Особливості побудови та функціонування мереж мобільного зв’язку.

Кінець двадцятого сторіччя характеризувався навальним розвитком науки і техніки практично в усіх областях людської діяльності, і особливо це помітно в сфері телекомунікацій.

Практично кожні 3-5 років народжуються нові протоколи і системи радіозв'язку з більш високими характеристиками, а існуюча техніка морально швидко застаріває.

Наприклад, фірмами Marconi (колишня OTE) і ADI (колишня Stanilite) уже зняті з виробництва системи стандарту МРТ 1327, компанія Ericsson відмовилася від виробництва системи EDACS. Тому перед керівниками різноманітних державних органів і комерційних структур стоїть надзвичайно важлива проблема вибору системи, що відповідає заданим вимогам і довговічністю життєвого циклу, що відрізняється.

У даний час широкі можливості мобільних систем зв'язку на базі стандартів транкінгового зв'язку притягують усе більше уваги користувачів відомчих мереж рухливого зв'язку, серед яких переважають служби суспільної безпеки, міліція, пожежні, рятувальники, швидка допомога і ін.

Крім таких основних вимог цих груп абонентів, як гарантований і швидкий доступ у систему, пріоритетні виклики, прямий зв'язок між абонентами і т.д., цифрові транкінгові системи забезпечують можливість передачі даних, збільшення зон покриття, економію частотного ресурсу, інтеграцію з існуючими системами зв'язку, а також підвищений рівень захисту інформації, включаючи такі найважливіші її характеристики як конфіденціальність, цілісність і доступність.

Цей останній аспект дуже важливий у системах оперативного зв'язку фінансових і силових структур - він і є предметом даної роботи.

На сьогоднішній день існує велика кількість несумісних між собою стандартів і протоколів оперативного радіозв'язку в конвенціональних і транкінгових варіантах, а також велике число виробників відповідного радіоустаткування зв'язку.

Дана ситуація, знаходить висвітлення в засобах зв'язку, застосовуваних у силових структурах [1,4], що призводить до несумісності засобів зв'язку різноманітних підрозділів, неефективному використанню фінансових і частотних ресурсів, невиправданим витратам на ремонтну базу.

У зв'язку зі складною криміногенною обстановкою в країні, забезпеченістю злочинних угруповань засобами контролю за радіоканалами, правоохоронним органам (особливо берущим участь в операціях проти організованої злочинності) украй необхідні сучасні надійні засоби радіозв'язку, що володіють такими основними характеристиками [1]:

· мінімальний час з'єднання - 0.2-0. 3 із;

· наявність у системі різноманітних типів і пріоритетів викликів (у т.ч. - індивідуальний, груповий і циркулярний, аварійний);

· установлення зв'язку в автоматичному режимі і через диспетчерський пункт;

· передача голосу і даних із захистом інформації в каналах від перехоплення і нав'язування помилкової інформації (імітостійкість);

· захист системи від несанкціонованого використання її ресурсів;

· висока захищеність каналів радіозв'язку від навмисних і випадкових (промислових і природних) завад;

· складність радіовиявлення та радіопеленгації мобільних абонентів.

Головні відзнаки

Транкінговий зв'язок має такі основні відмінні риси:

· зв'язок радіоабонентів здійснюється через базову станцію, що виконує функції ретранслятора або точки доступу в мережу;

· на кожній базовій станції є декілька розмовних каналів, наданих абонентам за вимогою на час розмови;

· забезпечується селективність виклику, що дозволяє брати участь у розмові тільки необхідним абонентам і що блокує підключенню абонентів до інших переговорів;

· кожна базова станція має достатньо великий радіус дії, що дозволяє зменшити необхідну кількість базових станцій;

· системи зв'язку забезпечують мінімальний час установлення з'єднання;

· є ряд функцій, необхідних для службового або технологічного радіозв'язку (груповий виклик, пріоритетність та ін.).

Архітектура мереж

Найпростіші системи транкінгового зв'язку складаються з однієї або декількох не пов'язаних між собою базових станцій. Проте найбільший інтерес подають многозонові системи, що містять декілька базових станцій з зонами обслуговування абонентів, що неперекриваются або перекриваются частково, і що забезпечують “прозорий” зв'язок між абонентами поза залежністю від місця їхнього перебування.

Многозонові системи можуть бути організовані по таких принципах побудови:

· із центральною комутацією - усі базові станції підключаються до центрального комутатора, створюючи топологію типу “зірка”;

· із розподіленою комутацією - кожна базова станція має власний комутатор, що дозволяє підключати її до інших базових станцій і здійснювати транзитні з'єднання між базами, тим самим будувати мережі довільної топології;

· змішаного типу - базові станції підключаються до декількох межзонових комутаторів, що у свою чергу з'єднуються між собою довільною уявою.

Кожна з архітектур має свої гідності і недоліки, і її вибір повинен здійснюватися виходячи з характерних рис утворюваної системи зв'язку, таких, як форма і розмір територій, наявність каналів зв'язку, гаданий межзоновий трафік.

Проблема несанкціонованого використання систем зв'язку виник разом із їхньою появою. В міру розвитку систем удосконалювалися їхні засоби захисту. Але також з'являлися і нові засоби “злому” систем.

У системах транкінгового зв'язку використовуються різноманітні методи захисту: від найпростішої передачі захисних кодів низькочастотною модуляцією сигналу до складних алгоритмів аутентіфікації з відкритим ключем.

Необхідно зауважити, що в усіх аналогових транкінгових протоколах основним призначенням засобів захисту від несанкціонованого доступу був виняток незаконного використання серийно випускається абонентського устаткування.

Іншою проблемою є захист від несанкціонованого прослуховування переговорів, що ведуться, засобами радіоперехвата. Тут справи в аналогових протоколах обстоять ще гірше - більшість з них не передбачає ніяких стандартних засобів закриття переговорів. Як правило, захист від прослуховування в цьому випадку здійснюється установкою додаткового устрою, що скремблює, в абонентську радіостанцію або у виносну гарнітуру.

Тільки поява цілком цифрових транкінгових стандартів, що використовують криптографічні алгоритми, дозволило вирішити проблеми забезпечення конфіденціальності систем зв'язку.

Необхідно зауважити, що застосування цифрового протоколу саме по собі не забезпечує захист від прослуховування переговорів. Незважаючи на те, що розмову неможливо прослухати стандартним усехвильовим приймачем, він доступний для прослуховування спеціальними засобами. Для повного закриття переговорів необхідна активізація функції їхнього шифрування стійким кріптоалгорітмом і її підтримкою всіма компонентами системи [5,6,7].

Типова архітектура системи транкінгового звязку стандарту TETRA подана на рис.1.

На схемі використані такі позначення:

KMC: Keys Management Center - центр управління ключами;

NMC: Network Management Center - центр управління мережі;

OMC: Operations & Maintenance Center - операційний і обслуговуючий центр;

MSW: Main Switch Center - головний комутаційний центр;

SSW: Secondary Switch Center - повторний комутаційний центр

BS: Base Station - базова станція

RT: Radio Terminal – радіотермінал

MSW

TCP/IP (Х.25) мережа

MSW

MSW

SSW

SSW

SSW

BS

OMC

BS

OMC

OMC

KMC

NMC

BS

BS

BS

RT

RT

RT

Рис.1 - Архітектура системи TETRA