Стенд предназначен для проведения лабораторно-практических работ с целью получения знаний о защите передаваемых данных в сотовых сетях GSM, изучению алгоритмов шифрования, методов установления связи и возможностях аппаратных и программных атак на сети.
Комплектации поставки стенда.
- Устройство «Модуль GSM/GPRS» (1 шт.)
- Модуль «Устройство программного приёма и синтеза частот» (1 шт.)
- Ноутбук с предустановленным программным обеспечением (1 шт.)
- Антенны диапазона GSM 900/1800 (3 шт.)
- Комплект учебно-методических пособий (2 шт.)
Функциональность стенда и его структура
Стенд представлен несколькими составляющими, ниже дано подробное описание каждого компонента.
Модуль «GSM приёмопередатчик».
Устройство «Модуль GSM/GPRS» служит для изучения алгоритмов взаимодействия устройств GSM с базовыми станциями. Также модуль позволяет при помощи встроенного логического анализатора изучать алгоритмы взаимодействия SIM-карт и телефонов для изучения алгоритмов установления связи.
Состав модуля «Модуль GSM/GPRS»
- Кнопка включения устройства с ёмкостным принципом срабатывания и защитой от непреднамеренных нажатий.
- Кнопка включения GSM/GPRS модуля с ёмкостным принципом срабатывания и защитой от непреднамеренных нажатий.
- Блок связи с персональным компьютером (виртуальный СОМ-порт) с отображением фактов приёма и передачи информации.
- GSM/GPRS модем.
- Логический анализатор для анализа данных SIM карты и протокола обмена между персональным компьютером и GSM/GPRS модулем.
- Слот-разъём для установки SIM-карты.
- Многофункциональный дисплей с ёмкостными клавишами управления, с возможностью отображения:
a. Потребляемой устройством тока и мощности
b. Режимом работы устройства
c. Служебной информации о работе GSM/GPRS модуля
Технические характеристики GSM/GPRS
- Четыре частотных диапазона GSM 850/900/1800/1900 МГц;
- GPRS класс 12/10;
- Возможность управления посредством AT-команд
- Периферия: GPIO, I2C, АЦП, PWM;
- SIM-интерфейс 3В/1,8В;
- Поддержка сертификатов: CE, A-TICK, TA, CCC
- Наличие модуля резервных часов реального времени (RTC)
- Встроенный TCP/IP-стек;
Технические характеристики логического анализатора
- 8 каналов логического анализатора с частотой дискретизации не менее 10 МГц;
- Измерение, декодирование и анализ сигналов: I2C, UART (RS232C, RS485), SPI, смешанных сигналов с тактовой частотой до 100 МГц;
- Передача данных по интерфейсу USB 2.0 на управляющий компьютер;
- Встроенная защита входов шины до 36 вольт постоянного тока;
Модуль «Устройство программного приёма и синтеза частот».
Модуль «Устройство программного приёма и синтеза частот» служит для приёма сигналов базовых станций GSM в широком диапазоне для последующего анализа и декодирования. Также модуль может работать в режиме передачи данных, что может быть использовано для подмены данных GSM станций для модуля «GSM приёмопередатчик».
Состав модуля «Устройство программного приёма и синтеза частот»
- Кнопка включения с ёмкостным принципом срабатывания и защитой от непреднамеренных нажатий.
- Блок связи с ПК с отображением фактов приёма и передачи информации
- Многофункциональный дисплей с ёмкостными клавишами управления, с возможностью отображения:
a. Потребляемой устройством тока и мощности
b. Режимом работы устройства
c. Измерителем выходной мощности сигнала
d. Служебной информации о работе устройства программного приёма и синтеза частот - Устройство программного приёма и синтеза частот
Технические характеристики в режиме передатчика
- Возможность работы в частотах от 10 МГц до 6 ГГц;
- Выходная мощность
o в диапазоне от 10 МГц до 2 ГГц: 5 дБм;
o в диапазоне от 2 ГГц до 3 ГГц: 13 дБм;
o в диапазоне от 3 ГГц до 4 ГГц: 0 дБм;
o в диапазоне от 4 ГГц до 6 ГГц: -10 дБм; - SMA-разъём для подключения антенны;
- Программно-управляемый коэффициент усиления передатчика;
- Возможность управления с персонального компьютера через высокоскоростной последовательный интерфейс;
- Возможность программного включения питания антенны (до 50 мА);
- Возможность обновления встроенного программного обеспечения при помощи персонального компьютера;
- Возможность передачи сигналов произвольной формы;
Технические характеристики в режиме приёмника
- Возможность работы в частотах от 1 МГц до 6 ГГц;
- SMA-разъём для подключения антенны;
- Программно-управляемый коэффициент усиления входного сигнала от 0 до 40 дБ;
- Возможность управления с персонального компьютера через высокоскоростной последовательный интерфейс;
- Возможность обновления встроенного программного обеспечения при помощи персонального компьютера;
- Возможность записи принимаемого сигнала в файл в формате квадратурных измерений и float-point отсчётов;
- Возможность создания программно-конфигурируемых фильтров сигнала, в том числе:
o Фильтр верхних частот с программно-конфигурируемой частотой среза;
o Фильтр нижних частот с программно-конфигурируемой частотой среза;
o Полосовой фильтр с программно-конфигурируемыми частотами среза. - Возможность программного декодирования модулированных сигналов, в том числе:
o Амплитудная модуляция
o Широкополосная частотная модуляция
o Узкополосная частотная модуляция
o Фазовая модуляция
o Гауссовская частотная модуляция;
o Гауссовская частотная модуляция с минимальным сдвигом.
Ноутбук
Для работы с модулями в комплект стенда входит ноутбук с предустановленным программным обеспечением для управления модулями, для снятия логических диаграмм обмена с SIM-картой, а также дешифровки и анализа данных, передаваемых в пределах GSM сетей.
Комплект антенн GSM
Для исследования влияния антенн на качество работы GSM сетей в комплект стенда включены несколько антенн с различными характеристиками.
Комплект учебно-методических пособий
В комплект стенда входит методическое пособие, состоящее из 3 частей: теоретическая часть, описание работы со стендом и лабораторные работы.
Перечень лабораторных работ:
- Устройство GSM сетей, их приёмников и передатчиков. Диапазоны передачи. Измерения уровней сигналов и алгоритмы выбора базовых станций. Виды антенн и их эффективность.
- SIM-карта как устройство для идентификации абонентов сетей. Протоколы обмена, анализ возможности подмены данных.
- Приём сигналов базовых станций, демодуляция и декодирование. Анализ передаваемых данных.
- Использование передатчика для изменения алгоритма работы GSM модемов с базовыми станциями.