Henryk Gierszal, Witold Hołubowicz Wydział Fizyki, Zakład Informatyki Stosowanej Uniwersytet im. Adam Mickiewicza w Poznaniu Łukasz Kiedrowski, Wojciech Wojciechowicz ITTI

Zapewnienie interoperacyjności sieci radiokomunikacji ruchomej

W publikacji zaprezentowano trendy dotyczące zapewnienia interoperacyjności wąsko- i szerokopasmowych sieci radiokomunikacji ruchomej. Zagadnienie to ma szczególne znaczenie dla koordynacji działań służb porządku i bezpieczeństwa publicznego, a także ratownictwa. Integracja taka jest dziś powszechnie realizowana z wykorzystaniem specjalistycznych bram pozwalających na interoperacyjność różnych standardów i technologii, a także różnych systemów tego samego standardu, dla których producenci nie dostarczają rozwiązań gwarantujących interoperacyjność albo też rozwiązania pozwalające na współpracę w ograniczonym zakresie usług.

1. Wprowadzenie Interoperacyjność, czyli współpraca między różnymi systemami telekomunikacyjnymi, jest

bardzo ważnym czynnikiem zapewnienia łączności w sytuacjach kryzysowych. Działania w tym obszarze — zarówno na potrzeby łączności krajowej, jak i transgranicznej — są szczególnie intensywnie prowadzone w ramach rozwoju rozwiązań dotyczących ochrony publicznej oraz ochrony w sytuacji klęsk PPDR (ang. Public Protection and Disaster Relief). Prowadzone prace dotyczą m.in. modelu budowy systemów PPDR opartych na heterogenicznych radiowych sieciach rozległych, który przyjęto w USA po zamachach w dniu 11. września 2001 r.

Systemy bezprzewodowej transmisji danych różnią się między sobą sposobem transportu informacji. Typowe sieci komórkowe 1G/2G zaprojektowane zostały głównie z myślą o świadczeniu usług rozmównych. Dalszy ich rozwój doprowadził do migracji w stronę rozwiązań 2.5G/3G/4G pozwalających na transmisję pakietową i świadczenie różnych usług transmisji danych. Integrację bezprzewodowych systemów ruchowych należy rozpatrywać uwzględniając możliwości konkretnych technologii. Na rynku jest wiele rozwiązań – komercyjnych, jak i specjalnego przeznaczenia – umożliwiających integrację różnych platform systemowych w celu uzyskania jednolitej sieci. Są to najczęściej specjalizowane bramy międzysystemowe bądź w niektórych przypadkach standardy. Biorąc pod uwagę trendy technologiczne spotykane przy budowie takich systemów wydaje się wskazanym wykorzystywanie w nich protokołu IP stosowanego już powszechnie w sieciach transportowych (szkieletowych), które budowane są przez operatorów telekomunikacyjnych od wielu lat w postaci sieci all-IP. Dzięki temu możliwe będzie skorzystanie z synergii technologii, a także zagwarantowanie pożądanej jakości usług QoS (ang. Quality of Service) o ile wdrożone będą odpowiednie protokoły kontroli i rezerwacji zasobów. Z drugiej strony potrzeby służb porządku i bezpieczeństwa publicznego, a także ratownictwa obejmują także stosowanie radiowych systemów łączności w sytuacjach, kiedy miejsce zdarzenia leży poza zasięgiem infrastruktury przewodowej. Wówczas musi istnieć możliwość zapewnienia łączność radiowej ad-hoc korzystającej z urządzeń przewoźnych (stacje bazowe, bramy) dołączonych do warstwy centralowej systemu (ang. core) za pomocą radiowych łączy punkt-punkt czy też innych sieci rozległych, np. WiMAX (ang. Worldwide Interoperability for Microwave Access) czy LTE (ang. Long-Term Evolution), pełniących wówczas rolę sieci dosyłowej, co oznacza konieczność opracowania protokołów routingu oportunistycznego (ang. ad-hoc routing) w

tych sieciach, ponieważ standardy te na razie przewidują jedynie pracę jako pojedyncze stacje przekaźnikowe.

Sieci szkieletowe czy dosyłowe oparte na protokole IP pozwalają w sposób efektywny przekazywać informacje na odległość bez względu na to, jaki rodzaj danych, który jest transmitowany. Migracja do sieci w całości opartych na protokole IP (ang. all IP) oraz budowa sieci w topologii pierścienia czy drzewa uniezależnia poszczególne sieci transmisyjne od niezawodności punktów centralnych występujących w topologii gwiazdy, których awaria blokuje poprawne działanie sieci. Dodatkowo umożliwia programowe zdefiniowanie zadań i funkcjonalności (nie jest wymagana ingerencja w warstwę fizyczną), co w przypadku rozbudowy sieci o kolejne urządzenia lub dodanie dodatkowych opcji poprawiających jakość świadczonych usług, realizowane jest szybko i przy niewielkich nakładach finansowych.

Także w ramach warstwy dostępowej (stacje bazowe), jak i centralowej sieci bezprzewodowych obserwuje się tendencję do tworzenia architektury rozproszonej, co poprawia jej niezawodność i odporność na awarie. Niemal wszystkie obecne radiowe systemy łączności dyspozytorskiej pozwalają na pracę stacji bazowej w trybie odizolowanym od infrastruktury centralowej. Podczas pracy w trybie bez dostępnej infrastruktury sieciowej (ang. infrastructure-less mode), odizolowany fragment sieci winien pracować niezależnie, tzn. autonomicznie, a więc powinien posiadać zgromadzone wszystkie informacje (np. konfigurację grup, listę kluczy szyfrujących itp.) niezbędne do świadczenia usług użytkownikom.

W pkt. 2 omówiono zagadnienie interoperacyjności systemów radiowych. Przykładowe rozwiązanie zaprezentowano w pkt. 3. Z kolei w pkt. 4 przedstawiono kierunki rozwoju bram interoperacyjnych na przykładzie międzynarodowych projektów, których celem jest opracowanie takich urządzeń. Wnioski i podsumowanie zamieszczono w pkt. 5.

Przedstawione wyniki opracowano w ramach projektu NCBiR KB/125/13193/IT1-B/U/08.

2. Interoperacyjność systemów radiowych Typowym rozwiązaniem służącym zapewnieniu interoperacyjności międzysystemowej są

specjalistyczne bramki dokonujące translacji sygnalizacji i informacji między różnymi protokołami. Takie bramy medialne MGW (ang. Media GateWay) mogą pełnić różne funkcji: • dostępowe (ang. Access Gateway), • zbiorcze (ang. Residential Gateway), • magistralne (ang. Trunking Gateway), • sygnalizacyjne (ang. Signaling Gateway), a jeszcze inne — bramy uniwersalne — oferują powyższe funkcje kompleksowo. Wprowadzenie programowych węzłów komutacyjnych typu softswitch ułatwia transformację jednej techniki transmisyjnej (z komutacją łączy) na drugą (z komutacją pakietów) przez sterowanie m.in. bramami MGW oraz innymi rozproszonymi elementami sieci.

Projektując sieć łączności radiowej z myślą o jej zastosowaniu w sytuacjach kryzysowych, należy uwzględnić jak największą liczbę dostępnych technologii. Jest to niezbędne, aby zminimalizować prawdopodobieństwo wystąpienia problemów z nawiązaniem połączenia na danym terenie. Dodatkowo w ten sposób zwiększa się niezawodność całej nowo utworzonej sieci heterogenicznej. Poza tym każdy z systemów składowych może zaoferować użytkownikom zróżnicowane cechy, np. pojemność czy przepływność. Na rys. 1 przedstawiono koncepcję takiej sieci zapewniającej interoperacyjność między systemami pracującymi w różnych technologiach.

Dzięki zastosowaniu urządzeń końcowych wspierających kilka systemów (np. terminale satelitarne z obsługą transmisji w sieciach GSM/UMTS) już dziś możliwe jest współdziałanie niektórych technologii w celu nieprzerwanego świadczenia usług użytkownikom, co jest realizowane przez niezauważalne przełączanie się terminali między dostępnymi w danym momencie sieciami radiowymi obsługiwanymi przez wbudowane w terminal różne modemy radiowe. W tym celu można wykorzystać technikę SDR (ang. Software Defined Radio) — tzw. radio programowalne. W terminalach wykorzystujących tą technikę wszelkie operacje związane z

przetwarzaniem sygnału realizowane przez urządzenia elektroniczne (m.in. modulacja, demodulacja, filtrowanie, mieszanie oraz detekcja) obsługiwane są prawie w całości przez oprogramowanie zainstalowane w terminalu. Tego typu podejście jest bardzo elastyczne i może zostać wykorzystane w transgranicznych incydentach lub w każdej misji zagranicznej.

Współpraca systemów o charakterze komórkowym (np. GSM, TETRA) jest bardzo ważnym aspektem z punktu widzenia zapewnienia pokrycia rozległych terenów (np. całego kraju). Mocno rozbudowana, już istniejąca sieć redukuje koszty budowy nowej infrastruktury. Pewna modernizacja istniejących sieci została zrealizowana przy wprowadzaniu technologii 3G. Dlatego wprowadzenie czwartej generacji telefonii komórkowej 4G wymaga od operatorów mniejszych nakładów inwestycyjnych w sieciach.

Elastyczne zarządzanie pasmami radiowymi może być zagwarantowane nie tylko przez architekturę sieci MANET (ang. Mobile Ad-hoc NETwork) czy różne strategie współpracy między systemami, lecz również przez kognitywną koncepcję transmisji radiowej. Sieci CRN (ang. Cognitive Radio Network) są wysoce elastyczne, odporne i z powodzeniem mogą zapewnić komunikację w różnych warunkach. Ponadto można zestawić dodatkową warstwę komunikacji, wspólną dla wszystkich urządzeń radiowych wykorzystujących technikę CRN, aby zapewnić współdzielenie informacji umożliwiających precyzyjne sterowanie przydziałem kanałów radiowych i pasma na potrzeby świadczonych usług. To podejście zakłada, że urządzenia dla sieci CRN mogą korzystać z informacji dostarczonych z innych komponentów sieci do podejmowania trafniejszych decyzji co do przydziału zasobów. Takimi informacjami są: wykorzystane częstotliwości, moce transmisyjne, liczba urządzeń w obszarze operacyjnym, przewidywane zapotrzebowanie na pojemność i przepustowość oraz lokalizacje urządzeń.

inne

Brama

Rys. 1 Interoperacyjność systemów bezprzewodowej transmisji danych (ozn. SAT – Satellite, GSM

– Global System for Mobile Communications, TETRA – TErrestrial Trunked Radio, UMTS – Universal Mobile Telecommunications System, Wi-Fi – Wireless Fidelity, IP – Internet Protocol,

LTE – Long Term Evolution, WiMAX – Worldwide Interoperability for Microwave Access)

W sieci szkieletowej poszczególnych systemów telekomunikacyjnych transmisja danych może odbywać się w dwóch domenach: z komutacją łączy lub komutacją pakietów. Zatem urządzenia biorące udział w realizacji połączeń mogą zostać sklasyfikowane względem tych dwóch domen: • komutacji łączy CS (ang. Circuit Switched domain), • komutacji pakietów PS (ang. Packet Switched domain).

W większości systemów opartych na protokole IP możliwe jest stosowanie rozproszonego zarządzania. Przez zastosowanie rozproszonej infrastruktury zapewnia się redundancję elementów warstwy sieci komutacyjnej, co powoduje wzrost niezawodności systemu. W razie uszkodzenie jednego z urządzeń sieciowych jego obowiązki przejmuje inne, które jest nadmiarowe. Dodatkowo w sytuacjach kryzysowych istnieje możliwość rekonfiguracji systemu i dostosowanie go do istniejących warunków, np. zwiększonego natężenia ruchu w obrębie stacji bazowej (np. poprzez zmianę kąta nachylenia anteny dokonywaną elektrycznie, czy też zdalnie zarządzane dodanie dodatkowego kanału radiowego w danym sektorze).

Samoorganizujące się sieci mogą bazować na koncepcji zapewnienia odporności na uszkodzenia w całej ścieżce transmisji (ang. end-to-end resilience) [2]. W tego typu architekturze wdraża się rozwiązania inteligentne na poziomie systemów składowych wdrożonych w poszczególnych warstwach całej infrastruktury. Procesy konfiguracji są wówczas kontrolowane dynamicznie i automatycznie.

Z uwagi na to, że połączenia między węzłami dostępowymi sieci bezprzewodowych są zwykle typu punkt–punkt (są to łącza pracujące z przepływnością od 128 kbit/s do 2 Mbit/s [4]), zwiększenie przepływności łączy do wszystkich stacji bazowych znajdujących się na danym terenie, konieczne podczas incydentów, jest bardzo kosztowne. Dlatego w sytuacjach kryzysowych można ograniczyć zakres niezbędnych zmian korzystając z dodatkowej radiolinii, łącza satelitarnego lub nawet sieci 3G/4G jako systemów teletransmisyjnych łączących poszczególne węzły znajdujące się w terenie, gdzie miał miejsce incydent.

Rosnące zapotrzebowanie na transmisję szerokopasmową spowodowało, że nawet dla standardu TETRA proponuje się ścieżkę migracji, która pozwoli temu standardowi łączności trankingowej uzyskać cechy systemu szerokopasmowego. Standard TETRA3 ma korzystać w znacznej części ze standardu LTE lub standardu LTE-Adv. (rys. 2) [1]. Nie będzie to jednak rozwiązanie typu łączność trankingowa realizowana w sieci standardu LTE, gdyż wówczas nie byłaby to sieć bezpieczeństwa publicznego cechująca się dużą dostępnością. Standard TETRA3 będzie nowym standardem szerokopasmowej sieci PMR (ang. Private Mobile Radio) opartym na zmodyfikowanym standardzie LTE, który będzie musiał odpowiadać normom związanym z systemami PPDR.

GSM GPRS EDGE UMTS HSDPA HSUPA HSPA+ LTE LTE-A

TETRA V+D DMO

TEDS TETRA3 szerokopasmowy standard sieci PMR

przepływność 1 Gbit/s 1 bit/s

3GPP

Technical Com-mittee

TETRA

Rys. 2 Ewolucja systemów PMR na tle publicznych sieci telefonii komórkowej [1] Inne rozważane podejście dla szerokopasmowego systemu radiowej łączności dyspozytorskiej

zakłada wykorzystanie standardu WiMAX wraz z telefonią IP (VoIP) dla komunikacji rozmównej.

3. Wybrane rozwiązania i strategie firmowe zapewniające interoperacyjność W dziedzinie interoperacyjności istnieje silny nacisk na rozwiązania bazujące na protokole IP.

Praktycznie wszystkie duże firmy działające w branży telekomunikacyjnej, tj. Ericsson, Nokia

Siemens Networks, Motorola czy Alcatel-Lucent, produkują urządzenia umożliwiające integrację systemów komórkowych z sieciami IP. Niektóre oferują także osprzęt do systemów trankingowych lub innych, jak np. WiMAX lub DECT (ang. Digital Enhanced Cordless Telephony). Dokładna analiza i przedstawienie konkretnych rozwiązań zależy od: • wielkości systemu, którą można zwymiarować liczbą użytkowników, jak i liczbą

współpracujących standardów; • oferowanych usług i oczekiwań użytkowników.

Motorola jest jednym z potentatów rynkowych, oferującym pracę sieciową systemu standardu TETRA z wykorzystaniem protokołu IP. Platforma znana pod nazwą Dimetra IP to wysoce skalowalne rozwiązanie umożliwiające zarówno komunikację rozmówną, jak i transmisję danych oraz przekaz krótkich wiadomości.

Jednym z rozwiązań umożliwiających integrację systemów jest brama MOTOBRIDGE firmy Motorola, pozwalająca na podłączenie np.: • systemów łączności radiowych: P25, MOTOTRBO, SMARTNET ASTRO 25 i innych; • sieci telefonii: IP, komórkowej (ang. cellular) i stacjonarnej (ang. landline).

Nie ma ograniczeń co do liczby obsługiwanych systemów, przez co platforma nadaje się do tworzenia wielosystemowych rozwiązań do zarządzania kryzysowego na rozległych obszarach.

Dla systemów standardu TETRA firma Nokia Siemens proponuje bramę VoIP, dzięki której możliwe jest zapewnienie połączenia między dyspozytorem a bramą przy wykorzystaniu protokołu SIP/RTP (ang. Session Initiation Protocol/Real-time Transport Protocol), a następnie przez styk łącza E1 do infrastruktury SwMI (ang. Switching and Management Infrastructure). Dzięki temu możliwe jest podłączenie kilku klientów-dyspozytorów, oszczędzając tym samym na liczbie niezbędnych traktów E1 do ich przyłączenia do infrastruktury sieciowej systemu standardu TETRA. Przykładowe podłączenie z wykorzystaniem takiej bramy przedstawiono na schemacie na rys. 3.

TETRA

brama głosowaTETRA

SwMI

TETRA CAD

Serwer

TETRA CAD

Klienci

SIP

RTP

SIP

RTP

QACAPI

VGCP

A-CAPI

E1

Rys. 3 Komunikacja w technologii VoIP w TETRA (ozn. SIP – Session Initiation Protocol, RTP –

Real-time Transport Protocol, QACAPI – QA Common Application Programming Interface, VGCP – Voice Guard Control Protocol, TETRA SwMI – TErrestrial Trunked Radio – Emergency Switching and Management Infrastructure, A-CAPI – Common Application Programming

Interface) [6]

Przykładem platformy integracyjnej systemy dla służb bezpieczeństwa publicznego, jak również dla operatorów telekomunikacyjnych lub przedsiębiorstw, jest rozwiązanie znane pod nazwą VIDA (ang. Voice Interworking Data Access) oferowane przez firmę M/A COM (rys. 4). Usługi transmisji głosu i danych między abonentami, jak i sygnały sterujące przesyłane są z wykorzystaniem protokołu IP. Podejście to umożliwia wykorzystanie standardowych urządzeń jak routery, stacje robocze lub serwery w ramach infrastruktury systemu. Dzięki wspólnej sieci IP zapewniona jest nadmiarowość, gdyż możliwe jest wykorzystanie innych urządzeń znajdujących się w sieci, co zwiększa odporność na uszkodzenia. Zastosowania dedykowanego routingu, priorytetów dla kategorii/strumieni ruchu oraz kompresji redukuje problem opóźnień. Mimo to sieci IP mają pewne ograniczenia jeśli chodzi o transmisję głosu. Czynnikami ograniczającymi są: straty pakietów, fluktuacje opóźnienia (ang. jitter), jak i echo [5][7].

Firma M/A COM oferuje rozwiązanie, które pozwala połączyć ze sobą systemy: TETRA, P25, EDACS, GSM, UMTS, WiMAX lub inne starsze systemy. Rozwiązania obsługujące transmisję IP takie jak TETRA IP, P25IP i inne dołączane są bezpośrednio z wykorzystaniem standardowego sprzętu sieciowego; inne — np. analogowe systemy oraz wersje systemu TETRA i P25 oparte na komutacji łączy — wymagają stosowania bram (rys. 4). Zastosowanie w tych systemach bram interoperacyjności (ang. Interoperability Gateway) w postaci modułów DVU (ang. Digital Voice Unit) umożliwia konwersję dowolnego sygnału audio do postaci pakietowej, realizację połączeń z siecią PSTN (ang. Public Switched Telephony Network) / PABX (ang. Private Automatic Branch eXchange) oraz współpracę abonentów systemu P25IP z abonentami dowolnych sieci radiowych bez względu na stosowaną w nich częstotliwościowe pasmo pracy [3]. Możliwe jest więc dołączenie starszych systemów analogowych jak MPT 1327 lub TETRA. Producent oferuje także radiotelefony kompatybilne z kilkoma systemami takimi jak: EDACS, P25 czy OpenSky.

Jednym z komponentów systemu EDACS proponowanym przez firmę M/A COM jest moduł CTI (ang. Centralized Telephone Interconnect), dzięki któremu możliwa jest współpraca z siecią PSTN. Dostępne są dwie wersje urządzenia realizujące jednocześnie osiem lub szesnaście połączeń. Oferowane są również bramy IP oparte np. na komputerach PC z dodatkowym wyposażeniem; pozwala to realizować 48 jednoczesnych połączeń. Bramy te zapewniają integrację między innymi z platformami OpenSky/NetworkFirst. Szybka dwukierunkowa transmisja danych realizowana jest za pomocą bramy EDG (ang. EDACS Data Gateway). Brama EDG pozwala na łączenie systemu trankingowego z przewodowymi sieciami transmisji danych.

Rys. 4 Hybrydowa sieć łączności VIDA [7]

Produkty firmy Rohill zapewniają interoperacyjność z innymi systemami – zarówno analogowymi, jak i cyfrowymi. Przykładem jest urządzenie TETRANode obsługujące wiele protokołów (MPT 1327, TETRA, APCO 25 i inne). Zastosowane do jego budowy podejście umożliwia szybką i tanią integrację różnych systemów. Dodatkowo zintegrowana brama TETRANode IP Gateway jest całkowicie oparta na rozwiązaniu programowym.

Na rynku dostępne są już także krajowe bramy zapewniające różny poziom interoperacyjności. Przykładem jest brama firmy Mindmade [13] przeznaczona do integracji sieci PMR CDMA (ang. Private Mobile Radio Code Division Multiple Access) operatora Polkomtel oraz sieci standardu DMR (ang. Digital Mobile Radio) eksploatowanej przez Ministerstwo Spraw Wewnętrznych, która pozwala zestawiać połączenia grupowe między użytkownikami obu sieci.

4. Rozwój bram interoperacyjnych Prace nad bramami interoperacyjnymi realizowane są w ramach wielu projektów. W ramach

prac realizowanych w projekcie SECRICOM [8] powstanie bezpieczna środowisko komunikacji bezprzewodowej wykorzystywane w sytuacjach kryzysowych, które bazuje na koncepcji interoperacyjności. Umożliwi ona: • współpracę pomiędzy różnymi służbami ratowniczymi na terenie Europy, • działanie w ramach jednego, spójnego środowiska w czasie sytuacji kryzysowych.

Zostanie to zrealizowane poprzez wykorzystanie istniejących systemów komunikacji, poprawę luk w istniejących systemach oraz dodanie nowych funkcji. Poprawa interoperacyjności pomiędzy heterogenicznymi systemami komunikacyjnymi dla służb bezpieczeństwa publicznego zapewni łączność pomiędzy różnymi sieciami i urządzeniami dostępowymi różnych użytkowników. Zaplanowano także stworzenie interfejsu dla powstających systemów SDR (ang. Software Defined Radio).

Project SECRICOM skupia się na aspektach technicznych (rys. 5), tzn. na warstwie fizycznej, protokołowej oraz interoperacyjności danych i obiektów.

Physical InteroperabilityPhysical Interoperability

Protocol InteroperabilityProtocol Interoperability

Data/Object Model InteroperabilityData/Object Model Interoperability

Information InteroperabilityInformation Interoperability

KnowledgeKnowledge

Aligned ProceduresAligned Procedures

Aligned OperationsAligned Operations

Harmonised Strategy/DoctrinesHarmonised Strategy/Doctrines

High Level ObjectivesHigh Level Objectives OrganisationalAspects

OrganisationalAspects

TechnicalAspects

TechnicalAspectsPhysical InteroperabilityInteroperacyjność fizyczna

Protocol InteroperabilityInteroperacyjność protokołowa

Data/Object Model InteroperabilityInteroperacyjność danych i obietków

Information InteroperabilityInteroperacyjność informacyjna

KnowledgeWiedza

Aligned ProceduresProcedury

Aligned OperationsOperacje

Harmonised Strategy/DoctrinesZharmonizowana strategia/doktryna

High Level ObjectivesCele wysokopoziomowe OrganisationalAspects

Aspekty organizacyjne

TechnicalAspects

Aspekty techniczne

Rys. 5 Różne poziomy interoperacyjności

Architekturę tego rozwiązania pokazano na rys. 6. Bramka ma pozwolić na integrację różnych systemów łączności bezprzewodowej dedykowanych dla służb porządku i bezpieczeństwa publicznego, a także ratownictwa oraz systemów podstawowych projektowanych jako sieci

publiczne. Bazując na protokole IPv6 zostanie stworzona wspólna platforma wymiany i komunikacji.

sieć telefonii

komórkowejInternet

Użytkownicy komunikacji

w sytuacji kryzysowej

system podstawowy

TETRA CB

systemy wspierane

...bramki

SECRICOM

IPv6

SECRICOM

Centrum Koordynacji zewnętrzne źródła danych

Rys. 6 Koncepcja rozwiązania interoperacyjności w projekcie SECRICOM

W innym podobnym projekcie HIT-GATE [9] jest także realizowana brama interoperacyjności. Ma ona zapewnić połączenie wielu różnych sieci w sposób przedstawiony na rys. 7.

sieć 1

sieć 3

sieć 4: centrum dyspozytorskie

sieć WAN oparta na IP

HIT-GATE łącze przewodowe lub bezprzewodowe

łącze przewodowe

sieć 2

łącze bezprzewodowe

łącze bezprzewodowe adapter IP

adapter IP

adapter analogowy PMR-IP

adapter TETRA-IP

sieć 1: TETRA

sieć 2: TETRAPOL sieć 3:

WiMAX

Rys. 7 Interoperacyjność oparta na bramie HIT-GATE

Idea zapewnienia interoperacyjności została pokazana na Rys. 8. W integrującej warstwie transportowej funkcjonuje sieć IP. Dla każdego przyłączanego systemu zostanie opracowany adapter, który realizuje translację sygnalizacji danego standardu na wspólną platformę

komutacyjną/centralową, w której funkcjonuje m.in. system IMS (ang. IP Multimedia Subsystem). Takie podejście pozwala nie tylko dokonywać translacji niezbędnej do świadczenia usług w heterogenicznym środowisku, ale także tworzyć nowe wspólne usługi zależnie od tego jakie możliwości ma dany system (oczywiście usług szerokopasmowych nie uda się przenieść do systemów wąskopasmowych).

Sieć 1:

TETRA

TETR

A

Ada

pter

IP

Sieć 4:

WiM

AX

Adapter IP

Sie

ć 5:

cyfro

wy

PM

R

PM

R

Adapt

er IP

Sieć n:

MAN

ET

Adapter IP

Plug’n’Pla

y

Rys. 8 Idea łączenia sieci w projekcie HIT-GATE

Podobną koncepcję ma zrealizować projekt FREESIC (Rys. 9). W sieci takiej powstaną także dedykowane bramy zapewniającej interoperacyjność różnych systemów łączności. W warstwie przenoszenia zostanie zastosowana transmisja IP.

5. Podsumowanie Rozwój sieci telekomunikacyjnych promuje dziś rozwiązania heterogeniczne, dla których

opracowuje się urządzenia zapewniające interoperacyjność [11][12]. Nie ulega wątpliwości, że taka strategia ma szereg zalet, wśród których można wymienić dojrzałość technologiczną istniejących rozwiązań, a także szeroki wybór dostawców tych systemów. Wadą jest oczywiście konieczność opracowania i wdrożenia bram, których zdolność do przenoszenia usług jest ciągle ograniczona z powodów trudności z obsługą wielowarstwowych protokołów. Z powyższych przykładów wynika jednak, że ten trend utrzyma się niezależnie od dążeń do opracowywania nowych standardów transmisji szerokopasmowej. Przyszłe radiowe sieci wąsko- i szerokopasmowe [10] będą tworzyć silnie jednorodne środowisko pozwalających na współpracę między użytkownikami przynajmniej w zakresie komunikacji rozmównej pomimo ograniczeń technologicznych cechujących poszczególne systemy telekomunikacyjne.

Podziękowania Składamy serdeczne podziękowania p. Krystynie Ciesielskiej za cenne uwagi merytoryczne.

Rys. 9 Koncepcja interoperacyjności w projekcie FREESIC

Literatura 1. Evolution of TETRA - To a 4G All-IP Broadband Mission Critical Voice Plus Data

Professional Mobile Radio Technology, P3 Communications, www.tetra-radios.com/item.html&objID=18346

2. Sławomir Górniak, Rodica Tirtea, Demosthenes Ikonomou, Scott Cadzow, Henryk Gierszal, David Sutton, Paul Theron, Claire Vishik, Enabling and managing end-to-end resilience, ENISA, 2011

3. P25IPT Cyfrowy tranking radiowy, M/A-COM Poland 4. Bert Bouwers, Introduction to TETRA over IP, Rohill, 2012 5. Ryszard Kobus, Marian Kowalewski, Bogdan Mucha, Jakość usługi głosowej w sieciach

telekomunikacyjnych, Telekomunikacja i Techniki Informacyjne 1-2/2010 6. TETRA Voice Gateway, Siemens 7. Badania jakości usługi głosowej ‘end-to-end’, M/A-COM Poland 8. www.secricom.eu, 2011 9. www.hit-gate.eu, 2012 10. J. Scott Marcus, John Burns, Val Jervis, Reinhard Wählen, Kenneth R. Carter, Simme

Philbeck, Peter Vary, PPDR Spectrum Harmonisation In Germany, Europe and Globalny, WIK-Conslult, 2010

11. Gianmarco Baldini, Report of the workshop on “Interoperable communications for Safety and Security”, Workshop, 28-29 June 2010 – Ispra, Italy

12. David Buchanan (red.), 700 MHz Public Safety Broadband Task Force Report and Recommendations, NPSTC, 4 September 2009

13. www.mindmade.pl, 2012

I P v 4 , I Pv 6

IP v 4 , I P v 6

I P v 4 , IP v 6

I P v 4 , I P v 6

I P v 4 , IP v 6

112

Internet (IPv 4 / IPv 6 )

FREE SIC platforma interoperacyjna

FREESIC brama

FREESIC brama

SECRICOM

FREESIC brama

FREESIC Gateway

Obrona Cywilna

łącze zapasowe

łącze zapasowe