Digital Radiocommunication in Ukraine Help!


Стандарт TETRA

История создания

Стандарт цифровой транкинговой связи TETRA - Trunked Radio (до 1997 года аббревиатура расшифровывалась как Trans-European Trunked Radio разработан Европейским институтом телекоммуникационных стандартов ETSI (European Telecommunication Standards Institute) и призван заменить существующие аналоговые системы PMR ( Professional Mobil Radio) и PAMR (Public Acces Mobile Radio) в системах радиосвязи среднего и большого масштаба.

  • 1989 год - начало работ в ETSI над стандартом под начальным названием Mobile Digital Trunked Radio System (MDTRS)
  • в 1991 году достигнуто соглашение об использовании технологии 4-слотовой TDMA в полосе канала 25 кГц
  • в 1994 году образована TETRA MoU
  • в 1995 году опубликована первая версия стандарта
  • в 1996 году решен вопрос о выделении частот для стандарта в Европе
  • в 1996 году созданы первые прототипы системы
  • в 1997 году установлена первая TETRA система
  • в 2000 году начата работа над второй фазой стандарта - TETRA Release 2

Следующие свойства стандарта способствуют его признанию во всем мире:

  • стандарт TETRA является открытым стандартом, что привлекает большое количество производителей оборудования, обеспечивает адекватный уровень цен и независимость заказчика от позиции конкретного производителя оборудования. Разработка стандарта TETRA проходит в рамках образованной в 1994 году ассоциации "Меморандум о взаимопонимании и содействии стандарту TETRA" (TETRA MoU), куда в настоящее время входит 85 организации из 29 стран мира, в том числе  все производители оборудования. Доступность всех спецификаций стандарта является важным моментом для прохождения требований СОРМ. Учитывая также, что впервые рассматривается система транкинговой радиосвязи федерального уровня, не менее важна открытость стандарта с точки зрения обеспечения информационной безопасности системы;
  • стандарт TETRA является единственным цифровым транкинговым стандартом, разработанным Европейским институтом телекоммуникационных стандартов ETSI, что соответствует позиции Правительства РФ выраженной в Постановлении № 413 от 26.5.2000 "О сближении распределения и условий использования полос радиочастот в Российской Федерации с международным распределением полос радиочастот", где в пункте 4 записано: "Министерству РФ по связи и информатизации при выдаче лицензий на осуществление деятельности в области связи и при выборе стандартов в указанной сфере деятельности основываться на принадлежности России к Району 1 и предпочтительности использования общеевропейских стандартов";
  • высокой спектральной эффективностью, позволяющей организовать четыре логических соединения на одном частотном канале в полосе 25 кГц за счет использования технологии компрессии речевого потока с высокой степенью сжатия данных и технологии TDMA (временного разделения каналов), то есть требуемое количество пар радиочастот по сравнению с аналоговой транкинговой системой уменьшается в четыре раза, что особенно актуально в крупных российских городах;
  • стандарт TETRA, как цифровой стандарт, наряду с передачей речи обеспечивает равноценную передачу данных в режимах коротких сообщений (SDS), коммутации каналов и коммутации пакетов, что позволяет реализовать доступ к сети Интернет по протоколу IP (IP over TETRA) с использованием всего богатства TCP/IP сервиса и таких приложений как электронная почта, гипертекст, передача файлов, WAP, телеметрия, мониторинг мобильных объектов, передача видео изображений. Причем скорость передачи данных в TETRA значительно превосходит подобные значения как в сетях сотовой, так и аналоговой транкинговой связи;
  • стандарт разрабатывался с учетом требований служб общественной безопасности и правоохранительных органов, принимающих участие в TETRA MoU в рамках специального комитета, поэтому особое внимание уделено таким аспектам обеспечения безопасности связи как шифрование информации, аутентификация абонентов, защита от несанкционированного доступа. При этом обеспечивается возможность применения собственных, ведомственных средств криптозащиты для обеспечения сквозного шифрования. Шифрование радиоинтерфейса обеспечивается четырьмя алгоритмами, два из которых имеют ограниченные условия для экспорта;
  • стандарт TETRA обеспечивает высокую оперативность связи, характеризуемую малым (менее 0.3 сек) временем установления канала связи между корреспондентами.
  • Предусмотрен также режим открытого канала, когда для группы абонентов может быть выделен логический канал связи и доступ в канал обеспечивается без установочной процедуры;
  • важным свойством является также возможность работы между корреспондентами вне зоны действия базовых станций и других элементов инфраструктуры, то есть в режиме прямой связи (DMO), что особенно важно для служб общественной безопасности при работе в кризисных и чрезвычайных ситуациях. При этом станция может находиться в режиме "двойного наблюдения" (Dual Watch), одновременно готовая принять вызов как по транкинговому каналу так и по каналу DMO;
  • проекты стандарта TETRA легко масштабируются из системы с малым количеством базовых станций и радиоканалов в крупную систему ведомственного и федерального уровня;
  • план развития "TETRA Фаза 2", принятый в конце 2000 года, позволит обеспечить полное перспективное взаимодействие между стандартом TETRA и другими официальными стандартами - GSM, GPRS и UMTS.

Технические возможности

Стандарт TETRA содержит две части: TETRA Voice + Data (TETRA V+D) и TETRA Packet Data Optimized (TETRA PDO).

Спецификация TETRA V+D описывает интегрированную цифровую транкинговую систему передачи речи и данных, а TETRA PDO - цифровую транкинговую систему, ориентированную только на пакетную передачу данных. В 1996 году спецификация TETRA PDO была опубликована, но не была реализована в связи с возросшими требованиями к скорости передачи данных и получила дальнейшее развитие уже вне стандарта TETRA в широкополосной версии, получившей название Digital Advanced Wireless Service (DAWS).

Основные элементы сети

Основными элементами транкинговой сети стандарта TETRA являются:

  • инфраструктура управления и коммутации SwMI (Switching and Management Infrastruture)
  • абонентские терминалы MS (Mobile Station).

В инфраструктуру управления и коммутации SwMI входят следующие элементы:

  • центр коммутации / маршрутизации (SW / Router)
  • базовые станции (BS)
  • диспетчерские пульты (DWS)
  • центр управления системой (NMWS)
  • шлюзы в другие сети (GW PABX, PSTN, ISDN, PDN)
  • серверы приложений

Интерфейсы TETRA

Для корректного взаимодействия всех элементов транкинговой сети стандарта TETRA определены девять интерфейсов:

  • Air Interface (AI) - радиоинтерфейс между базовой станцией и абонентской радиостанцией
  • Direct Mode Operation (DMO)- интерфейс прямого соединения между двумя абонентскими радиостанциями
  • Terminal Equipment Interface (TEI) - интерфейс между абонентской радиостанцией и терминалом передачи данных
  • Inter System Interface (ISI) - межсистемный интерфейс для объединения нескольких TETRA систем (возможно, от разных фирм-изготовителей) в единую сеть
  • Line-connected Station Interface (LSI) - интерфейс для подключения фиксированных абонентов к инфраструктуре
  • Network Management Centre Interface (NMCI) - интерфейс центра управления системой
  • Gateways to PABX, PSTN, ISDN, PDN - интерфейс для подключения к внешним сетям (УПАТС, ТфОП, ЦСИО, СКП)
  • Remote Line Connected Terminal Interface= - интерфейс связи между удаленным диспетчером и инфраструктурой (SwMI)
  • Man - Mashine Interface (MMI) - интерфейс человек - устройство, определяющий стандартные функции взаимодействия оператора с терминалами.


Интерфейсы стандарта TETRA

Режимы связи

Абонентские радиостанции (MS – Mobile Station) осуществляют взаимодействие с SwMI через стандартный радиоинтерфейс AI. В сети TETRA поддерживаются индивидуальные и групповые вызовы. Помимо соединений между абонентскими радиостанциями, через SwMI, может обеспечиваться обмен с фиксированными абонентами (диспетчерами, абонентами ТФОП и других сетей). Данные абоненты подключаются к SwMI непосредственно или через транзитную сеть.


Главной особенностью режима прямой связи (Direct Mode Operation – DMO) является неиспользование инфраструктуры SwMI для проведения связи между абонентскими радиостанциями. Абонентские радиостанции, используя протокол согласно ETS 300 396-3, осуществляют двухстороннюю радиосвязь на специально выделенных и запрограммированных для режима DMO частотах. Причем также возможен управляемый режим прямой связи MDMO при котором доступ к каналу определяется авторизованным терминалом DMO.

Увеличение дальности связи достигается за счёт использования ретранcляторов сигналов как для транкинговых - TMO REP, так и для режима прямой связи DMO - DM REP.


Взаимодействие абонентской станции в режиме DMO с сетью TMO может поддерживаться через специальные шлюзы (DMO GATE) или ретранслятор/шлюз DMO - DM REP/GATE.


Абонентская радиостанция может также работать в режиме "двойного наблюдения" (DW-MS) : в режиме TMO и, одновременно, в режиме DMO.

Базовая станция (BS) является элементом инфраструктуры SwMI и обеспечивает поддержку одного или более радиоканалов, используемых абонентскими радиостанциями в пределах одной зоны обслуживания.

Радиоинтерфейс

Системы связи стандарта TETRA могут использовать диапазоны частот от 100 до 1000 МГц.

Для систем TETRA выделены частоты в диапазонах 380-400 (для служб общественной безопасности), 410-430, 450-470, 806-876 МГц.

Радиоинтерфейс стандарта предполагает работу в сетке частот с шагом 25 кГц. Стандарт регламентирует дуплексный разнос, который должен составлять 10 МГц для частот ниже 700 МГц и 45 МГц для частот выше 700 МГц.

В стандарте TETRA V+D применяется метод множественного доступа с временным (4 тайм-слота) разделением TDMA (Time Division Multiple Access), благодаря которому на одной несущей частоте организуются четыре логических канала.

Для преобразования речи в стандарте TETRA V+D применяется кодек с алгоритмом типа ACELP (линейное предсказание с возбуждением от алгебраической кодовой книги). Скорость цифрового речевого потока на выходе кодека составляет 4,8 кбит/с.

Для обнаружения ошибок при передаче в канале радиосвязи, их исправления в канальном кодировании применяются технологии Forward Error Correction (FEC) и Cyclic Redundancy Check (CRC) в виде четырех процедур: блочного кодирования (block-encoding), сверточного кодирования (convolutional encoding), перемежения (interleaving) и шифрования (scrambling), после чего формируются информационные каналы. Скорость выходного потока равна 36 кбит/с.

Модулирующая последовательность бит разбивается на пары (дибиты), комбинация которой определяет относительный сдвиг (+ ¶/4, - ¶/4, + 3¶/4, - 3¶/4), то есть за один такт передается  два бита. Это позволяет в два раза снизить скорость модуляции (18 кбод), используя полосу радиоканала только 25 кГц.

Модуляционный поток подается на модулятор через специальный фильтр с импульсной характеристикой "приподнятый косинус" (raised cosine) для минимизации межсимвольных искажений.

В стандарте TETRA используется относительная (дифференциальная) фазовая манипуляцию со сдвигом кратным ¶/4 (¶/4 DQPSK - Differential Quadrature Phase Shift Keying). При этом огибающая несущей имеет переменное значение, что накладывает повышенные требования к обеспечению линейности передающего тракта для достижения требуемых уровней подавления в соседнем канале. Этот факт определяет невысокую (по сравнению с радиотерминалами FDMA) выходную мощность и кпд выходного каскада абонентских терминалов стандарта TETRA.

Параметры радиотракта

Передатчики базовой станции подразделяются на классы в зависимости от выходной мощности

Класс мощности

Номинальное значение, дБм

 Номинальное значение, Вт

1

46

40

2

44

25

3

42

15

4

40

10

5

38

6.33

6

36

4

7

34

2.50

8

32

1.66

9

30

1

10

28

0.6

Передатчики абонентской станции подразделяются на классы в зависимости от выходной мощности

Класс мощности

Номинальное значение, дБм

 Номинальное значение, Вт

1

45

30

1L

42.5

17.5

2

40

10

2L

37.5

5.66

3

35

3

3L

32.5

1.80

4

30

1

4L

27.5

0.56

Уровни адаптивной регулировки выходной мощности передатчика абонентских терминалов

Шаг регулировки

Выходная мощность, дБм

 Выходная мощность, Вт

1

45

30

2

40

10

3

35

3

4

30

1

5

25

0.3

6

20

0.1

7

15

0.03

Уровень внеполосных излучений в соседних каналах для базовой станции и абонентских терминалов

Расстройка относительно
частоты несущей, кГц

 Уровень внеполосного излучения в соседнем канале, дБн

± 25

-60

± 50

-70

± 75

-70

Приемники базовых станций и абонентских терминалов имеют следующие значения чувствительности

Тип станции

Статическая чувствительность, дБм

Динамическая чувствительность, дБм

Базовая

-115

-106

Абонентский терминал

-112

-103

В зависимости от условий применения радиооборудование подразделяется на классы с точки зрения параметров приёмников:

  • радиооборудование класса А (абонентские радиостанции и базовые приёмопередатчики) оптимизировано для  использования в городских условиях, а также в условиях холмистой или гористой местности и обеспечивает заданные значения характеристик приёма в статических условиях распространения (STAT), для моделей многолучёвости HT200 и TU50
  • радиооборудование класса B (абонентские радиостанции и базовые приёмопередатчики) оптимизировано для условий плотной или городской застройки и обеспечивает заданные значения характеристик приёма в статических условиях распространения (STAT) и для модели многолучёвости TU50
  • радиооборудование класса E (абонентские радиостанции) содержит эквалайзер и обеспечивает заданные значения характеристик приёма в статических условиях распространения (STAT) и для моделей многолучёвости TU50, HT200 (PACQ) и EQ200.

Идентификаторы TETRA

В системе связи стандарта TETRA для адресации к абонентским (MS) и линейным (LS) станциям используют два основных вида идентификаторов - идентификатор абонента TSI (TETRA Subscriber Identities) и идентификатор оборудования TEI (TETRA Equipment Identities).

Идентификатор абонента TSI имеет длину 48 бит и состоит из кода страны MCC (Mobile Country Code) длиной 10 бит, кода сети MNC (Mobile Network Code) длиной 14 бит и укороченного сетевого идентификатора абонента SSI (Short Subscriber Identities) длиной 24 бита.

Идентификатор TSI

MCC (10 бит)

MNC (14 бит)

SSI (24 бит)

Некоторые коды стран MCC

Страна

Код

Страна

Код

Бельгия

206

Франция

208

Испания

214

Венгрия

216

Италия

222

Швейцария

228

Чехия

230

Австрия

232

Великобритания

234

Дания

238

Швеция

240

Норвегия

242

Финляндия

244

Литва

246

Латвия

247

Эстония

248

Россия

250

Украина

255

Беларусь

257

Польша

260

Германия

262

Португалия

268

Армения

283

Азербайджан

400

Казахстан

401

Узбекистан

434

Таджикистан

436

Киргизия

437

Туркмения

438

Китай

460

Каждая абонентская и линейная станции имеют следующий комплект идентификаторов:

  • один индивидуальный идентификатор ITSI (Individual TSI)
  • один идентификатор-псевдоним ATSI (Alias TSI)
  • один или несколько групповых идентификаторов GTSI (Group TSI)

При использовании внутри одной сети адресация может осуществляться через укороченные идентификаторы, формируемые исключением кода страны MCC и кода сети MNC:

  • из ITSI - ISSI (Individual Short Subscriber Identities)
  • из ATSI - ASSI (Aliasм Short Subscriber Identities)
  • из GTSI - GSSI (Group Short Subscriber Identities)

Идентификатор оборудования TEI имеет длину 15 десятичных цифр и состоит из кода типа TAC (Type Approval Code) длиной 6 цифр, заводского кода FAC (Final Assembly Code) длиной 2 цифры, электронного порядкового номера ESN (Electronic Serial Number) длиной 6 цифр и резервного номера SPR (Spare) длиной 1 цифра.

Идентификатор TEI

TAC 6 цифр

 FAC 2 цифры

ESN 6 цифр

SPR 1 цифра

Идентификатор оборудования TEI позволяет реализовать такую функцию обеспечения безопасности как дистанционное включение или выключение оборудования вне зависимости от желания абонента.

Обеспечение безопасности

Мероприятия по обеспечению безопасности в сети связи стандарта TETRA направлены на исключение несанкционированного использования ресурсов системы и обеспечение конфиденциальности передаваемой информации в системе.

Эти мероприятия обеспечиваются следующими механизмами:

  • аутентификация как абонентов так и инфраструктуры
  • шифрование информации
  • обеспечение секретности параметров абонента

Процесс аутентификация обеспечивает проверку прав доступа при каждом включении элемента системы (регистрации), присвоении канала и каждом включении на передачу.

Шифрование информации обеспечивается двумя способами - шифрованием радиоинтерфейса по одному из четырех алгоритмов шифрования TEA1 - TEA4 (TETRA Encription Algorithm) и/или сквозным шифрованием (end-to-end encryption) с использованием собственного алгоритма криптозащиты, сертифицированного на требуемую заказчику стойкость.

Обеспечение секретности параметров абонентов обеспечивается применением не идентификаторов ITSI и GTSI, а идентификаторов-псевдонимов (Alias Identities), которые могут изменяться при каждой транзакции.

Пользователи и виртуальные сети

Основными традиционными пользователями систем связи стандарта TETRA  во всем мире являются:

  • органы государственного управления
  • службы общественной безопасности
  • специальные службы
  • муниципальные службы
  • военные ведомства
  • транспортные предприятия
  • ресурсодобывающие предприятия
  • крупные корпорации
  • операторы связи

Мировой опыт использования систем стандарта TETRA указывает на эффективность образования виртуальных сетей для разных групп пользователей в одной физической системе - TETRA инфраструктуре.

Виртуальная сеть дает возможность участникам виртуальной сети действовать автономно от других виртуальных сетей, пользуясь одним и тем же оборудованием инфраструктуры.

Данная идеология построения сети связи позволяет не только значительно сократить стоимость системы (общая стоимость распределяется между всеми участниками проекта), но и обеспечить в любой момент времени возможность взаимодействия с другими организациями-пользователями виртуальных сетей.

Эта новая и принципиально важная возможность позволяет в случае чрезвычайных и кризисных ситуаций обеспечить оперативное взаимодействие подразделений МВД, МЧС, МО, СБУ, региональной администрации, скорой помощи, пожарных и т.д.

В этой связи характерен пример, который привел на конгрессе TETRA 2001 представитель американской службы общественной безопасности, рассказывая, как во время террористических актов 11 сентября 2001 года в Нью-Йорке и Вашингтоне приходилось решать вопросы организации связи. Одним из важных вопросов был вопрос организации межведомственной радиосвязи для координации действий подразделений. При этом офицерам различных ведомств из-за отсутствия единой инфраструктуры связи и ведомственных виртуальных сетей в этой инфраструктуре приходилось использовать три и более радиостанций для организации взаимодействия в кризисной ситуации. Возможно, эти трагические события послужат серьезным толчком в пересмотре идеологии организации профессиональной радиосвязи во всем мире.

Предоставляемые услуги

Стандарт TETRA предоставляет абонентам три вида услуг:

  • услуги передачи речи
  • услуги передачи данных
  • дополнительные услуги

Услугами передачи речи являются:

  • индивидуальный вызов (дуплексный или полудуплексный)
  • групповой вызов (полудуплекс)
  • подтвержденный групповой вызов (полудуплекс)
  • широковещательный вызов

Услугами передачи данных являются:

  • передача коротких сообщений

                     тип 1 - длина 16 бит (статусное сообщение)

                     тип 2 - длина 32 бита

                     тип 3 - длина 64 бита

                     тип 4 - длина 2048 бит (до 256 символов ASCII)

  • передача данных с коммутацией каналов

                     со скоростью 2.4 - 28.8 кбит/с

                     в режиме дуплекс или полудуплекс

                     по схеме: "точка - точка" или "точка - многоточка"

  • передача данных с пакетной коммутацией

                     пакетная передача с установлением соединения

                                          по схеме "точка - точка"

                     пакетная передача без установления соединения

                                          по схеме "точка - точка" или "точка - многоточка"

Дополнительными услугами являются:

  • вызов по сокращенному номеру (SS-SNA)
  • вызов с ожиданием (SS-CW)
  • вызов с удержанием (SS-HOLD)
  • подключение абонента к установленному соединению (SS-IC)
  • установление соединения при освобождении вызываемого абонента (SS-CCBS)
  • установление соединения по мере получения ответа абонента (SS-CCNR)
  • защиты соединения от разъединения по инициативе сети (SS-CRT)
  • присоединение к групповому вызову (SS-LE)
  • приоритет доступа с отключением абонентов с меньшим приоритетом (SS-PPC)
  • приоритет доступа при исходящих вызовах (SS-AP)
  • приоритет доступа при входящих вызовах (SS-PA)
  • динамическая перегруппировка (SS-DGNA)
  • избирательное прослушивание (SS-DL)
  • дистанционное прослушивание (SS-AL)
  • определение зоны обслуживания для предоставления сервиса (SS-AS)
  • идентификация номера вызывающего абонента (SS-CLIP)
  • идентификация номера вызываемого абонента (SS-COLP)
  • запрет на идентификацию номера вызываемому абоненту (SS-CLIR)
  • запрет на идентификацию номера вызывающему абоненту (SS-COLR)
  • уведомление занятого абонента о поступившем вызове (SS-CR)
  • безусловная переадресация вызова (SS-CFU)
  • переадресация вызова при занятости вызываемого абонента (SS-CFB)
  • переадресация вызова при отсутствии ответа вызываемого абонента в течение заданного времени (SS-CFNRy)
  • переадресация вызова при недоступности вызываемого абонента (SS-CFNRc)
  • вызов, санкционированный диспетчером (SS-CAD)
  • ограничение исходящих вызовов (SS-BOC)
  • ограничение входящих вызовов (SS-BIC)
  • вызов по номерам в списке (SS-SLN)
  • идентификация абонента, работающего на передачу (SS-TPI)
  • передача управления групповым вызовом (SS-TOC)
08 Июль 2010 11:53:17 Опубликовал Павел, Автор/источник: TetraNetUa

Комментировать
Вы не залогинены!
Привет, Гость
Войти
Идентификация
Я забыл свой пароль
Регистрация

Поиск
 
Новости, Статьи
Форум
Файлы
Календарь статей
Март 2024
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031
Опрос
Нужен ли сайт о цифровой радиосвязи ?
Да, нужен
Нет, не нужен
Нужен, но не такой
Затрудняюсь ответить
Не понял вопрос
[Всего голосов: 83]

[Старые опросы]
Счётчик
Сейчас на сайте - 1 (0 зарег.)
Всего хитов48 
Сегодня хитов48 
Сегодня хостов33 
Powered by ReloadCMS 1.2.7
© 2004-2010 ReloadCMS Team  RSS Aggregation PHP powered  © 2010-2024 RaNet&Co., Ltd., Ukraine, Kiev   Generation time:0.17