GSM900, DCS1800, UMTS2100, CDMA450, 3G, 4G LTE.

Uplink – канал связи от абонента (телефона или модема) к базовой станции сотового оператора.

Downlink – канал связи от базовой станции к абоненту.

Частота GSM

GSM – это связь 2-го поколения. Диапазон частот GSM 900: Uplink 890-915 МГц, Downlink 935-960 МГц. Существует дополнительный диапазон частот GSM, так называемый E-GSM – это дополнительные 10 МГц. E-GSM: Uplink 880-890 МГц, Downlink 925-935 МГц.

Частота 3G

3G cотовая связь 3-го поколения. В России работает на частотах: Uplink 1920 – 1980 МГц и Downlink 2110 – 2170 МГц. Также оператор Скайлинк имеет частоты 3G в стандарте CDMA 450: Uplink 453-457.5 МГц и Downlink 463-467.5 МГц.

Частота 4G LTE

4G сотовая связь 4-го поколения. В России работает в стандарте 4G LTE (Long-Term Evolution) на частотах: 2500-2700 МГц.

Частота CDMA

На CDMA 450 работает Скайлинк и W-CDMA (UMTS) работают операторы «большой тройки». Skylink CDMA частота - Uplink 453-457.5 МГц и Downlink 463-467.5 МГц. W-CDMA (UMTS) - Uplink 1920 – 1980 МГц и Downlink 2110 – 2170 МГц.

Частоты UMTS

UMTS (англ. Universal Mobile Telecommunications System - универсальная система мобильной электросвязи). Собственно говоря, это и есть 3G. UMTS частоты: Uplink 1920 – 1980 МГц и Downlink 2110 – 2170 МГц.

Частоты усилителей (репитеров) сотовой связи.

Если Вам нужна только голосовая связь, то подойдут репитеры GSM с частотами 900 МГц или DCS 1800 МГц (VECTOR, AnyTone) . Если нужен и интернет, то частота репитера должна совпадать с частотами 3G/UMTS 1920-2170 МГц.

Частоты GSM России

GSM 900: Uplink 890-915 МГц, Downlink 935-960 МГц. Всего 124 канала в GSM900. В каждой области России частоты GSM распределяются между сотовыми операторами индивидуально.

Частоты GSM 1800.

Стандарт GSM 1800 правильнее называть DCS1800. Его частоты - Uplink 1710-1785 МГц и Downlink 1805-1880 МГц.

Диапазон частот 3G.

3G – в России это CDMA450 (Скайлинк) и UMTS 2100. Частотный диапазон UMTS: Uplink 1920 – 1980 МГц и Downlink 2110 – 2170 МГц, a CDMA450 - Uplink 453-457.5 МГц и Downlink 463-467.5 МГц. Например, сотовый оператор Билайн в Московском регионе тестирует свой 3G в частотном диапазоне GSM900. Частоты 3G для других регионов России одинаковые: Uplink 1920 – 1980 МГц и Downlink 2110 – 2170 МГц

Частоты 3G модемов.

Как правило, все модемы 3G работают на частотах 3G/UMTS: Uplink 1920 – 1980 МГц и Downlink 2110 – 2170 МГц., и поддерживают частоты сетей 2G, то есть GSM900: Uplink 890-915 МГц, Downlink 935-960 МГц и DCS 1800 (он же GSM1800) Uplink 1710-1785 МГц и Downlink 1805-1880 МГц.

Крупнейшие операторы связи России.

Частота Скайлинк.

Существующая сеть Скайлинк CDMA450 - Uplink 453-457.5 МГц и Downlink 463-467.5 МГц. В Сентябре 2010 года Скайлинк получил лицензию на частоты 2100, а именно 1920 – 1935 МГц и Downlink 2110 – 2125 МГц.

Частота МТС 3G.

Uplink 1950 – 1965 МГц и Downlink 2140 – 2155 МГц. МТС как и другие сотовые операторы в 3G диапазоне имеет ширину 15 МГц.

Частота Мегафон 3G/UMTS.

Мегафон в диапазоне 3G/UMTS работает на частотах: Uplink 1935 – 1950 МГц и Downlink 2125 – 2140 МГц.

Частота Билайн 3G

Билайн в Московском регионе тестирует свой 3G в частотном диапазоне GSM900. Частоты 3G для регионов России: Uplink 1920 – 1980 МГц и Downlink 2110 – 2170 МГц

Частота Мегафон 4G

Мегафон в диапазоне 4G работает на частотах: 2500 – 2700 МГц.

Частота YOTA 4G LTE

Интернет компании Yota работает в диапазоне 4G LTE на частотах: 2500 – 2700 МГц.

В результате, физический канал между приемником и передатчиком определяется частотой, выделенными фреймами и номерами таймслотов в них. Обычно базовые станции используют один или несколько каналов ARFCN, один из которых используется для идентификации присутствия BTS в эфире. Первый таймслот (индекс 0) фреймов этого канала используется в качестве базового служебного канала (base-control channel или beacon-канал). Оставшаяся часть ARFCN распределяется оператором для CCH и TCH каналов на свое усмотрение.

2.3 Логические каналы

На основе физических каналов формируются логические. Um-интерфейс подразумевает обмен как пользовательской информацией, так и служебной. Согласно спецификации GSM, каждому виду информации соответствует специальный вид логических каналов, реализуемых посредством физических:

• каналы трафика (TCH - Traffic Channel),
• каналы служебной информации (CCH - Control Channel).

Каналы трафика делятся на два основных вида: TCH/F - Full rate канал с максимальной скоростью до 22,8 Кбит/с и TCH/H - Half rate канал с максимальной скоростью до 11,4 Кбит/с. Данные виды каналов могут быть использованы для передачи речи (TCH/FS, TCH/HS) и пользовательских данных (TCH/F9.6, TCH/F4.8, TCH/H4.8, TCH/F2.4, TCH/H2.4), например, SMS.

Каналы служебной информации делятся на:

• Широковещательные (BCH - Broadcast Channels).
  • FCCH - Frequency Correction Channel (канал коррекции частоты). Предоставляет информацию, необходимую мобильному телефону для коррекции частоты.
  • SCH - Synchronization Channel (канал синхронизации). Предоставляет мобильному телефону информацию, необходимую для TDMA-синхронизации с базовой станцией (BTS), а также ее идентификационные данные BSIC .
  • BCCH - Broadcast Control Channel (широковещательный канал служебной информации). Передает основную информацию о базовой станции, такую как способ организации служебных каналов, количество блоков, зарезервированных для сообщений предоставления доступа, а также количество мультифреймов (объемом по 51 TDMA-фрейму) между Paging-запросами.
• Каналы общего назначения (CCCH - Common Control Channels)
  • PCH - Paging Channel. Забегая вперед, расскажу, что Paging - это своего рода ping мобильного телефона, позволяющий определить его доступность в определенной зоне покрытия. Данный канал предназначен именно для этого.
  • RACH - Random Access Channel (канал произвольного доступа). Используется мобильными телефонами для запроса собственного служебного канала SDCCH. Исключительно Uplink-канал.
  • AGCH - Access Grant Channel (канал уведомлений о предоставлении доступа). На этом канале базовые станции отвечают на RACH-запросы мобильных телефонов, выделяя SDCCH, либо сразу TCH.
• Собственные каналы (DCCH - Dedicated Control Channels)
  Собственные каналы, так же как и TCH, выделяются определенным мобильным телефонам. Существует несколько подвидов:
  • SDCCH - Stand-alone Dedicated Control Channel. Данный канал используется для аутентификации мобильного телефона, обмена ключами шифрования, процедуры обновления местоположения (location update), а также для осуществления голосовых вызовов и обмена SMS-сообщениями.
  • SACCH - Slow Associated Control Channel. Используется во время разговора, либо когда уже задействован канал SDCCH. С его помощью BTS передает телефону периодические инструкции об изменении таймингов и мощности сигнала. В обратную сторону идут данные об уровне принимаемого сигнала (RSSI), качестве TCH, а также уровень сигнала ближайших базовый станций (BTS Measurements).
  • FACCH - Fast Associated Control Channel. Данный канал предоставляется вместе с TCH и позволяет передавать срочные сообщения, например, во время перехода от одной базовой станции к другой (Handover).

2.4 Что такое burst?

Данные в эфире передаются в виде последовательностей битов, чаще всего называемых «burst», внутри таймслотов. Термин «burst», наиболее подходящим аналогом которому является слово «всплеск», должен быть знаком многим радиолюбителям, и появился, скорее всего, при составлении графических моделей для анализа радиоэфира, где любая активность похожа на водопады и всплески воды. Подробнее о них можно почитать в этой замечательной статье (источник изображений), мы остановимся на самом главном. Схематичное представление burst может выглядеть так:

Guard Period
Во избежание возникновения интерференции (т.е. наложения двух busrt друг на друга), продолжительность burst всегда меньше продолжительности таймслота на определенное значение (0,577 - 0,546 = 0,031 мс), называемое «Guard Period». Данный период представляет собой своего рода запас времени для компенсации возможных задержек по времени при передаче сигнала.

Tail Bits
Данные маркеры определяют начало и конец burst.

Info
Полезная нагрузка burst, например, данные абонентов, либо служебный трафик. Состоит из двух частей.

Stealing Flags
Эти два бита устанавливаются когда обе части данных burst канала TCH переданы по каналу FACCH. Один переданный бит вместо двух означает, что только одна часть burst передана по FACCH.

Training Sequence
Эта часть burst используется приемником для определения физических характеристик канала между телефоном и базовой станцией.

2.5 Виды burst

Каждому логическому каналу соответствуют определенные виды burst:

Normal Burst
Последовательности этого типа реализуют каналы трафика (TCH) между сетью и абонентами, а также все виды каналов управления (CCH): CCCH, BCCH и DCCH.

Frequency Correction Burst
Название говорит само за себя. Реализует односторонний downlink-канал FCCH, позволяющий мобильным телефонам более точно настраиваться на частоту BTS.

Synchronization Burst
Burst данного типа, так же как и Frequency Correction Burst, реализует downlink-канал, только уже SCH, который предназначен для идентификации присутствия базовых станций в эфире. По аналогии с beacon-пакетами в WiFi-сетях, каждый такой burst передается на полной мощности, а также содержит информацию о BTS, необходимую для синхронизации с ней: частота кадров, идентификационные данные (BSIC), и прочие.

Dummy Burst
Фиктивный burst, передаваемый базовой станцией для заполнения неиспользуемых таймслотов. Дело в том, что если на канале нет никакой активности, мощность сигнала текущего ARFCN будет значительно меньше. В этом случае мобильному телефону может показаться, что он далеко от базовой станции. Чтобы этого избежать, BTS заполняет неиспользуемые таймслоты бессмысленным трафиком.

Access Burst
При установлении соединения с BTS мобильный телефон посылает запрос выделенного канала SDCCH на канале RACH. Базовая станция, получив такой burst, назначает абоненту его тайминги системы FDMA и отвечает на канале AGCH, после чего мобильный телефон может получать и отправлять Normal Bursts. Стоит отметить увеличенную продолжительность Guard time, так как изначально ни телефону, ни базовой станции не известна информация о временных задержках. В случае, если RACH-запрос не попал в таймслот, мобильный телефон спустя псевдослучайный промежуток времени посылает его снова.

2.6 Frequency Hopping

Цитата из Википедии:

Псевдослучайная перестройка рабочей частоты (FHSS - англ. frequency-hopping spread spectrum) - метод передачи информации по радио, особенность которого заключается в частой смене несущей частоты. Частота меняется в соответствии с псевдослучайной последовательностью чисел, известной как отправителю, так и получателю. Метод повышает помехозащищённость канала связи.

3.1 Основные векторы атак

Посколько Um-интерфейс является радиоинтерфейсом, весь его трафик «виден» любому желающему, находящемуся в радиусе действия BTS. Причем анализировать данные, передаваемые через радиоэфир, можно даже не выходя из дома, используя специальное оборудование (например, старый мобильный телефон, поддерживаемый проектом OsmocomBB, или небольшой донгл RTL-SDR) и прямые руки самый обычный компьютер.

Выделяют два вида атаки: пассивная и активная. В первом случае атакующий никак не взаимодействует ни с сетью, ни с атакуемым абонентом - исключительно прием и обработка информации. Не трудно догадаться, что обнаружить такую атаку почти не возможно, но и перспектив у нее не так много, как у активной. Активная атака подразумевает взаимодействие атакующего с атакуемым абонентом и/или сотовой сетью.

Можно выделить наиболее опасные виды атак, которым подвержены абоненты сотовых сетей:

• Сниффинг
• Утечка персональных данных, СМС и голосовых звонков
• Утечка данных о местоположении
• Спуфинг (FakeBTS или IMSI Catcher)
• Удаленный захват SIM-карты, исполнение произвольного кода (RCE)
• Отказ в обслуживании (DoS)

3.2 Идентификация абонентов

Как уже упоминалось в начале статьи, идентификация абонентов выполняется по IMSI, который записан в SIM-карте абонента и HLR оператора. Идентификация мобильных телефонов выполняется по серийному номеру - IMEI. Однако, после аутентификации ни IMSI, ни IMEI в открытом виде по эфиру не летают. После процедуры Location Update абоненту присваивается временный идентификатор - TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity), и дальнейшее взаимодействие осуществляется именно с его помощью.

Способы атаки
В идеале, TMSI абонента известен только мобильному телефону и сотовой сети. Однако, существуют и способы обхода данной защиты. Если циклически звонить абоненту или отправлять SMS-сообщения (а лучше Silent SMS), наблюдая за каналом PCH и выполняя корреляцию, можно с определенной точностью выделить TMSI атакуемого абонента.

Кроме того, имея доступ к сети межоператорного взаимодействия SS7, по номеру телефона можно узнать IMSI и LAC его владельца. Проблема в том, что в сети SS7 все операторы «доверяют» друг другу, тем самым снижая уровень конфиденциальности данных своих абонентов.

3.3 Аутентификация

Для защиты от спуфинга, сеть выполняет аутентификацию абонента перед тем, как начать его обслуживание. Кроме IMSI, в SIM-карте хранится случайно сгенерированная последовательность, называемая Ki, которую она возвращает только в хэшированном виде. Также Ki хранится в HLR оператора и никогда не передается в открытом виде. Вцелом, процесс аутентификации основан на принципе четырехстороннего рукопожатия:

1. Абонент выполняет Location Update Request, затем предоставляет IMSI.
2. Сеть присылает псевдослучайное значение RAND.
3. SIM-карта телефона хэширует Ki и RAND по алгоритму A3. A3(RAND, Ki) = SRAND.
4. Сеть тоже хэширует Ki и RAND по алгоритму A3.
5. Если значение SRAND со стороны абонента совпало с вычисленным на стороне сети, значит абонент прошел аутентификацию.

Способы атаки
Перебор Ki, имея значения RAND и SRAND, может занять довольно много времени. Кроме того, операторы могут использовать свои алгоритмы хэширования. В сети довольно мало информации о попытках перебора. Однако, не все SIM-карты идеально защищены. Некоторым исследователям удавалось получить прямой доступ к файловой системе SIM-карты, а затем извлечь Ki.

3.4 Шифрование трафика

Согласно спецификации, существует три алгоритма шифрования пользовательского трафика:

• A5/0 - формальное обозначение отсутствия шифрования, так же как OPEN в WiFi-сетях. Сам я ни разу не встречал сетей без шифрования, однако, согласно gsmmap.org , в Сирии и Южной Корее используется A5/0.
• A5/1 - самый распространенный алгоритм шифрования. Не смотря на то, что его взлом уже неоднократно демонстрировался на различных конференциях, используется везде и повсюду. Для расшифровки трафика достаточно иметь 2 Тб свободного места на диске, обычный персональный компьютер с Linux и программой Kraken на борту.
• A5/2 - алгоритм шифрования с умышленно ослабленной защитой. Если где и используется, то только для красоты.
• A5/3 - на данный момент самый стойкий алгоритм шифрования, разработанный еще в 2002 году. В интернете можно найти сведения о некоторых теоретически возможных уязвимостях, однако на практике его взлом еще никто не демонстрировал. Не знаю, почему наши операторы не хотят использовать его в своих 2G-сетях. Ведь для это далеко не помеха, т.к. ключи шифрования известны оператору и трафик можно довольно легко расшифровывать на его стороне. Да и все современные телефоны прекрасно его поддерживают. К счастью, его используют современные 3GPP-сети.

Способы атаки
Как уже говорилось, имея оборудование для сниффинга и компьютер с 2 Тб памяти и программой Kraken, можно довольно быстро (несколько секунд) находить сессионные ключи шифрования A5/1, а затем расшифровывать чей-угодно трафик. Немецкий криптолог Карстен Нол (Karsten Nohl) в 2009 году продемонстрировал способ взлома A5/1. А через несколько лет Карстен и Сильвиан Мюно продемонстрировали перехват и способ дешифровки телефонного разговора с помошью нескольких старых телефонов Motorola (проект OsmocomBB).

Заключение

Мой длинный рассказ подошел к концу. Более подробно и с практической стороны с принципами работы сотовых сетей можно будет познакомиться в цикле статей Знакомство с OsmocomBB , как только я допишу оставшиеся части. Надеюсь, у меня получилось рассказать Вам что-нибудь новое и интересное. Жду Ваших отзывов и замечаний! Добавить метки Стандарт GSM

Краткое описание стандарта GSM-900/1800 (DCS)

GSM (Global System for Mobile Communications) также известен под названием DCS (Digital Cellular System) и PCN (Personal Communications Network) - системам сотовой подвижной радиосвязи общего пользования второго поколения. Один из самых популярных стандартов сотовой связи в Европе и России, он был введен в эксплуатацию в 1992 году. Стандарт разрабатывался как замена старым аналоговым стандартам, в основном для крупных городов с большой плотностью населения. Существует несколько модификаций этого стандарта: GSM-900, GSM-1800 и GSM-1900 (американская версия).

Стандарт GSM является цифровым и обеспечивает высокое качество и конфиденциальность связи и предоставляет абонентам большой набор услуг: автоматический роуминг, прием/передача данных,SMS-сервис, голосовая и факсимильная почта. Основные недостатки стандарта: искажение голоса при цифровой обработке и передаче его по радиоканалу, небольшой радиус действия базовой станции, GSM телефон не может работать при расстоянии от базовой станции в 35 км.

Диапазон частот, в котором работает GSM-900: 890-915 МГц - для связи от телефона к базовой станции, 935-960 МГц - для связи от базовой станции к телефону. Для стандарта GSM-1800: 1710-1785 МГц и 1805-1880 МГц соответственно. Шаг сетки каналов - 200 КГц, максимальная емкость одной базовой станции - 992 абонента. Мощность передатчиков абонентских устройств GSM-900 около 2 Вт, GSM-1800 - 1 Вт.

Стандарт GSM-900 сейчас является наиболее распространенным в России, однако, его действие распространяется в основном только на городские зоны. 1800 пока менее распространен. Роуминг как в России, так и в Европе развит хорошо.

Фазы стандарта GSM и эволюция SIM-карты

Необходимое вступление
Разработка стандарта GSM - первого цифрового стандарта сотовой связи - началась в 1985 году. Развертывание сетей GSM, начавшееся только в 1991 году, предусматривало несколько этапов (фаз) развития. Всего на сегодняшний день зафиксировано 3 технологические фазы (и больше не будет), каждая из которых характеризуется определенным набором телефонных и дополнительных услуг, по которым их, собственно, и различают. Естественно, развитие сотовых сетей GSM потребовало совершенствования SIM-карт - каждая последующая фаза характеризуется большей по сравнению с предыдущей информационной емкостью SIM-карты и большим количеством функций.

Таким образом, вместо того, чтобы писать две статьи - "Фазы стандарта GSM" и "Эволюция SIM-карты" - сведем весь материал в одну и не будем делить неделимое.

Сети стандарта GSM: Фаза 1
Реализация спецификации Фазы 1 началась в 1991 году, полностью завершена в 1993 году. Информационная емкость SIM-карты - 8 Кбайт.

Основные функции:
Входящие и исходящие звонки.
Переадресация вызова (Call forwarding). Возможность перевода входящих звонков на другой телефонный номер в тех случаях, когда номер занят или абонент не отвечает; когда телефон выключен или находится вне зоны действия сети и т.п. Кроме того, возможна переадресация факсов и компьютерных данных.
Запрет вызова (Call barring). Запрет на все входящие/исходящие звонки; запрет на исходящие международные звонки; запрет на входящие звонки, за исключением внутрисетевых.
Ожидание вызова (Call wating).Эта услуга позволяет 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 вызова (Call Holding). Эта услуга позволяет, не разрывая связь с одним абонентом, позвонить (или ответить на входящий звонок) другому абоненту.
Блокировка карточки. Абонент может "закрыть" карточку PIN-кодом (4-8 символов) и таким образом ограничить доступ в сеть с помощью своей SIM-карточки. После ввода трех неправильно набранных РIN-кодов карточка блокируется. Абонент может разблокировать ее самостоятельно, введя PUK-код (PIN Unblocking Key), имеющий длину 8 символов. После десяти неправильно набранных PUK-кодов карточка блокируется окончательно, и в дальнейшем ее уже нельзя использовать.
Выбор сети PLMN (Public Land Mobile Network) - функция роуминга. SIM-карточка может выбирать для связи доступную в данном месте сеть из списка предпочтительных сетей, с которыми оператор - владелец карточки сети заключил роуминговые соглашения.
Служба коротких сообщений - SMS (Short Message Service). Позволяет абоненту принимать текстовые сообщения длиной не более 160 символов. Короткое сообщение записывается в память SIM-карточки под определенным номером, откуда оно может быть извлечено в удобное для абонента время. Сообщения транслируются через поддерживаемый оператором центр службы коротких сообщений - SMSC (Short Message Service Center).
Ускоренный набор номеров - ADNs (Abbreviated Dialling Numbers). SIM-карточка способна хранить в памяти несколько телефонных номеров, набор которых осуществляется нажатием какой-либо одной клавиши на аппарате.
Отправка и прием факсимильных сообщений.
Запрет работы в сетях, с которыми не подписано роуминговое соглашение - FPLMN (Forbidden Public Land Mobile Networks).

Сети стандарта GSM: Фаза 2
Реализация спецификации Фазы 2 началась в 1994 году, полностью завершена в 1997 году. Информационная емкость SIM-карты - 8 Кбайт.

Фаза 2 поддерживает все функции Фазы 1 и несколько дополнительных функций:
PIN2-код, который является средством защиты полей данных, к которым доступ пользователя запрещен.
"Совет по оплате" - AoC (Advice of Charge). Эта функция позволяет абоненту отслеживать стоимость звонка и информирует о количестве потраченных денег. Информация выводится на экран телефона. Абонент может не только узнать стоимость последних звонков, которые были совершены, но и перевести эту сумму из одной валюты в другую, а также запрограммировать карточку для ограничения общего объема потраченных средств. Функция, как правило, активируется оператором в предоплатных схемах обслуживания.
Фиксированный набор номеров - FDNs (Fixed Dialling Numbers) - позволяет абоненту ввести в память телефона список "разрешенных" номеров и затем передать аппарат другому лицу. Пользователь, получивший телефон, сможет звонить только по тем номерам, которые занесены в этот список.
Отправка коротких сообщений (в Фазе 1 предусмотрен только их прием).
Отображение статуса коротких сообщений.
Функция автоматического набора последнего номера (redial function).
Функция выбора языка меню.
Функция персонализации сообщений, которая позволяет оператору посылать текстовые сообщения (например, о погоде, спорте, дорожных пробках и т. д.) лишь тем абонентам, которые находятся в определенной зоне сотовой сети.
Поддержка нескольких телефонных номеров (для голосовой, цифровой, факсимильной связи).
Повтор последнего набранного номера.
Ввод номеров, состоящих из более чем 20 цифр (эта функция важна, например, при предоставлении абонентам дополнительных услуг, таких как телефонный банкинг).
Вывод на дисплей телефона название провайдера услуг.
Определение номера вызывающей линии (Calling Line Identification Presentation). При входящем звонке на экране высвечивается номер вызывающего абонента.
Антиопределитель номера (Calling Line Identification Restriction).С помощью этой услуги можно запретить определение собственного номера присоединении с другим абонентом.
Групповой вызов (Multi party). Режим телеконференции или конференц-связи позволяет объединить до пяти абонентов в группу и вести переговоры между всеми членами группы одновременно.
Создание закрытой группы до десяти абонентов (Closed User Group).Позволяет создавать группу пользователей, члены которой могут связываться только между собой. Чаще всего к этой услуге прибегают компании, предоставляющие терминалы своим служащим для работы.
Система голосовых сообщений (Voice mail).Услуга позволяет автоматически переводить входящие звонки на персональный автоответчик (голосовая почта). Пользоваться этим можно только в том случае, если у абонента активизирована услуга "переадресация вызовов".

Сети стандарта GSM: Фаза 2+
Когда началась реализация Фазы 2+ сказать сложно, поскольку спецификации до сих пор нет - новые услуги и функции стандартизируются и внедряются сразу после подготовки и утверждения их технических описаний Европейским институтом стандартизации электросвязи (ETSI). Для тех же, кому важна дата, скажем, что первые описания услуг Фазы 2+ появились в 1997, а реализация их операторами началась в 1998 году.

На сегодняшний день количество новых сервисов перевалило за полсотни. Подробно рассматривать их смысла нет, отметим несколько, наиболее интересных и перспективных. В первую очередь это, конечно, SIM Application Toolkit, который позволяет дистанционно обновлять содержимое SIM-карты для изменения или дополнения набора услуг. Кроме того: улучшенное полноскоростное кодирование речи EFR (Enhanced Full Rate) и возможность взаимодействия между системами GSM и DECT.

Сама SIM-карта претерпела большие изменения - во-первых, в Фазе 2+ появилась поддержка карточек с пониженным напряжением питания (не 5 В, а 3 В), что весьма неплохо, поскольку позволяет продлить время работы аккумуляторных батарей телефона; во-вторых, информационная емкость карточки увеличилась до 16-32 Кбайт.

TELE2.GSM-"аномалия"

Станция по всей вероятности расположена на ул. Боровая, дом 61, имеет 3 сектора (во всяком случае лишь визульно можно было определить), уровень сигнала у самой станции - ch 526 -36..-40 dBm, ch 566 -50..-55 dBm, 528 канал не удалось "идентифицировать", в какую сторону он "светит" -80 dBm.

В тесте использовались два телефонных аппарата: Нокиа 6210, Нокиа 8210, без внешней антенны со стандартным включенным NetMonitor. Во всех контрольных точках (уровень сигнала -100..-105 dBm) удавалось и позвонить и отослать сообщение.

6210 был изначально "зацеплен" за эту БС в районе Ленинского пр. при движении в центр по Московскому, 8210 списуально периодически выключалась, дабы "зацепиться" за другие станции... Как только сигнал от этих станций "затухал", телефон перескакивал на Боровую:-) 6210 тем временем на соседние станции даже "не обращал" внимания;-)

526 канал бьет по всему Обводному каналу на запад, у Степана Разина уровень сигнала -90dBm, звонить и разговаривать можно без проблем! Весь Московский пр. уверенно держит опять же он. Кузнецовская до упора, Варшавская - сигнал есть. Ленинский пр х Кубинская - сигнал есть, -102 dBm, сообщение и звонки проходят. У метро Ленинский пр. сеть пропала, у Зины Портновой опять зацепилась за эту же БС. Доехал до метро Ветеранов, сигнал пропал практически за метро... у метро можно было звонить, отличное качество звука:-)

Сегодня с утра мой путь лежал от Ленинского пр. до Петроградской. Телефон зацепился опять за 526 канал в районе Электросилы (LAC 500, CID 533), и так "продержался" аж до Троицкого моста! Далее телефон переключился на 566 канал, игнорируя более мощные соседние станции (кстати, которых не было в соседних экранах НетМонитора), на уровне -111 dBm у метро Петроградской телефон на секунду потерял сеть, потом переключился на другую БС.

Расстояния: -109 dBm за метро Ветеранов и -108 dBm у Троицкого моста 526 канал - 11.5 км!!!

от метро Ветеранов до Боровой - 7.4 км (по прямой на карте города)

566 канал чуть скромнее;-)

Вопрос: КАК ТАКОЕ ВОЗМОЖНО для 1800 МГц в пределах города? Причем не только расстояние, но и радиус действия одной соты! Кстати, на Боровой 61, на крыше здания, замечен офигенный "щит-экран", это не есть спец. конструкция какая-нить? Часто замечаю такие штукенции на станциях сотовых операторов в области, выглядит как "козырек" над антеннами.

Т.е. в области Теле2 может составить конкуренцию 900 МГц диапазону? ;-)

shUra" s

Tele2 получила GSM-900 в Удмуртии

Tele2 получила в Удмуртии лицензию на GSM-900 в дополнение к уже имеющейся лицензии на GSM-1800. Это первый случай, когда AMPS-оператор, обладающий лицензией на GSM-1800, смог "разжиться" частотами в диапазоне 900 МГц, что позволит ему существенно удешевить развертывание сети.

Tele2 не собирается останавливаться на достигнутом. Как сказал в беседе с репортером ComNews.ru исполняющий обязанности президента представительства Tele2 в России Юрий Домбровский, в настоящее время компанией ведется активная работа по конверсии частот в диапазоне 900 МГц, однако строить какие бы то ни было прогнозы пока рано. Есть все основания полагать, что этот процесс будет эффективным. Директор ФГУП "Главный радиочастотный центр" (ГРЧЦ) Андрей Бескоровайный сообщил репортеру ComNews.ru, что на рассмотрении ГРЧЦ находятся заявки на частоты в диапазоне 900 МГц от многих лицензиатов GSM-1800. "Далеко не во всех регионах есть возможность найти свободные частоты в этом диапазоне, - говорит Андрей Бескоровайный. - Но там, где частоты имеются, мы будем их выдавать операторам GSM-1800". Потенциальные возможности владельцев лицензий GSM-1800 еще больше: по информации ГРЧЦ, они могут претендовать и на частоты диапазона E-GSM, которые находятся "выше" и "ниже" традиционного GSM-900. В данном случае все будет зависеть от экспериментов, которые проведут радиочастотные органы на местах.

Как сообщил репортеру ComNews.ru Юрий Домбровский, GSM-сеть в Удмуртии планируется запустить в третьем квартале 2003 г. По оценкам аналитической компании ACM-Consulting, в настоящее время в регионе у Tele2 - 21 тыс. абонентов в стандарте AMPS. При этом МТС обслуживает 72 тыс. пользователей, а "Удмуртские сотовые сети" (NMT-450) - 14,6 тыс. По мнению ACM-Consulting, проникновение сотовой связи в регионе в конечном итоге составит чуть более 20%. Уже к концу 2003 г. услугами того или иного сотового оператора в Удмуртии будут пользоваться 11% населения.

^ Досье ComNews.ru

Tele2 владеет долями в 11 российских AMPS-операторах. Кроме того, компания запустила в России четыре сети в стандарте GSM-1800: в Иркутске, Ростове, Петербурге и Кемерово

О компании

Вначале было слово. Не Tele2, а "Фора". Точнее - ОАО "Санкт- Петербург Телеком", оператор, работающий в стандарте N-AMPS и действующий под торговой маркой FORA Communications. Немного истории.

ОАО "Санкт-Петербург Телеком" было основано в 1992 году. Эксплуатация сети началась в июле 1994 года. С марта 1996 года компания действует под торговой маркой FORA Communications. В 1998 году компания вышла в Лен. область.

Согласно меморандуму, подписанному весной 2001 года Минсвязи и "Ассоциацией 800", все российские операторы AMPS получили лицензии GSM 1800. "Форе" лицензия была выдана 17 апреля 2002 года. По данным ComNews, Фора получила полосу частот шириной в 13,4 МГц и номера в DEF коде 902. В феврале 2003 года Фора стала членом Международной Ассоциации сетей GSM.

Частный холдинг Теле2 AB (до 16 февраля 2001 года - NetCom AB) был основан в 1981 году в Швеции. В настоящее время это крупный европейский оператор, предоставляющий услуги стационарной и мобильной телефонии, передачи данных и доступа в Интернет в 22 странах. Группа работает под торговыми марками Tele2, Tango, Comviq. Абонентская база компании Теле2 составляет около 18 миллионов человек (учтены как мобильные, так и стационарные абоненты). Tele2 принадлежит 60,6% акций ОАО "Санкт-Петербург Телеком" и такая же доля уставного капитала ОАО "Облком", работающего под маркой FORA в Ленинградской области. Эти активы были приобретены в ноябре 2001 года у люксембургской группы Millicom International Cellular (всего у MIC было приобретено 12 дочерних сотовых компаний в России на сумму свыше 80 MUSD). В число акционеров Форы входит также администрация Санкт-Петербурга в лице КУГИ (14% акций).

"Tele2 всегда дешевле" - под таким девизом выходит компания на петербургский рынок. Всем желающим, получившим в первой половине июня соответствующие сертификаты в двух офисах Tele2, обещали две недели бесплатных разговоров, недорогую мобильную связь, простые и понятные тарифы. Первоначально сеть будет охватывать Санкт-Петербург, далее зона охвата будет расширяться. В осеннем обращении руководства обещались и льготы нынешним абонентам аналоговой сети.

В декабре 2002 года Tele2 получил миллионный код 904 3.

Это краткая историческая справка. Теперь позволю себе некоторые личные (Andrew SWH) комментарии, прошу не рассматривать их как некую аналитику - это просто взгляд "продвинутого" абонента мобильной связи. "Фора" уже не первый раз пытается перейти на цифровой стандарт. Несколько лет назад можно было наблюдать плакаты с изображенным на них жирафом: "Цифровая Фора - на голову выше". Тогда компания хотела строить сеть стандарта IS-95 (cdmaOne 800 МГц). На сайте Форы была выложен раздел с вопросами и ответами по CDMA-800, установлено несколько базовых станций... Но дальше этого дело не пошло. Что послужило причиной - нехватка финансирования, проблемы с частотами, бесперспективность стандарта в России (противоборство операторов CDMA-800 и Минсвязи - это уже совсем другая, достаточно печальная история) - мне, увы, неведомо. В интервью "Коммерсанту" весной 2002 года руководство Форы подтвердило отсутствие планов по дальнейшему развитию сети CDMA. Приобретая "СПб Телеком", Tele2 интересовала, скорее всего, не сама компания, не отличившаяся особыми успехами на питерском рынке, а именно положенная ей, как члену Ассоциации-800, лицения GSM-1800. Впрочем, даже после появления столь солидного зарубежного инвестора, дела у Форы не пошли быстро. Сроки ввода в действие сети неоднократно переносились. "Акционеры поставили задачу начать работу до конца 2002 года" - было сказано руководством российского представительства Tele2. Однако ни к Новому году, ни даже к 300-летию города эта задача не была выполнена. Запуск сети состоялся только 30 июня.

Сложно сказать, и что может предложить Tele2 достаточно насыщенному питерскому рынку. Как многочисленные бизнес-клиенты, так и широкие слои населения "окучены" лидерами рынка - Мегафоном и МТС, предлагающими достаточно большой выбор вполне доступных тарифных планов, обширную географию внутрисетевого роуминга. Наиболее многоговорящие, но вместе с тем стремящиеся разумно расходовать деньги, выбирают сеть СкайЛинк (cdma2000 450 МГц), предоставляющую не только недорогие безлимитные тарифные планы, но и высокоскоростной доступ в Интернет. Несколько другую нишу занимает предыдущее детище Дельты Телеком, сеть стандарта NMT-450: областной тариф без абонентской платы, услуга внутрисетевого безлимитного трафика за $5, линейка Оптимальных тарифов позволяют оператору сохранять абонентскую базу. Не столь давно на рынок вышел и БиЛайн. Посекундная тарификация городских разговоров, ставший классикой после прихода МТС 1 цент за внутрисетевую минуту, дешевый - $7 за безлимитку - и достаточно "резвый" GPRS также нашел своих поклонников. Да и старая N-AMPS сеть Форы еще не опустела. Кроме столь впечатляющего списка конкурентов не стоит забывать, что СПб Телеком имеет частоты только в диапазоне 1800 МГц (у конкурентов лицензии 900/1800), что весьма осложнит ему покрытие области, да и в городе не все может пойти гладко.

Несмотря на это представители Tele2 демонстрируют оптимизм: обещают "социальные" тарифы, недорогой роуминг в своих европейских сетях, решение проблем с покрытием с помощью новейших конструкций антенн...

Итак, 30 июня сеть запустилась. Подключение к сети стоит 500 рублей, при этом за дополнительные 2000 рублей абонент получает телефон - Сименс А50. До 27 июля включительно все разговоры бесплатны, но ограничены 3 минутами (изначально акция планировалась до 14 числа, но была продлена). Всем абонентам, подключившимся до 31 июля, после коммерческого запуска сети будет "подарено" 2000 рублей на счет. Правда, не сразу, а равными долями по 111 рублей в течении 18 месяцев. Дальнейшие тарифы достаточно неплохи: 5 рублей за "городскую" минуту при посекундной тарификации с первой секунды и 4 рубля - с 61-й. Вннутрисетевой звонок будет стоит 3 рубля, СМС 2 рубля. Все - с учетом НДС. Входящие со всех GSM операторов бесплатны. Пополнение счета будет производиться карточками предоплаты, самая дешевая карточка номиналом 100 рублей будет действовать 30 дней. В рамках рекламной акции в салонах сети Телеком-Пойнт подключение стоит 250 рублей (при прочих равных условиях).

Тарифы действительно очень "социальные". Только вот с покрытием у нового оператора пока проблемы. Устойчивый прием замечен у Техноложки и рядом с Горьковской. Кроме того, БС находится где-то рядом с офисом на ул.Мяковского, но качество связи там не на высоте. В остальных районах города, включая основные магистрали - Московский пр, пр. Славы, Невский проспект - сеть найти достаточно сложно. Однако перед офисом Tele2 уже замечены очереди...

Немного о сети: GSM 1800, код 250-20 (RUS-20), используемый кодек - EFR. Определение номеров: с Мегафоном - в обе стороны, с Дельтой номер проходит только с Дельты на Tele2, с МТС ситуация противоположная (для тестирования использовались федеральные номера). При первой регистрации в сети коммутатором осуществляется привязка к IMEI мобильного телефона, в результате чего в телефоне можно использовать сим-карты других операторов, а вот сим-карту Tele2 с другими телефонами - нет. Увы, мне не удалось понять смысл столь странного lock"а. Сим-карта Tele2 не позволяет отключать PIN-код и по предварительным данным не поддается клонированию, что делает невозможным ее запись на Multi-SIM.

В свое время, когда Телеком-21 (МТС) предложил абонентам одноцентовые звонки, в форумах мобильной связи шутили, что следующему оператору, желающему покорить питерский рынок, придется доплачивать абонентам за разговоры. В этой шутке обнаружилась изрядная доля истины: по заверениям центра обслуживания Tele2 абоненты могут использовать "подаренные" 111 рублей ежемесячно безо всяких дополнительных затрат (что несколько меня удивило, я ожидал, что "подарок" будет действовать только в случае активации карты оплаты Tele2).

Звонок в сети Tele2 на время бесплатной тестовой эксплуатации ограничен 3 минутами (на середине второй минуты абонент получает предупреждение о скором окончании времени разговора). Забавно, что этими же тремя минутами ограничен и звонок в Центр Обслуживания по "короткому" номеру с мобильного телефона. Зачастую все три минуты уходят на ожидание ответа оператора. "Здравствуйте, Теле два..." - упс, время закончилось.

Операторы Центра Обслуживания сообщают, что вскоре после начала коммерческой эксплуатации сети будет запущен гейт, позволяющий дозвониться на федеральные номера при отсутствии выхода на "восьмерку" (подобный сервис имеют все конкуренты, при чем первым его начала предоставлять Дельта Телеком, а сама Фора имеет аналогичный принцип дозвона на "виртуальные" номера). Не планируется услуга роуминга для "карточных" абонентов, однако в будующем ожидаются контрактные тарифные планы с возможностью роуминга. Не планируется и достаточно популярная, но требующая дорогостоящего оборудования услуга пакетной передачи данных GPRS. По поводу наличия таких сервисов, как ожидание вызова, конференц-связь, переадресация вызова Центр Обслуживания затруднился ответить.

Что-ж, Tele2 удается соответствовать своему лозунгу - "всегда дешевле". Но сможет ли новый оператор, следуя этому принципу, обеспечить достаточное качество услуг, в первую очередь покрытие - покажет время. Об этом пока еще рано судить. Адрес статьи.

Введение

Среди современных систем мобильной радиосвязи наиболее стремительно развиваются системы сотовой радиотелефонной связи. Их внедрение позволило решить проблему экономического использования выделенной полосы радиочастот путем передачи сообщений на одних и тех же частотах и увеличить пропускную способность телекоммуникационных сетей. Эти системы построены в соответствии с сотовым принципом разделения частот по территории обслуживания и предназначены для обеспечения радиосвязью большого числа абонентов с выходом в ТфОП.

Использование современных информационных технологий позволяет обеспечить абонентам таких сетей высокое качество речевых сообщений, надежность и конфиденциальность связи, защиту от несанкционированного доступа в сеть и еще очень широкий набор иных услуг. В настоящее время в сфере радиосвязи с подвижными объектами широко используются как аналоговые (NMT-450, NMT-900, AMPS и др.), так и цифровые стандарты (GSM-900, GSM-1800, GSM-1900, D-AMPS, и др.). Наиболее успешно развиваются мобильные технологии, связанные со стандартом GSM. По отношению к другим цифровым стандартам сотовых систем подвижной связи GSM обеспечивают лучшие энергетические и качественные характеристики связи, самые высокие характеристики безопасности и конфиденциальности связи. Стандарт GSM, кроме того, предоставляет ряд услуг связи, которые не реализованы в других стандартах сотовой связи.

Целью данного дипломного проекта является проектирование фрагмента сотовой системы связи стандарта DCS-1800 оператора «Астелит» и оценка электромагнитной совместимости данной системы.

1.1 Описание и основные характеристики стандарта GSM

Использование в странах Западной Европы целого ряда аналоговых стандартов сотовой связи, не совместимых друг с другом и имеющих значительные недостатки в сравнении с цифровыми стандартами, привело к необходимости разработки единого общеевропейского цифрового стандарта сотовой связи GSM-900. Он обеспечивает высокое качество и конфиденциальность связи, позволяет предоставить абонентам большой набор услуг. Стандарт допускает возможность организации автоматического роуминга. По состоянию на июль 1999 г. доля абонентов стандарта GSM-900 составляла: в мире примерно 43%, в Западной Европе более 85%.

Стандарт GSM известен также под названиями DCS (Digital Cellular System) или PCN (Personal Communications Network), а также модификация стандарта GSM-900 для диапазона 1800 МГц: стандарт GSM-1800. Стандарт GSM включает в себя наиболее полный набор услуг по сравнению с другими.

Сотовые сети стандарта GSM изначально проектируются как сети большой емкости, рассчитанные на массового потребителя и предназначенные для предоставления широкого набора услуг абонентам при пользовании связью как внутри зданий, так и на улице, в том числе при передвижении на автомобиле .

В стандарте GSM используется TDMA, что позволяет на одной несущей частоте разместить одновременно 8 речевых каналов. В качестве речепреобразующего устройства используется речевой кодек RPE-LTP с регулярным импульсным возбуждением и скоростью преобразования речи
13 кбит/с.

Для защиты от ошибок, возникающих в радиоканалах, применяется блочное и сверточное кодирование с перемежением. Повышение эффективности кодирования и перемежения при малой скорости перемещения MS достигается медленным переключением рабочих частот в процессе сеанса связи со скоростью 217 скачков в секунду .

Для борьбы с интерференционными замираниями принимаемых сигналов, вызванными многолучевым распространением радиоволн в условиях города, в аппаратуре связи используются эквалайзеры, обеспечивающие выравнивание импульсных сигналов со среднеквадратическим отклонением времени задержки до 16 мкс. Система синхронизации оборудования рассчитана на компенсацию абсолютного времени задержки сигналов до 233 мкс. Это соответствует максимальной дальности связи 35 км (максимальный радиус соты).

Для модуляции радиосигнала применяется спектрально-эффективная гуссовская частотная манипуляция с минимальным частотным сдвигом (GMSK). Обработка речи в данном стандарте осуществляется в рамках системы прерывистой передачи речи DTX (Discontinuous Transmission).

В стандарте GSM достигается высокая степень безопасности передачи сообщений; осуществляется шифрование сообщений по алгоритму шифрования с открытым ключом (RSA).

В целом, система связи, действующая в стандарте GSM рассчитана на ее использование в различных сферах. Она предоставляет пользователям широкий диапазон услуг и возможность применять разнообразное оборудование для передачи речевых сообщений и данных, вызывных и аварийных сигналов; подключаться к телефонным сетям общего пользования (PSTN), сетям передачи данных (PDN) и цифровым сетям с интеграцией служб (ISDN).

Ниже приведены основные характеристики стандарта GSM :

Частота передачи MS и приема BTS, МГц 890–915;

Частота приема MS и передачи BTS, МГц 935–960;

Дуплексный разнос частот приема и передачи, МГц 45;

Скорость передачи сообщений в радиоканале, кбит/c 270,833;

Скорость преобразования речевого кодека, кбит/c 13;

Ширина полосы канала связи, кГц 200;

Максимальное количество каналов связи 124;

Вид модуляции GMSK;

Индекс модуляции BT=0,3;

Ширина полосы пропускания предмодуляционного

гаусовского фильтра, кГц 81,2;

Количество скачков по частоте в секунду 217;

Максимальный радиус соты, км до 35;

Схема организации каналов комбинированная TDMA/FDMA;

Требуемое отношение несущая / интерференция 9 дБ.

Оборудование сетей GSM включает в себя подвижные (радиотелефоны) и базовые станции, цифровые коммутаторы, центр управления и обслуживания, различные дополнительные системы и устройства. Функциональное сопряжение элементов системы осуществляется с помощью ряда интерфейсов. На структурной схеме (рисунок 1.1) показано функциональное построение и интерфейсы, принятые в стандарте GSM .

Рисунок 1.1 – Структурная схема сети стандарта GSM

MS состоят из оборудования, которое предназначено для организации доступа абонентов GSM к существующим сетям связи. В рамках стандарта GSM приняты пять классов MS: от модели 1-го класса с выходной мощностью до 20 Вт, устанавливаемой на транспортных средствах, до модели 5-го класса с максимальной выходной мощностью до 0,8 Вт (таблица 1.1). При передаче сообщений предусматривается адаптивная регулировка мощности передатчика, обеспечивающая требуемое качество связи. MS и BTS независимы друг от друга.

Таблица 1.1 – Классификация подвижных станций стандарта GSM

Каждая MS имеет свой МИН – международный идентификационный номер (IMSI), записанный в ее памяти. Каждой MS присваивается еще один МИН – IMEI, который используется для исключения доступа к сетям GSM с помощью похищенной станции или станции, не обладающей такими полномочиями.

Оборудование BSS состоит из контроллера базовых станций BSC и собственно приемопередающих базовых станций BTS . Один контроллер может управлять нескольким станциями. Он выполняет следующие функции: управление распределением радиоканалов; контроль соединения и регулировка их очередности; обеспечение режима работы с «прыгающей» частотой, модуляция и демодуляция сигналов, кодирование и декодирование сообщений, кодирование речи, адаптацию скорости передачи речи, данных и сигналов вызова; управление очередностью передачи сообщений персонального вызова.

Транскодер ТСЕ обеспечивает преобразование выходных сигналов канала передачи речи и данных MSC (64 кбит/с) к виду, соответствующему рекомендациям GSM по радиоинтерфейсу (13 кбит/с). Транскодер обычно располагается вместе с MSC.

Оборудование подсистемы коммутации SSS состоит из ЦК подвижной связи MSC, регистра положения HLR, регистра перемещения VLR, центра аутентификации AUC и регистра идентификации оборудования EIR.

MSC обслуживает группу сот и обеспечивает все виды соединений MS. Он представляет собой интерфейс между сетью подвижной связи и фиксированными сетями, такими как PSTN, PDN, ISDN, и обеспечивает маршрутизацию вызовов и функцию управления вызовами. Кроме этого, MSC выполняет функции коммутации радиоканалов, к которым относятся эстафетная передача, обеспечивающая непрерывность связи при перемещении MS из соты в соту, и переключение рабочих каналов в соте при появлении помех или неисправностей. Каждый MSC обслуживает абонентов, расположенных в пределах определенной географической зоны. MSC управляет процедурами установления вызова и маршрутизации. Для PSTN он обеспечивает функции системы сигнализации SS №7, передачи вызова или другие виды интерфейсов. Также MSC формирует данные для тарификации разговоров, составляет статистические данные, поддерживает процедуры безопасности при доступе к радиоканалу .

MSC также управляет и процедурами регистрации местоположения и передачи управления в подсистеме базовых станций (BSC). Процедура передачи вызова в сотах, управляемых одним BSC, осуществляется этим BSC. Если передача вызова осуществляется между двумя сетями, управляемыми разными BSC, то первичное управление осуществляется в MSC. Также в стандарте GSM предусмотрена процедура передачи вызова между контроллерами (сетями), относящимися к разным MSC.

MSC осуществляет постоянное слежение за MS, используя регистры: HLR (регистр положения или домашний регистр) и VLR (перемещения или гостевой регистр).

В HLR хранится та часть информации о местоположении какой-либо MS, которая позволяет MSC доставить вызов. Этот регистр содержит МИН подвижного абонента (IMS1), который используется для опознавания MS в центре аутентификации (AUC), а также данные, необходимые для нормальной работы сети GSM.

Разработка нового общеевропейского стандарта цифровой сотовой связи началась в 1985 году. Специально для этого была создана специальная группа – Group Special Mobile. Аббревиатура GSM и дала название новому стандарту. Позднее GSM, благодаря ее широкому распространению, стали расшифровывать как Global System for Mobile Communications. К настоящему времени система GSM развилась в глобальный стандарт второго поколения, занимающий лидирующие позиции в мире как по площади покрытия, так и по числу абонентов.

Стандарт GSM предусматривает работу передатчиков в двух диапазонах частот. Полоса частот 890-915 МГц используется для передачи сообщений с подвижной станции на базовую, а полоса 935-960 МГц – для передачи сообщений с базовой станции абоненту. Разнос частот между соседними каналами связи составляет 200 кГц, таким образом, в отведенной для приема/передачи полосе размещается 124 канала связи. В этом стандарте используется многостанционный доступ с временным разделением каналов (Time Division Multiple Access, TDMA), что позволяет на одной несущей частоте разместить восемь речевых каналов одновременно. В качестве речепреобразующего устройства используется речевой кодек с регулярным импульсным возбуждением и скоростью преобразования речи 13 Кбит/с. Для защиты от ошибок, возникающих в радиоканалах, применяется блочное и сверточное кодирование с перемежением. Повышение эффективности кодирования и перемежения при малой скорости перемещения подвижных частот достигается медленным переключением рабочих частот в процессе сеанса связи (со скоростью 217 скачков в минуту).

Что касается услуг, то здесь разработчики стандарта с самого начала стремились обеспечить совместимость сетей GSM и ISDN (Integrated Service Digital Network) по набору предлагаемых услуг. Помимо привычной телефонной связи пользователю GSM предоставляются разнообразные услуги передачи данных. Абоненты GSM могут осуществлять обмен информацией с абонентами ISDN, обычных телефонных сетей, сетей с коммутацией пакетов и сетей связи с коммутацией каналов, используя различные методы и протоколы доступа, например X.25. Возможна передача факсимильных сообщений, реализуемых при использовании соответствующего адаптера для факс-аппарата. Уникальной возможностью GSM, которой не было в старых аналоговых системах, является двунаправленная передача коротких сообщений SMS (Short Message Service) - до 160 байт, передаваемых в режиме с промежуточным хранением данных.

В «цифре» удалось реализовать дополнительные возможности, которые недоступны в аналоговых стандартах предыдущего поколения. В основном это относится к качеству звучания голоса собеседника (качество передачи и кодирования речи), аутентификации абонента и автоматическому роумингу. А кроме того, это:

• использование 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 различных сетей GSM в национальном и международном масштабе;
• межсетевой роуминг абонентов GSM с абонентами сетей стандартов DCS1800, PCS1900, DECT, а также со спутниковой системой персональной радиосвязи Globalstar.

Сегодня стандарт GSM активно развивается, и уже сейчас пользователю может быть представлена услуга высокоскоростной пакетной передачи данных (GPRS) или доступа к Интернету.

TDMA/IS-136 (D-AMPS)

Спецификация TDMA/IS-136 была определена в 1998 году в США Ассоциацией телекоммуникационной промышленности (Telecommunications Industry Associations, TIA) с целью цифровизации широко распространенного в Америке аналогового стандарта AMPS (Advanced Mobile Phone Service). Для обеспечения совместимости с AMPS в спецификации TDMA/ IS-136 используется несущая полоса шириной в 30 кГц, в которой организовано три слота. В отличие от систем частотного разделения, все абоненты системы TDMA работают в одном и том же диапазоне частот, но при этом каждый имеет временные ограничения доступа. Каждому абоненту выделяется временной промежуток (слот), в течение которого ему разрешается «вещание». После того как один абонент завершает вещание, разрешение передается следующему и т.д.

Сегодня IS-136 ни в коем случае нельзя считать тупиковой ветвью развития сотовой связи (другой вопрос, как сложится судьба этого стандарта в нашей стране). Так же как и в GSM, в этом стандарте предусмотрены последовательные шаги по переходу к системе третьего поколения: GPRS, EDGE и др.

PDC

Как и во многих других случаях, у Японии был свой путь развития. В Стране восходящего солнца используется стандарт PDC (Personal Digital Cellular). Стандарт основан на трехслотовом решении TDMA. При этом ширина несущей составляет 25 кГц.

Несмотря на то что сети PDC расположены только в Японии, этот стандарт (по данным на конец 1999 года) уверенно занимает вторую после GSM позицию в рейтинге популярности среди цифровых стандартов по количеству абонентов . И это не удивительно: в начале 2000 года число абонентов сотовой связи Японии превысило число абонентов стандартной проводной телефонии. Кстати, именно в Японии уже работают тестовые участки сетей третьего поколения – несмотря на быстрые темпы развития сотовых систем связи, японцы опередили всех остальных более чем на год.

CDMA/ IS-95

CDMA (Code Division Multiple Access), или cdmaOne, – полностью цифровой стандарт, использующий диапазон частот 824-849 МГц для приема и 874-899 МГц для передачи. Фактически «новый» стандарт разрабатывался еще в 30-х годах. А потом в течение десятилетий использовался исключительно в военных системах связи, причем как в бывшем СССР, так и в США. Военные не зря обратили внимание на этот стандарт, так как он обладает многими полезными для таких систем особенностями, основная из которых - скрытность связи. Дело в том, что принцип работы CDMA заключается в «размазывании» спектра исходного информационного сигнала за счет модуляции его шумоподобным сигналом, занимающим гораздо более широкий диапазон частот, чем исходный сигнал. Форма этого шумового сигнала является уникальным кодом для каждого абонента, что позволяет опознать его в приемнике CDMA. На базовой станции CDMA общий сигнал, полученный от многих пользователей, снова модулируется аналогичным шумоподобным сигналом - в результате восстанавливается исходный сигнал.

В этой, казалось бы, простой схеме работы заключены многочисленные преимущества. Во-первых, все абоненты системы CDMA работают в одной и той же полосе частот (ширина этой полосы составляет 1,25 МГц), не мешая друг другу, так как число вариантов модулирующих шумоподобных сигналов составляет несколько миллиардов.

Во-вторых, высокая помехоустойчивость, причем как от пассивных, так и от активных помех. Благодаря тому что широкополосный сигнал «проглатывает» узкополосные помехи, не меняя своей формы, обеспечивается высокое качество передачи речи и данных (сравнимое с качественными проводными линиями). Это же, кстати, позволяет работать со значительно меньшей мощностью передаваемого сигнала, то есть сети CDMA экологически более чисты. Меньшая рабочая мощность также обеспечивает более долгую работу абонентских устройств без подзарядки аккумуляторов.

Что касается общемировых тенденций по развитию этого стандарта, то они более чем обширны. Основная же из них: в радиотелефонных системах следующего, третьего, поколения будут использоваться различные варианты технологии CDMA с еще большей шириной несущего канала.