Kringkasting og Nødnett i vegtunneler Dag V. Torget, Vegdirektoratet Wireless technology 1
Radio i vegtunneler I 1986 ga Samferdselsdepartementet Statens vegvesen i oppdrag å ta initiativ til etablering av sambandsanlegg ved prosjektering av tunneler, og dekke utgifter til infrastruktur. Kringkasting og radiokommunikasjon i vegtunneler er beskrevet i Håndbok N500 Vegtunneler 2
Håndbok N500 5 TRAFIKK- OG BRANNSIKKERHET 5.2.3 Radiokommunikasjon og kringkastingsanlegg, mobiltelefon 5.2.3.1 Generelt Tunneleier har ansvar for å etablere radioanlegg for videreformidling av nødkommunikasjon og kringkasting i alle tunneler lengre enn 500 m. For tunneler kortere enn 500 m kan radioanlegg etableres etter nærmere vurdering. 5.2.3.2 Kommunikasjon Tunneleier skal sørge for at det blir etablert Nødnett i vegtunneler over 500 m. 5.2.3.3 Kringkasting Tunneleier skal etablere og drive kringkastingsanlegg som videreformidler radiokringkasting fra det fri inn i tunnel. For DAB skal de DAB blokkene som har dekning utenfor tunnelen distribueres i tunnelen. Vegtrafikksentralen skal kunne bryte samtidig inn i samtlige radioprogram som distribueres i tunnel, for å gi melding til trafikantene. Tunnelsikkerhetsforskriften 3
Tunnelsikkerhetsforskriften 2.16. Kommunikasjonssystemer 2.16.1. Utstyr for radiosending via relé til bruk for redningstjenestene skal monteres i alle tunneler på mer enn 1.000 meters lengde og som har et større trafikkvolum enn 2.000 kjøretøy per kjørefelt. 2.16.2. Når det finnes en kontrollsentral, må det være mulig å avbryte eventuell sending av radiokanaler beregnet på trafikantene i tunnelen for å sende nødmeldinger. 2.17. Strømforsyning og strømkretser 2.17.1. Alle tunneler skal ha nødstrømforsyning som kan sikre drift av sikkerhetsutstyr som er uunnværlig for evakuering inntil alle trafikanter er evakuert fra tunnelen. 2.18. Utstyrets brannmotstand Brannmotstandsnivået i alt tunnelutstyr skal ta hensyn til de teknologiske mulighetene og ta sikte på å opprettholde de nødvendige sikkerhetsfunksjonene i tilfelle brann. Radio i vegtunneler - Det skal være kommunikasjon for nødetatene og kringkasting med innbrytning i vegtunneler over 500 m. - Vegtunneler skal ha nødstrømforsyning. - Tunnelutstyr skal fungere under og etter en brann. 4
DAB sender Utfordringen med å bryte lokalt inn i en DAB sending er kort fortalt å dekode DAB sendingen, og så bygge opp et nytt Ensemble Transport Interface (ETI) hvor man bytter ut bare de bitene i Main Service Channel (MSC) som represeterer audio iprogrammene, med et nytt innhold, med riktig kompresjon og grad, uten å forandre noe annet, og uten å gjøre endringer i SYNC og Fast Information Channel (FIC) informasjonen. Dette må gjøres i real-time. Så moduleres det nye ETI, og byttes ut med det opprinnelige. Dette bør gjøres synkront slik at DAB mottakerene ikke må søke programmene på nytt, noe som kan ta opp til 15 sek.. Audio Data MPEG II TIME INTERLV FREQ INTERLV ETI COFDM DQPSK TX MUX Audio Data MPEG II TIME INTERLV Services config MUX CTRL FIC GEN DAB innbrytning 2008 NOK 1-2 mill pr DAB blokk 5
DAB i vegtunneler - Pilotprosjekt Offentlig Forsknings- og Utviklingsprosjekt (OFU) startet i februar 2010 Formål: utvikle kost-effektive løsninger for lokal innbrytning i DAB sendinger DAB test Bjørvika mai-juni 2010 6
DAB installasjon Bjørvika desember 2010 4. Februar 2011 FM nettet slås av i januar 2017 7
DAB installasjon Ekeberg Mai 2011 DAB kringkastingsanlegg beskrivelse 8
Slukkedatoer analog FM 2017 11.01. Nordland 08.02. Trøndelag, Møre og Romsdal 26.04. Telemark, Buskerud, Hedmark, Oppland 21.06. Sogn og Fjordande, Hordaland, Rogaland, Agder 20.09. Østfold, Vestfold, Oslo, Akershus 13.12. Troms, Finnmark 9
Nødnett er bygget på TETRA standard TETRA = TErrestrial Trunked Radio Åpen standard for privat mobilradio Utviklet av Det europeiske standardiseringsinstitutt for telekommunikasjoner (ETSI) Definerer radiotjenester og grensesnitt Spesielt utviklet for å imøtekomme særlige krav til hurtig og driftssikker gruppekommunikasjon med bla. mulighet for datakommunikasjon, posisjonering og telefoni TETRA i Europa (2013) 10
Nødnett i Norge 2004 St.prp Innhenting av tilbud 2006 St.prp Igangsetting av Trinn 1 Akershus, Oslo, Søndre Buskerud 2007 Opprettelse av Direktoratet for nødkommunikasjon (Dnk) 2008 Avtale mellom Dnk og Svv om utbygging i vegtunneler 2010 Trinn 1 åpnes for nødetatene 2011 St.prp Utbygging i resten av fastlands-norge (Trinn 2) 2015 10. sept Nødnett klart til bruk i fastlands-norge Krav til Nødnett Nødetatene utarbeidet rundt 2500 krav til radiosambandet før anbudet. Blant kravene var: Gruppesamtaler, kryptering, rask oppkoblingstid, helikoptersamband, dynamisk dekningsøkning via gatewayer el lign, støyreduserende codec, høy frekvensutnyttelse, sømløst overføring mellom basestasjoner, støtte for å kjøre på lave frekvenser for å kunne trenge inn i bygg, oppsett av en-til-en-samtaler på under 0.5 sekunder, støtte for flere tusen samtidige brukere på samme lokasjon, støtte for høye hastigheter uten avbrudd (eksempelvis politijakt), ingen singlepoint-of failure i infrastruktur, støtte for direkte-modus mellom to radioer uten å gå via basestasjon og ikke minst et utvalg av spesialiserte radioer for ulike brukere (eksempelvis vanntette for båt, ATEX for eksplosive miljøer, spesialradioer for røykdykking, radioer med to-delte kontrollhoder for ambulanser, små kompakte radioer, støtsikre radioer, mm.). Mangel på krav om høyhastighetsdata skyldes at dette ikke ble regnet som kritisk kommunikasjon. Nødetatene har behov for å overføre kortere beskjeder med info om oppdraget, gps-posisjoner etc og dette funker utmerket med Tetra. 11
Direktoratet for nødkommunikasjon (DNK) er et statlig forvaltningsorgan med ansvar for drift og utbygging av Nødnett som hovedoppgave (dinkom.no). Direktoratet ble opprettet 1. april 2007 og er underlagt Justis- og beredskapsdepartementet. Motorola Solutions (MSI) er hovedleverandør av Nødnett. Motorola Solutions har 23 000 ansatte og er en av de største leverandørene i verden av TETRA og samband til nød- og beredskapsetater. 09. juni 2011 7.5 Samarbeid med andre offentlige organisasjoner Det ble inngått avtaler med henholdsvis Oslo Sporveier, Statens vegvesen og Jernbaneverket i 2008. Avtalene regulerer blant annet hvordan kostnader for nødnettutbygging i tunneler skal deles mellom Direktoratet for nødkommunikasjon og tunneleierne. Avtalene vil også gjelde når Nødnett bygges ut videre i resten av landet. 12
Nødnett Avtalen Avtalen omfatter DNKs Innplassering av Nødnettspesifikt utstyr i Tunneler for å oppnå nødnettdekning med den kvalitet nødnettet skal ha og med de krav til fremdrift som gjelder for utbyggingen, samt investering i, drift og bruk av Infrastruktur og Nødnettspesifikt utstyr i denne forbindelse. 2005012388/19 Avtalen - ansvar DNK har ansvar for å [designe] anskaffe og montere Nødnettspesifikt utstyr som er nødvendig for at nødnettet skal ha dekning i de Tunneler som omfattes av nødnettprosjektets utbygging. DNK eier og har ansvar for Nødnettspesifikt utstyr. DNK har ansvar for nødnettets ende-til-ende funksjonalitet i hele nettet, inkludert Tunneler, både under og etter utbyggingsperioden. Anskaffelse av ny Infrastruktur eller oppgradering av Infrastruktur er SVVs ansvar. Med infrastruktur menes utstyr som må være tilstede for å kunne implementere nødnettet og transportere nødnettets signaler inn i Tunnelen uten å være direkte avhengig av nødnettets teknologi eller leverandør. Som Infrastruktur regnes blant annet strålekabler, fiberkabler, ventilasjon, strøm (inkludert 8 timer backup UPS 230 V), hytter/kiosker, antennemaster, kabler fra antennemast til teknisk rom, kombinerutstyr med nødvendige kabler, punkt for tilfredsstillende jordingstilkobling. 13
Status februar2016 14
Strålekabler er kontinuerlige antenner som gir en jevn og forutsigbar signaldistribusjon 15
Mobiloperatørene benytter antenner Marginer Koplingstap 60 db Strekning Kropp Lastebil Margin 5 db 8 db 10 db 23 db db = 10 log(p1/p2) 16
Topografi Hver enhet som mater et strålekabelsegment skal være i stand til å mate hele segmentet alene. Avstand mellom enheter ISI Inter Symbol Interference over 1600 m relativ fiberlengde 17
ISI test Bragernestunnelen Drammen 26.10.2012 God hørbarhet uten feil ved 80 km/t og Δ fiber på 2900 m Oslofjordtunnelen mars og juni 2011 18
Brann Gudvangatunnelen 11.08.2015 EMC/EMI i vegtunneler Dag V. Torget, Vegdirektoratet 19
EMC direktivet DIRECTIVE 2014/30/EU OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 26 February 2014 ANNEX I ESSENTIAL REQUIREMENTS 1. General requirements Equipment shall be so designed and manufactured, having regard to the state of the art, as to ensure that: (a) the electromagnetic disturbance generated does not exceed the level above which radio and telecommunications equipment or other equipment cannot operate as intended; (b) it has a level of immunity to the electromagnetic disturbance to be expected in its intended use which allows it to operate without unacceptable degradation of its intended use. 2. Specific requirements for fixed installations Installation and intended use of components A fixed installation shall be installed applying good engineering practices and respecting the information on the intended use of its components, with a view to meeting the essential requirements set out in point 1. EMC direktivet CONFORMITY OF EQUIPMENT Article 13 Presumption of conformity of equipment Equipment which is in conformity with harmonised standards or parts thereof the references of which have been published in the Official Journal of the European Union shall be presumed to be in conformity with the essential requirements set out in Annex I covered by those standards or parts thereof. 20
Forskrift om EØS-krav til elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) for utstyr til elektronisk kommunikasjon 7 Grunnleggende krav Utstyr skal være konstruert og produsert i tråd med den nyeste utvikling slik at det a) ikke forårsaker kraftigere elektromagnetiske forstyrrelser enn at radio- og teleterminalutstyr og annet utstyr kan virke som tilsiktet b) har tilstrekkelig elektromagnetisk immunitet til å virke som tilsiktet Faste installasjoner skal i tillegg til kravene i første ledd installeres på en fagmessig god måte og ta hensyn til tilsiktet bruk for apparatene og andre innretninger som utgjør den faste installasjonen for å møte kravene i første ledd. 12 Antakelse om samsvar Utstyr som er i samsvar med hele eller deler av harmoniserte standarder som er publisert i Den europeiske unions tidende, skal anses å oppfylle de grunnleggende kravene i 7 som dekkes av disse standardene, eller deler av standardene. Harmonisert standard EN 55022 Information technology equipment. Radio disturbance characteristics. Limits and methods of measurement. Class B equipment, device and apparatus, that are intended to be used in the domestic environment and meets EN 55022:2010 class B emission requirements. Class A equipment, device and apparatus, that do not meet the EN 55022:2010 class B emission requirements, but complies with EN 55022:2010 class A emission requirements. MHz Avstand dbµv/m dbm Class A 230-1000 10 47-82 3 57-72 Class B 230-1000 10 37-92 3 47-82 21
- NPRA: I m sorry to inform you that your equipment is causing intolerable disturbance to critical emergency communication in the NN tunnel. - Manufacturer: But our equipment is in confirmity with harmonized standard! - NPRA: I m aware of that, but your equipment s radiated emission levels in the Tetra band is still too high. - Manufacturer: So what are the acceptable emission levels? -NPRA: No radiated noise in the Tetra band whatsoever. - Manufacturer: But there is no such thing as no noise! - NPRA: Let me put it like this: It would be a very sad occasion, for you and for me, if NPRA have to close a newly opened high tech tunnel, so you can go in and replace or remove all your installed equipment, because your equipment is disturbing critical emergency communications inside and out of the tunnel, and the National communications authorities have deemed your equipment in violation with the essential reqirements stated in the EMC Directive. Since the disturbance is in the Tetra band common to emergency communications in all of Europe, the authorities would be obliged, according to the EMC Directive, to inform the EU members and the EU Commission of this fact. - Manufacturer: Ookeey, I understand much better now! - NPRA: I was sure you would. - Manufacturer: Sooo - NPRA: I m sure you have already thought about this yourself; while measuring the equipment according to EN 550xx, you make an additional measurement at the shortest distance, and changing the instrument settings to the Tetra band specifically with a low Resolution BandWidth, say 3 khz. This would immediately show you if you have reason to worry. - Manufacturer: But of course. - NPRA: Thank you. 22
RFR spektrum plot 23
24