Analiza operationala si financiara a platformelor TETRA, TETRAPOL si GSM-900 pentru reteaua

mobila radio digitala BOS

- versiune prescurtata -

Torsten J. Gerpott / Andreas Walter

Duisburg, 15 martie 2004

Profesor Torsten J. Gerpott, departamentul de planificare si organizare, specializat in domeniul telecomunicatiilor, Universitatea Duisburg-Essen, si partener fondator al DIALOG CONSULT GmbH; Andreas Walter, partener in DIALOG CONSULT GmbH, www.dialog-consult.com.

1 Aspecte generale si scopul analizei

In Germania, exista intentia de a construi o retea radio nationala mobila digitala standardizata pentru agentiile gurvernamentale si pentru organizatiile responsabile cu mentinerea sigurantei publice (BOS1), destinata sa inlocuiasca in totalitate, intr-un interval mediu, retelele radio analoge devenite anacronice. O solicitare de oferte va fi probabil publicata inainte de sfarsitul anului 2004. Conform celor mai recente informatii in acest sens, exista patru companii sau consortii interesate sa participe cu oferte pentru constructia retelei digitale BOS, si care ofera trei tehnologii diferite de platforma.

Prima platforma, TETRA (Terrestrial Trunked Radio), a fost proiectata la jumatatea anilor `90. Aceasta reprezinta un standard deschis ETSI destinat retelelor radio mobile in Europa, mai tarziu extinsa si la aplicatii ale serviciilor de urgenta. Cu toate acestea, retelele nationale BOS bazate pe acest standard se afla fie inca in faza de construire, fie in faza de testare. Exista mai multi producatori concurenti care ofera terminale si hardware-uri aferente retelei TETRA, insa datorita faptului ca nu toate interfatele au fost standardizate pana in prezent, sistemele oferite de diversi producatori nu sunt interoperabile in totalitate (de exemplu, la interfata dintre comutator si statia de baza). Este posibil ca T-Systems si Motorola sa actioneze in scopul dezvoltarii TETRA, astfel incat sa indeplineasca cerintele ZED aferente unei retele nationale BOS, si vor cuprinde acest produs in invitatia la oferta relevanta.

Cea de a doua platforma, TETRAPOL, a fost proiectata initial de catre MATRA ca sistem radio digital de tip trunked pentru serviciile de urgenta din Franta, iar apoi s-a transformat intr-un standard, implementat in numeroase retele nationale BOS care pot servi ca puncte de referinta. Activitati de dezvoltare aflate in curs si avand ca scop armonizarea TETRAPOL cu cerintele pretinse de guvernul german sunt desfasurate de EADS Telecom, care va cuprinde probabil acest produs in invitatia la oferta relevanta.

Cea de a treia alternativa este reprezentata de GSM-BOS-900, care intentioneaza sa extinda retelele GSM existente si sa profite de infrastructura radio GSM disponibila pe banda 900-MHz2. Aceasta implica intensificarea functionalitatii standardizate a GSM-ASCI3 de catre caile ferate europene pentru utilizare in cadrul retelelor GSM. Cu toate acestea, nu exista in lume retele de referinta care ar putea sa demonstreze ca GSM-ASCI sunt potrivite pentru aplicatiile BOS. Doua solutii independente GSM-BOS sunt conturate de T-Mobile Deutschland si respectiv Vodafone D24, si care sunt posibile obiecte ale invitatiei la oferta relevanta.

Figura 1 cuprinde o privire de ansamblu asupra optiunilor de operare a retelei si asupra retelelor de referinta pentru cele trei tehnologii concurente.

1 BOS = Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (agentii guvernamentale si organizatii responsabile cu mentinerea sigurantei publice), ca de exemplu politia, politia de frontiera, autoritatile vamale, autoritatile fiscale. Alti potentiali utilizatori ai retelei digitale BOS sunt reprezentati de organizatii care nu sunt competente in domeniul aplicarii legii, cum ar fi brigazile de pompieri, serviciile de salvare, serviciile de asistenta pe autostrazi etc. Cu exceptia cazului in care se mentioneaza altfel, termenul „BOS” in acest raport se va referi de asemenea la astfel de organizatii in ale caror atributii nu este inclusa si aplicarea legislatiei relevante. 2 GSM-BOS-900: Varianta GSM ASCI (a se vedea nota de subsol 3) cu functionalitatea BOS sporita, operabila pe banda 900-MHz. Acest studiu nu cuprinde o evaluare a platformei alternative GSM-BOS-405, deoarece aceasta ar implica crearea unei retele radio complet noua care sa foloseasca banda 405-MHz. Aceasta optiune nu este luata in considerare datorita faptului ca implica investitii mai ridicate, in timp ce din punct de vedere al functionalitatii este similara cu GSM-BOS-900. 3 GSM ASCI (= Advanced Speech Call Items). Extensie a standardului GSM care permite ca GSM sa fie folosit ca un standard pan-european de sistem radio mobil pentru caile ferate, cunoscut si sub denumirea de GSM-Rail (GSM-R). Principalele caracteristici ale ASCI (1) apeluri in grup, (2) prioritate si apeluri de urgenta si (3) acoperire. Trasaturile ASCI corespund numai unei subcategorii din trasaturile necesare unei retele BOS. 4 In acest raport, T-Mobile si Vodafone se refera intotdeauna la companiile germane. Conceptele GSM-BOS ale acestora sunt dezvoltate in colaborare cu vanzatorii de sistem relevanti.

Scopurile acestui studiu, realizat in ianuarie / februarie de catre Profesorul Gerpott si Andreas Walter (Universitatea Duisburg-Essen / DIALOG CONSULT), au fost reprezentate de verificarea eligibilitatii solutiilor TETRA, TETRAPOL si GSM pentru sprijinirea operatiunilor BOS, precum si estimarea cheltuielilor aferente construirii si operarii unei retele bazate pe fiecare dintre cele trei solutii, avand in vedere informatiile actuale disponibile prin intermediul surselor publice. Nu am solicitat in mod direct informatii interne din partea potentialilor vanzatori / operatori de retele radio digitale pentru BOS. Prezentul document a fost redactat ca sursa suplimentara la un document detaliat de prezentare, si ar trebui citit impreuna cu acesta din urma.

Figura 1: Optiuni de operare a retelei si retele de ref erinta pentru cele trei tehnologii concurente in legatura cu o retea radio mobila BOS

TETRA

TETRAPOL

GSM-BOS 900

Optiuni de operare a retelei

- Sectorul public - Companie separata de operare - Sisteme DTAG/T

- Sectorul public - Companie separata de operare - EADS

- Companie separata de operare pentru management-ul retelei BOS - Vodafone, T-Mobilea

- Alti operatori de retea GSM (E-Plus, O2)

a

Retele de referinta pentru BOS

- Retele nationale in constructie in doua state vecine: Belgia (Nokia), Olanda (Motorola)

- Retele nationale in constructie in alte patru state: Finlanda (Nokia), Islanda, Austria, Vatican, Maria Britanie (Motorola)

- In 3 state vecine:b Franta (2 retele in functiune), Republica Ceha, Elvetia - In alte state:b Mexic, Romania, Slovacia, Spania - Nu exista referinte pentru TETRAPOL 2004.IP versiune imbunatatita pana in prezent.

- Nu exista referinte pentru GSM-BOS pana in prezent.

Alte referinte - Retea pilot TETRA-BOS in Aachen

- Retele radio mobile private in functiune: autoritatile locale de transport din Berlin (BVG) -> metrou, aeroportul Cologne (selectie)

- Retele radio mobile private in functiune: autoritatile locale de transport din Berlin (BVG) -> autobuz, BMW, aeroportul Frankfurt-am-Main, autoritatile locale de transport din Hamburg, Eurocal (selectie) - Armata germana

- Anumite servicii de siguranta publica folosesc retele GSM pentru comunicatiile de backup - Retea GSM-BOS de demonstrare in Würzburg - GSM-Rail (= ASCI) in Germania, MoU semnat de 16 operatori europeni de cai ferate - 29 retele publice nationale GSM in toate cele 9 state care au granita cu Germania

a) furnizori actuali de componente de retea pentru Vodafone: Ericsson, Siemens; pentru E-Plus: Nokia; pentru O2: Nokia, Nortel; pentru T-Mobile: Alcatel, Lucent, Motorola-Cisco b) retele in utilizare tactica, unele suferind extinderi

Investigatiile noastre au fost bazate pe prezumtia ca cerintele si criteriile de evaluare pentru o retea BOS digitala in Germania fixate de ZED inca pot fi amendate, datorita faptului ca in caz contrar o solutie BOS bazata pe GSM-ASCI ar fi exclusa de la inceput, datorita performantelor sale scazute in anumite arii vitale (ca, de exemplu, timpul aferent apelurilor in grup, categoriile de frecvente). Mai mult, multe din procedurile de operare si, prin urmare, cerintele legate de practicile BOS deriva din capacitatile actuale restranse ale retelelor analoge BOS, si pot fi schimbate cand si daca asemenea restrictii nu vor mai fi valabile si servicii complet noi (ex. transmisia de date) devin disponibile. Este posibil, de exemplu, ca disponibilitatea functiilor managementului de grup flexibile si solide sa permita ca operatiunile

sa fie bazate pe grupuri mai mici de comunicare. Acest studiu nu face referire nici la argumentul accentuat in mod obisnuit conform caruia GSM, si in special GSM-ASCI, nu satisface suficient cerintele BOS fara surplusul de functionalitate imbunatatita. Studiul compara un concept specific GSM-BOS divizat de Vodafone (exista foarte putine informatii disponibile referitor la conceptul T-Mobile la inceputul anului 2004) cu utilizarea TETRA/TETRAPOL ca platforma tehnologica comuna, din care variante specifice este posibil sa fie oferite de diverse consortii de operatori in contextul viitoarei invitatii la oferta pentru o retea BOS.

2 Caracterul operational oportun al variantelor de retea BOS

Pe 23 octombrie 2003, ZED, departamentul guvernamental insarcinat cu pregatirea introducerii sistemului national standardizat de voce digital si de date radio, a publicat un raport final intocmit de o echipa de experti din guvernul national si cele regionale, comitetul GAN, care defineste cerintele pentru o asemenea retea in conditiile unui numar minim de caracteristici si de criterii de evaluare pentru solutiile tehnologice competitive. In cadrul evaluarii criteriilor operationale, prezentul studiu foloseste o structura similara aceleia din documentul GAN (a se vedea Figura 2). Insa datorita faptului ca ia in considerare date mai recente, concluziile acestuia sunt diferite de cele din raportul GAN.

Figura 2: Catalogul cerintelor pentru retele digitale BOS

Catalogul cerintelor pentru retele digitale BOS

1. Cerinte de baza 2. Servicii 3. Interfate cu alte retele

4. Cerinte organizatorice

1.1 Acoperire radio pentru transmisiunile de voce si date

1.2 Transfer de celule / operare mobila

1.3 Capacitate

1.4 Calitatea discursului

1.5 Apeluri de prioritate

1.6 Interconectarea centrelor de control

1.7 Fiabilitatea hardware-ului / disponibilitatea retelei

1.8 Plaja disponibila de adrese

1.9 Adrese pentru operatiuni tactice

2.1 Comunicare in grup

2.2 Comunicare one-to-one

2.3 Apeluri de urgenta

2.4 Semnal de alarma

2.5 Transmisiune de date

2.6 Codificare

3.1 Bazat pe aceeasi platforma de sistem

3.2 Bazat pe o platforma de sistem diferita

3.3 Catre retele telefonice publice si PBXs

3.4 Comunicare cu retelele de date

3.5 Bazat pe sistemele analoge existente in Germania

4.1 Standard national de retea

4.2 Retea independenta (stand-alone)

4.3 Operarea organizata a retelei

4.4 Structuri de proprietate si forme juridice

4.5 Drepturi de inspectie, dirijare, interventie si control

4.6 Alocarea spectrumului

4.7 Management controlat de catre utilizator

a) Structura: ZED (departamentul guvernamental insarcinat cu pregatirea introducerii sistemului national standardizat de voce digital si de date radio): raport final intocmit de o echipa de experti din guvernul national si cele regionale, comitetul GAN, care defineste cerintele pentru o asemenea retea in conditiile unui numar minim de caracteristici si de criterii de evaluare pentru solutiile tehnologice competitive, datat 23 octombrie 2003. Analiza din acest document este diferita de analiza GAN datorita faptului ca au fost avute in vedere informatii de data mai recenta.

O impartire a evaluarii caracterului oportun al celor trei tehnologii alternative este prevazut in Figura 3. Cele mai importante imbunatatiri, prin comparatie cu raportul GAN publicat in octombrie 2003 sunt vizibile in doua situatii. In primul rand, in cazul TETRAPOL, poate fi

prezumat ca versiunea imbunatatita TETRAPOL 2004.IP va fi instalata de la inceput, eliminand astfel anumite minusuri notabile ale TETRAPOL in comparatie cu TETRA/GSM

Figura 3: Rata generala de compatibilitate cu catal ogul ZED privind cerintele operationale

Sectiunile catalogului

TETRA TETRAPOL GSM BOS Compensatie

1. Cerinte de baza

2. Servicii

3. Interfate cu alte retele

4. Cerinte organizatorice

5

3,7

5

5

5

3,7

5

5

3,8

3,8 2,5

2,5

25% 25%

25% 25%

Rata generala

4,7

4,7

3,7 b)

100%

a) Rata generala este calculata prin adaugarea procentelor individuale de compensare. Cu cat este mai ridicat numarul de puncte, cu atat rata este mai buna. b) Valoarea neta actuala a riscurilor de operare cuantificabile ale unei solutii GSM se ridica la 370 milioane de euro pe o perioada de zece ani.

Cheie: Compatibilitate totala (= 5) Incompatibilitate (= 1)

(,in special incredintare dintr-o data in timpul transferului de celule si depasirea limitelor impuse de utilizarea transmisiei half-duplex). In al doilea rand, Vodafone, unul dintre posibilii ofertanti de solutii GSM-BOS, a imbunatatit intre timp conceptul sau pana la punctul in care multe din cerintele anterior neindeplinite sunt acum satisfacute.

Conform noului concept, conexiunile cu centrul de control vor fi administrate printr-un server de conectivitate, iar problema independentei retelei va fi rezolvata, cel putin in termeni de functionare, prin infiintarea unei companii separate de operare, care este distincta din punct de vedere legal fata de operatorul retelei publice GSM. Mai mult, ca un substitut pentru „direct mode”, care nu este disponibil in retelele GSM, solutia Vodafone propune utilizarea terminalelor dual-band TETRA/GSM, care folosesc TETRA pentru comunicatii directe si GSM pentru comunicatiile in retea. Cu toate acestea, solutia Vodafone GSM-BOS inca nu indeplineste anumite cerinte operationale ale ZED. Punctele slabe ale platformelor de retea concurente pot fi sumarizate astfel:

1 Cerinte de baza: Principalul punct slab al solutiei GSM-BOS consta in nedemonstrarea conexiunilor cu centrul de control. Specificatia GAN de eficienta 99% (= 3.65 de zile de nefunctionare pe an) este o limita mult prea toleranta pentru o retea BOS, iar in opinia noastra ar trebui stabilita mult mai sus, pentru a preveni intreruperile la scara larga. Datele empirice asupra eficientei fizice / disponibilitatii solutiilor GSM-BOS (ex. o intrerupere totala de 14 ore a retelei T-Mobile GSM) indica faptul ca sunt exagerate pentru a indeplini cerintele minime ale unei retele BOS in termenii imunitatii la esec.

2 Servicii: TETRA demonstreaza deficiente majore in aceasta privinta, avand facilitati de codificare reduse si performante doar moderat acceptabile cu privire la serviciile de date. Cu toate acestea, performantele TETRAPOL cu privire la transmisiunea de date sunt si mai scazute, chiar si cand sunt luate in considerare intr-o perspectiva pe termen lung. GSM-BOS prezinta avantaje incontestabile referitor la serviciile de date, prin lungimile de unda GSM/GPRS larg implementate pentru transmisiile de date, dar este slab cu privire la apelurile de grup (intervale de timp excesiv de lungi pentru primul apel de grup), la apelurile de urgenta si la functiile de codificare. Serviciul de alarma este implementat in mod inadecvat in toate variantele, insa ar trebui notat faptul ca cerintele definite de viitorii clienti

sunt inca foarte imprecise referitor la necesitatea unor asemenea functii si la specificatiile acestora.

3 Interfate cu alte retele: GSM-BOS pierde la acest capitol, deoarece nu asigura o interfata care sa permita ca apelurile sa fie efectuate (nu exista inca) in mod egal in retelele BOS din statele vecine. Solutia nu asigura nici un concept de migrare dintr-o retea analoga catre GSM-BOS radio. Comunicarea Internetwork BOS a fost deja demonstrata intre TETRA si TETRAPOL, in timp ce nu exista cunostinta despre interfate pentru GSM-BOS.

4 Cerinte organizatorice: Punctele slabe ale solutiei GSM-BOS in acest context sunt puternic legate de sistem. In timp ce optiunea Vodafone este capabila in mod teoretic sa atinga independenta legala ceruta prin crearea unei companii de operare separata, hardware-ul GSM-BOS nu permite ca cele doua cerinte “retea separata” si “alocarea spectrumului” (si anume utilizarea 2 x 5 MHz a benzii 400-MHz rezervata pentru retelele radio europene BOS) sa fie indeplinite. Stricta aplicare a acestor cerinte ar exclude asadar de la inceput luarea in considerare a oricarei solutii GSM-BOS. Cu alte cuvinte, aceste cerinte ar trebui sa fie mai flexibile pentru a permite oferte bazate pe o solutie GSM-BOS.

Avand in vedere cele de mai sus, conform analizei noastre, variantele TETRA si TETRAPOL sunt eligibile referitor la gradul in care indeplinesc criteriile operationale, in timp ce GSM-BOS poate fi trecuta pe locul al treilea in urma evaluarii. O estimare cumulativa a riscurilor cuantificabile prezentata de variantele GSM, calculata pe o perioada de zece ani, a evidentiat o valoare neta de 370 milioane de euro5. La acest punct, dorim sa amintim cititorilor ca analiza noastra este fundamentata pe informatiile disponibile la inceputul anului 2004, si ca nu am avut acces la date interne ale companiilor relevante cu privire la dezvoltarea efectiva a status-ului diverselor tehnologii alternative.

5 Calculata pe baza unei valori a anuitatii la o rata a dobanzii de 8%

3 Aspecte practice organizatorice pe termen lung

Pentru a evalua aspectele practice organizatorice pe termenn lung, studiul nostru examineaza fiecare solutie in privinta disponibilitatii de spectrum, implicatiilor pentru o solutie GSM-BOS a migratiei planificate de catre operatorii de retea GSM catre retelele UMTS, precum si masura in care disponibilitatea retelei si cerintele de protectie impotriva esecului sunt indeplinite de cele trei alternative.

Figura 4: Analiza disponibilitatii spectrumului in c azul celor trei alternative BOS

Tetra TETRAPOL GSM BOS 900

(Conceptul Vodafone GSM-BOS) a

Lungime de unda utilizabila (impreuna)

2 x 5 MHz 2 x 5MHz - 2 x 5 MHz (TETRA direct mode) - 2 x 11.8 MHz (GSM-900, impartit cu utilizatori privati)b

Pozitia frecventei

Uplink: 380-385 MHz Downlink: 390-395 MHz

Uplink: 380-385 MHz Downlink: 390-395 MHz

Uplink: b - 380-385 MHz (TETRA direct mode) - 890.2-892.4 MHz (Vodafone GSM-900) - 900.0-90.,0 MHz (Vodafone GSM-900) - 910.6-914.2 MHz (Vodafone GSM-900) Downlink: b - 390-395 MHz (TETRA direct mode) - 935.2-937.4 MHz (Vodafone GSM-900) - 945.0-951.0 MHz (Vodafone GSM-900) - 955.6-959.2 MHz (Vodafone GSM-900)

Optiuni de extindere

385-390/395-400, 410-420/420-430, 450-460/460-470, 870-888/915-933

Limitat la frecvente intre 70 si 520 MHz

- E-GSM 900 (10 MHz 880.0-889.8 MHz), folosit de armata si CT1+ - Alte variante GSM necesita tehnologie radio complet noua (GSM-400, -700, -850)

- T-Mobile/Vodafone foloseste fiecare 17 MHz pentru a servi unui total de 26.3/24.7 de milioane de utilizatori privati (la sfarsitul anului 2003).

- T-Mobile/Vodafone a castigat un total de 1.7/2.0 milioane de utilizatori suplimentari 2003.

- Retelele GSM operate de T-Mobile si Vodafone sunt printre cele mai mari retele GSM din lume.

- Pentru scopuri legate de planificarea de retea, atat T-Mobile, cat si Vodafone anticipeaza o crestere moderata dar constanta a numarului de utilizatori, pe termen mediu.

- Operatorii de retea trebuie deja in mod frecvent sa comute la jumatate rata mode, in momente de congestie.

a) Conceptul Vodafone GSM-BOS are in vedere apelurile de grup, folosind reteaua publica GSM-900, la care se adauga comunicatiile directe in TETRA mode. b) Vodafone detine de asemenea 2 x 5.2 MHz din banda GSM-1800 (1752.8-1758.0 si 1847.8-1853.0 MHz) pentru folosirea de catre utilizatori privati. T-Mobile detine o gama aproape identica de frecvente GSM in benzile 900/1800-MHz.

Figura 4 prezinta mai multe detalii privind disponibilitatea spectrumului. Chiar si fara a face referire la cerintele ZED, ar trebui notat faptul ca nu exista lungime de banda disponibila in gama frecventelor GSM-900, care sa poata fi alocata pentru uzul exclusiv al BOS (spre deosebire de standardul pan-european GSM-Rail, pentru care o banda comuna de 2 x 4 MHz a fost rezervata). De asemenea, nu ar fi realist sa fie avuta in vedere impartirea unei parti din 2 x 11.8 MHz alocata catre T-Mobile si respectiv Vodafone, in ideea nevoii fiecarui operator de a asigura servicii catre 25 de milioane de utilizatori “normali” de GSM, si in ideea design-ului retelei si unei utilizari mai largi a serviciilor de date. TETRA si TETRAPOL, prin contrast, nu se afla intr-un pericol previzibil de a epuiza alocarea spectrumului lor disponibil, chiar si pe termen lung.

Nu este posibila predictia impactului campaniei de marketing de a promova UMTS, lansata de T-Mobile si Vodafone in 2004, asupra unei solutii GSM-BOS, nici in perspectiva pozitiva, nici in perspectiva negativa. Insa este rezonabila presupunerea ca retelele UMTS in Germania nu vor putea detine mai mult decat o rata medie de acoperire de 50% in contextul demografic sau in contextul unei acoperiri geografice scazute de 10-12%, chiar si pe termen mediu. Avand in vedere marimea relativ mica a celulelor UMTS in comparatie cu echivalentul GSM, intentia unei acoperiri mai mari de 50% nu este fezabila pe termen lung din punct de vedere comercial, iar o asemenea conditie nu este specificata in acordurile de licenta. Economiile de costuri care pot fi realizate prin mentenanta pe termen lung a serviciului GSM nu sunt suficiente pentru a justifica cheltuielile cu instalarea celulelor UMTS la nivel national. Mai mult, infrastructura terestra a retelei GSM si componentele de comutare de voce si date ale GSM si ale GPRS formeaza parte integranta din retelele UMTS, ceea ce inseamna ca o retea UMTS nu poate fi niciodata operata in mod independent fata de si in paralel cu retelele GSM existente. Prin urmare, chiar si in viitorul nu foarte apropiat, va fi necesara continuarea operarii retelelor GSM/GPRS alaturi de UMTS.

Aspectele pozitive privind marketing-ul UMTS legat de o solutie GSM-BOS este ca dimensiunea scurta a benzii GSM va fi compensata prin utilizarea mai intensa a infrastructurii retelei UMTS in zonele dens populate, cel putin pentru transmisiunea de date. Pe termen lung, UMTS ar putea oferi o capacitate aditionala pentru transmisiunea de date broadband mobile BOS, sau asemenea aplicatii ar putea fi delegate in totalitate catre UMTS. Cu toate acestea, functiile GSM-Rail nu pot fi imbunatatite in acest fel, deoarece GSM-Rail nu va fi dezvoltata pentru platforma UMTS. Aspectele negative din perspectiva actuala sunt: in primul rand, folosirea in comun a capacitatii de retea GSM de catre utilizatorii BOS va deveni din ce in ce mai costisitoare, deoarece rata de utilizatori BOS-GSM raportat la utilizatorii „normali” de GSM scade. In al doilea rand, bazele juridice pentru continuarea operarii GSM dupa expirarea licentei actuale in 2009 trebuie edificate, in ciuda existentei unor argumente pertinente in favoarea prelungirii actualelor acorduri de licenta GSM. Daca aceste contracte sunt innoite, cheltuielile aferente retelei GSM nu vor ramane neaparat aceleasi.

Figura 5: Masuri pentru asigurarea disponibilitatii rete lei in trei alternative BOS

TETRA TETRAPOL GSM-BOS Statii de baza

- Componente de hardware redundante

- Functie de retransmisie in cazul unei caderi de retea

- Backup pentru intreruperea alimentarii cu energie

- Protectia accesului

- Posibil/furnizat

- Da

- Backup pentru baterie approx. 4 ore

- Posibile masuri de protectie speciala

- Posibil/furnizat

- Da

- Backup pentru baterie approx. 4 ore

- Posibile masuri de protectie speciala

- Posiibil/furnizat

- Nu este posibil

- Backup pentru baterie approx. 4 ore

- Ca parte din obligatiile de securitate a traficului general

Topologii de retea

- Inter-switch (backbone)

- Linkuri cu statia de baza

- Structuri ring planificate

- Structuri ring planificate

- Structuri ring planificate

- Structuri ring planificate

- Structuri ring

- Structuri star, inclusiv Linkuri BTS

Cu privire la eficienta, disponibilitatea operationala de 99% (= 3.65 zile de intrerupere pe an) pretinsa prin cel mai recent document ZED nu este suficienta pentru pentru o retea BOS, avand in vedere ca si o disponibilitate de 99.9% reprezinta un timp de nefunctionare de 8 ore si 45 de minute. Facilitatile de backup trebuie furnizate pentru a asigura comunicarea prin mijloace alternative (ex. direct mode, statii de baza mobile) in caz de erori in retea. In timp ce platformele TETRA si TETRAPOL suporta in mod inerent un nivel ridicat de disponibilitate printr-un concept extins de securitate compatibil cu BOS, si ofera o gama larga de optiuni de configurare chiar din etapa de planificare, disponibilitatea retelelor GSM publice mobile de

comunicatii este puternic influentata de consideratii comerciale, si este in mare masura predeterminata de infrastructura existenta a retelei GSM. Figura 5 cuprinde o comparatie intre masurile de siguranta aplicate de diversele variante BOS. Incidente recente au demonstrat ca o retea GSM este capabila sa inceteze a fi operationala pentru mai multe ore, cu repercusiuni asupra unei regiuni geografice extinse (in special in regiunile urbane). Exemplu: nefunctionarea timp de 14 ore a retelei T-Mobile in zona metropolitana Rhein-Main in septembrie 2003.

Pentru toate cele trei platforme, siguranta financiara in termeni de predictie a costurilor de investitie si cheltuielilor de operare este dependenta de abilitatea clientului de a negocia un orar fix de plati cu compania operatoare. In aceasta privinta, detinatorii de retele GSM-900 se afla in dezavantaj in comparatie cu detinatorii de retele TETRA/TETRAPOL, pana in preent conditiile impuse de innoirea licentelor GSM dupa 2009 fiind inca neclara.

Figura 6: Aspecte de utilizare pe termen lung: aranja mente de revenire, capacitate de extindere si extinderea serviciului de date

TETRA TETRAPOL GSM-BOS

Reglarea cedarii

- Companie separata de operare

- Retea radio separata

- Retea backbone separata

- Banda de frecventa aferenta

- Inclus

- Inclus

- Releu radio sau linie inchiriata - Inclus

- Inclus

- Inclus

- Releu radio sau linie inchiriata - Inclus

- Poate fi posibil

- Nu este posibil - Releu radio sau linie inchiriata

- Nu este posibil

Capacitatea de extindere

- Furnizare de seturi portabile - in zonele dens populate - la nivel national

- Acoperire in-house

- Numar ridicat de utilizatori

- Planificat - Numar ridicat de statii de baza necesare

- Numar ridicat de statii de baza necesare

- Componente radio aditionale necesare la statiile de baza

- Planificat - Numar ridicat de statii de baza necesare

- Numar ridicat de statii de baza necesare

- Componente radio aditionale necesare la statiile de baza

- Inclus

- Putine statii de baza aditionale necesare

- Disponibil in mod general

- Alocarea de canale fixe, functie override pentru excluderea utilizatorilor „normali” GSM

Servicii mobile de date

- Narrowband (< 15 kbit/s)

- Rate intermediare (15-128 kbit/s)

- Broadband (> 128 kbit/s)

- Servicii de date „Packet-oriented”

- Integrare vocala / de date (VoIP)

- Inclus

- Planificat pentru o data viitoare

- Nu est eposibil

- Inclus

- Nu

- Inclus

- Nu este posibil

- Nu este posibil

- Inclus

- Implementat (TETRAPOL 2004.IP)

- Inclus

- Inclus

- Nu este posibil (dar ar putea fi asigurat prin UMTS intr-un interval mediu)

- Inclus

- Nu

a) utilizare impartita a infrastructurii retelei, construita in 1990 b) Proportia numarului de statii de baza TETRA raportat la TETRAPOL este explicata la pagina 35ff din versiunea completa a acestui studiu. c) unde este cazul cu mai multe grupuri sau comunicare one-to-one

Aspecte ulterioare care trebuie luate in considerare referitor la operarea pe termen lung a retelei BOS cuprind conditiile reglarii devolutiei si posibilitatea capacitatii de extindere si extinderea serviciului de date, astfel cum este ilustrat in compararea celor trei platforme in

Figura 6. Pentru motivele mai sus amintite, GSM-BOS nu este capabila sa asigure optiuni de apelare acceptabile din punct de vedere guvernamental. Pe de alta parte, GSM-BOS este deja capabil sa ofere o mai buna acoperire radio (presupunand ca intreaga retea este upgradata) si rate mai bune de transmisie de date, in timp ce trasaturile corespondente ale TETRA si TETRAPOL pot fi previzionate numai pe termen mediu. Cu toate acestea, performanta superioara a retelei GSM (in privinta razei de acoperire si serviciilor de date) poate de asemenea implica mai mari costuri de utilizare.

4 Evaluare financiara a construirii retelei si a co sturilor de operare Neluand in considerare rezultatele analizei parametrilor de operare, acest capitol analizeaza si compara platile necesare implementarii diverselor optiuni de retea radio mobila BOS. O diferenta fundamentala exista intre diversele alternative prin aceea ca TETRA/TETRAPOL necesita construirea unei retele radio mobile complet noi, in timp ce ofertantii GSM-BOS intentioneaza sa foloseasca reteaua publica GSM existenta in schimbul unor cheltuieli obisnuite de utilizare6, iar singura lor cheltuiala aditionala este reprezentata de infiintarea unei companii separate de operare a BOS. Investitia ceruta pentru retelele TETRA si TETRAPOL este puternic dependenta de numarul de celule radio care vor fi construite. Din moment ce nu este inca posibila estimarea cu certitudine a ariei de acoperire prevazuta de noua retea, numarul absolut de celule radio a fost aplicat ca factor in trei variante: (1) IBV7 (buna asigurare de handsets, incl. Dispozitive belt-carried), (2) IBV excl. dispozitive belt-carried si (3) ZED (acoperire completa numai pentru dispozitivele aferente vehiculelor, seturi portabile numai in zonele dens populate, fara acoperire in-house). Din moment ce planurile detaliate care specifica numarul de celule necesare de fapt nu sunt inca disponibile, diverse scenarii au fost folosite pentru a estima numarul relativ de celule pentru TETRA si TETRAPOL. Expertii admit ca TETRAPOL va necesita cu 40-50% mai putine celule decat TETRA. Variantele cercetate au dat nastere la valori de 3.33:1 (ridicate, teoretic), 2:1 (realiste) si 1.5:1 (scazute).

Altfel, datele financiare pentru TETRA mentionate in documentul ZED datat 23.10.2003 au fost considerate ca baze pentru cuantificarea outlay-ului. Date similare au fost folosite pentru TETRAPOL, dar cu un outlay de investitii presupus cu 10% mai ridicat pe statie de baza TETRAPOL decat pe statie de baza TETRA. In cazul GSM-ului, prin contrast, au fost estimate investitii mult mai scazute pentru reteaua backbone, deoarece reteaua radio este deja instalata si doar necesita actualizarea software-ului. Costurile de operare a retelei pentru o retea publica intinsa GSM au fost estimate pe baza informatiilor financiare de la T-Mobile si Vodafone, si sunt introduse in calcul in doua variante. Pretul intern in varianta A (cost scazut) este calculat cu emfaza mai puternica pe rata scazuta de utilizatori BOS fata de clientii „normali” GSM (approx. 3.3%), in timp ce in varianta B (realista) accentul cade pe proportia resurselor radio ocupate de operatiunile BOS in raport cu resursele totale de retea (approx. 10.9%). Ar trebui retinut faptul ca exista un interes considerabil in influentarea acestui pret intern, care insa poate avea un efect semnificativ asupra concluziilor subsecvente.

Figura 7 ilustreaza cele noua posibile variante prin combinarea celor doua variabile pentru numarul de celule in TETRA si proportia dintre celulele TETRA si TETRAPOL, si specifica valoarea neta actuala8 a outlay-ului net acumulat pe o perioada de 20 de ani (2005-2024). Prin compararea TETRA si TETRAPOL, devine evident ca avantajele legate de costuri ale TETRAPOL cresc invers proprotional cu cerintele de acoperire si cu proportia celulelor. GSM-BOS ofera avantaje de cost numai in doua cazuri, fiecare implicand un numar ridicat de celule. In toate celelalte sapte cazuri, TETRAPOL reprezinta optiunea cea mai eficienta din punct de vedere financiar in termenii outlay-ului net acumulat dupa 20 de ani. Daca se ia in 6 Acest studiu nu ia in considerare posibilitatea stabilirii de parteneriate private care sa permita TETRA/TETRAPOL sa profite de planuri similare de plata ca cele aferente GSM-BOS (sub un contract de inchiriere, ex. fonduri de industrie privata pentru o parte din costurile de construire a retelei BOS, cu cheluieli mai ridicate de utilizare a BOS pentru a compensa aceasta investitie privata). 7 IBV = apel pentru declaratii de interes (Interessenbekundungsverfahren) 8 rata a dobanzii de 8%

considerare numarul scazut de celule specificat in documentul ZED, solutia GSM-BOS este chiar mai putin eficienta din punct de vedere financiar decat o reteaTETRA BOS.

Daca aceleasi calcule ca in Figura 7 sunt efectuate folosind pretul intern scazut pentru utilizarea retelei GSM (varianta A, nu este ilustrata), rezultatul este schimbat si GSM-BOS devine cea mai costisitoare optiune in majoritatea variantelor. Numai in varianta 7 TETRAPOL asigura cea mai redusa varianta neta existenta pentru extindere.

In urma executarii variantei 5B (IBV excl. dispozitivele belt-carried, proportia realista dintre celulele TETRA si TETRAPOL si cheltuielile utilizarii retelei GSM) in timp (Figura 8), se poate observa ca in cazul retelei GSM-BOS cash-out-ul este mai scazut in primii ani, datorita costurilor mult mai scazute cu investiile, insa vor creste la aproximativ acelasi nivel

Figura 7: Evaluare dinamica a outlay-ului general p entru cele trei platforme concurente folosind cheltuielile de utilizare pentru reteaua realista GSM (varianta B)

Scenariu de cerinte

Plata neta acumulata dupa 20 de ani (2024) a

Apel pentru declaratii de

interes (IBV)

5,493 (TETRA)

2,778 (TETRAPOL) 3,148 (GSM-BOS)

1

5,493 (TETRA)

3,647 (TETRAPOL) 3,148 (GSM-BOS)

2

5,493 (TETRA)

4,374 (TETRAPOL) 3,148 (GSM-BOS)

3

IBV “fara dispozitive belt-portable”

3,824 (TETRA)

2,236 (TETRAPOL) 3,148 (GSM-BOS)

4

3,824 (TETRA)

2,745 (TETRAPOL) 3,148 (GSM-BOS)

5

3,824 (TETRA)

3,171 (TETRAPOL) 3,148 (GSM-BOS)

6

Cerinte ZED octombrie 2003

2,905 (TETRA) 1,937 (TETRAPOL) 3,148 (GSM-BOS)

7

2,905 (TETRA) 2,246 (TETRAPOL) 3,148 (GSM-BOS)

8

2,905 (TETRA) 2,505 (TETRAPOL) 3,148 (GSM-BOS)

9

3.33:1

2.00:1

1.50:1

ridicat/teoretic

realist

scazut

a) in million euros

Proportia celulelor TETRA in raport de celulele TET RAPOL

Cu outlay-ul total dupa zece ani (2014). Pe termen lung, dupa primii zece ani, solutia TETRAPOL devine mai atractiva, chiar si fara alocarea pentru efectul cheltuielilor care trebuie platite guvernului pentru innoirea licentei GSM.

5 Concluzie

In ansamblu, analiza noastra creaza urmatoarea imagine a avantajelor si dezavantajelor diverselor tehnologii alternative. Cu privire la satisfacerea cerintelor operationale ale BOS, GSM-BOS demonstreaza o slabiciune mai mare decat TETRA/TETRAPOL. Din punct de vedere financiar, insa, o solutie GSM este capabila sa opereze la un outlay relativ scazut in

majoritatea cazurilor, daca preturile interne pentru reteaua radio folosita in comun sunt fixate la nivel scazut pentru intreaga perioada in care este folosita pentru operatiunile BOS. Preturi interne scazute de aceasta natura sunt posibile in special in cazurile in care operatorul GSM-BOS are dreptul de a selecta „propria” sa retea radio GSM (T-Mobile sau Vodafone), si nu este in mod permanent legat de un operator de retea. In cazul in care sunt asumate sarcini de utilizare a retelei GSM mai mari, solutia TETRAPOL implica un outlay general mai scazut decat GSM-BOS in majoritatea variantelor.

Atacurile teroriste din Spania au demonstrat inca o data ca autoritatile competente in domeniul asigurarii sigurantei publice au nevoie de acces la retele radio digitale eficiente care sa le permita sa opereze facil chiar si in situatii extreme. Pentru Germania, prezentul studiu demonstreaza ca platformele tehnologice existente sunt capabile sa satisfaca cerintele speciale formulate de autoritatile competente in domeniul sigurantei publice.

Figura 8: Outlay net acumulat in mil. EURO pentru ce le trei platforme alternative in constelatia 5 (Conditiile IBV fara dispozitive belt- portable, cu un scenariu realist de utilizare)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

2009 2014 2019 2024

TETRATetrapolGSM-BOS

2,416

1,727

1,414

3,032

2,1722,216

3,487

2,501

2,768

3,824

2,745

3,148