Peripheral Equipment Interface

La Peripheral Equipment Interface (PEI) è un’interfaccia standard che permette la connessione di un terminale esterno con un dispositivo mobile Tetra. Il terminale esterno, che viene detto DTE (Data Terminal Equipment) utilizza il dispositivo mobile, che viene detto DCE (Data Circuit-terminating Equipment) come modem verso la rete Tetra [51].

Analizzando nel dettaglio la pila protocollare prevista dallo standard per l’interfaccia PEI troviamo:

• Al livello fisico un’interfaccia di trasmissione dati seriale di tipo RS232.

• Al livello di collegamento il protocollo PPP (Point-to-Point Protocol).

• Al livello di rete i protocolli IP e TNP1.

Figura 23: stack protocollare dell'interfaccia PEI [9]

Come protocollo di livello fisico lo standard Tetra prevede l’utilizzo di un collegamento dati di tipo RS232 (noto anche come ITU-T V.24). Si tratta di un collegamento dati seriale a bassa velocità progettato per la comunicazione tra un computer e un dispositivo esterno quale ad esempio un modem.

Per la trasmissione vengono utilizzati di norma 8 cavi, ognuno dei quali svolge una determinata funzione [32]:

• TD (circuit 103): trasporta i dati che viaggiano dal terminale esterno al dispositivo mobile.

• RD (circuit 104): trasporta i dati che viaggiano dal dispositivo mobile al terminale esterno.

• DSR (circuit 107): viene utilizzato dal dispositivo mobile per indicare quando è disponibile per ricevere connessioni.

• DCD (circuit 109): viene utilizzato dal dispositivo mobile per indicare che la connessione è attiva.

• DTR (circuit 108/2): viene utilizzato dal terminale esterno per indicare al dispositivo mobile che è connesso.

• RTS (circuit 105): viene utilizzato dal terminale esterno per indicare che ha dei dati da trasmettere.

• CTS (circuit 106): viene utilizzato dal dispositivo mobile per regolare l’arrivo dei dati dal terminale esterno.

• RI (circuit 125): non utilizzato.

In taluni casi vengono utilizzate connessioni con solo 4 cavi, in tal caso DCD, DSR e DTR non vengono utilizzati.

I connettori utilizzati possono essere di vario tipo quali ad esempio connettori tipo D a 9 o 25 poli oppure jack RJ11 o RJ45.

Per quanto riguarda il formato dei dati trasmessi si adotta una data- rate di 9.600 bps con trame di 8 bit, 1 bit di start, 1 bit di stop e nessun bit di parità.

Figura 24: formato dei bit sul collegamento PEI [32]

Al livello di collegamento è previsto l’utilizzo del protocollo PPP (Point-to-Point Protocol) che è un protocollo derivato dall’HDLC specifico per l’utilizzo nelle linee punto-punto.

Il PPP è un protocollo di tipo byte-oriented, il che significa che le trame in cui è organizzata la trasmissione contengono un numero intero di byte.

La struttura delle trame PPP si compone di vari campi:

• Flag: ha la funzione di delimitatore di trama, consiste di un byte i cui bit valgono sempre 01111110.

• Address: è un byte che in teoria contiene l’indirizzo del dispositivo destinatario della comunicazione, ma dato che la comunicazione è di tipo punto-punto e il possibile destinatario è solo uno in realtà è sempre composto da 8 bit tutti posti a 1. • Control: è un byte i cui bit portano sempre il valore 00000011. • Protocol: campo di 1 o 2 bit che indica il protocollo di rete

utilizzato dai dati che viaggiano nella trama PPP.

• Info: campo di lunghezza variabile che contiene i dati da trasmettere, deve sempre contenere un numero interno di byte e la massima lunghezza ammessa è di 1500 byte

• Check: contiene il codice CRC (Cyclic Redundancy Check) per il controllo dell’errore.

Per evitare che la comparsa di una sequenza 01111110 all’interno del campo dati venga erroneamente interpretata come flag delimitatore di trama, viene adottata la tecnica del byte stuffing, che consiste nell’aggiungere, ogni volta che tale sequenza compare nei dati, davanti ad essa un byte (detto escape byte) i cui bit valgono 0111101. Per inizializzare e configurare un collegamento PPP viene utilizzato il protocollo LCP (Link-Control Protocol).

Figura 25: formato dei pacchetti PPP

Per quanto riguarda il livello di rete i protocolli che vengono impiegati sono IP che si occupa dell’instradamento dei dati sul collegamento PPP e TNP1 (Tetra Network Protocol 1) che si occupa specificatamente delle procedure di controllo e segnalazione.

Gli indirizzi di rete utilizzati dal protocollo IP sul collegamento PEI sono definiti in maniera statica e sono sempre:

• 10.0.0.100 come indirizzo del terminale esterno verso il dispositivo Tetra.

• 10.0.0.101 come indirizzo dell’interfaccia del dispositivo Tetra verso il terminale esterno.

Il dispositivo Tetra inoltre avrà anche un altro indirizzo, che può essere assegnato in maniera statica o dinamica, per la comunicazione via radio con l’infrastruttura Tetra.

Il protocollo TNP1 è un protocollo specifico dello standard Tetra che permette al terminale esterno di usufruire dei servizi offerti dal sistema Tetra quali la gestione delle chiamate, le procedure di mobilità, il servizio SDS ecc.

L’interfaccia PEI ammette 3 possibili stati di funzionamento:

• AT Command Mode: è uno stato inziale in cui il dispositivo Tetra e il terminale esterno si scambiano informazioni di configurazione.

• AT Circuit Data Mode: in questo stato il dispositivo Tetra e il terminale esterno possono scambiarsi dati in modalità commutazione di circuito.

• TNP1/Packet Data Mode: in questa modalità tra il dispositivo Tetra e il terminale esterno risulta instaurata una connessione PPP sulla quale possono viaggiare dati a pacchetto, chiamate vocali e segnalazione.

Figura 26: diagramma a stati dell'interfaccia PEI [51]

Quando il collegamento si trova in AT Command Mode il terminale e il dispositivo mobile comunicano tramite i cosiddetti Comandi AT (abbreviazione di Attention); si tratta di un set di comandi creati originariamente per collegare un modem dial-up con un computer e

che permettono l’istaurazione di una comunicazione tra due dispositivi [31].

Il terminale esterno che vuole iniziare una comunicazione in modalità vocale o a commutazione di pacchetto deve comunicare la sua intenzione ad instaurare un collegamento PPP al terminale Tetra il quale risponde con un messaggio di conferma, a questo punto si passa da AT Command Mode a TNP1/Packet Data mode. Occorre però configurare i parametri della connessione PPP, di questa funzione si occupa il protocollo LCP (Link Configuration Protocol); in questa fase qualora necessaria avviene anche l’autenticazione dei terminali. Una volta stabiliti i parametri del link PPP interviene poi il protocollo IPCP (IP Configuration Protocol) che configura i parametri relativi al protocollo IP.