DMR eller TETRA - vilken standard är bäst?

Båda standarderna är innovationer från European Telecommunications Standards Institute (ETSI) men är ursprungligen utvecklade med olika målsättningar.

TETRA som lanserades i mitten på nittiotalet är skapat för att tillfredsställa kommunikationsbehovet hos blåljussektorn - eller så kallad mission-critical kommunikation. DMR däremot är utvecklat på sent 00-tal för att tillhandahålla ett frekvenseffektivare kommersiellt alternativ till konventionella analoga komradiosystem och kan därför anses vara mer business-critical.

Även om privata TETRA-nät är väl etablerat i Sverige så är DMR standardvalet för den privata sektorn.

För att effektivare kunna beskriva skillnaderna behöver likheterna redogöras för först - låt oss kalla det förkunskaper.

I ett digitalt radiosystem omvandlas mänskliga röster till digitala paket via en Voice Coder/Decoder, Vocoder. För att optimera kapacitet så registrerar Vocodern endast mänskliga röster vilket i sin tur minimerar bakgrundsljud. Efter konverteringen så komprimeras och felkorrigeras det digitala paketet innan det överförs via en radiosignal genom att radiovågor manipuleras (moduleras) för att bära informationen.

Mottagarsidan läser sedan av denna signal och omvandlar de digitala paketen tillbaka till sitt ursprungliga format vare sig det gäller tal, text eller data. Digitala system gör på så vis ingen skillnad på data och tal.

Time Division Multiple Access, TDMA, är ett sätt att dela in en radiovågor i tidsluckor. Genom att göra detta tillhandahålls flera parallella kommunikationsvägar per frekvens jämfört med en analog radiokanal, vilket ger minst en fördubbling av kapaciteten.

I ett analogt system benämns varje kommunikationsväg för Kanal för att den direkt korrelerar med en specifik fysisk radiofrekvens.

I ett digitalt system så existerar inte denna direkta korrelation och Kanal har istället ersatts med begreppet Talgrupp. En talgrupp består av ett antal användare som har ett ömsesidigt kommunikationsbehov - oberoende av frekvens.

Trunking är ett sätt att låta flera användare effektivt dela på samma resurs(er). Ett konventionellt radiosystem fungerar som en klassisk kassa-kö där kunder får hjälp olika snabbt beroende på hur snabb den aktuella kassörskan är. Det kan leda till både långa köer och tomma kassor (samtidigt). Helt enkelt ett ojämnt flöde och ett ineffektivt nyttjande av resurserna.

Trunkade radiosystem agerar istället som en gemensam kö eller ett nummerlappssystem där kunderna får hjälp av första tillgängliga kassörska. Resultatet blir att inga kassor står tomma och den sammanlagda väntetid minskas. Trunkade system möjliggör dessutom att prioriterade användare kan ges företräde för särskilt viktiga meddelanden. För att runda av liknelsen så skulle det kunna beskrivas som en dynamisk VIP-kö.

I ett radiosystem innebär Trunking att alla tillgängliga resurser (tidsluckorna) slås samman till en resurspool och alla radio placeras i en gemensam ”kö” där de lyssnar på att bli "uppropade". När ett samtal initieras på en talgrupp så tilldelas samtalet och dess deltagare automatiskt en ledig tidslucka för att efter avslutat samtal återgå till väntläget (uppropskön). Genom denna dynamiska resurstilldelning kan kapaciteten radikalt förbättras jämfört med ett konventionellt radiosystem.

Genom Trunking så kan radiotrafiken fördelas över ett större antal talgrupper med användare utan att begränsas av tillgängliga frekvenser. På så vis behöver endast relevanta mottagare lyssna på pågående samtal samtidigt som exempelvis en arbetsledare kan kommunicera i flera talgrupper parallellt eller bryta in med viktiga meddelanden.

Även om det finns fler både teoretiska och praktiska skillnader mellan teknologierna så har vi här valt att fokusera på de faktorer som är mest relevanta i allmänhet. Vissa skillnader kan vara betydande men beroende på tillämpning inte nödvändigtvis utgöra en kritisk faktor.

DMR är, som tidigare nämnts, utvecklat som en direkt ersättare till befintliga analoga system. Det åstadkoms bland annat genom att;

• Utnyttja samma frekvensband (VHF/UHF).
• Befintliga analoga frekvenser kan återanvändas.
• Erbjuda både digitalt och analogt stöd.
• Tillhandahålla utrustning med motsvarande uteffekter.

Detta medför att såväl användarenheter och infrastruktur-utrustning kan programmeras med såväl digital som analog kommunikation. Rent praktiskt kan användaren således kommunicera antingen digitalt eller analogt genom att vrida på talgruppsväljaren (kanalvredet).

Återanvändningen av frekvensband och uteffekter resulterar också i liknande vågutbredning (täckning) som hos ett analogt system. Därför kan ett DMR-system i princip ersätta ett befintligt analogt system 1:1 genom att man enklare kan återanvända basstationsplatser, antennplatser och annan kringutrustning. Har man "tur" kan även antennsystem återanvändas om så önskas.

Tack vare bakåtkompatibiliteten så erbjuder DMR möjligheten att successivt byta ut delar av befintliga analoga system och på så vis sprida ut investeringen över tid och efter behov.

Detta är inte möjligt med TETRA utan där måste all utrustning ersättas samtidigt - förutsatt att det finns något att byta ut.

Att TETRA har högre kapacitet än DMR är en sanning men, med viss modifikation. Den teoretiska maxkapaciteten är högre i ett TETRA-system men i de allra flesta - för att inte säga samtliga - fall kommer vi inte i närheten av maxgränsen oavsett val av teknologi.

Med kapacitet menas hur mycket trafik systemet kan hantera - det vill säga belastningen. Belastningen i ett radiosystem utgörs av produkten av systemets användardensitet (antal användare per site), frekvensen av samtal och använda samtalstyper vilka tillsammans genererar ett behov av ett antal ”samtidiga samtal”. I ett digitalt system är det totala antalet tidsluckor som utgör taket för antalet samtidiga samtal.

Detta tak gäller per Site som enklast kan beskrivas som varje fristående täckningsområde i systemet. Antalet tillgängliga tidsluckor kan för båda teknologierna justeras efter behov och kapaciteten kan variera mellan de olika Siterna i systemet.

Antalet repeaters/basstationer utgör en betydande kostnadsdrivare - framförallt för TETRA. För TETRA-system krävs också alltid en hårdvarubaserad Server/Controller oberoende av systemets storlek. Motsvarande hårdvara krävs egentligen bara i större DMR-system vilket gör insteget högre hos TETRA. Eftersom "expansionsstegen" också är mindre hos DMR så blir det enklare och mer kostnadseffektivt att utöka ett DMR-system över tid. Sammantaget kan DMR sägas ha en planare investeringskurva.

Om det initiala behovet är mer omfattande minskar dock denna skillnad. För större system tenderar kostnaderna att närma sig varandra och med hänsyn till att TETRA erbjuder många andra fördelar så bör det inte uteslutas som alternativ utan en prisjämförelse för det aktuella systemet.

Driftsäkerhet handlar om att maximera systemets tillgänglighet och minimera nedtid. Det åstadkoms genom att bygga system baserat på pålitlig utrustning och genom att designa dem med redundans för att undvika single-point-of-failures.

Tack vare att komradiosystem kan göras helt fristående så erbjuder kommunikationsformen en mycket hög grad av egen rådighet - oberoende av vald teknologi.

Tillgängligheten för både centraliserade och decentraliserade lösningar kan dimensioneras helt efter behov och krav samtidigt som infrastrukturutrustningen för både DMR och TETRA är mycket pålitlig och långlivad.

Ur detta perspektiv finns alltså ingen större skillnad mellan alternativen utan det är en fråga om budget samt tycke och smak.

Med Prioritering menas om, hur och vilka som har företräde i ett system - särskilt om systemet är upptaget. Sådan funktionalitet är fundamentalt i exempelvis Rakel-nätet för att garantera att kritisk information kommer fram även när tiotusentals användare samverkar över tusentals talgrupper i samma system.

Om internkommunikationen har ett behov av en hierarkisk struktur så är TETRA det självklara valet.

Nätläge avser kommunikation som går via infrastrukturen. Det går i TETRA under namnet Trunked Mode Operation (TMO) och i DMR kan de benämnas som repeater-läge.

Semi-duplex samtal är ett dubbelriktat samtal som kräver PTT-aktivering för att öppna talet. Full-duplex samtal är ett dubbelriktat samtal där PTT-aktivering inte krävs utan användarna kan prata i munnen på varandra precis som i ett telefonsamtal.

Direktläge avser kommunikation direkt mellan två eller fler radio utan infrastruktur. Det går i TETRA under namnet Direct Mode Operation (DMO).

Semi-duplex samtal är ett dubbelriktat samtal som kräver PTT-aktivering för att öppna talet. Full-duplex samtal är ett dubbelriktat samtal där PTT-aktivering inte krävs utan användarna kan prata i munnen på varandra precis som i ett telefonsamtal.

TETRA erbjuder ett mer omfattande stöd för olika samtalstyper i allmänhet och för full-duplex samtal i synnerhet. Så förutom Gateway och Repeater lägen så fungerar också integrationer med telefoni mer naturligt i TETRA.

Är flexibilitet och dynamik i kommunikationen viktigt så står TETRA som vinnare men om behovet främst utgörs av gruppsamtal så spelar teknologivalet ingen roll ur detta perspektiv.

TETRA står som klar vinnare avseeende möjligheterna som erbjuds men det är återigen en fråga om hur omfattande de aktuella behoven av larm och larmhantering är.

Användarenheterna är i sin utformning väldigt lika varandra inom båda teknologierna med modellserier som i stort motsvarar varandra. Även om det finns undantag så finns det något för alla användare och ändamål inom såväl TETRA som DMR. Samma sak gäller tillbehören som inte sällan delas mellan terminalerna i de teknologierna.

Den huvudsakliga skillnaden är kanske hanteringen av enheterna även om även den är snarlik vid första anblick. Då TETRA är erbjuder fler funktioner så går det också att göra mer i en TETRA-terminal vilket oftare kräver knappsats och display.

Precis som för många andra parametrar är de avgörande faktorerna även här de aktuella behoven som styr vilka enheter som lämpar sig bäst men det är sannolikt tidigare teknikbeslut som bestämmer.

Ljudöverföringen i ett digitalt system har en speciell karaktär. Samtidigt som tekniken ger bättre hörbarhet i ytterkanten av ett täckningsområde och i krävande miljöer så kan det uppfattas som "otydligt" av vissa användare.

Detta beror på den digitala konverteringen och komprimeringen som medför att rösternas omfång blir tillplattat och därför låter något förvrängda eller ”burkigare” jämfört med analog radio. Processen ger också upphov till en kortare fördröjning.

Många användare - särskilt vana användare av analog komradio - brukar initialt ha synpunkter på det karakteristiska ljudet i digitala komradio. Efter en tid tenderar dessa åsikter att ebba ut då användarna istället lägger märke till frånvaron av brus, störningar och omgivningsljud i den digitala överföringen.

Detta gäller både TETRA och DMR men scenariot utspelar sig märkbart oftare för DMR. Teknologiernas olika komprimeringar och förutsättningar kan medföra att ljudet oftast uppfattas som bättre i TETRA.

TETRA är i princip alltid lika bra eller bättre än DMR men, det är inte alltid tillräckligt mycket bättre för det enskilda ändamålet. Båda alternativen bör utvärderas från fall till fall eftersom det handlar om det aktuella projektets befintliga krav och behov samt framtida målsättningar. Särskilt när det gäller förhållandet mellan kommunikationens betydelse för organisationen och tillgänglig budget.

Både teknologierna är mogna men ingen av dem kan anses föråldrad eftersom utvecklingen av standarderna sannolikt kommer fortsätta en bra bit in på 2030-talet. Dagens möjlighet att kombinera de båda teknologier med PTToC-lösningar och skapa relativt friktionsfria hybrid-system är antagligen ett naturligt steg in i morgondagen och framtidsäkra dagens lösningar.

Trots att denna text blev relativt lång så har vi egentligen bara skrapat på ytan. Det finns mängder med "nyansskillnader" som kan upplevas som triviala men som ändå kan vara avgörande i teknikvalet. Vi kan så klart hjälp er vidare i er utvärdering genom att identifiera och illustrera dessa.