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
Абоненткие радиостанции (MS – Mobile Station) осуществляют взаимодействие с SwMI через стандатный 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 cогласно 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 для режима прямой связи DMO — DM REP.
Взаимодействие абонентской станции в режиме DMO с сетью TMO может поддерживаться через специальные шлюзы (DMO GATEWAY) .
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
Передатчики абонентской станции подразделяются на классы в зависимости от выходной мощности
Уровни адаптивной регулировки выходной мощности передатчика абонентских терминалов
Уровень внеполосных излучений в соседних каналах для базовой станции и абонентских терминалов
частоты несущей, кГц |
|
Приемники базовых станций и абонентских терминалов имеют следующие значения чувствительности
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 адрессации 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
(10 бит) |
(14 бит) |
(24 бит) |
Некоторые коды стран MCC
| 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 адрессация 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)
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.
6 цифр |
2 цифры |
6 цифр |
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.