Comunicaciones

TETRA:

La red de las fuerzas

de seguridad

Alberto Garca Prez

Revista Digital de ACTA

2013

Publicacin patrocinada por

Comunicaciones TETRA: La red de las fuerzas de seguridad

2013, Alberto Garca Prez

2013, EADS Cassidian (Fotos)

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Los sistemas de radio profesional permiten la coordinacin de las fuerzas de seguridad

y de los sistemas de emergencias (ambulancias, bomberos, etc.) sin necesidad de em-

plear las redes de telefona mvil, que fcilmente se pueden saturar en caso de cats-

trofe, lo que impedira una intervencin rpida y eficaz de estas fuerzas de actuacin.

En este artculo repasaremos la tecnologa y la capacidad que poseen los sistemas ac-

tuales de comunicaciones basados en el estndar TETRA, que ya utilizan gran parte de

las fuerzas de seguridad europeas

INTRODUCCIN

La radio se puede considerar como un invento nacido a partir del telfono. Todo comenz cuando en 1878, David E. Hughes apareci la aparicin de ruidos en su auricular de telfono cuando ex-perimentaba con un micrfono de carbn. Investigando sobre el tema logr recibir los mismos ruidos cuando alejaba el micrfono varios centenares de metros. De alguna manera, haba sido capaz de escuchar lo que suceda a distancia sin necesidad de emplear telefona con hilos. Pero no fue hasta 1893 cuando Nikola Tesla present en Estados Unidos el funcionamiento fundamen-tal de la radio, y se comprendi el mecanismo fsico que haba detrs de ese extrao fenmeno.

En esencia, la radio consiste en una transmisin de seales electromagnticas moduladas y osci-lantes a frecuencias por debajo de la luz visible por medio de una antena. De esta forma, se pue-de transmitir informacin cambiando (modulando) sistemticamente alguna propiedad de las on-das electromagnticas emitidas, como su amplitud, su frecuencia, la fase o el ancho del pulso. Estas ondas electromagnticas oscilantes se propagan en la atmsfera a la velocidad de la luz y pueden ser recibidas por un conductor elctrico que las transforma en seales elctricas que, a su vez, puede transformarse en sonido por medio de un altavoz. La potencia de emisin de estas ondas electromagnticas permite aumentar la distancia de escucha de las comunicaciones. As, por ejemplo, las estaciones de radio FM emiten con una potencia de 100 kW y permiten ser escu-chadas hasta a 160 km de distancia de la antena emisora.

QU ES TETRA?

Hoy en da, los principios de la radiotransmisin de ondas electromagnticas se emplean para transmitir seales de radio, televisin, telefona mvil, WIFI, seales desde satlites e incluso es el principio de funcionamiento del Radar. El problema con tanta diversidad de aplicaciones es que se necesita homogeneizar las emisiones para que los equipos de distintos fabricantes puedan co-municarse entre s sin provocar interferencias. A lo largo de la historia, han aparecido numerosas normas de estandarizacin con este fin, primero con las telecomunicaciones analgicas y, poste-riormente, con las digitales.

En 1990, la Comisin Europea junto con el Instituto Europeo de Estandarizacin de las Telecomu-nicaciones (ETSI) comenzaron a trabajar en un nuevo sistema de Radio Mvil Profesional (PMR o Private Mobile Radio) que aprovechara la experiencia ganada en el estndar de radiocomunica-ciones GSM, el sistema empleado por la telefona mvil. Los trabajos concluyeron en 1995 con el establecimiento de unas normas de comunicacin de tal forma que los equipos de distintos fabri-cantes pudieran interoperar sin problemas. TETRA (Terrestrial Trunked Radio) haba nacido co-mo estndar de comunicaciones digitales con aplicaciones militares y civiles, principalmente poli-ca, bomberos y ambulancias, y se una as a otros estndares internacionales como MPT-1327,

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APCO-25 (Estados Unidos) o NXDN. El camino para la coordinacin de las fuerzas de seguridad y los servicios de emergencias estaba recin inaugurado.

Figura 1. TETRA posee terminales propios basados en tecnologa militar que encriptan las seales para asegurar que no

son interceptadas por terceros.

TETRA, como Nuevo estndar de comunicaciones digitales que es permite utilizar varios canales a demanda, tanto de transmisin de voz como de datos. Como es sabido, la banda de frecuencias para uso civil y privado estn muy restringidas, lo cual es una fuente habitual de conflicto entre operadoras de telecomunicaciones. TETRA, al ser un sistema digital, permite utilizar de forma ms efectiva las escasas frecuencias disponibles. As, por ejemplo, en los sistemas de radio ana-lgicos, un canal de comunicaciones podra ocupar una franja de hasta 25 kHz dentro de la ban-das permitidas: 380-400 MHz (fuerzas de seguridad), 410-430 MHz (uso comercial) o la banda 800 MHz empleada habitualmente fuera de Europa. En TETRA, este mismo ancho de banda per-mite emplear hasta 4 canales de comunicacin.

QU VENTAJAS OFRECE TETRA?

La gran ventaja de TETRA radica en que es una red de comunicaciones propia, donde las fuerzas del orden pueden comunicarse entre s en casos de masacres y atentados terroristas, como el acontecido en Madrid en 2004, evitando los problemas de saturacin de lneas GSM que se pro-ducen inevitablemente por parte de la poblacin al llamar a amigos o familiares. El problema es que los fabricantes de equipos GSM no estn interesados en este tipo de redes de pequeo ta-mao, debido a que las inversiones que tendran que hacer no compensaran los ingresos obteni-dos. Sin embargo, empresas como la multinacional EADS s que estn apostando seriamente por este sistema, aprovechando su tecnologa militar. De hecho, los avances que estn consiguiendo en los mercados civiles estn siendo utilizados para mejorar los equipos militares, por lo que la transferencia de tecnologa es en ambas direcciones.

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Figura 2. TETRA permite tener controlados en tiempo real todos los coches patrulla

y mandarles mensajes de texto u rdenes con slo hacer clic en su icono.

Otra de las ventajas de TETRA es que es una red ms segura. En las redes comerciales de telefo-na, como la de Vodafone o Telefnica, todos los das cientos de personas acceden a sus instala-ciones a travs de las distintas compaas de mantenimiento, y sin que se ejerza un control es-tricto. Recientemente, en Suecia, se descubri que la antena ms prxima al domicilio de uno de los ministros del gobierno haba sido manipulada y contena un pequeo programa informtico que grababa todas sus conversaciones. La gran suerte, para el ministro, fue que ese software in-troduca pequeos errores en el software principal de la antena y, ante los reiterados fallos, los especialistas de la compaa telefnica decidieron investigar hasta que descubrieron el software malintencionado. Disponer, por tanto, de una red controlada por parte de la polica es fundamen-tal para combatir el crimen. Adems, la red TETRA es ms robusta que las redes comerciales, ya que en caso de fallo de uno o varios sistemas, puede seguir dando servicio y no depende de la interrupcin momentnea de las redes de telefona mvil comerciales cuando, por ejemplo, se encuentren actualizando el software de sus sistemas.

TETRA combina tambin las ventajas de los sistemas de radiocomunicacin existentes donde una persona slo puede hablar con una estacin base aunque todas escuchan, como sucede con los radiotaxis, y donde normalmente la comunicacin nicamente es posible en una sola direccin. Pero tambin permite la comunicacin persona a persona o incluso el envo de datos, como en la telefona mvil comercial. Todo ello asegurando la privacidad de las comunicaciones, dado que todas estn encriptadas, evitando as que terceros no pueden acceder a las comunicaciones y, adems, el usuario necesita previamente autentificarse. Para ello, la red verifica que cada termi-nal que intenta acceder pertenece al grupo y, a su vez, cada terminal comprueba que la red a la que accede es la autntica. De esta forma, se evita que otro terminal de TETRA pueda acceder a las comunicaciones. El sistema permite tambin la conexin entre terminales sin necesidad de la red, por ejemplo por encontrarse los agentes en zonas remotas o de baja cobertura.

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Figura 3. Tener una red independiente asegura el acceso exclusivo,

sin depender de la disponibilidad de las redes comerciales de telefona mvil.

Para coordinar todas las comunicaciones, TETRA cuenta con la figura del despachador. Por ejem-plo, en una red de comunicaciones policial, el despachador manda informacin a las unidades mviles (coches patrulla o polica de proximidad) en forma de tareas o instrucciones. El despa-chador tambin recibe informacin de otros centros por medio de mensajes de voz o de datos y posee informacin de la posicin de todas las unidades de polica sobre un mapa de la ciudad si stas estn dotadas de sistema GPS. De esta manera, ante un robo es capaz de localizar los agentes ms prximos y mandarles una instruccin de acercarse a la zona caliente. TETRA tam-bin permite la comunicacin simultnea con grupos previamente definidos como, por ejemplo, todos los agentes de polica de una misma comisara, aunque tambin permite crear grupos de forma dinmica. De esta forma se pueden crear grupos ad-hoc para coordinar grupos de polica, bomberos y ambulancias ante un determinado evento. Todo ello gracias a que TETRA es un sis-tema completamente digital y, por tanto, fcilmente configurable.

Los terminales porttiles que ofrece la empresa aeronutica EADS permiten adems leer el DNI e incluso, las huellas digitales de un sospechoso para enviarlas a la central y controlar as de forma fehaciente su identidad. La velocidad de transmisin de datos es de aproximadamente 4-5 kbits/s, lo que cubre el 90% de las necesidades habituales de la polica, incluida la transmisin de fotos de matrculas, vehculos etc. En casos especiales, se puede subir esta velocidad hasta los 100 kbit/s cuando se emplea la capacidad WLAN, es decir, de red inalmbrica lo que permite, por ejemplo, transmitir video en tiempo real a otros terminales. Esta ltima opcin resulta muy con-veniente cuando se persigue a criminales en automvil, ya que tanto la central como el resto de coches patrullas pueden ver en tiempo real lo que est sucediendo y adelantarse a los aconteci-mientos. El envo de fotos tambin resulta de gran ayuda a los servicio de emergencia para poder valorar la urgencia de la actuacin o la cantidad de efectivos a enviar, ya que en el caso de cats-trofes es muy difcil describir la situacin pero muy fcil si se visualiza.

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Los terminales de EADS tambin poseen protocolo WAP (Wireless Access Protocol), lo que per-mite el acceso a la red de la polica para comprobar los datos asociados a un nmero de matrcu-la sin necesidad de conectarse por medio de un ordenador.

Figura4. Cada terminal se autentifica y las comunicaciones se encriptan

para asegurar la confidencialidad de las comunicaciones.

QU APLICACIONES TIENE TETRA?

Quiz la aplicacin ms extensa de TETRA sea la red de seguridad nacional, que incluye a los cuerpos de polica de prcticamente todas las naciones europeas. Finlandia tiene, desde 1998, cubiertos 350.000 Km2 de su territorio por una red TETRA denominada VIRVE, siendo la mayor red pblica de seguridad del mundo. Suecia ha comenzando tambin un ambicioso plan para cu-brir de forma completa los 450.000 km2 de su territorio con una red TETRA. La red instalada en Blgica, denominada ASTRID, cubre 10 millones de personas mientras que en Beijing cubre a ms de 14 millones de ciudadanos. En Espaa, la polica tambin posee redes TETRA en gran parte del territorio nacional as como los servicios de emergencia de prcticamente todas las co-munidades autnomas, principalmente, a travs de los servicios de la empresa EADS.

En Europa, se ha creado el grupo de cooperacin de la polica que incluye 17 pases con el fin de mejorar la interoperatividad y el intercambio de datos entre los centros de comando y control de las distintas policas. Todas ellas trabajan utilizando el sistema TETRAPOL por lo que el intercam-bio de datos se puede realizar de forma rpida y sencilla. La polica francesa tiene incluso instala-das antenas en territorio alemn, en la zona de Baden-Baden, con el fin de garantizar las comu-nicaciones de sus patrullas cuando cruzan temporalmente la frontera persiguiendo a algn crimi-nal. El gran problema que tienen las policas es que el rango de frecuencias que tienen asignados es muy pequeo y, adems, pueden cambiar de zona en zona, es decir, que no cubren todo el territorio. As, por ejemplo, el ancho de banda reservado a las aplicaciones militares cubre el 29% de las frecuencias disponibles. Sin embargo, para aplicaciones de seguridad nicamente se per-mite usar el 0,9% de la banda. En este pequeo intervalo de frecuencias, los servicios de seguri-dad necesitan enviar voz y datos, lo que obliga a que los sistemas digitales sean muy efectivos.

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El gran inconveniente es que resulta ms fcil interferir la seal. Para evitarlo, las aplicaciones militares son capaces de cambiar rpidamente las frecuencias de emisin, de tal manera que re-sulta prcticamente imposible interferir la seal en cada uno de las frecuencias emitidas. Sin em-bargo, en las aplicaciones civiles esto no es posible porque prcticamente no existen frecuencias donde saltar, lo que constituye quizs el taln de Aquiles de la red TETRA, aunque se suple en parte con la encriptacin y autentificacin de las conexiones.

Figura 5. Los coches patrulla pueden recibir videos en tiempo real emitidos desde,

por ejemplo, otro coche patrulla.

La polica de Pars tambin ha constatado las ventajas TETRA durante la reciente cumbre de la OTAN acontecida en la capital de Francia. Como parte del dispositivo de seguridad se emplearon aviones no tripulados (UAVs) con el fin de controlar desde el aire los alrededores de la conven-cin. Si hubiera sido necesario, todas las imgenes provenientes de las videocmaras situadas en la calle, as como las provenientes de los UAVs se podran haber compartido en tiempo real entre la polica local, la polica nacional y la gendarmera francesa. Esta gran capacidad de compartir informacin entre las distintas fuerzas de seguridad resulta vital ante posibles atentados terroris-tas, reduciendo significativamente el tiempo de respuesta a la vez que aumenta la efectividad de las intervenciones.

Pero tambin existen aplicaciones privadas. As, por ejemplo, la empresa RATP, encargada del metro de Pars y de numerosas lneas de autobuses y tranvas, emplea el sistema TETRA desarro-llado por EADS para garantizar la seguridad de los ms de 10 millones de pasajeros diarios que utilizan sus 700 trenes de metro, sus 300 autobuses o sus 102 tranvas. A travs de la red TETRA de EADS, RATP puede monitorizar, en tiempo real todas las cmaras situadas tanto en sus esta-ciones de metro como en los tneles, gracias a que emplean fibra ptica, permitiendo la llegada de efectivos en menos de 10 minutos. En los autobuses, la transmisin de video en tiempo real no se realiza sino que nicamente se almacena y descarga al final del da. En todos los casos, los datos grabados en sus instalaciones se almacenan durante 12 horas y luego se destruyen si la polica no solicita lo contrario.

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Figura 6. TETRA no es empleado slo por la polica, bomberos y ambulancias sino que tambin

comienza a ser utilizado por empresas privadas.

El paso de los equipos de seguridad basados en radio analgica a la tecnologa digital de TETRA ha supuesto un esfuerzo considerable para RATP. El problema con los equipos anteriores es que existan varios centros de control, cada uno con su propia tecnologa, y que no se podan conec-tar entre s para un intercambio ms efectivo de la informacin en caso de crisis. Al migrar al sis-tema TETRA de EADS, todos estos problemas han desaparecido consiguiendo ahora que desde slo 5 centros de control, dotados de 9 personas cada uno, se logre vigilar a los 10 millones de pasajeros diarios, se pueda acceder a cualquier punto de la red y se pueda conectar con la poli-ca, a travs de la red TETRAPOL, los bomberos o las ambulancias con un simple clic en una pan-talla de ordenador, pudindoles enviar fotos o videos del incidente/accidente para una mejor ac-tuacin. Adems, para poder operar la red de radio profesional en superficie, para los autobuses o tranvas, RATP ha tenido que pedir licencia de telefona con el fin de reserva una frecuencia pa-ra sus transmisiones, al igual que tienen que hacer otros operadores como, por ejemplo, Orange o Vodafone. Para el metro no ha sido necesario dado que sus emisiones de radio no afectan a terceros.

Esta migracin no ha sido sencilla y ha costado 3 aos de trabajo del consorcio TETRACIT for-mado por la propia RATP, que aporta el conocimiento operacional de las redes de transporte, EADS, que proporciona los equipos TETRA, y Alcatel que proporciona su conocimiento de la inte-gracin de equipos electrnicos. Con la experiencia ganada y con el fin de sacar un beneficio eco-nmico extra a la inversin realizada, el consorcio TETRACIT est ofreciendo este sistema a ter-ceras compaas de transporte tanto en Francia como en el resto del mundo.

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Figura 7. En Francia existen ya 400.000 cmaras controladas por TETRA, todava lejos de los 4 millones de cmaras exis-

tentes en el Reino Unido.

CONCLUSIONES

Desde que se ha pasado de la electrnica analgica a la digital no hay duda de que los sistemas de radio han dado un salto cuntico, tanto en su capacidad operativa como de intercomunicacin con otros sistemas. De hecho, las restricciones en las bandas de comunicaciones digitales en el mbito civil estn tambin produciendo un gran avance en esta tecnologa llegndose incluso a exportar a los centros de control y comando militares, como es el caso de EADS. Gracias a pro-tocolos como TETRA, las policas pueden monitorizar una gran extensin mediante el uso de c-maras de video situadas en las calles, y coordinar tanto las fuerzas de seguridad como bomberos o ambulancias de forma efectiva, al manejar informacin de primera mano en todo momento. Aunque el resto de Europa todava tiene mucho que aprender de pases como Reino Unido, donde las casi 4 millones de cmaras instaladas en sus calles y conectadas a la red TETRA permiten controlar el crimen organizado de forma muy efectiva, como se viene demostrando peridica-mente con el desmantelamiento de comandos terroristas.