ترانک زمینی

TETRA ( TErrestrial Trunked RAdio )

آنچه از ارتباطات بی‌سیم حرفه‌ای به صورت متعارف یا Conventional درک می‌شود شبکه‌ای از رادیوهای دوطرفه (فرستنده - گیرنده) است که ارتباطات یک واحد را روی یک فرکانس ثابت برقرار می‌سازد. از مختصات چنین سیستمی که به عنوان نسل اول ارتباطات سیار نیز مشهور است آنالوگ بودن (و آسیب پذیری صدای آن تحت شرایط نویز و مسافت طولانی)، تک سلولی بودن (و محدودیت در گسترش و ایجاد شبکه‌های بزرگ)، فاقد قابلیتهای سوئیچینگ (برای تعامل بین شبکه‌ها و فرکانسهای مختلف) و تک سرویسی بودن (فقط ارتباط کلامی) است. این سیستمهای ساده و ارزان مطلوب واحدهای سازمانی کوچک می‌باشند، اما اگر برای سازمانهای بزرگی که مرکب از واحدهای عملیاتی متعدد و مستقل هستند و گسترش جغرافیایی زیاد (بیش از 100 کیلومتر مربع در شهر یا 3000 کیلومتر مربع در دشت) بخواهیم از این سیستم استفاده کنیم (کاری که امروز در ناجا انجام شده‌است) مشکلات و نارساییهای زیادی از جمله ضعف پوشش ارتباطی و قطع مکرر ارتباطات و دشواریهای کاربری و فنی بوجود می‌آید. برای اینگونه مصارف شبکه‌های ترانک ابداع شده‌است که نوع قدیمی‌تر آن که مربوط به دهه‌ی هشتاد میلادی است در مقیاس وسیعی در جهان در حال استفاده است و نوع دیجیتالی آن پس از سال 2000 میلادی رواج یافته و در حال گسترش است، بطوریکه کاربرانی که بتازگی قصد خرید ترانک دارند مستقیماً نوع دیجیتالی آن را برمی‌گزینند. در این نوع از ترانک ارتباطات روی بستر دیتا دایر می‌شود و لذا سرویسهای مختلف ارتباطی چندرسانه‌ای را فراهم می‌کند. این سیستم ضمن اینکه مشکلات و نارساییهای شبکه‌های بی‌سیم متعارف را جبران کرده برای توسعه‌ی سامانه‌های فناوری اطلاعات و رسانیدن آنها به واحدهای سیار در صحنه‌های عملیاتی شامل خودروها و نیروهای پیاده مناسب است.   تترا چیست؟ تترا نام یک استاندارد برای مخابرات سلولار دیجیتالی حرفه­ ای یا همان ترانک است. این استاندارد اولین استاندارد باز واقعی است که برای سیستمهای رادیویی سیار حرفه­ ای دیجیتالی وضع شده ‌است. بازار سیستمهای رادیویی سیار حرفه ­ای (PMR) به صورت سنتی از نظر فناوری، اختصاص فرکانسی و غیره در عرصه‌های مختلف توزیع شده ‌است. این سیستم شباهتهای زیادی با سیستم جهانی ارتباطات سیار عمومی (GSM) دارد. ولی تفاوتهای آن در جهت بالا بردن قابلیت اطمینان، ضرایب امنیتی، سرعت و سرویس ارتباط گروهی است که مطلوب کاربردهای عملیاتی، امدادی و اضطراری (از جمله پلیسی) است. سیستمهای رادیویی ترانک زمینی (تترا) اولین استاندارد رادیویی سیار خصوصی دیجیتال باز واقعی است. این استاندارد توسط مؤسسه‌ی استانداردهای ارتباطات راه دور اروپا (ETSI) وضع شده‌است که همه‌ی اجزای پروژه از جمله نیروهای کاربر شبکه، مدیران فنی و سازندگان تجهیزات را پوشش می‌دهد. استفاده از استانداردهای ETSI در اروپا اجباری و در خارج از اروپا مجاز است. حتی کاربران پلیس، سرویسهای امدادی، حوادث غیر مترقبه و حمل و نقل عمومی نیز به شدت در ایجاد استاندارد مشارکت داده ‌شده‌اند. در نتیجه استاندارد تترا دارای کارایی بالا برای اینگونه کاربریهاست. برای اطمینان از بوجود آمدن یک بازار باز با مشارکت تولید کنندگان گوناگون، تترا واسط­های استاندارد زیر را برای شبکه تعریف کرده ‌است: 1. واسط هوایی استاندارد که استفاده مشتری از انواع بی‌سیمها و تجهیزات پایانه‌ای عرضه شده توسط تولیدکنندگان مختلف را در یک شبکه تضمین می­ کند. 2. واسط تجهیزات ترمینالی (TEI) استاندارد که توسعه مستقل کاربردهای دیتای سیار را در شبکه برای مشتری هر وقت که اراده کند تسهیل می ­کند. 3. واسط بین سیستمی (ISI) استاندارد که همکاری و استفاده از شبکه­ های تترای ساخت تولیدکنندگان مختلف را برای تشکیل شبکه‌های بزرگتر امکان­پذیر می­ سازد. 4. استاندارد حالت کارکرد مستقیم (DMO) که ارتباط میان ترمینال­های تترا را در خارج از پوشش شبکه ممکن و تضمین می­ کند. 5. واسط ایستگاه سیمی استاندارد که امکان استفاده از کنسولهای باسیم تولید شده توسط سازندگان مختلف را در شبکه به عنوان ابزار ارتباطی قدرتمند برای مراکز پیام استقراری فراهم می‌کند.  لازم به ذکر است که واسط­های مربوط به مدیریت و سوئیچینگ در زیرساخت شبکه تترا هنوز استاندارد نشده است. این واسطهای با استاندارد مزیتهای مهم ناشی از بازار باز (غیر انحصاری) را تأمین می­ کند و سازندگان را نیز آزاد می­ گذارد تا با صرفه­ ترین راه­ حل­های خود را در تولید تجهیزات به کار گیرند. همچنین گفتنی است بسیاری از سازمان­های مهم مصرف کننده، اپراتورها و کارگزاران شبکه، سازندگان سیستم، نصب و تنظیم کنندگان، آزمایش کنندگان و تولیدکنندگان نرم افزارهای کاربردی اساسنامه تفاهم تترا را که موسوم به MoU است امضا کرده­ اند و این یک تلاش جمعی با ارزش در جهت پشتیبانی و ارتقای سریع و قاطع تترا در کشورهای عضو این جمعیت است. MoU برای حصول اطمینان از یک بازار باز وسیع تأکید زیادی بر همکاری تجهیزات تولید شده توسط سازندگان مختلف دارد. این جمعیت یک خبرنامه‌ی فصلی نیز به نام TETRA News منتشر می­ کند و یک وب سایت اطلاع رسانی نیز به آدرس www.tetramou.com‌ دارد. بنابراین تترا اولین و تنها استاندارد تأیید شده­ ی ترانک دیجیتالی در اروپا (و سایر نقاط جهان) است.   مشخصات فنی پیشرفته‌ی تترا تترا یک مجموعه از ایده‌ها و شیوه‌های فنی بسیار پیشرفته است که امکانات ارتباطی فوق­ العاده و سرویس­های یکپارچه­ ی صوت و دیتا را ارائه می­ کند و یک سطح جدیدی از کیفیت را در فناوری سیستم­های رادیویی سیار حرفه­ ای فراهم کرده ‌است. یک سیستم کاملاً دیجیتالی که کیفیت مطلوب و پایدار صوت را به همراه نرخ بسیار کم خطای بیت برای انتقال دیتا ارائه می­ کند. سرویسهای دیتای تترا از نوع سوئیچ شده­ ی مداری و نیز سوئیچ شده­ ی بسته­ ای با سطح خوبی از مقابله با خطاست. در این سیستم از شیوه‌ی TDMA یا به اختصار Time Division Multiple Access با چهار کانال کاربری که در یک حامل با فاصله کانالی KHZ 25 جا داده شده استفاده می­ شود. این به معنی بازدهی عالی طیف فرکانسی است. در ایستگاه­های تترا اگر چهار کانال کاربری جوابگو باشد تنها به یک سیستم رادیویی نیاز است که به کاهش شدید هزینه ها منجر می‌شود. تترا از همان ابتدا طوری طراحی شده که استفاده­ ی مشترک چندین سازمان را به طور مؤثر و اقتصادی از یک شبکه امکان پذیر می‌کند و در عین حال خصوصی بودن، مدیریت مستقل شبکه (بطور مجازی) و امنیت E2E را نیز برای هر سازمان بهره‌بردار بطور مستقل حفظ می­ کند. شبکه مجازی داخل شبکه­ ی تترا این امکان را فراهم می­ کند که هر سازمان به صورت مستقل کار کند اما همچنان از مزایای یک سیستم بزرگ با کارایی بالا و با استفاده بهره‌ور از منابع سود ببرد. تترا یک فناوری بسیار ایمن است که دارای رمزگذاری قوی روی صوت، دیتا، سیگنالینگ و مشخصات افراد عضو شبکه است. در این سیستم دو مکانیزم رمزگذاری به صورت زیر تعریف می­ شود: ::: رمزگذاری واسط هوایی که مسیر رادیویی میان بی‌سیم پایانه و ایستگاه رادیویی را امن می­ کند. ::: رمزگذاری پیغام بصورت E2E برای کاربردهای با حساسیت بالا که در آنها برای انتقال اطلاعات از پایانه مبدأ به پایانه دیگر از طریق سیستم نیاز به رمزگذاری سرتاسری وجود دارد.
تترا برقراری ارتباط بسیار سریعی (حداکثر 300 ms) را امکان‌پذیر می­ کند که برای سرویس­های امنیت عمومی و شرایط اضطراری از اهمیت حیاتی برخوردار است. به طور طبیعی تترا هم ارتباطات یک طرفه را برای ارتباطات گروهی بهینه و هم ارتباطات دوطرفه را برای تماس­های تلفنی شخص به شخص پشتیبانی می­ کند. ویژگی­های پیشرفته­ ی ارتباط گروهی و اعلام تماس که در تترا موجود هستند نیازهای بسیار حیاتی کاربران عملیاتی را برآورده می­ کنند. الگوهای اولویت‌بندی چند تماس در این سیستم اختصاص مؤثر منابع را به ارتباطات فوری شبکه تضمین می­ کند. بی‌سیمهای تترا بدون نیاز به زیرساخت شبکه دارای امکان ارتباطی مستقیم با همدیگر هستند. همچنین در اینگونه از کاربرد به منظور گسترش پوشش بی‌سیمهای سیار و دستی تکرارکننده­ ها و درگاه­هایی تعریف شده­‌ است که مثلاً ارتباط افراد خارج از پوشش شبکه را به شبکه از طریق واسطه میسر می‌سازد. کلاس­های تعریف شده­ ی توان برای تجهیزات رادیویی تترا عبارتند از W25، W10، W3 و W1. سیستم رادیویی تترا می ­تواند به طور خودکار توان خروجی را بر اساس قدرت میدان مورد نیاز تنظیم کند. اتصال انواع مختلف شبکه­ ها به صورت روز افزون از اهمیت بیشتری برخوردار می­ شود. این امر در توسعه­ ی فناوری تترا مورد توجه قرار گرفته است. شبکه­ های تترا دامنه­ ی وسیعی از اتصالات به شبکه­ های دیگر را تسهیل می­ کنند. یک شبکه­ ی تترا می­ تواند به عنوان مثال به شبکه­ های تلفن خصوصی و عمومی، انواع مختلف شبکه­ های دیتا (LAN/WAN) و سیستم­های بزرگ فرماندهی و کنترل متصل شود. دسترسی به انواع این شبکه­ ها حتی از طریق یک ترمینال سیار تترا ممکن است. این اتصالات به همراه عرض باندی که همیشه در دسترس است، تترا را به صورت یک زیرساخت عالی برای توسعه­ ی کاربردهای دیتا برای واحدهای سیار تبدیل می­ کند.   فرکانسهای کار تترا فناوری تترا مستقل از فرکانس است. در اروپا MHz 20 از فرکانس­های رادیویی را به سرویس‌های اضطراری و ایمنی عمومی اختصاص داده‌اند. این باند فرکانسی جدید در میان MHZ 400-380 قرار دارد. کشورها معمولاً دو مجموعه­ ی پنج مگاهرتزی در این باند 20 مگاهرتزی را به شبکه­ های ایمنی عمومی تترا اختصاص می‌دهند. همچنین کشورهای اروپایی شروع به اختصاص فرکانس­هایی به تترای تجاری نموده­ اند. طرح­های مختلفی برای به کار بردن شبکه­ های تجاری تترا با شروع در باند MHz 430-410 وجود دارد. انگلیس تاکنون دو مجوز برای به کار بردن شبکه­ های تجاری تترا در این باند را صادر کرده است. سایر فرکانس­ها برای کاربردهای تجاری تترا در اروپا معمولاً در باندهای زیر قرار دارد: :::   MHz 470-460 / 460-450 :::   MHz 921-915 / 876-870   تترا تأمین کننده ی مناسب نیازهای پلیس قطعنامه­ ی شماره شش کمیته­ ی فنی ETSI در مورد تطبیق استاندارد تترا با نیازهای تعریف شده در پیش­ نویس شبکه­ های ارتباطی رادیویی دیجیتالی برای سازمان­های امنیتی و نیازهای تاکتیکی و عملیاتی (سند گروه ارتباطات راه دور شینگن) انجام داده است. یعنی استاندارد تترا این نیازهای سخت­گیرانه را برآورده می­ کند. همچنین مقامات کشورهای اروپایی مقایسه­ های خاص خود را در مورد امکانات موجود این فناوری انجام داده­ اند و پاسخ همیشه این بوده است که فناوری تترا برای نیازهای پلیس اروپا مناسب­ترین است. به علاوه تترا تنها استاندارد ترانک دیجیتال است که توسط ETSI تأیید و پیشنهاد می­ شود. ظهور استاندارهای رقیب نیز نامحتمل به نظر می­ رسد زیرا سابقه ندارد ETSI استانداردهای مختلف با کاربرد یکسان را تأیید کند. به هر حال اطلاعات بیشتر در مورد استاندارد تترا را می­ توانید در مستندات مربوط به مؤسسه‌ی ETSI و جمعیت MoU بیابید.