Petrásek Jan A1

MOBILNÍ SÍTĚMOBILNÍ SÍTĚ

Petrásek JanPetrásek Jan

Sítě první generace 1G – NMT – provoz od roku 1981Sítě první generace 1G – NMT – provoz od roku 1981Sítě druhé generace 2G – GSM – provoz od roku 1991Sítě druhé generace 2G – GSM – provoz od roku 1991

Sítě třetí generace 3G – UMTS – provoz sítě odzkoušen Sítě třetí generace 3G – UMTS – provoz sítě odzkoušen v Japonsku, menší UMTS sítě ve velkých městech.v Japonsku, menší UMTS sítě ve velkých městech.

Další rozdělení: 2.5 G - GPRSDalší rozdělení: 2.5 G - GPRS 2.75 G - EDGE, EGPRS2.75 G - EDGE, EGPRS

3.5 G - HSDPA3.5 G - HSDPA 3.75 G - HSUPA3.75 G - HSUPA

HISTORIE MOBILNÍCH SÍTÍ

Systém NMT (Nordic Mobile Telephone) patří do skupiny systémů pro mobilní komunikaci první generace a je tedy jedním z mnoha analogových

systémů, používaných po celém světě. Jedná se o mobilní telefonní síť, vyvinutou

telekomunikačními správami Finska, Dánska, Norska a Švédska pro zajištění kompatibilního radiotelefonního systému ve všech těchto státech. Po roce 1981 byly sítě NMT vybudovány právě v těchto zemích, ale brzy se

seznam rozšířil o mnoho dalších evropských a asijských zemí.

ANALOGOVÁ MOBILNÍ SÍŤ NMT

V roce 1991 byl systém NMT 450 zaveden také v tehdejší ČSFR společností Eurotel. Na následujících grafech je zobrazen vývoj

počtu základnových stanic a zákazníků systému NMT provozovaného společností Eurotel.

V nynější době je síť NMT vytlačována GSM, postupně mizí.

NMT U NÁS

Systém využívá frekvenční modulaci FM a metodu mnohonásobného přístupu FDMA (Frequency Divission Multiple Access). Základní parametry systému NMT 450

(existuje i varianta NMT 900) jsou následující:

1) Vysílací pásmo základnové stanice : 463-467,5 MHz

2) Vysílací pásmo mobilní stanice : 453-457,5 MHz

3) Šířka kanálu : 25 kHz

4) Počet kanálů : 180Oproti GSM má NMT velmi dobré šíření rádiových vln v

rozlehlých a horských oblastech z důvodu lepšího ohybu rádiových vln, ale menší kapacitu sítě.

TECHNICKÉ PARAMETRY NMT

V roce 1982 byla Sdružením pošt a telegrafů (CEPT) sestavená skupina nazývaná “Groupe Spécial Mobile” (GSM) určená pro studium a vytvoření celoevropského celulárního systému. První etapa specifikace GSM byla publikována v roce 1990. Na začátku roku 1994 už celosvětově používalo služby GSM více než 1,3 miliónů lidí. Zkratka GSM se později významově změnila na „Global System for Mobile communications“.GSM je digitální buňková radiotelefonní síť operující v 110 zemích s více než 200 GSM sítěmi. Systém sítě GSM je tvořen buňkami o velikosti typicky 1-3 kilometry v průměru, avšak je možné používat buňky o velikosti 35 kilometrů V centrech velkých měst je tato vzdálenost značně menší, a to cca 500 metrů.

DIGITÁLNÍ DIGITÁLNÍ MOBILNÍ SÍŤ GSMMOBILNÍ SÍŤ GSM

Kmitočtová pásma GSM

TECHNICKÉ PARAMETRY GSMTECHNICKÉ PARAMETRY GSM

1.1. GSM – GSM900GSM – GSM900PCN (Personal Communication Network) – GSM1800PCN (Personal Communication Network) – GSM1800PCS (Personal Communication Services ) PCS (Personal Communication Services ) Mobile Tx – pásmo pro příjem, Mobile Rx – pásmo pro Mobile Tx – pásmo pro příjem, Mobile Rx – pásmo pro vysílánívysílání

Mylně by se dále mohlo zdát, že každá stanice BTS dokáže zpracovat 992 hovorů (124 FDMA * 8 TDMA). Toto však prakticky není možné. Kdyby totiž sousední stanice BTS používaly všechny frekvence, navzájem by se rušily. Komunikace by tak nebyla možná. Každá BTS proto všeobecně zpracovává maximálně 12 hovorů. Rozdělení buněk zjednodušeně ukazuje následujicí obrázek:FDMA = ( Frequency Division Multiple Access ) – frekvenční dělení kanálů TDMA = ( Time Division Multiple Access ) – časové dělení kanálů

BUŇKOVÝ SYSTÉM GSM

FDMA A TDMA U FDMA A TDMA U GSMGSMFDMA (Frequency Division Multiple Access – vícenásobný přístup FDMA (Frequency Division Multiple Access – vícenásobný přístup

frekvenčním dělením frekvenčním dělením Frekvenční pásmo vysílače mobilní stanice (mob. telefon) je 890-915 MHz Frekvenční pásmo vysílače mobilní stanice (mob. telefon) je 890-915 MHz a a frekvenční pásmo přijímače je 935-960 MHz ( vysílá BTS ).a a frekvenční pásmo přijímače je 935-960 MHz ( vysílá BTS ).Tato pásma jsou dále rozděleny na tzv. kanály, přičemž šířka jednoho Tato pásma jsou dále rozděleny na tzv. kanály, přičemž šířka jednoho kanálu je 200 kHz, to znamená, že systém má 124 frekvenčních kanálů kanálu je 200 kHz, to znamená, že systém má 124 frekvenčních kanálů jedním směrem – uplink a 124 frekvenčních kanálů opačným směrem – jedním směrem – uplink a 124 frekvenčních kanálů opačným směrem – downlink.downlink.TDMA (Time Division Multiple Access – vícenásobný TDMA (Time Division Multiple Access – vícenásobný přístup časovým dělením) přístup časovým dělením) V každém frekvenčním kanálu se přenáší 8 nezávislých V každém frekvenčním kanálu se přenáší 8 nezávislých modulačních signálů, tj. každý frekvenční kanál je rozdělen modulačních signálů, tj. každý frekvenční kanál je rozdělen na 8 časových kanálů (tzv. na 8 časových kanálů (tzv. time slottime slot). Využívá se tady tzv. ). Využívá se tady tzv. kombinovaný multiplexkombinovaný multiplex TDMA/FDMATDMA/FDMA (124 duplexních (124 duplexních frekvenčních kanálů * 8 intervalů=992 kanálů jedním frekvenčních kanálů * 8 intervalů=992 kanálů jedním směrem) směrem)

SCHÉMA TOKU DAT V SÍTI GSMSCHÉMA TOKU DAT V SÍTI GSM

OSS - (Operation and Support Subsystem) – dohled nad provozem sítěSystém BSS (systém základnových stanic) se skládá z určitého počtu základnových stanic BTS (12-30) a řídící jednotky BSC (Base Station Controller). Systém NSS (síťový a spínací systém) je ve své podstatě pro GSM to, čím je pro pevnou telefonní síť ústředna. NSS řídí komunikaci mezi mobilními účastníky sítě GSM a komunikaci s dalšími externími sítěmi.

Síť GSM byla navržena s průměrnou úrovní zabezpečení. Systém byl navržen Síť GSM byla navržena s průměrnou úrovní zabezpečení. Systém byl navržen tak, aby ověřoval uživatele použitím sdíleným-tajným šifrováním.tak, aby ověřoval uživatele použitím sdíleným-tajným šifrováním.GSM pro zabezpečení používá některé šifrovací algoritmy. Šifry A5/1 a A5/2 GSM pro zabezpečení používá některé šifrovací algoritmy. Šifry A5/1 a A5/2 se používají pro zajištění bezpečnosti hovoru ve vzduchu. A5/1 je silnější se používají pro zajištění bezpečnosti hovoru ve vzduchu. A5/1 je silnější algoritmus používaný v Evropě; A5/2 je slabší a používá se v ostatních algoritmus používaný v Evropě; A5/2 je slabší a používá se v ostatních zemích.zemích.Systém podporuje více algoritmů, takže operátoři mohou nahradit tuto šifru Systém podporuje více algoritmů, takže operátoři mohou nahradit tuto šifru silnější.silnější.Autentizační prvky SIM, Autentizační prvky SIM, AutentizaceAutentizace mobilním operátorem. mobilním operátorem.Kuriozita: Známí technologičtí maniaci z sdružení CCC (Computer Chaos Kuriozita: Známí technologičtí maniaci z sdružení CCC (Computer Chaos Club), kteří jsou v Evropě považovaní za nejlepší hackery a odborníky na Club), kteří jsou v Evropě považovaní za nejlepší hackery a odborníky na ilegální hardware. Právě těmto lidem se podařilo vyrobit softwarový emulátor ilegální hardware. Právě těmto lidem se podařilo vyrobit softwarový emulátor SIM karty německého operátora, včetně všech autentizačních a kódovacích SIM karty německého operátora, včetně všech autentizačních a kódovacích algoritmů. Jedná se o docela krátký soubor šířený včetně zdrojových souborů algoritmů. Jedná se o docela krátký soubor šířený včetně zdrojových souborů a běžící pod MS DOS-em na každém PC. Přes komunikační port počítače se a běžící pod MS DOS-em na každém PC. Přes komunikační port počítače se jednoduše připojí mobilní telefon bez SIM karty, spustíte emulátor, zadáte jednoduše připojí mobilní telefon bez SIM karty, spustíte emulátor, zadáte několik vstupních údajů a klidně telefonujete.několik vstupních údajů a klidně telefonujete.

BEZPEČNOST BEZPEČNOST GSMGSM

Universal Mobile Telecommunication SystémUniversal Mobile Telecommunication SystémUMTS používá pro přístup W-CDMA (Wideband Code UMTS používá pro přístup W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) a je standardizován Division Multiple Access) a je standardizován organizací 3GPP a je evropským standardem, který organizací 3GPP a je evropským standardem, který splňuje požadavky ITU IMT-2000 pro mobilní buňkové splňuje požadavky ITU IMT-2000 pro mobilní buňkové sítě třetí generace.sítě třetí generace.Standard W-CDMA se také často označuje jako UMTS Standard W-CDMA se také často označuje jako UMTS - zatímco W-CDMA je technický název naznačující, že - zatímco W-CDMA je technický název naznačující, že jde o širokopásmové CDMA, tedy WideBand CDMA. jde o širokopásmové CDMA, tedy WideBand CDMA. Označení UMTS je název ekonomicko-politickýOznačení UMTS je název ekonomicko-politický.

SÍTĚ 3. GENERACE - SÍTĚ 3. GENERACE - UMTSUMTS

UMTS je rozděleno na pozemní část a družicovou část:

S-UMTS (Satellite UMTS) - Družicová pohyblivá služba

T-UMTS (Terrestrial UMTS) - Pohyblivá služba tedy běžné UMTS

UMTS dále umožňuje režim ve dvou základních režimech odělení uplinku a dovnlinku TDD a FDD:

FDD (Frequency Division Duplex) – spojení mezi základnovou stanicí a telefonem v uplink a downlink na oddělených frekvencích

TDD (Time Division Duplex) – uplink i downlink na stejné frekvenci, střídání na základě různých time slotů tzv. "Ping-Pong"

TECHNICKÉ TECHNICKÉ PARAMETRY PARAMETRY

UMTSUMTS

FREKVENČNÍ FREKVENČNÍ ROZDĚLENÍ UMTSROZDĚLENÍ UMTS

CDMA (Code Division Multiple Access), což je přístupová metoda kódového dělení. Pro UMTS je použita její varianta WB-CDMA, širokopásmová přístupová metoda. V CDMA neexistuje žádné časové dělení a všichni uživatelé používají přidělené frekvenční pásmo po celou dobu.Lepší využití rádiových frekvencí (vyšší spektrální účinnost modulací, účinnější zdrojové a kanálové kódování)Zvýšení přenosových rychlostí současných systémů 2. generace na hodnoty až 2 Mbit/sŠiroké spektrum služeb s různým stupněm kvalityIdentifikace účastníka nezávisle na mobilním terminálu pomocí UIM (User Identification Module - Uživatelský identifikační modul), což je obdoba SIM karty u systému GSM

VÝHODY UMTSVÝHODY UMTS

Seminární práce - Marek Machalík – Sítě GSM

Diplomová práce – Tomáš Velický –Datové přenosy po GSM sítích, technologie HSCSD, GPRS a UMTS

Internet:

http://cs.wikipedia.org

http://tomas.richtr.cz/mobil/index.htm

LITERATURA A ZDROJE

INFORMACÍ