Другие стандарты беспроводной телефонии
Документально-аналитическая база стандарта DECT
Основные особенности DECT
Сценарии развертывания и трафик
Сравнение с другими беспроводными системами

Фирмы-изготовители оборудования DECT

DECT в Нижегородской области


Стандарт DECT описывает технологию радиодоступа для передачи информации исключительно в цифровом виде на расстояния от 5 м до 10 км. Основная характеристика данной технологии - высокая, по сравнению с обычными системами сотовой связи, плотность телефонной емкости в радиосоте малого радиуса. Это полностью цифровой стандарт, поэтому он позволяет предоставлять все услуги цифровой связи, включая широкополосные (ISDN). Область применения DECT - от простого беспроводного телефона до системы, обеспечивающей различные телефонные услуги в рамках городского (или сельского) районного телефонного узла.

В основе DECT - концепция абсолютной персонализации связи, которая позволяет перейти от старого принципа вторичной сети "телефон каждой семье, квартире, рабочему месту" к принципу "телефон каждому человеку", что должно привести к коренным изменениям первичной сети и, далее, всей инфраструктуры телекоммуникаций. DECT, по сути, завершает развитие систем радиосвязи второго поколения (см.: Сети, 1996, # 8). В этом стандарте используется абсолютное большинство так называемых "высоких технологий" и аналитических достижений телекоммуникационного сервиса, что делает его одним из камней в фундаменте развития систем радиосвязи третьего поколения.

Создание систем сотовой подвижной связи (ССПС) третьего поколения осуществляется в рамках международной исследовательской программы RACE. Концепция UMTS (универсальная система подвижной связи) предусматривает объединение всех функциональных возможностей существующих цифровых систем связи со стандартизированными услугами подвижной связи (есть сведения, что разработка технических решений началась в 1996 г. и должна закончиться в 1998 г.). Таким образом формируются мультисистемные телекоммуникационные продукты вторичной сети. Под стандартизированными услугами понимаются:

  • сотовая связь в рамках принятых стандартов;
  • радиодоступ в диапазоне 1800-1900 МГц и его расширения;
  • персональный радиовызов на основании объединенных протоколов;
  • международная ССПС (FPLMTS, Future Public Land Mobil Telephone System) со спутниковой подсистемой навигации (ввод без спутниковой подсистемы ожидается в 2000 г., со спутниковой подсистемой - в 2010 г.).
  • Для решения указанной задачи уже сейчас можно объединять сети DECT и GSM с помощью двухмодовых терминалов, работающих в обоих стандартах. По мнению Юрия Громакова, вице-президента по техническим вопросам компании "Мобильные ТелеСистемы", использование DECT совместно с сетями GSM позволит реализовать службы персональной связи и подключение универсальных подвижных терминалов (PCS/UMTS) до появления третьего поколения ССПС.

    Изначально выделенный под DECT диапазон 1880-1900 МГц обеспечивает 10 несущих частот. Второе издание стандарта увеличивает полосу до 1937 МГц - под будущие расширения и для целей совместимости, когда традиционная область частот недоступна. Расширение до 1910 МГц обеспечит 16, а до 1920 МГц - 22 несущие частоты.

    В разных странах под DECT выделены различные частотные диапазоны:

    1880-1900 МГц - базовый частотный диапазон DECT;
    1880-1920 МГц - для Европы;
    1910-1930 МГц - для Латинской Америки;
    1900-1920 МГц - для основной территории Китая.

    Cегодня с производством оборудования DECT так или иначе связаны более 40 фирм. Например, фирма Kirk является подрядчиком National Semiconductor, а концерн Debetel cпециализируется на OEM-производстве для Phillips. На российский рынок готовые системы поставляют, в частности, компании Ericsson, Phillips и Siemens. Кроме того, Phillips и Siemens активно предлагают электронные компоненты и узлы для сборки оборудования, что представляет интерес для небольших компаний, занимающихся производством подобных систем. По данным группы операторов Форума DECT, в 1994 г. объем поставок оборудования DECT составил 0,5 млн, в 1995 г. - 1,5 млн, а в 1996 г. - 3-4 млн экземпляров.

    В Европе оборудование DECT в основном используется в домашних условиях и в сфере малого бизнеса. DECT продемонстрировал свою конкурентоспособность на рынке недорогих систем и обладает потенциалом для дальнейшего уменьшения стоимости. Его основное техническое новшество - динамический выбор канала - оказалось весьма надежным. DECT-системы наиболее эффективны при использовании в офисах и на небольших промышленных предприятиях (с количеством абонентов до 4-5 тыс. на одну установку).

    В настоящее время на этапах развертывания, тестирования и коммерческой эксплуатации находится множество систем DECT WLL на WRS (Wireless Relay System). Количество установленных линий превышает 1 млн (по данным на февраль 1997 г.). Постоянно организовываются каналы связи на расстояния, значительно превышающие 5 км, при этом качество связи остается отличным. Тенденции роста ясно указывают на то, что технология WLL скоро станет, если еще не стала, основным приложением DECT.

    Использование DECT как системы связи общего пользования развивается не так быстро, поэтому не является типичным приложением. Однако разворачиваются испытательные системы, а в Финляндии такая сеть действует на коммерческой основе. В Европе основной упор делается на развитие сетей подвижной связи стандарта GSM (в эту область вложены значительные инвестиции), поэтому отношение к сетям подвижной связи общего доступа несколько иное, чем в Японии и Юго-Восточной Азии, где активно предоставляется услуга беспроводной телефонии для пешего абонента. Однако есть сведения о заказах на развертывание подобных систем, что стимулирует быстрое развитие и скорейший выход на рынок специальных моделей радиотелефонов DECT, ориентированных на пешего абонента. Компания Telecom сообщает, что в Италии получены заказы на телефонизацию 300 городов: 7 из них уже телефонизированы, еще 28 будут охвачены до конца 1997 г., причем предусматривается сплошное покрытие улиц. Розничные цены невелики (в Германии, например, в 1996 г. стоимость как базовой станции, так и телефонной трубки составляла меньше 100 дол.)

    Другие стандарты беспроводной телефонии

    В Северной Америке для обеспечения персонального подвижного радиодоступа используются стандарты PWT и PWT/E (стандарт Ассоциации производителей средств электросвязи, TIA), которые обеспечивают те же основные услуги, что и DECT. Применяя аналогичную схему организации связи, они работают с другими модуляцией, частотным планированием каналов и системы, а также нарезкой тайм-слотов. Эти стандарты могут получить распространение в некоторых странах Латинской Америки. PWT эксплуатирует в США нелицензируемую полосу 1910-1920 МГц, PWT/E представляет собой расширение лицензированных полос 1850-1910 и 1930-1990 МГц. PWT и PWT-E используют базовую структуру DECT, поэтому сосуществуют на общей полосе спектра.

    Американская система PACS отличается от DECT не только выделенным диапазоном частот, но и необходимостью частотного планирования (1850-1910 МГц - "линия вверх" и 1930-1990 МГц - "линия вниз"), частотным дуплексным разделением каналов приема и передачи, а также мультиплексированием с временным разделением по "линии вниз" и "линии вверх".

    Система PHS ( Personel Handyphone System) создана и применяется в Японии и работает в диапазоне частот 1895-1918 МГц.

    Документально-аналитическая база стандарта DECT

    Под документально-аналитической базой стандарта понимается набор предписывающих, регулирующих и рекомендательных документов, которые, в конечном итоге, и определяют судьбу стандарта. Документальная база DECT в каком-то смысле находится на особом положении. DECT представляет собой стандарт, "сошедший с кончика пера"; практически все технические и аналитические решения были воплощены "в железе" уже после его опубликования. Другие стандарты являются наборами отработанных в иных системах (как правило, частных и военных) технических решений и аналитических приемов, которые прошли устроенные разработчиками стандарта конкурсы.

    Цель стандартизации DECT определяется общим направлением стандартизации в рамках международных союзов. В соответствии с этим направлением "согласованные стандарты" готовятся на панъевропейском уровне и их принятие сопровождается отказом от конфликтующих с ними национальных стандартов.

    В частности, для стандарта DECT получена юридическая и экономическая поддержка ЕЭС и CEPT (Конференции европейских администраций почт и электросвязи), что облегчает операторам легализацию принятых технических решений. Последняя организация предписывает выделение под DECT полосы частот 1880-1990 МГц в соответствии с директивой Совета 91/287/ЕЕС, где определяется, что DECT признан приоритетным стандартом и получает исключительное право пользования обозначенной полосой. Допускается, что в дальнейшем может возникнуть необходимость в выделении дополнительного спектра частот. С этой целью во втором издании основных DECT-стандартов ETS300 175 и TBR06 определены частоты для всего диапазона 1880-1937 МГц, которые можно будет использовать в тех странах, где основные частоты DECT недоступны.

    Общие технические условия (CTR) имеют целью согласование различных методик DECT, TBR и ETS для обеспечения скорейшего доступа ко всему европейскому рынку через упрощенную юридическую процедуру. Предписывающий документ для России - приказ Министерства связи Российской Федерации N 128 от 13.11.96 "О порядке внедрения оборудования DECT на российских сетях электросвязи". Ссылаясь на решение ГКРЧ России от 26.08.96 (протокол N 39/7), он выдвигает такие регулирующие требования: "Основные технические характеристики оборудования должны соответствовать стандарту ETS 300 175, принятому Европейским институтом стандартов связи (ETSI), 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 Главгоссвязьнадзором России разрешений на разработку и производство такого оборудования в Российской Федерации, а также ввоз его из-за границы".

    Стандартизация DECT также получила развитие в ряде технических отчетов, созданных исключительно для информационных целей. Они содержат краткие обзоры и разъяснения по поводу специфических приложений и услуг DECT. В этих отчетах, в частности, описаны многосистемные и рассчитанные на работу с несколькими услугами приложения DECT, которые дают возможность значительно повышать эффективность совместного использования диапазона частот различными приложениями и операторами. В Техническом отчете ETSI ETR 310 Рабочей группы радиосвязи и передачи речи проекта DECT описаны возможности, которые предоставляет динамический выбор канала одновременно нескольким нескоординированным пользователям.

    Сегодняшний вариант стандарта должен обеспечивать (в соответствии с рекомендациями Совета 91/288/ЕЕС) связью и радиодоступом передачи данных по локальным сетям домашнего и делового абонента, а также абонента сети общего пользования. С технической стороны необходимы возможности множественного доступа - обращения с одного терминала к разным типам систем и услуг (к частной (PBX), учрежденческой, одной или нескольким глобальным сетям) - и поддержки внутрисистемного роуминга для телефонных трубок (хэндовер). Обобщенно это называется универсальностью доступа и взаимодействия и определено в "Руководстве по стандартизации DECT ETR 178".

    Европейская Комиссия разработала проект поправки к директиве 90/388/ЕЕС по вопросу конкуренции на рынке услуг электросвязи. В нем DECT определяется как серьезная альтернатива проводному доступу во вторичных сетях PSTN/ISDN по части унификации спектра услуг, предлагаемых операторами фиксированных и подвижных сетей; утверждается, что он позволит перейти на единую инфраструктуру фиксированных и подвижных услуг связи.

    Одно из основных условий развития стандартов DECT - гибкость добавления новых услуг и разрабатываемых приложений, что, в основном, гарантируется высокой избыточностью базового программного обеспечения. Требуется с минимальными усилиями модернизировать DECT до уровня технологий персональной связи третьего поколения, например аппаратно реализовав двойной режим работы. При этом второй уровень (например, GSM) оптимизирован для дальних передач или передач на небольшие расстояния, но с высокой скоростью.

    МДВР в DECT обеспечивает взаимодействие DECT с системами, использующими иные технические приемы, что должно помочь комплексному развитию электросвязи в будущем.

    Важным направлением дальнейшего развития является слияние услуг фиксированной и подвижной связи на основе дерегулирования сферы предоставления услуг. В DECT это обеспечивается разнообразием профилей предоставления комбинированных услуг связи в общей инфраструктуре. Мощная и гибкая структура идентификаторов допускает одновременное использование разных видов доступа (к частным сетям и сетям общего пользования) в единой инфраструктуре, а также позволяет организовывать частные сети подвижной связи в виде дочерних структур сетей общего пользования.

    Уровень организации системы DECT определяется ее возможностями обеспечения платформами существующих и разрабатываемых приложений ISDN, Internet и услуг мультимедиа - как для связи с офисами и жилыми районами, внутриофисной беспроводной связи, так и для предоставления общих услуг подвижной связи.

    Основные особенности DECT

    Высокая эффективность использования выделенного частотного диапазона достигается за счет отказа от закрепленных частотных каналов. Это становится возможным благодаря процедуре полнодоступного мгновенного динамического выбора свободного канала с оценкой его помехоустойчивости. Такая процедура позволяет устанавливать базовые станции ближе друг к другу без потерь в качестве.

    Базовый стандарт DECT СI является описанием технологии доступа, а не подвижной системы связи (как для NMT, TACS, AMPS, GSM/DCS1800), 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.

    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 факсимильного аппарата). Этот интерфейс должен обеспечивать лишь беспроводность, возможности мобильного и гибкого добавления новых средств и развития приложений (рекомендации ETS 300 175, части 1-8 и ETR 043 "Общие спецификации интерфейса и требований к DECT") - и ничего другого. Именно такая конкретность и может привести к рыночному успеху.

    Набор описаний и процедур магазина интерфейсов стандартизирован ETSI (стандарты профилей DECT). В частности, общий профиль доступа (GAP), профиль взаимодействия DECT/GSM (GIP) и профиль доступа RLL (RAP) включают в себя все требования к изготовителям по совместимости оборудования. Использование профилей может быть обязательным (для базовых профилей) и факультативным (для каждой конфигурации FP и РР - своя номенклатура).

    GAP (профиль общего доступа ETS 300 444) 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.

    Для речепреобразующего устройства принят стандарт кодирования речи ITU-Т G.726, обеспечивающий скорость кодирования речи 32 кбит/с по методу Адаптивной ДИКМ.

    Администрирование (доступ к различным системам с одного терминала) осуществляется на основе идентификатора права доступа (ARI) в базовом блоке и идентификаторов доступа (PARK) в подвижном блоке. Количество ARI и PARK в блоках определяет конфигурацию системы и возможности ее взаимодействия с другими DECT-системами. Стандарт позволяет организовывать вторичные идентификаторы права доступа (SARI) между выделенными базовыми станциями - с целью их совместного использования, обеспечения общего доступа через частную сеть, предоставления доступа к нескольким провайдерам услуг и др.

    Организация WLL (RLL) на WRS

    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).
  • Для реализации этих услуг DECT CTA (FAU) обеспечивает абоненту WLL следующие интерфейсы:

  • двухпроводной аналоговый (1-12 портов на один передатчик);
  • четырехпроводной цифровой 64 кбит/с (1-12 портов на один передатчик);
  • широкополосной передачи данных по каналам 2B+D и 30B+D сети ISDN;
  • пакетной передачи данных со скоростью до 552 кбит/с через дополнительные порты (местная сеть на базе протоколов CSMA-CD, RS-232, Infrared, USB).
  • Для них рабочая группа RES-3R завершила анализ организации WLL с радиорелейными станциями (WRS). Эта дополнительная возможность определяется документами ETR 246 и спецификацией ETS 300 700 стандарта ETS 300765 RAP (стандарт профиля доступа DECT RLL). Функциональные возможности WRS аналогичны возможностям базовой станции. Работа WRS заключается в связывании двух радиоканалов DECT, каждому из которых отведен свой временной интервал. Применение WRS вдвое сокращает эффективность использования спектра за счет фактического выделения каждому подвижному абоненту двух частотных каналов, при этом дальность увеличивается более чем на 5 км (технический предел увеличения дальности связи составляет 10-15 км).

    Рекомендации ETR308 и ETR 310 содержат информацию о дальности, емкости и относительной эффективности доступа DECT RLL. Дальность связи (удлинение) совпадает с дальностью прямой видимости и при использовании 20 дБi антенного усиления (12 дБi в RFP и 8 дБi в CTA) составляет 5 км. Добавив однопролетный WRS, можно увеличить зону охвата еще на 5 км в одном из направлений.

    PP - portable part (портативная часть);
    TE - terminal equipment (терминальное оборудование);
    ES - extend site (расширение терминала);
    CTA - cordless telephone adapter (адаптер беспроводного телефона);
    FT - fixed terminal (неподвижный терминал);
    FP - fixed part (неподвижная часть);
    IWU - interworking unit (модуль взаимодействия);
    PT - portable terminal (портативный терминал).

    Во втором издании стандарта DECT введено усовершенствованное временное разделение каналов специально для СТА, что позволяет при том же радиооборудовании WRS увеличить дальность с 5 до 17 км (однако для этого требуются более громоздкие антенны).

    Использование WRS приводит к снижению телефонной емкости и целесообразно лишь в условиях низкой интенсивности трафика (порядка 20-60 Е/км2). Такой емкости достаточно для вторичной сети сельской связи.

    Передача данных

    Для организации интерфейса передачи данных DECT использует семейство профилей (А/В, С, D, E, F...), которые ориентированы на взаимодействие с локальными сетями, передачу данных мультимедиа и последовательную передачу данных. Профили имеют модульную структуру, тесно взаимосвязаны, обеспечивают аутентификацию и засекречивание. Возможности профилей и услуги передачи данных описаны в документе ETR 185. DECT обеспечивает высокочастотное уплотнение (n*24 кбит/с), поддерживая скорость передачи данных до 552 кбит/с (69 Кбайт/с). Работа над созданием профилей не завершена, и дальнейшее развитие возможностей DECT будет определяться новыми профилями.

    Передача голосового сообщения имеет естественный приоритет (за исключением профиля ISDN-64 и высокоскоростной изохронной службы передачи данных), при этом формирование вызовов осуществляется в промежутках между передачей пакетов, а приоритетность обеспечивается путем обязательного использования процедур приостановки и восстановления передачи.

    Для передачи данных предлагается диапазон скоростей 1,2-4,8 кбит/с. При высоком качестве канала (высокая направленность антенн в условиях прямой видимости и почти отсутствующее затухание при передаче) возможно увеличение скорости до 9,6 кбит/с. Такое значение скорости является типичным для всех радиотехнологий, в которых используется передача по модему для кодека со сжатием речи без помехозащиты, - таких как CT2 (бесшнуровой телефон второго поколения, Великобритания), PHS и PACS. Из всех стандартов только DECT предоставляет помехозащищенный (LU7) 64-кбит/с канал для передачи данных по протоколу V.34.

    Для ISDN определены два профиля - оконечного устройства системы (ES) и промежуточной системы (IS). Профиль ES обеспечивает услугу ISDN через FP, используя сигнализацию DECT, при этом FP и PP вместе эмулируют терминал ISDN. В профиле также определен характер взаимодействия радиоинтерфейса протокола DECT c сетевым интерфейсом протокола ISDN. Пользователь получает доступ к услугам через PP, а FP осуществляет взаимодействие с GAP, дополняя его основные функции. Профиль IS обеспечивает беспроводную связь между сетью ISDN и ISDN-терминалами (TE), связанными каналом (2B+D) в точке S в PT. Понятно, что такая схема может потребовать нескольких стандартных несущих DECT с уплотнением. Ведется разработка профиля c каналом (30В+D).

    Хотя услуга ISDN требует больших ресурсов системы DECT, за счет возможностей согласования ISDN-телефония обеспечивает ту же эффективность использования спектра, что и обычная телефония. При передаче данных заданного объема достигаются в 6 раз более эффективное использование спектра и меньшая степень загруженности оборудования, чем при передаче через телефонную линию.

    В профилях применяется комбинация защищенных и незащищенных каналов. Незащищенным считается дуплексный полнослотовый канал, способный передавать речь со скоростью 32 кбит/с без помехозащиты и BER не хуже 10-3. Защищенным является дуплексный канал с двойным слотом, передающий речь со скоростью 64 кбит/с с помехозащитой (помехозащита по схеме с запросом на повторную передачу и исправлением ошибок), что повышает скорость до 80 кбит/с и увеличивает помехоустойчивость с BER 10-3 до BER 10-8.

    Что касается эффективности ISDN-RLL, то поскольку осуществляется мгновенное выделение несущей, возможно различное число одновременно используемых В-каналов сети ISDN на радиоинтерфейсе. Например, CTA с одиночным радиоканалом может обслуживать PABX 20-25 абонентов, тогда как CTA с двумя радиоканалами способен обслуживать 60-70 абонентов (около 0,2 Е трафика на абонента). При использовании секторных направленных антенн, особенно при обеспечении прямой видимости, применение большого числа В-каналов достаточно эффективно.

    Сценарии развертывания и трафик

    Типичными городскими сценариями являются расширение фиксированной телефонной сети до новой жилой зоны, расположенной недалеко от существующего городского телефонного узла, и развертывание телефонной сети в новом населенном пункте или городском районе. Рассмотрим характерную для таких сценариев рабочую модель трафика.

    Число абонентов на 1 км2 колеблется от 500 (коттеджи) до 2000 (жилые 2-4-этажные многоквартирные дома); на каждый канал приходится 70 мE трафика, что составляет 35-140 E/км2 трафика на зону охвата. Самые большие значения трафика (140 - 280 E/км2) предполагаются для жилых многоквартирных 4-8-этажных домов уже существующей застройки; они нехарактерны для новых жилых домов. Деловой центр может иметь около 10 тыс. служащих на 1 км2. Общая плотность трафика составит 1500 E/км2 при среднем трафике 150 мE на служащего.

    Приблизительно 40% всего трафика приходится на офисные АТС, поэтому требуемая плотность - около 1000 E/км2. Если вторичные операторы, разворачивающие RLL, получат в районе 10% общего делового трафика (в основном обеспечивающего услуги передачи речи), то на DECT RLL должны прийтись 100 E/км2. Для организации RLL необходима емкость 100-150 Е/км2. В развивающихся странах до 30% городского трафика (главным образом, речь) может обслуживаться RLL. Это соответствует 300 E/км2. Экономически оправданно развертывание RLL-систем с 5-50 абонентами на 1 км2 без увеличения зоны охвата сверх 5 км и при использовании соответствующего антенного оборудования.

    Насколько целесообразно применение СТА в рамках анализируемых сценариев? Использование CTA в качестве вторичной сети сельской связи в основном обусловлено требованиями к зоне охвата. Сельский район может представлять собой значительную территорию, где небольшое количество зданий, сгруппированных в маленькие кластеры, размещено в пределах области размером 10 км2. В такой ситуации плотность абонентов внутри области составляет от 5 до 10 человек на 1 км2. Трафик, приходящийся на одного абонента в часы максимальной нагрузки, - 10 мE. Это означает, что общий объем трафика в области (зоне охвата) равен 0,35-3,5 Е/км2.

    Во вторичной сельской сети базовая станция (PP) соединяется с районным узлом связи одним или двумя двухмегабитными потоками, которые могут поддерживать 30-60 каналов, что обеспечивает 19 Е (271 абонент) или 45 Е (643 абонента) на каждую базовую станцию. В этом случае оптимальная модель ячейки - шестиугольная. Связанные с развертыванием CTA издержки на обеспечение связью 270 абонентов на каждую базовую станцию все еще превышают издержки на предоставление радиодоступа, поэтому при увеличении количества абонентов (более 270) стоимость развертывания сети снижается несущественно.

    Несколько операторов DECT могут совместно использовать общий спектр частот в рамках одной географической зоны почти без потери суммарного трафика, предлагаемого в этой области. При совместном использовании спектра частот, например, тремя операторами предлагаемый суммарный трафик увеличивается в 1,5-4,8 раза. Это определяет большую гибкость и высокую эффективность такого использования спектра.

    При изменении картины местного трафика любой оператор способен обеспечить повышение плотности трафика за счет увеличения плотности базовых станций, а соответственно, корректировки инфраструктуры сети. При этом необходимо отметить одно интересное свойство: если оператор повышает плотность базовых станций без увеличения плотности трафика, качество связи на его каналах не ухудшается, а количество помех, создаваемых им для других операторов этой зоны, остается прежним.

    При активной работе нескольких операторов в одном географическом районе совместное использование ими частотного диапазона обуславливает более эффективное использование спектра, чем при делении его между операторами. Однако при этом должны соблюдаться несколько условий: нужно, чтобы размеры ячеек разных систем не слишком различались и каждый из операторов работал в своем сегменте рынка (трафик увеличивается в 1,6 раза, если операторы делят между собой местный рынок услуг, и в 4,8 раза - при поддержке всего местного трафика одним оператором).

    Емкость системы (количество разворачиваемых микросот) ограничено предельным значением отношения сигнал/шум (ОСШ) при выборе абонируемого канала. При слишком малом значении сигнала система не может выбрать канал по минимальному ОСШ: оно одинаково для нескольких базовых станций сразу, поэтому вызов блокируется. На практике минимальное расстояние, на которое передается сигнал, составляет 10-15 м при размещении базовых станций внутри помещения.

    Исследования рабочей модели показывают, что можно использовать имеющийся спектр частот с максимальной эффективностью, если операторы разных сетей эксплуатируют ячейки примерно одинакового размера. Лучше всего поделить имеющуюся инфраструктуру административно на местном уровне, обеспечив возможность структурирования идентификации (т. е. передачи информации о праве доступа к определенной базовой станции от нескольких операторов).

    Если антенное оборудование установлено на крышах зданий, размеры ячеек разных сетей сильно отличаются друг от друга, а в сети с маленьким размером ячеек наблюдаются большие объемы трафика, то в сети с более крупными ячейками может до недопустимых пределов повыситься вероятность блокирования вызова. Бороться с этим оператор данной сети сумеет, лишь создав более плотную инфраструктуру сети, не уступающую плотности сети другого оператора. Модельные испытания показывают, что даже при девятикратной разнице в размерах ячеек удается добиться примерно равного доступа к ресурсам обеих сетей, если каждый оператор отказывается от использования одной из несущих частот. Даже при таком сценарии результирующая емкость частотного диапазона окажется в 1,6 раза большей, чем при жестком разделении диапазона между операторами.

    Для разрешения конфликтов в системах на основе DECT целесообразно иметь настраиваемую и управляемую программным обеспечением систему выделения каналов. Это позволит решать конфликты регуляционными, а не административными методами.

    При установке RLL-блока на крышах нет иного выхода, кроме отказа от конфликтного канала (нужно взаимно отказаться от использования одинакового количества (двух) рабочих каналов (разных), что позволяет не делить поделить частотный диапазон. В случае со многими операторами при жестком разделении спектра потеряется слишком большая его часть. На практике жесткое разделение спектра приведет к тому, что предельный уровень отказа от каналов, скажем, четырех операторов будет эквивалентен по потерям спектра делению всего частотного диапазона между не четырьмя, а только двумя операторами.

    Максимально допустимые значения трафика зависят от ширины выделенного частотного диапазона и степени взаимоперекрытия секторов действия антенн. На основании модельных испытаний пользователям общего частотного диапазона можно предложить ограничить трафик любой ячейки - будь то равномерно загруженная по всем направлениям ячейка или ее сектор - до величины 10-20 Е (полнослотовые дуплексные каналы или их эквивалент). Несоблюдение этого правила приводит к уязвимости периферии ячеек (с точки зрения эффективности зоны охвата), которая обусловлена помехами, создаваемыми другими пользователями данного частотного диапазона. Моделирование RLL приводит к цифре 57 Е на базовую станцию для антенны с шестью секторами, что соответствует примерно 10 Е на каждый сектор. Из-за наложения границ секторов последняя величина может возрасти до 20 Е .

    Оператор должен контролировать трафик и отслеживать возможность блокирования системы, поэтому дадим некоторые рекомендации по корректировке инфраструктуры при возросшем объеме трафика:

  • при магистральном ограничении пропускной способности системы необходимо увеличить радиоресурсы;
  • при выявлении тенденции к блокированию трафика помехами нужно повысить плотность базовых станций путем увеличения количества секторов на станциях или количества самих станций;
  • важно, чтобы оператор не увеличивал плотность своих базовых станций исключительно в ответ на рост трафика других операторов в этой зоне.
  • Методы разрешения напряженных ситуаций с трафиком были смоделированы, проанализированы и сведены в рекомендации ETR 310. Эти рекомендации имеют прикладное значение и особенно важны для систем общего пользования с высокой плотностью трафика.

    Прослеживается следующая тенденция изменения трафика: в течение ближайших нескольких лет его плотность удвоится и достигнет 200-300 E/км2 (в связи с ростом количества предлагаемых услуг по передаче данных). При этом не рассматриваются изменения трафика, идущего от эпизодического пользователя.

    Сравнение с другими беспроводными системами

    Некоторый интерес представляет сравнение DECT и PHS. PHS (переносные системы связи общего пользования) - это японский стандарт, который его разработчики считают аналогом и конкурентом DECT. Основанные на этом стандарте услуги за пределами Японии не оказываются, лишь фирма NEC предлагает общий доступ по RLL с той же дальностью, которую обеспечивает DECT (5 км). С точки зрения анализа рынка представляет интерес тот факт, что PHS (продукты на его основе начали продаваться раньше, чем продукты DECT-технологии) получил широкое признание в Японии, куда было поставлено более 4,2 млн аппаратов для пешеходного населения в течение чуть более года.

    Как уже отмечалось выше, DECT-телефония для пешего абонента выходит на рынок Италии, где разворачивается быстрыми темпами - и это при условии, что правовая база ее коммерческой эксплуатации только создается.

    Не вдаваясь в подробности, можно отметить, что PHS ( как и все другие разработки подобного рода) имеет существенный недостаток - постоянную привязку несущих частот. Это делает систему в целом менее помехозащищенной, чем при динамическом распределении диапазона, что не компенсируется сокращением времени на установку частоты несущей (поскольку нет необходимости в выборе канала подвижными средствами). Возможности DECT по работе с мультимедийными приложениями не оставляют PHS никаких шансов.

    Однако стоит сказать и о недостатках DECT, а также принятых в нем компромиссах. Технология DECT имеет худшие, чем в PHS, показатели допуска на временное рассеяние. Допуск на время рассеяния - важный параметр, который определяет стоимость инфраструктуры в условиях низкой плотности трафика для приложений, используемых вне помещений. Допуск на распространение задержки в DECT (эффективное значение задержки при высокой плотности базовых станции составляет 200 нс), правда, достаточен для того, чтобы не ограничивать потенциальные технические и экономические возможности в следующих инфраструктурах: больших промышленных зонах (открытые и закрытые помещения), зонах CTM с 300-400-метровыми интервалами между базовыми станциями, 5-километровых (или более) зонах распространения сигнала от радиорелейных станций, всех зонах с малой напряженностью поля и экстремальным значением времени распространения. Кроме того, задержка может быть компенсирована за счет установки беспроводной ретрансляционной станции WRS.

    Сейчас широко рекламируются системы с кодовым разделением каналов (CDMA), особенно системы IS-95, поэтому имеет смысл провести сравнение последней с DECT при использовании в местной сети. (Большинство публикаций по данному вопросу принадлежат сторонникам и разработчикам CDMA, поэтому сведения могут быть не вполне объективными. Вообще говоря, подобные сравнения справедливы только для оценки максимальной емкости соты DECT, окруженной множеством других сот, а в случае одиночной соты неуместны.

    Все расчеты проводились путем моделирования, причем одна и та же фирма осуществляла на основе выбранного сценария развертывания моделирование как для DECT, так и для IS-95. Сценарий развертывания CDMA базировался на следующей конфигурации системы: ячейка из трех секторов с семью несущими частотами CDMA в выделенном частотном диапазоне шириной 20 МГц, скорость передачи речи 8 кбит/с. Постаравшись быть как можно более объективными, сделаем осторожные выводы.

    При передаче речи емкость зоны CDMA по меньшей мере в 2-3 раза выше емкости системы DECT, однако DECT больше подходит для услуг передачи данных. Надо также отметить, что IS-95 непригодна для ISDN и мультимедийных приложений, что роняет ее престиж как технологии последнего поколения.

    Самым важным недостатком IS-95 можно считать то, что два или более операторов не могут совместно использовать спектр в одной географической зоне. Необходимо делить его между операторами, а кроме того, выделять специальные промежуточные полосы защиты. Два оператора CDMA могут совместно использовать тот же спектр в смежных географических областях только за счет уменьшения емкости. Кроме того, при наличии выделенного спектра для WLL IS-95 в том же спектре допустимо присутствие и WLL DECT.

    Совместное применение операторами CDMA и DECT одного спектра в соседних географических областях возможно при некотором уменьшении телефонной емкости и координировании размеров зон/сот в пограничных областях. На это затрачиваются меньшие или такие же усилия, как в уже описанной ситуации совместного использования спектра двумя операторами CDMA.

    Для речевых услуг использование технологии CDMA оказывается вдвое более рентабельным при очень низкой плотности абонентов. Применение DECT, в свою очередь, в два раза рентабельней для районов со средней и высокой плотностью абонентов. Точка излома рентабельности - 7 абонентов на 1 км2.


    Обзор по материалам компании Ericsson подготовила к. т. н. Ольга Варламова

    Фирмы-изготовители оборудования DECT

  • Siemens Technologies
  • Ericsson Technologies
  • Philips Technologies
  • Alcatel Technologies
  • Lucent Technologies
  • Panasonic Technologies
  • Ascom Technologies
  • National Semiconductor
  • Texas Instruments
  • VLSI Technology
  • Alps
  • Dancall
  • Symbionics
  • Quante
  • Hagenuk
  • Kathrein
  • MBO
  • Heibel
  • Grundig
  • Deutsche Telekom
  • British Telecom
  • Murata
  • Analog Devices
  • Assman
  • Bosch
  • Tiptel
  • Swatch
  • Schnider
  • Debtel
  • Goldtron
  • Insip
  • Kirk
  • Loewe
  • Olivetti
  • Samsung
  • Sanyo
  • Sharp
  • Shyarn
  • Sinoca
  • Telson
  • Topcom
  • Zodiac

  • DECT в Нижегородской области

    7 августа в поселке Вад Нижегородской области начала функционировать система радиодоступа DRA 1900 производства компании Ericsson. Система, работающая в стандарте DECT и предназначенная для обслуживания 6 тыс. местных жителей, была установлена всего за два месяца. Контракт, заключенный между Нижегородским АО "Связьинформ" и компанией Ericsson во время выставки "Связь-Экспокомм' 97", предусматривает установку оборудования DRA 1900 и в деревне Медян, население которой составляет 1000 человек. Выступая на церемонии открытия системы, председатель Госкомитета РФ по связи и информатизации Александр Крупнов выразил надежду, что DECT-технология послужит развитию телекоммуникаций вне больших городов и позволит уйти от дорогостоящей и трудоемкой прокладки кабельных сетей.


    Плотность абонентов в зависимости от зоны охвата (расстояния между базовыми станциями) для сельской сети связи

    Расстояние между базовыми станциями, км При 271 абоненте на базовую станцию, аб./км2 При 643 абоненте на базовую станцию, аб./км2
    1,7 104 247
    3,5 26 62
    5,2 12 27
    6,9 6,5 15
    8,7 4 10
    17 1 2,5

    Сравнение возможных услуг, предоставляемых DECT и IS-95 (на базе CDMA) для сельской WLL с одинаковым частотным ресурсом

    Параметр WLL DECT IS-95 (CDMA)
    Передача речи 85 E (скорость передачи 32 кбит/c) 158-248 E (скорость передачи 13 кбит/с)
    Прозрачный модем До 28,8 кбит/с -
    Канал ИКМ 64 кбит/с + -
    ISDN + -
    Пакетная передача данных До 552 кбит/с 9,6 кбит/с (в перспективе до 14,4 кбит/с)
    Радиус зоны охвата До 5 км Больше 5 км

    Поделитесь материалом с коллегами и друзьями