Телекоммуникационные сети и информационно-управляющие системы

Система ЭПП включает две процедуры:

* процедуру постановки подписи;

* процедуру проверки подписи.

В процедуре постановки подписи используется секретный ключ отправителя сообщения. В процедуре проверки подписи -- открытый ключ отправителя. Важнейшей особенностью системы ЭЦП является невозможность подделки ЭЦП пользователя без знания его секретного ключа подписывания.

В качестве подписываемого документа может быть использован любой файл. Подписанный файл создается из неподписанного путем добавления в него одной или более электронных подписей.

Каждая подпись содержит следующую информации)-

* дата подписи;

* срок окончания действия ключа данной подписи;

* информация о лице, подписавшем файл (Ф.И.О., должность, краткое наименование фирмы);

(идентификатор подписавшего (имя открытого ключа);

* собственно цифровая подпись".¹

2. Основные понятия обработки информации и электронного представления документов перечислены в Федеральном законе "Об электронной цифровой подписи" от 10.01.2002 № 1-ФЗ. К данным понятиям относятся:

* электронный документ -- документ, в котором информация представлена в электронно-цифровой форме;

* электронная цифровая подпись - реквизит электронного документа, предназначенный для защиты данного электронного документа от подделки, полученный в результате криптографического преобразования информации с использованием закрытого ключа ЭЦП и позволяющий идентифицировать владельца сертификата ключа подписи, а также установить отсутствие искажения информации в электронном документе;

* владелец сертификата ключа подписи - физическое лицо, на имя которого удостоверяющим центром выдан сертификат ключа подписи и которое владеет соответствующим закрытым ключом ЭЦП, позволяющим с помощью средств ЭЦП создавать свою ЭЦП в электронных документах (подписывать электронные документы);

* средства электронной цифровой подписи -- аппаратные и (или) программные средства, которые обеспечивают реализацию хотя бы одной из следующих функций:

* создание ЭЦП в электронном документе с использованием закрытого ключа ЭЦП;

подтверждение с использованием открытого ключа ЭЦП подлинности ЭЦП в электронном документе; . создание закрытых и открытых ключей ЭЦП;

* сертификат средств электронной цифровой подписи -- документ на бумажном носителе, выданный в соответствии с правилами системы сертификации для подтверждения соответствия средств ЭЦП установленным требованиям;

* закрытый ключ электронной цифровой подписи -- уникальная последовательность символов, известная владельцу сертификата ключа подписи и предназначенная для создания в электронных документах ЭЦП с использованием средств ЭЦП;

* открытый ключ электронной цифровой подписи -- уникальная последовательность символов, соответствующая закрытому ключу ЭЦП, доступная любому пользователю информационной системы и предназначенная для подтверждения с использованием средств ЭЦП подлинности ЭЦП в электронном документе;

* сертификат ключа подписи -- документ на бумажном носителе или электронный документ с ЭЦП уполномоченного лица удостоверяющего центра, которые включают в себя открытый ключ ЭЦП и выдаются удостоверяющим центром участнику информационной системы для подтверждения подлинности ЭЦП и идентификации владельца сертификата ключа подписи;

* подтверждение подлинности электронной цифровой подписи в электронном документе -- положительный результат проверки соответствующим сертифицированным средством ЭЦП;

* пользователь сертификата ключа подписи -- физическое лицо, использующее полученные в удостоверяющем центре сведения о сертификате ключа подписи для проверки принадлежности электронной цифровой подписи владельцу сертификата ключа подписи;

* информационная система общего пользования -- информационная система, которая открыта для использования всеми физическими и юридическими лицами и в услугах которой этим лицам не может быть отказано;

* корпоративная информационная система -- информационная система, участниками которой может быть ограниченный круг лиц, определенный ее владельцем или соглашением участников этой информационной системы.

3. Технология применения системы ЭЦП предполагает наличие сети абонентов, посылающих друг другу подписанные электронные документы.¹ Для каждого абонента генерируется пара ключей:

* секретный;

* открытый.

Секретный ключ хранится абонентом в тайне и используется им для формирования ЭЦП.

Открытый ключ известен всем другим пользователям и предназначен для проверки ЭЦП получателем подписанного электронного документа. Открытый ключ является необходимым инструментом, позволяющим проверить подлинность электронного документа и автора подписи. Открытый ключ не позволяет вычислить секретный ключ.

Для генерации пары ключей (секретного и открытого) в алгоритмах ЭЦП, как и в асимметричных системах шифрования, используются разные математические схемы, основанные на применении однонаправленных функций.

Вопрос 42. Сертификация электронной цифровой подписи

1. При создании ключей электронных цифровых подписей для использования в информационной системе общего пользования должны применяться только сертифицированные средства электронной цифровой подписи.

Использование несертифицированных средств ЭЦП и созданных ими ключей ЭЦП в корпоративных информационных системах федеральных органов государственной власти, органов государственной власти субъектов РФ и органов местного самоуправления не допускается.

Сертификат ключа подписи должен содержать следующие сведения:

* уникальный регистрационный номер сертификата ключа подписи, даты начала и окончания срока действия сертификата ключа подписи, находящегося в реестре удостоверяющего центра;

* фамилия, имя и отчество владельца сертификата ключа подписи или псевдоним владельца. В случае использования псевдонима удостоверяющим центром вносится запись об этом в сертификат ключа подписи;

* открытый ключ электронной цифровой подписи;

* наименование средств электронной цифровой подписи, с которыми используется данный открытый ключ электронной цифровой подписи;

* наименование и место нахождения удостоверяющего центра, выдавшего сертификат ключа подписи;

* сведения об отношениях, при осуществлении которых электронный документ с электронной цифровой подписью будет иметь юридическое значение.

В случае необходимости в сертификате ключа подписи на основании подтверждающих документов указываются должность (с указанием наименования и места нахождения организации, в которой установлена эта должность) и квалификация владельца сертификата ключа подписи, а по его заявлению в письменной форме -- иные сведения, подтверждаемые соответствующими документами.

Сертификат ключа подписи должен быть внесен удостоверяющим центром в реестр сертификатов ключей подписей не позднее даты начала действия сертификата ключа подписи.

Установлен следующий порядок хранения сертификата ключа подписи в удостоверяющем центре:

* срок хранения сертификата ключа подписи в форме электронного документа в удостоверяющем центре определяется договором между удостоверяющим центром и владельцем сертификата ключа подписи. При этом обеспечивается доступ участников информационной системы в удостоверяющий центр для получения сертификата ключа подписи; ,

* срок хранения сертификата ключа подписи в форме электронного документа в удостоверяющем центре после аннулирования сертификата ключа подписи должен быть не менее установленного федеральным законом срока исковой давности для отношений, указанных в сертификате ключа подписи;

* по истечении указанного срока хранения сертификат ключа подписи исключается из реестра сертификатов ключей подписей и переводится в режим архивного хранения. Срок архивного хранения составляет не менее чем 5 лет. Порядок выдачи копий сертификатов ключей подписей в этот период устанавливается в соответствии с законодательством РФ;

* сертификат ключа подписи в форме документа на бумажном ^; носителе хранится в порядке, установленном законодательством РФ об архивах и архивном деле.

2. Удостоверяющим центром, выдающим сертификаты ключей подписей для использования в информационных системах общего пользования, должно быть юридическое лицо, выполняющее функции, предусмотренные федеральным законом. При этом удостоверяющий центр должен обладать необходимыми материальными и финансовыми возможностями, позволяющими ему нести гражданскую ответственность перед пользователями сертификатов ключей подписей за убытки, которые могут быть ] понесены ими вследствие недостоверности сведений, содержащихся в сертификатах ключей подписей.

Удостоверяющий центр выполняет следующие функции:

* изготавливает сертификаты ключей подписей;

* создает ключи электронных цифровых подписей по обращению участников информационной системы с гарантией сохранения в тайне закрытого ключа электронной цифровой подписи;

* приостанавливает и возобновляет действие сертификатов ключей подписей, а также аннулирует их;

* ведет реестр сертификатов ключей подписей; обеспечивает его актуальность и возможность свободного доступа к нему участников информационных систем;

* проверяет уникальность открытых ключей электронных цифровых подписей в реестре сертификатов ключей подписей и архиве удостоверяющего центра;

* выдает сертификаты ключей подписей в форме документов на бумажных носителях и (или) в форме электронных документов с информацией об их действии;

* осуществляет по обращениям пользователей сертификатов ключей подписей подтверждение подлинности электронной цифровой подписи в электронном документе в отношении выданных им сертификатов ключей подписей;

* может предоставлять участникам информационных систем иные связанные с использованием электронных цифровых подписей услуги.

Услуги по выдаче участникам информационных систем сертификатов ключей подписей оказываются безвозмездно.

Удостоверяющий центр при изготовлении сертификата ключа подписи принимает на себя следующие обязательства по отношению к владельцу сертификата ключа подписи:

вносить сертификат ключа подписи в реестр сертификатов ключей подписей;

обеспечивать выдачу сертификата ключа подписи обратившимся к нему участникам информационных систем;

приостанавливать действие сертификата ключа подписи по обращению его владельца;

уведомлять владельца сертификата ключа подписи о фактах, которые стали известны удостоверяющему центру и которые существенным образом могут сказаться на возможности дальнейшего использования сертификата ключа подписи.

Владелец сертификата ключа подписи обязан:

не использовать для электронной цифровой подписи открытые и закрытые ключи электронной цифровой подписи, если ему известно, что эти ключи используются или использовались ранее;

хранить в тайне закрытый ключ электронной цифровой подписи;

немедленно требовать приостановления действия сертификата ключа подписи при наличии оснований полагать, что тайна закрытого ключа электронной цифровой подписи нарушена.

При несоблюдении этих требований возмещение причиненных вследствие этого убытков возлагается на владельца сертификата ключа подписи.

Удостоверяющий центр. выдавший сертификат ключа подписи, обязан аннулировать его:

* по истечении срока его действия;

* при утрате юридической силы сертификата соответствующих средств электронной цифровой подписи, используемых в информационных системах общего пользования;

* в случае если удостоверяющему центру стало достоверно известно о прекращении действия документа, на основании которого оформлен сертификат ключа подписи;

* по заявлению в письменной форме владельца сертификата ключа подписи.

Вопрос 43. Классификация систем мобильной связи

1. На рубеже XX-XXI вв. человечество вплотную подошло к реализации так называемых предельных задач в области развития ] телекоммуникаций -- глобальных персональных систем связи, i Глобальность связи обеспечивается созданием Всемирной сети ] связи, в которую интегрируются национальные (федеральные) _; и входящие в них региональные и ведомственные сети связи, что позволит абоненту пользоваться различными услугами связи в любой точке земного шара. При осуществлении персональной связи любой абонент сможет пользоваться услугами : электросвязи по своему личному номеру, который он получит с момента рождения и который будет зарегистрирован во Всемирной сети связи.

Увеличение объема информации потребует сокращения времени ее передачи и получения. Именно поэтому уже сейчас наблюдается устойчивый рост производства мобильных средств связи (пейджеров, автомобильных и портативных сотовых радиотелефонов, спутниковых пользовательских терминалов), которые дают возможность сотруднику той или иной службы вне рабочего места получать необходимую информацию и оперативно решать возникающие вопросы.

2. Подвижными объектами являются либо наземные транспортные средства, либо непосредственно человек, имеющий портативную абонентскую станцию (пользовательский терминал). Передача данных подвижному абоненту резко расширяет его возможности, поскольку, кроме телефонных, он может принимать телексные и факсимильные сообщения, различного рода графическую (планы местности, графики движения и т. п.), медицинскую информацию и мн. др. Особое значение эти системы приобретают в связи с активным внедрением во все сферы человеческой деятельности персональных компьютеров, разнообразных баз данных, компьютерных государственных и коммерческих сетей.

Используемые системы радиосвязи с подвижными объектами можно разделить на следующие классы:

* профессиональные системы подвижной связи;

* системы персонального радиовызова;

* сотовые системы подвижной связи;

* спутниковые системы связи.

Такие сети предназначены для передачи данных и обеспечения подвижных и стационарных объектов телефонной связью.²

3. Развитие сетей наземной подвижной радиосвязи на территории России на протяжении последних трех десятков лет диктовалось необходимостью организации оперативной связи в основном для высших органов государственной власти и управления.³ Переход к новым экономическим условиям, стимулирующим развитие деловой активности и предпринимательства, значительно повысил спрос на услуги мобильной радиосвязи общего пользования.

Можно выделить несколько групп пользователей, предъявляющих свои требования к услугам мобильной связи:⁴

* первая группа -- это небольшое число пользователей сотовых и спутниковых систем связи, для которых характерны высокий уровень платежеспособности и привычка пользоваться телефоном как повседневным инструментом руководства (администрация, руководители высшего звена, предприниматели). Их обязательные требования -- дуплексная связь и интеграция в городскую и междугородную телефонные сети;

* вторая группа -- это руководители среднего звена, обеспеченные мобильными средствами связи, само наличие которых, как и марка автомобилей на предприятии или фирме, свидетельствует об их стабильном финансовом положении и высокой деловой активности. Они имеют дело и с руководителями более высокого ранга, и с исполнителями;

* третья группа -- это та категория граждан, которым необходима прежде всего возможность передачи и получения оперативной информации для выполнения заданий руководителей

(сотрудники органов охраны общественного порядка и скорой помощи, аварийных служб и предприятий; рабочие промышленности, транспорта; строители; энергетики);

* четвертая группа -- это все те, кто привык пользоваться телефоном как средством общения. С каждым годом эта группа становится все более многочисленной.

Это происходит потому, что операторы, предоставляющие услуги мобильной связи, постепенно снижают тарифы на пользование своими услугами, с одной стороны, а с другой -- постоянно дорожают услуги обычной телефонной связи. Все это приводит к тому, что средствами мобильной связи начинают пользоваться самые разные слои населения.

Преимущества систем мобильной связи состоят в следующем:

* освобождает абонента от необходимости присутствовать в строго определенном месте при проведении сеанса связи (по проводным телефонным линиям, с таксофонов и т. п.), что позволяет ему получать услуги связи в любой точке в пределах зон действия наземных или спутниковых сетей;

* дает возможность пользоваться более удобной аппаратурой (портативными, удобными в обращении телефонами, трубками);

* позволяет абоненту быть доступным в любой момент для других абонентов;

предоставляет абоненту дополнительные информационные услуги (передавать SMS-сообщения и др.).

Сети подвижной связи созданы с целью максимального удовлетворения потребностей их абонентов в услугах связи. Они должны обеспечивать связь на современном мировом уровне с возможностью выхода в телефонную сеть общего пользования.

Радиотелефон и пейджер перестали быть символом престижа и стали рабочим инструментом, позволяющим более эффективно использовать рабочее время, оперативно управлять производством и постоянно контролировать ход технологических, экономических и других процессов.

Вопрос 44. Системы радиосвязи с подвижными объектами

1. Профессиональные системы подвижной радиосвязи РМR (Professional Mobile Radio) имеют радиальную или радиально-зоновую структуру сети и могут использовать как симплексные, так и дуплексные каналы радиосвязи.¹ Системы связи PAMR (Public Access Mobile Radio) обеспечивают соединение подвижных абонентов с абонентами телефонных сетей общего пользования.

Автоматизированная дуплексная радиотелефонная связь имеет следующие преимущества:

* выбор биологически наиболее безопасного диапазона частот;

* централизация и автоматизация управления системой;

* вход в телефонную сеть общего пользования;

* наличие сквозных радиотелефонных каналов и их коммутация;

* персональная и групповая нумерация подвижных абонентов.

В транкинговых системах (с автоматическим поиском свободного канала связи) подвижной радиосвязи достигается наиболее полное использование выделенного диапазона частот.² Различаются транкинговые системы с:

* последовательным (сканирующим) поиском свободного канала связи;

* выделенным каналом управления.

Основным недостатком сканирующих транкинговых систем является значительное время установления связи, поэтому их использование наиболее эффективно при небольшом количестве каналов (до 10).

Более распространены транкинговые системы с выделенным каналом управления} Кроме того, существуют и аналоговые системы с совмещенным каналом управления, в которых сигналы

управления передаются в полосе частот, расположенной ниже спектра речевого сигнала (полоса частот от 0 до 15 Гц).

Системы подвижной связи обеспечивают своих абонентов качественной связью не только в пределах какой-либо отдельно взятой территории (города, области и т. п.), но и в глобальном масштабе (страна, континент). Такой режим работы называется роумингом (от англ. roam -- скитаться, блуждать). Для организации роуминга необходимо, чтобы системы использовали один и тот же стандарт или имели специальное оборудование, позволяющее абонентам систем разных стандартов связываться друг с другом.

По принципу организации связи различают три вида роуминга:

* ручной -- простой обмен одного средства связи на другое;

* полуавтоматический, когда абоненту необходимо сначала зарегистрироваться у местного оператора;

* автоматический -- предоставляющий абоненту возможность выйти на связь "в любое время и в любом месте".

Нынешний объем предоставляемых услуг роуминга во многом определяется активностью деятельности компаний.

Общей тенденцией развития профессиональных систем подвижной радиосвязи является переход от аналоговых стандартов к единым международным цифровым стандартам, обеспечивающим: конфиденциальность и повышенное качество связи, более эффективное использование частотного диапазона, роуминг для всех абонентов и возможность передачи данных с высокой скоростью.

Основными требованиями, предъявляемыми абонентами и операторами к профессиональным системам подвижной связи, являются:¹

* обеспечение связи в заданной зоне обслуживания независимо от местоположения абонентов;

* возможность взаимодействия отдельных групп абонентов и организации циркулярной связи;

* оперативность управления связью, в том числе на различных уровнях;

* обеспечение связи через центры управления;

* возможность приоритетного установления каналов связи;

* низкие энергетические затраты подвижной станции;

* конфиденциальность разговоров.

2. Среди современных телекоммуникационных средств наиболее стремительно развиваются системы сотовой радиотелефонной связи. Их внедрение позволило решить проблему экономичного использования выделенной полосы радиочастот путем передачи сообщений на одних и тех же частотах и увеличить пропускную способность телекоммуникационных сетей. Свое название они получили в соответствии с сотовым принципом организации связи, согласно которому зона обслуживания (территория города или региона) делится на ячейки (соты).

Эти системы подвижной связи являются принципиально новым видом систем связи, так как они построены в соответствии с сотовым принципом распределения частот по территории обслуживания (территориально-частотное планирование) и предназначены для обеспечения радиосвязью большого числа подвижных абонентов с выходом в телефонную сеть общего пользования. Если ведомственные (или частные) системы создавались (и создаются) в интересах небольшого числа абонентов, то сотовые системы подвижной связи ориентированы на самые широкие слои населения.

Использование современной технологии позволяет обеспечить абонентам сетей сотовой связи:

* высокое качество речевых сообщений;

* надежность и конфиденциальность связи;

* защиту от несанкционированного доступа в сеть;

* миниатюрность радиотелефонов;

* увеличенный интервал времени работы батареи между подзарядками.

Имеется возможность обеспечения качественной телефонной и факсимильной связью офисов, коттеджей, пансионатов, больниц, дачных поселков, а также организации оперативной связи при проведении выставок, конференций, строительных работ и т. п.

В России сотовые сети развиваются на базе использования пяти основных стандартов: двух аналоговых (NMT-450, AMPS) и трех цифровых (GSM, D-AMPS, CDMA), которые приняты во многих странах мира, в том числе и в европейских. Вхождение этих сетей в европейскую сотовую связь позволяет абонентам пользоваться радиотелефоном не только в России, но и в других государствах.

3. Системы персонального радиовызова, обеспечивающие одностороннюю передачу информации своим абонентам в пределах обслуживаемой зоны, являются сегодня одним из наиболее доступных средств мобильной связи ^{ В России сети этой связи создаются на основе систем и средств, соответствующих международным стандартам, прежде всего принятым большинством стран Европейского Союза. \

Необходимость разработки _и использования систем персонального радиовызова обусловлена тем, что до недавнего времени в различных отраслях производства, на транспорте и в сфере обслуживания Между работниками, деятельность которых сопряжена с пребыванием на каких-либо объектах или с ] передвижением по городу могла осуществляться только радио- ; телефонная связь. Сложность реализации такой связи определялась ограниченностью _и занятостью диапазона используемых радиочастот, громоздкостью и высокой стоимостью аппаратуры. Системы персонального радиовызова позволяют избежать указанных трудностей и осуществить избирательный вызов по ; узкополосному каналу любого из абонентов, свободно передвигающихся в пределах города и его окрестностей. При вызове, о котором сигнализирует миниатюрный приемник, извещаемый абонент использует ближайший телефон для переговоров или получает необходимые инструкции в виде текстовой информации на дисплее _Своего пейджера. Применение систем персонального радиовызова в значительной мере сокращает потерю времени на поиски требуемого абонента. В отличие от классической системы радиовызова (с передвижными приемопередатчиками), системы персонального радиовызова, рационально сочетающиеся с телефонной сетью, доступны для значительного числ_а абонентов. Они завоевали широкое признание во многих Странах. В мире общее число абонентов таких систем исчисляется миллионами Наряду с системами персонального радиовызова городского типа разработаны системы государственных и континентальных масштабов, использующие спутники.

Внедрение систем персонального радиовызова во многие отрасли производства, торговли и т п. позволяет:

повысить производительность труда на подвижных объектах;

добиться экономии материально-трудовых ресурсов;

обеспечить автоматизированный контроль технологических процессов;

создать надежную систему управления транспортными средствами, распределенными на большой территории и входящими в состав гибких автоматизированных систем управления.

4. Наряду со ставшими уже общедоступными средствами подвижной связи -- персонального радиовызова и сотовыми -- в последние годы в России все более активно внедряются современные системы персональной спутниковой связи.¹ Сегодня и в обозримом будущем они призваны развить и дополнить существующие системы сотовой связи там, где она невозможна или недостаточно эффективна Персональная спутниковая связь чаще всего используется:

* при передаче информации в глобальном масштабе;

* в акваториях Мирового океана;

* в районах с малой плотностью населения;

* в местах разрывов наземной инфраструктуры.

При удалении абонента за пределы зоны обслуживания местных сотовых систем спутниковая связь играет ключевую роль, поскольку она не имеет ограничений по привязке к конкретной местности. И хотя предполагается, что в начале XXI в. сотовыми системами связи будет охвачено более 15% земной поверхности, организация связи с их помощью не всегда представляется возможной. Во многих регионах мира спрос на услуги подвижной связи может быть эффективно удовлетворен только с помощью спутниковых систем.

Для абонента пользование спутниковым терминалом не составляет большого труда и не требует специальных знаний. Набор номера производится с помощью кнопочной клавиатуры, как и при пользовании обычным телефоном. Система автоматически выделяет свободный канал и закрепляет его за собеседниками на время разговора.

Предварительные прогнозы развития рынка персональной спутниковой связи показывают, что в начале XXI в. число пользователей этих систем составит 1 млн, а к концу его первого десятилетия -- более 3 млн.

Вопрос 45. Стандарты систем сотовой радиосвязи и персонального радиовызова

1. Требования к единой системе мобильной связи сформулированы в рамках программы IMT-2000 (International Mobile Telecommunications).^ В названии число 2000 указывает значение частоты (2 ГГц).

Единая мобильная система IMT-2000 должна обеспечивать:

* высокую скорость передачи данных как внутри помещений, так и на открытой местности;

* симметричную и асимметричную передачи данных;

* поддержку канальной и пакетной коммутации для обеспечения таких сервисов, как IP (Internet Protocol, межсетевой протокол) и передача видеоизображений (Real Time Video);

* высокое качество голоса, не уступающее качеству, достижимому при передаче по проводной линии;

* большую компактность спектра и его более эффективное использование;

* возможность глобального роуминга. ; Программа IMT-2000 должна обеспечить следующую скорость связи:

* до 2,048 Мбит/с при низкой мобильности (скорость менее 3 км/ч) и локальной зоне покрытия;

* до 144 Кбит/с при высокой мобильности (до 120 км/ч) и широкой зоне покрытия;

* до 64 (или 144) Кбит/с при глобальном покрытии (спутниковая связь).

Архитектура IMT-2000 включает два основных элемента:² [

* сетевую инфраструктуру (Access Network); }

* магистральные базовые сети (Core Network).

Такая архитектура обеспечивает возможность наращивания инфраструктуры путем последовательной модификации ее со-

ставных элементов. Чтобы гарантировать работу сетей в долгосрочной перспективе, необходимо помнить об абонентской части архитектуры -- терминалах, которые за счет изменяемой конфигурации должны удовлетворять' требованиям многих стандартов.

Благодаря IMT-2000 возможна передача видеоизображений и мультимедийных данных в режиме реального времени, что позволяет создать эффект присутствия для абонента, находящегося на большом удалении от места событий. Появятся сотовые телефоны с "электронным компасом", позволяющие определять местоположение пользователя. Но наибольших успехов следует ожидать в области электронной коммерции. Будет значительно расширен объем банковских услуг, получаемых непосредственно с помощью мобильного телефона. В число данных банковских услуг войдут:

* платные информационно-справочные услуги;

* различные виды электронных платежей (оплата авиабилетов, парковок);

* различные виды банковских операций с портативных или мобильных сотовых телефонов, что фактически превратит их в "карманные банкоматы".

2. В настоящее время в России используются пять основных стандартов систем сотовой радиосвязи:¹

* аналоговые стандарты (NMT-450 и AMPS);

* цифровые стандарты (GSM, D-AMPS и CDMA).

Данные стандарты нашли широкое применение во многих странах мира, особенно в европейских.

* в 1991 г. были открыты первые системы сотовой радиосвязи, в которых использовался аналоговый стандарт NMT-450;

* с апреля 1995 г. в некоторых сетях сотовой связи применяется код идентификации пользователя (SIS), который позволяет точно определить номер радиотелефона пользователя и исключить несанкционированное подключение к системе;

* в июне 1994 г. в России началась коммерческая эксплуатация сотовых сетей связи на основе аналогового стандарта AMPS, который обеспечивает роуминг с другими сетями этого стандарта;

* в январе J 996 г. в России началась коммерческая эксплуатация сети сотовой связи, использующей цифровой стандарт GSM. Впервые был обеспечен автоматический роуминг абонентов России со многими странами Европы;

* в феврале 1996 г. Министерство связи РФ дало разрешение на применение цифровых стандартов D-AMPS и CDMA. Наиболее перспективным является стандарт CDMA, который основан на технологии шумоподобных сигналов с кодовым разделением каналов. Он предполагает увеличение количества абонентов в 10-раз по сравнению с аналоговым стандартом AMPS и в 3 раза -- с цифровым стандартом D-AMPS.

3. Начало внедрения систем персонального радиовызова в нашей, стране относится к 1980 г., когда в Москве в период летних Олимпийских игр стала использоваться первая пейджинговая сеть на основе оборудования фирмы Multi-Tone (Великобритания).¹

Второй этап развития этих систем в России начался в 1993 г. Тогда в нескольких больших городах были созданы пейджинговые компании. В качестве абонентского оборудования они использовали англоязычные пейджеры.

С 1994 г. в пейджинговых сетях стали применять русифицированные пейджеры. В большинстве российских пейджинговых систем используется международный стандарт POGSAC. Отдельное направление развития систем персонального радиовызова связано с уплотнением сигналов в УКВ-диапазоне радиовещания на основе пейджингового стандарта RDS.

В 1995 г. подписано первое международное соглашение о роуминге для абонентов сетей стандарта ERMES между операторами России и европейских стран. В некоторых пейджинговых сетях внедрен высокоскоростной стандарт FLEX, который позволяет значительно увеличить количество одновременно обслуживаемых абонентов.

Применение стандартов ERMES и FLEX позволяет создавать не только региональные, но и федеральные сети, в которых осуществляется национальный и международный роуминг.

Вопрос 46. Системы сотовой подвижной связи

1. Современная сотовая связь в своем развитии прошла следующие этапы:

* система радиотелефонной связи (1930-1940-е гг.);

* сотовая связь первого поколения (1940-1980-е гг.);

* сотовая связь второго поколения, основанная на цифровых методах обработки сигнала (1980-е -- начало XXI в.);

* сотовая связь третьего поколения (начало XXI в.).

Радиотелефоны первой системы радиотелефонной связи использовали обычные фиксированные каналы.¹ Если канал связи был занят, абонент вручную переключался на свободный. Аппаратура была громоздкой и неудобной. С развитием техники системы радиотелефонной связи совершенствовались, в частности:

* уменьшались габариты устройств;

* осваивались новые частотные диапазоны;

* улучшалось базовое и коммутационное оборудование;

* появилась функция автоматического выбора свободного канала -- транкинг (trunking).

Главной из проблем была ограниченность частотного ресурса: количество фиксированных частот в определенном частотном диапазоне не может увеличиваться бесконечно, поэтому радиотелефоны с близкими по частоте рабочими каналами создают взаимные помехи.

В середине 1940-х гг. исследовательский центр Bell Laboratories американской компании AT&T предложил идею разбиения всей обслуживаемой территории на небольшие участки, которые стали называться сотами (от англ. cell -- ячейка, coma). Каждая сота должна была обслуживаться передатчиком с ограниченным радиусом действия и фиксированной частотой. Это позволило без взаимных помех использовать ту же самую частоту повторно в другой соте. Данное научно-техническое открытие легло в основу системы сотовой связи.

Использование новейших технологий и научных открытий в области связи и обработки сигналов позволило к концу 1980-х гг. подойти к новому этапу развития систем сотовой связи -- созданию систем второго поколения, основанных на цифровых методах обработки сигналов.¹

С целью разработки единого европейского стандарта цифровой сотовой связи для выделенного в этих целях диапазона 900 МГц в 1982 г. Европейская конференция администраций почт и электросвязи (СЕРТ) -- организация, объединяющая администрации связи 26-ти стран, -- создала специальную группу Groups Special Mobile.² Аббревиатура GSM дала название новому стандарту (позднее, в связи с широким распространением этого стандарта во всем мире, GSM стали расшифровывать как Global System for Mobile Communications). Результатом работы этой группы стали опубликованные в 1990 г. требования к системе сотовой связи стандарта GSM. в котором используются самые современные разработки ведущих научно-технических центров:

* временное разделение каналов;

* шифрование сообщений и защита данных абонента;

* использование блочного и сверточного кодирования;

* новый вид модуляции -- GMSK {Gaussian Minimum Shift Keying).

Дальнейшее развитие сотовой подвижной связи осуществляется в рамках создания проектов систем третьего поколения, которые будут отличаться унифицированной системой радиодоступа, объединяющей существующие сотовые и "бесшнуровые" системы с информационными службами XXI в? Они будут иметь архитектуру единой сети и предоставлять связь абонентам в различных условиях, включая движущийся транспорт, жилые помещения, офисы и т. д. В Европе такая концепция, получившая название UMTS (универсальная система подвижной связи), предусматривает объединение функциональных возможностей существующих цифровых систем связи в единую систему третьего поколения FPLMTS (Future Public Land Mobile Telecommunications System), которая должна стать результатом интеграции систем беспроводного доступа и наземной сотовой связи с предоставлением абонентам стандартизованных услуг подвижной связи. Для нее был определен диапазон частот 1-3 ГГц, в котором будут выделены полосы шириной 60 МГц для стационарных станций и 170 МГц -- для подвижных станций.

Принципиальное отличие технологии третьего поколения от предыдущих -- возможность обеспечить весь спектр современных услуг (передачу речи, работу в режиме коммутации каналов и коммутации пакетов, взаимодействие с приложениями Internet, симметричную и асимметричную передачу информации с высоким качеством связи) и в то же время гарантировать совместимость с существующими системами.'

2. Услуги, которые оказывают системы третьего поколения, делятся на две группы:

* немультимедийные (узкополосная передача речи, низкоскоростная передача данных, трафик сетей с коммутацией);

* мультимедийные (асимметричные и интерактивные).

Последние достижения в области видеоконференц-связи позволяют утверждать, что она получит широкое распространение в системах третьего поколения. До недавнего времени этот вид услуг был характерен в основном для сетей ISDN, обеспечивающих скорость передачи 144 Кбит/с (BRI) или до 384 Кбит/с (с использованием трех базовых каналов BRI).

Стремительный рост популярности Internet и бурное развитие мобильной связи позволяют говорить о перспективе слияния этих двух технологий. Сегодня спрос на видеоконферец-связь начинает расти. Несмотря на ряд проблем, связанных с реализацией высокоскоростного доступа к Internet с мобильного терминала, можно предположить, что со временем данная услуга станет одной из основных.

Услуги систем третьего поколения включают в себя сервис, предоставляемый технологией виртуальной домашней среды VHE (Virtual Home Environment), основная идея которой состоит в переносе индивидуального набора услуг через границы сетей с одного сетевого терминала на другой.² Пользователь систем третьего поколения получает те же самые возможности, интерфейс и услуги независимо от того, какой сетью он пользуется в данный момент. Благодаря IMT-2000 возможна передача видеоизображений и мультимедийных данных в режиме реального времени, что позволяет создать эффект присутствия у абонента, находящегося на значительном удалении от места событий.

Принципиально новым шагом в развитии систем сотовой подвижной связи стали}

* концепция интеллектуальных сетей связи, которая используется для создания всех перспективных цифровых сотовых сетей с микро- и макросотами и предусматривает объединение систем сотовой подвижной связи, систем радиовызова и персональной связи при условиях оперативного предоставления абонентам каналов связи и развития услуг;

* модели открытых систем {OSI), которые интерпретируют процесс передачи сообщений как взаимодействие функциональных взаимосвязанных уровней, каждый из которых имеет встроенный интерфейс на смежном уровне.

Определяющей тенденцией начавшегося процесса конвергенции услуг фиксированной и мобильной связи станет слияние мобильной связи с другими технологиями. Сотовые телефоны с "электронным компасом" для определения местоположения (GPS) станут незаменимыми помощниками автомобилистов и путешественников; будет расширен объем банковских услуг, получаемых непосредственно с помощью мобильного телефона: платные информационно-справочные услуги, различные виды электронных платежей (оплата авиабилетов, парковок) и банковских операций с портативных или мобильных сотовых телефонов ("карманные банкоматы").

Вопрос 47. Функционирование системы сотовой связи

1. Основным принципом, на котором базируется работа сотовой связи, является повторное использование частот в несмежных сотах. Базовые станции, на которых допускается повторное использование выделенного набора частот, удалены друг от друга на расстояние, называемое защитным интервалом. Именно возможность повторного применения одних и тех же частот определяет высокую эффективность использования частотного спектра в сотовых системах связи.

Каждая из сот обслуживается своим передатчиком с невысокой выходной мощностью и ограниченным количеством каналов связи.' Это позволяет без помех повторно использовать частоты каналов этого передатчика в другой, удаленной на значительное расстояние соте.

Теоретически такие передатчики можно использовать и в соседних сотах. Но на практике зоны обслуживания могут перекрываться под действием различных факторов, например вследствие изменения условий распространения радиоволн Поэтому в соседних сотах используются различные частоты.

Группа сот с различными наборами частот называется кластером. Определяющим параметром кластера является размерность -- количество используемых в соседних сотах частот. На практике это значение может достигать 15.

Смежные базовые станции, использующие различные частотные каналы, образуют группу из С-станций. Если каждой базовой станции выделяется набор из т каналов с шириной полосы Fr каждого, то общая ширина полосы F, занимаемая данной системой сотовой связи, составит FC-- FKm С.

Таким образом, величина С определяет минимально возможное количество каналов в системе, и поэтому ее называют частотным параметром системы, или коэффициентом повторения частот. Коэффициент С не зависит от количества используемых каналов и увеличивается по мере уменьшения радиуса ячейки. Таким образом, при использовании сот меньших размеров можно увеличить повторяемость частот.

Применение шестиугольных сот позволяет минимизировать ширину используемой полосы частот, и шестиугольная форма наилучшим образом вписывается в круговую диаграмму направленности антенны базовой станции, установленной в центре соты.

Эффективным способом снижения уровня помех может быть использование секторных антенн с узкими диаграммами направленности.¹ В секторе такой узконаправленной антенны сигнал излучается преимущественно в одну сторону, а уровень излучения в противоположном направлении сокращается до минимума. Деление сот на секторы позволяет чаще применять частоты в сотах повторно.

2. Каждая из сот обслуживается многоканальным приемо-передатчиком, который называется Латвии станцией и служит своеобразным интерфейсом между сотовым телефоном коммутации подвижной связи, где роль проводов обычной телефонной сети выполняют радиоволны.² Количество каналов базовой станции обычно кратно 8, например 8, 16, 32... Один из каналов является управляющим (controlchannel). В некоторых ситуациях он может называться также каналом вызова (calling channel). На нем происходит непосредственное установление соединения при вызове подвижного абонента сети, а сам разговор начинается только после того, как будет найден свободный в данный момент канал и произойдет переключение на него. Все эти процессы происходят очень быстро и потому незаметно для абонента. Он лишь набирает нужный ему телефонный номер и разговаривает как по обычному телефону.

Любой из каналов сотовой связи использует при работе пару частот для дуплексной связи, то есть частоты базовой и подвижной станций разнесены. Это делается для того, чтобы улучшить фильтрацию сигналов и исключить взаимное влияние передатчика на приемник одного и того же устройства при их одновременной работе.

Базовые станции соединены с центром коммутации {коммутатором MSC) подвижной связи по выделенным проводным или радиорелейным каналам связи. MSC -- это автоматическая телефонная станция системы сотовой связи, обеспечивающая все функции управления сетью. Она осуществляет постоянное слежение за подвижными станциями; организует их эстафетную передачу, в процессе которой достигается непрерывность связи при перемещении подвижной станции из соты в соту, и переключение рабочих каналов в соте при появлении помех или неисправностей; производит соединение подвижного абонента с тем, кто ему необходим в обычной телефонной сети, и др.

3. Система сотовой связи работает по следующему алгоритму.

* режим ожидания (состояние "трубка положена" обычного телефона);

* набор номера -- радиотелефон занимает один из свободных каналов, уровень сигнала базовой станции в котором в данный момент максимален;

* для вызова соответствующего абонента всеми базовыми станциями по управляющим каналам передается сигнал вызова;

* сотовый телефон вызываемого абонента при получении этого сигнала отвечает по одному из свободных каналов управления;

* базовые станции, принявшие ответный сигнал, передают информацию о его параметрах в центр коммутации, который переключает разговор на ту базовую станцию, где зафиксирован максимальный уровень сигнала сотового радиотелефона вызываемого абонента -- происходит начало разговора;

* в случае если один (оба) абонента находятся в движении, при их удалении от базовой станции происходит автоматическое переключение на другой канал;

* специальная процедура, называемая передачей управления вызовом, или эстафетной передачей (handover или handoff), позволяет переключить разговор на свободный канал другой базовой станции, в зоне действия которой оказался в это время абонент.

4. Роуминг (от англ. roam -- скитаться, блуждать) -- одна из важных услуг сети сотовой связи, предоставляющая возможность использования одного и того же радиотелефона при поездке в другой город, область или страну. В этом случае сотовая сеть позволяет не только самому абоненту звонить из другого города или страны, но и получать звонки от тех, кто не успел застать его дома. Для организации роуминга сотовые сет» должны быть одного стандарта (телефон стандарта GSM не будет работать в сети стандарта CDMA и т. п.), а центры коммутации подвижной связи этого стандарта должны быть соединены специальными каналами связи для обмена данными о местонахождении абонента. Для обеспечения роуминга необходимо выполнение трех условий:

* наличие в требуемых регионах сотовых систем стандарта, совместимого со стандартом компании, у которой был приобретен радиотелефон;

* наличие соответствующих организационных и экономических соглашений о роуминговом обслуживании абонентов;

* наличие между системами каналов связи, обеспечивающих передачу звуковой и другой информации для роуминговых абонентов.

При перемещении абонента в другую сеть, ее центр коммутации запрашивает информацию в первоначальной сети и при наличии подтверждения полномочий абонента регистрирует его.¹ Данные о местоположении абонента постоянно обновляются в центре коммутации первоначальной сети, и все поступающие туда вызовы автоматически переадресовываются в ту сеть, где в данный момент находится абонент. При организации роуминга недостаточно провести только технические мероприятия по соединению различных сетей сотовой связи. Очень важно еще решить проблему взаиморасчетов; между операторами этих сетей.

Перспективы развития услуг роуминга зависят от распространения стандартов, но наиболее предпочтительным стандартом на сегодняшний день является стандарт GSM.

Вопрос 48. Дополнительные функции и технологии сотовой связи

1. WAP (Wireless Application Protocol) -- протокол беспроводных приложений -- является первым практическим шагом на пути объединения сотовой связи и глобальных компьютерных сетей, первой попыткой создать открытый стандарт для беспроводной передачи данных вне зависимости от поставщика как телефона, так и услуг и способа связи.¹

WAP предназначен для беспроводного (через сотовый телефон) доступа, как правило, к специальным WAP-сайтам в Internet. WAP -- это стандартизованный способ связи мобильного радиотелефона и сервера.

Данный протокол разрабатывался прежде всего для доступа с самого мобильного телефона посредством встроенного (в программное обеспечение телефона или SIM-карту) броузера (browser).

Отличие данного стандарта в его открытости и в том, что он учитывает (в отличие от традиционных протоколов типа HTTP) особенности устройства сотовых телефонов и PDA, а также беспроводного доступа, то есть:

* малый объем памяти устройства;

* малый размер экрана дисплея телефона, а также ограниченность его клавиатуры;

* низкую скорость процессора;

* низкую пропускную способность канала связи;

* возможные большие паузы.

Работа сотового WAP-телефона в Internet принципиально ничем не отличается от работы простого броузера с простым сервером, лишь дополнительно к стандартной связи по TCP/IP-протоколу добавляется маршрутизатор WAP- Gateway, задачей которого является перевод запросов WAP-телефона в стандартную HTTP-форму.

Технология WAP имеет следующие недостатки: |

* сложность настройки: необходимо сконфигурировать около 20 параметров, для того чтобы были доступны все WAP-услуги; \