Основные понятия и принципы работы GSM-сетей. Сущность метода и структура временного разделения каналов (TDMA). Принцип работы генератора пакетов. Особенности изготовления печатных плат. Технические характеристики блокиратора сигнала сотовых телефонов.
Аннотация к работе
В нашей стране сотовые телефоны получили такое распространение, что их использование все чаще призывают ограничить. Системы радиоблокировки сотовых телефонов выполняют несколько иные функции и действуют по другому принципу. В качестве примера можно привести прибор RS Jammer, который не создает помех для работы систем сотовой связи и прочей электроники, а воздействует только на телефонный аппарат, находящийся в определенной зоне. Наконец, третий вариант - системы, создающие постоянные помехи в определенном диапазоне, причем некоторые из них обладают любопытной функцией: с помощью беспроводных технологий типа Bluetooth они автоматически переводят любой совместимый телефон в режим "молчания". Компания Global Gadget выпустила две модификации: SH-066PL2B - для подавления работы сетей GSM 900/1800 и SH-066PL2A - для "борьбы" с телефонами, действующими в диапазоне 800 и 1900 МГЦ.Первый оператор GSM принял абонентов в 1991 году, к началу 1994 года сети, основанные на рассматриваемом стандарте, имели уже 1.3 миллиона подписчиков, а к концу 1995 их число увеличилось до 10 миллионов! Самая простая часть структурной схемы - переносной телефон, состоит из двух частей: собственно "трубки" - МЕ (Mobile Equipment - мобильное устройство) и смарт-карты SIM (Subscriber Identity Module - модуль идентификации абонента), получаемой при заключении контракта с оператором. Как любой автомобиль снабжен уникальным номером кузова, так и сотовый телефон имеет собственный номер - IMEI (International Mobile Equipment Identity - международный идентификатор мобильного устройства), который может передаваться сети по ее запросу. "Центральной нервной системой" сети является NSS (Network and Switching Subsystem - подсистема сети и коммутации), а компонент, выполняющей функции "мозга" называется MSC (Mobile services Switching Center - центр коммутации). В ней хранится информация о номерах пользователей (под номерами подразумеваются, во-первых, упоминавшийся выше IMSI, а во-вторых, так называемый MSISDN-Mobile Subscriber ISDN, т.е. телефонный номер в его обычном понимании), перечень доступных услуг и многое другое - далее по тексту часто будут описываться параметры, находящиеся в HLR.Первый блок используется для процедур установления подлинности абонента, а второй, как следует из названия, отвечает за допуск к эксплуатации в сети только разрешенных сотовых телефонов. Рассмотрим наиболее общий случай - регистрацию не в домашней, а в чужой, так называемой гостевой, сети (будем предполагать, что услуга роуминга абоненту разрешена). Последний передает всю необходимую информацию об абоненте в VLR, который сделал запрос, а у себя размещает ссылку на этот VLR, чтобы в случае необходимости знать, "где искать" абонента. Дело в том, что в режиме ожидания "трубка" только отслеживает сигналы, передаваемые сетью, но сама ничего не излучает - процесс передачи начинается только в случае установления соединения, а также при значительных перемещениях относительно сети (ниже это будет рассмотрено подробно) - в таких случаях таймер, отсчитывающий время до следующей перерегистрации, запускается заново. Поэтому при "выпадении" телефона из сети (например, был отсоединен аккумулятор, или владелец аппарата зашел в метро, не выключив телефон) система об этом не узнает.Промышленность выпускает широкий ассортимент логических микросхем, использующих структуры металл-окисел-полупроводник (МОП или КМОП).На их основе выполнены такие распространенные серии, как К176 (CD4000), К561 (CD4000A), КР1561 (CD4000B), 564 и 1564 - в скобках указаны импортные аналогичные серии. Эти микросхемы отличаются очень малым потреблением тока в статическом режиме - 0,1... Отличительная особенность серии КР1561 от К561 - наличие буферных элементов на входах и выходах, в результате чего все микросхемы серии имеют примерно одинаковые выходные характеристики. Кроме того, микросхемы КР1561 защищены от перегрузок, как по входу, так и по выходу (в выходные цепи добавлены токоограничительные резисторы), но некоторые из элементов данной серии имеют меньший допустимый диапазон питающего напряжения. Серии 564 и 1564 выпускаются с планарным расположением выводов и отличаются от остальных серий МОП микросхем меньшими размерами корпуса и повышенной радиационной стойкостью (используются военными).Если имеется возможность отпечатать рисунок на лазерном принтере или ксероксе, можно наносить рисунок на фольгу методом термопереноса. На предварительно тщательно зачищенную плату кладут рисунок проводников, отпечатанный на бумаге в зеркальном изображении, и переносят их на фольгу, "прикатывая" горячим утюгом. Если печатать рисунок на бумаге, которая используется для защиты липкого слоя клеящихся обоев или какой-либо другой липкой пленки, причем печатать на той стороне, которая прилегала к липком слою (скользкий сторона), тогда после перевода изображения утюгом, бумагу можно очень аккуратно снимать не дожидаясь полного остывания (
План
Содержание
1. Общая характеристика работы
1.1. Цель и задачи работы
1.2. Введение
2. Основное содержание работы
2.1. Принцип работы GSM-сетей
2.2. TDMA(Пакетная передача данных).
2.3. Принцип работы генератора пакетов
2.4. Схема устройства
2.5. Типы используемых деталей
3. Основные результаты работы.
4. Литература
Введение
В нашей стране сотовые телефоны получили такое распространение, что их использование все чаще призывают ограничить. Пока преимущественно в крупных городах. Делать это предлагается с помощью специальных систем, блокирующих радиоволны в определенном диапазоне.
На выезде из многих российских населенных пунктов можно увидеть странные конструкции - антенны высотой до 30 м, расставленные по эллипсу на территории примерно в квадратный километр. Это те самые советские станции глушения и пеленгации, которые в не столь уж отдаленные времена мешали особенно пытливым гражданам слушать "вражеские голоса". Системы радиоблокировки сотовых телефонов выполняют несколько иные функции и действуют по другому принципу.
Мобильные "глушилки" бывают трех типов. Первую группу составляют довольно простые системы, использование которых не требует дополнительных энергозатрат. На стенах в помещении монтируются специальные экранирующие электромагнитные панели (Faraday Cage), обеспечивающие пассивное блокирование сотовых сигналов. Как утверждает начальник отдела продвижения решений НИП "Информ защита" Михаил Савельев, "деревянные панели с тонкими пластинами из никель-цинкового сплава отсекают до 97% радиоволн. Данный вариант подходит для небольших помещений и позволяет сэкономить на оплате счетов за электричество".
Второй метод - установка специального прибора, определяющего наличие включенного мобильника в радиусе пяти метров и более. При попытке позвонить устройство в течение короткого промежутка времени излучает подавляющий сигнал сравнительно небольшой мощности. В результате канал управления базовой станции, предназначенный для абонента, в зоне действия устройства перекрывается. Конкретные параметры подобных участков "мобильного молчания" зависят от характеристик используемых антенн. Входящие звонки отсекаются точно так же, вызова абонента не происходит, сигнал не слышен. После чего сотовый аппарат переключается в режим ожидания, оставаясь на обслуживании в сотовой сети. Сигналы подавляются на частотах 860-960 и 1800-1970 МГЦ. В качестве примера можно привести прибор RS Jammer, который не создает помех для работы систем сотовой связи и прочей электроники, а воздействует только на телефонный аппарат, находящийся в определенной зоне. При этом его действие не фиксируется стандартными средствами радионаблюдения. "Дальнобойность" RS Jammer зависит от характеристик блокирующего передатчика. В предлагаемых вариантах мощность составляет 1,5 или 4 Вт (при импульсе).
Наконец, третий вариант - системы, создающие постоянные помехи в определенном диапазоне, причем некоторые из них обладают любопытной функцией: с помощью беспроводных технологий типа Bluetooth они автоматически переводят любой совместимый телефон в режим "молчания".
Еще в 2001 году гонконгская компания Champion Technology представила одну из первых "глушилок", переделанную из военной системы, применявшейся в противоракетной обороне. Стоимость MUTETONE составила $1600. Прибор предназначался для коммерческого использования и блокировал связь на площади порядка 700 кв. м.
В конце 2003 года в Великобритании была создана "глушилка" для сотовых телефонов, внешне похожая на обычный мобильник с двумя антеннами. Компания Global Gadget выпустила две модификации: SH-066PL2B - для подавления работы сетей GSM 900/1800 и SH-066PL2A - для "борьбы" с телефонами, действующими в диапазоне 800 и 1900 МГЦ. Мощность устройства не превышает 20 МВТ, что, по словам его изобретателей, достаточно для блокирования сотовой связи в радиусе 10-15 м. Стоит система около $270. Аппарат автономный, в комплекте поставляются зарядник и батарея, которой, правда, хватает всего на несколько часов работы.
Существуют также интеллектуальные блокираторы мобильных телефонов ГАММА, "Москит", "Скит-МП", MOBILEPHONEPROTECT, БСТ модели JA и MJ - все они предназначены для подавления в заданной зоне мобильников и аппаратуры, использующей для передачи информации каналы сотовой связи.
В нашей стране производством подобного рода техники занимается несколько компаний. По информации заместителя директора по консалтингу НИП "Информзащита" Максима Эмма, один из наиболее известных отечественных блокираторов RS Jammini для сетей GSM 900/1800 (как и C-Guard LP, изготовляемый израильской компанией NETLINE) стоит в районе 1500 евро. Работают они неплохо, хотя бы исходя из принципа "ломать - не строить": чем мощнее сигнал, тем надежнее система глушит сотовые трубки.
В режиме ожидания подобный прибор не генерирует сигнал. Защита включается только на время вызова, в строго ограниченной зоне. Прибор блокирует аппараты стандартов D-AMPS, CDMA, GSM-900 и 1800.
Трезвон сотовых телефонов все сильнее раздражает людей в общественных местах. Почти во всех странах запрещено использование трубок в больницах и поликлиниках, где они могут помешать электронному оборудованию. Значки с перечеркнутыми трубками встречаются в аудиториях, где проводят экзамены, на электростанциях, в храмах и музеях. Во Франции некоторое время назад рассматривался законопроект, разрешающий установку мобильных глушилок в библиотеках и музеях. К этому моменту в стране уже молчали трубки во многих кинотеатрах и концертных залах, поскольку их владельцы, столкнувшиеся с серьезными финансовыми потерями, заняли весьма активную и непримиримую позицию.
Министр юстиции штата Новый Южный Уэльс (Австралия) обратился к федеральному правительству за разрешением применять в тюрьмах глушилки, дабы прекратить любые попытки использования заключенными мобильных телефонов. По его словам, число попыток пронести в здания тюрем сотовые аппараты резко увеличилось.
Убедились в необходимости устанавливать запрет на сотовые телефоны и священники. В мусульманских мечетях в Саудовской Аравии он уже введен. В одной из католических церквей на юго-востоке Испании мобильные телефоны больше не мешают проведению служб. Настоятель установил внутри храма электронное приспособление, блокирующее мобильники. Причиной, побудившей священника пойти на этот шаг, стали постоянные звонки телефонов, раздающиеся во время мессы и мешающие проявлению религиозных чувств.
В индийском парламенте уже пару лет назад "глушилки" установили в связи с тем, что политические деятели игнорировали многочисленные просьбы выключить свои сотовые телефоны во время заседаний, в результате законодательные сессии постоянно прерывались.
В Италии университеты начали использовать блокираторы после того, как узнали о том, что хитроумные студенты-подростки обманывали экзаменаторов, обмениваясь SMS или фотографируя тестовые задания.
Отдельный вопрос - безопасность. Поскольку мобильный телефон может выступить в качестве взрывателя для различного рода бомб, глушение активно используется силовыми структурами. Особенно богатый опыт в этом отношении у израильских, американских и российских спецслужб - сказывается напряженная борьба с терроризмом. К примеру, при проезде высокопоставленных чиновников по правительственной трассе еще за пару минут до появления их автомобилей на дисплее мобильного телефона пропадает сотовая сеть и восстанавливается только через 3-4 минуты после удалившегося кортежа. Раньше в арсенале у сотрудников специальных служб были устройства, подавляющие активность радиовзрывателей с помощью излучения по широкому спектру радиочастот, теперь же перешли на более современное оборудование. Радиус действия "глушилок" составляет 300-500 м, притом небольшие размеры позволяют устанавливать их в несколько автомобилей, увеличивая этот радиус до 1-2 км вокруг кортежа.
Что касается законодательства: скажем, в США закон категорически (еще с 1930-х годов) запрещает глушение и определяет его как "намеренное воздействие на радиокоммуникации любой станции, имеющей лицензию на передачу".