Das Kefk Network Wiki befindet sich im Testbetrieb.

---

Aus Kefk.

TETRA (terrestrial trunked radio, ursprünglich trans european trunked radio) ist ein Standard für digitalen Bündelfunk. Er eignet sich wegen seiner besonderen Leistungsmerkmale besonders für Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben.

Das volldigitale System TETRA zeichnet sich gegenüber herkömmlichen Mobilfunkstandards wie zum Beispiel GSM durch hohe Übertragungsqualität und bessere Frequenzökonomie aus. Neben der Übertragung von Sprache und Daten können mit der Spezialfunktion "Packet Data Optimized" große Datenmengen paketorientiert übertragen und damit die Kapazität des Funkkanals optimal genutzt werden.

Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Situation in Deutschland 3 Technik 4 Datenübertragung 5 Aufbau des TETRA Funknetzes 6 Adressierung der Endgeräte 7 Sicherheit 8 Direkte Kommunikation 9 Benutzte Frequenzen in Europa 10 Weitere Frequenzbänder 11 Standard 12 Weblinks 13 Quellen

Geschichte

TETRA wird in mehreren europäischen Ländern genutzt und sollte auch in Deutschland ab 2010 den BOS-Funk ablösen, was aus Kostengründen zu scheitern droht. Andere europäische Länder wie Frankreich haben sich allerdings für das Konkurrenzsystem Tetrapol entschieden, das zum hier beschriebenen TETRA25 Standard inkompatibel ist und somit eine Insellösung darstellt.

TETRA befindet sich in der Stadt und im Landkreis Aachen bereits im Wirkbetrieb, nachdem dieses System einen grenzüberschreitenden Probebetrieb durchlaufen hatte. Nokia betreut ein Netz in Belgien, und Motorola betreut wiederum das Netz in den Niederlanden in diesem grenzübergreifenden Projekt. Lieferant dieses Systems in Aachen ist die Firma Motorola. In der Stadt Hannover ist ein weiteres Tetra System im Pilot-Testbetrieb für die Polizei unter der Schirmherrschaft der Firma Rohde & Schwarz BICK Mobilfunk.

Situation in Deutschland

Die Einführung von TETRA verzögert sich vor allem aufgrund der Kostenfrage (jedes BOS-Funkgerät müsste ersetzt werden) und dem Einspruch der Kommunen. Deutschland ist derzeit (Stand: Dezember 2006) neben Albanien das einzige europäische Land, in dem TETRA noch nicht eingeführt wurde. Ursprünglich sollte bis WM 2006 ein Rumpfnetz in Betrieb gehen, welches durch die DB Telematik betrieben wird.

Aufbau und Betrieb

Der damalige Innenminister Otto Schily hatte nach jahrelangen Streit über die Kosten im März 2005 den Auftrag für den Aufbau und Betrieb des Rumpfnetzes ohne Ausschreibung an die Bahn-Tochter DB Telematik übergeben, um bis zur WM 2006 ein Rumpfnetz in Betrieb zu haben. Am 13. Dezember 2006 wurden die Verhandlungen von Bund und Ländern mit der Bahntochter DB Telematik für den Aufbau und Betrieb des Rumpfnetzes für 15 Jahre für gescheitert erklärt und der DB-Telematik der Auftrag entzogen worden. Grund hierfür war, dass die Kostenschätzung von der Bahn von ursprünglich 4,5 Milliarden Euro auf zuletzt 5,1 Milliarden Euro erhöht wurde. Dies wurde vor allem von den Bundesländern scharf kritisiert, da dies preislich nicht mehr tragbar sei.

An dem Ziel das TETRA-Netz bis 2010 aufzubauen wird weiter festgehalten. Derzeit wird nach Alternativlösungen gesucht. Eine Neuausschreibung soll aus Zeitgründen, wenn möglich vermieden werden. Als Alternative könnten möglicherweise der Systemlieferant EADS und die Telekom als Netzbetreiber zum Zuge kommen. Bis zum 31. März 2007 soll hierzu eine Entscheidung getroffen werden.

Auswahl der Systemtechnik

Am 28. August 2006 wurde die Firma EADS Secure Networks durch das Beschaffungsamt des Bundesinnenministeriums mit der Errichtung eines bundesweiten Rumpfnetzes beauftragt. EADS, ursprünglich Anbieter von Tetrapol, hatte im Sommer 2005 die Nokia-Tochter Professional Mobile Radio (PMR) übernommen, um auch die TETRA-Technik anbieten zu können.

Im Bieterverfahren um den digitalen Behördenfunk hatten sich neben dem Konsortium von EADS Networks und Siemens gegen das Konsortium von Motorala und T-Systems und R&S Bick, sowie Vodafone mit BOS-GSM durchgesetzt. EADS war als einziger Anbieter bei Ausschreibung in die zweite Runde weitergekommen. Alle anderen waren bei dem Verfahren zuvor in der ersten Runde ausgeschieden.

Aufteilung der Kosten

Aufgrund der Struktur der BOS in Deutschland stellt sich die Kostenübernahme momentan so dar, dass Bund und Länder die Umrüstung von Katastrophenschutzbehörden, Landespolizeien, Bundespolizei und THW übernehmen, die Kommunen allerdings nach Städtetags-Sprecher Jens Metzger die Kosten für die Umrüstung von Feuerwehr, Rettungsdiensten und Ordnungsamt übernehmen müssten. Deshalb forderte der Städtetag in einem Beschluss vom November 2001 "Bund und Länder müssen als Verursacher des Milliardenprojekts" auch dessen Finanzierung übernehmen.

Einsatz im privatwirtschaftlichen Bereich

TETRA ist im zivilen bzw. privatwirtschaftlichen Bereich bereits im Einsatz. Gerade Industrie-und Verkehrsbetriebe haben den digitalen Bündelfunk als universelles innerbetriebliches Kommunikationsmedium für sich entdeckt, der die Funktionen eines Funkgerätes und Telefons vorzüglich in sich vereinigt. In Deutschland sind vor allem Betriebe der Autoindustrie, Flughäfen sowie größere städtische Verkehrsbetriebe als Nutzer bekannt, doch betreiben auch schon Behörden des Bundes und der Länder erste eigene TETRA-Systeme. Die Kölner Ordnungsbehörde nahm bereits im Jahre 2005 den Digitalfunk in Betrieb. Dabei handelt es sich um Netze im Umfang von einer bis zu einigen dutzend Funkzellen. Die räumliche Ausdehnung kann sich auf ein Gebäude oder Gelände beschränken, erreicht teilweise aber auch ganze Ballungsräume nebst deren Umland. Außerdem sind erste Systeme bekannt, die von einer Funkfachfirma betrieben werden, die dann interessierten Anwendern den digitalen Bündelfunk als Telekommunikationsdienstleistung verkauft.

Technik

TETRA ist als Zeitmultiplex-System mit vier unabhängigen Kommunikationskanälen pro Träger definiert. Der Abstand zwischen den einzelnen Trägern beträgt 25 kHz. Gegenüber analogem Bündelfunk bedeutet das eine bessere Frequenznutzung. TETRA-Systeme bieten gegenüber GSM-Netzen, die bei 200 kHz Kanalabstand acht Kommunikationskanäle bereitstellen, die vierfache Frequenznutzung.
Dennoch findet auch ein Frequenzmultiplex statt, durch die Paarung jedes HF-Kanals in eine uplink-und eine downlink-Frequenz. Nur so wird die hohe Kanalkapazität erreicht.

Frequenzökonomie wird nicht nur durch die Bruttodatenrate (Fehlerkorrektur nicht berücksichtigt) des Übertragungskanals bestimmt, sondern auch durch Faktoren wie den Frequenzwiederholabstand (Abstand zwischen zwei Basisstationen, die dieselbe Frequenz verwenden), den Gleichkanalstörabstand (Pegelunterschied zwischen zwei Signalen mit derselben Frequenz von zwei verschiedenen Basisstationen, bei dem störungsfreier Betrieb möglich ist) und der nutzbaren Nettodatenrate. Unter Berücksichtigung dieser Faktoren hat eine Untersuchung der CEPT dieselbe Kapazität und Frequenzökonomie für GSM und TETRA ergeben. Das Ergebnis verwundert nicht, da beide Systeme nahe am theoretischen Limit arbeiten, das durch die Energie pro Bit und dem Störpegel bestimmt wird.

Die Übertragungsrate bei TETRA beträgt immer 36 kBit/s pro Funkkanal. Neben den zu übertragenden Daten werden zusätzliche Steuersignale sowie Codes zur Sicherung der Funkstrecke übertragen. Die Nutzbitrate pro Kommunikationskanal beträgt 7,2 kBit/s. Sprache wird in einem speziellen TETRA-CODEC umgesetzt. Der TETRA-CODEC komprimiert die Sprache in Paketen von ca. 60ms. Das komprimierte Paket wird dann in einem Zeitschlitz von ca. 15ms übertragen. Dadurch können auf einem Funkkanal 4 Kommunikationskanäle übertragen werden (Time Division).

Für Gegensprechen (Duplex-Betrieb) wird bei TETRA das Time Division Duplex Verfahren eingesetzt. Dabei wird die Sprache zeitlich so komprimiert, dass eine kontinuierliche Zweiwegkommunikation über zwei versetzte Zeitschlitze auf der selben Frequenz möglich ist. Parallel dazu kommt natürlich auch der im trunking mode TMO übliche Frequenzmultiplex zum Tragen; ein TETRA-Endgerät sendet i. d. R. auf der tieferen Frequenz und empfängt auf der höheren Frequenz des Kanalpaares. Die Notwendigkeit für einen Duplexer wird beim Endgerät dennoch vermieden, eben durch den gerade erwähnten zeitlichen Versatz der Zeitschlitze für Senden und Empfangen.

Obwohl TETRA ein offener Standard ist, so gilt es dennoch derzeit als noch nicht mit handelsüblicher Technik abhörbar. Jedoch sind heutzutage sowohl DSPs wie normale PCs hinreichend leistungsstark, daß der Empfang unverschlüsselter TETRA-Aussendungen mit relativ wenig Aufwand zu ermöglichen sein sollte. Die Zeit wird es zeigen, ob und wann ein erschwingliches Empfangssystem verfügbar sein wird.

Datenübertragung

Zur Datenübertragung im TETRA-Netz können ein bis vier Zeitschlitze zusammengefasst (multislot packet data) werden. Damit ist Datenübertragung bis zu 28,8 kBit/s möglich. Dieses ermöglicht den direkten Zugriff auf Anwendungen wie das Verkehrszentralregister u.ä.. Leider sind die damit erreichten Bandbreiten heutzutage nicht mehr zeitgemäß; der bei Definition des Standards in den 90er Jahren vollmundig gepriesene schnelle Zugriff auf Bild-und Videodaten per TETRA hat sich durch die Entwicklung anderer mobiler Datenübertragungsverfahren wie GSM, EDGE, UMTS und WLAN und der mit diesen erreichten Übertragungsraten stark relativiert.

Aufbau des TETRA Funknetzes

Das TETRA Funknetz ist wabenförmig aufgebaut und besteht nur aus einem Netz. Die Organisationen betreiben zusammen ein Funknetz, das in Deutschland nicht mehr von den Landkreisen geplant wird. Hierdurch überschneiden sich die Netze nicht mehr und sind strukturiert gegliedert. Da von allen Organisationen zusammen ein Funknetz betrieben wird, werden weniger Relaisstationen benötigt und die Wartungskosten gesenkt.

Adressierung der Endgeräte

Jedes TETRA Endgerät besitz eine TSI (TETRA Subscriber Identity). Diese besteht aus einem 48 Bit Code. Jedes Gerät hat eine einmalige TSI ähnlich wie eine MAC Adresse bei einer Netzwerkkarte. Die TSI ist in 3 Bereiche eingeteilt. MCC (Mobile Country Code), MNC (Mobile Network Code) und SSI (Short Subscriber Identity). Mit den 48 Bit (Binärstellen) könnten theoretisch über 281 Billionen Funkgeräte adressiert werden. Jeder Mensch auf der Welt könnte dann in etwa 45.000 Funkgeräte besitzen.

Der Mobile Country Code besteht aus 10 Bit und kennzeichnet die Länder der Welt. Der Mobile Network Code besteht aus 14 Bit und kennzeichnet Netze innerhalb eines Landes. Die Short Subscriber Identity besteht aus 24 Bit und kennzeichnet Teilnehmer und Systembestandteile innerhalb eines Netzes.

Es existieren dabei vier verschiedene Typen von SSIs:

• Die ISSI (Individual Short Subscriber Identity) kennzeichnet ein Endgerät innerhalb eines Funknetzes eindeutig. (z.B. Tetra Meldeemfänger (TME)
• Die GSSI (Group Short Subscriber Identity) kennzeichnet eine Gesprächsgruppe innerhalb eines Funknetzes.
• Die ASSI (Alias Short Subscrier Identity) wird für die Adressierung fremder Netzteilnehmer verwendet
• Die vierte Gruppe stellen die TETRA Systemadressen dar

Sicherheit

Durch die TSI ist es möglich, jedes Endgerät zu identifizieren. Um sich in das TETRA Netz einzuloggen, muss die TSI in diesem Netz gültig sein. Ist sie das nicht, hat der Teilnehmer keinen Zugriff auf das TETRA-Netz. Dieses ist vergleichbar mit einer MAC-Adressen-Sperre an einem Router. So ist es nicht möglich, das TETRA-Netz abzuhören.^[1]

Direkte Kommunikation

TETRA verfügt zusätzlich zum Trunkedmodus (TMO) auch über einen sog. Direktmodus (DMO = direct mode operation), bei dem zwei oder mehrere Funkgeräte unabhängig vom Netz miteinander kommunizieren können. Auch kann ein einzelnes Funkgerät als mobile Relaisstation für andere Geräte eingesetzt werden. So kann ein Gerät im Fahrzeug als Relais die Funkversorgung der Handfunkgeräte auf einem Areal sicherstellen. Im TETRA-Standard wird diese Funktion als Gateway-Modus bezeichnet. Dabei stellt das Gateway die Verbindung zwischen der lokalen DMO-Gruppe und dem Netz her.

Benutzte Frequenzen in Europa

BOS

Österreich 380-385 MHz (Uplink) 390-395 MHz (Downlink)

Deutschland 380 - 390 MHz (Uplink) 390-400 MHz (Downlink)

Weitere Europäische Frequenzbänder

410 - 420 MHz (Uplink) 420 - 430 MHz (Downlink)

450 - 460 MHz (Uplink) 460 - 470 MHz (Downlink)

Weitere Frequenzbänder

300 MHz-Band in Russland

800 MHz-Band in Asien

Standard

TETRA ist ein ETSI-Standard (ETSI: Europäisches Institut für Telekommunikationsnormen). Die erste Version des Standards wurde 1995 veröffentlicht.

Weblinks

• ETSI - Portal TETRA – European Telecommunications Standards Institute
• TETRA MoU – TETRA Memorandium of Understanding
• Digitaler BOS-Funk - Informationsseite zum digitalen BOS-Funk
• Projekt Digitalfunk, BOS Austria, Informationsseite des österreichischen BMI
• Reportage "Digitalfunknetze unter Spitzenlast – Funkexperten analysieren Großereignisse", auf Heise-Mobil, 7. Dez. 2004
• Einführung in POLYCOM, Schweizer BOS-Projekt, Powerpoint-Präsentation von Marc Ruef, 27. Jan. 2006

Quellen

1. ↑ Motorola Government and Enterprise: TETRA-Präsentation, v1.2 (Cebit 2005), (Flash)

Dieses Dokument entstammt in seiner ersten oder einer späteren Version der deutschsprachigen Wikipedia. Es ist dort zu finden unter dem Stichwort TETRA, die Liste der bisherigen Autoren befindet sich in der Versionsliste; die Originalfassung kann dort auch bearbeitet werden. Alle Texte der Wikipedia und ihre Derivate stehen unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation.