Nghiên cứu hệ thống bộ đàm kỹ thuật số APCO25 và bảo mật thông tin trong hệ thống

ĐÀO TIÊN LÂM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SỸ
KỸ THUẬT VIỄN THÔNG

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG BỘ ĐÀM KỸ THUẬT SỐ
APCO25 VÀ BẢO MẬT THÔNG TIN TRONG HỆ
THỐNG

ĐÀO TIẾN LÂM

2016 - 2018

HÀ NỘI - 2019

1


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SỸ
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG BỘ ĐÀM KỸ THUẬT SỐ
APCO25 VÀ BẢO MẬT THÔNG TIN TRONG HỆ THỐNG
ĐÀO TIẾN LÂM
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG

MÃ SỐ: MHN16-VT3

GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN: PGS.TS PHẠM VĂN BÌNH

HÀ NỘI – 2019

2


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu hệ thống bộ đàm kỹ thuật số
APCO25 và bảo mật thơng tin trong hệ thống” là cơng trình nghiên cứu của riêng
tôi. Các số liệu và tài liệu trong luận văn là trung thực và chƣa đƣợc công bố trong
bất kỳ cơng trình nghiên cứu nào. Tất cả những tham khảo và kế thừa đều đƣợc
trích dẫn và tham chiếu đầy đủ

Học viên

Đào Tiến Lâm

1


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................1
MỤC LỤC ...................................................................................................................2
DANH MỤC HÌNH VẼ ..............................................................................................6
DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................7
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................................8
LỜI MỞ ĐẦU ...........................................................................................................10

CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN BỘ ĐÀM ................13
1.1. Sự cần thiết của hệ thống thông tin bộ đàm .......................................................13
1.2. Lƣợc sử phát triển của công nghệ thông tin bộ đàm ..........................................13
1.3. Các yêu cầu đối với hệ thống thông tin bộ đàm .................................................17
1.4. Các chuẩn công nghệ bộ đàm số hiện nay .........................................................19
1.4.1. Tiêu chuẩn APCO-25 .................................................................................19
1.4.2. Tiêu chuẩn TETRAPOL ............................................................................21
1.4.3. Tiêu chuẩn DMR và dPMR .......................................................................23
1.4.4. Tiêu chuẩn NXDN .....................................................................................24
1.4.5. Tiêu chuẩn TETRA ....................................................................................24
1.5. Ƣu điểm của chuẩn APCO 25 và hệ thống chung kênh vùng rộng APCO 25 ..26
1.5.1. Ƣu điểm của tiêu chuẩn APCO-P25 ..........................................................26
1.5.2. Các ƣu điểm của hệ thống Chung kênh vùng rộng – APCO 25 ................28
KẾT LUẬN CHƢƠNG I ..........................................................................................31
CHƢƠNG 2 - HỆ THỐNG BỘ ĐÀM KỸ THUẬT SỐ APCO 25..........................32
2.1. Sơ đồ khối hệ thống chung kênh vùng rộng - ASTRO 25 ................................ 32
2.1.1. Trạm trung tâm (Tổng đài trung tâm)..........................................................33
2.1.1.1. Bộ xử lý trung tâm - Master Site Control (Central Switch) ...............33
2.1.1.2. Bộ điều khiển vùng - Zone Controller .................................................34
2.1.1.3. Trung tâm quản lý mạng đầu cuối - Network Management Terminal .36
2.1.1.4. Hệ thống kết nối điện thoại - Enhanced Telephone Interconnect (ETI)
Subsystem .................................................................................................................38
2.1.1.5. Cổng dữ liệu - Packet Data Gateway ..................................................39
2.1.2. Hệ thống điều phối - Dispatch Control Site.................................................40
2


2.1.3. Trạm thu phát gốc APCO-P25 - APCO-P25 Base Station Site ...................40
2.1.3.1. Trạm gốc GTR 8000 ...........................................................................42
2.1.3.2. Bộ điều khiển trạm - GCP 8000 Site Controller ..................................42

2.1.3.3. Khối nguồn .........................................................................................43
2.1.3.4. Hệ thống phối ghép tần số vô tuyến - Radio Frequency Distribution
System (RFDS) ..........................................................................................................44
2.1.3.5. Bộ định tuyến trạm - Site Router - GGM8000 ....................................44
2.1.4. Thiết bị chuyển đổi SmartX Converter .......................................................45
2.1.5. Các máy bộ đàm đầu cuối ...........................................................................46
2.2. Xử lý cuộc gọi trong hệ thống Chung kênh vùng rộng - ASTRO 25. ...............47
2.2.1. Xử lý đăng ký máy vô tuyến ......................................................................47
2.2.2. Xử lý yêu cầu cuộc gọi...............................................................................47
2.3. Các tính năng của hệ thống Chung kênh vùng rộng – ASTRO 25. ...................48
2.4. Các tính năng của máy vơ tuyến ........................................................................55
2.5. Thiết bị đầu cuối .................................................................................................57
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2..........................................................................................59
CHƢƠNG 3 - BẢO MẬT THÔNG TIN TRONG HỆ THỐNG BỘ ĐÀM KỸ
THUẬT SỐ APCO25 ...............................................................................................60
3.1. Tổng quan về bảo mật thông tin .........................................................................61
3.1.1. Bảo mật thơng tin là gì? .............................................................................61
3.1.2. Bảo mật thoại trong hệ thống ASTRO25 ...................................................62
3.1.3. Bảo mật dữ liệu trong hệ thống ASTRO25 ................................................63
3.2. Các chính sách bảo mật thơng tin ......................................................................65
3.2.1. Định nghĩa & giới thiệu: ............................................................................65
3.2.2. Mục đích .....................................................................................................65
3.2.3 Mục tiêu bảo mật thơng tin .........................................................................65
3.2.4. Chính sách kiểm sốt truy cập ...................................................................66
3.2.5. Phân loại dữ liệu.........................................................................................67
3.2.6. Chính sách bảo mật radio ...........................................................................67
3.3. Các biện pháp bảo mật chung ............................................................................68
3.3.1. Hệ thống cơ sở quản lý khóa (KMF) .........................................................68
3

3.3.1.1 KMF Server .........................................................................................68
3.3.1.2 KMF CryptR .......................................................................................68
3.3.1.3 KMF Client .........................................................................................69
3.3.2. Đơn vị mã hóa PDEG.................................................................................69
3.3.3. Cổng phân vùng - Border Gateway............................................................70
3.3.4. Tƣờng lửa – Firewall ..................................................................................70
3.3.5. Đơn vị mã hóa bộ điều khiển mạng vơ tuyến ............................................71
3.3.6. Mơ-đun mã hóa dữ liệu CAI (CDEM) .......................................................71
3.3.7. Bàn điều phối MCC 7500 với VPM ..........................................................71
3.3.8. Radio bảo mật kỹ thuật số ASTRO 25 .......................................................72
3.3.8.1 Mơ-đun mã hóa vơ tuyến ....................................................................72
3.3.8.2 Cài đặt radio bảo mật ..........................................................................72
3.4. Triển khai bảo mật thông tin trong hệ thống ASTRO25 ...................................73
3.4.1. Cấu hình thực thể bảo mật cho hệ thống trunking ASTRO25 ..................73
3.4.1.1 Cấu hình các thành phần hệ thống ASTRO 25 Trunking IVD ...........74
3.4.1.2 Cấu hình cho các cuộc gọi Talkgroup/Multigroup/Agencygroup bảo
mật .............................................................................................................................74
3.4.1.3 Cấu hình cho các cuộc gọi siêu nhóm (supergroup) bảo mật .............76
3.4.1.4 Cấu hình cho các cuộc gọi riêng tƣ bảo mật .......................................76
3.4.1.5. Cấu hình cho các cuộc gọi kết nối bảo mật........................................77
3.4.2. Khả năng tƣơng tác bảo mật thông tin .......................................................78
3.4.3. Cấu hình các thực thể cho khả năng tƣơng tác bảo mật thông tin .............79
3.5. Hiệu suất bảo mật thông tin và khắc phục sự cố ................................................79
3.5.1. Công cụ xử lý sự cố và quản lý hiệu suất ..................................................79
3.5.1.1 Cơ sở quản lý khóa chính ....................................................................80
3.5.1.2 InfoVista ..............................................................................................80
3.5.2. Xử lý sự cố bảo mật thông tin ....................................................................81
3.6. Các đơn vị và thực thể có thể thay thế trong bảo mật thông tin ........................83
3.6.1 Thiết bị bảo mật thông tin - Tổng quan về dịch vụ .....................................83

3.6.2. Thơng tin an tồn chung .............................................................................83
3.6.3. Xác minh thiết bị phục vụ ..........................................................................85
4


3.6.4. Các thuật toán đƣợc hỗ trợ .........................................................................86
3.6.5. Xử lý cuộc gọi bảo mật trong hệ thống ASTRO 25 Trunking IVD ..........90
KẾT LUẬN CHƢƠNG 3..........................................................................................99
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI .......................................100
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................101

5


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 2.1. Sơ đồ cấu hình hệ thống APCO-P25.........................................................32
Hình 2.2. Máy chủ ảo - Virtual Management Server ................................................35
Hình 2.3. Direct Attached Storage (DAS) ................................................................ 35
Hình 2.4. LAN Switch ..............................................................................................37
Hình 2.5. Core Router ...............................................................................................38
Hình 2.6. Border Router ............................................................................................38
Hình 2.7. Hệ thống kết nối điện thoại - Telephone Interconnect (ETI) Subsystem .38
Hình 2.8. IP PBX Server and Media Gateway ..........................................................38
Hình 2.9. Mơ hình bàn điều phối ..............................................................................40
Hình 2.10. Hệ thống chuyển tiếp GTR 8000 (Mặt trƣớc và mặt sau).......................42
Hình 2.11. GTR 8000 Base Radio ............................................................................42
Hình 2.12. GCP 8000 Site Controller .......................................................................43
Hình 2.13. Module nguồn cho GTR 8000 / GCP 8000.............................................44
Hình 2.14. Bộ định tuyến trạm - Site Router ............................................................44
Hình 2.15. Khả năng hoạt động đối với hệ thống hiện tại ..........................................45

Hình 2.16. Smart-X Site Converter ...........................................................................46
Hình 2.17. Thiết bị chuyển đổi SmartX converter (mặt trƣớc và sau).....................46
Hình 2.18. Máy bộ đàm ATS2500 ............................................................................58
Hình 2.19. Máy bộ đàm LCS2000 ............................................................................58
Hình 2.20. APX2000 Portable Radio (Keypad) ........................................................58
Hình 2.21. Máy bộ đàm APX2500 ...........................................................................59
Hình 3.1. Mã hóa/ giải mã cơ bản .............................................................................61
Hình 3.2. Hoạt động bảo mật thơng tin cơ bản .........................................................62
Hình 3.3. Bảo mật thoại trong hệ thống trunking ASTRO25 ...................................63
Hình 3.4. Hoạt động bảo mật dữ liệu cơ bản ............................................................64
Hình 3.6. Kết nối KMF CryptR ................................................................................69
Hình 3.7. Sơ đồ truyền thông ADP ...........................................................................88

6


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Ƣu điểm của công nghệ bộ đàm số so với công nghệ bộ đàm tƣơng tự. .15
Bảng 1.2. So sánh công nghệ bộ đàm thông thƣờng với bộ đàm trung kế. ..............16
Bảng 1.3. Các đặc tính kỹ thuật chính của hệ thống bộ đàm ASTRO [15]. .............20
Bảng 1.4. Các đặc tính kỹ thuật chính trong chuẩn TETRAPOL [15]. ....................22
Bảng 3.1. Cấu hình Talkgroup/Multigroup/Agencygroup cho bảo mật thoại ..........74
Bảng 3.2. Cấu hình các cuộc gọi siêu nhóm cho tính năng bảo mật thoại ...............76
Bảng 3.3. Cấu hình cuộc gọi riêng cho khả năng thoại bảo mật ..............................76
Bảng 3.4. Cấu hình kết nối điện thoại cho khả năng thoại bảo mật .........................77
Bảng 3.5. Ví dụ về việc sử dụng các khóa mã hóa với các nhóm đàm thoại ............90

7

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Danh
mục

Mô tả

FSK

Frequency Shift Keying

Kỹ thuật nhảy tần

FDMA

Frequency Division Multiple
Access

Đa truy nhập phân chia theo tần số

OTAR

Over the Air Rekeying

Thay đổi khóa mã từ xa

TDMA

Time Division Multiple Access

ACIM

ASTRO Console Interface
Module

Đa truy nhập phân chia theo thời
gian
Module giao diện điều khiển
ASTRO

ADP

Advanced Digital Privacy

Bảo mật kỹ thuật số nâng cao

AES

Advanced Encryption Standard

Chuẩn mã hóa nâng cao

AG

Agencygroup

Nhóm cơ quan

AIS

Archiving Interface Server

Máy chủ giao diện lƣu trữ

ASN

Advanced SECURENET

SECURENET nâng cao

CAD

Computer-Aided Dispatch

Điều phối trợ giúp máy tính

CAI

Common Air Interface

Giao diện phổ biến

CDEM

CAI Data Encryption Module

Mơ-đun mã hóa dữ liệu CAI

CEN

Customer Enterprise Network

Mạng doanh nghiệp khách hàng

CID

Connection ID

Kết nối ID

CKEK

Common Key Encryption Key

Khóa mã hóa khóa chung

CKR

Common Key Reference

Tham chiếu khóa chung

CPS

Customer Programming Software

Phần mềm lập trình khách hàng

DESOFB
DESXL

Data Encryption Standard Output Feedback Mode
Data Encryption Standard synchronous mode

Chuẩn mã hóa dữ liệu –
chế độ phản hồi đầu ra
Chuẩn mã hóa dữ liệu –
chế độ đồng bộ

DIU

Digital Interface Unit

Đơn vị giao diện kỹ thuật số

DVIXL
DVP-

Digital Voice International synchronous mode
Digital Voice Protection -

Thoại kỹ thuật số - chế độ đồng bộ
Bảo vệ thoại kỹ thuật số 8


XL

synchronous mode

chế độ đồng bộ

EID

Encrypted Integrated Data

Dữ liệu tích hợp đƣợc mã hóa

EMC

Encryption Module Controller

Bộ điều khiển mơ-đun mã hóa

FIPS

Federal Information Processing
Standard

Tiêu chuẩn xử lý thông tin liên
bang

FRE

Field Replaceable Entity

Trƣờng thực thể có thể thay thế

FRU

Field Replaceable Unit

Trƣờng đơn vị có thể thay thế

GGSN

Gateway GPRS Support Node

Nút hỗ trợ cổng GPRS

GPRS

General Packet Radio Service

Dịch vụ radio gói thơng thƣờng

GPS

Global Positioning System

Hệ thống định vị toàn cầu

IP

Internet Protocol

Giao thức mạng

IV&D

Integrated Voice and Data

Tích hợp thoại và dữ liệu

JVM

Java Virtual Machine

Máy chủ Java ảo

KEK

Key Encryption Key

Khóa mã hóa

KID

Key ID

Khóa ID

KLK

Key Loss Key

Khóa mất khóa

KMF

Key Management Facility

Cơ sở quản lý khóa

KMM

Key Management Message

Tin nhắn quản lý khóa

KPK

Key Protection Key

Khóa bảo vệ khóa

KVL

Key Variable Loader

Bộ tải biến đổi khóa

LED

Light Emitting Diode

Điốt phát sáng

MACE

Motorola Advanced Crypto
Engine

Cơng cụ mã hóa nâng cao của
Motorola

MG

Multigroup

Đa nhóm

MGEG

Motorola Gold Elite Gateway

Cổng Gold Elite của Motorola

MO

Momentary Override

Ghi đè tạm thời

MOSC
AD

Motorola Supervisory Control
And Data Acquisition

Kiểm soát giám sát và thu thập dữ
liệu của Motorola

9


MSEL

MultiSelect

Đa lựa chọn

NIB

Network Interface Barrier

Rào cản giao diện mạng

NM

Network Manager

Quản lý mạng

OTAR

Over The Air Rekeying

Cấp lại khóa trên khơng

OTEK

Over The Ethernet Keying

Cấp lại khóa trên Ethernet

PDEG

A packet data encryption device
in the CEN

Thiết bị mã hóa gói dữ liệu trong
CEN.

PDG

Packet Data Gateway

Cổng dữ liệu gói

PDR

Packet Data Router

Bộ định tuyến dữ liệu gói

PID

Physical Identifier

Định danh vật lý

PM

Provisioning Manager

Quản lý cấp phép

POP25

Programming over P25

Lập trình với P25

RCN

Radio Network Controller

Bộ điều khiển mạng vơ tuyến

RNG

Radio Network Gateway

Cổng mạng vô tuyến

RNI

Radio Network Infrastructure

Cơ sở hạ tầng mạng vô tuyến

ROP

Retry Opportunities

Cơ hội thử lại

RSI

Radio Set Identifier

Định danh bộ radio

SU

Subscriber

Thuê bao

TEK

Traffic Encryption Key

Khóa mã hóa lƣu lƣợng

TG

Talkgroup

Nhóm đàm thoại

TMG

Telephone Media Gateway

Cổng đa phƣơng tiện điện thoại

UCM

Universal Crypto Module

Mơ-đun mật mã phổ qt

UKEK

Unique Key Encryption Key

Khóa mã hóa khóa duy nhất

VPM

Voice Processing Module

Mơ-đun xử lý thoại

WNG

Wireless Network Gateway

Cổng mạng không dây

LỜI MỞ ĐẦU

10


Hệ thống thông tin bộ đàm cho phép ngƣời dùng có thể liên lạc theo nhóm
một cách tức thời, ổn định và tin cậy, điều này đóng vai trị vơ cùng quan trọng trong
các tình huống khẩn cấp nhƣ thiên tai, bão lụt, hỏa hoạn hay bạo động… Không chỉ
đáp ứng khả năng tƣơng tác với cơng việc nhanh chóng tức thời, hệ thống thơng tin
bộ đàm cịn có nhiều ƣu điểm khác nhƣ khả năng liên lạc di động cƣờng độ cao, thời
gian đàm thoại lâu, số lƣợng thiết bị tham gia liên lạc không hạn chế, thiết bị có tuổi
thọ, độ bền sử dụng cao, cũng nhƣ khả năng làm việc trong nhiều điều kiện môi
trƣờng và địa hình khác nhau. Do vậy hệ thống thơng tin bộ đàm ngày càng đƣợc
nhiều tổ chức sử dụng. Với nhiều tính năng ƣu việt nhƣ khả năng truyền thơng hiệu
quả, tính khả dụng cao, khả năng bảo mật tốt nên các hệ thống bộ đàm số theo chuẩn
APCO25 đã và đang đƣợc triển khai tại nhiều nơi trên thế giới. Ở Việt Nam hệ thống
bộ đàm số theo chuẩn này đã đƣợc triển khai cho Công an Thành phố Hà Nội, sân
bay quốc tế Nội Bài…. Tính bảo mật tuyệt vời là một trong những yếu tố quyết định
trong việc lựa chọn cơng nghệ này.
Việc tìm hiểu các tính năng bảo mật của hệ thống APCO25 giúp chúng ta
hiểu rõ hơn về các tính năng, cơ chế bảo mật trong hệ thống thơng tin vơ tuyến này,
từ đó có thể hiểu rõ và xử lý trong các tình huống thực tế, đáp ứng tốt hơn trong cơng
tác chun mơn. Vì lẽ đó đề tài “Nghiên cứu hệ thống bộ đàm kỹ thuật số công
nghệ APCO25 và bảo mật thông tin trong hệ thống” sẽ nghiên cứu vấn đề trên
một cách cụ thể hơn trong nội dung của luận văn này. Luận văn này bao gồm có ba
chƣơng với nội dung đƣợc tóm tắt nhƣ sau:
Chƣơng 1:

Giới thiệu chung về hệ thống thông tin sử dụng bộ đàm,

lƣợc sử phát triển, các yêu cầu và các chuẩn công nghệ bộ đàm.
Chƣơng 2: Giới thiệu tổng quan về hệ thống bộ đàm trung kênh

APCO25, các thành phần cấu thành, kiến trúc hệ thống, nguyên tắc hoạt động cơ bản
và các ƣu điểm của hệ thống bộ đàm này.
Chƣơng 3: Giới thiệu về bảo mật thơng tin trong hệ thống bộ đàm
APCO25.
Để hồn thành luận văn này tôi đã nhận đƣợc sự hƣớng dẫn, giúp đỡ
tận tình của thầy giáo – PGS. TS Phạm Văn Bình. Tơi xin gửi lời cảm ơn chân
thành tới thầy Bình, ngƣời đã trực tiếp hƣớng dẫn tơi hồn thành luận văn này. Tơi
11


cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong thời gian theo học cao học tại
Viện Đại học Mở Hà Nội đã truyền đạt cho tôi những kiến thức vô cùng quý báu.
Đồng thời, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, ngƣời thân và bạn bè,
những ngƣời đã luôn cổ vũ, động viên và giúp đỡ kịp thời.
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số liệu, kết
quả nêu trong Luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai cơng bố trong bất kỳ cơng
trình nào khác, các thơng tin trích dẫn trong Luận văn đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc. Mặc
dù có nhiều cố gắng song do thời gian và trình độ cịn hạn chế nên luận văn này
khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Tơi rất mong nhận đƣợc những ý kiến đóng
góp quý báu của các thầy cô giáo và các bạn.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 09 năm 2019
Học viên

Đào Tiến Lâm

CHƢƠNG 1
12

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN BỘ ĐÀM
1.1.

Sự cần thiết của hệ thống thông tin bộ đàm

Thông tin liên lạc là một trong những nhân tố quan trọng đối với sự tồn tại và
phát triển của tất cả các bộ phận trong xã hội. Đặc biệt là trong môi trƣờng phát triển
kinh tế hay trong các vấn đề khẩn cấp của xã hội, nhu cầu tiếp nhận thông tin nhanh
chóng, tức thời là điều cần thiết để tồn tại và phát triển. Chúng ta đã thấy lợi ích của
điện thoại để bàn, điện thoại di động, Internet, các hình thức thông tin này đã và đang
hỗ trợ rất nhiều cho những nhà quản lý, cho các nhân viên của các cơng ty, các tổ
chức khác nhau để hồn thành những mục tiêu, kế hoạch hay những nhiệm vụ nhất
định. Tuy nhiên, những hình thức liên lạc này vẫn cịn nhiều hạn chế trong việc hỗ
trợ công việc, chẳng hạn nhƣ khi sử dụng điện thoại di động hoặc điện thoại bàn
chúng ta chỉ có thể nói chuyện giữa hai ngƣời với nhau và khi gặp trƣờng hợp khẩn
cấp muốn liên lạc với nhiều ngƣời cùng một lúc thì khơng thể thực hiện đƣợc, điều
này có nghĩa là liên lạc giữa một nhóm ngƣời trong cùng một thời điểm là không thể
thực hiện đƣợc. Đây là một trong những vấn đề khó khăn trong thơng tin liên lạc mà
các cơng ty, các tổ chức có số lƣợng nhân viên nhiều thƣờng xuyên gặp phải. Để giải
quyết vấn đề này thì việc thông tin qua hệ thống bộ đàm là sự lựa chọn tối ƣu bởi tính
hiệu quả, linh hoạt, bảo mật và đáp ứng tốt nhu cầu của nhiều ngƣời sử dụng khác
nhau.
Với những lợi ích mà hệ thống thơng tin liên lạc bằng bộ đàm mang lại, hiện
nay tại Việt Nam cũng nhƣ trên thế giới việc sử dụng máy bộ đàm đã đƣợc triển khai
và sử dụng rộng rãi. Máy bộ đàm có mặt ở nhiều ngành nghề, lĩnh vực từ công
nghiệp đến nông nghiệp, từ công sở đến các cơ quan hành chính, an ninh, quốc phịng
để đảm bảo thông tin liên lạc thông suốt với chất lƣợng phục vụ tốt nhất. Để có thể
thấy đƣợc rõ hơn q trình phát triển của cơng nghệ hữu ích này, phần tiếp theo sẽ
trình bày sơ lƣợc về lịch sử phát triển của công nghệ thông tin bộ đàm trên thế giới
và tình hình phát triển của chúng tại Việt Nam.

1.2.

Lƣợc sử phát triển của công nghệ thông tin bộ đàm

Cơng nghệ bộ đàm đã có lịch sử hình thành và phát triển khá dài so với các
công nghệ thông tin liên lạc khác hiện nay. Công nghệ bộ đàm tƣơng tự lần đầu tiên
đƣợc nghiên cứu và triển khai tại Mỹ từ đầu thập niên 20 của thế kỷ trƣớc. Tại thời
13


điểm này cơng nghệ bộ đàm vẫn cịn rất sơ khai, các hệ thống bộ đàm chỉ hoạt động
ở chế độ một chiều và phƣơng pháp điều chế đƣợc sử dụng là phƣơng pháp điều chế
biên độ AM cổ điển. Tuy nhiên chỉ đến đầu năm 1934, công nghệ bộ đàm hai chiều
đã đƣợc sử dụng phổ biến. Phƣơng pháp điều chế tần số FM đƣợc phát minh bởi
E.H.Armstrong năm 1935 đã cải thiện chất lƣợng thoại đáng kể.
Ban đầu trong một thời gian dài các hệ thống thông tin bộ đàm chỉ chủ yếu
đƣợc sử dụng trong lĩnh vực an ninh công cộng. Từ thập niên 50 của thế kỷ trƣớc,
các hệ thống thông tin bộ đàm bắt đầu đƣợc sử dụng phổ biến hơn trong lĩnh vực
giao thông, xây dựng tại Châu Âu và kể từ đó nó đã trở nên phổ biến tại rất nhiều
quốc gia trên thế giới. Các thiết bị bộ đàm có cấu tạo tƣơng đối đơn giản, hoạt động
tin cậy và với giá cả chấp nhận đƣợc. Từ trƣớc năm 1960, các hệ thống bộ đàm chủ
yếu hoạt động ở dải tần 4 MHz, 2 MHz và 0.7 MHz. Công nghệ vi điện tử thời điểm
này cịn sơ khai do đó các thiết bị bộ đàm có kích thƣớc, khối lƣợng lớn và tiêu thụ
nhiều điện năng. Tiếp đến nhờ sự phát triển của công nghệ bán dẫn làm cho các thiết
bị bộ đàm có kích thƣớc nhỏ gọn hơn, đồng thời cho phép nhiều tính năng chuyên
biệt đƣợc thêm vào, bên cạnh đó các kỹ thuật điều chế sóng mang hiệu quả hơn ra
đời giúp truyền tải thông tin với tốc độ nhanh hơn từ 300 lên tới 1200 bit/s và trong
một số trƣờng hợp đặc biệt có thể lên tới 2,4 kbit/s. Đặc biệt tới những năm 1980 với
công nghệ điều chế sóng mang trực tiếp và kỹ thuật nhảy tần FSK (Frequency Shift
Keying) giúp truyền thông dữ liệu lên tới 4,8 kbit/s. Từ đó tới nay cơng nghệ bộ đàm

đã dần đƣợc hoàn thiện và phát triển, tốc độ truyền dẫn đã tăng lên đáng kể, ngày nay
trong các hệ thống bộ đàm số theo chuẩn TETRA hay APCO-25 tốc độ truyền dẫn có
thể tới 9,6 kbit/s.
Hiện tại ở hầu hết các quốc gia trên thế giới, các lực lƣợng cảnh sát, an ninh
công cộng và phản ứng khẩn cấp đều sử dụng các công nghệ bộ đàm khác nhau và
đang trong q trình chuyển đổi cơng nghệ. Ở các quốc gia thuộc khối Cộng đồng
chung Châu Âu, xu thế chính là xây dựng các dự án quy mơ lớn ở cấp quốc gia để
đầu tƣ trang bị các hệ thống bộ đàm số công nghệ TETRA cho các lực lƣợng cảnh sát
an ninh công cộng và phản ứng khẩn cấp, đồng thời cũng đƣợc sử dụng cho các cơ
quan tổ chức phi chính phủ khác. Bên cạnh đó các công nghệ bộ đàm tƣơng tự trƣớc
đây sẽ đƣợc thay thế đồng bộ và đồng thời. Hầu hết các quốc gia tại Châu Âu nhƣ
Anh, Đức, Thụy Điển… đều đã và đang triển khai các hệ thống TETRA trên phạm vi
14


tồn quốc. Trong khi đó tại Bắc Mỹ, tiêu chuẩn bộ đàm APCO-25 là giải pháp công
nghệ đƣợc lựa chọn cho các lực lƣợng an ninh công cộng và quân đội, công nghệ bộ
đàm số này giúp chuyển tiếp từng bƣớc từ công nghệ bộ đàm tƣơng tự trƣớc đây sang
bộ đàm số hiện tại. Rõ ràng là với nhiều ƣu điểm rõ rệt, công nghệ bộ đàm số đang
đƣợc khuyến khích triển khai tại nhiều nơi trên thế giới, bảng 1.1 sẽ cho thấy rõ hơn
về các ƣu điểm này.
Ƣu điểm

Giải thích
Cơng nghệ sửa lỗi kỹ thuật số cho phép giảm thiểu lỗi mất âm

Chất lƣợng
thoại tốt hơn

thanh và thông tin trao đổi.

Bộ thu kỹ thuật số sẽ loại bỏ các tín hiệu lỗi, cải thiện âm thanh
trong mơi trƣờng ồn ào.

Bảo mật tốt
hơn

Các phƣơng pháp mã hóa và giải mã tiên tiến đảm bảo an tồn
thơng tin ở mức tối đa.

Sử dụng hiệu

Công nghệ số giúp tài nguyên tần số đƣợc sử dụng hiệu quả hơn,

quả phổ tần

từ đó cho phép nhiều ngƣời sử dụng hệ thống.

Tích hợp
thoại và dữ
liệu

Khả năng tích hợp thoại và dữ liệu cho phép nhiều ứng dụng mới
dữ liệu tăng cƣờng.

Bảng 1.1. Ưu điểm của công nghệ bộ đàm số so với công nghệ bộ đàm tương tự.
Tại Châu Á, một số quốc gia phát triển cũng đã và đang triển khai xây dựng hệ
thống bộ đàm số quy mô lớn trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn tại Hàn Quốc,
Singapore và Trung Quốc hệ thống bộ đàm TETRA đã đƣợc triển khai tích cực, trong
khi đó hệ thống bộ đàm APCO-25 là lựa chọn tại các quốc gia nhƣ Malaysia, New
Zealand và Australia. Ngoài các hệ thống bộ đàm kỹ thuật số TETRA, APCO-25 nói

trên, các cơng nghệ bộ đàm số khác nhƣ DMR/dPMR cũng đƣợc triển khai tại một số
nƣớc khác. Các chuẩn cơng nghệ này sẽ đƣợc trình bày trong mục 1.4.

15


Khả năng

Hệ thống bộ đàm

Hệ thống bộ đàm trung kế

thông thƣờng
- Phải theo dõi hoạt động của

Truy cập hệ
thống

mỗi kênh
- Chỉ đàm thoại đƣợc khi
khơng có ngƣời sử dụng

Thƣờng chỉ cần nhấn nút PTT và
bắt đầu đàm thoại.

kênh trùng nhau.
Không có mức độ riêng tƣ vì
Mức độ
riêng tƣ

mọi ngƣời sử dụng phải dung
chung kênh vơ tuyến và phải
có biện pháp kiểm tra kênh
trƣớc khi truy cập hệ thống.

Phƣơng thức
đàm thoại

Một với một, một với tất cả.

Những ngƣời sử dụng thuộc một
nhóm nhất định độc quyền sử
dụng một kênh thoại trong suốt
thời gian đàm thoại.
Một với một, một với tất cả và
một với một nhóm.

Độ tin cậy cao, đặc biệt thiết Độ tin cậy cao, đặc biệt thiết kế
Độ tin cậy

kế và thực hiện cho môi và thực hiện cho môi trƣờng có
trƣờng có kẻ địch.

Xếp hàng
chờ
Mức ƣu tiên
Tính linh
động của hệ
thống

kẻ địch.
Việc tổ chức ngƣời mới xếp hàng

Khơng có

vào hệ thống một cách có trật tự
Có nhiều mức ƣu tiên cho nhiều

Khơng có

ngƣời sử dụng khác nhau.

Khó khăn trong việc nâng Dễ dàng nâng cấp và mở rộng hệ
cấp mở rộng.

thống.

Bảng 1.2. So sánh công nghệ bộ đàm thông thường với bộ đàm trung kế.
Song song với quá trình chuyển từ công nghệ bộ đàm tƣơng tự sang công nghệ
bộ đàm số, công nghệ bộ đàm cũng phát triển từ công nghệ bộ đàm thông thƣờng
(conventional) lên công nghệ bộ đàm trung kế (trunking). Điểm khác biệt giữa hệ
thống bộ đàm trung kế với hệ thống bộ đàm thông thƣờng là mỗi thiết bị đầu cuối có
thể hoạt động ở nhiều tần số khác nhau chứ không cố định nhƣ trong hệ thống bộ
đàm thông thƣờng. Bảng 1.2 cho chúng ta thấy rõ hơn sự khác biệt giữa hệ thống bộ
đàm trung kế so với hệ thống bộ đàm thông thƣờng trƣớc đây.
16


Tại Việt Nam, các hệ thống bộ đàm trung kế kỹ thuật số cũng đã và đang đƣợc
tiếp tục triển khai tại nhiều nơi trong cả nƣớc. Hai hệ thống bộ đàm trung kế kỹ thuật

số hiện đại và có quy mô lớn nhất hiện nay đƣợc trang bị cho lực lƣợng công an
thành phố Hà Nội và công an thành phố Hồ Chí Minh. Tại Hà Nội, hệ thống bộ đàm
trung kế vùng rộng SmartZone hoạt động ở băng tần 800 MHz đã đƣợc triển khai vào
năm 1998 và đang dần đƣợc thay thế bởi hệ thống bộ đàm theo chuẩn APCO-25. Tại
thành phố Hồ Chí Minh, hệ thống bộ đàm theo chuẩn TETRA đã đƣợc triển khai và
đi vào hoạt động từ năm 2008, với hơn 3000 thiết bị đầu cuối và hơn 10 trạm gốc hệ
thống TETRA đã đáp ứng tốt công tác thông tin liên lạc trong ngành cơng an tại
thành phố Hồ Chí Minh. Ngồi ra, sân bay Quốc Tế Tân Sơn Nhất tại thành phố Hồ
Chí Minh cũng đã xây dựng một hệ thống TETRA nhằm đáp ứng tốt nhất nhu cầu
liên lạc rất cao tại nhà ga quốc tế này. Những chọn lựa đó phần nào cho thấy xu
hƣớng tƣơng lai của hệ thống liên lạc bộ đàm tiên tiến nhất hiện nay: hệ thống bộ
đàm trung kế kỹ thuật số TETRA. Để có thể đáp ứng tốt nhất trong việc thơng tin liên
lạc, các hệ thống bộ đàm cần phải đảm bảo đƣợc những yêu cầu nhất định nhƣ yêu
cầu về khả năng hoạt động ổn định, có thể hoạt động trong các môi trƣờng khắc
nghiệt, hay khả năng bảo mật thông tin tốt … Cụ thể về các yêu cầu này lần lƣợt sẽ
đƣợc trình bày trong mục 1.3 dƣới đây.
1.3.

Các yêu cầu đối với hệ thống thông tin bộ đàm

Các yêu cầu đối với một hệ thống thông tin bộ đàm có thể đƣợc tổng kết nhƣ
sau:
Tính ổn định cao: Các thiết bị đầu cuối bộ đàm thƣờng phải hoạt động trong
những môi trƣờng khắc nghiệt, nắng mƣa thất thƣờng, bụi bặm và ơ nhiễm cao, do đó
các thiết bị này cần phải có khả năng hoạt động ổn định trong phạm vi biến đổi nhiệt
độ, độ ẩm, bụi bặm lớn.
Khả năng truyền dẫn thoại và dữ liệu: Ngày nay các dịch vụ truyền tải dữ
liệu nhƣ dịch vụ định vị GPS, tìm kiếm thơng tin trên Web,… đang trở nên rất phổ
biến. Do đó các hệ thống thơng tin bộ đàm thế hệ mới cần phải hỗ trợ cho ngƣời
dùng khơng chỉ khả năng truyền dẫn thoại mà cịn cả truyền dẫn dữ liệu.

Khả năng hoạt động tập trung và phân tán: Ngƣời dùng trong các hệ thống
thông tin bộ đàm thƣờng đƣợc phân chia thành các nhóm ngƣời dùng và chỉ những
thành viên trong cùng một nhóm mới có khả năng liên lạc với nhau. Khi các thành
17


viên thuộc các nhóm khác nhau muốn đàm thoại thì họ cần phải thông qua một điều
phối viên trung gian, liên kết cuộc gọi giữa hai nhóm ngƣời, do vậy các hệ thống
thơng tin bộ đàm cần phải có khả năng hoạt động tập trung, khả năng điều phối giữa
các nhóm. Bên cạnh đó, trong mơt số tình huống đặc biệt ngƣời sử dụng cần có khả
năng liên lạc trực tiếp với nhau mà không thông qua điều phối viên hoặc thậm chí
khơng cần thơng qua cơ sở hạ tầng mạng. Do đó các hệ thống thơng tin bộ đàm cũng
cần có khả năng hoạt động phân tán và độc lập.
Khả năng thực hiện cuộc gọi cá nhân, cuộc gọi nhóm và cuộc gọi quảng bá:
Các hệ thống thơng tin bộ đàm cần phải cho phép ngƣời dùng khả năng thực hiện các
cuộc gọi cá nhân, cuộc gọi nhóm và các cuộc gọi quảng bá tới nhiều nhóm ngƣời khi
cần thiết.
Khả năng thiết lập cuộc gọi nhanh: Các hệ thống thông tin bộ đàm cho phép
ngƣời dùng chỉ cần nhấn nút PTT trên thân máy để thiết lập một cuộc gọi cá nhân
hay một cuộc gọi nhóm và ở phía ngƣời nhận sẽ nghe thơng tin từ phía ngƣời gọi mà
khơng cần phải nhấn bất kỳ phím nào. Khả năng thiết lập cuộc gọi nhanh là một điều
tối cần thiết, đặc biệt trong các tình huống liên lạc khẩn cấp khi mà chỉ cần một vài
giây chậm trễ có thể gây nên những hậu quả khơn lƣờng.
Vùng phủ sóng tốt: Các thiết bị đầu cuối ngƣời dùng thƣờng hoạt động trong
mơi trƣờng địa hình có đặc thù chun biệt, ví dụ nhƣ trong các tình huống cứu hộ
khẩn cấp tại vùng đồi núi hiểm trở thì vùng phủ sóng của hệ thống thông tin bộ đàm
cần phải đƣợc đảm bảo tốt trên một phạm vi rộng.
Pin hoạt động tốt: Các thiết bị bộ đàm cần phải có thời gian hoạt động lâu dài
và bền bỉ, đảm bảo thông tin liên lạc đƣợc thông suốt.
Khả năng mềm dẻo: Các hệ thông thông tin liên lạc bộ đàm cần phải dễ dàng

thay thế, nâng cấp và bảo dƣỡng khi cần thiết. Điều này là hoàn toàn cần thiết khi mà
nhu cầu sử dụng trao đổi thông tin liên lạc ngày một gia tăng.
Chi phí lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng thấp: Các hệ thống bộ đàm cần phải
đƣợc thiết kế tối ƣu, giảm thiểu tối đa các chi phí cần thiết cho nhà cung cấp dịch vụ.
Tính bảo mật cao: Nhiều ngƣời sử dụng hệ thống bộ đàm yêu cầu tính bảo
mật rất cao. Tính bảo mật có thể về nhiều mặt khác nhau nhƣ tính ổn định trong q
trình hoạt động, khả năng chống nghe lén và thay đổi các thông tin đƣợc truyền đi.

18


Khả năng phân cấp ưu tiên các cuộc gọi: Tính năng phân cấp ƣu tiên các
cuộc gọi giúp các nhà quản lý mạng có thể phân cấp ƣu tiên cho các kiểu cuộc gọi
khác nhau hoặc cho từng đối tƣợng ngƣời dùng.
Khả năng liên lạc giữa các mạng: Nhiều công ty, tổ chức hoạt động trên một
vùng địa lý rất rộng, tại mỗi một vùng họ muốn tổ chức một hệ thống mạng khác
nhau để trao đổi thông tin. Do đó các hệ thống thơng tin bộ đàm cần phải có khả năng
trao đổi thơng tin liên mạng, từ mạng bộ đàm này sang mạng bộ đàm khác, từ mạng
bộ đàm sang mạng thông tin di động tế bào GSM, UMTS,…
Trên đây là một số yêu cầu cơ bản đối với một hệ thống thơng tin bộ đàm,
ngồi ra cịn có một số yêu cầu khác tùy thuộc vào mong muốn của nhà quản lý, khai
thác mạng hay nhu cầu của ngƣời dùng. Để đảm bảo đƣợc rằng hệ thống thông tin bộ
đàm phải đáp ứng đƣợc các yêu cầu cơ bản trên, cũng nhƣ đáp ứng đƣợc các yêu cầu
chun biệt khác thì các chuẩn cơng nghệ bộ đàm thƣờng đƣợc đƣa ra. Dựa trên các
chuẩn công nghệ này các nhà sản xuất bộ đàm sẽ đƣa ra các sản phẩm chun dụng
của mình để đáp ứng thơng tin liên lạc sử dụng bộ đàm. Để hiểu rõ hơn về các tiêu
chuẩn công nghệ bộ đàm tiên tiến nhất hiện nay trên thế giới, phần tiếp theo sau đây
sẽ trình bày cụ thể về vấn đề này.
1.4.

Các chuẩn cơng nghệ bộ đàm số hiện nay

Trong quá trình hình thành và phát triển hệ thống thông tin liên lạc sử dụng bộ
đàm đã có rất nhiều chuẩn cơng nghệ đƣợc đƣa ra bởi nhiều tổ chức khác nhau trên
thế giới. Tuy nhiên trong mục này sẽ chỉ trình bày về các tiêu chuẩn công nghệ tiên
tiến, hiện đại và đƣợc sử dụng phổ biến nhất hiện nay trên thế giới, đó là các chuẩn
cơng nghệ APCO-25, TETRAPOL, DMR/dPMR, NXDN và TETRA.
1.4.1. Tiêu chuẩn APCO-25

Tiêu chuẩn công nghệ APCO-25 là tiêu chuẩn bộ đàm kỹ thuật số đƣợc
phát triển bởi Hiệp hội Cảnh sát Hoa Kỳ nhằm xây dựng một tiêu chuẩn công nghệ
bộ đàm tiên tiến, hiện đại, thống nhất cho các lực lƣợng cảnh sát Hoa Kỳ. Đƣợc triển
khai ban đầu tại Hoa Kỳ, công nghệ này đã đƣợc lựa chọn, ứng dụng triển khai bởi
nhiều tổ chức an ninh công cộng ở nhiều các quốc gia khác ở Châu Mỹ, Châu Á,
Châu Phi, Đông Âu và Châu Úc…

19


Đây là một tiêu chuẩn tiên tiến khi cho phép xây dựng và nâng cao các ứng
dụng nhƣ nhắn tin, dịch vụ định vị, truy vấn cơ sở dữ liệu đơn giản, sử dụng mạng
không dây để truy cập dữ liệu. Việc tích hợp các ứng dụng chỉ huy và điều hành cũng
giúp cho việc truyền tin, bảo mật, lập kế hoạch và các chức năng hỗ trợ khác hoạt
động hiệu quả. Chuẩn APCO-25 cũng hỗ trợ các giao thức chuẩn hiện nay nhƣ dịch
vụ định hƣớng IP và truyền dữ liệu gói IP. Bên cạnh việc truyền dữ liệu thoại, chuẩn
cơng nghệ APCO-25 cịn đƣa ra khả năng hỗ trợ truyền dữ liệu trên cùng cơ sở hạ
tầng. Hệ thống quản lý mạng sắp xếp kênh cho dịch vụ thoại và dữ liệu theo yêu cầu
bằng cách cấu hình một cách linh hoạt ƣu tiên kênh giữa dịch vụ thoại và dữ liệu để
đáp ứng yêu cầu của ngƣời dùng bộ đàm. Việc quản lý kênh trong hệ thống tốt hơn
nghĩa là sử dụng và tối ƣu hóa mạng tốt hơn.

Đặc tính

Ghi chú

Băng tần

136–174 MHz, 380–520 MHz, 700/800/900 MHz

Độ rộng kênh truyền

12.5, 20, 25, và 30 kHz

Phƣơng thức truy cập FDMA, TDMA
kênh
Công suất máy phát

Trạm gốc: 40–50 dBm,
Thiết bị cầm tay: 40–50/≤45 dBm với băng tần VHF và
UHF/800 MHz

Phƣơng thức điều chế C4FM
Tốc độ điều chế

9.6 kbit/s

Tốc độ ngƣời dùng

7.2 kbit/s transparent

Mã hóa thoại

VSELP4 ở tốc độ 4.8 kbit/s

Độ nhạy máy thu

Thiết bị cầm tay: ≤−117 dBm, với độ rộng kênh truyền
12.5 kHz và tỷ lệ lỗi bit BER = 1%

Loại bỏ nhiễu đồng −16.5 dB với bề rộng kênh truyền 12.5 kHz with Rayleigh
kênh

fading

Loại bỏ nhiễu kênh Thiết bị cầm tay: ≥70/80 dB cho bề rộng kênh truyền
lân cận

12.5/20, 25, và 30 kHz

Bảng 1.3. Các đặc tính kỹ thuật chính của hệ thống bộ đàm ASTRO [15].
20


Thiết kế dạng mô đun của các thành phần trong hệ thống mạng APCO-25
cung cấp khả năng mở rộng để đáp ứng các yêu cầu của cả hệ thống nhỏ và lớn với
nhiều yêu cầu liên lạc thay đổi trong các vùng khác nhau nhƣ vùng nông thôn sang
vùng đô thị. Thông qua thiết kế hệ thống tỉ mỉ, giải pháp phù hợp nhất với số lƣợng
bộ thu phát gốc chính xác có thể đƣợc triển khai để đảm bảo khơng lãng phí tài
ngun hệ thống. Vì mục đích phát triển chuẩn APCO 25 là để đảm bảo quá trình
chuyển đổi từ công nghệ tƣơng tự sang kỹ thuật số; các hệ thống APCO 25 đƣợc thiết
kế để có thể hoạt động trên các dải băng tần sẵn có. Những bộ đàm kỹ thuật số chuẩn

APCO 25 đƣợc thiết kế để hoạt động ở cả chế độ tƣơng tự và chế độ số điều này giúp
đảm bảo tính tƣơng thích khả năng tƣơng tác với những hệ thống analog hiện có
trong suốt q trình chuyển đổi từ cơng nghệ tƣơng tự lên kỹ thuật số.
Tiêu chuẩn công nghệ APCO25 là tiêu chuẩn mở đƣợc một số nhà tham gia
sản xuất cung cấp thiết bị nhƣ: hãng Motorola, công ty Thales, hãng Kenwood, hãng
TAIT... Hệ thống bộ đàm điển hình tuân theo chuẩn APCO 25 đang đƣợc tiến hành
các thủ tục để triển khai tại Việt Nam là ASTRO của Motorola. Các đặc tính kỹ thuật
chính của hệ thống bộ đàm ASTRO đƣợc chỉ ra nhƣ trong bảng 1.3.
1.4.2. Tiêu chuẩn TETRAPOL
Tiêu chuẩn công nghệ TETRAPOL là một giải pháp vô tuyến trung kế kỹ
thuật số đƣợc phát triển ở châu Âu, xây dựng chủ yếu cho lực lƣợng bảo vệ an ninh
công cộng. Từ quan điểm ngƣời dùng thiết bị đầu cuối, hệ thống bộ đàm Tetrapol
cung cấp các tính năng và dịch vụ đa dạng nhƣ tính năng gọi nhóm, gọi cá nhân, gọi
kết nối thoại, các dịch vụ dữ liệu không dây, gọi khẩn cấp …
Chuẩn TETRAPOL là chuẩn công nghệ số dựa trên kỹ thuật truy nhập FDMA.
Mỗi kênh vơ tuyến có bề rộng phổ 12,5KHz hoặc 10 KHz, do đó trên mỗi kênh có bề
rộng 25 KHz sẽ có hai kênh thoại độc lập. Kỹ thuật đa truy nhập này giúp tài nguyên
vô tuyến đƣợc sử dụng hiệu quả hơn. Bên cạnh đó, do các máy thu có độ nhạy cao
nên trong hệ thống mạng yêu cầu ít trạm lặp hơn các hệ thống khác, do đó đây là một
giải pháp có tính hiệu quả kinh tế cao. Đồng thời đây là một chuẩn mở, các chỉ tiêu
đƣợc cơng bố rộng rãi và tƣơng thích với nhiều tiêu chuẩn về viễn thông của
ETSI. Với các ƣu điểm này TETRAPOL đã đạt đƣợc những thành công nhất định khi
đã đƣợc triển khai ở trên 30 quốc gia trên thế giới, với gần hai triệu ngƣời sử dụng
21


(theo thống kê của hiệp hội Tetrapol tính đến tháng 12/2014). Mặc dù vậy nhƣng số
nhà sản xuất tham gia sản xuất cịn hạn chế. Các đặc tính kỹ thuật chính trong chuẩn
TETRAPOL đƣợc chỉ ra nhƣ trong bảng 1.4.
Đặc tính

Ghi chú

Băng tần

68–88, 380–512 và 830–930 MHz

Độ rộng kênh truyền

10 và 12.5 kHz

Phƣơng thức truy cập

FDMA

kênh
Phân cách song công

10 MHz trong băng tần UHF

Chế độ hoạt động

Đơn công, song công

Công suất máy phát

Trạm gốc: có 5 lớp cơng suất là 30, 34, 38, 42, và 44
dBm
Thiết bị cầm tay: có 3 lớp công suất là 30, 33 và 40
dBm

Dải điều khiển công suất

Thiết bị cầm tay: 30 dB

phát
Phƣơng thức điều chế

GMSK với BT = 0.25

Tốc độ điều chế

8.0 kbit/s

Tốc độ ngƣời dùng

≤7.4 kbit/s transparent
≤4.6 kbit/s with weak protection
≤3.3 kbit/s with strong protection
≤3.2 kbit/s protected packet data

Độ rộng khe thời gian

20 ms, 160 bits/slot, siêu khung có chiều dài 4s.

Mã hóa thoại

RPCELP ở tốc độ 6.0 kbit/s

Truyền dữ liệu

Chế độ bản tin, chuyển mạch và dữ liệu gói

Độ nhạy máy thu

≤−121/−119 dBm cho BS/MS static, ≤−113/−111
dBm cho BS/MS với fading Rayleigh

Loại bỏ nhiễu đồng kênh

≥−7 dB static, ≥−15 dB dynamic (≥−17 dB for
unprotected transparent channel)

Bảng 1.4. Các đặc tính kỹ thuật chính trong chuẩn TETRAPOL.
22


1.4.3. Tiêu chuẩn DMR và dPMR
Đến năm 2005, với mục tiêu xây dựng các tiêu chuẩn bộ đàm số mới để thay
thế cho các sản phẩm bộ đàm tƣơng tự và tăng dung lƣợng kênh liên lạc trên các
băng tần số dành cho thơng tin bộ đàm hiện có, Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu
Âu ETSI đã phát triển hai công nghệ bộ đàm số mới là DMR với độ rộng kênh
12.5KHz, truy cập TDMA hai khe thời gian và dPMR với độ rộng kênh 6.25KHz,
truy cập FDMA. Các công nghệ bộ đàm số DMR và dPMR đến nay đã đƣợc các
hãng sản xuất thiết bị bộ đàm cung cấp các sản phẩm thƣơng mại ra thị trƣờng. Tuy
mục tiêu ban đầu là nhằm thay thế các sản phẩm bộ đàm tƣơng tự trong các thị
trƣờng thƣơng mại và doanh nghiệp, nhƣng các hệ thống bộ đàm số DMR và dPMR
cũng bắt đầu đƣợc xem xét sử dụng bởi một số lực lƣợng cảnh sát và an ninh công
cộng ở các nƣớc ngoài khu vực Hoa Kỳ và Châu Âu. Bộ tiêu chuẩn kỹ thuật về
DMR/dPMR đƣợc quy chuẩn bởi tổ chức ETSI quy định các chuẩn về kết nối vô

tuyến, các ứng dụng và dịch vụ thoại, dữ liệu. Bộ tiêu chuẩn này cũng đƣa ra ba lớp
sản phẩm khác nhau, đó là DMR/dPMR lớp 1, lớp 2 và lớp 3.
DMR/dPMR lớp 1 bao gồm các thiết bị hoạt động khơng mất phí trong băng
tần 446MHz. ETSI cũng đƣa ra hai kỹ thuật đa truy nhập trong lớp này là kỹ thuật đa
truy cập FDMA với bề rộng kênh 12,5kHz và kỹ thuật đa truy cập FDMA với bề
rộng kênh 6,25kHz. Cả kỹ thuật đa truy nhập đều cung cấp các ứng dụng tiết kiệm
năng lƣợng cho ngƣời dùng và trong thƣơng mại sử dụng công suất tối đa là 0,5
Watt. Với một số lƣợng kênh hạn chế và không sử dụng các trạm lặp, không sử dụng
kết nối thoại và ăng ten cố định/tích hợp, các thiết bị DMR / dPMR lớp 1 thích hợp
cho các cá nhân, các cửa hàng giải trí, bán lẻ sử dụng mà khơng u cầu vùng phủ
sóng rộng và các tính năng tiên tiến. DMR/dPMR lớp 2 bao gồm các bộ đàm cầm
tay, bộ đàm cơ động và các trạm gốc hoạt động trong dải tần số VHF và UHF. Tiêu
chuẩn ETSI DMR/dPMR lớp 2 nhắm đến những ngƣời dùng yêu cầu hiệu năng trải
phổ cao, tính năng thoại tiên tiến và các dịch vụ dữ liệu IP tích hợp trong các băng
tần đã đƣợc cấp cho truyền thông năng lƣợng cao. Các cuộc gọi theo chuẩn ETSI
DMR/dPMR lớp 2 chiếm hai khe TDMA trên một kênh 12.5 kHz. DMR/dPMR lớp 3
gồm các thiết bị hoạt động trong các hệ thống vô tuyến trung kế. Các nhà sản xuất
nhƣ Motorola, Vertex Standard, Kenwood, Icom và những nhà sản xuất khác đang
23