Транкинговая связь TETRA

Разработка Европейским Институтом Телекоммуникационных Стандартов (ETSI – European Telecommunications Standards Institute) стандарта для цифровых транковых систем TETRA (Trans-European Trunked RAdio*) стала значительным этапом в процессе развития радиосвязи. При работе над стандартом были учтены опыт и достижения аналоговых транковых технологий МРТ 1327, а также некоторые принципы и решения, заложенные в GSM (Global Standard for Mobile telecommunication – стандарт для сотовой телефонии).

* Интересным фактом стало то, что всемирное признание стандарта заставило создателей изменить аббревиатуру «TETRA», которая теперь расшифровывается как «TErrestrial Trunked RAdio» – «Земная или Всемирная транковая радиосвязь».

Работа ETSI поддерживается правительствами многих стран, операторами сетей связи, разработчиками и изготовителями оборудования, группами пользователей. Характерным в статусе Института является то, что издаваемые им стандарты, являющиеся обязательными для исполнения в Европе, признаются и широко применяются во всем мире (примером можно назвать повсеместное распространение GSM).

Основные разделы стандарта TETRA были одобрены разными странами в конце 1995 года (22 страны проголосовали «за» и ни одна «против»). В последующие годы в стандарт продолжали (и продолжают) вносится отдельные изменения и дополнения (как это имело место в МРТ 1327 и GSM).

Для создания органа, который мог бы действовать от имени всех заинтересованных сторон, в декабре 1994 года операторы сетей, производители и разработчики оборудования, контролирующие и тестирующие организации, крупнейшие группы пользователей подписали Меморандум о Взаимопонимании – TETRA MoU (TETRA Memorandum of Understanding). Таким образом, были объединены усилия по поддержке и быстрейшему внедрению TETRA в государствах – членах Меморандума.

Членами Меморандума стали такие гиганты коммуникационного бизнеса, как Philips, Alcatel, Ericsson, Motorola, Nokia, Marconi и другие. Из крупных европейских компаний к TETRA MoU не присоединилась лишь Matra Nortel Communication, которая к тому времени разработала для французской полиции свою систему цифровой транковой связи Tetrapol.

Кроме пропаганды стандарта, члены TETRA МoU заботятся о координации действий различных поставщиков и потребителей оборудования, следят за обеспечением «открытости» для широкого рынка, заботятся о совместимости аппаратуры различных производителей. На март 1999 года TETRA MoU насчитывала 63 организаций из разных стран.

Целью разработки нового стандарта было, прежде всего, обеспечение служб общественной безопасности Европы современными цифровыми средствами связи с интегрированными возможностями по передаче данных и высокой степенью защиты.

СТАНДАРТИЗАЦИЯ

Все документы с описанием стандарта TETRA формируют так называемую «принудительную» часть, обязательную для выполнения в европейских странах. Исключение составляет лишь Интерфейс Центрального управления сетью (CMNI – Central Network Management Interface), который относится к рекомендательным документам. Описание стандарта состоит из ряда документов, описывающих разные части системы. Среди многочисленных требований и описаний отметим основные:

1. Air Interface V+D (AI) [«эфирный» интерфейс голоса и данных] – интерфейс между радиостанциями и базовым оборудованием. Обеспечивает совместимость оконечных устройств (радиостанций) различных изготовителей.

2. Terminal Equipment Interface (TEI) [интерфейс терминальных устройств] – интерфейс между радиостанциями и устройствами передачи данных.

3. Inter System Interface (ISI) [межсистемный интерфейс] – интерфейс между сетями TETRA. Обеспечивает возможность объединения систем различных производителей.

4. Line Station Interface (LSI) [интерфейс линейных устройств]– интерфейс подключения проводных линейных устройств (диспетчерских пультов).

5. Network Management Interface (NMI) [интерфейс управления сетью] – интерфейс центрального управления системой.

6. Gateways to Public Network [шлюзы для внешних сетей] – интерфейс для подключения к внешним сетям (УАТС, ГТС, ISDN и т.д.).

7. Direct Mode Operation (DMO) [работа в «прямом» режиме] – связь между радиостанциями вне зоны действия сети.


Примечательно то, что стандартизованы только внешние интерфейсы, в то время как внутренние реализации коммутаторов, управляющих устройств, контроллеров не стандартизированы. С одной стороны это позволяет поддерживать «открытость» стандарта, а с другой – оставляет возможность изготовителям предлагать собственные, наиболее эффективные, разработки и решения.


ПРИНЦИП РАБОТЫ

Системы на основе стандарта TETRA используют технологию TDMA, где четыре рабочих канала (потока) объединяются в один общий поток, который затем передается по радиочастотному каналу шириной 25 кГц. Это позволяет более эффективно использовать частотный спектр, а также упростить радиочастотную часть оборудования базовой станции (требуется только один ретранслятор, антенны, фидер и т.д. на четыре рабочих канала).

Максимальная скорость передачи данных в каждом из рабочих каналов составляет 7,2 кбит/с. Из которых для передачи оцифрованного и сжатого (а при необходимости и зашифрованного) речевого сигнала используются 4,8 кбит/с, а остальные 2,4 кбит/с отводятся для передачи кода коррекции ошибок.

В режиме передачи данных, для одного сеанса связи (одному абоненту) может одновременно выделяться от одного до четырех потоков, обеспечивая тем самым скорость передачи данных до 28,8 кбит/с (для сравнение в GSM только 9,6 кбит/с). Такая скорость позволяет передавать не только речь и текстовые данные, но и графику, работать в Интернет, пользоваться электронной почтой и даже обмениваться видеоинформацией. Причем возможность подключения абонентских радиостанций к цифровым устройствам не требует дополнительного оборудования.

Системы на базе TETRA обладают широкими возможностями по передаче защищенных (зашифрованных) данных. Могут шифроваться как голос, так и данные, причем средства защиты интегрированы в систему и не требуют дополнительного оборудования. От уровня шифрования значительно зависит скорость передачи (см. таблицу).

Передача данныхСкорость (кбит/с) в зависимости от числа выделенных потоковВозможное применение1234Незащищенный режим7,214,421,628,8Графическая и видеоинформация, ИнтернетЗащищенные данные4,89,614,419,2Текст, картографические данныеСильно защищенные данные2,44,87,29,6Конфиденциальная военная и служебная информация, криминалистические данные, банковская информация.
Для защиты информации определены два механизма:

- На этапе «эфирного» интерфейса – обеспечивает шифрование «трассы» между оконечными устройствами и базовой станцией.

- Сквозное шифрование – применяется для обмена наиболее важными данными, где требуется шифрование по всему тракту передачи от одного оконечного устройства до другого.

Кроме шифрования, в системе присутствуют традиционные методы защиты доступа к системе: проверка легальности абонентов по идентификационному и электронному номерам радиостанции.

Важными особенностями TETRA являются режимы «прямой» связи (Direct Mode) между радиостанциями без участия базовой станции и режим «мобильного ретранслятора»*. Наличие этих режимов появилось во многом благодаря пожеланиям служб общественной безопасности.


* Режимы определены интерфейсом DMO.
Режим «прямой» связи обеспечивает функционирование радиостанций как в зоне действия транковой системы, так и вне ее. При нахождении абонентов в пределах «радиовидимости» работа в режиме «прямой» связи позволяет снизить нагрузку на систему (так как базовая станция не участвует в передаче сигналов).

Возможность автономной работы позволяет также обеспечивать связью абонентов при полном повреждении базового оборудования или при проведении мероприятий на выезде. Дальность связи в этом случае зависит только от физических принципов распространения радиоволн.

Режим «мобильного ретранслятора» позволяет расширить зону действия радиостанций как в режиме «транковой» связи, так и при работе без участия базы. В этом режиме одна из автомобильных радиостанций становится временным ретранслятором для удаленных абонентов. Причем, находясь в режиме ретрансляции, сама радиостанция остается в работе (возможен прием и посылка вызовов).

При нахождении радиостанции как в режиме «прямой» связи, так и «мобильного ретранслятора» она сохраняет возможность принимать вызовы от транковой системы и наоборот, находясь в транке, продолжает «прослушивать» каналы по которым могут пройти прямые запросы (режим Dual Watch – двойной просмотр).

Возможность «прямой» связи и режим «мобильного ретранслятора» позволяют легко создавать автономные «сети» на базе радиостанций TETRA, например, при проведении чрезвычайных мероприятий или в местах, удаленных от зоны действия базовой станции. Причем для этого не нужно дополнительное оборудование – все функции заложены в систему TETRA стандартно.

Режим «прямой» связи (Direct Mode)Режим «прямой» связи через мобильный ретранслятор.

Режим «мобильный ретранслятор» при транковой связи.
СОВМЕСТНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СЕТИ

В системах TETRA поддерживается возможность использования сети несколькими независимыми организациями, с обеспечением общей секретности и взаимной безопасности. Это достигается созданием так называемых «виртуальных» сетей. Виртуальные сети позволяют разделять общую физическую сеть разным организациям и ведомствам, имитируя при этом «персональную» систему и сохраняя полный контроль над своими собственными коммуникационными функциями. Для каждой виртуальной сети может применяться не только свой собственный набор параметров системы, но и собственный центр управления.