Pod pojęciem telefonii bezprzewodowej rozumiemy technologie telekomunikacyjne zapewniające dwukierunkową bezprzewodową łączność telefoniczną w niewielkiej odległości od stacji bazowej, typowo do kilkuset metrów, działające zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz budynków. Najbardziej popularną i nowoczesną formą takiej łączności jest telefonia bezprzewodowa wg europejskiego standardu cyfrowego drugiej generacji DECT, nadal skutecznie rywalizująca z systemami telefonii komórkowych klasy GSM, zarówno ze względu na niższy koszt realizacji, jak i wielokrotnie większą pojemność systemu.

Od czasu wynalezienia telefonu i upowszechnienia się stacjonarnych usług telefonicznych użytkownika korzystającego z tego typu łączności ograniczała lokalizacja aparatu, zmuszając do komunikowania się z otoczeniem z jednego, ustalonego miejsca. W wyniku rozwoju systemów radiokomunikacji ruchomej, zwłaszcza w ostatnich latach, z mobilnych środków łączności najpierw zaczęli korzystać abonenci związani z biznesem, a następnie abonenci prywatni - w miarę jak ceny tych usług stawały się bardziej przystępne dla zwykłego użytkownika sieci. Te dwa środowiska abonentów tworzą dwa przeciwległe bieguny rozwoju radiokomunikacji ruchomej RLL (Radio Local Loop), prowadzonej wyłącznie za pośrednictwem fal radiowych, z uwzględnieniem ograniczeń obszarowych dla terenów publicznych i prywatnych (rys. 1).

W czasach narastającej konkurencji i liberalizacji usług telekomunikacyjnych zarówno telekomy, jak i prywatni operatorzy zaczynają coraz bardziej dostrzegać korzyści płynące z wdrażania technik dostępu radiowego - jednej z bardziej dochodowych form rozwoju łączności. Dostęp radiowy jest bowiem konkurencją nie tylko dla istniejących technik przewodowych, stosowanych w stacjonarnych sieciach dostępowych; zapewniając niskie koszty uruchomienia, skraca czas zwrotu inwestycji przy dużej elastyczności rekonfigurowania sieci radiowej w przyszłości.

Nieproporcjonalny rozwój usług telekomunikacyjnych na obszarach miejskich w stosunku do terenów wiejskich o małej gęstości abonentów powoduje coraz większe problemy w uzyskiwaniu łączności na terenach rozległych, gdzie instalacja sieci przewodowych staje się nieopłacalna. Jednak w ostatnich latach daje się zauważać gwałtowny wzrost zainteresowania wdrażaniem usług łączności radiowej nie tylko na obszarach wiejskich, ale i w budynkach o wysokim trafiku - nie posiadających przewodowej infrastruktury telekomunikacyjnej - za pośrednictwem centralek abonenckich WPABX (Wireless Private Automated Branch Exchange).

Bezprzewodowa różnorodność

Ze względu na różne zasady działania systemów radiowych i stosowanie odmiennych technologii, a także osiągane zasięgi komunikacyjne wyróżnia się następujące klasy systemów radiowego dostępu abonenckiego SRDA:

• Systemy krótkiego zasięgu, działające typowo w zasięgu od kilkunastu do kilkuset metrów w połączeniach lokalnych oraz do kilku kilometrów (przy średnim zasięgu ok. 3 km), przeznaczone dla obszarów o niezbyt dużej gęstości abonentów. Nadal są one realizowane w starszym standardzie CT2 (zakres częstotliwości 864-868 MHz), a głównie w standardzie DECT (CT3) w zakresie częstotliwości radiowych 1880-1900 MHz.

• Systemy dużego zasięgu - do 50 km dla łączności typu punkt-wiele punktów klasy PMP (Point to Multipoint), z szerokością pasma 2 lub 4 MHz, przeznaczone do obsługi stosunkowo małych skupisk abonentów oddalonych od istniejącej infrastruktury telekomunikacyjnej i systemów komutacji.

• Wąskopasmowe systemy komórkowe, działające w zasięgu do 35 km, oparte na analogowych NMT i cyfrowych GSM (900 i 1800 MHz), z dostępem typu TDMA/FDMA (Time/Frequency Dinision Multiple Access), przeznaczone zwykle dla obszarów o dużej gęstości abonentów oraz wzdłuż szlaków komunikacyjnych.

• Szerokopasmowe systemy komórkowe pracujące z wykorzystaniem dostępu radiowego typu TDMA/CDMA (Time/Code Division Multiple Access), o różnorodnych zastosowaniach wymagających dużej odporności na zakłócenia zewnętrzne.

Do najbardziej znanych lokalnych systemów komunikacji bezprzewodowej należą: abonenckie systemy bezsznurowe CT (Cordless Telephony) klasy CTO, CT1 i CT2 oraz sieci abonenckie DECT (Digital Enhanced Cordless System), dla których pierwowzorem była skandynawska sieć bezprzewodowa CT3. Unowocześniona i poprawiona przez ETSI wersja tego systemu - przyjęta jako europejski standard DECT (Digital European Cordless Telecommunicatiori) - jest uważana obecnie za prekursora technologii bezprzewodowych, zwłaszcza dla obszarów wiejskich i komunikacji w pomieszczeniach zamkniętych.

Różnorodność stosowanych technik wiąże się z gęstością abonentów na obszarze przewidzianym do obsługi oraz zasięgiem komórki radiowej. Przyjmuje się, że gęstość abonentów w centrum miasta może znacznie przekraczać 2000 osób/km² (zwłaszcza w wieżowcach), na obszarach podmiejskich wynosi od 500 do 1000 osób/km², na wsi natomiast może nie sięgać nawet kilkunastu osób/km².

Kształtowanie standardu

Systemy telefonii bezprzewodowej opierają się bądź na pojedynczych strukturach komórkowych, bądź na zespole rozproszonych komórek radiowych, zwykle nie zapewniających pełnego pokrycia większych obszarów miejskich, tak jak to uzyskuje się w telefonii komórkowej GSM. Najczęściej są to systemy projektowane do łączności wewnątrz pomieszczeń bądź w niewielkich odległościach na zewnątrz budynków, a tylko niektóre rozwiązania zdolne są do pracy w obydwu wymienionych rodzajach tych środowisk.

Najstarszymi rozwiązaniami w tej klasie łączności są systemy analogowe, określane obecnie jako generacja zerowa CTO, przeznaczone do użytku domowego - dla najwyżej kilku bezsznurowych aparatów telefonicznych, znajdujących się w zasięgu do kilkudziesięciu metrów od urządzenia nadawczego. Systemy te nie są objęte żadnym standardem, zwykle też z powodu niewielkiego zasięgu nie wymagają homologacji aparatów telefonicznych. Opracowanie standardu CT1 dla tych analogowych urządzeń ujednoliciło sposób przekazywania informacji dla dwukierunkowej łączności głosowej w paśmie o szerokości 1 MHz (914 - 915 MHz, 959-960 MHz), zwanej obecnie pierwszą generacją systemów bezprzewodowych. Dzięki temu po raz pierwszy zaczęły w jednym systemie funkcjonować aparaty pochodzące od różnych producentów. Sukces rynkowy odniosły aparaty bezprzewodowe w systemie telepoint, dla których stacje bazowe działające w systemie wrzutowym (samoinkasującym) umieszczano w publicznie dostępnych miejscach, takich jak centra handlowe, stacje metra czy porty lotnicze.