Wykorzystanie multisystemowej platformy BS422 firmy DAMM CELLULAR w procesie dydaktycznym Uniwersytetu Morskiego w Gdyni Piotr Kaczorek
Multisystemowa platforma BS422 DAMM CELLULAR Uniwersytet Morski w Gdyni
Uniwersytet Morski w Gdyni 1920 Szkoła Morska w Tczewie (uprawnienia uczelni wyższej) 1930 Państwowa Szkoła Morska (przeniesiona do Gdyni) 1968 Wyższa Szkoła Morska 2001 Akademia Morska w Gdyni 2018 Uniwersytet Morski w Gdyni
Wydział Elektryczny Trzy kierunki studiów: Elektrotechnika Elektronika i Telekomunikacja Informatyka (od 2018 r.) Kierunek EiT, dwie specjalności: Elektronika Morska ( morski ) Systemy i Sieci Telekomunikacyje (akademicki, lądowy )
Katedra Telekomunikacji Morskiej Baza dydaktyczna, m.in.: Symulator GMDSS, Sieci komp. (Cisco CCNA, Security, CCNP) Łączność satelitarna Radio programowalne USRP + LabVIEW/Simulink/GNU Radio Potrzeby: System radiokomunikacji ruchomej
Projekt imen Projekt UE imen, Urząd Marszałkowski w. Pomorskiego Zadanie 14/15: Wyposażenie dydaktyczne Laboratorium Systemów Radiokomunikacji Ruchomej Postępowanie wygrała firma Conspark Multisystemowa platforma BS422 DAMM CELLULAR, terminale TETRA/TEDS/DMR Motorola Instalacja, uruchomienie, gwarancja, aktualizacje, opracowanie programu zajęć Przedsiębiorstwo Doradczo-Handlowe Con-Spark Sp. z o.o 81-345 Gdynia AL. Jana Pawła II 1
Multisystemowa platforma BS422 DAMM CELLULAR Charakterystyka techniczna
BS422 DAMM CELLULAR Jedna platforma sprzętowo-programowa dla różnych technologii: TETRA TEDS DMR (Tier 3) Analog PMR Simulcast/repeater: DMR simulcast TETRA repeater TETRA TEDS DMR
BS422 DAMM CELLULAR Praca trybie hybrydowym: Tetra TEDS DMR Analog Wbudowany kontroler strefy i węzła Moc wyjściowa: 50 W - DMR, 25 W - Tetra Wbudowana antena GNSS TETRA TEDS DMR
Zakresy częstotliwości i szerokości kanałów VHF UHF Zakres częstotliwości Szerokość pasma Odstęp dupleks 68-87.5 MHz 2 MHz 5 MHz 136-174 MHz 2 MHz 4 MHz 156-174 MHz 4 MHz 9 MHz 300-346 MHz 10 MHz 36 MHz 350-370 MHz 380-400 MHz 410-430 MHz 450-470 MHz 5 MHZ 10 MHz 805-870 MHz 14 MHz 45 MHz 6.2 5 khz 12.5 khz 20 khz 25 khz Analog DMR Tier 3 TETRA FCC part 22 TETRA 50 khz 100 khz 150 khz TEDS Rx Tx 5 MHz BW 5 MHz BW Brak terminali w niektórych pasmach!!! 10 MHz duplex
Architektura wieloczęstotliwościowa BS422 może dostarczyć do 4. logicznych nośnych Dowolne rozlokowanie nośnych wewnątrz pasma < 300kHz; Dowolny przydział technologii dla każdej z nośnych Pasmo 300 khz
Moc wyjściowa Podział mocy TX pomiędzy 4 nośne Moc uzależniona od szerokości kanału, technologii i liczby nośnych
Moc wyjściowa (podane parametry są parametrami wstępnymi) Podział mocy TX pomiędzy 4 nośne Moc uzależniona od szerokości kanału, technologii i liczby nośnych Wyniki pomiarów moc przypadająca na jedną nośną, zależnie od systemu i liczby nośnych
DMR Tier 3 BS422 pracuje w trybie DMR Tier III (trunking); Dla jednej nośnej (12,5 KHz) - jedna szczelina pełni funkcję kanału sterującego, druga szczelina pełni funkcję kanału roboczego; IOP (testy interoperacyjności) z większością dostępnych na rynku terminali F1 F2 F3 F1 F4 F2 Basestation Basestation Simulcast (Repeater) LAN F7 F1 F2 F8 F5 F1 F2 F6 Basestation Simulcast (Repeater) Basestation Simulcast (Repeater)
Data Capacity TEDS Szybka transmisja danych (High Speed Data) w kanałach do 150 khz Niewystarczające dostępne widmo RF szerokość przydzielanych kanałów ograniczona do 50 khz, Modulacja i kodowanie zależy od warunków (odległości), może być zmieniana w trakcie pracy realistyczna prędkość transmisji 50-160 kb/s Modulacja Rodzaj kanału (pasmo) 25 khz 50 khz 100 khz 150 khz π/4 π/8 QAM4 DQPSK DQPSK QAM16 QAM64 QPSK QAM16 QAM64 TETRA/TEDS WiFi LTE Coverage π/4-dqpsk 15.6 π/8-dqpsk 24.3 4-QAM 11 27 58 90 16-QAM 22 54 116 179 64-QAM (r=1/2) 33 80 175 269 64-QAM (r=2/3) 44 107 233 359 64-QAM (r=1) 66 160 249 538
TEDS Przydział zasobów TEDS odbywa się przez kanał sterujący TETRA aby korzystać z TEDS, trzeba mieć również co najmniej jeden aktywny kanał TETRA
Synchronizacja międzywęzłowa BS422 wykorzystuje trzy źródła dla synchronizacji międzywęzłowej: GNSS (GPS, GLONASS, Galileo) 1 Pulse per Second (PPS sync) IEEE1588 via LAN Jeżeli sygnał GPS nie jest dostępny, IEEE1588 umożliwia synchronizację przez LAN; Zastosowanie: budowa węzłów wewnątrz tuneli GNSS 1PPS 1PPS Clock IEEE 1588 LAN IEEE 1588
Rozbudowana redundancja Każda BS422 ma kontroler węzła - Base Station Node Controller, który steruje wszystkimi stacjami bazowymi w ramach węzła; Druga stacja BS422 z kontrolerem węzła, zapewnia redundancję kontrolerów; Pełna kompatybilność wstecz do poprzednich BS TetraFlex: BS421 outdoor!!! Hot Stand-by BSC Active BSC Zzz Cold Stand-by BSC Zzz Cold Stand-by BSC BS418 indoor Przykład: 4 kontrolery z 16-ma nośnymi; Część nośnych może pracować w trybie spare
Praca w trybie simulcast / repeater Ta sama pary częstotliwości na całym obszarze działania sieci (wielkoobszarowy wirtualny repeater), tryb simulcast dla DMR, tryb repeatera dla Tetry; Synchronizację całej sieci zapewnia węzeł określony jako master Poszczególne węzły połączone są siecią szkieletową LAN; Redundancja dla węzła master; F1 F2 F1 F2 F1 F2 Basestation (master) Simulcast (Repeater) LAN Simulcast (Repeater) Simulcast (Repeater) F1 F2
Pojedynczy węzeł 1 nośna 1 x BS422 na maszcie Podłączenia: LAN/WAN, PoE 48 V DC, antena GPS, dwie anteny (odbiór zbiorczy) W kontenerze skrzynka podłączeniowa (service box) Zasilanie 230 V AC / 48 V DC Bateria akumulatorów Router do sieci szkieletowej do kolejnego węzła
Pojedynczy węzeł 4 nośne 4 x BS422 na maszcie, razem ze skrzynką podłączeniową, która zawiera: Switch łączący wszystkie BS; Zasilanie 230 V AC / 48 V DC, zasilanie awaryjne akumulatory; Router do sieci szkieletowej do kolejnego węzła; Power LAN/WAN
Platforma multisystemowa w trybie hybrydowym Możliwość pracy w trybach TETRA, TEDS, DMR, analog w tej samej sieci Pełna softwarowa integracja, z przeniesieniem pełnej sygnalizacji pomiędzy systemami UHF TETRA UHF TETRA UHF TETRA VHF DMR Proste zarządzanie przy użyciu jednego narzędzia Network Management Ułatwiona migracja pomiędzy różnymi technologiami UHF TETRA UHF TETRA
Wykorzystanie bram softwarowych oraz log serwera TetraFlex Voice Gateway Packet Data Gateway RIP v.2 PABX SIP GW Log Client GW Analogue Radios Voice & Data logging API TetraFlex RTP/IP 3rd party TETRA network Database GW Application Gateway Basestations GW Terminal Gateway Group Bridge TETRA Radio GW API TetraFlex (DLL) API Client Dispatcher Wi-Fi/LTE Network Management jedno narzędzie do zarządzania systemem Android/iOS Clients
Multisystemowa platforma BS422 DAMM CELLULAR Laboratorium Systemów Radiokomunikacji Ruchomej
Budowa laboratorium
Budowa laboratorium Dwie stacje bazowe BS422, System dwuwęzłowy; Praca w paśmie 410-430 MHz, sztuczne obciążenia; Sieć szkieletowa, Cisco 1921, multicast sparse mode Log Serwer; Access Point, Cisco Aironet 815i dla smartfonów Android; Centrala SIP, Soho mypbx Asterisk dla telefonów SIP;
Budowa laboratorium 1 stanowisko Administratora 6 stanowisk laboratoryjnych (po 3 stanowiska na każdy węzeł) Każde stanowisko laboratoryjne oddzielna organizacja Wszystkie terminale pracują na obciążeniach sztucznych Uprawnienia przydzielone przez administratora systemu
Stanowisko laboratoryjne Wyposażenie: Komputer PC z mikrofonem 2 terminale Tetra, Motorola MTM 5400 2 terminale DMR tier 3, Motorola DM 4601e 2 smartfony Android Aparat telefoniczny SIP Interfejsy do programowania terminali Tetra i DMR (komplet na każde stanowisko)
Stanowisko laboratoryjne Oprogramowanie: Network Management Log Client Aplikacja dyspozytorska z mapą Konfiguracja terminali TETRA i DMR API
Wydzielone stanowisko laboratoryjne Transmisja danych Tetra Jednoszczelinowa, Wieloszczelinowa, Pakietowa, TEDS Motorola MTM 5400 Licencje: MSPD + TEDS WAP Telemetria w systemie DMR
Terminale noszone Monitoring pozycji GPS na mapie w aplikacji dyspozytorskiej; Prezentacja i testy roamingu międzywęzłowego 2 x MTP 3550 Motorola - Tetra Licencje: GPS, Bluetooth, Mandown 2 x DP 4601e Motorola - DMR Licencje: DMR tier 3, GPS, Bluetooth, Mandown, WiFi
Stanowisko administracyjne Zarządzanie i monitorowanie pracą systemu organizacja 0 (wszystkie organizacje) Zdalne zarządzanie każdym ze stanowisk Przydział zasobów systemowych do poszczególnych stanowisk Przydzielanie uprawnień stanowiskom Backup plików konfiguracyjnych, przywracanie systemu po zakończeniu zajęć Zdalne zarządzanie routerami sieci szkieletowej i przełącznikiem Zdalne zarządzanie punktem dostępowym Cisco Aironet 815 Zdalne zarządzanie Asterisk PBX, Soho mypbx Zdane zarządzanie Log Serwerem i MySQL
Network Management Zarządzanie bazą użytkowników w ramach organizacji Konfigurowanie profili organizacji Monitoring pracy systemu Stany alarmowe w pracy systemu
Log Client Baza danych MySQL Logserwera Odtwarzanie rozmów i SDS Analiza parametrów logowania i wylogowania stacji z sieci; Analiza stanów alarmowych sieci Analiza statystyk pracy sieci
Aplikacja dyspozytorska Zarządzanie flotą, dynamiczne grupy (DGNA) Zintegrowana książka telefoniczna Wyświetlanie aktywnych rozmów Rozmowy grupowe, inicjowanie i odbieranie rozmów indywidualnych Wysyłanie i odbiór SDS i statusów Pozycjonowanie stacji na mapie
API Developper Komunikacja pomiędzy API a bramą aplikacyjną kontrolera węzłowego Tworzenie własnych aplikacji w języku C# lub Delphi
Pomiary terminali Tetra i DMR Przyrząd pomiarowy Viavi 3920B Testy stacji bazowej Tetra Testy terminala Tetra w trybie TMO Testy terminala Tetra w trybie DMO Tetra Autotest II Auto Test Motorola MTP850 Testy systemu DMR IQC generator
Wykorzystanie systemu w procesie dydaktycznym Aktualne Studia inżynierskie, III rok SiST, Systemy radiokomunikacji ruchomej, 30W/30L Konfiguracja terminali TETRA i DMR; Praca w trybach TMO, DMO, DMR tier 3, Direct; Konfiguracja systemów jednowęzłowych DMR i Tetra; Transmisja danych w systemie Tetra; Telemetria w systemie DMR Tier 3; Konfiguracja systemu dwuwęzłowego DMR / Tetra; Konfiguracja systemu DMR / Tetra simulcast; Testy bram aplikacyjnych, bram głosowych, bramy terminalowej Planowane Studia inżynierskie, III rok EM, Systemy radiokomunikacji ruchomej, 15W/15L Studia magisterskie, II rok SiST Programowanie współbieżne i rozproszone, 15W/15L
Wykonawca systemu Przedsiębiorstwo Doradczo-Handlowe Con-Spark Sp. z o.o 81-345 Gdynia AL. Jana Pawła II 1
Dziękuję za uwagę