Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Стандарт DECT: новые возможности для операторов сетей связи

Суреш Кандийур

Стандарт DECT (Digital European Cordless Telecommunications) был опубликован Европейским институтом стандартизации электросвязи (European Telecommunications Standards Institute - ETSI) в 1992 г., а первые коммерческие продукты, соответствующие этому стандарту, появились в 1993 г. 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. Некоторые производители создали оборудование для беспроводных ЛВС, поддерживающее DECT.

Позднее появились другие приложения DECT, которые начали разрабатываться еще в процессе определения стандарта. В их состав вошли: средства RLL; системы, обеспечивающие беспроводный доступ к ресурсам сетей общего пользования для абонентов с ограниченной мобильностью (Cordless Terminal Mobility - CTM); средства, позволяющие аппаратуре DECT работать с сотовыми сетями (например, GSM). Эти приложения открыли широкие возможности перед операторами как проводных, так и беспроводных сетей связи.

Стандарт DECT

DECT является стандартом радиодоступа, поддерживающим широкий набор экономичных средств предоставления коммуникационных услуг. Данный 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 - 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.

Стандарт DECT разрабатывался для удовлетворения потребностей сложной системы радиосвязи - беспроводной УАТС. Среда беспроводной УАТС характеризуется высокой плотностью трафика и строгими требованиями пользователей к качеству и конфиденциальности (для чего необходимо шифрование радиосигнала) связи. 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 качество передачи речи такое же, как у обычного телефона. Системы DECT реализуют незаметное (автоматическое) переключение абонента на ближайшую базовую станцию при его перемещении из зоны обслуживания одной базовой станции в зону обслуживания другой, что позволяет избежать разрывов связи.

Разрабатывавшийся для беспроводных УАТС, DECT оказался подходящим и для домашних, а также местных локальных телефонных систем. Стандарт поддерживает также различные службы передачи данных и обеспечивает взаимодействие с сетью связи фактически любого другого типа.

Системы DECT работают в частотном диапазоне 1880-1900 МГц, который разбит на десять частотных каналов, и, следовательно, являются мультичастотными (МС). В каждом частотном канале данные передаются в 24 циклически повторяющихся временных интервалах или тайм-слотах (множественный доступ с разделением времени - TDMA). В первой половине этих тайм-слотов осуществляется передача информации трафика 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 (рис. 1).

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). Когда необходимо установить соединение, портативное устройство связи DECT выбирает канал, обеспечивающий наиболее качественную связь. После того как соединение установлено, данное устройство продолжает анализировать диапазон, и если обнаруживается канал, гарантирующий лучшее качество связи, то переключает соединение на него. Старое и новое соединения перекрываются во времени, что обеспечивает возможность незаметного переключения.

Благодаря применению CDCS в системах DECT не требуется планирования 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 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.

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. Первые коммерческие системы DECT появились на рынке в 1993 г., а некоторые производители уже продают системы DECT второго поколения.

Растет интерес к стандарту DECT и за пределами европейского континента. В США на основе DECT создается стандарт на средства связи, работающие на частотах 1850-1990 МГц, выделенных Федеральной комиссией по связи (Federal Communications Comission - FCC) для систем персональной связи (Personal Communications Services - PCS). Частоты PCS делятся на несколько диапазонов для лицензируемых систем и диапазон для нелицензируемых приложений (1910-1930 МГц). Нелицензируемый диапазон будет использоваться такими системами, как беспроводные УАТС. Подгруппой TR41.6 Института ANSI для подобных приложений был разработан стандарт WCPE, который в основном повторяет стандарт DECT, за исключением физического уровня, приведенного в соответствие с требованиями FCC. Механизм CDCS, предусмотренный стандартом DECT, позволяет системам WCPE "сосуществовать" с другими системами, работающими в том же диапазоне: система просто не будет использовать радиоканал, если определит, что он уже занят.

В настоящее время стандарт WCPE адаптируется также для приложений (например, систем общего доступа), функционирующих на лицензируемых частотах PCS. В лицензируемых сетях PCS эта технология будет применяться в системах нижнего уровня, обеспечивая высококачественную связь для пользователей с ограниченной мобильностью в условиях большой плотности абонентов. Вероятно, системы нижнего уровня будут использоваться совместно с системами более высокого уровня, базирующимися на обычной цифровой сотовой технологии.

Деловые беспроводные телефонные системы

Деловая беспроводная телефония (business cordless telephony - BCT) была первым приложением стандарта DECT, предложенным производителями. Системы, продаваемые сегодня, являются либо полностью интегрированными беспроводными УАТС, включающими коммутирующие системы, либо добавочными системами, которые могут быть подключены к существующим телефонным станциям, формируя, таким образом, гибридную систему, поддерживающую как кабельные, так и беспроводные соединения (рис. 2).

К системам ВСТ предъявляются большие, чем к прочим приложениям DECT, требования по объему поддерживаемого трафика - порядка 10 000 Эрл/кв. км/этаж. Эти потребности могут быть удовлетворены при использовании пикосотовых систем (с миниячейками), размер которых внутри помещений (в горизонтальной плоскости) составляет 30-70 м и один этаж вверх или вниз, а вне зданий - 100-300 м.

Рыночный потенциал систем ВСТ огромен: эксперты предполагают, что к 2000 г. треть телефонных аппаратов, используемых в деловых целях, будут беспроводными.

Средства ВСТ не обязательно должны работать через УАТС. Аппаратура DECT может непосредственно взаимодействовать с сетями связи общего пользования, обеспечивая выполнение функций системы Centrex. Данное обстоятельство является чрезвычайно привлекательным для операторов сетей общего пользования, особенно если эти операторы могут обеспечить связь как в здании учреждения, так и вне его. Один из сетевых операторов в Финляндии уже начал опытную эксплуатацию подобной системы, которая демонстрирует многообещающие результаты.

Местная радиосвязь (RLL)

Использование радио в качестве альтернативы медному кабелю для доступа к сети обретает все большую популярность. Первые системы, основанные на сотовой технологии, начали эксплуатироваться в начале 90-х годов. Сегодня всем очевидны преимущества этого вида связи в отношении быстроты подключения абонентов, а также низкой стоимости установки и функционирования соответствующих систем. Похоже, в ближайшее время системы местной радиосвязи (Radio in the local loop - RLL) получат широкое распространение, особенно в странах Восточной Европы и Азии, где и политические, и финансовые условия предполагают бурное развитие сетей электросвязи.

Системы RLL привлекательны как для относительно давно действующих операторов кабельных сетей, так и для новых конкурирующих с ними компаний, которые предоставляют услуги сетей связи.

Там, где кабельные сети не получили большого распространения, системы RLL могут быть использованы для подключения к глобальным сетям большого числа новых абонентов за значительно более короткое время по сравнению со временем, необходимым для развертывания кабельной сети. Но в то же время местная радиосвязь может играть значительную роль и в местах с развитой кабельной инфраструктурой связи. Давно действующие операторы кабельных сетей могут использовать системы RLL для предоставления своим абонентам дополнительных линий передачи данных, например для факсимильной или модемной связи, без наращивания кабельной системы связи.

Конкурирующие с ними новые поставщики услуг сетей связи также могли бы использовать технологию RLL для подключения абонентов. Основное преимущество здесь в том, что оператору нет необходимости знать, где будут находиться его клиенты. Недавно появившийся оператор может ожидать, что, скажем, 10-15% абонентов телефонных сетей, находящихся на данной территории, перейдут на новое обслуживание, однако точно определить их он не в состоянии. Используя технологию RLL, оператор способен минимизировать предварительные затраты на обеспечение обслуживания потенциальных абонентов. Весомая часть сетевой инфраструктуры может быть установлена (и оплачена) при подключении абонента к сети. В этой ситуации система RLL - наиболее экономичное средство, обеспечивающее обслуживание абонентов.

Большинство существующих сегодня систем RLL основаны на сотовой технологии и используют при этом один из сотовых стандартов, таких как NMT, а также цифровой AMPS или GSM. Подобно породившим их сотовым системам, эти системы RLL оптимизированы для большой зоны обслуживания и, таким образом, лучше подходят для обеспечения обслуживания абонентов в условиях небольшой плотности их расположения. Например, системы RLL, базирующиеся на стандарте NMT-450, позволяют обслуживать абонентов, находящихся в 40 км от ближайшей базовой станции.

В противоположность им, системы RLL, соответствующие стандарту DECT, оптимизированы для городских и пригородных территорий, где плотность абонентов довольно высока. При использовании направленных антенн (на обоих концах радиоканала. - Прим. ред.) эффективная дальность действия базовой станции может быть увеличена до 5 км. В таком случае вместо бесшнуровых телефонов абоненты будут применять стационарные устройства доступа (Fixed Access Units - FAU), которые оснащены направленными антеннами, наведенными на ближайшую базовую станцию. К такому блоку могут быть подключены телефоны, факсимильные аппараты, модемы и другие средства (рис. 3).

Недавно ETSI были определены дополнения к стандарту DECT, включающие увеличенную преамбулу и улучшенный механизм синхронизации, благодаря которым повысится стабильность параметров сигналов DECT при их распространении на большие расстояния и при отражениях. Эти дополнения призваны сделать стандарт DECT более подходящим для систем связи, работающих вне помещений, включая средства RLL.

Судя по всему, в условиях средней и большой плотности абонентов системы RLL, соответствующие стандарту DECT, становятся более экономически выгодными, чем сотовые. "Критической" точкой здесь является плотность 20 абонентов на 1 кв. км. Одна из причин этого кроется в формате TDMA, использованном в DECT, который позволяет одному радиопередатчику поддерживать одновременно до 12 соединений. Такого не предусматривает ни одна другая цифровая сотовая или бесшнуровая технология связи.

В целом можно сказать, что системы RLL, соответствующие стандарту DECT, лучше других подходят для работы в условиях средней или высокой плотности абонентов - либо в городах, либо в сельской местности, где число абонентов может быть и невелико, однако плотность их размещения довольно высока. Эти системы подойдут также абонентам, которые сейчас или в будущем захотят использовать линии связи для передачи данных или для работы с сетью ISDN.

От систем RLL к связи с мобильными объектами

Архитектура системы RLL стандарта DECT, описанная выше, подходит только для связи со стационарными устройствами доступа, имеющими направленные антенны с большим коэффициентом усиления, которые необходимы для обмена информацией между базовой станцией и стационарным устройством доступа на расстоянии до 5 км. Однако данная архитектура в любой момент может быть модифицирована для связи с мобильными терминалами с помощью радиоретрансляционных станций (Wireless Relay Stations - WRS). Функционирование WRS в настоящее время стандартизовано ETSI как часть общего стандарта DECT.

WRS может быть использована различными способами. В одном случае будучи оснащенной двумя-тремя направленными антеннами, она может обеспечить передачу сигнала на территории, "затененные" различными неровностями рельефа. В другом случае, имея одну направленную антенну для связи с базовой станцией, с помощью второй, ненаправленной антенны, вокруг станции-повторителя может быть создана миниячейка радиусом 100-300 м. В любой конфигурации WRS поддерживает до шести речевых каналов одновременно (рис. 4).

При достаточном числе радиоретрансляционных станций, обеспечивающих перекрытие миниячеек, можно организовать связь с мобильными абонентами на большой территории. При этом абоненты, используя беспроводные телефонные аппараты, могут осуществлять вызовы и принимать звонки на всей этой территории. К тому же им гарантируется незаметное переключение на ближайший ретранслятор (так, как это происходит в системах сотовой связи) при перемещении от одной миниячейки к другой.

Ограниченная мобильность

Как описано выше, система RLL, соответствующая стандарту DECT, может трансформироваться в систему, обеспечивающую ограниченную мобильность своих абонентов (СТМ). Для многих операторов кабельных сетей весьма привлекательна возможность предложения услуг СТМ. Она повышает их конкурентоспособность и готовит к переходу на поддержку абонентов, характеризующихся высокой мобильностью.

Один из возможных способов развертывания систем СТМ основан на использовании услуг Centrex. В этом случае оператору не составит большого труда установить дополнительные базовые станции, охватив территорию между зданиями, в которых доступны услуги системы Centrex, и реализовать таким образом законченную систему CTM. В том случае, если оператор не имеет возможности воспользоваться сетевой инфраструктурой или эта возможность ограничена, системы CTM могут быть построены с применением радиоретрансляторов, как это описано выше. При доступности кабельной инфраструктуры, она может быть использована для поддержки отдельных базовых станций DECT. Локальный узел DECT, являющийся по существу мультиплексором, может применяться в качестве концентратора трафика. К нему подключаются несколько базовых станций DECT (рис. 5).

Принципы построения и работы систем CTM в настоящее время проходят стандартизацию в ETSI. Системы СТМ будут соответствовать профилю GAP стандарта DECT. К основным принципам CTM относится возможность одного телефонного аппарата поддерживать все приложения. Этот аппарат может работать как обычный телефон дома, как расширение беспроводной УАТС или системы Centrex на службе, а также комбинировать (или совмещать) эти свойства в других местах. Стандарт DECT позволяет использовать две линии: одну - для деловых, а другую - для личных вызовов с различным звучанием звонка для определения вызывающей линии. Обслуживание одной из линий может быть отключено без каких-либо последствий для другой.

Взаимодействие систем DECT и сетей GSM

До сих пор в данной статье обсуждались преимущественно потенциальные приложения DECT для сетевых операторов, как уже закрепившихся на рынке, так и недавно появившихся. Обеспечение взаимодействия средств DECT и GSM - основной способ, при помощи которого операторы сотовых сетей смогут воспользоваться преимуществами технологии DECT (рис. 6).

Операторы сетей GSM смогут двояко применить средства DECT. Прежде всего, эти средства обеспечат дополнительные каналы связи при большой плотности абонентов. Кроме того, средства DECT смогут поддерживать повышенный трафик в периоды относительно малой загрузки сотовой сети. Практика показывает, что наибольшая нагрузка на сотовые сети приходится на утренние и вечерние часы пик, когда люди находятся в пути на работу и с работы. В течение рабочего дня уровень нагрузки падает: абоненты находятся в офисах и пользуются обычными телефонами.

Предложение услуг системы Centrex (при применении инфраструктуры GSM в качестве магистральной сети и оборудования DECT в качестве средств доступа) является одним из способов использовать избыток пропускной способности сети GSM, образовавшийся в дневное время. Поскольку качество связи при этом будет неотличимо от качества связи обычных телефонов, возможно, удастся преодолеть нежелание абонентов использовать мобильные телефоны для длительных деловых разговоров.

Принципы взаимодействия систем DECT и GSM отражены в выпущенной ETSI спецификации протокола межсетевого взаимодействия GSM (GSM Interworking Protocol - GIP), включенной в стандарт DECT. Согласно этому протоколу, стационарная подсистема общего управления (CCFP) системы DECT, являющаяся устройством радиообмена, которое управляет трафиком некоторого числа базовых станций, подсоединяется к сети GSM через интерфейс "A" центра коммутации подвижной связи (Mobile Switching Centre - MSC). Для MSC стационарная подсистема общего управления выглядит как обычный контроллер базовой станции GSM (GSM Base Station Controller - BSC).

Функции интерфейса GIP стандартизуются и реализуются шаг за шагом, как это происходило и с самим стандартом GSM. Поскольку DECT является стандартом средств передачи данных, поддержка функции передачи данных и службы коротких сообщений (Short Message Service - SMS) систем GSM не должна вызвать каких-либо проблем. Испытания средств взаимодействия DECT и GSM уже идут, и первые соответствующие коммерческие системы должны появиться к середине 1997 г.

В идеале, оператор радиосети, включающей как DECT, так и GSM-средства, должен предоставлять пользователям двухрежимные телефонные аппараты, способные переключаться в режим DECT, если абонент попадает в зону действия системы DECT. Пробные версии подобных двухрежимных устройств должны были появиться в начале текущего года 1. Впрочем, операторы сетей GSM смогут предоставить услуги системы Centrex и без двухрежимных телефонных аппаратов. Телефоны DECT могут быть использованы для приложений Centrex на рабочих местах; те же, кто имеет аппараты GSM, обладающие более широкой зоной действия, могут применять их и не на службе, оставаясь при этом в системе нумерации УАТС.

Поскольку стандарт ETSI DCS 1800 для сетей персональной связи (Personal Communications Networks) в основном базируется на спецификации GSM, в будущем возможно осуществить взаимодействие этих сетей с системами DECT. Кроме этого, профиль GIF может быть легко адаптирован к условиям североамериканского рынка, где одним из ведущих стандартов для персональной мобильной связи является DCS 1900, также основанный на GSM.

***

Стандарт DECT предоставляет операторам как беспроводных, так и кабельных сетей ряд новых возможностей, позволяющих расширить перечень услуг и повысить конкурентоспособность своих систем.

* Для обычных телефонных служб применение систем RLL, поддерживающих стандарт DECT, - весьма экономически выгодные решение в условиях средней и высокой плотности пользователей, к тому же при этом обеспечивается связь с мобильными абонентами.

* Для пользователей на предприятиях беспроводные системы Centrex вкупе с проводными или беспроводными сетями будут очень привлекательной альтернативой проводным УАТС.

* И, наконец, операторам сотовых сетей стандарт DECT позволит увеличить число каналов связи, превысив ограничения, определенные стандартами на цифровые сотовые системы, и удовлетворить растущий спрос на услуги мобильной связи.


распечатать статью




  
4 '1996
СОДЕРЖАНИЕ

колонка редактора

• Всемирная либеральная революция в электросвязи

услуги сетей связи

• Система сигнализации № 7

• CTI: TAPI или TSAPI?

• Стандарт DECT: новые возможности для операторов сетей связи

• Широковещательные системы передачи данных домашним ПК

• Эволюция GSM

интернет и интрасети

• Мир TCP/IP. Традиционные приложения (часть 1)

• Какой вариант HTML "реальнее"?

• Южная Московская Опорная Сеть

• ПК для всего мира

• Как украсить страницу Web

• Планирование узла Web

корпоративные сети

• Тестирование модемов V.34

• Многопротокольная маршрутизация в сетях АТМ

• Маршрутизация в сетях АТМ. Кто победит?

• Удаленный доступ по TCP/IP

• Средства удаленного доступа

локальные сети

• Сетевые принтеры

• Стековые концентраторы

• Законы энтропии и сеть

• Системная политика - ключ к эффективному управлению

• Применение профилей пользователей в Windows 95

защита данных

• Размышления об электронных платежах

• Чувство безопасности

• "Скорпион" защищает сеть

новые продукты

• Недорогой маршрутизатор Vgate фирмы RND, Lotus Notes версии 4.0, Компьютеры UltraSPARC, Коммутаторы IGX фирмы StrataCom, Bay Networks всерьез берется за АТМ, Вперед по дороге АТМ



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх