Badania przydatności systemu TETRA ROHILL do zastosowań specjalnych

Transkrypt

1 Sławomir Gajewski Marcin Sokół (prelegent) Badania przydatności systemu TETRA ROHILL do zastosowań specjalnych POLITECHNIKA GDAŃSKA Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Katedra Systemów i Sieci Radiokomunikacyjnych GDAŃSK ul. Narutowicza 11/12 tel fax Marcin.Sokol@eti.pg.gda.pl,

2 Agenda 1. Wprowadzenie. 2. Podstawowe cechy systemu TETRA. 3. Przykładowe zastosowania systemu TETRA. 4. System TETRA ROHILL na Politechnice Gdańskiej. 5. Podsumowanie. 2/19

3 1. Wprowadzenie System TETRA (ang. TErrestrial Trunked Radio) jest otwartym standardem cyfrowej łączności dyspozytorkiej, który został opracowany przez Europejski Instytut Norm Telekomunikacyjnych ETSI. system TETRA stworzono z myślą o użytkownikach wymagających realizacji wysoce niezawodnych usług telekomunikacyjnych, w wyraźnie izolowanych grupach abonenckich, głównymi użytkownikami sieci TETRA są: służby bezpieczeństwa i porządku publicznego (policja, pogotowie ratunkowe, straż pożarna, służby komunalne itp.), organy rządowe i samorządowe, wojsko, korporacje, firmy transportowe. 3/19

4 2. Podstawowe cechy systemu TETRA sieci oparte na systemie TETRA umożliwiają dupleksową, cyfrową transmisję sygnałów zarówno mowy, jak i danych, podstawowymi cechami systemu TETRA są: w pełni cyfrowa komunikacja oraz wsparcie dla mechanizmów zapewniania bezpieczeństwa usług (szyfrowanie end-to-end), bardzo krótki czas zestawiania połączeń (zdecydowanie poniżej 500 [ms]), mechanizmy wsparcia priorytetyzacji ruchu oraz wywłaszczania połączeń w celu obsługi połączeń alarmowych, połączenia grupowe oraz tryb DMO. Są to kluczowe parametry, które decydują o bardzo dużej przydatności systemu TETRA w zastosowaniach specjalnych. 4/19

5 3. Przykładowe zastosowania systemu TETRA 9% 1% 3% 5% 1% 33% 7% 8% 9% Służby bezpieczeństwa publicznego Instytucje użyteczności publicznej Przemysł wydobywczy Wojsko Porty lotnicze 24% Transport Zastosowania biznesowe i komercyjne Instytucje rządowe PAMR Inne 5/19

6 3. Przykładowe zastosowania systemu TETRA (c.d.) system TETRA może być z powodzeniem wykorzystany do realizacji różnorakich usług dedykowanych pod kątem zarządzania kryzysowego (w skali europejskiej, jest to wiodący obszar zastosowań tego systemu), sieci oparte na systemie TETRA wykorzystywane są w bardzo wielu obszarach techniki, głównie o charakterze specjalnym, w których to konieczność bezprzewodowego i niezawodnego dostarczania danych do odbiorcy jest niezwykle istotna. 6/19

7 Gdańskiej wszystko zaczęło się od ogłoszenia przetargu nieograniczonego w lutym 2010 roku na "dostawę stacji bazowej TETRA z anteną i wyposażeniem ( )". W wyniku procedury przetargowej wyłoniono ofertę firmy Aksel Sp. Z O.O. z siedzibą w Rybniku. Krótko po wyborze oferenta w budynku ETI PG zainstalowano stację bazową TetraNode firmy ROHILL, wraz z instalacją antenową i urządzeniami dodatkowymi. W połowie 2010 roku utworzono specjalne laboratorium, którym kieruje dr inż. Sławomir Gajewski. 7/19

8 Gdańskiej (c.d.) Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki (WETI) Politechniki Gdańskiej jest jedynym wydziałem na polskich uczelniach, który wykorzystuje zaawansowany system TETRA ROHILL do celów badawczych oraz dydaktycznych. 8/19

9 Gdańskiej (c.d.) 9/19

10 Gdańskiej (c.d.) 1. W systemie TETRA, pojemność wewnątrz komórki jest z góry ustalona i nie zależy od zasięgu. Połączenia są przypisywane do tzw. szczelin czasowych. 1 szczelina czasowa = 1 połączenie indywidualne bądź grupowe * * przy założeniu braku tzw. transmisji wieloszczelinowej 2. Jedna grupa używa tylko jednego kanału, niezależnie od liczby użytkowników. Np. połączenie grupowe 1000 terminali, zajmuje tyle samo zasobów fizycznych, co połączenie grupowe 2 terminali. 3. Bardzo dobry zasięg (potwierdzony badaniami). 10/19

11 Gdańskiej (c.d.) Rys. 1. Badania zasięgowe systemu TETRA na terenie Gdańska i okolic 11/19

12 Gdańskiej (c.d.) Porównanie bezpieczeństwa wybranych systemów radiokomunikacyjnych Nazwa systemu Mechanizm ochrony informacji GSM (GPRS/EDGE) UMTS (HSPA/HSPA+) TETRA TETRA- TEDS WiMAX/ LTE/LTE-Adv. Kontrola integralności danych + /+ + Uwierzytelnianie stacji ruchomych przez sieć Uwierzytelnianie sieci przez stacje ruchome Szyfrowanie Wykorzystanie numerów/identyfikator ów tymczasowych Sprawdzanie terminali /19

13 Gdańskiej (c.d.) Porównanie odporności badanych systemów radiowej transmisji danych na niektóre typy ataków: Zagrożenie Przechwytywanie sesji Wykorzystanie podstawionej stacji bazowej Klonowanie karty SIM/USIM/TSIM Lokalizacja położenia stacji mobilnej Atak na usługę uwierzytelnienia GSM (GPRS, EDGE) brak odporności brak odporności brak odporności brak odporności brak odporności UMTS (HSPA/HSPA+) Nazwa systemu TETRA TETRA- TEDS WiMAX/ LTE/ LTE-Adv. odporny odporny odporny odporny odporny odporny odporny odporny odporny odporny odporny odporny odporny odporny odporny odporny odporny odporny odporny odporny Modyfikacja przesyłanych danych brak odporności częściowo odporny częściowo odporny częściowo odporny odporny 13/19

14 Gdańskiej (c.d.) przepływności sygnałów zapewniane przez sieć TETRA uniemożliwiają np. płynne przesyłanie plików o dużych rozmiarach, czy też strumieni wideo wysokiej rozdzielczości, osiągane w praktyce w systemie TETRA szybkości transmisji danych pozwalają jednak, na przesyłanie niewielkiej ilości danych, przez co system TETRA znakomicie nadaje się do realizacji np. usług monitorowania pracy urządzeń zdalnych i cyklicznego raportowania ich stanu, w przypadku systemu TETRA, szczególnie ważny jest racjonalny, właściwy dobór protokołów warstw wyższych. 14/19

15 Gdańskiej (c.d.) dzięki zastosowaniu priorytetów obsługi przesyłane dane mają gwarancję szybkiego dostępu do medium transmisyjnego, tryb DMO (możliwość nawiązania połączeń terminal-terminal bez pośrednictwa stacji bazowej), obsługa połączeń alarmowych (ang. Emergency Call) - połączenia takie mogą wykorzystywać tryb DMO oraz dokonywać wywłaszczenia połączeń w celu obsługi połączenia alarmowego. 15/19

16 Gdańskiej (c.d.) Wniosek: System TETRA oferuje dużą stabilność transmisji danych! Rys. 1. Dystrybuanta czasu transmisji plików o rozmiarach 1/10/100 bajtów * Źródło: Brewka M., Staszkiewicz L., Gajewska M., Gajewski S.; TETRA jako system sensorowy do monitorowania i raportowania pracy urządzeń zdalnych, Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej nr 185A/2011, s /19

17 5. Podsumowanie w 1997 roku standard TETRA został rekomendowany przez Unię Europejską dla służb ratowniczych i organizacji bezpieczeństwa publicznego w krajach UE. Rekomendacja UE mówi, że: "kraje Schengen powinny wdrożyć cyfrowe sieci radiowe o charakterze ogólnokrajowym, działające w zakresie częstotliwości MHz i wykorzystujące technologie TETRA lub TETRAPOL, o wyjątkowości i potencjale systemu TETRA stanowi także tryb DMO (np. możliwość komunikacji nawet w warunkach katastrofy), największą zaletą systemu TETRA, opracowanego specjalnie dla służb porządku publicznego i ratunkowych, jest dojrzały stan otwartego standardu i wiele dziesiątków wdrożeń. 17/19

18 5. Podsumowanie (c.d.) Systemy TETRA i TETRAPOL w Europie Sieci TETRA działające operacyjnie lub trakcie budowy (Finlandia, Szwecja, Norwegia, Islandia, Irlandia, Wielka Brytania, Dania, Holandia, Belgia, Portugalia, Niemcy, Austria, Węgry, Włochy, Słowenia, Chorwacja, Serbia, Bośnia i Hercegowina, Macedonia, Grecja, Bułgaria, Litwa, Estonia) Sieci TETRAPOL działające operacyjnie (Hiszpania, Francja, Szwajcaria, Czechy, Słowacja, Rumunia) Technologia jeszcze nie wybrana. Sieci są w trakcie procedury przetargowej lub na etapie planowania (Polska, Łotwa, Albania) Źródło: TETRA Forum Polska, stan na dzień r. 18/19

19 Dziękuj kuję za uwagę POLITECHNIKA GDAŃSKA Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Katedra Systemów i Sieci Radiokomunikacyjnych GDAŃSK ul. Narutowicza 11/12 tel fax Marcin.Sokol@eti.pg.gda.pl,