Livre Blanc SEE Telecom sprl 22 novembre Rentabilisation d une installation TETRA grâce à la mutualisation de réseaux

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1 Rentabilisation d une installation TETRA grâce à la

2 2/0 Sommaire Sommaire... 2 Résumé Pourquoi lire ce livre blanc? Pourquoi un système de couverture TETRA? Le problème de l investissement à perte Un modèle économique : la mutualisation L In-Building Service (IBS) : une obligation... 9

3 Résumé La sécurité est l une des missions régaliennes des états modernes pour protéger leur population. Dans nos sociétés de plus en plus citadines, la concentration humaine en certains lieux amplifie les risques de catastrophes, que ce soient les accidents dans les tunnels, les incendies dans les tours de bureaux, ou encore les risques terroristes dans les lieux publics sensibles. Pour lutter contre ces risques, et intervenir efficacement en cas d évènements, les états disposent de services de sécurité (Police, Pompiers, Sécurité Civile, Services Médicaux, Déminage, etc ) qui doivent pouvoir agir en tout point et en tout lieu de manière coordonnée, sûre, et autonome. Un des liens névralgiques est d avoir un réseau de communication radio performant et fiable, accessible partout et à tout moment, surtout dans les situations les plus critiques. De nombreux états ont décidé de déployer un réseau de communication numérique partagé utilisant une infrastructure TETRA ou TETRAPOL, assurant une couverture nationale à l extérieur. Pour assurer leurs missions, les services gouvernementaux doivent avoir accès à ce réseau à l intérieur des bâtiments et des infrastructures de transports, ce qui n est généralement plus possible à cause de la mauvaise pénétration des ondes radio à travers les parois en béton ou les vitres athermiques. Afin de permettre cette réception dans les bâtiments, la loi oblige désormais les exploitants à installer des systèmes permettant de relier le signal radio depuis l extérieur vers l intérieur. Les exploitants ont donc un investissement coûteux à réaliser pour un service qui ne leur rapporte aucun bénéfice. Ce Livre Blanc explique comment les solutions de SEE Telecom peuvent apporter une plus-value à cette infrastructure nécessaire à l ouverture au public, en mutualisant d autres réseaux de communication qui peuvent être alors source de services utiles à l exploitant aux usagers et donc source de profits. 3/0 2 Pourquoi lire ce livre blanc? SEE Telecom fournit depuis 972 des solutions innovantes dans le marché des télécommunications, d abord dans le marché de la télévision câblée, de la téléphonie mobile et de l internet haut-débit, dont il est le leader en Belgique, pays le plus câblé au monde, puis dans le marché de la couverture radio des lieux confinés dont il est le leader européen, et plus récemment dans le marché de l Internet des Objets pour connecter les capteurs et autres objets connectés dans les environnements complexes. De par son expérience, SEE Telecom est expert en technologies optiques et radiofréquences destinées au transport du signal radio en mono et multi-services, dans toutes les topologies, même les plus complexes. SEE Telecom peut revendiquer plusieurs centaines de tunnels routiers et ferroviaires, plusieurs dizaines de bâtiments, avec de prestigieuses références dans le monde entier, comme l aéroport de Munich, les métros d Amsterdam et d Istanbul, la Cour de Justice de l UE à Luxembourg. SEE Telecom poursuit son développement technologique d une part avec un fort soutien de l effort R&D, et son développement commercial avec un effort extrêmement soutenu à l international. Proche de ses clients, SEE Telecom aura toujours le souci d apporter les meilleures solutions, tant technologiques qu économiques, comme le fait de rentabiliser une installation radio destinée d abord au relayage des réseaux de sécurité.

4 3 Pourquoi un système de couverture TETRA? La topologie d un système TETRA pour les réseaux de sécurité nationale est composée de stations de base disséminées sur le territoire, formant des cellules, en fonction du relief et de la densité de population. En zone urbaine, les stations de base sont plus nombreuses, et composent des cellules plus réduites avec de nombreuses porteuses, afin de permettre l écoulement du trafic forcément plus important. Les ondes électromagnétiques à 400 MHz se propagent assez bien dans l espace libre, mais s affaiblissent rapidement en traversant les murs et les parois. Dans les infrastructures de type tunnels, métros et mines, la pénétration est limitée à quelques dizaines de mètres à cause de l atténuation à travers les couches de terre. Dans les bâtiments, les normes de constructions HQE (Haute Qualité Environnementale) ont introduit de nouveaux matériaux pour augmenter l isolation thermique des bâtiments : les verres athermiques sont composés de couches de verre ou de plastique (PVB) et de films métalliques (particules d argent ou de minium Pb3O4), les murs en béton armé renferment un maillage métallique. Tout ce métal crée une cage de Faraday qui le rend étanche aux ondes. Cet effet physique est bien utile pour stopper le rayonnement électromagnétique qui compose l échange thermique, permettant de garder la chaleur dans le bâtiment en hiver, et de garder la fraîcheur en été. Mais cet effet n est pas restrictif, et toutes les ondes sont bloquées, y compris les services radio de type TETRA. Pour permettre au signal de pénétrer dans l infrastructure ou le bâtiment, il convient alors d installer un système de relayage qui capte le signal à l extérieur, et le retransmet à l intérieur. En fonction de la taille du bâtiment, un simple amplificateur bidirectionnel, avec des systèmes rayonnants comme des antennes ou des câbles rayonnants peuvent être utilisés : 4/0 Figure : Synoptique type d'un bâtiment avec un système de réémission RF avec antenne et câble rayonnant

5 Pour les bâtiments ou tunnels plus grands ou plus complexes, un système avec transport par fibre optique doit être implémenté, car l atténuation dans le câble coaxial est alors trop importante, et plusieurs réémetteurs distants doivent être installés afin de garantir un champ électromagnétique suffisant : 5/0 Figure 2: Synoptique type d'un tunnel avec un système de réémission optique mono-service Grâce à ce type de système mono service, les services gouvernementaux pourront utiliser leurs moyens propres de communication à l intérieur de l infrastructure, et rester connectés avec l extérieur. 4 Le problème de l investissement à perte Pour l exploitant du bâtiment, du tunnel ou du métro, cette installation n est que source de coût : étude de couverture, achat, pose, sans compter la maintenance obligatoire. En effet, si l exploitant néglige le fait que l installation doit fonctionner de manière garantie avec un taux de disponibilité de près de 99,99 %, il engage sa propre responsabilité si un problème grave survient et que les forces de sécurité ne peuvent intervenir normalement en cas de défaut du système. Et le tout sans espoir d y trouver un quelconque retour sur investissement. Vécu comme une contrainte, tout ceci constitue un frein à l installation de tels systèmes, ce qui finit par faire courir un risque aux populations pour sa sécurité. Légitimement, les autorités peuvent comprendre les réticences des promoteurs d investir dans une telle installation, même si cette dernière est nécessaire. Il faut donc trouver un moyen de partager équitablement les coûts, ce qui est difficile en ces temps de restriction budgétaire des états. Il ne reste donc plus qu à trouver un moyen de rentabiliser ces installations pour les exploitants en les autorisant à les utiliser pour autre chose.

6 S S 3 CPL CPL 3 OUT OUT CPL OUT 2 S S S 2 2 Livre Blanc SEE Telecom sprl 22 novembre Un modèle économique : la mutualisation Pour permettre aux exploitants de rentabiliser l installation radio, SEE Telecom propose de réutiliser l infrastructure mise en place pour permettre d autres usages. L étanchéité aux ondes s applique à l ensemble des services utilisant le support radioélectrique, incluant la téléphonie mobile, la radiodiffusion, la radio privée, etc L idée est donc de dimensionner le système à installer en choisissant des matériels actifs et des éléments rayonnants capables de diffuser en simultané plusieurs services différents. SEE Telecom maîtrise parfaitement l ingénierie radio qui permet de mutualiser plusieurs services, avec des fréquences et des modulations très différentes, qui peuvent être bidirectionnelles ou de diffusion simple. 6/0 FM antenna FM (S or D) RF RF OU T otch (S or D) RF RF OU T Rx PSP2 repeater (not delivered by SEE Telecom) Tx PSP 2 antenna 93 MHz Duplexer 2m (S or D) RF AF in AF in RF OU T FM deca modulator RF out ATT RF out C 2 O Vsw COM /2 TP RF PA medium power DB9 Al C 2 AL. com 3 Al. O LP DGT 2m RF OU T X X0 24Vdc 2 G D 5 Al. 7 Al. LP FM X3 tes t PA high power X2 LP /2 5 com X5 9 O VSWR Detection X6 X7 5 com X5 9 O VSWR Detection X6 X7 Red Red Black B Black B Tube TX cable Tube 2 TX cable RF CZK MHz TP RF CRG, KM, KP RX CRG, KM, KP TX /3 2 /3 2 RF PSP MHz TP RF /2 5 com X5 9 O VSWR Detection X6 X7 5 com X5 9 O VSWR Detection X6 X7 Red Red Black B Black B Tube RX cable Tube 2 RX cable Policja MHz RF TP RF Local antenna Duplexer 2m 2 3 Policja MHz RF TP RF Element Management Unit Element Management Unit Element management Unit 2 3 RF CZK MHz TP RF Alarm interface 2 inputs & 4 outputs OUT RPTR PR BS trunck VHF TETRA antenna Duplexer 2m Duplexer 2m TETRA repeater (not delivered by SEE Telecom) RF Policja / MHz TP RF exedge , , MHz RF exedge , 64.05, MHz TP RF TETRA Duplexer Ethernet network Talk2M 3.0 Integration of TETRA and PSP2 repeater 22/0/205 DJ Rev Revision note Date Signature WA LA LA 2 LA 3 LA 4 Redundant power supply with fuses and service plug 230 VAC, 30 A Checked Circuit breaker rail, 230 VAC Project Description Gliwice tunnel Master Station Company 47 u Drawing number Drawn Date App. Date Scale 2542 DJ 22/09/204 DJ 22/09/204 A Figure 3: Exemple du tunnel de Gliwice regroupant de la FM, de la VHF simplex et du TETRA sur 2 câbles rayonnants ( par tube) Les éléments actifs développés par SEE Telecom sont large bande, et permettent de traiter tout type de service comme la radiodiffusion AM, FM ou DAB, les communications VHF ou UHF, simplex ou duplex, analogiques ou numériques, la PMR sous normes TETRA, TETRAPOL, PMR Tier 3, PMT 327, LTE, le WIFI, le DECT, le GSM-R, etc La conception modulaire permet au système d être évolutif dans le temps pour ajouter de nouveaux services à la demande.

7 7/0 Figure 4: Exemple d'une tête de réseau s'un système multi-services Les éléments de réémission les plus adaptés sont les câbles rayonnants, notamment ceux développés par Eupen Kabelwerk 2 Eupen, leader dans ce domaine, car ils permettent de diffuser en même temps tous les services le long d un câble perforé, et ce de manière quasi uniforme. Le principe est simple mais fait appel à une technologie difficile à maîtriser : l onde radio est transportée le long du câble coaxial central (l âme), et le rayonnement se fait par diffraction au travers de fentes dans le blindage, dont la taille est calculée en fonction des fréquences à émettre. Cette solution est idéale dans un tunnel, un parking ou un bâtiment. Figure 5: Câbles rayonnants (notez les fentes de rayonnement) Figure 6: Bande passante des différents types de câble rayonnant Il existe également des antennes large bande capable de réémettre plusieurs services à la fois, de nombreux fabricants d antennes proposent désormais ce type de produits. Elles s intègrent dans les faux plafonds des bâtiments modernes pour rester invisibles. Elles doivent bien sûr être utilisés avec des éléments passifs (coupleurs, câbles coaxiaux) eux aussi large bande. Plus d information sur les câbles rayonnants sur 2 Plus d information sur Eupen Kabelwerk AG sur

8 Pour l exploitant, un nouveau modèle économique apparaît, dans lequel il pourra tirer un bénéfice de cette installation. Dans les tunnels, l exploitant pourra amener un service de confort supplémentaire à ses usagers en leur amenant la continuité des services de radiodiffusion FM et DAB, ainsi que des services de téléphonie mobile. Propriétaire de l infrastructure radio mise en place pour les réseaux de sécurité, il pourra même demander une redevance aux opérateurs de radiodiffusion et aux opérateurs mobiles pour être présents dans le tunnel qu il exploite. Enfin, il pourra utiliser cette infrastructure pour ses besoins propres en diffusant son propre réseau d exploitation VHF, UHF, TETRA ou DECT. 8/0 Figure 7: Synoptique-type d'un tunnel avec un relayage multi-service en fibre optique Dans les bâtiments, l exploitant pourra associer à son infrastructure radio la téléphonie mobile en la finançant de plusieurs manières : soit il demandera une redevance aux opérateurs mobiles, soit il partagera les frais d installation avec eux. L exploitant peut également ajouter le WIFI qu il apportera comme un service gratuit à bas débit, et avec une option payante de type premium avec un débit plus important pour permettre le streaming, les communications en Voix sur IP (VoIP) ou tout autre usage demandant davantage de débit. Ceci peut être particulièrement avantageux dans les hôtels. Enfin, un service de connectivité de type Internet des Objets peut être ajouté dans des environnements où de nombreux objets, équipements ou capteurs ont besoin d être en connexion permanente à un réseau sans fil.

9 9/0 Figure 8: Étude de couverture du Palais de Justice de l'ue à Luxembourg 6 L In-Building Service (IBS) : une obligation La valeur locative des biens immobiliers professionnels étant de plus en plus conditionnée aux valeurs environnementales d une part (bâtiment basse consommation), et à la connectivité de tout type dans le cadre des Villes Intelligentes (Smart Cities) d autre part, la mutualisation des réseaux est finalement une nécessité qui peut largement compenser et justifier les investissements d une couverture radio à l intérieur des bâtiments initialement prévue pour les réseaux de sécurité. Dans les tunnels, l obligation est plus naturelle, et là aussi, la mutualisation est un moyen de financer en tout ou partie l infrastructure de relayage radio en y adjoignant d autres services radio utiles ou lucratifs.

10 0/0 Merci d avoir lu ce Livre Blanc publié par SEE Telecom. ous espérons que celui-ci vous aura aidé à prendre une décision dans votre projet. ous nous tenons à votre disposition pour tout complément d informations. SEE Telecom sprl Avenue du Commerce, Braine-l Alleud Belgique Tél : Fax : Mail : seetelecom@see.be Web :