Каждый из них абсолютно точно знает, какой цифровой протокол лучше, - TETRA, Tetrapol или APCO 25. В нашей стране, особо привлекательной для зарубежных поставщиков систем радиосвязи огромной емкостью рынка, активность таких эмиссаров растет день ото дня. Еще бы, ведь Минсвязи РФ намерено утвердить национальный стандарт цифровой подвижной радиосвязи, и каждый <агитатор> понимает: чем сильнее внушение, тем больше выигрыш.

Однако потенциальные пользователи не всегда четко представляют, каковы реальные pro&contra предлагаемых технологий. Именно поэтому редакция <Сетей> обратилась к отечественным экспертам и попросила их изложить <российский> взгляд на существующие проблемы. Мы сознательно <отбирали> специалистов по двум критериям: немалый опыт развертывания и эксплуатации радиосетей (они-то уж должны знать наши финансовые, организационные и технические сложности) и приверженность тому или иному протоколу (кто, как не апологет стандарта, сумеет <расписать> его достоинства). В этом номере речь пойдет о двух конкурентах с созвучными именами - TETRA и Tetrapol.

Главная идея, благодаря которой появились на свет стандарт TETRA и построенные на его основе системы радиосвязи, – это интеграция услуг. Сегодня обюединение в одной транспортной среде услуг передачи речи и данных – самое модное направление развития связи и требование рынка. Но для беспроводных (эфирных) сетей такой принцип является принципиально новым, и для его воплощения нужны действительно пионерские решения.

Кроме того, «локомотивом» создания TETRA послужила острая необходимость в едином для всех стран Европейского сообщества стандарте, на который можно было бы поэтапно «перевести» большую часть корпоративных, ведомственных и специальных радиосистем. Действительно, характерные для Европы высокая плотность населения, хорошо развитая инфраструктура связи и, как следствие, недостаток частот, а также солидный срок использования различных систем подвижной связи (особенно транкинговых, удельный вес которых здесь самый высокий в мире) создали огромные трудности для дальнейшего развития этой отрасли и организации взаимодействия пользователей.

Поэтому, выбирая радиосистему, разумный пользователь должен прежде всего прояснить для себя два вопроса. Первый из них: на чем базируется данное оборудование – на стандарте или фирменном протоколе. Второй – каково назначение системы и при какой плотности абонентов (т.е. при каком обюеме трафика) она окажется экономически эффективной.

Стандарты и поклонники

Ключевая характеристика TETRA заключена в слове «стандарт». В этом наборе спецификаций прописаны основные интерфейсы, обеспечивающие функционирование и взаимодействие в рамках различных систем оборудования разных производителей. Цель создания TETRA – позволить абонентам ведомственных систем связываться с пользователями национальных европейских сетей и получать через последние доступ в обюединяющую их транснациональную систему. Все указанные сети должны иметь равные возможности связи с другими телекоммуникационными структурами (общедоступными проводными и компьютерными сетями). Такую идиллическую картину рисовали себе апологеты TETRA, приступая к его разработке, и именно ее пытается воплотить в жизнь компания Dolphin.

Другой протокол цифровой подвижной связи, который успел достаточно широко распространиться в Европе (по крайней мере, среди организаций, чья деятельность связана с обеспечением безопасности), – это Tetrapol, разработанный компанией Matra Nortel. На нем базируются, например, сеть французской полиции ACROPOL, сеть Министерства внутренних дел, Министерства обороны и полиции Чешской Республики PEGAS и еще около 50 систем подвижной связи. Казалось бы (при столь активном внедрении), именно Tetrapol, а не TETRA, должен был претендовать на почетное звание европейского стандарта. Однако до определенного времени Matra предлагала исключительно лицензии на производство собственных систем и лишь после появления спецификаций TETRA активизировалась, обратившись в ETSI для придания своему детищу статуса стандарта. Эта организация, принимавшая участие в разработке TETRA, не признала Tetrapol в таком качестве, классифицировав его как фирменный протокол.

Не менее печальная судьба постигла протокол EDACS, созданный фирмой Ericsson. Он имеет прекрасные возможности и, главное, значительный потенциал развития, но почему-то «не пошел». О причинах остается лишь догадываться: то ли компания не захотела сделать его открытым, то ли ее остановили сложности процедуры стандартизации.

Надо сказать, данная процедура весьма непроста. Она отличается высокой степенью «бюрократизации», а кроме того, на международном уровне согласование и внесение изменений в стандарт проходят чрезвычайно болезненно. И это касается не только беспроводной связи. Скажем, несмотря на существование организации, призванной содействовать развитию технологии ATM, оборудование разных поставщиков по-прежнему несовместимо в одной сети.

Но вернемся к радиосвязи. Еще один цифровой протокол, APCO 25, не удовлетворяет многих своим «происхождением». Он разрабатывался как стандарт для США, а выбор радиосистемы в немалой степени зависит от того, кто является производителем ее оборудования. Ни одна фирма в Европе, за исключением европейского отделения Motorola, не предлагает систем на базе APCO 25. Конечно, они хорошо адаптированы к требованиям служб безопасности (было бы странно, если бы «порожденный» ими протокол оказался иным) и имеют множество специфических функций специальной связи, пока не реализованных в TETRA (да и вряд ли эти функции будут введены на уровне стандарта). Однако APCO 25, как и Tetrapol, не утвержден в качестве стандарта.

Концепция APCO 25 предполагает постепенный переход от существующей конвенциональной радиосети к цифровой конвенциональной и, далее, цифровой транкинговой системе. Напротив, сеть TETRA сразу строится как цифровая, в которой может существовать дополнительная возможность связи с другими радиосетями. С системотехнической точки зрения протокол APCO 25 решает «национальную проблему» США: он должен способствовать модернизации и постепенной замене множества существующих конвенциональных аналоговых систем на цифровые, обеспечивая в процессе такого перехода их взаимодействие и совместимость. Если не побояться навешивания ярлыков, можно сказать, что TETRA – революционная, а APCO 25 – эволюционная технология, использующая привычное для аналоговых систем частотное уплотнение каналов. Но временное уплотнение каналов было выбрано создателями TETRA в качестве базовой технологии исключительно потому, что они ориентировались на решение европейских проблем. Трудности международной координации частотных присвоений и, конечно, «нехватка» спектра для дальнейшего развития радиосвязи – все это вынуждало отказаться от «затратного» частотного уплотнения (в какой-то мере применение TDMA тоже нетрадиционно для подвижной связи).

Итак, на мой взгляд, ценность TETRA заключается даже не в технических идеях. Главное достоинство состоит в том, что этот открытый стандарт не только гарантирует совместимость оборудования разных производителей, но и дает возможность избавиться от проблем международной координации при выделении рабочих частот. Если в России, как и в Европе, будет принят единый цифровой стандарт (пусть даже не TETRA), то и у нас весьма упростятся вопросы координации сетей, выделения рабочих частот и частотного планирования. И тогда уже можно будет думать об универсальном механизме координации средств подвижной радиосвязи для всех стран – членов МСЭ.

Назначение системы

Стандарт гласит: «TETRA предназначена для подвижной связи большого числа гражданских абонентов, предоставления им интегрированных услуг, обеспечения возможности обюединения отдельных сетей в национальные и транснациональные». А поскольку эта технология разрабатывалась для построения крупных «гражданских» радиосистем, в ней были учтены потребности самых разных пользователей, в том числе служб обеспечения безопасности населения. Надо сказать, что широкая полоса частот TETRA позволяет при оптимальном планировании построить сеть, в которой смогут успешно работать отдельные независимые радиосети, использующие единый частотный план.

Еще один аспект, о котором не часто упоминается в печати. Известно, что в выработке стандарта участвовали и военные ведомства, но не официально, а через представителей фирм, оборудование которых они применяют. Например, при помощи коллег из Rohde&Schwarz специалисты по радиосвязи Бундесвера привнесли в протокольную часть TETRA множество интересных решений, а связисты вооруженных сил Великобритании действовали в содружестве со своим основным поставщиком систем радиосвязи – фирмой Simoco. (Кстати, последняя вышла на «гражданский» рынок всего около четырех лет назад. Прежде она работала исключительно по военным заказам.)

Одно из ценных качеств TETRA – прописанная в спецификациях возможность применения в рамках транснациональной сети радиосвязи без шифрования при использовании шифрования в любой из составляющих эту сеть систем (причем по разным, в том числе национальным или пользовательским, алгоритмам). Очевидно, что при таком подходе как нельзя лучше учитываются нужды негражданских ведомств.

В российских условиях (большая территория с неравномерной плотностью населения, сильно снижающейся уже за Уралом) сегодня не идет речь о том, чтобы обеспечить с помощью какой-либо радиосистемы тотальное «европейское» покрытие всей страны – это попросту нереально. Здесь системы TETRA будут строиться в крупных индустриальных и густонаселенных районах (к слову, в соседней Финляндии тоже пока никто не думает о сплошном покрытии ее территории, в том числе малонаселенных лесных массивов, национальной TETRA-сетью). Поэтому по меньшей мере странно говорить о неэффективности использования данного стандарта в России только по причине низкой плотности населения в части ее регионов.

Что касается специального и военного применения, фиксированный набор частот и невысокая (по меркам этой категории потребителей) помехозащищенность несколько снижают балл TETRA. Однако при построении конкретных систем особенности связи в чрезвычайных ситуациях могут быть учтены без нарушения требований стандарта. Абонентское же оборудование разрабатывается «на все случаи жизни» – оно бывает жаро- и ударопрочным, влагостойким и т.д.

Нужна ли цифра российскому потребителю?

Ответ на этот вопрос можно получить, только проанализировав потребительский спрос и поняв, существуют ли у нас в стране задачи, которые нельзя эффективно решить с помощью аналоговых сетей.

Сейчас в России складывается парадоксальная ситуация. Многие из насущных проблем наиболее просто решаются на уровне «бытовой» сотовой связи. Скажем, в энергетике вводится система учета потребления электроэнергии, данные в которую (показатели счетчиков) должны вводится не реже одного раза в неделю. Простейший анализ потенциальных затрат, которые понадобятся на реализацию такой системы при помощи разных технологий, показывает, что в крупных городах дешевле всего использовать сотовую связь GSM. Но это лишь в том случае, если не рассматриваются возможности обеспечения подразделений энергетического комплекса подвижной связью. И подобных примеров великое множество.

С другой стороны, есть уже сложившиеся радиосистемы, вполне соответствующие нуждам пользователей. Возьмем технологическую сеть, которая создается вдоль нефтепроводов. Для ее технического обслуживания вполне подходят аналоговые системы (ArcNet, MPT 1327, SmarTrunk и др.). И хотя задачи телеметрии не всегда укладываются в прокрустово ложе аналоговой связи, применение специальных УКВ-систем (СКАДА) позволяет решить и их. Зачем же таким потребителям «ломать старое»? С экономической точки зрения выгоднее развивать существующую сеть, а не строить новую «с чистого листа». Таких примеров тоже немало.

В нашей стране технологию TETRA следует использовать при построении новых сетей, которые должны обеспечивать передачу данных, доступ к компьютерным сетям и прочие современные услуги связи. Тогда она становится экономически эффективной и сопоставимой по затратам с «привычными» системами, особенно если учесть различия в составе оборудования, необходимого для получения подобных услуг в аналоговой и цифровой радиосетях. Действительно, в аналоговых системах та же передача данных или даже простейшая служба электронной почты реализуется за счет применения дополнительных устройств, а не является стандартной функцией, специфицированной на уровне протокола. Причем в каждой аналоговой системе такая «доработка» будет уникальной, а значит, ее тиражирование в крупной сети увеличит затраты.

Банальная истина, гласящая, что стандартное решение всегда дешевле, полностью справедлива в отношении TETRA-систем. Подобное решение означает и универсальность оборудования, и совместимость устройств разных производителей, и, в конечном счете, финансовую гибкость при удовлетворении конкретных требований к связи. Ни для кого не секрет, что нет никаких шансов обеспечить межсетевое взаимодействие нескольких ведомственных систем, развернутых на одной территории на основе одного и того же протокола MPT 1327, если эти сети построены на оборудовании разных производителей (да и в случае использования оборудования от одного поставщика возможность «поговорить с соседом» возрастает незначительно). Любые межсетевые интерфейсы требуют межсетевой системы управления (за отдельные деньги). А при удивительном многообразии систем нумерации каналов и частотных планов сопряжение аналоговых радиосетей практически невозможно, и связь между ними организуется только через коммутируемые сети.

Применение TETRA исключает подобные нонсенсы. На основе цифровой технологии все эти проблемы решаются гораздо дешевле и проще. Вспомним, чему нас учили в школе: 80% общей выгоды от автоматизации являются результатом упорядочивания процессов при строгой формализации постановки задачи. Благодаря деятельности TETRA MoU и участию в ней ETSI был наведен порядок в спецификациях TETRA и интерфейсах радиосистем. Они стали стандартными и теперь могут служить основой для построения взаимоувязанной сети. Это главная польза от TETRA (тем более для России), а остальные технические изыски не столь важны – такие же, даже лучшие, решения можно «напридумывать» и на базе других цифровых протоколов. Но стандарт – «вечная ценность» TETRA.

Многим государственным и ведомственным структурам сегодня стоит задуматься о качественно новых услугах систем подвижной дуплексной связи (в особенности это касается передачи данных), которые позволят решать производственные задачи с большими оперативностью и экономической эффективностью (по сравнению с даже очень хорошими и надежными аналоговыми системами). В нашей стране, не «закормленной» средствами оперативной связи, потребности в цифровых системах мобильной связи, несомненно, есть. Нет «малого» – средств на их закупку.

Что же касается возможности развертывания в России TETRA-сетей, то, с одной стороны, на покупку столь современной и масштабной системы тоже нет денег, а с другой, имеются необходимые частотные ресурсы, поэтому «европейских» трудностей практически не существует. Все, кто подают заявку, получают выделенные диапазоны (для TETRA, как и для аналоговых систем, нужны номиналы частот, а не широкая полоса). Другое дело, что это процедура длительная, требующая оформления множества документов, но – дорогу осилит идущий.

Кроме того, понимая, что дороговизна оборудования TETRA является серьезным препятствием к внедрению таких систем, я хотел бы напомнить, что несколько лет назад системы на базе MPT 1327 тоже казались роскошью и «экономные» потребители приобретали SmarTrunk. Спросите сегодня у «счастливых» обладателей данного оборудования, как им работается в этой транспортной среде?

К слову, сегодня многие ведомства, например энергетики и МПС, владеют лицензиями на «соседние» (с нужными для TETRA-систем) полосы частот, в которых работают их транкинговые сети. У них интерес к данной технологии радиосвязи уже проснулся, а производители оборудования, учитывая прогнозируемый обюем российского рынка, не видят преград для выпуска аппаратуры, функционирующей в диапазонах не только 380–410, но и 430–450 МГц.

Часто бывает так, что ежели у человека чего-то нет, он и не осознает необходимость этого «чего-то». Вульгарный пример: наши мамы и бабушки стирали вручную и не представляли, что может быть иначе, а современные хозяйки просто не мыслят своей жизни без автоматической стиральной машины. Не сомневаюсь: когда у нас развернут хотя бы одну систему на базе стандарта TETRA, появится и спрос.

Преимущества и недостатки

В конечном счете, все российские препоны к внедрению технологии TETRA сводятся к одному – много разговоров и мало дела.

Для построения радиосистем необходимы выделение для них частотного ресурса, а также частотное планирование работы сети. К сожалению, пока нет результатов исследований «поведения» TETRA-систем и анализа из совместимости с другими радиосредствами, о которых давно говорится на всяческих семинарах и конференциях. Нет и решения о принятии TETRA как национального стандарта. Последнее, как мне кажется, принесло бы неизмеримую пользу отечественной подвижной связи, поскольку радиосети нуждаются в государственном регулировании, и не только на уровне выделения рабочих частот, но и на уровне адресации систем и нумерации абонентов внутри них. Для нашей страны основной «недостаток» TETRA – отсутствие нормативной базы для развертывания сетей этого типа.

Главная же техническая слабость систем на основе TETRA – огромные сложности их сопряжения с конвенциональными сетями. В TETRA не предусмотрена возможность включения таких радиосетей в инфраструктуру системы, а предлагается организовывать взаимодействие с помощью шлюзов, дополнительного оборудования, через ТфОП и подобные же «примочки». Декларируемое в стандарте обеспечение взаимодействия цифровых и аналоговых радиосетей посредством организации связи между коммутаторами было бы куда более предпочтительным.

* * *

Сегодня в мире существует не менее 15 крупнейших фирм, производящих базовое и абонентское оборудование стандарта TETRA. На мой взгляд, выбирая поставщика, следует обращать особое внимание на характеристики базового оборудования и возможности коммутационных центров.

Конечно, у всех поставщиков прописанные в спецификациях интерфейсы в основном являются стандартными. Исключение составляет, скажем, интерфейс между коммутаторами, который у каждого производителя реализуется «в авторском стиле» (по мнению членов TETRA MoU, эту область стандарта нужно оставить «для творчества»). Возможно, дальнейшая унификация базового и коммутационного оборудования произойдет на более высокой ступени стандартизации, но пока для создания системы на базе TETRA рекомендуется приобретать все компоненты инфраструктуры у одного производителя. На абонентские радиостанции это ограничение не распространяется.

ОБ АВТОРЕ

Андрей Иванов – специалист в области подвижной связи, независимый автор. С ним можно связаться по адресу nets@networld.ru, А. Иванову.


Основные характеристики систем на базе TETRA и Tetrapol
ПоказательСистема TETRA (версия V+D)Система Tetrapol
Разработчик системных спецификацийETSIТехническая рабочая группа Tetrapol Forum
Доступность функциональных компонентовОграниченный набор только для коммерческих сетей*Полный набор
Специфицированные рабочие диапазоны частот, МГц380-52070-520
Поддерживаемые диапазоны частот, МГц380-410 и 410-43070-520
Технология доступаTDMAFDMA
Метод модуляциио?/4 DQPSK (изменяющаяся огибающая)GMSK (постоянная огибающая)
Тип вокодераA-CELPRP-CELP
Канальный интервал, кГц 2512,5 или 10
Отношение сигнал/шум для передатчика БС1915
Кластер для повторного использования частот, сот1912
Относительная спектральная эффективность**3,1 (1,5 для режима DMO)2,6-3,3
Чувствительность БС/ терминала, дБВт:
статическая -115/-112-121/-119
в движении -106/-103-113/-111
Поддержка транкинга сообщенийб?б?
Поддержка квази-транкинга передачиб?б?
Наличие открытого канала через несколько зон+б?
Шифрование:
в радиоканалеб?б?
сквозноеб? (не стандартизировано)б?
Интегрированная передача сообщенийХ.400, X.25, TCP/IPХ.400
Возможность подключения к АТСб?б?
Возможность реконфигурации системыНет в стандартеб?
Примечания. * Полнофункциональный комплект поступит в продажу не ранее III квартала. ** Приведена к спектральной эффективности аналоговой системы с канальным интервалом 25 кГц.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями