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| Parameter | Kennwert |
| Zugriffsverfahren | TDMA (4 Zeitschlitze pro Träger) |
| Modulation | Pi/4 DQPSK |
| Kanalraster | 25 kHz |
| Duplexabstand | 10 MHz |
| Rufaufbauzeit | < 300 ms |
| Leistungsklassen | 1, 3, 10 und 30 W |
| Sprachcodec | 7,2 kbit/s (ACELP) |
| Bitraten | ungeschützt:
7,2 / 14,4 / 21,6 / 28,8 kbit/s
geschützt: 4,8 / 9,6 / 14,4 / 19,2 kbit/s hoch geschützt: 2,4 / 4,8 / 7,2 / 9,6 kbit/s |
| Frequenzen (BOS) | 380...385
MHz
390...395 MHz |
| Frequenzen
(zivil)
|
385...390
MHz
395...400 MHz 410...430 MHz 440...470 MHz 870...876 MHz 915...921 MHz |
| Die
Brutto-Datenübertragungsrate beträgt stets 36 kbit/s pro Trägerfrequenz,
damit ergeben sich pro Kanal/Zeitschlitz 9 kbit/s (brutto). Neben den Nutzdaten
werden jedoch auch zusätzliche Steuerinformationen übertragen,
so dass sich pro Zeitschlitz eine Netto-Datenübertragungsrate von
7,2 kbit/s ergibt. Die Sprachsignalübertragung erfolgt über einem
speziellen Codec. Dieser komprimiert die Sprachinformation in Datenpakete
von 60 ms. Die komprimierten Pakete werden dann in einem Zeitschlitz von
15 ms übertragen.
Für den Duplex-Betrieb (Gegensprechen) werden die Sprachinformationen zeitlich so komprimiert, dass eine kontinuierliche Zweiwegekommunikation über zwei versetzte Zeitschlitze auf der gleichen Frequenz möglich ist. Parallel dazu kommt natürlich auch der im TMO übliche Frequenzmultiplex zum Tragen, ein Tetra-Endgerät sendet auf der tieferen Frequenz (Uplink) und empfängt auf der höheren Frequenz (Downlink) des Kanalpaares. Die Notwendigkeit für einen Duplexer wird beim Endgerät dennoch vermieden, eben durch den gerade erwähnten zeitlich Versatz der Zeitschlitze für Sende- und Empfangsbetrieb. Trunked
Mode Operation (TMO)
- Direct Call (Einzelruf/Zielruf (Duplex)); gezielter Gesprächsaufbau zu einem Teilnehmer. Mit dieser Variante ist auch Telefonie möglich. Wegen des großen Ressourcenbedarfs dürfte der Einzelruf aber eher selten angewendet werden, bzw. die Anzahl der Teilnehmer, bei denen diese Funktion freigeschaltet ist, dürfte eher gering sein. 
Direct
Mode Operation (DMO)
- Direct Call (Einzelruf/Zielruf), siehe unter TMO
- Group Call (Gruppenruf), wie bei TMO
- Dual Watch; mit bestimmten Funkgeräten ist gleichzeitig die Verbindung zum Funknetz (TMO) und die Kommunikation mit anderen Teilnehmern über DMO möglich. Damit kann z.B. ein Einsatzleiter über TMO mit der Leitstelle in Kontakt bleiben und gleichzeitig - netzunabhängig - den Funkverkehr an der Einsatzstelle abwickeln (DMO). Dual Watch ist nur möglich, wenn das Funkgerät über eine Antennenweiche verfügt, die gleichzeitigen Funkverkehr in zwei verschiedenen Frequenzbereichen ermöglicht.
- Managed Direct Mode; netzunterstützte DMO-Kanalvergabe. Vergleichbar mit der Freigabe zusätzlicher 2m-Kanäle auf Anfrage bei der Leitstelle. - Direct Mode Repeater; der Repeater fungiert als Zwischenverstärker zur Erhöhung der Reichweite; vergleichbar mit der analogen Relaisstellenschaltung RS 1. Unterschieden werden Repeatertypen 1A und 1B. Typ 1A nutzt einen DMO-Kanal mit zwei Zeitschlitzen (Master-Slot und Slave-Slot) für Up- und Downlink. Die Variante 1B benötigt zwei DMO-Kanäle, jeweils einen für die Verbindung zwischen Master und Repeater sowie zwischen Repeater und Slave.
- Gateway; über ein Gateway-Funkgerät ist z.B. eine Kommunikation mit der Leitstelle von einem Punkt aus möglich, von dem es keine TMO-Verbindung gibt. Vom Gebäudeinneren (keine TMO-Verbindung) ist Kontakt zum Fahrzeug (DMO) mit Gateway-Funkgerät möglich, welches den Kontakt zur Leitstelle über TMO herstellt. In der analogen Technik ist dies mit einer Überleiteinrichtung (ÜLE) vergleichbar.
- Direct Mode Repeater/Gateway; Funktionen Repeater und Gateway in einem Funkgerät vereint. -
Managed
Direct Mode Repeater/Gateway; wie vor, DMO-Kanalvergabe
durch das Netz
Datenübertragung
-
Short Data Service (SDS); Übertragung von Statusmeldungen ("FMS")
und Kurznachrichten (vergleichbar mit SMS bei GSM)
Da
der Tetra-Standard in den 90er Jahren definiert wurde, sind die erreichbaren
Datenraten im Vergleich zu anderen mobilen Anwendungen (GPRS, EDGE, UMTS
und WLAN) bereits überholt.
Adressierung
Der
MCC besteht aus 10 Bit und dient zur Identifikation des Herkunftslandes.
Der MNC besteht aus 14 Bit und kennzeichnet die Netze innerhalb eines Landes.
Die SSI kennzeichnet Teilnehmer und Systembestandteile innerhalb eines
Netzes; sie besteht aus 24 Bit und wird in weiter unterteilt: Die Individual
Short Subscriber Identity (ISSI) kennzeichnet die Gesprächsgruppe
innerhalb eines Funknetzes (dynamische Gruppenbildung). Die Alias Short
Subscriber Identity (ASSI) wird für die Adressierung fremder Teilnehmer
verwendet. Ebenfalls in die SSI integriert sind die Tetra-Systemadressen.
Innerhalb
des Tetra-Netzes finden sich ähnliche Komponenten wie im GSM-System,
wobei allerdings die Schnittstellen innerhalb der festen Netzinfrastruktur
(Switching and Management Infrastructure, SwMI) zwischen Basisstationen
(Tetra Base Stations, TBS), Vermittlungseinrichtungen und Netzmanagementsystem
nicht offen standardisiert sind.
Dynamische
Gruppenbildung
Alarmierung
Sicherheit
Migration
|
|
TETRA (terrestrial trunked radio, ursprünglich trans european trunked radio) ist ein Standard für digitalen Bündelfunk. Er eignet sich wegen seiner besonderen Leistungsmerkmale besonders für Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben. Das volldigitale System TETRA zeichnet sich
gegenüber herkömmlichen Mobilfunkstandards wie zum Beispiel GSM
durch hohe Übertragungsqualität und bessere Frequenzökonomie
aus. Neben der Übertragung von Sprache und Daten können mit der
Spezialfunktion "Packet Data Optimized" große Datenmengen paketorientiert
übertragen und damit die Kapazität des Funkkanals optimal genutzt
werden.
Inhaltsverzeichnis
01 Geschichte TETRA wird in mehreren europäischen Ländern genutzt und sollte auch in Deutschland ab 2010 den BOS-Funk ablösen, was aus Kostengründen zu scheitern droht. Andere europäische Länder wie Frankreich haben sich allerdings für das Konkurrenzsystem Tetrapol entschieden, das zum hier beschriebenen TETRA25 Standard inkompatibel ist und somit eine Insellösung darstellt. TETRA befindet sich in der Stadt und im Landkreis
Aachen bereits im Wirkbetrieb, nachdem dieses System einen grenzüberschreitenden
Probebetrieb durchlaufen hatte. Nokia betreut ein Netz in Belgien, und
Motorola betreut wiederum das Netz in den Niederlanden in diesem grenzübergreifenden
Projekt. Lieferant dieses Systems in Aachen ist die Firma Motorola. In
der Stadt Hannover ist ein weiteres Tetra System im Pilot-Testbetrieb für
die Polizei unter der Schirmherrschaft der Firma Rohde & Schwarz BICK
Mobilfunk.
02 Situation in Deutschland Die Einführung von TETRA verzögert sich vor allem aufgrund der Kostenfrage (jedes BOS-Funkgerät müsste ersetzt werden) und dem Einspruch der Kommunen. Deutschland ist derzeit (Stand: Dezember 2006) neben Albanien das einzige europäische Land, in dem TETRA noch nicht eingeführt wurde. Ursprünglich sollte bis WM 2006 ein Rumpfnetz in Betrieb gehen, welches durch die DB Telematik betrieben wird. Aufbau und Betrieb Der damalige Innenminister Otto Schily hatte nach jahrelangen Streit über die Kosten im März 2005 den Auftrag für den Aufbau und Betrieb des Rumpfnetzes ohne Ausschreibung an die Bahn-Tochter DB Telematik übergeben, um bis zur WM 2006 ein Rumpfnetz in Betrieb zu haben. Am 13. Dezember 2006 wurden die Verhandlungen von Bund und Ländern mit der Bahntochter DB Telematik für den Aufbau und Betrieb des Rumpfnetzes für 15 Jahre für gescheitert erklärt und der DB-Telematik der Auftrag entzogen worden. Grund hierfür war, dass die Kostenschätzung von der Bahn von ursprünglich 4,5 Milliarden Euro auf zuletzt 5,1 Milliarden Euro erhöht wurde. Dies wurde vor allem von den Bundesländern scharf kritisiert, da dies preislich nicht mehr tragbar sei. An dem Ziel das TETRA-Netz bis 2010 aufzubauen wird weiter festgehalten. Derzeit wird nach Alternativlösungen gesucht. Eine Neuausschreibung soll aus Zeitgründen, wenn möglich vermieden werden. Als Alternative könnten möglicherweise der Systemlieferant EADS und die Telekom als Netzbetreiber zum Zuge kommen. Bis zum 31. März 2007 soll hierzu eine Entscheidung getroffen werden. Auswahl der Systemtechnik Am 28. August 2006 wurde die Firma EADS Secure Networks durch das Beschaffungsamt des Bundesinnenministeriums mit der Errichtung eines bundesweiten Rumpfnetzes beauftragt. EADS, ursprünglich Anbieter von Tetrapol, hatte im Sommer 2005 die Nokia-Tochter Professional Mobile Radio (PMR) übernommen, um auch die TETRA-Technik anbieten zu können. Im Bieterverfahren um den digitalen Behördenfunk hatten sich neben dem Konsortium von EADS Networks und Siemens gegen das Konsortium von Motorala und T-Systems und R&S Bick, sowie Vodafone mit BOS-GSM durchgesetzt. EADS war als einziger Anbieter bei Ausschreibung in die zweite Runde weitergekommen. Alle anderen waren bei dem Verfahren zuvor in der ersten Runde ausgeschieden. Aufteilung der Kosten Aufgrund der Struktur der BOS in Deutschland stellt sich die Kostenübernahme momentan so dar, dass Bund und Länder die Umrüstung von Katastrophenschutzbehörden, Landespolizeien, Bundespolizei und THW übernehmen, die Kommunen allerdings nach Städtetags-Sprecher Jens Metzger die Kosten für die Umrüstung von Feuerwehr, Rettungsdiensten und Ordnungsamt übernehmen müssten. Deshalb forderte der Städtetag in einem Beschluss vom November 2001 "Bund und Länder müssen als Verursacher des Milliardenprojekts" auch dessen Finanzierung übernehmen. Einsatz im privatwirtschaftlichen Bereich TETRA ist im zivilen bzw. privatwirtschaftlichen
Bereich bereits im Einsatz. Gerade Industrie-und Verkehrsbetriebe haben
den digitalen Bündelfunk als universelles innerbetriebliches Kommunikationsmedium
für sich entdeckt, der die Funktionen eines Funkgerätes und Telefons
vorzüglich in sich vereinigt. In Deutschland sind vor allem Betriebe
der Autoindustrie, Flughäfen sowie größere städtische
Verkehrsbetriebe als Nutzer bekannt, doch betreiben auch schon Behörden
des Bundes und der Länder erste eigene TETRA-Systeme. Die Kölner
Ordnungsbehörde nahm bereits im Jahre 2005 den Digitalfunk in Betrieb.
Dabei handelt es sich um Netze im Umfang von einer bis zu einigen dutzend
Funkzellen. Die räumliche Ausdehnung kann sich auf ein Gebäude
oder Gelände beschränken, erreicht teilweise aber auch ganze
Ballungsräume nebst deren Umland. Außerdem sind erste Systeme
bekannt, die von einer Funkfachfirma betrieben werden, die dann interessierten
Anwendern den digitalen Bündelfunk als Telekommunikationsdienstleistung
verkauft.
TETRA ist als Zeitmultiplex-System mit vier unabhängigen Kommunikationskanälen pro Träger definiert. Der Abstand zwischen den einzelnen Trägern beträgt 25 kHz. Gegenüber analogem Bündelfunk bedeutet das eine bessere Frequenznutzung. TETRA-Systeme bieten gegenüber GSM-Netzen, die bei 200 kHz Kanalabstand acht Kommunikationskanäle bereitstellen, die vierfache Frequenznutzung. Dennoch findet auch ein Frequenzmultiplex statt, durch die Paarung jedes HF-Kanals in eine uplink-und eine downlink-Frequenz. Nur so wird die hohe Kanalkapazität erreicht. Frequenzökonomie wird nicht nur durch die Bruttodatenrate (Fehlerkorrektur nicht berücksichtigt) des Übertragungskanals bestimmt, sondern auch durch Faktoren wie den Frequenzwiederholabstand (Abstand zwischen zwei Basisstationen, die dieselbe Frequenz verwenden), den Gleichkanalstörabstand (Pegelunterschied zwischen zwei Signalen mit derselben Frequenz von zwei verschiedenen Basisstationen, bei dem störungsfreier Betrieb möglich ist) und der nutzbaren Nettodatenrate. Unter Berücksichtigung dieser Faktoren hat eine Untersuchung der CEPT dieselbe Kapazität und Frequenzökonomie für GSM und TETRA ergeben. Das Ergebnis verwundert nicht, da beide Systeme nahe am theoretischen Limit arbeiten, das durch die Energie pro Bit und dem Störpegel bestimmt wird. Die Übertragungsrate bei TETRA beträgt immer 36 kBit/s pro Funkkanal. Neben den zu übertragenden Daten werden zusätzliche Steuersignale sowie Codes zur Sicherung der Funkstrecke übertragen. Die Nutzbitrate pro Kommunikationskanal beträgt 7,2 kBit/s. Sprache wird in einem speziellen TETRA-CODEC umgesetzt. Der TETRA-CODEC komprimiert die Sprache in Paketen von ca. 60ms. Das komprimierte Paket wird dann in einem Zeitschlitz von ca. 15ms übertragen. Dadurch können auf einem Funkkanal 4 Kommunikationskanäle übertragen werden (Time Division). Für Gegensprechen (Duplex-Betrieb) wird bei TETRA das Time Division Duplex Verfahren eingesetzt. Dabei wird die Sprache zeitlich so komprimiert, dass eine kontinuierliche Zweiwegkommunikation über zwei versetzte Zeitschlitze auf der selben Frequenz möglich ist. Parallel dazu kommt natürlich auch der im trunking mode TMO übliche Frequenzmultiplex zum Tragen; ein TETRA-Endgerät sendet i. d. R. auf der tieferen Frequenz und empfängt auf der höheren Frequenz des Kanalpaares. Die Notwendigkeit für einen Duplexer wird beim Endgerät dennoch vermieden, eben durch den gerade erwähnten zeitlichen Versatz der Zeitschlitze für Senden und Empfangen. Obwohl TETRA ein offener Standard ist, so gilt
es dennoch derzeit als noch nicht mit handelsüblicher Technik abhörbar.
Jedoch sind heutzutage sowohl DSPs wie normale PCs hinreichend leistungsstark,
daß der Empfang unverschlüsselter TETRA-Aussendungen mit relativ
wenig Aufwand zu ermöglichen sein sollte. Die Zeit wird es zeigen,
ob und wann ein erschwingliches Empfangssystem verfügbar sein wird.
Zur Datenübertragung im TETRA-Netz können ein bis vier Zeitschlitze zusammengefasst (multislot packet data) werden. Damit ist Datenübertragung bis zu 28,8 kBit/s möglich. Dieses ermöglicht den direkten Zugriff auf Anwendungen wie das Verkehrszentralregister u.ä.. Leider sind die damit erreichten Bandbreiten heutzutage nicht mehr zeitgemäß; der bei Definition des Standards in den 90er Jahren vollmundig gepriesene schnelle Zugriff auf Bild-und Videodaten per TETRA hat sich durch die Entwicklung anderer mobiler Datenübertragungsverfahren wie GSM, EDGE, UMTS und WLAN und der mit diesen erreichten Übertragungsraten stark relativiert. 05 Aufbau des
TETRA Funknetzes
Das TETRA Funknetz ist wabenförmig aufgebaut und besteht nur aus einem Netz. Die Organisationen betreiben zusammen ein Funknetz, das in Deutschland nicht mehr von den Landkreisen geplant wird. Hierdurch überschneiden sich die Netze nicht mehr und sind strukturiert gegliedert. Da von allen Organisationen zusammen ein Funknetz betrieben wird, werden weniger Relaisstationen benötigt und die Wartungskosten gesenkt. Aufbau der TETRA Subscriber IdentityJedes TETRA Endgerät besitz eine TSI (TETRA Subscriber Identity). Diese besteht aus einem 48 Bit Code. Jedes Gerät hat eine einmalige TSI ähnlich wie eine MAC Adresse bei einer Netzwerkkarte. Die TSI ist in 3 Bereiche eingeteilt. MCC (Mobile Country Code), MNC (Mobile Network Code) und SSI (Short Subscriber Identity). Mit den 48 Bit (Binärstellen) könnten theoretisch über 281 Billionen Funkgeräte adressiert werden. Jeder Mensch auf der Welt könnte dann in etwa 45.000 Funkgeräte besitzen.
Der Mobile Country Code besteht aus 10 Bit und kennzeichnet die Länder der Welt. Der Mobile Network Code besteht aus 14 Bit und kennzeichnet Netze innerhalb eines Landes. Die Short Subscriber Identity besteht aus 24 Bit und kennzeichnet Teilnehmer und Systembestandteile innerhalb eines Netzes. Es existieren dabei vier verschiedene Typen von SSIs: Die ISSI (Individual Short Subscriber Identity)
kennzeichnet ein Endgerät innerhalb eines Funknetzes eindeutig. (z.B.
Tetra Meldeemfänger (TME)
Durch die TSI ist es möglich, jedes Endgerät zu identifizieren. Um sich in das TETRA Netz einzuloggen, muss die TSI in diesem Netz gültig sein. Ist sie das nicht, hat der Teilnehmer keinen Zugriff auf das TETRA-Netz. Dieses ist vergleichbar mit einer MAC-Adressen-Sperre an einem Router. So ist es nicht möglich, das TETRA-Netz abzuhören.[1] TETRA verfügt zusätzlich zum Trunkedmodus (TMO) auch über einen sog. Direktmodus (DMO = direct mode operation), bei dem zwei oder mehrere Funkgeräte unabhängig vom Netz miteinander kommunizieren können. Auch kann ein einzelnes Funkgerät als mobile Relaisstation für andere Geräte eingesetzt werden. So kann ein Gerät im Fahrzeug als Relais die Funkversorgung der Handfunkgeräte auf einem Areal sicherstellen. Im TETRA-Standard wird diese Funktion als Gateway-Modus bezeichnet. Dabei stellt das Gateway die Verbindung zwischen der lokalen DMO-Gruppe und dem Netz her. 09 Benutzte Frequenzen
in Europa
BOS Österreich 380-385 MHz (Uplink) 390-395 MHz (Downlink) Deutschland 380 - 390 MHz (Uplink) 390-400 MHz (Downlink) Weitere Europäische Frequenzbänder 410 - 420 MHz (Uplink) 420 - 430 MHz (Downlink) 450 - 460 MHz (Uplink) 460 - 470 MHz (Downlink)
300 MHz-Band in Russland 800 MHz-Band in Asien TETRA ist ein ETSI-Standard (ETSI: Europäisches Institut für Telekommunikationsnormen). Die erste Version des Standards wurde 1995 veröffentlicht. |
