Вопрос 49. Цифровые системы сотовой подвижной связи

Дата добавления: 2014-11-24 | Просмотров: 1626

1. Отличие цифровых систем сотовой подвижной связи от аналоговых систем.

2. Стандарт GSM

3. Защита и безопасность информации в стандарте GSM

4. Стандарт D-AMPS

5. Системы стандарта DECT.

1. Цифровые системы сотовой подвижной связипредставляют со­бой системы второго поколения. По сравнению с аналоговыми системами они:

• предоставляют абонентам больший набор услуг;

• обеспечивают повышенное качество связи;

• обеспечивают взаимодействие с цифровыми сетями, с интегра­цией служб (ISDN) и пакетной передачи данных (PDN). Среди цифровых систем сотовой подвижной связи широкое распро­странение получили те, которые базируются на стандартах:

• GSM (DCS 1800);

• D-AMPS (ADC);

• IDC;

• DECT;

• CDMA.

2. Система стандарта GSMрассчитана на использование в ком­мерческой сфере. Она предоставляет пользователям широкий спектр услуг и возможность применения разнообразного оборудо­вания для:

• передачи речевых сообщений и данных;

• сигналов вызова и аварийных сигналов;

• подключения к телефонным сетям общего пользования, сетям передачи данных и цифровым сетям с интеграцией служб.
При создании этого стандарта и сетей сотовой связи на его ос­нове было принято согласованное решение о поэтапном разви­тии услуг, предоставляемых абонентам. В число услуг начального
этапа входят:

• переадресация вызова (Call for warding);

• запрет вызова {Call barring);

• ожидание вызова {Call waiting);

• удержание вызова.{Call holding);

• глобальный роуминг (Global roaming).

Переадресация вызовадает возможность перевода входящих вы­зовов на другой телефонный номер в тех случаях, когда номер занят или абонент не отвечает, когда телефон выключен или находится вне зоны обслуживания сети и т. п. Кроме того, возможна переадресация факсов и компьютерных данных.

Запрет вызовапозволяет наложить запрет на все входящие/исходя­щие звонки, на исходящие международные звонки.

Ожидание вызовапозволяет принять входящий вызов в тот мо­мент, когда вы с кем-то разговариваете} При этом первый або­нент или по-прежнему будет находиться на связи, или разго­вор с ним может быть завершен.

Удержание вызовапозволяет, не разрывая связь с одним абонен­том, позвонить (или ответить на входящий вызов) другому абоненту.

Глобальный роумингдает возможность при посещении любой из стран, с которой ваш оператор подписал соответствующее со­глашение, пользоваться своим сотовым телефоном GSM без из­менения номера.

По мере развития технологии сотовых сетей абонентам предла­гались и другие услуги. Второй этап развития GSM предоста­вил абонентам такие услуги, как:

• определение номера вызывающей линии {Calling Line Identifica­tion Presentation);

• антиопределитель номера {Calling Line Identification Restriction);

· групповой вызов {Multi party);

· создание закрытой группы {Closed User Group);

• информация о стоимости разговора;

• совет по оплате {Advice of Charge);

• обслуживание дополнительной линии {Alternative Line Service);

• прием коротких текстовых сообщений {Short Message Service);

• система голосовых сообщений {Voice mail).

Определение номера вызывающей линиипозволяет при входящем вызове высвечивать на экране телефона номер вызывающего або­нента.

Антиопределитель номерапозволяет запретить определение собственного номера при соединении с другим абонентом.

Групповой вызовпозволяет организовать режим телеконферен­ции или конференц-связи, объединяя до пяти абонентов в груп­пу, и вести переговоры между всеми членами группы одновре­менно.

Создание закрытой группы(до десяти абонентов) позволяет создавать группу пользователей, члены которой могут связы­ваться только между собой. Чаще всего к этой услуге прибегают компании, предоставляющие терминалы своим служащимдля работы.

Информация о стоимости разговораоснована на использовании таймера, который определяет время занятости линии, и счет­чика вызовов. Благодаря этой услуге можно проверять остав­шийся на счете кредит.

Совет по оплатепозволяет по требованию пользователя про­изводить проверку стоимости и длительности разговора в то время, когда телефон находится на связи.

Обслуживание дополнительной линиидает возможность пользо­вателю приобрести два номера, которые будут приписаны к одному телефону. В этом случае связь выполняется по двум линиям с предоставлением двух счетов, двух голосовых ящиков и т. п.

Прием коротких текстовых сообщений (SMS)дает возможность приема и передачи текстовых сообщений до 160 знаков, введен­ных на дисплей с помощью клавиатуры телефона. Система голосовых сообщенийпозволяет автоматически переводить входящие звонки на персональный автоответчик (голосовая почта). Пользоваться этим можно только в том случае, если у абонента активирована услуга "Переадресация вызова".

Среди услуг третьего этапа развития сетей стандарта GSM можно выделить следующие:

• улучшенное программное обеспечение SIM-карты;

• улучшенное полноскоростное кодирование речи EFR {Enhanced Full Rate);

• возможность взаимодействия между системами стандартов GSM и DECT;

• повышение скорости передачи данных за счет пакетной пере­дачи данных GPRS {General Packet Radio Service) или за счет системы передачи данных по коммутируемым каналам HSCSD
{High Speed Circuit Switched Data).

По сравнению с другими широко распространенными цифровыми стандартами GSM обеспечивает:

• лучшие энергетические характеристики;

• более высокое качество связи;

• безопасность связи;

• конфиденциальность связи

Стандарт GSM предоставляет своим пользователям ряд услуг, которые не реализованы (или реализованы не полностью) в дру­гих стандартах сотовой связи, а именно:

• спользование интеллектуальных SIM-карт. для обеспечения доступа к каналу и услугам связи;

• шифрование передаваемых сообщений;

• закрытый от прослушивания радиоинтерфейс;

• аутентификация абонента и идентификация абонентского оборудования по криптографическим алгоритмам;

• использование служб коротких сообщений, передаваемых по ка­налам сигнализации;

• автоматический роуминг абонентов GSM в национальном и ме­ждународном масштабах,

• межсетевой роуминг абонентов GSM с абонентами сетей стан­дартов DCS 1800, PCS 1900, DECT, а также со спутниковыми се­тями персональной радиосвязи (Globalstar, Inmarsat-P, Iridium).

Стандарт GSM цифровой общеевропейской сотовой системы наземной подвижной связи предусматривает работу передат­чиков в двух диапазонах частот:

• диапазон частот 890-915 МГц используется для передачи со­ общений с подвижной станции на базовую;

• диапазон частот 935-960 МГц- для передачи сообщений сбазовой станции на подвижную.

При переключении каналов во время сеанса связи разность между этими частотами постоянна и равна 45 МГц.

4. Безопасность связи и защита информации в стандарте GSM —исключение несанкционированного использования системы и обеспечение секретности переговоров абонентов. Для выполне­ния требований безопасности в стандарте GSM предусмотрены:

• аутентификация;

• секретность передачи данных;

• секретность абонента;

• секретность направления вызова.

Зашита сигналов управления и данных пользователя осуществ­ляется только при передаче по радиоканалу. В стандарте ис­пользуется алгоритм шифрования с открытым ключом RSA, ко­торый обеспечивает высокую степень безопасности передачи речевых сообщений.

Для исключения несанкционированного использования ресур­сов системы связи в стандарт введены и определены механизмы аутентификации — удостоверения личности абонента. Каждый абонент на время пользования системой получает стандартный модуль подлинности абонента — SIM-карту. которая содержит: международный идентификационный номер подвижного або­нента TMSI;

свой индивидуальный ключ аутентификации; алгоритм аутентификации.

Для исключения выявления абонента, путем перехвата сообще­ний, передаваемых по радиоканалу, каждому абоненту системы сотовой связи присваивается временный международный иденти­фикационный номер пользователя — TMSI {Time Mobile Subsriber Identity), который действителен только в пределах зоны обслу­живания с идентификационным номером LAI (Location Area Identification). В другой зоне обслуживания абоненту присваи­вается новый TMS1. Если подвижная станция переходит в но­вую зону обслуживания, то ее TMSI должен передаваться вме­сте с LAI той зоны, в которой TMSI был присвоен абоненту.

Стандарт сотовой подвижной связи D-AMPSбыл разработан и принят к использованию в США. Необходимость его созда­ния была обусловлена тем, что национальная аналоговая сото­вая система связи стандарта AMPS перестала отвечать совре­менным требованиям из-за:

• малой пропускной способности;

• недостаточного качества связи;

• ограниченного набора услуг;

• отсутствия засекречивания передаваемых сообщений и т. п.

Было принято решение о совместном использовании в одной полосе частот систем двух стандартов: аналогового AMPS и цифро­вого D-AMPS, сохранив при этом существовавший в аналого­вой системе разнос частот между каналами, равный 30 Кгц. Система связи на основе этого стандарта получила название DAMPS.

Стандарт D-AMPS не принят в европейских странах, за исклю­чением России, где он ориентирован на региональное использование.

5. Беспроводнойтелефон — удобный и достаточно широко рас­пространенный в настоящее время вид связи, удачно допол­няющий сотовую связь при ограниченной подвижности абонен­тов. Выпускаемые сегодня двухстандартные сотовые телефоны (GSM/DECT) позволяют работать абоненту:

• как в системах стандарта DECT (в пределах дома или офиса);

• так и в сотовых сетях стандарта GSM на остальном информационном пространстве.

Стандарт цифровой радиосвязи DECT (Digital European Cordless Telecommunication)— цифровая европейская беспроводная элек­тросвязь — был опубликован в 1992 г. Европейским институ­том телекоммуникационных стандартов (ETSI).

Стандарт DECT обеспечивает мобильную телефонную связь, но с ограниченной подвижностью абонентов. Ограничения относятся как к дальности (десятки-сотни метров), так ик скорости пе­ремещения абонентов (скорость пешехода). Стандарт базирует­ся на цифровой передаче данных между базовыми станциями ирадиотелефонами по технологии множественного доступа с временным разделением. Радиотелефонэтого стандарта рас­считан на применение внутри помещений, при малых расстояни­ях и при малых задержках сигналов и малых разностях хода при многолучевом распространении, даже при весьма сложных законах прохождения сигналов в зданиях.

Это предопределяет следующие основные параметры данного ста­ндарта:

• сравнительно простая обработка сигналов при высоком качестве передачи речи, не уступающем качеству проводного телефона;

• небольшая излучаемая мощность;

• динамическое распределение каналов, позволяющее рацио­нально использовать имеющийся частотный ресурс;

• дуплексная связь для передачи речи/данных в стандарте DECT образуется за счет использования десяти несущих частот, тех­нологии временного разделения со множественным доступом (TDMA) и временного дуплексирования (TDD).

Стандарт DEC имеет следующие технические характеристики:

емкость (показатель, учитывающий напряженность абонент­ского трафика, ширину используемого частотного диапазона и площадь покрытия) систем DECT выше, чем у других цифровых систем мобильной связи и составляет 500 Эрланг/МГц/км²;

• рабочий спектр частот радиосигнала составляет 1880-1900 МГц. В этом диапазоне расположены десять базовых несущих час­тот, на которых и работают DECT-телефоны. Каждая частота занимает полосу шириной в 1,728 МГц;

• обмен информацией производится кадрами — с помощью вре­менного разделения в каждом кадре создаются 24 временных слота, обеспечивающих несколько дуплексных каналов для приема/передачи сообщения. При установлении соединения для разговора используются 2 из 24 временных слотов в каж­дом кадре: один для передачи сообщения, другой для приема.