Hlavní navigace

Záchranáři na LTE aneb Jak vypadá budoucnost PPDR systémů

Autor: Nokia, podle licence: Rights Managed
Karel Wolf

Česko řeší, zda zastaralou komunikační síť pro policii, hasiče a záchranáře jménem Pegas nechat za miliardu dožít pod současným dodavatelem, nebo vypsat tendr na „digitálnější“ řešení. Svět mezitím zaznamenal první úspěchy na LTE.

Doba čtení: 7 minut

To, jak bude, či nebude páteřní komunikační síť integrovaného záchranného systému a policie v budoucnu vypadat, a zda i nadále budeme číst v médiích zmínky o tom, že se tyto složky raději dorozumívají prostřednictvím klasické mobilní sítě navzdory všem jejím omezením, neovlivníme. Pojďme se ale podívat na příklady, jak se s modernizací systémů na ochranu veřejnosti a odstraňování následků živelných pohrom nejlépe vypořádali ve světě.

Všechny zmiňované sítě sou založeny na tzv. Broadband Public Protection & Disaster Relief (zkráceně BB-PPDR) neboli systému ochrany veřejnosti a odstraňování následků živelných pohrom prostřednictvím širokopásmového připojení.

Příklad první – americký FirstNet

Píše se 11. září 2001, po pádu „dvojčat“ světového obchodního centra ve Spojených státech kolabuje komunikace policie i záchranných složek. Jedním z důsledků bylo i to, že se k hasičům zasahujícím v Severní věži vůbec nedostala zpráva o hroutící se budově a stovky jich zde zahynuly.

Chtělo by se říci extrémní situace, ale komunikační infrastruktura opět spolehlivě zkolabovala i během dalších událostí, kdy jí bylo potřeba nejvíc – během řádění hurikánů Katrina a Rita. V roce 2012 proto schválil kongres Spojených států výstavbu nového celostátního komunikačního systému pro složky systému ochrany obyvatel. Systém dostal označení FirstNet (First Responder Network Authority), je kompletně založený na digitálních technologiích a kongres na jeho výstavbu nechal vyčlenit 7 miliard dolarů.

FirstNet měl umožnit lepší pokrytí, efektivnější komunikaci jednotlivých složek nebo konkrétně i organizaci odvozu raněných z místa, sdílení GPS pozice místa zásahu a rychlé sdílení dat (např. sdílení fotografií a plánů, stream videa z dronů, bezpečnostních kamer a kamer na výbavě pracovníků v terénu).

V rámci spektra bylo síti vyčleněno 20 MHz v pásmu 700 MHz Band 14, které pokrývá 95 % US obyvatelstva, a hlavním partnerem pro výstavbu se stal operátor AT&T. Přestože měly jednotlivé státy na výběr, opt-in a plán na zavedení a výstavbu systému přijalo všech 50 států a 3 teritoria (ačkoli státy Kalifornie, Florida a New York se vstupem do systému váhaly až do 28. prosince 2017, kdy byl pro vstup stanoven deadline). Síť je zatím hotová zhruba z jedné třetiny, už několikrát ale měla příležitost v neplánovaném zátěžovém testu předvést, co dovede.

8. listopadu se kalifornské město Paradise a přilehlé menší obce změnily během několika hodin v ohnivé peklo, v jehož důsledku nakonec zemřelo 85 lidí, oheň zničil území o rozloze více než 62 tisíc hektarů a způsobil škody za 7,5 až 10 miliard dolarů. Protože si oheň nevybírá, spálil nejen domy, ale i všechny mobilní vysílače v oblasti, takže nefungovalo standardní pokrytí mobilním signálem. Situaci nakonec pomohly překlenout právě provizorní mobilní LTE vysílače a záložní zdroje FirstNetu. Ty umožnily komunikaci nejen mezi záchranáři, ale i obyvatelům zasažených lokalit.

FirstNet se ale osvědčil i při úplně jiné přírodní pohromě. Vzhledem ke zkušenostem s podobnými událostmi z dřívějška panovaly původně obavy, že během hurikánu Harvey v oblasti Houstonu v Texasu pravděpodobně zcela zkolabuje lokální komunikace. FirstNet zde ale překvapivě zvládl prakticky kompletně vykrýt (alespoň pro záchranné složky a policii) komunikační funkci běžné telekomunikační sítě a kritická komunikace fungovala bez větších problémů.

Ne všechny testy FirstNetu naštěstí musely být tak drastické. Lokální síť FirstNetu s názvem JerseyNet v Atlantic City od roku 2015 využívá město při koncertech a akcích, na nichž bývá přítomno i více než sto tisíc lidí. JerseyNet posílá data při komunikaci bezpečnostních složek a dokáže jim streamovat i záběry většího množství kamer najednou.

Masové akce mají často za následek lokální kolaps mobilních sítí, své o tom vědí například návštěvníci obřích hudebních festivalů, nebo třeba Safari Zone v Pokémon GO. S podobným problémem se potýká i tradiční závod regat Volvo OceanRace. Celosvětovou událost, která se koná jednou za tři roky, si nenechá ujít obrovské množství lidí. Na jedné z amerických zastávek, v Newportu na Rhode Islandu, bývá běžně okolo 100 tisíc diváků. To pravidelně vede k výpadkům místních komunikačních sítí. Loni zde byl poprvé namísto běžných posilujících BTS stanic otestován FirstNet. Výsledkem byl bezvýpadkový signál včetně stabilních datových přenosů.

Příklad druhý, tentokrát z Asie

16. dubna 2014 se u pobřeží Jižní Koreje potopil trajekt Sewol, který převážel 470 cestujících. Záchranné práce tehdy tragicky selhávaly na neschopnosti koordinovat jednotlivé zásahové jednotky, které využívaly několik starších vzájemně nekompatibilních komunikačních systémů. Nastalý chaos si vyžádal 304 obětí z 470 lidí na palubě trajektu. V červenci 2014 se proto pod tlakem veřejnosti jihokorejská vláda rozhodla vybudovat celonárodní BB-PPDR síť v pásmu 700 MHz (bylo jí v jeho rámci vyčleněno 20 MHz) pro 200 tisíc uživatelů z více jak 300 různých záchranných a bezpečnostních složek jednotek. Vyčlenila na tento úkol v přepočtu 1,5 miliardy dolarů. Síť nese označení Safe-Net a její dokončení je očekáváno v roce 2020.

Situace v Jižní Koreji je organizačně trochu komplikovanější, neboť jednotnou národní síť bude využívat 333 složek spadajících pod různá ministerstva, a jak to tak bývá, jedna ruka státního aparátu často neví, co dělá druhá. Pokrývá se v rámci několika fází a postupně se budou zapojovat jednotlivé provincie (často s velmi rozdílnou infrastrukturní vybaveností), města a pobřeží nejdřív do 20 km a později dokonce do 100 km.

Korea navíc buduje PPDR LTE sítě ve skutečnosti vlastně rovnou tři. Public Safety LTE (PS-LTE), kterou koncem roku 2108 začal stavět místní operátor KT, je určena pro policii, hasiče, záchranáře, armádu a vládu a podobá se tak nejvíc síti pro IZS, jak ji chápeme my, ale vedle toho vznikají samostatné sítě také pro železniční dopravu (LTE-R) a LTE – Maritime (LTE-M) pro námořní dopravu, záchranu na moři a navigaci pro 80 tisíc lodí operujících v jihokorejských vodách. Účel je zde primárně komerční, sítě ale zároveň mají tvořit jeden bezpečnostní celek.

Implementačně je zatím nejdále síť LTE-R. Pilotní projekt, na němž se podílel domácí Samsung, se odehrál během zimní olympiády v Pchjongčchangu. Nová železnice LTE-Railway o délce 120 km zajišťující rychlé spojení mezi sportovními středisky byla pokryta sítí LTE-R umožňující vysokorychlostní komunikaci a přenos dat uvnitř vlaku, mezi vlaky a bezpečnou komunikaci personálu s kontrolním střediskem. Vlaky zde jezdí rychlostí až 250 km/h, což prakticky technicky znemožňuje zachovat stálé připojení a spojení s operačním střediskem při použití klasických vysílačů – vlak by neustále přepojoval na nové BTS a připojení, pokud by se vůbec podařilo, by nebylo stabilní. Stejná technologie LTE-R se také již využívá na trati spojující mezinárodní letiště Incheon v Soulu s centrem města.

Jaká je situace v Evropě a u nás

Evropa je v budování BB-PPDR řešení na úrovni plošných sítí asi nejpomalejší. Nejdále je dnes asi Francie se svojí taktickou sítí PC STORM. Katalyzátorem její výstavby byly útoky na Charlie Hebdo v roce 2015. V závěsu za Francií je Velká Británie, která začala postupně nahrazovat svoji Airwave síť od Airwave Solutions (dnes spadající pod Motorolu) BB-PPDR systémem ESN (Emergency Services Network). Náskok oproti kontinentální Evropě umožnila i volba stejného dodavatele (nebyl potřeba nový tendr), i přesto jsou ale oba projekty ve srovnání s USA a Koreou zatím spíše v zárodku.


Autor: Nokia, podle licence: Rights Managed

Pokud jde o zbytek Evropy, většina zemí je stále ještě plně, nebo z větší části závislá na svých starých dedikovaných komunikačních sítích postavených na technologii TETRA. Tyto úzkopásmové sítě svého času plnily potřeby efektivní hlasové komunikace ve skupinách, jinak mají ovšem množství limitů a v době, kdy se data stávají novým standardem (od zasílání map a lokalizace přes kamerový dohled a videodokumentaci až po využívání dronů), pro uživatele PPDR sítí působí dojmem muzeální techniky, a je tedy víceméně jasné, že TETRA má pomalu doslouženo.

Přestože existuje v rámci strategie jednotného evropského digitálního trhu snaha harmonizovat také budoucí osud evropského digitálního PPDR, v praxi si zatím každá země řeší tyto sítě dost po svém. Přístupy jednotlivých států se rozcházejí jak v časovém horizontu, tak v požadavcích a nárocích na síť. Ty sahají od vyhrazených, státem vlastněných digitálních sítí s komerčním fallbackem (state mobile network operator – MNO, v Evropě typicky Švédsko) přes státem pronajímanou komerční sít typu one radio access network – RAN (sem spadá britské ESN, ale i výše zmíněný zaoceánský FirstNet) až po kombinace více navzájem se doplňujících sítí.

Interka19

Jednotlivé sítě se co do bezpečnosti a robustnosti trochu liší. Modely, které používají několik sítí k implementaci služeb PPDR, budou například potenciálně robustnější než model jedné komerční sítě, který využívá pouze jednu mobilní síť. Hlavní rozdíl je ale v pořizovacích i provozních nákladech. Ty pak značně ovlivňují i horizont reálného nasazování.

První uvedený model (MNO) je pochopitelně nejdražší, druhý naopak patří k nejlevnějším variantám (RAN). Právě s takovým scénářem počítá v aktualizovaném návrhu podmínek pro dražitele „700“ i český ČTÚ. Úřad v nich totiž mimo jiné konkretizuje závazek operátorů k podpoře komunikace bezpečnostních a krizových složek. ČTÚ předpokládá, že držitelé frekvencí v pásmu 700 MHz by se zavázali (za přiměřenou cenu) k poskytnutí národního roamingu a zajištění prioritních služeb pro PPDR komunikaci.

Našli jste v článku chybu?