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					       Ministero delle Comunicazioni
   Istituto Superiore delle Comunicazioni e delle Tecnologie dell’Informazione




Un nuovo sistema radiomobile



                   TETRA
 (TErrestrial Trunked RAdio)


               Ing. Carmelo Basso
       Direttore dell’Istituto Superiore CTI


                                                                                 1
                     Ministero delle Comunicazioni
                Istituto Superiore delle Comunicazioni e delle Tecnologie dell’Informazione




                                            NORMAZIONE E
     ISPEZIONI, SERVIZI,                 STANDARDIZZAZIONE                          STUDI, RICERCHE E
CONSULENZE E COLLABORAZIONI                                                         SPERIMENTAZIONI


                                                                                 PROGRAMMI COMUNITARI
  VERIFICHE TECNICHE                                                                 PER LO SVILUPPO
    SU APPARATI DI                                                                            DELLE
  TELECOMUNICAZIONE,                                                                  COMUNICAZIONI
    CERTIFICAZIONE                                                                        (e-TEN)
   E/O OMOLOGAZIONE

                                       -CERTIFICAZIONE DELLA                        PARTECIPAZIONE A

      ISTRUZIONE
                                      SICUREZZA DEI SISTEMI E                   COMITATI E COMMISSIONI
                                        PRODOTTI INFORMATICI                           NAZIONALI ED
 TECNICO-PROFESSIONALE
                                                                                      INTERNAZIONALI
   PRESSO LA   SCUOLA
                                            -CONTROLLO E
     SUPERIORE DI
                                         STANDARDIZZAZIONE
  SPECIALIZZAZIONE IN                                                           ORGANISMO NOTIFICATO
                                      DELLE NUOVE TECNICHE DI
  TELECOMUNICAZIONI                                                            PER EMC (DIR.89/336/CE)
                                            INFORMATION
        (SSST)                                                                  E RTTE (DIR. 99/05/CE)
                                          TECHNOLOGY (IT);

                                                                                                         2
                                      Ministero delle Comunicazioni
                              Istituto Superiore delle Comunicazioni e delle Tecnologie dell’Informazione


          Uffici dell’Istituto Superiore CTI
 LABOR.       1       2       3       4
                                               UFFICIO 1°                UFFICIO 6°
                                                                                                       1       2   3
                                                                                                                            LABOR.
ACCRED.       REPARTI                         RADIOCOMUNICAZIONE
                                                                             ENERGIA               REPARTI                 ACCRED.
                                                 E TELEVISIONE



                  1       2       3            UFFICIO 2°                UFFICIO 7°                    1       2
LABOR.                                                                                                                     LABOR.
              REPARTI                            PONTI RADIO              INFORMATICA E            REPARTI
                                                 E SATELLITI                TELEMATICA



              1       2       3       4        UFFICIO 3°                UFFICIO 8°                1       2       3   4
LABOR.                                             SISTEMI DI                                                              LABOR.
              REPARTI                           TRASMISSIONE
                                                                          METROLOGIA E             REPARTI
                                               SU SUPPORTI FISICI
                                                                           COMPONENTI



 LABOR.
          1       2       3       4       5    UFFICIO 4°                UFFICIO 9°
ACCRED.       REPARTI                            TERMINALI E                  STUDI E
                                                   SERVIZI                   RICERCHE



 LABOR.       1       2       3       4        UFFICIO 5°               UFFICIO 10°
ACCRED.       REPARTI                          RETI, TRAFFICO E         AMMINISTRAZIONE
                                               COMMUTAZIONE

                                                                                                                                     3
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        Sistemi TETRA

I servizi e il ruolo europeo
dell’Istituto Superiore CTI




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 Sistema TETRA (TErrestrial Trunked RAdio)
E’ stato studiato e standardizzato in ambito ETSI (European
Telecommunications Standards Institute) per soddisfare le
esigenze dei sistemi PMR e PAMR.

Standard di tipo aperto che consente il superamento della
“proprietà” perché sviluppato con il contributo di tutti gli
interessati.

Di tecnologia digitale anche sulla tratta radio per garantire una
vasta gamma di servizi ed una facile espandibilità futura.

Utilizzo di interfacce standard per garantire l’interconnessione
tra i sistemi dei diversi costruttori.

Impiego di terminali standard per poterli utilizzare in modo
intercambiabile sulle infrastrutture dei vari costruttori.
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I Sistemi TETRA:
PMR (Private Mobile Radio)
PAMR (Public Access Mobile Radio)

   I sistemi PMR       offrono                                 servizi                ad   uso
   esclusivamente privato.

   I sistemi PAMR offrono servizi ad uso pubblico e
   privato consentendo anche l’interconnessione tra
   sistemi PMR.


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                     Sistemi: PMR e PAMR
Questi sistemi sono utilizzati da:
  Grosse organizzazioni commerciali.
  Aziende che gestiscono mezzi di trasporto pubblici o
  privati.
  Imprese manifatturiere.
  Enti e Gestori di servizi pubblici.
  Organizzazioni dedicate alla sicurezza del cittadino:
    Protezione civile.

    Servizi di emergenza.

    Forze di pubblica sicurezza.

  Gruppi di utenti privati.
Queste organizzazioni intendono provvedere per proprio
conto ad un servizio di tipo mobile.
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             Sistemi: PMR e PAMR
             Caratteristiche del traffico

Durata media delle comunicazioni ridotta rispetto a
quella dei sistemi per servizio pubblico.

Traffico generato principalmente da “centri di
dispacciamento” che coordinano le attività della
flotta.

Comunicazioni di tipo voce e dati.


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                TETRA – Efficienza spettrale
Il sistema TETRA presenta una elevata efficienza spettrale
rispetto gli altri sistemi

   GSM: distanza tra le portanti (canalizzazione) 200 kHz
     8 Time Slots (canali) per portante.
     • con codifica vocale full-rate        8 canali in 200 kHz.
     • con codifica vocale half-rate       16 canali in 200 kHz.
   PMR tradizionale:
     • canalizzazione 25 kHz                8 canali in 200 kHz.
     • canalizzazione 12,5 kHz             16 canali in 200 kHz.
   TETRA: canalizzazione 25 kHz.
     4 Time Slots (canali) per portante    32 canali in 200 kHz.

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      TETRA - Sfruttamento dello spettro

Bande in cui può operare il TETRA:
   380   –   400 MHz                               Pubblica Sicurezza
   410   –   430 MHz                               Accesso Pubblico
   450   –   470 MHz                               PMR generale
   870   –   876/915 – 921 MHz                     Frequenze permesse in UE ma
                                                    non utilizzate
Tecniche di sfruttamento dello spettro
    Assegnazione del canale su domanda.

    Riuso delle frequenze con suddivisione in celle
    dell’area servita.
                                                                                             10
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                          TETRA - Servizi
Servizi base
   Trasmissione di voce e dati in chiaro e cifrato.
   Gestione delle flotte con possibilità di localizzare
   sul territorio gli utenti ed i veicoli.
    Comunicazioni di servizio in ambito ferroviario.
   Accesso a banche dati.
   Trasmissione di fax-simile.
   Trasmissione in video lento.
I servizi voce, dati e video possono funzionare in:
 Full-duplex.
 Half-duplex.                                                                         11
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    TETRA – Modalità di funzionamento
Di sistema
    Per reti locali tipo PMR.
    Per reti di transito tipo PAMR.

Di collegamento
    A circuito.
    A pacchetto.

Di funzionamento
    Voce.
    Dati.
    Voce + dati.
                                                                                       12
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           TETRA – Modalità operative
   Trunking: effettua una gestione dinamica dei canali
   DMO (Direct Mode Operation): tipo “walkie-talkie”,
    consente comunicazioni dirette tra “utenti” senza l’ausilio
    di stazioni radio base (SRB) o di reti di comunicazione e
    di controllo.
   Dual-watch: i terminali effettuano periodicamente la
    scansione del canale di controllo del sistema per rilevare
    eventuali chiamate di emergenza.
   Ripetitore: un terminale ripete il segnale della stazione
    radio base verso un altro terminale estendendo così la
    copertura elettromagnetica.
   Gateway: verso                  reti       pubbliche               o       altri      supporti
    “commerciali”.                                                                                   13
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       TETRA – Comunicazioni voce (1)
Funzionamento in Trunking Mode Operation (TMO)

                         individuale:                  (da utente a utente)

                                                       (il centro di dispaccio
Chiamata                                               o un particolare utente
                        di gruppo:                     si rivolge ad un selezionato
                                                       gruppo di utenti)

                                                       (gli utenti vengono
                                                       selezionati di volta in
                         broadcast:
                                                       volta a seconda
                                                       delle necessità)
                                                                                         14
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       TETRA – Comunicazioni voce (2)
     Funzionamento in Direct Mode Operation (DMO)


                         individuale:                     Punto-punto senza l’utilizzo
                                                          di infrastrutture di rete
                                                          (stazioni radio base) e senza
                                                          l’utilizzo di risorse radio
Chiamata



                                                         Punto-multipunto         senza
                           di gruppo:                    l’utilizzo di infrastrutture di
                                                         rete (stazioni radio base) e
                                                         senza l’utilizzo di risorse
                                                         radio                             15
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      TETRA – Comunicazioni voce (3)

Funzionamento su canale aperto.
  Gli utenti appartenenti alla flotta possono in ogni istante
  ascoltare le comunicazioni in rete ed eventualmente
  intervenire.


Applicazione tipica:
  Radiotaxi con traffico generato quasi esclusivamente dal
  centro di dispaccio.



La velocità delle comunicazioni è di 4,8 kbit/s.
                                                                                         16
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        TETRA – Comunicazioni dati (1)

Possono essere effettuate secondo due diverse modalità
 A circuito.

                                         orientate alla connessione (tipo X25).
 A pacchetto
                                         senza connessione (tipo Internet).


Le comunicazioni dati a circuito possono essere svolte con le
stesse modalità di quelle voce (full-duplex, half-duplex,
individuali, ecc..).
                                                                                          17
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          TETRA – Comunicazioni dati (2)
A causa dei disturbi che intervengono sul canale radio si
presentano elevate probabilità di errore nelle comunicazioni.

Si introducono tecniche di codifica per la rivelazione e la
correzione degli errori.

Riduzione della velocità di trasmissione in dipendenza del grado
di protezione che si vuole assicurare.

Nella trasmissione a circuito le velocità sono le seguenti:

  Time slot utilizzati                   1                   2                 3          4
  Senza protezione                      7,2               14,4               21,6        28,8
  Bassa protezione                      4,8                9,6               14,4        19,2
   Alta protezione                      2,4                4,8                7,2        9,6    18
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  TETRA – Sicurezza delle comunicazioni (1)

La sicurezza delle comunicazioni voce e dati viene garantita

   Con la procedura di autenticazione
     Dei terminali rispetto alla rete
     Della rete nei confronti dei terminali


   Con la cifratura delle comunicazioni tra gli
   utenti
     Di tipo “End-to-End” tra i due terminali.
     Solo sulla tratta radio con esclusione della parte
     relativa alle infrastrutture di rete.
                                                                                          19
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          Istituto Superiore delle Comunicazioni e delle Tecnologie dell’Informazione



 TETRA – Sicurezza delle comunicazioni (2)

Le chiavi di cifratura utilizzate possono essere di tipo

  Statico: assegnate dalla rete al terminale in modo
  permanente (con possibilità di cambiamento nel
  corso del tempo).

  Dinamico: calcolate di volta in volta dalla rete con
  la procedura di autenticazione.

  Comune: utilizzate per le chiamate di gruppo.


                                                                                        20
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                   TETRA
Prestazioni e caratteristiche del sistema (1)



Le   grandi     flotte         richiedono                 quasi           sempre         servizi
differenziati e personalizzati

     Che non interessano l’utente medio delle reti
     pubbliche


     Che richiedono spesso soluzioni personalizzate


                                                                                                   21
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                   TETRA
Prestazioni e caratteristiche del sistema (2)
Oltre ai servizi di base indicati si possono presentare
altre necessità tra le quali:
   Accesso con varie classi di priorità a particolari utenti o
   gruppi di utenti.

  Avviso di chiamata anche su utente occupato (su tutti gli
  utenti o su particolari gruppi di utenti).

  Inclusione su canali in conversazione con possibilità di
  sblocco da parte di utenti particolari.

  Gestione delle code in condizioni di rete occupata.

  Possibilità da parte di utenti di creare dei gruppi dinamici.

  Limitazione della durata delle comunicazioni con diversi
  gradi di priorità.
                                                                                        22
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        Istituto Superiore delle Comunicazioni e delle Tecnologie dell’Informazione



                     TETRA
             Servizi supplementari
I servizi supplementari si appoggiano sui servizi di
base per essere sviluppati.


Il loro elenco risulta molto ampio (……).


Molti di questi servizi sono stati definiti dal Gruppo
Schengen responsabile in ambito ETSI delle
specifiche TETRA per le Forze di Polizia Europee.


                                                                                      23
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  ISCTI Organismo di Certificazione per
l’Interoperabilità (IOP) dei sistemi TETRA




                                                                                     24
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      Obiettivo dell’Interoperabilità


Consentire agli utilizzatori di acquistare dei
prodotti rispondenti alle loro esigenze creando
un   mercato           aperto              e       competitivo                        per   gli
apparati ed i sistemi TETRA




                                                                                                  25
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               TETRA – Certificazione
                            Organizzazione

ETSI:
  Sviluppa gli standard di sistema.

  Provvede al loro aggiornamento.

TETRA MoU (TETRA Memorandum of Understanding):
  Associazione industriale a carattere volontario che
  rappresenta gli interessi dei costruttori, degli operatori di
  rete e degli utilizzatori per la tecnologia radio mobile
  digitale denominata TETRA.

  Alla associazione aderiscono più di 100                                               “membri”
  appartenenti a più di 30 paesi di tutto il mondo.
                                                                                                   26
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   TETRA MoU – Strutturazione e obiettivi
Tre Working Groups
1 - Operators Association:
     Individuazione delle esigenze del mercato (individua gli
      utenti e le loro esigenze).

     Manutenzione degli standard con la segnalazione delle
       nuove esigenze da introdurre.

2 - Technical Forum:
     Affronta i problemi di interoperabilità.

3 - Security and fraud prevention:
     Tratta i problemi della sicurezza delle comunicazioni e
       delle frodi.
                                                                                         27
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          TETRA MoU – Interoperabilità

Per assicurare l’interoperabilità tra i terminali e i sistemi
dei diversi costruttori il MoU ha creato una procedura
che prevede:

   La realizzazione di Specifiche Tecniche di Interoperabilità
   (TETRA Interoperability specifications, TIP) attraverso una
   collaborazione con le industrie.

   L’effettuazione di prove tecniche tra i terminali e le
   infrastrutture di rete dei diversi costruttori.


                                                                                         28
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       TETRA MoU e Gara Europea (1)

A seguito del crescente numero di costruttori aderenti,
l’Associazione (MoU) decide di affidare i compiti di verifica ad
un Ente di Certificazione indipendente.

Nel 2001 il TETRA MoU bandisce una gara Europea per
individuare “l’Ente di Certificazione” in grado di effettuare i
test di interoperabilità sui vari sistemi.

Alla gara, dopo preselezione, vengono ammessi solo:
     Due Test Houses inglesi.
     Una Test House danese.
     L’ISCTI italiano.



                                                                                       29
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      TETRA MoU – Gara Europea (2)


Vincitore della gara:
 A conclusione del processo di aggiudicazione, l’ISCTI
  risulta essere il vincitore.

 Il 26 marzo 2002 l’ISCTI firma il contratto, di durata
  quinquennale, con il TETRA MoU per rendere operativo
  l’oggetto della gara.

 L’ISCTI diventa così l’ENTE DI CERTIFICAZIONE europeo
  del TETRA MoU per i test di interoperabilità tra i terminali
  e le infrastrutture (apparati di commutazione, di comando
  e di supervisione) TETRA dei diversi costruttori.
                                                                                      30
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          TETRA MoU – Ruolo dell’ISCTI
I principali impegni assunti dall’ISCTI attraverso il
contratto risultano:
   Gestione delle Specifiche Tecniche di interoperabilità (TIP).

   Gestione dei Gruppi di Lavoro che redigono le Specifiche
   TIP.

   Segreteria del TETRA MoU Technical Forum che ha la
   responsabilità dell’approvazione tecnica dalle specifiche TIP
   e dei relativi piani di verifica.

   Esecuzione dei test e certificazione della conformità, in base
   alle specifiche TIP, dei terminali e delle infrastrutture di
   rete dei diversi costruttori.

   Pubblicazione dei risultati sul sito web del TETRA MoU
                                                                                         31
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  TETRA MoU – Processo di certificazione

E’ necessario certificare:

  I terminali.


  Le infrastrutture di rete per l’interconnessione con i
  terminali.
  La certificazione delle infrastrutture consente al
  costruttore di allestire una Test House per le prove sui
  terminali.




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