EINFÜHRUNG  IN TETRA

Diese Informationen wurden Ihnen zur Verfügung gestellt durch
Intellectics GesmbH
A-2551 Enzesfeld / Österreich

- SMS Gateways, WAP Gateways
- LC-Systeme (LBS)
- PKI digital signature validation
- WAP Conversion für XML

Inhaltsverzeichnis

1.  Einleitung

2.  Warum TETRA-Standard?

2.1    Behördennetztrends in Europa

2.2    Vorteile der Standardisierung

2.3    Sonderanforderungen von Behördennetzen

3.  TETRA-Standard

3.1    Geschichte

3.2    Technische Eigenschaften

3.3    Sicherheit

3.4    Architektur

3.5    Schnittstellen

3.6    Direct Mode Operation (DMO)

3.7    Dienste

4.  TETRA-Märkte

4.1    Anwender von TETRA-Systemen

4.2    Hersteller von TETRA-Systemen

4.3    TETRA-Projekte

5.  Zusammenfassung

6.  Abkürzungen

7.  Quellen

---

1.  Einführung

TETRA (TETRA-Abkürzung kommt aus den Worten Terrestrial Trunked RAdio) ist ein von ETSI veröffentlichter offener, digitaler Funktelefonstandard. TETRA ähnelt stark dem auch von ETSI veröffentlichten GSM-Stadard: die Netzarchitektur ist ähnlich, bei den beiden Standards sind gleiche Schnittstellen definiert worden und die Fuktionalität der Endgeräte, der Telefone, ist in einer ähnlichen Weise im Standard definiert. Der größte Unterschied der beiden Standards ist jedoch die Anwendergruppe. Anwender von GSM sind "gewöhnliche" Leute, Zivilpersonen, während TETRA primär für Behördenanwendung gedacht ist. Für den Entwurf von GSM sind hauptsächlich Gerätehersteller und Operatoren verantwortlich gewesen, während TETRA von Anfang an in Zusammenarbeit mit den künftigen Benutzern entwickelt wurde. TETRA ist sozusagen als eine Art bestellte Arbeit entstanden, um damit eine möglichst gute Anpassung an die Bedürfnisse der Anwender, der Behörden, zu erreichen.

Anwender von Behördennetzen (auf englisch Public Safety and Security Networks - PSS Networks) sind vor allem die Polizei, die Feuerwehr, Rettungsdienste und die Grenzwache. Außerdem können die Dienste auch von anderen, etwas weniger Kommunikationsdienste brauchenden Behörden benutzt werden, wie z.B. vom Zoll, von Sozialbehörden und der Straßenverwaltung.
 


Bild 1. das ofizielle TETRA-Logo. [1]

Dieses Dokument beschränkt sich auf allgemeine Eigenschaften von TETRA-Systemen. Am Anfang wird analysiert, wozu und wofür der TETRA-Standard benötigt wird und welche Vorteile durch die Standardisierung erreicht werden können. Danach wird der TETRA-Standard grob umrissen, ausgehend von technischen Eigenschaften und Systemarchitektur, bis zu den von TETRA angebotenen Diensten. Zum Schluss werden noch die TETRA-Märkte durchleuchtet, sowohl aus der Sicht der Anwender als auch der Hersteller im Lichte diverser TETRA-Projekte.
 

2.  Warum TETRA-Standard?

2.1  Trends bei Behördennetzen in Europa

Die immer tiefere politische und wirtschalftliche Integration Europas und insbesondere der Abschluss des Schengener Abkommens haben den Bedarf erweckt, einen europaweiten Behördennetztandard zu verwirklichen. Das Schengener Abkommen verlangt, dass die Behörden der Signatarstaaten miteinender mühelos kommunizieren können, unabhängig von der geographischen Lokation. In Praxis bedeutet das, dass die Behördennetze eine grenzüberschreitende Funktionalität ermöglichen müssen.

Ohne zusammenpassende Systeme und Frequenzen würde die Kommunikation zwischen den Behörden nicht nach den Anforderungen des Schengener Abkommens gelingen. Neben der technischen Standardisierung hat man sich auch bemüht, ein gemeinsames Frequenzband europaweit für die Behörden auszuwählen. Nachdem die NATO eines ihrer Frequenzbänder, 380-400 MHz, freigegeben hat, ist es möglich gewesen, jenes Band in fast allen erupäischen Ländern für die Behördennutzung zu definieren.[2].  Mit der gemeinsamen Technologie und den harmoniserten Frequenzbändern wird es zum ersten Mal möglich, ein europaweites, auf einheitlicher Technologie basierendes Behördensystem zu realisieren.

Das Schengener Abkommen ist nicht die einzige treibende Kraft des paneuopäischen Behördennetzstandards. Viele Länder planen gerade die Erneuerung ihrer Behördennetze. Der Grund dazu ist, dass die existierenden Systeme am Ende iher wirtschaflichen Betriebsdauer angelangt sind. [3]. Die heutigen Behördennetze sind rund 20 Jahre alt, und entsprechen nicht mehr lange den Anforderungen ihrer Benutzer. Die Instandhaltung der alten analogen Systeme wird fortlaufend teurer wegen der durch das hohe Alter bedingten immer kürzeren Service-Intervalle. Jetzt, wo eine große Anzahl  euorpäischer Länder auf alle Fälle ihre Behördennetze erneuern will, ist es natürlich, nach einheitlichen und standardiesierten Lösungen zu streben.
 

2.2  Die Vorteile der Standardisierung

Traditionell entsprechen die Behördennetze in den europäischen Ländern den jeweils eigenen, nationalen Sicherheitsbestimmungen. [4]. Somit hat man sich in fast jedem Land auf Lösungen gestützt, die nicht kompatibel mit Systemen in anderen Ländern sind. Das Schengener Abkommen an sich verlangt bereits Kompatibilität, die ohne standardisierte Technologie nicht zu erreichen ist. Das Organ, das die Erfüllung des Schengener Abkommens überwacht, hat mitgeteilt, dass die Behördennetze auf einem offnenen, euopäischen Standard basieren müssen. Weiters wurde mitgeteilt, dass der einzige Behördennetzstandard, der die Anforderungen des Schengener Abkommens erfüllt, TETRA ist.

Die standardisierten Tehchnologien nützen sowohl den Herstellern als auch den Benutzern. Technologien mit  offenen Standards, wie TETRA, haben mehrere unabhängige Gerätehersteller. So haben die Beschaffer die Möglichkeit, einen Lieferanten ihrer Wahl auszusuchen. Mehrere Hersteller minimieren das Risiko aus der Sicht des Anwenders gesehen: Wenn der ausgesuchte Hersteller nicht in der Lage ist, Produkte zu liefern oder aus dem Markt austritt, ist es möglich, von einem anderen Hersteller die Geräte zu beziehen, ohne dass der Anwender die bereits eingeführte Technolgie wechseln müsste. Die große Anzahl von Hertstellern verstärkt auch die Konkurrenz, deren Nutzen der Anwender in niedrigeren Preisen zieht.. Die Preise werden aus der Sicht des Anwenders auch noch dadurch reduziert, dass der Hersteller die Typengenehmigung gemäß Standard vor der Markteinführung einholen muss, somit braucht der Kunde nicht so viele Resourcen, um Geräte verschiedener Hersteller zu testen.

Den Herstellern nutzt ein offener Standard wiederum dadurch, dass die standardisierten Technologien größere Märkte haben als die herstellereigenen, nichtstandardisierten Technologien. Und wenn die Märkte größer werden, sind auch damit die Möglichkeiten eines Unternehmens besser: man kann mehr Geräte in ganz Europa verkaufen als z.B. nur in Finnland. Bei größeren Märkten sinken auch die Unternehmensrisiken: die Chancen, die in Entwicklung investierten Gelder zurückzubekommen verbessern sich, weil man in größeren Märkten leichter Marktanteile erobern kann als in kleinen Märkten.
 

2.3  Sonderanforderungen von Behördennetzen

Behördennetzen werden wesentlich höhere Anforderungen gestellt als Telekommunikationsnetzen für die Allegmeinheit.
Eine der wichtigsten Anforderungen besteht darin, dass die Behördennetze eine wirkungsvolle und funktionierende Kommunikation unter allen vorauszusehenden Umständen garantieren müssen Aus diesem Grunde mußte man auf die Zuverlässigkeit und die Suffizienz besonders viel Aufmerksamkeit richten. Zum Beispiel wurde im TETRA-Standard die Direct Mode Operation definiert, die die Kommunikation zwischen den Funkgeräten auch ohne ein eigentliches Netz ermöglicht. (siehe Kapitel 3.6 Direct Mode Operation).

Das Behördennetz muss in Praxis das ganze Land abdecken, nicht  nur die Städte und die Hauptverkehrswege. Daher ist es nicht sinnvoll, für jede staatliche Behörde ein eigenes, das ganze Staatsgebiet deckendes Netz zu bauen, sondern man strebt danach, die eine und dieselbe Infrastruktur zwischen allen Behörden zu teilen. Die Behördennetze der Zukunft müssen also nach der Art des TETRA-Standards innerhalb einer physischen Infrastruktur verschiedene "virtuelle Netze" (Virtual Private Network - VPN, siehe Kapitel  3.2 Technische Eigenschaften ) enthalten, die verschiedenen Organisationen gehören.

Eine wichtige Eigenschaft der Behördennetze sind die Gruppenrufe. Der größte Teil der Kommunikation zwischen den Teilnehmers geschieht in Form von Gruppenrufen, z.B. rufen die Feuerwehrleute, die gerade ein Feuer löschen, sich nicht einzeln an, sondern machen vom mächtigeren Gruppenruf Gebrauch, wobei die Information mit einem Anruf an alle geleitet werden kann, die sie brauchen. In Notfällen muss garantiert werden, dass der Anrufer in Not schnell und unabhängig von der Belastung des Netzes seine Nachricht ans Ziel bringt. Die Aufbauzeit des Notrufes sowie auch eines Individualrufes ist im Behördennert sehr kurz, nur Sekundenbruchteile.

Die Sicherheit ist auch eine wichtige Eigenschaft in einem Behördennetz. Heute läuft zwar z.B. der Polizeifunk durch den Äther völlig unverschlüsselt, die Behördennetze der Zukunft müssen aber effiziente und zuverlässige Verschlüsselungsmethoden bieten können, sowohl für die Funkverbindung als auch für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen.

Es ist schwierig, die oben erwähnten Eigenschaften in existierenden, allegemein verwendeten Standards zu finden. GSM, z.B., kann weder die von Behörden verlangten Gruppenrufe noch priorisierte Anrufe (z.B. Notruf) bieten. Zumindest vorläufig sind die Anforderungen an Behördennetze so viel strenger als die der normalen Telekomnetze, dass die Behördennetze mit eigener Technik realisert werden müssen. Dazu wurde der TETRA-Standard entworfen.

3.  TETRA-Standard

TETRA ist ein von ETSI veröfffentlichter offener Stardard für digitale Behödenfunknetze. TETRA ist eine Abkürzung von Terrestrial Trunked Radio. Früher bildete man TETRA aus den Worten Trans-European Trunked Radio, bei wachsendem Interesse aus dem nicht-europäischen Raum hat man aber aus dem Namen den Hinweis auf Europa entfernt. Der Begriff "trunked", der von Anfang an im Namen enthalten war, deutet wieder daruf hin, dass alle Benzuter die Systemresourcen so teilen, dass das System auf Anforderung eines Benutzers für eine Resource, wie z.B. einen Funkkanal, diesen Wunsch aus der zur Zeit freien Resourcen erfüllt. So sind die Benutzer z.B. nicht an einen bestimmten Frequenzkanal gebunden, sondern bekommen beim Anruf jeweils einen der freien Verkehrskanäle für die Dauer des Anrufes zugewiesen.

3.1  Geschichte

Die Vorbereritung des TETRA-Standards begann am Ende der 80er Jahre. Im Jahre 1990 bat ETSI verschiedende Gerätehersteller der Telekombranche darum, einen eigenen Vorschlag für  die TETRA-Technologie vorzubereiten und einzusenden. Auf diese Anfrage haben insgesamt 6 Hersteller geantwortet, unter ihnen u.a. Nokia und Motorola. Im Jahr 1991 wurde auf Grund der Vorschläge die Grundlage für die künftige TETRA-Technologie beschlossen, wonach man mit den eigentlichen Standardisierungsarbeit beginnen konnte. In Grundzügen wurde die Arbeit im Jahre 1995 abgeschlossen, als die erste Version des TETRA-Standards veröffentlicht wurde. Wie bei GSM, wird dei Standardisierung mit neuen Eigenschaften und Diensten fortlaufend weitergeführt. [5]

Ein wichtiger Meilenstein in der TETRA-Entwicklung wurde im Dezember 1994 erreicht, als das TETRA Memorandum of Understanding (MoU) gegründet wurde. Der Sinn des MoU ist es, die Stellung des TETRA-Standards auf dem Markt zu befestigen. Zur Zeit gehören dazu 68 Unternehmen aus 19 Ländern (Bulgarien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Israel, Italien, Japan, Neuseeland, Niederlande, Norwegen, Österreich, Polen, Schweden, Singapur, Spanien, Ungarn, USA) [6].
 

3.2  Technische Eigenschaften

TETRA ist ein rein digitales System, das neben der qualitativ hochwertigen Sprachqualität auch vielseitige Datenübertragungsmöglichkeiten bietet. TERA unterstützt sowohl sitzungsorientierte (circuit switched)  als auch paketvermittelte (packet switched) Datenübertragung auf verschiedenden Übertragungsgeschwindigkeiten. und Fehlerkorrekturebenen. Die Verbindungsaufbauzeit konnte auf 300 ms reduziert werden [7]. Ein rascher Aufbau ist ja auch in Behördennetzen lebenswichtig, in Notfällen kann man nicht warten. Zum Vergleich sei erwähnt, dass die Verbindungsaufbauzeit bei GSM-Netzen in der Größenordung von 5 Sekunden liegt und kann somit den Anforderungen der Behörden nicht entsprechen.

TETRA verwendet auf der Funkstrecke (siehe Kapitel  3.5 Schnittstellen) die Zeitschlitztechnik (Time Division Multiple Access - TDMA). Die Funkfrequenz ist in Bänder von je 25 kHz aufgeteilt und zwar so, dass über jedes 25 kHz Band 4 Verkehrskanäle übertragen werden. Entsprechend hat man bei GSM auf ein Band von 200 kHz 8 Verkehrskanäle hineingegeben; mit anderen Worten: TETRA verwendet, gemessen im Verkehrskanal, den Funkweg vier Mal effizienter aus als GSM. (TETRA: 8 * 4 Kanäle / 25 kHz / = 32 Kanäle / 200 kHz).  Die Kapazität eines Verkehrskanals beträgt 9 kbits/s, wovon insgesamt 7,2 kbits/s nutzbar sind. Der Rest wird fürs Senden von verschiedenen Steuerungs- und Kontrolldaten verwendet. TETRA verwendet für die Codierung der Sprache den ACELP Codec, womit die Sprache  auf 4,6 kbits/s komprimiert werden kann. [7]

Die TETRA-Telefone unterscheiden sich etwas von althergebrachten Mobiltelefonen. Der auffallendste Unterschied ist vielleicht die Sprechtaste (wenn über die Sprechtaste der TETRA-Telefone geprochen wird, aollte man sich daran erinnern, dass die Behördenfunkgeräte immer mit Sprechtaste versehen waren; es handelt sich also nicht um die Verschlechterung der Technik sondern um die Übertragung der alten, bekannten Eigenschaften der Funkgeräte in die moderne Technologie.) Der Benutzer kann also nur gehört werden, wenn er beim Reden die Sprechtaste drückt. Dann muss der Gesprächspartner nur zuhören und darauf warten, dass er daran kommt. Es handlet sich also um ein System, das Half-Duplex-Gespräche bietet. Zu TETRA gehören aber auch normale Duplex-Gespräche, bei denen die beiden Beteiligten sowohl sprechen als auch zuhören können. Das TETRA-System bietet also sowohl allen bekannte Duplex-Gespräche als auch für Behörden passendere Half-Duplex-Gespräche.

Die Nützlichkeit der Telefone mit Sprechtaste kommt bei Gruppengesprächen besonders klar zum Vorschein.  Für jedes Gespräch wird nur ein Verkehrkanal reserviert, weil jeweils nur ein Teilnehmer das Wort haben kann. Die anderen Teilnehmer, die also nicht daran sind, hören nur dem Kanal zu. Die Half-Duplex-Gespräche sparen bedeutend Resourcen, man braucht z.B. für ein Gruppengespräch von 20 Personen nur einen Verkehrskanal, während ein entsprechendes Duplex-Gruppengespräch für jedes Grupenmitglied einen Duplex-Kanal erfordern würde. Die Half-Duplex-Gespräche sparen also in der ersten Linie Resourcen, sie bringen aber mit sich auch eine Anwendugnsdisziplin, wie sie von Behörden erwünscht wird: keiner kann einen anderen "niederreden", weil das gar nicht möglich ist. In Praxis funktionieren die Gruppengespräche bei TETRA so, daß ein Gruppenmitglied, das sprechen will, auf die Sprechtaste drückt. Wenn ein anderer gerade das Wort hat, muß der, der zu sprechen wünscht, in einer Warteschlange weilen, bis er das Wort bekommt. Wenn er daran kommt, zeigt das Telefon z.B. durchs Piepsen die Sprechbereitschaft an. Und wenn er dann die Sprechtaste wieder losläßt, kommt der Nächste daran.
 

Der TETRA-Standard bietet die Möglichkeit, ein phykalisches Netz unter verschiedenen Organisationen aufzuteilen. Jede Benutzergruppe kann das Netz so ausnützen, wie stünde das ganze Netz nur ihr zur Verfügung. Man spricht dann über virtuelle Netze (Virtual Private Network - VPN). Das TETRA-System garantiert die Sicherheit der sowohl organisationsinternen virtuellen Netze als auch des Zusammenspiels der virtuellen Netze so, daß die Benutzer der virtuellen Netze sich gegenseitig nicht beeinträchtigen können [8]. Die virtuellen Netze haben abgesehen von Kosteneffizienz, auch andere Vorteile: Die Kommunikation zwischen verschiedenen Organisationen gelingt mühelos, weil die virtuellen Netze der Benutzergaruppen ja einem physikalischen Netzt vereint sind und so leicht aneinander zu koppeln sind. Die Eigenschaften des TETRA-Netzes ermöglichen also z.B. den Aufbau eines bundes-/landesweiten Behördennetzes, in dem jeded Organisation (Polizei, Gendarmerie, Feuerwehren, Rettungsdienste) ihe eigenes virtuelles Netz benutzt und die Kommunikation zwischen den Organisationen reibungslos verläuft.
 

3.3 Sicherheit

Weil es der Verantwortung der Behörden obliegt, für die Sicherheit der Bürger zu sorgen, müssen die Behördennezte ein sicheres und zuverlässiges Kommunikationsmedium bieten. So hat man im TETRA-Standard eine ganze Reihe Eigenschaften eingebaut, die die Sicherheit erhöhen. Die Verschüsselungs- und Authentizierungsmechanismen von TETRA ähneln denen von GSM, die Methoden enthalten aber Verbesserungen gegenbüber GSM.

Die Authentizierung bei TETRA kann in zwei Richtungen passieren: das Netz kann in GSM-Manier das Telefon authentizieren, bei TETRA kann aber auch das Telefon das Netz authentizieren. So wird es verhindert, dass sich das Telefon an ein "feindliches" Netz anbindet, und dass Informationen in falsche Hände geraten können.  Der Gebrauch von gestohlenen Telefonen kann bei TETRA verhindert werden. Alternativ können die Bewegungen von gestohlenen Geräten im Netz verfolgt werden. [7]

Bei TETRA werden außer dem Gespräch und den Daten noch zusätzlich die ganze Signalisierung und die Identitätsnummern verschüsselt. IM TETRA-Standard sind zwei Verschüsselungsmechanismen definiert worden:

die Funkschnittstellenverschüsselung, die dazu verwendet wird, den Verkehr zwischen dem Telefon (oder irgdeneinem Endgerät) und der Basisstation
die Ende-zu-Ende-Vershlüsselung, die durch das ganze System von einem Telefon zum anderen verwendet wird, wenn die höchstmögliche Sicherheit erforderlich ist.
Im Gegendsatz zu GSM werden bei TETRA verschiedene Schlüssel verwendet: für Individual-, Guppen- und DMO-Gespräche gibt es gesonderte Schlüssel.

Über die oben erwähnten Sicherheitsmerkmale hinaus bietet TETRA noch eine für Behördennetze wichtige Eigenschaftt: das Erkennen der Störung (jamming detection). Dat TETRA-System beobachtet fortlaufend seine Funksignale und gibt beim Erkennen von absichtlichen Funkstörungen eine Warnung. Danach versucht das TETRA-System den Verkehr auf Frequenzen umzuleiten, die nicht gestört werden. [7]
 

3.4  Architektur

Die Architektur von TETRA ähnelt stark der von GSM. In beiden Systemen ist die Aufgabe der Basisstation ähnlich: Jede Zelle wird durch eine Basisstation gebildet und die Mobilendgeräte wechseln die Basisstation je nach Bedarf ohne dass der Benutzer das merkt. Der bedeutendste Unterschied ist es, dass bei TETRA die Controller, die BSCs (Base Station Controller) fehlen. Bei TETRA  sind also die Basisstationen direkt an die Vermittlungsstellen verbunden. Das Bild 2 zeigt die Grundzüge der TETRA-Architektur (TBS = TETRA Base Station, DXT = Digital Exchange for TETRA, DST = Dispatcher Station).

Bild 2. Die TETRA-Architektur.

Es gibt zweierlei TETRA-Telefone für verschiedene Gelegenheiten und Anwendungen. Die fest an Fahrzeuge gebundenen Telefone bieten vielseitigere Eigenschaften und eine längere Benützungsdauer, weil als Stromquelle des Telefons die Fahreugbatterie dient. Die den Handies ähnlichen Handfunkeräte  wiederum sind dazu entwickelt worden, den Strapatzen der oft harten Feldarbeit standzuhalten und so dei TETRA-Verbindung bei allen Behördenoperationen zu garantieren. Der Benutzer kann selbst die Sendeleistung des Telefons bestimmen und so den Ladezustand und auf der anderen Seite die Deckung beeinflussen.

Dis Dispatcher Station (DST) auf Bild 2 ist ein typischer Teil des Behördennetzes. Der Dispatcher ist eine Person, die die Aufgaben an das Personal im Feldeinsatz (z.B. Polizeitruppe) verteilt und die Durchführung der Aufgaben und die Entwicklung der Situation verfolgt. Dispatcher könnte also als "Operationsleiter" übersetzt werden, der mit deinem Endgerät mit dem Feldpersonal kommuniziert. Über sein Endgerät kann der Dispatcher auch den Verkehr des TETRA-Netzes kontrollieren und verwaltende Maßnahmen setzen, wie z.B. die Verwaltung der Gruppen- und Benutzerdaten. Der Dispatcher kann sich auch an jedes aktuelle Gruppen- oder Individualgespräch anschalten.
 

3.5  Schnittstellen

Im TETRA-Standard sind derzeit die folgenden Schnittstellen definiert worden oder sie sind in Vorbereitung (siehe Bild 3.):
Funkschnittstelle (Air Interface): Bestimmt die Schnittstelle zwischem dem Mobilendgerät (Telefon) und der Basisstation.
Terminal Equipment Interface: Bestimmt die Schnittstelle zwichen dem TETRA-Mobilendgerät und Zusatzgeräten. Über diese Schnittstelle läßt  sich z.B. ein tragbarer PC anschließen.
Inter-System Interface: Ermöglicht den Zusammenschluss von mehreren TETRA-Netzen miteinander. Mit dieser Schnittstelle können z.B. TETRA-Netze von verschiedenen Herstellern zusammengekoppelt werden.
Direct Operation Mode: Ermöglicht die Kommunikation von Mobilendgeräten ohne physikalisches Netz. Siehe Kapitel 3.6 Direct Mode
Network Management Interface: Diese Schnittstelle sorgt für die Verwaltung des TETRA-Netzes und für die Konfiguration von einem Terminal aus
Schnittstelle zu extermen Telekomnetzen: Mit dieser Schnittstelle kann man z.B. ins öffentliche Telekomnetz anrufen.


Bild 3. Die im TETRA-Standard definierten Schnittstellen. [7]

Im TETRA-Standard isr die Schnittstelle zwischen den Basisstationen (TBS) und der Vermittlungsstelle (DXT) nicht definiert worden. Jeder Hersteller darf also selbst entscheiden, wie die Basisstationen und dir Vermittlungsstelle miteinander verbunden werden. Weil also diese Schnittstelle herstellerabhängig ist, müssen alle Basisstationen und die Vermittlungsstelle vom selben Hersteller gakauft werden. TETRA-Netzt von verschiedenen Herstellern können miteinander über die ISI-Schnittstelle verbunden werden. Die Mobilendgeräte können hingegen von Wunschherstellern gekauft werden, genauso wie bei GSM.

3.6  Direct Mode Operation (DMO)

Driect Mode Operation ist eine interessante Eigenschaft, die nur in Behördennetzen zu finden ist. DMO ermöglicht die Kommunikation zwischen Telefonen ohne physikalisches Netz: die TETRA-Mobilendgeräte können also wie traditionelle Funktelefone verwendet werden. DMO  ist eine von Mobilendgeräten auszulösende Eigenschaft. Der DMO-Modus wird vom Benutzer, nicht vom TETRA-System aktiviert.

DMO wurde z.B. für Situationen entworden, wo man außerhalb der physikalischen Deckung des TETRA-Netzes arbeiten muß. Außerdem ist DMO nützlich, wenn das TETRA-Netz z.B. in deiner Katastrophensituation nicht funktioniert. Dann ermöglicht DMO die lebenswichtige Kommunikation der Behörden und das Fortsetzen der Rettungsarbeiten.  Auch wenn die Kapazität des TETRA-Netzes  in bestimmten Gebieten begrenzt ist, kann man bei großen Behördenoperationen bei Stauungen DMO-Gepräche ausnützen.

Es gibt drei Typen von DMO-Gesprächen:
 

Bild 4. [7]
1. Ein einfaches DMO-Gespräch zwischen zwei Telefonen

Bild 5. [7]
2. Ein im Fahrzeug installiertes Mobilendgerät funktioniert als Repeater zwischen zei Telefonen. So kann man die Deckung des TETRA-Netzes erweitern oder ein sehr einfaches Funknetz mit einem Kanal aufbauen.
 

Kuva 6. [7]
3. Das Fahrzeugtelefon fungiert als Gateway zum physikalischen TETRA-Netz für Mobilgeräte, die im DMO-Modus arbeiten. Das Gateway-Mobilgerät muß für diese Aufgabe geeignet sein, denn das Gateway-Telefon muß gleichzeitig den normalen TETRA-Verkehr mit der BAsisstaion abwickeln und gleichzeitig den DMO-Verkehr mit den Mobilendgeräten aufrechterhalten können. Mit einem Gateway kann man kurzfristig die Deckung des TETRA-Netzes erweitern.

3.7  Dienste

Das TETRA-Netz bietet den Anwendern vielseitige, moderne Sprach- und Datendienste. Zu den Sprachdiensten gehören dreierlei Gespräche [4]:
Individualgespräch, normales Gespräch zwischen zwei Anrufern, entweder Half-Duplex oder Duplex
Gruppengespräch, die Anzahl der Teilnehmer ist an sich nicht eingeschränkt, die Gruppengespräche sind immer in Half-Duplex
Broadcast Call,   nur ein Teilnehmer kann sprechen, die Empfänger müssen nicht eigens antworten sondern sie hören das Gespräch sowieso.
In TETRA ist jedes Gespräch je nach Anrufer mit Skala 0-10 prioirisiert [7]. Die Gespräche mit der höchsten Priorität nennt man Notrufe. Für sie reseviert das TETRA-Netz immer Resourcen unabhängig von der Verkehrslast. Wenn alle Resourcen beim Anruf eines Notrufes reserviert sind, werden die Gerpräche mit den niedrigsten Prioritäten abgebaut, um so Platz für den Notruf zu schaffen. Gespräche mit Priorität 0-9 verursachen keinen Abbau von niederpriorisirten Gesprächen sondern die Priorisierung wirkt nur auf die Warteschlangen der Resourcen.
 

Die Datenübertragung bei TETRA bietet verschiedene Übertragungsgeschwindigkeiten und Sicherheitsebenen. Die unten stehende Tabelle zählt die Serviceebenen auf [7]:
 
 
 

Circuit mode data 7,2 / 14,4 / 21,6 / 28,8  kbit/s

Circuit mode protected data 4,8 / 9,6 / 14,4 / 19,2  kbit/s

Circuit mode heavily protected data 2,4 / 4,8 / 7,2 / 9,6  kbit/s

Connectionless packet data (TCP/IP)

Tabelle 1. Datenübertragungsdienste von TETRA.

Die maximale Geschwindigkeit beim Datentransfer beträgt 28,8 kbits/s. Diese Geschwindigkeit wird erreicht, indem man anstatt eines Verkehrkanals alle vier Verkehrskanäle des 25 kHz Bandes zusammenbündelt. Entsrpechend wird die Geschwindigkeit von 21,6 kbits/s durch die Bündelung von 3 Sprachkanälen erreicht, usw.

Außer den Sprach- und Datendiensten bietet TETRA eine Reihe von Diensten, wie es sie auch in GSM gibt. Insgesamt hat man in TETRA bisher 30 Zusatzdienste, unter denen auch einige nur für Behördennetze relevante Sonderdienste zu finden sind, wie z.B. Ambience Listening. Die Tabelle unten erwähnt einige TETRA-Zusatzdienste (RU = Radio Unit) [4]:
 
 

Ambience Listening	Dispatcher may turn on the transmitter of RU. Can be used in hijack situations to listen what is happening in the vehicle.
Discrete Listening	Authorised RU may monitor communication without being identified.
Calling Line Identification	Displays the unit ID of calling party.
Called Line Identification	Displays the unit ID of the called party.
Talking Party Identification	RU automatically identifies itself whilst in a group call.
Call Forward	Allows an RU to forward all calls to another RU.
List Search Call	Incoming call will sequence through  a user defined list until call is answered.
Include Call	Ability to include an RU in an existing call.

Tabelle 2. Beispiele von TETRA-Zusatzdiensten.

Außer den im Standard enthaltenen TETRA-Diensten wurden auch einige Anwendungen realisiert, die an sich nicht direkt mit dem TETRA-Standard zu tun haben sondern TETRA nur als Anwendungsplattform ausnützen. Eine solche Anwendung ist das Einfügen der GPS-Positionierung ins TETRA-Netz. Das System funktioniert so, daß die GPS-Postitionsdaten des Fahrzeuges automatich im TETRA-Netz an den Dispatcher übermittelt werden. So kann der Dispatcher die Bewegungen der ihm unterstellten Fahrzeuge am Schirm verfolgen und die Aufgaben so verteilen, dass jede Aufgabe vom geografisch nächstem Fahrzeug wahrgenommen werden kann.

Eine zweite vergleichbare Anwendung ist das Senden der Steckbriefbilder direkt von der Polizeiwachstube an alle an der Fahndung beteiligten Fahrzeuge. So kann man die Operationen effizienter gestalten und beschleunigen, wenn jeder nicht extra die Bilder der gesuchten Personen von der Wachstube holen muss. Entsprechend könnte die Polizei nach der Festnahme die Fingerabdrücke vor Ort nehmen und an die Wachstube zum Vergeleichen übertragen. So können unnötige Festnahmen vermieden werden.
 

4.  TETRA-Märkte

4.1  Anwender von TETRA-Systemen

TETRA ist hauptächlich für Behördenanwendungen entworfen worden. Die ersten TETRA-Benutzer waren auch die Polizei und Rettungsorganisationen von verschiedenen europäischen Ländern. Zusätzlich eignet sich TETRA auch für die Anwendung durch Grenzkontrollbehörden, Zoll und Sozialbehörden. Zumindest in Finnland hat auch das Heer Interesse für TETRA gezeigt. Obwohl TETRA kein Kommunikationsmittel für Kriesenzeiten ist, kann man es z.B. für die Kommunkation im Kasernenbereich verwenden.

Trotzdem, dass TETRA hauptsächlich nach den Bedürfnissen der Behörden entwickelt  wurde, eignet sich das System auch für Bedürfnisse von anderen professionellen Organisationen. TETRA wird neben den Behörden auch heftig für Zivilanwendungen vermarktet, hauptsächlich an große Unternehmen und Organisationen, die für ihre tägliche Routine viel Kommunikation brauchen. Solche Anwender sind typisch z.B. Bahngesellschaften, Transportunternehmen, große Industrieanlagen, Flughäfen, EVUs und Baufirmen. In England ist man auch schon daran, ein TETRA-Netz zu bauen, aus dem der Operator Kapazitäten an zivile Organisationen verkauft (siehe 4.3 TETRA-Projekte).

Es wird geschätzt, dass es auf der Welt insgesamt 5-10 Millionen TETRA-Anwender im Jahr 2010 geben wird.
 

4.2  Hersteller von TETRA-Systemen

Wie es bei offenen Standards üblich ist, gibt es auch bei TETRA mehrere Hersteller. Ein Teil konzentriert sich, wie es auch bei GSM der Fall ist, nur auf die Herstellung von Endgeräten, während z.B. Nokia das ganze TETRA-System erzeugt, von Endgeräten bis zur Infrastruktur. Die Tabelle unten zählt die TETRA-Hersteller, Stand März 1998, auf:

  MANUFACTURER                                TETRA  Products
 

Cleartone	terminals
COMDAT	terminals
Frequentis		infrastructure
Kenwood	terminals
Maxon	terminals
Motorola	terminals	infrastructure
Nokia	terminals	infrastructure
OTE	terminals	infrastructure
Rhode & Schwartz		infrastructure
Simoco	terminals	infrastructure
Tait	terminals	infrastructure

Tabelle 3. TETRA-Hersteller.

Motorola, Nokia und Simoco (mit Frequentis) sind in der Entwicklung des TETRA-Systems am weitesten fortgeschritten. Die Spitze der Entwicklung bildet Nokia, am Platz zwei folgt mit einer Verzögerung von einigen Monaten Motorola.
 

4.3  TETRA-Projekte

In vielen europäischen Ländern ist derzeit ein neues Behördennetz im Entstehen. Die Behördenprojekte in Deutschland, Dänemerk, Belgien, Holland und England sind in der Planungsphase und bei diesen Projekten hält die TETRA-Technologie eine feste Stellung als Netzlösung.

Am weitesten gediehen ist die Erneuerung des Behördennetzes in Finnland, wo der Staat und Nokia einen Vertrag über die Lieferung eines TETRA-Systems im Wert von FIM 400 Mio. abgeschlossen haben. Der Vertrag enthält nicht die Endgeräte, ihre Beschaffung wird auf der lokalen Ebene entschieden. Das Netz ist derzeit unter dem Namen VIRVE bekannt. In ganz Finnland werden für TETRA 800-1000 Basisstationen errichtet, die Inbetriebnahme des Netzes begann im Jahrt 1998, zuerst in Südostfinnland und auf den Schären von Turku (Südwestfinnland) Im vollen Ausmaß umfasst das Netz ca. 50 000 Benutzer.

In Finnland gibt es auch ein zweites funktionierendes TETRA-Netz: HelenNet von Helsinki Energia (EVU). HelenNet hat auch eine weltweite Bedeutung, indem es das erste im operativen Bertrieb befindliche TETRA-Netz weltweit war.[9]

Der bedeutendeste TETRA-Projekt in Europa ist derzeit das Dolphin-Netz, das durch den britischen Operator Dolphin Telecommunications betrieben wird. Dolphin ist nicht als Behördennetz konzipiert, sondern der Operator will Netzkapazität an Zivilorganisationen verkaufen. Jede Organisation kann sein eigenes virtuelles Netz kaufen und TETRA-Dienste ausnutzen, ohne andere zu stören. Das Dolphin-Netz wird von Nokia geliefert. Der Wert des Verkaufes beträgt etwa FIM 450 Mio. Das Netz soll noch im Jahr 1999 in Betrieb gehen.
 

5.  Zusammenfassung

Der TETRA-Standard wurde insbesondere für Behörden entworfen, aber auch für zivile Organisationen, die bei Ihrer Arbeit effiziente Kommunikationshilfsmittel benötigen. Die zukünftigen Anwender wurden also bei der TETRA-Standardisierungsarbeit eng eingebunden. Das sieht man auch im Endergebnis: TETRA bietet gerade die von den Benutzern erwünschten Eigenschaften für verschiedene Zwecke.

Weil TETRA für professionelle Anwendung, nicht für die großen Massen, geplant wurde, wird die Anwendergemeinde nie so groß sein wie z.B. bei GSM. Damit kann TETRA auch nicht ein riesiger kommerzieller Erfolg wie GSM werden. Trotzdem hat TETRA auch außerhalb von Europa für Interesse gesorgt. Ob TETRA, wie GSM, ein weltweiter Standard werden wird, wird größtenteils mit dem Erfolg der laufenden eropäischen TETRA-Projekte entschieden. Wenn TETRA als europaweite Technologie in Betrieb genommen wird, wächst die Glaubwürdigkeit des Systems gewaltig auch in den Augen der übrigen Welt.
 

6.  Abkürzungen

ACELP     Algebraic Code-Excited Linear Predictive
BSC       Base Station Controller (GSM)
DST       Dispatcher Station
DXT       Digital Exchange for TETRA
ETSI      European Telecommunications Standards Institute
GPS       Global Positioning System
GSM       Global System for Mobile Communications, Groupe Spécial Mobile
ISI       Inter-System Interface
MoU       Memorandum of Understanding
NMI       Network Management Interface
PMR       Private Mobile Radio
PMR       Professional Mobile Radio
PSS       Public Safety and Security
TDMA      Time Division Multiple Access
TBS       TETRA Base Station
TEI       Terminal Equipment Interface
TETRA     TErrestrial Trunked RAdio
VPN       Virtual Private Network

7.  Quellen