63847 (589057), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Для организации мобильной телефонной связи на предприятии, в офисе или в домашних условиях могут применяться различные системы.
Сотовые системы связи (GSM, AMPS, JDT) обеспечивают высокую спектральную эффективность подвижных сетей. Цифровые системы макросотовой связи используют временное разделение каналов и отвечают требованиям современных информационных технологий.
Беспроводные телефоны общего пользования (СТ) могут в ряде случаев составить конкуренцию сотовой связи. Однако для обычных систем (СТ-1) характерны низкое качество связи и отсутствие секретности передачи речевых сообщений. Эти недостатки устранены в новых системах микросотовой связи стандартов Ст-2, DECT, PACS,PHS.
В 1985 г. был создан первый стандарт бесшнуровой телефонии СТ-1 (Cordless Telephony). Системы СТ-1 работают в диапазоне частот 825-837 МГц, в котором размещается 10 радиоканалов. В стандарте реализован метод частотного разделения каналов
(FDMA). Количество дуплексных каналов – 40. Связь абонентского терминала с индивидуальной базовой станцией осуществляется через свой идентификационный код. Однако, как уже было отмечено выше, основным недостатком этого стандарта является невозможность обеспечения секретности передачи информации.
Системы стандарта СТ-2 работают в диапазоне частот 864,1-868,1 MГц, в котором размещается 40 радиоканалов, каждый с шириной полосы 100 кГц. СТ-2 использует метод многостанционного доступа с частотным разделением каналов (FDMA). Это первый стандарт беспроводной телефонии, в котором реализован дуплекс с временным разделением приема и передачи (TDD). Скорость цифрового потока в радиоканале 72 кбит/с. Стандарт предполагает применение кодека АДИКМ со скоростью передачи 32 кбит/с, что обеспечивает высокое качество передаваемой речевой информации. Средняя излучаемая мощность составляет 5 мВт (пиковая 10 мВт). СТ-2 обеспечивает конфиденциальность переговоров и лучшее, чем СТ-1 качество приема речевых сообщений. На российском рынке сегодня представлено оборудование систем СТ-2 производства Siemens, Ericsson, Luseni Tehnologies, Goodwin, "Информтехника и связь" и др. Стандарт не ориентирован на передачу данных, поэтому СТ-2 подходит тем пользователям, которые планируют передавать только речевой трафик, и не собираются расширять возможности системы внедрением дополнительных приложений и функций.
Система PACS (Personal Access Communications System) стандартизирована в 1996 г. и предназначена для предоставления беспроводной связи в общей полосе частот 2x60 МГц выделенных Федеральной комиссией связи США для сетей персональной связи. Функционально PACS являемся близким аналогом DECT, но ориентирована на использование в рамках принятого в США распределения спектра частот и концепции развития персональной связи. В Европе данная система практически не применяется (также, как и другие американские стандарты: PWT - Personal Wireless Telecommunications и WDCT - Worldwide Digital Coldless Telephone).
PHS (Personal Handyphone System) изначально разрабатывалась для организации персональной мобильной связи с малыми размерами ячеек (пикосот) на территории с высокой плотностью трафика для пешеходов и для создания сетей беспроводною доступа. Для системы выделена полоса частот 23 МГц в диапазоне 1,9 ГГц. Ее появление было вызвано необходимостью обеспечения мобильными средствами связи жителей Японии, где средняя плотность населения составляет 317 человек на 1 км2. PHS была сдана в коммерческую эксплуатацию на территории Японии в 1995г., через два года ею было оснащено уже 3 млн. абонентов, а к 2005 г. предполагается обеспечить услугами системы более 20 млн. человек. PHS поддерживает такие особые функции, как регистрация местоположения, аутентификация и «эстафетная передача».
У систем стандарта PHS существует ряд преимуществ по сравнению с другими известными стандартами, причем некоторые из этих преимуществ уникальны:
- у переносных телефонных аппаратов PHS незначительный вес (некоторые модели весят менее 80 г), в среднем они в два раза легче традиционных сотовых телефонов. В основном, это обеспечивается за счет легкости элементов питания - потребление энергии PHS - устройств невысокое, мощность передатчика не превышает 10 мВт. Как следствие, на одном комплекте батарей аппараты функционирует в несколько раз дольше сотового телефона (около 5 ч в режиме разговора и около 400 ч в режиме ожидания);
- на рынке аппаратуры стандарта PHS присутствует несколько десятков фирм-производителей (в том числе такие крупные, как NEC, Motorola и AT&T). Помимо переносных телефонных аппаратов и сотовых станций они предлагают широкий спектр PHS устройств в том числе "домашние станции" - стационарные сотовые станции для домашнего пользования;
- в PHS, как и в стандарте DECT, скорость передачи данных составляет 32 кбит/с. Это позволяет, в частности, применять системы PHS для высокоскоростного доступа в Интернет, передачи видеоизображения, доступа к базам данных. Применяемая в PHS система кодирования речи позволяет обеспечить качество передачи голоса на уровне традиционных телефонных сетей;
- стандарт PHS предполагает возможность его применения в беспроводной домашней и бизнес телефонии, в системах абонентского беспроводного доступа (Wireless Local Loop - WLL), в переговорных устройствах;
- отсутствие необходимости планирования частот;
- емкость сот PHS превышает емкость сот DECT.
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).
Цифровая усовершенствованная беспроводная связь (DECT) - это стандарт цифрового радиодоступа, очень эффективно использующий полосу радиочастот и открывающей все новые приложения беспроводной связи для дома, офиса и частных локальных коммерческих зон (аэропортов, вокзалов, торговых центров, банков, бирж и др.). Он обеспечивает своим пользователям устойчивую высококачественную связь, защищенную от несанкционированного доступа. Стандарт поддерживает речевую и факсимильную связь, а также передачу данных.
Высокая эффективность использования выделенного частотного диапазона достигается за счет отказа от закрепленных частотных каналов. Это становится возможным благодаря процедуре полнодоступного мгновенного динамическою выбора свободного канала с оценкой его помехоустойчивости. Такая процедура позволяет устанавливать базовые станции ближе друг к другу без потерь в качестве.
Большинство поставок DECT оборудования - системы для дома и малого офиса. DECT доказал, что является эффективным для рынка потребителей с невысокими доходами, продемонстрировав потенциал для дальнейшего снижения цен. В этом сегменте рынка осуществлялись, в основном, поставки в конфигурации "одна базовая станция - одна трубка". Цены для данных конфигураций достигли уровня, при котором DECT становится чрезвычайно интересным для пользовательского рынка. Потребители заменяют свои старые беспроводные телефоны более низкого качества телефонами DECT или покупают свой первый полностью цифровой беспроводной телефон DECT, так как они чувствуют уверенность в его качестве, уровне защищенности и универсальности. Неудивительно, что на мировом рынке производства и потребления систем фиксированного радиодоступа система DECT занимает одно из лидирующих мест. Чрезвычайно привлекательна также перспектива легкой трансформации беспроводного телефона DECT в "домашнюю АТС" путем простого добавления дополнительных трубок.
DECT - очень перспективная технология не только для европейского, но и для мирового рынка. Это открытый, развивающийся стандарт, обеспечивающий органичное взаимодействие с существующими сетями связи и поддерживающий большое количество приложений и услуг. В настоящее время разрабатываются расширения стандарт DECT, предназначенные для обеспечения пакетной передачи данных (DPRS), доступа в Интернет (DIAP), поддержки услуг мультимедиа (DMAP).
Приведем отличительные достоинства системы DECT:
- цифровая технология ТDМА, используемая в стандарте DECT, обладает высокой помехоустойчивостью и позволяй беспроводным системам обрабатывать до 2000 пользователей на площади 1 км2;
- перед передачей речь кодируется с использованием 32 кбит/с ADPCM (Адаптивная Дифференциально-Импульсная Кодовая Модуляция). Таким образом, получаемое качество не отличается от качества обычного телефона;
- методы шифрования, используемые в стандарте DECT, делают подслушивание практически невозможным;
- системы в стандарте DECT имеют мощность излучения на трубке всего 10 мВт;
- телефоны стандарта DECT используют технологию прерывистой передачи, что существенно снижает потребление энергии. Большинство моделей телефонов стандарта DECT могут работать до 9 часов в режиме разговора и до 45 часов в режиме ожидания (эти цифры могут широко варьироваться в зависимости от производителя изделия);
- при использовании систем в стандарте DECT пользователь во время разговора может перемещаться из зоны действия одной ячейки (соты) в зону действия другой ячейки, причем связь при этом не прерывается;
- наряду с передачей голоса стандарт DECT позволяет осуществлять беспроводную передачу данных, что дает возможность организовать на базе систем телекоммуникаций беспроводные Локальные Вычислительные Сети (LANs), которые будут использовать ресурсы совместно с беспроводными телефонами.
В перспективе предполагается, что системы в стандарта DECT смогут связываться с другими телекоммуникационными сетями. В стадии завершения находится проект связи систем в стандарте DECT с сетями стандарта GSM.
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 станций составляет 200 нс), правда, достаточен для того, чтобы не ограничивать потенциальные технические и экономические возможности в следующих инфраструктурах: больших промышленных зонах (открытие и закрытие помещения), CТM с 300-400-метровыми интервалами между базовыми секциями, 5-километровых (или более) зонах распространения сигнала от радиорелейных станций, всех зонах с малой напряженностью поля и экстремальным значением времени распространения. Кроме того, задержка можем быть компенсирована за счет установки беспроводной ретрансляционной станции WRS.
Основные параметры систем DECT и PHS приведены ниже (таблица 1.1).
Россия как часть Европы не может находиться в стороне от общих тенденций развития европейского рынка средств подвижной связи. В последние годы стандарт DECT занял ведущие позиции на рынках бесшнуровых телефонов, микросотовых и пикосотовых бизнес-систем, а также абонентского радиодоступа. Мировая статистика рынка беспроводных средств связи свидетельствует о неуклонном росте объемов поставок оборудования DECT. В 2000 году суммарный мировой объем поставок оборудования DECT достиг уровня 28 млн. единиц.
Таблица 1.1- Технические характеристики систем DECT и PHS
№ | Параметр | Значение | |||
DECT | PHS | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | ||
1 | Рабочий диапазон частот, МГц | 1880-1900 | 1895-1907 | ||
2 | Количество частот | 10 | 40 | ||
3 | Разнос частот, МГц | 1,728 | 0,3 | ||
4 | Метод доступа | TDMA/TDD | TDMA/TDD | ||
5 | Число каналов на одну частоту | 12 | 4 | ||
6 | Метод модуляции | GMSK | QPSK | ||
7 | Метод сжатия речи | ADPCM | ADPCM | ||
8 | Выходная мощность радиоблоков, мВт | 10 | 10 | ||
9 | Основные регионы применения | Европа | Япония, Азия |
Есть все основания полагать, что прогресс в смежных областях телекоммуникационного рынка (переход на оптические линии связи взамен существующих медных, предоставление полнофункциональных услуг ISDN, развитие инфраструктуры глобальных информационных сетей и многое другое) приведет к тому, что аппаратура DECT получит в России более широкое распространение, чем в данный момент. Еще одним фактором, положительно влияющим на распространение этого стандарта в России является то, что в соответствии с решением ГКЧР для эксплуатации и производства аппаратуры DECT не требуется разрешения Госсвязьнадзора. Нормативные документы, которые регулируют применение систем DECT и всего оборудования, связанного с ним, приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2 – Нормативные документы, регулирующие применение DECT в России
Об использовании полосы частот 1880-1900 МГц для оборудования беспроводной телефонной связи технологии DECT | Решение ГКРЧ России | Протокол № 39/7 от 26.08.96 | «СвязьИнформ» №8 1996 г., стр. 120-122 |
О порядке внедрения оборудования DECT на российских сетях электросвязи | Приказ Министерства связи Российской Федерации | Приказ № 128 от 13.11.96 | «СвязьИнформ» №11 1996 г., стр. 23-25 |
Об использовании полосы частот 1880-1900 МГц для оборудования DECT | Решение ГКРЧ России | Протокол № 6/2 от 27.04.98 | «СвязьИнформ» №4 часть 1, 1998 г., стр. 25-26 |
Различные WLL системы DECT.
В настоящее время перед руководителями организаций, предприятий, офисов, находящихся в пригородной зоне, сельской местности, в труднодоступных районах, а также в районах с неразвитым или физически изношенным кабельным хозяйством, часто возникает проблема обеспечения персонала телефонной связью. Это касается также и операторов ГАТС, оказывающих услуги связи населению. Для решения указанной проблемы, так называемой проблемы «последней мили», часто используется аппаратура уплотнения абонентских линий. Однако ее применение не всегда эффективно, поэтому были разработаны системы беспроводного абонентского доступа WLL. Термин WLL (Wireless Local Loop) дословно означает «бесшнуровый (беспроводной или радио) абонентский шлейф».