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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Cos'è il DECT? Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / telefonia La creazione dello standard DECT (Digital Enchanced Cordless Telecommunications - uno standard digitale flessibile per le comunicazioni senza fili) può essere considerata nel giugno 1992, quando è stata approvata dall'Istituto europeo di standardizzazione ETSI. Ora è accettato in più di 100 paesi in tutto il mondo. Le apparecchiature DECT hanno una vasta gamma di applicazioni: dai telefoni wireless domestici unicellulari (Fig. 1) ai PBX wireless multicella (Fig. 2; terminali di abbonato in primo piano, dietro di loro ci sono due stazioni base e un controller) e wireless sistemi di accesso. Lo standard definisce la tecnologia di accesso radio per la trasmissione di informazioni in formato digitale su una distanza massima di 10 km. Supporta comunicazioni vocali, fax e dati.
Lo standard si basa sull'uso di moderni metodi digitali di elaborazione e trasmissione delle informazioni. Si tratta, prima di tutto, dell'accesso multiplo a divisione di tempo TDMA (Time Division Muptiple Access), che fornisce un basso livello di interferenze radio e un'elevata capacità del sistema (fino a 100mila utenti), modulazione adattiva del codice di impulso differenziale ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation ), che consente una trasmissione vocale di alta qualità, selezione dinamica del canale/allocazione dinamica del canale DCS/DCA (selezione/allocazione dinamica del canale), fornendo la possibilità di selezionare il miglior canale radio disponibile in qualsiasi modalità di funzionamento del dispositivo wireless e garantendo una comunicazione stabile e protetta da intercettazioni non autorizzate. Lo standard DECT contiene protocolli che definiscono l'interazione con reti come ISDN e GSM, nonché un protocollo che garantisce la compatibilità tra terminali di abbonati wireless prodotti da diversi produttori. Il vantaggio dei sistemi che operano secondo questo standard è che, secondo la decisione del Comitato statale per le radiofrequenze della Federazione Russa del 26.08.97 agosto 39 (Protocollo 7/XNUMX), possono funzionare senza ottenere un permesso speciale per utilizzare le frequenze assegnate . I sistemi DECT forniscono supporto agli abbonati all'interno di una determinata rete ed è importante sincronizzare tutte le porte radio delle stazioni base che operano entro i confini di questa rete. Il codice multifrequenza bitonale (DTMF) viene utilizzato per trasmettere le informazioni sulla posizione dell'abbonato. Quando si utilizza la tecnologia di accesso radio che fornisce mobilità, è necessario risolvere i problemi di sicurezza delle informazioni trasmesse. Lo standard DECT prevede a questo proposito le misure necessarie per contrastare possibili tentativi di accesso non autorizzato e di intercettazioni. Ad esempio, ha introdotto protocolli efficaci di registrazione e autenticazione e ha migliorato la codifica delle informazioni trasmesse. Spieghiamo cos'è la “registrazione”. Questo è il processo mediante il quale il sistema accetta un particolare telefono cellulare DECT per il servizio. L'operatore di rete, o fornitore di servizi, comunica all'utente del portatile DECT (di seguito lo chiameremo unità radio dell'abbonato (SRU), una chiave di registrazione segreta (codice PIN), che deve essere inserita sia nell'unità radio base (SRU ) e nella SRU prima dell'inizio della procedura di registrazione. Il codice PIN, di norma, può essere utilizzato solo una volta, il che riduce al minimo il rischio di accesso non autorizzato. Dopo aver stabilito la comunicazione radio, viene stabilito su entrambi i lati che è stata utilizzata la stessa chiave Successivamente, dopo aver scambiato le informazioni di identificazione, entrambe le parti calcolano una chiave di autenticazione segreta che viene utilizzata ogni volta che viene stabilita una connessione. Un portatile DECT mobile può essere registrato su più stazioni base. Ad ogni sessione di registrazione, l'ARB calcola una nuova chiave di autenticazione associata alla rete a cui è registrato. Nuove chiavi e informazioni di identificazione della rete vengono aggiunte all'elenco memorizzato nell'EPIRB, che viene utilizzato durante il processo di connessione. I portatili possono connettersi solo a una rete alla quale dispongono dei diritti di accesso (le informazioni sull'identificazione della rete sono contenute in un elenco speciale). L'autenticazione di un portatile DECT può essere eseguita come procedura standard ogni volta che viene stabilita una connessione. Ciò avviene nel modo seguente: il BRB invia un numero casuale al portatile, che viene chiamato “richiesta”. L'EPIRB calcola una “risposta” composta da una combinazione della chiave di autenticazione con il numero casuale risultante e la trasmette alla stazione base. Calcola anche la “risposta” attesa e la confronta con quella ricevuta. A seconda del risultato del confronto si verifica la continuazione della connessione o la disconnessione. Se qualcuno vuole intercettare le informazioni trasmesse tramite l'interfaccia aerea, per rubare la chiave di autenticazione, deve conoscere l'algoritmo per determinare la chiave dalla "richiesta" e dalla "risposta". Determinare l’algoritmo “inverso” è una procedura laboriosa e molto costosa. È possibile garantire la segretezza delle informazioni trasmesse crittografando i dati durante la trasmissione. In questo caso è possibile utilizzare la stessa chiave di crittografia utilizzata per l'autenticazione ARB. La parte ricevente lo utilizza per decrittografare le informazioni. Questo processo fa parte dello standard DECT (sebbene non sia obbligatorio). Per i sistemi DECT standard è assegnata la gamma 1880...1900 MHz. Vengono utilizzate dieci delle sue frequenze, ciascuna delle quali comprende 12 canali duplex con divisione temporale. L'intervallo tra frequenze adiacenti è 1,728 MHz. Il tempo di trasmissione è suddiviso in frame da 10 millisecondi costituiti da 24 time slot. Ad ogni abbonato viene assegnato un frame per la trasmissione e uno per la ricezione (duplex, ma non frequenza, come nei sistemi analogici, ma tempo). Potenza irradiata media - 10 mW (picco - 250 mW). A differenza dei sistemi cellulari, dove la decisione di allocare un canale viene presa dalla stazione base e il canale viene assegnato per tutta la durata della connessione, in DECT la selezione del canale viene effettuata dal portatile, e durante la conversazione questo canale cambia quasi continuamente. Questa modalità operativa è chiamata selezione dinamica continua del canale - CDSC. L'EPIRB trasmette costantemente, su almeno un canale, un segnale contenente le informazioni di servizio necessarie per stabilire una connessione, fungendo così da beacon per l'EPIRB. La trasmissione potrebbe far parte di una connessione attiva oppure potrebbe essere inattiva. Gli EPIRB collegati alla trasmissione del beacon analizzeranno le informazioni trasmesse e determineranno se hanno diritti di accesso al sistema, se le capacità del sistema corrispondono ai servizi richiesti dall'EPIRB e se l'EPIRB ha capacità disponibile per stabilire comunicazioni radio con l'EPIRB. Tutte le apparecchiature DECT scansionano regolarmente tutti i canali radio gratuiti almeno una volta ogni 30 s. La scansione misura il segnale RF locale. Questo processo viene eseguito in background e crea un elenco di canali liberi e occupati (RSSI: elenco di indicazione della potenza del segnale ricevuto), uno per ciascuna combinazione di fascia oraria/portante che sarà necessaria quando si seleziona un canale. La fascia oraria libera non è ancora utilizzata per la trasmissione o la ricezione. Nell'elenco RSSI, valori bassi di intensità del segnale indicano canali liberi senza interferenze e valori alti indicano canali occupati o con interferenze. Utilizzando le informazioni RSSI, l'EPIRB o il BRB possono selezionare il canale ottimale (con la minima interferenza) per stabilire un nuovo collegamento di comunicazione. I canali con i valori RSSI più alti vengono costantemente analizzati dall'EPIRB per verificare che la trasmissione provenga da una stazione base alla quale ha diritti di accesso. Il funzionamento dell'EPIRB è sincronizzato con l'EPIRB che ha il segnale più forte, come definito dallo standard DECT. I canali con i valori RSSI più bassi vengono utilizzati per stabilire il contatto radio con l'EPIRB se l'utente dell'EPIRB decide di stabilire una comunicazione, oppure nel caso in cui una chiamata in arrivo viene segnalata al telefono mobile DECT ricevendo un messaggio di cercapersone (non per voce). In una stazione base DECT, quando si seleziona un canale per stabilire la trasmissione al beacon, vengono utilizzati i canali con valori RSSI bassi. Un meccanismo dinamico di selezione e assegnazione dei canali garantisce che la comunicazione venga sempre stabilita sul canale più chiaro disponibile. Grazie all'utilizzo del CDCS, nei sistemi DECT non è necessaria la pianificazione della frequenza. La soluzione a questo problema è trasferita all'EPIRB, che rende l'installazione di tali sistemi una procedura semplice e consente anche, se necessario, di aumentare il numero totale di canali semplicemente aggiungendo nuove stazioni base. Ora diamo un'occhiata a come viene effettuata una chiamata da un abbonato (chiamata in uscita). Si è già detto che l'iniziativa per la scelta delle comunicazioni radio nelle applicazioni DECT di base spetta sempre all'EPIRB. Utilizzando la selezione dinamica del canale, seleziona il migliore disponibile e comunica con il BRB su di esso. Affinché il BRB possa rilevare i tentativi di stabilire la comunicazione dall'EPIRB, il loro funzionamento viene sincronizzato utilizzando le informazioni di servizio costantemente trasmesse dalla stazione base. Sulla base di queste informazioni, l'EPIRB può determinare esattamente quando è possibile accedere con successo all'EPIRB sul canale selezionato. Per garantire che l'EPIRB possa utilizzare tutte e dieci le portanti RF DECT, l'EPIRB scansiona continuamente i suoi canali di ricezione inattivi in sequenza per rilevare tentativi di comunicazione da parte dell'EPIRB. Quando una chiamata in arrivo arriva all'EPIRB, la rete di accesso le invia l'identificatore corrispondente tramite il canale di paging. L'EPIRB, dopo aver ricevuto un messaggio di cercapersone con il suo identificatore, stabilisce un canale radio per servire la chiamata in entrata, utilizzando la stessa procedura di quando si stabilisce una connessione in uscita. Quando si stabilisce una connessione nei sistemi DECT, è garantito il passaggio da cella a cella senza interruzione della connessione. Il processo attraverso il quale ciò avviene è chiamato "handover" ed è un meccanismo per evitare canali suscettibili alle interferenze o canali con una bassa potenza del segnale. Gli EPIRB possono allontanarsi da una connessione interferente e contemporaneamente stabilire una seconda connessione sul canale appena selezionato. Innanzitutto vengono supportate entrambe le connessioni radio, su di esse vengono trasmesse le stesse informazioni vocali e viene analizzata la qualità della connessione. Quindi, trascorso un po' di tempo, la stazione base determina quale connessione ha la migliore qualità, liberando un altro canale. E infine qualcosa sulle prospettive per lo sviluppo dello standard. DECT rafforza la sua posizione. Oggi in Europa la quota di mercato dei telefoni DECT tra tutti i radiotelefoni domestici è del 53%. Tra tutti gli standard utilizzati per realizzare reti di accesso wireless (Wireless local loop - WLL), è il leader, occupando il 32% del totale delle linee installate. Si prevede che le vendite totali nel 2000 ammonteranno a circa 30 milioni di terminali. Per lo sviluppo del DECT è promettente la possibilità di interazione di questo standard con il GSM (poiché entrambi si basano sulla trasmissione digitale utilizzando la tecnologia TDMA). Combinando le capacità dei sistemi DECT, che gestiscono traffico intenso, ma impongono restrizioni sulla velocità di movimento dell'abbonato, e GSM, che hanno una capacità inferiore, ma offrono agli abbonati la possibilità di viaggiare in macchina o in treno e fornire roaming , ha permesso di creare un terminale di abbonato dual-mode. Funziona nello standard DECT finché l'abbonato si trova nell'area del servizio radio del sistema DECT in cui è registrato. Non appena l'utente lascia quest'area, il radiotelefono passa automaticamente al funzionamento nello standard GSM. L'integrazione dei due standard dovrebbe svolgere un ruolo nella personalizzazione delle comunicazioni. Una delle possibili applicazioni del DECT - l'organizzazione dell'accesso radio degli abbonati - consente agli operatori di ridurre al minimo i costi iniziali e di aumentare gradualmente la capacità della rete utilizzando i proventi derivanti dalla sua gestione, il che contribuirà anche alla popolarità dello standard. Quando si implementano i sistemi standard DECT, si consiglia di familiarizzare con i documenti che regolano questa attività. Questa è la decisione del Comitato statale per le radiofrequenze della Russia del 26.08.96 agosto 39 (Protocollo n. 7/1880) "Sull'uso della banda di frequenza 1900-128 MHz per apparecchiature di comunicazione telefonica senza fili della tecnologia DECT"; Ordinanza del Ministero delle Comunicazioni della Russia n. 13.11.96 del 27.04.98 novembre 6 "Sulla procedura per l'introduzione di apparecchiature DECT sulle reti di telecomunicazioni russe"; decisione del Comitato statale per le radiofrequenze della Russia del 2 aprile 1880 (Protocollo n. 1900/134) "Sull'uso della banda di radiofrequenza 11.08.98-XNUMX MHz per apparecchiature DECT"; Ordinanza del Comitato di Stato per le comunicazioni della Russia n. XNUMX dell'XNUMX agosto XNUMX "Sulla procedura per l'introduzione di apparecchiature DECT sulle reti di telecomunicazioni russe".
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