667_Kokorich_M.G.Standarty_trankingovoj_

поддерживают сети Motorola SmartZone и SMARTNET, а также сети стандарта

LTR (Multi-Net II). [43]

По замыслу ассоциации, стандарт APCO 25 позволит государственным структурам приобретать соответствующее оборудование у различных поставщиков, что оживит конкуренцию между производителями радиосистем и снизит риск попадания покупателей в зависимость от одного разработчика.

По состоянию на 1998 год было опубликовано 30 из 32 спецификаций стандарта. В течение 1999 года комплект документов был дополнен, и в 2000 году была выпущена новая редакция стандарта, содержащая около 100 спецификаций. Сейчас в АРСО-25 входят 8 документов, содержащих основные определения системы радиосвязи, требования по разработке и тестированию общего радиоинтерфейса (CAI), спецификации протокола шифрования, рекомендации по созданию передатчиков с гарантированными эксплуатационными характеристиками и описание метода обработки сигнала, который следует использовать в вокодерах (кодировщиках речи) абонентских радиостанций.

В настоящее время завершен первый и второй этап создания APCO 25. Второй этап разработки стандарта предполагает создание спецификаций интерфейсов для диспетчерских (консольных и стационарных) радиостанций, а также спецификаций для каналов связи с шириной полосы 6,25 кГц.[22] Полный комплект документов для производства оборудования Фазы II был опубликован в ноябре 2010 года, а в августе 2011 года была отгружена первая в мире TDMA система ASTRO 25 производства Motorola.

Система АРСО-25 получила статус открытого стандарта, но распространена в основном в США, в Латинской Америке и Юго-Восточной Азии. В СНГ сети стандарта АРСО-25 используются службами общественной безопасности России и Казахстана. В Узбекистане также находится в эксплуатации демонстрационная сеть АРСО-25 на базе оборудования компании

Motorola.

Стандарт поддерживается достаточно большим числом производителей базового, абонентского и тестового оборудования (48 компаний), но основными производителями остаются компании E.F. Johnson и Motorola.

На сегодняшний день проводятся работы по построению систем APCO25с использованием технологии TDMA и развитию стандарта в сторону интеграции со стандартом TETRA (Проект MESA). Дальнейшее развитие стандарта связано с расширением характеристик и функциональных возможностей технологии в первую очередь в направлении увеличения скорости беспроводного обмена большими объемами информации в масштабах крупных многозоновых сетей совместного пользования. Для этого системы 3-го

91

поколения транкинговой связи будут обеспечивать скорости передачи данных не менее 1.544 Мбит/с., а в системах 4-го поколения эта цифра достигнет 155 Мбит/с. и выше.[48] Есть информация, что готовится адаптация IP пакетных данных в сетях APCO 25. Что касается шифрования воздушного интерфейса, недавно органы по стандартизации вступили в стадию обсуждения относительно данного вопроса. Стандарт аутентификации для APCO 25 в настоящее время разрабатывается.

Отечественные связисты проявляют большой интерес к технологии APCO-25. Особенно привлекательны для российских пользователей преемственность по отношению к существующим аналоговым системам радиосвязи, наличие множества производителей оборудования и возможность построения сетей связи во всех стандартных диапазонах частот. Активную политику продвижения систем данного стандарта в России проводят представительства фирм Motorola и ADI Limited (Австралия).[43]

Внедрение стандарта АРСО 25 в МВД России оформлено приказом министра. МВД остановило свой выбор именно на этом стандарте. Положительным опытом стало широкомасштабное использование системы радиосвязи стандарта APCO 25 во время праздничных мероприятий в СанктПетербурге, посвященных 300-летию города на Неве, когда произошел сбой в работе системы сотовой связи из-за вышедших из строя базовых станций. Развернутая в интересах правоохранительных органов система цифровой радиосвязи в стандарте APCO 25 обеспечила четкую работу силовых подразделений в условиях сложной электромагнитной обстановки, когда применение обычных средств радиосвязи было затруднено. Специалисты в области радиосвязи объясняют выбор МВД России в пользу стандарта APCO 25 следующими причинами. При создании сетей транкинговой связи стандарта APCO 25 требуется меньшее вложение финансовых средств, в сравнении с системами TETRA, а также не требуется полный переход на цифровое оборудование. Естественно, что правоохранительные органы не могут себе позволить в одночасье отказаться от действующего парка аналоговых радиостанций и сразу перейти на цифровое оборудование.[32]

Системы APCO 25 более привлекательны для стран с неравномерной плотностью абонентов, сложным рельефом местности, наличием примитивных аналоговых систем связи и т. д. Такова ситуация в Латинской Америке, Австралии, Африке, в большинстве азиатских стран, в России, на Украине и в Узбекистане.

Требования, предъявляемые к системам связи в Европе, отличаются от американских в силу ряда причин. Среди них – высокая плотность населения, обилие индустриальных центров, развитая инфраструктура проводных и

92

беспроводных коммуникаций. Поэтому в Европе вполне оправданно применение систем TDMA – даже при том, что затраты на развертывание

TETRA в два раза выше, чем на сети FDMA (APCO 25).[49]

TETRA

Стандарт TETRA создавался Европейским институтом стандартизации в области электросвязи (ETSI) как единый общеевропейский цифровой стандарт.

Изначально TETRA стандарт имел цель удовлетворить потребности европейских пользователей. Благодаря усилиям TETRA-ассоциации и увеличивающемуся числу производителей, поддерживающих эту технологию, TETRA стал мировым стандартом. Сети TETRA развернуты в Европе, Северной и Южной Америке, Китае, Юго-Восточной Азии, Австралии, Африке. К настоящему времени около 1100 контрактов на основе оборудования TETRA были реализованы в 90 странах по всему миру.

Великобритания уже начала внедрять и применять проекты на основе технологии TETRA. Несмотря на то, что эта сеть первоначально была создана для использования полицией, руководители проекта надеются, что вскоре пожарные бригады и бригады "скорой помощи" тоже присоединятся к числу ее пользователей. Финляндия начала работать над сетью стандарта TETRA национального масштаба в 1998 г. Первая фаза проекта была запущена в эксплуатацию в январе 2001 г., и сейчас сеть действует почти на всей территории Финляндии. Австрия, Италия, скандинавские страны, Ирландия также начали реализацию проектов сетей профессиональной радиосвязи на основе TETRA. Также был реализован проект, в рамках которого оценивалась эффективность сети TETRA при использовании ее несколькими государствами. Страны, вошедшие в этот проект: Бельгия, Германия и Нидерланды. Сети TETRA этих стран были объединены между собой для проведения тестирования. Некоторое число небольших локальных сетей TETRA были реализованы в Испании, Чехии и Швейцарии.

В России решение о внедрении стандарта ТЕТRА принято на уровне правительства. За последние несколько лет в стране реализовано несколько десятков проектов систем TETRA различного масштаба для предприятий нефтегазовой отрасли, энергетиков, транспортников и промышленных предприятий. По данным на октябрь 2013 г в России развернуто более 2 тысяч базовых станций TETRA, что составляет 36% (2096 станций) от всех базовых станций транкинговой связи (рисунок 6.16.).

93

Рисунок 6.16. – Доля базовых станций TETRA от общего числа базовых станций транкинговой связи в России

ВТОП-5 регионов по количеству базовых станций TETRA вошли:

Санкт-Петербург – 218 БС

Москва – 203 БС

Ханты-Мансийский автономный округ – Югра – 150 БС

Ямало-Ненецкий автономный округ – 145 БС

Приморский край – 139 БС

Стандарт TETRA полностью закончен и выпущен. Он включает в себя голосовые сервисы и сервисы передачи коротких данных. Интерфейс периферийного оборудования (PEI) также определен. В октябре 2005г. такие улучшения, как дополнительные кодеки, расширение диапазона и возможность высокоскоростной передачи данных были добавлены в релиз 1 стандарта. TETRA стандарт нацелен на обеспечение полной безопасности.

Ожидается, что TETRA будет предоставлять инфраструктуру, подходящую для национальных и международных сетей. Поэтому стандарт TETRA включал подходящие архитектурные определения, как международная нумерация и мобильные коды стран, позволяющие организовать внедрение роуминга и работы внутри агентства. Сети крупного масштаба с национальным роумингом сейчас находятся в эксплуатации и быстрая установка соединения обслуживается даже на больших расстояниях. TETRA ISI существует для поддержки международного взаимодействия и объединения сетей различных производителей. Требование TETRA ISI становится всё более важным, поскольку сети развертываются и сейчас есть работа, чтобы обеспечивать эту функциональность. [50]

Как отмечают специалисты, в дальнейшем стандарт TETRA будет развиваться в направлении реализации завершенных контент-приложений,

94

реализованных на основе технологии этого стандарта. Это передача данных, выход на локальные сети, работа с удаленными базами данных и т. п. Прежде всего это представляет интерес для электроэнергетики.

В настоящее время работа направлена на интеграцию с мобильными сетями 3-го поколения, кардинальное увеличение скорости передачи данных, переход от специализированных SIM-карт к универсальным, дальнейшее увеличение эффективности сетей связи и расширение возможных зон обслуживания.

Наряду с развитием технологии TETRA как таковой отмечается тенденция к конвергенции систем связи, производители ведут работы по созданию мультистандартных платформ – TETRA/WiMAX, TETRA/Wi-Fi, TETRA/GSM, TETRA/Satellite.

Число производителей TETRA-оборудования невелико, и ведущие роли в области его разработки и выпуска принадлежат четырем компаниям –

Marconi, Motorola, Nokia, Simoco, которые предлагают на рынке полные комплекты, включая абонентское и базовое оборудование. TETRA — действительно открытый стандарт, но только в том смысле, что его спецификации доступны любому участнику ассоциации TETRA MoU. Сертификаты совместимости есть у этих компаний лишь на абонентское оборудование, а это означает, что только абонентские станции их производства совместимы с инфраструктурой других поставщиков.[51]

Стандарт TETRA был сильно расписан в свое время производителями оборудования в маркетинговых целях. Те преимущества в сфере телекоммуникаций, которое стандарт предоставлял потенциальным потребителям, заставляли их смиряться с высокой стоимостью, резко возросшей сложностью при сокращении производительности радиостанций по мощности и чувствительности и, как следствие, сокращением зоны покрытия. Появление альтернативных цифровых технологий обеспечило возможность сочетания высокой функциональности цифровых систем с эффективностью традиционных аналоговых образцов.

Подводя итог, отметим наиболее крупные и известные проекты в области профессиональной мобильной радиосвязи в России на основе стандартов TETRA и APCO 25, представленные в таблице 6.15.

Таблица 6.15 − Крупные проекты транкинговой связи в России на основе стандартов TETRA и APCO 25

95

96

Основные драйверы рынка ПМР в России и в мире – это инвестиции в основную инфраструктуру на транспорте, в сегменте общественной безопасности, на предприятиях ТЭК и пр.; миграция от аналоговых к цифровым системам и необходимость модернизации оборудования и программного обеспечения для поддержки услуг передачи данных в сетях ПМР.

Всреднесрочной и долгосрочной перспективе (2020–2025 гг.) в системах профессиональной радиосвязи ожидается переход к системам All-IP, которые обеспечат передачу голоса и данных с гарантированным качеством, и потребность в отдельных сетях цифровой радиосвязи, ориентированных на передачу голоса и не обеспечивающих достаточную скорость передачи данных, отпадет.[52]

Также, эксперты считают, что в течение ближайших 5–7 лет LTE-сети заменят TETRA и другие профессиональные стандарты мобильной связи. Это произойдет из-за того, что требования рынка к качеству передачи данных постоянно растут. Но, по мнению Александра Одинского, директора ООО

«Гвардия-плюс», прогноз далек от действительности, так как в LTE-системах нет определенного оборудования для промышленной отрасли и силовых структур. Кроме того, замещение системы для государства экономически не выгодно. Одинский считает, что в ближайшие 5–10 лет замены TETRA на LTE не произойдет, т.к. система эта давно апробированная и на сегодняшний день все силовые структуры довольны ее работой.[53]

Взаключение можно указать, что дальнейшее развитие транкинговой подвижной радиосвязи всецело зависит от государства. Сейчас наша страна стоит перед выбором основного стандарта цифровой радиосвязи.[45]

Стандарты TETRA и APCO 25 обладают высокими техническими характеристиками и широкими функциональными возможностями. Каждый имеет свои особенности, преимущества и недостатки применительно к конкретной ситуации и требованиям заказчика. В то же время, большинство экспертов склоняется к мнению, что рынок цифровой транкинговой радиосвязи будет завоеван стандартом TETRA. Данный стандарт пользуется широкой поддержкой большинства крупных мировых производителей оборудования и администраций связи различных стран. Последние события на отечественном рынке профессиональной радиосвязи позволяют сделать вывод, что и в России данный стандарт получит наиболее широкое распространение.[3]

97

7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В современном мире, когда скорость и четкость принятия решений является необходимостью, преимущество получают те технологии, которые могут быстрее принять, обработать и правильнее распорядиться информацией. Те, которые обладают отлаженной, чётко работающей инфраструктурой информационных и телекоммуникационных технологий. Развитие этих технологий в нашей стране является приоритетным направлением. Ведь формирование современной экономики страны невозможно без новых технологий.

Современные цифровые транкинговые сети являются вершиной эволюционной цепочки профессиональной связи. Помимо возможностей, доступных пользователям аналоговых систем, добавляются надёжная защита от несанкционированного доступа и пакетная передача данных (доступ в Интернет). По сути, цифровые транкинговые системы являются универсальными сетями связи, обеспечивающими конфиденциальность контактов абонентов, и способны к одновременной передаче больших потоков данных по каналам связи, будь то данные телеметрии или видеоинформация.[1]

Существует большое количество различных стандартов транкинговых систем подвижной радиосвязи общего пользования, отличающихся друг от друга множеством характеристик. Когда речь идет о сравнении цифровых и аналоговых технологий, мало кто усомнится в превосходстве первых. Другое дело, когда приходится выбирать между двумя цифровыми технологиями. В данной работе были рассмотрены два основных цифровых стандарта, наиболее популярных на сегодня как в Европе, так и в России – APCO 25 и TETRA.[3]

Цель настоящей работы заключалась в проведении анализа сравнения стандартов APCO 25 и TETRA. Сравнительный анализ данных стандартов проводился на основе эксплуатационно-технических и организационноэкономических критериев. В эксплуатационно-технической группе были рассмотрены такие показатели, как дальность и оперативность связи, степень безопасности связи, спектральная эффективность, набор предоставляемых услуг. Анализ организационно-экономической группы проводился по критериям: стоимостные показатели систем связи, ресурсы радиочастотного спектра, а также перспективы развития систем данных стандартов в мире.

Для достижения указанной цели перед работой был поставлен ряд задач. При решении задачи исследования дальности связи были изучены испытания рекомендуемой в стандартах TETRA и APCO 25 аппаратуры. А также проведен анализ оценки дальности связи по методике, основанной на модели Хата. На основании проведённых исследований мы сделали следующий вывод. В

98

системах стандарта APCO 25 с радиосредствами класса А дальность связи на 10-15% больше, чем в системах стандарта TETRA, что соответственно требует меньшее количество базовых станций и снижает затраты для создания систем связи для больших территорий. Тем не менее, для оборудования класса В дальности связи будут меньше, чем в TETRA.

При решении задачи оценки оперативности связи рассматриваемых стандартов были сформулированы заключения о том, что на практике понимается под оперативностью радиосвязи. Также был проведен анализ характеристик, которые являются показателями оперативности связи. А именно: время установления соединения, скорость передачи и наличие открытого канала. В итоге рассмотрения данного вопроса мы отметили, что несмотря на то, что статистически время установления соединения для передачи речевых сообщений в сетях стандарта APCO 25 меньше, чем в стандарте TETRA, последний обеспечивает более высокую оперативность связи, за счет значительных скоростей передачи данных и наличия режима открытого канала.

При рассмотрении вопроса безопасности связи данных стандартов были выделены основные требования, включаемые в понятие безопасности связи, а также механизмы, на основе которых обеспечивается противодействие большинству угроз для информации. В результате изучения был получен материал, анализ которого позволил заключить, что эти стандарты обладают сравнимой степенью, как защиты информации, так и защиты от несанкционированного доступа. В обоих стандартах предусмотрены высокоэффективные опции по шифрованию, конфиденциальности связи и аутентификации абонентов и сообщений. Это обеспечивается благодаря применению оригинальных криптографических алгоритмов.

Исследуя такой критерий, как спектральная эффективность, мы отметили, что эффективность использования радиочастотного спектра обеспечивается благодаря сочетанию сильной компрессии речевого потока и сложной модуляции несущей частоты. Для более полной характеристики рассматриваемого вопроса были подробно изучены методы модуляций, используемых в стандартах TETRA и APCO 25. А также выявлено, что отсутствие возможности объединения нескольких частотных каналов передачи речи в один канал передачи данных в стандарте APCO 25 ограничивает максимальную скорость передачи данных примерно в 4 раза, по сравнению с системами TETRA. В то время как, технология стандарта TETRA предусматривает организацию четырех логических соединений на одном частотном канале. Исходя из этого, становится очевидным то, что APCO 25

99

менее эффективно, чем TETRA, использует частотный ресурс по причине того, что эта система является канально-ориентированной.

Чтобы сравнить данные стандарты по возможностям предоставления услуг, необходимо было выяснить какие функциональные возможности и специальные услуги связи предоставляет каждый. Анализ источников информации о наличии этих данных позволяет сделать вывод о том, что оба стандарта обеспечивают сравнимый уровень услуг связи. Тем не менее, здесь также можно отметить преимущество наличия открытого канала в системах TETRA, обеспечивающее возможность использования группового вызова и установления соединения "точкамноготочие" без какой-либо установочной процедуры. Для служб общественной безопасности при выборе стандарта этот критерий оказывает значительное влияние. Однако, учитывая быстрое развитие стандартов и постоянное расширение функций систем связи, вполне возможно, что в скором времени такие же возможности будут предоставляться и APCO 25.

При решении задачи сравнения экономической эффективности систем на основе данных стандартов в работе изучен вопрос о том, что включает в себя набор абонентских устройств для транкинговой связи, а также ориентировочная стоимость оборудования. Собственные теоретические поиски, в этом плане показали, что стоимость базового оборудования многозоновой сети радиосвязи, реализованного на основе TETRA по отношению к системе APCO 25 на 30 – 50 % выше. Кроме того, при развертывании систем радиосвязи стандарта TETRA требуется единовременное вложение значительных финансовых средств для закупки нового оборудования и полный переход на него, в то время как оборудование APCO 25 совместимо с аналоговым оборудованием. Таким образом, оказывается, что издержки на сеть АРСО 25 ниже, чем на сеть TETRA. Кроме этого, в данный пункт был включен расчет оценки возможного числа абонентов базовой станции систем стандартов TETRA и APCO 25. Результаты показали, что возможности базовой станции стандарта TETRA по количеству обслуживаемых пользователей выше по сравнению с системой базовой станции

APCO 25.

Первостепенное значение для развертывания систем транкинговой радиосвязи имеет наличие ресурсов радиочастотного спектра. При рассмотрении этого вопроса были отмечены основные проблемы, от решения которых зависит состояние и перспективы распределения спектра для транкинговых систем в России. Также предложены варианты целесообразного единого распределения радиочастотного ресурса между службами. Анализ сравнения стандартов TETRA и APCO 25 по данному критерию показал, что здесь не может быть однозначного ответа. С одной стороны, APCO 25 обеспечивает больший радиус зоны обслуживания базовой станции, что

100