Los servicios de emergencia de cientos de países utilizan los sistemas de comunicaciones TETRA para poder transmitir voz y datos de forma segura. Qué son las comunicaciones TETRA, cómo trabaja el sistema de comunicación TETRA, cobertura y territorio de TETRA, ventajas de la Red TETRA, seguridad, autenticación, cifrado de la interfaz aire (AIE), deshabilitado de terminales, cifrado de extremo a extremo, integridad, confidencialidad, gran capacidad, aplicaciones de los sistemas de comunicaciones TETRA, seguridad nacional, servicios de emergencia, trenes y metro, aeropuertos, utilities, centros penitenciarios y el futuro: comunicaciones TETRA y 5G, son los temas que se abordarán en este artículo.
¿Qué es TETRA?
TETRA es el acrónimo de Terrestrial Trunked Radio (o Radio Enlazada Terrestre), un estándar global para radio digital troncalizada que fue definido por el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETSI) en la década de los 90, con el propósito de unificar diversas alternativas de interfaces de radios digitales para la comunicación entre los profesionales móviles. TETRA es una red de comunicaciones móviles de banda ancha que permite la comunicación de voz y datos de alta calidad en tiempo real y de forma fiable y segura. Así las cosas, podemos decir que este sistema móvil digital de radio nació por decisión de la Unión Europea con el objetivo de armonizar los diferentes modelos comunicativos existentes y crear una red alternativa para que las comunicaciones con los servicios de emergencia y seguridad estuvieran siempre operativas.
¿Cómo trabaja el sistema de comunicación TETRA?
Las redes de comunicaciones TETRA son redes digitales de asignación dinámica de canal (Trunking) con capacidad de transmisión de voz y datos, que emplean Multiplexación por División en el Tiempo (TDMA o time-division multiple access). Esto permite obtener 4 canales independientes de un canal dúplex de 25KHz. En otras palabras, este sistema divide el canal de comunicación en intervalos de tiempo y asigna cada intervalo a un usuario diferente, para que varios usuarios puedan utilizar el mismo canal de comunicación al mismo tiempo sin interferirse entre sí. En concreto, TETRA es una tecnología digital de radio móvil privada (PMR) y radio móvil de acceso público (PAMR) para comunicaciones críticas con un conjunto específico de requisitos. Entre ellos se encuentran la alta fiabilidad, la capacidad de realizar llamadas individuales y de grupo, el sistema PTT (Push-To-Talk que nos pone casi de inmediato en comunicación con el resto de los equipos que pulsan el mismo botón) y la posibilidad de realizar comunicaciones directas entre pares. TETRA está optimizado para aplicaciones de capacidad media y alta utilizando la tecnología TDMA.
La implementación de dispositivos capaces de comunicarse mediante TETRA permite a los usuarios disponer de dos tipos de servicios a la hora de realizar una comunicación: servicios básicos, en las que se incluyen llamadas y transmisión de datos (tanto en grupo como individuales o de difusión) y también el servicio suplementario, el cual incluye servicios con llamadas prioritarias, realización de escuchas, etc. Algunos servicios PMR exclusivos de TETRA son: establecimiento de llamadas rápidas de área amplia para grupos, funcionamiento en modo directo (DMO) que permite las comunicaciones “espalda con espalda” entre terminales de radio independientes de la red, encriptación de voz de alto nivel para satisfacer las necesidades de protección de las organizaciones de seguridad pública (cifrado end-to-end), y una función de llamada de emergencia que se puede realizar incluso si el sistema está ocupado. TETRA ofrece voz full dúplex para comunicaciones de telefonía PABX y PSTN.
A tenor de estas funcionalidades, podemos decir que un sistema de comunicación TETRA tiene una serie de características diferenciadas de la telefonía tradicional GSM:
- Utilización de una banda de frecuencias mucho más baja, lo que supone una menor necesidad de equipos repetidores para dar cobertura a una misma zona geográfica.
- Infraestructura propia separada de las redes de telefonía móvil públicas puesto que las estaciones repetidoras trabajan a mayor distancia.
- Puede trabajar en modo terminal a terminal, en caso de fallo en las comunicaciones.
- Es un sistema digital más moderno que GSM con calidad de sonido superior al implementar sistemas más modernos de compresión de datos.
- Las capacidades de transmisión de datos están definidas en el propio estándar inicial y sólo son comparables al actual patrón GPRS.
- Mejor aprovechamiento del canal, ya que permite comunicaciones semidúplex como la radio convencional o dúplex como el teléfono en casos necesarios, utilizando los canales desocupados.
- Menor grado de saturación, ya que la norma garantiza una capacidad por defecto superior al doble de los canales convencionales en uso. Además, dispone de comunicaciones priorizadas, por lo que en caso de saturación se garantizan la disponibilidad de estas comunicaciones prioritarias.
- Permite comunicaciones grupales lo que mejora la gestión para coordinación en las urgencias.
- Dispone de terminales específicos para cada necesidad: terminales portátiles (equiparables a teléfonos móviles), terminales móviles (destinados a vehículos) y terminales para bases.
La red TETRA no funciona únicamente bajo una comunicación uno a uno, su función principal es de uno a muchos. Es una alternativa a los dispositivos móviles que brinda calidad de voz y una solución completamente digital. Para realizar las comunicaciones se pueden utilizar diferentes equipos como walkie-talkies, terminales fijos y smartphones habilitados.
Cobertura y Territorio de TETRA
Más de 120 países utilizan redes TETRA dedicadas a servicios críticos y, según datos de la consultora Omdia, la demanda de esta tecnología TETRA seguirá aumentando a un ritmo del 4,7% en el periodo de previsión 2021-2026. Más de 120 países utilizan redes TETRA. Y es que, se trata de un protocolo ampliamente utilizado por los organismos de seguridad pública de todo el mundo, ya que, además de las comunicaciones de red seguras y resistentes, también ofrece comunicaciones críticas directas de igual a igual sin necesidad de una red de apoyo en situaciones como desastres naturales y emergencias. A este particular, los países quieren desplegar redes compartidas por todas las organizaciones de seguridad pública para interoperar plenamente con otros servicios durante situaciones de emergencia y catástrofes. Asimismo, el sector del transporte también es un gran mercado para TETRA, especialmente para los sistemas de transporte masivo rápido, como redes de metro y aeropuertos.
Visto lo visto, podríamos decir que su cobertura es muy amplia y todo gracias a la banda de frecuencias dedicada de la que disfruta. No en vano, la mayoría de los países tienen reservada una banda para comunicaciones críticas que suele estar alrededor de los 380-430 MHz y que asignan los organismos reguladores correspondientes. Pueden ser bandas públicas (para bomberos o policía, por ejemplo); o privadas (transporte o industria). Al estar usando una frecuencia tan baja, permite alcanzar una mayor cobertura por cada una de las antenas instaladas. No obstante, esta huella -de alcance local, regional o nacional-, puede variar según el despliegue y la infraestructura implementada en cada región. Junto con las características geográficas, por supuesto, que interfieren la señal. No olvidemos que estamos hablando de comunicaciones por radio. Al igual que no es lo mismo una ciudad densamente poblada, que un pueblo aislado. Ni tampoco las necesidades de comunicación ante emergencias en uno u otro escenario. A todo ello hay que sumar que el despliegue de estas redes tiene un coste nada desdeñable para las administraciones públicas y, en muchas ocasiones, supone una relación cautiva con un proveedor y la dificultad de cohesión e integración con otros sistemas TETRA de otras regiones. Para hacer frente a esta situación surgió la iniciativa Mission Critical Open Platform (MCOP), financiada por el Departamento de Comercio de Estados Unidos y liderada por la Universidad del País Vasco.
Ventajas de la Red TETRA
Una red TETRA proporciona grandes beneficios que podríamos resumir en los siguientes:
- Cobertura: local, regional o nacional.
- Costes: bajo costes, sin tarifas de tiempo como la telefonía móvil.
- Alto grado de control: configuraciones personalizadas del sistema.
- Comunicaciones de alta calidad: en la trasmisión de voz y datos.
- Seguridad: admite un sistema de cifrado y autentificación mutua.
- Infraestructura propia: separadas de las redes de telefonía móvil.
Veamos en detalle algunas de las ventajas de la red TETRA más importantes.
Seguridad
Uno de los puntos clave de las redes TETRA es la seguridad y lo es gracias a tres parámetros: disponibilidad (responde bajo mínimos); confidencialidad (red blindada ante escuchas); e integridad (sólo los terminales autorizados pueden acceder). Para lograr esta protección de las comunicaciones se emplean medidas como autenticación, cifrado de la interfaz aire (AIE) y cifrado E2EE, además de deshabilitado de terminales en caso de extravío o pérdida. El Ejército es un gran usuario de tecnología TETRA. En este sentido, recientemente la ETSI ha introducido nuevos algoritmos para garantizar que el estándar siga siendo robusto ante la evolución de las amenazas. En concreto, para adaptarse a las innovaciones tecnológicas y a los posibles ataques a la ciberseguridad, incluidos los de los ordenadores cuánticos, el comité técnico TCCE del organismo certificador ha completado los trabajos sobre nuevos algoritmos diseñados con expertos en criptografía cuántica para asegurar estas infraestructuras durante al menos los próximos 20 años.
Autenticación
En una red TETRA sólo los usuarios autorizados pueden acceder a la misma, pues incorpora un sofisticado sistema de autenticación que permite un control minucioso y preciso de los accesos. En comparación con las redes móviles tradicionales, la red TETRA es un entorno muy seguro que imposibilita a hackers y ciberdelincuentes acceder a la misma.
Cifrado de la interfaz aire (AIE)
El cifrado de la interfaz aire o AIE (air interface encryption) es una de las medidas de seguridad que implementa la red TETRA, que consiste en cifrar la información transmitida a través del canal de comunicación (protege el tráfico de voz, la señalización y la identidad en el tramo de radiocomunicación, conocido como “aire”).
Deshabilitado de terminales
La deshabilitación o “muerte” de un terminal es otro de los elementos de seguridad de la red TETRA, pues permite a los administradores de la red desactivar los terminales de los usuarios que se han perdido para que no supongan un riesgo para la red y el resto de dispositivos conectados a la misma.
Cifrado de Extremo a Extremo
El cifrado extremo a extremo o E2EE (end-to-end encryption) es una propuesta de seguridad adicional que incorpora TETRA para cifrar toda la información en el dispositivo del usuario y proceder a descifrarla cuando llegue al terminal del receptor. Este mecanismo garantiza una mayor confidencialidad y la seguridad de los datos durante todo el proceso de transmisión y recepción.
Integridad
Toda la información transmitida a través de la red TETRA es precisa y no ha sido modificada durante su transmisión, por lo que llega al receptor de la misma forma que fue emitida.
Confidencialidad
Relacionado con la seguridad y los elementos asociados, la confidencialidad es uno de los grandes pluses de estos sistemas. Debido al empleo de procesos de encriptación para garantizar la integridad (la información transferida no puede ser modificada) y privacidad (ningún tercero no autorizado puede acceder al contenido de la información) de las comunicaciones, crea un entorno idóneo para establecer comunicaciones confidenciales.
Gran capacidad
Estas redes ofrecen una alta disponibilidad gracias a su capacidad para proporcionar una comunicación ininterrumpida en todo momento y en cualquier lugar. Además, dispone de una amplia cobertura, tanto local, como regional como internacional, haciendo apta para servicios en los que las comunicaciones han de estar siempre activas como los servicios de emergencias. Los sistemas TETRA ofrecen una alta disponibilidad gracias a su capacidad para proporcionar una comunicación ininterrumpida en todo momento y en cualquier lugar. Es más, en caso de fallo en las comunicaciones, TETRA permite trabajar en modo terminal a terminal, por lo que el acceso y la transferencia de datos está asegurada.
Aplicaciones de los sistemas de comunicaciones TETRA
La aplicación de este estándar está orientada a soluciones altamente especializadas en el ámbito profesional, teniendo su principal uso en sectores críticos como los servicios de urgencias como policía, bomberos, ambulancias, protección civil, etcétera. La razón de su empleo en estos ámbitos es la capacidad, confiabilidad y seguridad para las comunicaciones de voz y de datos que ofrece. La tecnología TETRA está enfocada principalmente a sistemas de emergencias y seguridad públicas. Aunque fue desarrollada en un principio para el sector de la seguridad pública, hoy en día existe un gran mercado de fabricantes de terminales que permite a diversos equipos interoperar bajo las redes TETRA empleando distintas infraestructuras, logrando su operatividad en más de 120 países con más de tres millones y medio de radios activas. No en vano, las redes de comunicación por radio TETRA se han probado en la práctica en diversos campos, funcionando eficientemente como una alternativa moderna para las comunicaciones. Actualmente se utiliza en variedad de sectores como transporte, seguridad privada, petróleo y gas, aeropuertos, ejército…
Seguridad Nacional
La aplicación más extensa de TETRA es la red de seguridad nacional que incorporan los cuerpos de policía. Ocurre en prácticamente todos los países de la Unión Europea, incluido España. 17 de estos estados crearon un grupo de cooperación con la intención de mejorar la interoperabilidad y el intercambio de datos entre los centros de control y los diferentes cuerpos. Se trata del sistema TETRAPOL.
Servicios de emergencia
Como explicamos al inicio de este artículo, las redes TETRA fueron concebidas para asegurar las comunicaciones de los servicios de emergencia europeos. Estas infraestructuras permiten la coordinación de bomberos, ambulancias, policía, protección civil… sin necesidad de utilizar las redes de telefonía, que pueden saturarse en caso de catástrofe o corte inesperado de la conexión. Hay muchos proyectos de renovación de estos sistemas en España como hemos ido publicando en Redes&Telecom como el caso de Aragón o Castilla-La Mancha.
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Diferencias entre Trunking y Radio Móvil
En un sistema convencional, si un usuario desea hablar con otro deberá hacerlo a través del canal que le haya sido asignado, y si este está ocupado, le resultará imposible transmitir su mensaje. Es pues un sistema más automatizado y complejo, pero que aporta interesantes ventajas, como una mayor eficiencia del espectro y el soporte de un mayor número de usuarios. En este sistema, los usuarios no dependen de un canal determinado para transmitir su mensaje, sino que todos comparten todas las frecuencias y, si un usuario desea transmitir, el sistema le otorga de manera dinámica y transparente un canal libre para que pueda hacerlo. Veamos un ejemplo: en una oficina de correos, existe una única cola en la que los clientes esperan su turno y el primero de la fila es atendido por la primera ventanilla que quede disponible. En resumen, en los sistemas convencionales no hay una infraestructura que gestione la conexión entre los distintos terminales, sino que los propios equipos se conectan entre ellos o, como mucho, a través de un repetidor de señal. Esta infraestructura de red que gestiona las comunicaciones sí que existe en los sistemas celulares. De este modo, el flujo de comunicación es terminal de origen - estación base más cercana - nodo de conmutación - estación base más cercana - terminal de destino.
El trunking es un sistema de radio en el que todas las comunicaciones van precedidas de un código de llamada similar a una telefónica; si nuestro equipo la recibe y no es el destinatario la emite de nuevo, actuando como repetidor, y si es el destinatario se establece un circuito para asegurar la comunicación. Por lo tanto, sólo oímos las comunicaciones destinadas a nosotros. Durante los últimos años la industria de las comunicaciones electrónicas ha experimentado algunos cambios tecnológicos notables. En un sistema convencional cada grupo de usuarios cuenta con un canal determinado. Si un usuario desea comunicarse con otro usuario de otro grupo, debe cambiar su radio al canal respectivo. De esta manera, si el canal al cual está asignado el usuario se encuentra ocupado, este no puede transmitir su mensaje. En el sistema troncalizado, se crean grupos de usuarios independientes de los canales o frecuencias con que se cuente. De tal manera que cuando un usuario desea realizar un llamado, bien sea de voz o datos, el sistema automáticamente le asigna un canal libre. Si en ese momento no se encuentra ningún canal libre, queda en una cola de espera por un determinado tiempo. Este tiempo es programable al igual que otras muchas facilidades. El sistema troncalizado es totalmente computarizado, por lo tanto posee elementos de control que permiten detectar rápidamente las fallas que se presenten en su funcionamiento. Así mismo, dependiendo de la marca del sistema, posee mecanismos automáticos para evitar que el sistema falle completamente en caso de que algún componente quede fuera de servicio. El sistema debe incluir todo el hardware y el software necesario para su operación, administración y mantenimiento, puesto que cada fabricante desarrolla su propia tecnología.
La palabra troncal significa camino compartido de comunicaciones entre dos o más usuarios. El sistema troncalizado nace de las líneas troncales, las cuales eran usadas en los sistemas telefónicos con redes de cobre. La radio troncalizada permite tener a varios usuarios conectados desde un variado número de canales. Los sistemas de radio de LTR utilizan un concepto del control llamado trunking. Pues este se aplica a la radio, el trunking es el compartidor automático de canales en un sistema múltiple de repetición. Las ventajas del trunking incluyen menos esperas para tener acceso al sistema y a la capacidad de canal creciente para una calidad dada del servicio. Puede ser visto de esta forma que, si no son los canales trunked y solamente un canal está disponible para el usuario (como con un repetidor de la comunidad), hay una ocasión mucho más baja de obtener un canal en el instante. Puesto que se saben los patrones de tráfico típicos, el bloqueo de probabilidades puede ser predicho. Un repetidor se sostiene para solamente la duración de la transmisión con llamadas del envío. Esto significa que una conversación entera que consiste en varias transmisiones puede ocurrir en varios canales. Esto se llama trunking de la transmisión y proporciona una eficacia máxima del sistema, porque el tiempo entre las transmisiones se puede utilizar por otros. Algunas llamadas especiales, tales como llamadas telefónicas, sostienen el repetidor para la duración de la llamada.
En el ámbito de aplicación de las telecomunicaciones, uno de los mercados emergentes actualmente en España es el despliegue de redes de radiocomunicación para cuerpos de seguridad y emergencia. Las dos grandes tecnologías en redes radio privadas actualmente son TETRA y TETRAPOL. El punto débil del estándar es que todavía hay interfaces pendientes de definir que permitan coexistir diferentes infraestructuras de conmutación, lo que posibilitaría la interconexión de las diferentes redes ya existentes, si bien actualmente ya se está trabajando en el Inter-System Interface (ISI) y algunos fabricantes están desarrollando de forma independiente una interfaz que, aprovechando la interfaz aire, permita cierta interoperabilidad entre diferentes redes. TETRAPOL es una norma propietaria desarrollada por la empresa francesa MATRA, adquirida por el gigante europeo EADS. Su principal desventaja es la falta de interoperabilidad con diversos fabricantes, sin embargo, ha sido la solución adoptada por varios cuerpos de seguridad de ámbito nacional, entre ellos la Policía Nacional y la Guardia Civil. Actualmente hay varias redes operativas en nuestro país: las Fuerzas y Cuerpos de Seguridad del Estado cuentan desde hace varios años con la red SIRDEE (Sistema de Radiocomunicaciones Digitales de Emergencia del Estado) basada en TETRAPOL; en Cataluña se desplegó la red Nexus, también basada en esta tecnología; en el lado de TETRA, existen varias redes desplegadas, como la del Gobierno de Navarra, la red Ágora en Cataluña, la del Ayuntamiento de Madrid, el metro de Bilbao, etc.
Elegir un sistema de radiocomunicación profesional es una decisión estratégica que impacta directamente en la seguridad, la eficiencia operativa y la capacidad de respuesta de una organización. No basta con analizar el precio inicial. Lejos de desaparecer, tecnologías como DMR y TETRA están evolucionando para convivir con LTE en redes híbridas. Invertir en radiocomunicaciones no es solo una compra tecnológica: es una decisión estratégica que impactará durante años en tu organización. ¿Listo para dar el siguiente paso hacia comunicaciones más seguras y eficientes?
