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NB-IoT大规模部署中暴露硬伤,“无线电环境安全”如何解决

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NB-IoT大规模部署中感知层是无线电环境安全的“重灾区”

 

        由于我国NB-IoT使用了第二代移动通信系统(2G)频谱重耕后的授权频谱(800MHz与900MHz),使业界认为NB-IoT与移动通信一样享有国家无线电环境安全保障。此言不虚,我国无线电管理与监测能力经过数十年的建设与发展,在超短波频段(300MHz-3GHz,在发达地区已扩展至6MHz)基本形成覆盖全国县级以上城市的频谱监测系统,有力保障了包括移动通信在内的无线电业务的安全。但是,对移动通信的无线电安全保障主要是对移动通信基站的无线电干扰监测,如多年来监测与打击伪基站的犯罪行为,以保护移动用户的合法权益,而至今并没有建设监测用户端干扰的设施与能力。

        在NB-IoT体系结构中,无线电安全的薄弱点主要在于RFID系统和无线传感器组成的感知层的上行链路中。在NB-IoT的相关标准中,RFID设定的安全措施主要包括访问控制、身份认证和数据加密;无线传感器的安全机制是有效的密钥管理,并采用安全路由和入侵检测等安全技术。但是,由于NB-IoT网络环境中,大量短距离、微功率无线电设备的应用,将使RFID与传感器遭受外部无线电攻击的机会大增,从而产生新的干扰,并导致空中电磁环境将日趋复杂,而且NB-IoT无线电环境中的自扰与互扰的现像也将十分严重。

        上述电磁干扰无法通过NB-IoT内部的安全措施予以消除,已有安全措施难以保障RFID与无线传感网络的安全。

        同时,以保障基站安全为主的无线电监测体系,难以在NB-IoT的RFID与无线传感网中发挥作用。勿庸讳言,在如此情况下NB-IoT的RFID与传感网络已丧失了感知与抵御无线电环境干扰的能力,将成为NB-IoT大规模部署中无线电环境安全的“重灾区”。由此可见,NB-IoT采用授权频谱虽然提高了一定的抗干扰能力,但在感知层并不能有效解除无线电环境恶化的威胁。

保障NB-IoT无线电安全的法律与技木手段亟待修订与提升

        保障NB-IoT无线电安全,尤其是保障以微功率为主的NB-IoT感知层的无线电安全,目前缺少法律依据。

        在2016年12月1日实施的修订后《中华人民共和国无线电管理条例》第二十七条规定:“设置、使用无线电台(站)应当向无线电管理机构申请取得无线电台执照,但设置、使用国家无线电管理机构规定的微功率短距离无线电台(站)除外。”据相关统计资料,截至2016年底,全国已办理台站执照的无线电台站达到了443.46万个(不含军用无线电台及按规定执行免执照管理的民用无线电台),其中公众移动通信基站307.56万个。由上可见,包括NB-IoT感知层的微功率短距离无线电台(站)并未进入国家的登记与管理视野,由此产生的无线电环境的变化也被排除在相关的无线电监测职责之外。因此,现有的国家无线电超短波监测网(包括固定站、机动站与手持设备)不承担微功率台站的监测任务。同时,无论在3GPP 物联网标准R13中,还是ITU的相关决议或建议中都未涉及NB-IoT的无线电环境监测、分析与保护的议题与规则。

        由上分析可见,以NB-IoT感知层为主的无线电环境的监测与保护尚缺乏国际规则与国家法律的支持与保障,如实施管理需要研究新的法律界定,亟待引起国家相关部门重视与解决。

        除了需要国家相关法律的修订与支持,还存在当前国家无线电管理职能与相关无线电监测技术设施建设方面的制约。虽然,在前几年无线电管理部门曾开展网格化无线电监测的试点,其网格规模在900MHz频段覆盖半径为市区1km、郊区3km,但目前己经不再推行。另外,在国家无线电管理“十三五”规划中提出了建设智能化监测网的目标,要求提升不明无线电信号的主动发现能力,主动捕获新增信号的比率不低于90%(信号载噪比大于12dB,持续时间大于2s),不明信号的调制识别率不低于60%。以此标准完全可以发现与捕捉NB-IoT感知层的微功率干扰,为解决NB-IoT感知层的无线电环境干扰与净化提供了良好的技术手段。

        综上,研究NB-IoT运行中无线电环境、监测技术与干扰分析,形成NB-IoT无线电环境保护规则与实施方案,是一项十分紧迫的保护NB-IoT无线电环境安全,填补空白的重要课题。

        当前,NB-IoT的成熟与大规模部署与应用,使无线电管理的内涵和外延、频谱资源使用的特点和趋势,以及应用的约束和环境都在发生巨大的改变。

        面对新形势与新挑战,厦门计讯难而上努力寻求NB-IoT应用环境下无线电管理的安全问题的解决方法。为此厦门计讯推出NB-IOT 物联网终端 TW810-N系列,该系列主要特点安全性高,采用频段设置及强加密手段处理,对传输的信息进行极高的保密协议。为用户提供了安全的数据传输环境。
        
 TW810-N系列NB终端是一款基于NB-IOT技术的工业级终端,设计完全满足工业级标准和工业用户的需求,采用高性能的工业级32位通信处理器,软件多级检测和硬件多重保护机制来提高设备稳定性。支持各运营商NB-IOT网络和EMTC,接口使用灵活,支持标准RS232、RS485以及RS422接口,可定制TTL电平。

 
         该系列产品可帮助用户快速接入NB-IOT网络,实现低功耗且安全可靠的数据传输,广泛应用于市政路灯,智能垃圾桶,电表抄表,水表抄表,燃气表抄表等行业。

  • 支持NB-IOT网络,也支持EMTC
  • 具有1个RS232和1个RS485( 或RS422 )接口,5路I/O接口 
支持透明数据传输,内嵌标准的TCP/IP协议栈
支持多中心(多达5个)和TCP server功能,可根据域名和IP地址访问中心
支持TCP心跳链路检测,保持设备永远在线
支持APN/VPDN
支持设备运行软硬件自检技术,运行故障自修复
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