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UNIVERSIDAD
YACAMBU Especialización:
Gerencia Mención: Sistemas de Información Junio,
2008 Gutiérrez Leivic Marín Maigualida Piña Johanna TECNOLOGIA
GSM TECNOLOGIA
GSM TECNOLOGIA
GSM
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Contenido
1.
Introducción
2. Sistema Global para las
Comunicaciones Móviles (GSM)
3. Arquitectura GSM
4. Canales lógicos GSM
5. Protocolo GSM
6. Niveles de
comunicación en GSM
7. Subsistemas en GSM
8. Seguridad en GSM
9.
Principales mecanismos de Seguridad en GSM
10. Perspectivas de GSM en
América Latina
11. Ventajas que ofrece GSM
12. GSM vs
otras tecnologías
13. ¿Qué le falta a GSM?
14. Característica GSM
15. GSM para el usuario
16. Infografia
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Introducción
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El apetito insaciable de conocimiento por parte del hombre y la
tendencia a la evolución, han logrado cambios importantes en El momento histórico en donde nos encontramos se ven
inmensamente marcados por los adelantos en las comunicaciones. Estos
adelantos nos han llevado a tener comunicaciones celulares, de última
generación, la cual tienen un funcionamiento parecido al de las llamadas
telefónicas convencionales, pero los sistemas
celulares de la actualidad soportan video, audio (mp3), navegar por Internet,
enviar e-mail, etc. Estos sistemas se conocen como sistemas de telefonía
celular de 3 Generación. En la actualidad, en muchos países del mundo se han adaptado las
tecnologías digitales GSM, TDMA y CDMA. El GSM, Sistema Global para
Comunicaciones Globales. Ya en el nombre está implícita la clara intención de
comunicar a las personas de forma global, es decir en distintos países
inclusive. Hoy en día GSM es la tecnología líder a nivel mundial, con
presencia en más de 110 países de todos los continentes, lo que representa 60
por ciento del mercado mundial de telefonía móvil. GSM (Global Systems for Mobile
Communications) permite construir capacidad masiva
para servicios de voz y es una de las opciones con la mejor relación
costo/beneficio para cobertura terrestre. |
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Sistema Global para las Comunicaciones Móviles (GSM)
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Para Wikipedia El Sistema Global para
las Comunicaciones Móviles (GSM) es un sistema estándar para comunicación
utilizando teléfonos móviles que incorporan tecnología digital. Por ser
digital cualquier cliente de GSM puede conectarse a través de su teléfono con
su ordenador y puede hacer, enviar y recibir mensajes por e-mail, faxes,
navegar por Internet, acceso seguro a la red informática de una compañía
(LAN/Intranet), así como utilizar otras funciones digitales de transmisión de
datos, incluyendo el Servicio de Mensajes Cortos (SMS). http://es.wikipedia.org/wiki/GSM Es un estándar que permite, a los dispositivos el envió de
mensajes de texto, archivos de imagen, realizar multiconferencias
y navegar por Internet. GSM ofrece roaming internacional que
significa que con un solo aparato y número, el usuario dispondrá de servicios
de voz de alta calidad en cualquier parte del mundo de forma segura. Otros servicios que ofrece son las llamadas en espera, opción
que permite realizar llamadas en conferencia y por supuesto identificar
quienes nos llaman, el envió de SMS o mensajes cortos, sistemas muy económico
y útil que permite el envió y recepción de mensajes de texto desde un
teléfono móvil GSM a otro móvil. A través de los mensajes cortos podemos acceder a todo un mundo
de servicios que convierte a nuestro teléfono en una central de información,
por ejemplo podemos consultar información meteorológica, deportiva estado de
carreteras, cotización de monedas extranjera, etc. e incluso enviar y recibir
correo electrónico desde cualquier lugar en que nos encontremos, sin
necesidad de disponer de una PC. También gracias a un chip inteligente, el usuario dispone de un
directorio telefónico personal, además de conservar el registro de sus
preferencias, bookmark o sitios favoritos. El chip (SIM) contiene además un número llamado IMSI (International Mobile Subscriber Identification) que
lo identifica como un usuario para la red, independientemente del teléfono en
el que se haya introducido.
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Característica GSM
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Una de las características principales utilizadas en todas las
redes GSM y satélite, es la capacidad para soportar el "roaming" (poder cambiar de un país a otro...viajar!) de los usuarios. Utilizando la red de señalización de
control, los MSCs interactúan para localizar y
conectar a los usuarios en toda |
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Arquitectura GSM
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Canales lógicos GSM
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La comunicación en ·
Canales de tráfico (Traffic
Channels, TCH): albergan las llamadas en
proceso que soporta la estación base. ·
Canales de control §
Canales de difusión (Broadcast
Channels, BCH). o
Canal de control broadcast (Broadcast Control Channel,
BCCH): comunica desde la estación base al móvil la información básica y los
parámetros del sistema. o
Canal de control de frecuencia (Frequency
Control Channel, FCCH): comunica al móvil
(desde la BS) la frecuencia portadora de la BS. o
Canal de control de sincronismo (Synchronization
Control Channel, SCCH). Informa al móvil sobre
la secuencia de entrenamiento (training) vigente en la BS, para que el
móvil la incorpore a sus ráfagas. §
Canales de control
dedicado (Dedicated Control Channels,
DCCH). o
Canal de control asociado lento (Slow Associated Control Channel,
SACCH). o
Canal de control asociado rápido (Fast Associated Control Channel, FACCH).
o
Canal de control dedicado entre BS y móvil (Stand-Alone
Dedicated Control Channel,
SDCCH). §
Canales de control
común (Common Control Channels, CCCH). o
Canal de aviso de llamadas (Paging Channel, PCH): permite a la BS avisar al móvil de que hay
una llamada entrante hacia el terminal. o
Canal de acceso aleatorio (Random Access Channel, RACH): alberga las peticiones de acceso a la red
del móvil a la BS. o
Canal de reconocimiento de acceso (Access-Grant
Channel, AGCH):procesa la
aceptación, o no, de la BS de la petición de acceso del móvil. ·
Canales de Difusión Celular (Cell
Broadcast Channels, CBC).
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Protocolo GSM
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El protocolo GPRS es un protocolo de nivel tres, transparente
para todas las entidades de red comprendidas entre el terminal
móvil MT y el nodo GSN al que el móvil está, lógicamente, conectado; las
entidades entre las que se establece una conexión a este nivel están, de
hecho, localizadas en el terminal móvil MT y en el
nodo GSN. Este protocolo soporta tanto el intercambio de informaciones de
control como de paquetes PDP-PDU (Packet Data Protocol - Protocol Data Unit) entre el móvil y el nodo al que éste está conectado
(los PDP-PDU son, de hecho, encapsulados en las tramas GPRS). El formato de una
trama GPRS prevé los siguientes campos: ·
identificador del protocolo GPRS. ·
identificador del protocolo de los PDU (identificador de
PDP). ·
mensaje GPRS. El identificador del protocolo GPRS es una información numérica
cuyo objetivo
es el de distinguir los burst que contienen
paquetes GPRS, de los burst que contienen
informaciones GSM. El identificador del protocolo de los PDU encapsulados en las
tramas GPRS es necesario para direccionar éstos en
cuanto son desencapsulados, hacia el correcto SAP (Service Access
Point); también esta información es de tipo
numérico. Se tendrá, por tanto, un valor
que define los paquetes X25, uno que define los paquetes IP (Internet Protocol), uno que define los paquetes CLNP (Connectionless Network Protocol) y así sucesivamente. Además, dicha información
permite la interpretación del GPRS contenido en ·
Algunos de los posibles mensajes de control se enumeran a
continuación: ·
petición de log-on (LOG-ON REQUEST) ·
respuesta a una petición de log-on (LOG-ON RESPONSE) ·
activación del modo de transmisión cifrado (SET GPRS
CIPHERING MODE) ·
petición de actualización de las informaciones de routing (ROUTING UPDATE REQUEST) ·
respuesta a una petición de actualización de las
informaciones de routing (ROUTING UPDATE RESPONSE) ·
petición de actualización del indicador de routing área (área de encaminamiento) (GPRS RA UPDATE
REQUEST) ·
respuesta a una petición de actualización del indicador de
routing área (GPRS RA UPDATE RESPONSE)
El nodo GSN, antes de encaminar en la backbone
network los PDU de nivel tres desencapsulador
de las tramas GPRS recibidos a través del interfaz Gb,
los encapsula (como SDU - Service Data Unit) en PDU del protocolo de red utilizado en la backbone network para el
transporte de paquetes del usuario. Obviamente, realiza la operación inversa para los paquetes
dirigidos al usuario móvil. |
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Niveles de comunicación en GSM
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GSM necesita la
utilización de varios protocolos para poder controlar las llamadas,
transferir información y proporcionar gestión global del sistema. Desde la MS
existen 4 niveles para la comunicación: 1.
Interface RF (Radio Frecuency)
a la BTS. 2.
Nivel de
gestión de Recursos de Radio (RR)
al BSC. 3.
Gestión de
la movilidad (MM). 4.
Gestión de
las comunicaciones (CM) al registro
VLR del MSC. El de transmisión entre la MS y la BTS es el único componente
que es único a las redes celulares GSM, modificado para funcionar sobre
diferentes frecuencias en el caso de PCS y reemplazado totalmente en el caso
de sistemas de comunicación por satélite. El interfaz entre la MS y la BTS
consta de un canal TDMA
de salto de frecuencia que se divide en varios subcanales,
unos se utilizan para la transmisión de información de usuario y el resto los
utilizan los protocolos de control convenidos. Para incrementar la vida de la
batería y reducir la interferencia entre estaciones, los transmisores de la
MS y de la BTS adaptan automáticamente su potencia de transmisión. Se
utilizan 9 canales en el interfaz aéreo: 5.
FCCH - Información de Frecuencias. 6.
SCH - Sigue a 7.
PAGCH - Transmisión de Información de paginación que se
pide en el establecimiento de una llamada a una estación móvil (MS). 8.
RACH - Canal no limitado utilizado por la MS para pedir
conexiones desde la red terrestre. 9.
CBCH - Transmisión no frecuente de difusiones. 10. BCCH - Información de estado de acceso a la MS. 11. FACCH
- Control de los "Handovers" (Paso de un usuario móvil de una célula a
otra). 12. TCH/F - Para voz a 13 Kbps o
datos a 12, 6 o 3,6 Kbps. 13. TCH/H - Para voz a 7 Kbps o
datos a 6 o 3,6 Kbps. El salto lento de frecuencias se utiliza en los canales de
trafico que están centrados a intervalos de 200 KHz
entre 890 y 915 MHz y 935 y 960 MHz.
Utilizando el salto de frecuencias lento, se obtiene una diversidad de
frecuencias que mejora la calidad de la señal global pero no da
"espíritu" :) a los canales de ruido. Cada rafaga
de transmisión se completa antes de conmutar las frecuencias. Los protocolos
RR son responsables de la asignación y reasignación de canales de trafico entre la MS y ·
Controlar el acceso inicial al sistema. ·
Paginar para llamadas terminadas en el móvil. ·
"Handover" de llamadas
entre células. ·
Control de Potencia. ·
Terminación de llamadas. |
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Subsistemas en GSM
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Seguridad en GSM
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Uno de los sistemas distribuidos del mundo real que implementa
canales seguros es el estándar de telecomunicaciones móviles europeo GSM. Está
diseñado para un entorno inalámbrico donde los usuarios pueden itinerar entre dominios de seguridad administrados
independientemente en tiempo real, lo que requiere algunos protocolos
específicos. Los protocolos de autenticación de GSM están basados en técnicas
criptográficas muy simples. Cada dispositivo portátil P posee una única clave
Kp sólo conocida por él y por el servidor
criptográfico de su sistema doméstico HS. Tanto P como HS también conocen una
función unidireccional no publicada denominada F1(
). 1) HS genera un número aleatorio C Este esquema sólo autentifica la unidad portátil al sistema
estacionario. Un posible escucha clandestino no puede beneficiarse de la
captura de C en el paso 2), ya que sólo P puede convertirlo al correcto R con
Kp. La captura de una copia de R no aporta nada al
atacante, ya que HS generará valores diferentes C para cada autentificación.
Nada puede ganarse al repetir R. GSM es uno de los estándares más populares en telefonía celular
y provee un nivel de seguridad básico. Sin embargo, desde hace mas de 5 años
la seguridad se ha puesto en entre dicho y los scanners
comerciales que pueden emular estaciones GSM se vuelven más comúnes. La seguridad en GSM ha sido vulnerada desde hace
tiempo, existe demasiada información y equipo disponible que podría ser
utilizado para interceptar llamadas telefónicas por GSM Las redes inalámbricas con puntos finales de comunicaciones
móviles presentan diferentes problemas, por ejemplo, escuchas clandestinas,
obtención fraudulenta de servicios que se cobrarán en la cuenta de otro
usuario, etc. El llamado “Diario Independiente de Internet” publicó en su
articulo (La seguridad de GSM se tambalea) lo siguiente: “…el estándar de
telefonía móvil digital GSM tradicionalmente ha basado su seguridad en la
fórmula oscurantista: ocultar los algoritmos y difundir mentiras para crear
en los usuarios la sensación de privacidad y confidencialidad.” (Gonzalo
Álvarez –DiarioRed.com). En 1998 se publicó un artículo, acerca de la posibilidad de
clonar tarjetas SIM, lo cual destapó de nuevo la polémica en torno a la
seguridad real o fingida de GSM. Recientemente, circuló la noticia que dos
investigadores israelíes, Alex Byriukov y Adi Shamir (uno de los más
reputados criptógrafos del mundo, creador junto a Rivest
y Adleman de RSA, de ahí el nombre del algoritmo),
han descubierto nuevos fallos en la seguridad de GSM que les permiten
descifrar las conversaciones cifradas con A5/1 “en menos de un segundo”, esto
reabre el debate acerca de la verdadera fortaleza de GSM frente a escuchas
ilegales y uso fraudulento de sus tarjetas SIM. Actualmente, existen en venta en el mercado aparatos para
interceptar y espiar conversaciones GSM, como Cellular
Phone GSM TDMA Interceptor Pro System
y Off the Air GSM Interception. |
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Principales mecanismos de Seguridad en GSM:
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1)
IMEI (international Mobile Equipment Identifier). En GSM
la capacidad de suscripción y autentificación del cliente está contenida en
una tarjeta inteligente (SIM). Cualquier dispositivo móvil asume la identidad
de un abonado insertando una tarjeta inteligente, los móviles se convierten,
por tanto, en objetos interesantes para robar ya que pueden ser utilizados
con otras tarjetas SIM. Para impedir esto, GSM ha especificado un IMEI. Se ha
propuesto un CEIR (Central Equipment Identity Register). La
Autoridad de aprobación de tipo emite números de listas blancas (rangos
aleatorios de IMEI´s válidos) a los fabricantes de
móviles y éstos informan al CEIR cuando los móviles se sacan al mercado.
Todos los operadores pueden enviar sus listas negras al CEIR y, a su vez, recogen
una lista consolidado de todos las listas negras y blancas de operadores. Por
este método los móviles robados o invalidados pueden rápidamente
inhabilitarse a nivel mundial.
2)
Tarjeta SIM
(Subscriber Identity
Module). Siempre existe la posibilidad de que
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Perspectivas de GSM en América Latina
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En América Latina Actualmente, GSM posee el 56% de participación de mercado
incluyendo, entre los factores preponderantes de este crecimiento, el auge de
la telefonía móvil en América Latina. GSM amplió su base de abonados en más
de 81 millones de clientes, sobrepasando la marca de 200 millones de
clientes. Según comentó Erasmo Rojas (Director para América Latina y el
Caribe de 3G Ameritas); "GSM tuvo un éxito indiscutible en toda América
Latina una vez más este año, especialmente en Brasil, México, Colombia y
Argentina. Brasil terminó 2006 con 63 millones de usuarios GSM, mientras que
México culminó con 43 millones de usuarios GSM y Argentina y Colombia con más
de 25 millones cada uno. Estos 4 países representan un impresionante 75% de
los 208 millones de usuarios GSM de América Latina y el Caribe al término de Actualmente, América Latina y el Caribe están exhibiendo un
crecimiento significativo, ubicando a América Latina pasó a ser una de las regiones de mayor
crecimiento del mundo para el servicio inalámbrico GSM, ya que muchos
operadores migraron sus redes desde otras tecnologías (tales como CDMA y
TDMA) a |
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Ventajas que ofrece GSM
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La arquitectura abierta de GSM ofrece una compatibilidad superior
con sistemas equipos y aplicaciones desarrolladas alrededor del mundo. Las principales ventajas y beneficios que le ofrece GSM
son: ·
ESTÁNDAR MUNDIAL: GSM es un estándar mundial completo al
cual están suscritos 8 de cada 10 usuarios de celular. Por su tamaño y
relevancia GSM ha creado toda una serie de industrias proporcionando
servicios y productos alrededor de este estándar. De hecho, el estándar va
más allá de los teléfonos para cubrir todos los aspectos necesarios para que
el usuario tenga una experiencia satisfactoria ·
ROAMING INTERNACIONAL: Por ser un estándar mundial, GSM
le ofrece la capacidad de moverse sin esfuerzo alrededor del mundo
entre los más de 179 países que gozan de ·
SEGURIDAD, PRIVACIDAD y FLEXIBILIDAD. A través de ·
TRANSMISIÓN INALÁMBRICA DE DATOS. Con GSM /GPRS ahora
la transmisión inalámbrica de datos es más fácil que nunca. Usted podrá
acceder a una multitud de aplicaciones y servicios que lo mantendrán
informado, le pondrán en contacto con otros usuarios e incluso lo podrán
entretener, todo desde su celular GSM. ·
INNOVACIÓN CONSTANTE: Desde sus inicios, los avances más
populares e importantes en la comunicación celular así como los servicios de
valor agregado más exitosos se han dado en las redes GSM. Entre estos cabe
destacar: o
Mensajes cortos de texto (SMS), tonos de ring,
logos, íconos o
Transmisión conmutada de datos inalámbricos (Circuit
Switched Data) o
WAP o
Packet Data (GPRS, EDGE) o
Servicios de localización geográfica. o
Accesorios avanzados (Módulo GSM de Visor Handspring,
módulos de telemática) o
Tarjeta SIM (seguridad, m-commerce) o
Integración con SyncML (sincronización entre
terminales), MMS (transmisión de imágenes multimedia), Java y terminales EPOC. |
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GSM vs otras tecnologías |
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Gustavo diaz de IEEE
plantea ·
GSM
vs TDMA (IS-136) o
GSM brinda
velocidades más altas (13.4 kbps vs 9.6 kbps). o
Mejor integración
GSM – Internet. o
TDMA aún posee
características análogas heredadas. ·
GSM
vs CDMA o
GSM posee mayor
facilidad de roaming (mayor cantidad de carriers) o
CDMA posee una
implementación más fácil. o
- CDMA sufre
menor interferencia externa |
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Los operadores están apostando a GSM; y los proveedores de
terminales buscan los segmentos bajos, como Nokia,
con una afirmación fuerte hacia GSM, mientras que Samsung focaliza su
estrategia en equipos para un segmento alto, pero con una perspectiva menos
auspiciosa hacia esta tecnología de segunda generación. Tal es la afirmación
de Obdulio Báez, Sales & Marketing Director de
Samsung Argentina, quien manifestó a este medio: "La diferencia de
precios para un carrier entre GSM y CDMA, medida en
los millones de usuarios que se planean incorporar a la red sigue siendo
igual de conveniente, por más que en unos años tengan que migrar toda la red
a CDMA. |
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Hay un aspecto clave que sirve para entender
a GSM: con presencia en prácticamente todos los países del mundo, este
estándar tiene 70% de participación en el mercado celular mundial. Ese dato
tiene numerosas implicaciones no sólo para los operadores, sino también para
los usuarios finales. La
primera de ellas (ya mencionada líneas arriba) tiene que ver con las
economías de escala. En cualquier tecnología que alcanza esos niveles de
participación, los costos de fabricación empiezan a bajar notablemente, y los
teléfonos móviles no son la excepción: ya sea que el propio usuario pague por
su aparato, o que el operador lo subsidie –puede ser gratuito a la firma de
un contrato, o vendido a un precio reducido para atraer más clientes, el
hecho es que aparatos muy atractivos se vuelven más accesibles para el
público. Pero
el costo no es el único aspecto en el que se ven los beneficios; también está
el factor variedad. En el mercado mundial hay mucho más modelos de handsets para GSM que para CDMA o TDMA. Hoy un usuario
puede encontrar mucho más opciones que hace un par de años, con atractivos
como displays a color, integración PDA-celular en
un solo aparato, celulares con cámara fotográfica incluida y, en fin,
aparatos de todas formas y colores. Lo mismo en cuestión de marcas: hay
algunos fabricantes que sólo trabajan con GSM. |
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GSM – Fuente : http://es.wikipedia.org/wiki/GSM Característica GSM – Fuente: http://www.todo-cel.com.ar/info/gsm.html Arquitectura GSM – Fuente: http://www.info-ab.uclm.es
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