu TETRA. Obecnie mobilne stacja bazowe s ą dost ępne w ofercie wielu producentów. Stacje mBTS to równie ż doskonałe rozwi ązanie do ł ączno ści podczas ćwicze ń wojska, słu żb ratowniczych i zarz ądzania sytuacjami kryzysowymi.

Zdefiniowano dla systemu TETRA 8 klasy terminali ruchowych, w tym 4 podstawowe o dopuszczalnych maksymalnych mocach nadajników odpowiednio 1W i 3W dla terminali dor ęcznych oraz 3W ,10W i 30W dla terminali przewo źnych. Moc terminala jest regulowana od 15dBm do mocy maksymalnej z krokiem 5dB. Terminale mog ą by ć wyposażone w odbiornik GPS, umo żliwiaj ący lokalizacj ę u żytkownika systemu TETRA oraz wiele innych gad żetów, które dost ępne s ą równie ż w telefonach komórkowych.

Stanowiska dyspozytorskie usprawniaj ą realizacj ę zarz ądzania prac ą podległych użytkowników oraz ograniczone administrowanie podległymi grupami (dodawanie, usuwanie abonentów oraz modyfikacj ę ich uprawnie ń). Podstawow ą funkcj ą jest przyjmowanie zgłosze ń od abonentów systemu TETRA, ale tak że obsługa wywoła ń spoza systemu, np. z publicznej sieci telefonicznej.

Zarz ądzanie sieci ą (od strony technicznej jak i operacyjnej) jest realizowane przy użyciu specjalistycznych aplikacji na stanowiskach administratorów systemu, zarówno w miejscu ich fizycznej instalacji, jak równie ż ze zdalnych terminali. Systemy zarz ądzaj ące NMS ( Network Management System ) zwykle wywodz ą si ę ze sprawdzonych rozwi ąza ń opracowanych dla systemów telefonii stacjonarnej i komórkowej, jednak przystosowane s ą do specyfiki i wymaga ń standardu TETRA. Zazwyczaj s ą to centralne systemy zarz ądzania o wielu funkcjonalno ściach. Ewentualne anomalie w funkcjonowaniu systemu s ą wykrywane i lokalizowane w czasie rzeczywistym. Dost ępne s ą tak że narz ędzia umo żliwiaj ące analiz ę i raportowanie stanu pracy zarz ądzanych elementów systemu oraz ustalanie parametrów ich pracy. Czynno ści te mog ą by ć wykonywane w centrum zarz ądzania sieci ą lub poprzez centra regionalne (w przypadku rozległych sieci). Aplikacje systemowe dost ępne s ą tak że zdalnie poprzez sie ć komórkow ą b ądź PSTN. Czynno ści

18 administracyjne, wykonywanych z konsoli systemu zarz ądzania lub zdalnie wymagaj ą autoryzacja administratora. Jest ona realizowana wielopoziomowo, co oznacza mo żliwo ść niezale żnego definiowania uprawnie ń dla ka żdego z administratorów, stosownie do uprawnie ń i kompetencji. Zarz ądzanie elementami sieciowymi mo że by ć realizowane poprzez protokół SNMP ( Simple Network Management Protocol ) lub protokół IP.

Centrum zarz ądzania mo że dysponowa ć systemem zintegrowanego sterowania ł ączno ści ą ICSS ( Integrated Communications Control System ), który umo żliwia administratorowi:

• zarz ądzanie interfejsem radiowym,

• dost ęp do baz danych,

• nadzór nad system AVL ( Automatic Vehicle Location ),

• nadzór nad systemem APL ( Automatic Person Location ),

• mo żliwo ść ł ączno ści z u żytkownikami innych systemów,

• nadzór nad terminalami, min. ich autoryzacj ę, blokowanie, odblokowywanie, okre ślanie priorytetów, tworzenie grup, obsług ę alarmów itd.

Systemy ICSS umo żliwiaj ą równie ż sterowanie systemem typu „one-seat”. Oznacza to, że z jednego miejsca mo żna zarz ądza ć cał ą rozległ ą sieci ą.

Mo żliwe jest zaimplementowanie w systemach zarz ądzaj ących serwerów rejestracji głosu i danych, co wydaje si ę opcj ą szczególnie istotn ą dla słu żb ratowniczych, porz ądku i bezpiecze ństwa publicznego. Dane w takim serwerze powinny by ć przechowywane odpowiednio długo, a zapisy powinny by ć oznaczane odpowiednimi i dokładnymi znacznikami czasu. Jednak odtworzenie zapisanych informacji mo że by ć mo żliwe tylko dla uprawnionych osób.

Zarz ądzanie systemem i funkcje bezpiecze ństwa wymagaj ą centrum uwierzytelniaj ącego AuC ( Authentification Center ) oraz przydziału odpowiednich kluczy kodowych. Serwery nale żą ce do NMS i poł ączone z sieciami zewn ętrznymi, musz ą by ć tak że odpowiednio zabezpieczone przed nieuprawnionym dost ępem oraz atakami hakerskimi typu DoS ( Denial of Service ) lub innymi zagro żeniami sieci internetowych

19 Du że zasi ęgi ł ączno ści w systemie TETRA uzyskuje si ę dzi ęki pracy w pa śmie cz ęstotliwo ści 400MHz. Rozdzielono zakresy cz ęstotliwo ści dla ł ączno ści słu żb rz ądowych, organów bezpiecze ństwa i porz ądku publicznego (380-400MHz) oraz pasma cz ęstotliwo ści dla systemów publicznych i komercyjnych (410-430MHz). W planach standaryzacyjnych pojawia si ę równie ż mo żliwo ść współu żytkowania zakresów cz ę- stotliwo ści: 450-470 oraz 870-876 i 915-921MHz. Oznacza to, że oprócz dotychczasowych użytkowników z wy żej wymienionych cz ęstotliwo ści b ędą mogły korzysta ć równie ż systemy oparte o standard TETRA.

Tabela 1. Zakresy cz ęstotliwo ści dla systemu TETRA w Polsce [14]

f dolna f górna Przeznaczenie Użytkowanie (MHz) (MHz)

410 412 RUCHOMA z wyj ątkiem ruchomej rz ądowe lotniczej

412 414 RUCHOMA z wyj ątkiem ruchomej cywilne lotniczej

414 420 RUCHOMA z wyj ątkiem ruchomej cywilne lotniczej

420 422 RUCHOMA z wyj ątkiem ruchomej rz ądowe lotniczej

422 424 RUCHOMA z wyj ątkiem ruchomej cywilne lotniczej rz ądowe Radiolokalizacja

424 430 RUCHOMA z wyj ątkiem ruchomej cywilne lotniczej rz ądowe Radiolokalizacja

20 Łączno ść dwukierunkowa w systemie TETRA odbywa si ę z zastosowaniem dupleksu cz ęstotliwo ści, czyli przy wykorzystaniu dwóch niezależnych kanałów radiowych, z których ka żdy zapewnia ł ączno ść w jednym z kierunków. W pa śmie 400MHz odst ęp mi ędzy tymi kanałami (odst ęp dupleksowy) wynosi 10MHz.

Transmisja w ka żdym z kierunków jest realizowana w 25kHz kanałach z zastosowaniem techniki zwielokrotnienia dost ępu cz ęstotliwo ściowego FDMA i czasowego TDMA. W ka żdym kanale radiowym ści śle zdefiniowano struktur ę ramkow ą i wydzielono cztery zwielokrotnione czasowo kanały fizyczne. Podstawow ą jednostk ą jest szczelina czasowa. Poni żej przedstawiono sposób tworzenia hiperramki (rys. 2).

Rys. 2. Struktura czasowa ramek systemu TETRA

Jedna hiperramka (60 multiramek) zajmuje 61,2s, schodz ąc ni żej mamy multiramk ę (18 ramek TDMA), która zajmuje 1,02s, za ś ramka TDMA zajmuje 56,67s = 4 szczelinom czasowym po 16,167ms. Szczelina umo żliwia przesłanie 510 bitów z szybko ści ą 36 kb/s i zajmuje 14,166ms. Natomiast podszczelina zajmuje 7,08ms i pozwala przesła ć 255 bitów. Czas trwania 1 bitu (250/9 = 27,78 µs). Dane u żytkownika po kodowaniu kanałowym stanowi ą tylko cz ęść przesyłanej informacji, dlatego szybko ść transmisji danych użytkownika nie przekracza 28,8 kb/s. U żytkownik, któremu na czas łączno ści przydzielana jest tylko jedna szczelina czasowa, dysponuje ¼ tej przepływno ści, czyli do 7,2 kb/s. Zastosowanie kodowania kanałowego ogranicza transmisj ę danych

21 użytkownika do 2,4 kb/s lub4,8 kb/s. Abonent mo że uzyska ć szybko ść transmisji w zale żno ści od rodzaju a tak że liczby przydzielonych mu kanałów TCH, co przedstawia tabela 2.

Tabela 2. Dost ępne szybko ści transmisji danych u żytkownika w standardzie TETRA

Stopie ń zabezpieczenia i szybko ść transmitowanych danych

Liczba Bez Małe Du że szczelin zabezpiecze ń zabezpieczenie zabezpieczenie

1 7,2 kb/s 4,8 kb/s 2,4 kb/s

2 14,4 kb/s 9,6 kb/s 4,8 kb/s

3 21,6 kb/s 14,4 kb/s 7,2 kb/s

4 28,8 kb/s 19,2 kb/s 9,6 kb/s

W standardzie TETRA do transmisji danych w kanale radiowym zastosowano kwadraturow ą ró żnicow ą modulacj ę PSK z przesuni ęciami fazy co jeden odst ęp modulacji, czyli modulacj ę π/4-DQPSK. O zmianie stanu fazy o ± π/4 lub ±3 π/4 decyduje warto ść dwóch kolejnych bitów sygnału informacyjnego tzw. duobity. Modulacja nie ma stałej obwiedni, jednak wahania amplitudy sygnału s ą umiarkowane - amplituda nigdy nie jest równa zeru.

Przydział okre ślonych funkcji kanałom fizycznym (szczelinom o określonych numerach) w ka żdym z kanałów radiowych oraz nadzorowanie i zarz ądzanie prac ą systemu wymaga zdefiniowania odpowiedniej struktury czasowej.

Realizacja funkcji trankingu w systemie TETRA mo żliwa jest tylko poprzez wydzielenie jednego kanału fizycznego w stacji bazowej do realizacji głównego kanału sygnalizacyjnego MCCH ( Main Control Channel ). MCCH słu ży do obsługi zgłosze ń i przywoła ń abonentów oraz realizacji niektórych procedur i usług (np. transmisji statusów lub SDS). W przypadku du żej liczby kanałów w stacji bazowej lub realizacji usług, które wymagaj ą wi ększej przepływno ści kanału steruj ącego, standard TETRA umo żliwia

22 wydzielenie od jednego do trzech dodatkowych kanałów sygnalizacyjnych SCCH (Secondary Control Channel ).

Je żeli operator dysponuje jednym kanałem radiowym, to stacja bazowa ma wydzielony jeden kanał MCCH i trzy kanały robocze. Mo żliwa jest wówczas jednoczesna i niezale żna ł ączno ść trzech grup u żytkowników. Gdy w systemie b ędzie zdefiniowanych wi ęcej grup u żytkowników, to nast ępne grupy b ędą mogły korzysta ć z ł ączno ści dopiero po zwolnieniu kanału roboczego przez inn ą grup ę. System poprzez kanał sygnalizacyjny jest powiadamiany o kolejnych wywołaniach, jednak sposób i czas ich realizacji jest uzale żniony od uprawnie ń nadanych u żytkownikom przez administratora oraz od priorytetu wywołania. Dost ęp do realizacji usług jest dwuetapowy.

Pierwszy z etapów wymaga, aby terminal za pomoc ą rywalizacyjnego protokołu ALOHA uzyskał dost ęp do kanału MCCH, w celu wysłania żą dania obsługi i ewentualnego przydziału kanału roboczego w do realizacji drugiego etapu - transmisji głosu lub danych.

W kanały fizyczne s ą odwzorowywane kanały logiczne. W systemie TETRA zdefiniowano nast ępuj ące logiczne kanały steruj ące:

• rozsiewczy kanał steruj ący BCCH ( Broadcast Control Channel ), zło żony z dwóch podkanałów: BSCH ( Broadcast Synchronization Channel ) oraz BNCH ( Broadcast Network Channel ). Umo żliwiaj ą one identyfikacj ę sieci i stacji bazowych przez terminal,

• kanał linearyzacyjny LCH ( Linearization Channel ), który umo żliwia ustabilizowanie pracy nadajnika stacji bazowej i terminala,

• kanał steruj ący SCH ( Signaling Channel ) – odpowiada za wymian ę sygnalizacji mi ędzy terminalem i BS,

• kanał przydziału dost ępu AACH ( Access Assign Chanel ) - informuje o przydziale kanału,

23 • kanał „kradn ący” (podmiany) STCH ( Stealing Channel ), który w wyj ątkowych sytuacjach jest tworzony kosztem kanału logicznego TCH ( Traffic Channel ), np. w przypadku konieczno ści szybkiego przesłania informacji sygnalizacyjnych dla procedury przeł ączenia poł ączenia ( hand-over ).

Dane u żytkownika przenoszone s ą poprzez kanały TCH, których rodzaj jest uzale żniony od typu przenoszonej informacji:

• TCH/S (Speech Traffic Channel ) dla transmisji zakodowanego sygnału mowy,

• TCH/7.2, TCH/4.8, TCH/2.4 dla transmisji danych w trybie poł ączeniowym - odpowiednio do szybko ści transmisji wyra żonej w kb/s.

Du żą efektywno ść widmow ą systemu TETRA uzyskuje si ę dzi ęki odpowiedniej technice kompresji mowy ludzkiej, której transmisja nale ży do podstawowych usług systemu. Do kompresji sygnału u żywany jest, algorytm ACELP (Algebraic Code-book Excited Linear Predictive Coding - ITU G.723.1), który idealnie nadaje si ę do kompresji sygnału mowy.

Kodowanie to eliminuje charakterystyczne cechy głosu rozmówcy na rzecz zrozumiało ści przekazywanej informacji. W tego typu systemach, w odró żnieniu od telefonii, istotna jest jednak bardzo dobra zrozumiało ść przesyłanych komunikatów, dlatego dodatkowo koder został wyposa żony w funkcje redukcji szumów oraz tła akustycznego, które wyst ępuje w otoczeniu rozmówcy. Cecha ta wyró żnia system TETRA spo śród innych cyfrowych systemów radiowej transmisji mowy ludzkiej.

W terminalu TETRA analogowy sygnał mowy jest cyfryzowany w 14-bitowym, liniowym przetworniku A/C. Nast ępnie sygnał cyfrowy o przepływno ści 112 kb/s jest kodowany w koderze ACELP, na wyj ściu którego uzyskuje si ę sygnał informacyjny o przepływno ści 4,56 kb/s. Detekcj ę i korekcj ę bł ędów transmisji w kanale radiowym zapewniaj ą informacje nadmiarowe wprowadzane przez koder kanałowy. Uzyskane w ten sposób dane s ą formowane w bloki. W multiplekserze z bloków tworzona jest ramka TDMA, która przesyłana jest do modulatora. Odbiornik odbiera sygnał wysokiej cz ęstotliwo ści w kanale radiowym. Po detekcji i zamianie na strumie ń binarny w demultiplekserze wyodr ębniany jest żą dany kanał fizyczny (szczelina czasowa). Po detekcji i korekcji bł ędów nast ępuje dekodowanie sygnału mowy i zamiana do postaci

24 analogowej. Sygnał mowy przetwarzany jest niezale żnie dla 30ms przedziałów czasu. Je żeli liczba wykrytych bł ędów b ędzie zbyt du ża, to vokoder nie odtworzy abonentowi takiego fragmentu transmisji.

System TETRA oferuje liczne zabezpieczenia, które spełniaj ą wymagania wojska, słu żb specjalnych i bezpiecze ństwa publicznego. Zabezpieczenia opracowano na podstawie rozwi ąza ń przyj ętych w standardzie telefonii bezprzewodowej DECT oraz wymaga ń użytkowników systemów PMR.

W standardzie TETRA bezpiecze ństwo zapewnia si ę poprzez :

• anonimowo ść abonentów - stosowanie tymczasowych numerów przydzielanych dla grup i indywidualnych u żytkowników,

• obustronne uwierzytelnianie abonenta i sieci przed zestawieniem poł ączenia,

• szyfrowanie informacji transmitowanych w kanale radiowym i zarz ądzanie kluczami kryptograficznymi,

• szyfrowanie informacji pomi ędzy urz ądzeniami ko ńcowymi ( end-to-end encryption ),

• mo żliwo ść stałego i tymczasowego blokowania i odblokowywania radiotelefonów (zablokowanych tymczasowo), w tym: terminali ruchomych na podstawie numerów wyposa żenia ( Terminal E ąuipment Identity - TEI), abonentów na podstawie numeru ITSI ( Individual TETRA Subscriber Identity ), zarówno terminal jak i abonenta na podstawie TEI i ITSI.

W systemie TETRA zdefiniowano trzy klasy zabezpieczenia transmisji w kanale radiowym:

I. klasa - Clear Mode,

II. klasa - SCK Mode,

III. klasa - DCK Mode.

25 Systemy klasy pierwszej nie stosuj ą szyfrowania informacji przesyłanych drog ą radiow ą a jedynie opcjonalnie identyfikacj ę u żytkowników. Poziom bezpiecze ństwa transmisji głosu i danych jest wi ększy ni ż dla systemów analogowych, gdy ż do podsłuchu konieczne s ą zaawansowane technicznie urz ądzenia. Słu żby, które bezwzgl ędnie wymagaj ą szyfrowania transmisji w przypadku poł ącze ń bezpo średnich mi ędzy terminalami TETRA korzystaj ą z systemów klasy II, w której jest stosowane szyfrowanie za pomoc ą jednego z 32 statycznych kluczy SCK ( Static Cipher Key ). Poł ączenia poprzez infrastruktur ę systemu TETRA dla trzeciej klasy mog ą by ć realizowane bezpieczniej, bo przy u życiu kluczy dynamicznych. Dobór klucza jest uzale żniony od typu świadczonej usługi. Dla poł ącze ń indywidualnych stosuje si ę klucz DCK, natomiast poł ączenia grupowe wymagaj ą klucza wspólnego dla wszystkich grup CCK oraz indywidualnego klucza grupy GCK i MGCK. Klasa trzecia bezwzgl ędnie wymaga identyfikacji abonentów dla wła ściwego zarz ądzania przydziałem kluczy szyfruj ących.

Do realizacji szyfrowania i uwierzytelniania niezb ędne s ą odpowiednie algorytmy. Operator mo że zastosowa ć standardowe algorytmy lub własne algorytmy.

ETSI powołało grup ę SAGE ( Security Algorithm Group of Experts ), która opracowała procedury szyfrowania TEA1 - TEA4, zapewniaj ące współdziałanie sieci i terminali ró żnych producentów. Procedury TEA2 i TEA3 s ą przeznaczone wył ącznie dla słu żb bezpiecze ństwa publicznego i ich rozpowszechnianie jest ograniczone (np. TEA2 tylko dla słu żb z pa ństw grupy Schengen). Procedury TEA1 i TEA4 mog ą by ć rozpowszechniane bez ogranicze ń. Uwierzytelnianie w systemie TETRA jest realizowane za pomoc ą standardowej procedury TAA1, opracowanej przez ETSI. Szyfrowanie mi ędzy urz ądzeniami ko ńcowymi wymaga stosowania odpowiednich terminali oraz procedur (np. E1 do E4) lub własnych operatora.

Systemy zgodne ze standardem TETRA oferuj ą usługi podstawowe ( basic services ), na które składaj ą si ę:

• przenoszenia ( Bearer Services ),

• teleusługi ( Teleservices ),

• usługi krótkich wiadomo ści SDS ( Short Data Services ),

26 • usługi dodatkowe ( Supplementary Services )

Usługi przenoszenia realizuje si ę w trybie poł ączeniowym ( Circuit Mod ę) z szybko ści ą transmisji od 2,4 kb/s do 7,2 kb/s na kanał fizyczny lub w trybie pakietowym zorientowanym poł ączeniowo lub bezpoł ączeniowo.

Stosowanie wieloszczelinowej techniki transmisji pakietowej MSPD ( Multi-Slot Packed Data ) umo żliwia nawet czterokrotne zwi ększenie szybko ści transmisji dla abonenta. Najnowsze rozwi ązanie TETRA Release 2 wprowadziło system TEDS ( TETRA Enhanced Data Service ) umo żliwiaj ący uzyskanie transmisji danych o szybko ści do 700 kb/s w kanale o szeroko ści 150kHz.

W standardzie TETRA zdefiniowano kilka teleusług:

• poł ączenia indywidualne (punkt-punkt) ( Individual Call ),

• poł ączenia grupowe (punkt-wielopunkt) ( Group Call ),

• poł ączenia grupowe z potwierdzeniem ( Acknowledged Group Call ),

• poł ączenia grupowe jednokierunkowe ( Broadcast ).

System TETRA przystosowano do transmisji krótkich wiadomo ści, m.in. statusów, które umo żliwiaj ą przekazanie dwubajtowych informacji.

Statusom mo żna w terminalu, przypisa ć okre ślon ą funkcj ę lub komunikat wy świetlany na ekranie. Dost ępnych jest 65535 statusów, z czego połowa jest zarezerwowana.

Transmisj ę krótkich komunikatów umo żliwia usługa SDS. Zdefiniowano 4 typy wiadomości SDS:

• Typ I - umo żliwia transmisje 16 bitów danych,

• Typ II - umo żliwia transmisje 32 bitów danych,

• Typ III - umo żliwia transmisje 64 bitów danych,

27 • Typ IV - umo żliwia transmisje do 2047 bitów danych w jednej wiadomo ści, w tym wiadomo ści tekstowych w formacie podstawowym (160 znaków ASCI) lub rozszerzonym (292 znaków ASCI).

System TETRA umo żliwia przesyłanie krótkich wiadomo ści do jednego abonenta i do wielu abonentów, jak równie ż w warstwie transportowej TL ( Transport Layer ) wprost od i do urz ądze ń doł ączonych do terminali TETRA (SDS-TL).

Imponuj ąca jest tak że lista usług dodatkowych, pocz ąwszy od tych znanych z systemów PMR, telefonii stacjonarnej i komórkowej. S ą to np. identyfikacja numeru, przekierowania rozmów oraz usługi nie maj ące swoich odpowiedników w innych systemach telekomunikacyjnych. Do grupy nowych blisko 30 usług dodatkowych nale żą :

Usługi podstawowe zwi ązane przede wszystkim ze specyficznymi funkcjami systemu TETRA jak np:

• wywołanie autoryzowane przez dyspozytora przed jego zrealizowaniem ( Call Authorized by Dispatcher ),

• wybór obszaru działania dla u żytkowników ( Area Selection ),

• priorytety dost ępu w razie przeci ąż enia kanału dost ępowego ( Access Priority ),

• poł ączenia priorytetowe ( Priority Call ),

• poł ączenie priorytetowe z wywłaszczeniem trwaj ącego poł ączenia ( Pre-emptive Priority Call ) w przypadku braku wolnych kanałów (poł ączenie o priorytecie wy ższym rozł ącza poł ączenie o priorytecie ni ższym dla wykorzystania zasobów radiowych),

• dyskretne odsłuchiwanie ( Discrete listening ) prowadzonych rozmów przez uprawnionych u żytkowników bez powiadamiania u żytkownika,

• odsłuchiwanie otoczenia ( Ambience Listening ) za pomoc ą zdalnie aktywowanego terminalu (bez informowania abonenta),

• dynamiczny przydział i zmiana numeru grupy ( Dynamie Group Number Assignment ),

• poł ączenia alarmowe,

28 Usługi dodatkowe opcjonalne, zwi ązane przede wszystkim ze specyficznymi funkcjami systemu TETRA jak np:

• identyfikacja abonenta (CLIP, CLIR, COLP, COLR),

• przenoszenie wywołania (CFU, CFB, CFNR),

• zawiadomienie o wywołaniu,

• realizacja poł ącze ń oczekuj ących oraz wiele innych usług.

W systemie TETRA wyró żniamy nast ępuj ące tryby transmisji:

• tryb głos i dane V+D ( Voice+Data ),

• tryb zoptymalizowanej ł ączno ści w trybie komutacji pakietów PDO ( Packet Data Optimised ),

• specjalny tryb ł ączności bezpo średniej DMO ( Direct Mode Operation ).

Transmisja w trybie V+D umo żliwia przesyłanie danych i głosu z wykorzystaniem infrastruktury a równie ż za pomoc ą bezpo średniej ł ączno ści mi ędzy terminalami (DMO). W trybie V+D realizowane s ą jednocze śnie usługi z wykorzystaniem kilku szczelin czasowych w tym samym kanale radiowym (np. komunikacja głosowa i przesyłanie SDS). Ponadto odbywa si ę transmisja wieloszczelinowa dla jednej usługi lub szybkie przeł ączania mi ędzy szczelinami w celu realizacji ł ączno ści dwukierunkowej. Te wła ściwo ści sprawiaj ą, i ż mo żliwe jest zestawianie poł ącze ń dupleksowych (tylko dla poł ącze ń indywidualnych) jak i półdupleksowych przy poł ączeniach grupowych. Realizacja poł ącze ń półdupleksowych zwi ększa efektywno ść wykorzystania zasobów radiowych, gdy ż BS przydziela tylko jeden kanał fizyczny dla ka żdego z kierunków transmisji niezale żnie od liczby członków grupy. Realizuje si ę to poprzez specjaln ą funkcj ę terminalu, która umo żliwia nadawanie albo odbiór informacji. Słu ży do tego przeł ącznik PTT ( Push To Talk ), którym abonent decyduje czy nadaje, czy te ż odbiera informacj ę. Czas poł ączenia jest limitowany przez system i z reguły wynosi jedn ą minut ę. W trybie dupleks czas nie jest ograniczony, ale operator mo że okre śli ć limit czasu (np. kilka minut). Mo żliwo ść realizacji poł ącze ń dupleksowych zale ży równie ż od funkcjonalno ści terminalu.

29 Tryb PDO słu ży wył ącznie do przesyłania danych. O ile w ni ższych warstwach (np. w warstwie dost ępu do medium MAC) nie ma żadnych ró żnic z V+D, to dla wy ższych warstw s ą one ju ż znacz ące. Mo żliwe s ą dwa rodzaje transmisji pakietowej:

• zorientowane poł ączeniowo,

• zorientowane bezpoł ączeniowo.

Tryb transmisji pakietowej zorientowany poł ączeniowo wymaga wcze śniejszego zestawienia poł ączenia typu punkt-punkt z zastosowaniem protokołu CONS ( Connected Oriented Network Service ), aby mo żliwa była transmisja poprzez wirtualne ł ącza VC (Virtual Cali ) lub stałe ł ącza wirtualne PVC ( Permanent Virtual Call ).

Tryb pakietowy zorientowany bezpoł ączeniowo nie wymaga wcze śniejszego zestawienia poł ączenia. Stosowane w tym trybie protokoły S-CLNP ( Specific Connectionless Network Protocol ) i SNDCP ( SubNetwork Dependent Convergence Protocol ), które zapewniaj ą transmisj ę danych punkt-punkt, punkt-wiele punktów oraz multicast. System TETRA umo żliwia ponadto w sytuacji przebywania u żytkowników poza zasi ęgiem sieci, awarii BS lub przeci ąż enia sieci realizacj ę transmisji głosu oraz danych bez udziału infrastruktury sieci. Tryb DMO jest bardzo u żyteczny, ale posiada pewne ograniczenia, jak np. mo żliwo ść :

• przesyłania danych tylko w pojedynczej szczelinie lub jako SDS,

• realizacji poł ącze ń głosowych tylko w trybie półdupleks,

• ograniczonej transmisji głosu i danych.

Zdefiniowano 8 ró żnych scenariuszy pracy urz ądze ń w trybie bezpo średnim. W przypadku poł ączenia indywidualnego terminal nadaj ący (TX) znajduje si ę w stanie „master”, za ś odbieraj ący (RX) w stanie „slave”. Transmisja odbywa si ę w dwóch szczelinach czasowych w jednym kanale radiowym.

Pozostałe szczeliny czasowe w ramce TDMA mog ą by ć u żyte do realizacji innego poł ączenia. Mo żliwa jest równie ż realizacja poł ącze ń grupowych o ile grupa posiada wspólny numer identyfikacyjny GTSI ( Group TETRA Subscriber Identity ) lub grup ę „otwartych” numerów do nawi ązywania poł ącze ń ze wszystkimi u żytkownikami.

30 Terminal w trybie DMO mo że prowadzi ć poł ączenie z podwójn ą obserwacj ą, gdy terminal znajduje si ę w zasi ęgu BS. Wówczas u żytkownik mo że otrzyma ć informacj ę o wywołaniu dla trybu rankingowego z sieci TETRA.

Transmisja mo że odbywa ć si ę tak że z udziałem przeka źników oraz bram w postaci innych terminali dostosowanych do pełnienia tych funkcji.

Poł ączenia mog ą by ć realizowane równie ż w trybie zarz ądzanym poprzez terminal autoryzuj ący, poł ączonym z systemem, albo poprzez odpowiedni ą bram ę. Przy czym czas wa żno ści autoryzacji jest limitowany.

Usługi dost ępne w trybie DMO zast ępuj ą usługi dodatkowe i s ą to np.:

• spó źnione zgłoszenie ( Late Entry ) - doł ączenie u żytkownika do realizowanego poł ączenia grupowego, gdy u żytkownik jest jej członkiem,

• identyfikacja strony nadaj ącej ( Talking Party Identification ) na podstawie numeru ITSI lub blokada tej identyfikacji,

• obsługa poł ącze ń w niebezpiecze ństwie ( Emergency Call ) - poł ączenie takie mog ą wykorzystywa ć tryb DMO, o ile abonent jest poza zasi ęgiem systemu oraz umo żliwia wywłaszczenie poł ączenia w celu obsługi poł ączenia alarmowego.

TETRA - wydanie 2

Cho ć wdra żanie systemów nie nast ępowało szybko, to jednak twórcy standardu TETRA w 1999 roku postanowili opracowa ć drug ą edycj ę standardu -TETRA Release 2 [22]. Prace rozpocz ęto od analizy oczekiwa ń członków EPT ( ETSI Project TETRA ) oraz TETRA MoU. Opracowane wyniki zamieszczono w raportach technicznych ETSI. Na ostateczny kształt specyfikacji potrzeb u żytkownika URS ( User Re ąuirement Specification ) mieli wpływ równie ż dostawcy urz ądze ń, operatorzy systemów oraz u żytkownicy ko ńcowi.

Prace standaryzacyjne podzielono na 5 zagadnie ń, które dotyczyły m.in.:

• szybkiej transmisja danych HSD (High Speed Data),

• kodowania mowy,

31 • udoskonalenia interfejsu radiowego,

• współpracy z innymi sieciami oraz roamingu,

• modułu identyfikacji u żytkownika SIM ( Subscriber Identity Module ).

Standard TETRA Release 2 uko ńczono i obecnie trwaj ą prace nad integracj ą systemu TETRA i telefoni ą komórkow ą 4 generacji (4G). W trakcie prac standaryzacyjnych, powstały dwie koncepcje zwi ększenia szybko ści transmisji w systemie TETRA:

• TAPS ( TETRA Advanced Packet Service ) - zaawansowana transmisja pakietowa w systemie TETRA,

• TEDS ( TETRA Enhanced Data Service ) - ulepszona transmisja danych w systemie TETRA.

TAPS opracowywano dla operatorów o du żych wymaganiach transmisyjnych, którzy zdecyduj ą si ę na budow ę nowej infrastruktury sieciowej i wymian ą terminali. TAPS bazuje na technikach GPRS oraz EDGE i podobnie jak w GSM wymaga zbudowania równoległej sieci transmisyjnej. Oznacza to, że na danym terenie funkcjonowałyby równolegle zarówno sieci TETRA 1, jak i TETRA 2. W TAPS przyj ęto szeroko ść kanału radiowego jako 200kHz, jednak jest niezmiernie trudno pozyska ć dla systemów TETRA kanały o tej szeroko ści. Prace nad TAPS zostały wstrzymane, pomimo tego, że system uzyskał ostateczn ą wersje standaryzacyjn ą.

Od 2002 roku rozwija si ę i ulepsza alternatywn ą koncepcj ę szybkiej transmisji TEDS. System TEDS jest kompatybilny z wcze śniejszymi wersjami. Kompatybilno ść osi ągni ęto poprzez wykorzystanie rozwi ąza ń przyj ętych w TETRA V+D. Szeroko ści kanałów w TEDS s ą zmienne i mog ą wynosi ć 25, 50, 100 i 150kHz. Zastosowano do transmisji modulacj ę QAM ( Quadrature Amplitud ę Modulation ) w odmianach: 64QAM, 16QAM oraz 4QAM. Dobór rodzaju modulacji odbywa si ę w zale żno ści od warunków transmisji radiowej. Modulacja 4QAM wykorzystywana jest w obszarach bliskich granicy zasi ęgu systemu, 16QAM dla średnich warto ści pr ędko ści transmisji, a 64QAM dla maksymalnych szybko ści w niewielkich odległo ściach od BS. W przypadku kanału 25kHz

32 stosowane b ędzie równie ż modulacja p/8-D8PSK w kanałach roboczych i p/4-DQPSK w kanale steruj ącym.

TEDS umo żliwi uzyskanie szybko ści transmisji od 54 kb/s dla kanału o szeroko ści 25kHz do 691 kb/s w kanałach o szeroko ści 150kHz. Szeroko ść kanału b ędzie zale żeć od liczby u żytkowników oraz ich zapotrzebowania na pasmo transmisyjne. Takie elastyczne podej ście do zasobów b ędzie korzystne zarówno dla u żytkowników standardu, jak i dla operatora systemu. Kanały b ędą rozpoznawane przy u życiu sygnału pilota. Przyj ęto równie ż PCCC ( Parallel Concatenated Convolutional Coding ) jako sposób kodowania kanałowego dla TEDS.

W celu realizacji usług multimedialnych stworzono dodatkow ą warstw ę MEX (usytuowan ą nad SNDCP), która b ędzie mogła obsłu żyć do o śmiu aplikacji multimedialnych oraz umo żliwi negocjacj ę parametrów QoS ( Quality of Service ). Wynegocjowane parametry b ędą mogły zmienia ć si ę w czasie sesji.

Standard TETRA 2 wprowadzał wiele udoskonale ń dotycz ących m.in. współpracy z innymi systemami (GSM, UMTS oraz GPRS), obsługi roamingu mi ędzy sieciami TETRA, lokalizacji osób i pojazdów, implementowanych vokoderów, zapewnienia bezpiecze ństwa i poufno ści przesyłanych danych o poło żeniu abonenta. W tym celu został stworzony specjalny protokół LIP ( Location Information Protocol ). Standard TETRA 2 przewiduje migracje kart identyfikuj ących abonentów z SIM do USIM.

Tabela 3. Techniczne parametry zbiorcze standardu TETRA 1 i TETRA 2

Cecha systemu Wielko ść

- 380-400MHz (obsługa słu żb policyjnych, * Pasma cz ęstotliwo ści radiowych klasy PMR )

(2x10 Mb/s = 20 Mb/s) - 410-430MHz (komunikacja cywilna, typu PAMR)

25kHz, 50kHz, Odst ęp mi ędzy s ąsiednimi no śnymi 100kHz,150kHz

33 Odst ęp dupleksowy 10MHz

4 kanały głosowe TDMA ** Liczba kanałów przy odst ępie 25kHz (1 kanał na dane)

Szybko ść transmisji z systemem od 50 kb/s do 600 kb/s TEDS

- 2,4-9,6 kb/s (netto) z du żym zabezpieczeniem

Użytkowa szybko ść transmisji danych - 4,8-19,2 kb/s (netto) z niewielkim zabezpieczeniem

- 7,2-28,8 kb/s (bez zabezpieczenia)

Metoda dost ępu Aloha szczelinowa

Technika zwielokrotnienia FDMA/TDMA

Rodzaj modulacji π/4 DQPSK ***

Szybko ść modulacji 18 kbodów

Sposób kodowania mowy pełny 7,2 kb/s połówkowy 4,8 kb/s

Czas zestawienia poł ączenia <300 ms

Przeniesienie kanału (handover) <1 s

Moc urz ądze ń terminalowych 1 W, 3 W, 10 W, 25 W, 30 W

Maksymalna szybko ść > 500 km/h przemieszczania terminalu

Maksymalny rozmiar komórki 120 km

34

TETRAPOL – Marcin Talarczyk, Michał Żera ński [9][38]

W roku 1990 europejskie konsorcjum zbrojeniowe EADS uruchamia RUBIS – cyfrowy PMR Żandarmerii Francuskiej. Był to w pełni cyfrowy system ł ączno ści dyspozytorskiej oparty o modulacje GMSK – identyczna jak w GSM - oraz cz ęstotliwo ściowy podział dost ępu do szczeliny (FDMA), o kanale szeroko ści 12,5kHz. Do roku 1999 system TETRAPOL był standaryzowany przez ETSI i nosił nazw ę TETRA – 12 ze wzgl ędu na wykorzystywanie kanału o szeroko ści 12,5kHz. Najnowsze specyfikacje systemu umo żliwiaj ą u żywanie standard kanału 6,25kHz [9].

System TETRAPOL jest zgodny z norm ą ETSI 300.113 i ETSI 300.279 dla EMC [38].

TETRAPOL korzysta z pasma radiowego o zakresie od 70MHz do 933MHz. Kodek systemu TETRAPOL u żywa silnie chronionego przed zakłóceniami algorytmu koduj ącego RPCELP.

TETRAPOL jest systemem poł ączonych elementów fizycznych nazwanych podsystemy. Fizyczne elementy s ą zdefiniowane jako grupy funkcyjne a interfejsy s ą zdefiniowane jako punkty odniesienia (jak zdefiniowane przez ITU).

Radio terminal (RT) (rys.3)

RT jest przeno śnym, funkcjonalnym urz ądzeniem ko ńcowym (Mobile Termination Unit) podł ączonym do sieci za pomoc ą ł ącza radiowego.

Line connected terminal (LCT) (rys.3)

LCT jest terminalem zwi ązanym przez fizyczne poł ączenie linii lokalnej lub zdalnie do sieci.

User data terminal (UDT) (rys.3)

UDT jest terminalem danych (Terminal Equipment) podł ączonym do terminala radiowego i u żytym dla danych serwisowych.

35 Switching and management infrastructure (SwMI) (rys.3)

Jest to moduł sieci TETRAPOL, który samodzielnie rozdziela podsystemy BS i przeł ącza urz ądzenie radiowe (RSW).

Dispatch center (DC) (rys.3)

Jest to centrum dyspozytorskie maj ące za zadanie wysyłanie z centralnego serwera i funkcj ą przeł ączania pozycji wysyłania.

Network management centre (NMC) (rys.3)

Jest to centrum zarz ądzania ró żnymi sieciami maj ące na celu usprawnić działanie i utrzymanie sieci.

Message transfer agent MTA X.400 (rys.3)

Jest to przeł ącznik X.400 dostarczaj ący wiadomo ści. Poł ączony do prywatnych lub publicznych sieci X.25, pełni funkcj ę serwera wiadomo ści.

External data terminal (EDT) (rys.3)

Poł ączenie przez prywatn ą lub publiczn ą sie ć X.25, pełni funkcj ę serwera transmituj ącego dane, lub bazy prywatnych wiadomo ści abonenta.

Radio terminal simulator (rys.3)

Jest to rodzaj stacji bazowej aprobuj ący symulator ł ącznie z danymi.

BS simulator (rys.3)

To typ RT aprobuj ący symulator ł ącznie z UDT, RT i symulatorami SIM .

Subscriber identity module (SIM) (rys.3)

Jest to wymienny moduł transportuj ący informacje o abonencie i zabezpieczaj ących algorytmach.

36 Independent digital repeater – (IDR) (rys.3)

Jest to wyposa żenie u żywaj ące pewien rodzaj translacji dla rozszerzenia pokrycia pomi ędzy dwoma komórkami, niezale żnie od SwMI.

Stand alone dispatch position (SADP) (rys.3)

Jest to jedno pozycyjny terminal co do wysyłki.

Gateways

Bramy zezwalaj ą na poł ączenie z innymi systemami tak jak systemy PMR (GSM, TETRA...), TCP/IP, PDN, ISDN, PSTN, prywatne automatyczne rozgał ęzienie centrali (PABX).

Key management centre (KMC) (rys.3)

Jest to centralny moduł zarz ądzaj ący kluczami bezpiecze ństwa.

Wewn ętrznymi podsystemami sieci TETRAPOL SwMI s ą:

• Base Station (BS) - Stacja bazowa sieci.

• Radio Switch (RSW) - Podsystem RSW jest cz ęś ci ą komutacji sieci TETRAPOL.

• Base Network (BN)

37

Rys.3 Diagram sieci TETRAPOL [38]

R1 to punkt referencyjny pomi ędzy UDT a RT.

R2 to punkt referencyjny pomi ędzy UDT a LCT.

R3 to punkt referencyjny ł ącz ący radiowy interfejs pomi ędzy RT a BS.

R4 to punkt referencyjny pomi ędzy LCT a sieci ą SwMI.

R5 to punkt referencyjny pomi ędzy NMC a sieci ą.

R6 to punkt referencyjny pomiędzy DC a sieci ą.

R7 to punkt referencyjny ł ącz ący z bramk ą PABX.

R8 to punkt referencyjny pomi ędzy MTA X.400 a sieci ą.

38 R9 to punkt referencyjny ł ącz ący interfejs (ISI) mi ędzy dwiema sieciami TETRAPOL.

R10 to punkt referencyjny pomi ędzy EDT a sieci ą.

R11 to punkt referencyjny ł ącz ący jednostk ę IWU z innymi systemami PMR.

R12 to punkt referencyjny ł ącz ący do BS interfejs RSW.

R13 to punkt referencyjny ł ącz ący do bramki PSTN.

R14 to punkt referencyjny ł ącz ący do bramki ISDN.

R15 to punkt referencyjny ł ącz ący do interfejsu TCP/IP.

R16 to punkt referencyjny ł ącz ący do bramki X.25/PDN.

R17 to punkt referencyjny ł ącz ący do interfejsu SADP.

R18 to punkt referencyjny ł ącz ący SIM a RT.

R19 to punkt referencyjny ł ącz ący KMC a sie ć.

R20 to punkt referencyjny mi ędzy RT (Ud).

R30 to punkt referencyjny pomi ędzy repeater a RT.

APCO25 (Project 25) – Marcin Talarczyk, Michał Żera ński [3][7][29]

APCO25 jest cyfrowym radiowym systemem dyspozytorskim u żywanym przez wszystkie instytucje odpowiadaj ące za bezpiecze ństwo obywateli w USA. System pełni identyczn ą rol ę jak TETRA w Europie, niestety systemy nie s ą kompatybilne ze sob ą [29].

System posiada mo żliwo ść pracy w trybie cyfrowym jak i w trybie analogowym (jest kompatybilny ze starszymi systemami dyspozytorskimi).

Obecnie najbardziej rozpowszechnionym systemem P25 jest system oparty o komutacj ę pakietow ą IP. Jak wida ć na rysunku 4 cała sie ć zarz ądzana jest poprze sie ć WAN.

39

Rys. 4. Schemat pogl ądowy sieci trankingowej opartej o system P25IP [3]

System P25IP bazuje w pełni na sieci transmisji z komutacj ą pakietow ą i architekturze klient-serwer. Komunikacja pomi ędzy wszystkimi pracuj ącymi w systemie urz ądzeniami odbywa si ę za po średnictwem standardowych ł ączy cyfrowych ( Ethernet, E1, fractional E1 ). T ą drog ą przesyłana jest cyfrowa transmisja mowy i danych oraz dane steruj ące prac ą urz ądze ń w sieci.

Głównymi elementami sieci s ą Centra NSC ( Network Switching Center )( rys.4) składaj ące si ę z:

• Serwera komutacji NSS ( Network Switching Server ) pełni ący funkcje centrali radiowej odpowiedzialnej za komutowanie i powielanie pakietów nios ących głos i dane użytkowników,

• Serwera administracyjnego NAS ( Network Administrative Server ) zarz ądzaj ącego baz ą danych abonentów i grup w systemie P25,

• Serwera zarz ądzania sieci ą NMS ( Network Management Server ) odpowiadaj ącą za konfiguracje sieci IP, obsług ę awarii, testowanie i kontrol ę stanu w ęzłów sieci teletransmisyjnej,

40 • Serwera zarz ądzania strefami RSM ( Regional Site Manager Server ) słu żą cego do konfigurowania i zarz ądzania strefami radiowymi.

Strefy radiowe składaj ą si ę z: kanałów radiowych z kontrolerami stref oraz kontrolera odpowiedzialnego za współprac ę z NSC. Opcjonalnie mo żna system doposa żyć w urz ądzenia do testowania urz ądze ń nadawczo-odbiorczych strefy. Mo żliwa jest instalacja urz ądzenia monitoruj ącego tor nadawczy i wej ścia/wyj ścia sygnalizacyjno – kontrolne. Dla pełnej wygody zarz ądzania mo żna zaimplementowa ć kontroler PMIPS realizuj ący wła ściwy routing pakietów danych przesyłanych przez abonentów.

Po zastosowaniu bramki IG ( Interoperability Gateway ) mo żliwe jest konwertowanie dowolnego sygnału audio do formatu pakietu IP, współpracowanie z wszystkimi abonentami dowolnej sieci radiowej niezale żnie od wykorzystywanej cz ęstotliwo ści, przył ączenie do sieci konwencjonalnych stacji bazowych dowolnego typu oraz realizowanie poł ącze ń z sieci ą telefoniczn ą.

Sie ć P25IP zapewnia odpowiedni stopie ń bezpiecze ństwa na ka żdym poziomie. Pakietowa transmisja głosu i danych cyfrowych jest dodatkowo szyfrowana z wykorzystaniem algorytmu AES lub P25 DES. Proces szyfrowania odbywa si ę na poziomie urz ądze ń abonenckich (End -to-End encryption ) i gwarantuje bardzo wysoki poziom bezpiecze ństwa sieci radiowej i sieci szkieletowej IP. Dodatkowym zabezpieczeniem sieci P25IP jest wymaganie autoryzacji abonentów oraz zabezpieczenie radiotelefonów przed próbami nieuprawnionego przeprogramowania. Współdziałanie ze starszymi systemami analogowymi zapewniaj ą cyfrowe bramki głosowe ( Digital Voice Gateways ). Interfejs radiowy CAI ( Common Air Interface ), transmisja danych, algorytmy szyfrowania, zdalne przeprogramowywanie kluczy szyfruj ących OTAR oznaczaj ą, że w systemie mog ą pracowa ć dowolne radiotelefony standardu P25 pochodz ące od ró żnych producentów. Zaawansowany vokoder IMBE (4,8 kb/s) minimalizuje zakłócenia tła. Cyfrowa modulacja FDMA C4FM w kanale 12,5kHz zapewnia przepływno ści 9,6 kb/s (P25CAI), a system oparty o modulacj ę QPSK-C oraz cz ęstotliwo ściowy podział dost ępu do kanału (FDMA), w kanale szeroko ści 12,5kHz zapewnia swobodny i łatwy sposób przej ścia z ł ączno ści analogowej do cyfrowej [3][29].

Bezpiecze ństwo w systemie P25IP zapewnione jest poprzez szyfrowanie transmisji głosowych (DES lub AES), zaawansowane funkcje cyfrowe takie jak automatyczny

41 roaming i zarz ądzanie mobilno ści ą oraz programowanie kluczy szyfruj ących drog ą radiow ą OTAR ( Over The Air Rekeying ).

System P25IP realizuje pełny zestaw funkcji trankingowych dost ępnych w zaawansowanych systemach cyfrowych m.in.:

• wywołania grupowe (jeden do wielu),

• hierarchiczna struktura grupowa,

• priorytetowe skanowanie grup,

• wywołania indywidualne (jeden do jednego),

• wywołania alarmowe,

• wywołania dookólne (jeden do wszystkich),

• poł ączenia z sieci ą telefoniczn ą,

• opó źnione wej ście do rozmowy,

• identyfikacja abonenta i grupy,

• kolejkowanie wywoła ń,

• automatyczna rejestracja,

• autoryzacja w systemie,

• 8-poziomowy system priorytetów wywoła ń,

• podwy ższony priorytet ostatniego wywołania,

• pakietowa transmisja danych: 4,8 kb/s z protekcj ą i 7,2 kb/s bez protekcji,

• dynamiczne wykorzystanie zasobów DRA ( Dynamic Resource Allocation ) pozwalaj ące na u życie tych samych cz ęstotliwo ści radiowych przez s ąsiednie stacje strefowe[ 3],

• automatyczny roaming z wyborem strefy o najsilniejszym sygnale radiowym,

• odbiór komunikatów dotycz ących jako ści poł ącze ń ze stref s ąsiednich,

42 • niezakłócona autonomiczna praca stref w przypadku zaniku poł ączenia z sieci ą,

• zdalne (drog ą radiowa) programowanie kluczy OTAR i zdalne programowanie radiotelefonów OTAP,

• statusy i krótkie wiadomo ść tekstowe,

• przesyłanie jednocze śnie głosu i danych (przepływno ść 88,89 bit/s np. do AVL).

Tabela 4. Porównanie systemów standardu P25 [3]

P25IP P25 Ranking P25 Konwencjonalny

P25 głos analogowy Tak Tak Tak identyfikator abonenta Tak Tak Tak wywołanie. Tak Tak Tak indywidualne

P25 szyfrowane Tak Tak Tak

P25 OTAR Tak Tak Tak

P25 dane pakietowe Tak Tak Tak

Roaming Tak Tak Nie

Rejestracja Tak Tak Nie

Adresy lP End-to-End Tak Nie Nie

Wybór konsol Tak Nie Nie

Migracja z systemu Tak Nie Nie analogowego

43

Ocena przydatno ści systemów zespalaj ących ł ączno ść w słu żbach cywilnych i wojskowych - Marcin Talarczyk, Michał Żera ński

Porównanie i ocena parametrów systemów trankingowych

Poni ższa tabela zawiera wszystkie podstawowe dane o czterech opisanych wcze śniej przez nas systemach. Jest swoistym kompendium parametrów radiowej ł ączno ści trankingowej. Dzi ęki temu zestawieniu łatwiej jest porówna ć i sprawdzi ć w których parametrach systemy s ą podobne, a gdzie s ą widoczne ró żnice.

Tabela 5. Parametry porównawcze czterech opisanych systemów trankingowych [27].

44 Parametry Project 25 TETRA TETRAPOL EDACS

Cecha emisji: - ruch w kanałach 8K10F1E, 5K76G1E (1) 25K0D7W/25KWDW (2) 4K80P1W 16K0F1E/8K50F1E Jeszcze nie zdecydowano, ale 380–390/390-400 lub 136-174 mo żliwe, że b ędzie: 70-520 Cz ęstotliwo ść pasma 410-420/420-430 lub 380-512 130-200 746-870 (MHz) 450-460/460-470 lub 806-821/851-866 360-512 870-888/915-933 870-888/915-933 896-901/935-940 800 -941 Zmienny lub żaden (pasmo 5-10 (pasmo 400) W razie potrzeby (pasma Zmienny (pasmo 160) 150) 80/160) Odst ęp dupleksowy [MHz] 10-45 (pasmo 800/900) Zmienny (pasmo 400) 3 i 5 (pasmo 400) 5 lub 10 (pasmo 400) Zale żny od projektu 45 ( pasma 800 i 900) 39 i 45 (pasmo 800) 45 (pasmo 900) 12.5 dla (C4FM) 12.5-10 Odst ęp fali no śnej (kHz) 25 25/12.5 6.25 dla (CQPSK) Rozwój 6.25 Maksymalna moc stacji

bazowej (W):

- szczytowa 500 25 200 25 - średnia 500 25 200

45 Nominalna moc nadawcza stacji (W):

szczytowa/ średnia:

- przewo źnej od 10/10 do 110/110 10/2.5 10/10 10/10-110/110 - nasobnej od 1/1 do 5/5 1/0.25 2/2 1/1-6/6 Zasi ęg komórki (km): 7.6 – 35 3.8-17.5 8-28 – w terenie miejskim 7.6 3.8 8 Zale żne od projektu – w terenie otwartym 35 17.5 28 -Kanał komórkowy -Kanał komórkowy -Kanał komórkowy powtórnego u życia powtórnego u życia powtórnego u życia -Kanał komórkowy powtórnego u życia -Prawie synchroniczny -Poddany symulacji -Poddany symulacji Obszar pokrycia (Poddany symulacji) technicznego -Poddany symulacji -Ró żnorodno ść -Odbiornik głosowy - Transmisja z podziałem odbiorników -Odbiornik głosowy czasowym -Ró żnorodno ść (Transmisja z podziałem odbiorników - Ró żnorodno ść czasowym) odbiorników Technika zwielokrotnienia FDMA TDMA FDMA FDMA Ruch w kanałach/RF no śnik:

– pocz ątkowy 1 4 1 1 – mo żliwo ści projektowe 1 8 1 1 Pr ędko ść transmisji (kbit/s) 9.6 36 8 9.6

46 Modulacja QPSK-c zawiera rodzin ę π/4 DQPSK GMSK GFSK C4FM i CQPSK

Struktura ruchu w kanale:

–Podstawowa pr ędko ść

kodeka mowy : 4.567 6 6.5 • przepływno ść (kbit/s) 4.4 2.633 2 2.7 • ochrona przed bł ędami 2.8 ACELP RPCELP AME • algorytm koduj ący IMBE

–Alternatywna pr ędko ść kodeka mowy :

• przepływno ść (kbit/s) Pr ędko ść tbd Połowa pr ędko ści kodeka N/A N/A • tbd ochrona przed bł ędami

• algorytm koduj ący

• sposób przepływu

danych (kbit/s):

- chroniony 4.8 Podnosi si ę do 19.2 N/A 6.1 - nie chroniony 7.2 Podnosi si ę do 28.8 • 9.6 pakietowy przesył danych Nastawiony na poł ączenie, IP – protokół internetowy bezpoł ączeniowo Tak IP – protokół internetowy Wiadomo ści X.400 Tak Tak

47 Sterowanie struktur ą kanału (numer typów kanału): - Sterowanie kanałem publicznym

- Sterowanie 2 2 5 1 kanałem ł ącz ącym

- Sterowanie kanałem rozgłoszeniowym 3 3 2 1 Klasa A – brak korekcji Mo żliwo ść opó źnienia Klasa A - 50 Klasa A - 52 (6) Klasa B - 55.5 Brak potrzeby korekcji zasiegu korekcji (µs) Klasa Q - 50 Klasa Q – 52 Klasa Q -lll.l -Kod BCH dla sieci ID -Sterowanie BCH/ -Zabezpieczenie kodowania ponawianie dla danych -Zbiór funkcji kodowania z - Zbiór funkcji kodowania Kodowanie kanału przeplataniem oraz z przeplataniem oraz -Zwyczajne cyfrowego -Kodowanie Golay & wykrywaniem bł ędów wykrywaniem bł ędów głosu z powtarzaniem Hamming dla głosu -Powtarzanie danych -Kodowanie Reed-Solomon dla wbudowanych sygnałów

48 Szyfrowanie - poziomy ochrony Typy l, 2, 3 i 4 Tak Typ 1, 3, 4

Emitowanie poł ączenia jest eksportowane oraz identyfikowane. Na dodatek szyfrowanie od ko ńca do ko ńca okre ślane przez użytkownika jest zgodnie z najwy ższym poziomem

bezpiecze ństwa

Tak

Tak - wielodost ęp Tak Tak Tak Tak - ró żnorodny klucz Tak Tak Tak Tak - kontrola szyfrowania Tak Tak Nie - emisja przez odkluczenie Tak Tak Tak Przekazanie do Tak Tak Tak Tak użytkowania Usprawnienie roamingu Tak Tak Tak Tak mi ędzy systemami Projekt usprawnienia dla ró żnorodnych operatorów Tak Tak Tak Tak (systemów) w tym samym obszarze

49 - Mobilny do mobilengo - Mobilny do mobilnego - Przeno śny-przeno śny (8) - Skanowanie kanału (7) - Podwójny zegar - Mobilny do mobilnego - Przeno śny-mobilny Tryb bezpo średni - Wzmocnienie - Wzmocnienie - Podwójny zegar bramy - Mobilny-mobilny - Rodzaj bramy trankingowej - Rodzaj bramy - Mobilny-podstawowy trankingowej Tryb translacji Tak Tak Tak Tak

(1) Klasyfikacja wskazania emisji dla modulacji C4fM i COPSK. (7) Przeszukiwanie kanałów na u żytek alternatywnego kanału Obie wykorzystuj ą niekonwencjonalny wspólny odbiornik. komunikacyjnego.

(2) Klasyfikacja okre ślenia emisji dla stacji bazowej/telefonii (8) Dopuszczenie terminala do u żytku w sposób bezpo średni do komórkowej (przeno śny). obsługi monitoringu trankingowego kontroluj ącego kanał dla ka żdej sygnalizacji. To równie ż pozwala terminalowi w sposób (6) Klasy A i B odnosz ą si ę do działania nadajnika sygnału. Klasa Q trankingowy na bezpo średni monitoring danego kanału. do działania pseudosynchronicznego (poddanie symulacji).

50 Projekt MESA (Mobility Emergency Safety Applications) – Marcin Talarczyk [15][37] Powstał jako organizacja partnerska ETSI i TIA maj ąca za zadanie wypracowanie wspólnych standardów ł ączno ści słu żb bezpiecze ństwa publicznego na świecie. Opracowuje ona systemy, usługi i aplikacje przyszłych zaawansowanych systemów komunikacji radiowej, spełniaj ące wszystkie zapotrzebowania u żytkowników ko ńcowych. [15]

Dotychczasowe ustalenia s ą nast ępuj ące:

• system wymaga co najmniej 2Mb/s ł ącza radiowego dla pełnej funkcjonalno ści i bezpiecze ństwa,

• niezb ędny jest system kodowania mowy oraz transmisji danych pozwalaj ący na minimalizacj ę czasu dost ępu do usług oferowanych przez system, jednocze śnie zapewniaj ący zadawalaj ącą jako ść i bezpiecze ństwo,

• niezb ędna jest mo żliwo ść lokalizacji pojazdów i osób w oparciu o globalne systemy pozycjonowania,

• istnie ć musi mo żliwo ść automatyzacji zbierania danych o zagro żeniach dla życia i zdrowia ludzi,

• wymaga si ę pełnej zarz ądzalno ści bez wzgl ędu na medium transmisyjne z zachowaniem QoS,

• system musi by ć zgodny z istniej ącymi standardami lub przynajmniej współpracowa ć z nimi,

• system powinien posiada ć mo żliwo ści wykorzystania ł ączy radiowych naziemnych oraz satelitarnych celem globalnego zasi ęgu.

Poni żej przykładowy systemu ł ączno ści opartego o Projekt MESA

51

Rys. 5. Schemat pogl ądowy sieci dyspozytorskiej opartej o wytyczne Projektu MESA [15]

52 Analiza przydatno ści poznanych systemów

Z opisanych systemów wida ć, że dyspozytorska ł ączno ść trankingowa jest nie tylko wąsko wyspecjalizowan ą ł ączno ści ą dla administracji pa ństwowej, słu żb bezpiecze ństwa, wojska. Mo że znale źć zastosowanie w cywilnych firmach u żyteczno ści publicznej, jak i w firmach prywatnych. Udana implementacja ogólnodost ępnej, ogólnokrajowej sieci ł ączno ści dyspozytorskiej zale ży od kilku czynników:

• szybkie i sprawne zarz ądzanie projektem wdra żanym w danym kraju,

• wykwalifikowani podwykonawcy,

• współpraca wszystkich zaanga żowanych stron w projekt,

• kompetentny zespół wdro żeniowy,

• planowanie fazy utrzymania sieci.

Głównym, a zarazem najwi ększym problemem jest wybór standardu, ze wzgl ędu na mo żliwo ści rozwojowe oraz kompatybilno ść z istniej ącymi systemami. Wszystkie opisane systemy posiadaj ą mo żliwo ść współpracy ze sob ą poprzez sieci transmisji z komutacj ą pakietow ą, co znacznie zwi ększa ich mo żliwo ści rozwojowe i wszystkie obecnie posiadaj ą mo żliwo ść współdziałania ze sob ą oraz z systemami analogowymi.

Łączno ść pakietowa IP oraz zarz ądzanie jako ści ą transmisji QoS predysponuj ą systemy cyfrowej ł ączno ści dyspozytorskiej jako nowoczesne medium spełniaj ące wysokie wymagania użytkowników ko ńcowych.

Zachowanie parametrów QoS w transmisji mowy oraz komunikacja end-to-end miedzy użytkownikami sieci trankingowych pozwala na skalowalno ść oraz zarz ądzalno ść przy zachowaniu maksymalnie wysokich parametrów bezpiecze ństwa, szybko ści oraz globalnym zasi ęgu.

W ł ączno ści o znaczeniu krytycznym transmisja danych jest równie wa żna jak poł ączenia głosowe. Aktualne zalecenia standardów ł ączno ści trankingowej wprowadzaj ą szkielet sieci oparty na sieci protokołu IP.

53 Architektura sieci IP uwzgl ędnia du żą odporno ść na uszkodzenia i szybkie zestawienie poł ączenia w wymiarze ogólnokrajowym jak i mi ędzynarodowym. Dla sieci „ł ączno ści krytycznej” pozytywne znaczenie ma rozszerzona jakość usług (QoS), szybkie wywołanie alarmowe w celu przekazania wiadomo ści priorytetowej oraz szybkie przywracanie do funkcjonowania systemu po awariach.

54 Przegl ąd firmowych rozwi ąza ń systemowych

Motorola

Terminale TETRA firmy Motorola [28]:

Terminale przeno śne

Firma Motorola oferuje szerok ą gam ę przeno śnych terminali TETRA, które spełniaj ą okre ślone wymagania ró żnych segmentów rynku, od transportu, przez sektor komunalny do bezpiecze ństwa publicznego.

Terminale przewo źne

Porozumiewanie podczas ruchu odbywa si ę w sposób wyra źny i niezawodny dzi ęki terminalom przewo źnym TETRA firmy Motorola.

Rys. 6 Terminal Motorola MTP850

55 Tabela 6. Parametry techniczne MTP850

Wymiary wys. x szer. x gł ęb. Mm 125 x 50 x 33,5 (z płaskim akumulatorem)

125 x 50 x 37,5 (ze standardowym akumulatorem)

Waga g 189 (bez akumulatora)

237 (z płaskim akumulatorem)

250 (ze standardowym akumulatorem)

Wydajno ść akumulatora Płaski Li Ion (900 mAh) Standardowy Li Ion 1800 mAh)

Cykl pracy (5/5/90) > 10 godzin > 20 godzin

Cykl pracy (5/35/60) > 8 godzin > 16 godzin

Czas rozmowy 1.8 godzin 3.5 godzin

Kolorowy wy świetlacz ekran o wymiarach 130x130 pikseli, 65 536 kolorów, z mo żliwo ści ą odwracania wy świetlacza i powi ększania tekstu

Liczba grup rozmównych – TMO 2048

Liczba grup rozmównych – DMO 1024

Ksi ąż ka adresowa 1000 osób

Do to 6 numerów dla ka żdego wpisu

Max 2000 wpisów

Lista wiadomo ści tekstowych 20

Lista statusów 100

Lista kodów kraju / kodów sieci 100

Lista skanowania 20 list po 20 grup

56 Specyfikacja środowiskowa

Temperatura pracy °C -25 do +60

Temperatura składowania °C -40 do +85

Wilgotno ść ETS300 019-1-7 klasa7.3E, do 95% przez 8 godzin

Kurz i woda IP54 (kat.2) - klasa EC529

Wstrz ąsy i wibracje ETS 300 019-1-7 klasa 7.3E (-25 do +60)

Mi ędzy 5-95% wilgotno ści wzgl ędnej, bez kondensacji

Specyfikacja radiowa

Zakres cz ęstotliwo ści MHz 806-870

Odst ęp mi ędzykanałowy kHz 25

Zakres nadawania / odbioru MHz 45

Moc nadajnika W 1

Dokładno ść poziomu mocy +/db 2

Klasa odbiornika A i B

Czuło ść statyczna odbiornika dBm -112 minimum (-115 typowo)

Czuło ść dynamiczna odbiornika dBm -103 minimum (-107 typowo)

Specyfikacja zintegrowanego odbiornika GPS

Jednoczesne satelity 12

Tryb działania Autonomiczny lub wspomagany (A-GPS**)

Antena GPS Helikalna, zintegrowana z anten ą TETRA

Czuło ść 152dbm/-182dbW

57 Dokładno ść 5 metrów (prawdopodobie ństwo 50%)*

10 metrów (prawdopodobie ństwo 95%) *

Uwagi dotycz ące do funkcji i specyfikacji

* Pomiar przy -137 dBm

** Funkcja wymaga jej obsługi przez infrastruktur ę. Prosimy o kontakt z operatorem sieci.

Terminal MTP850 posiada funkcj ę ł ączno ści głosowej – wywoływania grupowe, indywidualne oraz telefoniczne. Nast ępnie urz ądzenie to ma mo żliwo ść przesyłania danych (krótkich wiadomo ści (SDS), wysyłanie statusu jednym naci śni ęciem przycisku, pełna obsługa WAP, obsługa aplikacji Java, automatyczne wysyłanie statusu przy wej ściu/wyj ściu z trybu blokady nadawania i wiele innych). Obsługuje funkcje bezpiecze ństwa poprzez szyfrowanie interfejsu radiowego. Odbywa si ę to przy u życiu algorytmów TEA1, TEA2 i TEA3. Ten ostatni poddawany jest aktualizacji. Wyst ępuj ą trzy klasy bezpiecze ństwa:

• Bez szyfrowania, • Statyczny klucz szyfruj ący (SCK), • Pochodny klucz szyfruj ący (DCK) i wspólny klucz szyfruj ący (CCK). Terminal jest wyposa żony równie ż w funkcje zdalnej blokady radiotelefonu, dost ępu po podaniu kodu PIN/PUK a tak że uwierzytelnianie u żytkownika danych pakietowych. Szyfrowanie End-to-End odbywa si ę z pełnym zabezpieczeniem przed prób ą dost ępu. Szyfrowanie End-to-End obsługuje wiele algorytmów w tym AES oraz ma mo żliwo ść zdalnej zmiany kluczy szyfrowania drog ą radiow ą ( Over The Air Rekeying ).

Od strony u żytkownika bezpiecze ństwo wygl ąda nast ępuj ąco:

• Zintegrowany przycisk alarmowy • Tryb alarmowy sygnalizowany kolorem (czerwony wy świetlacz) • Edytowalny wygaszacz ekranu z opcj ą logo • Blokada grupy rozmownej • Blokada klawiatury • Blokada nadawania (TXI) • Wywołanie alarmowe z funkcj ą "gor ącego mikrofonu"

58 • Nasłuch otoczenia • Oddzielny gło śnik główny montowany z przodu i słuchawka do rozmów dupleksowych w celu zapobie żenia wstrz ąsowi akustycznemu

• 1-watowy wzmacniacz audio i gło śnik • Wywołanie w ramach stacji bazowej • Poł ączenia alarmowe 112 Funkcja lokalizacyjna ma całkowicie zintegrowany jednoukładowy odbiornik GPS, który charakteryzuje si ę niskim poborem mocy i wysok ą czuło ści ą. Ponad to antena GPS jest wbudowana w anten ę TETRA. Wyzwalanie uaktualniania pozycji jest w pełni programowalne.

Inne funkcje dodatkowe to alarm wibracyjny VibraCall, automatyczny zapis historii programowania, interfejs programowania poprzez USB, praca bez konieczno ści wyboru trybu, chroniony hasłem dost ęp do plików konfiguracyjnych ( Codeplug ), ujednolicona ksi ąż ka adresowa (kontakty), itp.

59 M/A-COM [30] Firma w swojej ofercie posiada szerok ą gam ę urz ądze ń do budowy i eksploatacji sieci trankingowych. W śród nich s ą: w ęzły komutacyjne, stacje BS, systemy nadzoru, radiotelefony przeno śne i stacjonarne systemów P25, EDACS, TETRA.

Modele serii P5100 s ą urz ądzeniami o najwy ższych parametrach bezpiecze ństwa oraz spełniaj ą ostre wymagania norm ameryka ńskich MIL-STD-810F, TIA/EIA-603 i U.S. Forest Service. Seria ta wyst ępuje w dwóch wykonaniach (rys. 7):

• P5150 (Scan) z prost ą klawiatur ą

• P5130 (Select) bez klawiatury

Radiotelefony pracuj ą w pełnym pa śmie VHF 136-174 MHz oraz w pa śmie UHF 378-430 MHz lub 450-470 MHz udost ępniaj ąc tryb pracy analogowej i/lub cyfrowej.

W urz ądzeniach serii P5100 zastosowano szybki procesor sygnałowy (DSP) oraz najnowocze śniejsze elementy toru radiowego.

Programowe definiowanie zestawu funkcji umo żliwia przyszł ą rozbudow ę funkcjonaln ą i stałe unowocze śnianie oraz łatw ą zmian ę konfiguracji. Do kluczowych cech nale żą :

• mozliwo ść zaprogramowania do 128 kombinacji grup trankingowych/systemów oraz do 512 kanałów konwencjonalnych,

• mo żliwo ść zaprogramowania 255 numerów wywoła ń indywidualnych oraz 255 numerów telefonicznych,

• standardowa funkcja „Emergency”,

• pełny zestaw funkcji trankingowych,

• pełny zestaw funkcji konwencjonalnych ze skanowaniem priorytetowym i ró żnymi formatami sygnalizacji podakustycznej/tonowej wł ącznie,

• opcjonalne funkcje transmisji danych cyfrowych,

• opcjonalna mo żliwo ść wykorzystania funkcji ProFile™ pozwalaj ącej na zdalne (drog ą radiow ą) przeprogramowanie radiotelefonu,

60 • opcjonalna mo żliwo ść wykorzystania funkcji ProScan™ zapewniaj ącej automatyczny roaming w systemach wielostrfowych,

• mo żliwo ść wykorzystania funkcji ESK ( EADCS Security Key ) uniemo żliwiaj ącej przeprogramowanie urz ądzania i dost ęp do systemu osobom postronnym.

Rys. 7 Rodzina telefonów osobistych serii P5100

W zale żno ści od opcji programowych urz ądzenia oferuj ą zestaw funkcji umo żliwiaj ących prac ę w:

61 • systemach cyfrowego trankingu P25 ( bez funkcji szyfrowania),

• cyfrowych systemach konwencjonalnych zgodnych ze standardem Project 25 (bez funkcji szyfrowania),

• systemach analogowych trankingu EADCS z opcj ą pracy cyfrowej w trybie Aegis ™ ( bez funkcji szyfrowania),

• systemach cyfrowego trankingu ProVoice ( bez funkcji szyfrowania),

• analogowych systemach konwencjonalnych (brak modelu konwencjonalnego).

Mo żliwe jest poł ączenie poszczególnych technologii radiowych w jednym urzadzeniu. Radiotelefon pracuj ący w systemie EADCS jako swojej sieci podstawowej mo że zosta ć wykorzystany tak że jako np. konwencjonalny cyfrowy radiotelefon P25 poza zasi ęgiem stacji bazowych EADCS lub w celu zapewnienia współpracy z innymi u żytkownikami sieci P25.

62 Teltronic [31]

Rys. 8 Węzeł Ethernet ł ączno ści systemu Nebula firmy Teltronic

System Nebula oparty na architekturze Ethernet/IP (rys. 8) nie potrzebuje wprowadzania centralnego, sprz ętowego przeł ącznika obwodów, poniewa ż komutacja odbywa si ę poprzez Ethernet. W rezultacie zdolno ść do komutacji jest skalowalna i bardzo elastyczna. Dzi ęki temu łatwiej jest osi ągn ąć wymagany poziom redundancji. System wyposa żony jest w inteligentne stacje no śne, które zarz ądzaj ą poziomem 2 TETRA co umo żliwia:

• obsług ę 32 no śnych za pomoc ą stacji bazowej SBS

63 • zwi ększenie pojemno ści CNC. Jeden zaawansowany LSC ( Local System Controller ), w trybie Fall Back zabezpiecza wszystkie usługi transmisji głosu i danych dla wszystkich lokalnych no śnych.

Telefoniczne punkty styku (Gateways) mog ą by ć tak że zlokalizowane w stacji SBS, zapewniaj ąć w ten sposób rozproszona ł ączno ść telefoniczn ą.

Nebula umo żliwia wykorzystanie wi ększo ści standardowych ł ącz synchronicznych lub alternatywnie poł ącze ń asynchronicznych. Wydajny protokół N2A zapewnia środki umo żliwiaj ące integracj ę aplikacji firm trzecich w zakresie transmisji głosu i danych. Dzi ęki dodatkowym wła ściwo ściom i narz ędziom, Nebula oferuje klientom i integratorom systemów ułatwienie i skrócenie czasu integracji aplikacji zewn ętrznych. Przykładowe rozwi ązania:

• wydajne rozwi ązania w zakresie AVL,

• transmisja danych w trybie poł ączeniowym umo żliwiaj ąca przekazywanie nadawanych obrazów lub wolno zmiennych obrazów video,

• E2EE (szyfrowanie pomi ędzy urz ądzeniami ko ńcowymi) zapewnia wysoki poziom bezpiecze ństwa, wł ącznie z poł ączeniami z Dyspozytorami Linii i telefonicznymi punktami styku.

64 DAMM TETRA Flex – uniwersalna stacja bazowa BS421 [33][35]

Rys. 9. Stacja bazowa BS421 standardu TETRA z jedn ą cz ęstotliwo ści ą no śną [32]

DAMM BS421 to jednokanałowa stacja bazowa TETRA, która stanowi uzupełnienie proponowanych dotychczas 2, 4 i 8 kanałowych stacji bazowych TETRA BS42x. Stacja BS421 mo że by ć u żywana w ramach wi ększych sieci, na obszarach, na których wymagana jest zdolno ść obsługi średniego nat ęż enia ruchu (do 7 Erlangów). BS421 mo że by ć u żywana tak że jako platforma dla małych, oszcz ędnych w kosztach, jedno lub dwukanałowych, wolnostoj ących systemów TETRA.

Stacja bazowa BS421 jest zaprojektowana do monta żu na szczycie masztu, umieszczonego w pobli żu anten. Eliminuje to straty na kablu zasilaj ącym i redukuje znacznie koszt instalacji. Jest to tak że idealne rozwi ązanie, jako ruchoma stacja bazowa, zamontowana na ci ęż arówce lub statku. Przeznaczona jest do pracy w ci ęż kich warunkach klimatycznych i spełnia warunki pełnej szczelno ści IP65. Stacja BS421 umo żliwia odbiór zbiorczy z dwoma odbiornikami (Rx) w celu uzyskania optymalnej czuło ści. Posiada wbudowany filtr dupleksowy przenosz ący do złącza antenowego sygnał o mocy do 10W. Dzięki zminimalizowaniu strat kabla antenowego parametry radiowe tej

65 stacji s ą lepsze ni ż w wi ększo ści innych dost ępnych rozwi ąza ń. BS421 jest zaprojektowana do pracy z dwiema antenami, jedna dla nadajnika TX i odbiornika RX-A, a druga dla odbiornika RX-B. Jeżeli nie ma mo żliwo ści instalacji dwóch anten, stacja BS421 mo że pracowa ć na jednej antenie (bez odbioru zbiorczego). Dodatkowo, stacja mo że by ć w prosty sposób, za pomoc ą dwóch dodatkowych przewodów, poł ączona z drug ą identyczn ą stacj ą, które pracuj ą wówczas w pełnym odbiorze zbiorczym, na dwóch antenach. Stacja BS421 wyposa żona jest w wewn ętrzny odbiornik GPS, u żywany do synchronizacji czasu i cz ęstotliwo ści. Pozwala to na pełn ą synchronizacj ę czasow ą z innymi stacjami bazowymi i tym samym optymalne przenoszenie kanału. Zewn ętrzne sygnały GPS (wej ściowe i wyj ściowe) pozwalaj ą na synchronizacj ę dwóch stacji BS421 z pojedynczej anteny GPS i umo żliwiaj ą zewn ętrzn ą synchronizacj ę np. w tunelach lub obszarach, gdzie sygnały GPS nie mog ą by ć odbierane.

Stacja BS421 poł ączona jest ze światem zewn ętrznym zł ączem systemowym z jednym kablem zasilaj ącym 48V DC kategorii 5/6LAN.

Normalnie, BS421 b ędzie podł ączone do zestawu steruj ącego SB421 zamontowanego u podstawy masztu. Zawiera on prostownik AC, podaj ący -48V DC, który zasila dwie stacje BS421 i ładuje wbudowane akumulatory. Zawiera tak że switch sieci Ethernet, umo żliwiaj ący serwisowe podł ączenie do laptopa. Dost ępne s ą 1-sekundowe sygnały synchronizacyjne i poł ączenia zewn ętrzne do sieci typu LAN/WAN.

BS421 wykorzystuje DSP i procesor ostatniej generacji oraz pracuje w systemie Windows CE.Net. Pozwala to na łatw ą integracj ę ze specjalizowanymi aplikacjami do zastosowania w rozległych sieciach lub autonomicznych sieciach typu TETRA. Stacja stworzona jest dla rozwi ąza ń na bazie sieci IP, zawieraj ących VoIP. Nie mo że by ć stosowana w tradycyjnych sieciach komutowanych.

BS421 jest wyposa żona w specjaln ą funkcj ę RF test Loop, która umo żliwia zdalne testowanie parametrów RF, w tym strat ę powrotn ą anteny odbiorczej i czuło ść Rx.

Podł ączenie IP pozwala na zdalne testowanie i aktualizacj ę oprogramowania. Zdalnie dost ępne s ą pulpit Windows, transfer plików, SNMP i Damm O&M interfejs.

Stacja DAMM BS421 współpracuje z terminalami wielu ró żnych producentów i jest zgodna z normami ETS 300 392 i Tetra Mou TIP.

66 Tabela 7. Dane techniczne BS421 [33]

Zakresy cz ęstotliwo ści

Rosja Rx 300-310MHz Tx 336-346MHz BW 10MHz

Chiny Rx 350-360MHz Tx 360-370MHz BW 5MHz

Bezpiecze ństwo publiczne Rx 380-390MHz Tx 390-400MHz BW 5MHz

Cywilne Rx 410-420MHz Tx 420-430MHz BW 5MHz

450MHz Rx 450-460MHz Tx 460-470MHz BW 5MHz

FCC Rx 805-825MHz Tx 850-870MHz BW 14MHz

Nadajnik i odbiornik

Moc wyj ściowa Tx na zł ącze antenowe 0.5W do 10W TETRA zdalnie ustawiane

-121dBm z odbiorem zbiorczym (-118dBm bez Czuło ść Rx odbioru zbiorczego)

Odbiór zbiorczy podwójny jako standard

Wbudowany duplexer łączy anten ę Tx i jedn ą anten ę Rx

Synchronizacja czasu i cz ęstotliwo ści wewn ętrzny lub zewn ętrzny GPS

Pomiar mocy Tx wysyłana i odbita

Pomiar czuło ści Rx wbudowanym RFTL, -122 do -104dBm

Pomiar strat anteny Rx wbudowanym RFTL

Podł ączenia anteny

Minimalne wymagania antenowe jedna antena (bez odbioru zbiorczego)

Normalne ustawienia anteny dwie anteny (podwójny odbiór zbiorczy)

Ustawienie anteny dla dwóch BS421 dwie anteny (podwójny odbiór zbiorczy)

Antena GPS Aktywna (+5V DC) lub pasywna

Interfejs

System operacyjny Windows CE.Net

Przechowywanie danych Pami ęć flash

67 Ethernet 10/100 Mbit/s

Alarmy SNMP

O&M Damm O&M przez TCP/IP

Zasilanie

Źródło zasilania 48V DC, wej ście Galwanicznie izolowane

Zu życie energii 75W

Ogólnie

Specyfikacja ETS 300 394-1

333x246x165mm, bez wspornika monta żowego Wymiary

Waga 9kg

0.08 sq.m Powierzchnia oporu dla wiatru

Zakres temperatury pracy -40 do 55C

Encapsulation IP

68

Rys. 10. Uniwersalna stacja bazowa BS421 [34]

69 Podsumowanie Niniejsza praca miała na celu opisanie systemów dyspozytorskich wykorzystywanych na świecie. Dokonano ogólnego porównania dost ępnych systemów, a nast ępnie szczegółowo opisano cztery najwi ększe. W czasie pisania pracy wraz z coraz wi ększ ą ilo ści ą danych okazywało si ę, że wszystkie współczesne systemy trankingowe bazuj ą na systemach opartych o komutacje pakietow ą IP. Taka sytuacja ułatwia migracje pomi ędzy systemami, a w szczególno ści pozwala na zarz ądzanie w obr ębach jednej sieci wieloma standardami. Jedn ą z wspólnych cech radiowej ł ączno ści trankingowej s ą zakresy cz ęstotliwo ści pasma: 130- 200MHz, 360-512MHz i 800-940MHz. Kolejn ą cech ą ł ącz ąca te systemy jest odst ęp dupleksowy. Poza tymi dwoma technicznymi podobie ństwami jest wiele ró żnic, które pozwalaj ą wybra ć i dostosowa ć system na potrzeby danych firm. Standard TETRA wykorzystuje TDMA jako metod ę dost ępu i jest to niew ątpliwie jego zaleta, za ś pozostałe oparte s ą na FDMA.

Taka sytuacja oraz fakt, że systemy korzystaj ą z ró żnych modulacji spowodowała, że instytuty standaryzacyjne TIA oraz ETSI wraz z producentami sprz ętu utworzyły organizacje partnersk ą o nazwie Projekt MESA. Całe przedsi ęwzi ęcie ma za zadanie, stworzy ć system, który będzie zadowalał u żytkowników ko ńcowych. a jednocze śnie b ędzie mo żliwy do zrealizowania przez producentów sprz ętu.

Dokonano równie ż analizy systemów opartej na potrzebach u żytkowników oraz parametrach funkcjonalno ści. Analiza wykazała, że parametry bezpiecze ństwa oraz niezawodno ść trankingowej ł ączno ści dyspozytorskiej s ą jej najwi ększym atrybutem. Przykładem tego były tragiczne wydarzenia w Madrycie i Londynie, po zamachach terrorystycznych. Ogólnie dost ępne systemy ł ączno ści radiowej uległy parali żowi, a systemy łączno ści dyspozytorskiej spełniły wszystkie stawiane im wymagania.

P25 jest aktualnie jedynym systemem opartym w pełni o sieci komutacji pakietowej, natomiast TETRAPOL ma najlepiej zabezpieczon ą transmisj ę mowy w kanale radiowym. Niew ątpliwie zalet ą standardu TETRA jest pr ędko ść transmisji danych, dzi ęki wykorzystaniu wi ększej ilo ści szczelin w kanałach. EDACS zapewnia stosunkowo niskie koszty u żytkowania sieci przy zapewnieniu odpowiednich mo żliwo ści technicznych i funkcjonalnych.

Jak wida ć ka żdy system jest pod jakim ś wzgl ędem lepszy od innych. Mo żliwo ści sprz ętu z dnia na dzie ń s ą coraz to wi ększe, a proces integracji systemów pozwala u żytkownikowi na

70 wydobycie z ka żdego systemu, tego co mu jest potrzebne i poł ączenia w jedn ą, spójn ą sie ć dostosowan ą do jego potrzeb.

Literatura

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page

[2] Materiały firmowe Ericsson

[3] Materiały firmowe Tyco Electronics

[4] Materiały firmowe E. F. Johnson Company.

[5] Materiały firmowe Motorola

[6] http://www.ofcom.org.uk/static/archive/ra/publication/mpt/mpt_pdf/mpt1327.pdf

[7] http://www.apco911.org/frequency/project25/index.html

[8] http://www.tetra-association.com/

[9] http://www.tetrapol.com/www/general/index.php

[10] Norma ETSI EN 300 392-3

[11] Norma ETSI EN 300 392-2

[12] Norma ETSI EN 300 392-1

[13] Materiały z konferencji TETRA Polska (http://www.itl.waw.pl/wspolpraca/TETRA/)

[14] Zarz ądzenie Nr 19 Prezesa Urz ędu Regulacji Telekomunikacji i Poczty

z dnia 1 wrze śnia 2005 r.

[15] Project MESA (http://www.projectmesa.org/ftp/)

[16] Tymek M.: Potrzeby i mo żliwo ści wdro żenia ogólnokrajowego systemu radiokomunikacyjnego zgodnego ze standardem TETRA, Krajowa Konferencja Radiokomunikacji, Radiofonii i Telewizji, Wrocław 2003.

71 [17] Pinter R.: TETRA Strategic Positioning, TETRA - World Congress 2004,

Wiede ń 2004.

[18] Kraso ń J.: TETRA – otwarty standard cyfrowej ł ączno ści trankingowej,

Wiadomo ści telekomunikacyjne 3/2000.

[19] MI-Dz.U.Nr 138, poz.1162 z dnia 6 sierpnia 2002 roku w sprawie urz ądze ń nadawczych lub nadawczo – odbiorczych, które mog ą by ć u żywane bez pozwolenia

[20] Nouri M.: TETRA architecture and interfaces, TETRA - World Congress

2004, Wiede ń 2004.

[21] ETSI EN 300 392-1 V.1.3.0; Terrestrial Trunked Radio (TETRA); Voice plus Data (V+D); Part 1: General Network Design, 2005

[22] ETSI TR 102 021-1 V1.2.1; Terrestrial Trunked Radio (TETRA); User Requirement

Specification TETRA Release 2; Part 1: General Overview, 2005

[23] TETRA or GSM-ASCI network for Public Safety - Let the users decide,

TETRA MoU Association white paper (www.tetramou.org), maj 2004.

[24] Orłowski A., Tomaszuk E.:Usługi o charakterze dyspozytorskim w sieciach

GSM, Krajowa Konferencja Radiokomunikacji, Radiofonii i Telewizji, Kraków

2005.

[26] „Bezpiecze ństwo w systemach radiokomunikacyjnych” Wykład dr inż. Zbigniew Jóskiewicz, Politechnika Wrocławska, Instytut Telekomunikacji i Akustyki

[27] REPORT ITU-R M.2014, SPECTRUM EFFICIENT DIGITAL LAND MOBILE SYSTEMS FOR DISPATCH TRAFFIC (Question ITU-R 37/8), 1998

[28] Opis sprz ętu firmy Motorola http://www.motorola.com/governmentandenterprise/pl/pl- pl/public/functions/browsesolution/browsesolution.aspx?navigationpath=id_804i

[29] Projekt APCO http://www.apcointl.org/

72 [30] Broszura sprz ętu P5100 http://www.macom.pl/

[31] Dane sprz ętu ze strony http://www.teltronic.es/detsoluciones.aspx?ParI_ID=36

[32] http://www.damm.dk

[33] Broszura sprz ętu BS 421 firmy Icom Polska Spółka z o.o., http://www.icompolska.com.pl

[34] http://www.damm.dk/lib/pdf/bs421.pdf

[35] http://www.radmor.com.pl/download/TetraFlex_stacja_bazowa.pdf

[36] Parametry techniczne urz ądze ń Motorola - dokumentacja techniczna KWP Lublin

[37] http://www.projectmesa.org/ftp/Specifications/MESA_70.012_v3.1.1_System%20Overview.zip

[38] https://www.tetrapol.com/www/tech/pas_down.php

Spis rysunków

Rys. 1. Standardowy system TETRA

Rys. 2. Struktura czasowa ramet systemu TETRA

Rys.3 Diagram sieci TETRAPOL

Rys. 4. Schemat pogl ądowy sieci trankingowej opartej o system P25IP

Rys. 5. Schemat pogl ądowy sieci dyspozytorskiej opartej o wytyczne Projektu MESA

Rys. 6. Terminal Motorola MTP850

Rys. 7 Rodzina telefonów osobistych serii P5100

Rys. 8 Węzeł Ethernet łączności systemu Nebula firmy Teltronic

Spis tabel

73 Tabela 1. Zakresy cz ęstotliwo ści dla systemu TETRA w Polsce

Tabela 2. Dost ępne szybko ści transmisji danych u żytkownika w standardzie TETRA

Tabela 3. Techniczne parametry zbiorcze standardu TETRA 1 i TETRA 2

Tabela 4. Porównanie systemów standardu P25

Tabela 5. Parametry porównawcze czterech opisanych systemów trankingowych

Tabela 6. Parametry techniczne MTP850

Spis skrótów

AACH - Access Assign Channel

ACELP - Algebraic Codes Excited Linear Prediction

AI - Air Interface

APCO - Association of Public-Safety Communications Officials-International

APL - Automatic Person Location

AuC - Authentification Center

AVL - Automatic Vehicle Location

BCCH - Broadcast Control Channel

BN – Base Network

BNCH - Broadcast Network Channel

BS - Base Stadion

BSCH - Broadcast Synchronization Channel

C4FM - Constant-erwelope 4-level Frequency Modulation (FM)

CAI - Common Air Interface

CONS - Connected Oriented Network Service

74 CQPSK - Coherent Quaternary Phase Shift Keying

DC – Dispatch Center

DMO - Direct Mode Operation

DoS - Denial of Service

DQPSK – Differential Quaternary Phase Shift Keying

DRA - Dynamic Resource Allocation

EDACS - Enhanced Digital Access Communication System

EDT – External Data Terminal

ENMS - External Network Management Station

EPT - ETSI Project TETRA

ETSI - Europejski Instytut Norm Telekomunikacyjnych

FDMA – Frequency Division Multiple Access

GFSK - Gaussian Frequency Shift Keying

GMSK - Gaussian-filtered Minimum Shift Keying

GTSI - Group TETRA Subscriber Identity

HSD - High Speed Data

ICSS - Integrated Communications Control System iDEN - integrated Digital Enhanced Network

IDR – Independent Digital Repeater

IG - Interoperability Gateway

IMBE - Improved MultiBand Excitation

ISI - Inter System Interface

ITSI - Individual TETRA Subscriber Identity

75 KMC – Key Management Centre

LCH - Linearization Channel

LCT – Line Connected Terminal

LIP - Location Information Protocol

LSI - Line Station Interface

LTR – Logic Trunked Radio mBS – mobile Base Station

MCCH - Main Control Channel

MESA - Mobility Emergency Safety Applications

MS - Mobile Stadion

MSPD - Multi-Slot Packet Data

MTA – Message Transfer Agent

NAS - Network Administrative Server

NMC – Network Management Centre

NMI - Network Management Interface

NMS - Network Management Station

NMS - Network Management System

NSC – Network Switching Center

NSS - Network Switching Server

OTAR - Over The Air Rekeying

PCCC - Parallel Concatenated Convolutional Coding

PDO - Packet Data Optimised

PEI - Peripheral E ąuipment Interface

76 PMR - Professional Mobile Radio

PTT - Push To Talk

PVC - Permanent Virtual Call

QAM - Quadrature Amplitud ę Modulation

QoS - Quality of Service

QPSK - QuadriPhase Shift Keying

RLS - Remote Line Station

RSM - Regional Site Manager Server

RSW – Radio Switch

RT – Radio Terminal

SADP – Stand Alone Dispatch Position

SAGE - Security Algorithm Group of Experts

SCCH - Secondary Control Channel

SCH - Signaling Channel

SCK - Static Cipher Key

SCLNP - Specific Connectionless Network Protocol

SCN - Switching Control Node

SDS - Short Data Services

SIM - Subscriber Identity Module

SNDCP - SubNetwork Dependent Convergence Protocol

SNMP - Simple Network Management Protocol

STCH - Stealing Channel

SwMI – Switching Management Infrastructure

77 TCP/IP - Transmission Control Protocol/Internet Protocol

TAPS - TETRA Advanced Packet Sernice

TCH - Traffic Channel

TCH/S - Speech Traffic Channel

TDMA - Time Division Multiple Access

TEDS - TETRA Enhanced Data Service

TEI - Terminal Equipment Identity

TETRA - TErrestrial Trunked Radio

TETRA IOP - Inter-Operability Certificate

TETRA MoU - TETRA Memorandum of Understanding

TIP - TETRA Interoperability Profile

TL - Transport Layer

URS - User Re ąuirement Specification

UDT – User Data Terminal

V+D - Voice+Data

VC - Virtual Call

VSELP - Vector Sum Excited Linear Prediction

78