无绳通信与蜂窝移动通信都是为用户的通信提供一定范围的可移动性,有很多相同之处,但是它们之间还是有很大差别的。从组网方式上区分,无绳通信系统是强调它的无线接入能力,是依附在其它通信网络上的,而蜂窝移动通信系统具有自己独立的组网能力和网络规范。无绳通信一般可以依附于公共电话网、蜂窝移动通信网或数据通信网,这样无绳通信系统的造价就比蜂窝移动通信系统便宜许多,更容易被用户所接受。
无绳通信的发展是从无绳电话开始的。国际上的无绳通信发展情况大致如下:
.70年代初开始出现家用模拟无绳电话,通话范围50m左右;
.70~80年代制定了无绳电话标准:CT0、CT1、CT1+等;
.1989年,英国推出数字无绳电话标准。第2代无绳电话(CT2),被欧洲电信标准委员会(ETSI)采用为过渡性标准。CT2将无绳电话应用于公共场所,提出了公共无线接入点(Telepoint)的概念;
.1992年ETSI公布了欧洲数字无绳通信标准DECT,这是第一个将无绳通信业务综合为一体的标准;
.其它的无绳电话标准还有:CT3
(爱立信)、CT2+(加拿大)、PHS(日本)、PACS(美国)等。
无绳电话发展的基础是公共市话网,在90年代以前,中国的市话网不发达,无绳电话也发展缓慢,全国还不到1 000部。进入90年代后,随着中国电信事业的飞速发展,无绳电话也随之发展起来。除了家用无绳电话的拥有量不断提高之外,还引进了数字公共无绳电话系统,在一些城市开通了CT2的公共入网点。
1 各种无绳通信电话
(1)家用无绳电话
无绳电话通过用户线直接接入公众交换电话网(PSTN)。目前家用无绳电话在无绳通信市场中占有非常大的比重。在许多发达国家,家用无绳电话的普及率达到有线电话的20%~60%。
(2)无线用户交换机或无绳集团电话
无线用户交换机的接入有两种方式。第1种是在用户交换机(PABX)中提供无绳电话接入控制模块,无绳电话基台直接接入PABX的无绳电话模块接口。第2种方式对PABX不作任何改动,通过一个无绳电话基台控制器对无绳电话基台进行控制。
(3)无线用户环路系统
为了解决市区内铺设电缆困难和农村用户分散不宜铺设电缆的问题,可将PSTN的用户线用无绳电话系统延伸到家庭。
(4)无线数据网桥
将无绳通信系统用作网桥,使得终端与局域网(LAN)进行通信。此类无绳数据网的系统已经被IEEE接受为正式协议,即IEEE 802.11。
(5)无线数据网关
无绳通信系统还可以用作网关,支持两个LAN之间的通信。
2 几种无绳通信系统的比较
2.1 模拟无绳电话系统
由于模拟无绳电话的保密性差,话音质量不高,抗干扰性差,限制了它的发展。在新一代产品中加入了频道扫描和设备密码等,使得模拟无绳电话的性能有所提高。
2.2 数字无绳通信系统
80年代末,以CT2为代表的第2代无绳电话,开始了数字无绳电话和无绳通信的发展时代。后来,CT3、DECT、PHS、PACS相继推出,它们在技术上有所不同,市场的侧重点也不一样。
CT2首先在英国提出,并且引入了公共无绳电话的概念。但是CT2在英国的发展并不顺利。CT2在香港发展得比较成功,目前已经有4家运营单位在香港开通了CT2业务。CT2在中国内地的发展也不是太顺利,自1992年8月深圳开通CT2以来,国家也提出了相应的标准,但并没有像所预期的那样迅速发展,目前其发展几乎停滞。
CT3是爱立信公司早期提出的一种标准,它与CT2同时提出,并申请作为泛欧标准,但由于CT3和CT2都不足以成为通用的欧洲标准,因而没有被欧洲邮电行政会议(CEPT)接受。CEPT决定采用TDMA/TDD方式,在2GHz以下建立一个泛欧数字无绳电话标准,这就是后来的DECT标准(CT2被接受为过渡性标准)。DECT的标准化的主体部分目前已经完成,与其它网络的接口部分的标准还在制定中。DECT在欧洲的发展非常快,几乎各个大的电信生产厂家都开发和生产基于DECT标准的家用数字无绳电话和办公室用数字无绳电话系统。到1997年底已经有用户近1 000万户。
PHS是日本的数字无绳电话标准,它的侧重点是提供高质量、低价格的公共无绳通信,它采用微蜂窝,支持双向呼叫和越区切换功能。在日本已经提供商用,用户数已经超过700万户。
PACS是美国的数字无绳电话的标准,它是在PHS和WACS的基础上综合而成,市场的侧重点是无线用户环路系统(WLL),1998年在中国开通了试验网。
3 数字无绳电话系统在中国的研究与开发
3.1 基于CT2的无绳用户交换机的开发
在1991年清华大学就已经注意到无绳通信将在未来通信领域占有重要的地位,并开始着手研究CT2的标准和设备。1992年开发出了基于CT2技术的用于办公室和单位内部使用的无绳PABX系统,在1994年通过了技术鉴定。
无绳PABX系统的结构见图1。PABX为普通用户程控交换机,控制中心和CT2基台为清华大学研制开发的设备,CT2手机为普通手机。将PABX的若干条用户线连接到控制中心和CT2基台上,就可以构成一个无绳PABX系统。手机在基台的覆盖范围内可以呼入和呼出,实现自动位置登记等功能。系统的特点是不改变用户已有的PABX的接口和CT2的CAI标准,使系统升级为无绳PABX。这可以使系统造价非常低,用户可以接受。
此外,原邮电部第4研究所也研究和开发了支持双向呼叫的CT2移动通信系统。
3.2 中国数字无绳电话(CDCT)
中国数字无绳电话(CDCT)系统是国家“863”高技术通信主题为跟踪国际个人通信技术的发展而确立的重大项目,由烟台天地通信高技术(集团)股份有限公司、邮电部4所、北京邮电大学和清华大学协作研制。先后研究和开发了CDCT技术规范和基于CDCT标准的CDCT个人通信系统。CDCT系统技术规范选择增强型数字无绳电信标准(DECT)作为公共空中接口标准,为了将其应用于个人通信网等领域,还制定了CDCT系统网络技术规范。
3.2.1 CDCT个人通信系统
CDCT个人通信系统的设计目标是以公众网中的电话业务为主,同时兼顾专用网的应用,是具有双向呼叫功能的数字无绳电话系统,适合于城市人口密集区、办公商业大楼内和企业内部的个人通信。
CDCT个人通信系统是向个人通信过渡的初级产品,在功能上具有蜂窝移动电话的功能,如越区切换、漫游等。CDCT个人通信系统只有手持机,适合于慢速运动中的通话,并且具有体积小、重量轻、功耗低的特点。
CDCT个人通信系统提供的业务质量与有线电话相当,具有低失真、低噪声、低通话延时,并且具有扩展传输多种综合业务的能力,如传真、数据等。
CDCT个人通信系统基本网络结构具有一个网络控制中心、一个无线交换机、若干个基台控制器、一些基台和手持机。多个CDCT个人通信基本系统由公众交换电话网(PSTN)支撑可组成CDCT本地网络结构。
网络控制中心的主要功能是对用户及系统进行管理,包括用户的注册和收费管理、系统的初始化、系统运行中的维护和监控等。
无线交换机的主要功能是完成手持机之间呼叫处理和信号交换,同时也是CDCT网络与公众交换电话网之间的接口,完成无线与有线之间的呼叫处理和信号交换。
基站控制器主要完成位置登记和部分越区切换功能,也完成基台到无线交换机之间的信令转换和处理。一个基站控制器可控制7~10个基台。
无线基台的主要功能是完成与手持机的无线空间接口和信令处理,同时将无线信令和信号传输速率转换成符合无线交换机接口的通信协议标准。在无线基台中基本完成了对无线公共空间标准的处理过程。
手持机是用户与系统的接口,完成对语音的编译码、对公共空间信令的处理等功能。
3.2.2 CDCT无线用户环路系统
CDCT无线用户环路(CDCT-WLL)主要支持的业务有:
.与有线电话相当的话音业务;
.传真业务;
.通过调制解调器传输的数据业务;
.透明支持有线电话网其他业务。
一个基本的CDCT-WLL系统支持900个用户终端,并可以进一步扩充。一个用户单元可以支持4个电话机,用户单元与电话机接口为普通电话接口。CDCT-WLL系统与公共电话网间接口是V5.2接口,同时也提供用户线接口。如果用户与公共电话交换机之间距离较远,可以通过专为该系统开发的微波多点传输系统将基站与基站控制器传输距离延伸20km以上。用户单元与基站之间的无线传输距离一般为1~3km(视传输环境而定)。
BSC为基站控制器,OMS为操作管理单元,BSI为基站室内单元,BSO为基站室外单元。一个BSI可以支持4个BSO,BSO设计的非常简单,只包括无线收信机,而BSI包括复杂的信令处理功能。SU为用户单元,一个SU可以支持1~4部电话机。
CDCT-WLL全无线接入系统的解决方案,利用微波延伸了BSC与基站之间的传输距离,延伸距离达20km。RSC为无线中心站,RST为无线远端站,一个RSC支持8个RST。
4 结束语
无绳通信技术从简单的无绳电话开始,逐步发展成了具有综合业务能力的、先进的网络无线接入手段,成为当前通信领域技术研究和产品开发热点之一。无绳通信系统依附于其它网络,这为无绳通信系统提供了广阔的应用前景。
(收稿日期:1998-10-10)
[摘要] 文章介绍了国内外无绳通信的发展和系统设备的情况,以及中国在无绳通信方面开展的一些研究和开发工作。
[关键词] 无绳通信 无绳电话 无线接入
[Abstract] The paper reviews the devel-opment of cordless communica-tion technology and its products in the world,and introduces the research and development work undertaking in China on the cord-less communications.
[Keywords] Cordless communication Cordless telephony Wireless access