33 АрхитектураUmts

Структура радиосети UMTS состоит из трех основных элементов абонентское оборудование (англ. UserEquipment - UI), включающее в себя:

- оборудование подвижной связи (англ. MobileEquipment - ME), представляющее собой радиотерминал, который соединяет абонента UMTS с фиксированной частью системы через радиоинтерфейсUu;

- модуль идентификации абонента UMTS (англ. UMTS SubscriberIdentityModule - USIM), представляющий собой смарт-карту, аналогичную SIM-карте в системе GSM. Карта содержит идентификатор абонента, алгоритм аутентификации, ключи аутентификации и шифрования и т.д.;

- наземная сеть радиодоступа UMTS (англ. UMTS TerrestrialRadioAccessNetwork - UTRAN), представляющая собой подсистему базовых станций и их контроллеров. Она состоит из двух типов элементов:

- базовые станции, называемые узлами B (англ. Node B) (согласно терминологии 3GPP). Они выполняют обработку данных на физическом уровне - такую, как канальное кодирование, перемежение данных, корректировка скорости передачи, модуляция и т.д. В основном, базовая станция преобразует данные из формата радиоинтерфейсаUu в формат интерфейса Iub, связывающего узел B с контроллером радиосети;

- контроллеры радиосети (англ. RadioNetworkController - RNC), которые управляют работой присоединенных к ним узлов B и распределяют выделенные им радиоресурсы. Таким образом, контроллер обрабатывает данные на уровне звена данных и участвует в процедурах хэндовера. В базовой сети контроллер RNC считается точкой доступа к услуге сети UTRAN. Он соединен с одной парой MSC/VLR для маршрутизации трафика с коммутацией каналов и с одним узлом SGSN для маршрутизации трафика с коммутацией пакетов;

- базовая сеть (англ. CoreNetwork - CN) организована на основе сетей GSM и GPRS. Поэтому она содержит элементы, характерные для систем, как с коммутацией каналов, так и с коммутацией пакетов:

- опорный (домашний) регистр местоположения (англ. Ноте LocalitionRegister - HLR), который выполняет те же функции, что и в системах GSM и GPRS;

- центр коммутации подвижной связи/визитный регистр местоположения (англ. MobileSwitchingCenter/VisitorsLocationRegister - MSC/VLR), которые управляют трафиком с коммутацией каналов;

- шлюзовый центр коммутации подвижной связи (англ. GatewayMobileSwitchingCenter — GMSC), соединяющий сеть UMTS с внешними сетями, работающими в режиме коммутации каналов;

- узел текущей поддержки GPRS (англ. Serving GPRS SupportNode - SGSN), аналогичный узлу, используемому в GPRS и работающий в режиме коммутации пакетов;

- узел шлюзовой поддержки GPRS (англ. Gateway GPRS SupportNode GGSN), соединяющий сеть UMTS с внешними сетями, работающими в режиме коммутации пакетов.

Рассмотрим интерфейсы. Большинство из них описаны настолько точно, что элементы системы UMTS могут выпускаться различными производителями. Таким образом, система может стать для них привлекательной, что позволит ей набрать популярность. Ниже приведены интерфейсы системы UMTS и перечислены их основные функции:

- интерфейс Cu - соединяет аппаратную часть терминала UMTS со смарт-картой USIM. Он соответствует стандартному формату смарт-карт;

- интерфейс Uu - радиоинтерфейс между терминалами UMTS и базовыми станциями (узлами B). Он точно определен, что позволяет использовать терминалы различных производителей. В определении интерфейса Uu заключается основная новизна технологии UMTS;

- интерфейс Iub - описывает связь базовой станции и соответствующего контроллера RNC;

- интерфейс Iur - это интерфейс между различными контроллерами RNC.

34 3 G

Концепция систем 3-го поколения нацелена на создание условий для предоставления услуг мультимедиа, включая высокоскоростную передачу информации, видео и речи, факсимильных сообщений и данных любому абоненту с помощью мобильного терминала, имеющего единый номер. Стоимость услуги должна быть минимальна при приемлемом качестве и уровне безопасности. Главная цель разработки систем 3-го поколения - удовлетворение потребности массового рынка в персональной связи, и ее достижение будет зависеть как от тарифов для сетей общего пользования, так и от стоимости абонентского терминала. Программа IMT-2000 базируется на ряде признаков, определяющих принципы построения систем 3-го поколения и их архитектуру. Уже на первом этапе развертывания они должны обеспечивать определенные значения скорости передачи для различных степеней мобильности абонента (т.е. разных скоростей его движения) в зависимости от величины зоны покрытия:

• -до 2,048 Мбит/спри низкой мобильности (скорость менее 3 км/ч) и локальной зоне покрытия;

• -до 144 кбит/спри высокой мобильности (до 120 км/ч) и широкой зоне покрытия;

• -до 64 (144) кбит/с при глобальном покрытии (спутниковая связь).

Что же касается набора услуг, то он фактически приближается к предоставляемому в сетях фиксированной связи. Это и высокоскоростной доступ в Internet, и мультимедиа (табл.1).. Архитектура систем включает два основных элемента: cетевую инфраструктуру (AccessNetwork) и магистральные базовые сети (CoreNetwork). Такая структура обеспечивает возможность наращивания инфраструктуры путем последовательной модификации ее составных элементов.

35 DECT

36 ИнтерфейсDECT

37 DECT радиоинтерфейс

38 Передача, выборканалаDECT

39 Аутентификация

Аутентификация трубки может осуществляться как стандартная процедура при каждом установлении связи. Во время сеанса аутентификации базовая станция проверяет аутентификационный ключ, не передавая его по эфиру.

Принцип нераскрытия идентификационной информации по эфиру заключается в следующем: БРБ посылает трубке случайное число, которое называется "запрос". Трубка рассчитывает "ответ", комбинируя аутентификационный ключ с полученным случайным числом, и передает "ответ" базовой станции. БРБ также просчитывает ожидаемый "ответ" и сравнивает его с полученным "ответом". В результате сравнения происходит либо продолжение установления связи либо разъединение.

Если кто-то подслушивает по эфирному интерфейсу, для того чтобы украсть аутентификационный ключ, ему необходимо знать алгоритм для выявления ключа из "запроса" и "ответа". Этот "обратный" алгоритм требует огромной компьютерной мощности.Поэтому стоимость извлечения ключа подслушиванием процедуры аутентификации невероятно высока.