Научная работа: Стандарт DECT

Научная работа: Стандарт DECT

Міністерство науки і освіти України

Вінницький національний технічний університет

Інститут радіотехніки, зв’язку та приладобудування

Факультет радіотехніки та телекомунікації

Кафедра радіотехніки

Стандарт DECT

реферат

з науково-дослідної роботи

Керівник,  доцент к.т.н. ___________  

                                                                                                                             Підпис

 _____________ В.Д. Рудик

                                                                                                       Дата

 Розробив студент  гр.РТ– 02___________ 

                                                                                                                      Підпис

 _____________  І. М. Хоронжук

                                                                                                  Дата                                                                                                              

Вінниця ВНТУ 2004

Зміст

Перелік скорочень символів та спеціальних термінів.................................................4

Вступ.................................................................................................................................51. Стандарт DECT (Ознайомлення з стандартом DECT та його структурами).........7

1.1  Причина і місце появи стандарту.............................................................................7

1.2  Особливості стандарту..............................................................................................8

1.3  Області використання стандарту.............................................................................9

1.4  Поради при виборі телефонів стандарту...............................................................11

2. Системи стандарту....................................................................................................14

2.1 Системи стандарту різних виробників..................................................................14

2.2 Робота систем стандарту.........................................................................................16

2.3 Побудова  системи стандарту.................................................................................17

2.4 Структура  та стандартні характеристики сучасних систем стандарту.............17

3. Основні принципи роботи систем стандарту DECT..............................................19

3.1 Принцип MC/TDMA/TDD (мультичастотний/колективний доступ з поділом часу/дуплекс з поділом часу). Використання радіо спектру. Безперервна передача сигналу............................................................................................................................19

3.2 Динамічний вибір і динамічне виділення каналу. Встановлення зв`язку. Хендовер.........................................................................................................................20

3.3 Рознесені антени. Сумісність. Захищеність..........................................................22    

3.4 Прописка. Аутентифікація. Шифрування. Профілі додатків стандарту............22

4. Подальший розвиток стандарту DECT....................................................................24

4.1 Стандарт DECT – наступна ступінь в розвитку безпровідної телефонії...........24

4.2 Перспективи розвитку.............................................................................................27

Висновки.........................................................................................................................29

Перелік використаної літератури.................................................................................30

Додатки:

                Додаток 1..........................................................................................................1

                Додаток 2..........................................................................................................2

Перелік скорочень символів та спеціальних термінів

DECT (Digital European Cordless Telecommunications) – цифрова європейська переносна передача даних.

ETSI (European Telecommunications Standards Institute) – європейський інститут стандартів передачі даних.

RLL (Radio Local Loop) – місцевий радіозв'язок.

CTM (Cordless Terminal Mobility) – переносна обмежена мобільність.

GAP (Generic Access Profile) – уніфікований профіль доступу.

GIP (GSM Interface Profile) – профіль інтерфейсу GSM.

WLL (Wireless Local Loop) – безпровідний місцевий зв’язок.

MC/TDMA/TDD (Multi Carrier, Time Division Multiple Access, Time Division Duplex) – мультичастотний/колективний доступ з поділом часу/дуплекс з поділом часу.

CDCS (Continuous Dynamic Channel Selection) – безперервний динамічний вибір каналу.

ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) – адаптивна диференціальна імпульсно-кодова модуляція.

C/I (Carrier-to-Interface) – частоти на інтерфейс.

RSSI (Received Signal Strength Indication) – індикація потужності отриманого сигналу.

FCC (Federal Communications Comission) – федеральна комісія зі зв'язку.

PCS (Personal Communications Services) – системи персонального зв'язку.

BCT (business cordless telephony) – ділова безпровідна телефонія.

УАТС – установчі автоматичні телефонні станції.

БРБ – базовий радіоблок.

АРБ – абонентський радіоблок.

БС – базова станція.

Вступ

Нині стає дедалі очевидним, що останні десятиріччя 20-го століття ввійдуть в історію як переломний рубіж у розвитку світової цивілізації. Глибокі зміни охопили всі основні сфери життєдіяльності суспільства, держави, а також не промайнули вони сферу інфраструктури.

Діяльність людей в основних аспектах суспільного життя здійснюється з неодмінним залученням засобів відповідної розвиненої інфраструктури.

Швидкість і масштаби розвитку та поширення інфокомунікацій, їхній вплив на культурні, соціальні, економічні та політичні трансформації в суспільстві дають підстави оцінювати характер і відкривають нову еру в історії людської цивілізації.

Визначається, що визнання інформації є важливим економічним ресурсом і кінцевим продуктом економіки, стало поворотним пунктом у розвитку не лише економіки, а й економічного мислення.

В останні десять років понад 40% усіх нових  капіталовкладень у виробництво й обладнання було зроблено у сфері інформаційних технологій, що у двічі більше, ніж 10 років тому.

Якщо колись цілком логічним вважалося, що саме військова сила визначає рівень могутності держави, а в минулому столітті як відповідний показник розглядалась економічна її потужність, то сьогодні такою характеристикою визначається ступінь інформатизації, здатність держави мати у своєму розпорядженні новітні інформаційні технології та засоби, що дають змогу ефективно обробляти, зберігати , передавати та поширювати необхідну інформацію.

Телефонні системи стандарту DECT давно користуються заслуженою довірою в усім світі. Сьогодні частка DECT телефонів складає 53% для Європи, а в Німеччині ця цифра перевищила вже 80 %. У Росії стандарт теж стає усе більш популярним. Чим же привабливий цей стандарт? Адже існують більш дешеві системи радіотелефонного зв'язку 900 Мгц, та й звичайні провідні апарати ще багато де застосовуються.

По-перше, забезпечується високий ступінь захисту від проникнення у Ваші телефонні розмови. Адже в Інтернеті є маса ресурсів, що описують у подробицях можливості “злому” 900 Мгц телефону і використання його в корисних цілях (для дзвоників за рубіж, наприклад). Цифровий стандарт DECT захистить Вас від цього.

По друге, останнім часом усе більше і більше виробників починають приділяти увагу безпеки виробленої продукції, і намагаються знизити рівень випромінювання всіх побутових приладів. З телефоном даного стандарту Ви можете не турбуватися і про це (саме через незначний рівень випромінювання DECT-телефони не настільки "дальнобійки", як деякі 900 Мц радіотелефони, а особливо піратські Sanyo або Senao, від яких киплять мозки :)).

Для DECT стандартна відстань від бази до трубки - 500 м. у місті, до 1500 м. на відкритому просторі. І це далеко не повний список переваг DECT.

Майже кожна людина, що володіє мобільним телефоном, має хоча б загальне представлення про систему функціонування стільникових мереж мобільного зв'язку. Саме тому варто привести хоча б деякі дані і про стандарт DECT. DECT – це стандарт цифрового радіо доступу в діапазоні 1800-1900 Мгц, що дозволяє вкрай ефективне використання смуги радіочастот.

Даний стандарт підтримує мовний і факсимільний зв'язок, а також передачу даних. Основними перевагами даного стандарту є:

• Висока якість зв'язку

• Можливість створення широкого кола систем від домашніх безпровідних телефонів до багатоступінчастих мікростільникових корпоративних мереж

• Сумісність устаткування різних стандартів (при наявності так названої GAP сумісності)

• Стійкість до радіоперешкод

• Конфіденційність зв'язку

• Безпека для здоров'я.

DECT телефони є в усьому світі таким же неодмінним домашнім атрибутом, як телевізор або комп'ютер, а системи, представлені зараз на ринку, можуть задовольнити самих придирливих покупців.

1  Ознайомлення з стандартом DECT та його структурою.   

      1.1 Причина і місце появи стандарту.

Винайдений ще в дев'ятнадцятому столітті телефон люди оцінили досить швидко. Але настільки ж швидко з’явилась і незручність проводу з’єднуючого апарат і слухавку. Тому, як тільки розвиток електроніки дозволив одержати прийнятний по розмірах і вазі пристрій, ненависний провід було замінено радіохвилями. Так з'явилися безпровідні радіотелефони.

Поки їх було не дуже багато, усе йшло добре. Але безупинно зростаюче число радіотелефонів привело до проблеми взаємних перешкод, адже загальна кількість каналів, виділених для їхньої роботи, не дуже велика. З цієї причини в місцях, де зосереджувалось особливо багато телефонів, усі канали нерідко виявлялися зайняті. Загалом, склалася курйозна ситуація: знявши трубку свого радіотелефону, користувач був змушений вставати в чергу, щоб дочекатися, поки звільниться радіоканал. У деяких районах Москви, Петербурга й інших міст користувачі "далекобійних" телефонів Panasonic уже добре знайомі з цією проблемою, а густонаселена Європа зштовхнулася з нею ще раніше.

Якщо є проблема, її потрібно вирішувати. А до цього часу за рубежем стали щосили розвиватися ще і домашні міні-атс, призначені для телефонізації великих квартир і котеджів. От з ідеї забезпечити одночасну роботу великого числа радіотелефонів, включаючи корисні властивості і телефонні станції малої ємності, і починається історія DECT.

       Стандарт DECT (Digital European Cordless Telecommunications) був опублікований Європейським інститутом стандартизації електрозв'язку (European Telecommunications Standards Institute - ETSI) у 1992 р., а перші комерційні продукти, що відповідають цьому стандартові, з'явилися в 1993 р. Спочатку вони являли собою в основному засоби для побудови безпровідних установчих автоматичних телефонних станцій (УАТС), користувачі яких могли зв'язуватися між собою в межах установи за допомогою переносних телефонів, а також звичайні домашні безпровідні телефонні апарати.

Пізніше з'явилися інші додатки DECT, що почали розроблятися ще в процесі визначення стандарту. В їхній склад увійшли: засоби RLL; системи, що забезпечують безпровідний доступ до ресурсів мереж загального користування для абонентів з обмеженою мобільністю (Cordless Terminal Mobility - CTM); засоби, що дозволяють апаратурі DECT працювати зі стільниковими мережами (наприклад, GSM). Ці додатки відкрили широкі можливості перед операторами як провідних, так і безпровідних мереж зв'язку.

DECT є стандартом радіодоступу, що підтримує широкий набір економічних засобів надання комунікаційних послуг. Даний стандарт розроблявся відповідно до семирівневої моделі взаємодії відкритих систем  і складається з дев'яти частин, що описують його обов'язкові і факультативні елементи. Обов'язкові елементи                       стандарту гарантують можливість "співіснування" систем зв'язку на одній території при відсутності координації їхньої роботи і дозволяють уникнути планування частот, що необхідно в звичайних стільникових мережах.

По своєму бажанню виробники можуть підтримувати окремі факультативні елементи стандарту DECT для побудови систем голосової телефонії, доступу до мережі ISDN і передачі даних. З метою забезпечення взаємодії різних додатків DECT Інститутом ETSI стандартизуєтся ряд сукупностей параметрів, так званих профілів (profiles). Одним з подібних профілів є уніфікований профіль доступу (Generic Access Profile - GAP), що визначає функціонування портативних телефонних апаратів і базових станцій DECT для всіх додатків голосового зв'язку. Інший профіль - профіль інтерфейсу GSM (GSM Interface Profile - GIP) визначає взаємодію апаратури DECT і мереж GSM. Власне кажучи, GIP - це профіль GAP з невеликими доповненнями по взаємодії з GSM.

1.2 Особливості стандарту.

Насамперед DECT дозволяє досягти величезної щільності розміщення телефонів - до 10 тисяч одночасних розмов на квадратний кілометр, у такий спосіб цілком знімаючи проблему зайнятості радіоканалів.

Крім цього DECT забезпечує своїм користувачам стійкий високоякісний цифровий зв'язок, захищений від несанкціонованого доступу. Системи  DECT  здійснюють передачу оцифрованої розмови на швидкості 32 кбіт/с. Це значно більша швидкість, чим передбачена в кожному з нинішніх  стандартів  цифрового стільникового зв'язку. Вона забезпечує якість передачі розмови таку ж, як і в гарного провідного телефону.

Наступна чудова властивість  стандарту   DECT  - дуже висока стійкість до будь-яких видів радіоперешкод. DECT улаштований так, що при встановленні зв'язку трубка сама переглядає всі канали і налаштовується на найменш зашумлений. Але на цьому процес вибору найкращого каналу не закінчується, а йде безупинно, продовжуючи і під час розмови. Знайшовши самий гарний канал, трубка відразу  переключається на нього. Такою властивістю не володіє жоден стільниковий стандарт.

Ще одна перевага - це сумісність DECT-обладнання у всіх системах (GAP-протокол). Тобто одну трубку можна використовувати і на роботі, і в будинку, і в будь-якому іншому місці, де встановлені базові станції DECT. При цьому в стандарті забезпечена ще і сумісність один з одним устаткування різних виробників.

У системах DECT реалізована і така функція, як непомітне автоматичне переключення абонента на найближчу базову станцію при його переміщенні з зони обслуговування однієї бази в зону обслуговування іншої, що дозволяє уникнути розривів зв'язку.

Зручний DECT і тим, що дозволяє перший час обмежуватися мінімальним набором апаратури, а потім, у міру потреби, розширювати систему, підключаючи нові трубки.

У системах DECT не існує такої проблеми, як планування частот - розподіл їх між базовими станціями. Рішення цієї проблеми фактично реалізовано в алгоритмі роботи трубки. Дана властивість робить введення DECT-систем у роботу гранично простою процедурою, а також дозволяє збільшувати загальне число каналів і площу охоплення системи шляхом простого додавання, де це необхідно, нових базових станцій.

Апаратура DECT найбільш безпечна для здоров'я. Середня потужність випромінювання DECT-трубки всього 10 мвт, що як мінімум на порядок менше, ніж у стільникових телефонах.

Але оптимізація всього  стандарту   DECT  для використання при напруженому трафіку, характерному для таких умов, при яких багато абонентів зосереджено на невеликій площі (заводи, бізнеси-центри, виставочні центри і т.п.), наклала і певні обмеження на його параметри. Насамперед це дальність дії. DECT є системою зв'язку малого радіуса дії - до 300 метрів на вулиці і всього 30 - 70 метрів у приміщеннях, а по вертикалі плюс-мінус один поверх будинку.

Недоліком є і те, що швидкість пересування абонентів DECT-систем обмежена "пішохідною" швидкістю людини. При великих швидкостях підтримка зв'язку не гарантується.

1.3   Області використання стандарту.

 Стандарт   DECT , що споконвічно задумувався як  стандарт  для домашніх радіотелефонів, дуже швидко вийшов за ці рамки і створювався вже як засіб доступу до телекомунікаційної мережі будь-якого типу, що дозволяє забезпечувати безпровідний доступ відразу в декількох областях. По суті, DECT займає проміжне положення між провідним і мобільним зв'язком - звичайно, він не дуже мобільний, але зате і не занадто дорогий. Це більш дешева технологія, чим GSM або DCS, хоча і має з ними так багато спільного, що DECT навіть називають молодшим братом GSM.

         Стандарт   DECT  не розраховувався на покриття великих територій, тому базове устаткування встановлюється лише там, де це необхідно: у магазинах, лікарнях, готелях, офісах і т.д. При цьому важливо, що в основі  стандарту  лежить концепція "персоналізації зв'язку", що дозволяє перейти від старого ідеалу - "телефон кожній родині, квартирі, робочому місцю" - до нового - "телефон кожній людині". Тепер абонент може використовувати ту саму трубку відразу в декількох системах - будинку, на роботі, на вулиці.

Сьогодні існує шість загальновідомих областей застосування технології DECT: домашні безпровідні телефони, бізнес-системи, системи фіксованого радіодоступу (WLL), мікростільникові мережі загального користування, комбіновані системи (зі стільниковими), передача даних і мультимедіа. У нас найбільш активно поки розвиваються тільки домашні безпровідні багатослухавкові системи, що також підходять для малого офісу, і мікростільникові безпровідні корпоративні системи, що представляють собою офісні й установчі АТС із радіодоступом.

DECT-системи для будинку можуть працювати в мінімальній конфігурації "одна базова станція – одна трубка". При цьому надзвичайно привабливою виявляється перспектива легкої трансформації безпровідного телефону DECT у "домашню АТС" шляхом простого додавання додаткових трубок.

Більшість існуючих моделей домашніх систем дозволяє підключити 6 - 8 слухавок і одну або дві міські лінії. При цьому для внутрішніх і зовнішніх переговорів можна використовувати кілька слухавок одночасно, а також переключати зовнішній дзвоник з однієї слухавки на іншу або проводити тристоронню конференцію. Усі можливі функції по прискореному наборі, запам'ятовуванню номерів і т.п. у телефонах, природно, теж реалізовані.

Достоїнства DECT-систем упевнено довели свою ефективність і надійність для використання в бізнесі, причому як у малих, так і у великих офісах і на промислових підприємствах з кількістю користувачів до декількох тисяч. При цьому можливості DECT дозволяють організовувати власні мікростільникові безпровідні мережі в рамках окремої установи. Таке рішення одночасно забезпечує мобільність користувачів, властиву стільниковому зв'язку,  низьку собівартість, характерну для безпровідних радіотелефонів, і надійність, як у провідної телефонії. Території використання стандарту DECT вказані на карті на рисунку 1.1.

Рисунок 1.1 – Території використання стандарту DECT.

Устаткування DECT може також задовольняти потреби пішоходів у публічних місцях. Подібні системи, уже розгорнуті в декількох країнах, демонструють відмінну роботу. При цьому до базових станцій, установлених на вулицях, при входах у метро й в інших місцях, користувачі приєднуються через свої, наприклад домашні слухавки, а вартість послуг такого радіотаксофону просто включається в домашній рахунок за телефон.

1.4   Поради при виборі телефонів стандарту.

Телефонні апарати DECT сьогодні випускають майже усі великі і багато невеликих виробників устаткування зв'язку. Характеристики подібні, основні відмінності базуються на передачі голосу і надійності самого апарата. Конкретні поради давати важко (відмовити може будь-який електронний пристрій), тим не менш своєю високою надійністю "славляться" апарати Siemens, a телефони Panasonic відрізняються "м'яким", приємним звуком. До вибору апарата потрібно віднестися з повною серйозністю, тому що, незважаючи на декларуючу повну сумісність (той самий GAP), усе-таки краще на собі не експериментувати і здобувати додаткові слухавки того ж виробника. Інакше можна ненароком виявитися заручником раніше купленого апарату. Якщо фінансовий фактор має вирішальне значення, є зміст обзавестися спочатку тільки базовим комплектом (базова станція/підставка+трубка) і здобувати додаткові трубки в міру росту власного добробуту. Радіотелефони стандарту описані в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 – Радіотелефони стандарту DECT.

Продовження таблиці 1.1

Домашні системи DECT на російському ринку були позачергово дискредитовані потоком украй ненадійних, неякісних і взагалі досить убогих систем Goodwin, серед яких модель Goodwin Penta таки прославилася своїми "видатними" якостями. Справа в тім, що після закінчення гарантійного терміну (один рік), наприклад модель Goodwin Penta,0 домашня міні-атс починала відмовляти. У сервісній службі офіційно говорилося про можливості ремонту апаратів, але і вказувалося на "непродумані схемотехнічні рішення", через які, мов, якась мікросхема постійно перегрівається. Неофіційно працівники сервісу висловилися набагато точніше: "дешевше викинути". Досвід тривалого спостереження деяких людей за послідовно агонізуючими апаратами дозволив зробити цікавий висновок: термін служби телефонів цієї чудової моделі практично не залежить від загального часу експлуатації системи і визначається винятково фактичним часом зв'язку - чим більше розмовляєте, тим швидше вийде з ладу телефон. Наступні моделі начебто б позбулися від більшості недоліків, але якість передачі звуку ними все одно помітно поступається більш іменитим зразкам. Протягом 2001 року на ринку з'явилося багато привабливих за ціною моделей південнокорейських корпорацій, однак конкретні висновки про їхню надійність робити поки рано. З гарантійним обслуговуванням телефонів DECT проблем звичайно не виникає, але, наприклад, на заміну індикатора трубки Panasonic підприємству гарантійного обслуговування "Ролакс" треба було без малого два місяці. Що стосується максимальної дальності роботи трубки, то тут намагатися щось "вигадати" даремно, тому що характеристики устаткування різних виробників досить близькі. У будь-якому випадку не варто розраховувати більше чим на 80-100 метрів у зоні видимості вікна квартири.

Радіоінтерфейс DECT являє собою дуплексне рішення на основі тимчасового поділу і множинних несущих (Multi Carrier, Time Division Multiple Access, Time Division Duplex -MC/TDMA/TDD). Як стандартне рішення в системі DECT використовується 10 несучих частот у діапазоні від 1880 до 1900 Мгц. Часовий діапазон у DECT розподіляється на чотири фрейми з частотою повторення 1- мс. Кожен фрейм складається з 24 тимчасових інтервалів (слотів) індивідуального доступу (TDMA), що можуть використовуватися або для прийому, або для передачі. Для передачі розмови в системі DECT звичайно використовуються 2 тимчасових слоти спільно, що забезпечує повнодуплексне з'єднання 32 кбіт/с. Для спрощення побудови базової системи DECT 10 мс тимчасові фрейми поділяються на дві частини: перші 12 слотів використовуються для прийому, наступні 12 слотів - для передачі. Використовувана структура TDMA допускає до 12 одночасно організованих повнодуплексних каналів зв'язку не кожному трансивері. Завдяки гнучкій структурі DECT і удосконаленому протоколові радіопередачі користувачеві можуть надаватися канали різної пропускної здатності завдяки можливості об'єднання декількох каналів в загальну несучу. У мережі  DECT  для передачі даних з корекцією помилок можуть організовуватися канали з пропускною здатністю до 552 кбіт/с при забезпеченні безпеки у відповідності зі специфікаціями  стандарту   DECT . Завдяки гнучкій структурі поділу каналів MC/TDMA/TDD (використанню одночасно частотного і тимчасового поділу) пристроєві DECT може бути доступно до 120 дуплексних каналів зв'язку незалежно від місцезнаходження пристрою. Крім того, система DECT передбачає щільне повторне використання робочих частот. Відповідно, при густому розміщенні базових станцій (наприклад, на відстанях порядку 25 метрів) теоретична ємність мережі DECT може досягати 10 000 ерланг/км2 (1 ерланг - стандартний трафік, який генерується розмовним з'єднанням з використанням однієї пари тимчасових/частотних слотів 100% часу) при відсутності необхідності в додатковому частотному плануванні. Саме завдяки цьому планування, монтаж і настроювання системи DECT відрізняються порівняною простотою і вимагають, в основному, тільки розрахунку зони необхідного радіопокриття й обсягів передбачуваного трафіку.

2 Системи стандарту DECT.

2.1 Системи стандарту різних виробників.

На даний час відомо шість основних систем DECT. Для порівняння вони записані у вигляді таблиці 2.1.

 Таблиця 2.1 – Порівняльна таблиця систем DECT різних виробників

Страницы: 1, 2