system manual volume 1, part 1, introduction to radio systems v1.00_fr
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Manuel système IVolume 1 Partie 1
Manuel systèmePartie 1 : Introduction aux systèmes radio
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Edition 1.00, juin 2009
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Manuel système Table des matières Page 1 de 1Volume 1 Partie1
Table des matières
1. Introduction aux systèmes radio ....................................................................... 2
1.1 Les systèmes radio ............................................................................................ 3
1.1.1 Configurations de système................................................................................ 3
1.1.2 Accès multicanal............................................................................................... 6
1.1.2.2 Accès multiple à répartition dans le temps ....................................................... 7
1.1.2.3 Accès multiple par répartition du code............................................................. 8
1.2 Systèmes radio à ressources partagées.............................................................. 9
1.2.1 Principes du partage des ressources................................................................ 10
1.2.2 Avantages du partage des ressources.............................................................. 11
1.2.3 Systèmes analogiques et numériques.............................................................. 13
1.3 TETRA............................................................................................................ 15
1.3.1 Normes TETRA.............................................................................................. 16
1.3.2 L'interopérabilité et l'Association TETRA ..................................................... 18
1.3.3 Application TETRA........................................................................................ 19
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Manuel système Figures Page 1 de 1Volume 1 Partie 1
Liste des figures
Figure 1 - Système basique ........................................................................................................4
Figure 2 - Configuration multisite / multicanal.........................................................................6
Figure 3 - FDMA .......................................................................................................................7
Figure 4 - TDMA .......................................................................................................................8
Figure 5 - CDMA .......................................................................................................................9
Figure 6 - Système de partage des ressources.........................................................................10
Figure 7 - Système de radiocommunication ............................................................................13
Figure 8 - Configuration de réseau TETRA ............................................................................16
Figure 9 - Interfaces standards TRA .......................................................................................17
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Manuel système Volume 1 Partie 1
Manuel système 2Volume 1 Partie 1
1. Introduction aux systèmes radio
Des communications efficaces sont essentielles pour la façon dont les individus,
les sociétés commerciales et autres organisations fonctionnent dans notre monde
actuel. Pendant toute l'histoire moderne, les développements technologiques ontintroduit de nouvelles façons de transférer l'information entre les individus et les
groupes. Au vingt-et-unième siècle, les systèmes de communication adoptent de
nombreuses formes telles que les téléphones filaires, les satellites, les systèmes
optiques et les réseaux sans fil qui utilisent des radiofréquences (RF) spécifiques
pour transmettre des données et des informations vocales. Les principaux
avantages de la radiocommunication par rapport à d'autres systèmes sont son
aptitude à établir rapidement des communications fiables sur des grandes
distances avec un nombre quasiment illimité d'utilisateurs qui peuvent être
statiques, mobiles comme des véhicules se déplaçant à grande vitesse, situés sous
terre ou à l'intérieur de bâtiments.
Les systèmes radio qui permettent des communications entre des utilisateurs fixes
et mobiles remontent aux premiers jours des expériences de Marconi avec une
communication navire-terre dans les années 1890. Des avancées technologiques
et l'utilisation accrue du spectre électromagnétique ont entraîné le développement
de fréquences de plus en plus élevées où l'augmentation de la largeur de bande
disponible permet des applications plus complexes. La toute dernière génération
des systèmes de Radiotéléphonie Privée (PMR) offre désormais une série deservices destinés à répondre aux demandes des utilisateurs pour assurer des
communications vocales et de données revêtant un caractère vital. De nouvelles
techniques de modulation, les méthodes de partage des ressources, la
standardisation, la migration vers des fréquences plus élevées et les techniques
numériques associées à l'utilisation accrue du Protocole Internet (IP) exerceront
toutes un impact sur le développement futur des communications mobiles tandis
que la demande de services continue à croître de façon exponentielle.
Tandis que la PMR se concentre davantage sur des besoins de communication à
caractère vital, les services d'urgence et de sécurité publique et les secteurs des
forces armées sont des consommateurs évidents, ainsi que les services publics. Il
existe cependant également une forte demande visant les réseaux PMR de toute
dernière génération en provenance de secteurs tels que les collectivités locales, le
transport, le pétrole et le gaz.
Alors que la demande de services PMR augmente, les systèmes classiques
commencent à montrer leurs limites. Les systèmes à ressources partagées sont
désormais la norme dans la plupart des pays, et on se tourne de plus en pus vers
des solutions numériques pour permettre encore d'autres améliorations en matière
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Manuel système Volume 1 Partie 1
Manuel système 3Volume 1 Partie 1
de rendement du spectre, de qualité de service et pour supporter des applications
nouvelles.
1.1 Les systèmes radio
Les systèmes radio mobiles assurent la communication entre des utilisateurs àl'intérieur d'une zone de couverture géographique donnée. Il existe deux types
principaux de système :
• Radiotéléphonie privée ou Radiotéléphonie professionnelle - également
connue sous le nom de Radiotéléphonie terrestre.
Il s'agit généralement de systèmes de communications mobiles qui sont de
caractère privé et contrôlés par des services publics et d'autres
organisations professionnelles. Ces entités exigent généralement des
fonctionnalités très spécifiques telles qu'une sécurité accrue, des appels degroupe et de diffusion ainsi qu'un contrôle plus étendu de l'accès aux
communications et des coûts d'exploitation que cela n'est proposé par les
réseaux cellulaires publics.
• Radiotéléphonie à accès public (PAMR) - également connue sous le nom
de Radiotéléphonie spécialisée et de Radiotéléphonie commerciale à
ressources partagées
Le terme vise des offres de service de type PMR et des fonctionnalités
associées basées sur des réseaux radio à ressources partagées conçus et
opérés par des sociétés commerciales offrant de la capacité à des groupes
d'utilisateurs professionnels.
Les réseaux PMR ont traditionnellement fourni des services à une large gamme
de groupes d'utilisateurs professionnels ayant des besoins très spécifiques, ce qui
dans une certaine mesure les a mis à l'abri de la compétition directe de réseaux
publics. La croissance des systèmes cellulaires numériques a posé un défi bien
plus important aux opérateurs PAMR analogiques et numériques qui doivent se
confronter aux opérateurs cellulaires globaux bien plus puissants en offrant lesservices spécialisés conçus sur mesure pour des segments cibles spécifiques.
1.1.1 Configurations de système
Un système classique de base comprend les terminaux mobiles (portable ou
mobile installé par exemple dans un véhicule) et une station de base centrale qui
connecte le signal via la radio. La zone opérationnelle ou zone de couverture
effective est régie par un grand nombre de facteurs, comprenant la puissance
d'émission de la station de base, la hauteur et la configuration d'antenne, la
sensibilité du récepteur, le terrain, la densité des échos parasites (bâtiments, etc.)et la fréquence de fonctionnement.
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Manuel système 4Volume 1 Partie 1
Dans sa forme la plus simple, on utilise un canal monofréquence pour assurer des
communications par voies conjuguées (two way simplex communications) entre
le dispatcher et les terminaux mobiles. Les utilisateurs émettent et reçoivent
uniquement sur ce canal sur une base "premier arrivé, premier servi". Chacun des
utilisateurs et le dispatcher entendent les appels des autres de sorte que l'accès au
canal exige une procédure radio efficace et de la discipline.
La configuration est montrée sur la Figure 1.
Base Station
Network Manager
Radio User Radio User
Radio User
Radio Access System
Line Dispatch Station
Switching and
Management
Infrastructure Operation andMaintenance Centre
f 1 f 1
f 1
Figure 1 - Système basique
L'architecture d'un système de basique peut être vue sous la forme suivante :
• Utilisateurs radio
Les utilisateurs radio peuvent se déplacer à l'intérieur de la zone de
couverture radio fournie par le système. L'accès au réseau s'effectue à
l'aide de stations mobiles à la fois portables et montées dans des véhicules.
• Centre d'exploitation et de maintenance
Le dispatcher et le gestionnaire de réseau supervisent et commandent les
communications à l'intérieur du réseau ainsi que les performances du
réseau.
Le dispatcher est un utilisateur fixe ayant accès à des fonctions de système
avancées qui lui permet de communiquer efficacement avec des utilisateurs
radio et de gérer la flotte de mobiles. L'accès au réseau est réalisé via une
station de répartition de lignes.
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Manuel système 5Volume 1 Partie 1
Le gestionnaire de réseau est un utilisateur fixe chargé de gérer et
d'entretenir le système. L'accès à l'infrastructure de commutation et de
gestion ainsi qu'au système d'accès radio est assuré via une station de
gestion de réseau.
• Infrastructure de commutation et de gestion
(limitée en cas d'utilisation d'une station de base unique)
Fournissant l'acheminement vers le système d'accès radio et des passerelles
vers des systèmes externes.
• Système d'accès radio
Le système d'accès radio fournit l'interface air qui permet aux utilisateurs
radio d'accéder au système. La couverture radio est assurée par un ou
plusieurs systèmes de stations de base dans une zone géographique
spécifique. Les systèmes de stations de base et les sous-systèmes
d'antennes forment le système d'accès radio du réseau.
Un avantage majeur d'un système radio classique consiste en ce que des
utilisateurs équipés de radios provenant de différents fabricants peuvent
communiquer entre eux sous réserve que celles-ci soient programmées sur la
même fréquence. Cette technologie est bien établie, et les coûts d'équipement et
d'exploitation peuvent être faibles. Parmi les inconvénients, citons les délais
d'accessibilité quand un canal est utilisé par d'autres utilisateurs, et des soucis enmatière de sécurité dus au fait que des personnes non autorisées peuvent
facilement "écouter clandestinement" des communications potentiellement
sensibles dans la mesure où on ne dispose généralement pas de cryptage.
Quand seul un petit nombre de mobiles sont présents dans une zone limitée
desservie par une station de base unique, une fréquence commune partagée par
tous les utilisateurs pourrait être suffisante ; cependant, les limitations d'un tel
système le rendent impraticable pour un système de communication efficace.
Pour assurer la couverture sur une zone plus large, il faut recourir à plusieurs sitesde stations de base, ce qui implique la nécessité d'un système de commutation et
de gestion. Pour accroître la capacité du réseau, il faut utiliser plusieurs canaux,
ce qui rend nécessaire l'emploi d'une technique appropriée d'accès aux canaux.
Une configuration multicanal / multisite de base est montrée sur la Figure 2
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Manuel système 6Volume 1 Partie 1
Network Manager
Mobile Control Centre
Mobile Switching Centre
f 1 or ts1
f 2 or ts2
f 3 or ts3 f 1 or ts1
f 2 or ts2
f 3 or ts3
Public Network
Figure 2 - Configuration multisite / multicanal
1.1.2 Accès multicanal
Diverses techniques d'accès sont utilisées pour permettre à des utilisateurs
multiples d'accéder aux canaux de communication disponibles. Les trois
principales techniques d'accès utilisées pour partager la largeur de bande dans les
systèmes de communications mobiles sont :
• Accès multiple par répartition en fréquence (FDMA)
• Accès multiple à répartition dans le temps (TDMA)
• Accès multiple par répartition du code (CDMA)
Les deux techniques les plus communément utilisées actuellement dans les
solutions de radiotéléphonie numérique sont le FDMA et le TDMA. Alors que le
FDMA a été la méthode d'accès de choix pour les réseaux PMR, le TDMA
devient actuellement le plus répandu sur un marché de plus en plus numérique, et
il peut permettre une utilisation plus efficace d'un spectre de fréquences limité.Bien que largement adapté pour les services cellulaires 3G, le CDMA n'est pas
considéré comme une option pratique pour le PMR.
1.1.2.1 Accès multiple par répartition en fréquence
Dans le FDMA, les canaux sont segmentés dans le domaine fréquentiel comme le
montre la figure 3, la fréquence de chaque canal demeurant constante. Les
largeurs de bande sont généralement étroites parce que chaque canal ne supporte
qu'un circuit par porteuse. L'espacement des canaux le plus commun est de 12,5
kHz, et il n'est pas possible de partager un canal FDMA avec d'autres canaux oud'accepter des signaux à largeur de bande variable.
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Manuel système Volume 1 Partie 1
Manuel système 7Volume 1 Partie 1
Figure 3 - FDMA
Le FDMA est utilisé à la fois pour le protocole MPT 1327 analogique et pour lessystèmes APCO Project 25 Phase I. Il présente un léger avantage de portée sur
l'autre méthode d'accès courante, le TDMA, et il est probablement plus rentable
pour la construction de réseaux PMR classiques de faible capacité. Cependant,
cette méthode limite généralement la portée globale des services disponibles pour
l'utilisateur, et ses résultats ne sont pas excellents pour des réseaux de grande
capacité de taille moyenne à grande, ce qui explique principalement la préférence
donnée aux solutions TDMA.
Les communications simultanées voix et données utilisant la même unité portableet porteuse ne sont pas disponibles dans les systèmes FDMA, lesquels ont
également tendance à exiger des terminaux plus grands pour supporter des
communications en duplex intégral en raison de la nécessité d'un duplexeur et
d'une filtrage RF entre l'émetteur et le récepteur.
1.1.2.2 Accès multiple à répartition dans le temps
Dans le TDMA, les canaux sont segmentés dans le domaine temporel. Un ou
plusieurs intervalles de temps qui sont répétés une fois par trame sont affectés à
chaque utilisateur dans une cellule. Bien que des cellules différentes utilisent descanaux fréquentiels différents comme dans le FDMA, avec le TDMA chaque
canal de fréquence peut supporter plusieurs utilisateurs (la Figure 4 donne un
exemple de deux utilisateurs sur le même canal de fréquence). Par exemple, la
technologie TETRA est basée sur des porteuses de 25 kHz à 4 intervalles de
temps de temps. Les utilisateurs de hauts débits de données peuvent se voir
affecter plus d'un intervalle de temps pour produire un débit plus rapide, mais
cela limite le nombre d'utilisateurs. Le TDMA peut améliorer la capacité du
système typiquement d'un facteur de 3 à 6 par rapport au FDMA. TETRA permet
également des données par paquets à intervalles multiples où il est possible
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Manuel système 8Volume 1 Partie 1
d'affecter jusqu'à 4 intervalles de temps à une seule session de données par
paquets, ce qui augmente davantage le débit disponible.
Figure 4 - TDMA
Alors que GSM est la technologie à base TDMA la plus connue, plusieurs
technologies de radiotéléphonie numérique emploient également cette technique
d'accès, y compris TETRA et APCO Project 25 Phase II.
Le TDMA est désormais une technologie banale, bien étudiée, qui bénéficie d'un
avantage de capacité par rapport au FDMA en particulier dans les
environnements à haute densité. Avec le TDMA, il est possible de fournir
simultanément des communications de la voix et de données dans la mesure où il
est possible d'affecter un intervalle de temps à la voix tandis que les données sont
transmises simultanément sur un autre intervalle de temps.
1.1.2.3 Accès multiple par répartition du code
Dans le CDMA, les canaux sont segmentés à la fois dans le domaine temporel et
dans le domaine fréquentiel. Tous les utilisateurs dans une zone de couverture
données émettent dans la même bande de fréquences en même temps ; chaque
utilisateur reçoit un "code" distinct de sorte qu'un récepteur capte toute l'énergie
en provenance d'un utilisateur particulier et seulement une petite fraction en
provenance de tous les autres utilisateurs à l'intérieur d'une cellule particulière
(voir Figure 5).
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Manuel système 9Volume 1 Partie 1
Figure 5 - CDMA
Chaque canal CDMA utilise la totalité de la largeur de bande tout le temps, ce qui
rend cette technologie plus efficace que le FDMA et le TDMA pour des grands
systèmes ayant des exigences de capacité élevées. Le CDMA utilise les
techniques FDMA pour gérer les canaux de sorte que des sous-groupes peuvent
être servis par des canaux uniques, et des systèmes TDMA/CDMA hybrides
peuvent être utilisés, dans lesquels chaque utilisateur se voit affecter un "code" et
un intervalle de temps spécifique.
Le CDMA a été choisi comme la technologie centrale pour tous les réseaux 3G en
raison de sa flexibilité dans l'affection de la largeur de bande et de ses avantages
en matière de flexibilité comparé à d'autres méthodes d'accès telles que le FDMA
et le TDMA. En théorie, les prestataires de services pourraient utiliser cette
capacité supplémentaire pour proposer des services PMR/PAMR. Cependant, la
technologie CDMA convient généralement au mieux pour des applications de
marché grand public qui ne sont normalement pas associées à l'industrie PMR. La
flexibilité de l'attribution d'une largeur de bande plus importante ne s'applique
qu'aux petites cellules, ce qui n'est pas économique pour les services PMR/PAMR
du fait du nombre limité de terminaux pris en charge.
1.2 Systèmes radio à ressources partagées
Dans la plupart des systèmes, on affecte les canaux aux utilisateurs en fonction
des besoins plutôt que de donner à chaque utilisateur un canal dédié qui est
réservé à cet utilisateur tout le temps. C'est ce qu'on appelle le partage des
ressources, et cela permet à un grand nombres d'utilisateurs d'être supportés avec
un nombre limité de canaux disponibles, et avec une faible probabilité qu'un
appel donné soit bloqué parce que tous lescanaux sont occupés.
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Manuel système 10Volume 1 Partie 1
1.2.1 Principes du partage des ressources
Les systèmes PMR classiques comportent plusieurs limitations en matière
d'exploitation qui affectent leur efficacité pour de nombreux utilisateurs. Cela
comprend l'utilisation inefficace des canaux radio dont certains pourraient être
constamment occupés tandis que d'autres seraient vides de trafic ; la nécessité de
commuter les canaux manuellement, une absence quasi totale de confidentialité et
des niveaux élevés d'interférence et de bruit lors de la transmission via des canaux
vocaux. Les techniques de partage des ressources ont été développées pour
s'affranchir de telles limitations et augmenter l'efficacité et le rendement des
systèmes PMR modernes en réponse à l'augmentation de la charge du trafic. Le
principe du partage des ressources consiste à fournir un circuit de plusieurs
canaux à un grand nombre d'utilisateurs différents tout comme un abonné au
téléphone obtient une ligne libre en provenance d'un groupe de lignesinterurbaines disponibles entre des centraux téléphoniques publics.
Figure 6 - Système de partage des ressources
Dans un système radio à ressources partagées, le contrôleur du système à
ressources partagées attribue un canal libre pour une connexion particulière juste
pendant la période de temps requise. Le canal est sélectionné automatiquement et
la totalité des unités radio sont commandées et commutées vers ce canal par le
contrôleur du système à ressources partagées. A la fin de l'appel, le canal utilisé
est commuté en retour vers le circuit commun de canaux et peut être utilisé pour
la connexion suivante.
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Manuel système Volume 1 Partie 1
Manuel système 11Volume 1 Partie 1
Dans le partage des ressources, on trouve deux types de canaux fondamentaux :
• Canal de trafic (ou canal de travail)
Un canal sur lequel le trafic vocal ou de données est traité.
• Canal de commande
Un canal sur lequel toutes les unités radio sont commandées (lors du
lancement et de la réception d'appels).
Le canal de commande est spécifique aux systèmes à ressources partagées
et il assure la flexibilité qui permet de mettre en oeuvre une large gamme
de nouvaux types de services tels que la messagerie, les services de
données courtes et la mise en file d'attente des appels.
On distingue trois méthodes différentes de partage des ressources selon la façon
dont les canaux sont attribués et retenus pour permettre la réalisation des
communications :
• Partage des ressources pour les messages
Un canal de trafic est attribué en permanence pendant la durée complète de
l'appel. L'attribution du canal est supprimée une fois que l'appel est
terminé.
• Partage des ressources pour les transmissions
Un canal de trafic est attribué à chaque fois qu'un membre participant à
l'appel émet. L'attribution du canal est supprimée dès la fin de la
transmission
• Quasi partage des ressources pour les transmissions
Un canal de trafic est attribué à chaque fois qu'un participant à l'appel
émet. Quand la transmission est terminée, un compteur de temps de
suspension démarre. Il est mis fin à l'attribution de ce canal quand le temps
de suspension (également appelé temps d'inactivité ou temps de fin)expire. Si un participant au même appel émet à l'intérieur de ce temps de
suspension, le même canal de trafic est utilisé.
1.2.2 Avantages du partage des ressources
Les techniques de partage des ressources ont été développées pour surmonter un
certain ombre de limitations d'exploitation observées dans le cas de systèmes
radio classiques. Depuis l'introduction des systèmes à ressources partagées et le
développement continu de solutions de partage des ressources plus avancées, on a
découvert encore d'autres avantages du partage des ressources. Voici une liste de
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Manuel système Volume 1 Partie 1
Manuel système 12Volume 1 Partie 1
certaines des principales raisons de choisir un réseau radio à partage des
ressources :
• Utilisation efficace du spectre de fréquences disponible
Dans un système à ressources partagées, on peut accepter bien plusd'utilisateurs par canal que dans un canal unique. Un canal libre n'est
attribué à l'abonné que lors d'une demande d'appel. En général, les
avantages augmentent avec la croissance de la taille du système à
ressources partagées.
• Qualité de service élevée
Etant donné que la qualité de service est une mesure de la qualité de
l'acheminement du trafic, un système à ressources partagées avec un site et
10 canaux peut accepter environ 50% de trafic en plus par canal qu'unsystème classique comparable.
• Convivialité
Le fonctionnement est simple du point de vue de l'utilisateur étant donné
que l'appui sur le bouton d'appel lance la connexion avec la partie appelée,
le contrôleur du système à ressources partagées commande
automatiquement l'attribution de canaux et l'appel est pris en charge dès
qu'un canal est disponible.
• Fiabilité
La perte de courte durée d'un canal pour cause d'interférences ou pour
d'autres raisons entraîne seulement une réduction de la capacité de
communication plutôt qu'une perte de communication.
• Confidentialité
On bénéficie d'un degré de confidentialité dans la mesure où les tiers dans
le réseau n'entendent pas accidentellement des conversions entre des
utilisateurs ou des groupes.
• Qualité de parole élevée
Le partage des ressources offre une grande clarté de la parole. Les gênes
provoquées par des interruptions ont été notablement réduites.
• Large gamme de services utilisateurs
Les types d'appel vont des appels prioritaires, des téléréunions, de la
transmission de messages d'état jusqu'à la connexion avec des abonnées
des réseaux téléphoniques publics.
• Zones de couverture d'exploitation étendues pour l'utilisateur
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Manuel système Volume 1 Partie 1
Manuel système 13Volume 1 Partie 1
Des configurations plus grandes peuvent être obtenues par l'extension de la
zone de couverture permettant à un nombre presque illimité d'abonnés de
communiquer. Le partage des ressources le permet grâce à la localisation
automatique, tout comme il permet éventuellement des services de
transfert intercellulaire qui ne sont pas disponibles dans les réseauxclassiques. La zone de couverture pour la radiotéléphonie à ressources
partagées peut aller du niveau local au niveau national. Aucune
intervention de l'utilisateur n'est nécessaire pour passer d'une cellule radio
à une autre.
• Facilité de prise en charge de nouveaux utilisateurs
Il est plus simple de prendre en charge de nouveaux utilisateurs dans un
système à ressources partagées que dans l'un des multiples sites
monocanaux dont tous peuvent être quasiment pleins. Dans un système à
ressources partagées, il est possible de mettre des canaux supplémentaires
à la disposition de tous les utilisateurs sans qu'il soit nécessaire de modifier
l'équipement portable ou mobile existant.
• Réduction de la charge de travail administratif
Le nombre de licences requises peut être réduit de façon tout à fait
spectaculaire si elles concernent le réseau au lieu des utilisateurs
individuels. Cela réduit le travail administratif de l'organisme de
réglementation et simplifie la planification des fréquences et l'attribution
des canaux.
1.2.3 Systèmes analogiques et numériques
On peut distinguer les systèmes en fonction du type de signal présenté au
modulateur. Un système analogique est conçu pour transmettre des signaux
analogiques et il peut utiliser une modulation analogique ou numérique, tandis
qu'un système numérique est conçu pour transmettre des signaux numériques et
utilise la modulation numérique. Un système analogique peut transmettre des
signaux de données numériques en utilisant un modem.
La Figure 7 présente un système typique.
Figure 7 - Système de radiocommunication
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Manuel système Volume 1 Partie 1
Manuel système 14Volume 1 Partie 1
Les systèmes PMR/PAMR étaient majoritairement analogiques jusqu'à l'intérêt
suscité par de nouvelles normes numériques telles que TETRA et ACPO25 au
cours de ces dernières années. De la même façon que les utilisateurs ont délaissé
la radiotéléphonie classique au profit des réseaux à ressources partagées, le désir
d'une sécurité accrue, d'une capacité supplémentaire et d'un potentiel de donnéesamélioré conduit à l'adoption des systèmes numériques. Les systèmes analogiques
sont soit incapables de fournir un pourcentage significatif des services requis
désormais par les utilisateurs, soit ils ne peuvent pas les fournir d'une façon
efficace et rentable.
Les systèmes analogique permettent une transmission très efficace de la parole,
mais ils n'ont pas été en mesure d'acheminer efficacement les données ni
d'évoluer vers des systèmes multisites plus grands. La transmission des données
est faible à 1,2 kbps, et elle peut aller jusqu'à utiliser une large portion desressources du réseau existant et interférer avec des communications vocales.
Les signaux numériques peuvent être transmis avec le même format
indépendamment de la source de la communication. Cela permet d'utiliser le
même canal pour transmettre la voix, les données et la vidéo. La majeure partie
des informations sont désormais stockées en format numérique, et la plupart des
dispositifs de communication sont maintenant fondamentalement des dispositifs
numériques.
Les normes PMR/PAMR numériques usuelles avec des bases d'utilisateurs finauximportantes et en augmentation sont : iDEN, TETRA, APCO 25 et OpenSky. Le
développement de ces normes a été motivé par le besoin d'offrir aux clients une
gamme de services plus large que celle disponible auparavant avec des solutions
analogiques.
Par rapport au PMR/PAMR analogique, les solutions numériques offrent un
nombre d'avantages importants, comprenant :
• Rendement du spectre accru pour des systèmes plus grands.
• La capacité accrue permet à de multiples utilisateurs de partager un réseau
unique.
• Confidentialité des messages vocaux due au fait que les transmissions
vocales sont envoyées sous forme numérique, ce qui facilite le cryptage.
• Qualité vocale supérieure dans une zone de couverture spécifiée grâce à la
correction sans voie de retour FEC ("Forward Error Correction") intégrée
sans dégradation perceptible due au cryptage.
• Applications et services de données améliorés, y compris voix-donnéesintégrées.
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Manuel système Volume 1 Partie 1
Manuel système 15Volume 1 Partie 1
• Fonctions de signalisation améliorées.
Alors qu'il a fallu un certain temps pour que les utilisateurs finaux adoptent
largement les solutions numériques, nombre de questions liées aux coûts et aux
risques ont été résolues lorsque les économies d'échelle et le succès des
utilisations ont démontré la valeur de cette technologie et du modèle économique.
La plupart des problèmes initiaux ont disparu, en particulier grâce à l'amélioration
de la planification des RF ; il persiste toutefois quelques interrogations
concernant la disponibilité des fréquences dans certaines régions et la
rétrocompatibilité avec des système TDMA existants. Comme c'est généralement
le cas, aucune solution unique n'est jamais adéquate pour toutes les applications,
de sorte que certains systèmes analogiques et certaines solutions interprotocoles
demeureront nécessaires.
1.3 TETRA
TETRA est la norme régissant les systèmes radio à ressources partagées qui a été
développée par l'ETSI (European Telecommunications Standards Institute). Elle a
été conçue pour répondre à la demande de services de communication plus
efficaces et plus souples émanant d'utilisateurs de radiotéléphonie tant à accès
privé qu'à accès public. Elle vise également à pouvoir apporter une réponse aux
nombreux problèmes techniques et commerciaux liés au développement des
systèmes de radiotéléphonie au cours du 21ème siècle. Elle constitue le noyau
technologique de TetraNode.
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Manuel système Volume 1 Partie 1
Manuel système 16Volume 1 Partie 1
Figure 8 - Configuration de réseau TETRA
L'architecture d'un système TETRA peut être vue de la façon suivante :
• Infrastructure de commutation et de gestion
Elle assure l'acheminement vers le système d'accès radio et facilite la
gestion du réseau.
• Passerelle
Elle permet d'effectuer des appels et de transférer des données vers et
depuis un réseau externe tel qu'un système de téléphone public.
• Station mobile
Terminaux mobiles, aussi bien portables que dispositifs embarqués dans
des véhicules.
• Fonctionnement en mode direct
Mode de fonctionnement dans lequel des terminaux mobiles se connectent
directement entre eux sans faire appel à l'infrastructure. Le terminal mobile
fonctionnant en mode direct est parfois appelé station mobile-mode direct.
• Station de répartition de lignes
Elle comprend l'unité de terminaison de ligne et l'équipement de terminal
associé, il s'agit typiquement du dispatcher ou de la console de salle de
commande.
1.3.1 Normes TETRA
TETRA a été conçue par l'ETSI (European Telecommunications Standards
Institute) comme une norme multisource de sécurité publique, ce qui ladifférencie de normes telles que la norme GSM, avec un fort accent mis sur les
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Manuel système Volume 1 Partie 1
Manuel système 17Volume 1 Partie 1
fonctionnalités PMR classiques telles que des temps d'établissement des appels
rapides et des fonctions d'appels de groupe efficaces. La méthode d'accès TDMA
adoptée utilise 4 canaux utilisateurs sur une porteuse radio et un intervalle de 25
kHz entre les porteuses, ce qui la rend par nature plus efficace que ses
prédécesseurs quant à la façon dont elle utilise le spectre de fréquence assigné.Voix et données sont transmises à environ 7,2 kbits par seconde pour un canal
unique.
Initialement développée pour une utilisation dans la bande 380-430 MHz,
TETRA a également été étendue à la bande 320-360, 450-470 et 800 MHz, avec
des centaines de réseaux actuellement en opération ou en cours de déploiement.
La capacité de partage des ressources de TETRA réalise un regroupement de tous
les canaux radio qui sont ensuite attribués à la demande à des utilisateurs
individuels, tant dans le mode voix que dans le mode données.
Les normes TETRA définissent un certain nombre d'interfaces essentielles qui
permettent à un grand nombre de fournisseurs d'infrastructure centrale et de
fabricants de terminaux de développer des produits offrant un éventail de choix
aux utilisateurs.
Figure 9 - Interfaces standards TRA
Les interfaces essentielles définies par la norme sont :
• Interface air
Elle assure l'interopérabilité de l'équipement terminal provenant de
différents fabricants.
• Interface équipement périphérique
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Manuel système Volume 1 Partie 1
Manuel système 18Volume 1 Partie 1
Elle normalise la connexion du terminal radio à un dispositif extérieur, et
elle supporte la transmission de données entre des applications résidant
dans le dispositif et le terminal connecté. En outre, elle supporte certains
éléments de commande à l'intérieur du terminal radio à partir du dispositif
extérieur et/ou des applications.
• Interface inter-système
Elle permet l'interconnexion de réseaux TETRA provenant de différents
fabricants. L'interface inter-système normalisée par l'ETSI utilise des
liaisons à commutation de circuits.
• Fonctionnement en mode direct
Garantit la communication entre des terminaux et au-delà de la couverture
de réseau fixe.
• RTCP/RNIS/PABX
Permet à TETRA de s'interfacer avec le RTCP, le RNIS et/ou les
autocommutateurs privés en fonction des besoins.
1.3.2 L'interopérabilité et l'Association TETRA
L'association TETRA (connue auparavant sous le nom de TETRA MoU) a été
établie sous la forme d'un forum pouvant agir au nom des parties intéressées par
TETRA, c'est-à-dire les fabricants, les intégrateurs, les fournisseursd'applications, les opérateurs, les utilisateurs, les laboratoires d'essais et les
agences de télécommunications. L'association TETRA représente plus de 150
organisations dans le monde entier.
Une mission de l'Association consiste à s'assurer que les fournisseurs
d'infrastructures se conforment aux normes et que ces infrastructures peuvent
assurer l'interopérabilité avec les terminaux TETRA et former ainsi la base d'un
réseau de communications multifournisseur. Cela est démontré par la conformité
aux procédures d'essai de profils d'interopérabilité (IOP) dans lesquelles des
mobiles et des portables de différents fournisseurs sont testés sur diverses
infrastructures. L'organisme actuel de certification pour l'IOP TETRA est
l'Istituto Superiore delle Comunicazioni e tecnologie dell'Informazione (ISCTI)
qui est responsable des essais et des certifications indépendants des équipements
des fournisseurs.
La procédure de tests IOP prouve que les fournisseurs de systèmes et de
terminaux ont compris les normes TETRA et les ont mises en oeuvre
correctement. La procédure de profils d'interopérabilité ne couvre toutefois qu'un
nombre limité de fonctions TETRA, et elle ne peut donc pas garantir une pleine
interopérabilité étant donné que celle-ci repose également sur un nombre d'autres
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Manuel système Volume 1 Partie 1
Manuel système 19Volume 1 Partie 1
fonctions importantes de réseaux et de terminaux qui ne sont pas toujours
spécifiées dans la norme TETRA.
1.3.3 Application TETRA
Une des principaux avantages de la norme TETRA est son aptitude à offrir unelarge gamme d'applications susceptibles de répondre au souhait des utilisateurs de
disposer de réseaux de communications intégrés comprenant de nombreuses
fonctions.
Les services voix fondamentaux de TETRA sont :
• Appel de groupe
• Appel individuel
•
Appel duplex
• Appel de diffusion
• Absence de mode crypté
TETRA permet les services données fondamentaux suivants :
• Messagerie d'état
• Services de données courtes
• Données par paquets IP
• Données à commutation de circuits
TETRA supporte également une série étendue de services supplémentaires, qui
viennent compléter les services Voix et Données (V+D) de base. Cette
fonctionnalité est proposée pour répondre à des demandes spécifiques dans
l'environnement de la radiotéléphonie professionnelle, à des fins d'identification
de parties impliquées pendant un appel, pour améliorer la fonctionnalité des
appels téléphoniques, et d'autres choses encore.
Sur la base de ces services, TETRA fournit un nombre quasiment illimitéd'applications destinées à des groupes d'utilisateurs spécifiques, allant de la
localisation automatique de véhicules jusqu'aux interrogations de bases de
données en passant par les e-mails et le paging.
Pour consulter une liste détaillée et une description de l'ensemble complet de
services TETRA offerts par TetraNode, nous vous invitons à vous reporter à la
partie 7 Services radio.