TETRA

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Modello radio TETRA MTH800 della Motorola

TETRA (TErrestrial Trunked RAdio, originariamente trans european trunked radio) è uno standard di comunicazione a onde radio per uso professionale, con sistemi veicolari e portatili, usato principalmente dalle forze di pubblica sicurezza e militari e dai servizi di emergenza oltre che dai servizi privati civili.

TETRA è uno standard ETSI, la cui prima versione fu pubblicata nel 1995, raccomandato dallo European Radio Communications Committee (ERC).

Descrizione[modifica | modifica sorgente]

Il TETRA è un insieme di standard per sistemi di telecomunicazione privati (Professional Mobile Radio, PMR), indirizzato ad una utenza professionale (forze di pubblica sicurezza, vigili del fuoco, protezione civile), ma anche fornitori di servizi (trasporti, energia) interessati ad avere una propria rete radiomobile.

Le reti TETRA forniscono in primo luogo i servizi tipici delle reti private: chiamate voce di gruppo Half-duplex con Push-to-talk (PTT), gestione dinamica dei gruppi di appartenenza, accodamento e pre-emption delle chiamate in base alla priorità, chiamate autorizzate da dispatcher, ascolto ambientale, messaggi di stato, localizzazione via GPS. Sono anche disponibili servizi tipici delle reti cellulari: chiamate individuali Full-duplex, identificazione del chiamante, brevi messaggi di testo (SDS), reindirizzamento su utente occupato o irraggiungibile. I terminali TETRA possono anche fungere da telefoni cellulari se raggiungono una rete esterna PSTN, ISDN o PABX mediante gateway.

Oltre alle comunicazioni voce, sono possibili comunicazioni dati a commutazione di circuito o a commutazione di pacchetto, ma comunque a bassa velocità di trasmissione (mai superiore a 28.8 Kbits/sec lordi, pur usando una intera portante).

La riservatezza o confidenzialità delle comunicazioni è ottenuta mediante cifratura delle trasmissioni in aria usando una unica chiave comune a tutti gli utenti, oppure chiavi individuali e di gruppo rigenerate su base sessione. È anche supportata una cifratura utente end-to-end.

È stata rilasciata dall'ETSI una versione aggiornata dello standard TMO, denominata TETRA 2, che aggiunge il supporto per radio aviotrasportate e soprattutto specifica una interfaccia radio a tecnologia OFDM, modulazione QAM adattativa e larghezze di banda fino a 150Khz, che consentono di raggiungere velocità di trasmissione dati fino a 538 Kbits/sec.

Modalità operative[modifica | modifica sorgente]

Fra i protocolli definiti dal TETRA che ne definiscono le modalità operative abbiamo:

modalità infrastrutturale o trunked (TMO Trunked Mode Operation)
i cui i terminali comunicano solo per tramite di una infrastruttura (Switching and Management Infrastructure, SwMI) costituita da rete di una o più Base Stations (BS), che arbitra ed alloca le risorse radio;
modalità diretta (Direct Mode Operation, DMO)
dove i terminali possono instaurare comunicazioni direttamente fra loro, in modo simile ad un walkie-talkie; in questa modalità sono possibili solo servizi limitati;
modalità repeater
in cui una radio può fungere da ripetitore di segnale fra radio in modalità DMO, per estensione della copertura;
modalità gateway:
quando un terminale con particolari capacità radio e di processamento si pone da intermediario fra un gruppo di radio operanti in DMO ed una infrastruttura TMO. Una situazione classica di questo tipo si ha quando la radio installata in un veicolo svolge il ruolo di gateway fra l'infrastruttura di rete e le radio portatili degli occupanti del veicolo quando questi ultimi si allontanano.

Radiofrequenze[modifica | modifica sorgente]

In Europa Tetra usa le seguenti frequenze:

Sistemi di emergenza
Number Coppie di bande di frequenze (MHz)
Banda 1 Banda 2
1 380-383 390-393
2 383-385 393-395
Sistemi civili
Number Coppie di bande di frequenze (MHz)
Banda 1 Banda 2
1 410-420 420-430
2 870-876 915-921
3 450-460 460-470
4 385-390 395-399.9

In Gran Bretagna, il sistema TETRA opera sotto il nome di Airwave, in Belgio è A.S.T.R.I.D., nei Paesi Bassi C2000, in Svezia RAKEL, in Finlandia VIRVE. Gli ultimi due sono gli unici servizi TETRA che coprono una nazione intera.

Aspetti radio[modifica | modifica sorgente]

TETRA usa una modulazione digitale di fase del tipo DQPSK e accesso multiplo a divisione di tempo (TDMA); con questo tipo di modulazione la potenza in downlink è costante. La frequenza di simbolo è 18000 simboli per secondo ed ogni simbolo è mappato su 2 bit. In modalità trunked (TMO) un singolo slot consiste di 255 simboli, un frame contiene 4 slot consecutivi e un multiframe (la cui durata è circa 1 secondo) consiste di 18 frame.

Ciascuno slot di un frame può essere utilizzato per una diversa chiamata voce o dati, e quindi la stessa carrier può sostenere fino a quattro chiamate. Almeno uno slot di una carrier per cella è usato come canale di controllo comune ed utilizzato da tutti i terminali non coinvolti in chiamata; su questo canale, detto Main Control Channel (MCCH) avvengono le procedure di registrazione dei terminali e l'instaurazione dei servizi.

Nel caso di chiamate voce, i primi 17 frames di un multiframe trasportano effettivamente campioni audio codificati, mentre il diciottesimo è usato per segnalazione di controllo e sincronizzazione. Nel caso di canali usati per trasporto dati a pacchetto o a circuito, è possibile aggregare più slot nello stesso canale logico per aumentare il throughput.

In downlink oltre al normale traffico fonia o dati vengono trasmesse informazioni di servizio e di sincronizzazione e broadcast. In uplink sono alternati slot di Random Access, sui quali i terminali si contendono l'accesso secondo un meccanismo Framed Slotted ALOHA, e slot riservati, in cui un solo terminale ha il diritto di trasmettere. È compito del sottolivello MAC della base station arbitrare l'assegnazione degli slot ai terminali in base allo loro richieste ed alle previsioni di uso futuro in base ai servizi allocati.

Vantaggi[modifica | modifica sorgente]

I principali vantaggi di TETRA sulle altre tecnologie (come il GSM) sono:

  • L'uso di una frequenza più bassa che permette livelli molto alti di copertura con un piccolo numero di trasmettitori, riducendo i costi di infrastruttura.
  • Veloci tempi di set-up della connessione: una chiamata uno-a-molti è generalmente creata in 0,5 secondi (tipicamente meno di 250 ms per un singolo nodo) contro i molti secondi necessari per il GSM.
  • Diversamente da molte tecnologie cellulari, TETRA offre diversi modi di emergenza con la abilità per una base station di processare le chiamate locali in assenza del resto della rete e per il Direct Mode, dove i terminali possono continuare a dividersi il canale direttamente se l'infrastruttura ha un guasto o è irraggiungibile.
  • Modalità gateway dove un singolo terminale con connessione alla rete può fungere da relay per gli altri vicini che non riescono a mettersi in contatto con l'infrastruttura.
  • TETRA provvede inoltre una funzionalità punto-punto che altri servizi radio per emergenze non offrono. Questo dà la possibilità all'utente di avere un link tra terminali senza il bisogno del coinvolgimento diretto di un operatore supervisore o di un dispatcher.
  • Diversamente da altre tecnologie cellulari che connettono un utente ad un altro (uno-a-uno), TETRA offre connessioni uno-a-uno, uno-a-molti e molti-a-molti. Queste modalità operative sono importanti per usi di pubblica sicurezza e professionali.

Svantaggi[modifica | modifica sorgente]

Gli svantaggi principali sono:

  • Può supportare una densità piuttosto bassa di utenti per area, rispetto al GSM e altre tecnologie (il che non è un grosso problema per le applicazioni per cui è usato).
  • I terminali sono più costosi, (circa 750 Euro nel 2003 e 600 nel 2006), poiché non vi è un'economia di scala dato il ridotto numero di utenti e poiché i controlli per sistemi ad alta affidabilità devono essere più approfonditi.
  • Il trasferimento dati avviene a 7,2 kbit/s per timeslot (3,5 kbit/s throughput netto di pacchetti dati), sebbene fino a 4 timeslot possano essere combinati in un singolo canale dati per raggiungere velocità più alte, poiché bisogna rispettare il vincolo imposto dallo spettro con spaziatura a 25 KHz.
  • A causa della natura impulsiva del TDMA, usato dal protocollo, i terminali possono interferire con dispositivi elettronici come pacemaker e defibrillatori e con altri dispositivi radiotrasmettitori quando molto vicini (a meno di un metro indicativamente).

Galleria di immagini[modifica | modifica sorgente]

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

  • P25, standard usato in Nord America per scopi simili. I terminali P25 sono molto più costosi di quelli per TETRA.
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