WiMAX – for ad-hoc nett ved nødsituasjoner Kenneth Gulbrandsøy Leder ressursgruppe ettersøkning NRKH og prosjekt DIgital Samhandling i KommandoOmråde (DISKO) Stipendiat ved institutt for teknisk kybernetikk, NTNU, Trondheim kenneth.gulbrandsoy@gmail.com Kenneth Gulbrandsøy – Leder ressursgruppe ettersøkning NRKH og prosjekt Digital Samhandling i Kommandoplass Stipendiat vet instutt for teknisk kybernetikk, NTNU kenneth.gulbrandsoy@gmail.com Thorbjørn W. Pedersen – Leder Akershus RK Hjelpekorps, konsulent ressursgruppe samband og prosjekt Digitale kart Teknisk leder, Morgenstierne Teknisk as th.w.pedersen@morgenstierne.no Ad-Hoc WiMAX WiMAX - DISKO Norges Røde Kors Hjelpekorps

Behovet Økende grad av IKT i søk og redning Samhandling Kommunikasjon Informasjonskilder Norges Røde Kors Hjelpekorps har startet en pilot med fokus på digital samhandling i kommandoområde (DISKO) Hensikt er å redusere aktiveringstiden (fra oppdrag mottas til den første primære enheten er i søk) Er tidvis avhengig av tilgang til store datamengder Økende grad av IKT i søk og redning Samhandling Kommunikasjon Informasjonskilder Norges Røde Kors Hjelpekorps har startet en pilot med fokus på digital samhandling i kommandoområde (DISKO) Hensikt er å redusere aktiveringstiden (fra oppdrag mottas til den første primære enheten er i søk) Er tidvis avhengig av tilgang til store datamengder Ad-Hoc WiMAX WiMAX - DISKO Norges Røde Kors Hjelpekorps

Forskjellige semi-mobile løsninger har vært forsøkt Norges Røde Kors Hjelpekorps, ressursgruppe ettersøkning og ressursgruppe samband, videreutvikler og tar i bruk ny teknologi for bedre å løse oppgavene. Ad-Hoc WiMAX WiMAX - DISKO Norges Røde Kors Hjelpekorps

Digital Samhandling i KommandoOmråde (DISKO) Målsetning Redusere aktiveringstiden med 30% (ca 30 min) Design og utvikling av et pilotsystem Utarbeide et beslutningsgrunnlag for økning / ikke økning av IKT graden i kommandoområdet (KO) Behov som DISKO piloten skal dekke Samordning av geografisk informasjon i et enhetlig system (GIS) Tilgang til vektorisert geografisk informasjon Samhandling og deling av informasjon mellom involverte aktører Målsetning Redusere aktiveringstiden med 30% (ca 30 min) Design og utvikling av et pilotsystem Utarbeide et beslutningsgrunnlag for økning / ikke økning av IKT graden i kommandoområdet (KO) Behov som DISKO piloten skal dekke Samordning av geografisk informasjon i et enhetlig system (GIS) Tilgang til vektorisert geografisk informasjon Samhandling og deling av informasjon mellom involverte aktører Ad-Hoc WiMAX WiMAX - DISKO Norges Røde Kors Hjelpekorps

Informasjonssentralen på Gol i Påsken Det moderne samfunn er helt avhengig av gode kommunikasjonslinjer. For Røde Kors er utfordringene ekstra store, ettersom vi skal kunne operere der det ikke vanligvis er tilgang til bredbånd, eller kapasiteten er ødelagt eller brukt opp av andre. Ad-Hoc WiMAX Avhengig av IKT ! WiMAX - DISKO Norges Røde Kors Hjelpekorps

Behov for ad-hoc nettverk Nært (< 500 m) I kommandoområdet Trådløst mellom bærbare og stasjonære enheter LAN (> 10 Mb/s, WiMAX?) Fjernt (< 30 km) Samband med søksenheter (VHF, digitalt nødnett) Dataoverføring til/fra søksenheter (UHF, digitalt nødnett) Intranett (> 100 kb/s, WiMAX?) Eksternt (> 20 km) Internet-tilkobling (> 1 Mb/s, WiMAX?) VoIP / Video? Nært (< 500 m) Trådløst mellom bærbare og stasjonære enheter LAN (> 3Mb/s, WiMax?) Fjernt (< 30 km) Samband med søksenheter (VHF, digitalt nødnett) Dataoverføring til søksenheter (VHF, digitalt nødnett) Intranett (> 100 kbit/s, WiMax?) Eksternt (> 10 km) Internett-tilkobling (> 400 kbit/s, WiMax?) Ad-Hoc WiMAX WiMAX - DISKO Norges Røde Kors Hjelpekorps

DISKO - Systemmodell KO Datakilder NRKH Sentral Server LRS Andre KO HRS Varslingssystem KO Lokal Server DISKO kan leve alene i lokalt nettverk på KO, men blir vesentlig mye mer nyttig med høyhastighets datalink til omverdenen. Ad-Hoc WiMAX Datakilder Aksjonsleder (rolle) Nestleder (rolle) Sambandsleder (rolle) 4P WiMAX - DISKO Norges Røde Kors Hjelpekorps

I dag benyttes upålitelig mobiltelefon og VHF Internet-oppkobling via gprs / edge / umts Lokalnett WLAN (802.11g) VHF / UHF-samband Nytt nødnett – TETRA Når tilgjengelig linje: ISDN / ADSL I dag benyttes både fagkunnskap og fantasi når IKT og sambandsbehov skal dekkes. Mange teknologier utnyttes parallelt. Ad-Hoc WiMAX WiMAX - DISKO Norges Røde Kors Hjelpekorps

Testet Teleplan sine IRMA - Maria – PocketMaria Kilde: http://www.dsb.no/ Foto: Jon Laumann http://home.c2i.net/brkh/#Brønnøysund Kilde: Testet Teleplan sine IRMA - Maria – PocketMaria Ad-Hoc WiMAX WiMAX - DISKO Norges Røde Kors Hjelpekorps

Utfordring: Utvidet WLAN i KommandoOmrådet Mellom bygninger, biler og KO Når de forskjellige enhetene kjører opp ved siden av hverandre, kobles de automatisk sammen i et loakt nettverk. Lokalt innen kommando-området er det behov for skikkelig høyhastighets datasamband over et litt større område enn et normalt WLAN. Nettverket må konfigureres ad-hoc, automatisk ettersom enhetene ankommer. Det må være dekning til biler, bygninger og brakker på området innenfor ca 500 m. Ad-Hoc WiMAX WiMAX - DISKO Norges Røde Kors Hjelpekorps

Utfordring: Kartdata kan gi store datamengder Utfordrende å sende kartdata til mobile enheter Mobile enheter under varierende radiodekning er viktige, men utfordrende å holde kontakt med. Data til mobile enheter kan begrenses. Vi behøver lang rekkevidde, stor mobilitet og kan leve med begrenset båndbredde. Kartdata fra sentrale servere til kommandoplass vi derimot kreve stor båndbredde i sin backlink til omverdenen. Ad-Hoc WiMAX WiMAX - DISKO Norges Røde Kors Hjelpekorps

Utfordring: Sikker tilgang til eksterne nett og Internett Dedikert båndbredde som ikke spises av andre (pressen). Prioritering i nettet? Kommunikasjon der det ikke normalt er dekning. Eget LAN, intranett Kobling til andre nett Link ut i verden Også når lokal infrastruktur svikter Tilgang til nett for sikker utveksling av informasjon er utfordrende ved katastrofer, når infrastrukturen er ødelagt eller overbelastet. Skikkelig tilgang til internett er avgjørende, og må fungere der infrastrukturen er fraværende eller ødelagt / overbelastet. Dette er avgjørende for innsats ved større katastrofer. Man har høstet erfaring fra Tsunamien i Tailand og New Orleans i USA. Om ikke vi kan få link til et oppegående og høyhastighets knutepunkt, må satellittlink vurderes. Ad-Hoc WiMAX WiMAX - DISKO Norges Røde Kors Hjelpekorps

Båndbreddekrevende dataoverføringer Kart og liknende data Nedlasting av kart fra sentrale servere Nedlasting av sattelitebilder og meteorologiske data (Høy hastighet Point-to-Point) Rapportering til overordnede / samarbeidende enheter og informasjon til samfunn og egne enheter. (Medium hastighet, Point-to-Point) Katastrofesamband, inn/ut av område uten infrastruktur (Høy hastighet, Point-to-Point) Lokalt nett for samhandling i kommandoområde (Høy hastighet innen begrenset område) Tracking av enheter på vei og i felt / informasjonsutveksling Opplasting av kart og kommando til kjøretøy og enheter i felt (Lav/høy hastighet over lang avstand, mobilt) Tilgang til informasjon – Utveksling av informasjon – oppdrag-definering og iverksetting Ad-Hoc WiMAX WiMAX - DISKO Norges Røde Kors Hjelpekorps

Hva kan WiMAX realisere? Internett-tilgang Point-to-Point mellom Internet og KO (802.16a-2004?) Katastrofesamband Lokalt nett i kommandoområde Tracking av enheter og informasjonsutveksling Settes opp på stedet ved behov (802.16e?) Dette tror vi er mulig, men vi kan neppe forvente at operatører gir oss dette over alt i landet. Dessuten må vi ha backup i tilfelle katastrofe og manglende eller overbelastet infrastruktur ! Ad-Hoc WiMAX WiMAX - DISKO Norges Røde Kors Hjelpekorps

Visjon Enheter Link Nett KO WLAN Internet Selvstendig ad-hoc infrastruktur satt opp på enklest mulig måte Enheter Nett Link Internet KO WLAN Dette tror vi er mulig, men vi kan neppe forvente at operatører gir oss dette over alt i landet. Dessuten må vi ha backup i tilfelle katastrofe og manglende eller overbelastet infrastruktur ! Ad-Hoc WiMAX WiMAX - DISKO Norges Røde Kors Hjelpekorps

Tjenester Broadcast av tale (mellom KO og søksenheter) Videokonferanse og sanntidsoverføring av situasjon Sømløs posisjonering Sømløs tilgang til telefoni på alle nett Sømløs dataoverføring Ad-Hoc WiMAX

Hjemme Underveis I KO Oppdrag mottas Kort vurdering Innhente info Varsling Planlegge Gjennomføre Analysere Tiltak Endring? I KO Underveis Hjemme Funn / avsluttet Transport Debrief og Etterarbeid Ad-Hoc WiMAX

Scenario #1 – Oppbygging/utvidelse av nettverk Melding mottas fra Politiet, operasjonsområdet blir definert Aksjonsledelse etablerer kommandoområde (KO) på hensiktsmessig sted. Det benyttes i oppstartsfasen høyhastighets satellitt link. Et lokalt trådløst nettverk etableres med en rekkevidde på minst 100 meter. Basert på dekningsanalyser utført på stedet etableres nettverk for kommunikasjon mellom KO og søksenheter Parallelt jobbes det med å finne nærmeste punkt med bredbånd Nå punktet er identifisert settes det opp punkt-til-punkt kommunikasjon til KO ved hjelp av modulære WiMAX basestasjoner Det skiftes fra satellitt til WiMAX point-to-point sømløst Ad-Hoc WiMAX

Scenario #2 – Datakommunikasjon med søksenheter Når nettverket for datakommunikasjon i operasjonsområdet er etablert benyttes dette til følgende oppgaver Overføring av oppdrag fra KO til søksenheter Overføring av kartgrunnlag Overføring av rapporter etter endt oppdrag til KO Overføring av bilder fra felt til KO og fra KO til søksenheter Overføring av tale Overføring av posisjon til KO Ad-Hoc WiMAX

Scenario #3 – Samordning og koordinering Aksjonsleder Nestleder Sambandsleder Søksenheter Oppdrag Meldinger Oppgaver Ordrer Resultater Spørsmål Status Koordinasjon Informasjon Oppdragsgiver Pårørende Media Publikum Kommunikasjon KO Ad-Hoc WiMAX

Noen tanker rundt WiMAX WiMAX er et subsett med spesifikasjoner hentet fra 802.16 familien. 802.16 familien er svært rik på egenskaper, mange av disse er svært fordelaktig for nettverk der rekkevidde er viktig Hensikten er å gjøre spesifikasjonen mer praktisk anvendbar og konkurransedyktig Viktige egenskaper som er nødvendig for ad-hoc nett ved nødsituasjoner er utelatt rekkevidde (feiltoleranse) er mye viktigere enn høy båndbredde 802.16 familien kan anvendes i et svært bredt frekvensspekter, Røde Kors har tilgang til frekvenser som ikke er kommersielt tilgjengelig, noe av disse er åpnet for datakommunikasjon. Ad-Hoc WiMAX

Takk for meg! Dette tror vi er mulig, men vi kan neppe forvente at operatører gir oss dette over alt i landet. Dessuten må vi ha backup i tilfelle katastrofe og manglende eller overbelastet infrastruktur ! Ad-Hoc WiMAX WiMAX - DISKO Norges Røde Kors Hjelpekorps