2.4.2 Транкинговая система связи стандарта TETRA

        Несомненным лидером среди цифровых транкинговых стандартов является стандарт TETRA. Прежде всего, это объясняется следующими преимуществами:
        - стандарт TETRA является открытым стандартом, что привлекает большое количество производителей оборудования, обеспечивает адекватный уровень цен и независимость от конкретного производителя. Спецификации стандарта доступны для участников ассоциации "Меморандум" о взаимопонимании и содействии стандарту TETRA (TETRAMoU). Это является принципиальным моментом для происхождения требований COPM;
        - стандарт TETRA является единственным цифровым транкинговым стандартом, разработанным Европейским институтом телекоммуникационных стандартов ETSI;
        - высокой спектральной эффективностью, позволяющей организовать четыре логических соединения на одном частотном канале, за счет использования технологии компрессии речевого потока с высокой степенью сжатия данных и технологии TDMA (временного разделения каналов), и обеспечивающий оптимальное построение сети связи с интенсивным трафиком на ограниченной территории;
        - стандарт TETRA предоставляет широкие возможности по передаче данных в режимах коротких сообщений (SDS), коммутации каналов и коммутации пакетов, что позволяет организовать доступ к сети Интернет (IP over TETRA) с использованием таких приложений как телеметрия, мониторинг мобильных объектов, передача видео изображений, электронная почта, передача файлов, WAP и т.д.;
        - стандарт TETRA разрабатывался с учетом требований служб общественной безопасности и правоохранительных органов, поэтому особое внимание уделено таким аспектам обеспечения безопасности связи как шифрование информации, аутентификация абонентов, защита от несанкционированного доступа. По заявке Ассоциации европейской полиции (Schengen Group) в стандарт введены такие услуги как: вызов, санкционированный диспетчером; приоритетный доступ; приоритетный вызов; избирательное прослушивание; дистанционное прослушивание и динамическая перегруппировка и ряд других.
        - стандарт TETRA обеспечивает высокую оперативность связи, характеризуемую малым (менее 0,5 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.
        - стандарт TETRA обеспечивает так называемый режим прямой связи (DMO) между корреспондентами без использования базовых станций, что особенно важно для служб общественной безопасности. При этом станция может находится 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.
        Стандарт TETRA подразделяется на две спецификации:
        - TETRA Voice + Data (TETRA V + D);
        - TETRA Packet Data Optimized (TETRA PDO).

        TETRA V + D является стандартом на интегрированную систему передачи речи и данных. TETRA PDO - стандарт ориентированный только на передачу данных.
        Рабочие частоты стандарта TETRA находятся в диапазоне от 150 МГц до 900 МГц в стандартной сетке частот с шагом 25 кГц. Разнос частот передачи и приема равен 10 МГц. Радиосигнал передается с использованием относительно фазовой модуляции типа П/4 - DOPSK с постоянной огибающей. Для передачи речи в стандарте TETRA V + D используется кодекс алгоритмов CELP и скоростью передачи 4,8 кбит/с. До модулятора к речевому потоку добавляется корректирующий код, затем осуществляется межблочное перемежение и полная пропускная способность одного канала составляет 7200 бит/с.
        В стандарте TETRA PDO скорость передачи данных составляет 28,8 кбит/с, и может производиться по схемам "точка - точка" и "точка - многоточие". Данный стандарт также обеспечивает поддержку протокола Х25 для пользовательских приложений. Предусмотренный в спецификации шлюз с ISDN и PDN обеспечивает возможность взаимодействия с внешними системами передачи данных.
        Использование стандарта TETRA не накладывает ограничений на архитектуру сети связи, а применение модульного принципа построения позволяет реализовывать разнообразные конфигурации сетей с различной географической протяженностью.
        Сеть TETRA состоит из базовых мобильных станций, устройства управления BTS, контролеров BTS и дистанционных пультов, терминалов ТОЭ регистрирующих время в эфире, вызова и отказы.

        Для сетевого обслуживания и межсистемного взаимодействия используются следующие специализированные интерфейсы:
        - Air Interface - радиоинтерфейс между BTS и МS;
        - Direct Mode Operation - интерфейс прямого соединения между двумя MS;
        - Terminal Equipment - интерфейс между MS и терминалом ПД;
        - Inter System Interface - межсистемный интерфейс для объединения неосновных систем
      (включая разных фирм изготовителей) в единую сеть;
        - LIN - Connected Stistion Interface - интерфейс для подключения ДП к базовому оборудованию;
        - Network Management Center Interface - интерфейс для подключения TOЭ;
        - Gateway to PABX, PSTN, ISDN, PDN - интерфейс для подключения к УАТС, ТФОП, ЦСИС.

        Стандарт TETRA позволяет использовать MS в качестве ретранслятора для расширения зоны обслуживания. Система использующий этот стандарт может функционировать в следующих режимах:
        - режим транкинговой связи, в этом случае вся территория обслуживания покрывается BTS. При этом канал управления может быть выделенный частотный или распределенный. В первом случае из всех выделенных частотных каналов BTS, один предназначается для обмена служебной информацией. Во втором случае служебная информация передается либо в специально выделенном временном канале (одной из 4 - х каналов, организуемых на одной частоте), либо в контрольном кадре мультикадра (одном из 18). Каналы для передачи сообщений могут организовываться следующими тремя способами:

        1. Транкинг передачи. В этом способе канал выделяется только на время одной транзакции (период передачи приема), для следующий транзакции может быть выделен новый канал.
        2. Транкинг сообщений. Канал присваивается в начале передачи и освобождается в конце.
        3. Квазитранкинг передачи. Канал предоставляется как и в транкинге передач, однако освобождается с некоторой задержкой, что позволяет уменьшить количество сигналов управления.

        - режим с открытым каналом. В этом случае устанавливается соединение "точка - многоточие", т.е. группа пользователей организуют связь, без установочной процедуры. Кроме того, любой абонент может, присоединившись к группе и использовать канал в любой момент. При этом используется режим работы "двухчастотный симплекс".
        - режим непосредственный (прямой) связи. Данный режим позволяет устанавливать между терминалами двух и многоточечное соединение по радиоканалам, не связанными с КУ сетью, без передачи сигналов через BTS.
        Стандарт TETRA позволяет работать MS в режиме "двойного наблюдения" (Dual Watch ), что позволяет обеспечивать прием сообщений об абонентов, работающих как в режиме транкинговой, так и прямой связи. Кроме того, в данном стандарте речь и данные могут передаваться одновременно с одного терминала по разным логическим каналам.
        Службы речевой связи, по которым передается речевой сигнал, могут работать в следующих режимах:
        - речевая связь с индивидуальным вызовом абонентов, в этом случае обеспечивается коммутируемые двухчастотные соединения между двумя MS или между MS и стационарным терминалом для обеспечения прямой двухсторонней связи в режиме дуплекса или двухчастотного симплекса;
        - многосторонняя речевая связь позволяет организовывать групповой вызов абонентов;
        - циркулярная связь с широковещательным вызовом, т.е. односторонняя передача речевой информации от вызывающей стороны нескольким вызывающим абонентами.
        Речевая связь может быть организована как открытой, так и защищенной при помощи шифрования информации.
        В стандарте ПД может организовываться в следующих режимах:
        - ПД с коммутации цепей. Данный режим аналогичен речевому обмену. Скорость определяется числом временных интервалов, выделенных для связи, и классом защиты от ошибок;
        - Коммутируемые пакеты данных. Транслируются по виртуальным цепям или в виде дейтаграмм;
        - Короткие сообщения (до 2048 бит). Передается оперативно, независимо от передачи речи и данных;
        Стандарт TETRA представляет также ряд дополнительных услуг, к которым относятся: вызов санкционированный диспетчером; приоритетный доступ; приоритетный вызов и т.д. В стандарте предусмотрено два уровня безопасности передаваемой информации - стандартный низкий - шифруется радиоинтерфейс и высокий, обеспечивается сквозное шифрование от источника до получателя.
        Защита радиоинтерфейса обеспечивается аутентификацией абонента и инфраструктуры, конфиденциальности трафика за счет потока псевдоимен и специфицированного шифрования информации. Кроме того, возможно переключение информационных каналов и КУ в процессе ведения сеанса связи.
        Сеть стандарта TETRA состоит из следующих основных элементов:
        - базовая приемопередающая станция (BTS);
        - устройство управления BTS (BCF) - элемент сети с возможностями коммутации, который управляет несколькими BTS и обеспечивает доступ к внешним сетям ISDN, PSTN, PDN, PABX, а также используется для подключения ДП и терминалов ТОЭ;
        - контролер BTS - элемент сети с большими по сравнению с BCF коммутационными возможностями;
        - ДП устройство, подключаемое к контролеру BTS по проводной линии и обеспечивающее обмен информацией между диспетчером сети и другими пользователями сети;
        - мобильная станция - MS;
        - стационарная радиостанция (FRS - Fixed Radio Station) - используется абонентами в определенных местах;
        - терминал ТОЭ подключается к УУ базовой станции (BCF) и предназначается для контроля за состоянием системы, проведения диагностики неисправностей, учета тарификационной информации и т.д.
        Стандарт TETRA, используя модульный принцип построения оборудования, позволяет реализовывать сети с различными иерархическими уровнями и различной географической протяженностью (от локальных до национальных). Применение распределенной функции управления базы данных и коммутацией, позволяет организовать быструю передачу вызовов и сохранять ограниченную работоспособность и при потере связи с ее отдельными элементами.
        Национальные и региональные сети TETRA, как правило, реализуются на основе сравнительно небольших подсетей, которые соединяются между собой при помощи межсистемного интерфейса ISI. Подсети представляют собой автономную и самосогласующуюся сеть с возможностью централизованного управления. Один из вариантов построения сети национального или регионального уровня приведен на рис. 2.14.

Рис.2.14. Вариант построения сети национального или регионального уровней.