TETRA数据应用技术

　

TETRA（TerrestriaI Truncked RAdio）是欧洲电信标准协会ETSI制定的数字集群移动通信标准。经过几年的发展，TETRA己被许多国家所接受，并逐渐向世界标准迈进。1999年10月19日，在阿姆斯特丹召开了第二届TETRA世界大会。大约有550多名代表参加了这次大会，60多位来自世界各国的专家发表了演讲，18家厂商展示了其系统设备、测试设备和各种配套设备。TETRA标准的开放性，赢得了全球各国的广泛关注，大量订购合同从欧洲、亚洲、远东和新西兰等地纷沓而至。澳大利亚、非洲、北美等也对TETRA发生了浓厚的兴趣。著名公司摩托罗拉、诺基亚、马可尼、赛莫柯、大吉等都按TETRA标准开发生产TETRA数字集群系统，并有了成熟的产品，而且开始在一些地区投入运行。我国数字集群的空中接口标准也基本采用了TETRA技术。由于TETRA得到了各国无线电管理机构、市场用户和制造商的支持，可以预期，TETRA将很快成为数字集群专用 移动通信的主流。

1 新一代数字集群移动通信系统

目前，已经开发生产出的典型TETRA系统完全符合欧洲电信标准协会（ETSI）制定的欧洲电信标准规范。这些系统有完整的产品系列，包括交换机、基站系统设备、车载台、手持机和网络管理系统等。已开发出的系统不仅具有普通调度功能，还具有虚拟专用网功能，移动台、车载台等都具有直通模式等特殊功能。这些系统还支持多种类型的数据传输，能实现与公用网、全球互连网，模拟集群网等的互连，在频率段上也有所扩展。

1.1 虚拟专用网

TETRA利用虚拟网的概念，可以使一个物理网络为互不相关的多个组织机构服务。也就是说，功能要求和系统概念相距甚远的多个组织机构可以共用一个网络。各个机构无须自行购置基站、交换机和传输设备，只须配置相应调度台和移动台，即可建立自己的虚拟网，并在自己的虚拟专用网中独立工作，如同在传统的专用网中工作一样。

1.2 直通工作模式

大多数公司开发的TETRA系统都实现了直通工作模式。直通工作模式指TETRA移动台可以不经过网络基础设施直接进行相互间的通信。直通工作模式定义了双监视操作、转发操作、网关操作。

双监视操作指在直通模式下工作，同时监视从基站发来的信号；转发操作指工作于直通方式，并提供转发功能；网关操作提供直通方式接口和集群方式接口，从而实现直通方式移动台和集群方式移动台之间的通信。 直通方式非常适合于在没有设置基站的地区及覆盖范围之外的地区使用，并且当系统出现故障时或系统过载以至难于快速接入时仍可进行通信。在常规专用网中，脱网工作的移动台不能与未脱网的移动台保持通信联络。而TETRA直通工作方式中，两个移动台只要其中一个移动台处于集群系统的覆盖范围之内，即可利用其双监视功能来了解有无其它移动台在呼它。

 

　

1.3 数据服务

大多数公司开发的TETRA系统都支持"TETRA短数据"及"IP数据传送"，可以提供移动数据服务。以警用为例，警方可以在值勤过程中通过TETRA网络的高速数据传输功能访问控制中心的大型数据库，可以实时访问居民户口登记情况、罪犯资料、丢失车辆号牌等；控制中心也可以通过TETRA系统将图片和视频图象传递到警车的计算机上。对于铁路移动通信而言，TETRA的数据服务也可方便地用于列车车次号、轴温等状态信息传输，也可用于列车自动定位，列车自动保护（ATP）和控制（ATC）、数据库调阅，文本信息和文件/图像传送等应用。

1.4 工作频段

一年前，TETRA系统的工作频段主要是380-400MHz，各厂家生产的产品也主要满足该频段。目前，已经有800MHz和其它频段的产品。 TETRA的主要工作频段和间隔特性如下：

·频带 380-400MHz，410-430MHz，806-825MHz，851-870MHz

·双工间隔 10MHz（400MHz），45MHz（800MHz）

·载频间隔25kHz

2 网络互连及设备互操作性

2.1 网络互连

无论是摩托罗拉的DIMETRA系统，马可尼的ELETTRA系统，Simco的TETRA系统，还是诺基亚的TETRA系统，现在都实现了与其它TETRA系统的互连，以及与ISDN、INTERNET、PABX、PSTN等的互连。而且移动台也实现了与其它数据终端的连接。为了保证网络的互连性，系统定义了各种接口。 1）移动台和手机均有数据设备接口，可连接数据终端和其它数据外围设备（如GPS接收机等）。

2）系统有PSTN、ISDN和PDN等接口，可实现与公网的连接。

3）系统有ISI接口，可实现不同厂家生产的TETRA系统之间的连接。

4）系统有PABX接口，可实现与其他专用电话网或专用移动通信网之间的连接。

5）系统还有LAN/WAN接口和管理计费等接口。

2.2 设备互操作性

1999年8月5日和10月12日，来自部分制造商（表1）的终端根据TETRA互操作性规约TIP V.1在Marconi/OTE的基础设施（SCN：5.3.1，BS：1.1.3）上进行了互操作性测试。

表1 互操作性测试环境

制造商	终端类型	软件/硬件版本号
Motorola	MTM300	R30.11.01
Nokia	TMR400	Hr01.0276
Marconi/OTE	Puma	0.12
Simoco	SRP1000	4313 327 85836

 

所测试的特性包括：注册/取消注册、组管理、组呼、迟后进入、区域选择和单呼。每项特性所测试的次数以及每个终端相应完成的次数如表2所示。其中电源开/关测试包括电源开时ITSI注册登记测试及电源关断时ITSI取消注册登记测试。

表2 互操作性测试结果

　

	测试 次数	Marconi- OTE Puma	Motorola MTM300	Nokia TMR400	Simoco SRP1000
注册：电源开/关 交换中心（SwMI）发起	2 n/a	2	2	2	2
组管理：加入 ————离开	3 1	3 1	3 n/a	3 1	3 n/a
群呼：建立 ———完全改变 ———清除 ———迟后进入 ———身份识别 ———建立排队 ———话音请求	2 1 1 1 1 1 2	2 1 1 1 1 1 1	2 1 1 1 1 1 2	2 1 1 1 1 1 1	2 1 1 1 1 1 1
区域选择：未声明区域	1	1	1	1	1
单呼（单工）：建立 ———————对调位置 ———————清除 ———————建立排队 ———————话音请求	2 1 1 1 2	2 1 1 1 1	2 1 1 1 2	2 1 1 1 1	2 1 1 1 1

 

与此同时，相同厂商的终端也在诺基亚、摩托罗拉的基础设施上进行了互操作性测试。

测试结果表明，几个公司产品的互操作性已经达到了较好的效果。各制造商的终端有良好的无线接口，可以保证业务的互通性。

3 TETRA标准的进展

TETRA自1995年颁布以来，一直都在进行不断的修订和完善，并在原有的基础上也增加了一些新的标准，如：RTS/TETRA-04046（TETRA DAWS逻辑链路控制服务）， RTS/TETRA-04047（TETRA DAWS介质访问控制服务）等。表3是TETRA标准在1999年的部分修订情况和研究工作计划。

我国在制定数字集群体制国家标准时已经确定参照TETRA空中接口技术。考虑到我国交换技术和网络管理维护技术等已有相当基础，因此，我国将定义自己的基础设施接口。对于频率分配、安全保密、编号体系等也将根据我国的国情制定相应的标准。

表3 TETRA标准1999年部分修订情况和研究工作计划

		内容	状态
ETS 300 392-（V+D）	*1	网络设计	99.4.1制定提纲，预计2000.9.1初稿完成
	3	网内互连 接口（ISI）	网络设计：99.8.3制定提纲
			ANF-ISIIC：99.9.30被ETSI接受
			ANF-ISIGC：99.12.20开始投票，预计2000.2.18结束
			ANF-ISISDS：99.4.12重新开始工作
			ANF-ISIMM：2000.1.10完成
	4	网关	PSDN，99.1.12完成
			ISDN：99.11.26开始评定，预计2000.1.2被ETSI接受
			数据网：99.6.24完成
	*6	线性站（LS）	99.4.2重新开始制定工作，预计2000.6.3初稿完成
	*7	加密	99.10.1
ETS 300 393- （PDO）	2	空中接口	1999.8.3公布了空中接口标准，更新了原有的空中接口标准
	10	空中接口SDL	1999.7公布了PDO空中接口的SDL模型
ETS 300 396- （DMO）	4	类型1路由器空中接口	处于审批阶段，预计2000.2.5将被接受
	5	网关空中接口	预计2000年元月4日完成
	*7	类型2路由器空中接口	1999.8.13开始论证，预计2000年2月15日被接受
	9	SDL模型	移动台-移动台接口	起草阶段
			直接模式的类型1路由器	起草阶段
			直接模式的网关	起草阶段

 

4 典型TETRA应用项目

1999年4月23日，ETSI投票否决TETRAPOL申请，并澄清TETRA是ETSI数字集群唯一的标准。TETRA丰富的特性、强大的功能和经济的解决方案足以满足当前和未来相当长时间内专用无线用户的需求。TETRA的成功，主要还表现在它的广泛应用。下面是1999年开始的世界各国典型的TETRA应用项目（不含正在运行的TETRA系统和正在执行的原有应用项目合同）。

1999年1月14日诺基亚和Dolphin签定了一项价值1.5亿欧元（合1亿法郎）协议。协议规定由诺基亚向法国提供整套TETRA数字专用移动通信系统，包括交换机、基站、调度台以及网络管理系统，并负责网络的安装及其它客户服务。

l999年2月3日Simoco和Dolplhin达成协议，将向Dolphin提供10000套TETRA SRM1000型移动台。

1999年4月8日荷兰与TetraNed签定协议，在荷兰建设C2000通信网。这是荷兰历史上最大的专用无线通信工程，价值折合欧元19.6千万。 C2000数字无线通信系统将为荷兰所有公共安全组织提供无线通信服务。用户包括警察、消防、紧急服务和军警。与荷兰签署协议的同时，TetraNed和Mortorola签署了一项合同，由摩托罗拉向C2000提供TETRA数字双工无线网络和字符/数字传呼系统。

1999年5月Cenbe de Telcomunicacions de la Generalitat de Catalunya和诺基亚、Omnilogic Telecomunicacions签定了一项价值1.2千万欧元的协议。该协议规定由诺基亚向西班牙提供整个TETRA专用移动通信系统，包括交换机、基站、调度台网络管理系统、终端以及用户服务。西班牙TETRA专用移动通信系统预计在6月运行，它将为西班牙Catalonia的消防提供专用通信服务。该网也将逐步用于其他紧急和安全服务。到2000年底，该网将覆盖整个Catalonia地区。

1999年6月Clearton公司和Dolphin达成协议，由Clearton向Dolphin在欧洲的TETRA电信服务提供4000台TETRA CM9000移动台。CM9000移动台功能强大，具有多方面的配置选项，完全可以适应Dolphin网络操作要求，并且支持TETRA网络所有的话音数据服务。

1999年11月诺基亚与意大利公司SITE SpA、TELI SpA 等签定了一项价值2.6千万欧元的协议。该协议规定由诺基亚向意大利供应TETRA系统，包括交换机。基站、调度设备、网络管理系统、终端及相关服务。网络建设的第一阶段有望在今年年底开始，并为意大利警察部队提供安全的专用移动通信服务。 1999年11月诺基亚与香港签定合同，为香港警方提供诺基亚TETRA专用移动通信系统。该项目包括传输网络、海上话音通信、船只自动定位等，总资金达1.8千万欧元，从2000年2月开始建设。这是诺基亚首次在中国推出TETRA数字集群通信系统。

1999年2月摩托罗拉与新加坡签定合同，为新加坡建设地铁指挥调度系统。该系统覆盖83公里地铁沿线，包括基站（2个测试基站）、用户化计算机辅助地铁调度系统， TETRA话音和数据无线通信系统。

1999年7月摩托罗拉与华沙警察签定协议，为华沙警察建设交钥匙指挥控制系统。该系统包括： 15个接警席位， 16个调度和管理席位；本地化和用户化计算机辅助调度系统；TETRA话音和数据无线通信系统；与现有公共安全数据库兼容；综合的设施安全系统包括摄象、进出控制和告警；CCTV交通监视系统：自动车辆定位和大屏幕GIS显示。

1999年11月23日摩托罗拉与它的合作伙伴Racal Translink Flour Daniel和伦敦地铁签署协议，向伦敦地铁提供无线通信服务。该PEI项目总额1.2亿英镑。摩托罗拉作为一个参与者，向该项目提供基于TETRA标准的数字集群Dimetra系统。

1999年12月Dolphin和Motorola结成战略联盟，向德国提供TETRA系统，价值40千万美金。其中，摩托罗拉负责向德国EMSR网络提供基础设施和手持台。该网络预计2000年投入使用。

据中国通信工业协会组织调查所作的保守预测，我国数字集群的潜在市场需求为移动台800-900万部，信道14-15万个，产值约500亿元。其中，数字集群共用网在10年内用户可达400万部。如按国际上专业移动用户为公众移动用户的十分之一估算，2010年我国公众移动用户将超过2亿，那么，届时专业移动用户将为2000万。

——5 TETRA发展方向

经过几年的发展， TETRA标准已经非常成熟，一批成熟的系统已投入运行，更多的TETRA系统在建设之中，功能强大的第三代TETRA移动台已经开发完成。今后，TETRA将主要沿着以下几个方向发展：

·高级无线数据业务DAWS（Digital Advanced Wireless Services）的研究开发；

·频率扩展，争取覆盖130MHz-1GHz，以适应市场的需要；

·更新和完善 TETRA SIM卡，与第三代移动通信兼容；

·进一步增强互连性；

·开发研究多模终端。

我国铁路无线通信的发展经历了漫长曲折的过程。在新的历史时期，铁路将面临新的挑战。干线铁路和高速铁路的规划和建设，急需引入新技术。由于我国数字集群专用移动通信体制国家标准已经选用了TETRA的空中接口技术，所以面向专用移动通信需求研究开发的TETRA数字集群技术无疑是我国铁路移动通信应当认真考虑和重视的一种新技术。