fbpx
1.5 C
София

Да накараме да работи 1G аналогов мобилен телефон от 1997 година

Оригиналът е на Dmitrii Eliuseev от Geekculture на medium.com

Най-четени

Даниел Десподовhttps://www.kaldata.com/
Ежедневен автор на новини. Увличам се от съвременни технологии, оръжие, информационна безопасност, спорт, наука и концепцията Internet of Things.

Аналоговите мобилни телефони бяха изключително популярни през 90-те години на миналия век. Последният мобилен оператор, който поддържаше работата с мобилните мрежи от първо поколение, прекрати тяхната поддръжка още през 2007 година. Дали е възможно да върнем към нов живот един от тези телефони и да го накараме да работи в наши дни? Нека се задълбочим.

AMPS

Стандартът Advanced Mobile Phone System (AMPS) бе създаден от Bell Labs през 1983 година. Телефоните, които поддържаха AMPS стандарта през 90-те години на миналия век станаха много популярни. Този стандарт се счита за първото поколение на мобилните мрежи. При него гласът се предава по стария начин – с помощта на честотна модулация (FM), както това става в редица радиостанции. Но спектърът на приемане и излъчване бе разделен на отделни канали, като единият от тях – „контролният канал“ всъщност беше цифров.

AMPS стандартът работи в честотния спектър на диапазоните 825-845 MHz и 870-890 MHz, които са разделени на 21 канала за управление и 395 канала за трафика на информацията. Всеки клиент получава отделен канал за осъществяване на телефонен разговор. Освен това, AMPS поддържа роуминга. Процесът за набиране номера на телефона е съвременен, без особено да се различава от това, което използваме днес. За най-голям недостатък на AMPS се счита аналоговото предаване на гласа. Това означава, че всеки един телефонен разговор може да бъде подслушан с помощта на приемник, които поддържа указания по-горе честотен диапазон. Днес вече е добре е известно, че някои журналисти и специалните служби наистина са подслушвали телефонните разговори, за да разберат чуждите тайни или за да успеят да заловят търсени престъпници.

 

От друга старана, на чиповете от 80-те години просто не достига изчислителна мощност за осигуряване на надеждна защита на цифровите данни. Ето защо дигитализация се използва само за осъществяване на връзката, а гласът се предава по аналогов път. Интересно е, че в някои модели радио скенери, които са разработени за САЩ, честотният диапазон от 800 до 900 MHz е блокиран. Разбира се, технически грамотните хора могат да махнат този блокаж, но за начинаещите това е един сравнително сложен процес. Като цяло, случайното настройване за подслушване на телефонен разговор за обикновените хора е със съвсем малка вероятност.

Днес мобилните оператори вече не поддържат AMPS стандарта. Но благодарение на open-source и SDR технологията е възможно да се изгради локална AMPS мрежа, която работи на къси разстояния. Това е интересно не само от гледна точка на самообразованието, но и е една великолепна демонстрация възможностите на технологиите от миналите години. В съвременните музеи и изложби винаги е по-интересно да се види експонатът докато работи, отколкото той просто да е оставен върху някоя маса. Може би това е една от причините музеите от този тип да са толкова скучни. Експонатите не могат да се пипат, а техните възможности по никакъв начин не се демонстрират.

Преди да започнем, ще помоля да обърнете внимание на един важен нюанс. Необходимо е да се прегледа местното законодателство относно разрешените за използване честотни диапазони. Тази статия описва техническата страна на въпроса, но не и юридическата. Като цяло нищо страшно не може да се случи, ако вместо антена, за товар се постави съпротивление с импеданс 50 Ω. По този начин сигналите се изпращат и приемат на разстояние само няколко метра. Но за по-мощна мрежа с обхват километри е необходимо разрешение от местните власти.

Да започваме.

Откъде да вземем подобен телефон?

Това не е трудно и нека да започнем търсенето първоначално в eBay, където въвеждаме запитване от типа на AMPS brick phone. В крайна сметка получаваме доста много резултати за подобни телефони с цена около $20. В този случай данъкът и цената на доставката може да се окажат по-големи от цената на телефона. Най-често срещаният проблем при тези стари телефони е изтощената до нулата акумулаторна батерия, която може да има мъртви клетки.

Аз исках да тествам възможността за осъществяване на позвънявания и телефонни разговори от телефон към телефон и затова поръчах два AMPS телефона едновременно – Motorola StarTAC и Motorola TeleTAC. Избрах именно тези модели, понеже втория телефон бе съвсем евтин, а първият изглеждаше доста добре. И да, някои хора в eBay лъжат както могат. Аз си купих този телефон в eBay, като името на продавача скрих, за да си нямам проблеми с поверителността.

В описанието на продавача се казва, че телефонът е проверен (condition — tested). Какво би могло да означава това? Оказа се, че този телефон няма зарядно, което го прави съвсем безполезен за тестване на AMPS. Може би някой събира тези устройства само за да ги използва като експонати или да им прави снимки, понеже те са без зарядно. Но така или иначе, зарядно не се виждаше нито в описанието на телефона, нито на снимката, така че продавачът формално не лъже. В крайна сметка поръчах още един телефон от друг продавач, който със сигурност има зарядно, а първият телефон оставих като резервен.

Когато включих пристигналия телефон, той показа съобщението NS (no service) във вид на ярка червена точка в горната дясна част на екрана:

Телефонът не можа да намери мобилна мрежа, което съвсем не е за учудване, като се има предвид че последната работеща AMPS мобилна мрежа бе изключена през 2007 година.

Нека да се справим и с този проблем.

Настройката

За осъществяването на този проект са необходими няколко компонента:

Софтуерно управляван трансивър. Предавателят трябва да има възможност да изпраща и приема широколентови сигнали в режим пълен дуплекс – тоест, да може едновременно да предава и да приема. USRP и LimeSDR са подходящи за този тип работа.

Компютър, работещ под управлението на Linux. В своите експерименти аз често използвам Raspberry Pi 4 и не се налага инсталирането на Linux на моя основен компютър. При използването на Raspberry Pi 4 е необходимо стабилно захранване и реших приемо-предавателя да получава своето захранване от USB порта на използваното от мен захранващо устройство.

Софтуер за управление и контрол на предавателя. При използването на AMPS това са двата варианта osmocom-analog и gr-amps.

Инсталиране на софтуера

Както казах по-горе, използва се софтуер за Linux. Има и програми за Windows, но аз не ги намирам за удачни. При Linux всичко работи както трябва веднага след инсталирането. Нека да се запознаем с този процес.

Първоначално е необходимо стандартно обновяване на операционната система и инсталиране на библиотеката SoapySDR. Именно с нейна помощ се осъществява достъпа до този специфичен хардуер. Към днешен ден е налична версия SoapySDR 0.8, но версията на osmocom-analog е 0.7 (това важи за времето на написване на статията – края на месец май тази година). Необходимо е да се изпълнят следните команди:

sudo apt-get update
sudo apt-get install build-essential autoconf gcc make cmake libasound2-dev pkg-config
wget https://github.com/pothosware/SoapySDR/archive/refs/tags/soapy-sdr-0.7.2.tar.gz
tar -xf soapy-sdr-0.7.2.tar.gz
cd SoapySDR-soapy-sdr-0.7.2 && mkdir build && cd build
cmake ..
make -j4 && sudo make install && sudo ldconfig
cd ../..

След това инсталираме USRP, но само ако ще използваме USRP трансивъра:

sudo apt-get install libuhd-dev uhd-host
wget https://github.com/pothosware/SoapyUHD/archive/refs/tags/soapy-uhd-0.4.1.tar.gz
tar -xf soapy-uhd-0.4.1.tar.gz
cd SoapyUHD-soapy-uhd-0.4.1
mkdir build && cd build
cmake ..
make -j4 && sudo make install && sudo ldconfig
cd ../..

Инсталираме библиотеката LimeSuite, но само ако ще използваме LimeSuite:

wget https://github.com/myriadrf/LimeSuite/archive/refs/tags/v20.10.0.tar.gz
tar -xf v20.10.0.tar.gz
cd LimeSuite-20.10.0
mkdir build && cd build
cmake ..
make -j4 && sudo make install && sudo ldconfig
cd ../..

И накрая изтегляме и инсталираме програмата osmocom-analog:

git clone git://git.osmocom.org/osmocom-analog
cd osmocom-analog
autoreconf -if
./configure
make -j4
sudo make install
cd ..

Тестовете

Когато всичко е готово, можем да включим трансивъра към „Малината“ и да въведем командата:

sudo amps --sdr-soapy --channel 334 --channel 332 --samplerate 256000

По този начин отваряме два канала – контролен 334 и гласови 332. Общият брой на каналите трябва да е равен на броя използваните телефони плюс един канал. Като опция, ако се налага, могат да бъдат настроени tx-power and rx-sensitivity.

Ако всичко е направено както трябва, ще видим една симпатична ASCII графика в терминала на Raspberry Pi:

В този момент започваме да получаваме данните от контролния канал и телефонът веднага променя своя статут на online:

 

На снимката се вижда, че се използва роуминг, понеже ID на нашия „оператор“ не съответства на записания ID в паметта на телефона. Разбира се проблеми няма, понеже нищо не плащаме за подобен роуминг. Но сега вече можем да звъним от компютъра към телефона и обратното.

Ето как изглежда подробните данни на това позвъняване:

Телефонът започва да звъни и е възможно провеждането на телефонен разговор:

По време на звъненето и разговарянето е интересно да се види спектъра на AMPS. По-долу е показан контролният канал, както и гласовия канал до него:

Изводи

Наистина бе изключително интересно да се тества работата на клетъчна мрежа от първо поколение. Учудих се на следните няколко момента:

  • Системата работи много добре, въпреки че е разработена през далечната 1983 година. Набирането на номера и телефонния разговор на практика по нищо не се различават от тези на съвременните смартфони
  • Качеството на звука е учудващо добро. Сега вече разбрах защо хората се оплакваха, когато започнаха да преминават от AMPS към GSM – наистина, FM модулацията с поддръжката на до 12 KHz звукова честота осигурява много високо качество на звука
  • Телефонните разговори в подобна система са голям проблем, особено за политиците и знаменитостите. Всъщност не само за тях, но и за всички други абонати. Кой знае, може би любопитният съсед пенсионер има прекалено много свободно време. И наистина, да подслушва AMPS телефонните разговори може на практика всеки
  • От друга страна, този протокол има и други преимущества. Той предлага голяма зона на покритие с малка плътност на базовите станции, което е много актуално за селските местности. Именно това е една от причините AMPS да се задържи толкова дълго време в САЩ

Но така или иначе AMPS е вече в историята, въпреки че както виждаме, този стандарт може да бъде използван за тестове с образователни и демонстрационни цели. Изказвам специална благодарност на създателите на osmocom-analog, които са създали един отличен проект и направиха тези тестове възможни.


Статията предизвика голям интерес и под нея има много коментари. Особено много се харесва идеята да може да се осъществяват позвънявания от компютъра към телефона и обратното. Навярно е възможно да се включат няколко подобни трансивъра към различни компютри, които са включени към интернет и по този начин може да се създаде една частна телефонна мрежа. Има и други интересни предложения.

Абонирай се
Извести ме за
guest
1 Коментар
стари
нови
Отзиви
Всички коментари
мдам
мдам
1 месец

С Мобиком пък се говореше на практика за без пари. Вярно – не можеха да те търсят, само ти можеш да звъниш, ама вършеше работа.
То мобифона си беше радиостанция с номер на практика. Защита – никаква. Ама наистина никаква. По някое време се опитаха да въведат криптиране, ама вече бяха станали безинтересни.

Нови ревюта

Подобни новини