Zaloguj się
Wszystkie
24 czerwca 2025
20
Wspomnianym rozwiązaniem jest sieć telefonii komórkowej, do której dostęp można uzyskać bardzo łatwo – nawet, jeśli pożądany jest dostęp na całym świecie. Dodanie takiej łączności do projektu nie jest zbyt trudne i nie wymaga żadnej dodatkowej certyfikacji (potwierdzenia zgodności ze standardami łączności radiowej) – na rynku dostępne są bowiem specjalne, certyfikowane moduły, a ich implementacja w projekcie jest relatywnie prosta. Czytelnik może zadać pytanie, który operator oferuje globalny dostęp do sieci komórkowej bez opłat roamingowych. Nie jest to żaden z operatorów znanych z reklam, ale o tym będzie mowa w dalszej części artykułu.
Krótko o sieci telefonii komórkowej
Autor zdaje sobie sprawę, iż większość Czytelników spotkała już się z opisem budowy i działania sieci komórkowej, gdyż takie informacje pojawiają się w każdym artykule poruszającym tematykę tej formy łączności. Mimo to skrócony opis zostanie dodany i tutaj – głównie dla tych, których ów temat jakimś sposobem do tej pory ominął.
Sieć telefonii komórkowej w swojej najbardziej podstawowej formie jest systemem łączności radiowej, w którym jedna stacja bazowa (wieża) łączy się z wieloma przenośnymi urządzeniami drogą radiową. Rozwiązania tego typu istniały od wielu dekad i były stosowane na przykład w branży transportowej czy przez różne służby. Ograniczeniem tych wczesnych systemów był zasięg stacji bazowej i przenośnego urządzenia – wyjście poza zasięg stacji uniemożliwiało prowadzenie łączności. Telefonia komórkowa rozwiązała ten problem budując wiele mniejszych stacji bazowych, każda z nich zaś pracowała na innej częstotliwości – tak wybranej, by sąsiednie wieże się wzajemnie nie zakłócały. Urządzenie przenośne zaś automatycznie łączyło się z najbliższą wieżą, a w chwili wychodzenia z zasięgu jednej stacji i wchodzenia w zasięg drugiej automatycznie zmieniało kanał, czego użytkownik nawet nie zauważał. Pierwotnie systemy te były całkowicie analogowe, a liczba realizowanych równolegle połączeń – mocno ograniczona. Ponadto same połączenia nie były szyfrowane.
Jeśli idzie o warstwę fizyczną łączności, to system telefonii komórkowej nie uległ zbyt wielu modyfikacjom – zmieniły się jedynie częstotliwości pracy i rodzaj modulacji. Jednak wraz z rozwojem technologii nastąpiła też zmiana w warstwie formatu i protokołu łączności. Urządzenie przenośne, czyli na przykład telefon komórkowy, otrzymało kartę SIM (ang. Subscriber Information Module – moduł informacji abonenta), czyli kartę zawierającą mikrokontroler(-y), pamięć EPROM i EEPROM/Flash. W pamięci EPROM zapisany jest numer IMSI (ang. International Mobile Subscriber Identity – międzynarodowa tożsamość abonenta mobilnego), 64-bitowy numer identyfikujący konkretne konto abonenckie. Ponadto karta zawiera też unikalny, 128-bitowy klucz kryptograficzny. Klucz ten jest używany do weryfikacji autentyczności karty. W momencie nawiązania łączności z siecią komórkową wysyłany jest do niej numer IMSI, a w odpowiedzi zostaje wygenerowana liczba losowa. Karta SIM używa jej – oraz klucza – do wygenerowania odpowiedzi, która porównywana jest z odpowiedzią wygenerowaną po stronie wieży. Po potwierdzeniu autentyczności następuje wygenerowanie kluczy szyfrujących dalszą łączność. Karta SIM zawiera też dane identyfikujące operatora, do którego sieci karta jest przypisana. Operatorzy tworzą własne sieci łączności komórkowej stawiając wieże – i ten właśnie numer pozwala urządzeniu łączyć się tylko z wieżami tej samej sieci, co karta SIM.
Sama karta SIM zawiera jeszcze dwa elementy, obecnie nieco zapomniane: pamięć na wiadomości oraz kontakty, a także sprzętowy silnik Java, z uproszczoną i ograniczoną wersją języka. Silnik ten stosowany jest przez operatorów do dostarczania dodatkowych usług, jak nieskomplikowane gry, aplikacje informacyjne i proste funkcje lokalizacji, oparte o położenie najbliższych wież. Dodatki te wciąż są dostępne, ale nie są obecnie zbyt popularne.
Warto jeszcze wspomnieć o dwóch aspektach działania kart SIM i sieci komórkowej z punktu widzenia operatora. Po pierwsze, jeśli karta SIM ulegnie uszkodzeniu, operator wymienia ją poprzez przypisanie nowego numeru IMSI, klucza kryptograficznego i fizycznej karty do konta abonenta. Normalnych kart SIM nie da się bowiem przeprogramować. W przypadku eSIM sytuacja ma się nieco inaczej, są to bowiem układy wbudowane bezpośrednio w urządzenie, z dedykowaną pamięcią na numer IMSI i klucz, które operator może zaprogramować zdalnie.
Co ważne, klucza z tego układu też nie da się odczytać, ale można go nadpisać, gdy urządzenie trafi do nowego użytkownika.
Drugim, dla nas szczególnie istotnym aspektem, jest sposób współpracy między operatorami. Jeśli urządzenie z kartą SIM operatora znajdzie się poza zasięgiem jego sieci, na przykład w innym kraju, może połączyć się z lokalną siecią komórkową i wykorzystać ją w roli pośrednika w łączności z siecią operatora. Operatorzy obu sieci negocjują między sobą opłaty za pośrednictwo w tej łączności, które są przerzucane na użytkownika jako opłaty roamingowe. Skutkiem ubocznym jest też istnienie operatorów wirtualnych (MVNO – Mobile Virtual Network Operator – wirtualny operator sieci komórkowej), którzy nie mają własnej infrastruktury telekomunikacyjnej, ale wynajmują ją od innego operatora. Główni operatorzy wirtualni w Polsce korzystają z infrastruktury pojedynczych operatorów, ale niektórzy, mniej znani gracze na tym rynku, mają umowy z kilkoma operatorami posiadającymi własną infrastrukturę.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
