История развития мобильной связи. Часть 2 — появление сотовых сетей

Итак, развитие технологий и средств радиосвязи привело к появлению таких направлений как радиолокация, радиоастрономия, радионавигация, радиосопротивление. И конечно же, поспособствовало появлению сотовой связи используемой нами в мобильных телефонах. Об этом давайте поподробнее.

Меры безопасности в сфере телефонной связи. Часть

Сетевая безопасность.

При использовании IP-АТС, как аппаратной, так и программной, например Asterisk, а также ip-оборудования, необходимо особое внимание уделить сетевой безопасности. Сеть и сетевая инфраструктура у каждой организации своя. Наибольшую пользу принесут рекомендации, индивидуально разработанные для каждой конкретной организации. Поэтому ниже сформулированы только общие правила в области безопасности сети.

  • Большинство взломанных IP-АТС — это IP-АТС, которые были установлены на внешнем ip-адресе. Поэтому IP-АТС и SIP-оборудование не должны иметь внешнего ip-адреса, если в этом нет острой необходимости.
  • Естественно, даже если IP-оборудование располагается за NAT, то на маршрутизаторе (роутере) при использовании NAT не должен быть осуществлен проброс портов (Port Forwarding) на Ip-адреса IP-АТС и/или SIP-оборудования.
  • Маршрутизатор (роутер) должен быть защищен от взлома. Это убережет не только IP-АТС и SIP-оборудование, но и всю локальную сеть. Необходимо принять меры защиты в соответствии с рекомендациями производителя маршрутизатора. Например запрет на управление маршрутизатором из интернет через web-интрефейс, telnet и др.

Организационные меры.

  • Применение пин-кода для IP-телефонии по телефону доступа. При использовании IP-телефонии по телефону доступа необходимо отказаться от авторизации по АОН и применять пин-код, причем желательно сложный. Или применять обе технологии авторизации одновременно (АОН+пин-код).
  • Обеспечить конфиденциальность информации, имеющей отношение к телефонной связи. К конфиденциальной информации в частности относится: — уникальные коды идентификации, предоставленные операторами ip-телефонии, необходимые для регистрации в их системе связи; — логин-пароль к личному кабинету абонента на web-сайте оператора связи; — логины-пароли доступа к интерфейсу для настроек АТС, телефонного и сетевого оборудования и т.п.
  • У сотрудника, ответственного за телефонную связь в организации, должно быть четкое понимание корпоративной телефонной инфраструктуры. Например, должны быть ответы на вопросы: какие договора на оказание услуг связи заключены у организации, какие есть абонентские линии и к какому телефонному оборудованию они подключены, какие sim-карты подключены в рамках договора корпоративной мобильной связи, какие номера за кем из сотрудников закреплены, кто отвечает за хранение не используемых sim-карт и т.п.
  • Запретить физический доступ сторонних лиц к АТС и к определенным видам телефонного оборудования. Идеально, если данное оборудование находиться в серверной, и доступ к нему есть только у ответственного системного администратора и другого строго ограниченного круга лиц.
  • Регламент работ, полномочия лиц, обслуживающих телефонное оборудование, должны быть по возможности максимально подробно прописаны юридически. Например, в должностной инструкции системного администратора.
Читайте также:  Kакие устройства и телефоны поддерживают Samsung Pay?

/ безопасность телефонной связи Метки:безопасность, оператор связи, телефон

Третье поколение — 3G

Работы по созданию технологий третьего поколения начались в 1990-х годах, а внедрение состоялось только в начале 2000-х (в 2002 году в России). Разработанные к тому времени стандарты основывались на технологии CDMA (Code Division Multiple Access — множественный доступ с кодовым разделением). Третье поколение мобильной связи включает 5 стандартов: UMTS/WCDMA, CDMA2000/IMT-MC, TD-CDMA/TD-SCDMA, DECT и UWC-136. Наиболее распространенными из них являются стандарты UMTS/WCDMA и CDMA2000/IMT-MC. В России популярность получил стандарт UMTS/WCDMA. Далее предлагаем остановиться на основных технологиях 3G:

UMTS (Universal Mobile Telecommunications System – универсальная сисема мобильной электросвязи) – технология сотовой связи разработанная для внедрения 3G в Европе. Используемый диапазон частот 2110-2200 МГц. (зачастую ширина канала 5 МГц). Скорость передачи данных в режиме UMTS составляет не более 2 Мбит/с (для неподвижного абонента), а при движении абонента, в зависимости от скорости движения, может опуститься до 144 Кбит/с.

HSDPA

HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access — высокоскоростная пакетная передача данных от базовой станции к мобильному телефону) – первый из семейства протоколов сотовой связи HSPA (High Speed Packet Access — высокоскоростная пакетная передача данных), основанный на UMTS технологии. Данный протокол и последующие его версии позволили значительно увеличить скорость передачи данных в сетях 3G. В первой своей реализации протокол HSDPA имел максимальную скорость передачи данных 1,2 Мбит/с. Скорость передачи данных в следующей реализации протокола HSDPA составляла уже 3,6 Мбит/с. На этот момент 3G модемы получили большую популярность и у большинства пользователей были модемы поддерживающие именно этот стандарт, наиболее популярные модель Huawei E1550, ZTE mf180 (такие экземпляры встречаются до сих пор). В результате дальнейшего развития протокола HSDPA удалось увеличить скорость сначала до 7,2 Мбит/с (наиболее популяные модемы Huawei E173, ZTE MF112), а затем до 14,4 Мбит/с. (Huawei E1820, ZTE MF658) Вершиной технологии HSDPA стала технология DC-HSDPA скорость которой могла достигать 28.8 Мбит/с. DC-HSDPA по сути двухканальный вариант HSDPA.

HSPA+

HSPA+ – технология, базирующаяся на HSDPA, в которой реализованы более сложные методы модуляции сигнала (16QAM, 64QAM) и технология MIMO (Multiple Input Multiple Output – множественный вход множественный выход). Максимальная скорость 3G может достигать 21 Мбит/с. Подобную технологию уже относят к 3,5G.

DC-HSPA+

DC-HSPA+ технология с самым быстрым 3G Интернетом 42,2 Мбит/с. По сути это двухканальный HSPA+ с шириной канала 10 МГц. Часто это технологию называют .

Все устройства, поддерживающие режим работы в сетях третьего поколения, поддерживают также стандарты предыдущих поколений. К примеру, уже устаревший на сегодняшний день USB-модем Huawei E173 для сетей 2G/3G поддерживает стандарты GSM, GPRS, EDGE (до 236,8 Кбит/c), UMTS (до 384 Кбит/c), HSDPA (до 7,2 Мбит/с), т.е. стандарты сетей как второго так и третьего поколений. Максимальная скорость с которой может работать данное устройство равна 7,2 Мбит/с. Более «продвинутая» модель Huawei E3131 для сетей 2G/3G поддерживает набор стандартов, включающий кроме вышеперечисленных еще и HSPA+. Максимальная достижимая скорость загрузки данных на этом устройстве значительно больше и составляет 21 Мбит/сек. Но следует учесть, что максимальная теоретическая и реальная скорости отличаются довольно на модемах huawei E1550, zte mf180, где максимальная скорость 3.6 Мбит/с, на практике можно добиться скорости 1-2 Мит/с, на модемах Huawei E173, ZTE MF112 (максимальная скорость 7,2 Мбит/с) на практике 2-3,5 Мбит/с, это при условии хорошего уровня сигнала и низкой загруженности вышки мобильного оператора. Одним из факторов повышения скорости 3G Интернета является использования модема поддерживающего максимальную скорость 3G. Мы рекомендуем модем Huawei E3372, он не только поддерживает максимальную скорость 3G Интернета (до 42,2 Мбит/с), но и 4G (до 150 Мбит/с). Кто то может возразить и сказать что в его «дыре» 4G не будет никогда, однако не забывайте, что несколько лет назад вы и о 3G не мечтали. Технологии не стоят на месте!

Читайте также:  Смартфон Ulefone Note 10

Принцип действия

Сотовые сети эксплуатируют идеи контроля доступа к среде (MAC). Полный аналог проводной версии. Происходит мультиплексирование данных, обеспечивая экономию ресурсов. Конкретный дизайн протокола определяет физическая среда. Радиосигнал изменяется оптическими эффектами, погодными условиями, временем дня, года. Качество приёма постоянно флуктуирует. Очевидным решением выступает повышение мощности, однако мера одновременно усиливает явление интерференции. Количество ошибок растёт. Примерные соотношения:

  1. Проводная сеть – количество ошибок менее миллионной доли.
  2. Сотовая связь – число неправильных пакетов свыше тысячной доли.

Разница превышает три порядка. Терминалам приходится использовать полудуплексный режим. Энергия передаваемого пакета много выше принимаемого сигнала. Особенности схемотехники допускают наводки. Просачивание столь большой мощности в тракт приёма полнодуплексного устройства мешает расшифровке пакетов.

Схема с контролируемым доступом

Назначается контролёр операций, координирующий распределение ресурсов. Чаще роль выполняет вышка, точка доступа. Терминал исполняет заранее заложенную программу выделения каналов, частот, временных слотов, антенн. Гарантируется отсутствие конфликтов.

Система сотовой связи

  1. TDMA. Временное деление.
  2. FDMA. Деление по частоте.
  3. OFDMA. Ортогональный доступ по частоте.
  4. SDMA. Пространственное деление.
  5. Poll.
  6. Token Ring.

Динамическое выделение ресурсов даёт неоспоримые преимущества тяжело загруженным сетям. Потому что протоколы со свободным доступом львиную долю времени тратят, предотвращая коллизии. Терминал проверяет поочерёдно активность абонентов, используя алгоритмы случайных числе, предоставляя желающим передать информацию слоты.

Общим недостатком схем контролируемого доступа считают сложность покрытия сотами протяжённых областей. Много места занимают служебные пакеты информации.

Частотное деление

Эволюционно старейшая технология сотовой связи. В пределах сессии запрос получает уникальную частоту. Пустующий канал помечается соответствующим идентификатором, позволяющим дальнейшую раздачу ресурса.

Метод эксплуатируют узкополосные системы, где длина символа существенно превышает среднее время доставки сообщения. Переменный битрейт требует модификации метода, выделения полосы сообразно ширине спектра сигнала. Зато частотное деление позволит организовать дуплексный канал.

Читайте также:  Обзор OnePlus 7 — оптимальный флагман без переплаты

Временное деление

Контролёр выделяет абоненту фиксированный интервал времени. Без учёта загруженности слота.

Мультиплексирование по ширине спектра сигнала

Схема комбинирует временное и частотное деление. Выделяют 2 дочерних вида:

  1. Псевдослучайная перестройка. Текущие частотные, временные каналы составлены полосой узких отрезков. Абонент, вещающий узкополосным сигналом, получает слот. Время выделяется целиком, частота выделяется свободная (может изменяться) в текущий момент. Смена частоты может происходить несколько раз на длительности одного бита информации.
  2. Метод прямой последовательности. Бит кодируется псевдошумовым сигналом (ПШС), модулирующим несущую. Спектр сильно расширяется, позволяя понизить отношение сигнал/шум. Сказанным исключается взаимная интерференция терминалов, понижается плотность мощности. Использование ПШС разрешает нескольким абонентам эксплуатацию единой частоты.

Ортогональное частотное деление

Электронная начинка приёмника выполняет обратное преобразование Фурье сигнала. Спектр приходят частями, передаваемый разнесёнными несущими. Параллельное использование нескольких узких каналов даёт шанс улучшить коэффициент использования ресурсов.

Протокол со свободным доступом

Терминал предоставляет ресурсы случайным образом. Отсутствие координации предполагает возникновение коллизий. Идеальный выбор сетей с низкой загрузкой. Иначе производительность системы резко падает. Зато аппаратная реализация отличается максимальной простотой.

  1. ALOHA.
  2. CSMA.
  3. CSMA/CA.

Появление 3G

Следующим шагом в эволюции мобильных сетей стало появление первой мобильной связи третьего поколения (3G). Произошло это в 2000–м году. Скорость пакетной передачи данных на тот момент максимум могла составлять 3.6 Мбит/с. Благодаря 3G, пользователи мобильных устройств, получили скоростной доступ к глобальной сети, а также возможность наслаждаться фильмами и музыкой в высоком качестве без подвисаний.

Модельный ряд Nokia 6700

Одним из самых ярких представителей мобильных устройств тех лет с поддержкой 3G стал Nokia 6700 Classic.

Но благодаря выходу на рынок сенсорных коммуникаторов, в особенности благодаря iPhone 3G, по всему миру, в том числе и в России, началась серьезная конкуренция между операторами сотовой связи. Каждый из них пытался переманить покупателей за новым дорогим гаджетом, имеющим возможность скоростного просмотра веб–страниц в полном размере. В итоге это привело к тому, что сейчас скоростной доступ в Интернет есть практически во всех населенных пунктах.

Но и на этом история развития сотовой сети не закончилась, в 2006 году потихоньку стали внедряться новые стандарты скоростной связи по протоколу HSDPA, более известным нам как 4G. С помощью данного протокола предел скорости доступа в интернет был увеличен в 10 раз — до 42 Мбит/с.

Самая первая в истории коммерческая 4G–сеть появилась в 2009 году, в столицах Швеции и Норвегии. Скорость доступа пользователей мобильной сети нового поколения могла достигать пика в 100 Мбит/с. На сегодняшний день скоростной доступ в Интернет по протоколу 4G доступен практически везде. Что примечательно, наша страна является одной из лидирующих держав в плане качества и площади покрытия мобильной связи во всем мире. Даже в большинстве маленьких населенных пунктов России есть покрытие сетями LTE, причем на очень приличных скоростях.

Замеры я делал лично в одном из населенных пунктов Новгородской области. Оператор – YOTA