oldi

Какой мед бывает в микросотах стандарта DECT?

Соколов Александр

Обзор стандарта

Обзор способов применения оборудования DECT

Бизнес-системы DECT

Абонентские системы беспроводного радиодоступа (WLL)

Пути развития DECT

 

    Почему можно не беспокоиться о прослушивании при разговоре по телефону DECT

    Взаимодействие GSM и DECT

    Телефон SAGEM DMC830 GSM/DECT

Обзор стандарта

Стандарт DECT (Digital European Cordless Telecommunications) был опубликован Европейским институтом стандартизации электросвязи (European Telecommunications Standards Institute — ETSI) в 1992 году, а первые коммерческие продукты появились в 1993 году. Первоначально они представляли собой в основном средства для построения беспроводных учрежденческих автоматических телефонных станций (УАТС), пользователи которых могли связываться между собой в пределах учреждения с помощью переносных телефонов, а также обычные домашние бесшнуровые телефонные аппараты.

DECT, стандарт цифрового радиодоступа, разработан с учетом современных телекоммуникационных тенденций, таких как конвергенция фиксированных и мобильных сетей. Он поддерживает речевую и факсимильную связь, а также передачу данных. Кроме того, DECT может осуществлять интеграцию речевой связи и передачи данных, мультимедийные услуги и одновременный сервис от нескольких операторов. И, как следствие, использование DECT дает возможность реализовать все новые приложения беспроводной связи для дома, офиса и частных локальных коммерческих зон (аэропортов, вокзалов, торговых центров, банков, бирж и др.).

DECT принят более чем в 100 странах мира. Сегодня доля рынка DECT-телефонов среди всех радиотелефонов для дома составляет 53% в Европе. DECT лидирует и в сегменте абонентского радиодоступа, захватив долю рынка в 32% по числу инсталлированных в 1998 году абонентских линий (среди всех стандартов, используемых для создания сетей WLL). Несмотря на такие внушительные проценты, объем ежегодных поставок систем стандарта DECT в мире бурно растет.

В Европе DECT является обязательным стандартом, частотный диапазон DECT во всех странах — участницах Европейской конференции администраций почт и электросвязи (CEPT) зарезервирован исключительно для систем, поддерживающих этот стандарт. Он имеет также широкую поддержку в промышленности: все основные поставщики беспроводных офисных телефонных систем, работающие на европейском рынке, либо уже предлагают системы DECT, либо объявили о намерениях выпускать такие продукты.

Предписывающий документ для России — приказ Министерства связи Российской Федерации № 128 от 13.11.96 «О порядке внедрения оборудования DECT на российских сетях электросвязи». Ссылаясь на решение ГКРЧ России от 26.08.96 (протокол № 39/7), он выдвигает такие регулирующие требования: «Основные технические характеристики оборудования должны соответствовать стандарту ETS 300 175, но со следующими ограничениями: средняя мощность передатчиков не должна превышать 10 мВт на канал, коэффициент усиления антенн должен быть не более 3 дБ, радиус зоны обслуживания базового блока не должен превышать 200 м. Не требуется оформление частных решений ГКРЧ России при оформлении Госсвязьнадзором России разрешений на разработку и производство такого оборудования в Российской Федерации, а также ввоз его из-за границы».

Технические характеристики DECT

Рабочий спектр 1880...1900 МГц
Количество частот 10
Разнос частот 1,728 МГц
Метод доступа MC/TDMA/TDD
Число каналов на одну частоту 24 (12 дуплексных каналов)
Длительность фрейма 10 м/c
Скорость передачи 1,152 Мбит/c
Метод модуляции GMSK (BT=0,5 )
Сжатие голоса ADPCM(G.721)
Выходная мощность 10 мВт (средняя)

Беспроводные телефонные системы DECT осуществляют кодирование речи методом адаптивной дифференциальной импульсно-кодовой модуляции (Adaptive Differential Pulse Code Modulation — ADPCM), позволяющим передавать оцифрованную речь на скорости 32 Кбит/с. Это значительно большая частота следования битов, чем, например, аналогичная частота, предусмотренная в любом из мировых стандартов цифровой сотовой связи. Она обеспечивает такое же качество передачи речи, как у обычного телефона. Системы DECT реализуют незаметное для абонента (автоматическое) переключение на ближайшую базовую станцию при его перемещении из зоны обслуживания одной базовой станции в зону обслуживания другой, что позволяет избежать разрывов связи (хэндовер).

Системы DECT работают в частотном диапазоне 1880-1900 МГц, который разбит на десять частотных каналов, и, следовательно, являются мультичастотными (МС — Multi Carrier). Временной спектр для DECT подразделяется на временные фреймы, повторяющиеся каждые 10 мс. Фрейм состоит из 24 временных слотов, каждый из которых индивидуально доступен (TDMA — Time Division Multiple Access); слоты могут использоваться либо для передачи, либо для приема. В каждом частотном канале данные передаются в 24 тайм-слотах (множественный доступ с разделением времени — TDMA). В первой половине этих тайм-слотов осуществляется передача информации от базовой станции к портативным устройствам, а во второй половине — в обратном направлении (дуплекс с разделением времени — TDD). Система DECT, таким образом, может быть определена как MC/TDMA/TDD. Каждый из речевых каналов использует пару тайм-слотов, что означает возможность применения 120 (10 несущих частот x 12 тайм-слотов) речевых каналов.

Благодаря усовершенствованному радиопротоколу DECT может предлагать полосы частот различной ширины, соединяя несколько каналов в одну несущую. Для целей передачи данных достигаются защищенные от ошибок, чистые скорости в n x 24 Кбит/c (максимально до 552 Кбит/c); при этом, как оговорено стандартом DECT, обеспечивается полная безопасность.

Механизм выбора каналов, известный как непрерывный динамический выбор канала (Continuous Dynamic Channel Selection — CDCS), позволяет системам функционировать «бок о бок» при отсутствии координирования их работы. Любое из портативных устройств стандарта DECT в принципе имеет доступ к любому каналу (как к частотному, так и к временному). При необходимости установить соединение портативное устройство связи DECT выбирает канал, обеспечивающий наиболее качественную связь. После того как соединение установлено, данное устройство продолжает анализировать диапазон, и если обнаруживает канал, гарантирующий лучшее качество связи, то переключает соединение на него (хэндовер). Старое и новое соединения перекрываются во времени, что обеспечивает возможность незаметного переключения.

Благодаря применению CDCS в системах DECT не требуется планирование частот: решение этой проблемы фактически перекладывается на портативное устройство связи. Данное обстоятельство делает инсталляцию систем простой процедурой, а также позволяет увеличивать общее число каналов путем простого добавления, где это необходимо, новых базовых станций.

Стандарт DECT предусматривает ряд функций защиты, включая шифрование радиосигнала и аутентификацию портативных устройств связи. Система идентификации устройств DECT позволяет одному и тому же устройству связи осуществлять доступ к нескольким различным системам (например, к базовой станции обычного домашнего телефона, УАТС и к системе общего доступа), а также дает возможность одной базовой станции обеспечивать доступ к различным системам связи. При подобной организации несколько служб могут совместно использовать одну и ту же инфраструктуру связи, что весьма привлекательно с экономической точки зрения.

Свойства совместимости технологии радиодоступа в основном базируются на возможности ухода (хэндовера) — в частотной области — от зашумленной радиолинии, не полагаясь на информацию, переданную по первоначальному каналу (подверженному воздействию). MC/TDMA/TDD, постоянный динамический выбор и выделение канала и процедуры хэндовера в стандарте DECT демонстрируют отличные возможности совместимости даже в условиях сильной интерференции.

DECT-стандарт разрабатывался в соответствии с семиуровневой моделью взаимодействия открытых систем (OSI/ISO) и состоит из девяти частей, описывающих его обязательные и факультативные элементы. Обязательные элементы стандарта гарантируют возможность «сосуществования» систем связи на одной территории при отсутствии координации их работы и позволяют избежать планирования частот, что необходимо в обычных сотовых сетях.

По своему желанию производители могут поддерживать отдельные факультативные элементы стандарта DECT для построения систем голосовой телефонии, доступа к сети ISDN и передачи данных. В целях обеспечения взаимодействия различных приложений DECT Институтом ETSI стандартизуется ряд совокупностей параметров, так называемых профилей (profiles). Одним из подобных профилей является унифицированный профиль доступа (Generic Access Profile — GAP), определяющий функционирование портативных телефонных аппаратов и базовых станций DECT для всех приложений голосовой связи. Другой профиль интерфейса GSM (GSM Interface Profile — GIP) определяет взаимодействие аппаратуры DECT и сетей GSM. По существу GIP — это профиль GAP с небольшими дополнениями по взаимодействию с GSM. Разрабатываются DECT-профили по передаче данных, такие как профили доступа в Internet (DECT Internet Access Profile) и к услугам мультимедиа (DMAP), а также профиль пакетной передачи данных (DPRS).

Базовый стандарт DECT СI (Common Interface) является описанием технологии доступа, а не подвижной системы связи, поэтому он содержит полный набор протоколов, обеспечивающих гибкость при соединении с различными сетями. В отличие от описания системы связи описание сети не является частью спецификации DECT. Техническая часть DECT СI — это набор описаний радиоинтерфейсов между стационарным (FP) и подвижными (PP) блоками. Модуль взаимодействия (IWU), оконечное устройство (ЕS), алгоритмы аутентификации и шифрования не входят в спецификации DECT.

  • PP (portable part) — портативная часть;

  • ES (extend site) — расширение терминала;

  • FP (fixed part) — неподвижная часть;

  • IWU (interworking unit) — модуль взаимодействия.

DECT CI можно определить как высокоизбыточный интерфейс с магазином протоколов и сообщений, обеспечивающих согласование сети (локальной или глобальной) с оконечным устройством ES (телефонной трубкой, портом компьютера, выходом факсимильногоаппарата). Этот интерфейс должен обеспечивать лишь беспроводность, возможности мобильного и гибкого добавления новых средств и развития приложений.

GAP является базовым профилем DECT, поддерживающим телефонную связь в полосе 3,1 кГц. Среди требований к профилю — минимальные требования к совместимости, включая управление подвижностью и элементы соблюдения конфиденциальности, а также требования к сети подключения. Этот интерфейс должен быть доступен при запросе от РР и роуминге от FP, к которому PP подключился в процессе роуминга.

Итак, прежде чем мы перейдем к обзору возможных способов применения DECT-систем, приведем некоторые отличительные черты самого стандарта:

  • Возможность создания различных систем на основе DECT:

    • домашние бесшнуровые многотрубочные системы, которые также подходят для малого офиса;

    • микросотовые беспроводные корпоративные системы (офисные и учрежденческие АТС с радиодоступом);

    • микросотовые системы общего пользования (СТМ — Cordless Terminal Mobility);

    • системы фиксированного радиодоступа (WLL — Wireless Local Loop).

  • Сосуществование различных некоординируемых DECT-систем в общем частотном диапазоне без необходимости частотного планирования.

  • Совместимость оборудования разных производителей (при наличии GAP).

  • Обеспечение перехода из соты в соту без разрыва соединения (хэндовер).

  • Возможность обслуживания одной трубки в разных сетях (частных и общего пользования).

  • Обеспечение большого трафика — до 10 000 Эрланг/км2/этаж1.

  • Совместимость с другими радиосистемами.

  • Отсутствие канала управления — устойчивость к радиопомехам.

  • Низкий уровень излучения — безопасность для здоровья.

В начало В начало

Обзор способов применения оборудования DECT

Существуют три основных приложения DECT: домашние системы беспроводной связи, бизнес-системы и системы беспроводного абонентского радиодоступа.

Домашняя система состоит всего из одной соты, радиопокрытие осуществляет одна базовая станция, подключенная к обычной городской телефонной линии. Эта система может быть расширена подключением к базовой станции нескольких беспроводных трубок по радиоканалу.

Бизнес-системы стандарта DECT используются для создания микросотовой связи предприятий и организаций на базе УАТС. Каждая УАТС может использоваться для создания системы микросотовой связи при подключении к ней управляющего контроллера. В последних реализациях бизнес-систем поддерживается ISDN. Бизнес-системы применяются в промышленных зонах, больших офисах, торговых центрах, больницах и т.д., могут использоваться для телефонного сообщения, конференц-связи, передачи данных.

Беспроводные системы абонентского радиодоступа применяются в тех случаях, когда традиционные кабельные решения слишком дороги или не эффективны (жилые и промышленные районы). Могут использоваться для передачи голоса, данных и изображения.

В начало В начало

Бизнес-системы DECT

Бизнес-системы можно условно разделить на внешние микросотовые системы и встроенные (встраиваемые). Внешние бизнес-системы DECT состоят из: контроллера базовых станций (управление базовыми станциями, концентрация и коммутация трафика соединения с УАТС по цифровым или аналоговым каналам); базовых станций, взаимодействующих с контроллером и обеспечивающих радиотелефонную связь с абонентами в пределах своих зон обслуживания; беспроводных терминалов (трубки и другие оконечные устройства). Контроллеры бывают двух подклассов. Первый не обеспечивает уплотнения и коммутации трафика — количество беспроводных абонентов равно числу внешних портов контроллера (радиоудлинители). Второй подкласс способен самостоятельно коммутировать вызовы. Внутренний вызов осуществляется без участия опорных АТС, линия остается свободной.

Интегрированные (встроенные) микросотовые системы, в отличие от внешних, не имеют отдельного контроллера. Часть его функций выполняет специальный радиомодуль УАТС, устанавливаемый в специальный слот стандартной проводной УАТС. Как показывает практика, такие радиомодули подходят только для конкретной модели телефонной станции, и зачастую модули и АТС различных производителей несовместимы.

В начало В начало

Абонентские системы беспроводного радиодоступа (WLL)

При соответствующей стратегии DECT дает возможность создавать полноценную и экономически оправданную телекоммуникационную среду беспроводного радиодоступа (WLL) с набором интегрированных услуг фиксированной и подвижной связи, которая органично вписывается в структуру национальной сети. При этом обеспечиваются:

  • телефонные услуги сети общего пользования;

  • факсимильная передача (стандарт G3, максимальная скорость 4,8 Кбит/с) и передача данных (максимальная скорость 9,6 Кбит/с) через модем речевого кодека со сжатием до 32 Кбит/с;

  • факсимильная передача (стандарт G3, скорость 28,8 Кбит/с V34 по модему; 64 Кбит/с через модем речевого кодека без сжатия по каналу с помехозащитой).

Как правило, подавляющее большинство существующих систем WLL состоит из следующих основных компонентов:

  • контроллер (концентратор) базовых станций;

  • базовые станции;

  • абонентские терминалы;

  • терминал технического обслуживания и эксплуатации.

В начало В начало

Пути развития DECT

Дальнейшее развитие стандарта DECT будет диктоваться рынком оборудования и услуг DECT по мере того, как участники процесса стандартизации будут сталкиваться с необходимостью дальнейших усовершенствований. Развитие DECT, связанное с появлением новых приложений, может привести к внесению дополнений к существующей базе средств разработки или к принятию новых профилей стандарта.

  • Модификация к определению радиочасти DECT, необходимая для достижения более высоких скоростей передачи данных. Было начато исследование модифицированной радиочасти (с пропускной способностью 2 Мбит/с), которая сосуществует с «обычным» радио DECT, не нарушая общего качества его работы.

  • Двухмодовые терминалы, поддерживающие DECT и GSM, DECT и DCS1800 (или даже терминалы, действующие в трех различных сетях).

  • Использование DECT при развитии сетей связи в направлении UMTS (Единой системы мобильной связи).

  • Совместимость с ISDN PRI (первичные скорости) и сетью broadband ISDN (широкополосной).

КомпьютерПресс 5'2000