--PAGE_BREAK--Аутентификационный ключ — во всех описанных процедурах аутентификационный ответ вычисляется по аутентификационному запросу и ключу аутентификации К в соответствии со стандартным алгоритмом (DSAA-DECT Standard Authentication Algorithm) или любым другим алгоритмом, отвечающим требованиям безопасности связи. Алгоритм DSAA является конфиденциальной информацией и поставляется по контракту с ETSI. Использование другого алгоритма будет ограничивать возможности абонентских станций, так как возникнут трудности при роуминге в сетях общего пользования DECT.
Аутентификационный ключ К является производной от одной из двух величин или их комбинаций, приведенных ниже.
1. Абонентский аутентификационный ключ UAK (User Authentication Key) длиной до 128 бит. UAK является уникальной величиной, содержащейся в регистрационных данных пользователя. Он хранится в ПЗУ абонентской станции или в карточке DAM (DECT Authentication Module).
2. Аутентификационный код АС (Authentication Code) длиной 16-32 бита. Он может храниться в ПЗУ абонентской станции или вводиться вручную, когда это требуется для проведения процедуры аутентификации.
Необходимо отметить, что нет принципиальной разницы между параметрами UAK и АС. Последний обычно используется в тех случаях, когда требуется довольно частая смена аутентификационного ключа.
Персональный идентификатор пользователя UPI (User Personal Identity) длиной 16-32 бита. UPI не записывается в устройства памяти абонентской станции, а вводится вручную, когда это требуется для проведения процедуры аутентификации. Идентификатор UPI всегда используется вместе с ключом UAK.
Шифрование данных — обеспечивает криптографическую защиту пользовательских данных и управляющей информации, передаваемых по радиоканалам между БС и АС.
В АС и БС используется общий ключ шифрования СК (Cipher Key), на основе которого формируется шифрующая последовательность KSS (Key Stream Segments), накладываемая на поток данных на передающей стороне и снимаемая на приемной. KSS вычисляется в соответствии со стандартным алгоритмом шифрования DCS (DECT Standard Cipher) или любым другим алгоритмом, отвечающим требованиям криптографической стойкости. Алгоритм DSC является конфиденциальной информацией и поставляется по контракту с ETSI.
В зависимости от условий применения систем DECT могут использоваться ключи шифрования двух типов: вычисляемый – DCK (Derivation Cipher Key) - и статический – SCK (Static Cipher Key). Статические ключи SCK вводятся вручную абонентом, а вычисляемые DCK обновляются в начале каждой процедуры аутентификации и являются производной от аутентификационного ключа К. В ПЗУ абонентской станции может храниться до 8 ключей.
Статический ключ обычно используется в домашних системах связи. В этом случае SCK является уникальным для каждой пары ''абонентская /базовая станция'', формирующей домашнюю систему связи. Рекомендуется менять SCK один раз в 31 день (период повторения номеров кадров), иначе риск раскрытия информации существенно возрастает.
В Европе DECT является обязательным стандартом, частотный диапазон DECT во всех странах-участницах Европейской конференции администраций почт и электросвязи (CEPT) зарезервирован исключительно для систем поддерживающих этот стандарт.
Емкость (показатель, учитывающий напряженность абонентского трафика, ширину используемого частотного диапазона и площадь покрытия, в Эрланг/МГц/км2) систем DECT выше, чем у других цифровых систем мобильной связи и составляет 500 Эрланг/МГц/км2 (этот показатель для систем на базе стандартов GSM и DCS-1800 равен соответственно 10 и 100), другими словами, такая пропускная способность позволяет одновременно вести 10 000 разговоров на 1 квадратном километре.
Система RLL.
Использование радио в качестве альтернативы медному кабелю для доступа к сети обретает все большую популярность. Первые системы, основанные на сотовой технологии, начали эксплуатироваться в начале 90-х годов. Сегодня всем очевидны преимущества этого вида связи в отношении быстроты подключения абонентов, а также низкой стоимости установки и функционирования соответствующих систем. Похоже, в ближайшее время системы местной радиосвязи (Radio in the local loop — RLL) получат широкое распространение.
Системы RLL привлекательны как для относительно давно действующих операторов кабельных сетей, так и для новых конкурирующих с ними компаний, которые предоставляют услуги сетей связи.
Там, где кабельные сети не получили большого распространения, системы RLL могут быть использованы для подключения к глобальным сетям большого числа новых абонентов за значительно более короткое время по сравнению со временем, необходимым для развертывания кабельной сети.Но в то же время местная радиосвязь может играть значительную роль и в местах с развитой кабельной инфраструктурой связи. Давно действующие операторы кабельных сетей могут использовать системы RLL для предоставления своим абонентам дополнительных линий передачи данных, например для факсимильной или модемной связи, без наращивания кабельной системы связи.
Конкурирующие с ними новые поставщики услуг сетей связи также могли бы использовать технологию RLL для подключения абонентов. Основное преимущество здесь в том, что оператору нет необходимости знать, где будут находиться его клиенты. Недавно появившийся оператор может ожидать, что, скажем, 10-15% абонентов телефонных сетей, находящихся на данной территории, перейдут на новое обслуживание, однако точно определить их он не в состоянии. Используя технологию RLL, оператор способен минимизировать предварительные затраты на обеспечение обслуживания потенциальных абонентов. Весомая часть сетевой инфраструктуры может быть установлена (и оплачена) при подключении абонента к сети. В этой ситуации система RLL — наиболее экономичное средство, обеспечивающее обслуживание абонентов.
Системы RLL, соответствующие стандарту DECT, оптимизированы для городских и пригородных территорий, где плотность абонентов довольно высока. При использовании направленных антенн (на обоих концах радиоканала) эффективная дальность действия базовой станции увеличивается до 5 км. Узел доступа DECT (базовая станция RLL) содержит некоторое число направленных антенн обычно расположенных таким образом, чтобы охватить все направления (в горизонтальной плоскости). Вместо бесшнуровых телефонов абоненты системы RLL применяют стационарные устройства доступа, которые оснащены направленными антеннами, наведенными на ближайший узел доступа DECT. К стационарному устройству доступа могут быть подключены телефоны, факсимильные аппараты, модемы и другие средства.
Недавно ETSI были определены дополнения к стандарту DECT, включающие увеличенную преамбулу и улучшенный механизм синхронизации, благодаря которым повысится стабильность параметров сигналов DECT при их распространении на большие расстояния и при отражениях. Эти дополнения призваны сделать стандарт DECT более подходящим для систем связи, работающих вне помещений, включая средства RLL.
В условиях средней и большой плотности абонентов системы RLL, соответствующие стандарту DECT, становятся более экономически выгодными, чем сотовые. «Критической» точкой здесь является плотность 20 абонентов на 1 кв. км. Одна из причин этого кроется в формате TDMA, использованном в DECT, который позволяет одному радиопередатчику поддерживать одновременно до 12 соединений. Такого не предусматривает ни одна другая цифроваясотовая или бесшнуровая технология связи.
В целом можно сказать, что системы RLL, соответствующие стандарту DECT, лучше других подходят для работы в условиях средней или высокой плотности абонентов — либо в городах, либо в сельской местности, где число абонентов может быть и невелико, однако плотность их размещения довольно высока. Эти системы подойдут также абонентам, которые сейчас или в будущем захотят использовать линии связи для передачи данных или для работы с сетью ISDN.
Система
W
LL.
Для операторов, предоставляющих услуги связи особый интерес представляет использование DECT в беспроводных местных сетях связи (Wireless Local Loop — WLL). Речь идет об организации «последней мили» подключения абонентов к телекоммуникационным сетям общего пользования. Такое решение может быть использовано как в городских условиях, так и поселках и деревнях. При этом, для полноценного использования возможностей DECT, желательно наличие мест с достаточно высокой плотностью абонентов. Для WLL-систем не всегда удобно подключать устройства доступа в проводном варианте.
Важным свойством WLL-cистем является малое время развертывания. Это, в частности, связано с тем, что отпадает необходимость в рытье траншей, укладывании кабеля, а также внутренней разводке телефонных проводов в здании.
--PAGE_BREAK--Профили приложений DECT.
В профилях приложений содержатся дополнительные спецификации, определяющие как эфирный интерфейс DECT должен быть использован в конкретных приложениях. Стандартные сообщения и суб-протоколы были созданы из набора средств базового стандарта и подстроены под конкретные приложения с целью обеспечения максимальной совместимости оборудования DECT от разных производителей. Помимо самих профилей ETSI также разработал спецификации тестов на соответствие профилю, позволяющие проводить всестороннее тестирование оборудования DECT, претендующее на удовлетворение требованиям профиля.
Профили приложений определяют дополнительную спецификацию протокольного стека DECT для конкретных приложений. Хотя базовый стандарт DECT, определенный в ETS 300 175, обеспечивает возможность реализации широкого спектра услуг, основная цель профилей приложения — обеспечить совместимость оборудования разных производителей. Существуют следующие основные профили DECT, определенные ETSI:
· GAP (Generic Access Profile);
· CAP (CTM Access Profile);
· IAP иIIP (DECT/ISDN Interworking profiles);
· GIP (DECT/GSM Interworking Profile);
· DSP (Data Service Profile);
· RAP (Radio Local Loop Access Profile);
· DMAP (DECT Multimedia Access Profile);
· DPRS (DECT Packet Radio Services).
GAPкак основной профиль доступа был разработан для таких приложений DECT как домашние и офисные системы. GAP является главным профилем доступа DECT, предназначенным для использования в системах, поддерживающих телефонные услуги независимо от типа присоединенной сети. Он определяет минимум необходимых требований к АС и БС, обеспечивающих их совместимость. В GAP определены процедуры для установления и разрушения входящих и исходящих соединений, для поддержания мобильности, включая роуминг.
Хотя стандарт DЕCT определяет технологию радиодоступа, обеспечивающую мобильность, в нем не рассмотрены сетевые аспекты системы. Поэтому технология DECT может быть использована для доступа в любые сети. GIP описывает способ подключения сетей DECT к сети GSM. Такой доступ обеспечивается интерфейсом А сети GSM (к МSС). При этом сеть GSM воспринимает DECT как систему базовых станций (ВSС).
Использование этого профиля обеспечивает два преимущества. Во-первых, появилась возможность строительства мобильных сетей DECT на основе наземной инфраструктуры сетей GSM. При этом существенно снижаются затраты на создание инфраструктуры сете DECT поскольку сети GSM имеют практически глобальное распространение и постоянно увеличивают охват территорий. Во — вторых, для операторов сетей GSM появилась возможность использования дуальных мобильных терминалов GSM/DECT для увеличения трафика, так как сети DECT поддерживают очень высокую плотность трафика. Сети, построенные на основе DECT и GSM, обладают такими качествами, как высокая плотность трафика для малоподвижных абонентов в местах наибольшего скопления абонентов за счет подсистемы базовых станций DЕCT, большая площадь радиопокрытия и высокая мобильность за счет подсистемы базовых станций GSM.
В настоящее время рассматривается другой способ взаимодействия сетей GSM и DEСТ через ISDN сети. Этот подход основан на протоколе DSS1+, являющимся расширением протокола DSS1.
При разработке протоколов стандарта DECT был учтен богатый опыт, накопленный при создании протоколов для сетей ISDN. Поэтому предполагается тесное взаимодействие ISDN и DECT. Такое взаимодействие определяется профилями IАР и IIP. Оба профиля поддерживают одинаковый набор услуг. Основное отличие между ними заключается в способе соединения.
Первый из них ориентирован на доступ к услугам сети ISDN посредством стандартного терминала DECT. При этом со стороны сети ISDN терминал DECT виден как обычный терминал ISDN с соответствующими возможностями. Преимущества данного профиля заключаются в том, что для получения услуг ISDN используется только один трафиковый канал DECT. Информационный канал ISDN (В канал) шириной 64 кБит/с передается в канал «данных пользователя» DECT путем преобразования кодирования РСМ в ADРCM. Очевидно, что этот профиль может обслуживать только речевые терминалы.
Второй профиль (IIP) называется профилем промежуточной системы и используется для подключения стандартного терминала ISDN к сети ISDN посредством радиоинтерфейса DECT. При этом появляется возможность подключения и терминалов передачи данных на скорости до 64 кбит/с. Недостатком этого профиля является неэффективное использование радиоспектра. Для организации информационного канала используются два трафиковых канала DECT. Кроме того, для отображения канала сигнализации (D канала ISDN) выделяется еще один канал. Таким образом, для одного соединения используются 3 трафиковых канала DECT.
В рамках этого профиля возможна организация стандартной канальной структуры 2B+D базового доступа ISDN путем выделения 5 трафиковых каналов DECT. При этом DECT обеспечивает стандартное сетевое окончание ISDN с интерфейсом SO. Преимуществом данного профиля является возможность использования любого стандартного терминала ISDN, в том числе и терминалов передачи данных.
Для систем абонентского радиодоступа (WLL) на основе технологии DECT разработан профиль RAP. RAP определяет протоколы и методы предоставления услуг сетей общего пользования конечным пользователям с использованием технологии DECT. RAP определяет два типа сервиса:
· базовые телефонные услуги, включая передачу данных с помощью модемов на скоростях вплоть до V.34;
· широкополосные услуги, включая ISDN и передачу данных с коммутацией пакетов.
Услуги предоставляются через стандартную АС DECT, аналогично ISDN.
В связи с тем, что WLL на основе DECT пользуются большой популярностью в мире, в ETSI рассматривается вопрос о расширении возможностей стандарта DECT по поддержке удаленных терминалов (более 5 км). На данный момент предлагается механизм «усовершенствованной схемы синхронизации», обеспечивающий связь на расстояниях до 16 км. Достоинство этого предложения заключается в сохранении совместимости с существующими системами. Таким образом, DECT является очень привлекательной технологией для создания систем WLL с точки зрения экономической эффективности, простоты планирования, монтажа и эксплуатации.
Для построения сетей доступа на основе технологии DECT определен профиль доступа в сети мобильных терминалов (СТМ). СТМ обеспечивает роуминг терминалов между сетями доступа DECT. В местах, где обеспечивается радиопокрытие DECT системой (домашней, офисной или общего пользования), беспроводный телефон может обслуживать как входящие, так и исходящие вызовы. При этом мобильный терминал регистрируется только в одной системе с одним телефонным номером. Таким образом, обеспечивается связь в любом месте, где присутствует DECT система. Причем для терминала во всех сетях сохраняется один и тот же сетевой номер, поэтому входящие звонки не теряются.
Основное отличие CAP от GIP заключается в том, что СТМ обеспечивает мобильность не только в пределах сети GSM, но может взаимодействовать с любой сетью, поддерживающей мобильность. Примерами таких сетей являются сети ISDN с расширением поддержки мобильности (протокол DSSI+) и сети ОКС-7 (INAP и MAP).
Надо отметить, что CAP является надмножеством GAP, что обеспечивает совместимость с GAP терминалами, т.е. сохраняется преемственность между GAP и CAP.
Интеграция DECT систем с сетями передачи данных (СПД) обеспечивает пользователям СПД новое качество — мобильность. Taк как существует большое разнообразие СПД, то ETSI определил ряд профилей передачи данных DSP, которые отличаются по предоставляемым услугам и степени мобильности. По степени мобильности профили подразделяются на два класса:
· без поддержки мобильности в пределах одной БС;
· с поддержкой мобильности в частных сетях и сетях общего пользования.
По предоставляемым услугам профили передачи данных делятся на 6 типов:
· низкоскоростная передача данных с frame relay (до 24,6 кБит/с);
· высокоскоростная передача данных с frame relay (до 552 кБит/с, в будущем — до 2 МБит/с);
· передача данных на основе коммутации пакетов;
· прозрачная передача данных;
· передача коротких сообщений с/без подтверждения;
· услуги телесервиса (например, FAX).
DMAPразработан в первую очередь для организации беспроводного доступа в сети Internet через ISDN сети и поддержания речевых терминалов и терминалов передачи данных DECT. Поэтому базируется DMAP на протоколах ISDN, GAP и DSP.
Этот профиль тесно связан с компьютерной технологией, в частности ноутбуками. Потому для обеспечения совместимости и упрощения доступа в терминале эмулируется клиент САРI (v. 1.1/2.0), а в базовой станции — сервер САРI.
DPRSсоздает 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.
Особенности сопряжения систем DECT с внешними сетями.
Как уже неоднократно отмечалось выше, стандарт DECT – это одно из последних достижений в области цифровой связи. Наиболее эффективно системы DECT работают при сопряжении именно с цифровыми сетями. Однако, на данный момент достаточно типичной является ситуация, когда оборудование DECT необходимо подключать по аналоговым абонентским линиям. Особенно это характерно для домашних радиотелефонов и офисных систем небольшой емкости. Следует отметить, что и для систем WLL в России в настоящий момент следует ориентироваться на аналоговые АЛ. Структура коммутационного оборудования ГАТС в целом по России такова, что только около 32 % АТС цифровые, а 50 % — координатные и 18 % еще декадно – шаговые. Кроме того, большое многообразие типов СЛ отечественных АТС и вполне определенные, характерные для импортного оборудования, протоколы сопряжения систем DECT с внешними сетями (R2, V5.1, V5.2, EDSS-1 и для отдельных систем 2-х проводные АЛ) вызывают необходимость использования конвертеров и протоколов.
Правильный выбор комплекса оборудования: конвертер протоколов и система DECT, позволяет оптимизировать показатель цена – качество. Практика развертывания различного рода систем показала, что из большого числа имеющихся на рынке конвертеров протоколов наиболее перспективными являются решения на базе коммутатора «Гранит – К».
Преимущества выбора DECT.
Качество проводной линии связи — 32k ADPCM Самая высокая скорость передачи данных среди всех TDMA-стандартов Возможность создания различных систем на основе DECT: — домашние бесшнуровые многотрубочные 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
--PAGE_BREAK--Общие характеристики стандарта GSM
В соответствии с рекомендацией СЕРТ 1980 г., касающейся использования спектра частот подвижной связи в диапазоне частот 862-960 МГц, стандарт GSM на цифровую общеевропейскую (глобальную) сотовую систему наземной подвижной связи предусматривает работу передатчиков в двух диапазонах частот: 890-915 МГц (для передатчиков подвижных станций — MS), 935-960 МГц (для передатчиков базовых станций – BTS).
В стандарте GSM используется узкополосный многостанционный доступ с временным разделением каналов (NB ТDМА). В структуре ТDМА кадра содержится 8 временных позиций на каждой из 124 несущих.
Для защиты от ошибок в радиоканалах при передаче информационных сообщений применяется блочное и сверточное кодирование с перемежением. Повышение эффективности кодирования и перемежения при малой скорости перемещения подвижных станций достигается медленным переключением рабочих частот (SFH) в процессе сеанса связи со скоростью 217 скачков в секунду.
Для борьбы с интерференционными замираниями принимаемых сигналов, вызванными многолучевым распространением радиоволн в условиях города, в аппаратуре связи используются эквалайзеры, обеспечивающие выравнивание импульсных сигналов со среднеквадратическим отклонением времени задержки до 16 мкс.
Cистема синхронизации рассчитана на компенсацию абсолютного времени задержки сигналов до 233 мкс, что соответствует максимальной дальности связи или максимальному радиусу ячейки (соты) 35 км.
В стандарте GSM выбрана Гауссовская частотная манипуляция с минимальным частотным сдвигом (GMSK). Обработка речи осуществляется в рамках принятой системы прерывистой передачи речи (DTX), которая обеспечивает включение передатчика только при наличии речевого сигнала и отключение передатчика в паузах и в конце разговора. В качестве речепреобразующего устройства выбран речевой кодек с регулярным импульсным возбуждением, долговременным предсказанием и линейным предикативным кодированием с предсказанием (RPE/LTR-LTP-кодек). Общая скорость преобразования речевого сигнала — 13 кбит/с.
В стандарте GSM достигается высокая степень безопасности передачи сообщений осуществляется шифрованием сообщений по алгоритму шифрования с открытым ключом (RSA).
В целом система связи, действующая в стандарте GSM, рассчитана на ее использование в различных сферах. Она предоставляет пользователям широкий диапазон услуг и возможность применять разнообразное оборудование для передачи речевых сообщений и данных, вызывных и аварийных сигналов; подключаться к телефонным сетям общего пользования (PSTN), сетям передачи данных (PDN) и цифровым сетям с интеграцией служб (ISDN).
Основные характеристики стандарта GSM:
Частоты передачи подвижной станциии приема базовой станции, МГц
890-915
Частоты приема подвижной станции и передачи базовой станции, МГц
935-960
Дуплексный разнос частот приема и передачи, МГц
45
Скорость передачи сообщений в радиоканале, кбит/с
270, 833
Скорость преобразования речевого кодека, кбит/с
13
Ширина полосы канала связи, кГц
200
Максимальное количество каналов связи
124
Максимальное количество каналов, организуемых в базовой станции
16-20
Вид модуляции
GMSK
Индекс модуляции
ВТ 0,3
Ширина полосы предмодуляционного гауссовского фильтра, кГц
81,2
Количество скачков по частоте в секунду
217
Временное разнесение в интервалах ТDМА кадра (передача/прием) для подвижной станции
2
Вид речевого кодека
RPE/LTP
Максимальный радиус соты, км
до 35
Схема организации каналов комбинированная TDMA/FDMA
--PAGE_BREAK--