TETRA

TETRA ( TErrestrial Trunked RAdio,^[1] originalment trans european trunked radio ) és un estàndard de comunicació d'ones de ràdio per a ús professional, amb sistemes de vehicles i portàtils, utilitzat principalment per les forces de seguretat pública i militars i serveis d'emergència, així com per serveis civils privats.

TETRA és un estàndard ETSI, la primera versió del qual es va publicar l'any 1995, recomanada pel European Radio Communications Committee (ERC).^[2]

Els alts costos fan que TETRA sigui un mode digital molt poc comú en el sector de la ràdio amateur, en comparació amb altres modes digitals com DMR i D-STAR.

Descripció

TETRA és un conjunt d'estàndards per a sistemes privats de telecomunicacions ( PMR), adreçat a usuaris professionals (cossos de seguretat pública, bombers, protecció civil ), però també als proveïdors de serveis (transport, energia) interessats a disposar de la seva pròpia xarxa de ràdio mòbil. .

Les xarxes TETRA proporcionen principalment els serveis típics de les xarxes privades: trucades de veu de grup de multidifusió semidúplex amb Push-to-talk (PTT), gestió dinàmica de membres de grup, cua de trucades i preempció en funció de la prioritat, trucades autoritzades pel dispatcher, escolta ambiental, missatges d'estat, localització GPS. També estan disponibles serveis típics de xarxa cel·lular : trucades dúplex individuals, identificació de la persona que truca, missatges de text curts (SDS), redirecció a un usuari ocupat o inaccessible. Els terminals TETRA també poden actuar com a telèfons mòbils si arriben a una xarxa externa PSTN, RDSI o PABX mitjançant passarel·la.^[3]

A part de les comunicacions de veu, les comunicacions de dades de commutació de circuits o de paquets són possibles, però encara a velocitats de transmissió baixes (mai no superen els 28,8 kbits/s bruts, fins i tot utilitzant una portadora completa).

La privadesa o confidencialitat de les comunicacions s'aconsegueix xifrant les transmissions per aire mitjançant una única clau comuna a tots els usuaris, o claus individuals i grupals regenerades per sessió. També s'admet el xifratge d'usuari d'extrem a extrem .

L'ETSI ha distribuït una versió actualitzada de l'estàndard TMO, anomenada TETRA 2, que afegeix suport per a equips aerotransportades i sobretot especifica una interfície de ràdio de tecnologia OFDM, modulació QAM adaptativa i amplades de banda de fins a 150 kHz, que permeten arribar a la transmissió de dades. velocitat de fins a 538 kbits/s.^[3]

Modes de funcionament

Entre els protocols definits per TETRA que defineixen els seus mètodes de funcionament tenim:

Infraestructura o mode troncal ( Trunked Mode Operation, TMO): en el que els terminals es comuniquen únicament a través d'una infraestructura ( Switching and Management Infrastructure, SwMI) formada per una xarxa d'una o més Estacions Base (BS), que arbitra i assigna els recursos de ràdio;
mode directe ( operació en mode directe, DMO): en el que els terminals poden establir comunicacions directament entre si, de manera similar a un walkie-talkie ; en aquesta modalitat només són possibles serveis limitats;
mode repetidor: on un equip pot actuar com a repetidor de senyal entre equips en mode DMO, per ampliar la cobertura;
mode de passarel·la: en el qual un terminal amb capacitats particulars de ràdio i processament de dades actua com a intermediari entre un grup de equips que operen en DMO i una infraestructura TMO. Una situació clàssica d'aquest tipus es produeix quan un dispositiu mòbil instal·lat en un vehicle fa de passarel·la entre la infraestructura de xarxa i les equips portàtils dels ocupants del vehicle, quan aquests s'allunyen.

Radiofreqüències

A Europa, el sistema TETRA utilitza les freqüències següents:

Freqüències TETRA a Europa
País	Assignació	Parells de freqüències (MHz)
França	civil/privada	410-430
França	Serveis d'emergència	380–400
Alemanya	Serveis d'emergència	380–385, 390–395
Irlanda ^[4]	civil/privada	385-389,9, 395-399,9
Irlanda	Serveis d'emergència	380-385, 390-395
Itàlia	Serveis d'emergència / forces armades	380-390
Itàlia	civil/privada	462-468
Noruega ^[5]	Serveis d'emergència	380–385, 390–395, 406,1–426, 870–876
Regne Unit	Ona d'aire	390.0125-394.9875, 380.0125-384.9875
Regne Unit	AirRadio	454, 464 o 460

A Gran Bretanya el sistema TETRA funciona amb el nom d'Airwave, a Bèlgica és ASTRID, als Països Baixos C2000, a Suècia RAKEL, a Finlàndia VIRVE. Aquests dos últims són els únics serveis TETRA que cobreixen tot un país.

Aspectes tècnics

TETRA utilitza modulació de fase digital del tipus DQPSK i accés múltiple per divisió de temps ( TDMA ); amb aquest tipus de modulació la potència de l'enllaç descendent és constant. La velocitat de símbols és de 18.000 símbols per segon i cada símbol està assignat a 2 bits. En el mode trunked (TMO), una única ranura consta de 255 símbols, un fotograma conté 4 ranures consecutives i un multiframe (la durada del qual és d'aproximadament 1 segon) consta de 18 fotogrames.

Cada ranura d'una trama es pot utilitzar per a una trucada de veu o de dades diferent i, per tant, el mateix operador pot suportar fins a quatre trucades. Com a canal de control comú s'utilitza com a mínim una ranura de portadora per cèl·lula i s'utilitza per tots els terminals no implicats en la trucada; en aquest canal, denominat Canal de Control Principal (MCCH), es fan els tràmits de registre del terminal i l'establiment de serveis

En el cas de les trucades de veu, els primers 17 fotogrames d'un multiframe realment porten mostres d'àudio codificades, mentre que el divuit s'utilitza per a la senyalització de control i sincronització. En el cas dels canals utilitzats per al transport de dades de paquets o circuits, és possible agregar diverses ranures en el mateix canal lògic per augmentar el rendiment .

A l'enllaç descendent, a més del trànsit normal de veu o dades, es transmet informació de servei, sincronització i emissió. A l'enllaç ascendent hi ha ranures d'accés aleatori alternades, en les quals els terminals competeixen per accedir segons un mecanisme Framed Slotted ALOHA, i ranures reservades, en les quals només un terminal té dret a transmetre. És tasca de la subcapa MAC de l' estació base arbitrar l'assignació de ranures als terminals en funció de les seves peticions i previsions d'ús futur respecte als serveis assignats.

Avantatges

Els principals avantatges de TETRA respecte d'altres tecnologies cel·lulars (com ara GSM ) són:

nivells de cobertura molt elevats amb un nombre reduït d'emissors, i la consegüent reducció dels costos d'infraestructura, gràcies a l'ús d'una freqüència més baixa;
Temps ràpids de configuració de la connexió: generalment es crea una trucada d'un a molts en 0,5 segons (normalment menys de 250 ms per a un sol node) enfront dels molts segons necessaris per a GSM;
diferents modes d'emergència en comparació amb altres tecnologies cel·lulars, amb la capacitat d'una estació base per processar trucades locals en absència de la resta de la xarxa i per al mode directe, on els terminals poden continuar compartint el canal directament si la infraestructura té una fallada o inabastable;
mode passarel·la, en què un únic terminal amb connexió a la xarxa pot actuar com a relé per a altres terminals propers que no poden contactar amb la infraestructura;
funcionalitat punt a punt, que no ofereixen altres serveis de ràdio d'emergència, que permet a l'usuari connectar-se entre terminals sense necessitat de la implicació directa d'un operador o despatxador supervisor;
connexions un a un, però també un a molts i molts a molts, a diferència d'altres tecnologies cel·lulars que només permeten connexions un a un; Aquests múltiples modes de funcionament són importants per a la seguretat pública i els usos professionals.

Inconvenients

Els principals desavantatges de TETRA respecte d'altres tecnologies cel·lulars són:

Només pot suportar una densitat d'usuaris per àrea força baixa, en comparació amb GSM i altres tecnologies (tot i que això no és, en general, una limitació real per a les aplicacions professionals a les quals va dirigit);
els terminals són més cars (uns 750€ el 2003, i 600€ el 2006), per l'absència d'una economia d'escala real (donat el petit nombre d'usuaris) i pel millor nivell de qualitat requerit per als sistemes d'alta fiabilitat ;
La transferència de dades es produeix a només 7,2 kbit/s per interval de temps (3,5 kbit/s de rendiment net dels paquets de dades), encara que es poden combinar fins a 4 intervals de temps en un sol canal de dades per aconseguir velocitats més altes, ja que cal complir la restricció imposada pels 25 espectre espaiat en kHz;