Le reti cellulari - Terza parte

Mobile services Switching Center

La Network Subsystem è composta da una serie di sistemi tra i quali il più importante è l'MSC (Mobile services Switching Center). Questo funge da nodo di switching (commutazione) per le chiamate verso le reti di telefonia fissa (PSTN o ISDN), verso le reti dati a commutazione di pacchetto (PSPDN) o a commutazione di circuito (CSPDN).

L'MSC inoltre esegue quelle procedure indispensabili per la gestione degli utenti mobili: autenticazione, individuazione dell'utente sul territorio, instradazione delle chiamate. In questi compiti è coadiuvato dagli altri componenti dell' NS: l' Home Location Register, il Visitor Location Register, l' Authentication Center e l' Equipment Identity Register.

Oltre al tradizionale MSC esiste anche un particolare dispositivo chiamato Gateway Mobile Switching Center (GMSC). Questo apparato serve per instradare le chiamate che sono dirette verso un utente mobile. Il GMSC assume il ruolo di "cancello" (gateway) d'accesso alla Public Land Mobile Network GSM (PLMN).

Home Location Register e Visitor Location Register

L'Home Location Register è un database nel quale un operatore di telefonia mobile immagazzina, in modo permanente, le informazioni amministrative relative a tutti gli utenti che sono clienti del gestore stesso e che, come tali, hanno sottoscritto un contratto. L'HLR è uno solo per ogni rete GSM ed è possibile che esso venga implementato come un database "distribuito".

Il Visitor Location Register è anch'esso un database che, a differenza dell'HLR che contiene informazioni permanenti, memorizza temporaneamente le informazioni relative alle MS presenti nell'area in cui esso è dislocato. A livello amministrativo, una rete GSM risulta divisa in un certo numero di aree presiedute ognuna da un MSC dotato di registro VLR. Quando un utente si trova in un'area gestita da un certo MSC accade che il VLR registra le informazioni relative a quell'utente ed automaticamente il registro HLR viene aggiornato per conoscere la nuova posizione dell'utente.

Come abbiamo visto, questi due sistemi lavorano congiuntamente per la gestione dell'instradamento delle chiamate e le capacità di roaming della rete. Ogni HLR dispone di un codice identificativo (HLR Number) che viene messo a disposizione dei VLR affinchè questi possano individuare l'HLR di appartenenza di ogni Mobile Station presente sul territorio servito dal VLR. Analogamente l'informazione avviene anche al contrario: ogni VLR dispone di un codice identificativo affinchè ogni HLR sappia in qualsiasi momento dove è situata ogni MS in esso registrata.

Dal momento che la rete GSM è connessa con altre reti, è necessario che sia stabilita una tipologia di numerazione compatibile con queste reti. Il numero di telefono associato ad ogni MS (la cui lunghezza massima è di 15 cifre) è, infatti, strutturato secondo precisi standard. Il numero di telefono è, in realtà, un codice, chiamato MSISDN suddiviso, a sua volta, in tre segmenti:

-CC: Country Code è il prefisso internazionale secondo le specifiche E.163
-NDC: National Destination Code è il prefisso che identifica la rete del gestore GSM di una nazione.
-SN: Subscriber Number è il numero che individua l'abbonato nella rete di un gestore GSM.

Vediamo quali sono le informazioni registrate nell'HLR e nel VLR:

HLR:

- International Mobile Subscriber Identity (IMSI)
- Mobile Station ISDN Number (MSISDN)
- VLR number
- Servizi ai quali è consentito l'accesso da parte dell'abbonato

VLR:

- IMSI, MSISDN, MSRN e parametri di sicurezza
- HLR number, per poter identificare il proprio HLR
- Temporary Mobile Subscriber Identity (TMSI)
- Stato della MS, categoria della stessa ed eventuale priorità
- Stato dei servizi supplementari
- Servizi ai quali è consentito l'accesso da parte dell'abbonato
- Location Area Identity (LAI) in cui si trova la MS all'interno di quelle sotto il controllo del MSC/VL

Authentication Center

L'AuC rappresenta l'entità tramite la quale avviene l'autentificazione degli utenti. In altri termini l'AuC si occupa di stabilire se l'utente che sta richiedendo un servizio è legittimamente abilitato a farlo. Questa operazione serve per garantire all'abbonato e alla rete violazioni indesiderate del sistemi da parte di terzi.

La procedura di autenticazione verifica preventivamente la validità della SIM card per assicurare che l'utente che sta accendendo alla rete sia "vero" e non sia un colne. Successivamente vengono generati dei codici segreti atti a criptare l'intera comunicazione sul canale radio. Solo a questo punto vengono forniti, da parte della SIM il codice IMSI e la chiave di autenticazione (Ki).

La procedura di autenticazione è necessaria ogni volta che la MS cerca un accesso alla rete, quindi in ogni caso di ricezione/chiamata, accesso ai servizi, eccetera. Dal momento che i dati contenuti nell'AuC sono estremamente importanti, sono disposte particolari misure di sicurezza per la loro conservazione.

Equipment Identity Register

L' Equipment Identity Register è un database nel quale vengono salvati tutti gli IMEI dei cellulari presenti sulla rete. I codici IMEI sono ripartiti, nell'EIR in tre liste diverse: white, grey e black list. Nella prima vengono salvati tutti i codici IMEI dei cellulari abilitati ed omologati; nella seconda sono inseriti gli IMEI dei cellulari non omologati; mentre nella Black list si trovano i codici IMEI dei cellulari "bloccati" (tipicamente quelli rubati o non autorizzati all'operatività). Quando un cellulare tenta l'accesso alla rete viene verificato che l'IMEI non si trovi nella Black list o nella Gray list; in tal caso l'accesso viene impedito. Per ragioni di sicurezza, solitamente l'EIR viene tenuto separato dagli altri sistemi sopra elencati. Negli scorsi mesi è stato disposto una sorta di EIR globale all'interno del quale confluiscano gli IMEI dei cellulari registrati presso ogni operatore.