Maximaal haalbare afstand bij Tetra DMO?

[PA0ETE]

Tetra en GSM lijken sterk op elkaar. Ze gebruiken weliswaar verschillende modulatievormen (GMSK voor D-STAR en p/4 DQPSK voor Tetra), qua trunking werken ze in hoge mate hetzelfde. Een telefoongesprek bij GSM kun je interpreteren als een doorgan bij Tetra. Ander verschillen zijn de supersnelle verbindingsopbouw van Tetra, en de verschillende veiligheidsmaatregelen rondom die verbindingsombouw die er met name voor zorgen dat de snelheid van die verbindingsopbouw gewaarborgd is.

Bij GSM is sprake van aan maximale afstand die het signaal kan overbruggen. Dit heeft te maken met de looptijd die de pakketten onderweg zijn. De maximale afstand bij GSM is ongeveer 34 km. Dat is een beperkende factor in relatief dunbevolkte gebieden. In dat soort streken in Afrika verdubbelen GSM-netwerkproviders vaak de pakketlengte. Dit resulteert in een verdubbeling van de afstand en dus het kwadratisch vergroten van het oppervlak dat met één antennelocatie kan worden gebruikt. Verdubbeling van de pakketlengte halveert tegelijk ook het aantal mogelijke gesprekken per antennelocatie.

Er doen zich nu twee vragen op.

1. Is er bij Tetra sprake van een dergelijke maximale afstand, en hoe groot is die dan?

2. Is dat bij DMO ook het geval?

Dat die afstand er bij TMO is, lijkt vrij zeker omdat Tetra en GSM zo op elkaar lijken. Vanwege de lagere frequentie waarvoor Tetra is bedacht en het grotere celoppervlak dat daarbij hoort (in Nederland zijn antennelocaties voor C2000 rond 385 MHz allemaal 50 meter hoog, voor Entropia rond 420 MHz is de celgrootte kleiner bij een masthoogte van 25 meter), zal de pakketlengte waarschijnlijk zodanig gekozen zijn dat de afstand groter is.

Je zou zeggen dat het probleem er bij DMO niet is, omdat niet met een centrale gecommuniceerd wordt en er dus geen pakketten heen en weer gaan maar slechts in één richting. Dit is slechts ten dele waar. Vermoedelijk hebben de ontwerpers van de norm er in ieder geval geen aandacht aan besteed. DMO is niet ontworpen voor een bereik van kilometers, maar eerder voor honderden meters via portofoons, met name bij netwerken zonder binnenhuisdekking zoals C2000 (Entropia is met haar Mission Critical status bijzonder veel beter dan C2000 op dit gebied. Ik heb de directeur van dat bedrijf, een zendamateur in het kader van een artikel wel eens over dit onderwerp gesproken, in een periode dat C2000 dekkingsproblemen had die inmiddels grotendeels zijn opgelost. Hij was toen bereid om de Nederlandse politie op zijn netwerk toe te laten om zo die blind spots wel van dekking te voorzien.)

Bij DMO zou de de facto-master mogelijk problemen kunnen opleveren met de maximale afstand. Het is namelijk zo dat tijdelijke master (normaal is dat de initiatiefnemer van de verbinding, hoe ongunstig diens locatie ook is) door middel van pulsen aangeeft waar time slot 1 zich in de tijd bevindt. Deze blijft om die reden ook een tijdje na zijn laatste uitzending nog een tijdje impulsen geven. Vang je die pulsen op een al te grote afstand op, dan zul je een verschuiving in tijd van time slot 1 ervaren, die naarmate de afstand groter wordt, hoe dan ook op een bepaald punt problemen gaat geven.

[coolepascal]

Ik denk dat dit vraagstuk vooral erg interesant wordt op hogere frequenties
Denk daarbij aan 900MHz (waar we voorlopig nog niets te zoeken hebben), 23cm 13cm en wie weet ooit zelfs 6cm.
Reden waarom ik dit aankaart is vanwege de multipath omstandigheden die je op die hogere banden beslist gaat krijgen.
Dit leidt tot timing issues van de verschillende pakjes die uitgezonden worden.
Zelfde geld uiteraard ook maar in mindere mate voor D-Star

[PA0ETE]

Het speelt inderdaad bij 900 MHz in het geval van GSM. Het feit op zich is niet zo ingewikkeld. Er gaat verkeer in beide richtingen in verschillende tijdslots op hetzelfde kanaal. Op een gegeven moment wordt de afstand zo groot dat door trajectafstand pakketjes langzaam steeds verder van bijvoorbeeld tijdslot 2 naar tijdslot 3 verschuiven.

Bij simplex-verkeer speelt die vertraging geen enkele rol. De ontvanger synchroniseert simpelweg op een ietwat later tijdstip, dan de zender, gebruikt daarvoor het meegezonden sync-signaal en de verschuiving is daarmee effectief gecompenseerd.

Bij duplex verkeer zoals bij TMO tussen een antennelocatie en een mobiel echter gaat het verkeer in twee richtingen, en moet de sync ten opzichte van de (relatieve) werkelijke tijd voldoende kloppen, zeker als er meerdere deelnemers verschillende tijdslots van dezelfde paal gebruiken.

Op zich is dat duidelijk.

De vraag is echter: gaat dit ook op voor DMO? Of werkt dit net als simplex bij andere modulatiesoorten heel gewoon wel?

Probleem is dat DMO ook is ontworpen op gesprekken met meerdere deelnemers. In de praktijk werkt dit zo dat de eerste die de mic indrukt bepaalt waar tijdslot 1 zich bevindt. Die eerste wordt dus de facto de master. Afhankelijk van de instellingen blijft de master nadat de mic is losgelaten langere tijd de syncpulsen herhalen. Dit wordt meestal aangegeven door een lampje op het apparaat. Bij die van mij brandt het lampje rood bij zenden. Groen wanneer de porto of het mobiel deze sync uitzendt en het lampje is uit bij standby op ontvangst.

Wanneer een volgend station tijdens deze pulsen de mic indrukt (in feite is dat ook de bedoeling), dan zendt hij gesynchroniseerd aan de syncpulsen van de (de facto) master.

Dit systeem is tevens een inherente zwakheid van het systeem (alleen bij DMO), en een belangrijke reden waardoor er bij de brandweer zoveel problemen mee zijn. Wanneer namelijk de initiatiefnemer van het gesprek zich achter een metalen object bevindt, zullen verschillende deelnemers het syncsignaal van de master niet oppikken. Het gevolg is dan dat ze hoogstwaarschijnlijk van dit hele gesprek niets meekrijgen, tot het geval dat de master vanachter het metalen object tevoorschijn komt. Ook kunnen er op hetzelfde kanaal twee verschillende gespreksgroepen ontstaan die door toeval hun eigen sync volgen en elkaar niet horen.

Mijn suggestie/vraag deze week aan de leverancier van mijn apparaten, waar ik veel van mijn kennis over Tetra inmiddels vandaan heb, is of mijn DMO-repeater niet op een veel langer "na-pulsen" kan worden ingesteld (dat mag van bij vijf minuten zijn), en de porto's op een veel kortere periode. Hierdoor zullen namelijk, als iemand met zenden zo lang wacht dat een tot master geworden porto geen pulsen meer uitzendt dan zal op een gegeven moment uiteindelijk altijd de repeater master worden. Dit is overigens een eigen conclusie van mij, en misschien krijg ik wel als antwoord dat het B/S is

Er is in het systeem wel een andere oplossing mogelijk. Een DMO-repeater lost het probleem hierboven niet op. Zo'n repeater (vaak wordt in zo'n geval de mobi in het OvD-voertuig bij een korps van een DMO-repeater voorzien. in het buitenland, dat is te zeggen, want officieel zijn er in NL geen DMO-repeaters in gebruik). Een DMO-repeater introduceert nog een nieuw mogelijk probleem bij inzetten. Brandweermensen communiceren vaak in gaspak slechts één of twee meter uit elkaar binnen een object. Al dan niet met steen ertussen. Gedacht wordt vaak dat de DMO-repeater de reikwijdte vergroot of de signaalsterkte, waarbij dan wordt gedacht dat de signaalsterkte het probleem is. Dat is het echter niet, het is dus vaak het gemiste syncsignaal. Als het OvD-voertuig met de DMO-repeater 300 m van het object staat, en de porto's 1 of 2m uit elkaar, drukken ze in een aantal gevallen echter wel elkaar's frontend dicht, waardoor ze ook de DMO-repeater niet meer horen

Een goede oplossing is een tussenvorm van DMO en TMO te gebruiken. Dat is een gateway naar de trunk. Die gateway wordt daarbij in het geheel niet richting trunk-netwerk gebruikt, maar door inschakelen van gateways gebruiken de apparaten die semi-TMO/DMO werken de sync die van de sterke netwerkmasten komen. Sync-probleem opgelost. Echter is dat in NL geen oplossing. Dat komt omdat net na de strandrellen en de Turkish Airways ramp bleek dat het personeel zich grootschalig niet aan de etherdiscipline hield. In plaats van (duur) mensen bij te scholen, koos toenmalig minister Ter Horst ervoor om enkele tientallen miljoenen in de infrastructuur te pompen, zodat de extra capaciteit de verkeerstoename vanwege het verkeerde gebruik ging opvangen (=minder duur dan opleiden).

Gatwayverkeer, hoewel niet echt netwerkverkeer, legt klaarblijkelijk toch extra beslag op de resources, en zo zou de oplossing van dit probleem mogelijk het andere weer terugbrengen...

Afijn, om tot de kern van mijn vraag terug te komen. Ik weet het niet helemaal zeker, maar in elk geval bij meerdere DMO-deelnemers zou er volgens mij toch sprake moeten zijn van die maximale afstand waarbij het nog werkt, omdat namelijk de syncpulsen van de (de facto) master ook voor iedere deelnemer aan de criteria voor 'echte tijdstippen' moet voldoen. De sync komt namelijk naar je toe, en dan ga je volgens het tijdstip van die sync uitzenden. Kom je door de tijdvertraging in tijd te ver van het gemeenschappelijk gebruikte tijdslot verwijderd te zitten, dan werkt het dus niet meer...

[PA0ETE]

Nu ik dit soort dingen allemaal opgeschreven heb realiseer ik me ineens dat uit de herhalingsfreq van de tijdslotscyclus die exact 17 Hz bedraagt, een redelijke indruk te krijgen is van de verschuiving van het signaal. Met enige foutmarge, want we weten niet waar het precies fout gaat, moet je dan ook kunnen bepalen bij hoeveel afstand de verschuiving echt groot begint te worden. Volgens mij mag zo'n verschuiven in elk geval nooit meer dan 20% zijn, eerder minder. Het gaat dus om vier tijdslots. Ff nadenken nog

Hieronder een citaat van mijn eigen site http://xDV.me

De structuur van de frames bestaat dus uit 17,65 frames per seconde (=18 frames per 1,02 s), bestaande uit 18.000 symbolen per seconde, 255 symbolen per slot, 4 slots per frame. Dit resulteert in een (schijnbaar) amplitudegemoduleerd signaal van 17 Hz. Die modulatie van 17 Hz is speciaal prominent bij draagbare en mobiele apparaten, die immers slechts 1/4 van de tijd met die herhalingsfrequentie zenden.