Evolución y tendencias de las redes de emergencia ppdr en el mundo

Ing. Jairo Ángulo Urzola

Gerente de Proyecto y Consultor ITELCA - STI

“Las catástrofes, sean de origen natural o humano, pueden

suceder en cualquier momento con poco o ningún aviso. Esto

genera problemas de gran envergadura para los organismos

creados por los gobiernos para la protección pública y las

operaciones de socorro. La capacidad de estos organismos

para hacer frente a catástrofes y urgencias a cualquier escala

depende de la infraestructura y el apoyo que tengan instalados

para sus operaciones cotidianas.”

UIT- R – «Radiocomunicaciones para protección pública y operaciones de socorro»

CONTENIDO

1. Redes de Emergencia Hoy

2. Atributos y Aplicaciones

3. Road Map para Redes PPDR

4. LTE para Redes PPDR

5. Frecuencias para Redes PPDR

REDES DE EMERGENCIA HOY

Tienen menor mercado que las redes celulares comerciales.

Tienen gran relevancia económica y social.

No atraen grandes niveles de inversión para I+D.

No hay economías de escala.

Banda Estrecha optimizada sólo para Voz.

6

ATRIBUTOS

Disponibilidad

Cobertura Control

Seguridad

Baja Latencia Interoperabilidad

Resiliencia Trafico Mixto

Handover sin Interrupciones

Terminales

Comunicación Terminal a Terminal

ATRIBUTOS DE LAS REDES DE EMERGENCIA Tres a cuatro nueves

(99,9% - 99,99%)

Amplia

cobertura

geográfica

- Acceso priorizado

- Capacidad de

reserva

- Cifrado

- Autenticación

Establecimiento de

llamadas muy rápido

Comunicación entre

diferentes entidades

- Resistencia fallas

- Varios niveles de

redundancia

Transporte de diferentes

tipos de tráfico (voz,

datos, imágenes)

Continuidad en la

comunicación

Rugerizados de alta

potencia para condiciones

de emergencia

Fuera de Red

APLICACIONES REQUERIDAS EN LAS NUEVAS REDES DE EMERGENCIA

• Videoconferencia Full-duplex

• Video streaming en tiempo real

• Transferencia de archivos grandes

• E-mail

• Web

• Push-to-talk, VoIP

• Estado de dispositivos/telemetría

• Acceso remoto a bases de datos

• Base de datos de transacciones automáticas

• Geo-localización

• Mensajería instantánea

• Servicios de Voz (PTT, llamada de grupo, DMO)

Fuente: “Statement of Requirements for Public Safety Communications & Interoperability,”

SAFECOM Program, Department of Homeland Security, Version 1.1, January 26, 2006. USA

CAMINOS DE EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE EMERGENCIA

Crecimiento constante: • Voz, método predominante de

comunicación. • Cambios mínimos en las

prácticas actuales de operación.

Manejo de información: • Cuadro de operaciones común

entre centros de mando móviles y unidades de mando central.

• Intercambio de información (voz, texto, imágenes, datos y video) entre los dos.

• Uso de vídeo conferencias y otros servicios bajo demanda.

Fuente: Analysys Mason: Report for the TETRA - Association Public safety

mobile broadband and spectrum needs - Final report - 8 March 2010

Los datos sustituyen la voz: • Respuesta a incidentes que

depende del acceso y de una serie de aplicaciones más rápidas, con gran cantidad de datos, imágenes y video en movimiento.

• La seguridad de los datos cobra importancia.

Dependencia Completa Multimedia: • Amplia serie de aplicaciones de

banda ancha móvil, incluyendo imágenes de alta calidad y aplicaciones en tiempo real de vídeo.

LAS TECNOLOGÍAS DE LAS REDES DE EMERGENCIA CONVERGEN EN LTE

Fu

ente

: A

lcate

l Lucent

LTE soporta el tráfico multimedia con baja latencia, sin embargo, no soporta los servicios específicos de las redes PMR (Private Mobile Radio) como cobertura de servicios PTT (Push To Talk) o llamadas de grupo.

Fu

ente

: In

form

a T

ele

com

s &

Media

CAMBIO DE RUTA PARA PROVEEDORES DE REDES PMR

Proveedores de las redes Móviles de Radio

Profesionales (PMR)

Evolución sobre estándares de Banda

Estrecha

Soporte de redes existentes

Inversión en redes futuras

Adopción del estándar LTE

- Video en tiempo real

- Servicios de gran ancho de banda

Inversión en I+D

Migración de clientes hacia 4G y LTE

Fuente: Informa: Industry Outlook 2013 PMR Users seeking route to 4G future - 2012

CAMBIO DE RUTA PARA CLIENTES DE REDES PMR

14

Clientes de las redes Móviles de

Radio Profesionales

(PMR)

Actualizar sus redes TETRA

Transporte de datos y videos de baja resolución

Inversión en equipos recientes

y operación

Acceder a servicios de operadores licenciados de banda ancha

SLA’s preferenciales con

PRST móviles

Alto costo por mayor uso

Formar MVNO (Mobile Virtual

Network Operator)

Acceso a redes comerciales

3G/LTE


La decisión depende de: • Presupuesto

disponible. • Infraestructura

actual. • Importancia dada a

los servicios de banda ancha.

REQUERIMIENTOS PARA PRST MÓVILES EN REDES PMR

PRST Móviles

Mejorar niveles de disponibilidad y fiabilidad

de sus redes

Adquirir equipo de core y terminales con

características específicas para redes PMR


ELECCIONES DE LA HOJA DE RUTA PARA CLIENTES DE REDES PMR

Añadir redes LTE para combinar con redes de

voz PMR, usando facilidades como el PoC

en las redes 3G.

Implementar LTE selectivamente en

entornos urbanos y usar opciones de banda estrecha en áreas

rurales.

Compartir el espectro IMT con otras entidades

que requieran los servicios PMR de banda

ancha.


Interoperabilidad y Estandarización

Alta Velocidad y Ancho de Banda

Baja latencia

Eficiencia del Espectro

Arquitectura Totalmente IP

Efectividad en Costos

Alta Confiabilidad y Seguridad

VENTAJAS DE 4G/LTE

2012 2009

Creación del CCBG Impulsa estándares de banda ancha móvil en redes de PPDR

TCCA: Asociación de Comunicaciones Críticas y TETRA

TCCA declara: “LTE como el más grande prospecto para entregar esas soluciones PPDR.” y se propone trabajar con 3GPP para incluir funcionalidades requeridas para PPDR

EVOLUCIÓN DE LTE EN LAS REDES PPDR

EU define: LTE en 700 MHz para PPDR

CCBG: Grupo de Banda Ancha para Comunicaciones Críticas

NPSTC (National Public Safety Telecommunications Council) USA

NPSTC y TCCA firman MoA

para desarrollar estándares de comunicaciones de misión

crítica basadas en LTE

Comprometió 7 mil millones de dólares en el desarrollo de LTE en 700 MHz

Fuente: 3GPP News. Enero 2013. http://www.3gpp.org/Public-Safety

Fuente: http://www.tandcca.com/about/article/17582

Abril Junio

TSG y SA, identifican tres áreas claves de PPDR en LTE Rel. 12:

Servicios de Proximidad, Llamadas de grupo y Terminales de Usuario.

Diciembre

3GPP: 3rd Generation Partnership Project

TSG: Grupo de Especificaciones Técnicas

SA: Grupo de Sistemas y Servicios

http://www.3gpp.org/Public-Safety



2013

3GPP: 3rd Generation Partnership Project

Actualización de especificaciones

Región 2 en terminales de usuario

Estudia LTE en 400 y 700 MHz para PPDR en Europa

Fuente: 3GPP News. Enero 2013. http://www.3gpp.org/Public-Safety

http://www.itu.int/ITU-R/index.asp?category=study-groups&rlink=rwp5d&lang=en. Febrero 06 de 2013

UIT-R WP5D

WTSC: Comité de Sistemas y Tecnologías Inalámbricas

Proyecto: “El uso de las

Telecomunicaciones Móviles Internacionales (IMT) para las Aplicaciones PPDR de

banda ancha”

CEPT: Conferencia Europea Postal y Telecomunicaciones

ECC FM 49

Enero 15 Enero 24 Enero 30 – Feb 06

2014

Requerimientos del Rel. 12.

Arquitectura y diseño del sistema

del Rel. 12.

Desarrollo del protocolo e

implementación de la solución del Rel.

12

Marzo Diciembre Junio

Definición de Están-dares PPDR: - PTT en LTE en 700

MHz - Interoperabilidad

Redes actuales y LTE

EVOLUCIÓN DE LTE EN LAS REDES PPDR





“En el estudio de las frecuencias adecuadas para la PPDR, debe tenerse en cuenta que las características de propagación de las frecuencias inferiores les permite alcanzar mayores distancias que las frecuencias superiores y por este

motivo los sistemas de baja frecuencia son potencialmente más asequibles para el despliegue en zonas rurales. Las bajas frecuencias resultan asimismo más

convenientes en entornos urbanos por su mayor penetración en los edificios.”

INFORME UIT-R M.2033, Objetivos y requisitos de las radiocomunicaciones de protección pública y operaciones de socorro, 2003,

Ginebra, Suiza

FRECUENCIAS PARA LAS REDES PPDR

Armonización

Del espectro

Costos

Cantidad de Usuarios

FACTORES PARA SELECCIONAR LAS BANDAS DE FRECUENCIA PARA PPDR

Cobertura

22

ALCANCE DE LAS CELDAS EN DIFERENTES PERFILES DE TERRENO

Banda

Radio de la celda en Kilómetros

Urbano Denso Urbano Suburbano Indoor Suburbano Incar Rural Incar

PS 128 PS 128 PS 128 PS 128 PS 128

150 MHz 3,5 5,3 11,88 16,9 34,7

450 MHz 2,5 3,8 8,4 12,0 24,6

700 MHz 1,8 2,7 6,1 8,8 17,9

850 MHz 1,51 2,26 5,05 7,24 14,81

1900 MHz 0,68 1,01 2,26 3,1 6,34

AWS 0,72 1,07 2,4 3,29 6,73

2600 MHz 0,49 0,74 1,64 2,25 4,61

Fu

ente

: G

rupo C

onsultor

ALCANCE DE LAS RADIO BASES EN DIFERENTES BANDAS DE FRECUENCIA

Área Urbana

Banda Radio de la Celda Área de la Celda (Km2) Celdas relativas

150 MHz 5,3 88,2 0,5

450 MHz 3,8 44,2 1

700 MHz 2,7 23,5 1,9

850 MHz 2,26 16,0 2,8

1900 MHz 1,01 3,2 13,8

AWS 1,07 3,6 12,3

2600 MHz 0,74 1,7 25,7

Fuente: Grupo Consultor

¿Qué Dice la ITU?

«A fines de armonizar las

bandas/gamas de frecuencia en el

plano regional para ofrecer mejores

soluciones para la protección

pública y las operaciones de

socorro, alentar a las

administraciones a considerar las

siguientes bandas/gamas de

frecuencia identificadas, o partes de

ellas, cuando emprendan su

planificación nacional:

En la Región 2: 746-806 MHz,

806-869 MHz, 4.940-4.990

MHz» Fuente: Resolución UIT-R 646 revisada en la CMR-12

SITUACIÓN EN DIFERENTES PAÍSES

Fuente: Grupo Consultor

Bandas de Frecuencia para Seguridad Pública

Estados Unidos 763 a 775 MHz y 793 a 805 MHz

Perú 380-400 y las bandas 385–386 MHz y 395–396 MHz para prestar servicios

públicos de telecomunicaciones a título secundario

Venezuela 380-400 y 4.940 a 4.990 MHz

Brasil 381MHz, 391 MHz, 450 MHz, 800 MHz y 4.940 a 4.990 MHz

México

2182 KHz, 4125 KHz, 4209.5KHz, 121.5MHz/123.1MHz, 148 – 174 MHz, 156.8

MHz, 380 – 406 MHz, 450 – 470 MHz, 821 – 824 MHz/ 866 MHz y 4.940 –

4.990 MHz

Australia 805-825/850-870 MHz

Reino Unido 380-400 MHz

ALINEACIÓN EN DOS BANDAS

700 MHz

• Selección de EEUU y Canadá.

• Opción preferida de TETRA y la asociación que representa los vendedores y operadores de TETRA.

• Se encuentra en estudio por la CEPT – ECC (Electronic Communications Committee) para su uso en Europa.

• ITU estudia planes de canalización americana compatible con APT para PPDR.

380-470MHz

("400 MHz")

• En Europa es la banda con el respaldo de una asociación entre el proveedor PMR Cassidian y Alcatel-Lucent.

• Espectro actualmente utilizado por TETRA.

• Beneficios de costo por la reutilización de los celdas actuales de TETRA.

• Habilita un menor número de sitios y mejor cobertura en interiores.

• Se debe reorganizar el espectro.

Fuente: Informa: Industry Outlook 2013 PMR Users seeking route

to 4G future – 2012 y Estudios del Grupo Consultor

ANÁLISIS DE LAS DEMANDAS DE ESPECTRO

Fuente: Analysys Mason. Analysis of Technology Trends, future needs and demand of spectrum. 2012

Uso Actual del

Espectro Tendencias Tecnológicas, Necesidades

Futuras y Demanda de Espectro

Ubicación y

uso actual

del

espectro

Probable

Ubicación y

uso futuro

del espectro

Planes para

cambiar

ubicaciones /

asignaciones

Tendencias

Tecnológicas

Demanda

Conducida

por usuarios

Demanda de

Comunidad

Potencial

demanda de

espectro futuro -

Necesidades de

uso y ubicación