Select language:EnglishPolski

Partnerzy serwisu

MotoTRBO - cyfrowy system łączności radiowej 

Icom Polska-radiokomunikacja profesjonalna

http://hytera.com/

Odwiedź stronę oficjalnego dystrybutora w Polsce - ELEKTRIT

DGT Sp. z o.o.

Harris Corporation

Funkwer

Vertex Standard

Partnerstwo z Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie obsługi JavaScript.

Facebook

Współpracujemy z

Wyszukiwarka

Zapytaj naszego eksperta

Potrzebujesz niezawodnej łączności radiowej ale nie wiesz jaki system będzie najbardziej odpowiedni dla Twojej firmy lub organizacji?

Zapytaj naszego eksperta.

Udzielimy Ci porady, doradzimy rozwiązanie które będzie pasować do Twoich wymagań i budżetu.

 

Napisz lub zadzwoń do naszego eksperta:

tel. 602 72 32 62

Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie obsługi JavaScript.

Rozwój szerokopasmowych radiowych sieci łączności dyspozytorskiej

 

Autorzy: Henryk Gierszal, Piotr Tyczka, Karina Pawlina, Krzysztof Romanowski, Witold Hołubowicz


 

Od kilku już lat trwa dyskusja na temat możliwości zapewniania dostępu służbom bezpieczeństwa i porządku publicznego do radiowych sieci łączności dyspozytorskiej pozwalających świadczyć usługi szerokopasmowe o przepływności co najmniej kilkudziesięciu Mbit/s w kanale w dół. Jest to wynik postępu technologicznego w sieciach telefonii komórkowej. Służby bezpieczeństwa publicznego i ratownictwa (SBPiR) również chciałyby stać się beneficjentami tych nowych technologii bezprzewodowych, aby móc je wykorzystywać na swoje potrzeby operacyjne, szczególnie w sytuacjach kryzysowych. Pozwoliłoby im to na przykład na przekaz wideo z miejsca zdarzenia.

 

Stąd wiele organizacji analizuje możliwości migracji z sieci wąskopasmowych do sieci szerokopasmowych, co jednak wiąże się z koniecznością wymiany wielu komponentów infrastruktury, a zatem pociąga za sobą konieczność poniesienia znaczących nakładów inwestycyjnych. Dlatego poszukuje się nowych modeli biznesowych, które umożliwiłyby ograniczenie kosztów pozyskania szerokopasmowych sieci łączności dyspozytorskiej opartych na standardzie 4G LTE jako najbardziej atrakcyjnego dziś rozwiązania. Wymogi SBPiR są jednak na tyle specyficzne i ważne dla zapewnienia bezpiecznej pracy tych służb, że wersja standardu oferująca pełen zakres niezbędnych funkcji ma szanse być zatwierdzona dopiero za kilka lat.

 

szerokopasmowe-sieci-lacznosci-dyspozytorskiej

 

Migracja obecnych wąskopasmowych sieci SBPiR do rozwiązań szerokopasmowych będzie realizowana najprawdopodobniej w kilku krokach, ponieważ nakłady inwestycyjne muszą być rozłożone na pewien okres. Wdrożenie obecnie działających w Europie krajowych sieci standardu TETRA czy TETRAPOL było już kosztowne, zaś sieci szerokopasmowych będzie jeszcze droższe ze względu na dużą liczbę stacji bazowych, które są niezbędne dla zapewnienia tego samego pokrycia radiowego przy stosowaniu pasma radiowego o wyższej częstotliwości. Z drugiej strony wiele komponentów infrastruktury sieciowej (np. maszty) już istnieje i będzie mogło być ponownie zastosowanych. Inne elementy w sieci będą wymagały uaktualnienia (np. sieć dosyłowa) lub wymiany (np. stacje bazowe).

 

Ponadto ta ewolucja w kierunku sieci szerokopasmowych będzie musiała być zsynchronizowana zarówno z rozwojem standardu LTE pod auspicjami organizacji 3GPP, który będzie musiał spełniać wymagania komunikacji w sytuacjach krytycznych, jak i z uwalnianiem pasm radiowych atrakcyjnych dla systemów komunikacji SBPiR (tzn. poniżej 1 GHz). Na tych dwóch aspektach skupiają się plany migracji publikowane przez różne organizacje takie jak ECC, TCCA czy 3GPP. Według tych przewidywań znaczącą cezurą jest rok 2020, kiedy powinny zakończyć się pierwsze wdrożenia sieci standardu LTE w wersji 13. Na potrzeby SBPiR w pasmie 400 i 700 MHz, a jednocześnie rozpocząć się prace nad wersją 14. standardu oferującą pełen zakres usług wymaganych przez tego typu organizacje. W tym okresie pojawią się terminale dualne TETRA/ LTE. W dostępnych materiałach mniejszą uwagę zwraca się na aspekty biznesowe takiego procesu migracji. Tej problematyki dotyczy przedstawiona wizja rozwoju sieci dla SBPiR.

 

Ta kilkuetapowa migracja będzie raczej bazować na kilku modelach biznesowych pozyskania szerokopasmowej sieci radiowej, które będą aktywowane w miarę rozwijania infrastruktury. Wydaje się oczywiste, że sieci TETRA/ TETRAPOL pozostaną w eksploatacji przez cały czas tego procesu (a może także i dłużej) ze względu na swą dojrzałość, dużą niezawodność oraz dowiedzioną skuteczność w sytuacjach kryzysowych. Jak to pokazano na rysunku, usługi szerokopasmowych sieci 3G/4G, które eksploatują komercyjni operatorzy sieci telefonii komórkowej, mogą i są już obecnie wykorzystywane przez SBPiR.

 

 diagram-itti-rozwoj-systemow-dyspozytorskich

 

Realna migracja rozpocznie się jednak dopiero kiedy zostanie zatwierdzona wersja 13. rodziny standardów organizacji 3GPP, która zapewni usługi naciśnij i mów MCPTT w zakresie co najmniej łączności grupowej oraz bezpośredniej D2D. Obecne przewiduje się, że nie nastąpi to wcześniej niż po 2018 r. Prace nad standardem dotyczą także wprowadzenia: usług zbliżeniowych (proximity) pozwalających na wzajemną komunikację i powiadamianie terminali znajdujących się w pobliżu; bramy przekaźnikowej umożliwiającej poszerzenie zasięgu radiowego; możliwości pracy stacji bazowej w trybie odizolowania od infrastruktury; wysokiego poziomu bezpieczeństwa komunikacji, a także zapewnienia odporności na uszkodzenia całego systemu (resilience).

 

O skali trudności niech świadczy fakt, że na potrzeby połączeń grupowych w ramach łączności wykorzystywanej na potrzeby bezpieczeństwa publicznego zdefiniowano odrębne, bardziej wymagające parametry jakościowe QCI do obsługi tej klasy ruchu, które są nawet o połowę bardziej wygórowane niż obecne dla usług rozmównych VoLTE. Standaryzacja dotyczy także usług naciśnij, aby przesłać Push-To-X, które dostępne będą także dla połączeń bezpośrednich z wykorzystaniem m.in. transmisji jeden do wielu (multicast). Według przedstawionej tu koncepcji rozwoju w pierwszym kroku organizacja SBPiR winna powołać operatora sieci wirtualnej MVNO w pełnej konfiguracji, czyli z pełną infrastrukturą rdzenia sieci. Taki operator MVNO winien wykorzystywać kilka sieci dostępowych udostępnionych przez operatorów infrastrukturalnych MNO pełniących rolę operatora goszczącego (host), co poprawi dostępność i niezawodność całej sieci.


 

Drugi krok jest możliwy po uwolnieniu na potrzeby SBPiR chociaż części pasma 700 MHz w ramach II. dywidendy cyfrowej. Sposób przydzielenia tego pasma na potrzeby tego typu służb jest ciągle dyskutowany przez Komisję Europejską, ITU oraz CEPT. Jedna z propozycji sugeruje nawet, aby odroczyć możliwość współdzielenia pasma poniżej częstotliwości 700 MHz dla usług telefonii komórkowej aż do 2030 r., aby zapewnić polityczne i biznesowe wsparcie dla rynku telewizji naziemnej DVB-T oraz aplikacji PMSE wykorzystywanych przez nadawców na potrzeby teletransmisji.

 

lte-dla-sluzbDopiero po 2025 r. można by wrócić do dyskusji, w jaki sposób przydzielić to pasmo zainteresowanym stronom. Już teraz jednak wydaje się, że tak długa ochrona tego pasma na potrzeby zróżnicowanego dostarczania treści audiowizualnych nie jest potrzebna. Zatem szerokopasmowe sieci telefonii komórkowej winny móc korzystać z tych zasobów dużo wcześniej. Z drugiej strony trzeba także pamiętać, że to krajowi regulatorzy muszą przygotować pasmo do uwolnienia. Okazuje się, że terminy wygaśnięcia rezerwacji częstotliwości w pasmie UHF mijają dopiero w roku 2026 dla trzech czwartych krajów europejskich. Jest to więc dość istotna przyczyna, która opóźni proces migracji. O znaczeniu problematyki związanej z dostępnością pasma niech świadczy fakt, że szacunkowa liczba stacji bazowych dla sieci radiowej w Polsce pracującej w paśmie 700 MHz wynosi niecałe 3700, lecz dla pasma 1400 i 2300 MHz już odpowiednio ponad 5000 i 13 000 lokalizacji. Dzięki temu, że organizacje SBPiR uzyskają w tym kroku rezerwację częstotliwości dla swoich sieci, staną się operatorami infrastrukturalnymi MNO budującymi własne stacje bazowe, lecz jednocześnie będą musiały utrzymać status operatora MVNO z powodu ograniczonego terytorialnie pokrycia radiowego własną siecią dostępową.

 

W ostatnim kroku operator szerokopasmowej sieci dla SBPiR będzie mógł wykorzystywać przydzielone mu kanały radiowe we własnej sieci dostępowej, jak i w stacjach bazowych komercyjnych operatorów sieci telefonii komórkowej, aby w jakimś stopniu uniezależnić się od ryzyka natłoku. Zatem niezbędna jest współpraca z co najmniej jednym takim operatorem publicznym, z którym współdzielone będą stacje bazowe.

 

Na każdym z tych etapów organizacja SBPiR może zawrzeć umowę z operatorami publicznymi na roaming krajowy, aby poprawić jakość usług QoS, pokrycie radiowe oraz dostępność usług.

 

Pracami nad standardem LTE dla łączności na potrzeby bezpieczeństwa publicznego kieruje organizacja 3GPP, lecz żywotnie jest nimi zainteresowane także stowarzyszenie TCCA. Propozycja grupy PT49 komitetu ECC organizacji CEPT zakłada jeden standard (LTE) w Europie, lecz dopuszcza elastyczność poszczególnych krajów w zakresie szerokości pasma przydzielanej na potrzeby SBPiR oraz modelu biznesowego pozyskania radiowej sieci szerokopasmowej. Stosowane terminale winny obsługiwać zarówno pasmo dedykowane, jak i sieci komercyjnych. Wśród modeli biznesowych można analizować: (1) sieci dedykowane budowane przez podmioty SBPiR; (2) sieci komercyjne, w ramach których podmioty SBPiR kupują usługi oferowane przez komercyjnych operatorów; (3) sieci mieszane, w których część elementów infrastruktury jest dedykowana jak w modelu (1), zaś brakujące potrzeby są pozyskiwane w modelu sieci komercyjnej (2).

 

 Motorola-LTE-network-public-safety

 

Wybór modelu biznesowego jest zasadniczym zagadnieniem w definiowaniu ścieżki migracji, gdyż należy zadbać o to, aby pozyskać sieć szerokopasmową w efektywny sposób pod względem technicznym, jak i finansowym uwzględniając jednocześnie wymagania definiowane przez SBPiR oraz ograniczenia krajowe narzucone przez regulatora. Z powodu spodziewanych ogromnych nakładów inwestycyjnych związanych z modelem sieci dedykowanej coraz częściej wskazuje się na zastosowanie rozwiązań wykorzystujących w jakimś stopniu sieci komercyjne, których operatorzy musieliby świadczyć usługi zgodnie z umową SLA gwarantującą spełnienie podwyższonych parametrów jakościowych dla tych usług, a także zapewniać pożądane bezpieczeństwo i odporność na uszkodzenia systemu. Jak to przedstawiono w tej analizie, taki mieszany model może zostać oparty na operatorze sieci wirtualnej MVNO, który z czasem staje się także operatorem infrastrukturalnym MNO.

 

Nie ulega wątpliwości, że przyszłe sieci SBPiR będą oparte na standardach LTE/LTE-A, lecz istniejące sieci wąskopasmowe będą nadal powszechnie użytkowane z powodu ich technologicznej dojrzałości. Zatem sieci standardu TETRA/TETRAPOL będą jeszcze długo eksploatowane jako najbardziej pewne i niezawodne środki łączności dla komunikacji głosowej. Dla przykładu niemiecka sieć BOSNet działająca na potrzeby SBPiR oparta na standardzie TETRA jest nadal rozwijana, a zakończenie wdrożenia jest planowane w tym roku. Z drugiej strony dialog techniczny z producentami systemów szerokopasmowych zainicjowano w Wielkiej Brytanii, gdzie planuje się wymianę sieci Airwave stosowanej przez organizacje SBPiR i opartej na standardzie TETRA, siecią 4G wykorzystującą standard LTE. Analiza potrzeb SBPiR pokazuje, że główną korzyścią z sieci szerokopasmowych jest możliwość strumieniowej transmisji obrazów.

 

Obserwując rynek z perspektywy kilku ostatnich lat, takie rozwiązania jak radiowe sieci łączności dyspozytorskiej oparte na standardzie WiMAX czy CDMA2000 nie zostały wdrożone. Dostępne systemy bazujące na standardzie LTE, lecz wykorzystujące firmowe rozwiązania m.in. dla komunikacji naciśnij i mów PTT, mają niewielkie szanse na zaistnienie. Standard TEDS ze względu na ograniczenia dotyczące przepustowości dla transmisji danych oraz kompatybilności systemów oferowanych przez producentów, nie znajdzie szerokiego grona odbiorców. Ponadto, znaczącym ograniczeniem jest dostępność pasma radiowego atrakcyjnego dla SBPiR.

 

Wykorzystanie kanałów o szerokości 1,4 MHz w paśmie 450 MHz jest możliwe, lecz zalety takiego podejścia są dyskusyjne, porównując je z możliwościami dostępnymi przy stosowaniu kanałów o szerokości 5 czy 10 MHz wykorzystywanych w publicznych sieciach LTE. Przy tak wąskim paśmie możliwe jest uzyskanie przepustowości w kanale w dół wynoszącej 4,4 Mbit/s dla jednoantenowych układów nadawczo- -odbiorczych i 8,8 Mbit/s dla układów antenowych 2 x 2. Te wielkości są zatem bardziej zbliżone do technologii 3G.

 

Źródło: ITTI Sp. z o.o. Fot. Motorola

 

O ITTI Sp. z o.o.

Itti-logoITTI sp. z o.o. (www.itti.com.pl) jest firmą z siedzibą w Poznaniu, która od 1996 roku świadczy usługi w zakresie zagadnień związanych z praktycznym wykorzystaniem nowoczesnych technologii informatycznych i telekomunikacyjnych. Główne obszary działalności firmy to: doradztwo IT i telekomunikacyjne, badania stosowane w dziedzinie IT i telekomunikacji oraz rozwój innowacyjnych aplikacji i oprogramowania.