Временем создания стандарта DECT (Digital Enchanced Cordless Telecommunications - гибкий цифровой стандарт для беспроводной связи) можно считать июнь 1992 г., когда его одобрил Европейский институт стандартов ETSI. Сейчас он принят более чем в 100 странах мира.
Оборудование стандарта DECT имеет широкий спектр применения: от односотовых (рис. 1) домашних беспроводных телефонов до многосотовых беспроводных АТС (рис. 2; на переднем плане абонентские терминалы, за ними - две базовые станции и контроллер) и систем беспроводного доступа. Стандарт определяет технологию радиодоступа для передачи информации в цифровом виде на расстояние до 10 км. Он поддерживает речевую и факсимильную связь, передачу данных.
Стандарт базируется на использовании современных цифровых методов обработки и передачи информации. Это, прежде всего, множественный доступ с временным разделением TDMA (Time Division Muptiple Access), обеспечивающий низкий уровень радиопомех и большую емкость системы (до 100 тысяч пользователей), адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation), позволяющая получить высокое качество передачи голоса, динамический выбор канала/динамическое выделение канала DCS/DCA (Dynamic Channel Selection/Allocation), предоставляющие возможность выбора лучшего из доступных радиоканалов в любом режиме работы беспроводного аппарата и обеспечивающие устойчивую связь, защищенную от несанкционированного прослушивания.
Стандарт DECT содержит протоколы, определяющие взаимодействие с такими сетями, как ISDN и GSM, а также протокол, обеспечивающий совместимость беспроводных абонентских терминалов, выпускаемых разными производителями. Достоинством систем, действующих в этом стандарте, является и то, что, согласно решению ГКРЧ РФ от 26.08.97 г. (Протокол 39/7), они могут работать без оформления специального разрешения на использование выделенных частот.
В системах DECT обеспечивается сопровождение абонента в пределах данной сети, при этом важна синхронизация всех радиопортов базовых станций, работающих в границах этой сети. Для передачи информации о местоположении абонента применяют двухтональный многочастотный код (DTMF).
При применении технологии радиодоступа, предоставляющей мобильность, приходится решать проблемы защищенности передаваемой информации. Стандарт DECT предусматривает в этом отношении необходимые меры противодействия возможным попыткам несанкционированного доступа и прослушивания. Например, в нем введены эффективные протоколы прописки и аутентификации и усовершенствованное кодирование передаваемой информации.
Поясним, что такое "прописка". Это - процесс, благодаря которому система принимает конкретную мобильную DECT-трубку к обслуживанию. Оператор сети, или сервис-провайдер, сообщает пользователю DECT-трубки (далее будем называть ее абонентским радиоблоком (АРБ), секретный ключ прописки (PIN-код), который должен быть введен как в базовый радиоблок (БРБ), так и в АРБ до начала процедуры прописки. PIN-код, как правило, может быть применен только один раз, что минимизирует риск несанкционированного доступа. После установления радиосвязи с двух сторон определяется, что был применен один и тот же ключ. Затем, обменявшись идентификационной информацией, обе стороны просчитывают секретный аутентификационный ключ, который используется при каждом установлении связи.
Мобильная DECT-трубка может быть прописана на нескольких базовых станциях. При каждом сеансе прописки АРБ просчитывает новый ключ аутентификации, привязанный к сети, в которую он прописывается. Новые ключи и информация идентификации сети добавляются к списку, хранящемуся в АРБ, который используется в процессе соединения. Трубки могут подключиться только к той сети, в которой у них есть права доступа (информация идентификации сети содержится в специальном списке).
Аутентификация DECT-трубки может осуществляться как стандартная процедура при каждом установлении связи. Происходит это следующим образом: БРБ посылает трубке случайное число, которое называется "запрос". В АРБ рассчитывается "ответ", состоящий из комбинации аутентификационного ключа с полученным случайным числом, и передается базовой станции. Она также просчитывает ожидаемый "ответ" и сравнивает его с полученным. В зависимости от результата сравнения происходит либо продолжение установления связи, либо разъединение.
Если кто-то захочет подслушивать передаваемую по эфирному интерфейсу информацию, то ему, чтобы украсть аутентификационный ключ, необходимо знать алгоритм для определения ключа из "запроса" и "ответа". Определение "обратного" алгоритма - трудоемкая и весьма дорогостоящая процедура.
Обеспечение секретности передаваемой информации возможно при шифровании данных в процессе передачи. При этом может быть применен тот же ключ шифрования, что и при аутентификации АРБ. Получающая сторона пользуется им же для расшифровки информации. Этот процесс является частью стандарта DECT (хотя и необязательной).
Для систем стандарта DECT выделен диапазон 1880...1900 МГц. Используется десять его частот, каждая из которых включает 12 дуплексных каналов с разделением по времени. Интервал между соседними частотами составляет 1,728 МГц. Время передачи разбивается на 10-миллисекундные кадры, состоящие из 24 тайм-слотов. Каждому абоненту выделяется по одному кадру на передачу и по одному - на прием (дуплекс, но только не частотный, как в аналоговых системах, а временной). Средняя излучаемая мощность - 10 мВт (пиковая - 250 мВт). В отличие от сотовых систем, где решение о выделении канала принимает базовая станция и канал выделяется на все время соединения, в DECT выбор канала осуществляет трубка, и в процессе разговора этот канал меняется практически непрерывно. Такой режим работы называют непрерывным динамическим выбором канала - CDSC.
БРБ постоянно передает, по крайней мере, по одному каналу сигнал, содержащий служебную информацию, необходимую для установления соединения, выступая таким образом в качестве маяка для АРБ. Передача может быть частью активной связи, а может быть холостой. АРБ, подключенные к передаче маяка, проанализируют передаваемую информацию и определят, есть ли у них права доступа к системе, соответствуют ли возможности системы услугам, требующимся АРБ, и есть ли у БРБ свободная емкость для установления радиосвязи с АРБ.
Все оборудование DECT регулярно сканирует все свободные радиоканалы минимум один раз в 30 с. При сканировании измеряется местный радиочастотный сигнал. Этот процесс осуществляется как фоновый и создает список свободных и занятых каналов (список RSSI: Received Signal Strength Indication - Индикация мощности полученного сигнала), один для каждой комбинации "временной слот/несущая", который будет необходим при выборе канала. Свободный же временной слот пока не применяется для передачи или приема. В списке RSSI низкие значения мощности сигнала означают свободные каналы без помех, а высокие значения - занятые каналы или каналы с помехами. С помощью информации RSSI АРБ или БРБ может выбрать оптимальный (с наименьшими помехами) канал для установления новой линии связи.
Каналы с самыми высокими значениями RSSI постоянно анализируются в АРБ, чтобы проверить, что передача исходит от базовой станции, к которой у нее есть права доступа. Работа АРБ синхронизируется с БРБ, имеющей самый мощный сигнал, как определено стандартом DECT. Каналы с самыми низкими значениями RSSI используются для установления радиосвязи с БРБ, если пользователь АРБ решит установить связь, или в случае, когда мобильной DECT-трубке передается сигнал о входящем звонке через прием пейджингового сообщения (не для передачи речи).
В базовой станции DECT при выборе канала для установления передачи маяку используются каналы с низкими значениями RSSI. Механизм динамического выбора и выделения канала гарантирует, что связь всегда устанавливается на самом чистом из доступных каналов.
Благодаря применению CDCS в системах DECT не требуется частотного планирования. Решение этой проблемы перекладывается на АРБ, что делает инсталляцию таких систем простой процедурой, а также позволяет при необходимости увеличивать общее число каналов простым добавлением новых базовых станций.
Теперь рассмотрим, как осуществляется вызов от абонента (исходящая связь). Уже говорилось, что инициатива выбора радиосвязи в базовых приложениях DECT всегда принадлежит АРБ. Используя динамический выбор канала, он выбирает наилучший из доступных и связывается по нему с БРБ. Чтобы БРБ обнаружил попытки установления связи со стороны АРБ, их работа синхронизируется с помощью постоянно передаваемой базовой станцией служебной информации. На основе этой информации АРБ могут определять точно момент, когда возможен успешный доступ к БРБ на выбранном канале. Чтобы АРБ могли использовать все десять радиочастотных несущих DECT, БРБ постоянно последовательно сканирует свои незанятые принимающие каналы в поисках попыток АРБ установить связь.
При поступлении входящего вызова на АРБ сеть доступа отправляет ему соответствующий идентификатор по пейджинговому каналу. АРБ, приняв пейджинговое сообщение со своим идентификатором, устанавливает радиоканал для обслуживания входящего вызова, используя ту же процедуру, которая применяется при установлении исходящей связи.
При установлении соединения в DECT-системах обеспечивается переход из соты в соту без разрыва соединения. Процесс, с помощью которого это происходит, носит название "хэндовер" и представляет собой механизм ухода от каналов, подверженных воздействию помех, или каналов с низким уровнем сигнала. АРБ могут уходить от соединения, содержащего помехи, параллельно устанавливая второе соединение на вновь выбранном канале. Сначала поддерживаются оба радиосоединения, по ним передается идентичная речевая информация и анализируется качество соединения. Затем, по прошествии некоторого времени, базовая станция определяет, какое соединение имеет лучшее качество, освобождая при этом другой канал.
И, наконец, немного о перспективах развития стандарта. DECT укрепляет свои позиции. Сегодня доля рынка DECT-телефонов среди всех радиотелефонов для дома составляет в Европе 53%. Среди всех стандартов, используемых для создания сетей беспроводного доступа (Wireless local loop - WLL), он лидирует, занимая 32% от общего числа инсталлированных линий. Ожидается, что общий объем продаж в 2000 г. составит около 30 млн терминалов.
Перспективной для развития DECT является возможность взаимодействия этого стандарта с GSM (так как они оба основаны на цифровой передаче по технологии TDMA). Объединение возможностей систем DECT, обрабатывающих напряженный трафик, но накладывающих ограничение на скорость передвижения абонента, и GSM, имеющих меньшую емкость, но предоставляющих абонентам возможность передвигаться в автомобиле или на поезде и обеспечивающих роуминг, позволило создать двухмодовый абонентский терминал. Он работает в стандарте DECT, пока абонент находится в зоне радиообслуживания DECT-системы, в которой он прописан. Как только абонент покидает эту зону, радиотелефон автоматически переключается на работу в стандарте GSM. Интеграция двух стандартов должна сыграть определенную роль в персонализации связи.
Одно из возможных применений DECT - организация абонентского радиодоступа - позволяет операторам минимизировать начальные затраты и постепенно увеличивать емкость сети за счет доходов, полученных от ее эксплуатации, что тоже будет способствовать популярности стандарта.
При внедрении систем стандарта DECT рекомендуем ознакомиться с документами, регламентирующими эту деятельность. Это - решение ГКРЧ России от 26.08.96 г. (Протокол № 39/7) "Об использовании полосы частот 1880-1900 МГц для оборудования беспроводной телефонной связи технологии DECT"; приказ Министерства связи России № 128 от 13.11.96 г. "О порядке внедрения оборудования DECT на российских сетях электросвязи"; решение ГКРЧ России от 27.04.98 г. (Протокол № 6/2) "Об использовании полосы радиочастот 1880-1900 МГц для оборудования DECT"; приказ Госкомсвязи России № 134 от 11.08.98 г. "О порядке внедрения оборудования DECT на российских сетях электросвязи".