Широкополосный доступ

DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) -- технология беспроводной связи на частотах 1880--1900 МГц -- появилась в 1992 г. Стандарт был задуман для телефонии, однако благодаря своей технологичности (микросотовая архитектура) сразу стал использоваться для передачи данных. DECT относится к системам пакетной радиосвязи с частотно-временным разделением каналов (информация передается по радиоканалу в виде пакетов, организованных в кадры) и основана на технологиях FDMA(Frequency Division Multiple Access -- множественный доступ с частотным мультиплексированием) и TDD(Time Division Duplex -- дуплексный канал с временным разделением).

Ширина полосы канала -- 1,728 МГц.

Основными недостатками DECT являются небольшая дальность связи (из-за ограничения мощности самим стандартом) и недостаточная защищенность, что делает возможным дистанционное прослушивание переговоров.

Описание.

Цифровой стандарт DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) первоначально разрабатывался для Европы и утверждался в 1992 году Европейским институтом телекоммуникационных стандартов (ETSI). Стандарт описывает взаимодействие базовой станции с мобильными терминалами (аппаратами) при этом может обеспечиваться как передача голоса, так и данных.

· 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.

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) (это означает, что спектр радиоизлучения разделён как по времени, так и по частотам).

Обмен информацией производится кадрами; с помощью временного разделения в каждом кадре. Каждый кадр длительностью 10 мс разделен на 24 временных интервала (ВИ, или слота англ. slot), причем 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 прием 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.

Существует дополнительное расширение стандарта DECT -- стандарт GAP (Generic Access Profile), принятое летом 1996 года, означающее совместимость радиотелефона с оборудованием других производителей, имеющим тот же стандарт DECT/GAP.

Например, с теми телефонами, которые поддерживают стандарт DECT/GAP, можно использовать трубки от любой другой модели, поддерживающей этот стандарт. Специфика этого стандарта в том, что при взаимодействии трубок разных производителей некоторые функции могут быть неактивными.

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.

Достоинства и недостатки.

Основные достоинства DECT:

· хорошая (в сравнении с аналоговыми системами) помехоустойчивость канала связи, благодаря цифровой передаче сигнала; вследствие этого -- отсутствие множества помех во время разговора, которые присутствовали в аналоговых системах;

· хорошая интеграция с системами стационарной корпоративной телефонии.

· меньшее по сравнению с мобильными телефонами облучение абонента -- уровень сигнала радиотелефона в соответствии со стандартом составляет 10 мВт (из-за многократно меньшей мощности передатчика (как трубки, так и базы).

Основные недостатки DECT:

· относительно небольшая дальность связи (из-за ограничения мощности самим стандартом);

· невысокая (относительно WiFi) скорость передачи данных

Системы DECT для корпоративной и домашней связи выпускаются порядка 45 производителями телекоммуникационного оборудования, такими как:

Avaya,

Alcatel,

DeTeWe,

Ericsson,

Goodwin, Matra,

Nortel,

Panasonic,

Следовательно существует проблема её стандартизации, которую решают используя понятия профилей (profile) DECT. Все профили обеспечивают защиту системы от несанкционированных пользователей и шифрацию сообщений, которая, однако, успешно обходится.

Основной профиль -- профиль общего доступа GAP (Generic Access Profile) обеспечивает передачу телефонии со скоростью 32 кбит/с и потоков данных по «прозрачному» каналу со скоростями 32, 16 и 8 кбит/с без дополнительной защиты информации.

Также существует профиль радиодоступа RAP (Radio Local loop Access Profile) который специально разработан для аппаратуры радиодоступа. Из новых профилей следует отметить DMAP (DECT Multimedia Access Profile), ориентированный на предоставление мультимедийных услуг.

Безопасность.

В настоящее время DECT считается самой защищенной и безопасной технологией беспроводной связи, используемой в радиотелефонах.

Слой управления доступом к данным DECT также предоставляет шифрование в соответствии со стандартным криптографическим алгоритмом DECT -- DECT Standard Cipher (DSC). Шифрование является довольно слабым: используется 35-разрядный вектор инициализации, аудио поток защищается 64-битным шифрованием.

Ещё одна уязвимость заключается в том, что не проводится взаимной аутентификации (только трубка аутентифицируется перед БС), а базовая станция может отключить шифрование. Атака заключается в использовании ложной базовой станции (человек посередине) и может отключить шифрование, что позволяет прослушивать звонки пользователей данной базовой станции, записывать их, а также перенаправлять их.

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 fur 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.

Технология iBurst

iBurst является новейшей системой широкополосного доступа производства корпорации Kyocera (Япония). iBurst обеспечивает высокие скорости передачи данных, полную мобильность и хендовер (переход абонента от одной базовой станции к другой).

Технология iBurst

Технология iBurst является новейшей технологией беспроводной связи типа point-to-multipoint следующего поколения. В настоящее время технология находится в процессе сертификации как стандарт 802.20 (Mobile Wireless Broadband Access). При разработке технологии были поставлены следующие цели, которые были блестяще реализованы:

· беспроводный скоростной доступ в Интернет со скоростью DSL-канала;

· поддержка любых стандартов и приложений Интернет, включая VoIP;

· широкая зона покрытия;

· реализация как фиксированного, так и мобильного варианта связи

Базовые концепции iBurst:

· адаптивная антенна компании ArrayComm (Adaptive Array Antenna Technology);

· технология широкополосной передачи данных с множеством несущих (Multi Carrier Wideband Technology);

· асимметричная структура временных слотов (Asymmetric Slot Structure);

· пространственная избирательность каналов (Spatial Channel Technology);

· метод адаптивной модуляции (Adaptive Modulation Method).

Адаптивная антенна обеспечивает высокую скорость передачи данных за счет устранения интерференции от других систем связи и терминалов. Автоматическая система контроля уровня сигнала фокусирует мощность передатчика на пользователя и создает нулевые точки для интерференционных сигналов.

Это позволяет значительно улучшить качество сигнала и увеличивает зону покрытия.

Структура несущей iBurst

· ширина полосы канала 5 МГц.

· в канале 8 частотных несущих по 625 КГц

Структура кадра iBurst

· длина кадра 5 мс

· кадры делятся на три временных слота

· ассиметричная длина временных слотов (слоты вниз длиннее чем вверх)

Spatial Channel Technology (пространственная избирательность каналов) позволяет в три раза увеличить пропускную способность сети. Проще говоря, базовая станция может передавать и принимать сигналы от трех абонентов на одной частоте в одном временном интервале с трех направлений без ухудшения качества сигнала. Эта технология является уникальной и значительно повышает спектральную эффективность использования частотного ресурса.

Метод адаптивной модуляции.

Система iBurst использует 9 классов модуляции для передачи от БС к абоненту (downlink), 8 классов модуляции от абонента к БС (uplink) и 6 методов модуляции. Соответствующий класс модуляции выбирается автоматически в зависимости от соотношения сигнал/шум.

Использование вышеуказанных технологий позволяет добиться великолепных технических характеристик системы связи iBurst:

· общая пропускная способность БС составляет 32,4 Мб/с (Downlink : 24,4 Мб/с / Uplink : 8,0 Мб/c)

· пропускная способность Абонентского комплекта 1,4 Мб/с ( Downlink : 1,061 Мб/с Max. / Uplink : 346 Kб/c Max.)

· высокая эффективность использования частотного ресурса 6,47 bit/sec/Hz/cell обеспечивает передачу потока со скоростью 32 Мб/с в полосе 5 МГц

Общие технические характеристики системы связи iBurst:

iBurst (или HC-SDMA, High Capacity Spatial Division Multiple Access) -- технология беспроводной широкополосной передачи данных, разработанная компанией ArrayComm. Оптимизация полосы пропускания достигается за счет «умной» антенной системы. Компания Kyocera -- лидирующий производитель устройств iBurst.

Компания ArrayComm разработала первые версии технологии iBurst, которые затем дорабатывались в качестве High Capacity -- Spatial Division Multiple Access (HC-SDMA) стандарта радио связи (ATIS-0700004-2005) Alliance of Telecommunications Industry Solutions (ATIS). Стандарт был подготовлен подкомитетом по беспроводным технологиям и системам (Wireless Wideband Internet Access subcommittee -- WTSC) комитета ATIS и был принят в качестве национального стандарта в США.

Интерфейс HC-SDMA предоставляет широкополосный беспроводной доступ для фиксированных, портативных и мобильных абонентов. Протокол создан для использования с «умными» антенными системами для более эффективного использования радиочастотного спектра, расширенной ёмкости и эффективности системы. В январе 2006 года, IEEE 802.20 Mobile Broadband Wireless Access Working Group адаптировала использование стандарта HC-SDMA для режима 625кГц Multi-Carrier Time Division Duplex (TDD) будущего стандарта IEEE 802.20. Один из канадских операторов использует данный стандарт на частоте 1.8 ГГц.

HC-SDMA также включен ISO TC204 WG16 в качестве подстандарта для использования беспроводных систем передачи данных в системах передачи данных, известных как CALM, разрабатываемых ISO для intelligent transport systems (ITS). Системы ITS могут использоваться для гражданской безопасности, управления заторами в случаях ДТП, и т. д. Между комитетами WTSC и ISO TC204 WG16 для упрощения взаимодействия, заключены официальные соглашения.

Технология.

Интерфейс HC-SDMA работает аналогично GSM или CDMA2000 для мобильных телефонов и поддерживает роуминг между базовыми станциями, давая таким образом бесшовное покрытие сети передачи данных для мобильных абонентов.

Протокол:

· описывает характеристики для базовой станции и клиентских устройств, включая мощностные режимы передатчиков, частоты передачи, таймауты, внутри- и внеполосные паразитные излучения, параметры избирательности и чувствительности приемников;

· описывает структуры кадров (фреймов) для различных режимов передачи данных, прямого и обратного канала передачи данных, и прочие характеристики трафика;

· описывает модуляции, способы коррекции ошибок при передаче (FEC), чередования и скремблирования;

· описывает различные логические каналы (широковещательный, пейджинг, случайный доступ, каналы конфигурации и трафика) и их роли в функционировании радиоканала

· Процедуры восстановления ошибок и перепосылок.

Протокол также поддерживает механизмы третьего уровня модели OSI (OSI) для создания и контроля логических соединений (сессий) между базовыми станциями и клиентским оборудованием, включая регистрацию, открытия потока данных, контроль мощности передачи, переключения между БС, тонкой настройки канала, закрытия потока данных, а также процедуры для аутенфитикации клиентов и безопасной передачи данных. Внедрённые в данный момент системы iBurst позволяют передавать данные со скоростью до 1 Мбит/с для каждого подписчика. В будущих версиях протокола ожидает увеличение этой скорости до 5 Мбит/с.

Коммерческое использование.

В данный момент доступы следующие варианты клиентских устройств:

· Настольный модем с портами USB и Ethernet (с внешним блоком питания)

· Портативный USB модем (с питанием от USB порта)

· Модем для ноутбуков (PC card)

· Беспроводной шлюз Wi-Fi (WRG), совместно с PC Card модемом

· Беспроводной маршрутизатор Wi-Fi (UMR), совместно с USB модемом

iBurst доступен в тринадцати странах: ЮАР, Азербайджан, Норвегия, Ирландия, Канада, Малайзия, Ливан, Кения, Танзания,Гана, Мозамбик, Демократическая Республика Конго ] и США. Ожидается внедрение сетей iBurst рядом компаний в юго-восточной Европе и на ближнем востоке.

Размещено на Allbest.ur