Частотне регулювання та забезпечення інформаційної безпеки для обладнання Wi-Fi і WiMAX

В.А. СОБОЛЄВ, заступник директора з маркетингу ВАТ "Скандинавський Дім", кандидат технічних наук

Стрімке зростання популярності послуг передачі даних і доступу до Інтернет стимулює прискорений розвиток мереж широкосмугового бездротового доступу (ШБПД). При цьому акцент робиться на двох взаємодоповнюючих базових технологіях - Wi-Fi і WiMAX. Wi-Fi об'єднує сімейство стандартів IEEE802.11, що визначають вимоги до систем бездротового зв'язку, що діє в радіусі 500 м (локальні бездротові мережі WLAN).

WiMAX - Комерційна назва стандартів сімейства IEEE802.16 для бездротових мереж зв'язку з дальністю зв'язку до 50 км (міські бездротові мережі WMAN). Спеціально створені міжнародні асоціації WiMAX Forum і Wi-Fi Alliance, просувають стандарти IEEE802.11 і IEEE802.16, сприяють подальшому розвитку цих технологій та їх інтеграції з мобільними технологіями.

Мережі персональної бездротового зв'язку з дальністю дії до 10 м (WPAN) використовуються для з'єднання обладнання в межах робочого столу, кімнати.

На малюнку наведена класифікація мереж бездротового доступу [1] WMAN, WLAN і WPAN, а в табл. 1 - основні характеристики стандартів IEEE802.11 і IEEE802.16.

співіснування мереж Wi-Fi, WiMAX, GSM і 3G сприяє поява ноутбуків з вбудованими функціями Wi-Fi, які будуть зв'язуватися з базовими станціями Wi-Fi, а ті, у свою чергу, по мережах WiMAX з Інтернетом.

Стільникові оператори готові до використання мереж ШБПД, розглядаючи хот-споти як додатки до послуг мобільного доступу в Інтернет, що дозволяє розвантажити мережа мобільного зв'язку від користувачів послуги GPRS. Так, Вимпелком провів експерименти з

Wi-Fi. МТС також вирішує питання щодо просування послуг Wi-Fi. Мегафон прийняв рішення про недоцільності розгортання мереж передачі даних на основі технології Wi-Fi і чекає появи технології WiMAX, а поки розвиває технологію EDGE [2].

В плани розвитку в Російській Федерації мереж стільникового зв'язку третього покоління, розроблюваних Асоціацією 3G, питань додатки послуг мобільного доступу в Інтернет за допомогою Wi-Fi і WiMAX приділяють серйозну увагу.

Уніфіковані вимоги до абонентського обладнання сприяли появі перших гібридних телефонів. У 2004 р. Motorola представила гібридний телефон CN620 [9], здатний автоматично вибирати мережі операторів з найменшою вартістю дзвінків (вибір не обмежений тільки мережами GSM). Опинившись в межах корпоративної бездротової мережі, телефон автоматично маршрутизируют все виклики в корпоративну мережу IP, значно знижуючи для користувача вартість дзвінків. Про плани надання пакета послуг 3G/Wi-Fi телефонії заявила і японська NTT. Передбачається, що до 2009 р. близько 30% стільникових телефонів будуть забезпечені Wi-Fi-інтерфейсом [7].

Інтригу у розвиток ринку послуг бездротового доступу вносить технологія бездротової IP-телефонії (VoWLAN), і вона може скласти серйозну конкуренцію стільникового зв'язку в плані надання послуг ШБПД. Деякі аналітики навіть називають зв'язку WiMAX + Wi-Fi + VolP наступним поколінням стільникового зв'язку (4G).

Основні технічні характеристики систем Wi-Fi і WiMAX

Порівняння найбільш помітних типів обладнання WiMAX за їх кількісним оцінними параметрами представлено в [5]. У табл. 2. наведені технічні характеристики та ціни обладнання Wi-Fi ряду фірм-виробників [8].

Зауважимо, що фактична швидкість передачі даних залежить від дальності зв'язку, рівня перешкод і відносної частки службової інформації, у тому числі надлишкових символів перешкодостійкого кодування. Фактична швидкість більше ніж в 2 рази нижче фізичної через передачу сигналів управління та надлишкового перешкодостійкого кодування.

Особливості оформлення частотних дозволів

При виборі обладнання Wi-Fi і WiMAX, крім його технічних характеристик і ціни важливе і часто визначальне значення можуть становити такі фактори, як інформаційна безпека в системі доступу, а також специфічні для Росії труднощі оформлення частотних дозволів. Справа в тому, що в РФ практично не існує "безліцензійних" діапазонів. Для різних типів обладнання передбачений різний порядок отримання частотних дозволів. Для роботи в будь-яких діапазонах оператори зв'язку повинні одержати досить складні і багаторівневі дозволу як частотних служб, так і служб "Укрчастотнагляд".

В діапазоні 2400 - 2483,5 МГц відповідно до рішення ФГУП ГКРЧ від 29.04.2002 р. (протокол № 18/3) дозволяється використання окремих частот для внутрішньоофісний систем БПД на вторинній основі. Для цих систем не потрібно оформлення приватних рішень ГКРЧ для кожного конкретного заявника (при відповідності параметрів сертифікованих пристроїв вимогам, зазначеним у табл. 3).

Для отримання дозволу на використання радіочастот заявник просто направляє радіочастотні заявку на адресу ГРЧЦ (за формою, що міститься в Додатку 1 зазначеного рішення). При відсутності зауважень за заявкою ФГУП ГРЧЦ готує проекти дозвільних документів, а після оплати робіт з експертизи заявки заявнику видається дозвіл на використання смуги частот. На підставі цього документа він отримує у відповідному регіональному радіочастотний центрі дозвіл на експлуатацію РЕЗ.

На даний момент оператор зв'язку внутрішньоофісний і зовнішніх мереж, що працюють в діапазоні 5 ГГц, зобов'язаний подати заявку і отримати відповідне рішення ГКРЧ на використання конкретного типу обладнання в конкретному регіоні. Потім він повинен отримати в ГРЧЦ висновок на можливість встановлення всіх точок доступу за конкретними адресами (як вуличних, так і внутрішньоофісний). Позитивне висновок ГРЧЦ може надати право на роботу (на початок експлуатації) після отримання позитивного висновку регіонального Управління Госсвязьнадзора РФ за результатами роботи державної приймальної комісії.

Рішення ГКРЧ № 23/5 від 23.12.02 р. щодо використання частот 5150 - 5350 МГц та 5620 -- 5850 МГц обмежило ряд основних технічних характеристик дозволеного до застосування обладнання:

максимальна потужність передавача не більше, дБВт [10 log (AF МГц) - 17]/0 для смуг частот (5150 - 5250)/((5250 - 5350) і (5650 - 5725 )};

максимальний коефіцієнт підсилення антени, дБ ЗЗ (АС) і 17 (БС) для всіх трьох смуг частот;

максимальний радіус зони обслуговування БС, км - 6/8 для смуг частот (5150 - 5250)/((5250 -- 5350) і (5650 - 5725 )}.

В діапазоні 3400 - 3600 МГц рішенням ГКРЧ від 01.10.01 р. (протокол № 12/9) тимчасово призупинено виділення смуги радіочастот 3400 - 3600 МГц для розгортання на території РФ систем ШБД, а рішеннями ГКРЧ 28.02.02 р. (протокол № 16/2) та від 23.12.02 р. (протокол № 23/3) за окремими Рішенням ГКРЧ дозволено використання для систем бездротового доступу смуг частот 3400 -- 3450 МГц (абонентські і БС) і 3500 - 3550 МГц (БС).

Забезпечення цілісності та конфіденційності передачі даних

Інформаційна безпека бездротової системи доступу - велика проблема. Для її розв'язання використовуються різні засоби, починаючи від категоричної заборони використання бездротового доступу в корпоративній системі (з організацією спеціальної служби радіомоніторингу та радіопротидії) до повного ігнорування цієї проблеми як такої в інших системах.

Сьогодні більша частина виробників обладнання бездротового доступу орієнтується на використання стандарту 802.11i щодо забезпечення інформаційної безпеки. Його специфікація передбачає використання поліпшеного методу шифрування AES, ефективного алгоритму аутентифікації користувачів і динамічного розподілу ключів шифрування даних.

Але ряд найважливіших аспектів забезпечення інформаційної безпеки не знайшли відображення в стандарті 802.11i. Мова йде про реєстрацію вторгнень в мережу, визначенні нелегальних точок доступу і про забезпечення фізичної безпеки своїх точок доступу, Крім того, у стандарті не опрацьована технологія швидкого перемикання між зонами обслуговування системи (fast handoff), що важливо для забезпечення нормальної роботи чутливих до затримки трафіку додатків, наприклад, VoIP-систем.

Крім 802.11i, сьогодні існує ряд альтернативних методів підвищення безпеки мережі. Асоціація Wi-Fi Alliance включила в свою програму сертифікації обладнання та ПЗ стандарти шифрування WPA і WPA2 (для усунення відомих недоліків WEP-Шиф-вання), програму VPN для аутентифікації, авторизації та шифрування.

дорогому впровадження VPN може бути альтернатива у вигляді Web-аутентифікації спільно з динамічно конфігуровані міжмережевим екраном - процедура аутентифікації заснована на протоколі 802.1Х.

Для захисту бездротових мереж доступу від вторгнень компанії - виробники обладнання (AirDefense, AirMagnet, Network Chemistry та інші) постачають обладнання з вбудованими або накладеними системами моніторингу, з радіочастотними сенсорами.

Системи моніторингу не тільки ідентифікують атаку, а й визначають місце, звідки вона ведеться.

Певний вплив бездротового ринку на розвиток доступу роблять виробники шлюзів, встановлюються між відкритою системою і захищається корпоративною мережею. Шлюз забезпечує аутентифікацію користувачів, шифрування даних і необхідне якість обслуговування трафіку, реалізує безпечний роумінг між підмережами. Завдяки поліпшенню функціональності засобів захисту в пристроях для корпоративних бездротових мереж ступінь безпеки цих мереж стане високою, що перестане бути перешкодою на шляху їх розповсюдження.

Таблиця 3        

Параметр         

Значення             

Смуга радіочастот, МГц         

2400 - 2483,5             

Потужність передавача, мВт, не   більше         

100             

Потужність передавача з   доповнить, підсилювачем, Вт, не більше         

1             

Клас випромінювання         

G1D (G1W), G7D (G7W)             

Відносна нестабільність   частоти         

5x10-6             

Ширина смуги випромінювання   передавача, МГц/на рівні ... дБ         

не більше 17/-3; 22/-30; 40/-60             

Відносний рівень побічних   випромінювань передавача, дБ         

не більше -50     

Висновки

В РФ ще немає затвердженої Мінінформзв'язку концепції розвитку WiMAX-мереж, що ускладнює планування інвестицій і вирішення проблеми дефіциту частотного ресурсу, особливо в найбільш затребуваному діапазоні 5 ГГц.

Широкий асортимент обладнання БПД забезпечується численністю сімейств стандартів IEEE 802.11 і IEEE 802.16. Покупець обладнання в кожному конкретному випадку визначає свій вибір найважливішими для нього параметрами (швидкість передачі даних, мобільність зв'язку, інформаційна безпека, діапазон робочих частот, здатність до роумінгу, здатність до самоконфігурірованію). Але специфіка розвитку систем Wi-Fi і WiMAX в Росії така, що найбільшу складність при розгортанні бездротових мереж доступу компанії зустрічають при отриманні частотних дозволів, особливо в плані тривалості і складності процесів їх оформлення.

Загальним "слабкою ланкою" бездротових систем доступу на сьогоднішній день є їх вразливість до забезпечення цілісності і конфіденційності переданої інформації. Існуючі підходи до вирішення цієї проблеми дозволяють забезпечити необхідний рівень безпеки, проте слід мати на увазі, що це суттєво здорожує вартість системи за рахунок придбання спеціального програмного забезпечення та додаткового обладнання.

Загальні світові тенденції в розгортанні систем Wi-Fi і WiMAX cвідeтeльcтвyют o тoм, що при розгортанні та експлуатації бездротових систем абонентського доступу компанії-оператори та провайдери послуг бездротової передачі даних і доступу до Інтернет прагнуть до своєрідного розподілу праці, коли всі організаційні і технічні питання віддаються на відкуп аутсорсинговим компаніям, а самі оператори залишають за собою тільки питання надання послуг бездротового передачі даних, просування та реклами.

В Російської Федерації цей процес поки що перебуває на початковому етапі розвитку. Видається, що в недалекому майбутньому в цьому сегменті варто очікувати появи компаній-інтеграторів, які б взяли на себе весь комплекс питань розгортання мереж Wi-Fi і WiMAX, включаючи одержання необхідних дозволів та ліцензій, розробку та експертизу робочих проектів мереж, придбання обладнання та подальшу його експлуатацію.

Список літератури

1. М. Лукін. Стандарти бездротового зв'язку. Сучасна електроніка, 1/2005, с. 10-12.

2. О. Татарник. Розвиток бездротових мереж в Росії. 5/2005,-с. 4-13.

3. С. Пахомов. Протоколи бездротових мереж сімейства 802.11. -Комп'ютер прес, 5/2005, с.26 - 37.

4. В.А. Григор'єв, О.І. Лагутенко, Ю.А. Распопов. Мережі і системи бездротового доступу. - М.: Екотрендз, 2005, с 381.

5. Ю.Г. Писарєв. В очікуванні WiMAX, Вісник зв'язку, 4/2005, с. 126 -130.

6. Г. Большова. На чию двері стукає WiMAX?, ІКС, 7/2005, с. 12 - 16.

7. Г.В. Башилов. IP-телефонія по Wi-Fi, Весник зв'язку, 9/2004, с. 45 - 50.

8. А.В. Голишко. Мережі Wi-Fi, ТСМ, 2/2005, с. 75 - 79.