tutaj - Mind Made

Idea Zintegrowanej Łączności
Dla Służb Reagowania Kryzysowego
Tomasz Borkowski
MindMade sp. z o.o. (grupa WB Electronics)
adres [email protected]
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
świadczącej usługi dla pozostałych użytkowników.
infrastruktury
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
WYDZIELONE
POLKOMTEL-CDMA
BRAMA
WŁASNE
WiFi
WŁASNA
SŁUŻBOWA
Rysunek 1: Idea bramy telekomunikacyjnej
2.1 Przykład implementacji
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
Medium 1
Lokalne
radio
Medium 2
ZRK-3403-MM
...
Medium N
ZRK-3403-MM
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
Tabela 1: Porównanie systemów
Cecha
Nakłady
inwestycyjne
Nakłady
operacyjne
Pokrycie,
mobilność
Transfer
danych
Ochrona
inwestycji
Dywersyfikacja
zamówień
Cechy łączności
trunkingowej
Tryb DMO
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
Tak
Zarządzanie
częstot.
Szyfrowanie
Czas dostępu,
opóźnienia
Wyróżniony gospodarz i
właściciel systemu
Tak
Ustalone, niskie
Dostępność,
pojemność
Duża, zgodna z
projektem
5
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
oraz ze względu na technologie
Tak w ramach systemów
składowych jeśli ją posiadają
Tak w ramach systemów
składowych jeśli ją posiadają,
Tak pomiędzy bramami
Po stronie operatorów
Możliwe
Jak w ramach systemów
składowych, nieznacznie większe
opóźnienia w łączącej sieci
pakietowej IP
Tak, zgodna z umową z
operatorem.
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 został wygłoszony 13 października 2011 roku
na międzynarodowej konferencji
Nowoczesne Technologie w Bezpieczeństwie i Porządku Publicznym
w Wyższej Szkole Policji Szczytnie
7