ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
Тема: "Анализ систем безопасности, использующих GSM каналы"
Исполнитель:
Руководитель:
Рецензент:
Содержание
Введение
1. Современное состояние систем безопасности
1.1 Тенденции развития систем безопасности с точки зрения использования различных каналов связи
1.2 Использование беспроводных каналов в системах охраны
1.3 Обзор существующих систем безопасности, использующих gsm каналы
2. Построение систем безопасности, использующих gsm каналы
2.1 Построения gsm канала
2.2 Принцип шифрования gsm канала
2.3 Функции gsm каналов, используемые системами безопасности
3. Анализ функционирования систем безопасности, использующих gsm каналы
3.1 Анализ помехоустойчивости и помехозащищённости gsm канала
3.2 Исследование скорости передачи данных и пропускной способности gsm канала
3.3 Анализ модели gsm канала по обеспечению требуемой зоны покрытия
3.4 Разработка рекомендаций по улучшению технических характеристик систем безопасности, использующих gsm каналы
4. Вопросы безопасности проведения работ по эксплуатации систем безопасности, использующих gsm каналы
Заключение
Список использованных источников
УТВЕРЖДАЮ
Начальник кафедры ТСБС
к. т. н., доцент, полковник милиции
"_____" 2009 г.
Задание на дипломную работу слушателю
1. Тема: "Анализ систем безопасности, использующих GSM каналы".
Утверждена приказом начальника ВИ МВД РФ
№ ___ от "___ " __________ 200 __ г.
2. Цель дипломного проекта (работы): Анализ функционирования существующих систем безопасности, использующих GSM каналы, и разработка рекомендаций по улучшению технических характеристик систем.
3. Срок сдачи дипломного проекта (работы): "___" ____________ 2009 г.
4. Исходные данные к проекту (работе):
4.1 Системы безопасности, использующих GSM каналы в диапазоне 890-960 МГц (GSM-900).
4.2 Ширина полосы канала связи - 200 кГц, частотное разделение дуплексных каналов FDD с расстоянием между дуплексными каналами 45 МГц.
4.3 Модуляция сигнала - двоичная гауссова с минимальным частотным сдвигом (GSMK).
4.4 Анализ модели GSM канала по методике EUROCOST (модель Хата).
5. Перечень подлежащих разработке вопросов:
5.1. Обзор существующих систем безопасности, использующих GSM каналы.
5.2. Анализ помехоустойчивости и помехозащищённости GSM канала.
5.3. Исследование скорости передачи данных и пропускной способности GSM канала.
5.4. Анализ модели GSM канала по обеспечению требуемой зоны покрытия.
5.5. Разработка рекомендаций по улучшению технических характеристик систем безопасности, использующих GSM каналы.
5.5. Рассмотрение вопросов безопасности жизнедеятельности функционирования
систем безопасности, использующих GSM каналы.
6. Перечень обязательного графического материала:
6.1. Название дипломной работы, цель, основные задачи.
6.2. Перечень систем безопасности, использующих GSM каналы, основные технические характеристики, алгоритм работы систем.
6.3. Результаты анализа помехоустойчивости, помехозащищённости, скорости передачи, пропускной способности систем безопасности.
6.4. Рекомендации, выводы о проделанной работе.
Дата выдачи задания: "______"_________________2009 г.
Задание выдал:
Руководитель к. т. н., доцент, полковник милиции
(ученая степень, звание, специальное звание)
Бабкин А.Н.
(подпись) (фамилия, инициалы)
Задание получил:
Слушатель _____________________Аврамчук А.И.
(подпись) (фамилия, инициалы)
Аннотация
В дипломной работе проводится сравнение различных беспроводных технологий, детально рассмотрен принцип построения GSM-канала в системах охраны, GSM сравнивается с другими беспроводными технологиями.
Проведен обзор нескольких основных беспроводных систем охраны, на их примере был проведен анализ его использования в различных системах охраны. Проведен анализ функционирования систем безопасности, использующих GSM каналы, рассмотрены принцип шифрования, помехоустойчивость и помехозащищенность в GSM-канале.
Сформулированы несколько основных принципов и рекомендаций по использованию GSM-канала в системах охраны. Обозначены основные пути развития сетей GSM.
Представлен один из возможных вариантов расчета зоны покрытия отдельно взятой базовой станции.
Реферат
Дипломная работа содержит 82 страницы, 8 рисунков, 4 таблицы, 27 источников.
Ключевые слова: GSM (Global System for Mobile Communications), DTMF (Dual-Tone Multi-Frequency), ContactID, GPRS (General Packet Radio Service), EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution), SMS, Voice, LAN/WAN, MSC (Mobile Switching Centre) BSS (Base Station System) ОМС (Operations and Maintenance Centre) MS (Mobile Stations), TCP/IP-соединение, помехоустойчивость, помехозащищенность, TDMA (Time Division Multiple Access).
Объектом анализа является применение GSM-канала в системах охраны.
Цель дипломной работы: анализ использования GSM-канала, разработка рекомендаций по их применению.
В данной дипломной работе были рассмотрены преимущества и недостатки использования GSM-канала в системах безопасности, возможные пути развития GSM технологий, проведено сравнение с другими каналами связи, возможность их взаимодействия.
На основании проведённого анализа были сформулированы основные принципы использования и рекомендации по применению GSM-канала в системах безопасности.
Введение
В настоящее время рынок услуг и оборудования охранно-пожарной сигнализации стремительно растет. Однако до недавнего времени основным недостатком систем охранной и пожарной сигнализации (ОПС) было использование проводных телефонных линий. К основным недостаткам данных систем можно отнести неустойчивую работу городских телефонных линий, низкую физическую защищенность, отсутствие возможности охраны нетелефонизированных объектов (дачи, коттеджи и т.д.). Поэтому в качестве надежной альтернативы "проводным охранным системам" появилось новое направление или "радиоканальные охранные системы".
Преимущества радиоканальных охранных систем очевидны:
отсутствие зависимости от телефонной линии и качества работы сети;
простота монтажа;
возможность охраны любого объекта (в пределах зоны действия радиоканальной сети).
универсальность - из простых элементов можно построить сколь угодно сложную систему: высокая скорость монтажа и запуска в эксплуатацию, возможность оперативного изменения конфигурации, мобильность охранного пульта, возможность сосуществования нескольких пультов. Нет принципиальных ограничений для подключения в случае необходимости к существующей системе охраны.
Первоначально беспроводные системы не получили широкого распространения из-за низкой надежности (проводная связь в этом плане еще лет пять на зад была надежнее). Но в настоящее время появился широкий спектр различных дополнительны устройств, активно используются новые поколения беспроводных систем связи.
Повсеместное использование сотовых систем связи не могло не сказаться на системах охраны. Возможности, предоставляемые операторами сотовой связи все активнее используются в системах охраны. Также можно видеть, что GSM каналы связи еще не исчерпали лимит своего развития. На сегодняшний день беспроводные охранные системы на базе GSM получили широкое распространение благодаря их относительно невысокой стоимости и простоте установки и эксплуатации. Сотовая сеть стандарта GSM-900/1800 обеспечивает лучшее качество связи и уже развернута в большинстве городов России и стран СНГ.
Системы, использующие GSM-связь, позволяют осуществить охрану любых объектов, в том числе и нетелефонизированных. Использование GSM избавляет от необходимости развертывать свою сеть ретрансляторов - используются ретрансляторы GSM-операторов. Вследствие этого можно брать под охрану объект везде, где уверенно работает сеть GSM-оператора.
И, конечно, очень перспективным представляется использование новых протоколов и сетей 3G, специально предназначенных для корпоративных клиентов - виртуальные корпоративные сети передачи данных с имитостойкостью и защитой информации.
Однако существенным недостатком подобных систем является низкая помехозащищенность. Не секрет, что GSM-канал легко подавить, "GSM глушилки" находятся сегодня в свободной продаже, да и работа сети GSM не всегда отличается высокой стабильностью и может отказать в самый неподходящий момент. Хотя последние разработки позволяют полностью контролировать GSM-канал, оперативно менять частоты, что заметно повышает помехозащищенность
Оптимально использовать GSM-канал в качестве дублирующего или дополнительного к проводным или другим радиоканальным системам. Огромный плюс GSM-систем - возможность самим клиентом контролировать состояние объекта и управлять его охраной.
Интервал тестовых сигналов может быть установлен от 1 минуты до 256 часов, что позволяет тестировать объекты с необходимым периодом в зависимости от емкости системы либо в зависимости от категории объектов.
Невысокая стоимость.
Возможность построения системы от небольшого пульта с несколькими охраняемыми объектами до сети, включающей в себя большое количество центральных станций и ретрансляторов, в масштабах крупного города или области.
Дельта" используют протоколы, подобные системе "PIMA" (Израиль) и "Informer 12000" (США), что позволило перенять более богатый опыт мировых лидеров и при этом иметь все преимущества отечественного производителя.
Рассмотрим в качестве примера "Орлан GSM 900/1800" ("Охрана и безопасность", Украина)
"Орлан" - комплекс технических средств и программного обеспечения для создания ПЦН за состоянием устройств пожарной и охранной сигнализации GSM с использованием сотовой сети GSM-900/1800 в голосовом режиме и режиме GPRS. Предназначен для приема кодированных сообщений, передаваемых радиокоммуникаторами серии "Лунь", и трансляции их на ПК для регистрации и обработки с помощью программного обеспечения "Феникс 2". Программное обеспечение поддерживает подключение к ПК цифровых приемников ПАКТ2 и DSC-SurGard для приема кодированных сообщений по телефонной линии от большинства охранно-пожарных панелей (Napco, Ademco, DSC и проч.). ПЦН "Орлан" обеспечивает прием сообщений от внешних устройств со звуковым и визуальным сопровождением, расшифровкой и обработкой, слежение и мгновенное изменение состояния объекта на ПЦН при приходе очередного сообщения. Предусмотрено до пяти функций удаленного управления объектовыми приборами операторами пульта, а также хранение и отображение информации в текстовом и графическом виде.
ПЦН ведет архивы принятых сообщений, поиск в архиве по различным критериям, печать и экспорт базы данных, архива событий. Имеется возможность разбивки объекта на группы и отслеживания информации отдельно по каждой группе, возможность задания расписания работы для каждой из групп. Резервное копирование и архивирование базы данных происходит автоматически. Дублирование. Все события с объекта дублируются на мобильный телефон хозяина в виде SMS (до 3 телефонов), на удаленный пульт "Феникс-мини" в виде SMS (до 3 пультов), а также по каналу GPRS. Имеется возможность перевода объекта, группы или отдельного шлейфа в режим постоянного или временного стенда. Проводятся анализ и построение графиков и отчетов о работе пульта за месяц. Информативность (виды извещений) - 256. Размер буфера памяти принятых событий - 32. Время готовности ПЦН к работе - не более 40 секунд. Время одного сеанса связи в голосовом режиме - не более 4 секунд. Время одного сеанса связи в в режиме GPRS - не более 1 секунды.
Централизованная база данных в формате Microsoft SQL Server 2000 с клиент-серверной архитектурой ПО, распределенный доступ к БД с различных ПК в сети. Протоколирование времени прибытия группы реагирования на объект. Индивидуальный интервал тестирования для каждого охранного прибора (от 15 мин). Регистрация операторов ПЦН.
Рассмотрим СПИ Андромеда.
СПИ Андромеда имеет пять каналов передачи информации: радио, телефонной линии, GSM (GPRS, SMS, Voice), LAN/WAN, возможность подключения до 8000 объектов, отображать на карте города объекты и группы быстрого реагирования в реальном времени. Множество полезных функций упрощают и автоматизируют работу операторов. Для работы по GSM-каналу применяется комплект объектовых устройств системы "Андромеда Hunter-Pro 96". Этот объектовый прибор имеет расширение до 96 зон и с возможностью передачи сигнала по всем каналам связи. Модуль сотовой связи GSM-200 обеспечивает передачу сообщений от контрольной панели на центральную станцию в голосовом канале и канале GPRS стандарта GSM.
В СПИ Андромеда решено взаимодействие с пультами производства компании "Альтоника" (системы LONTA®-202 и "Риф-Стринг"-200), а так же с пультами, имеющими на выходе открытые стандартные протоколы "Sur-Gard" (собственно пульты "Sur-Gard", пульт "Контакт-GSM", производства ООО "Ритм") и "Ademco 685" (например, LARS).
Для использования остальных современных каналов связи (Ethernet, GPRS) также вполне достаточно доработки используемого на ПЦН программного обеспечения.
В СПИ Андромеда также интегрирована система Стрелец при помощи преобразователя "СТЭЛС". Это самостоятельный прибор, обеспечивающий подключение до 16 РРОП, которые собирают информацию от датчиков и передают ее в центр мониторинга. Поскольку каждый РРОП может обслуживать до 32-х датчиков, получаем систему, которая позволяет передавать сообщения с объекта, оборудованного 512 различными беспроводными устройствами, входящими в состав системы Стрелец.
Станция мониторинга STAM-2 (Satel, Польша).
Станция мониторинга STAM-2 польской компании Satel состоит из программного обеспечения, основной платы для приема сообщений от ПКП и защитного аппаратного USB-ключа. При этом основную плату можно установить в любой свободный PCI-слот ПК, а c автономным источником питания возможна работа станции и без компьютера. Программа мониторинга существенно облегчает работу оператора системы ОПС, автоматически выбирая события, требующие его вмешательства, предоставляя список инструкций в каждой конкретной ситуации и напоминая о невыполненных задачах. STAM-2 может обслуживать более 50 000 абонентов, выводить на печать отчеты о действиях операторов системы ОПС, отчеты о системных событиях и автоматически отслеживать несанкционированное изменение системных файлов.
ПЦН STAM-2 поддерживает следующие способы обмена данными с ПКП: прием сигналов по телефонной линии, по IP-каналу, по сети GSM в виде SMS-сообщений и по радиоканалу при наличии радиостанции стандарта VISONIC. При этом подбор плат, устанавливаемых на ПК, зависит от выбранных способов передачи данных. В рамках одной станции мониторинга STAM-2 может работать до 16 соединенных между собой плат, что позволяет регулировать количество доступных телефонных линий и IP-адресов.
Система имеет модульный принцип построения. Один модуль "АРМ оператора ПЦН" позволяет подключить до 540 объектов. Можно организовать работу нескольких "АРМ оператора ПЦН". В качестве коммуникатора используются универсальный коммуникатор (GSM+ГТС) и IP-коммуникатор (IP-модем). По каналу GSM информация передается в цифровом формате DATA.
SMS-уведомление владельца объекта о доставке извещения на ПЦН и на сотовый телефон владельца. Альтернативный канал передачи извещений размыканием контактов реле ПЦН.
ПЦН представляет собой автоматизированное рабочее место на основе персонального компьютера с подключенными к нему концентраторами и установленным программным обеспечением интегрированной системы безопасности "Лавина".
Позволяет решать комплекс задач по мониторингу системы, подготовке и ведению базы данных по объектам, программированию ключей переноса данных для объектовых приборов.
Возможно выполнение адаптивного конфигурирования и настройка системы, программирование объектовых приборов, получение различной справочной и отчетной информации.
Программное обеспечение состоит из нескольких модулей, которые обеспечивают прием и декодирование информации, отображение состояния всех объектов, подключенных к системе, выдачу тревожных извещений, фиксацию действий операторов при поступлении тревожных сообщений, детальное представление каждого объекта; отображение журнала событий, контроль работоспособности модулей связи с концентратором.
Соответствующие модули ПО решают задачи по подготовке и ведению базы данных по объектам, программированию ключей переноса данных для объектовых приборов, обеспечивают формирование отчетов по объектам и системе в целом.
Программируемая беспроводная сигнализация ABAX.
Система ABAX включает в себя беспроводные контроллеры, охранные датчики, оповещатели и другие устройства ОПС фирмы Satel, на базе которых строится система беспроводной сигнализация офиса, магазина или квартиры. Эта система позволяет расширить беспроводными устройствами любую проводную ОПС. Важной особенностью ABAX является наличие двусторонней радиосвязи между контроллером и устройством с шифрованием данных, что обеспечивает высокую степень защиты системы ОПС от взлома и саботажа.
ABAX моментально реагирует на тревожные события и передает тревогу на ПКП системы. При этом она обеспечивает работу системы сигнализации в энергосберегающем режиме и позволяет дистанционно конфигурировать беспроводные устройства при помощи русифицированного ПО. Работает ABAX в полосе частот 868,0…868,6 Гц с модуляцией FSK.
В качестве базового устройства сигнализации ABAX используется контроллер ACU-100 фирмы Satel, который может обслуживать одновременно до 48 охранных устройств, и работает совместно с любыми приемно-контрольными приборами (ПКП). ABAX организует двустороннюю связь между беспроводными устройствами, поэтому прием сообщений от датчиков сигнализации всегда подтверждается. В то же время ACU-100 проводит в режиме on-line опрос беспроводных датчиков сигнализации, определяя присутствие в системе каждого устройства.
Система мониторинга подвижных объектов "Алмаз".
Предназначена для защиты и мониторинга мобильных, а так же стационарных объектов с использованием технологии ГЛОНАСС/GPS/GSM. Отличительная особенность системы - наличие второго (резервного) канала связи, который организовывается на базе УКВ-связи или спутникового телефона.
Система мониторинга подвижных объектов "Алмаз" служит для организации централизованной охраны и мониторинга подвижных (стационарных) объектов на базе технологий GPS/GSM, а также повышения оперативности управления группами задержания подразделений вневедомственной охраны.
В соответствии с назначением в числе основных функций системы:
слежение за местоположением контролируемых подвижных объектов с использованием электронной карты местности;
контроль, диспетчеризация и охрана автотранспорта и других подвижных объектов;
контроль состояния датчиков объекта, подключенных к терминальным устройствам, и ситуаций на объектах;
фиксация внештатных ситуаций на контролируемых объектах;
управление исполнительными устройствами объектов при возникновении нештатных ситуаций;
документирование и архивирование информации, поступающей от объектов контроля и диспетчерского центра;
организация надежных каналов связи между диспетчерским центром и объектами контроля.
Принцип действия системы основан на комплексном использовании каналов системы сотовой связи стандарта GSM 900/DCS 1800 или радиоканалов УКВ в качестве средств обмена информацией между абонентами системы и диспетчерским центром (ДЦ), а также глобальной системы позиционирования GPS для получения информации (определения координат) о текущем местоположении подвижных абонентов системы. Информация от удаленных терминалов поступает в ДЦ для отображения, накопления и последующей обработки по каналам связи стандарта GSM 900/DCS 1 800 (с применением услуг SMS или GPRS) и УКВ радиоканалам.
Система "Алмаз" представляет собой совокупность сети терминальных устройств (ТУС), расположенных на подвижных и стационарных объектах, и диспетчерского центра мониторинга.
В состав терминальных устройств, устанавливаемых на борту автотранспортных средств ("Топаз-201"), входит приемник сигналов глобальной сети позиционирования. Используемая в системе "Алмаз" технология обработки и передачи сигналов позиционирования подвижных объектов позволяет из единого диспетчерского центра осуществлять мониторинг и управление объектами, отображать их местоположение на карте местности с точностью до 5 м.
Система "Алмаз" обеспечивает решение следующих задач:
контроль технологических параметров мобильных (стационарных) объектов и управление исполнительными устройствами этих объектов;
управление парком транспортных средств;
охрану, управление и контроль сетей торговых автоматов или банкоматов;
охрану объектов (жилых или служебных помещений, газопроводов, объектов энергосетей, автотранспорта и перевозимых грузов).
Построения gsm канала
Стандарт GSM был разработан Европейским институтом телекоммуникационных стандартов (ETSI) и признан наиболее надежным и массовым по использованию в средствах телекоммуникации и связи. По очень приблизительным подсчетам, число абонентов данного вида связи в Евразии составляет 100 млн.
Функциональное построение и интерфейсы, принятые в стандарте GSM, иллюстрируются структурной схемой, на которой MSC (Mobile Switching Centre) - центр коммутации подвижной связи; BSS (Base Station System) - оборудование базовой станции (БС); ОМС (Operations and Maintenance Centre) - центр управления и обслуживания; MS (Mobile Stations) - подвижные станции (МС).
Рис.3. Функциональное построение и интерфейсы стандарта GSM
Функциональное сопряжение элементов системы осуществляется рядом интерфейсов. Все сетевые функциональные компоненты в стандарте GSM взаимодействуют в соответствии с системой сигнализации МСЭ-Т (ранее МККТТ) SS N 7 (CCITT SS. N 7)).
Центр коммутации подвижной связи обслуживает группу сот и обеспечивает все виды соединений, в которых нуждается в процессе работы МС. MSC аналогичен коммутационной станции ISDN и представляет собой интерфейс между фиксированными сетями (PSTN, PDN, ISDN и т.д.) и сетью подвижной связи. Он обеспечивает маршрутизацию вызовов и функции управления вызовами. Кроме выполнения функций обычной коммутационной станции ISDN, на MSC возлагаются функции коммутации радиоканалов. К ним относятся "эстафетная передача", в процессе которой достигается непрерывность связи при перемещении подвижной станции из соты в соту, и переключение рабочих каналов в соте при появлении помех или неисправностях.
Каждый MSC обеспечивает обслуживание подвижных абонентов, расположенных в пределах определенной географической зоны (например, Москва и область). MSC управляет процедурами установления вызова и маршрутизации. Для телефонной сети общего пользования (PSTN) MSC обеспечивает функции сигнализации по протоколу SS N 7, передачи вызова или другие виды интерфейсов в соответствии с требованиями конкретного проекта. MSC формирует данные, необходимые для выписки счетов за предоставленные сетью услуги связи, накапливает данные по состоявшимся разговорам и передает их в центр расчетов (биллинг-центр). MSC составляет также статистические данные, необходимые для контроля работы и оптимизации сети. MSC поддерживает также процедуры безопасности, применяемые для управления доступами к радиоканалам.
Практически HLR представляет собой справочную базу данных о постоянно прописанных в сети абонентах. В ней содержатся опознавательные номера и адреса, а также параметры подлинности абонентов, состав услуг связи, специальная информация о маршрутизации. Ведется регистрация данных о роуминге (блуждании) абонента, включая данные о временном идентификационном номере подвижного абонента (TMSI) и соответствующем VLR. К данным, содержащимся в HLR, имеют дистанционный доступ все MSC и VLR сети и, если в сети имеются несколько HLR, в базе данных содержится только одна запись об абоненте, поэтому каждый HLR представляет собой определенную часть общей базы данных сети об абонентах. Доступ к базе данных об абонентах осуществляется по номеру IMSI или MSISDN (номеру подвижного абонента в сети ISDN). К базе данных могут получить доступ MSC или VLR, относящиеся к другим сетям, в рамках обеспечения межсетевого роуминга абонентов.
VLR содержит такие же данные, как и HLR, однако эти данные содержатся в VLR только до тех пор, пока абонент находится в зоне, контролируемой VLR. В сети подвижной связи GSM соты группируются в географические зоны (LA), которым присваивается свой идентификационный номер (LAC). Каждый VLR содержит данные об абонентах нескольких LA. Когда подвижный абонент перемещается из одной LA в другую, данные о его местоположении автоматически обновляются в VLR. Если старая и новая LA находятся под управлением различных VLR, то данные на старом VLR стираются после их копирования в новый VLR. Текущий адрес VLR абонента, содержащийся в HLR, также обновляется.
EIR - регистр идентификации оборудования, содержит централизованную базу данных для подтверждения подлинности международного идентификационного номера оборудования подвижной станции (IМЕI). Эта база данных относится исключительно к оборудованию подвижной станции. База данных EIR состоит из списков номеров IМЕI, организованных следующим образом: БЕЛЫЙ СПИСОК - содержит номера IМЕI, о которых есть сведения, что они закреплены за санкционированными подвижными станциями. ЧЕРНЫЙ СПИСОК - содержит номера IМЕI подвижных станций, которые украдены или которым отказано в обслуживании по другой причине. СЕРЫЙ СПИСОК - содержит номера IМЕI подвижных станций, у которых существуют проблемы, выявленные по данным программного обеспечения, что не является основанием для внесения в "черный список". К базе данных EIR получают дистанционный доступ MSC данной сети, а также MSC других подвижных сетей.
ОМС - центр эксплуатации и технического обслуживания, является центральным элементом сети GSM, который обеспечивает контроль и управление другими компонентами сети и контроль качества ее работы. ОМС соединяется с другими компонентами сети GSM по каналам пакетной передачи протокола Х.25. ОМС обеспечивает функции обработки аварийных сигналов, предназначенных для оповещения обслуживающего персонала, и регистрирует сведения об аварийных ситуациях в других компонентах сети. В зависимости от характера неисправности ОМС позволяет обеспечить ее устранение автоматически или при активном вмешательстве персонала. ОМС может обеспечить проверку состояния оборудования сети и прохождения вызова подвижной станции. ОМС позволяет производить управление нагрузкой в сети. Функция эффективного управления включает сбор статистических данных о нагрузке от компонентов сети GSM, записи их в дисковые файлы и вывод на дисплей для визуального анализа. ОМС обеспечивает управление изменениями программного обеспечения и базами данных о конфигурации элементов сети. Загрузка программного обеспечения в память может производиться из ОМС в другие элементы сети или из них в ОМС.
NMC - центр управления сетью, позволяет обеспечивать рациональное иерархическое управление сетью GSM. Он обеспечивает эксплуатацию и техническое обслуживание на уровне всей сети, поддерживаемой центрами ОМС, которые отвечают за управление региональными сетями. NMC обеспечивает управление графиком во всей сети и обеспечивает диспетчерское управление сетью при сложных аварийных ситуациях, как например, выход из строя или перегрузка узлов. Кроме того, он контролирует состояние устройств автоматического управления, задействованных в оборудовании сети, и отражает на дисплее состояние сети для операторов NMC. Это позволяет операторам контролировать региональные проблемы и, при необходимости, оказывать помощь ОМС, ответственному за конкретный регион. Таким образом, персонал NMC знает состояние всей сети и может дать указание персоналу ОМС изменить стратегию решения региональной проблемы.
BSS - оборудование базовой станции, состоит из контроллера базовой станции (BSC) и приемопередающих базовых станций (BTS). Контроллер базовой станции может управлять несколькими приемо-передающими блоками. BSS управляет распределением радиоканалов, контролирует соединения, регулирует их очередность, обеспечивает режим работы с прыгающей частотой, модуляцию и демодуляцию сигналов, кодирование и декодирование сообщений, кодирование речи, адаптацию скорости передачи для речи, данных и вызова, определяет очередность передачи сообщений персонального вызова.
Вопросы безопасности проведения работ по эксплуатации систем безопасности, использующих gsm каналы
Базовые станции в городах, как правило, устанавливаются на административных зданиях, гораздо реже - на жилых. Используются производственные и технические сооружения (трубы заводов или ТЭЦ). Здание должно быть достаточно высоким, чтобы обеспечить максимально широкую зону радиопокрытия. Для обеспечения требуемой высоты установки Операторы часто используют специальные мачты, чтобы обеспечить требуемую высоту установки.
В России действует СанПиН 2.2.4 1191-03 Электромагнитные поля в производственных условиях, на рабочих местах. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы, а также гигиенические нормативы ГДР (ПДУ) 5803-91 (ДНАОП 0.03-3.22-91) Предельно допустимые уровни (ПДУ) воздействия электромагнитных полей (ЭМП) диапазона частот 10-60 кГц Промышленное электроснабжение 50 Гц.
Уровень поверхностной плотности потока мощности в диапазоне частот, в котором работает оборудование сотовых операторов, проверяется специальной аппаратурой: и во многих случаях излучение от БС не фиксируется приборами вообще, так как оно ниже принятых во всем мире стандартов (10 микроватт на кв. см - такова допустимая норма электромагнитного излучения). Следят за этим органы государственного санитарного надзора - именно они выдают соответствующие разрешения.
Даже в самой "опасной" зоне - при нахождении с базовой станцией примерно на одном уровне горизонтально - опасная зона составляет не более 30 метров. Излучение имеет свойство угасать пропорционально квадрату расстояния (если расстояние от источника излучения увеличилось в 2 раза, излучение ослабилось в 4 раза и т.д.). Таким образом, несколько десятков метров удаления от базовой станции - это практически 100-процентная гарантия отсутствия какого-либо излучения, способного влиять на здоровье.
В современных аппаратах мощность излучения может автоматически варьироваться в зависимости от удаленности от передающей станции и прочих условий приема в пределах от 0,2 Ватта до 2 Ватт, т.е. в десять раз. Поскольку организм человека управляется электрическими импульсами слабой мощности, то источник электромагнитного излучения мощностью до 2 Ватт не может не оказывать патогенного воздействия, на нервную систему человека. Мощность однократного воздействия не столь опасна, как его продолжительность, что является еще одной причиной использования выносных антенн.
Заключение
В данной работе я рассмотрел тенденции развития GSM-систем охраны, основные технические характеристики сотовых сетей применительно к системам охраны. Мною били сделаны технически обоснованные выводы о том, что GSM-системы в настоящее время являются наиболее оптимальными среди других радиоканальных систем для использования. С развитием систем передачи информации по сотовым сетям преимуществ станет больше, и охранные GSM-комплексы выйдут на новый уровень качества, надежности и доступности для пользователей. Я сделал вывод, что крайне эффективным является использование GSM-канала в сочетании с другими каналами передачи извещений (что на данный момент реализуется повсеместно). GSM-системы имеют ряд неоспоримых преимуществ:
возможность использования сервисов оператора сотовой связи для предоставления услуг охраны;
простоту и удобство применения;
доступность сотовой связи подавляющему большинству граждан;
отсутствие необходимости приобретать ретрансляторы для работы системы.
Уже сейчас использование сетей третьего поколения открывает множество дополнительных возможностей, значительно повышая функциональность GSM-систем охраны.
Мною был проведен анализ основных функций GSM-сетей, их использование в системах охраны. Было проведено исследование скорости передачи данных и пропускной способности GSM канала.
Я рассчитал среднюю зону покрытия базовой станции GSM-900 и рассчитал нагрузку на соту, на основании чего сделал вывод о достаточно высокой надежности для охраны дачного поселка.
В своей работе я рассмотрел механизм построения GSM-канала, его основные технические характеристики. До сих пор одним из основных недостатков GSM-канала является его слабая помехозащищенность (вместе с доступностью устройств для глушения сигнала), что делает неэффективным его одиночное применение.
На основании дипломной работы я сформулировал ряд рекомендаций по улучшению технических характеристик систем безопасности, использующих GSM-каналы. На их основании я пришел к логическим выводам о возможных путях развития беспроводных систем охраны.
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
Тема: "Анализ систем безопасности, использующих GSM каналы"
Исполнитель:
Руководитель:
Рецензент:
Содержание
Введение
1. Современное состояние систем безопасности
1.1 Тенденции развития систем безопасности с точки зрения использования различных каналов связи
1.2 Использование беспроводных каналов в системах охраны
1.3 Обзор существующих систем безопасности, использующих gsm каналы
2. Построение систем безопасности, использующих gsm каналы
2.1 Построения gsm канала
2.2 Принцип шифрования gsm канала
2.3 Функции gsm каналов, используемые системами безопасности
3. Анализ функционирования систем безопасности, использующих gsm каналы
3.1 Анализ помехоустойчивости и помехозащищённости gsm канала
3.2 Исследование скорости передачи данных и пропускной способности gsm канала
3.3 Анализ модели gsm канала по обеспечению требуемой зоны покрытия
3.4 Разработка рекомендаций по улучшению технических характеристик систем безопасности, использующих gsm каналы
4. Вопросы безопасности проведения работ по эксплуатации систем безопасности, использующих gsm каналы
Заключение
Список использованных источников
УТВЕРЖДАЮ
Начальник кафедры ТСБС
к. т. н., доцент, полковник милиции
"_____" 2009 г.
Задание на дипломную работу слушателю
1. Тема: "Анализ систем безопасности, использующих GSM каналы".
Утверждена приказом начальника ВИ МВД РФ
№ ___ от "___ " __________ 200 __ г.
2. Цель дипломного проекта (работы): Анализ функционирования существующих систем безопасности, использующих GSM каналы, и разработка рекомендаций по улучшению технических характеристик систем.
3. Срок сдачи дипломного проекта (работы): "___" ____________ 2009 г.
4. Исходные данные к проекту (работе):
4.1 Системы безопасности, использующих GSM каналы в диапазоне 890-960 МГц (GSM-900).
4.2 Ширина полосы канала связи - 200 кГц, частотное разделение дуплексных каналов FDD с расстоянием между дуплексными каналами 45 МГц.
4.3 Модуляция сигнала - двоичная гауссова с минимальным частотным сдвигом (GSMK).
4.4 Анализ модели GSM канала по методике EUROCOST (модель Хата).
5. Перечень подлежащих разработке вопросов:
5.1. Обзор существующих систем безопасности, использующих GSM каналы.
5.2. Анализ помехоустойчивости и помехозащищённости GSM канала.
5.3. Исследование скорости передачи данных и пропускной способности GSM канала.
5.4. Анализ модели GSM канала по обеспечению требуемой зоны покрытия.
5.5. Разработка рекомендаций по улучшению технических характеристик систем безопасности, использующих GSM каналы.
5.5. Рассмотрение вопросов безопасности жизнедеятельности функционирования
систем безопасности, использующих GSM каналы.
6. Перечень обязательного графического материала:
6.1. Название дипломной работы, цель, основные задачи.
6.2. Перечень систем безопасности, использующих GSM каналы, основные технические характеристики, алгоритм работы систем.
6.3. Результаты анализа помехоустойчивости, помехозащищённости, скорости передачи, пропускной способности систем безопасности.
6.4. Рекомендации, выводы о проделанной работе.
Дата выдачи задания: "______"_________________2009 г.
Задание выдал:
Руководитель к. т. н., доцент, полковник милиции
(ученая степень, звание, специальное звание)
Бабкин А.Н.
(подпись) (фамилия, инициалы)
Задание получил:
Слушатель _____________________Аврамчук А.И.
(подпись) (фамилия, инициалы)
Аннотация
В дипломной работе проводится сравнение различных беспроводных технологий, детально рассмотрен принцип построения GSM-канала в системах охраны, GSM сравнивается с другими беспроводными технологиями.
Проведен обзор нескольких основных беспроводных систем охраны, на их примере был проведен анализ его использования в различных системах охраны. Проведен анализ функционирования систем безопасности, использующих GSM каналы, рассмотрены принцип шифрования, помехоустойчивость и помехозащищенность в GSM-канале.
Сформулированы несколько основных принципов и рекомендаций по использованию GSM-канала в системах охраны. Обозначены основные пути развития сетей GSM.
Представлен один из возможных вариантов расчета зоны покрытия отдельно взятой базовой станции.
Реферат
Дипломная работа содержит 82 страницы, 8 рисунков, 4 таблицы, 27 источников.
Ключевые слова: GSM (Global System for Mobile Communications), DTMF (Dual-Tone Multi-Frequency), ContactID, GPRS (General Packet Radio Service), EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution), SMS, Voice, LAN/WAN, MSC (Mobile Switching Centre) BSS (Base Station System) ОМС (Operations and Maintenance Centre) MS (Mobile Stations), TCP/IP-соединение, помехоустойчивость, помехозащищенность, TDMA (Time Division Multiple Access).
Объектом анализа является применение GSM-канала в системах охраны.
Цель дипломной работы: анализ использования GSM-канала, разработка рекомендаций по их применению.
В данной дипломной работе были рассмотрены преимущества и недостатки использования GSM-канала в системах безопасности, возможные пути развития GSM технологий, проведено сравнение с другими каналами связи, возможность их взаимодействия.
На основании проведённого анализа были сформулированы основные принципы использования и рекомендации по применению GSM-канала в системах безопасности.
Введение
В настоящее время рынок услуг и оборудования охранно-пожарной сигнализации стремительно растет. Однако до недавнего времени основным недостатком систем охранной и пожарной сигнализации (ОПС) было использование проводных телефонных линий. К основным недостаткам данных систем можно отнести неустойчивую работу городских телефонных линий, низкую физическую защищенность, отсутствие возможности охраны нетелефонизированных объектов (дачи, коттеджи и т.д.). Поэтому в качестве надежной альтернативы "проводным охранным системам" появилось новое направление или "радиоканальные охранные системы".
Преимущества радиоканальных охранных систем очевидны:
отсутствие зависимости от телефонной линии и качества работы сети;
простота монтажа;
возможность охраны любого объекта (в пределах зоны действия радиоканальной сети).
универсальность - из простых элементов можно построить сколь угодно сложную систему: высокая скорость монтажа и запуска в эксплуатацию, возможность оперативного изменения конфигурации, мобильность охранного пульта, возможность сосуществования нескольких пультов. Нет принципиальных ограничений для подключения в случае необходимости к существующей системе охраны.
Первоначально беспроводные системы не получили широкого распространения из-за низкой надежности (проводная связь в этом плане еще лет пять на зад была надежнее). Но в настоящее время появился широкий спектр различных дополнительны устройств, активно используются новые поколения беспроводных систем связи.
Повсеместное использование сотовых систем связи не могло не сказаться на системах охраны. Возможности, предоставляемые операторами сотовой связи все активнее используются в системах охраны. Также можно видеть, что GSM каналы связи еще не исчерпали лимит своего развития. На сегодняшний день беспроводные охранные системы на базе GSM получили широкое распространение благодаря их относительно невысокой стоимости и простоте установки и эксплуатации. Сотовая сеть стандарта GSM-900/1800 обеспечивает лучшее качество связи и уже развернута в большинстве городов России и стран СНГ.
Системы, использующие GSM-связь, позволяют осуществить охрану любых объектов, в том числе и нетелефонизированных. Использование GSM избавляет от необходимости развертывать свою сеть ретрансляторов - используются ретрансляторы GSM-операторов. Вследствие этого можно брать под охрану объект везде, где уверенно работает сеть GSM-оператора.
И, конечно, очень перспективным представляется использование новых протоколов и сетей 3G, специально предназначенных для корпоративных клиентов - виртуальные корпоративные сети передачи данных с имитостойкостью и защитой информации.
Однако существенным недостатком подобных систем является низкая помехозащищенность. Не секрет, что GSM-канал легко подавить, "GSM глушилки" находятся сегодня в свободной продаже, да и работа сети GSM не всегда отличается высокой стабильностью и может отказать в самый неподходящий момент. Хотя последние разработки позволяют полностью контролировать GSM-канал, оперативно менять частоты, что заметно повышает помехозащищенность
Оптимально использовать GSM-канал в качестве дублирующего или дополнительного к проводным или другим радиоканальным системам. Огромный плюс GSM-систем - возможность самим клиентом контролировать состояние объекта и управлять его охраной.
Современное состояние систем безопасности
Дата: 2019-07-30, просмотров: 207.
