При извършване или получаване на повикване телефонът на абоната установява радиовръзка с една от антените на близка базова станция ( Б.С.- базова станция). Към системата клетъчни комуникации GSMвключва набор от базови станции, всяка от които може да включва 1-12 приемо-предавателни антени. За да осигурят висококачествена комуникация в обхвата си, антените имат разнообразни посоки. Антените са правоъгълни конструкции, които могат да се видят на специални мачти или на покрива на високи сгради. Такива антени генерират сигнали и ги предават чрез специален кабел към блока за управление на BS. Базова станцияе комбинация от антени и контролен блок. Има територии, които могат да бъдат обслужвани от няколко свързани базови станции локален зонов контролер (L.A.C.- Локален контролер). Един контролер може да комбинира до 15 базови станции в определена зона. Местните зонови контролери комуникират с Център за управление мобилни услуги (M.S.C.- Център за превключване на мобилни услуги, или по-просто „превключвател“), който от своя страна има входни и изходни връзки с всички съществуващи видове клетъчни и кабелни комуникации. Регионалните GSM клетъчни мрежи могат да използват само един център за управление на мобилни услуги. В същото време големите мобилни оператори (например MTS, Beeline или Megafon) с няколко милиона абонати използват няколко MSC центъра, свързани помежду си.

За да се разбере йерархията на такава сложна система, е необходимо да се използва значението на техническия термин предаване(хендовър), което обозначава функцията за предаване на услугата на абонат в клетъчни мрежи на релейна основа. Това означава, че ако клиентът се движи по улицата и в същото време говори по телефона, тогава, за да се поддържа непрекъснатостта на разговора, е необходимо своевременно да се превключи телефонът на абоната от един сектор (клетка) на базовата станция към друг, както и както от контролната зона на една BS или LAC до друга и т.н. .d. Следователно, ако се използва директна връзка на секторите на базовата станция към комутатора, тогава, въпреки изобилието от други задачи, последният ще трябва самостоятелно да извърши процедурата за предаване за всички съществуващи абонати. За да се осигури равномерно натоварване на оборудването и да се намали вероятността от повреда на оборудването поради претоварване, организационната схема мобилни мрежи GSM е изграден на многостепенен принцип. С други думи, когато абонат се премести от зоната на покритие на един сектор на базовата станция в зоната на покритие на друга, превключването се извършва от контролния блок на тази BS, докато „по-високият“ LAC или MSC устройствата в йерархията не са включени. По същия начин, с предаване между различни базови станции, LAC вече работи и т.н.

Комутаторът изпълнява същите функции като PBX в кабелни мрежи и е основното устройство за управление на GSM мрежите. Центърът за обслужване на мобилни комуникации определя получателите на обаждането и регулира работата на допълнителни услугии директно решава дали абонатът има право да се обажда до в моментавреме. И така, натиснахте „магическия бутон“ и телефонът ви се включи. SIM картата, която се намира в телефона на абоната, съдържа специален номер IMSI(International Subscriber Identification Number), което означава „Международен идентификационен номер на абоната“. IMSI е уникален номерза всички съществуващи мобилни мрежи по света, чрез които мобилните оператори уникално идентифицират абонатите. В момента, в който натиснете бутона за захранване на телефона, той изпраща IMSI кода до базова станция, който от своя страна го предава първо към LAC, който е по-надолу в йерархията към комутатора. В този случай в процеса участват още двама допълнителни устройства - HLR(Регистър на местонахождението на дома) и VLR(Регистър на посетителите), които са свързани директно към комутатора. HLR означава „Регистър на домашни абонати“ и съхранява IMSI кодовете на всички абонати в собствената си мрежа, а VLR („Регистър на абонати на посетители“) съдържа информация за всички абонати, които използват мрежата на тази мобилен операторв определен момент от време.

При предаване на IMSI кода към HLR се използва система за криптиране, която се предоставя от AuC(Център за удостоверяване). Първоначално HLR проверява наличието на абонат с даден номер в своята база данни и ако е така, дали абонатът има право да използва мрежови услуги в момента или, например, в момента има финансов блок. Ако проверката завърши положително за абоната, неговият номер се пренасочва към VLR, след което клиентът може да провежда разговори или да използва други клетъчни услуги.

Така повърхностно разгледахме основния принцип на работа клетъчни мрежи GSM, т.к повече задълбочено описаниетехническите подробности са многократно по-големи и в същото време по-малко разбираеми за повечето читатели.

Телефонната комуникация е предаване на гласова информация на големи разстояния. С помощта на телефонията хората имат възможност да общуват в реално време.

Ако по времето на появата на технологията имаше само един метод за предаване на данни - аналогов, то в момента най-много различни системикомуникации. Телефон, сателит и мобилни комуникации, както и IP телефонията осигуряват надежден контакт между абонатите, дори те да се намират в различни точки на света. Как работи телефонна връзкакогато използвате всеки метод?

Добрата стара жична (аналогова) телефония

Терминът „телефонна“ комуникация най-често се отнася до аналогова комуникация, метод за предаване на данни, който се е превърнал в нещо обичайно за почти век и половина. Когато се използва това, информацията се предава непрекъснато, без междинно кодиране.

Връзката между двама абонати се регулира чрез набиране на номер, след което комуникацията се осъществява чрез предаване на сигнал от човек на човек по проводници в най-буквалния смисъл на думата. Абонатите вече не се свързват от телефонни оператори, а от роботи, което значително опрости и намали цената на процеса, но принципът на работа на аналоговите комуникационни мрежи остава същият.

Мобилни (клетъчни) комуникации

Абонатите на клетъчни оператори погрешно вярват, че са „прерязали кабела“, който ги свързва с телефонни централи. На външен вид всичко е така - човек може да се движи навсякъде (в рамките на покритието на сигнала), без да прекъсва разговора и без да губи контакт със събеседника, и<подключить телефонную связь стало легче и проще.

Въпреки това, ако разберем как работят мобилните комуникации, няма да открием много разлики от работата на аналоговите мрежи. Сигналът всъщност е „във въздуха“, само че от телефона на обаждащия се отива към трансивъра, който от своя страна комуникира с подобно оборудване, най-близко до викания абонат... чрез оптични мрежи.

Етапът на радио предаване на данни покрива само пътя на сигнала от телефона до най-близката базова станция, която е свързана с други комуникационни мрежи по напълно традиционен начин. Ясно е как работят клетъчните комуникации. Какви са неговите плюсове и минуси?

Технологията осигурява по-голяма мобилност в сравнение с аналоговото предаване на данни, но носи същите рискове от нежелана намеса и възможност за подслушване.

Път на клетъчния сигнал

Нека разгледаме по-отблизо как точно сигналът достига до извикания абонат.

1. Потребителят набира номер.
2. Телефонът му установява радиовръзка с близката базова станция. Те са разположени на високи сгради, промишлени сгради и кули. Всяка станция се състои от приемо-предавателни антени (от 1 до 12) и блок за управление. Към контролера са свързани базови станции, които обслужват една територия.
3. От блока за управление на базовата станция сигналът се предава по кабел към контролера, а оттам също по кабел към комутатора. Това устройство осигурява вход и изход на сигнал към различни комуникационни линии: междуградски, градски, международни и други мобилни оператори. В зависимост от размера на мрежата, тя може да включва един или няколко комутатора, свързани помежду си чрез кабели.
4. От „вашия“ комутатор сигналът се предава чрез високоскоростни кабели към комутатора на друг оператор, като последният лесно определя в зоната на покритие на кой контролер се намира абонатът, към когото е адресирано обаждането.
5. Превключвателят извиква желания контролер, който изпраща сигнала до базовата станция, която „разпитва” мобилния телефон.
6. Извиканата страна получава входящо повикване.

Тази многослойна мрежова структура ви позволява да разпределите равномерно натоварването между всички нейни възли. Това намалява вероятността от повреда на оборудването и осигурява непрекъсната комуникация.

Ясно е как работят клетъчните комуникации. Какви са неговите плюсове и минуси? Технологията осигурява по-голяма мобилност в сравнение с аналоговото предаване на данни, но носи същите рискове от нежелана намеса и възможност за подслушване.

Сателитни комуникации

Нека да видим как работят сателитните комуникации, най-високото ниво на развитие на радиорелейните комуникации днес. Ретранслатор, поставен в орбита, е в състояние сам да покрие огромна площ от повърхността на планетата. Мрежа от базови станции, какъвто е случаят с клетъчните комуникации, вече не е необходима.

Индивидуален абонат получава възможност да пътува практически без ограничения, оставайки свързан дори в тайгата или джунглата. Абонат, който е юридическо лице, може да прикачи цяла мини телефонна централа към една ретранслаторна антена (това е вече познатата „чиния“), но трябва да се вземе предвид обемът на входящите и изходящите съобщения, както и размерът на файлове, които трябва да бъдат изпратени.

Недостатъци на технологията:

• сериозна зависимост от времето. Магнитна буря или друг катаклизъм може да остави абоната без комуникация за дълго време.
• Ако нещо физически се повреди на сателитен повторител, времето, необходимо за пълното възстановяване на функционалността, ще отнеме много дълго време.
• цената на комуникационните услуги без граници често надвишава по-конвенционалните сметки. При избора на метод за комуникация е важно да прецените доколко имате нужда от такава функционална връзка.

Сателитни комуникации: плюсове и минуси

Основната характеристика на „сателита“ е, че той осигурява на абонатите независимост от наземните комуникационни линии. Предимствата на този подход са очевидни. Те включват:

• мобилност на оборудването. Може да се внедри за много кратко време;
• способността за бързо създаване на обширни мрежи, покриващи големи територии;
• комуникация с труднодостъпни и отдалечени райони;
• резервиране на канали, които могат да бъдат използвани в случай на прекъсване на наземните комуникации;
• гъвкавост на техническите характеристики на мрежата, което позволява да се адаптира към почти всякакви изисквания.

Недостатъци на технологията:

• сериозна зависимост от времето. Магнитна буря или друг катаклизъм може да остави абоната без комуникация за дълго време;
• ако нещо физически се повреди на сателитния ретранслатор, периодът до пълното възстановяване на функционалността на системата ще отнеме много време;
• цената на комуникационните услуги без граници често надвишава по-конвенционалните сметки.

При избора на метод за комуникация е важно да прецените доколко имате нужда от такава функционална връзка.

В резултат на това физическият канал между приемника и предавателя се определя от честотата, разпределените кадри и номерата на времевите слотове в тях. Обикновено базовите станции използват един или повече ARFCN канала, един от които се използва за идентифициране на присъствието на BTS в ефира. Първият времеви слот (индекс 0) на кадрите на този канал се използва като базов контролен канал или канал за местоположение. Останалата част от ARFCN се разпределя от оператора за CCH и TCH канали по негова преценка.

2.3 Логически канали

Логическите канали се формират на базата на физически канали. Интерфейсът Um включва обмен както на потребителска информация, така и на служебна информация. Съгласно GSM спецификацията, всеки тип информация съответства на специален тип логически канали, реализирани чрез физически:

• канали за трафик (TCH - Traffic Channel),
• канали за служебна информация (CCH - Control Channel).

Каналите за трафик са разделени на два основни типа: TCH/F- Канал с пълна скорост с максимална скорост до 22,8 Kbps и TCH/H- Канал с половин скорост с максимална скорост до 11,4 Kbps. Тези типове канали могат да се използват за предаване на глас (TCH/FS, TCH/HS) и потребителски данни (TCH/F9.6, TCH/F4.8, TCH/H4.8, TCH/F2.4, TCH/H2 .4), например SMS.

Информационните канали за услуги се разделят на:

• Излъчване (BCH - Broadcast Channels).
  • FCCH - Канал за честотна корекция.Предоставя информацията, необходима на мобилния телефон за коригиране на честотата.
  • SCH - Канал за синхронизация.Предоставя на мобилния телефон информацията, необходима за TDMA синхронизация с базовата станция (BTS), както и своите BSIC идентификационни данни.
  • BCCH - Broadcast Control Channel (канал за информация за услугата за излъчване).Предава основна информация за базовата станция, като например начина, по който са организирани каналите за обслужване, броя на блоковете, запазени за съобщения за разрешение за достъп, както и броя на мултифреймовете (51 TDMA кадъра всеки) между заявките за пейджинг.
• Общи контролни канали (CCCH)
  • PCH - Пейджинг канал.Гледайки напред, ще ви кажа, че пейджингът е вид ping на мобилен телефон, който ви позволява да определите неговата наличност в определена зона на покритие. Този канал е предназначен точно за това.
  • RACH - Канал за произволен достъп.Използва се от мобилни телефони за заявка на техен собствен SDCCH канал за услуга. Изключително Uplink канал.
  • AGCH - Канал за предоставяне на достъп (канал за предоставяне на достъп).На този канал базовите станции отговарят на RACH заявки от мобилни телефони чрез директно разпределяне на SDCCH или TCH.
• Собствени канали (DCCH - Dedicated Control Channels)
  Собствените канали, като TCH, са разпределени към конкретни мобилни телефони. Има няколко подвида:
  • SDCCH - Самостоятелен специален контролен канал.Този канал се използва за удостоверяване на мобилен телефон, обмен на ключове за криптиране, процедура за актуализиране на местоположението, както и за осъществяване на гласови повиквания и обмен на SMS съобщения.
  • SACCH - Бавен асоцииран контролен канал.Използва се по време на разговор или когато SDCCH каналът вече се използва. С негова помощ BTS предава периодични инструкции към телефона за промяна на времената и силата на сигнала. В обратната посока има данни за нивото на получения сигнал (RSSI), качеството на TCH, както и нивото на сигнала на близките базови станции (BTS Measurements).
  • FACCH - Бърз асоцииран контролен канал.Този канал се предоставя с TCH и позволява предаването на спешни съобщения, например по време на прехода от една базова станция към друга (Handover).

2.4 Какво е спукване?

Данните по въздуха се предават като последователности от битове, най-често наричани „избухвания“, в рамките на времеви интервали. Терминът „взрив“, чийто най-подходящ аналог е думата „взрив“, трябва да е познат на много радиолюбители и най-вероятно се е появил при изготвянето на графични модели за анализ на радиопредавания, където всяка дейност е подобна на водопади и пръски вода. Можете да прочетете повече за тях в тази прекрасна статия (източник на изображения), ние ще се съсредоточим върху най-важното. Схематично представяне на взрив може да изглежда така:

Период на охраната
За да се избегнат смущения (т.е. два пакета, които се припокриват един с друг), продължителността на пакета винаги е по-малка от продължителността на времевия слот с определена стойност (0,577 - 0,546 = 0,031 ms), наречена „период на охрана“. Този период е вид времеви резерв за компенсиране на възможните закъснения по време на предаване на сигнала.

Опашки
Тези маркери определят началото и края на пакета.

Информация
Burst полезен товар, например абонатни данни или трафик на услуги. Състои се от две части.

Кражба на знамена
Тези два бита се задават, когато и двете части на TCH пакетните данни се предават по FACCH. Един предаден бит вместо два означава, че само една част от пакета се предава чрез FACCH.

Последователност на обучение
Тази част от пакета се използва от приемника за определяне на физическите характеристики на канала между телефона и базовата станция.

2.5 Видове спукване

Всеки логически канал съответства на определени типове пакети:

Нормално изстрелване
Последователностите от този тип реализират канали за трафик (TCH) между мрежата и абонатите, както и всички видове контролни канали (CCH): CCCH, BCCH и DCCH.

Избухване на корекция на честотата
Името говори само за себе си. Внедрява еднопосочен FCCH канал за връзка надолу, позволявайки на мобилните телефони да се настройват по-точно към BTS честотата.

Синхронизация Burst
Burst от този тип, подобно на Frequency Correction Burst, реализира канал за връзка надолу, само че този път SCH, който е предназначен да идентифицира присъствието на базови станции в ефира. По аналогия с пакетите за маяк в WiFi мрежите, всеки такъв пакет се предава с пълна мощност и също така съдържа информация за BTS, необходима за синхронизиране с него: кадрова честота, идентификационни данни (BSIC) и други.

Dummy Burst
Фиктивен пакет, изпратен от базовата станция за запълване на неизползвани времеви интервали. Въпросът е, че ако няма активност на канала, силата на сигнала на текущия ARFCN ще бъде значително по-малка. В този случай мобилният телефон може да изглежда далеч от базовата станция. За да избегне това, BTS запълва неизползваните времеви интервали с безсмислен трафик.

Достъп до Burst
Когато установява връзка с BTS, мобилният телефон изпраща специална SDCCH заявка по RACH. Базовата станция, след като е получила такъв пакет, присвоява на абоната неговите FDMA системни времена и отговаря на AGCH канала, след което мобилният телефон може да получава и изпраща нормални пакети. Струва си да се отбележи увеличената продължителност на Guard time, тъй като първоначално нито телефонът, нито базовата станция знаят информация за времеви закъснения. Ако RACH заявката не попадне във времевия слот, мобилният телефон я изпраща отново след псевдослучаен период от време.

2.6 Прескачане на честотата

Цитат от Wikipedia:

Псевдослучайната настройка на работната честота (FHSS -frequency-hopping spread spectrum) е метод за предаване на информация по радиото, чиято особеност е честата промяна на носещата честота. Честотата варира в зависимост от псевдослучайна последователност от числа, известна както на подателя, така и на получателя. Методът повишава шумоустойчивостта на комуникационния канал.

3.1 Основни вектори на атака

Тъй като Um интерфейсът е радио интерфейс, целият му трафик е „видим“ за всеки в обхвата на BTS. Освен това можете да анализирате данни, предавани по радиото, без дори да напускате дома си, като използвате специално оборудване (например стар мобилен телефон, поддържан от проекта OsmocomBB, или малък RTL-SDR ключ) и най-обикновен компютър.

Има два вида атака: пасивна и активна. В първия случай нападателят не взаимодейства по никакъв начин нито с мрежата, нито с атакувания абонат - само получава и обработва информация. Не е трудно да се досетите, че е почти невъзможно да се открие такава атака, но тя няма толкова много перспективи, колкото активната. Активната атака включва взаимодействие между нападателя и атакувания абонат и/или клетъчна мрежа.

Можем да подчертаем най-опасните видове атаки, на които са изложени абонатите на клетъчната мрежа:

• Подсмърчане
• Изтичане на лични данни, SMS и гласови повиквания
• Изтичане на данни за местоположение
• Спуфинг (FakeBTS или IMSI Catcher)
• Отдалечено улавяне на SIM карта, произволно изпълнение на код (RCE)
• Отказ от услуга (DoS)

3.2 Идентификация на абоната

Както вече беше споменато в началото на статията, идентификацията на абоната се извършва с помощта на IMSI, който се записва в SIM картата на абоната и HLR на оператора. Мобилните телефони се идентифицират по сериен номер - IMEI. Въпреки това, след удостоверяване, нито IMSI, нито IMEI в ясна форма лети по въздуха. След процедурата за актуализиране на местоположението на абоната се присвоява временен идентификатор - TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity) и с негова помощ се осъществява по-нататъшно взаимодействие.

Методи за атака
В идеалния случай TMSI на абоната е известен само на мобилния телефон и клетъчната мрежа. Има обаче начини да заобиколите тази защита. Ако циклично се обаждате на абонат или изпращате SMS съобщения (или още по-добре Silent SMS), като наблюдавате PCH канала и извършвате корелация, можете да идентифицирате TMSI на атакувания абонат с определена точност.

Освен това, като имате достъп до интероператорната мрежа SS7, можете да разберете IMSI и LAC на неговия собственик по телефонен номер. Проблемът е, че в мрежата SS7 всички оператори се „доверяват“ един на друг, като по този начин намаляват нивото на поверителност на данните на своите абонати.

3.3 Удостоверяване

За да се предпази от подправяне, мрежата удостоверява абоната, преди да започне да го обслужва. В допълнение към IMSI, SIM картата съхранява произволно генерирана последователност, наречена Ki, която връща само в хеширана форма. Освен това Ki се съхранява в HLR на оператора и никога не се предава в чист текст. Като цяло процесът на удостоверяване се основава на принципа на четиристранно ръкостискане:

1. Абонатът издава Заявка за актуализиране на местоположението, след което предоставя IMSI.
2. Мрежата изпраща псевдослучайна RAND стойност.
3. SIM картата на телефона хешира Ki и RAND с помощта на алгоритъма A3. A3(RAND, Ki) = SRAND.
4. Мрежата също така хешира Ki и RAND с помощта на алгоритъма A3.
5. Ако стойността SRAND от страната на абоната съвпада с тази, изчислена от страната на мрежата, тогава абонатът е преминал удостоверяване.

Методи за атака
Итерирането през Ki, дадени стойности на RAND и SRAND може да отнеме доста дълго време. Освен това операторите могат да използват свои собствени алгоритми за хеширане. В интернет има доста информация за опитите за груба сила. Не всички SIM карти обаче са идеално защитени. Някои изследователи са успели да получат директен достъп до файловата система на SIM картата и след това да извлекат Ki.

3.4 Криптиране на трафика

Според спецификацията има три алгоритъма за криптиране на потребителския трафик:

• A5/0- официално обозначение за липса на криптиране, точно като OPEN в WiFi мрежите. Аз самият никога не съм срещал мрежи без криптиране, но според gsmmap.org A5/0 се използва в Сирия и Южна Корея.
• A5/1- най-разпространеният алгоритъм за криптиране. Въпреки факта, че неговият хак вече е многократно демонстриран на различни конференции, той се използва навсякъде. За да дешифрирате трафика, достатъчно е да имате 2 TB свободно дисково пространство, обикновен персонален компютър с Linux и програмата Kraken на борда.
• A5/2- алгоритъм за криптиране с умишлено отслабена сигурност. Ако се използва някъде, то е само за красота.
• A5/3- в момента най-силният алгоритъм за криптиране, разработен още през 2002 г. В интернет можете да намерите информация за някои теоретично възможни уязвимости, но на практика никой все още не е демонстрирал нейното хакване. Не знам защо нашите оператори не искат да го използват в 2G мрежите си. В крайна сметка това далеч не е пречка, защото... ключовете за криптиране са известни на оператора и трафикът може да бъде дешифриран доста лесно от негова страна. И всички съвременни телефони го поддържат перфектно. За щастие съвременните 3GPP мрежи го използват.

Методи за атака
Както вече споменахме, със снифинг оборудване и компютър с 2 TB памет и програмата Kraken можете доста бързо (няколко секунди) да намерите A5/1 сесийни ключове за криптиране и след това да дешифрирате нечий трафик. Германският криптолог Карстен Нол демонстрира метод за кракване на A5/1 през 2009 г. Няколко години по-късно Карстен и Силвиан Мунод демонстрираха прихващането и метода за дешифриране на телефонен разговор с помощта на няколко стари телефона Motorola (проект OsmocomBB).

Заключение

Дългата ми история приключи. Можете да се запознаете с принципите на работа на клетъчните мрежи по-подробно и от практическа страна в поредицата от статии Запознаване с OsmocomBB, веднага щом завърша останалите части. Надявам се, че успях да ви кажа нещо ново и интересно. Очаквам вашите отзиви и коментари!

Добавете етикети

GSM мрежи. Поглед отвътре.

Малко история

В зората на развитието на мобилните комуникации (и това не беше толкова отдавна - в началото на осемдесетте години), Европа беше покрита с аналогови мрежи с различни стандарти - Скандинавия разработи своите системи, Великобритания своите... Сега е трудно да кажете кой беше инициаторът на революцията, която последва много скоро - „върховете“ под формата на производители на оборудване, които са принудени да разработват свои собствени устройства за всяка мрежа, или „ниските класове“ като потребители, които са недоволни от ограничените зоната на покритие на техния телефон. По един или друг начин, през 1982 г. Европейската комисия по телекомуникации (CEPT) създаде специална група за разработване на принципно нова, общоевропейска мобилна комуникационна система. Основните изисквания за новия стандарт бяха: ефективно използване на честотния спектър, възможност за автоматичен роуминг, подобрено качество на речта и защита срещу неоторизиран достъп в сравнение с предишните технологии и, очевидно, съвместимост с други съществуващи комуникационни системи (включително кабелни) и подобните. Плод на упоритата работа на много хора от различни страни (честно казано, дори не мога да си представя какво количество работа са свършили!) беше представената през 1990 г. спецификация на общоевропейска мобилна комуникационна мрежа, т.нар.или само GSM. И тогава всичко блесна като в калейдоскоп - първият GSM оператор приема абонати през 1991 г., в началото на 1994 г. мрежите, базирани на въпросния стандарт, вече имат 1,3 милиона абонати, а в края на 1995 г. техният брой нараства до 10 милиона! Наистина, „GSM помита планетата“ - в момента около 200 милиона души имат телефони с този стандарт, а GSM мрежи могат да бъдат намерени по целия свят.

Нека се опитаме да разберем как са организирани GSM мрежите и на какви принципи работят. Веднага ще кажа, че предстоящата задача не е лесна, но повярвайте ми, в резултат на това ще получим истинско удоволствие от красотата на техническите решения, използвани в тази комуникационна система.

Два много важни въпроса ще останат извън обхвата на разглеждане: първо, честотно-времевото разделяне на каналите (можете да се запознаете с това) и, второ, системите за криптиране и защита на предаваната реч (това е толкова специфична и обширна тема, че, може би в бъдеще ще му бъде посветена отделна статия).

Основните части на GSM системата, тяхното предназначение и взаимодействие помежду си.

Нека започнем с най-трудното и може би скучно - разглеждане на скелета (или, както се казва във военния отдел на моята Alma Mater, блокова схема) на мрежата. Когато описвам, ще се придържам към съкращенията на английски език, приети в целия свят, разбира се, като давам руската им интерпретация.

Разгледайте фиг. 1:

Фиг.1 Опростена архитектура на GSM мрежа.

Най-простата част от блоковата схема - преносим телефон, се състои от две части: самата "слушалка" - АЗ(Mobile Equipment - мобилно устройство) и смарт карти SIM карта (Subscriber Identity Module - модул за идентификация на абонат), получен при сключване на договор с оператора. Точно както всяка кола е оборудвана с уникален номер на каросерията, мобилният телефон има свой собствен номер - IMEI(International Mobile Equipment Identity - международен идентификатор на мобилно устройство), който може да бъде предаден към мрежата при поискване (повече подробности за IMEIможете да разберете). SIM карта , от своя страна, съдържа т.нар IMSI(International Mobile Subscriber Identity - международен идентификационен номер на абонат). Мисля, че разликата между IMEIи IMSIясно - IMEIотговаря на конкретен телефон и IMSI- към конкретен абонат.

„Централната нервна система“ на мрежата е Н.С.С.(Network and Switching Subsystem - мрежова и комутационна подсистема), а компонентът, който изпълнява функциите на „мозъка“, се нарича M.S.C.(Mobile services Switching Center - комутационен център). Именно последното се нарича напразно (понякога с аспирация) „централо“, а също така, в случай на проблеми с комуникацията, се обвинява за всички смъртни грехове. M.S.C.в мрежата може да има повече от един (в този случай аналогията с многопроцесорните компютърни системи е много подходяща) - например към момента на писане московският оператор Beeline въвежда втори комутатор (произведен от Alcatel). M.S.C.занимава се с маршрутизиране на повиквания, генериране на данни за системата за таксуване, управлява много процедури - по-лесно е да се каже какво НЕ е отговорност на комутатора, отколкото да се изброят всички негови функции.

Следващите по важност мрежови компоненти, също включени в Н.С.С., бих се обадил HLR(Home Location Register - регистър на собствените абонати) и VLR(Регистър на посетителите - регистър на движенията). Обърнете внимание на тези части, ще ги споменаваме често в бъдеще. HLR, грубо казано, е база данни на всички абонати, които са сключили договор с въпросната мрежа. Съхранява информация за потребителските номера (цифрите означават, на първо място, гореспоменатите IMSI, и второ, т.нар MSISDN-Мобилен абонатен ISDN, т.е. телефонен номер в обичайния му смисъл), списък на наличните услуги и много други - по-нататък в текста параметрите, намиращи се в HLR.

За разлика от HLR, който е единственият в системата, VLRМоже да има няколко от тях - всеки от тях контролира своята част от мрежата. VLR IN VLRсъдържа данни за абонати, които се намират на нейна (и само нейна!) територия (и се обслужват не само собствените й абонати, но и роумъри, регистрирани в мрежата). Веднага след като потребителят напусне зоната на покритие на някои VLR, информацията за него се копира в новия VLR, и се премахва от стария. Всъщност между това, което е налично за абоната в HLRи в HLR, има много общо - погледнете таблиците, които показват списък с дългосрочни (Таблица 1) и временни (Таблици 2 и 3) данни за абонати, съхранявани в тези регистри. Още веднъж насочвам вниманието на читателя към фундаменталната разлика VLRот VLR: първият съдържа информация за всички абонати на мрежата, независимо от тяхното местоположение, а вторият съдържа данни само за тези, които са в нейната юрисдикция HLRтеритории. IN VLRЗа всеки абонат винаги има връзка към това VLR, който в момента работи с него (абоната) (същевременно

1.	може да принадлежи към нечия друга мрежа, намираща се например на другия край на Земята). IMSI)
2.	Телефонният номер на абоната в обичайния смисъл ( MSISDN)
3.	Категория мобилна станция
4.	Ключ за идентификация на абоната ( Ки)
5.	Видове предоставяне на допълнителни услуги
6.	Индекс на затворена потребителска група
7.	Код за заключване на затворена потребителска група
8.	Състав на основните разговори, които могат да се прехвърлят
9.	Предупреждение за повикващия
10.	Идентификация на повиквания номер
11.	Работно време
12.	Известие на повикванията
13.	Контрол на сигнализацията при свързване на абонати
14.	Характеристики на затворена потребителска група
15.	Предимства на затворена потребителска група
16.	Ограничени изходящи повиквания в затворена потребителска група
17.	Максимален брой абонати
18.	Използвани пароли
19.	Клас на приоритетен достъп

Таблица 1. Пълен състав на дългосрочни данни, съхранявани в HLRи VLR.

1.	Опции за удостоверяване и криптиране
2.	Временен мобилен номер ( TMSI)
3.	Адрес на регистъра за движение, в който се намира абонатът ( VLR)
4.	Зони на движение на мобилната станция
5.	Килиен номер за предаване
6.	Статус на регистрация
7.	Таймер без отговор
8.	Състав на текущо използваните пароли
9.	Комуникационна дейност

Таблица 2. Пълен състав на временните данни, съхранявани в HLR.

Таблица 3. Пълен състав на временните данни, съхранявани в VLR.

Н.С.С.съдържа още два компонента - AuC(Център за удостоверяване - център за оторизация) и EIR(Equipment Identity Register - регистър за идентификация на оборудването).

Първият блок се използва за процедури за удостоверяване на абонати, а вторият, както подсказва името, отговаря за разрешаването на работа в мрежата само на оторизирани мобилни телефони. Работата на тези системи ще бъде разгледана подробно в следващия раздел, посветен на регистрацията на абонати в мрежата. Изпълнителната, така да се каже, част от клетъчната мрежа е BSS Изпълнителната, така да се каже, част от клетъчната мрежа е(Base Station Subsystem - подсистема на базова станция). Ако продължим аналогията с човешкото тяло, тогава тази подсистема може да се нарече крайници на тялото. се състои от няколко "ръце" и "крака" - BSC (Контролер на базова станция - контролер на базова станция), както и много „пръсти“ - BTS се състои от няколко "ръце" и "крака" -(Base Transceiver Station - базова станция). Базовите станции могат да се наблюдават навсякъде - в градове, полета (почти казах „и реки“) - всъщност те са просто приемащи и предавателни устройства, съдържащи от един до шестнадесет излъчвателя. Всеки (Контролер на базова станция - контролер на базова станция), както и много „пръсти“ -контролира цялата група се състои от няколко "ръце" и "крака" -и отговаря за управлението и разпределението на каналите, нивото на мощност на базовите станции и други подобни. Обикновено

Работата на мрежата се управлява и координира с помощта на OSS (подсистема за работа и поддръжка). OSS се състои от всички видове услуги и системи, които контролират работата и трафика - за да не претоварваме читателя с информация, работата на OSS няма да бъде обсъждана по-долу.

Онлайн регистрация.

Всеки път, когато включите телефона след избор на мрежа, започва процедурата по регистрация. Нека разгледаме най-общия случай - регистрация не в домашната мрежа, а в нечия друга, така наречената гостна мрежа (ще приемем, че услугата роуминг е разрешена на абоната).

Нека се намери мрежата. При поискване от мрежата телефонът предава IMSIабонат IMSIзапочва с кода на държавата на "регистрация" на неговия собственик, следван от числата, които определят домашната мрежа, и едва след това - уникалният номер на конкретен абонат. Например началото IMSI 25099... съответства на руския оператор Beeline. IMSI VLR(250-Русия, 99 - Beeline). По номер HLRмрежата за гости идентифицира домашната мрежа и се свързва с нея VLR. VLRПоследният предава цялата необходима информация за абоната

който е направил заявката и публикува връзка към това AuC, така че ако е необходимо, да знаете „къде да търсите“ за абоната. SIM картаПроцесът на определяне на автентичността на абоната е много интересен. При регистрация Кидомашната мрежа генерира 128-битово произволно число - RAND, изпратено до телефона. Вътре IMSIс помощта на ключа SIM карта(идентификационен ключ - същият като , то се съдържа в) и алгоритъм за идентификация A3, се изчислява 32-битов отговор - AuC SRES HLR Ки(Подписан RESult), използвайки формулата SRES = Ki * RAND. Точно същите изчисления се извършват едновременно в , то се съдържа в(според избрано от , то се съдържа впотребител). Ако AuC, изчислен в телефона, ще съвпадне с TMSI, изчислено TMSI, тогава процесът на оторизация се счита за успешен и абонатът е назначен VLR).

(Temporary Mobile Subscriber Identity - временен мобилен абонатен номер). IMEIслужи единствено за повишаване на сигурността на взаимодействието на абоната с мрежата и може да се променя периодично (включително при промяна на IMEIТеоретично при регистрация трябва да се предава и номерът IMEI, но имам големи съмнения какво следят московските оператори EIRтелефони, използвани от абонатите. IMEIтелефони, откраднати или по друга причина неразрешени за употреба и накрая сивия списък - „слушалки” с проблеми, чиято работа се разрешава от системата, но се наблюдават постоянно.

След процедурата за идентифициране на гостите и взаимодействие VLRс дома HLRстартира брояч на време, който задава момента на пререгистрация при липса на комуникационни сесии.

Обикновено задължителният период за регистрация е няколко часа. SIM картаНеобходима е повторна регистрация, така че мрежата да получи потвърждение, че телефонът все още е в зоната на покритие. Факт е, че в режим на готовност „слушалката“ само следи сигналите, предавани от мрежата, но самата не излъчва нищо - процесът на предаване започва само когато се установи връзка, както и по време на значителни движения спрямо мрежата ( това ще бъде разгледано подробно по-долу) - в такива случаи таймерът, който отброява до следващата пререгистрация, започва отново. Следователно, ако телефонът „изпадне“ от мрежата (например батерията е била изключена или собственикът на устройството е влязъл в метрото, без да изключи телефона), системата няма да знае за това. IMSI (SIM картаВсички потребители се разделят на случаен принцип в 10 класа с равен достъп (номерирани от 0 до 9). Освен това има няколко специални класа с номера от 11 до 15 (различни видове спешни и аварийни услуги, персонал за мрежово обслужване). Информацията за класа на достъп се съхранява в

. Специален, клас 10 достъп, ви позволява да извършвате спешни повиквания (до 112), ако потребителят не принадлежи към нито един разрешен клас или няма такъв предаване.

). В случай на извънредни ситуации или претоварване на мрежата, на някои класове може временно да бъде отказан достъп до мрежата. (Контролер на базова станция - контролер на базова станция), както и много „пръсти“ -Териториално разделение на мрежата и (Контролер на базова станция - контролер на базова станция), както и много „пръсти“ -Както вече споменахме, мрежата се състои от много (Контролер на базова станция - контролер на базова станция), както и много „пръсти“ -- базови станции (една - една "клетка", клетка). За да се опрости функционирането на системата и да се намали обслужващият трафик,групирани в групи – домейни т.нар - една "клетка", клетка). За да се опрости функционирането на системата и да се намали обслужващият трафик,Ел Ей (Location Area - зони на местоположение).всеки VLRсъответства на вашия код - една "клетка", клетка). За да се опрости функционирането на системата и да се намали обслужващият трафик, LAI (Location Area - зони на местоположение).(Идентификация на местоположението). един VLRможе да контролира няколко - една "клетка", клетка). За да се опрости функционирането на системата и да се намали обслужващият трафик,. И то точно - една "клетка", клетка). За да се опрости функционирането на системата и да се намали обслужващият трафик,се вписва VLR/HLRза да зададете местоположението на мобилния абонат. Ако е необходимо, в подходящия - една "клетка", клетка). За да се опрости функционирането на системата и да се намали обслужващият трафик,как започва взаимодействието на телефона с мрежата. - една "клетка", клетка). За да се опрости функционирането на системата и да се намали обслужващият трафик,Вероятно всеки потребител е чувал периодични смущения повече от веднъж (като мрън-мрън---мрън-мрън---мрън-мрън---мрън-мрън :-)) в музикалната система на колата си от телефон в режим на готовност - често това е следствие от пререгистрацията при преминаване на границите - една "клетка", клетка). За да се опрости функционирането на системата и да се намали обслужващият трафик,. При смяна VLRстарият регионален код се изтрива от (Location Area - зони на местоположение).и се заменя с нов - една "клетка", клетка). За да се опрости функционирането на системата и да се намали обслужващият трафик,, ако следващият VLRконтролиран от друг VLR, тогава ще има промяна HLR.

и актуализиране на записа в - една "клетка", клетка). За да се опрости функционирането на системата и да се намали обслужващият трафик,Най-общо казано, разделянето на мрежа на - една "клетка", клетка). За да се опрости функционирането на системата и да се намали обслужващият трафик,доста труден инженерен проблем, който се решава при изграждането на всяка мрежа поотделно. - една "клетка", клетка). За да се опрости функционирането на системата и да се намали обслужващият трафик,Твърде малък - една "клетка", клетка). За да се опрости функционирането на системата и да се намали обслужващият трафик,ще доведе до честа пререгистрация на телефони и в резултат на това до увеличаване на трафика на различни видове служебни сигнали и по-бързо разреждане на батериите на мобилните телефони. Ако го направите

голям, тогава ако е необходимо да се свържете с абонат, сигналът за повикване ще трябва да бъде изпратен до всички клетки, включени в предаване, което също води до неоправдано увеличаване на предаването на служебна информация и претоварване на вътрешните мрежови канали. (Контролер на базова станция - контролер на базова станция), както и много „пръсти“ -Сега нека разгледаме един много красив алгоритъм, наречен предаване`ra (това е името, дадено за промяна на канала, използван по време на процеса на свързване).

• По време на разговор по мобилен телефон, поради редица причини (отстраняване на слушалката от базовата станция, многопътна интерференция, преместване на абоната в т.нар. сянка зона и др.), мощността (и качеството) на сигналът може да се влоши. В този случай ще превключи на канал (може и друг
• ) с по-добро качество на сигнала, без да прекъсва текущата връзка (ще добавя - нито самият абонат, нито неговият събеседник, като правило, забелязват какво се е случило се състои от няколко "ръце" и "крака" -.
• `а). се състои от няколко "ръце" и "крака" -Прехвърлянията обикновено се разделят на четири вида: M.S.C.
• смяна на канали в рамките на една базова станция се състои от няколко "ръце" и "крака" -смяна на канала на една базова станция с канал на друга станция, но под патронажа на същата M.S.C..

превключване на канали между базови станции, управлявани от различни предаване, но един M.S.C.превключване на канали между базови станции, за които не само различни предаване, но също така се състои от няколко "ръце" и "крака" -Като цяло, извършване M.S.C.`а - задача

. Но в първите два случая, наречени вътрешни (Контролер на базова станция - контролер на базова станция), както и много „пръсти“ -(списъкът с канали (до 16), които трябва да бъдат наблюдавани, се задава от базовата станция). се състои от няколко "ръце" и "крака" -и M.S.C.Въз основа на тези измервания се избират шестте най-добри кандидата, данните за които се предават постоянно (поне веднъж в секунда). предаванеза организиране на евентуално превключване. Има две основни схеми

• `a: предаване.
• „Най-нисък режим на превключване“ (Минимална приемлива производителност). В този случай, когато качеството на комуникацията се влоши, мобилният телефон увеличава мощността на своя предавател възможно най-дълго. Ако въпреки увеличаването на нивото на сигнала връзката не се подобри (или мощността е достигнала своя максимум), тогава предаване).

"Енергоспестяващ режим" (Бюджет на мощността). В същото време мощността на предавателя на мобилния телефон остава непроменена и ако качеството се влоши, комуникационният канал се променя ( M.S.C.Интересното е, че не само мобилен телефон може да инициира смяна на канала, но и

, например за по-добро разпределение на трафика.

Маршрутизиране на повиквания.

Нека сега да поговорим за това как се насочват входящите обаждания от мобилен телефон. Както и преди, ще разгледаме най-общия случай, когато абонатът е в зоната на покритие на мрежата за гости, регистрацията е успешна и телефонът е в режим на готовност. M.S.C.Когато се получи заявка (фиг. 2) за връзка от кабелна телефонна (или друга клетъчна) система към MSISDNдомашна мрежа (обаждането „намира“ желания комутатор, използвайки набрания мобилен абонатен номер

, който съдържа кода на държавата и мрежата).

M.S.C.Фиг.2 Взаимодействие на основните мрежови блокове при получаване на входящо повикване. HLRпрепраща към MSISDNномер ( HLR) абонат. VLR, от своя страна, отправя молба към VLRмрежа за гости, в която се намира абонатът. избира един от тези, които са на нейно разположение MSRN избира един от тези, които са на нейно разположение(Mobile Station Roaming Number - номерът на мобилната станция в „роуминг“). Идеология на дестинацията HLRе много подобно на динамичното присвояване на IP адреси при комутируем достъп до Интернет чрез модем. VLRдомашната мрежа получава от избира един от тези, които са на нейно разположениевъзложени на абоната IMSIи, придружавайки го IMSIи избира един от тези, които са на нейно разположениепотребител, предава към комутатора на домашната мрежа. Последният етап от установяването на връзка е маршрутизирането на повикването, последвано от , мрежовият превключвател за гости, който генерира специален сигнал, предаван презПАГЧ - една "клетка", клетка). За да се опрости функционирането на системата и да се намали обслужващият трафик,(PAGEr Channel - канал за повикване) навсякъде

Маршрутизирането на изходящите повиквания не представлява нищо ново или интересно от идеологическа гледна точка. Ще дам само някои от диагностичните сигнали (Таблица 4), показващи невъзможността за установяване на връзка и които потребителят може да получи в отговор на опит за установяване на връзка.

Таблица 4. Основни диагностични сигнали за грешка при установяване на връзка.

Заключение

Разбира се, нищо не е идеално в света. Обсъдените по-горе GSM клетъчни системи не са изключение. Ограниченият брой канали създава проблеми в бизнес центровете на мегаполисите (и наскоро, белязани от бързия растеж на абонатната база, и в техните покрайнини) - за да осъществите разговор, често трябва да изчакате натоварването на системата намаляване. Ниската, според съвременните стандарти, скорост на трансфер на данни (9600 bps) не позволява изпращане на големи файлове, да не говорим за видео материали. А възможностите за роуминг не са толкова неограничени - Америка и Япония разработват собствени цифрови системи за безжична комуникация, несъвместими с GSM.

Разбира се, още е рано да се каже, че дните на GSM са преброени, но няма как да не се забележи появата на т.нар. 3G-системи, които поставят началото на нова ера в развитието на клетъчната телефония и са лишени от изброените недостатъци. Как бих искал да погледна няколко години напред и да видя какви възможности ще получим всички ние от новите технологии! Чакането обаче не е толкова дълго - началото на търговската експлоатация на първата мрежа от трето поколение е планирано за началото на 2001 г. Но каква съдба очаква новите системи - експлозивен растеж, като GSM, или разруха и унищожение, като Иридиум, времето ще покаже...

Знаете ли какво се случва, след като наберете номера на приятел на мобилния си телефон? Как клетъчната мрежа го намира в планините на Андалусия или на брега на далечен Великденски остров? Защо понякога разговорът внезапно спира? Миналата седмица посетих компанията Beeline и се опитах да разбера как работят клетъчните комуникации...

Голяма територия от населената част на страната ни е покрита с базови станции (БС). На полето изглеждат като червено-бели кули, а в града са скрити по покривите на нежилищни сгради. Всяка станция улавя сигнали от мобилни телефони на разстояние до 35 километра и комуникира с мобилния телефон чрез сервизен или гласов канал.

След като наберете номера на приятел, вашият телефон се свързва с най-близката до вас базова станция (BS) чрез обслужващ канал и иска да разпредели гласов канал. Базовата станция изпраща заявка до контролера (BSC), който я препраща към комутатора (MSC). Ако вашият приятел е абонат на същата клетъчна мрежа, тогава комутаторът ще провери Регистъра за домашно местоположение (HLR), ще разбере къде се намира в момента извиканият абонат (у дома, в Турция или Аляска) и ще прехвърли повикването към подходящ превключвател от мястото, където е изпратен, ще бъде изпратен до контролера и след това до базовата станция. Базовата станция ще се свърже с вашия мобилен телефон и ще ви свърже с вашия приятел. Ако вашият приятел е в друга мрежа или се обаждате на стационарен телефон, вашият комутатор ще се свърже със съответния комутатор в другата мрежа. Трудно? Нека да разгледаме по-отблизо. Базовата станция е чифт железни шкафове, заключени в добре климатизирана стая. Като се има предвид, че навън в Москва беше +40, исках да живея известно време в тази стая. Обикновено базовата станция се намира или на тавана на сграда, или в контейнер на покрива:

2.

Антената на базовата станция е разделена на няколко сектора, всеки от които "свети" в своя посока. Вертикалната антена комуникира с телефони, кръглата антена свързва базовата станция с контролера:

3.

Всеки сектор може да обработва до 72 повиквания едновременно, в зависимост от настройката и конфигурацията. Една базова станция може да се състои от 6 сектора, така че една базова станция може да обработи до 432 повиквания, но станцията обикновено има инсталирани по-малко предаватели и сектори. Клетъчните оператори предпочитат да инсталират повече BS, за да подобрят качеството на комуникацията. Базовата станция може да работи в три ленти: 900 MHz - сигналът на тази честота се разпространява по-далеч и прониква по-добре в сградите 1800 MHz - сигналът преминава на по-къси разстояния, но ви позволява да инсталирате по-голям брой предаватели в 1 сектор 2100 MHz - 3G мрежа Ето как изглежда шкафът с 3G оборудване:

4.

900 MHz предаватели са инсталирани на базови станции в полета и села, а в града, където базовите станции са заседнали като таралежови игли, комуникацията се осъществява главно на честота 1800 MHz, въпреки че всяка базова станция може да има предаватели и от трите диапазона едновременно.

5.

6.

Сигнал с честота 900 MHz може да достигне до 35 километра, въпреки че "обхватът" на някои базови станции, разположени по магистрали, може да достигне до 70 километра, поради намаляването на броя на едновременно обслужваните абонати на станцията наполовина . Съответно, нашият телефон с малката си вградена антена може също да предава сигнал на разстояние до 70 километра... Всички базови станции са проектирани да осигурят оптимално радиопокритие на нивото на земята. Следователно, въпреки обхвата от 35 километра, радиосигналът просто не се изпраща до височината на полета на самолета. Някои авиокомпании обаче вече са започнали да инсталират базови станции с ниска мощност на своите самолети, които осигуряват покритие в рамките на самолета. Такава BS е свързана към наземна клетъчна мрежа чрез сателитен канал. Системата е допълнена от контролен панел, който позволява на екипажа да включва и изключва системата, както и определени видове услуги, например изключване на гласа при нощни полети. Телефонът може да измерва силата на сигнала от 32 базови станции едновременно. Изпраща информация за 6-те най-добри (като сила на сигнала) по обслужващия канал, а контролерът (BSC) решава към коя BS да прехвърли текущия разговор (Handover), ако сте в движение. Понякога телефонът може да направи грешка и да ви прехвърли към BS с по-лош сигнал, в който случай разговорът може да бъде прекъснат. Може също така да се окаже, че в базовата станция, която телефонът ви е избрал, всички гласови линии са заети. В този случай разговорът също ще бъде прекъснат. Казаха ми и за така наречения „проблем на горния етаж“. Ако живеете в мезонет, тогава понякога, когато се премествате от една стая в друга, разговорът може да бъде прекъснат. Това се случва, защото в една стая телефонът може да "види" една BS, а във втората - друга, ако гледа от другата страна на къщата, и в същото време тези 2 базови станции се намират на голямо разстояние от помежду си и не са регистрирани като „съседни“ от мобилния оператор. В този случай разговорът няма да бъде прехвърлен от една BS към друга:

Комуникацията в метрото се осъществява по същия начин, както на улицата: базова станция - контролер - комутатор, с единствената разлика, че там се използват малки базови станции, а в тунела покритието се осигурява не от обикновена антена, а чрез специален излъчващ кабел. Както писах по-горе, една BS може да проведе до 432 разговора едновременно. Обикновено тази мощност е достатъчна, но например по време на някои празници BS може да не успее да се справи с броя на хората, които искат да се обадят. Обикновено това се случва на Нова година, когато всички започват да си честитят. SMS се предават по обслужващи канали. На 8 март и 23 февруари хората предпочитат да се поздравяват чрез SMS, изпращайки забавни стихове, а телефоните често не могат да се съгласят с BS за разпределението на гласов канал. Разказаха ми интересен случай. От един район на Москва абонатите започнаха да получават оплаквания, че не могат да се свържат с никого. Техническите специалисти започнаха да го разбират. Повечето гласови канали бяха безплатни, но всички обслужващи канали бяха заети. Оказа се, че до този бакалавър има институт, в който текат изпити и студентите постоянно си разменят есемеси. Телефонът разделя дългите SMS на няколко къси и изпраща всеки поотделно. Персоналът на техническото обслужване съветва изпращането на такива поздравления чрез MMS. Ще бъде по-бързо и по-евтино. От базовата станция обаждането отива към контролера. Изглежда толкова скучно, колкото и самият BS - това е просто набор от шкафове:

7.

В зависимост от оборудването, контролерът може да обслужва до 60 базови станции. Комуникацията между BS и контролера (BSC) може да се осъществява по радиорелеен канал или по оптика. Контролерът контролира работата на радиоканалите, вкл. контролира движението на абоната и предаването на сигнала от една BS към друга. Превключвателят изглежда много по-интересен:

8.

9.

Всеки комутатор обслужва от 2 до 30 контролера. Заема голяма зала, изпълнена с различни шкафове с оборудване:

10.

11.

12.

Превключвателят контролира трафика. Помните ли старите филми, в които хората първо набраха „момичето“ и след това тя ги свърза с друг абонат, като превключи кабелите? Съвременните превключватели правят същото:

13.

За да контролира мрежата, Beeline разполага с няколко коли, които нежно наричат ​​„таралежи“. Те се движат из града и измерват нивото на сигнала на собствената си мрежа, както и нивото на мрежата на колегите си от Голямата тройка:

14.

Целият покрив на такава кола е покрит с антени:

15.

Вътре има оборудване, което извършва стотици разговори и събира информация:

16.

24-часов мониторинг на комутатори и контролери се извършва от Центъра за управление на мисиите на Центъра за управление на мрежата (NCC):

17.

Има 3 основни области за наблюдение на клетъчната мрежа: процент на аварии, статистика и обратна връзка от абонатите. Точно както в самолетите, цялото клетъчно мрежово оборудване има сензори, които изпращат сигнал до централната система за управление и извеждат информация към компютрите на диспечерите. Ако някое оборудване се повреди, светлината на монитора ще започне да „мига“. CCS също така проследява статистика за всички превключватели и контролери. Той го анализира, сравнявайки го с предишни периоди (час, ден, седмица и т.н.). Ако статистиката на някой от възлите започне да се различава рязко от предишните индикатори, тогава светлината на монитора отново ще започне да „мига“. Обратната връзка се получава от операторите за обслужване на клиенти. Ако те не могат да разрешат проблема, обаждането се прехвърля към техник. Ако той се окаже безсилен, тогава в компанията се създава „инцидент“, който се разрешава от инженерите, участващи в работата на съответното оборудване. Превключвателите се наблюдават 24/7 от 2 инженера:

18.

Графиката показва активността на московските комутатори. Ясно се вижда, че почти никой не се обажда през нощта:

19.

Контролът върху контролерите (простете за тавтологията) се осъществява от втория етаж на Центъра за управление на мрежата:

22.

21.