Особенности стандарта TETRA

TETRA (TErrestrial Trunked Radio - наземная транкинговая связь) -наиболее полно разработанный открытый международный стандарт цифровой транкинговой связи. Разработан Европейским институтом телекоммуникационных стандартов (ETS!) и стал результатом меж­дународного сотрудничества правительственных органов, произво­дителей оборудования, компаний, предоставляющих услуги мобиль­ной радиосвязи, и организаций-пользователей. Основные состав­ляющие стандарта TETRA были утверждены представителями 22 государств Европы. В настоящее время стандарт TETRA вышел за рамки европейского региона и получает широкое распространение во всем мире.

Отличительной особенностью стандарта TETRA стало активное участие в его разработке потенциальных заказчиков, особенно сило­вых структур и аварийно-спасательных служб. Достоинством данного подхода к разработке стандарта стало его соответствие самым высо­ким требованиям с точки зрения как эффективности, так и функцио­нальной насыщенности систем связи, построенных на его основе. В основу стандарта TETRA положены следующие принципы:

-Открытость стандарта. Это позволяет выпускать совместимое оборудование различными производителями, что в конечном итоге приводит к снижению его стоимости.

- Ориентация на обслуживание сетей с высоким трафиком. Именно
такими являются типичные европейские сети.

-Сочетание методов частотного (FDMA) и временного (ТDMA)доступа.

- Наличие режима непосредственной связи между абонентскими
станциями, а также возможность абонентской радиостанции высту­
пать в качестве ретранслятора.

- Наличие всех видов вызовов и многообразие сервисных возможностей.

- Мягкий режим перехода из зоны в зону (Handover).

- Полноценный роуминг.

- Аутентификация и шифрование.

Архитектура TCP на основе стандарта TETRA аналогична архи­тектуре сетей, поддерживающих другие, в том числе и аналоговые, стандарты.

Рассмотрим основные элементы архитектуры TCP на примере типовой однозоновой транкинговой системы с час­тотным разделением каналов (рис.1).

Базовая радиостанцияСодержит модули приемопе­редатчиков (ретрансляторов), каждый из которых настроен на одну пару частот - приема и передачи. Таким образом, в отличие от обыч­ной связи между двумя радиостанциями, где в полудуплексном режи­ме достаточно одной частоты, в транкинговой системе требуется две частоты, а для работы в дуплексном режиме - четыре. Каждый из приемопередатчиков имеет 4-проводное низкочастотное (звуковое) окончание для сопряжения с ком­мутатором. Радиочастотные входы/выходы приемопередатчиков на­гружены на устройство объединения/разделения каналов.

Коммутатор.Осуществляет соединение подвижных абонентов, а также выполняет функции сопряжения с телефонной сетью общего пользования.

Контроллер (устройство управления).Обеспечивает взаимо­действие всех узлов базовой станции. Осуществляет обработку вызо­вов и управляет процессом установления соединений. Часто кон­троллер и коммутатор объединяются в одном модуле.

Интерфейс с ТФОППредназначен для сопряжения с телефонной сетью общего пользования. Обеспечивает электронный стык с окон­чаниями АТС и согласование протоколов сигнализаций.

Абонентское оборудование.Представлено носимыми, возимы­ми, стационарными радиостанциями, а также терминалами передачи данных и устройствами телеметрии.

Стандарт определяет несколько важнейших интерфейсов:

- Air Interface (Al) - 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 (ТПД);

- Inter System Interface (ISI) - межсистемный интерфейс для объе­
динения нескольких систем (возможно, от разных фирм-изготовите­
лей) в единую сеть;

- Line-connected Station Interface (LSI) - интерфейс для подключе­
ния диспетчерских пультов к базовому оборудованию;

- Network Management Centre Interface (NMCI) - интерфейс центра
управления системой;

1 мультикадр= 18 TDMA кадров (Т =1,02 с)

1 TDMA кадр = 4 канальных пакета(Т=56,67 мс)

Канальный пакет = 510 бит(Т = 14,67 мс)

1 бит (Т=27,78 мкс)

Рис. 4 Структурная схема базовой станции SmarTrunk II

- Gateways to PABX, PSTN, ISDN, PDN - интерфейс для подключе­ния к внешним сетям (УПАТС, ТФОП, ЦСИО, СКП).

Радиоинтерфейс стандарта предполагает работу в сетке частот с шагом 25 кГц при размещении четырех речевых каналов в данной полосе. Стандарт регламентирует и дуплексный разнос для этих сис­тем, который должен составлять 10 МГц. Системы TETRA могут ис­пользовать диапазоны частот 150...900 МГц. В странах Европы для систем TETRA выделены частоты в диапазонах 410...430, 870...876, 915...921 МГц (в первую очередь) или в диапазонах 450...470, 385...390, 395...399,9 МГц.

В стандарте TETRA, в котором применяется уплотнение каналов по технологии ТDМА, на одной несущей частоте организуются четыре разговорных канала (рис. 4). Каждый кадр имеет продолжитель­ность 56,67 мс и содержит четыре временных интервала (time slots). Последовательность из 18 кадров образует мультикадр длительно­стью 1,02 с; один кадр является контрольным. Каждый временной ин­тервал в составе кадра содержит 504 бита, 432 из которых - инфор­мационные.

В начале временного интервала передается пакет из 36 бит РА (Power Amplifier - управление излучаемой мощностью). За ним следу­ет первый информационный блок (216 бит), далее - синхропоследо-вательность SYNC (36 бит) и второй информационный блок. Сосед­ние временные интервалы разделяются защитными периодами дли­тельностью 0,167 мс, что соответствует 6 битам.

Для преобразования речи в стандарте TETRA применяется кодек с алгоритмом типа CELP. Скорость цифрового речевого потока на вы­ходе этого кодека составляет 4,8 кбит/с. До поступления речевого по­тока на вход модулятора к нему добавляется корректирующий код, после чего производится межблочное перемежение.

Скорость потока одного канала в системе на базе TETRA состав­ляет 7200 бит/с или 28 800 бит/с на четырехканальную группу.

Радиоканал стандарта TETRA использует относительную (разовую модуляцию типа я/4-DQPSK. При этом каждому символу модуляции соответствует передача двух бит информации. Это позволяет достиг­нуть эффективности использования радиоспектра 6,25 кГц на канал.

В заключение следует, однако, заметить, что стандарт TETRA ори­ентирован на создание зон с высокой плотностью и малого диаметра (4...8 км). Следовательно, такие TCP могут оказаться неэффектив­ными на территории с низкой плотностью абонентов, т.е. в большин­стве районов России. Кроме того, стоимость оборудования в не­сколько раз выше, чем у аналоговых TCP с близкими функциональ­ными возможностями.