Technische Achtergrond met betrekking tot het Tetra Netwerk en Portofonie
Entropia Digital Entropia Digital heeft een portofonie netwerk in Vlaanderen en Nederland gebaseerd op de digitale Tetra standaard, dat bestemd is voor professionele bedrijfscommunicatie. Door het toepassen van de digtale ‘trunking’ techniek is optimaal radioverkeer voor zowel spraak-‐ als datacommunicatie mogelijk tussen mobilofoons portofoons onderling en naar een centraal punt, de meldkamer. In dit document zetten we de technische aspecten en achtergronden met betrekking tot het netwerk van Entropia op een rij.
Kenmerken van het Entropia netwerk 1. Uitstekende geluidskwaliteit Tetra is een open Europese standaard. Deze digitale standaard voor radiocommunicatie is ontwikkeld als toepassing voor Openbare Orde en Veiligheidsdiensten en publieke omgevingen. In de standaard is authenticatie en encriptie voorzien tegen het ontcijferen en afluisteren. De digitale geluidskwaliteit is door het gebruikte coderingsalgoritme bijzonder goed, vanwege de bijzonder goede filter eigenschappen. Hierdoor worden achtergrond geluiden weggefilterd.
2. Gereserveerde frequentieruimte Het Entropia netwerk maakt gebruik van meerdere verkeerskanalen. Er wordt gebruik gemaakt van frequenties tussen 410 en 430 MHz. Deze frequentieband is in België en Nederland gereserveerd voor radionetwerken die gebruik maken van de trunking technologie. Entropia Digital in beide landen gelicenceerde capaciteit in deze freqentieband.
3. Onafhankelijk netwerk Entropia maakt gebruik van een eigen backbone netwerk met eigen digitale verbindingen. Performance van andere netwerken heeft hierdoor geen invloed op de performance van het Entropia netwerk. Er is dus geen invloed op de beschikbaarheid van Entropia, als andere netwerken volledig overbelast raken. In sommige gevallen worden lijnen en straalverbindingen gecombineerd om hogere SLA’s te kunnen aanleveren.
4. Hoge beschikbaarheid Ook in de betrouwbaarheid/beschikbaarheid van het netwerk en de snelle verbindingsopbouwtijden (binnen 300 mS) onderscheidt Entropia zich van mobiele telefonie (> 10 seconden). Naast spraak is het ook mogelijk om small images en slow scan video over te sturen. Het netwerk is zo ontworpen dat een gebruiker tijdens het communiceren van de ene cel over kan naar een andere cel, zonder dat de gebruiker hier iets van merkt. Het netwerk is volledig redundant ontworpen en ingericht, waardoor de beschikbaarheid bijzonder hoog is. Naast alle componenten is er ook voorzien in zowel de backbone als in de basisstations van noodstroomvoorziening. Bij netspanninguitval blijft het Entropia netwerk operationeel.
5. Efficiënte inzet beschikbare frequenties Integrale telecommunicatie betekent in de ideale situatie dat spraak-‐, tekst-‐ en datacommunicatie mogelijk zijn vanaf en naar iedere denkbare plek. Het gevolg hiervan is een explosieve toename van mobiele communicatie. Om aan deze vraag te kunnen blijven voldoen is een efficiënter gebruik van de beschikbare frequenties noodzakelijk. Eén van de knelpunten van traditionele gesloten netten is onder andere het beperkte aantal frequenties, waardoor medegebruik, congestie en storingen kunnen optreden. Ook de reikwijdte en faciliteiten laten te wensen over. Multi-‐site trunking biedt een oplossing voor deze problemen door efficiënter om te gaan met de beschikbare frequenties. Het trunkingprincipe is gebaseerd op het gemeenschappelijk gebruik en dynamisch toewijzen van alle radiokanalen. Bij trunking opereren meerdere gebruikers op gezamenlijke kanalen, waarbij het systeem automatisch een vrij kanaal toewijst aan de oproeper. Dit in tegenstelling tot de conventionele gesloten netten, waarbij één vaste frequentie door één of meerdere netten wordt gebruikt. Een traditioneel gesloten net heeft in principe slechts één kanaal ter beschikking, terwijl het trunking-‐principe is gebaseerd op het gemeenschappelijk gebruik van alle beschikbare radiokanalen. Deze zijn samengevoegd tot een kanaalbundel en worden centraal door een controller (computer) bestuurd. Entropia maakt gebruik van dit zogenaamde trunking-‐principe.
6. Medegebruik kanaal uitgesloten In de traditionele gesloten netten kan de gebruiker te maken krijgen met medegebruik. Onder medegebruik wordt verstaan het gebruik van één frequentie door meerdere bedrijven. Hierbij kan de frequentie pas worden gebruikt als is vastgesteld dat de frequentie vrij is. Een trunking basisstation heeft standaard één controle-‐kanaal en drie tot vijftien verkeerskanalen. In het Entropia Netwerk gaat dit als volgt. Eén kanaal uit de kanaalbundel fungeert als controle-‐ kanaal. Alle mobilofoons en portofoons in het trunkingnet staan op dit kanaal afgestemd. Op het moment dat een gebruiker (de oproeper) een verbinding wenst, vraagt de oproeper via het controle-‐ kanaal een verbinding aan bij de controller. De controller haalt voor de duur van het gesprek een vrij radiokanaal uit de bundel. Vervolgens wordt via het controle-‐kanaal aan de oproeper en de opgeroepene(n) meegedeeld dat zij over dit vrije radiokanaal kunnen communiceren. Gelijktijdig kunnen de andere gebruikers een ander vrij radiokanaal toegewezen krijgen. Aan het eind van het gesprek wordt het radiokanaal weer aan de bundel toegevoegd. Door deze benadering wordt telkens slechts één verbinding via het radiokanaal afgehandeld en is medegebruik door anderen uitgesloten.
Op het moment dat het kanaal vrij is, kan dit kanaal direct door anderen worden gebruikt. Hierdoor wordt een betere verkeersverdeling over de radiokanalen bereikt. Het bundelprincipe heeft een positief effect op de hoeveelheid verkeer die afgehandeld kan worden. Vergelijk dit bijvoorbeeld met de loketdiensten van sommige postkantoren, waarbij elk loket alle diensten kan afhandelen en er slechts één gemeenschappelijke wachtrij voor alle loketten is. Verbindingen worden aangevraagd via het controle-‐kanaal waarna automatisch door het centrale managementsysteem een verkeerskanaal wordt toegewezen voor de communicatie. Naast spectrum efficiëntie heeft trunking meer voordelen. Zo is een groot aantal verschillende typen oproepen mogelijk, waardoor de communicatie aan de bedrijfsprocessen kan worden aangepast en niet andersom. Daarnaast is de kwaliteit van het gesprek verbeterd omdat er minder storende invloeden zijn zoals medegebruik en congestie.
7. Kwaliteitsparameters Entropia netwerk Entropia hanteert de volgende standaard uitgangspunten als het gaat om de kwaliteit van haar dienstverlening: • • • • • •
Beschikbaarheid: > 97,0% per jaar Radiodekking: landelijk dekkend per 30/6/2014 Aantal geslaagde oproepen zonder kanaalwachttijd: 80 % in het drukke uur Aantal geslaagde oproepen met 90 % in het drukke uur Aantal geslaagde oproepen met kanaalwachttijd < 5 sec.: 90 % Call setup time: < 300 milliseconden.
Met additionele SLA’s kan uiteraard een nog hogere kwaliteit van dienstverlening gegarandeerd worden.
Capaciteitsberekening Bij het dimensioneren van een portofonie systeem wordt door Entropia altijd van de ‘worst case’ uitgegaan; het verkeer in het drukste uur van het etmaal. Buiten dit drukste uur presteert het systeem beter dan is voorzien. Voor het bepalen van het aantal benodigde verkeerskanalen in een trunking-‐systeem wordt uitgegaan van: • • • • •
Het aantal gebruikers Het aantal gesprekken De gemiddelde gespreksduur De geaccepteerde stagnatiekans De concentratiefactor
Deze laatste geeft het percentage aan van het totale verkeer dat zich in het drukste uur afspeelt. Een voorbeeld: • • • • •
Aantal gebruikers: 1.500 Aantal gesprekken: 30.000 Gemiddelde gespreksduur: 30 seconden Geaccepteerde stagnatiekans: 5% Concentratiefactor: 10%
De concentratiefactor houdt in dat tien procent van het totale verkeer van dertigduizend gesprekken zich in het drukste uur afspeelt. Dus in het drukste uur vinden drieduizend gesprekken plaats.
Vergelijking capaciteit trunking en conventionele systemen Indien bij een enkel radiokanaal (PMR) gebruikers een gesprek willen voeren, dan kan zo'n enkel kanaal een servicegraad (stagnatiekans) bieden van 30% bij een verkeershoeveelheid van 0,5 E (De erlang is een (dimensieloze) eenheid voor de omvang van telefoonverkeer. Het aantal erlang geeft de hoeveelheid telefoonverkeer aan. Hierbij is 1 erlang: 1 telefoongesprek van 1 uur per uur. Of: 2 gesprekken van 0,5 uur per uur. Enz.). Dit wil zeggen dat 30% van alle gebruikers van het kanaal, in het drukste uur, de gemiddelde gesprekstijd of langer moeten wachten om toegang te krijgen tot het systeem. Een trunking-‐systeem bestaande uit een basisstation voorzien van tien verkeerskanalen, kan over één verkeerskanaal 50% meer verkeer verwerken met een verbetering van de stagnatiekans (servicegraad) van de gebrekkige 30% naar een acceptabele 10%. Entropia combineert trunking technieken met wachtrijconstructies. Het resultaat is een uitermate efficiënt gebruik van de beschikbare frequenties. Dit uit zich in een hoge performance voor de gebruiker.
Randapparatuur Enkel apparatuur die goedgekeurd is, wordt toegelaten op het Entropia Netwerk. De apparatuur dient te voldoen aan de Tetra Interoperability (IOP) eisen. Voor een portofoon of mobilofoon kan communiceren via het Entropia netwerk, dient dit apparaat geprogrammeerd en aangesloten te worden. Netwerkparameters zorgen voor het optimaal functioneren van het randapparaat in de infrastructuur. Door de juiste instelling wordt een optimale quality of service (QOS) verkregen. De netwerkparameters zijn over het algemeen constant. Veranderingen doen zich alleen voor als dit de kwaliteit van de dienst ten goede komt. De netwerkparameters worden door Entropia Digital aangeleverd.
Met behulp van de randapparatuurparameters wordt het randapparaat geconfigureerd. Deze gegevens zijn veelal afhankelijk van het type abonnement en van de faciliteiten die de klant tot zijn/haar beschikking krijgt.
Authenticatie en encryptie Ieder randapparaat beschikt over een uniek security nummer. Dit security nummer is bekend in het Entropia netwerk. Als een gebruiker zich aanmeldt op het Entropia netwerk, wordt gecontroleerd of het abonneenummer correspondeert met het security nummer. Alleen als deze controle succesvol verloopt, wordt het randapparaat toegelaten. Bij gesprekken naar het telefoonnet wordt tevens portofoon authenticiteit toegepast. Dit voorkomt bijvoorbeeld dat op kosten van iemand anders gebeld kan worden. Om spraak en (data)berichten die via Entropia netwerk worden verzonden te beschermen tegen meeluisteren of mogelijke sabotage (bijvoorbeeld door valse berichten te verzenden) kan gebruik gemaakt worden van TEA1 encryptie.
Berichten met gegarandeerde aankomst Entropia biedt middels Short Data Service de mogelijkheid (korte) tekstberichten (bijvoorbeeld statusberichten) te communiceren met gegarandeerde aankomst en timing. Hiermee komen tijdkritische toepassingen binnen handbereik. SDS (Short Data Service) heeft de volgende eigenschappen: • • • • •
Maximaal 2048 bits Binnen 300 msec verzonden en aangekomen Individueel bericht Groepsbericht Broadcast
Indien de portofoon/mobilofoon is uitgerust met GPS wordt periodiek via een SDS bericht de GPS locatie doorgestuurd naar een centrale voor verdere verwerking. Dit is in de Tetra standaard ingebouwd en maakt het volgen van voertuigen en mensen eenvoudig. Via de PEI (Peripheral Equipment Interface) op een radio is het mogelijk om circuit geschakelde datacommunicatie verbindingen op te zetten met een andere radio of met een centrale.
Packet Data Het Entropia netwerk is geschikt voor ‘connection georiënted IP’ (v4 en v6) communicatie met zowel 7,2 tot 28,8 kb down als 28,8 kb up bandbreedte. De bandbreedte wordt aangepast aan de behoefte (Bandwith on Demand). Applicaties die gebruik maken van GPRS voor IP communicatie kunnen eenvoudig omgezet worden naar het Entropia netwerk, want de interfaces en de protocollen lijken erg op elkaar. Voor datatransport kan er ook een Packet dataverbinding worden opgezet via een radio. Deze dataverbinding kan gebruikt worden voor applicaties en ondersteunt IP-‐transport. Op dit moment behoort het oversturen van small images en slow scan video al tot de mogelijkheden.
Garanties en zekerheden van het netwerk Om de beschikbaarheid van het netwerk te kunnen garanderen werd met Tetraned Nederland een lange termijn overeenkomst afgesloten (www.tetraned.nl). Het netwerk wordt door Entropia gebouwd en service en beheer worden door Tetraned uitgevoerd.
Service & Support Desk De Service & Support Desk (SSD) is een onmisbare spil in de communicatie met de klant. De SSD ondersteunt met daartoe geëigende automatisering de registratie van alle operationele gebeurtenissen. En ze draagt bij de afhandeling daarvan zorg voor het nakomen van de afspraken die TetraNed als leverancier heeft gemaakt met Entropia Digital.
Correctieve netwerkservices Correctieve netwerkservices richten zich op het afhandelen van gemelde verstoringen door gebreken in systemen of apparatuur van de bij TetraNed in beheer zijnde configuraties. Dit omvat alle werkzaamheden en activiteiten die noodzakelijk zijn voor het opheffen van storingen die de Service & Support Desk (SSD) als gebreken registreert en procedureel afhandelt.
Preventieve netwerkservices Preventieve netwerkservices richten zich op het voorkomen van storingen in het Entropia Netwerk. Preventieve services zijn belangrijk om de kwaliteit en de beschikbaarheid van de totale dienstverlening op het gewenste niveau te houden. De intrinsieke kwaliteit van het Entropia Netwerk is grotendeels in de ontwerpfase bepaald. Toch kunnen kwaliteit en beschikbaarheid omhoog gaan door optimalisering van de preventieve services.
Het Radio Network Management Center Het Radio Network Management Center (RNMC) beheert het Entropia netwerk. Daarbij treedt ze proactief op bij binnenkomende signalen, meldingen, alarmen, etc. In combinatie met de diensten voor correctieve netwerkservice en het logistiek management zorgt dit voor een optimale bundeling van activiteiten.
Hierdoor is de meest adequate en snelle herstelafhandeling voor gebreken mogelijk. De alarmsignalen van diverse beheersystemen zijn rechtstreeks gekoppeld met de afhandelingprocessen op het RNMC. Meldingen van gebruikers worden eveneens rechtreeks op de SSD ontvangen. Doorgeven van meldingen door een service desk bij de klant naar de SSD – met de nodige vertraging en mogelijke misverstanden – is dan niet nodig. Het RNMC is een organisatorische eenheid die de centrale spil vormt voor alle beheeractiviteiten. Hiertoe beschikt ze over een beheercentrum waarin de nodige beheersystemen zijn opgesteld. Een dergelijk beheercentrum. De taken in het RNMC hebben directe relaties met diverse werkprocessen. Hiervoor zijn de op het beheercentrum aangestelde medewerkers eindverantwoordelijk. Het RNMC is permanent, 24 uur per dag, 7 dagen per week, operationeel. Voor een continue monitoring van het netwerk en voor het uitvoeren van de urgente operationele taken. Daarnaast hebben de medewerkers van het beheercentrum (mede) overige taken, zoals het actualiseren van de CMDB (configuratiebeheer) en tactisch/strategische taken. Het beheercentrum onderhoudt nauwe contacten met de systeemspecialisten (3e lijn) en verleent de nodige technische ondersteuning aan de Service & Support Desk (1e lijn). Ook helpt het centrum bij de inzet en aansturing van diverse velddiensten (2e lijn) voor het herstellen van gebreken. Tegelijkertijd is de permanente en professionele bezetting van het beheercentrum alert voor Continuïteit en Security Management en stand-‐by bij eventueel optredende calamiteiten. Vanuit het RNMC bewaken de medewerkers het Entropia netwerk permanent. Bij onregelmatigheden handelen ze proactief. Dit alles met het doel de serviceniveaus te handhaven; primair die voor beschikbaarheid en dienstherstel bij optredende gebreken. Voor het correct opereren van het RNMC en om volwaardig en consistent te kunnen voldoen aan de SLA hanteren de medewerkers van het beheercentrum specifieke procedures en werkinstructies. Om continue, kwalitatief hoogstaande dienstverlening aan de klant te kunnen garanderen, zijn in het beheercentrum steeds een aantal deskundig opgeleide netwerkmanagers en netwerkoperators werkzaam.
Hoofdtaken RNMC Samenvattend vervult een RNMC de volgende hoofdtaken: • Permanente bewaking van de operationele netwerkconfiguratie(s) met proactief, dan wel reactief handelen bij (verwacht) inadequaat functioneren (in relatie tot de SLA); • Technische analyse van (complexe) incidenten en beslissing tot al dan niet inzetten van de veldorganisatie voor correctief netwerkbeheer en/of escalaties; • Uitvoeren en/of aansturen van de operationele (Service Support) processen voor Incident Management, Configuration Management, Problem Management en Change Management; • Ondersteuning bij de uitvoering van tactisch/strategische (Service Delivery) processen, zoals Capacity en Availabilitity Management en Continuity Management); • Vullen, actualiseren en beheren van de Configuration Management Data Base (CMDB), inclusief site-‐ en toegangsgegevens; • Ondersteuning (3e lijn) van SSD (1e lijn) en velddiensten (2e lijn) bij het oplossen van gebreken; • Communicatie en monitoring met/van externe systeemleveranciers (4e lijn).
De prestatienormen voor het beheercentrum worden vooral beoordeeld op: • • • •
de operationele reactietijden; de juistheid van beslissingen over afhandeling van gebreken (incl. eventueel inschakelen van 2e en 3e lijn en/of 4e lijn toeleveranciers); de gerealiseerde beschikbaarheid van het totale in beheer zijnde netwerk; het voldoen aan de SLA m.b.t. de met de klant overeengekomen beheerverantwoordelijkheden.
Op deze wijze werkt Entropia Digital naar een steeds hoger dienstverleningniveau aan haar klanten.
Classificeren van gebreken Bij de registratie van het gebrek door de SSD hanteert Entropia & Tetraned naast de classificatie voor de mate van ernst, veelal nog een aantal classificaties. Dit doet ze op basis van de gegevens die op dat ogenblik beschikbaar zijn. Deze classificaties zijn gerelateerd aan het soort functionaliteit of het technische gebied dat het gebrek treft. 1 Calamiteit/kritisch Een gebrek van klasse 1 leidt tot de onbeschikbaarheid van een geheel netwerksysteem of van een ‘mission critical’ deel ervan. Het hindert op rechtstreekse wijze voor een groot aantal gebruikers het gebruik van de dienstverlening. 2 Ernstig Een gebrek van klasse 2 beïnvloedt een deel van het netwerk of een toepassing die minder ‘mission critical’ van aard is. De gebruikers merken een verslechtering in de geboden dienstverlening, die echter niet tot gevolg heeft dat de dienst in haar geheel onbruikbaar is. 3 Minder ernstig Een gebrek van klasse 3 veroorzaakt geen (noemenswaardige) hinder of risico daaromtrent in het gebruik van de dienstverlening. Het heeft een impact op ondersteunende systemen die een ondergeschikte rol spelen in het verlenen van de dienst. Een verlies van redundantie is een voorbeeld van een gebrek van klasse 3. 4 Overig Een gebrek van klasse 4 geldt voor situaties waarbij de door de gebruiker ervaren dienstverlening in het geheel niet wordt beïnvloed. Het gebrek kan worden hersteld binnen een relatief lange termijn zonder enig risico op hinder bij gebruikers van de dienstverlening.
Definitie van de responstijden • • •
Responstijd: Vanaf tijdstip incidentmelding aan SSD tot aanvang van de daadwerkelijke herstelwerkzaamheden. Actietijd: Vanaf tijdstip van aanvang van de herstelwerkzaamheden tot daadwerkelijk herstel van het gebrek. Hersteltijd: Som van responstijd en actietijd.
Het Entropia-‐netwerk is in hoge mate redundant en van hoge kwaliteit. Deze normen gelden ongeacht de technologiefuncties waarop de gebreken betrekking hebben.
Responstijden in functie van 97,0 % minimale netwerk uptime 1. 2. 3. 4. 5. 6.
< 04 Hr. Afhankelijk van situatie (calamiteit) < 24 Hr. < 24 Hr. < 48 Hr. < einde 2e volgende werkdag < einde volgende werkdag na respons < einde 3e volgende werkdag (na tijdstip melding) n.v.t. < 10 werkdagen < 10 werkdagen
De normtijden zijn maximumtijden. Entropia & TetraNed spannen zich ten allen tijde in om een gebrek zo spoedig mogelijk (voor klassen 1 en 2 in termen van klokuren, voor klassen 3 en 4 in termen van werkdagen) te herstellen. Dit ongeacht het type gebrek, teneinde zo gering mogelijke hersteltijden te bewerkstelligen.
Over Entropia Digital Met een sterk team professionele mensen werken we vanuit Brugge (B) en Moordrecht (NL) aan onze missie: betrouwbare communicatie ieden voor kritische gebruikers.
Meer weten of een afspraak maken? Neem gerust even contact met ons op. BELGIË (HQ) Koning Albert I Laan 122, B-‐8200 Brugge – T: +32 (0)50 39 39 00 NEDERLAND Westbaan 194 – 196, NL-‐2841 MC Moordrecht (Zuidplas) – T: +31 (0)888 333 000 ENGELAND Trafalgar Square – 8 Northumberland Avenue London WC2N 5BY – T: +44 (0)20 3633 2333
