DECT-IP в корпоративном секторе

Ростислав Сергеев – заместитель главного редактора «Журнала сетевых решений/LAN».

Технология DECT перешагнула 15-летний рубеж — стандарт был разработан Европейским институтом стандартизации ETSI в 1992 г., однако ее развитие продолжается и своих позиций в области беспроводной голосовой связи она не сдает. Внедрение технологии IP в корпоративные сети DECT позволит использовать преимущества хорошо известной техники на новом уровне.

Ростислав Сергеев
Хотя до сих пор повсюду доминируют гибридные устройства IP/TDM, увеличение их числа на 15% (по количеству подключений по всему миру) составляет в лучшем случае половину этого показателя для IP-УАТС. Во II квартале 2007 г. их количество увеличилось на 29% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. Такие данные опубликовала компания Dell'Oro Group в своем «IP Telephony Enterprise Report». Согласно этому отчету, продажи портов IP для телекоммуникации составили 38% от всех проданных портов. Самый большой кусок пирога достался Cisco (23%), 16% —Nortel и 14% — Avaya. По показателям мировых продаж IP-оборудования (станции и телефоны) опять лидирует Cisco (24,5%), за ней следуют Avaya (19,2%) и Nortel (14,7%). В борьбе за четвертое место Siemens (6,5%) обошла Alcatel-Lucent (6,1%). Среди прочих можно назвать и таких именитых производителей IP-УАТС и IP-телефонов, как 3Com, Aastra (в Германии ее представляет компания Aastra DeTeWe), Ericsson, Inter-Tel, Mitel, NEC, Polycom и Toshiba. Другими значимыми игроками (по крайней мере, на немецком рынке), как и прежде, остаются специализированные компании, в частности, innovaphone и Swyx. Среди производителей гибридных станций по показателям оборота лидирует Avaya (25,9%), обгоняя Siemens (21,2%) и Nortel (16,2%).

DECT отличает высокое качество передачи речи, хорошая помехозащищенность, высокая эффективность использования радиочастотного ресурса, низкая мощность радиопередающего блока и, соответственно, длительное время работы телефонных трубок в автономном режиме (см. врезку «Основные преимущества DECT»), причем до сих пор по этим характеристикам с ней не может сравниться ни одна конкурирующая технология — как на потребительском, так и на корпоративном рынке. Важную роль для компаний играет и отсутствие необходимости оформления частотных присвоений (Решение ГКРЧ N403-04-04 от 6 декабря 2004 г. «Об использовании полосы частот 1880-1900 МГц для оборудования беспроводной телефонной связи стандарта DECT»).

Рыночные реалии

В мире продано уже сотни миллионов аппаратов и базовых станций DECT. Не так давно компания Panasonic, один из крупнейших производителей оборудования этого стандарта, объявила о продаже 10-миллионного аппарата в нашей стране. По мнению специалистов Panasonic, им принадлежит почти 50% российского рынка телефонов DECT. В целом по СНГ они ожидают стабильного роста этого рынка на 8-10% в год в течение 2008-10 гг.

В 2005 г., после принятия необходимых нормативных актов и выделения специальных частот для использования DECT в Северной и Южной Америке (1920-1930 МГц, в отличие от европейского диапазона частот 1880-1900 МГц) началось его массовое внедрение на американском континенте, в результате потенциальная емкость рынка DECT увеличилась примерно на треть. Весомый вклад в его расширение должно внести прошлогоднее принятие этого стандарта в Южной Корее, которая до сих пор ориентировалась исключительно на системы CDMA. Сегодня системы DECT разрешены к применению более чем в 110 странах и получили распространение во всем мире, за исключением Японии и ряда стран Азии и Центральной Африки.

В США долго сопротивлялись внедрению DECT в беспроводных телефонных системах, поскольку основная ставка была сделана на VoWiFi. Однако при применении этой технологии так и не удалось добиться сравнимых характеристик качества передачи голоса и эффективности использования оборудования (см. Таблицу 1). В то время как одна базовая станция DECT может одновременно поддерживать более 100 абонентов, для VoWiFi этот показатель редко превышает 10, а время работы без подзарядки телефонов DECT тоже на порядок выше (несколько дней), чем у трубок WiFi (несколько часов). Кроме того, в DECT тщательно проработана и эффективно реализована процедура хэндовера (передача абонентской трубки от одной базовой станции к другой без прерывания связи). Для VoWiFi аналогичную возможность еще только предстоит утвердить в рамках спецификации стандарта IEEE 802.11r, а существующие решения для организации хэндовера пока несовместимы у разных производителей. Как отмечают некоторые отечественные специалисты, трубки VoWiFi работают со сбоями, когда находятся в зоне действия трех и более базовых станций, в то время как многосотовая архитектура с роумингом и хэндовером предусмотрена для DECT с момента появления стандарта.

Радиотелефон DECT постоянно опрашивает базовые радиостанции (БС), выбирая наилучший из доступных каналов для связи (так называемый процесс непрерывного динамического выбора каналов —Continuous Dynamic Channel Selection, CDCS). Благодаря CDCS мобильный абонент не замечает перемещения между зонами действия разных базовых станций (перехода из одной микросоты в другую), тем более что это никак не сказывается на качестве передачи речи. Процесс CDСS характеризуется тем, что поиск наилучшего канала происходит не только в момент установления соединения, а продолжается и во время разговора. Радиотелефон DECT значительную часть времени, особенно при невысокой загрузке сети, осуществляет мониторинг доступных каналов, а не прием/передачу речи.

В надежности и долгосрочности инвестиций в системы DECT могут быть уверены как частные, так и корпоративные пользователи, поскольку по решению Международного союза электросвязи (ITU) DECT включен в семейство телекоммуникационных стандартов IMT-2000, куда входит большинство стандартов сотовой связи третьего поколения. Это означает, что DECT будет широко использоваться еще 10-15 лет, а может быть, и больше.

DECT FORUM

Продвижением технологии занимается международная организация DECT Forum (http://www.dect.org ), куда входят около 40 компаний, в том числе и две российские («Гудвин» и «Информтехника»).

По данным DECT Forum, из примерно 150 млн продаваемых за год аппаратов DECT 95-97% устройств предназначено для домашнего применения. Они обеспечивают беспроводную мобильность в рамках квартиры или дома (30 м в помещении или через две-три стены). Пока телефон DECT используется преимущественно как радиоудлинитель обычной телефонной линии. В Западной Европе операторы начинают предлагать различные новые сервисы на базе технологий как TDM, так и IP, в частности, передачу SMS и MMS; недавно о таких намерениях объявила и компания МГТС.

2% рынка (по числу трубок) приходится на корпоративные беспроводные системы (Cordless Business Mobility), где норма прибыли значительно выше. В корпоративных сетях пользователи телефонов DECT хотят, как правило, иметь в своем распоряжении большинство функциональных возможностей, реализуемых с помощью офисных АТС и систем IP-телефонии. Многие корпоративные системы DECT существенно дороже в расчете на одну трубку по сравнению с домашними системами, но зато поддерживают многие сервисы офисных АТС. Несколько лет назад компания Ericsson предприняла попытку выпустить гибридные телефоны DECT/GSM. Находясь внутри зоны действия корпоративной сети DECT, они работали как обычные офисные телефоны, а за ее пределами переключались на внешнего оператора GSM.

Несмотря на свою привлекательность, эта идея не получила развития, производство подобных аппаратов, так и не достигнув значительных объемов, было прекращено, а разработчики занялись гибридными системами GSM/WiFi.

Оставшаяся часть рынка приходится на промышленные системы (заводы, шахты и др.), где к оборудованию предъявляются повышенные требования по пыле-, влаго- и искрозащищенности. Особенно удобны телефоны DECT для применения в шахтах, так как условия распространения радиоволн диапазона DECT здесь наиболее оптимальны, а низкая мощность трубок способствует повышенной искрозащищенности. Вне конкуренции системы DECT в аэропортах и медицинских учреждениях, поскольку функционируют в выделенном диапазоне и имеют малую мощность, не влияя тем самым на другие радиосистемы. Мощность телефонов VoWiFi намного выше, к тому же они работают в диапазоне 2,4 ГГц, в котором осуществляется передача данных многими другими системами, из-за чего порой возникают значительные помехи.

DECT: от TDM к IP

Во время разработки стандарта преобладали телефонные станции TDM, а базовые станции подключались к корпоративной телефонной сети, как правило, через контроллер TDM, который синхронизировал их работу. Это решение по-прежнему широко используется и является достаточно экономичным, особенно при высокой плотности абонентов, находящихся в одном или нескольких близко расположенных зданиях (чаще всего оно внедряется в крупных компаниях, где абонентов более 1000, а базовых станций более 100). При этом на телефонах DECT (обычно того же производителя, что и офисная АТС) реализованы многие функции, доступные на стационарных телефонах: конференц-связь, передача и возврат вызова, условная и безусловная переадресация вызова, «перехват» вызова с другого аппарата, функции «руководитель/секретарь», индикация имени или номера звонящего абонента, доступ к голосовому почтовому ящику, резервирование внешней линии и многие другие.

Технология DECT-TDM тщательно проработана и обладает невысокой стоимостью в расчете на одно рабочее место, но позволяет выносить базовые станции от контроллера на расстояние до 3 км по медной паре (на большем расстоянии БС невозможно синхрони-
зировать).

При использовании технологий IP последнее ограничение снимается. Алгоритм синхронизации IP БС принципиально не отличается от обычной системы DECT. По команде контроллера каждая базовая станция сканирует радиоэфир в поисках работающих БС DECT и сообщает о «находках» серверу синхронизации IP-DECT. После анализа полученной информации назначается главная базовая станция. Далее все базовые станции синхронизируются с главной БС в соответствии с определенным алгоритмом.

Архитектура IP-DECT (см. Рисунок 1) очень эффективна для построения телекоммуникационной системы в средних и крупных офисах, а для распределенных офисов она является единственно приемлемым решением, поскольку при использовании IP-DECT не существует ограничений на расстояние от контроллера до базовой станции. Станцию можно установить практически в любом месте, если там есть канал IP. Для ее нормального функционирования достаточно пропускной способности 256 Кбит/с. Естественно, в случае высокой нагрузки на БС и большого числа одновременно поддерживаемых станцией разговоров емкость канала должна быть существенно выше.

Таким образом обеспечивается роуминг между территориально-распределенными филиалами, и абонент может работать в любом месте корпоративной сети со своим аппаратом DECT и неизменным корпоративным телефонным номером. В сети DECT-IP успешно функционируют и обычные проводные IP-телефоны.

Полный IP-DECT

Стандарт DECT изначально разрабатывался как средство радиодоступа в телекоммуникационные сети и описывает только радиоинтерфейс (т.е. связь между трубками и базовыми станциями). Структура самой сети, к которой подключены базовые станции, а через них и телефоны DECT, может быть различной.

С появлением дешевого транспорта на базе IP появилась возможность полностью перевести внутреннюю проводную инфраструктуру сети DECT на IP и интегрировать ее в корпоративную систему ИТ, причем без необходимости замены офисной TDM-АТС на IP-АТС. Базовые станции подключаются через обычный разъем RJ-45 к корпоративной сети и мало чем отличаются от станций WiFi. Как и для последних, питание может осуществляться с помощью технологии Power over Ethernet (PoE). Более того, некоторые компании выпускают гибридные решения, в которых станции DECT и WiFi интегрированы в одно устройство. Первые используются для голосовой связи, а вторые — для передачи данных. За управление корпоративной сетью IP-DECT отвечает специальный сервер IP.

Такие сети обладают широкой масштабируемостью и могут наращиваться от мини-офисов с одной базовой станцией и пятью-шестью трубками до гигантских конгломератов, охватывающих десятки тысяч абонентов и тысячи базовых станций. В качестве примера в Таблице 2 приведены количественные данные для решения Avaya IP-DECT.

Как отмечают специалисты компании «Гудвин», в связи с поддержкой в сетях DECT протокола SIP появляется возможность для реализации множества дополнительных услуг, причем стоимость их внедрения оказывается практически нулевой. Одно из следствий —
возможность перехода на другое оборудование, прежде всего абонентское. В сетях IP гораздо проще и дешевле, чем в TDM, реализовать системы распознавания голоса (IVR), поэтому не надо носить с собой трубку — достаточно дешевых наушников с микрофоном (гарнитуры), поскольку управление вызовами осуществляется голосом. Нажимать кнопки и считывать цифры не нужно, поэтому лишним становится и дисплей. Вся информация (телефонная записная книжка, возможные команды и сценарии) хранится и обрабатывается на сервере SIP. Таким телефоном чрезвычайно удобно пользоваться на производстве, в транспорте (особенно операторам, водителям и машинистам) или в медицинском учреждении, когда руки и глаза, например, заняты другими операциями.

Конечно, подобное решение реализовано в гарнитурах Hands Free с системами сотовой связи, но оно обходится намного дороже (как сами устройства, так и система обработки голосовых команд), да и качество передачи речи, а следовательно, и надежность ее распознавания, например в GSM, намного хуже.

Примеры решений

Несколько подробнее рассмотрим корпоративные системы DECT-IP конкретных производителей, для того чтобы продемонстрировать их принципиальную схожесть.

Решение KIRK Telecom. Схема функционирования систем DECT-IP, разработанная компанией KIRK Telecom, приведена на Рисунке 2. Система KIRK 1500 IP (до 700 абонентов и 32 БC) состоит из следующих компонентов: контроллера, обеспечивающего интерфейс с сетью IP и функции управления; базовых станций, подключаемых к контроллеру по одной паре проводов; беспроводных повторителей для увеличения зоны действия базовых станций и беспроводных телефонных аппаратов (трубок).

Данная система предназначена для использования в рамках решений на базе IP-телефонии и включается в сеть IP-телефонии через интерфейс Ethernet 100BaseT. Принципы развертывания и функционирования системы не отличаются от классических применений систем DECT в качестве добавочного устройства к учрежденческой АТС. Различия состоят лишь в способе подключения и установления соединений.

Абоненты системы DECT регистрируются в сети IP как обычные устройства IP, каждый из которых обладает уникальным MAC-адресом. Установлением телефонных соединений управляет сервер IP-телефонии, например Cisco Call Manager (решение KIRK Telecom имеет сертификат и логотип Cisco Compatible и поддерживает фирменный протокол Cisco SCCP). Каждый абонент системы DECT воспринимается сервером Cisco Call Manager как стандартный IP-телефон Cisco 7940. Все соединения, включая соединение двух абонентов одной системы DECT, устанавливаются через сеть IP.

Дополнительный сервис, предоставляемый абонентам DECT посредством сервера коммутации вызовов IP-телефонии, аналогичен сервису, который предлагается пользователям аналоговых телефонов, подключенных через шлюз VoIP. Им доступны большинство классических функций телефонии. При необходимости мобильный аппарат и стационарный IP-телефон объединяются в одну группу, в таком случае вызов будет поступать на оба аппарата.

Регистрация абонентов DECT осуществляется средствами сервера. В результате сохраняется важнейшее преимущество IP-телефонии —
возможность централизованного администрирования всей сети. Карта IWU IP (Internet Protocol Inter Working Unit, интерфейс VoIP центрального контроллера CCFP и сети VoIP) системы KIRK имеет собственный IP-адрес, а настройка параметров интерфейса контроллера при инсталляции системы DECT осуществляется через стандартный браузер.

Более «продвинутая» система KIRK Wireless Server 600v3 IP работает без центрального контроллера, в ней базовые станции подключаются непосредственно к сети Ethernet и напрямую взаимодействуют c Cisco Call Manager версий 3.3-6.0 и Call Manager Express версий 3.0-4.0. Система способна работать в режиме Single Cell и Multi Cell. Single Cell – решение для мини-офисов, небольших филиалов, домашних офисов. Его максимальная емкость – один контроллер-база и шесть повторителей, за счет которых можно увеличивать зону радиопокрытия и обслуживать до 35 беспроводных абонентов. Система Multi Cell предназначена для больших офисов, предприятий, средних и крупных корпораций с обширными офисными площадями и множеством абонентов, она охватывает до 256 базовых станций и повторителей и поддерживает до 1500 беспроводных абонентов.

Решение Avaya. Система микросотовой связи Avaya IP-DECT может работать с двумя коммуникационными платформами: IP Office и Avaya Communication Manager (ACM). Базовые станции подключаются непосредственно к сети передачи данных. Для коммуникационной платформы (IP Office, ACM) базовые станции являются шлюзами IP, поэтому все абоненты DECT представлены в коммуникационном сервере как абоненты IP и являются его полнофункциональными клиентами. Базовые станции могут находиться в разных подсетях и в разных виртуальных сетях (VLAN), а вне пределов тех и других подключаются по каналу глобальной сети. Для организации беспроводной связи в удаленном филиале компании достаточно установить там базовую станцию распределенной системы IP-DECT. Если количество ее абонентов меньше 500, то программное управление мобильной средой (Avaya DECT Mobility Manager, ADMM) устанавливается на одной из базовых станций, в противном случае для ПО ADMM потребуется отдельный сервер.

В системе Avaya IP-DECT (см. Рисунок 3) предусмотрено два типа базовых станций – внутренняя станция и наружная. Они имеют одинаковые технические характеристики и программное обеспечение и различаются только по способу получения питания. Первая устанавливается внутри помещений и получает питание по сети 220 В через адаптер или по сети Ethernet (802.3af). Вторая может использоваться как снаружи, так и внутри помещений, а питание получает только по Ethernet.

С новой системой IP-DECT поставляются новые телефонные трубки, однако будут работать и модели предыдущих выпусков. Телефоны Avaya 3701 имеют активный динамик громкой связи, телефонную книгу на 50 записей, 10 вариантов сигнала вызова, индикатор сигнала приема (четыре уровня), возможность блокировки клавиатуры, 12 языков меню. У трехстрочного графического дисплея — разрешение 96x33 пиксела и 3 уровня контрастности. Время работы в режиме ожидания составляет 200 часов, в режиме разговора — 20 часов. Зарядка полностью разряженных батарей длится шесть часов.

Более «продвинутая» модель 3711 снабжена записной книжкой на 100 записей, разъемом для подключения гарнитуры (гнездо диаметром 2,5 мм), вибровызовом, индикатором голосовой почты, 30 вариантами сигнала вызова и пятистрочным графическим дисплеем (96 x 60 пикселов) с семью уровнями контраста.

Решение «Гудвин-Бородино». В состав системы «Гудвин Бородино-IP» (см. Рисунок 4) для глобальной/локальной сети входят IP-УПАТС или программный коммутатор (SoftSwitch), обеспечивающие коммутацию и маршрутизацию; посредник SIP и контроллер DAP, поддерживающие управление оборудованием и абонентами; 12-канальные базовые станции БС7-ETH с интерфейсом Ethernet и абонентские радиотелефоны DECT/GAP.

Доступ удаленных объектов в сеть DECT-IP осуществляется посредством маршрутизаторов Ethernet/IP по оптическим, медным и спутниковым каналам связи (станции VSAT позволяют организовать сравнительно дешевую передачу данных по IP на скорости до
2 Мбит/с).

Максимальное число базовых станций в системе может достигать 255, площадь радиопокрытия на открытых площадках — 12 км2, а количество абонентов — 6 тыс. Это немного меньше, чем для системы TDM в максимальной комплектации (768 базовых станций, 36 км2 и 8 тыс абонентов, соответственно), но важным преимуществом IP-решения является возможность создания территориально-распределенной сети для малых и средних предприятий при сравнительно невысоких затратах.

Заключение

Системы DECT и DECT-IP поставляются в комплекте с телефонными станциями практически всеми производителями УАТС. Почти у каждой современной офисной телефонной станции имеется встроенная система микросотовой связи стандарта DECT/GAP.

Принципы реализации решений DECT-IP для всех систем отличаются только некоторыми деталями. Причем, как правило, можно использовать как фирменное решение DECT-IP, реализующее многие функции УАТС (см. выше), так и системы DECT независимых производителей. Последние, как правило, дешевле, однако обычно не позволяют реализовать всю функциональность, доступную проводным абонентам офисных АТС и абонентам «фирменных» систем DECT.

Основная область применения «чистого» DECT-IP — территориально распределенные небольшие и средние компании. C его помощью на беспроводных телефонах достаточно просто и недорого удается реализовать многие сервисы офисной IP-телефонии. В крупных компаниях, если они расположены компактно и используют УАТС с «фирменным» решением DECT, можно обойтись классическим TDM-DECT. Однако при появлении у такой компании удаленных филиалов, где необходим роуминг DECT, рекомендуется внедрить IP-DECT.

 Ростислав Сергеев – заместитель главного редактора «Журнала сетевых решений/LAN».
С ним можно связаться по адресу: rsergeev@lanmag.ru.

Основные преимущества DECT

• Высококачественная голосовая телефонная связь
• Специальный механизм выбора канала с наименьшими помехами
• Большая зона покрытия при низкой мощности радиопередатчика базовой станции и абонентской трубки: радиус до 30 м для офисных систем, увеличение дальности связи осуществляется посредством повторителей
• Длительное время работы трубки без подзарядки
• Конфиденциальность, встроенная схема шифрования и аутентификации, возможность подключения дополнительных криптоустройств
• Многосотовая архитектура сети
• Синхронизация всех базовых станций сети DECT, обеспечивающая «мягкий» (бесшовный) хендовер и роуминг
• Недорогие совместимые терминалы DECT
• Выделенный диапазон частот, отсутствие необходимости лицензирования и частотного планирования

Совместимость в DECT

Помимо общего радиоинтерфейса стандарт DECT описывает так называемые профили приложений (Application Profiles) для обеспечения совместимости различных приложений. Общий профиль доступа (Generic Access Profile, GAP) — базовый документ, регламентирующий совместимость абонентского оборудования DECT различных производителей. GAP определяет обязательный минимум технических требований для достижения совместимости между любым фиксированным и портативным оборудованием DECT.

Профиль описывает процедуры установления, поддержания и сброса соединения для передачи голоса в полосе 3,1 кГц (стандартный телефонный спектр) и обеспечения мобильности пользователей. Все остальные профили, имеющие отношение к передаче речи, базируются на GAP. Профиль GAP регламентируется стандартом ETSI EN 300 444. Сертификацию терминалов DECT на совместимость с GAP проводит DECT Forum.

Для передачи данных используются профили DECT Packet Radio Service (DPRS, ETSI EN 301 469) и Open Data Access Profile (ODAP, ETSI TS 102 342). Кроме того, разработан профиль доступа к услугам мультимедиа DECT Multimedia Access Profile (DMAP).

21.02.2008