Телекоммуникационные информационные системы

Дальнейшим развитием  семейства оборудования  SC Motorola является создание комплекса  SC 2400, предназначенного для сетей с малыми и средними сотами. SC 2400 представляет собой базу для создания и развития систем сотовой радиосвязи с повышенной эффективностью, низкой стоимостью, возможностью дистанционного управления в двух диапазонах частот 800 МГц и 2ГГц. SC 2400  поддерживает CDMA,  AMPS, N-AMPS, а также CDPD [19].

Оборудование SC 2400 компактно, имеет модульную структуру, обеспечивает экономическое развитие емкости  сети, имеет единый радиочастотный модем для различных радиоинтерфейсов. Рабочие полосы радиочастот:

• 869-894 МГц – передача от базовой станции
• 824-849 МГц – передача от подвижной станции
• 1930-1970 МГц – передача от базовой станции
• 2180- 2200 МГц
• 1850-1890 МГц - передача от подвижной станции
• 2130-2150 МГц

Общая ёмкость: 48 физических каналов для аналоговых стандартов 160 физических каналов для цифровых стандартов.

Рассмотренные принципы построения системы стандарта IS-95, возможность  одновременной работы подвижных  станций в существующих сетях  сотовой связи определяют перспективность  развития сетей связи CDMA в регионах, где уже действуют сети связи стандаров. Совместное использование сотовых сетей связи указанных стандартов с частотным и кодовым разделением каналов обеспечит значительное увеличение количества  обслуживаемых абонентов, расширит состав услуг и зону покрытия связью.

Применение CDMA в системах беспроводной связи  типа WILL

В последние годы значительное внимание уделяется разработкам  и внедрению систем беспроводной радиосвязи (WILL)  для обслуживания стационарных абонентов в сельских и труднодоступных районах. В этой области известны разработки фирмы  Motorola, Alcatel, Siemens  и т.д. При  определённых условиях, связанных  с количеством обслуживаемых абонентов  и их удалённостью от телефонных сетей общего пользования (ТФОП), прокладка кабельных линий связи становится экономически неэффективной  по сравнению с внедрением радиоканалов для соединения стационарных абонентов с ТФОП. Обычно применение систем WILL считается целесообразным для обслуживания абонентов, удаленных от ТФОП на расстояния от нескольких километров до нескольких десятков километров. Одной из основных тенденций в разработке систем WILL  является использование известных стандартов сотовой связи AMPS, N-AMPS, D-AMPS, GSM для топологического построения сетей беспроводной связи и разработки оборудования. При этом многие алгоритмы функционирования сети  и принципы  построения оборудования связи упрощаются, так как исключаются все процедуры связанные с перемещением абонентов. В результате значительно снижаются стоимость  абонентского оборудования и затраты на построение и эксплуатацию сети. Как было отмечено ранее, системы CDMA имеют ряд преимуществ перед существующими сетями сотовой связи и позволяют повысить ёмкость сетей. Однако достоинства систем  CDMA обеспечиваются усложнением  процессов функционирования сети и абонентского оборудования, которые становятся незаметными при использовании передовых методов цифровой  обработки сигналов, быстродействующих средств и современных технологий микроэлектроники. Более сложные процессы функционирования сетей CDMA  связаны с необходимостью обеспечения регулировки уровня мощности передатчика абонентской станции в процессе сеанса, а также использованием алгоритмов пространственного разнесения при приёме сигналов подвижной станции несколькими базовыми станциями в процессе мягкого  переключения (Soft handoff) с последующей «склейкой» лучших кадров.

Реализация указанных  функций в подвижной сети CDMA требует  значительных затрат ресурсов связи, организации  специальных каналов управления, создаёт дополнительные системные помехи, что в совокупности снижает количество обслуживаемых абонентов в соте.

В варианте сети беспроводной связи для фиксированных абонентов  не требуется непрерывного управления регулировкой уровня мощности абонентских  станций, уровень излучения может быть зафиксирован один раз при  установке абонентской станции. Исключаются процедуры мягкого переключения и пространственного разнесения. Для снижения системных помех используются направленные антенны для абонентских станций (по направлению на базовую станцию). Всё это позволяет обеспечить ещё большую ёмкость сети WILL CDMA  по сравнению с сетью подвижной сотовой связи.

В целом технология CDMA при использовании её в сети WILL обеспечивает, по оценкам Motorola [15; 16], 18-20-кратное  увеличение ёмкости по сравнению с сетью аналогового стандарта AMPS.

Как было отмечено, CDMA стандарта IS-95 может поддерживать одновременно 60 активных каналов на трёхсекторную  соту.

Фиксированное размещение абонентских станций, применение направленных антенн в направлении от абонентской станции на базовую станцию позволяет реализовать 60-градусные соты, т.е. обеспечить одновременную работу 180 активных абонентов. При нагрузке от одного абонента до 0,025 Эрланга количество абонентов, обслуживаемых одной 60-градусной сотой, составит около 7000. Данные результаты подтверждают высокую эффективность использования CDMA для построения систем беспроводной связи с фиксированными абонентами.

 

Микросотовые системы мобильной  связи

 

Европейский стандарт DECT (Digital European Cordless Telecommunications) разработан Европейским Институтом Стандартов в области Связи (ETSI). Первая редакция стандарта DECT была принята в 1992 году и с тех пор стандарт продолжает развиваться и совершенствоваться в части расширения набора предоставляемых услуг и взаимодействия с сетями различных типов.

DECT укрепил свои позиции как  глобальный стандарт беспроводного  доступа - необходимый частотный  диапазон для DECT выделен уже  более чем в 110 странах мира. Сегодня на рынке представлено  свыше 200 различных продуктов в стандарте DECT. Можно с уверенностью сказать, что он представляет собой прочную, прогрессивную основу для развития беспроводной связи, обладая при этом достаточной гибкостью для удовлетворения новых потребностей рынка.

В 2000 году объем продаж терминального оборудования DECT систем увеличился до 30 млн. терминалов.

Основным рынком DECT остается Европа. Результаты маркетингового исследования Strategy Analytics убедительно свидетельствуют  о бесспорном лидерстве DECT в этом регионе:

• европейские пользователи сегодня отдают предпочтение телефонам DECT, продажи которых превысили продажи аналоговых радиотелефонов – более 60 % всех продаваемых радиотелефонов работают в стандарте DECT;
• в Германии, которая задает тенденции на рынке DECT, более 80 % продаваемых радиотелефонов - это DECT-телефоны;

В России, как и во всем мире, растет интерес к стандарту DECT со стороны операторов и пользователей. Свидетельством тому является возросшая  рекламная деятельность поставщиков  оборудования и операторов местных сетей телефонной связи, популяризация стандарта DECT в специальных изданиях и средствах массовой информации.

Большую роль в достижении такого успеха сыграл DECT Форум –  международная ассоциация ведущих  телекоммуникационных операторов и  производителей оборудования. DECT Форум ставит своей целью продвижение стандарта DECT как самого прогрессивного из всех существующих сегодня стандартов беспроводной связи. DECT Форум предоставляет уникальную возможность для обмена информацией и опытом между органами стандартизации и регулирования, операторами, пользователями и производителями DECT-оборудования.

DECT Форум объединяет  усилия 35 крупных компаний и организаций  из разных стран, 13 локальных отделений  DECT Форума работают во всех  крупных регионах мира. Рабочая  группа по маркетингу представляет информацию из первых рук на Internet-странице и в бюллетенях DECT Форума, участвует в проведении конференций. Технические рабочие группы организуют полевые испытания и исследования в области возможностей сосуществования DECT с другими технологиями связи. Совместно с Европейским институтом стандартов связи DECT Форум участвует в разработке новых профилей и приложений DECT для удовлетворения новых потребностей рынка (таких, как высокоскоростная передача данных, мультимедиа и др.). Работая в тесном контакте с Международным союзом электросвязи, DECT Форум способствует органичному вхождению DECT в систему мобильной связи третьего поколения.

 

Преимущества выбора DECT

• Качество проводной линии связи – 32 кБит/с ADPCM
• Самая высокая скорость передачи данных среди всех TDMA-стандартов
• Возможность создания различных систем на основе DECT:

• домашние беспроводные многотерминальные 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/км2.
• Совместимость с другими радиосистемами
• Отсутствие канала управления - устойчивость к радиопомехам
• Низкий уровень излучения - безопасность для здоровья

Помимо предоставления услуг, характерных для традиционной телефонии, которые преобладают сегодня на рынке беспроводной связи, сегодня рассматриваются приложения по передаче данных как новый сегмент рынка. Уже сейчас устройства на базе стандарта DECT обеспечивают передачу данных на скорости 552 кБит/с. Новые методы модуляции позволят в ближайшее время увеличить скорость до 2 МБит/с.

В Европейском институте  стандартов связи завершена разработка стандартов DPRS (DECT Packet Radio Services) и DMAP (DECT Multimedia Access Profile). DPRS создает основу для  сопряжения всех услуг беспроводной пакетной передачи данных, которые предоставляются через интерфейс DECT, независимо от того, в каком приложении (домашний сектор, домашний офис, малый офис, корпоративный сектор, системы общего пользования) используется этот продукт, и, следовательно, значительно подтолкнет развитие рынка DECT-продуктов передачи данных. Стандарт DMAP представляет собой надстройку над DPRS, GAP и базовым стандартом DECT и описывает более специфический набор мультимедийных услуг для приложений "Домашний сектор, домашний офис, малый офис". DMAP станет первым из новой категории профилей доступа для конкретных приложений (Application Specific Access Profiles - ASAP), которые будут гарантировать совместимость DECT-оборудования, обеспечивающего комплексные услуги.

В современном мире, в  котором Internet становится необходимостью, а беспроводное подключение - обычной функцией многих электронных устройств, технологии беспроводной связи могут удовлетворить многие ожидания расширяющегося рынка беспроводной передачи данных, среди которых - совместимость устройств от разных производителей. Именно поэтому в ETSI в рамках созданной рабочей группы DECT/Data ведется разработка DECT-профиля доступа в Internet (DECT Internet Access Profile).

Стандарт DECT станет одной  из основных составляющих систем связи 3-го поколения. Он будет играть центральную роль в интеграции услуг фиксированной и мобильной связи. Ряд исследователей полагает, что технологии DECT будут особенно актуальны в переходный период от систем 2G к системам 3G мобильной связи. В ноябре 1999 года на встрече в Хельсинки МСЭ утвердил DECT в качестве одного из пяти радиоинтерфейсов для системы мобильной связи третьего поколения.

С самого начала DECT разрабатывался как средство обеспечения доступа  к телекоммуникационной сети любого типа, и, таким образом, поддерживает в отличии от других стандартов разнообразные приложения и услуги. Среди приложений DECT - системы для дома и малого офиса, микросотовые корпоративные системы, системы абонентского радиодоступа (WLL), системы доступа к сети GSM, микросотовые системы общего пользования (CTM), системы доступа к локальной сети, предоставляющие голосовую телефонию, факс, модем, электронную почту, Internet, X.25 и многие другие перспективные услуги.

Структура  DECT - систем

Типовая архитектура простейшей DECT-системы приведена на рис. 5.

 

Рисунок 1

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 Û PCM при сопряжении по цифровым интерфейсам и ADPCM Û 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).

Технические аспекты DECT

Стандартные характеристики систем DECT

Таблица 1

Рабочий спектр	1880..1900 MГц
Количество частот	10
Разнос частот	1,728 MГц
Метод доступа	MC/TDMA/TDD
Частотное планирование	не требуется
Число каналов на одну частоту	24 (12 дуплексных  каналов)
Длительность фрейма	10 ms
Скорость передачи	1,152 Mbps
Метод модуляции	GMSK (BT = 0,5)
Сжатие голоса	ADPСM (G.721) - 32 Кбит/сек
Выходная мощность	10 мВт - средняя  (пиковая мощность не более  250 мВт)
Достижимая дальность	до 20 км
Гарантированная (разрешенная) дальность	до 5 км
Мобильность	полная в  рамках одной системы (без перерыва разговора – хэндовер), в нескольких системах с перерывом разговора (роуминг)
Профили доступа	GAP, RAP, GIP, IAP, DMAP, DPRS, и др.