DECT

 

Allgemeines
Die Technologie Digital Enhanced Cordless Telecommunications (DECT) ist durch das European Telecommunications Standards Institute (http://www.etsi.org) genormt. Die ersten DECT-fähigen Endgeräte waren bereits 1992 am Markt verfügbar. Swissvoice, zu jener Zeit Ascom Terminals, arbeitete sehr aktiv an der Entwicklung der umfassenden Reihe von DECT-Normen mit und hatte einen der ersten funktionierenden DECT-Prototypen entwickelt. Während der ganzen Zeit arbeiteten die Angestellten von Swissvoice eine Reihe von DECT-Standards aus und hatten den Vorsitz in verschiedenen DECT-Standardisierungsgremien.

Die DECT-Technologie ist eine allgemeine digitale Funk-Zugangstechnik. Als Funk-Zugangstechnik bezweckt sie primär den schnurlosen Zugang zu einem der Kernnetze
PSTN, ISDN, IP oder zu einem LAN.

Ein DECT-Kommunikationssystem enthält mindestens 2 Endgeräte: einen stationären Teil (z.B. die Basisstation) und einen tragbaren Teil (z.B. eine Mobilstation). Zusätzlich können eine Reihe von Erweiterungen zum System hinzugefügt werden; sie werden als Wireless Relay Stations (drahtlose Relais-Stationen) bezeichnet.

dect at home

Der stationäre Teil (die Basisstation) ist normalerweise an ein öffentliches Telefonnetz angeschlossen (z.B. PSTN, ISDN, IP) oder kann Teil eines andern Endgerätes (z.B. eines PC) sein. Eine Basisstation kann einen oder mehrere Funk-Endpunkt(e) aufweisen und so einen grösseren Bereich abdecken und mehr Kapazität zur Verfügung stellen (dies ist normalerweise für die Basisstationen in grossen Büroumgebungen der Fall, während die im privaten Bereich benutzten Basisstationen gewöhnlich mit nur einem Funk-Endpunkt arbeiten).

Der mobile Teil (die Mobilstation) ist das Endgerät, das vom Endbenutzer für den schnurlosen Zugang zu den durch das externe Netz oder die externe Anwendung bereitgestellten Dienste verwendet wird. Wie der stationäre Teil, kann auch der mobile Teil zu einem andern Endgerät oder einer andern Einheit gehören. Die Mobilstationen können mit andern Telefonapparaten über Verbindungen kommunizieren, die über die DECT-Basisstation und das externe Netz hergestellt werden, oder eine Verbindung zu andern Mobilstationen nur über die Basisstation aufbauen (sogenannte interne Verbindungen, die gebührenfrei sind). Es wurden auch spezielle DECT-Betriebsarten entwickelt, die eine direkte Kommunikation zwischen zwei  Mobilstationen ohne Zwischenschaltung einer Basisstation ermöglichen.

Wenn eine WRS beteiligt ist, erfolgt die Kommunikation zwischen der Mobilstation und der WRS, die sie zur Basisstation weiterleitet.

Gegenwärtig kann ein DECT-Funk-Endpunkt bis zu 12 parallele Kommunikationskanäle verarbeiten. Einige der auf dem Markt befindlichen DECT-Systeme erlauben jedoch nur maximal 6 Kanäle; diese Reduktion wurde hauptsächlich aus Kostengründen vorgenommen. Die Reichweite innerhalb von Gebäuden beträgt bis zu 50 m; grössere Reichweiten sind abhängig von der Beschaffung der Wände und der Raumfläche möglich. In freien Bereichen, z.B. im Garten, können die Mobilstationen eine Reichweite von gegen 300 m haben, sofern wenig Hindernisse wie Mauern dazwischen liegen. Eine WRS kann diese Reichweite verdoppeln; allerdings sinkt dadurch die Anzahl der parallel zu betreibenden Kanäle auf die Hälfte. An einer Basisstation lassen sich mehrere WRS betreiben. In den meisten Fällen kann sich der Benutzer frei im gesamten Abdeckungsbereich der BS und der WRS bewegen, ohne dass die Kommunikation unterbrochen wird (dies wird als nahtloses Handover bezeichnet).


Leistungsmerkmale der DECT-Technologie
Wie jede andere Funktechnik benutzt auch DECT Funkwellen für die Kommunikation und eine Frequenz zur Übertragung. In Europa wurde das Frequenzband zwischen 1880 und 1900 MHz vorzugsweise DECT zugeteilt und keine andere Funktechnik darf dieses Frequenzband benutzen. Weil das Band in vereinzelten andern Ländern bereits vom Militär benutzt oder andern Technologien zugeteilt war, wurden weltweit DECT nur Teile dieses Bandes oder andere Bänder zugeteilt. Wegen der Aufnahme von DECT durch die ITU als eine der 5 Technologien der IMT-2000-Familie (http://www.imt-2000.org) – die sogenannte Familie der 3. Generation (3G), zu der zum Beispiel auch UMTS gehört – wurden für DECT zusätzliche Frequenzbänder für die mögliche Zuteilung bezeichnet; ob sie für DECT zugelassen werden oder nicht, ist von der Frequenzzuteilung in jedem betreffenden Land abhängig.

Allgemein gesagt handelt es sich bei DECT um eine Technologie nach dem FD (Frequency Division) TDMA (Time Division Multiple Access) / TDD (Time Division Duplex) Verfahren. Das alles bedeutet folgendes:

 

  • Mac183; ein DECT-Funkkanal belegt per Definition einen Teil des Funkspektrums (1/10 des in Europa erlaubten Bandes – daher 10 getrennte DECT-Funkkanäle);
  • Mac183; über jeden Funkkanal wird zusätzlich eine Zeiteinteilung in sogenannte "Zeitschlitze" mit 10 ms Dauer vorgenommen (dies erlaubt, auf ein und demselben Funkkanal verschiedene Informationsteile zu übertragen und zu unterscheiden);
  • Mac183; die Zeitschlitze wurden von 0 bis 23 nummeriert und zu Paaren zusammengefasst, was einen Mehrfachzugriff auf ein und denselben Funkkanal erlaubt (dies ermöglicht bis zu 12 Verbindungen über einen einzelnen Funkkanal, was multipliziert mit den in Europa verfügbaren 10 Funkkanälen 120 parallele Verbindungen an einem räumlich begrenzten Standort ergibt).

Um diese verfügbaren 120 Kanäle ohne Frequenzplan nutzen zu können, wird ein spezielles Verfahren mit der Bezeichnung Dynamic Channel Selection (DCS) angewendet. DCS ist eines der charakteristischen Leistungsmerkmale von DECT, durch das sich die Technologie ideal für Bereiche mit hoher Benutzerdichte eignet, indem es dem DECT-System erlaubt, dynamisch den Zeitschlitz oder die Zeitschlitzgruppe mit der besten Qualität zu suchen und zu benutzen.
  
Vor der Übertragung einer Sprach- oder Dateninformation über die Funkstrecke muss sie digital codiert werden. Dabei lassen sich verschiedene Codierungstechniken mit unterschiedlichen Vor- und Nachteilen einsetzen. Die verschiedenen Codierungsarten unterscheiden sich hauptsächlich durch die Übertragungsrate, die abhängig von der Codierungsart garantiert werden kann. Für Sprache und Datenübertragungen mit niedrigem Volumen kann ein DECT-Zeitschlitz Information mit ungefähr 32 kbit/s übertragen. Andere Codierungsverfahren, die speziell für Multimediaverkehr ausgelegt sind, ermöglichen Datenraten bis zu 6,9 Mbit/s pro Funkkanal.

Eine umfassende Reihe von Massnahmen und Techniken sind definiert, um sich gegen Betrug und nicht autorisierte Benutzer zu schützen, die in ein fremdes DECT-System eindringen möchten; dazu gehören die Zuteilung von Zugangsrechten, das Authentifizieren, die Verschlüsselung usw.


Arbeitsweise eines DECT-Systems
Für den Start werden mindestens eine DECT-Basisstation und mindestens eine DECT-Mobilstation benötigt. Wenn Verbindungen zur Aussenwelt hergestellt werden sollen, wird ausserdem ein Anschluss an ein öffentliches Netz, z.B. an ein PSTN, ein ISDN oder ein IP-Netz benötigt. Wenn nur interne Verbindungen benötigt werden, z.B. zwischen 2 oder mehreren DECT-Mobilstationen, ist kein Anschluss an ein externes Netz notwendig – es werden lediglich DECT-Endgeräte benötigt und die Kommunikation zwischen ihnen ist gebührenfrei.

Zuerst müssen Sie die Basisstation an die Telefonleitung und an eine Stromversorgung anschliessen. Sobald die DECT-Basisstation eingeschaltet wird, misst sie alle verfügbaren DECT-Funkkanäle und -Zeitschlitzpaare und stellt eine Liste mit den besten Kanälen (weniger Störungen – gute Qualität) zusammen. Dann beginnt die BS damit, kurze Peilsignale (Beams) im Zeitschlitz mit der besten Übertragungsqualität auszusenden und ihre Liste mit den besten Kommunikationskanälen regelmässig nachzuführen und bei Bedarf das Peilsignal in einen andern Zeitschlitz zu legen. Wann könnte dies geschehen? Zum Beispiel wenn eine andere DECT-Basisstation (die Ihres Nachbarn) den Betrieb im gleichen Bereich aufnimmt – Sie müssen sich aber keine Sorgen machen, es stehen 120 Kanäle zur Verfügung. Jedes Peilsignal enthält Information über die Möglichkeiten der Basisstation und erlaubt einer Mobilstation, eine Basisstation zu finden. Peilsignale werden alle 10 ms (1s = 1000 ms) während 0,052 ms ausgesendet, was einer totalen Übertragungszeit von ungefähr 7,5 Minuten in 24 Stunden entspricht.

Sobald Ihre Basisstation arbeitet, können Sie Ihre Mobilstation einschalten und sprechen... Das stimmt allerdings nicht ganz. Damit eine DECT-Mobilstation arbeiten kann, genügt es nicht, dass sie eingeschaltet wird und das Peilsignal empfängt – die Mobilstation muss der BS bekannt sein (oder technisch ausgedrückt: die MS muss sich in der BS anmelden). Wenn Sie Ihr DECT-Set kaufen, ist die Mobilstation oft bereits in der BS registriert; dies muss jedoch nicht immer der Fall sein, insbesondere dann nicht, wenn Sie die DECT-Mobilstation getrennt erwerben.

Nehmen wir an, Ihre MS ist der BS nicht bekannt. Beim Einschalten einer solchen MS kann sie damit beginnen, das erlaubte DECT-Frequenzband nach dem Peilsignal der BS abzusuchen. Dieser Vorgang läuft natürlich unsichtbar für Sie ab; es sei denn, der Hersteller des Telefons hat entschieden, diesen Vorgang durch entsprechende Meldungen auf der Anzeige sichtbar zu machen. Wenn die MS eine BS findet, synchronisiert sie sich darauf – das heisst, sie erkennt genau, wann die gültige Information im Zeitschlitz beginnt und endet. Von diesem Moment an wird die MS die im Peilsignal enthaltene Information lesen und wichtige Einzelheiten daraus entnehmen – dies erlaubt der MS festzustellen, ob sie versuchen kann, Kommunikationsrechte über diese BS anzufordern. Normalerweise muss der Anmeldevorgang durch den Benutzer gestartet werden; wie dieser zu erfolgen hat, ist im Benutzerhandbuch nachzulesen. Gewöhnlich ist dazu das Betätigen einer Reihe von Tasten auf der MS notwendig, mit der die Anforderung der Zugangsrechte gestartet werden. Während dieses Vorgangs wird wichtige Sicherheitsinformation teilweise ausgetauscht und zusätzliche Information berechnet. Damit der Vorgang erfolgreich abgeschlossen werden kann, müssen die MS und die BS mindestens eine gemeinsame Tastensequenz (ähnlich einem Passwort) kennen – sie wird normalerweise durch den Benutzer festgelegt. Nach dem erfolgreichen Abschluss der Prozedur kennen sich die MS und die BS gegenseitig. "Kennen" bedeutet, dass wichtige Indentifizierungsinformation und Sicherheitsschlüssel, die nur den beiden Stationen bekannt sind, in ihren Speichern abgelegt sind.

Es kann sein, dass die erste gefundene Basisstation nicht Ihre eigene, sondern die Ihres Nachbarn war. Keine Sorge – erstens müssen normalerweise Basisstationen vor der Anmeldung entsprechend vorbereitet werden, vielleicht durch Betätigen einer Taste, und zweitens dürfen Sie nicht vergessen, dass sie den entsprechenden Schlüssel (das "Passwort") kennen müssen. Wenn diese beiden Anforderungen nicht erfüllt sind, wird die Basisstation die Anforderung der Mobilstation zurückweisen und die MS wird damit beginnen, eine andere BS zu suchen. Dieser Vorgang wird so lange fortgesetzt, bis die richtige Basisstation gefunden wurde. Normalerweise ist für den Benutzer nicht sichtbar, ob die Basisstation die Anmeldung erlaubt, und diese Anforderung erfordert auch keine Intervention des Benutzers; wenn jedoch die Anforderung zurückgewiesen wird, weil die beiden Stationen nicht zusammen gehören, ist es sehr wahrscheinlich, dass Sie in irgendeiner Form darauf hingewiesen werden (z.B. mit einer Meldung auf Ihrer Anzeige).

Sobald nun Ihre Basisstation und Ihre Mobilstation einander bekannt sind, können sie miteinander kommunizieren. Und Sie können Anrufe ausführen. Tatsächlich wird die MS nun aus zwei Gründen dauernd dieses Peilsignal von der BS empfangen, erstens um synchronisiert zu bleiben und in der Lage sein zu kommunizieren und zweitens für den Fall, dass ein ankommender Anruf für diese MS vom externen Netz eintrifft; dann wird die BS spezielle Information in ihrem Peilsignal übertragen, um die MS auf den externen Anruf aufmerksam zu machen.

Für die gesamte Kommunikation zwischen einer MS und einer BS wird die MS unsichtbar für den Benutzer alle verfügbaren Zeitschlitzpaare messen und ihre eigene Liste mit den besten Kanälen erstellen. Immer wenn eine Kommunikation benötigt wird, beginnt die MS in einem der besten Zeitschlitze zu übertragen – nicht einfach in irgendeinem Zeitschlitz, sondern genau in jenem Zeitschlitz, der von der BS zum fraglichen Zeitpunkt überwacht wird (die Information über den Kanal, der zu einem bestimmte Zeitpunkt von der BS überwacht wird, holt sich die MS aus den regelmässig von der BS ausgesendeten Peilsignalen). Während der Aufbauphase der Verbindung überprüft die BS, ob sie die MS kennt, von der die Verbindungsanforderung stammt; ist dies nicht der Fall, wird die Verbindung nicht erlaubt. Sobald die Verbindung aufgebaut ist (d.h. die BS erkennt die MS), wird vor der Übertragung irgendwelcher wichtiger Information die Verbindung verschlüsselt, dadurch wird sie gegen das Ausspionieren geschützt. Beachten Sie, dass die Verschlüsselung nicht standardmässig in jedes DECT-System eingebaut ist – wenn Sie jedoch daran interessiert sind, sollten Sie in Ihrem Benutzerhandbuch nachsehen oder vor dem Kauf fragen – alle swissvoice Endgeräte, siehe
PSTN/DECT oder ISDN/DECT, stellen dieses Leistungsmerkmal zur Verfügung. Nachdem alle diese Funktionen ausgeführt sind – keine Sorge, sie dauern nur ein paar Millisekunden – können Sie sprechen. Und Sie können sich dabei auch frei bewegen – halten Sie sich aber innerhalb der Abstandsgrenzen 50 - 300 Meter auf, sonst bricht Ihre Verbindung ab – die meisten Endgeräte signalisieren Ihnen, wenn Sie sich zu weit entfernen – zumindest die swissvoice Endgeräte verfügen über eine solche Anzeige. Wenn sich während der Kommunikation die Verbindungsqualität verschlechtert – erneut diese Nachbarn – schaltet die MS, ohne dass Sie etwas davon merken, auf ein anderes Zeitschlitzpaar um. Verschlüsselung ist ein anderes Mittel zum Schutz vor fremden MS, die Ihre BS benutzen möchten, indem sie sich als bekannte MS ausgeben – dazu werden oft wechselnde geheime Schlüssel verwendet, die nur die echten, zusammen gehörenden MS und BS kennen – wenn diese Schlüssel nach der Verschlüsselung nicht zusammenpassen, so können sich die beiden Seiten nicht verstehen und der Eindringling wird nur Rauschen hören.

Was, wenn sich Ihre MS abschaltet – Sie haben letzte Woche vergessen, sie zu laden? Natürlich müssen Sie die MS zuerst aufladen. Sobald Ihre MS genügend geladen ist, wird sie wieder damit beginnen, eine Basisstation zu suchen. Machen Sie sich keine Sorgen, Sie müssen die Anmeldung nicht wiederholen. In diesem Fall wird Ihre MS, sobald sie die BS gefunden hat, automatisch das sogenannte Standort-Anmeldeverfahren (falls es unterstützt wird) einleiten und sich bei der BS anmelden. Sie können nun wieder Anrufe ausführen und empfangen.


Welche Möglichkeiten bietet Ihnen DECT?
Nachdem Sie nun wissen, wie die DECT-Technologie funktioniert, möchten Sie sicher wissen, wie Sie diese Technologie in Ihrem und um Ihr Zuhause einsetzen können. Hier sind einige Ideen.

Sie haben endlich dieses schöne geräumige Haus erworben. Kein Drama mehr, wenn Sie Ihr neues Buch lesen wollen, Ihr Sohn Gitarre spielt und Ihr Mann mit dem neuen Teigwaren-Rezept herumexperimentiert, das er von seiner Sekretärin erhalten hat, und Ihre kleine Tochter ihre Lieblings-Trickfilserie im Fernsehen anschaut – und das alles im Wohnzimmer ... nun hat jeder sein eigenes Zimmer ...

Sie besitzen Ihr Studio im Sommerhaus; Ihr älterer Sohn übt Gitarre im Keller des Haupthauses, zwei Stockwerke darüber befindet sich das Studierzimmer Ihres Mannes, eigentlich Küche genannt; und Ihre Tochter schaut sich jene Zeichentrickfilme in Gesellschaft ihres besten Freundes, Teddy, der grosse Bär, an ... Das Leben ist schön, nicht wahr? ... bis ein Familienmitglied einem andern etwassagen möchte ... "Maaaaamiiii!" ruft Ihre Tochter aus dem Fenster. "Waaas iiist?" rufen Sie aus Ihrem Sommerhaus zurück ... dann meldet sich Ihr Nachbar mit "Rrruuhhe!" ... Da gibt es natürlich andere Mittel der schnurlosen Kommunikation, nicht wahr? Eines davon nennt sich DECT! Eine DECT-Basisstation kann mehrere Mobilstationen bedienen und Sie können untereinander kommunizieren, ohne schreien zu müssen – und überdies völlig gebührenfrei.

Wenn Sie dazu mit Ihrem Netzbetreiber Glück haben und das richtige DECT-Telefon auswählen – sehen Sie sich die Modelle von swissvoice
PSTN/DECT oder ISDN/DECT an – können Sie zum Beispiel vor der Beantwortung des Anrufs feststellen, wer Sie anruft (durch den sogenannten internen und externen CLIP-Dienst), einen Anruf von einer Mobilstation auf eine andere umleiten oder während eines Gesprächs mit Ihrer Mutter Ihren Mann (auf seiner Mobilstation) fragen, ob Sie sie am nächsten Sonntag besuchen können; ... Sie können sogar SMS senden und empfangen, ja, genau wie mit jenen Handys. Das sind eigentlich nicht alles DECT-spezifische Leistungsmermale; DECT bietet Ihnen eine schnurlose Kommunikation im und um das Haus und im Garten und die Bereitstellung vieler nützlicher Dienste und Leistungsmerkmale, die von Ihrem Netz- oder Dienstanbieter angeboten werden.

Wenn Sie Mobilstationen von verschiedenen Herstellern mit der gleichen Basisstation wünschen, ist dies mit DECT ebenfalls möglich. Überprüfen Sie vor dem Kauf, dass sie dem GAP-Standard entsprechen (dies müsste auf der Verpackung oder im Benutzerhandbuch angegeben sein), damit sicher gestellt ist, dass alles einwandfrei funktioniert. Seien Sie sich aber bewusst, dass viele der zusätzlichen, nützlichen kleinen Nicht-DECT-Leistungsmerkmale nicht funktionieren könnten – der GAP-Standard unterstützt leider keine Nicht-DECT-Leistungsmerkmale.

Sie besitzen kein so grosses Haus? Natürlich funktioniert dies alles auch in einer Wohnung. Sie möchten Ihre Kinder, Ihren Mann ... und wer sich auch immer noch in Ihrer Wohnung aufhält, zum Essen rufen? Drücken Sie einfach eine Taste auf der Basisstation und auf allen Mobilstationen wird das Rufzeichen ertönen (dies wird als Personensuche oder "Paging" bezeichnet). Sie können diese Funktion auch benutzen, wenn Sie sich nicht mehr daran erinnern, wo Sie gestern Abend Ihre Mobilstation gelassen haben (das sind die Herausforderungen dieser schnurlosen Dinger ...). Sie besuchen Ihre befreundeten Nachbarn und liessen Ihren kleinen Sohn schlafend zurück – Sie können eine DECT-Mobilstation neben das Bett legen und auf der zweiten Mobilstation, die Sie bei sich tragen,hören, ob er immer noch schläft ... und auch er könnte Sie durch Betätigen einer einzigen Taste auf der Mobilstation zurückrufen (mit dem sogenanten Baby-Phone-Leistungsmerkmal) – das Leben wird einfacher, nicht wahr? Das ist DECT ...

Gehören Sie zu den Internet-Enthusiasten? Sie haben sich irgendwie daran gewöhnt mit dem langen, immer hinderlichen Kabel zu leben, das Ihren PC mit der Telefonleitung oder Ihrem DSL-Modem verbindet. Nun haben Sie sich ein Notebook angeschafft und es wurde Ihnen gesagt, dass diese Computer mobil sind, mindestens solange ihre Batterien halten... Und Sie möchten von Ihrem Bett aus im Internet surfen ... Und wieder diese Kabel ... Hier bietet DECT ebenfalls die Lösung. Sie haben nicht vergessen, dass es sich um eine schnurlose Zugangstechnologie handelt, nicht wahr? Alles was Sie benötigen, ist eine DECT-fähige Karte für Ihr Notebook und eine DECT-Basisstation, die Daten übertragen kann. Selbstverständlich funktioniert dies auch mit Ihrem alten PC – keine Kabel als Stolperdrähte, es sei denn, Sie haben angefangen, sie zu mögen ...

Tatsächlich bietet die DECT-Technologie noch viele andere Möglichkeiten für Benutzer, Betreiber, Dienstanbieter, Entwickler usw. Leider reicht der Platz auf dieser Web-Seite nicht aus, um sie alle zu beschreiben.