Aspetti di Sicurezza su reti Tetra

TETRA:

• Nei sistemi GSM e PMR tradizionale a 25kHz, la larghezza di banda

(200 kHz) è divisa in 8 canali di comunicazione;

numero di canali 200k ÷ 25k = 8

• Nei sistemi GSM Half-Rate e PMR tradizionale a 12.5 kHz, la larghezza

di banda è divisa in 16 canali di comunicazione;

numero di canali 200k ÷ (25k ÷ 2) = 16

• Nel sistema TETRA, la larghezza di banda è divisa in 32 canali di

comunicazione: numero di canali 200k ÷ (25k ÷ 4) = 32

Figura 1.16: Efficienza spettrale

23

1.10.4 Controllo della potenza

Le potenze d’emissione degli apparecchi mobili vengono regolate costante-

mente dai comandi della stazione base sul minimo necessario affinché quest’ul-

tima possa ancora riconoscere i dati degli apparecchi mobili (power control).

Con questa regolazione della potenza è possibile da un lato ridurre al mini-

mo le interferenze e, dall’altro, allungare al massimo la durata di vita della

batteria dell’apparecchio mobile. Con TETRA, invece, non viene regolata la

potenza d’emissione della stazione base.

Figura 1.17: Caratteristiche TETRA

24

1.11 Architettura TETRA

La prima versione originale dello standard TETRA sviluppata dall’ETSI era

conosciuta con il nome di TETRA Voice+Data (V+D), ma ad oggi il suo

TETRA Release 1. In questo paragrafo si darà

nome è stato cambiato in

una panoramica genrale dell’architettura di una struttura base di una rete

a standard TETRA. Al fine di rendere piu’ semplice la comprensione, la

figura 1.18 mostra la configurazione di una rete compresa delle interfacce più

importanti: Figura 1.18: Struttura di una rete TETRA

• Switching and Management Infrastructure (SwMI): l’abbrevia-

zione SwMI è usata per classificare tutte le attrezzature e sottosistemi

che includono una rete TETRA, compreso le stazioni base. Anche

se alcuni membri del comitato tecnico dell’ETSI (TC) hanno ritenuto

che un’interfaccia standard della stazione base sarebbe utile (come nel

GSM), è stato deciso di non procedere in questo senso poiché sarebbe

poco pratico visto che la rete viene configurata a piacimento in modo

da ottenere prestazioni ottimali e flessibilità. Inoltre è stato acconsen-

tito, sempre per gli stessi motivi, che tutto il contenuto all’interno dello

SwMI non debba essere standardizzato, concedendo cosi ai costruttori

della infrastruttura TETRA la massima flessibilità nel disegnarla.

25

• Interfaccia aerea e direct mode (1 e 2): in un sistema TETRA le

interfacce piu’ importanti sono quella aerea e la direct mode (DM). Le

stazioni mobili TETRA possono comunicare o in Direct Mode (DMO)

o usando l’infrastruttura Trunked (SwMI) composta da stazioni base

(BTS). Oltre che permettere comunicazioni dirette in situazioni in cui la

copertura di rete è assente, il DMO include anche la possibilità di usare

uno o più terminali TETRA come relay per il segnale. Questa funzion-

alità è chiamata DMO gateway (da DMO a DMO). In situazioni di

salvataggio questa caratteristica può permettere comunicazione diretta

nel sottoterra o in aree di cattiva copertura.

• Peripherical Equipment Interface (PEI) (4): la PEI permette la

connessione tra sistemi radio TETRA e componenti esterni quali pc o

palmari.

• Inter-System Interface (ISI)(7): la ISI permette l’interoperabilità

tra reti TETRA differenti. La connessione tra le reti può avvenire in

modalità commutazione a pacchetto o commutazione a circuito.

• PSTN/ISDN/PABX/PDN (6): sono interfacce standard che per-

mettono alla rete TETRA di interfacciare con reti ISDN, PSDN, etc.

• Network Management Interface (NMI) (8): usata per sistemi di

gestione della rete, di supporto ai clienti e alla fatturazione.

• Remote Dispatcher Interface (RDI)(5): originariamente questa in-

terfaccia è stata realizzata per permettere il collegamento via fili ai

dispositivi presenti nelle sale di controllo.

• Man Machine Interface (MMI)(3): la MMI permette l’interfaccia-

mento tra l’utente e il terminale mobile.

26

1.11.1 Accenni su V+D, DM e PDO

TETRA è uno standard che si adatta bene a qualsiasi tipo di domanda di

mercato perchè riesce sempre a fornire la soluzione giusta in ogni settore

di applicazione. Le specificazioni dello standard sono valide per tre settori

d’applicazione (figura 1.19) completamente diversi tra loro, ossia:

• Voice plus Data (V+D);

• Packet Data Optimized (PDO);

• Direct Mode (DM);

Per ognuno di questi, TETRA prevede tre diversi standard che si basano

sempre sulla stessa piattaforma radio fisica (stessa modulazione, spaziatura

dei canali, frequenze, ecc.).

Per quanto riguarda la Voice+Data, gli apparecchi conformi a questa

specifica offrono una vasta gamma di servizi di trasmissione dati, di teleservizi

e di servizi supplementari concentrati esclusivamente per la trasmissione

mista di voce e dati.

La specifica PDO, invece, supporta solo i servizi di trasmissione di dati

a commutazione di pacchetto e, benché questo tipo di servizi sia presente

anche nella specifica V+D, l’interfaccia aerea di questo standard rimane la

più adatta perchè costruita a proposito.

Il direct mode permette una comunicazione diretta tra due stazioni mobili

senza dover passare dalla stazione base. Questo tipo di applicazione diventa

utile quando l’utente si trova al di fuori della zona di copertura e non può

usufruire della rete. L’ introduzione del DMO nello standard si è resa utile

per aggirare gli svantaggi derivanti dal fatto che nella modalità trunked ogni

comunicazione, anche tra terminali vicini, attraversa almeno una SwMI . Si

tenga in considerazione però che il DMO ha portata limitata, per cui la sua

presenza nello standard deve essere considerata complementare alla modalità

trunked e non sostitutiva. Se per qualche motivo non è possibile usufruire

dei servizi della rete, allora entra in gioco il DMO. Di fatto, l’uso del DMO

risulta particolarmente appropriato nelle seguenti situazioni:

• aree rurali senza infrastrutture di supporto;

• aree urbane con scarsa copertura come ad esempio all’interno di edifici,

parcheggi sotterranei e metropolitane;

• per ragioni di contingenza operativa quando il sistema trunked non è

utilizzabile perché non presente, perchè essendo sovraccarico, non ne

viene garantito l’accesso temporale o perché temporaneamente guasto;

27

Come con la maggior parte dei sistemi di radiocomunicazione, anche con

TETRA viene utilizzato il collegamento duplex (eccetto per il direct mode

che lavora solo in simplex).

Figura 1.19: Applicazioni base di TETRA: V+D, PDO, DMO

1.12 Il protocollo a pila per TETRA

Il protocollo a pila dello standard TETRA contiene i 3 livelli più bassi di

un modello ISO-OSI, cioè lo strato fisico, lo strato di collegamento dati e lo

strato di rete.

1.12.1 Livello fisico

Lo strato fisico è responsabile del trasferimento dei bursts, cioè la trasmis-

sione dei segnali e l’attivazione e la disattivazione dei collegamenti fisici e le

funzioni dello strato contengono la rimescolanza, il funzionamento in mul-

tiplex le scanalature logiche nei bursts, la modulazione e la trasmissione i

simboli sopra l’interfaccia dell’aria.

1.12.2 Livello di collegamento dati

Lo strato di collegamento è responsabile del trasferimento senza errori dei

frames fra due stazioni usando il tasso di trasferimento dei bit (Bit Transfert

Rate) dello strato fisico, per esempio sincronizzazione e un certo control-

lo sull’influenza degli errori all’interno dello strato fisico. Di questo livello

26

MAC , diviso in lower MAC e

fanno parte due sottolivelli: il sottolivello

26 Medium Access Control 28

27

upper MAC e il sottolivello LLC . Il lower MAC fornisce le funzioni quali

codificazione, controllo delle risorse radiofoniche, misure di resistenza del seg-

nale ed il trasferimento delle unità di dati del upper MAC usando lo strato

fisico. L’upper MAC fornisce la sincronizzazione della struttura, amminis-

trazione di indirizzo, manipolazione dei messaggi del Logical Link Control,

protocolli di accesso, problemi di sicurezza ed istituzione del percorso. Il

LLC fornisce i servizi di trasferimento di dati allo strato di rete.

1.12.3 Logical Link Control LLC

Il livello LLC fornisce un’interfaccia unificata (uguale per tutti gli standard)

verso il livello di rete. Quest’ultimo non riesce a capire quale protocollo MAC

viene usato perché il livello LLC lo maschera completamente. Un livello LLC

può offrire tre servizi:

1. Servizio senza connessione e senza riscontro: servizio a datagramma in

cui le unità informative ( da ora u.i.) sono trasportate a livello LLC

senza che il mittente sappia qualcosa sull’avvenuta consegna;

2. Servizio con connessione: servizio di trasporto affidabile con il quale

si instaura prima una connessione tra le parti e poi avviene il trasferi-

mento delle u.i.. Il protocollo garantisce l’avvenuta consegna grazie a

delle funzioni di controllo;

3. Servizio con riscontro senza connessione: servizio che prevede il trasferi-

mento dei dati senza che sia stata instaurata una connessione. In questo

caso però il protocollo prevede l’invio di un messaggio di riscontro per

ogni u.i. consegnata a destinazione;

La PDU (figura 1.20) utilizza lo stesso formato di una u.i. di un protocollo

28

HDCL , infatti la trama contiene:

• Un indirizzo di destinazione LLC DA:

• Un indirizzo di sorgente LLC SA:

• Un campo di controllo CTRL:

• Un campo contenente l’informazione dell’utente:

27 Logical Link Control

28 High Level Data Link Control 29

Figura 1.20: Formato PDU LLC

1.12.4 Medium Access Control MAC

Il livello MAC ha il compito di provvedere alla consegna delle u.i. di livello

superiore (LLC) tra la stazione di origine e quella di destinazione. Le u.i.

sono ricevute e consegnate nei punti di accesso al servizio MAC corrispon-

dente: MAC-SSAP per la stazione sorgente e MAC-DSAP per la stazione

destinataria. Il mezzo di comunicazione è comune a tutte le stazioni, dunque

le u.i. sono fisicamente ricevute da tutte le stazioni presenti ma vengono

elaborate dalla sola stazione di destinazione interessata grazie alla presen-

za di un codice indirizzo MAC. Usando degli opportuni indirizzi, è anche

possibile implementare collegamenti di tipo broadcast, cioè tra una stazione

sorgente e tutte le stazioni destinatarie, oppure collegamenti multipunto, nei

quali la sorgente comunica con alcune stazioni ma non tutte. Alle volte capi-

ta di aver