DECT Kablosuz Haberleşme Sistemi

1. Girş

Kablosuz haberleşme sistemlerinin tanımını yapacak olursak ; Analog veya digital teknoloji ile çalışan, düşük güçlü, elde taşınan birimler yoluyla özelliklerine göre ses ve veri haberleşmesi sağlayabilen ve şebekelere kablosuz erişimi gerçekleştiren, genelde 100-200 m etki alanı olan sistemlerin genel adıdır.

Bügüne kadar satılmış olan kablosuz telefonların çoğu analog teknoloji ile yaklaşık 50 MHz civarında çalışmaktadırlar. Bunlar çoğunlukla evlerde kullanılmaktadırlar. Bu frekanslarda elektro magnetik gürültü, zayıf propagasyon, kapasite sorunu ve konuşmaların güvenlikli olmaması uygulama olanaklarını kısıtlamaktadır. Çözüm daha yüksek frekanslarda ve digital teknolojide yatmaktadır.

2. Kablosuz Haberleşme Standartları

İlk analog tip kablosuz telefonlar CT0 sınıfı olarak isimlendirilirler, yaklaşık olarak 50 MHz frekansında çalışırlar.

CT1 sınıfı, 900 MHz civarında analog olarak çalışan tiplerdir. CT0 ve CT1 tip kablosuz telefonlar konuşma anında iki radyo kanalını meşgul ederler. Bir kanal gönderme için, diğer kanalda almak için kullanılmaktadır.

CT2, İngiltere'de 1987 yılında ortaya konulan ikinci kuşak standarttır. FDMA/TDD (Frequency Division Multiple Access/Time Division Dublex) teknolojisi ile digital olarak, 864-868 MHz frekans bandında çalışmaktadır. Band genişliği 100 kHz olan 40 kanal kullanılmaktadır.

CT3, Ericsson tarafından geliştirilen bir standartdır. TDMA / TDD teknolojisi ile digital olarak , 862-866 MHz frekans bandında çalışmaktadır. Toplam 32 kanal bulunmaktadır. CT3, ETSI tarafından bir Avrupa standartı olarak kabul edilmemiştir.

Bilindiği gibi kablolu haberleşmede çeşitli sorunlarla karşılaşılmaktadır. Örneğin , şehir merkezlerinde telefon trafiği oldukça yoğundur, bunun yanında üç boyutlu ofis bloklarıda ayrı bir sorundur. Özellikle, ofislerde kişiler zamanlarının çoğunu telefonlarının başında geçirmedikleri için çağrıların çoğu boşa gitmektedir. Bir araştırmaya göre çağrıların % 70'i boşa gitmekte ve yapılan ikinci karşı çağrı ek bir masraf getirmektedir. PBX'ler ihtiyacı karşılayamamakta, karmaşık kablo sistemide ayrı bir problem yaratmaktadır.

Tüm bu sorunları çözebilmek amacı ile ETSI altında çalışan teknik komitelerden biri olan RES'in (Radio Equipment & Systems) 3 numaralı alt-teknik komitesi (RES3), 1989 yılında yeni bir kablosuz haberleşme sistemleri olan DECT (Digital European Cordless Telecommunications) standardlarını oluşturmak amacıyla çalışmalara başladı. 1992 yılı ortasında bu sistemlere ilişkin ilk standartlarını yayınlamıştır. Daha sonra DECT'in yalnızca Avrupa ile sınırlı kalmaması için "European" kelimesi "Enhanced" olarak değiştirilmiştir. DECT, TDMA/TDD teknolojisi ile 1880-1900 MHz frekans bandında sayısal olarak çalışmaktadır. ETSI'nin yeniden yapılanması çerçevesinde DECT'in proje kapsamına alınmasıda bu standartın önemini ortaya koymaktadır.

İlk DECT kablosuz haberleşme ürünleride 1993 yılından itibaren Avrupa'nın önde gelen telekomünikasyon firmalarınca piyasaya sürülmeye başlanmıştır.

3. DECT Sistemi Genel Tanımı

Abone sayısı ve trafiğin yoğun olduğu bölgelerde, düşük güçlü ve elde taşınan birimler yoluyla, kablosuz ses ve veri haberleşmesi sağlayan ; GSM, PSTN, ISDN ve diğer özel şebekelere 100-200 metreye kadar kablosuz erişimi gerçekleştiren mikro-hücresel sistemlerin genel adıdır.

3.1. DECT Sistemi Modeli

Şekil 1. DECT şebeke Yapısı

DECT sistemleri kavramsal olarak 3 birimden oluşur.

- İçerisinde Sabit Radyo Bölümü (Radio Fixed Part (RFP)) ve Taşınabilir Radyo Bölümünü (Radio Portable Part (RPP)) bulunduğu mikro hücreler.

- DECT sistemi içerisinde çeşitli tip bağlantıyı gerçekleştirmekte kullanılan, yönetim ve protokol işlevlerini yerine getiren Merkezi Sistem (Central System) bölümü.

- DECT şebekelerinde kullanılan formatları, protokolları ve kodlamaları sistemin bağlanacağı ISDN, PSTN, GSM v.b. gibi diğer şebekelere çeviren Uyumlandırma Birimleri (Interworking Unit (s)).

3.2. DECT Sistemleri Uygulama Alanları

- Evlerde kullanılan kablosuz telefonlar

- İşyerlerinde kullanılan kablosuz PABX'ler

- Sokaklar ve yakın çevrelere yerleştirilen baz istasyonlar üzerinden handset ile genel şebekelere (PSTN) erişimi gerçekleştiren sistemler (Telepoint, phonepoint v.b.)

- Kablosuz yerel iletişim ağları ve data iletişimi için kullanılan sistemler. (ISDN, PSPDN gibi şebekelere erişimi gerçekleştiren sistemler)

- RLL (Radio Local Loop) uygulamaları

- Yerel kamu şebekeleri (local public network) ve GSM gibi şebekelere giriş sağlayan sistemler.

3.3 DECT Katmanlı Modeli

Şekil 2. DECT katmanlı Modeli

DECT katmanlı modeli, temel olarak OSIdayanak modeli üzerine kurulmuştur. Ancak OSI'nin ilk 3 katmanı yerine DECT için 4 katman kullanılmıştır . Çünkü, OSI modelinde radyo haberleşmesinden kaynaklanan belirsizlikler ve "hand-over" işlemi dikkate alınmamıştır.

a - Fiziksel Katman : Bu katmanda ; frekans, yayın gücü, bit ve slot eşzamanlaması, zamanlama, almaç ve göndermeç performansları gibi radyo özellikleri tanımlanır. DECT'in radyo özellikleri şunlardır ;

- MC/TDMA/TDD (Multiple Carrier/Time Division Multiple Access/Time Division Duplex) tekniği kullanılmaktadır.

-Çalışma frekansı 1880-1900 MHz'dir.

- RF kanal aralığı 1.728 MHz

- Çerçeve boyu 10 ms.

- Bir çerçeve 12 dubleks (24 slot) kanaldan oluşur. Çerçevenin ilk 12 slot'luk bölümünde RFP'den RPP' ye bilgi gönderilirken, ikinci 12 slot'luk bölümde ise RPP'den RFP'ye bilgi gönderilir. şekil-3'de çerçeve yapısı gösterilmiştir.

- Modülasyon tekniği GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying)'dir.

- Toplam veri hızı 1152 kb/s'dir.

- Ses kodlama tekniği 32 kb/s ADPCM.

- Bir hücredeki taşıyıcı sayısı 10'dur.

- Toplam kanal sayısı 10 x12 = 120'dir.

- DECT'de normal yayın gücü 80 mW olarak belirlenmiştir. En yüksek yayın gücü ise 250 mW'dir.

Şekil 3. DECT Çerçeve Yapısı

b - MAC Katmanı : İki esas görevi vardır. Birincisi, fiziksel kanalların seçimi, bağlanması ve çözülmesidir. İkincisi ; C-kanalı (denetim:sinyalleşme), I - kanalı (Bilgi), Q-kanalı (sistem bilgisi) ve P-kanalı (pager) olarak isimlendiren 4 mantıksal kanalın fiziksel slotlara çoğullanması işlemlerinin yerine getirilmesidir.

c - DLC Katmanı : C (Control) ve U (User) kesitlerine 2 grup servis verir. C- Kesitine verdiği servis, sistem içi denetim (sinyalleşme) için güvenilir linklerin sağlanmasıdır. U-kesitine ise, ses ve veri bilgisinin taşınacağı devre ve paket mod linkler üzerinde çerçeve düzenlemek/anahtarlamak ve hız uyumlandırmak gibi servisleri verir.

d - "Network" Katmanı : Çağrı denetimi (Call Control) servisleri, tamamlayıcı servisler, "Connection oriented" mesaj servisler, "Connectionless" mesaj servisleri, mobilite yönetimi (Mobility management) servislerinin verildiği katmandır.

3.4. DECT'in Özellikleri

- Kaynak sorgulama (Authentication) ve iletişim güvenliği (Ciphering).

- Sürekli Dinamik Kanal Seçimi (Continuous Dynamic Channel Selection) işlemi ile tüm frekans/time slot çiftlerinin değişik anlarda farklı tip servisler için kullanılabilmesi.

- Sistem kurma ve planlama maliyetinin düşüklüğü.

- Konuşmada kesinti olmadan ve hissedilmeden, hücreler arası dolaşabilme.

- Birbirine yakın mesafede çalışan sistemlerin eşzamanlı olma gereksiniminin olmaması.

- Radyo bağlantısının sürekli en iyi düzeyde tutulması.

- Yüksek trafik taşıma kapasitesi. (10.000 Erlang km²/floor)

- Esnek ve geliştirilebilir veri iletişimi hizmetleri.

- Dağıtılmış denetim ve yayın yapısı.

- Anten ve frekans çeşitlendirilmesine uygun yapı.

- Yan kanal gücü ve intermodülasyon etkisini azaltıcı işletim parametleri.

4. Sonuç

GSM hücresel haberleşme sistemi ile tüm Avrupa'da mobil telefon ve data haberleşme sorunu, büyük oranda çözülmüştür. Ancak, yoğun abone sayısının bulunduğu işyerlerinde kablosuz haberleşme için çözüm yüksek kapasiteli DECT sisteminde yatmaktadır. DECT'in bir avantajıda sistemi çalıştırmak için yeni bir şebekeye ihtiyaç olmamasıdır. Yani, DECT diğer mevcut şebekelere bir giriş sistemidir. Yeni bir şebeke kurulması ihtiyacının olmaması maliyeti oldukça düşürmektedir.

İşyeri veya evlerde kullanılan DECT kablosuz telefon handset'i ile GSM şebekesine giriş yapabilen, ikili modda çalışan "handset" lerin denemeleri bazı firmalarca başlamıştır. Bu "handset" ler, DECT kapsama alanına girildiğinde otomatik olarak DECT sistemine geçmektedirler. Bunun önemli bir avantajıda kullanıcının DECT kapsama alanına girdiğinde GSM tarifesine göre oldukça düşük olan normal tarifeden faydalanmasıdır.

Yapılan bir araştırmaya göre 2000 yılında Avrupa'daki tüm PBX'lerin % 30'unun kablosuz olacağı tahmin edilmektedir.

DECT için ayrılan (1.88-1.9 GHz) frekans aralığında bir tıkanıklık bulunmamasıda ayrı bir avantajdır.

Yalnızca 1995 yılında yaklaşık 1.600.000 birim DECT ürünü üretilmiştir.

DECT ile 3.nesil FPLMTS (Future Public Land Mobile Telecommunications System) ve UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) tarafından verilecek olan hizmetlerin çoğu şimdiden karşılanmaktadır.

ETSI tarafından geliştirilen diğer şebekelere uyumluluk standartları ile DECT'in önümüzdeki yıllarda çok daha geniş pazarlara ulaşacağı beklenmektedir.