1 / 28

A GSM hálózat alapjai

A GSM hálózat alapjai. Mi is az a GSM?. GSM= G lobal S ystem for M obile communication Digitális cell ás mobil telefonrendszer Azért lett olyan sikeres, mert előbb volt meg a szabvány és csak utána a rendszer Történet:

mariko
Download Presentation

A GSM hálózat alapjai

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. A GSM hálózat alapjai

  2. Mi is az a GSM? • GSM=Global System for Mobile communication • Digitális cellás mobil telefonrendszer • Azért lett olyan sikeres, mert előbb volt meg a szabvány és csak utána a rendszer • Történet: • nem kompatíbilis/átjárható analóg cellás telefonrendszerek (NMT: pl.Westel450) • 1990 európai szabvány (ETSI) • 1991 élő rendszerek

  3. BTS+BSC BTS BTS BTS BTS BTS BTS BTS BTS BTS BTS BTS BTS Mi a cellás rendszer?

  4. Cellák • A frekvencia sávok többszörös felhasználása a cél • Interferencia • A GSM számára fenntartott frekvencia sáv fel van osztva N számú nem átlapolódó csatornára, melyek szabályosan ismétlődő módon vannak hozzárendelve egy cella hálóhoz • Egy cella max.35km sugarú lehet

  5. BSC BSC BSC GSM hálózat BSS NSS SMSC AuC EIR HLR MS BTS VLR BTS BTS MS MSC BTS BTS PSTN (Matáv) BTS BTS BTS VLR BTS MSC BTS

  6. GSM hálózat elemei: • Rádiós hálózat (BSS-Base Station Subsystem) • bázisállomás (BTS) • bázisállomás vezérlő (BSC) • Gerinchálózat (NSS-Network Switching Subsystem) • mobil kapcsolóközpont (MSC) • honos és látogató regiszterek (HLR, VLR) • azonosító központ és készülékazonosító regiszter (AuC, EIR) • üzenetküldő központ (SMSC)

  7. Bázisállomás (BTS) • tartalmazza az adó/vevő egységeket • biztosítja az Air(levegő) interfészt , vezérli a TDMA kereteket • kódolja/dekódolja a levegőben küldött információt • méréseket végez a rádiós szakasz minőségéről • üzeneteket közvetít a mobil készülék és a GSM hálózat között

  8. Bázisállomás vezérlő (BSC) • számos bázisállomást vezérel • a rádiós erőforrásokat (csatornákat) konfigurálja és menedzseli • csatornákat rendel a mobilokhoz • BSS-en belüli hívásátadást (handover) vezérel • a mobil készülék és a bázisállomás méréseit feldolgozza

  9. Mobil kapcsolóközpont (MSC) • GSM specifikus kapcsolóközpont • vezérli a kommunikáció felépítését a mobil készülék és egy másik központ között • BSS közti hívásátadást (handover) vezérel • üzeneteket továbbít • kapu (gateway) funkciót lát el a hálózaton kívüli hívások esetén

  10. Honos Regiszter (HLR) • előfizetéshez tartozó előfizetői (titkos) adatokat és (az egyes szolgáltatásokhoz) hozzáférési jogokat kezel/tárol • követi az előfizetők helyzetét a VLR segítségével • hívásfelépítés esetén azonosításnál szerepet játszik • előfizető egyedi azonosítója: MSISDN è IMSI (VLR)

  11. Látogató Helyzet Register (VLR) • Helyi adatbázis azoknak az előfizetőknek, akik egy adott MSC által lefedett régióban tartózkodnak • követi az előfizetők helyzetét adott régiókban • roaming számot biztosít/oszt ki a mobil készülékeknek • ideiglenes azonositót ad a mobil készülékeknek • IMSI è MSRN (roaming szám), LAI (régió azonosító), TMSI (ideiglenes azonosító)

  12. Azonosító Központ (AuC) • Előfizetői azonosítók adatbázisa • azonosító adatok létrehozása/módosítása • azonosító algoritmusok (A3,A5,A8) adminisztrálása /lásd később/ • a HLR-nek küldendő azonosító hármasokat (RAND,SRES,Kc) generálja /lásd később/

  13. Készülék Azonosító Regiszter (EIR) • készülék azonosítókat (IMEI) tároló adatbázis (lista) • fehér lista - elfogadott mobil készülék típusok • fekete lista - ellopott vagy hibás működésű mobil készülékek • szürke lista - nem letiltandó, de hibásan működő készülékek

  14. SMS Service Center (SMS-SC) • üzenetközvetítő szerver • tárolja és továbbítja az üzeneteket (SMS) ha a címzett elérhető (be van kapcsolva)

  15. Data Network OMC Data Network Hálózatfelügyelet OSS NMC Network Management Center Operations & Maintenance Center BSC MSC HLR BTS

  16. A fizikai réteg jellemzői • Frekvencia sáv: • 890-915MHz (MSBTS) és 935-960MHz (BTSMS) • 124 db 200kHz-es csatorna (40db/szolgáltató) • Csatorna hozzáférés módja • Hogyan és hányan tudnak egy cellából többen telefonálni egyszerre? VÁLASZ: FDMA/TDMA csatorna-hozzáférés, egy cellában általában 3 frekivel számolva: 3x8=24 • Csatornakódolás • Hogyan történik az adatávitel? Mire jó? • Interleaving (összefésülés) VÁLASZ: beszédkeretekkódolásbitsorozat, adatvesztés megakadályozása, titkosítás

  17. TDMA keret FDMA/TDMA fizikai csatorna frekvencia 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 csat 53 csat 52 csat 51 0.577ms csat 50 Rádió csatorna csat 49 4.615ms csat 48 csat 47 csat 46 csat 45 idő időrés burst

  18. Beszéd kódolás 260 bits Csatorna kódolás 456 bits interleaving 20 ms analóg beszéd keret Kódolás+Interleaving 13 kbit/s (260 bits / 20 ms) 22.8 kbit/s (456 bits / 20 ms) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 fél-burst (8 x 114/2 bits) időrés TDMA keret (~ 5 ms) Beszéd keret (= 20 ms) 8 TDMA keret (~ 40 ms)

  19. Fire három ellenőrző bit generálva Négy nulla a kódolónak Kétszer több bit ki Csatornakódolás 20 ms kódolt beszéd 260 bits 50 132 78 50 3 185 4 Konvolúció 378 78 456

  20. Egy 456 bitből álló (20ms-os) csatornakódolt beszéd-blokk bitjeinek összefésülése Bit Interleaving (összefésülés) olvas ír b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 b10 b11 b12 b13 b14 b15 … b16 b17 456 bit … b438 b439 b440 b441 b442 b443 b444 b445 b446 b447 b448 b449 b450 b451 b452 b453 b454 b455 8 db fél beszéd-blokk

  21. Biztonságos-e a GSM? Három szintű biztonság: • azonosítás • az előfizető azonosságának ellenőrzése a szolgáltatáshoz férés előtt • a mobil készülék azonosságának ellenőrzése • titkosítás • lehallgatás elleni védelem: beszéd és felhasználó adatának titkosítása adatávitelkor • lehallgatás megelőzése: jelzés információk titkosítása • ismeretlenség megőrzése • IMSI helyett ideiglenes előfizetői azonosító (TIMSI) használata amikor csak lehetséges

  22. Titkosításhoz használt azonosítók és algoritmusok SIM HLR/AuC IMSI TMSI A3 A8 Ki Kc RAND SRES A3 A8 Ki IMSI (RAND,SRES,Kc) IMSI TMSI RAND SRES Kc A5 Kc A5 MSC/VLR BSS Mobil

  23. AZONOSÍTÁS (A3) HLR/AuC RAND Ki A3 1 SRES (RAND,SRES) 2 3 RAND Ki összehasonlítás SRES from AuC <-> SRES from MS 6 Azonosítás kérés (RAND) A3 4 5 Azonosítás válasz (SRES) SRES MSC/VLR BSS MS

  24. Titkos kulcs generálása (Kc) beszédforgalomhoz (A8) HLR/AuC RAND Ki A8 Kc Kc RAND Ki Kc Kc A8 Kc MSC/VLR BSS BSS Mobil

  25. A beszélgetés (A5)Titkosítása / Visszafejtése COUNT Kc COUNT Kc A5 A5 S1 S2 S1 S2 beszéd titkosított beszéd visszafejtett beszéd titkosított beszéd XOR XOR titkosított beszéd visszafejtett beszéd titkosított beszéd XOR XOR beszéd Mobil BTS S1/S2 - titkosított bitsorozatok fel/le irányban (114 bits mindegyik) burst - 114 bits of channel encoded speech / signalling XOR - bit szintű kizáró VAGY függvény (szimmetrikus művelet)

  26. Kérdések?

More Related