تقنية الاتصالات اللاسلكية المحسنة الرقمية - DECT

تُستخدم تقنية الاتصالات اللاسلكية الرقمية المحسّنة (DECT) على نطاق واسع للاتصالات الهاتفية اللاسلكية السكنية والتجارية، حيث تتيح تقنية (DECT) المصممة للاستخدام قصير المدى كآلية وصول إلى الشبكات الرئيسية واتصالات لاسلكية بالصوت والفاكس والبيانات والوسائط المتعددة وشبكات المنطقة المحلية اللاسلكية ونظام (PBX) اللاسلكي.

ما هي تقنية الاتصالات اللاسلكية المحسنة الرقمية – DECT؟

على الرغم من أنّ (DECT) كان مصمماً في الأصل للتنقل السريع بين المحطات الأساسية المتصلة بالشبكة، إلّا أنّه يُستخدم على نطاق واسع كنظام هاتف لاسلكي بسيط لتوصيل الهواتف بمحطة أساسية أو نقطة أساسية وتمكين التجوال داخل المنزل أو المكتب، كما يستخدم معيار (DECT) ملف تعريف قابلية التشغيل البيني المشترك (GAP) لإمكانيات الهاتف البسيطة، والذي تطبقه معظم الشركات المصنعة.

يضمن ملف تعريف (GAP) إمكانية التوافقية للمعدات من مختلف موفري التطبيقات الصوتية، كما تحدد (GAP) الحد الأدنى من متطلبات التشغيل البيني بما في ذلك إدارة التنقل وميزات الأمان، ولها متطلبات مختلفة على الأنظمة العامة والخاصة، ممّا يعني أنّ (GAP) هي المعيار الصناعي الفعال لخدمة الكلام الأساسية مع إدارة التنقل، حيث لا يتم استخدام هذه الخدمة الأساسية دائماً ولكنّها بدلاً من ذلك تشكل احتياطياً متاحاً دائماً، خاصةً عند طلبها بواسطة هاتف متجول.

هواتف الاتصالات اللاسلكية المحسّنة الرقمية (DECT): هي أجهزة يمكن استخدامها للتواصل عبر خطوط الهاتف بدون سلك يربط بين الهاتف والقاعدة، حيث أدت التقنية التماثلية المستخدمة في طرازات الهواتف اللاسلكية السابقة عادةً إلى جودة صوت لم تكن دائماً جيدة جداً، أمّا مع التكنولوجيا الرقمية يكون الصوت أكثر وضوحاً، ويمكن أن تكون المسافة بين الهاتف والمحطة الأساسية أكبر ويتوفر نطاق أوسع من الترددات.

تطوير تقنية DECT:

تم تطوير معيار (DECT) من قبل أعضاء المعهد الأوروبي لمعايير الاتصالات (ETSI)، حيث كان الإصدار الأول من المعيار متوفراً في عام 1992م، وبعد ذلك تم تركيز الكثير من العمل على بروتوكولات العمل البيني (DECT / GSM ،DECT / ISDN)، كما تم تنفيذ العمل من أجل ذلك بين حوالي عام 1987م حتى تم نشر المعيار في عام 1992م، وكانت معايير (DECT) الأولى هي سلسلة (ETS 300-175).

خضع اسم (DECT) لعدة تغييرات، ففي البداية عند إطلاق العمل من قبل المنظمة الأوروبية التي تعمل على تطوير المعيار (CEPT) تم تسميته “الهاتف اللاسلكي الأوروبي الرقمي”، ولكن تم تغييره لاحقاً إلى الاتصالات اللاسلكية الرقمية الأوروبية، وفي وقت لاحق من عام 1995م تم تغيير الاسم مرة أخرى ليعكس التبني الدولي المتزايد له وكان يطلق عليه “الاتصالات اللاسلكية الرقمية المحسنة”.

في عام 2007م، تم اصدار معيار جديد يسمى الجيل الجديد (NG-DECT) حيث تم تطوير هذا بواسطة المعهد الأوروبي لمعايير الاتصالات (ETSI) بمساهمة من مبادرة بوابة المنزل، كما تم تسويق معيار (DECT) الجديد بموجب برنامج الشهادات والعلامات التجارية (CAT-iq) وملفات تعريف صوت النطاق العريض (CAT-iq 1.0 و2.0 / 2.1) والتي تستند إلى الأجزاء ذات الصلة من معيار (ETSI TS 102527)، أمّا التحديث الرئيسي التالي كان (DECT ULE) وتم الإعلان عنه في 2011م وتم إنشاء المعيار؛ لتمكين تطبيقات أتمتة المنزل التي تعمل بالبطاريات والأمن والرعاية الصحية وتطبيقات مراقبة الطاقة لاستخدام التكنولوجيا.

معيار الاتصالات اللاسلكية المحسنة الرقمية – DECT:

يتوفر معيار (DECT) في (ETS 300175) ويتكون من ثمانية أجزاء، كل منها يحدد جوانب مختلفة من النظام، كما يتكون المعيار (ETS 300 175) من مجموعة شاملة من المتطلبات والبروتوكولات والرسائل من خلال تحديد المعيار بعناية، يمكن تحقيق العمل المشترك بشكل موثوق ليس فقط بين الهواتف ومحطات القاعدة ولكن أيضاً لشبكة الاتصالات عن بعد نفسها، حيث يحظى نظام الهاتف اللاسلكي (DECT) بقبول واسع النطاق.

يتم استخدام الملايين من هواتف (DECT) في جميع أنحاء العالم، وانتشر استخدامها خارج حدود أوروبا حيث كان من المتصور في الأصل أنّه سيتم استخدامه، ويتم استخدامه في أكثر من (100 دولة) حول العالم، كما كانت حقيقة أنّ (DECT) لديها معيار متفق عليه عنصراً رئيسياً في نجاحها وقد مكن ذلك من استخدامه عبر عدد كبير من الشركات المصنعة، كما أنّه يمكّن الهواتف من إحدى الشركات المصنعة من العمل مع معدات من شركة أخرى.

تعديل DECT:

يتم تحسين الإشارة باستخدام شكل من أشكال التعديل يسمى (Gaussian Frequency Shift Keying)  ولها (BT) من (0.5) وهذا يوفر الاستخدام الطيفي الأمثل للنظام، كما يستخدم النظام التوزيع الديناميكي للقنوات، وبالتالي فهو قادر على تقليل مستويات التداخل والتأكد من إنشاء الوصلات على القنوات الأقل تعرضاً للتداخل، حيث تقوم جميع أجهزة (DECT) بمسح تخصيص التردد كل (30 ثانية) على الأقل كنشاط في الخلفية، ممّا ينتج عنه قائمة بالقنوات المجانية والمشغولة جنباً إلى جنب مع الفترات الزمنية المتاحة لاستخدامها في اختيار القناة، إذا لزم الأمر.

يحلل جهاز (DECT) المحمول باستمرار الإشارات؛ للتأكد من أنّ الإشارات تنشأ من المحطة الأساسية التي تتصل بها ولها حقوق الوصول، كما تقوم الأقفال المحمولة بأقوى محطة أساسية وتتحقق من إمكانية وصولها إلى المحطة الأساسية كما هو مفصل في معيار (DECT)، ويتم استخدام القنوات ذات أفضل قوة إشارة مؤشر قوة إشارة الاستلام (RSSI) لرابط الراديو كما هو مطلوب، وتضمن آلية التحديد والتخصيص الديناميكي للقنوات أنّ الروابط اللاسلكية يتم إعدادها دائماً على أقل القنوات المتاحة تداخلاً، وبالتالي يتم الحصول على أفضل أداء.

مبدأ DECT في MC / TDMA / TDD:

يستخدم السطح البيني الراديوي (DECT) عدداً من التقنيات في أسلوب الوصول الخاصة به، كما يستخدم المخطط متعدد الناقل الوصول المتعدد بتقسيم الوقت وازدواج تقسيم الوقت (MC / TDMA / TDD)، كما يحتوي نظام (DECT) الأساسي على إجمالي عشرة ترددات حاملة محتملة بين (1880 و1900 ميجاهرتز) أي أنّه نظام متعدد الموجات الحاملة (MC).

كما يتم تقسيم الأبعاد الزمنية لكل ناقل حتى يتم توفير أطر زمنية تتكرر كل (10 مللي ثانية)، حيث يتكون كل إطار من (24 فترة زمنية) ويمكن الانتقال والوصول إلى كل منها على حدة ويمكن استخدامها للإرسال أو الاستقبال، أمّا بالنسبة لخدمة الكلام (DECT) الأساسية، يتم إقران فترتين زمنيتين “بفصل 5 مللي ثانية” لتوفير سعة حامل لتوصيلات ثنائية كاملة تبلغ (32 كيلوبت في الثانية) والكلام المشفر (ADPCM G.726).

بهدف تبسيط الطريقة التي يمكن بها استخدام تقنية (DECT) عند الحاجة إلى عمليات التنفيذ الأساسية فقط، يتم تقييد تخصيصات الفترات الزمنية ضمن الإطار الزمني البالغ (10 مللي ثانية)، كما تُستخدم أول (12 فترة زمنية) للإرسال على الوصلة الهابطة بينما تُستخدم الـ 12 فترة المتبقية للوصلة الصاعدة، ممّا يقلل من مستوى التعقيد، وبما أنّه ليس ضرورياً لعمليات التنفيذ الأساسية فيمكنه توفير بعض التكاليف.

تتيح بنية (DECT TDMA) بحد أقصى 12 توصيلاً صوتياً مزدوجاً أساسياً متزامناً لكل جهاز إرسال أو استقبال (DECT)، كما يوفر بروتوكول (DECT) القدرة على استخدام نطاقات تردد مختلفة من خلال دمج قنوات متعددة في حامل واحد، ولأغراض نقل البيانات يمكن تحقيق معدلات إرسال محمية من الأخطاء تبلغ (n x 24 كيلو بت / ثانية)، بحد أقصى (552 كيلو بت / ثانية) بأمان كامل كما هو مطبق في معيار (DECT) الأساسي.

بث قناة DECT RF:

أحد المتطلبات الرئيسية لمحطة (DECT) الأساسية هو أنّها تبث باستمرار مرشد لاسلكي لتمكن الأجهزة المحمولة الأخرى من رؤية المحطة الأساسية والوصول إليها إذا كانت قادرة، كما يمكن أن يكون إرسال المرشد جزءاً من ارتباط اتصال نشط عندما يتصل جهاز محمول بالفعل ويحمل مكالمة أو يمكن أن يكون إرسالاً لحامل وهمي، حيث ينقل إرسال المرشد الترددات الراديوية للمحطة الأساسية (DECT) معلومات البث الموجودة في بنية متعددة الأطر إرسال، كما تشمل المعلومات على:

• هوية المحطة الأساسية (Base station identity).

• قدرات النظام (System capabilities).

• حالة (RFP).

• معلومات الترحيل (Paging information).

عندما يستقبل جهاز محمول إرسال المُرشد، فإنّه يعالج المعلومات الواردة في البيانات، ومن هذا المنطلق سيكون قادراً على تحديد ما إذا كان قادراً على الاتصال بالمحطة الأساسية، كما تم إعداد نظام (DECT) بحيث لا يُسمح إلّا للأجهزة المنقولة التي لها حقوق وصول بإعداد ارتباط، ويتم تحقيق ذلك عادةً عن طريق إقران الجهاز المحمول بالمحطة الأساسية.

يحدد الجهاز المحمول ما إذا كانت إمكانيات النظام تتطابق مع الخدمات التي يتطلبها الجهاز المحمول، كما يحدد ما إذا كانت المحطة الأساسية لديها سعة كافية للتعامل مع الاتصال بالجهاز المحمول، حيث قد تكون بالفعل بسعة أو قريبة.

اختيار وتخصيص قناة ديناميكية لـ DECT:

تُعد أحد الجوانب المهمة لواجهة (DECT RF) أو الطبقة المادية في تخصيص القنوات، ومن أجل تقليل التداخل سواء على قنواتها الخاصة أو مع القنوات الأخرى، كما تحتوي الطبقة المادية (DECT) منهجية شاملة لاختيار القناة المطلوبة والحفاظ على أفضل الخيارات، ولتحقيق ميزات (DECT) هناك إمكانية تسمى التحديد الديناميكي للقناة والتخصيص.

بموجب هذه التقنية، تقوم معدات (DECT) بفحص القنوات مرة واحدة على الأقل كل (30 ثانية) ولكن كعملية في الخلفية، يتحقق من وجود إشارات على القنوات وينتج قائمة بالقنوات المجانية والمشغولة أي واحدة لكل مجموعة من فترات الخمول أو مجموعة الناقل، أمّا الفترة الزمنية الخاملة هي تلك التي لا تستخدم للإرسال أو الاستقبال، وباستخدام هذه المعلومات يمكن للمحطة الأساسية أو الجهاز المحمول تحديد مجموعات القنوات أو الفترة الزمنية المثلى للارتباط.