In Europa wordt voor digitale communicatie bij overheidsdiensten in de meeste gevallen TETRA gebruikt. Dit gebeurt ook vaak bij commercile digitale netwerken. In de VS is daarvoor het hier veel minder bekende APCO Project 25 gebruikelijk. Wat zijn eigenlijk de verschillen tussen beide typen netwerk en apparatuuur? En is het wel zo logisch om bij commercile digitale netwerken hier direct van TETRA uit te gaan? De verschillen zijn in ieder geval groot. APCO lijkt vooral gemaakt vanuit de filosofie van een geleidelijke overgang naar een nieuw netwerk, en TETRA moet als er geen extra etherruimte beschikbaar is in ieder geval in één keer in plaats van de bestaande infrastructuur in gebruik genomen worden. Maar er zijn ook andere verschillen.

In Nederland heeft de digitalisering van de hulpverleningsdiensten inmiddels plaatsgevonden, maar in een aantal landen moet de omschakeling in ieder geval voor een deel nog plaatsvinden. In vrijwel heel Europa wordt daar TETRA voor gebruikt, en in mindere mate TETRAPOL. In de Verenigde Staten wordt door de hulpverleningsdiensten algemeen APCO Project 25 gebruikt, een pakket normen voor digitale communicatie, speciaal ontwikkeld voor landmobiel gebruik bij hulpverleningsdiensten. Het systeem heeft een aantal overeenkomsten met het Europese TETRA, bijvoorbeeld in die zin dat het mogelijk is dat de verschillende hulpverleningsdiensten (politie, brandweer, ambulance) bij calamiteiten met elkaar kunnen communiceren via de gemeenschappelijke infrastructuur. Er zijn ook een aantal verschillen tussen beide systemen. Bij overheden ligt dit vaak niet voor de hand, maar bij aanbestedingen van private partijen voor eigen netwerkinfrastructuur zie je regelmatig dat zowel naar TETRA als naar APCO P25 gekeken wordt. In de jaren negentig waren het vooral Motorola en EF Johnson die de markt voor APCO P25 voornamelijk domineerden, tegenwoordig zie je dat de meeste aanbieders van tweewegradiosystemen bestemd voor hulpdiensten in de VS in ieder geval iets voor APCO Project 25 in hun pakket hebben.

Oude apparatuur
APCO Project 25 is ontwikkeld door de Association of Public Safety Communications Officials International (APCO), samen met een aantal producenten van apparatuur en overheidsorganisaties. In de VS is het voor een aantal overheidsorganisaties verplicht om deze standaard te gebruiken. De standaard is ook primair ontwikkeld voor gebruik door Amerikaanse hulpverleningsdiensten. Een van de verschillen met TETRA is dat alle apparatuur voor P25 zowel digitaal als analoog gebruikt kan worden en dat bij overschakeling het systeem dus nog een tijdlang gewoon ook de oude apparatuur kan blijven ondersteunen. De meeste apparaten beschikken hiertoe over een zogenaamde mixed mode, waarbij automatisch voor ofwel analoog of digitaal wordt gekozen, afhankelijk van welke modus bij ontvangst binnenkomt. Project 25 is bovendien veel sterker in wat bij TETRA de DMO-modus heet. Zowel functioneren binnen een geschakeld netwerk als het functioneren van apparaat naar apparaat, al dan niet via een relaisstation wordt volwaardig ondersteund.

P25 gebruikt als vocoder een IMBE-chip. Dit is de voorloper van de veelgebruikte serie van AMBE-chips van Digital Voice Systems, Inc., zoals die in veel satelliettelefoonnetwerken gebruikt wordt en in het D-STAR-systeem voor radioamateurs. De geluidskwaliteit van P25 wordt hierdoor gewoonlijk als iets minder goed ervaren dan die van systemen met AMBE of de door TETRA gebruikte ACELP . Overigens wordt gewerkt aan een fase 2 van P25, waarbij een AMBE-vocoder zal worden gebruikt, wat het tevens mogelijk maakt om de kanaalbreedte te halveren en zo een verdubbeling van het aantal kanalen te realiseren.

Motorola XTL2500 mobiele zendontvanger voor APCO P25 (copyright Motorola)

Encryptie
TETRA beschikt over een eigen versleuteling (TETRA Encryption Algorithm of TEA) met op dit moment vier verschillende methoden van encryptie, TEA1 t/m TEA4. Deze vier zijn niet in alle landen verkrijgbaar vanwege export-restricties. Er is niet veel bekend gemaakt over deze versleuteling, maar experts zijn het erover eens dat het een 80 bits versleuteling betreft. Vrij zeker vanwege de eis dat transmissiefouten niet mogen worden doorgestuurd is ook dat het gaat om stroomvercijfering (stream cipher), en niet om blokvercijfering. Ook RC4 en de in WW2 door de Duitsers gebruikte Enigma gebruiken vormen van stroomvercijfering. TEA2 is alleen toegestaan voor gebruik door Europese publieke hulpverleningsorganisaties, en TEA3 is bedoeld voor wanneer TEA2 niet gebruikt kan worden. TEA1 en TEA4 hebben een veel lagere graad aan veiligheid en zijn bedoeld voor commercieel gebruik. TETRA gebruikt voorzover bij het onderzoek voor dit artikel aangetroffen altijd een vorm van encryptie. P25 heeft geen eigen encryptie maar ondersteunt encryptie volgens DES (met 56 bits), Triple-DES met twee en met drie sleutels (112 en 168 bits), AES (tot 256 bits), RC4/Advanced Digital Privacy (40 bits), ACCORDION, BATON, FIREFLY, MAYFLY, SAVILLE TYPE 1. Ook ongecodeerde uitzendingen zijn met P25 mogelijk.

De nu gebruikte P25 fase 1 kan zowel in FM (C4FM) gebruikt worden, als met als digitale uitzendingen van 4800 baud en 2 bits per symbool, wat neerkomt op 9600 bits per seconde. Deze bitstream wordt gemoduleerd in CQPSK, wat als voordeel heeft dat dezelfde detectiemethode zowel voor C4FM als voor CQPSK gebruikt kan worden. Er worden kanalen toegepast in een 12,5 kHz-raster, en er is per etherkanaal slechts één uitzending tegelijk mogelijk. TETRA maakt gebruik van zogenaamde pi/4 DQPSK als modulatievorm. met een snelheid van 18000 baud met ook telkens 2 bits. Dit resulteert bij TETRA in 36000 bps. Een uitzending van TETRA gebeurt in tegenstelilng tot P25 in bursts, wat de bouw van vermogensversterkers voor TETRA-apparatuur aanzienlijk compliceert. Die bursts komen doordat bij TETRA een kanaal van 25 kHz in tijd wordt opgedeeld tussen vier verschillende gebruikers, die elk dus maar een kwart van de tijd beschikbaar hebben. Alleen binnen dat eigen “tijdslot” mag een uitzending plaatsvinden. Overigens maakt ook GSM van een dergelijk systeem gebruik. (Grootste verschil met GSM is dat bij TETRA de verbindingsopbouw zeer veel sneller en ook betrouwbaarder plaatsvindt).

Motorola XTS2250 portofoon voor APCO P25 (©Motorola)

Frequentiebanden
Een belangrijk verschil tussen P25 is verder dat Project 25 relatief vrij is in de frequentiekeuze. Apparatuur voor zowel VHF als UHF is goed verkrijgbaar. Bij TETRA zijn er twee frequentiebanden die bijna overal gebruikt worden: ruwweg tussen 380 en 395 MHz voor gebruik door hulpdiensten en ruwweg tussen 410 en 430 MHz voor commercieel gebruik. Die laatste band wordt op veel plekken ter wereld overigens ook gebruikt voor analoge trunking-netwerken. TETRA-apparatuur voor andere frequenties dan bovengenoemde is veel minder algemeen verkrijgbaar.

Wanneer je verschillende bronnen op internet bekijkt, dan valt op dat TETRA vergeleken met analoge trunked-netwerken en met P25 een beduidend slechter bereik heeft dan de andere twee. Dit komt waarschijnlijk door het relatief lage zendvermogen van 1 watt van de TETRA-portofoons (bij TETRA doorgaans overigens ‘terminal’ genoemd). De geluidskwaliteit van TETRA is zoals ook boven al een keer aangehaald weer aanzienlijk beter dan P25 fase 1. Bij ombouw van een analoog-trunked naar een TETRA of P25-netwerk in dezelfde frequentieband, moet het aantal cellen van de digitale netwerken tussen ruim een factor 2 en een factor drie groter worden dan bij de analoge variant. Daarmee zal dus het aantal opstelpunten voor antennes met die factor moeten worden vergroot.

Grootste verschil interoperabiliteit
Resumerend is het meest in het oog springende verschil tussen TETRA en Apco P25 toch wel de achterwaartse compatibiliteit en de interoperabiliteit. P25-apparatuur kan bijna altijd met elkaar communiceren. Dit is in onafhankelijk van of de apparatuur van een andere leverancier is, in een ander netwerk functioneert, in analoge of digitale configuratie, en onafhankelijk of de apparatuur gewoonlijk stand-alone of in een netwerk opereert, via een lokaal relaissstation of basispost, of van apparaat naar apparaat. TETRA is echt gemaakt op werken binnen het eigen netwerk. Voor gebruik in andere TETRA-netten moeten apparaten doorgaans door de leverancier worden omgeprogrammeerd, terwijl je je tegelijkertijd niet aan de indruk kunt onttrekken dat DMO tot nu toe althans in ieder geval altijd een ondergeschoven kindje is geweest. Aan die grotere interoperabiliteit zitten overigens zowel voor als nadelen. Zo is P25 vrij zeker kwetsbaarder voor misbruik, en als de mixed modus wordt gebruikt heeft een gebruiker misschien niet in de gaten of een uitzending wel of niet gecodeerd cq. beveiligd wordt uitgezonden.

Bronvermelding: o.a. www.apcointl.org, Wikipedia

©2012, John Piek (QRM! Magazine) – Medegebruik van dit artikel en/of foto’s is vanwege rechten van derden in dit geval NIET toegestaan.

Dit artikel verscheen eerder in het blad Verbinding.