DECT за доби IP-комунікацій

DECT за доби IP-коммуникаций

Владимир Сергеев.

DECT — розвиваючись технологія радіодоступу, й, звісно, інновації тут з’являються дуже часто. Коли щодо розгляду всіх досягнень технології DECT формат журнальної статті замалий, зупинимося найбільш цікавому аспекті - інтеграції DECT в IP-мережі, зокрема, взаємодії з VoIP-инфраструктурой.

Что таке DECT?

Прежде всього DECT це високу якість бездротового телефонного зв’язку і, звісно:

— добре відомі і розвинена технологія радіодоступу в телекомунікаційні сети;

— технологія, стандартизованная ETSI 1992;го (стандарт опубліковано у 1993 г.);

— технологія, підтримує багатостільникову архітектуру мережі радиодоступа*.

Часто технологію DECT сприймає як стільниковий і навіть мобільний (аналогічну, наприклад, GSM), але ці ні правильно. Спочатку DECT розроблявся як технологія радіодоступу у різні телекомунікаційні мережі, т. е. стандарт описує лише радиоинтерфейс** і стосується аспектів організації телекомунікаційної мережі як таковой.

В зараз у ETSI йде безперервна робота з вдосконалення стандарту DECT, зокрема, уточнюється радиоинтерфейс на підтримку нових послуг. Таким чином, DECT, будучи зрілої технологією, постійно розвивається, завойовуючи все більшої популярності в усьому мире.

В 2005 р. упав останній «бастіон опору» DECT в США та Канади. У цих країнах сітка і регламент використання спектра радіочастот від європейських. Тому технологія DECT на радиоинтерфейсе тут могла використовувати лише псевдошумовые сигнали в ISM діапазоні 2,4 ГГц, що зумовлювало масі обмежень. Цього року FCC вніс відповідні зміни у Правила використання спектра для «рідного» радиоинтерфейса DECT.

К останнім інноваціям в технології DECT належить реалізація передачі коротких і мультимедіа повідомлень. Передача коротких повідомлень (SMS) полягає в послузі радиоинтерфейса Low Rate Messaging Service (LRMS) і стандарту передачі SMS по телефонним абонентським лініях (F-SMS). Може працювати по цифровим лініях ISDN і ADSL. Для зв’язки Польщі з аналоговими телефонними мережами використовується послуга Caller ID провідних мереж. Формат DECT SMS-повідомлень сумісний із форматом GSM SMS-повідомлень, що значно підвищує цінність цього стандарту. У Росії її ISDN-ceти не знайшли поширення, a F-SMS практично отсутствуют.

DECT MMS — профіль передачі мультимедиасообще-ний, заснований на стандарті F-MMS (Fixed-line Multimedia Messaging Service). DECT MMS використовує технологію SMS для оповіщення про мультимедиа-сообщении, т. е. його місцезнаходження. Для доступу до самого повідомленню можна застосовувати «треті» технології, наприклад Web, і навіть кошти, аналогічні SMS. У разі довжина мультиме-диасообщения обмежується 20 Кбайт, т. е. телефонний абонентська лінія займається лише на 30 секунд.

***.

DECT Forum — некомерційна організація, що об'єднує співтовариство розробників, виробників DECT-оборудова-ния і операторів публічних DECT-сетей. Члени DECT Forum нерідко конкурують між собою над ринком, але, тим щонайменше, знаходять можливість співпрацювати у сфері просування технології DECT ринку, в частковості, забезпечують сумісність терміналів різних виробників. Наприклад, GAP-совмести-мость терміналів була майже 5 років тому я. Ознакою сертифікації устаткування на GAP-совместимость є емблема DECT-GAR видана DECT Forum.

* У многосотовой мережі радіодоступу DECT необхідна синхронізація базових станцій (БС) між собою. Традиційно БС синхронизируются з контролером DECT no TDM-линиям.

** Радиоинтерфейс DECT Common Air Interface (CI) регулюється стандартом ETSI EN 300 175.

Интерфейсы і профілі DECT

При забезпеченні радіодоступу у різні телекомунікаційні мережі необхідні відповідні функції взаємодії DECT із нею, визначених набором DECT-профилей. Найбільшу популярність користується DECT GAP, який би сумісність мовних терміналів при доступі в телефонні мережі. Профіль GAP регламентується стандартом ETSI EN 300 444. Сертифікація на GAP-совместимость DECT-терминалов здійснюється DECT Forum. Крім GAP ставлення до аналізованим цієї статті питанням мають такі профілі взаємодії DECT:

— DPRS — DECT Packet Radio Service (ETSI EN 301 469). Універсальний профіль передачі, який би всіх раніше розроблені профілі, зорієнтовані використання FR-технологии;

— ODAP — Open Data Access Profile (ETSI TS 102 342). Спрощена схема передачі з допомогою дешевих DECT-терминалов для скорочення вартості. Найбільшого застосування знаходить для додатків промислової автоматизації та збору інформації з датчиков;

— надвисокошвидкісна передача даних на швидкостях до 15 Мбіт/с з допомогою одночасного використання трьох несучих. Доцільність реалізації технології DECT передачі даних на швидкостях, перевищують 500 кбіт/с, представляється сумнівною, як у технічному, і у економічному отношениях;

— профіль DECT, заснований на DPRS, для доступу в IP-сети;

— профіль взаємодії з VoIP-инфраструктурой з допомогою шлюзу, размещаемого в контролері (ETSI TS 102 265).

Взаимодействие dect з voip-инфраструктурой

По мері досягнення зрілості технології VoIPчи IP телефонії установські телефонні станції (РВХ) модифікувалися їхнього підтримки. На початковому етапі знають використовувалися зовнішні шлюзи між РВХ і VoIP-инфраструктурой. Надалі шлюзи IP-телефонії стали вбудовувати в РВХ, і, нарешті, з’явилися IP РВХ в «чистому» виде.

Развитие взаємодії DECT і VoIP-инфраструктуры мало самі етапи: спочатку використовувалися зовнішні шлюзи, потім — вбудовані в контролер DECT медиашлюзы, і найдосконаліше — IP DECT.

На рис. 1 представлено рішення з інтегрованим у контролер DECT VoIP-медиашлюзом (MGW), яке використовують майже всі виробники офісних DECT-систем. До особливостям даної технології относятся:

— забезпечення інтеграції DECT-системы в існуючу VoIP-инфраструктуру (не відрізняється від способу інтеграції традиційних РАВХ);

— використання TDM-разводки БС їхнього синхронізації між собою й іншими DECT-системами;

— недолік — дві паралельні інфраструктури (DECT TDM і LAN IP).

***.

Основные переваги DECT:

— високоякісна телефонний связь;

— большая зона покрытия:

— радіус до 300 м. для офісних систем;

— радіус до 15 км для WLL;

— виділений діапазон частот більшості країн (до й Канаді з 2005 г.);

— конфиденциальность:

— вбудована схема шифрування і аутентификации;

— многосотовая архітектура мережі доступу DECT:

— роумінг між базовими станціями (БС) мережі DECT;

— синхронізація всіх БС мережі DECT, забезпечує «м'який» (безшовний) хендовер;

— недорогие сумісні DECT-тер-миналы:

— GAP-совместимость терміналів, дозволяє себе використовувати їх у будь-який DECT-системе;

— наявність системних терміналів з розширеними функціями і фірмовим протоколом.

IP DECT-архитектура

Оптимальным рішенням нині є технологія IP DECT з допомогою медиашлюзов в БС і від зовнішнього серверу IP-телефонії чи SoftSwitch. Розглянемо склад IP DECT-архитектуры з прикладу IP DECT компанії DeTeWe.

IP DECT БС — підтримує стандартний DECT CI радиоинтерфейс і DECT-профиль GAP від використання стандартних DECT GAP-терминалов. До IP-мережі підключається через інтерфейс Ethernet 10/100 BaseT.

Для передачі розмови з IP-мережі в БС використовується лише одне тип кодеків: G.711, G.723 чи G.729 (перший тип — головним чином заради передачі факсимільного інформації, або даних через голосової модем.

Применение радиоинтерфейса з TDM-технологией (з гарантованим QoS) й підтримка DiffServ/ ToS-флагов для RTP/ RCTP пакетів голосу у IP-мережі забезпечують високу якість промови. Для мовних пакетів підтримуються також компенсація джиттера, эхо-компенсация, розпізнавання пауз у мові і додавання комфортного шума.

Для сигналізації БС підтримує протоколи SIP, MGCP, Н.323 і IP PBX.

Высокую безпеку IP DECT обеспечивают:

— DSAA-алгоритм аутентифікації на радиоинтерфейсе DECT;

— 802. lx (RADIUS); - WEP (64/128/256 bit);

— WPA, WPA-PSK 1.0 і TKIP;

— списки контролю доступа;

— приховані SSID;

— блокування міжстанційних мостів для WLAN.

Для початкової ініціалізації і перезапуску при збої БС підтримує DHCP, BOOTP/ TFTP-клиент, для конфигурирования і моніторингу — протокол SNMP.

Сервер DECT IP телефонії - це розширений сервер IP-телефонії (SIP proxy, MGCP Softswitch, H.323 gate-keeper) із підтримкою серверу DECT мобільності (ОММ — Open Mobility Manager). Існує OEM версія ОММ серверу для Linux OS, яка може взаємодіяти з стандартними серверами IP-телефонії на підтримку DECT мобильности.

При використанні IP PBX як шлюзу ОММ може виконуватися на виділеної IP DECT БС, виключаючи потреба у окремому сервере.

Медиашлюз (MGW) — IP PBX із підтримкою додаткових послуг телефонії чи стандартний шлюз IP-телефонії від «третіх» виробників із підтримкою MGCP, SIP чи Н.323.

Рабочее місце оператора (РМТ) — персонального комп’ютера із підтримкою web-браузера. Використовується для конфігурації і моніторингу роботи IP DECT.

В мережі IP DECT можна використовувати та звичайні IP-телефони, відповідні стандарту SIP, MGCP чи Н.323. При плануванні IP DECT слід керуватися тими самими рекомендаціями і методиками, що й за плануванні звичайних IP телефонних мереж (об'єм і приоритеза-ция трафіку, VPN/VLAN і др.).

IP-практика

Для демонстрації роботи IP DECT по вузькосмуговим IP-каналам було проведено досвідчена експлуатація IP БС за такими каналам: IP-канали зі швидкістю до 250 кбіт/с, організовані каналами СТРІМ (р. Москва). Забезпечувалася нормальна робота 8-ка-нальной IP БС;

IP-каналы супутникового мережі зв’язку Altegro Sky компанії «Телемережа». Забезпечувалася нормальна робота 8-канальною IP БС під час використання «двухскачковой» схеми підключення. Слід зазначити високу економічність цього рішення. Наприклад, для досвідченої зони вартість устаткування віддаленого сайту, включаючи VSAT і IP DECT устаткування, не перевищувала 5 тис. дол. США, а Плата використання ресурсів VSAT-ce-ти — 100 долл.;

IP-каналы, організовані із застосуванням широкосмугових систем радіозв'язку Aperto і Motorola, в конфігурації Р-ТР і Р-МР. При організації IP VPN можна також ознайомитися задіяти ресурси широкосмугових систем радиосвязи.

IP DECT-синхронизация

Немало труднощів у сенсі архітектури IP DECT викликає синхронізація DECT БС, що необхідно на вирішення два істотних задач:

— підтримки м’якого хендовера при пересуванні термінала між БС, типові для офісних DECT-систем;

— ефективне використання радиоресурса на підтримку більшого обсягу трафіку, що дуже важливо задля далекобійних систем абонентського DECT-paдиодоступа (WLL).

В алгоритмі синхронізації IP БС проти звичайній DECT-системой немає принципових відмінностей. За командою контролера, що є складовою ОММ, кожна БС починає сканувати радіоефір у пошуках працюючих DECT БС і повідомляє про «знахідки» контролеру синхронізації IP DECT. Після аналізу отриманої інформації контролер призначає головну БС для синхронізації. Далі, з відповідного алгоритму, все БС синхронизируются із головними DECT БС.

Использование IP DECT в офісних решениях

Архитектура IP DECT є дуже ефективною технологією побудови телекомунікаційної системи у і великих офісах, а розподілених офісів — єдино прийнятним решением.

БС IP DECT використовують інтерфейс Ethernet 10/100 Base-T для підключення до існуючої локальної мережі, до котрої я пред’являються таку ж вимоги, як для звичайних IP-телефонных мереж. БС RFP41 з інтегрованим Wi-Fi-модулем забезпечує підтримку якості послуг у єдиної офісної локальної мережі, і єдині центр управління сетью.

При використанні IP DECT немає обмежень у відстані від контролера до БС. Станція може визначатися практично будь-де, де можна забезпечити IP-канал для контролера. Для нормально функціонувати БС (без інтегрованого Wi-Fi модуля) досить трохи більше 200−250 кбіт/с пропускної способности.

Единственной проблемою IP-канала з невисокою пропускною спроможністю є дуже тривалий час завантаження програмного забезпечення БС при перезапуске. Локальний TFTP-сервер в віддаленій локальної мережі розв’язує це вопрос.

В як приклад можна навести об'єднання одній з мереж пунктів комунального харчування Москви у єдину телекомунікаційну інфраструктуру з використанням узкополосных IP-каналов. У цьому забезпечувалася мобільний DECT-те-лефонная зв’язок у кожному з офісів, а експедитори могли користуватися одному й тому ж DECT-трубкой переважають у всіх розподілених офісах, зі збереженням єдиної нумерації і забезпечення якості связи.

Такая ж схема застосовна в організацію зв’язку в розподілених офісах мережі супері гіпермаркетів, автозаправних станцій, нафтоі газовидобувних родовищ і ін. У цьому може виникнути потреба у використанні супутникових IP-каналов.

Все спроби застосувати DECT-системы для телефонізації протяжних об'єктів, наприклад, залізниць, нафтоі газопроводів, електричних мереж, і ін. наштовхувалися на нездоланні перешкоди: або неможливе забезпечити синхронізацію базових станцій при винесення великі відстані з допомогою TDM-систем передачі, або обмежується функціональність, або вартість системи при винесення контролерів БС зростає до неприйнятних значень. Використання IP DECT дозволяє простою й економічним способом телефонізувати такі довгі объекты.

Использование IP DECT для побудови DECT WLL-сетей

Технология DECT приваблива для побудови систем абонентського радіодоступу (DECT WLL) за такими причинам:

— високу якість телефонної связи;

— висока щільність трафика;

— низька вартість центрального устаткування й терминалов;

— простота розгортання системи через брак частотного планирования;

— спрощена процедура виділення частот.

Последний чинник має всі дедалі більшу значення. Тому DECT WLL будуть популярні ще довгий час, попри розвиток нових технологій широкосмугового радиодоступа.

DECT WLL-системы будуються як розподілених DECT-кластеров. У першому місці встановлюється кілька БС з секторными спрямованими антенными системами (зазвичай 60°). Зазвичай, на антеною щоглі встановлюються 6 БС, цього достатньо обслуговування приблизно 300−500 абонентів (для сільських районів кількість абонентів нижче значно) з відривом до 5 км. За необхідності обслуговування великої кількості абонентів чи забезпечення на значних територіях будують додаткові DECT WLL-сайты.

Существует рішення, що дозволяє збільшувати дальність дії DECT WLL-системы до 15 км — при гарантування прямий видимості (LOS). І тому БС встановлюються на висотні антенні вышки.

Один DECT-контроллер може обслуговувати кілька сайтів, що дуже скорочує загальну вартість системи. Традиційні системи DECT WLL будуються з використанням TDM-каналов між БС і контролером. У звичайному DECT-системе виникають серйозні проблеми з доставкою TDM-сигнала. Архітектура IP DECT знімає багато проблем й суттєво знижує вартість системи DECT WLL.

Во-первых, контролери IP DECT встановлюються у центрі, зазвичай, в апаратній залі опорною АТС. Тому зайвими у системі передачі між контролером і опорною АТС.

Во-вторых, для підключення БС використовуються звичайні низкоскоростные IP-канали із сумарною швидкістю передачі трохи більше 1 Мбіт/с однією сайт з 6 IP DECT БС, або більш 200 кбіт/с однією БС.

В-третьих, для винесення IP DECT БС із застосуванням і економічних ADSL-решений можуть бути використані звичайні аналогові абонентські лінії. Наприклад, при телефонізації сільських населених пунктів з допомогою ADSL-технологии можлива організація низкоскоростных IP-каналов до сусіднього села, де є телефонні лінії. Винесення туди БС дозволяє телефонізувати сусідні пункти з відривом до 5 км (15 км).

В-четвертых, для телефонізації важкодоступних населених пунктів у радіусі до 5 км (15 км) з допомогою винесення у яких БС з допомогою економічних IP супутникових каналів. У цьому вартість організації IP супутникових каналів значно нижча вартості будівництва TDM супутникових каналов.

Таким чином, DECT WLL-система, побудована з урахуванням IP DECT-архитектуры, забезпечує економічну телефонізацію котеджних містечок і сільських населених пунктів. Максимальна ефективність характеризується реалізації програми «Універсальна послуга».

Список литературы

Журнал «Connect!», № 11.2005.