Радиус действия dect. Описание стандарта DECT

Телефон стандарта DECT

• Диапазон радиочастот, используемых для приёма/передачи - 1880-1900 МГц в Европе , 1920-1930 МГц в США .
• Рабочий диапазон (20 МГц) разделён на 10 радиоканалов, каждый по 1728 КГц.
• Максимальная мощность станции и телефонных трубок в соответствии со стандартом - 10 мВт .

Влияние на здоровье

Телефоны DECT, как и любые другие радиоизлучающие устройства, не являются абсолютно безопасными для здоровья потребителя. Не изучены все спектры волнового воздействия в разных режимах работы.

Германское учреждение по защите от вредных излучений (нем. Bundesamt für Strahlenschutz ), исходя из того, что DECT-телефоны оказывают пагубное воздействие на здоровье человека, выдвинуло требование к производителям беспроводных телефонов производить телефоны с регулируемой функцией связи телефона-трубки и его станции. Эти телефоны получили название Eco-DECT .

См. также

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

Что такое стандарт DECT, и чем телефоны DECT отличаются от обычных радиотелефонов, которые были раньше?

DECT – цифровой стандарт беспроводной связи. Он обеспечивает своим пользователям устойчивую высококачественную связь, защищенную от несанкционированного доступа. По сравнению с радиотелефонами, которые были раньше, DECT обеспечивает безопасность использования радиотелефонов за счет шифрования и частой смены кода шифрования во время разговора. Также, качество связи существенно выше и не создаются помехи телевизорам и радиоприемникам. Кроме того, DECT предлагает использование нескольких трубок с одной базой, причем можно одновременно использовать трубки разных производителей.

На каком расстоянии от базы будет работать трубка?

Все будет зависеть от того, где размещена базовая станция. Приблизительное расстояние, на котором будет работать трубка - это 30-50 метров в помещениях. По прямой (без перегородок и стен) между базой и трубкой связь может оставаться на расстоянии до 300 метров.

Насколько безопасны телефоны DECT с точки зрения подключения к линии посторонних абонентов?

Изначально технология DECT позиционировалась как наиболее защищенная от несанкционированного подключения из-за постоянной смены кодов шифрования сигнала. Однако по непроверенным даннымвозможность прослушать разговор с такого телефона все-таки сохраняется, правда, для этого необходимо очень редкое и дорогостоящее оборудование, и его использование обычными злоумышленниками не оправдано.

Есть ли в телефонах DECT функция определителя номера?

В большинстве моделей функция определителя номера есть. По технологии, есть два варианта реализации этой функции: АОН и Caller ID.

Чем отличаются режимы определения номера АОН и Caller ID?

АОН принят в странах СНГ, а Caller ID это совокупность двух стандартов, принятых в остальных странах (FSK и DTMF). Caller ID определяет абонента до соединения, АОН определяет номер уже после соединения. Если работает АОН, при вызове слышно сначала редкие длинные гудки, затем щелчок и снова редкие длинные гудки. Это значит, что сработал определитель, связь уже установлена, и позвонившему абоненту будет выставлен счет за этот "разговор", даже если трубку никто не снял. Если работает CallerID, то звонящий слышит только редкие длинные гудки. Такой определитель ничем не выдает себя, и тарификация разговора начинается с момента поднятия трубки, а не с момента определения номера.

Могу ли я в России использовать телефоны DECT с определителем номера типа Caller ID?

Да, можете. Но нужен специальный переходник (адаптер), который сможет переделать сигнал Российской телефонной линии в зарубежный стандарт, понятный такому аппарату.

Да, такая услуга предоставляется, для этого телефон должен поддерживать функцию отправки SMS, а АТС должна быть не аналоговой, а цифровой.

Если я куплю 2 разных телефона DECT, будут ли они работать от одной базы?

Телефоны DECT в большинстве своем поддерживают совместимость друг с другом даже среди разных производителей. Если база телефона поддерживает одновременную работу с несколькими трубками, то трубки разных телефонов через одну базу можно соединить с одним телефонным номером. Есть исключения: встречаются телефоны, совместимые только с трубками того же производителя, а некоторые бюджетные модели не совместимы с другими вообще.

Можно ли звонить с трубки на трубку без базы (что такое функция walkie-talkie)?

Да, в некоторых трубках есть функция walkie-talkie, она позволяет использовать две трубки как рации и разговаривать по ним минуя "базу" (т.е. напрямую). Можно даже уйти далеко от базы, например в лес за грибами, но при этом расстояние между трубками редко достигает 100 метров. В чистом поле оно увеличивается до 200-250 метров. Обязательное условие работы трубок в этом режиме – трубки нужно "прописать" на одной и той же базе (они должны понимать одну базу).

Можно ли заменить аккумулятор в трубке самостоятельно?

Да, можно. Для этого вам нужно купить подходящий по типу аккумулятор. Если аккумулятор в трубке подсоединен проводами, то важно запомнить расположение проводов по цвету (их всего два, и достаточно запомнить, куда подключается красный). Если аккумулятор пальчиковый, то просто нужно соблюдать полярность ("+" и "-").

Возможно ли с DECT телефоном использовать Handsfree гарнитуру?

Да, это возможно. Но следует помнить, что, как правило, в Dect телефонах используется гарнитура с разъемом 2,5 мм. Некоторые современные модели, поддерживают Bluetooth, это позволяет подключать к телефону беспроводную гарнитуру.

Есть ли в Dect телефонах автоответчик?

Да, во многих современных Dect телефонах предусмотрена функция автоответчика. Автоответчик цифровой и информация, оставленная звонящими абонентами храниться в памяти телефона. Как правило, устройства сохраняют до 20 минут записанной информации. Определить поддержку данной функции достаточно легко - на корпусе телефонной базы будут размещены управляющие кнопки: воспроизведения/паузы, регулировки громкости и перемотки назад и вперед, как в портативных плеерах.

Спрашиваемые термины по теме:

DECT - Цифровой стандарт беспроводной связи. Обеспечивает устойчивую высококачественную связь, защищенную от несанкционированного доступа. Стандарт DECT поддерживает речевую и факсимильную связь, а также передачу данных.

Repeater - Repeater (репитер - т.е. повторитель) - это устройство, позволяющее увеличить в 1,5-2 раза дальность действия DECT-радиотрубок.

SMS - система отсылки и приема коротких сообщений в сотовой сети, которая дает возможность владельцам сотовых (а иногда и проводных) телефонов обмениваться текстовыми сообщениями.

______________________________________________________________________

Аккумулятор - cуществует несколько типов аккумуляторов: никель-кадмиевые (NiCd), никель-металл-гидридные (NiMH), литий-ионные (Li-Ion). От того, какой аккумулятор установлен в аппарате, зависит не только его время работы без подзарядки, но и срок службы самого аккумулятора. См. NiCd, NiMH, LiIon.

1 Краткий обзор стандарта

DECT (англ. Digital Enhanced Cordless Telecommunication) - технология беспроводной связи на частотах 1880-1900 МГц с модуляцией GMSK (BT = 0,5), используется в современных радиотелефонах. Стандарт DECT не только получил широчайшее распространение в Европе, но и является наиболее популярным стандартом беспроводного телефона в мире благодаря простоте развёртывания DECT-сетей, широкому спектру пользовательских услуг и высокому качеству связи. По оценкам 1999 года, DECT принят более чем в 100 странах, а число абонентских устройств DECT в мире приближается к 50 миллионам. В Европе DECT практически полностью вытеснил беспроводные телефоны стандартов CT2, CT3; на других континентах DECT успешно конкурирует с американским стандартом PACS и японским PHS. Стандарт DECT в России для домашнего пользования не требует лицензирования (получения частотного решения ГКРЧ, разрешения Роскомнадзора).

Диапазон радиочастот, используемых для приёма/передачи - 1880-1900 МГц в Европе, 1920-1930 МГц в США. Рабочий диапазон (20 МГц) разделён на 10 радиоканалов, каждый шириной в 1728 КГц. Максимальная мощность станции и телефонных трубок в соответствии со стандартом - 10 мВт.

DECT относится к системам пакетной радиосвязи с частотно-временным разделением каналов (информация передаётся по радиоканалу в виде пакетов, организованных в кадры) и основана на технологиях:

TDMA - Time division multiple access (множественный доступ с временным разделением);

FDMA - Frequency division multiple access (множественный доступ с частотным разделением);

TDD - Time division duplex (дуплексный канал с временным разделением);

Обмен информацией производится кадрами с помощью временного разделения в каждом кадре. Каждый кадр длительностью 10 мс разделён на 24 временных интервала (ВИ, или слота англ. slot), причём первые 12 ВИ (0-11) служат для передачи пакетов в направлении ФЧ-ПЧ, а следующие 12 ВИ (12-23) для передачи пакетов в обратном направлении, ПЧ-ФЧ. Дуплексные каналы связи образуют последовательности из двух пакетов одного кадра с интервалом между ними в 12 ВИ. Передачу и приём информации в DECT ведут на одной частоте (дуплекс с временным разделением каналов). 16 кадров DECT объединяют в мультикадр. Все кадры DECT пронумерованы, номера кадров используют при шифрации сообщений и передают по вещающему каналу Q.

Передача соединения мобильного абонента от одной базовой радиостанции к другой во время разговора абсолютно незаметна для абонента (режим handover). При установлении соединения для разговора используются 2 из 24 временных слота в каждом кадре: один для передачи голоса, другой для приёма.

Реализация беспроводной связи (по стандарту DECT) происходит как в рамках аналоговой телефонии, так и IP-телефонии. Корпоративные радиотелефоны, работающие по принципу Voice over IP, являются одним из самых востребованных и быстрорастущих сегментов рынка IP-телефонии.

2 Структура DECT-систем

Ниже представлена стандартная схема структуры DECT-систем:

Контроллер предназначен для сопряжения системы DECT с внешними сетями, например, городской и/или учрежденческой АТС. При этом ЦКС, как правило, обеспечивает преобразование протоколов сигнализации между АТС и системой DECT. В некоторых случаях для этих целей используются специальные устройства – конвертеры протоколов. Кроме того, в ЦКС осуществляется преобразование речевой информации ADPCM ⇔ PCM при сопряжении по цифровым интерфейсам и ADPCM ⇔ аналоговый сигнал при сопряжении по аналоговым интерфейсам;

БС – Базовая станция (в иностранной литературе они называются – Radio Fixed Part) обеспечивают требуемое радиопокрытие. БС подключается к контроллеру по одной или двум парам проводов. Базовая станция представляет собой приемопередатчик, обеспечивающий одновременную работу по 4 – 12 каналам, работающий на две пространственно разнесенные антенны. БС выполняются в двух
вариантах – для внутреннего и наружного размещения;

УД – Устройства доступа представляют собой мобильную трубку или
стационарный абонентский терминал, который иногда именуется «радиорозеткой»;

Для увеличения зоны покрытия базовой станции может также применятся ретранслятор (репитер).

Стандартные характеристики современных систем DECT

3 Принцип MC/TDMA/TDD

Радиоинтерфейс DECT основывается на методологии радиодоступа с использованием нескольких несущих, принципа множественного доступа с временным разделением и принципа дуплекса с временным разделением (MC/TDMA/TDD). В стандарте DECT в выделенном
диапазоне 1880-1990 МГц используется 10 частотных каналов (MC - Multi Carrier). Временной спектр для DECT подразделяется на временные кадры (фреймы), повторяющиеся каждые 10 мс (рис. 3). Фрейм состоит из 24 временных слотов, каждый из которых доступен индивидуально (TDMA - Time Division Multiple Access).

В базовой речевой услуге DECT два временных слота - с разделением в 5 мс - образуют дуплексную пару для обеспечения 32 кБит/с соединений (ADPCM - адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция - G.726). Для реализации базового стандарта
6 DECT временной фрейм в 10 мс разделяется на две половины (TDD – Time Division Duplex) - первые 12 временных слотов используются для передачи БС (“связь вниз”), а остальные 12 - для передачи АРБ (“связь вверх”). Структурой TDMA обеспечивается до 12 одновременных голосовых соединений DECT (полный дуплекс) на каждую БС, что дает значительные ценовые преимущества по сравнению с
технологиями, позволяющими только одно соединение на БС (например, CT2). Благодаря усовершенствованному радиопротоколу, DECT может предлагать полосы частот различной ширины, соединяя несколько каналов в одну несущую.

3.1 Использование радиоспектра

При использовании принципа MC/TDMA/TDD для базовой спецификации DECT (10 частотных и 12 временные номиналов) устройству DECT в любой момент доступен общий ресурс из 120 дуплексных каналов. При высокой плотности установки базовых станций DECT (например, на расстоянии 25 м в идеальной модели покрытия в форме шестиугольника) с учетом низкого коэффициента повторного использования канала (C/I = 10 дБ) можно достичь емкости трафика для базовой технологии DECT приблизительно до 10 000 Эрланг/км2 при отсутствии необходимости частотного планирования. Инсталляция оборудования DECT упрощена, так как необходимо учитывать только требования к радиопокрытию и трафику.

3.2 Динамический выбор и динамическое выделение канала

Вместо частотного планирования используется механизм непрерывного динамического выбора и распределения каналов (CDCS/CDCA). Суть этого механизма заключается в том, что каналы выбираются динамически из всего набора каналов по таким показателям, как качество прохождения сигнала и уровень помех. Причем канал не закрепляется за соединением на все время, он может меняться по мере необходимости. Происходит это следующим образом. Каждая БС непрерывно сканирует приемные таймслоты всех 120 каналов, измеряет
уровень принятого сигнала (RSSI - Received Signal Strength Indicator) и выбирает канал с минимальным уровнем (свободный канал без помех). В этом канале БС излучает служебную информацию, которая, в числе прочих, содержит данные:
-для синхронизации АРБ;
- об идентификаторе системы;
- о возможностях системы;
- о свободных каналах;
- пейджинговую.
Анализируя эту информацию, АРБ находит свою БС и прописывается к ней. При выходе из зоны действия одной БС происходит поиск следующей. Таким образом, АРБ всегда прописан к той или иной БС своей или дружественной системы. Далее АРБ синхронно с БС
начинает непрерывно сканировать все 120 приемных таймслотов и измерять силу сигнала в каждом из них. Номера каналов с наименьшими RSSI заносятся в память. Одновременно в памяти находятся не менее двух таких каналов. При необходимости организации исходящей связи АРБ направляет запрос БС, в которой она в данный момент прописана, предлагая установить связь в одном из свободных, с
точки зрения АРБ, каналов. Если этот канал отвергается БС, то АРБ предлагает следующий из списка свободных. После согласия БС на установление соединения по одному из предложенных каналов происходит обмен сигнализационной и другой служебной информацией, а затем установление соединения и разговор. Организация входящей связи осуществляется аналогичным образом. АРБ непрерывно
анализирует "пейджинговое" сообщение на наличие «своего» входящего вызова. После распознавания входящего вызова АРБ посылает запрос на установление связи в одном из свободных каналов. Таким образом, выбор канала для установления соединения происходит
динамически и только по инициативе и под управлением АРБ. Этот механизм называется непрерывным динамическим выбором канала (CDCS). Канал, в котором происходит разговор, не является постоянно выделенным на все время соединения. По тем или иным причинам (например, ухудшение качества связи при перемещении АРБ в зону «тени») АРБ может сменить канал. При этом АРБ выбирает канал из
списка свободных и предлагает его БС. При согласии БС происходит переход на новый канал. Переход может происходить и по инициативе БС. При этом БС о своем желании перейти на новый канал сообщает АРБ, далее все происходит так, как описано выше, т.е. выбор нового
канала осуществляется АРБ.
Если в процессе соединения новый канал запрашивается у той же БС, то переход называется "intercell handover", а если у другой БС - то "intracell handover". Этот механизм называется непрерывным динамическим распределением каналов (CDCA). Хендовер в DECT системе происходит мягким способом. Это значит, что во время хендовсра между АРБ и системой одновременно работают два канала: «старый» и «новый». В какой-то момент времени информация между АРБ и системой передается одновременно по обоим каналам. Только после успешного перехода на «новый» канал происходит деактивация «старого». Надо отметить, что хендовер происходит не только при ухудшении качества связи или при разрыве соединения, но и в том случае, когда АРБ находит лучший с его точки зрения
канал. Таким образом, для соединения всегда используется лучший свободный канал.
Механизм CDCS/CDCA существенно отличает DBCT от сотовых систем связи: управление каналами осуществляется не центральным контроллером, а мобильными терминалами. Уникальная возможность DECT по динамическому выбору и распределению каналов
гарантирует использование только лучшего канала. Эта способность DECT позволяет сосуществовать нескольким системам в одной и той же полосе частот, при сохранении в каждой из них высокого качества и безопасности связи. Кроме того, этот механизм существенно
увеличивает емкость трафика системы за счет минимизации каналов с несколькими путями распространения. Особенно это важно для офисных приложений, где происходит многократное отражение радиосигнала от стен помещения. Метод MC/TDMA/TDD совместно с механизмом CDCS/CDCA обеспечивает высокую емкость DECT системам даже в условиях высокого трафика и сложной помеховой обстановки.
При этом высокого качества услуг добиваются без использования частотного планирования.

3.3 Разнесенные антенны

Хэндовер в DECT – это механизм ухода от каналов, подверженных воздействию помех, или каналов с низким уровнем сигнала. Однако хэндовер происходит недостаточно быстро, чтобы противодействовать ситуациям быстрого замирания. Для борьбы с быстрыми
интерференционными замираниям (БИЗ) стандартом DECT предусматривается механизм пространственного разнесенного приема. БИЗ возникают в результате интерференции нескольких лучей в точку приема, которая перемещается относительно БС. В результате чего
меняется разность хода между этими лучами и, как следствие этого, уровень суммарного сигнала претерпевает колебания, которые могут достигать 30 и более дБ. При использовании двух пространственно разнесенных антенн разность хода лучей от каждой из них в точке
приема будет различной. В офисных и WLL системах к каждой БС подключаются две коммутируемые пространственно разнесенные в горизонтальной плоскости антенны, причем разнос антенн в офисных системах приблизительно равен λ (длине волны), а в WLL системах –
10 λ. Поэтому эффективность этого метода в офисных системах сказывается при малых удалениях. В системах WLL АРБ стационарны и причина замираний заключается в воздействии эффекта рефракции на разность хода прямого и отраженного лучей. Из теории известно, что при разносе антенн на 10 λ и более суммарные сигналы, принимаемые каждой из антенн практически не коррелированны. Переключение антенн и выбор рабочего канала происходит под управлением АРБ.

4 Безопасность DECT-систем

В настоящее время все больше внимания уделяется проблемам защищенности систем связи к несанкционированному доступу. Стандарт DECT предусматривает меры защиты доступности телекоммуникационных систем, характерной для беспроводной связи. Перечень штатных услуг и процедур по обеспечению безопасности в системах стандарта DECT включает в себя:

Прописку АРБ;
- аутентификацию АРБ;
- аутентификацию БС;
- взаимную аутентификацию АРБ и БС;
- аутентификацию пользователя;
- шифрование данных.

4.1 Прописка АРБ

Прописка – это процесс, благодаря которому система допускает конкретный АРБ к обслуживанию. Оператор сети или сервис-провайдер обеспечивает пользователя АРБ секретным ключом прописки (PIN-кодом), который должен быть введен как в КБС, так и в АРБ
до начала процедуры прописки. До того, как трубка инициирует процедуру фактической прописки, она должна также знать идентификатор БС, в которую она должна прописаться (из соображений защищенности процедура прописки может быть организована даже для системы с
одной БС). Время проведения процедуры обычно ограничено, и ключ прописки может быть применен только один раз, это делается специально для того, чтобы минимизировать риск несанкционированного использования.

Прописка в DECT может осуществляться “по эфиру”, после установления радиосвязи с двух сторон происходит верификация того, что используется один и тот же ключ прописки. Происходит обмен идентификационной информацией, и обе стороны просчитывают секретный аутентификационный ключ, который используется для аутентификации при каждом установлении связи. Секретный ключ аутентификации не передается по эфиру.
АРБ может быть прописан на нескольких базовых станциях. При каждом сеансе прописки, АРБ просчитывает новый ключ аутентификации, привязанный к сети, в которую он прописывается. Новые ключи и новая информация идентификации сети добавляются к списку,
хранящемуся в АРБ, который используется в процессе соединения. Трубки могут подключиться только к той сети, в которую у них есть права доступа (информация идентификации сети содержится в списке). В процессе аутентификации любого уровня используется криптографическая процедура ""запрос-ответ"", позволяющая выяснить, известен ли проверяемой стороне аутентификационный
ключ.

4.2 Аутентификация АРБ

Аутентификация АРБ позволяет предотвратить его неправомочное использование (например, с целью избежать оплаты услуг) или исключить возможность подключения похищенного или незарегистрированного АРБ. Аутентификация происходит по инициативе БС при каждой попытке установления соединения (входящего и исходящего), а также во время сеанса связи. Сначала БС формирует и
передает запрос, содержащий некоторый постоянный или сравнительно редко меняющийся параметр (64 бита), и случайное число (64 бита), сгенерированное для данной сессии. Затем в БС и АРБ по одинаковым алгоритмам с использованием аутентификационного
ключа К вычисляется так называемый аутентификационный ответ (32 бита). Этот вычисленный (ожидаемый) ответ в БС сравнивается с принятым от АРБ, и при совпадении результатов считается, что аутентификация АРБ прошла успешно.

4.3 Аутентификация БС
Аутентификация БС исключает возможность неправомочного использования станции. С помощью этой процедуры обеспечивается защита служебной информации (например, данных о пользователе), хранящейся в АРБ и обновляемой по команде с БС. Кроме того, блокируется угроза перенаправления вызовов абонентов и пользовательских данных с целью их перехвата. Алгоритм аутентификации БС аналогичен последовательности действий при аутентификации АРБ. Взаимная аутентификация может осуществляться двумя способами:
- При прямом методе последовательно проводятся две процедуры аутентификации
АРБ и БС;
- Косвенный метод в одном случае подразумевает комбинацию двух процедур - аутентификации АРБ и шифрования данных (поскольку для шифрования информации необходимо знание аутентификационного ключа К), а в другом - шифрование данных с использованием статического ключа SCK (Static Cipher Key), известного обеим станциям.

4.4 Аутентификация пользователя

Аутентификация пользователя позволяет выяснить, знает ли пользователь АРБ свой персональный идентификатор. Процедура инициируется БС в начале вызова и может быть активизирована во время сеанса связи. После того, как пользователь вручную наберет свой персональный идентификатор UPI (User Personal Identity), и в АРБ с его помощью будет вычислен аутентификационный ключ К, происходит процедура, аналогичная последовательности действий при аутентификации АРБ.

4.5 Аутентификационный ключ

Во всех описанных процедурах аутентификационный ответ вычисляется по аутентификационному запросу и ключу аутентификации К в соответствии со стандартным алгоритмом (DSAA-DECT Standard Authentication Algorithm) или любым другим алгоритмом, отвечающим требованиям безопасности связи. Алгоритм DSAA является конфиденциальной информацией и поставляется по контракту с ETSI. Использование другого алгоритма будет ограничивать возможности абонентских станций, так как возникнут трудности при роуминге в сетях общего пользования DECT.

Аутентификационный ключ К является производной от одной из трех величин или их комбинаций, приведенных ниже.

1. Абонентский аутентификационный ключ UAK (User Authentication Key) длиной до 128 бит. UAK является уникальной величиной, содержащейся в регистрационных данных пользователя. Он хранится в ПЗУ абонентской станции или в карточке DAM (DECT Authentication Module).
2. Аутентификационный код АС (Authentication Code) длиной 16-32 бита. Он может храниться в ПЗУ абонентской станции или вводиться вручную, когда это требуется для проведения процедуры аутентификации. Необходимо отметить, что нет принципиальной разницы между параметрами UAK и АС. Последний обычно используется в тех случаях, когда требуется довольно частая смена аутентификационного ключа.
3. Персональный идентификатор пользователя UPI (User Personal Identity) длиной 16- 32 бита. UPI не записывается в устройства памяти абонентской станции, а вводится вручную, когда это требуется для проведения процедуры аутентификации. Идентификатор UPI всегда используется вместе с ключом UAK.

4.6 Шифрование данных

Шифрование данных обеспечивает криптографическую защиту пользовательских данных и управляющей информации, передаваемых по радиоканалам между БС и АРБ.

В АРБ и БС используется общий ключ шифрования СК (Cipher Key), на основе которого формируется шифрующая последовательность KSS (Key Stream Segments), накладываемая на поток данных на передающей стороне и снимаемая на приемной. KSS вычисляется в соответствии со стандартным алгоритмом шифрования DCS (DECT Standard Cipher) или любым другим алгоритмом, отвечающим требованиям криптографической стойкости. Алгоритм DSC является конфиденциальной информацией и поставляется по контракту с ETSI.

В зависимости от условий применения систем DECT могут использоваться ключи шифрования двух типов: вычисляемый – DCK (Derivation Cipher Key) - и статический – SCK (Static Cipher Key). Статические ключи SCK вводятся вручную абонентом, а вычисляемые DCK обновляются в начале каждой процедуры аутентификации и являются производной от аутентификационного ключа К. В ПЗУ абонентской станции может храниться до 8 ключей.

Статический ключ обычно используется в домашних системах связи. В этом случае SCK является уникальным для каждой пары ""абонентская /базовая станция"", формирующей домашнюю систему связи. Рекомендуется менять SCK один раз в 31 день (период повторения номеров кадров), иначе риск раскрытия информации существенно возрастает.

5 Организация протоколов DECT

5.1 Архитектура протоколов DECT

Архитектура протоколов DECT включает:
- физический уровень (PHL Layer);
- уровень доступа к среде (MAC Layer);
- уровень управления звеном передачи данных (DLC layer);
- сетевой уровень (NWK. layer);
- прикладные уровни (Application profiles)

5.2 Физический уровень

Первый уровень, PHL, обеспечивает среду для связи АРБ с БС и описан в стандарте ETS 300 174-2. Этот стандарт определяет параметры радиотракта DECT. В частности, в стандарте определены диапазон частот, излучаемая мощность, метод модуляции, структура временного разделения TDMA и др. Именно PHL уровень отвечает за механизм MC/TDMA/TDD.
Для обеспечения высокоскоростной передачи данных (до 2Мбит/с) базовый стандарт ETS 300 175 был дополнен методом высокоскоростной передачи на основе фазовой модуляции. Используются две схемы модуляции: 4-уровневая (π /4-DQPSK) и 8-уровневая (π /8-D8PSK). Высокоуровневая модуляция (4-х и 8-ми уровневая) используется только для модуляции информационного канала (данные пользователя), а для модуляции каналов синхронизации и управления используется частотная манипуляция. Таким образом, обеспечивается совместимость новых систем с высокоуровневой модуляцией с существующими системами. Каждый таймслот (рис. 4) содержит защитный интервал длительностью 25 мкс, 32 бита синхронизации (SYN), 64 бита управления (С) и биты данных (В). Поскольку биты синхронизации присутствуют в каждом физическом канале, синхронизация может проводиться перед каждым физическим каналом. Биты С и В образуют 2 логических канала соответственно для управления и передачи пользовательских данных (как в ISDN).

5.3 Уровень доступа к среде

Уровень доступа к среде отвечает за установление радиоканала между АРБ и БС. Основными функциями этого уровня являются:
- установление соединений;
- обеспечение сигнализации;
- управление хендовером.
Именно MAC уровень отвечает за "мягкий" хендовер и механизм CDCS/CDCA. Кроме того, MAC уровень обеспечивает канал для передачи пейджинговой информации и сигнализации.

5.4 Уровень управления звеном передачи данных

Уровень DLC отвечает за надежную передачу управляющей информации по физическому каналу. На этом уровне решаются задачи по:
- защите передаваемых данных от ошибок;
- управлению качеством физического соединения;
- управлению процедурой выбора канала на МАС уровне.
На уровнях MAC и DLC используются так называемые протокольные блоки данных, состоящие из:
- заголовка;
- поля данных MAC уровня;
-поля данных DLC уровня;
- циклического проверочного кода (CRC).
Заголовок сообщения определяет тип сообщения и тип DECT системы (домашняя, офисная или общего пользования). Кроме того, передается идентификатор системы, информация о поддерживаемых функциях системы и пейджинговая информация.

5.5 Сетевой уровень

Этот уровень отвечает за сигнализацию и осуществляет:
- управление уровнями MAC и DLC;
- управление вызовами;
- управление мобильностью (внешний хендовер, роуминг и т.д.);
- передачу информации с/без установления соединения;
- обеспечение ДВО.
Для обеспечения внутреннего хендовера не требуется участие третьего уровня, т.к. за это отвечает только второй уровень. В этом заключается основное (принципиальное) отличие DECT от GSM.

DECT - это стандарт цифрового радиодоступа, очень эффективно использующий полосу радиочастот и открывающий все новые приложения бесшнуровой 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 DECT поддерживает речевую и факсимильную связь, а также передачу данных. Кроме того, он разработан с учетом современных телекоммуникационных тенденций, таких как конвергенция фиксированных и мобильных сетей, интеграция речевой связи и передачи данных, мультимедийные услуги и одновременный сервис от нескольких операторов.

DECT укрепил свои позиции как глобальный стандарт беспроводного доступа - он принят (по состоянию на январь 1999 г.) более чем в 100 странах мира.

ПРЕИМУЩЕСТВА DECT

• Качество проводной линии связи - 32k ADPCM
• Самая высокая скорость передачи данных среди всех TDMA-стандартов
• Возможность создания различных систем на основе DECT:
  • домашние бесшнуровые многотрубочные системы, которые также подходят для малого офиса,
  • микросотовые беспроводные корпоративные системы (офисные и учрежденческие АТС с радиодоступом),
  • микросотовые системы общего пользования (СТМ),
  • системы фиксированного радиодоступа (WLL) и др.
• Сосуществование различных некоординируемых DECT-систем в общем частотном диапазоне без необходимости частотного планирования
• Совместимость оборудования разных производителей (при наличии GAP)
• Обеспечение перехода из соты в соту без разрыва соединения (хэндовер)
• Возможность обслуживания одной трубки в разных сетях (частных и общего пользования)
• Обеспечение большого трафика - до 10,000 Эрл/км.
• Совместимость с другими радиосистемами
• Отсутствие канала управления - устойчивость к радиопомехам
• Низкий уровень излучения - безопасность для здоровья

Современные АТС предоставляют функции, обеспечивающие совместную работу мобильных телефонов с мини-АТС, причем эти функции выполняются так, как будто пользователь мобильного телефона является внутренним абонентом УАТС. Это позволит достичь истинной мобильности в Вашей работе и будет особенно полезно в таких сферах деятельности как агентства недвижимости, страховые компании, юридические фирмы, службы доставки, строительный бизнес.

История стандарта DECT

Ещё в начале 1980-х годов, когда беспроводные аналоговые телефоны начали доходить до европейских рынков с Дальнего Востока, инженеры осознали что телефония станет лучше благодаря переходу от аналогового стандарта к цифровому.

К концу 1987 года появилось две технологии, стремящиеся к выполнению этой задачи: английский стандарт CT2 и шведский CT3. Но в целях единства Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI) принял решение о создании единого стандарта, который возьмёт лучшее от двух предшествующих. Так в 1992 г был официально опубликован новый беспроводной стандарт – DECT (англ. Digital Enhanced Cordless Telecommunications) – стандарт цифровой беспроводной связи. Этот стандарт радиодоступа эффективно использует полосу радиочастот и открывает новые приложения беспроводной связи для дома, офиса и частных локальных коммерческих зон.

Архитектура системы DECT

Рис. 1 Архитектура DECT-системы

Контроллер предназначен для сопряжения DECT-системы с внешними сетями, например, городской АТС. В некоторых случаях для этих целей используются специальные устройства – конвертеры протоколов.

БС – базовая станция DECT обеспечивает требуемое радиопокрытие. БС DECT подключается к контроллеру по одной или двум парам проводов. Она представляет собой приемопередатчик, обеспечивающий одновременную работу по 4 – 12 частотным каналам, работающий на две пространственно разнесенные антенны. БС DECT выполняются в двух вариантах – для внутреннего и наружного размещения.

УД – устройства доступа представляют собой телефон DECT или стационарный абонентский терминал, который иногда именуется «радиорозеткой».

Основные технические характеристики стандарта DECT

Табл. 1 Основные технические характеристики стандарта DECT

Рабочий спектр (частота DECT)	1880..1900 МГц
Количество несущих частот
Разнос частот	1.728 МГц
Метод доступа	MC/TDMA/TDD
Кол-во каналов на одну частоту	24 (12 дуплексных каналов)
Длительность фрейма	10 мс
Скорость передачи данных	1.152 Мб/с
Вид модуляции	GMSK (BT = 0.5)
	ADPCM
Допустимое отношение сигнал/шум	12 Дб
Мощность передатчика	10 мВт (средняя), 240 мВт (пиковая)

Радиоинтерфейс стандарта DECT основывается на следующих технологиях:

1) Multi Carrier – радиодоступ с использованием нескольких несущих;

2) Time Division Multiple Acces – принцип множественного доступа с временным разделением каналов;

3) Time Division Duplex – дуплексная связь с временным разделением.

Технология DECT использует 10 частотных каналов (MC - Multi Carrier) в диапазоне 1880-1900 МГц. Временной спектр для DECT подразделяется на временные фреймы, повторяющиеся каждые 10 мс. Фрейм состоит из 24 временных слотов, каждый из которых индивидуально доступен (TDMA - Time Division Multiple Access), слоты могут использоваться либо для передачи либо для приёма. Для облегчения реализаций базового стандарта DECT временной фрейм в 10 мс разделяется на две половины (TDD – Time Division Duplex); первые 12 временных слота используются для передачи фиксированной части («связь вниз»), а остальные 12 – для передачи носимой части («связь вверх») (рис. 2).

Рис. 2. Временной фрейм технологии DECT

Динамическое распределение и выбор канала в технологии DECT

Вместо частотного планирования сети используется механизм Непрерывного Динамического Выбора и Распределения Каналов (CDCS/CDCA). Суть этого механизма заключается в том, что каналы выбираются динамически из всего набора каналов по следующим показателям: качество прохождения сигнала и уровень помех. Причём канал не закрепляется за соединением на всё время, он может меняться по мере необходимости. Происходит это следующим образом:

Каждая базовая станция DECT непрерывно сканирует все 120 частотных каналов, измеряет уровень принятого сигнала (RSSI – Received Signal Strength Indicator) (низкие значения мощности сигнала означают свободные каналы без помех, а высокие значения означают занятые каналы или каналы с помехами) и выбирает канал с минимальным уровнем помех. В этом частотном канале базовая станция DECT излучает служебную информацию, которая, в числе прочих, содержит данные:

1) Для синхронизации телефона DECT;

2) Об идентификаторе системы;

3) О возможности системы;

4) О свободных каналах;

5) Пейджинг.

Анализируя эту информацию, телефон DECT находит свою базовую станцию и прописывается к ней. При выходе из зоны действия одной базовой станции DECT происходит поиск следующей. Т.о., телефон всегда приписан к той или иной базовой станции своей или дружественной системы. Далее телефон синхронно с базовой станцией начинает непрерывно сканировать все 120 каналов и измерять силу сигнала в каждом из них. Номера каналов с наименьшими RSSI заносятся в память. Одновременно в памяти находятся не менее двух таких каналов.

При необходимости организации исходящей связи телефон направляет запрос базовой станции DECT, к которой она в данный момент приписан, предлагая установить связь в одном из свободных, с точки зрения телефона, каналов. Если этот канал отвергается базовой станцией, то телефон предлагает следующий из списка свободных. После согласия базовой станции на установление соединения по одному из предложенных каналов происходит обмен сигнализационной и другой служебной информацией, а затем установление соединения и разговор.

Организация входящей связи осуществляется аналогичным образом. Радиотелефон DECT непрерывно анализирует «пейджинговое» сообщение на наличие «своего» входящего вызова. После распознавания входящего вызова он посылает запрос на установление связи в одном из свободных каналов. Таким образом, выбор канала для установления соединения происходит динамически и только по инициативе и под управлением телефонной трубки DECT. Этот механизм называется непрерывным динамическим выбором канала (CDCS).

Канал, в котором происходит разговор, не является выделенным на всё время соединения. По тем или иным причинам (например, ухудшение качества связи при перемещении трубки в зону «тени») радиотелефон может сменить его. При этом радиотелефон DECT выбирает канал из списка свободных и предлагает его базовая станция. При согласовании с базовой станцией DECT происходит переход на новый канал. Переход может происходить и по инициативе базовой станции. При этом она о своем желании перейти на новый канал сообщает радиотелефонной трубке, далее всё происходит так, как описано выше, т.е. выбор нового канала осуществляется радиотелефоном. Этот механизм называется непрерывным динамическим распределением каналов (CDCA).

Хэндовер в стандарте DECT

Благодаря Непрерывному Динамическому Выбору и Распределению Каналов и возможностям DECT, обеспечивающим хэндовер без прерывания связи, АС может уходить от соединения, содержащего помехи, устанавливая второе соединение на вновь выбранном канале либо с той же базовой станцией (внутрисотовый хэндовер), либо с другой базовой станцией (хэндовер между сотами). Эти два радиосоединения временно поддерживаются параллельно, при этом передаётся идентичная речевая информация, и в то же время анализируется качество соединений. По прошествии некоторого времени базовая станция определяет, у какого радиосоединения лучше качество, и освобождает другой канал. Если АС перемещается из одной соты в другую, мощность получаемого сигнала базовой станции, измеряемая с помощью динамического выбора и выделения канала носимой частью, будет постепенно уменьшаться. Мощность сигнала базовой станции DECT, обслуживающей соту, в направлении которой движется АС, будет постепенно возрастать. В тот момент, когда сигнал новой базовой станции становится сильнее сигнала старой базовой станции, происходит хэндовер без прерывания связи к новой БС. Этот процесс остаётся незамеченным для пользователя, т.к. не происходит прерывания связи.

Применение разнесённых антенн в DECT

Однако хэндовер происходит недостаточно быстро, чтобы противодействовать ситуациям быстрого замирания. Для борьбы с быстрыми интерференционными замираниям (БИЗ) стандартом DECT предусматривается механизм пространственного разнесённого приёма. БИЗ возникают в результате интерференции нескольких лучей в точку приёма, которая перемещается относительно базовой станции. В результате чего меняется разность хода между этими лучами и, как следствие этого, уровень суммарного сигнала претерпевает колебания, которые могут достигать 30дБ и более. При использовании двух пространственно разнесённых антенн разность хода лучей от каждой из них в точке приёма будет различной. К каждой базовой станции подключаются две коммутируемые пространственно разнесённые в горизонтальной плоскости антенны, причём разнос антенн в офисных системах приблизительно равен λ (длине волны), а в WLL (Wireless Local Loop) системах (системах фиксированного радиодоступа) – 10λ. Поэтому эффективность этого метода в офисных системах сказывается при малых удалениях. В системах WLL АС стационарны и причина замираний заключается в воздействии эффекта рефракции на разность хода прямого и отражённого лучей. Из теории известно, что при разносе антенн на 10λ и более суммарные сигналы, принимаемые каждой из антенн практически не коррелированны.