12.4. Системы беспроводных телефонов

Системы беспроводных телефонов (Cordless Telephony – СТ) общего пользования составляют значительную конкуренцию сотовым системам связи. Первоначально системы СТ были ориентированы на ограниченное по территории использование в условиях квартир и офисов. Позже они стали развиваться как системы общего пользования.

В 1985 г. СЕРТ предложила первый стандарт СТ1 на систему беспроводных телефонов в полосе частот 900 МГц с 40 дуплексными каналами с ЧРК. Низкое качество связи и отсутствие секретности передачи речевых сообщений явилось основанием к разработке систем цифровых беспроводных телефонов. Новый стандарт, получивший обозначение СТ2, был разработан в Великобритании, обеспечивал конфиденциальность переговоров и лучшее, чем СТ1, качество приема речевых сообщений. В стандарте СТ2 применяется диапазон частот 864...868 МГц и организация дуплексной связи с ВРК. Стандарт СТ2 был принят за основу при создании систем Telepoint, предназначенных для общего доступа абонентов через радиопорты, установленные в городе, к телефонной сети общего пользования. Протокол радиоинтерфейса СТ2 был принят ETSI и получил обозначение ETS-300131.

В 1992 г. ETSI принял стандарт ETS-300175 на общеевропейскую систему беспроводных телефонов DECT, предназначенную для передачи речевых сообщений и данных в полосе частот 1880...1900 МГц.

В США компанией Bellcore разработана система беспроводной связи общего доступа стандарта PACS для участков диапазонов частот, выделенных FCC для сетей персональной связи: 1850...1910 МГц и 1930...1990 МГц. По функциональному назначению PACS является аналогом стандарта DECT, но ориентирована на использование в рамках принятого в США распределения спектра частот и концепции развития персональной связи, отличающихся от европейских.

Система беспроводной связи, основанная на использовании портативных телефонов, получившая обозначение PHS, разработана и успешно внедряется в Японии. PHS обеспечивает двухстороннюю беспроводную связь в рамках микросотовой архитектуры сети. Радиоинтерфейс PHS основан на применении временного разделения каналов и временного дуплексного разделения режимов приема и передачи. Рабочий диапазон частот 1895...1918 МГц.

Рассмотрим подробнее характеристики общеевропейской системы беспроводных телефонов стандарта DECT. Стандарт DECT (Digital European Cordless Telecommunications) был опубликован 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 УАТС, а также обычные домашние беспроводные телефонные аппараты. Позднее появились другие приложения DECT, которые начали разрабатываться еще в процессе определения стандарта. В их состав вошли: средства систем местной радиосвязи (Radio in the Local Loop – 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).

Стандарт DECT разработан в соответствии с ЭМ ВОС. Особенностью стандарта является гарантия возможности «сосуществования» систем связи на одной территории при отсутствии координации их работы и необходимости планирования частот, что требуется в обычных сотовых сетях. Стандарт DECT создавался для удовлетворения сложной системы радиосвязи – беспроводной УАТС. Среда беспроводной УАТС характеризуется высокой плотностью трафика и строгими требованиями к качеству и конфиденциальности связи. Системы DECT в качестве алгоритма преобразования речи используют АДИКМ со скоростью передачи 32 кбит/с, что обеспечивает качество передачи речи такое же, как у стандартных стационарных телефонных сетей.

Системы стандарта DECT работают в диапазоне 1880…1900 МГц, который разбит на 10 частотных каналов. В каждом частотном канале данные передаются циклически в 24 канальных интервалах (КИ), т.е. используется принцип временного разделения каналов. В первой половине КИ осуществляется передача от базовой станции к портативным устройствам, а во второй половине – в обратном направлении, т.е. применяется организация дуплексной связи с временным разделением (TDD). Каждый из речевых каналов использует пару КИ, что означает возможность применения 120 речевых каналов (рис.12.5).

Рис.12.5. Структура кадра системы DECT

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 из 120 каналов. Когда необходимо установить соединение, портативное устройство 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 соединение перекрываются во времени, что обеспечивает незаметное переключение. Благодаря применению CDSC в системах стандарта DECT не требуется планирование частот: решение этой проблемы перекладывается на портативное устройство связи.

Стандарт DECT предусматривает функции защиты, такие как шифрование и аутентификацию. В Европе DECT является обязательным стандартом. В США на основе DECT создается стандарт на средства связи, работающие в диапазоне 1850...1990 МГц, выделенных FCC для систем персональной связи (PCS).

Основные способы использования стандарта DECT показаны на рис.12.6, рис.12.7 и рис. 12.8.

Рис.12.6. Архитектура беспроводной УАТС стандарта DECT

Рис. 12.7. Архитектура системы RLL стандарта DECT

Рис. 12.8. Схема взаимодействия систем стандартов DECT и GSM: «островки» DECT расположены внутри ячеек (сот) GSM