Luận văn thạc sĩ an ninh trong 3g umts

  • Số trang: 111 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 43 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 26946 tài liệu

Mô tả:

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 1G The First Generation Hệ thống di ñộng thế hệ một 2G The Second Generation Hệ thống di ñộng thế hệ hai 3G The Third Generation Hệ thống di ñộng thế hệ ba 3GPP Third Generation Partnership Project ðề án ñối tác thế hệ thứ 3 A ACL Access Control List Danh sách ñiều khiển truy nhập ADS Application Domain Security An ninh miền ứng dụng AES Advantage Encryption Standard Tiêu chuẩn mật mã hóa tiên tiến AH Authentication Header Tiêu ñề nhận thực AKA Authentication and Key Agreement Nhận thực và thỏa thuận khóa AMF Authentication Management Field Trường quản lý nhận thực AMPS Advanced Mobile Phone System ATM Asynchronous Transfer Mode AuC Authentication Center Trung tâm nhận thực AUTN Authentication Token Thẻ nhận thực mạng AV Authentication Vector Vec-tơ nhận thực Hệ thống ñiện thoại tiên tiến Phương thức truyền bất ñối xứng B BG Border Gateway Cổng biên giới BICC Bearer Independent Call Control ðiều khiển cuộc gọi ñộc lập kênh mang BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc 1 C CA Certificate Authority Thẩm quyền chứng nhận CK Cirphering Key Khóa mật mã CN Core Network Mạng lõi CRL Certificate Revocation List Danh sách hủy chứng nhận CRNC Control RNC RNC ñiều khiển CS Circuit Switching Chuyển mạch kênh CSCF Connection State Control Function Chức năng ñiều khiển trạng thái kết nối D DES Data Encryption Standard Tiêu chuẩn mật mã háo số liệu DNS Domain Name System Hệ thống tên miền DRNC Drifting RNC RNC trôi E ECC Elliptic Curve Cryptography Một loại giải thuật mật mã hóa EIR Equipment Identify Register Thanh ghi nhận thực thiết bị ESP Encapsulation Security Payload Tải tin an ninh ñóng bao F FDD Frequency Division Duplexing Song công phân chia theo tần số FDM Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số G GGSN Gate GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS cổng GMSC Gate-MSC MSC cổng GPS Global Positioning System Hệ thống ñịnh vị toàn cầu 2 GSM Global System for Mobile Hệ thống thông tin di ñộng toàn cầu Communication GTP GPRS Tunnel Protocol Giao thức ñường hầm GPRS H HE Home Environment Môi trường nhà HLR Home Location Register Thanh ghi ñịnh vị thường trú HSS Home Subscriber Server Server thuê bao tại nhà I I-CSCF Interrogating CSCF CSCF hỏi IETF Internet Engineering Task Force Nhóm ñặc trách Internet IK Integrity Key Khóa toàn vẹn IKE Internet Key Exchange Trao ñổi khóa Internet IP Internet Protocol Giao thức Internet IPsec IP Security An ninh IP ISDN Integrated Sevices Digital Network ISIM IMS Subscriber Identify Module Mô dun nhận dạng thuê bao IMS ISIM Internet Services Multimedia Mô dun nhận dạng dịch vụ ña Identity Module ITU Mạng số tích hợp ña dịch vụ phương tiện Internet International Telecommunication Liên minh viễn thông quốc Union K K Master Key Khóa chủ KS Key Stream Luồng khóa 3 L LA Local Area Vùng ñịnh vị M MAC Message Authentication Code Mã nhận thực bản tin MAC-A MAC- Authentication Mã nhận thực bản tin dành cho MAC-I MAC-Integrity MAC dành cho toàn vẹn MACsec MAC Security An ninh MAP MD Message Degest Tóm tắt bản tin ME Mobile Equipment Thiết bị di ñộng nhận thực MEGACO Media Gateway Controller MGCF Bộ ñiều khiển cổng phương tiện Media Gateway Control Function Chức năng ñiều khiển cổng các phương tiện MGW Media Gateway Cổng phương tiện MIP Mobile Internet Procol Giao thức Internet di ñộng MRF Multimedia Resource Function Chức năng tài nguyên ña phương MS Mobile Station Trạm di ñộng MSC Mobile Services Switching Center Trung tâm chuyển mạch các dịch tiện vụ di ñộng N NAI Network Access Identify Nhận dạng truy nhập mạng NAS Network Access Security An ninh truy nhập mạng 4 NDS Network Domain Security An ninh miền mạng NMT Nordic Mobile Telephone System Hệ thống ñiện thoại di ñộng Bắc Âu P PCM Pulse Code Modulation ðiều chế xung mã P-CSCF Proxy CSCF CSCF ủy thác PDP Packet Data Protocol Giao thức Dứ liệu gói PIN Personal Identification Number Số nhận dạng cá nhân PKI Public Key Infrastructure Hạ tầng khóa công khai PLMN Public Land Mobile Network Mạng di ñộng công cộng mặt ñất PS Packet Switching Chuyển mạch gói PSTN Public Switched Telephone Mạng ñiện thoại chuyền mạch công cộng Network Q QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ của nhà cung cấp R RSGW Roaming Signalling Gateway Cổng báo hiệu chuyển mạng RTP Real Time Transport Protocol Giao thức truyền tải thời gian thực S S-CSCF Serving CSCF CSCF phục vụ SDP Session Description Protocol Giao thức miêu tả phiên SGSN Serving GPRS Support Node 5 Nút bỗ trợ GPRS phục vụ SHA Security Hash Algorithm Thuật toán làm rối an ninh SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên SMR Special Mobile Radio Vô tuyến di ñộng ñặc biệt SQN Sequence Number Số trình tự SRES Signed RESponse Trả lời ñược ký SRNC Serving RNC RNC phục vụ SS7GW Signaling System No.7 Gateway Cổng hệ thống báo hiệu số 7 SSL Secure Sockets Layer Lớp các ổ cắm an ninh T TACS Total Access Communications toàn bộ Systems TDD Hệ thống truyền thông truy nhập Time Division Duplexing Song công phân chia theo thời Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian TDM gian TE Terminal Equipment Thiết bị ñầu cuối TLS Transport Layer Security An ninh lớp truyền tải TMSI Temporary Mobile Subscriber Nhận dạng di ñộng tạm thời Identity TSGW Transport Signalling Gateway Cổng báo hiệu truyền tải U UA User Agent Tác nhân người sử dụng UAC UA Client UA khách UAS UA Server UA chủ 6 UDS User Domain Security An ninh miền người sử dụng UE User Equipment Thiết bị người sử dụng UEA UMTS Encryption Algorithm Giải thuật mật mã UMTS UIA UMTS Integrity Algorithm Giải thuật toàn vẹn UMTS UICC UMTS IC Card Thẻ vi mạch UMTS UMTS Univesal Mobile Hệ thống viến thông di ñộng toàn Telecommunication System URI Unified Resource Identifier USIM UMTS Subscriber Identify Module UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access cầu Nhận dạng tài nguyên ñồng dạng Môdun nhận dạng thuê bao Mạng truy nhập vô tuyến mặt ñất Network V VC Virtual Channel ðường truyền ảo VLR Visitor Location Register Thanh ghi ñịnh vị tạm thời VoIP Voice over Internet Protocol Thoại trên nền IP VP Virtual Packet Gói ảo WAP W Wireless Application Protocol Giao thức ứng dụng vô tuyến WAPsec WAP Security An ninh WAP WCDMA Wideband Code Division ða truy nhập phân chia theo Multiple Access WTLS mã băng rộng Wireless Transfer Security Layer An ninh lớp truyền tải vô tuyến X XMAC-A Expected-MACA MAC-A kỳ vọng 7 XMAC-I Expected-MACI MAC-I kỳ vọng XRES Expected User Respone Trả lời kỳ vọng của người sử dụng 8 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU Hình 2.1: Mô hình phát triển mạng di ñộng từ thế hệ 1G ñến 3G.........................29 Bảng 2.1 Phân loại các dịch vụ ở 3G UMTS. ..................................................34 Hình 2.2 Kiến trúc 3G UMTS R3.........................................................................36 Hình 2.3 Kiến trúc 3G UMTS R4. .......................................................................45 Hình 2.4 Kiến trúc mạng ña phương tiện 3G UMTS R5. ...................................47 Hình 3.1 Minh họa cơ chế cơ sở của mật mã bằng khóa duy nhất. ....................55 Hình 3.2 Quá trình sử dụng tóm tắt bản tin ñể cung cấp các chữ ký ñiện tử.....59 Hình 3.3 Nhận thực bằng chữ ký ñiện tử..............................................................63 Hình 3.4 Phương pháp nhận thực sử dụng MAC. ...............................................65 Hình 3.5 Kiến trúc an ninh tổng quát của một hệ thống thông tin di ñộng. ......69 Hình 3.6 Mô hình an ninh cho giao diện vô tuyến ở GSM.................................70 Bảng 4.1 Các hàm mật mã. .................................................................................79 Hình 4.1 Quá trình mật mã hóa và giải mật mã hóa bằng hàm f8......................80 Hình 4.2 Nhận dạng toàn vẹn bản tin với sử dụng hàm toàn vẹn f9. .................82 Hình 3.3 Quá trình tạo các AV trong AuC...........................................................84 Hình 4.4 Quá trình tạo các thông số an ninh trong USIM..................................85 Hình 4.5 Tạo AUTS trong USIM. ........................................................................86 Hình 4.6 Thủ tục ñồng bộ lại trong AuC..............................................................87 Bảng 4.2 Kích cỡ các thông số nhận thực. .......................................................89 Hình 4.7 Mô hình an ninh cho giao diện vô tuyến ở 3G UMTS........................90 Hình 4.8 Nhận thực người sử dụng tại VLR/SGSN............................................91 Hình 4.9 Nhận thực mạng tại USIM. ...................................................................92 Hình 4.10 Bộ mật mã luồngkhóa trong UMTS. .................................................92 Hình 4.11 Nhận thực toàn vẹn bản tin. .................................................................94 9 Hình 4.12 Tổng quan quá trình nhận thực và thỏa thuận khóa AKA. ...............95 Hình 4.13 Thủ tục ñồng bộ lại của AKA..............................................................97 Hình 4.14 Kiến trúc an ninh IMS. ......................................................................103 Hình 4.15 Kiến trúc an ninh IMS của UMTS R5..............................................104 Hình 4.16 ðăng ký và nhận thực trong IMS......................................................107 10 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT....................................................1 MỤC LỤC..............................................................................................................11 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ðỘNG .............................18 1.1 QÚA TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ðỘNG........ 18 1.2. CÁC THẾ HỆ MẠNG THÔNG TIN DI ðỘNG ...........................................19 1.2.1Thế hệ 1G (first Generation )..................................................................19 1.2.2 Thế hệ 2G : ( Second Generation ) ........................................................20 1.2.3 Thế hệ 3G : ( Third Generation ) ...........................................................22 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ 3G UMTS.....................................................28 2.1. TỔNG QUAN VỀ LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN THÔNG TIN DI ðỘNG.....28 2.2 ðẶC ðIỂM CƠ BẢN CỦA CỦA 3G UMTS...............................................29 2.3 CHUYỂN MẠCH KÊNH, CHUYỂN MẠCH GÓI, CÁC LƯU LƯỢNG VÀ DỊCH VỤ 3G UMTS HỖ TRỢ................................................................................31 2.3.1 Chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói ............................................31 2.3.1.1Chuyển mạch kênh................................................................................31 2.3.1.2Chuyển mạch gói ..................................................................................32 2.3.2 Các lưu lượng và dịch vụ ñược 3G UMTS hỗ trợ ............................33 2.4 KIẾN TRÚC3G UMTS R3 ..............................................................................35 2.4.1 Thiết bị người sử dụng .........................................................................36 2.4.1.1 Các ñầu cuối .........................................................................................36 2.4.1.2 UICC (UMTS IC Card).......................................................................37 2.4.1.3 USIM .....................................................................................................37 2.4.2 Mạng truy nhập vô tuyến mặt ñất UMTS ..........................................38 2.4.2.1 RNC .......................................................................................................38 2.4.2.2 Nút B .....................................................................................................39 2.4.3 Mạng lõi .................................................................................................39 2.4.3.1 SGSN .....................................................................................................39 11 2.4.3.2 GGSN ....................................................................................................40 2.4.3.3 BG ..........................................................................................................40 2.4.3.4 VLR .......................................................................................................40 2.4.3.6 GMSC....................................................................................................41 2.4.3.7 HE ..........................................................................................................41 2.4.4 Các mạng ngoài .....................................................................................43 2.4.5 Các giao diện .........................................................................................43 2.4.5.1 Giao diện Cu .........................................................................................43 2.4.5.2 Giao diện Uu.........................................................................................43 2.4.5.3 Giao diện Iu ..........................................................................................43 2.4.5.4 Giao diện Iur .........................................................................................43 2.4.5.5 Giao diện Iub ........................................................................................44 2.5 KIẾN TRÚC 3G UMTS R4 ..........................................................................44 2.6 KIẾN TRÚC 3G UMTS R5 ..........................................................................47 2.7 KẾT LUẬN .....................................................................................................49 CHƯƠNG III: AN NINH TRONG THÔNG TIN DI ðỘNG.........................50 3.1 TẠO LẬP MÔ TRƯỜNG AN NINH..........................................................50 3.1.1 Nhận thực ...............................................................................................50 3.1.2 Toàn vẹn số liệu ....................................................................................50 3.1.3 Bảo mật ..................................................................................................51 3.1.4 Trao quyền .............................................................................................51 3.1.5 Cấm từ chối............................................................................................51 3.2 CÁC ðE DỌA VỀ AN NINH ......................................................................51 3.2.1 ðóng giả .................................................................................................52 3.2.2 Giám sát .................................................................................................52 3.2.3 Làm giả ...................................................................................................52 3.2.4 Ăn cắp.....................................................................................................53 3.3 CÁC CÔNG NGHỆ AN NINH ....................................................................53 3.3.1 Công nghệ mật mã ................................................................................53 12 3.3.1.1 Các giải pháp và giao thức..................................................................53 3.3.1.2 Mật mã hóa số liệu ...............................................................................54 3.3.2 Các giải thuật ñối xứng ........................................................................54 3.3.3 Các giải thuật bất ñối xứng ..................................................................56 3.3.4 Nhận thực ...............................................................................................58 3.3.5 Các chữ ký ñiện tử và tóm tắt bản tin .................................................58 3.3.6. Các chứng chỉ số ....................................................................................60 2.3.7 Hạ tầng khóa công khai PKI ................................................................61 3.3.8 Nhận thực bằng bản tin nhận thực .......................................................65 3.4 AN NINH GIAO THỨC VÔ TUYẾN ........................................................66 3.4.1 An ninh lớp truyền tải vô tuyến (WTLS) ............................................66 3.4.2 Lỗ hổng WAP ..........................................................................................68 3.4.3 WAP 2.x ..................................................................................................69 3.5 MÔ HÌNH AN NINH TỔNG QUÁT CỦA MỘT HỆ THỒNG THÔNG TIN DI ðỘNG ......................................................................................................69 3.6 AN NINH TRONG GSM ..............................................................................70 3.6.1 Mô hình an ninh cho giao diện vô tuyến ............................................70 3.6.1.1 Nhận thực thuê bao GSM ...................................................................71 3.6.1.2 Mật mã hóa ở GSM .............................................................................71 3.6.2 Các hạn chế trong an ninh GSM .........................................................72 3.7 KẾT LUẬN .....................................................................................................73 CHƯƠNG IV: GIẢI PHÁP AN NINH TRONG 3G UMTS ...........................75 4.1 MÔ HÌNH KIẾN TRÚC AN NINH 3G UMTS .........................................75 4.1.1 Nhận thực ...............................................................................................75 4.1.2 Bảo mật ..................................................................................................75 4.1.3 Toàn vẹn .................................................................................................76 4.2 CÁC HÀM BẢO MẬT .................................................................................77 4.2.1 Yêu cầu ñối với các giải thuật và các hàm mật mã...........................77 4.2.2 Các hàm mật mã ....................................................................................77 13 4.2.2.1 Hàm f8 ...................................................................................................79 4.2.2.2 Hàm f9 ...................................................................................................81 4.2.3 Sử dụng các hàm mật mã ñể tạo AV trong AuC ...............................83 4.2.4 Sử dụng các hàm mật mã ñể tạo các thông số an ninh trong USIM .........................................................................................................................84 4.2.5 Sử dụng các hàm ñể ñồng bộ lại tại USIM ........................................85 4.2.6 Sử dụng các hàm ñể ñồng bộ lại tại AuC ...........................................86 4.2.7 Thứ tự tạo khóa .....................................................................................87 4.3 CÁC THÔNG SỐ NHẬN THỰC ................................................................88 4.3.1 Các thông số của vec-tơ nhận thực (AV) ...........................................88 4.3.2 Thẻ nhận thực mạng (AUTN) .............................................................88 4.3.3 Trả lời của người sử dụng và giá trị kỳ vọng (RES&XRES) ..........88 4.3.4 Mã nhận thực bản tin dành cho nhận thực và giá trị kỳ vọng (MACA&XMAC-A) ...............................................................................................88 4.3.5 Thẻ ñồng bộ lại (AUTS) ......................................................................88 4.3.6 Mã nhận thực bản tin dành cho ñồng bộ lại và giá trị kỳ vọng (MAC-S&XMAC-S) ..........................................................................89 4.3.7 Kích cỡ của các thông số nhận thực ...................................................89 4.4 MÔ HÌNH AN NINH CHO GIAO DIỆN VÔ TUYẾN 3G UMTS ........89 4.4.1 Mạng nhận thực người sử dụng...........................................................91 4.4.2 USIM nhận thực mạng .........................................................................91 4.4.3 Mật mã hóa UTRAN ............................................................................92 4.4.4 Bảo vệ toàn vẹn báo hiệu RRC ...........................................................93 4.5 NHẬN THỰC VÀ THỎA THUẬN KHÓA AKA ....................................94 4.5.1 Tổng quan về AKA ...............................................................................95 4.5.2 Các thủ tục AKA ...................................................................................95 4.6 THỦ TỤC ðỘNG BỘ LẠI AKA ................................................................97 4.7 AN NINH TRONG 3G UMTS R5..............................................................99 4.7.1 An ninh miền mạng NDS .....................................................................99 14 4.7.1.1 MAPsec .................................................................................................99 4.7.1.2 IPsec.....................................................................................................100 4.7.2 An ninh IMS ........................................................................................101 4.7.2.1 Giao thức khởi tạo phiên SIP ...........................................................101 4.7.2.2 Kiến trúc an ninh IMS .......................................................................103 4.7.2.3 Mô hình an ninh IMS của UMTS R5 ..............................................104 4.7.2.4 Quá trình ñăng ký và nhận thực trong IMS ....................................106 4.8 KẾT LUẬN ...................................................................................................109 KẾT LUẬN ..........................................................................................................110 TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................111 15 LỜI NÓI ðẦU Ngày nay, thông tin di ñộng ñã trở thành một nghành công nghiệp viễn thông phát triển nhanh nhất và phục vụ con người hữu hiệu nhất. Từ hệ thống thông tin di ñộng 2G GSM chỉ sử dụng chuyển mạch kênh hiệu xuất thấp, vốn ñược phát triển cho các dịch vụ thoại là chủ yếu. Thì nay, cùng với sự phát triển của xã hội, nhu cầu ñặt ra ñòi hỏi ngày càng cao về các dịch vụ ña phương tiện như :  Truyền thông hội nghị, quản lý thông tin cá nhân, lập biểu, nhóm làm việc, fax màu, …  Truyền thông: báo, tạp chí, quảng cáo, …  Mua sắm: thương mại ñiện tử, tiền ví ñiện tử, giao dịch tự ñộng, ñấu giá,…  Giải trí: tin tức, thể thao, trò chơi, video, âm nhạc, …  Giáo dục: thư viện trực tuyến, máy tìm kiếm, học từ xa, …  Sức khỏe: chữa bệnh, theo dõi, chuẩn ñoán từ xa, ……  Tự ñộng hóa: ño ñạc từ xa, …  Tuy nhập thông tin cá nhân: thời gian biểu, ñặt vé từ xa, cảnh báo vị trí,…  Các dịch vụ ñánh số cá nhân toàn cầu, ñiệ thoại vệ tinh, … ðể ñáp ứng cho những nhu cầu ñó thì việc chuyển ñổi từ mạng 2G sang 3G là ñiều tất yếu. ITU (International Telecommunication union – liên minh viễn thông quốc tế) ñã ñưa ra nhiều tiêu chuẩn cho 3G trong ñó có 2 hệ thống WCDMA UMTS và CDMA-2000 ñã ñược ITU chấp nhận và ñưa vào hoạt ñộng. Cả hai hệ thống này ñều sử dụng công nghệ CDMA. ðiều này cho phép thực hiện tiêu chuẩn trên toàn thế giới cho giao diện vô tuyến của hệ thống thông tin di ñộng thế hệ ba. Trong hai hệ thống ñó, hệ thống UMTS tỏ ra có nhiều ưu ñiểm hơn cả. Hệ thống UMTS ñược phát triển ở nhiều nước trên thế giới, chủ yếu là các nước ñang phát triển, ñặc biệt là cho các nước hiện ñang sử dụng mạng GSM (trong ñó có Việt Nam) với tổng số thuê bao ñã ñạt tới 3,6 tỷ tính ñến cuối năm 2008. ðây 16 là một trong những yếu tố quyết ñịnh giúp UMTS trở thành hệ thống thông tin di ñộng thế hệ ba phổ biến nhất hiện nay và sẽ tiếp tục phát triển nhanh trong thời gian tới. Khi hệ thống thông tin di ñộng 3G UMTS ra ñời kéo theo sự phát triển các dịch vụ và ứng dụng mới, các giao dịch kinh doanh cũng ñược thực hiện qua mạng di ñộng ngày càng nhiều vì thời gian xử lý công việc nhanh chóng hơn. Và ñể ñảm cho công việc kinh doanh thì vấn ñề an ninh cần phải ñặt nên hàng ñầu. Cần phải có các biện pháp an ninh ñể giảm thiểu các rủi ro hủy hoại dịch vụ, tránh thất thoát lợi nhuận và duy trì mức ñộ thỏa mãn cho khách hàng sử dụng. Với yêu cầu ñặt ra như vậy, em ñã nghiên cứu tìm hiểu và nhận ñề tài với tên gọi “AN NINH TRONG 3G UMTS ” làm ñồ án tốt nghiệp ñại học cho mình. Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc ñến cô giáo PGS TS Nguyễn Việt Hương ñã hướng dẫn, giúp ñỡ em tận tình, chu ñáo ñể em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp của mình. Hà Nội, ngày tháng Học viên ðinh Văn ðồng 17 năm CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ðỘNG 1.1 QÚA TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ðỘNG Thông tin di ñộng ñã ñược ñưa vào sử dụng ñầu tiên ở Mỹ năm 1946, khi ñó nó chỉ ñược sử dụng ở phạm vi thành phố, hệ thống này có 6 kênh sử dụng cấu trúc ô rộng với tần số 150 MHz. Mặc dù các khái niệm tế bào, các khái niệm trải phổ, ñiều chế số và các công nghệ hiện ñại khác ñược biết ñến hơn 50 năm trước ñây, nhưng cho ñến ñầu những năm 1960 dịch vụ ñiện thoại di ñộng tế bào mới xuất hiện trong các dạng ứng dụng và khi ñó nó chỉ là các sửa ñổi thích ứng của các hệ thống ñiều vận. Các hệ thống di ñộng ñầu tiên này có ít tiện lợi và có dung lượng rất thấp. Vào những năm 1980, hệ thống ñiện thoại di ñộng tế bào ñiều tần song công sử dụng kỹ thuật ña truy nhập phân chia theo tần số xuất hiện, ñây là hệ thống tương tự hay còn gọi là hệ thống thông tin di ñộng thế hệ thứ nhất (1G). Các hệ thống thông tin di ñộng tế bào tương tự nổi tiếng nhất là: hệ thống di ñộng tiên tiến (AMPS), hệ thống di ñộng tiên tiến băng hẹp (NAMPS), hệ thống thông tin truy nhập toàn diện (TACS) và Hệ thống NTT. Hạn chế của các hệ thống này là: phân bố tần số hạn chế, dung lượng thấp, tiếng ồn khó chịu, không ñáp ứng ñược các dịch vụ mới hấp dẫn với khách hàng v.v... Giải pháp ñể loại bỏ các hạn chế trên là chuyển sang sử dụng kỹ thuật thông tin số sử dụng các dịch vụ ña truy nhập mới. Hệ thống ña truy nhập TDMA ñầu tiên ra ñời trên thế giới là GSM. GSM ñược phát triển từ năm 1982, CEPT quy ñịnh việc ấn ñịnh tần số dịch vụ viễn thông Châu âu ở băng tần 900MHz. ở Việt Nam hệ thống thông tin di ñộng ñược ñưa vào hoạt ñộng vào năm 1993, hiện ñang ñược hai công ty VMS và GPC khai thác rất hiệu quả, mới ñây Viettel là công ty thứ ba ñưa vào khai thác hệ thống GSM trên thị trường thông tin di ñộng Việt nam. Song song với sự phát triển của các hệ thống thông tin di ñộng tế bào nói trên. Các hệ thống thông tin di ñộng hạn chế cho; mạng nội hạt, sử dụng máy cầm tay không dây số cũng ñược nghiên cứu phát triển. Hai hệ thống ñiển hình cho loại thông tin này là: DECT (Digital Enhanced cordless Telecoms) của châu Âu và 18 PHS của Nhật cũng ñã ñược ñưa vào khai thác. Ngoài kỹ thuật TDMA, ñến năm 1995, CDMA ñược ñưa vào sử dụng ở một số nước. Các hệ thống thông tin di ñộng kỹ thuật số nói trên, sử dụng phương pháp truy nhập TDMA như GSM (Châu Âu), PDC ( Nhật) hoặc phương pháp truy nhập CDMA theo chuẩn năm 1995 ( CDMA-IS95) ñều thuộc hệ thống thông tin di ñộng thế hệ thứ 2( 2G). Các hệ thống thông tin tế bào số có nhiều ñiểm nổi bật như chất lượng thông tin ñược cải tiến nhờ các công nghệ xử lý tín hiệu số khác nhau, nhiều dịch vụ mới (VD: các dịch vụ phi thoại), kỹ thuật mã hóa ñược cải tiến, tương thích tốt hơn với các mạng số và phát huy hiệu quả dải phổ vô tuyến. Bảng 1.1 mô tả các thông số cơ bản của các tiêu chuẩn cho các hệ thống thông tin tế bào số của Nhật Bản, Mỹ và Châu Âu. Ngoài chuẩn IS-95 dựa trên công nghệ CDMA, tất cả các chuẩn khác ñều dựa trên công nghệ TDMA. 1.2. CÁC THẾ HỆ MẠNG THÔNG TIN DI ðỘNG 1.2.1Thế hệ 1G (first Generation ) Mạng di ñộng thế hệ thứ nhất khơi mào ở Nhật vào năm 1979. ðây là hệ thống truyền tín hiệu tương tự (analog). Những công nghệ chính thuộc thế hệ thứ nhất này có thể kể ñến là AMPS (Advanced Mobile Phone System), TACS ( Total Access Communication System), JTACS (Japan TACS) NMT (Nordic Mobile Telephone). Tuy nhiên chưa hoàn hảo về mặt công nghệ kỹ thuật, thế hệ thông tin di ñộng 1G này thực sự là một mốc phát triển quan trọng của ngành viễn thông (khái niệm di ñộng (mobile)) ñã bắt ñầu ñi vào phục vụ nhu cầu liên lạc của con người trong ñời sống hàng ngày. Những ñiểm yếu nổi bật của thế hệ 1G liên quan ñến chất lượng truyền tin kém, vấn ñề bảo mật và việc sử dụng kém hiệu quả tài nguyên tần số. - Là hệ thống thông tin di ñộng tương tự sử dụng phương thức ña truy nhập phân chia theo tần số FDMA và ñiều chế tần số FM. - ðặc ñiểm : + Phương thức truy nhập : FDMA + Dịch vụ ñơn thuần là thoại 19 + Chất lượng kém + Bảo mật kém - Một số hệ thống ñiển hình : + NMT : Nordic Mobile Telephone sử dụng băng tần 450 MHz .Triển khai tại các nước Bắc Âu vào năm 1981 ( vùng Scandinavia ) + TACS : Total Access Communication System triển khai tai Anh vào năm 1985. + AMPS : Advances Mobile Phone System triển khai tại Bắc Mỹ vào năm 1978 sử dụng băng tần 800 MHz. 1.2.2 Thế hệ 2G : ( Second Generation ) Hệ thống mạng 2G ñược ñặc trưng bởi công nghệ chuyển mạch kỹ thuật số (digital circuit – switched). kỹ thuật này cho phép sử dụng tài nguyên băng tần hiệu quả hơn nhiều so với 1G/. Hầu hết các thuê bao di ñộng trên thế giới hiện ñang dùng công nghệ 2G này. Công nghệ 2G sẽ còn tồn tại thêm một thời nữa trước khi 3G thay thế hoàn toàn nó. Những chuẩn di ñộng 2G chính bao gồm GSM (Global System for Mobile Communication ), IS – 136 và CDMA One. GSM sử dụng kỹ thuật ña truy nhập TDMA và song công FDD. GSM ñã trở thành công nghệ truyền thông có tốc ñộ phát triển nhanh nhất từ trước ñến nay và là một chuẩn di ñộng ñược triển khai rộng rãi trên thế giới. IS – 136 ñược biết ñến với tên D – AMPS (Digital - AMPS) sử dụng kỹ thuật ña truy nhập TDMA và song công TDD . Công nghệ này ñược triển khai nhiều ở Châu Mĩ, ñặc biệt là ở Mỹ và Canada. IS – 136 ñược triển khai như một mạng overlay kỹ thuật số, phủ trên nền hạ tầng mạng AMPS.IP – 136 cho tốc ñộ dữ liệu lên ñến 30 Kbps. CDMA One là tên gọi của chuẩn di ñộng ITU IS – 95 sử dụng kỹ thuật ña truy nhập CDMA. CDMA ñược chuẩn hoá năm 1993. Ngày nay, có 2 phiên bản IS – 95 gọi là 20
- Xem thêm -