C2000, de evaluatie

C2000

c2000C2000, de evaluatie

Hier al vaak in het nieuws geweest, maar meestal gebaseerd op onderbuikgevoelens en/of incidentele slechte ervaringen. In het blad "Verbinding" staat nu eens een analyse gebaseerd op feiten en niet op gevoel. Een artikel van Wil Haasdijk.

 

De ervaringen met C2000 bij drie incidenten hebben het vertrouwen van de hulpverlener in het nieuwe communicatiesysteem danig ondermijnd. Wat begon met de kwestie rond objectportofonie bij de brandweer, heeft zich nu ontpopt tot een groot nationaal probleem: ‘C2000 functioneert niet’. Een inventarisatie en beschouwing van de (technische) feiten.

Het concept van C2000 was duidelijk: een mobiel communicatiesysteem specifiek voor de openbare orde en veiligheidssector, dat onafhankelijk en gescheiden is van openbare communicatiesystemen, zoals gsm. Bij grote incidenten lopen de hulpdiensten niet het risico dat hun communicatiesysteem wordt platgelegd door massaal gebruik van het publiek. Daarnaast is het eenvoudiger een gescheiden systeem te beveiligen tegen ongewenste meeluisteraars, wat gunstig is voor met name de toepassing bij politie. C2000 is digitaal, dat maakt het beveiligen eenvoudiger, omdat er allerhande digitale encryptiemethodieken voorhanden zijn. Digitale communicatie is de trend en er kan worden meegelift op de talrijke ontwikkelingen. De Tetra-standaard (waarop de draadloze verbinding tussen mobilofoon/portofoon en radionetwerk is gebaseerd) is populair en is dé standaard voor missiekritische mobiele communicatiesystemen aan het worden.

Allemaal voordelen dus, maar wat is er dan ‘misgegaan’ met C2000?

C2000, een geplaagd systeem

Ruim voordat C2000 operationeel ging, was er kritiek. Het kostenaspect van C2000 is steeds onderwerp van gesprek geweest: de kosten bleken veel hoger uit te vallen dan verwacht. Het invoeringsproject bleek ingewikkelder te zijn dan was voorzien. Er was een groot aantal partijen bij de invoering betrokken en het bleek niet eenvoudig al ‘deze kikkers in de kruiwagen te houden’. Zaken als het organiseren van de aanbesteding van randapparatuur voor C2000 (mobilofoons, portofoons en pagers voor P2000) bleken hierdoor moeizame processen te zijn.

Vanaf 2003 werd C2000 geleidelijk ingevoerd. Al vrij snel kwam de eerste kritiek uit de hoek van de gebruiker. De dekking van het radionetwerk was dusdanig dat er geen binnenhuisdekking kon worden gegarandeerd. Voor een aantal grote gebouwcomplexen, zoals voetbalstadions, was dit een probleem dat kon worden opgelost door er een SCL (special coverage location) van te maken: door relaisradio’s kan de dekking alsnog worden geregeld. Echter niet alle gebouwen konden tot SCL worden gepromoveerd, want dit zou een te kostbare zaak worden. Er bleven dus tal van bouwwerken over die geen binnenhuisdekking hadden. Voor politie en brandweer was dit een zwaarwegend probleem. Voor een flink aantal brandweerkorpsen was het zelfs aanleiding om voor de verbinding tussen bevelvoerder en brandwachten weer over te gaan op de vertrouwde analoge portofoons. Tot op de dag vandaag is dit nog steeds een onderwerp van discussie.

De vliegtuigcrash van Turkish Airlines bij Schiphol in februari zette de zaak danig op scherp. Hulpverleners op de crashsite kregen gedurende een bepaalde periode een ‘bezettoon’ wanneer ze wilden communiceren via C2000. Er bleek congestie op te treden in het radionetwerk.

De climax rond de problematiek van C2000 ontstond bij het bijna gelijktijdig verschijnen van het rapport van IOOV over het incident op Koninginnedag en de kritiek van politiezijde op het functioneren van C2000 bij het incident in Hoek van Holland. In beide gevallen zijn er verbindingsproblemen met C2000.

Complexe opgave

Het realiseren van een landelijke dekking voor een mobiel communicatiesysteem is een complexe opgave en niet alleen door de factor geld. Natuurlijk zijn de kosten een belangrijke factor: elk te realiseren opstelpunt kost nou eenmaal een hoop geld, zowel voor aanleg als onderhoud. Maar daarnaast zijn opstelpunten nog eens lastig te verkrijgen (niemand wil een hoge zendmast in zijn achtertuin) en aan C2000-opstelpunten worden ook nog specifieke randvoorwaarden gesteld, zoals noodstroomvoorziening.

Tevens spelen frequenties een grote rol. Het aantal beschikbare frequenties is niet zo groot dat aan elke base-radio (radiozendontvanger als onderdeel van een opstelpunt) unieke frequenties kunnen worden gegeven. Elke base-radio heeft sowieso al twee frequenties nodig, een waarop continu wordt gezonden en een waarop continu wordt ontvangen (frequency division duplex). Ook kan het noodzakelijk zijn een opstelpunt te voorzien van meerdere base-radio’s wegens de capaciteitsvraag (het dekkings- en capaciteitsprobleem zijn dus afhankelijk van elkaar). Het opstelpunt Halfweg, dat bij het incident bij Schiphol het meeste radioverkeer heeft verwerkt, heeft bijvoorbeeld de beschikking over drie base-radio’s. Dit betekent dat er voor een opstelpunt soms een meervoud van twee frequenties nodig is (bij opstelpunt Halfweg dus zes!).

Voor een landelijk dekkend radionetwerk als C2000 komen de ontwerpers er niet onderuit om, gegeven de beperkte frequentieverzameling, frequenties meerdere malen toe te passen. Daarbij moet wel rekening worden gehouden met de minimale afstand tussen opstelpunten die dezelfde frequentie gebruiken, de zogenoemde frequentieherhalingsafstand.

Maken ze die afstand te klein, dan ontstaan allerlei interferentieproblemen (ofwel verstoringen) tussen deze opstelpunten. Ook moeten radionetwerkontwerpers bij hun frequentieverdeling rekening houden met intermodulatie-effecten: bepaalde frequentiecombinaties bij één opstelpunt kunnen om die reden niet worden toegepast.

Binnenhuisdekking

C2000 heeft circa 400 opstelpunten waarmee Nederland is afgedekt, maar wel met een beperkte dekkingsgraad. Dankzij de grote propagatie-afstand door de toegepaste lagere frequentieband (380 – 400 MHz) is onder de randvoorwaarden, zoals een beperkt aantal beschikbare frequenties en het beschikbare budget, een relatief klein aantal opstelpunten gerealiseerd. Echter, de binnenhuisdekking kon hiermee niet worden bereikt, in tegenstelling tot wat de gsm-netwerken bieden.

In gsm-netwerken worden grotere aantallen opstelpunten gebruikt, circa 4.000 per netwerk om Nederland af te dekken. Dit komt vooral door de toegepaste hogere frequentiebanden (propagatie-afstand is kleiner) maar ook door de introductie van microcellen waarmee capaciteitsproblemen worden opgelost. Dit grote aantal opstelpunten, plus het daarmee samenhangende netwerk, is een uiterst kostbare aangelegenheid, maar de (commerciële) business case die hiervoor geldt, is natuurlijk geheel anders dan die voor C2000.

De problemen die hulpdiensten hebben met de binnenhuisdekking worden versterkt door het feit dat de verbindingskwaliteit van een digitale, draadloze communicatieverbinding in tegenstelling tot die van een analoge verbinding abrupt verslechtert: het ontvangen signaal wordt ineens geheel onverstaanbaar. Dit is helaas een kenmerk van de toegepaste digitale techniek, de zogenoemde spraakcoderingstechnologie (vocoders).

De DMO-modus (direct mode operation), de één-op-éénportofooncommunicatiemode van C2000, die in plaats van de normaal toegepast radionetwerkmodus TMO (trunked mode operation) bij de brandweer ook wel wordt toegepast voor objectportofonie, lijdt aan hetzelfde euvel.

Het verbeteren van de C2000-dekking ofwel het bieden van binnenhuisdekking is niet eenvoudig. Het opschroeven van het zendvermogen zondermeer is geen optie. Hierdoor zouden vele andere netwerkparameters, zoals propagatie-afstand, ook wijzigen met alle problemen van dien. Als de oplossing moet worden gezocht in uitbreiding van het radionetwerk, dan is dat ook niet eenvoudig. Uitbreiding vergt meer frequenties die op dit moment niet voorhanden zijn, meer opstelpunten die geld kosten, en andere grote aanpassingen van het netwerk die ook een hoop geld kosten, kortom een zeer ingrijpende en dure operatie. Op het punt van binnenhuisdekking met DMO liggen de kansen beter: het is een beperkter probleem dat met het anders instellen van verbindingsparameters tot een oplossing kan komen. Maar ook hiervoor blijft gelden: het is radio, dus verbinding kan niet altijd voor 100 % worden gegarandeerd.

Capaciteitsproblemen C2000

Bij de drie grote incidenten bij Schiphol, Hoek van Holland en Apeldoorn dit jaar hebben zich problemen voorgedaan met het gebruik van C2000. Gebruikers konden gedurende een bepaalde periode geen verbinding maken met C2000. Van de incidenten bij Schiphol en Apeldoorn zijn inmiddels de nodige rapportages verschenen.

Van het functioneren van het C2000-systeem bij het Schiphol-incident is op dit moment het meeste bekend. Uit de verschenen rapportages blijkt dat het C2000-systeem naar behoren heeft gefunctioneerd. Er hebben zich ten tijde van de afhandeling van het incident geen technische storingen voorgedaan, de beschikbaarheid was 100 %. Wel is congestie opgetreden in het systeem, waardoor een aantal spraakverzoeken niet door het systeem konden worden gehonoreerd.

C2000 is een zogenoemd trunked radionetwerk. Dit betekent dat een groot aantal radiogebruikers met elkaar kan communiceren via een beperkt aantal radiokanalen (frequenties), mits niet heel veel gebruikers dat tegelijkertijd doen. Dit efficiënte radiogebruik wordt in het geval van Tetra gerealiseerd met TDM (time division multiplex) een verbindingsmethodiek op basis van tijdsloten. Elk communicatiekanaal (gesprek) krijgt een vast ‘stukje’ tijd, een tijdsslot om informatie, zoals digitale spraakinformatie, te verzenden. Per seconde zijn achttien tijdsloten voor een communicatiekanaal gereserveerd. Een base-radio heeft de beschikking over vier tijdsloten (per frequentie), waarvan in principe een slot wordt gebruikt voor besturingsinformatie.

Het al eerder genoemde opstelpunt Halfweg heeft de beschikking over drie base-radio’s. Met deze drie base-radio’s zijn twaalf tijdsloten beschikbaar waarvan een voor systeembesturingsinformatie, dus elf voor communicatiekanalen. In de beginsituatie was van de elf tijdsloten nog een gereserveerd om packetdata te versturen. Al vrij snel is door de C2000-beheerorganisatie dit tijdslot ook voor gespreksverbindingen vrijgegeven. Met deze elf communicatiekanalen was het niet mogelijk de gespreksaanvragen te honoreren. Het aanbod overtrof simpelweg de capaciteit van het systeem. Gedurende drie uur is de netwerkbelasting ruim boven 50 % geweest. Dat lijkt niet veel, maar voor een trunked radionetwerk wordt het een problematische situatie. Bij een belasting groter dan circa 50 % begint congestie op te treden die exponentieel toeneemt, wanneer de belasting iets wordt verhoogd.

Te groot verkeersaanbod

Uit de rapportages blijkt dat de oorzaak van dit voor het systeem te grote verkeersaanbod, naast het grote aantal hulpverleners ter plekke met C2000-mobilofoons/portofoons, ook gelegen is in het grote aantal actieve gesprekgroepen en de relatief lange gemiddelde gespreksduur.

Een aantal assisterende hulpdiensten uit andere regio’s had bijvoorbeeld hun eigen regionale gespreksgroepen nog steeds op actief staan. Hierop werd meegeluisterd op de gespreksgroepen van de thuisregio. Dit ongewenste radioverkeer bedroeg gedurende de congestieperiode meer dan 10 % en gedurende twee uur zelfs meer dan 15 % van het totale gespreksverkeer. Wanneer dit niet was gebeurd, was de congestie aanzienlijk minder geweest.

De gespreksduur is een primair bepalende factor in het verkeersaanbod. De gemiddelde gespreksduur over de periode lag tussen de 15 – 20 sec., wat vrij lang is en nadelig voor de netwerkbelasting.

Bovenstaande situatie geeft aan dat gebruikers geen weet hebben van de effecten van hun eigen gebruik op het netwerk. Aan het betrachten van strikte etherdiscipline, het efficiënte gebruik van een radiokanaal, wordt door gebruikers in de operationele praktijk niet de hand gehouden. Dit is op zich ook niet zo verwonderlijk als je bedenkt dat een gemiddelde C2000-gebruiker ook gsm-gebruiker is. Het telefoneren via gsm, waaraan we zo gewend zijn, kent dit soort beperkingen niet. Dit speelt absoluut een rol bij het C2000-gebruik.

Ook bij de andere twee incidenten hebben naar alle waarschijnlijkheid bovenstaande effecten een belangrijke rol gespeeld. Bij het incident Hoek van Holland is beweerd dat de politiemensen op het strand allen in dezelfde gespreksgroep waren opgenomen en daardoor niet konden communiceren. Als dit zo is geweest, wat nog moet blijken uit onderzoek, dan is dat een iets andere vorm van congestie dan in het geval Schiphol. Gebruikers in dezelfde gespreksgroep moeten uitluisteren en kunnen pas zenden wanneer de gespreksgroep vrij is. Dat levert dan wel congestie op (immers: een gebruiker wil spreken, maar moet wachten) maar geen netwerkcongestie, zoals in het geval Schiphol.

Een andere mogelijke oorzaak kan de beperkte capaciteit in het betreffende gebied zijn geweest: het is zeer wel mogelijk dat er bij het radionetwerkontwerp geen rekening is gehouden met intensief gebruik van C2000 in Hoek van Holland.

De problemen met C2000 bij het incident op Koninginnedag 2009 in Apeldoorn zullen zeer waarschijnlijk dezelfde karakteristieken vertonen als die bij Schiphol. Ook hier was een groot aantal politie- en hulpdiensten aanwezig, die in de periode direct na het moment wilden communiceren. Het hierdoor gegenereerde extra verkeer bovenop het al aanwezige, toch al door Koninginnedag verhoogde verkeer zal vermoedelijk geleid hebben tot de geconstateerde congestieproblemen. Het ingestelde onderzoek moet uitwijzen wat de exacte oorzaken zijn.

Oplossingen

Zoals al is opgemerkt bij de behandeling van de C2000-dekking, is een technische aanpassing ook voor uitbreiding van de capaciteit op zich wel mogelijk, maar deze is uiterst complex en duur, en niet op korte termijn te realiseren.

Voor de korte termijn zal de oplossing meer moeten worden gezocht in het vergroten van de bewustwording van efficiënt en effectief C2000-gebruik. Er zal in breed perspectief moeten worden gekeken hoe de hulpdiensten zo efficiënt mogelijk gebruik kunnen maken van C2000. De oplossing op korte termijn is daarmee meer van organisatorische dan van technische aard.

(Schrijver Wil Haasdijk, freelance journalist)