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



Manuel système IIVolume 1 Partie 1

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Edition 1.00, juin 2009

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Manuel système IIIVolume 1 Partie 1

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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



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



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





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.





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.





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





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.





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





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).





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.





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.





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





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





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





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.





• 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.





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





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





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





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.

Documents

System Manual Volume 1, Part 1, Introduction to Radio Systems v1.00_fr