RADIOVÁ SÍŤ TETRA
Jen
málokdo, kdo se pohybuje v oblasti komunikačních služeb, neslyšel o
této digitální profesionální komunikační síti. V ČR je tato síť úspěšně
provozována již několik let v našem hlavním městě a její postupná
expanze do dalších krajů se očekává. V následujícím článku se tedy na
tuto moderní digitální síť podíváme podrobněji. Porovnáme si současné
analogové a polodigitální profesionální sítě s Tetrou a podíváme se pod
"pokličku" této technologie. Představíme si používané radiostanice,
jejich možnosti, použití, výbavu a především výhody a nevýhody celé
této techniky, způsobu komunikace a moderní trendy do budoucna.
TROCHA HISTORIE
TETRA - TErestrial Trunked RAdio
Prvopočátky tohoto digitálního systému se datují na počátek 90 let minulého století. Ale pojem TETRA je oficiálně známý od roku 1995, kdy byl tento systém schválen evropskou telekomunikační radou (ETSI) jako nový plnohodnotný profesionální digitální komunikační systém. Nicméně, již rok před tím firma Motorola předvádí první radiostanice tohoto formátu v Anglii. V roce 1996 byla zprovozněna první ukázková síť na britském ostrově Jersey. Současně podepisuje kontrakt na první celostátní síť TETRA ve Finsku firma NOKIA. Jednalo se o síť TETRA první generace. V této době se již u nás jednalo o vybudování nové digitální sítě pro účely ministerstva vnitra a obrany.
Francouzsko - Kanadská firma Matra Nortel tehdy představila svůj digitální systém Tetrapol, který byl funkční již tři roky před Tetrou. Tím se stala Tetra defacto konkurenčním systémem. Síť Tetrapol je v podstatě polovojenský produkt, a to znamenalo i problémy ve formě správy této sítě. Tzn. Výrobce veškeré radiotechniky byl pouze jeden a ten mohl také provádět servis radiostanic a BTS. Naproti tomu protokol a systém TETRA byl dobře znám, standartizován a proto se touto technologií zabývalo více výrobců současně. ( MOTOROLA, ROHDE & SCHWARZ, SEPURA, NOKIA,HYT,SELEX,TELTRONIC, EADS...)
To ovšem znamenalo, že v této oblasti vznikla bujná konkurence a to se odrazilo i na cenách radiostanic a techniky TETRA vůbec. Zatímco jednoúčelové radiostanice sítě TETRAPOL (PEGAS) stály 60 - 100 tisíc korun (za kus), cena radiostanic sítě TETRA nevybočovala z řady standartních profi-stanic (tedy řádově mezi 7 - 20 tisíci Kč za kus). TETRA v ČR se dostala ke slovu až v roce 1999, kdy radnice hl.m. Prahy schválila projekt MRS (Městský radiový systém), který měl pod sebe zastřešovat záchranné a bezpečnostní složky. Do té doby již neúnosná situace kolem radiokomunikace městské policie v hlavním městě (V jistou dobu byl pro celou MP v Praze k dispozici jen jeden převaděč a to znamenalo mnohdy provoz převaděče i téměř 24 hodin denně a pozdější částečný přechod na Trunkovou síť problémy také úplně neodstranil.) potřebovala řešení a systém Tetra toto řešení přinášela.
V roce 2002 se v Praze konal Summit NATO. A to byla také zatěžkávací zkouška komunikace při koordinování přesunů pořádkových sil během demonstrací proti Summitu. Síť TETRA obstála na výbornou i když se sem tam objevovaly fámy, že protestující disponují rušičkami této sítě. Jenže vzhledem k tomu, že síť byla v té době v postatě naprostou novinkou a to nejen u nás, ale i Evropě vůbec, velmi těžko se mohly objevovat účelné rušičky pro tuto technologii vzhledem k celkové absenci informací o této síti v civilním sektoru. Za těchto podmínek se začala budovat síť TETRA, která měla nejen vyřešit problémy městská policie, ale později se měl připojit i dopravní podnik, technické služby hl. města Prahy a další malé soukromé subjekty. Rok 2002 jednak znamená defitivní start této nové technologie u nás také první rozšíření z 9 dočasých vykrývačů na 15 stabilních BTS a v současné době 19 BTS pro Prahu a okolí. (Tetra u nás měla první 4 zkušební vykrývače již v roce 2000, ale její skutečné prověření došlo až v roce 2002, kdy bylo kvůli Summitu nainstalováno ještě dalších 5 dočasných, ze kterých se později staly stabilní BTSky.)
V této síti je momentálně registrováno přes 4000 radiostanic.
Městská policie ... cca 1500 radiostanic
Dopravní podnik hl.m. ... cca 2500 radiostanic
Krizový štáb hlavního města ... cca 100 radiostanic
TSK ... cca 80 radiostanic
Na konci roku 2007 proběhlo po síti TETRA v Praze téměř 1 milion
hlasových komunikací, téměř 1,5 milionu SDS (SMS) a cca 400 MB paketových dat.
ROK 2011
V současné době funguje na území ČR 12 známých sítí TETRA.
1- Pražský MRS (městský radiový systém) pro účely MP,DP, TS a krizového štábu
2 - Praha Ruzyně pro účely bezpečnostních a státních složek
3 - Vojenská letecká základna Kbely pro účely HZS a velení
4 - Vojenská letecká základna Čáslav pro účely HZS a velení
5 - Vojenský prostor Doupov pro velení
6 - Vojenský prostor Libavá pro velení
7 - Vojenská letecká základna Přerov pro účely HZS a velení
8 - Brno MRS - zatím testovací
9 - Liberec MRS pro účely MP
10 - Podnikový RS Hyundai Nošovice
11 - Podnikový RS Chemopetrol Litvínov
12 - DP České Budějovice - ve výstavbě
ANALOGOVÉ a DIGITÁLNÍ SÍTĚ
Na začátek je dobré připomenout základy analogové trunkové sítě, protože technologie Tetra vychází právě z ní a rozšiřuje její možnosti. Trunková (analogová) síť funguje na polo-digitálním principu. Všechny radiostanice "poslouchají" na kanálu, kde jsou neustále vysílána převaděčem data. Převaděč na tomto kanálu posílá svou identifikaci (identifikaci sítě). V momentě, kdy nějaká z radiostanic chce hovořit, tak pošle digitální identifikaci protistanice a převaděč pošle na datovém kanále informace pro ostatní příslušné stanice, kam se mají přeladit a kde bude probíhat hovor. U nás se de facto používají dva druhy trunkových sítí. Síť typu a výrobce Motorola a anglický systém MPT 1327.
Zjednodušený popis obou systémů:
Motorola síť posílá na datovém kanále (těchto kanálů může být v celé síti několik) identifikaci sítě a v momentě, kdy přechází stanice na hovorové kanály, rotují zde i během hovoru informace o tom, kde a která skupina stanic právě hovoří. Na hovorovém kanálu vysílá převaděč pomocí speciálních DCS kódů číslo skupiny. Pokud by se tedy nepříslušná stanice omylem přeladila na tento kanál během hovoru (při výpadku datového kanálu stanice scannují definované kanály a hledají data) procesor vyhodnotí, že hovor není určen pro tuto stanici a stanice scannuje dál. Systém Motorola umí dynamicky vybírat volné hovorové kanály. Ve velkých sítích, kde je k dispozici třeba až 40 rádiových kanálů se tedy velmi často stává, že se polovina hovoru odehraje na jedné frekvenci a po krátké odmlce už převaděč vybírá hovorový kanál jiný.
MPT 1327
Trunk MPT 1327
funguje na principu příkazů. Datový kanál funguje stejně jako u
Motoroly, tzn. během probíhajícího hovoru na datovém kanálu jsou
neustále vysílána data o tom, kam se mají stanice přelaďovat. Je zde
ale rozdíl během sestavení hovoru. Převaděč nejprve vyšle dotaz na
volanou stanici, zda je přítomna a pokud odpoví, pak teprve běží příkaz
k přeladění. Převaděč tedy pošle informace o tom, kam se má volaná
stanice přeladit a informaci o tom, jestli se bude jednat o hlasový
nebo datový přenos. MPT 1327 trunk většinou ponechává poměrně dlouhý
časový interval pro odpověď proti stanic a proto probíhá většina hovorů
beze změny frekvence.Stanice si mohou pomocí převaděče posílat dotazy
na přítomnost volané stanice nebo mohou být periodicky volány sítí. V
sítích MPT je také možné posílat krátké datové zprávy. Data jsou
vysílána na hovorových kanálech. Tento nešifrovaný systém umožňuje
zaslat SMS (SDS) a paketová data (NDP). Rychlost reálných NDP
paketových dat je 600kbps (při použití dat se přenosový kanál přepne na
modulaci FFSK – Fast Frequency Shift Keying, kdy se použije modulační
rychlost 1200bps). Technologie SDS umí v MPT trunku přenést 23
bajtů (SDS-SDM) nebo 86 bajtů (SDS-EDM). Technologii MPT1327 umožňuje
vytvořit rozsáhlé celoplošné sítě, na rozdíl od MotoTRUNKu.
TECHNOLOGIE TETRA (TErrestrial Trunked RAdio)
Technologie TETRA vychází z principů moderních digitálních TDMA sítí typu GSM či TETRAPOL s tím rozdílem, že umožňuje kombinovat hlavní výhody klasických analogových radiostanic s výhodami stanic komunikujících v digitálních sítích. Jednou ze zásadních předností radiostanic TETRA, které převzala od klasických radiostanic, je jejich nezávislost na síti v mobilním provozu. Radiostanice sítě TETRA pracují ve dvou základních módech - TMO (standardní komunikace v síti) a DMO (přímý režim pro propojení radiostanic bez sítě) přičemž k módu DMO je možno akitvovat ještě doplňkové režimy RPT a GTW.
TMO – Trunk Mode Operation
DMO – Direkt Mode Operation
RPT – Repeater - opakovač
GTW – Gateway – brána
Radiostanice je možné přepnout (nebo nastavit tak, aby se automaticky přepínaly) do režimu DMO pokud nemají v dosahu síť, ale jsou v dosahu mezi sebou. Kmitočty určené pro režim DMO jsou u nás 410-420 MHz. Možné je tedy navázat spojení přímo, bez okolní sítě nebo jakékoliv brány do ní. (Zde je nutno upozornit, že se jedná neustále o digitální komunikaci, tedy o přenos hovorových dat.) Tento režim musí být v radiostanici ovšem povolen jako rozšířená funkce radiostanice. Tyto stanice disponují v direktním režimu jednou zajímavou funkcí umožněnou tím, že se vzduchem přenáší jen data a nikoliv analogový signál. V případě potřeby je možné nejnovější typy radiostanic mezi sebou řetězit a zvětšit tím dosah radiostanic. Každá radiostanice má v sobě 2x RPT pro různé kmitočty a pokud volající stanice neslyší přímo volanou, ale mezi nimi se nachází jiná stanice, která slyší obě, je možné použít tuto stanici jako retranslační bod. Pokud je samozřejmě ve stanici režim RPT povolen pro tyto volající stanice. Počet řetězených stanic je de facto neomezen, jediné, co se samozřejmě zhoršuje při narůstajícím počtu řetězených stanic je doba, než dojde k sestavení spojení mezi první a poslední stanicí. V DMO i TMO módu radiostanice vysílají periodicky svoji identifikaci pro ostatní radiostanice (informace je vysílaná jako digitální radiomaják).
I když jsou systémy TETRA a GSM dost podobné, je zde jedna z odlišností. Pokud Váš GSM telefon neuslyší síť (infrastrukturu), tak nevysílá, kdežto TETRA se identifikuje i když síť neslyší. Zkouší vysílat „přihlašovací maják“ na několika kmitočtech, na kterých naposledy byla přihlášena (tyto kmitočty lze zadat ručně přes uživatelský program v PC).V DMO módu platí přesně stejná selekce radiostanic jako v síti (v režimu TMO). I když tedy Vaše stanice TETRA „slyší“ identifikaci okolních stanic v DMO módu, neznamená to, že se k těmto stanicím můžete libovolně připojit nebo jejich hovory poslouchat. To je možné pouze v případě, kdy jsou okolní stanice nastaveny na stejné logické kanály. V případě, že okolní stanice používají šifrování, tak také nic neuslyšíte, ale uvidíte sílu signálu a identifikace okolních komunikujících stanic. Ale i tyto informace mohou být skryté a pak nebudete vůbec vědět o okolních stanicích i když Vám budou komunikující osoby stát za zády.
Další možností, jak navázat spojení s ruční radiostanicí, která se nedovolá do sítě, je možnost aktivování tzv. brány (GTW). Branou může být třeba mobilní stanice nebo radiostanice speciálně určené pro tento provoz, které mohou být nainstalovány v autech v dosahu ručních radiostanic a budou tvořit přímou bránu do sítě TETRA. Znamená to tedy, že jsou tyto stanice v dosahu sítě TETRA a zároveň ručních stanic, tím pádem tvoří prostředníka mezi sítí a stanicemi. V praxi obsluha stanice bez sítě aktivuje vstupní bránu a pak již hovoří nebo posílá data, jako by byla v dosahu sítě. Často se tato GTW radiostanice používá současně s RPT módem, ale není to podmínkou. Dále je možno nastavit na radiostanicích kombinace DMO+RPT+GTW nebo DMO+RPT nebo DMO+GTW Prolinkování mezi stanicemi pracujícími v DMO režimu a TETRA sítí na bázi DMO-RPT nebo DMO/DMO-RPT a standardní infrastrukturní sítí, též musí být v radiostanici povoleny. Jedině síť tedy může povolit radiostanici žádající o připojení do sítě, aby byla připojena přes režim GTW do TMO infrastruktury.
Módy DMO, DMO-RPT či DMO-RPT/GTW můžou být aktivovány, aniž by byli registrovány v jakékoliv TMO síti TETRA. Dokonce je možné vytvořit malou síť (běžně do okruhu 8km) jen na bázi DMO-RPT, kde RPT stanice většinou pracuje na stejném TX a RX kmitočtu (je možné použít i odskok jako u standardních FM převaděčů), vše je možno volně nastavit a naprogramovat v tomto otevřeném systému. A i v tomto „omezeném“ režimu je možno posílat SDS například pro lokalizaci poloh radiostanic přes GPS (AVL). V DMO režimu však nefunguje možnost přímého volání nebo telefonie, takže je provoz omezen a simplexní nebo semiduplexní provoz. Na DMO/RPT je umožněno používat i více skupin (naprogramují se v RPT radiostanici, dokonce to lze dálkově operativně naprogramovat skrze TMO síť, pokud RPT stanice funguje současně jako GTW do sítě TETRA), avšak v jednom okamžiku může DMO kanál použít jen jedna stanice. Tento DMO „převaděč“ je v podstatě normální radiostanice, která má narozdíl od běžných radiostanic dvojitý radiový díl a upravený firmware. Do paměti této radiostanice je možné naprogramovat několik DMO převáděcích systému pro různé kmitočty, skupiny a pro různé oblasti použití.
Režim TMO -komunikace v síti
V tomto módu se radiostanice musí přihlásit do sítě stejně jak je tomu u GSM mobilních telefonů. Každá radiostanice (i DMO RPT/GTW) má své identifikační číslo TEI, který je obdobou IMEI u GSM přístrojů. Každou radiostanici je možné nastavit pouze pro jedno číslo ID (něco jako jedinečné telefonní číslo) a pro několik skupin v několika i roamingových sítích. V drtivé většině se toto nastavuje přes uživatelský PC program, ale poslední dobou se začíná používat jednodušší forma, pomocí SIM karty (čtecí slot pro SIM kartu mají všechny nové typy radiostanic). I když SIM byla primárně určena pro šifrování v sítích dá se též použít pro ukládání uživatelských i systémových informací. V nově budovaných sítích může na SIM kartu radiostanice dispečer dálkově naprogramovat ID,jména dalších terminálů, skupin, roamingových sítí, povolených sítí, povolených skupin, povolených druhů provozu a módů. Ale též telefonní číslo radiostanice (TETRA umí duplexní provoz, takže ji lze používat pomocí sítě jako normální mobilní telefon).
Při poškození radiostanice stačí tedy SIM kartu přemístit do nové a nová stanice pracuje se stejným nastavením jako stará. Pokud je ovšem použito šifrování (a tím, že je uložen základní šifrovací klíč v paměti SIM) nelze tuto SIM použít v nové stanici jen tak, problém je, že klíč je z důvodu bezpečnosti spárován s TEI stanice. Kmitočty sítě TETRA jsou přesně definovány. U nás, v Evropě, je této síti přidělen kmitočtový segment v pásmu 380 – 480 MHz a v pásmu 806-870MHz. Pro sítě státních bezpečnostních složek se používají kmitočty 380-395MHz a 410-430MHz pro sítě státní správy a komerčních služeb.450-480MHz a 806-870MHz pro čistě komerční sítě, přičemž v tomto 400MHz EU pásmu je duplexní TX/RX rozestup standardně 10MHz. Režim přístupu k síti, ve kterém pracují sítě TETRA je TDMA (Time Division Multiple Access). To je společné s mobilní sítí GSM. Vysílaná data jsou rozdělena do časových úseků tzv. time-slotů, tedy do jakýchsi časových rámců, ve kterých jsou postupně data vysílána periodicky na 1 - 4 kmitočtech. Síť TETRA používá 4 časové sloty, 3 provozní a 1 servisní a to tedy znamená, že mohou současně probíhat v jeden moment na jedné BTS až 3 hovory nebo datové přenosy. Čtvrtý time-slot je určen pro servisní a ovládací data sítě TETRA mezi BTS a radiostanicí (tento časový slot má adekvátní funkci datovému kanálu v analogové trunkové síti).
V současnosti ovšem umožňuje například moderní infrastruktura Motorola-Dimetra či Teltronic-NEBULA na servisním kanálu používat paketová data, pokud tedy tento radiokanál není na BTS tolik zatěžován a je v něm alespoň nějaké „datové“ místo, může SDS jít servisním kanálem. Další funkce, která se v TETRA sítích objevuje, je použití pouze jednoho servisního kanálu v rámci celé BTS. Například, pokud máme dvoukanálovou BTS (2 nosné kmitočty - > 4 TX a RX zvlášť přes duplexer), tak teoreticky na jedné BTS máme 2 servisní kanály a 6 provozních kanálů, ale BTS lze nastavit i tak, aby v tomto případě měla jen jeden servisní kanál a 7 provozních kanálů. Tím se dá dosáhnout větší přenosové kapacity buňky.
Důvod, proč se používají jen 4 časové sloty a ne 8 či 14 jako u GSM je nasnadě. Síť musí splňovat základní předpoklady pro komunikaci na úrovni služeb, u kterých je naprosto klíčová rychlost sestavení spojení (záchranná služba, policie, HZS, armáda). Je zde tedy požadavek, aby k sestavení spojení došlo v čase do 0,25 sekundy (250 ms) v rámci jedné BTS a 0,5 s (500ms) v rámci jakéhokoliv místa v síti (to jest časové zpoždění, kdy volající stanice zaklíčuje a z reproduktoru protistanice se ozve hovor). Pokud by se tedy používalo více časových slotů, jak je tomu v síti GSM (8,12 i 14 time-slotů), propojení dvou radiostanic by trvalo mnohem déle. BTS (buňky) sítě TETRA (někdy též označovány jako BR) netvoří logickou pyramidu jako u GSM sítě, ale mají všechny stejnou úroveň. Pouze switch ( též označován jako TSC) je nadřazen nad BTS.
Interní datové propojení BTS v síti TETRA je na úrovni E1 (v menší síti se používá i TCP/IP) infrastruktura TETRY je složena jen ze dvou prvků - BTS a switch. Switche umožňují ovládat až 600 BTS a switche stejného výrobce se dají mezi sebou propojit a tím násobit možnost připojení více BTS do sítě. Mezi switche různých výrobců tzv. „hraniční propojovací switche“ se používá propojení na úrovni ISDN128, což se vlastně používá pro roamingové propojení sítí. Switche si mezi sebou posílají informace o „zákazníkovi“ a jeho službách. Tyto informace se zasílají i na jednotlivé BTS. Fyzicky tedy počítačovému řadiči BTS na HDD nebo paměťovou kartu, takže při výpadku mikrovlnných linek je schopna samotná BTS vést provoz sama. A to je podstatný rozdíl vůči GSM, kde se používa toto řazení BTS-BSC-BSS-MSC.
Síť je tedy tvořena spojením dvou a více BTS pomocí Ethernetu nebo E1 se switchem, ale mohou také sloužit například v případě výpadku spojovací sítě, jen jako samostatné vykrývače. U sítě GSM toto není možné. V momentě, kdy dojde k výpadku spojení s okolím (výpadek mikrovlnných linek), BTS je vyřazena a telefony na ni napojené jsou nepoužitelné. Respektive - telefony Vám ukáží dostatečnou sílu signálu, ale není možnost spojit hovor (BTS u GSM generuje hlášku „účastník není momentálně dostupný“ ,nebo „síť je dočasně přetížená“ apod.).
Při provozu TMO je používáno podobně jako v síti GSM, přechodu mezi BTSkami. Je to buď z důvodu nízké úrovně signálu (automatické přepínání „handover“ na silnější BTS) a nebo (podobně jako u GSM) z důvodu zatížení sítě. V praxi to znamená, že stanice používá BTS v dosahu, na které je v ten moment menší provoz. V paměti terminálu je stejně jako u GSM až 6 pamětí dalších BTS, které terminál slyší. Tuto informaci odesílá stanice během hovoru do BTS a tím i do řídící infrastruktury, takže infrastruktura dynamicky "přehazuje" stanici na méně zatíženou buňku. Switch a novější typy BTS mají výstup do ethernetu či telefonu (ISDN/SIP). Pokud je tedy BTS na budově uživatele, je možné vyvést LAN jak do uživatelovy telefonní ústředny (PABX), tak do LAN vnitropodnikové sítě (pro připojení konzole, záznam hovorů, AVL či dalších služeb).
V praxi ...
Po zapnutí tedy začne stanice prohledávat definované frekvence (v paměti radiostanic je až 6 paměťových bank až pro 100 kmitočtů, které radiostanice prohledává), zda není v dosahu síť. Pokud jednotka switch, která řídí TMO infrastrukturu má v definovanou ID této radiostanice, tak se do 5s po zapnutí radiostanice přihlásí k síti v naposledy používané skupině. Pokud tato skupina v síti neexistuje, tak je uživatel přes info hlášku na displeji stanice informován, aby se přepnul do platné ID logické skupiny. Pokud neexistuje žádná skupina platná v dané síti, kterou má terminál v paměti, tak je i přes to radiostanice stále připojena do sítě a jediné co může uživatel použít je pouze tzv. nouzové volání speciálním tlačítkem na těle radiostanice. Pokud však v síti existuje alespoň jedna logická skupina souhlasící s pamětí terminálu, tak po manuálním uživatelském přepnutí do této skupiny, zůstane stanice v tzv. režimu IDLE a čeká na příchozí hovor v příslušné logické skupině.
Radiostanice umí tyto základní módy:
1. skupinové volání v dané logické skupině (semiduplex)
2. direktní (přímé) volání druhé radiostanice v sítí (semiduplex nebo full duplex)
3. telefonní volání (k ID terminálu se přiřadí normální mezinárodní telefonní číslo 00420 xxx yyyyyy)
4.
PABX telefonní volání (podobně jako v bodě 3 je plně duplexní
spojení na ústřednu podniku čtyřmístným zkráceným telefonním
číslem,moderní vozidlová radiostanice umožňuje současný duplexní
telefonní
hovor až třem účastníkům současně, když se na výstup radiostanice
přivede na ISDN nebo TCP/IP SIP inteface) Pro bod 3 a 4 platí i
PEI interface pro propojení s telefaxem (radiostanice znají ve
svém firmware „telco“ rozhraní.
Norma TETRA má zajištěnou funkčnost spojení až do rychlosti pohybující se stanice 400km/h, světový rekord TETRA spojení je z 3.4.2007 z rychlovlaku TGV… 574.8km/s. Při praktických zkouškách záchranářských letadel či vrtulníků byl do výšky 5000m zajištěn provoz při rychlosti okolo 500km/h. Zajímavé je, jak BTSky a switche v síti mezi sebou komunikují. Nejvíce to připomíná TCP/IP síť typu MESH, tedy když odpadne kterýkoliv propojovací prvek v infrastruktuře, tak to uživatel nepozná. Řadič linek udržuje všechny linky paralelně ve více routovacích trasách a tak okamžitě vytvoří záložní linky.
Datový přenos v síti TETRA
Mimo hlasových komunikací umožňuje síť TETRA přenášet i data.U klasických analogových sítí je toto řešeno buď univerzálními (Pocsag, Flex) nebo speciálními protokoly s tím, že je přenosová rychlost omezena na několik kbit/sec.Navíc není možné během datového přenosu komunikovat s jinou stanicí a mnohdy je během přenosu převaděč úplně zablokován pro ostatní účastníky. Zde přichází na řadu jedna z nejvýznamnějších výhod technologie TETRA. Tato síť umožňuje posílat data v podobné formě jako má síť GSM, tj. možnost posílání SMS. Tyto zprávy se označují jako SDS a je možné je posílat a přijímat stejným způsobem mezi radiostanicemi jako SMS a to i během hovoru. Jejich velikost je omezena do 2kB (standard TETRA1 umožňuje 4 velikosti SDS), standardně se však používá 256 bajtů.
Standardy SDS:
SDS-1: pevná velikost dat 16bajtů
SDS-2: pevná velikost dat 32bajtů
SDS-3: pevná velikost dat 64bajtů
SDS-4 TL: proměnlivá velikost dat až do 1278 bajtů
SDS typu 1 až 3 se nejčastěji používají pro stavové hlášení.
SDS typu 4 TL umožňuje zasílání klasických textových zpráv SMS o délce 140 znaků nebo AVL data.
Během datové komunikace (SDS) si stanice najde volný datový prostor v přenosu servisního kanálu a proto se SDS neodesílá ihned, ale teprve až to servisní kanál umožní (typicky od 0.2 až 1s). V případě, že adresovaná stanice právě hovoří (má zaklíčováno), tak je pro hlas použit jeden z provozních kanálů a SDS se přenáší v jiném nebo případně servisním kanálu a tak se v podstatě používají 2 timesloty současně. Mějme stále na paměti, že druhý způsob přenosu dat, tzv. paketová data (obdoba GSM-GPRS) se přenáší primárně v provozním kanálu (timeslotu) a jen u několika moderních výrobců infrastruktur je umožněno použít pro přenos i servisní kanál. Takže v případě současného hlasového hovoru a přenosu dat se defaultně používají dva provozní kanály. Je dobré si uvědomit, že se stále bavíme o samostatném převaděči, tzn.při použití dvoukanálové BTS je k dispozici dohromady 8 časových slotů (3-kanálové mají 12, 4 kanálové mají 16 slotů k dispozici ...atd.) To tedy znamená, že 4 kanálové (4 radiové kanály) BTS umožní současný provoz například 12 až 15 duplexních hovorů nebo 12 až 15 nezávislých datových přenosů popř. kombinace. Vždy je nutno odečíst na každém rádiokanálu BTS jeden časový slot pro servisní kanál, nebo při součtu všech time slotů odečíst jen jeden při režimu BTSky kdy se používá jeden servisní kanál pro všechny rádiové kanály v rámci této jedné BTS.
Zásadní kapitolou pro datové přenosy v síti TETRA tvoří přenos dat o pozici radiostanic (AVL). Mnoho výrobců má již ve stanicích implantován přijímač GPS/GLONASS (některé mají připravené i GALILEO) a mají možnost zároveň s hovorem (ale i bez něj) posílat periodicky, na vyžádání nebo automatizovaně při určité změně polohy, například každých 100m data o své poloze a stavové informace o radiostanici. V síti TETRA je přesně definován průmyslový protokol nazvaný AVL (Automatic Vehicle Location) a jsou v něm kódována pouze data o poloze a případně stavové informace. Není tedy možné tento protokol použít pro jiné účely. Ale je dobré připomenout, že data o poloze radiostanic zabírají naprosto nejpodstatnější část datových přenosů v síti TETRA a profi-komunikačních sítích obecně. Tyto AVL informace včetně možných stavových informací jsou zasílána ve formátu SDS typu 4 TL o velikosti 76 až 200 bajtů.
PC DATA
TETRA prvního typu umožňovala jen velmi omezenou přenosovou rychlost na jeden časový slot.Bylo to dáno především tím, že se jeden komunikační kanál této sítě musel vejít do rastru 25 kHz.TETRA druhé generace umožňuje již měnit dynamicky šířku komunikačního kanálu dle potřeby od 25 – 150 kHz. Tím se samozřejmě zvyšuje dramaticky přenosová rychlost celé soustavy. Časové sloty zůstávají sice jen 4, ale šíře kanálu se zvětší. S větším průtokem dat se ale také automaticky objevují další možnosti využití sítě TETRA. Přenosová rychlost v síti při zabraném jednom časovém slotu je 2,4 kbit/s (při kryptování) 4,8 kbit/s (pro nízkou ochranu, ale stále s ARQ) a 7,2kbit/s (pro přenos bez potvrzování…UDP). Násobením počtu slotů se samozřejmě zvyšuje i rychlost a tak tedy je možné dosáhnout rychlosti až 9k6 / 19k2 a 28k8 (radiostanice a BTS umožňuje vysílat a přijímat data ve sdružených timeslotech najednou, je to systém Multi Slot Packet Data.. MS-PD). Trochu jinak tomu je u sítě TETRA 2, která má již proměnnou šířku datového kanálu.Tato síť již používá modulace QAM a to až 64 QAM a ta při šířce kanálu 25kHz zaručuje přenosovou rychlost až 66kbit/s a při maximální šířce 150 kHz na radiokanál již přesáhneme hranici 691 kbit/s. A to je již dostatečná rychlost, která umožňuje nejen rozumné připojení k internetu, ale hlavně je možné již využít funkce přenosu hlasu a obrazu, tedy videohovorů.
Pro porovnání uvedu parametry první generace této sítě.TETRA 1Jedná se o síť první generace a podíváme se ve stručnosti na její vlastnosti. Tato síť je určena pro úzkopásmový profi-provoz. Datový kanál se tedy vejde do rastru 25 kHz. To sice značně omezilo přenosovou rychlost, nicméně pro potřeby přenosu hlasu, dat o pozici stanic a dat uživatelských (telemetrie a telematika) to bez problémů vystačí. Jako druh modulace se používá PI/4-DQPSK (diferenciální čtyřstavová fázová modulace, 18 ksymbolů/s). Režim přístupu stanic je tedy TDMA (v režimu TMO – 4 time sloty, v režimu DMO – 2 time sloty) se 4 časovými sloty v TMO. Jako hlasový kodek se používá speciální A-CELP s přenosovou rychlostí 4,567kbit/s a v případě vojenského použití i MELPe, který odpovídá vojenským standardů STANAG. Maximální dosah stanic je 58 km. To je dáno rychlostí střídaní časových slotů v síti v režimu TMO (v režimu DMO se dvouslotová TDMA používá pouze v režimu RPT nebo GTW, v případě jednoduchého DMO-DMO se dělení dat na časové sloty nepoužívá).
ŠIFROVÁNÍ v síti TETRA
Síť TETRA umožňuje až END to END šifrování a tím je tedy vysoký stupeň zabezpečení v případě potřeby zaručen. Přidáme-li si k tomu šifrovací klíč jednotlivých skupin v síti, (není tedy možné, aby někdo, kdo by si nastavil stejné číslo skupiny, mohl poslouchat služební hovory aniž by měl na SIM nebo ve staniici nahrán příslušný šifrovací klíč, nehledě na skutečnost, že by tato stanice musela být povolena ve skupině přímo sítí). Šifrovací klíč je vždy v SIM kartě, je na ní až AES TEA 4096bitový DES klíč – SCK, DCK, CCK.
Bezpečnost sítě se dá stručně definovat takto.
Síť TETRA je kompletně digitálním systémem, takže jej standardním analogovým přijímačem nelze monitorovat. Případné luštění dat navíc komplikuje provoz TDMA, tzn. na jedné frekvenci střídají data všech stanic v časové posloupnosti a nelze tedy sledovat jednu stanici. Další bezpečnostní prvek je definice stanice v síti, která zabezpečí, že se cizí stanicenemůže přihlásit k jakékoliv skupině ba dokonce vůbec do sítě jako takové. V neposlední řadě se jedná šiforvací klíč skupiny, tzn. cizí stanice se stejnou logickou skupinou se nemohou vzájemně poslouchat, jelikož používají jiný šifrovací pro svou vlastní skupinu. A navíc je možné použít šifrování stanice-stanice (END to END) tzn. používat speciální kódy které se luští až přímo v protistanici a síť v tento moment funguje jen jako přenosová soustava a do přenášených dat vůbec nezasahuje. Toto vícestupňové zabezpečení zajišťuje pro civilní, ale také vládní a vojenské účely vysoký stupeň utajení přenášených dat a hlasové komunikace.