[i37334]

На заре развития сотовой телефонии в мире существовало множество стандартов, не совместимых друг с другом. Америка развивала сети AMPS, Скандинавия - NMT, а Азия, как всегда, выбрала свой путь и сделала ставку на технологию PDC. Крупные страны, такие как Великобритания или Германия, разрабатывали собственные системы. Подобное разнообразие стандартов накладывало существенные ограничения на область действия каждого сотового телефона и создавало лишние проблемы производителям оборудования (следствием чего в том числе были заоблачные цены на абонентские устройства).

Поэтому еще в 1982 году была сформирована Groupe Speciale Mobile, приоритетной задачей которой являлась разработка общеевропейского стандарта (pan-European public land mobile system) сотовой связи следующего поколения. Причем одним из основных требований к создаваемой системе стало обеспечение максимально простого для пользователя перемещения между различными сетями (не обязательно расположенными в одной стране) с сохранением работоспособности переносного телефона. Технические спецификации новейшей технологии появились в 1990 году, а сеть, построенная на ее основе, приняла первых абонентов год спустя. Думаем, нет нужды говорить, как активно выросли за прошедшие десять лет сотовые системы на основе GSM (теперь эта аббревиатура расшифровывается как Global System for Mobile Communication), - заметим лишь, что в настоящее время их услугами пользуются почти 200 млн. человек на всех обжитых континентах.

Следует отметить, что задача обеспечения «всеобщей мобильности» решена в GSM наилучшим образом: абонент может звонить и принимать звонки во многих «чужих» сетях, при этом регистрация сотовой «трубки» в новой системе происходит автоматически, а ее телефонный номер остается неизменным! Более того, в последнее время разрабатываются решения, которые позволили бы абонентам перемещаться между сетями GSM и другими системами связи, такими как CDMA или iDEN. Уже сейчас московский оператор «БиЛайн» заключил роуминговое соглашение с оператором Nextel, эксплуатирующим сети стандарта iDEN, и теперь можно пользоваться своим телефоном (если он совместим с iDEN) в Аргентине и Перу (а также в США и на Филлипинах, но там есть и сети GSM).

Попробуем взглянуть на принципы работы сетей GSM применительно к роумингу  [1], а потом поговорим о не видимых абоненту частях айсберга - таких как, например, особенности тарификации звонков, совершенных из чужих сетей.

В упрощенном виде (представлены только имеющие отношение к нашей теме блоки) архитектура сети и ее взаимодействие с сотовым телефоном представлены на рис. 1  [2]. Абонентское оборудование состоит из двух частей - собственно телефона ME (Mobile Equipment - мобильное оборудование) и находящейся в его недрах смарт-карты SIM (Subscriber Identity Module - модуль идентификации абонента). SIM содержит так называемый IMSI (International Mobile Subscriber Identity - международный код идентификации мобильного абонента), Ki (индивидуальный ключ авторизации), алгоритм идентификации А3 и другую служебную и личную информацию (например, телефонную записную книжку и текстовые сообщения пользователя, некоторые индивидуальные настройки). Телефонный аппарат без SIM-карты - не более чем дорогая игрушка, с его помощью можно лишь звонить в службу спасения по номеру 112, да и то не всегда. В свою очередь, «трубка» содержит свой собственный уникальный номер - IMEI (International Mobile Equipment Identity - международный код идентификации мобильного устройства)  [3].

Основой каждой сети является один или несколько блоков MSC (Mobile Service Switching Center - центр управления и коммутации), связанных с рядом BSC (Base Station Controller - контроллер базовых станций) и двумя базами данных - HLR (Home Location Register - регистр собственных абонентов сети) и VLR (Visitor Location Register - регистр перемещений). Кроме связи через MSC, HLR и VLR могут общаться непосредственно друг с другом. В дальнейшем мы увидим, что эти два регистра выполняют львиную долю работы при обслуживании роумеров (так называют находящихся в роуминге абонентов).

Основной задачей HLR является долговременное хранение информации о своих абонентах (то есть тех, кто заключил с владельцем данной сети контракт), а именно опознавательных номеров абонентов (например, IMSI), перечня разрешенных услуг, секретных ключей и прочей служебной информации. К временным данным, находящимся в HLR, помимо всего прочего, следует отнести сведения о мгновенном нахождении абонента (со ссылкой на работающий с ним VLR) и присвоенный ему (абоненту) в данный момент TMSI  [4] (Temporary Mobile Subscriber Identity - временный код идентификации мобильного абонента).

Принципиальное отличие VLR от HLR состоит в том, что первый содержит информацию обо всех зарегистрированных в сети абонентах (не только своих), но находящихся лишь на контролируемой этим VLR территории  [5]. В VLR хранится та же информация об абоненте, что и в HLR, но только до тех пор, пока абонент не покинет географическую зону, обслуживаемую этим регистром перемещений. Кроме того, при поступлении вызова, VLR ведает выдачей абоненту так называемого MSRN (Mobile Station Roaming Number - номер «блуждающей» мобильной станции) и передачей его в MSC для коммутации вызова. Перечень основных параметров, хранимых в HLR и VLR, приведен в табл. 1.

Поглядим, как происходит поиск сети  [6] симбиозом «сотовый телефон-SIM». Процесс поиска может быть как автоматическим, так и ручным. В автоматическом режиме порядок выбора сети для регистрации следующий: сначала производятся попытки обнаружить домашнюю сеть, затем, в случае неудачи, ищутся сети из списка, хранящегося на SIM-карте (в том же порядке, в котором они записаны в ее перечне PLMN-Selector), далее перебираются все остальные сети  [7] по мере убывания уровня сигнала. Если телефон зарегистрировался в гостевой сети, расположенной в той же стране, что и домашняя, то во время работы он будет периодически просматривать эфир с целью обнаружения своей сети. Время между попытками поиска задается оператором домашней сети - этот параметр хранится на SIM-карте (его величина кратна шести минутам и варьируется в пределах от шести минут до восьми часов; при специальной установке поиск домашней сети производиться не будет). В ручном режиме на дисплей выводятся все обнаруженные сети, в том числе и запрещенные.

Теперь рассмотрим следующую стадию - регистрацию телефона в разрешенной гостевой сети. IMSI, передаваемый системе при этом процессе, начинается с кода страны и номера домашней сети абонента (после кода России «250» следует код оператора, например, «01» соответствует МТС, «99» - «БиЛайн»), далее следует уникальный номер подписчика. По этой информации MSC гостевой сети делает запрос в HLR домашнего оператора для выяснения возможности роуминга абонента и доступных ему услуг. HLR передает всю необходимую информацию, а у себя ставит ссылку на тот VLR, откуда была сделана попытка регистрации. Обратим внимание, что в данном случае VLR принадлежит другому оператору и физически может располагаться на противоположном конце света. После завершения основных процедур регистрации устанавливается специальный таймер, определяющий период времени, через который, в отсутствие каких-либо сеансов связи или значительных перемещений относительно сети, телефон должен подтвердить свое, так сказать, наличие  [8].

Закончим техническую часть рассмотрением алгоритма маршрутизации входящего вызова при роуминге (рис. 2). Звонок, содержащий обычный телефонный номер абонента (он называется MSISDN - Mobile Subscriber ISDN, в расшифровке и переводе, думаем, не нуждается), поступает на коммутатор MSC домашнего оператора из мест ной телефонной сети (или другой сотовой сети - это совершенно не принципиально). Коммутатор обращается к своему HLR. Регистр собственных абонентов ассоциирует переданный ему MSISDN с IMSI подписчика и делает запрос заранее известному VLR гостевого оператора (помните о хранящейся в HRL ссылке?), сопровождаемый IMSI. Регистр перемещений выбирает один из своих свободных MSRN и возвращает этот номер через HLR коммутатору домашней сети. MSC последней направляет вызов, сопровождаемый выделенным MSRN и IMSI, коммутатору гостевой сети, который, рассмотрев переданные номера, производит соединение с мобильным телефоном пользователя.