Ogólna charakterystyka systemów telefonii bezprzewodowej.

1

2

Ogólna charakterystyka systemów telefonii bezprzewodowej.

Telefonia bezprzewodowa funkcjonuje już od dość dawna, bo od kilkudziesięciu lat. Cordless Telephone, czyli telefony bezsznurowe należą do klasy rozwiązań, perwotnie zapewniających analogową transmisję głosu z wykorzystaniem kanałów dupleksowych oraz modulację częstotliwości. Od początku jej istnienia telefonia ta uległa znacznej modyfikacji.

System telefonii bezsznurowej został opracowany w celu uzyskania wysokiej jakości połączenia na stosunkowo niewielką odległość od stacji bazowej, rzędu kilkudziesięciu lub kilkuset metrów. Z powodu niezbyt dużego zasięgu działania telefony bezprzewodowe najczęściej przeznaczane są do użytku domowego lub biurowego.

Telefony bezsznurowe składają się z bezprzewodowego mikrotelefonu oraz stacjonarnego urządzenia nadawczegoodbiorczego, realizującego z jednej strony styk z kanałem radiowym, a z drugiej strony podłączonego do prywatnego gniazdka telefonicznego sieci stałej. 6

Centrala telefoniczna Typowy aparat telefoniczny Sieć 220V Telefon bezsznurowy - część stacjonarna Telefon bezsznurowy część ruchoma Ładowanie akumulatora w części ruchomej po jej umieszczeniu na części stacjonarnej. Schemat blokowy dołączenia kompletu urządzeń prostego telefonu bezsznurowego do sieci telefonicznej.

Zawartość informacyjna kanałów w starszych modelach nie była niestety chroniona przed podsłuchem. W najmniej skomplikowanych rozwiązaniach obcy telefon bezprzewodowy mógł interferować lub zastępować aparat własny. Natomiast w trochę lepszych rozwiązaniach podczas nawiązywania połączenia: para stacja ruchoma stacja bazowa przeszukuje jedną z kilku częstotliwości kanałowych, by sprawdzić czy kanały nie są zajęte przez innego użytkownika.

W celu zwiększenia bezpieczeństwa połączenia wprowadzono procedurę wymiany cyfrowego hasła między stacją bazową a ruchomą. Dzięki tym ulepszeniom unika się błędnych połączeń stacji bazowej z obcym telefonem bezprzewodowym. 9

Centrala telefoniczna Typowy aparat telefoniczny Sieć 220V Telefon bezsznurowy część stacjonarna Ładowanie akumulatora w części ruchomej. Sposób dołączenia zmodernizowanej części stacjonarnej telefonu bezsznurowego, które zapewnia połączenie bez możliwości podsłuchu z innego telefonu.

Historia telefonii bezprzewodowej Najstarszym systemem tej klasy telefonów są analogowe urządzenia, które są zaliczane do generacji zerowej (CT 0). Jednakże urządzenia te nie są objęte standardem międzynarodowym. Z powodu wzrastającego zainteresowania i potrzeby ujednolicenia systemów różnych producentów w latach 80-tych rozpoczęto prace nad międzynarodowym standardem telefonii bezprzewodowej (CT 1).

Standard CT 1 (telefonia bezprzewodowa pierwszej generacji) polega na dupleksowej transmisji sygnałów mowy. Odbywa się ona na dwóch pasmach częstotliwości (o szerokości 1 MHz każdy). Każdy kierunek transmisji ma swoje osobne pasmo: 914-915 MHz; 959-960 MHz. Następnie każde pasmo zostało podzielone na 40 kanałów o szerokości 25 khz. Dzięki ujednoliceniu podstawowych parametrów telefonii bezprzewodowej mógł nastąpić dalszy rozwój CT.

W miarę coraz większego upowszechniania się telefonów bezprzewodowych, stały się bardziej odczuwalne ograniczenia CT1. Największym niedociągnięciem telefonii bezprzewodowej pierwszej generacji były trudności z utrzymaniem połączenia podczas ewentualnych prób przenoszenia terminala z obszaru działania jednego urządzenia bazowego w inny.

Zaczęto planować wykorzystanie telefonii bezsznurowej w nowym obszarze zastosowań, np. -usługa telepoint; - bezprzewodowe centrale abonenckie PBX. W domu A B S B S Usługa telepoint

B S B S B S B S Rys.5. Bezprzewodowa centrala PBX.

Standard CT 2. System CT 2 ściśle jest związany z usługą telepoint. Mimo, że powstał on z inicjatywy Anglików (w 1989 roku), nie był tam za bardzo popularny. Największe zainteresowanie tym systemem osiągnął w Hongkongu i Singapurze.

System CT 2 to system cyfrowy z transmisją sygnałów w obu kierunkach w jednym kanale radiowym ze zwielokrotnieniem czasowym TDD (Time Division Duplex). W standardzie CT 2 stosuje się pasmo 4 MHz w przedziale 864.1 868.1 MHz, w którym wydzielono 40 kanałów w odstępach co 100 khz. 17

Podobnie jak w systemach CT 1 wybór kanałów jest dokonywany automatycznie każdorazowo przy rozpoczynaniu rozmowy. Każde urządzenie abonenckie systemu CT 2 posiada w indywidualny, niepowtarzalny numer. Dzięki temu jest możliwe prywatne wywoływanie oraz, gdy zajdzie taka potrzeba, rejestracja rozmów prowadzonych przez użytkownika konkretnego urządzenia.

Kanały radiowe i organizacja transmisji w systemie CT 2. F f 39 f 40 f 38 A - B B - A A - B B - A A - B B - A A - B FDMA 40 X 100kHz f 02 f 03 f 01 TDD (Time Division Duplex) dupleks czasowy f 01, f 02... f 40 40 kanałów radiowych systemu w odstępach co 100 khz; A-B nadaje stacja A do stacji B B-A nadaje stacja B do stacji A

CT 2 został opracowany do uniwersalnego stosowania w razie wystąpienia potrzeby łączności telefonicznej na niewielką odległość. System ten jest stosowany przez abonenta głównie: -na terenie swojego mieszkania (za pośrednictwem własnej zainstalowanej w mieszkaniu bazy); -na ulicach i w miejscach o dużych skupiskach ludzkich (za pośrednictwem publicznych stacji bazowych rozmieszczonych m.in. na budkach telefonicznych).

CT 2 a CT 2+ Istnieje kilka wariantów systemu CT 2. Najbardziej popularnym z nich jest system CT 2+. Dzięki posiadaniu wielu udoskonaleń jest on ulepszoną wersją CT 2. W systemie tym wprowadzono sterowanie i przesyłanie sygnałów sygnalizacyjnych za pomocą jednego lub kilku specjalnie do tego przeznaczonych kanałów. Największą nowością jest możliwość rejestrowania się abonenta w zasięgu publicznej stacji bazowej i w konsekwencji otrzymywania połączeń poprzez tę stację bazową.

System CT 3. System CT 3 został wprowadzony przez firmę Ericsson, która swoim systemem wyprzedziła europejski standard DECT i przez pewien czas CT 3 stanowił dla niego poważną konkurencję. System CT 3 jest przeznaczony w szczególności do stosowania bezprzewodowego dostępu do prywatnych, np. zakładowych, central telefonicznych. Możliwe jest w nim zarówno zapoczątkowywanie jak i odbiór połączenia.

W systemie zainstalowane są zespoły stacji bazowych, pozwalające na odpowiednie pokrycie obszaru działania systemu i zapewnienie jego planowanej pojemności. Istnieje też możliwość przenoszenia połączeń między komórkami. 23

Charakterystycznym dla systemu CT 3 jest zastosowanie dynamicznego przydziału kanału, co pozwala na całkowite wykorzystanie szczelin czasowych w danej komórce. Aby zapewnić prywatność rozmów ciągi binarne z kodera ADPCM podlegają procesowi szyfrowania. W systemie CT 3 stosuje się dostęp z podziałem czasu i częstotliwości.

Kanały częstotliwościowe rozmieszczone są co 1 MHz, a na każdej nośnej mieści się osiem kanałów dupleksowych otrzymanych przez podział czasu. Pojedyncza ramka, składająca się z szesnastu szczelin czasowych, trwa 16 ms. Sygnał mowy jest kodowany, podobnie jak w systemie CT2, dając strumień 32 kbit/s. Pojedyncza komórka mieści maksymalnie 32 kanały rozmowne. 25

Zasady transmisji dupleksowej dla CT 3. CT 3 TDMA/TDD częstotliwość 1 MHz 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 czas TDD dupleks czasowy

Dzięki upowszechnieniu się standardu DECT, system CT 3 nie ma obecnie większego znaczenia praktycznego. 27

Standard DECT

Standard DECT, (ang. Digital European Cordless Telephony), został zaprojektowany jako wielofunkcyjny, cyfrowy, europejski standard telefonii bezprzewodowej drugiej generacji. Prace nad tym standardem prowadzono w latach 1988-1992. Standard ten został stworzony z myślą o zastosowaniu go do usług typu: -telepoint; -realizacji bezprzewodowych central abonenckich; -bezprzewodowych pętli abonenckich.

Wersja urządzeń systemu DECT przystosowana do obsługi biura lub przedsiębiorstwa. BS 1 MS 1 Zespół komunikacji BS 2 BS 3 MS 2 MS 3 MS 4 PSTN PSTN publiczna sieć telefoniczna; MS stacje abonenckie noszone przez każdego pracownika, z którym wymagana jest łączność; BS stacje bazowe rozmieszczone w sposób zapewniający zasięg łączności na wymaganym terenie;

Najistotniejszymi wymaganiami, które udało się spełnić twórcom systemu DECT były: -wysoka jakość przesyłanego sygnału mowy; -duża pojemność systemu; -możliwość stosowania procedur, służących do identyfikacji użytkowników oraz szyfrowania przesyłanego systemu mowy; -mała złożoność systemu; -możliwość tworzenia systemów jednoi wielokomórkowych, wraz z możliwością przełączania rozmów pomiędzy stacjami bazowymi w trakcie trwającego połączenia.

DECT a CT 2 W porównaniu do systemu CT 2 wprowadzono w systemie DECT sporo modernizacji. Przede wszystkim wielokrotnie zwiększono przepływność w kanale radiowym, co umożliwia prowadzenie do 12 niezależnych rozmów telefonicznych w jednym kanale, a także transmisję danych o różnych przepływnościach.

Istnieje również możliwość stosowania urządzeń dwusystemowych GSM/DECT, które automatycznie przechodzą tam, gdzie to możliwe z sieci GSM do dużo tańszej i mniej przeciążonej sieci DECT. System DECT został opracowany zgodnie z normami ETSI, dzięki czemu może on z powodzeniem zastępować urządzenia systemów CT 1 i CT 2. 33

Podczas opracowywania standardu DECT uważano na zidentyfikowanie styków, które umożliwiają współpracę systemów DECT z innymi systemami telekomunikacyjnymi. Dzięki temu możliwe jest dogodne podłączenie systemu DECT do publicznej stałej sieci telefonicznej. Użytkownicy systemu DECT mogą również za pośrednictwem własnych terminali realizować dostęp do usług ISDN.

W przyszłości planowana jest integracja systemu DECT z systemem cyfrowej telefonii komórkowej GSM oraz stworzenie systemu hybrydowego, w którym np. niektóre stacje bazowe systemu GSM zostałyby zastąpione przez stacje bazowe systemu DECT. Dzięki temu możliwe byłoby znaczne zwiększenie pojemności systemu na obszarach, gdzie występują największe natężenia ruchu. 35

Struktura systemu DECT. Struktura systemu DECT opiera się na konstrukcji mikrokomórek o promieniu do kilkuset metrów, w której komunikują się części ruchome PP (Portable Parts), z częściami stałymi FP (Fixed Parts), systemu. System ten pracuje w zakresie częstotliwości 1880 do 1900 MHz.

Podstawowa architektura systemu DECT PP PP PP RFP RFP CCFP PSTN ISDN GSM X.25 X.400 PP Stacje bazowe Centrum sterowania CCFP Central Control Fixed Part; RFP Radio Fixed Part; PP Portable Patrs;

Wszystkie urządzenia DECT są standardowo przystosowane do funkcjonowania w co najmniej 10 kanałach radiowych. System toleruje szybkość poruszania się w stacji ruchomej PP do wartości 20 km/h, a dzięki swym znacznym zdolnościom transmisyjnym jest często wykorzystywany do budowy stosunkowo dużych sieci przekazujących zarówno sygnały mowy jak i inne sygnały cyfrowe. 38

Transmisja w kanale radiowym System DECT zaprojektowano do pracy w paśmie 1880-1900 MHz. Podobnie jak w standardzie CT2, kanały fizyczne wydzielono zarówno w dziedzinie częstotliwości jak i w czasie. Przydzielone pasmo częstotliwości podzielono najpierw na 10 kanałów częstotliwości, każdy o szerokości 1.728 MHz.

1900MHz 10 9 8 10ms 5ms (Downlink) 5ms (Uplink) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' 10' 11' 12' 7 b b FDMA Channel 6 5 4 a a 3 2 1880MHz 1 c c Time 40

Na każdej częstotliwości nośnej zdefiniowano ciąg ramek o długości 10 ms, z których każda zawiera 24 szczeliny czasowe. Szczeliny te pogrupowano parami, tworzą 12 kanałów dupleksowych, więc łączna liczba kanałów fizycznych w standardzie DECT wynosi 120. 41

Ramka TDMA w standardzie DECT. Ramka TDMA, 10 ms, 11520 bitów Kanały w dół Kanały w górę 0 1 11 12 22 23 t

Ramka TDMA w standardzie DECT. Frame FP transmitting 10 ms or 11520 bit PP transmitting 0 1 2 1112 1314 23 Slot 416.7 µs or 480 bit S D Z Pa cket 32 388 4 368.1 µs or 424 bit CORD-8.1.0 (E) 43

W kolejnych szczelinach czasowych kanału częstotliwościowego przesyłane są pakiety danych, każdy zawierający 420 bitów. Odstęp ochronny ma długość 60 bitów. Pakiet danych rozpoczyna się 32-bitową sekwencją synchronizacyjną, po czym następuje 64-bitowe pole służące do przesyłania informacji sygnalizacyjnych i systemowych, a następnie liczące 324 bity pole danych użytkownika.

Struktura pakietu w systemie DECT. Szczelina TDMA, 480 bitów t Przedział ochronny 60 bitów Synchronizacja 32 bity Sygnalizacja 64 bity Dane 324 bity

We wcześniejszych systemach połączeń bezprzewodowych stosowana była zasada statycznego przydziału kanałów, polegająca na stałym rozdziale częstotliwości kanałowych pomiędzy komórkami systemu radiokomunikacyjnego. Jednak możliwe były wtedy sytuacje, szczególnie w systemach eksploatujących mikro- i piko komórki, gdy chwilowo liczba stacji ruchomych w danej komórce przekroczy możliwości łączności. Wynikają one z przyporządkowania jej częstotliwości nośnych, podczas gdy w komórkach sąsiednich część częstotliwości nośnych pozostaje nie wykorzystana.

Wadę tę usuwa korzystanie z dynamicznego przydziału kanałów. Częstotliwości nośne są przydzielane do poszczególnych komórek w sposób dynamiczny, w miarę potrzeb abonentów. Nie jest to jednak przydział dowolny. Niezbędna jest bowiem ciągła obserwacja poziomu zakłóceń, które mogą wyniknąć ze zbyt bliskiej odległości pomiędzy komórkami stosującymi te same częstotliwości nośne. 47

Działanie systemu DECT. Systemy łączności oparte na standardzie DECT zawierają jedną lub wiele stacji bazowych oraz pewną liczbę terminali. Stacja bazowa w systemie DECT podczas pracy prowadzi w sposób ciągły w co najmniej jednym kanale nadawanie rozsiewcze informacji systemowych, sygnalizacji oraz sygnałów przywołania.

Każda ze stacji ruchomych pracujących w systemie zaraz po włączeniu dostraja się do częstotliwości najlepiej odbieranej stacji bazowej (co zwykle odpowiada stacji bazowej najbliżej położonej) i prowadzi ciągły nasłuch radiowy. 49

Pomimo dostrojenia się do najsilniejszej stacji bazowej, terminal równoległe przegląda także całe dostępne pasmo radiowe w poszukiwaniu innych pobliskich stacji bazowych systemu. Po ich rozpoznaniu porządkuje je w wewnętrznym rejestrze według średniej mocy ich sygnału. 50

Po dostrojeniu się do najsilniejszej stacji bazowej terminal w podobny sposób dokonuje wyboru najmniej zakłóconego kanału fizycznego (kanał określony przez numer częstotliwości nośnej i numer szczeliny czasowej), w obrębie wybranej stacji bazowej. Procedura wyszukiwania najsilniejszej stacji bazowej oraz najmniej zakłóconego kanału radiowego jest cyklicznie wykonywana przez terminal.

W momencie kiedy terminal rozpoznaje sygnał przywołania wysłany przez stację bazową i adresowany do siebie, lub też sam ma do wysłania wiadomość, wysyła do najbliższej stacji bazowej żądanie przydziału wskazanego, wcześniej wybranego, kanału fizycznego. Stacja bazowa pozwala na zestawienie połączenia w proponowanym przez terminal kanale po uprzednim sprawdzeniu jego zajętości. 52

W typowym połączeniu rozmównym wykorzystuje się dwie szczeliny czasowe spośród dwudziestu czterech. W standardzie DECT możliwe jest przydzielenie większej liczby szczelin czasowych dla osiągnięcia zwiększonej przepływności transmitowanych danych. Możliwe jest również zestawienie łącza niesymetrycznego, w którym liczba przydzielonych szczelin czasowych dla obu kierunków jest różna, zgodnie z rzeczywistymi potrzebami.

Dynamiczny przydział kanału radiowego Jakość transmisji w zestawionym połączeniu jest nadzorowana przez terminal. Gdy stwierdzi on obniżenie się jakości transmisji w danym kanale rozmównym, a jednocześnie znajdzie inny kanał posiadający mniej zakłóceń w obrębie tej samej lub innej stacji bazowej, wówczas zgłasza do stacji bazowej pytanie o możliwość przejścia z transmisją na nowy kanał lub do nowej stacji bazowej. Po otrzymaniu zezwolenia, połączenie jest zestawiane w nowym kanale, a kanał poprzednio wykorzystywany jest zwalniany.

Procedura ciągłego wyszukiwania przez terminal najsilniejszej stacji bazowej oraz kanału fizycznego najmniej zakłócanego, a następnie automatyczne przechodzenie na kanały mniej zakłócone, określana jest jako metoda rozproszonego, dynamicznego przydziału kanału radiowego.

Procedura ta automatycznie minimalizuje ogólny poziom interferencji panujący w systemie, gdyż terminal wyszukując kanał najsłabiej zakłócany przez innych użytkowników powoduje, że generowany przez niego sygnał użyteczny zakłóca pozostałych abonentów w możliwie najmniejszym stopniu. 56

Dynamiczny przydział kanałów pozwala także uniknąć przyporządkowania na stałe poszczególnym stacjom bazowym podzbioru kanałów częstotliwościowych, w tym także umożliwia działanie w pobliżu siebie różnych systemów eksploatowanych przez różnych operatorów i wykorzystujących standard DECT. 57

Współdziałanie systemu DECT z systemem GSM System DECT jako system telefonii bezprzewodowej jest instalowany nie tylko w prywatnych przedsiębiorstwach, lecz również w miejscach publicznych o szczególnie dużym natężeniu ruchu telekomunikacyjnego, takich jak: -porty lotnicze; -stacje; -centra wielkich miast.

Dostrzeżono dodatkową możliwość zastosowania systemu DECT. Jest nią współdziałanie z systemem telefonii komórkowej, w szczególności z systemem GSM. Jest to możliwe w przypadku zastosowania stacji ruchomych o dwóch trybach pracy - trybie GSM i DECT. 59

Taki telefon działa jako telefon komórkowy (stacja ruchoma) w miejscach, w których system GSM jest dostępny, lub gdy abonent porusza się z dużą szybkością. W miejscach o szczególnie dużym natężeniu ruchu, w których system GSM nie jest w stanie obsłużyć wszystkich abonentów; w przypadku objęcia go równocześnie działaniem systemu DECT, możliwe jest przejście telefonu w tryb DECT.

Tak więc na obszarach komórki GSM umieszcza się wyspy pokrycia systemem DECT. 61

BSC (DECT) (GSM) MSC (GSM) telefon GSM-DECT komórka GSM CCFP (DECT) (DECT) Centralny układ sterowania DECT (CCFP) jest dołączony według standardu interfejsu A systemu GSM do centrali systemu GSM i jest on przez nią widziany jako kontroler stacji bazowych (BSC).

Połączenie obu sieci radiokomunikacyjnych było przedmiotem standaryzacji ETSI. Instytut ten określił tzw. profil międzysieciowy systemu GSM traktujący dołączenie systemu DECT do systemu GSM na opisanej zasadzie. W takim łącznym systemie możliwa również będzie transmisja danych oraz krótkich wiadomości.

Porównanie parametrów w GSM i DECT GSM DECT Typowa wielkość komórki Planowanie częstotliwości, adaptacyjny przydział 1-30 km 1-500 m Tak Nie - dynamiczny Wykorzystanie widma Średnie Bardzo wysokie Ruch / abonenta Ok. 20 merlangów Ok. 200 merlangów Odporność na zakłócenia Średnia Wysoka Koszt telefonu Średni Niski Koszt stacji bazowej Wysoki Niski

Japoński system telefonii bezprzewodowej-phs

Podstawowe parametry PHS. Pod koniec lat 80-tych rozpoczęto w Japonii prace nad cyfrowym systemem telefonii bezprzewodowej o nazwie PHS (Personal Handyphone System). System PHS działa w paśmie 1895-1918.1 MHz, podzielonym na dwie części. Pierwsza część pasma, z zakresu 1895-1906.1 MHz, przeznaczona jest dla użytkowników prywatnych oraz do zastosowań typu PBX. Druga część, z zakresu 1906.1-1918.1 MHz, przeznaczona jest do zastosowań typu telepoint.

Działanie systemu PHS oparte jest na wielodostępie częstotliwościowo-czasowym. Przydzielone pasmo podzielone jest na 77 kanałów częstotliwościowych, każdy o szerokości 300 khz. Na każdej nośnej z kolei, zdefiniowano strukturę ramkową zawierającą cztery szczeliny czasowe. 67

Na pojedynczej nośnej przesyłany może być strumień binarny o przepływności 384 kbit/s z wykorzystaniem różnicowej czterowartościowej modulacji fazy z przesunięciem. Jest to modyfikacja czterowartościowej modulacji fazy QPSK. Cztery szczeliny czasowe tworzą ramkę o czasie trwania 5 ms. Transmisja dupleksowa zrealizowana jest w dziedzinie czasu.

W odróżnieniu od standardu DECT, system PHS posiada wydzielony fizycznie kanał służący do transmisji sygnalizacji. Kodowanie sygnałów mowy jest podobne jak w systemach europejskich, z wykorzystaniem modulacji ADPCM, 32 kb/s. Możliwa jest także transmisja danych z przepływno ściami do 32 kb/s, w ramach jednego kanału. 69

Porównanie standardów telefonii bezprzewodowej.

Standardy CT2, DECT i PHS W standardach CT2, DECT i PHS zastosowano połączenie wielodostępu czasowego i częstotliwościowego, przy czym transmisję dupleksową zrealizowano w dziedzinie czasu, co upraszcza konstrukcję terminali systemu, gdyż urządzenia nadawczo-odbiorcze terminala korzystają tylko z jednej częstotliwości. Sygnały mowy kodowane są przez ADPCM, 32 kbit/s, co zapewnia wysoką jakość transmisji i pozwala uniknąć złożonych układów koderów i dekoderów.

Z drugiej strony, prowadzi to do niezbyt wysokiej wydajności wykorzystywania pasma, ponieważ jeden simpleksowy kanał rozmówny zajmuje od 50 khz w standardzie CT2 do 75 khz w standardzie PHS. Jest to równoważone z nadwyżką przez niewielkie rozmiary komórek. W efekcie, wszystkie systemy zdolne są obsługiwać bardzo duże natężenie ruchu, odpowiadające ponad 10000 abonentom/km²/piętro. 72

Z uwagi na cechy charakterystyczne kanału radiowego, a przede wszystkim zaniki sygnału i wielodrogowość, wszystkie systemy stosują sygnały o stałej obwiedni: modulację GMSK w przypadku standardów europejskich oraz nieco mniej wydajne widmowo kluczowanie fazy w przypadku sygnału PHS.

Niewielkie wymiary komórek pozwalają stosować niewielkie moce sygnału w kanale radiowym: zaledwie 5-10 mw. Ta cecha w połączeniu z prostymi algorytmami obróbki sygnału prowadzi do stosunkowo niewielkiego zapotrzebowania terminala na moc, co umożliwia zastosowanie niewielkich źródeł zasilania oraz ogranicza wymiary i wagę terminali. 74

Podstawowe parametry wybranych standardów standardów telefonii bezprzewodowej Parametr Jednostka CT2 DECT PHS Pasmo częstotliwości Liczba częstotliwości nośnych Odstęp pomiędzy nośnymi Metoda dupleksowania MHz 864-868 1800-1900 1895-1918 40 10 77 khz 100 1728 300 Czasowa Czasowa Czasowa Wielodostęp TDMA + FDMA TDMA + FDMA TDMA + FDMA

c.d. tabeli Parametr Jednostka CT2 DECT PHS Liczba szcze-lin czasowych na jednej nośnej Łączna liczba kanałów rozmównych Szerokość pasma kanału rozmównego 2 24 8 40 120 231 khz 2 x 50 2 x 72 2 x 75 Przydział kanału rozmównego Pojemność ruchowa Erl/km²/ piętro Dynamiczny Dynamiczny Dynamiczny 200 10000 10000

c.d. tabeli Parametr Jednostka CT2 DECT PHS Zasięg m kilkaset kilkaset kilkaset Modulacja GMSK GMSK π/4 DQPSK Szybkość transmisji na jednej nośnej Kodowanie sygnału mowy Kanał sygnalizacyjny Średnia moc nadajnika w terminalu kbit/s 72 1152 384 ADPCM, 32 kbit/s ADPCM, 32 kbit/s ADPCM, 32 kbit/s kbit/s 2 6.4 6.4 mw 5 10 10

Wykorzystanie standardów telefonii bezprzewodowej

Domowe systemy telefonii bezsznurowej. Domowe systemy telefonii bezprzewodowej umożliwiają prowadzenie rozmów zwykle na odległość kilkudziesięciu metrów. Typowy system tego rodzaju składa się z jednego przenośnego, bezprzewodowego mikrotelefonu oraz stacjonarnej, domowej stacji bazowej podłączonej do gniazdka telefonicznego. Urządzenia tego typu są powszechnie stosowane dziś na całym świecie.

Systemy publiczne typu telepoint. Abonenci korzystający z usługi typu telepoint nie mogą zazwyczaj odbierać za pomocą terminali przenośnych rozmów przychodzących, mogą je jedynie inicjować. Tak zdefiniowana usługa zwalnia system z konieczności śledzenia pozycji abonenta, przez co złożoność oraz koszt infrastruktury systemu są znacznie niższe w porównaniu np. z infrastrukturą systemów telefonii komórkowej.

Abonenci niektórych systemów typu telepoint mogą także przyjmować rozmowy przychodzące, dopiero jednak po wykonaniu inicjowanej przez abonenta procedury rejestracji w obrębie działania konkretnej stacji bazowej. Dostęp do rozmów przychodzących wiąże się także z nieco wyższymi opłatami.

Pętle abonenckie Pętlę abonencką (czyli parę przewodów od abonenta do centrali telefonicznej) można czasami wygodniej, taniej i szybciej zrealizować w formie połączenia radiowego (WLL-Wireless Local Loop). W wielu takich przypadkach wykorzystywany jest DECT, czasami równolegle z innymi standardami. Przykładami gotowych rozwiązań są: 9800 (Alcatel); DECTlink (Siemens); GOODWIN WLL (GOODWIN); DECTxs (SHYAM Telecom).

Mimo, że DECT jest systemem o niewielkich komórkach, długość łącza radiowego może wynosić do 16 kilometrów. Po stronie operatora mamy stacje bazowe z silnie kierunkowymi antenami, podłączone do centrali telefonicznej lub w przypadku sieci informatycznych- do routerów.

Po stronie abonenta stosuje się trzy różne konfiguracje: okablowany budynek z koncentratorem podłączonym do łącza DECT; stację bazową rozsyłającą sygnał do mieszkań, gdzie znajdują się odbiorniki DECT połączone ze zwykłymi telefonami; -stację bazową komunikującą się bezpośrednio z telefonami bezprzewodowymi. 84

Korzyści i problemy pętli abonenckich Technika bezprzewodowa jest atrakcyjna z wielu powodów. Ze względu na radiowy charakter łączności nie wymaga kosztów i nakładu pracy, związanego z robotami ziemnymi. Czas instalacji pętli bezprzewodowych jest krótki. Można szybko rozbudować infrastrukturę sieci telekomunikacyjnej na określonym obszarze, nawet gdy docelowo przewiduje się łączność przewodową lub gdy sieć potrzebna jest jedynie tymczasowo.

Ważnym atutem przy realizacji pętli radiowych WWL jest możliwość pokrycia terenu o małej gęstości zaludnienia, gdzie nieopłacalne jest inwestowanie w infrastrukturę opartą na kablu miedzianym. Koszty byłyby w tym wypadku zbyt wysokie i ze względu na małą gęstość ruchu telekomunikacyjnego nie przyniosłyby zwrotu poniesionych nakładów w zadowalającym czasie. 86

Ponadto sieci radiowe to idealne rozwiązanie dla abonentów, zamieszkujących obszary niekorzystne dla zakładania połączeń kablowych ze względu na ukształtowanie terenu. 87

Dodatkową zaletą bezprzewodowych pętli abonenckich jest malejąca cena urządzeń nadawczo-odbiorczych, wynikająca z ich masowej produkcji dla systemów komórkowych i bezsznurowych. Obecnie średni koszt jednej linii telefonicznej, zrealizowanej w technologii WLL, jest niższy niż typowy koszt jednej linii, zrealizowanej w sposób przewodowy.

Koszt rozbudowy bezprzewodowych sieci abonenckich zależy w niewielkim stopniu od odległości między abonentem a lokalną centralą (stacją bazową) ze względu na rodzaj transmisji. W tradycyjnym rozwiązaniu koszt rozbudowy to koszt kabla miedzianego, potrzebnego do dołączenia nowych użytkowników. W systemach WLL dołączenie nowych abonentów polega na instalacji nowych stacji nadawczo-odbiorczych i terminali abonenckich.

. Występowanie pętli p abonenckich W krajach rozwijających się, takich jak: Chiny, Indie, Rosja, Brazylia, Indonezja, telekomunikacja bezprzewodowa jest o wiele tańszym rozwiązaniem niż budowa tradycyjnej infrastruktury. Według badań liczba abonentów, korzystających z usług telekomunikacyjnych w systemie WLL, osiągnie w 2006 roku 250 miliony, z czego większość stanowić będą mieszkańcy krajów rozwijających się. Szacuję się również, że do tego czasu w krajach rozwijających się zapotrzebowanie na usługi telekomunikacyjne w technice WLL będzie pokryte w 75%. Obecnie wynosi ono niespełna 15%.

Inaczej wygląda sytuacja w krajach rozwiniętych, w których przewodowa infrastruktura komunikacyjna jest z reguły dobrze opracowana. Tutaj rozwój bezprzewodowych pętli abonenckich nie nabiera tak szybkiego tempa. 91

Dane techniczne systemów specjalizowanych Nazwa syste-mu WLL AirLoop Airspan Multigain Proximity I Producent Lucent Technologies DSC Tadiran Nortel Standard CDMA CDMA TDMA TDMA Częstotliwość (w MHz) Kodowanie mowy 3400-3600 2000-2300, 2300-2500, 3400-3600 PCM-64 kb/s, ADPCM-32 kb/s PCM-64 kb/s, ADPCM-32 kb/s 3400-3600 3400-3600 ADPCM-32 kb/s ADPCM-32 kb/s Zwielokrotnienie/du plex CDMA/FDD CDMA/FDD FH-TDMA TDMA-FDD Usługi Telefon, faks, ISDN, transmisja danych do 384 kb/s Telefon, faks, ISDN, transmisja danych do 144 kb/s Telefon, faks, ISDN, trans-misja danych do 32 kb/s Telefon, faks, ISDN, trans-misja danych do 64 kb/s

Przyszłość DECT Przyszłość systemu DECT nie jest tak zagrożona przez systemy GSM tak jak by się mogło wydawać system DECT będzie częścią powoli wchodzącego UMTS. Obecnie działające systemy DECT umożliwiają prędkość transmisji danych rzędu 1 Mbit/s. Stosunkowo łatwo powiększyć ją do dwukrotnie większej. Członkowie DECT Forum pracują nad urządzeniami o szybkości 20 Mbit/s. 93

DECT: Ciągły wzrost Million Units per year 70 60 50 40 30 20 13.5 20 28 37 45 52 59 65 PMP 15% Other Cordless 10% Analogue Cellular 3% DECT 34.7 % 10 3.2 6.5 0 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Liczba urządzęń DECT ciągle wzrasta. Wzrasta także liczba nowych rozwiązań opartych na DECT Proprietary 21% GSM 5% Other Digital Cellular 11.3% 94

DECT: A worldwide standard... Adopted in more than 110 countries Source: DECT Forum 95

96