Idea Zintegrowanej Łączności Dla Służb Reagowania Kryzysowego Tomasz Borkowski MindMade sp. z o.o. (grupa WB Electronics) adres tomasz.borkowski@mindmade.pl Abstract. W referacie zaprezentowano ideę zapewnienia zintegrowanej łączności dla służb reagowania kryzysowego. Jest to odmienne podejście od najczęściej dotychczas rozważanej budowy ogólnokrajowej, jednolitej infrastruktury telekomunikacyjnej dla służb. Niniejszy referat proponuje zapewnienie interoperacyjności dla istniejących i przyszłych systemów komunikacyjnych zarządzanych przez instytucje poprzez uniwersalne bramy telekomunikacyjne. Jako jedno z mediów transmisyjnych proponuje się pakietową transmisję danych IP w oparciu o publiczne i wydzielone sieci komórkowe. Identyfikowane są kluczowe cechy takiego podejścia. Prezentowane jest porównanie idei systemów homogenicznego oraz heterogenicznego. Słowa kluczowe: zintegrowana łączność dla służb reagowania kryzysowego, trunking, łączność dyspozytorska. 1. WPROWADZENIE Już wiele lat temu w Polsce dostrzeżono potrzebę zintegrowanej łączności dla służb reagowania kryzysowego. Przez pojęcie kryzysu autor rozumie każdą sytuację nagłą wymagającą działania służb pod presją czasu. Będzie więc to zarówno lokalny kryzys wywołany groźnym wypadkiem na drodze krajowej jak i zagrożenie powodziowe obejmujące znaczną powierzchnię kraju. Potrzeba zintegrowanej łączności jest oczywista jeśli zważy się, że podczas akcji działają służby o różnym profilu, podległe różnym instytucjom, a sprawna wymiana informacji między nimi jest warunkiem koordynacji działań i tym samym skuteczności prowadzonych operacji. Od niej też może zależeć zdrowie i życie obywateli oraz funkcjonariuszy. Przez długi czas dominowała idea budowy ogólnokrajowej, zunifikowanej infrastruktury dedykowanej do łączności służbowej np. na bazie standardu Tetra. Dlaczego wciąż taka sieć nie powstała? Wydaje się, że główne powody są dwa: ogromne koszty takiego przedsięwzięcia, sięgające miliardów złotych oraz 1
problem organizacyjny, kto zostanie gospodarzem infrastruktury świadczącej usługi dla pozostałych użytkowników. W niniejszych referacie przedstawiona zostanie alternatywna idea zaspokojenia potrzeby zintegrowanej łączności dla służb adresująca dwa powyższe zagadnienia. 2. OPIS IDEI SYSTEMU HETEROGENICZNEGO W prezentowanej propozycji zamiast ujednolicać technologię komunikacji w różnych instytucjach proponuje się umożliwienie komunikacji pomiędzy nimi za pomocą mobilnych bram do różnych systemów telekomunikacyjnych (np. jednocześnie CDMA, UMTS, HSPA+) oraz oparcie komunikacji o transfery pakietowe w sieciach komórkowych. Z technicznego punktu widzenia dla każdego typu używanego służbowego systemu komunikacyjnego (np. analog.. radia VHF 160MHz, czy DMR 400MHz) należy stworzyć bramę, która stanie się członkiem tego systemu. Brama taka najpewniej będzie zamontowana na pojeździe oraz będzie przemieszczała się z grupą roboczą. Urządzenie będzie zapewniało interfejs do wspólnego medium komunikacyjnego pakietowej sieci IP. Dla zapewnienie uniwersalności, dużego obszaru działania oraz niezawodności komunikacji takich interfejsów brama powinna mieć kilka interfejsów. Mogą to być sieci komórkowe działające w różnorodnych technologiach: HSPA+, HSPA, UMTS, CDMA-2000 (zarówno EVDO, jak 1x), ponadto oferowane przez różnych operatorów, w szczególności więc można mówić o kilku różnych, niezależnych interfejsach UMTS, bądź CDMA). Do listy mediów należy dołączyć WiFi, gdyż jest to bardzo wygodna technologia do organizowania lokalnych sieci łączności ad hoc, zwłaszcza w sytuacji poważnej katastrofy, gdy inne media zawiodą. Zależnie od konfiguracji oraz dostępnych mediów i ich parametrów brama będzie wybierała medium oferujące najlepszą jakość komunikacji. Brama taka będzie umożliwiać przełączanie medium (ang. handover) z zachowaniem ciągłości istniejących połączeń. Ze względu na kategorię dostępności medium usługi w sieciach komórkowych można podzielić na publiczne (tzw. dostęp do Internetu), logicznie wydzielone (prywatny APN), odseparowane (Polkomtel CDMA/1x) oferowane jedynie wyodrębnionej grupie użytkowników. Rysunek nr 1 obrazuje interfejsy bramy telekomunikacyjnej. Brama zachowuje wszystkie aspekty funkcjonalne działania komunikacji w ramach jednego systemu służbowego. Dodatkowo udostępnia łączność głosową z dyspozytorem (znajdującym się w pakietowej sieci IP), szerokopasmowy transfer 2
danych oraz łączność z innymi systemami służbowymi podłączonymi poprzez analogiczne bramy. Łączność pomiędzy systemami jest przedmiotem konfiguracji dyspozytora. Dzięki pośrednictwu bramy łączność między systemami z punktu widzenia użytkownika realizowana jest w sposób naturalny identyczny jak z użytkownikami własnej grupy. PUBLICZNE HSPA/UMTS/CDMA PRYWATNY APN HSPA/UMTS/CDMA BRAMA WYDZIELONE POLKOMTEL-CDMA WŁASNA SŁUŻBOWA WŁASNE WiFi 2.1 Przykład implementacji Rysunek 1: Idea bramy telekomunikacyjnej Dla zilustrowania idei konstruowania zintegrowanej łączności systemu heterogenicznego posłużymy się produktem ZRK-3403-MM stworzonym we współpracy z MindMade oraz oferowanym przez firmę Radmor. Przykładowa implementacja systemu pokazana została na Rysunku nr 2. W systemie użyto dwóch konfiguracji bram telekomunikacyjnych. Brama zamontowana na motocyklu poza interfejsami do komunikacji zintegrowanej obsługuje cyfrową radiostacje lokalną i analogową dalekiego zasięgu, produkcji Radmor. Brama zobrazowana samodzielnie (z prawej strony rysunku) odsługuje dwa typy radiotelefonów cyfrowych np. typ 1 pracujący w standardzie DMR, typ 3
2 pracujący w systemie GoTa. Jeśli konfiguracja systemu pozwoli użytkownicy tych trzech, różnych technologicznie systemów mogą się komunikować tak, jakby wszyscy działali w ramach jednolitego systemu komunikacji. VHF/UHF Radiotelefon Cyfrowy typ1 Lokalne radio Dyspozytor Lokalne radio Medium 1 Medium 2... ZRK-3403-MM ZRK-3403-MM Medium N Radiotelefon Cyfrowy typ 2 Rysunek 2: Przykład implementacji systemu heterogenicznego Dodatkową funkcją bramy w omawianym scenariuszu jest wydłużanie zasięgu. Jeśli mobilnych użytkowników jednego systemu wyposażyć w więcej bram danego typu mogą się oni komunikować nawet po opuszczeniu terenu pokrycia przez ich natywny system lub po przekroczeniu jego zasięgu komunikacji bezpośredniej. 3. PORÓWNANIE SYSTEMÓW: HOMOGENICZNEGO ORAZ HETEROGENICZNEGO Najbardziej znanym system trunkingowym jest standard Tetra dlatego został on przywołany do analizy porównawczej. Porównanie, należy przyznać niewyczerpujące, zostało ujęte w Tabeli nr 1. 4
Cecha Nakłady inwestycyjne Nakłady operacyjne Pokrycie, mobilność Transfer danych Ochrona inwestycji Tabela 1: Porównanie systemów Tetra/ homogeniczny Ogromne z powodu budowy infrastruktury Niskie Żaden porównywalny z Polską kraj nie zbudował pokrycia 100% Niskie przepustowości, 300kbit/s w Tetra 2 kosztem dużej zajętości pasma Konieczność wycofania systemów niezgodnych z Tetra Tak, ze względu na dostawców Tak Łączność Zintegrowana/ heterogeniczne Niskie zakup bram i ewentualnie terminali Prawdopodobnie nieznacznie większe nie we własnym systemie Bliskie 100% z dużą redundancją ze względu na wielość operatorów i technologii. Duże, od terminala UMTS/128kbit/s do HSPA+/11,1Mbit/s do terminala CDMA-1x/153kbit.s do HSPA+/21,1Mbit/s Pełna, istniejące systemy włączane do zintegrowanej łączności Tak, ze względu na dostawców Dywersyfikacja zamówień oraz ze względu na technologie Cechy łączności Tak w ramach systemów trunkingowej składowych jeśli ją posiadają Tryb DMO Tak Tak w ramach systemów składowych jeśli ją posiadają, Tak pomiędzy bramami Zarządzanie Wyróżniony gospodarz i Po stronie operatorów częstot. właściciel systemu Szyfrowanie Tak Możliwe Czas dostępu, opóźnienia Ustalone, niskie Dostępność, pojemność Duża, zgodna z projektem Jak w ramach systemów składowych, nieznacznie większe opóźnienia w łączącej sieci pakietowej IP Tak, zgodna z umową z operatorem. 5
4. IDENTYFIKACJA I ANALIZA KRYTYCZNYCH PARAMETRÓW SIECI HETEROGENICZNEJ W dyskusji nad wyborem rozwiązań łączności dla służb reagowania kryzysowego, pojawia się szereg zarzutów pod adresem zintegrowanej łączności z wykorzystaniem operatorów publicznych. Pierwszy argument głosi, że operator publiczny nie zapewni odpowiedniej poufności, jakości i dostępności usługi wymaganej dla reagowania kryzysowego. Nieporozumienie zawarte w tym argumencie polega na nieodróżnianiu usługi dostępnej publicznie i operatora publicznego. Operator publiczny może oferować usługi o różnym stopniu wyodrębnienia z publicznego ruchu telekomunikacyjnego, poczynając od logicznego odseparowania usługi w ramach prywatnego APN do wyodrębnienia całej infrastruktury jak to ma miejsce w Polkomtel S.A. dla usługi CDMA/1x, która oferowana jest wyodrębnionej grupie użytkowników. Ponadto parametry dostępności i jakości usługi mogą być uzgodnione z operatorem w umowie. Wszystko ma swoją cenę (np. redundancja zasilania) niezależnie od tego czy budowane jest w ramach własnej infrastruktury czy u operatora. Drugi argument podnosi obawę o poleganiu na obcej (nie własnej) usłudze operatora. Należy zauważyć, że mechanizmy rynkowe i biznesowe (umowne) wymuszają często dużo skuteczniejsze przestrzeganie ustaleń niż procedury wewnątrz instytucji. Dodatkowo w wariancie ousourcing-u krytycznych usług telekomunikacyjnych instytucja zamawiająca może skupić się na nadzorowaniu realizacji zleconej usługi w formie audytów. Trzeci argument wskazuje na większe koszty operacyjne usługi zlecanej. Używający tego argumentu nie uwzględniają faktu, iż własna infrastruktura wymaga rozbudowanego personelu do jej obsługi. Wykorzystanie zaś operatorów do świadczenia usług wytwarza na rynku warunki konkurencji pomiędzy operatorami, ponadto koszty utrzymania sieci rozkładają się na wielu użytkowników instytucjonalnych. W efekcie uzyskuje się tańszy system bez dublowania inwestycji w instytucjach. 6
5. PODSUMOWANIE W referacie przedstawiono alternatywną koncepcję budowy zintegrowanej łączności w oparciu o usługi operatorów telekomunikacyjnych i bramy łączące istniejące systemy łączności w uczestniczących instytucjach. Wykazano szereg zalet takiego podejścia: niskie koszty, ochronę inwestycji, stworzenie warunków konkurencji u dostawców, ułatwienie organizacji wspólnego systemy ogólnokrajowego dla wszystkich uczestników. Referat zosta ł wygłoszony 13 października 2011 roku na międzynarodowej konferencji Nowoczesne Technologie w Bezpieczeństwie i Porządku Publicznym w Wyższej Szkole Policji Szczytnie 7