Стандарт TETRA Стандарт цифровой транкинговой связи TETRA - TErrestrial Trunked Radio (первоначально расшифровывалась как Trans-European Trunked Radio) - презентация

1 Стандарт TETRA Стандарт цифровой транкинговой связи TETRA - TErrestrial Trunked Radio (первоначально расшифровывалась как Trans-European Trunked Radio) разработан Европейским институтом телекоммуникационных стандартов ETSI (European Telecommunication Standards Institute) для замены аналоговых систем PMR (Professional Mobil Radio) и PAMR (Public Acces Mobile Radio) в системах подвижной радиосвязи среднего и большого масштаба. TETRA Voice + Data (TETRA V+D) - Спецификация описывает интегрированную цифровую транкинговую систему передачи речи и данных. Дальнейшее развитие получила в так называемой TETRA Release 2 или Расширенная передача данных по TETRA (TETRA Enhanced Data Service - TEDS) TETRA Packet Data Optimized (TETRA PDO) - Спецификация описывает цифровую транкинговую систему, ориентированную только на пакетную передачу данных. Спецификация TETRA PDO была опубликована в 1996 году, но не получила развития в связи с возросшими требованиями к скорости передачи данных. В настоящее время элементы TETRA PDO реализуются в рамках TETRA V+D. Дальнейшее развитие она получила вне стандарта TETRA в широкополосной версии, получившей название Digital Advanced Wireless Service (DAWS),которая в свою очередь мигрировала в Project MESA.

2 Этапы становления TETRA в 1989 году в ETSI начались работы над стандартом Mobile Digital Trunked Radio System (MDTRS) в 1991 году принято решение об использовании технологии 4-слотовой TDMA в полосе канала 25 к Гц в 1994 году образована группа TETRA MoU в 1995 году опубликована первая версия стандарта TETRA 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 (Великобритания) в 2000 году начата работа над второй фазой стандарта - TETRA Release 2 в 2003 году вводятся в эксплуатацию две первые в Украине, многосайтовые системы связи TETRA в 2009 году в Украине работает 7 систем радиосвязи стандарта TETRA

3 TETRA в Украине, 2009 г. 1. Газопровод Ананьев- Измаил, южный участок Газопровод Ананьев- Измаил, северный участок Газопровод Одесса- Ильичевск-Белгород- Днесторвский НПЗ г. Кременчуг Комбинат Арселор Миттал Кривой Рог (Кроворожсталь) Аэропорт Борисполь Стадион «Шахтер» 2009

4 Компании в Украине Производители R&S BICK Mobilfunk Sepura Motorola Frequentis Интеграторы АОЗТ Новые технологии РНС MKT Коммуникейшн Ранет и К Заказчики ЗАО Газтранзит ДК Укртрансгаз ЗАО "Укртатнафта" ОАО Арселор Миталл Кривой Рог ДП МА Борисполь ООО стадион Шахтер

5 Передача данных Оперативная подвижная связь Мобильный телефон Сервис стандарта TETRA

6 Преимущества TETRA Особенности систем связи стандарта TETRA и ее преимущества перед другими системами связи Групповой вызов Малое время установления связи Режим DMO (работа без инфраструктуры) Режим «двойного наблюдения» Повышенная безопасность каналов связи Большая зона обслуживания одной базовой станции Динамическое управление группами пользователей Дуплексный режим Интегрированная передача голоса и данных

7 ПРОИЗВОДИТЕЛИ TETRA * В целом более 40 компаний по всему миру Только инфраструктура Системы целиком Etelm Frequentis -- Damm R&S Bick Mobilfunk Rohill Cleartone DeTeWe Niros Sepura-- Siemens Marconi OTE Motorola Nokia Teltronic Thales Только терминалы - ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИЛОЖЕНИЯ

8 Сертификаты Сертификат совместимости IOP Сертификат соответствия УкрСЕПРО

9 Портативные терминалы Motorola TCR1000 Motorola MTP850 Sepura SRP3500

10 Мобильные терминалы Cleartone CM9000 Sepura SRP3000 Motorola MTM800

11 Инфраструктура TOB-500 БС наружного исполнения DIB-500 БС внутреннего исполнения Коммутатор DMX-500

12 Ретрансляторы Ретрансляторы TETRA - экономия средств Надежное радиопокрытие - надежность связи

13 Интеграция сетей

14 Стандарт TETRA версия 1 Так называемый стандарт TETRA версии 1 соответствует первоначальному стандарту TETRA по передаче речевых сообщений и данных (TETRA Voice & Data) год. Стандарт использует классические частотные полосы шириной 25 к Гц и совместим с аналоговыми системами профессиональной подвижной радиосвязи (PMR). Основные физические параметры радиоинтерфейса (TETRA Air Interface): Функции Стандарт Ширина полосы пропускания канала 25 к Гц Метод модуляцииπ/4-DQPSK Метод обращения к каналуTDMA, 4 тайм-слота Скорость потока данных в радиоканале 36 кбит/с Кодирование передаваемых речевых сообщений A-CELP; 4,567 кбит/с Чистый объем передаваемых данных 4 x 7,2 кбит/с (28.8 кбит/с) Стандарты ETSIETS (V+D) ETS (DMO) ETS (Test) * Прменяемый метод обращения к каналу обуславливает наличие ограничения максимальной дальности связи в системе – 58 км (из-за временных задержек сигнала).

15 Стандарт TETRA версии 2 Главной темой спецификации стандарта TETRA версии 2 (2005 год) является увеличение скорости передачи данных. Данная версия, Расширенная передача данных по TETRA (TETRA Enhanced Data Service - TEDS) базируется на множественном доступе с разделением времени (TDMA) с использованием нескольких несущих. При необходимости несколько несущих могут объединяться в одну. Выбор типов модуляции и кодирования производится в зависимости от условий распространения радиосигналов и применяемого абонентского оборудования. Канал управления и верхние уровни протокола стандарта TETRA V+D версии 1 и версии 2 совместимы, тем самым обеспечивая совместимость работы абонентского оборудования версии 1 с инфраструктурой версии 2. Тип модуляции Ширина канала 25 КГц Ширина канала 50 КГц Ширина канала 100 КГц Ширина канала 150 КГц Примечание π/4- DQPSK36 кбит/с- -- Канал управления, совместимый со стандартом версии 1 π/8- D8PSK54 кбит/с Незначительное повышение объема передаваемых данных 4-QAM38 кбит/с 77 кбит/с 154 кбит/с 230 кбит/с Хорошее качество связи в пределах зоны устойчивой связи 16-QAM77 кбит/с 154 кбит/с 307 кбит/с 461 кбит/с Средний объем передаваемой информации 64-QAM115 кбит/с 230 кбит/с 461 кбит/с 691 кбит/с Повышенный объем передаваемой информации * Приняты меры по увеличению ограничения максимальной дальности связи в системе до 83 км (из-за временных задержек сигнала).

16 Кодирование TETRA Algebraic Code Excited Linear Prediction (ACELP) Voice Codec Kbit/s (Rel.1) Adaptive Multiple Rate (AMR) Voice Codec Kbit/s (Rel.2) Mixed Excitation Liner Predictive, enhanced (MELPe) Voice Codec 2.4 Kbit/s (Rel.2, NATO Standart)

17 Основные элементы инфраструктура управления и коммутации SwMI (Switching and Management Infrastruture) –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 абонентские терминалы MS (Mobile Station).

18 Топологическая структура радиосети

19 Интерфейсы TETRA 1. Air Interface (AI) - радиоинтерфейс между базовой станцией и абонентской радиостанцией 2. Direct Mode Operation (DMO) - интерфейс между двумя абонентскими радиостанциями на прямом радиоканале 3. Peripherial Equipment Interface (PEI) - интерфейс между абонентской радиостанцией и терминалом передачи данных 4. Inter System Interface (ISI) - межсистемный интерфейс для объединения нескольких TETRA систем (в т.ч. от разных изготовителей) в единую сеть 5. Remote Dispatcher Interface или Line-connected Station Interface (LSI) - интерфейс для подключения фиксированных абонентов к инфраструктуре 6. Network Management Centre Interface (NMCI) - интерфейс центра управления системой 7. Gateways to PABX, PSTN, ISDN, PDN - интерфейс для подключения к внешним сетям (УПАТС, ТфОП, ЦСИО, СКП) 8. Remote Line Connected Terminal Interface - интерфейс связи между удаленным абонентом и инфраструктурой (SwMI) 9. Man - Mashine Interface (MMI) - интерфейс человек - устройство, определяющий стандартные функции взаимодействия оператора с терминалами Стандарт определяет несколько типов интерфейсов, никак не регламентируя внутреннюю структуру и работу модулей системы. Тем самым обеспечивается совместимость оборудованя различных производителей и охраняются внутренне секреты производителей оборудования.

20 Интерфейсы TETRA

21 Режимы связи TMO - Trunking Mode Operation Терминалы обслуживаются инфраструктурой. Обеспечивается полная функциональность связи. DMO - Direct Mode Operation Терминалы работают без инфраструктуры. Ограниченая функциональность связи. GATEWAY Связь терминала с инфраструктурой обеспечивает специальный терминал-шлюз. Частичная функциональность связи REPEATER Связь терминалов между собой без использования инфраструктуры обеспечивает специальный терминал-ретранслятор. Ограниченая функциональность связи

22 Радиоинтерфейс Диапазон частот Рекомендуемые поддиапазоны от 100 до 1000 МГц (для служб общественной безопасности), , , МГц. Шаг сетки частот 25 к Гц Дуплексный разнос 10 МГц ниже 700 МГц и 45 МГц выше 700 МГц. Доступ к радиоканалуTDMA 4 тайм-слота (Time Division Multiple Access - множественный доступ с временным разделением ), 4 логических канала на 1 несущей Кодек речиACELP 4,8 кбит/с (Algebraic Code Excited Linear Prediction - линейное предсказание с возбуждением алгебраическим кодом), Обнаружение и исправление ошибок FEC (Forward Error Correction), CRC (Cyclic Redundancy Check), блочное кодирование (block-encoding), сверточное кодирование (convolutional encoding), перемежения (interleaving) и шифрования (scrambling). Скорость выходного потока 36 кбит/с. Модуляция 4-DQPSK ( Differential Quadrature Phase Shift Keying - Относительная квадратурная фазовая манипуляция). Скорость модуляции 18 кбод в полосе радиоканала 25 к Гц, с использованием фильтра с импульсной характеристикой "приподнятый косинус" (raised cosine) для минимизации межсимвольных искажений.

23 Параметры передатчиков Выходная мощность передатчика базовой станции - 10 классов Класс 1 = 46 дбм = 40Вт, класс 10 = 28 дбм = 0.6 вт, шаг между классами 2 дб Выходная мощность передатчика абонентской станции - 4 класса Класс 1 = 45 дбм = 30Вт, класс 4 = 30 дбм = 1 вт, шаг между классами 5 дБ, индекс L дополнительно – 2.5 дБ Адаптивная регулировка выходной мощности абонентской станции - 7 уровней Уровень 1 = 45 дбм = 30Вт, уровень 7 = 15 дбм = 0.03 вт, шаг между уровнями 5 дб Расстройка Уровень +/- 25 КГц-60 дБ +/- 50 КГц-70 дБ +/- 75 КГц-70 дБ Уровень внеполосных излучений в соседних каналах * Амплитуда несущей TETRA изменяется во времени. Это предъявляет повышенные требования к линейности передающего тракта для достижения требуемых уровней излучения в соседнем канале. Это и определяет невысокую (по сравнению с радиотерминалами FDMA) выходную мощность и кпд выходного каскада абонентских терминалов стандарта TETRA.

24 Параметры приемников радиоприемник класса А (абонентские и базовые радиостанции ) 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 радиоприемник класса B (абонентские и базовые радиостанции) Оптимизировано для условий плотной или городской застройки и обеспечивает заданные значения характеристик приёма в статических условиях распространения (STAT) и для модели многолучёвости TU50 радиоприемник 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. Чувствительность приемников Тип станции Статическая чувствительность, д Бм Динамическая чувствительность, д Бм Базовая станция Абонентский терминал * Приемники используют пространственно разнесенный прием (2 х и 3 х кратный)

25 Идентификаторы TETRA Для адресации к абонентским станциям используются: идентификатор абонента TSI (TETRA Subscriber 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 оборудования TEI (TETRA Equipment Identities). Идентификатор оборудования TEI имеет длину 15 десятичных цифр и состоит из кода типа TAC (Type Approval Code) длиной 6 цифр, заводского кода FAC (Factory Assembly Code) длиной 2 цифры, электронного порядкового номера ESN (Electronic Serial Number) длиной 6 цифр и резервного номера SPR (Spare) длиной 1 цифра. 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 осуществяться через укороченные идентификаторы, формируемые исключением кода страны MCC и кода сети MNC : из ITSI - ISSI (Individual Short Subscriber Identities) из ATSI - ASSI (Alias Short Subscriber Identities) из GTSI - GSSI (Group Short Subscriber Identities)

26 MCC коды стран Бельгия 206Франция 208Испания 214Венгрия 216 Италия 222Швейцария 228Чехия 230Австрия 232 Великобритания 234Дания 238Швеция 240Норвегия 242 Финляндия 244Литва 246Латвия 247Эстония 248 Россия 250Украина 255Беларусь 257Польша 260 Германия 262Португалия 268Армения 283Азербайджан 400 Казахстан 401Узбекистан 434Таджикистан 436Киргизия 437 Туркмения 438Китай 460 TETRA MCC коды некоторых стран

27 Виртуальная частная сеть Понятие виртуальная частная сеть (Virtual Private Networks - VPN) сформировалось в области проводной телефонной связи. Им описывается возможность объединения географически распределенных частных УАТС в одну целую виртуальную сеть на базе инфраструктуры телефонной сетиобщего пользования, задача последней заключается в предоставлении ей необходимых линий связи, а также в преобразовании номеров. Абоненту сети VPN таким образом больше не нужно выполнять лишнюю операцию набора номера вызываемого жителя другого города (и при необходимости другой страны), т.е. достаточно набрать относительно короткий номер частной сети. Она таким образом, наподобие УАТС, четко отделена от внешнего мира и располагает всеми возможностями для определения полномочий индивидуальных абонентов на доступ в телефонную сеть общего пользования (ГТС). Что касается радиоабонентов, то разделение сети подвижной радиосвязи на отдельные сети VPN принципиально не влияет на функциональность радиоинтерфейса сети. В этом случае определение полномочий радиоабонентов по-прежнему является заданием системы управления радиоабонентами. Однако, требуются функции для формирования сетей VPN. Связанное с этим полномочие на привелигированный доступ к системе управления сетью (Superuser) необходимо и для функции назначения номера динамической группы (DGNA), действующего по некоторым сетям VPN. Группы такого характера формируются, например, в случае возникновения серьезных катастроф с целью создания платформы для оптимального взаимодействия между милицией, пожарной службой и прочими спасательными службами.

28 Обеспечение безопасности Мероприятия по обеспечению безопасности в сети связи стандарта TETRA обеспечивают защиту: несанкционированное использование ресурсов системы конфиденциальность передаваемой информации Эти мероприятия обеспечиваются следующими основными механизмами: аутентификация Процесс аутентификация обеспечивает проверку прав доступа как абонентов. так и инфраструктуры при каждом включении элемента системы (регистрации), присвоении канала и каждом включении на передачу. шифрование информации 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 абонента Обеспечение секретности параметров абонентов обеспечивается применением не идентификаторов ITSI и GTSI, а идентификаторов-псевдонимов (Alias Identities), которые могут изменяться при каждой транзакции.

29 Обзор подготовлен Верещагин Анатолий Павлович Директор ПП «АК Электронікс» т.+380(44)