БИБЛИЯ ХАКЕРА

Синий блок

Принципы действия

В давние времена, на заре телефонии, междугородние звонки ком­мутировались операторами, голосом сообщавшими следующему по мар­шруту звонка оператору об установке соединения. В итоге, для осуществ­ления дальних звонков задействовалась целая цепочка операторов.

С внедрением автоматической дальней связи была установлена си­стема дистанционного управления удаленным коммутирующим оборудо­ванием. Дело в том, что пульсовой набор (использующий прерывание постоянного тока) не может пройти непосредственно сквозь каналы даль­ней связи, имеющими по пути множество усилителей и преобразователей сигнала, типа аппаратуры уплотнения. В итоге, для управления удаленной стороной, требовалось либо использование специальных управляющих каналов, либо передача тоновых сигналов вне полосы частот обычной те­лефонной связи, либо передача внутри этой полосы (300-3000 Гц).

Передача внеполосных сигналов требовала расширения полосы для транковых (между центральными АТС пунктов связи) каналов, что требо­вало замены всех усилительных устройств и приводило к уменьшению ко­личества уплотненных каналов по каждой паре. Все это было связано с дополнительными затратами, и AT&T, впервые внедрявшая автоматиче­скую телефонию, избрала самый дешевый способ — передачу управления в рабочей полосе телефонного канала.

К настоящему времени эта сигнальная система стала стандартом де - факто по всему миру и описана в рекомендациях МККТТ. Страны, при­соединявшиеся к всемирной системе связи, вынуждены были использо­вать этот не идеальный интерфейс или устанавливать согласующее (транслирующее) оборудование.

Для понимания процесса дальней связи следует понять общие принципы построения телефонных сетей. Различают несколько уровней (рангов) сети. Первый уровень — местный (локальный), использующий локальные АТС, с основным абонентским пулом на 10 000 номеров. Эко­номически выгодно объединять на одной станции несколько (2-5) таких пулов. Емкость пула обусловлена техническими соображениями, и тесно связана с конструкцией коммутирующих устройств. Так, в координатных коммутаторах используется так называемый тандем, соединяющий або­нентский шлейф одним своим подвижным плечом с одним проводом из сборок абонентских шлейфов, коммутируя номера диапазона ??-** (со­единение тысяч-сотен), а другим — с другим проводом сборок, выполняя соединение десятков-единиц. Технически, устройство представляет из себя подвижный в двух плоскостях контакт, скользящий по наборному полю. Набор тысяч двигает контакт по вертикали, а сотен — по горизон­тали. Набор десятков-единиц приводит в движение второй аппарат тан­дема.

Абонент, снявший трубку на своем аппарате, подключается к сво­бодному тандему, о чем его извещает сигнал готовности станции (непре­рывный тон частотой 425 Гц). В случае занятости всех наборных аппара­тов, абоненту посылается сигнал занятости станции — «указательный сигнал» (редкая ситуация на современных АТС, оснащенных достаточ­ным количеством наборных аппаратов).

На каждой станции имеются каналы передачи набора на удаленные станции. Набор первых цифр (префикса) выбирает удаленную станцию (или эту же станцию для «соседних» префиксов). По каналу передачи дальнейший набор проходит на удаленную станцию (того же уровня) (на каждый префикс — свой канал, при этом используется один физический канал на несколько исходящих связей с другими АТС за счет ИКМ-муль - типлексного уплотнения, или, на более современных, — пакетное уплот­нение и передача по протоколу и происходит уже на ней на выбран­ном тандеме. При дальнем соединении набор кода дальней связи (в Москве — цифра 8) подключает абонента к станции дальней связи. Набор кода региона указывает станции выбрать маршрут связи по стране. При наборе международного кода дальнейший запрос передается на междуна­родную станцию.

На станции дальней связи включается также расчетное оборудова­ние, которое по системе АОН определяет номер вызывающего абонента и готовится начислять счет за разговор. С этих пор дальнейший набор идет на дальнем конце и невозможен с использованием постоянного то­ка. Поэтому на станции дальней связи включено оборудование, трансли­рующее пульсовой набор в код (стандарт определен спе­цификацией МККТТ R1-2). По окончании набора номера это оборудование формирует управляющий кадр, обрамленный кодами КР1 в начале кадра и в конце, и посылает вызываемой стороне. Например, номер в Техасе, Амарильо, набираемый клиентом как 1+806-258-1234 транслируется в KP1+806-258-1234+ST. В итоге, двухчастотная (ДЧ) по­сылка содержит код региона (806), префикс станции региона (258) и но­мер в абонентском пуле (1234). Важно отметить, что префикс кода регио­на дополняется слева нулями до трех знаков. Так, к примеру, код Японии (81) представляется как 081, а России (7) — 007, хотя вызывающий або­нент набирает 81 или 7 соответственно.

Кроме того, оборудование может транслировать номер для соедине­ния по другим маршрутам, скажем, в Японию через Америку, если линии заняты плотным траффиком или неисправны. Для маршрутизации на удаленной стороне (в стране назначения) может быть запрошена автома­тическая операторская служба, возвращающая код маршрута, используе­мого для связи с данной страной в данный момент. В итоге, реально по­сылаемый закодированный в номер может отличаться от набираемого клиентом, и определяется работой оборудования.

Важно понимать, что передача набора в идет между

Центральными станциями дальней связи регионов, по транковой сети (каналы CJI), а пульсовой набор используется только в абонентской ли­нии (каналы АЛ)для передачи от абонента до его АТС.

Так как для передачи ДЧ посылок используются сигналы в полосе частот, укладывающейся в разговорную, существует возможность непо­средственной передачи таких посылок от клиента к оборудованию. В не­которых обстоятельствах оборудование будет принимать эти посылки и выполнять соединения, подчиняясь им. Система выделения транковых каналов действует следующим образом: когда станция дальней связи (на вызывающей стороне) получает запрос на соединение, она просматрива­ет имеющиеся свободные транковые линии. Для сигнализации о том, что линия свободна, используется поданный на нее тональный сигнал часто­той 2600 Гц (передатчик ±2 Гц, приемник ±20 Гц на уровне -6 дБ). Регистр просматривает все имеющиеся линии по очереди на предмет наличия на линиях этой частоты, и найдя такую, производит подключение к ней, счи­тая ее свободной. При этом сигнал 2600 Гц снимается с линии, иниции­руя ее занятость (параметры приемника частоты 2600 Гц нормируются также на помехоустойчивость к срабатыванию от разговорных токов (с ве - ' роятностью 10-4) и задержку срабатывания на соединение — 50.. 120 мс, на разъединение — 30..80 мс). Дальняя станция вызываемой стороны, за­метив пропадание сигнала 2600 на одной из линий, подключает свои ДЧ - транслятор и тандем на линию, и, таким образом, готова к приему и на­бору номера, передаваемого с вызывающей станции, что и происходит.

Когда вызываемый абонент поднимает трубку, происходит снятие линии с тандема и непосредственное соединение абонента с ней, осво­бождая тандем для других наборов. Происходит разговор. Когда вызыва­емый абонент вешает трубку, дальняя станция отключает линию от его шлейфа и подает в нее сигнал 2600 Гц, означающий, что разговор окон­чен и линия свободна. Вызывающая сторона, приняв этот сигнал, завер­шает начисление счета за разговор и отключает вызывающего абонента от транка. Именно поэтому (что сразу по приходу сигнала 2600 Гц транк от­ключается), вызывающий абонент не слышит этого сигнала, а вовсе не потому, что, как пишут зарубежные коллеги, в цепях установлены поло­совые фильтры. Никакая такая фильтрация в разговорной полосе частот не производится.

Перехват управления состоит в том, чтобы после установки соеди­нения послать в линию с вызывающей стороны сигнал частотой 2600 Гц. Оборудование на обеих станциях интерпретирует это как команду разо­рвать соединение, что и произойдет. Абоненты на обеих сторонах услы­шат короткие гудки. Однако, оборудование производит сброс не сразу, а спустя примерно 2 сек. В случае, если сигнал 2600 прервать до этого времени (0.8 сек), транк будет отключен, но вызывающий абонент останется подключенным к своей АТС дальней связи.

Окончание действия сигнала станция интерпретирует как входя­щий запрос от удаленной станции, куда производилось последнее под­ключение (оборудование еще не сбросилось). Самое важное, что станция абонента будет:

♦ ждать прихода ДЧ посылки с удаленной станции;

• не начислять счет, так как это — дело удаленной станции.

Соответственно, вызывающий абонент при помощи Синего Блока выдает в линию эмуляцию ДЧ посылки удаленной станции, заставляя оборудование своей станции выполнять соединение. Его станция будет думать, что работает под управлением удаленной станции, и выполнит указанное ей (а на самом деле — абонентом-блюбоксером) соединение.

Завершение связи достигается посылкой абонентом в линию сигна­ла 2600 Гц и опусканием своей трубки, что означает для станции АТС1, будто удаленный абонент повесил трубку и его станция АТС2 освободила транк. В случае, если Абонент 1 не опустит трубку и снимет сигнал 2600 Гц по истечении 1...2 с, он опять получит АТС1 в свое распоряжение.

Параметры сигналов

Для захвата/сброса транковой сети в разных регионах используют­ся разные частоты, к примеру в США и Канаде это — 2600 Гц.

Варианты построения

Аналоговый вариант

• простота;

Экономичность;

Возможна перенастройка на другие частоты;

• нет выдержек времени и памяти набираемого номера;

• использование дорогих многооборотных сопротивлений;

• необходима настройка с помощью частотомера;

• уход частоты от температуры.

В этом случае используются два ГУН (генератора управляемого на­пряжением) выполненных на интегральной микросхеме, лавсановые кон­денсаторы с малым ТКЕ, многооборотные подстроечные резисторы. Кла­виатура замыкающая, одноконтактная. Один вывод каждой кнопки соединен с общим проводом, второй — через два диода — к соответству­ющей паре частотозадающих резисторов (один от ГУН 1, другой от ГУН2). Выходные сигналы ГУНов смешиваются и через усилитель поступают на телефонный капсюль. Во избежание генерации неправильных тонов сле­дует избегать одновременного нажатия на несколько кнопок сразу.

Данная конструкция наиболее целесообразна для самостоятельно­го изготовления в домашних условиях при условии ограниченных навы­ков радиоконструирования, а также для опытных целей.

На дискретной логике

• точное формирование частот;

♦ формирование набранной цепочки набора из памяти;

♦ дешевые широкораспространенные детали;

♦ сложность схемы;

♦ неэкономичность ТТЛ плюс экономичность КМОП.

В этом случае схема содержит генератор образцовой

Частоты, два счетчика-делителя с переменным (загружаемым) коэффици­ентом деления, клавиатуру, ОЗУ набираемого номера, два малых ПЗУ для перекодирования цифр в коэффициенты деления счетчиков. Дополни­тельно может иметься цифровой индикатор динамического действия.

Нажатие кнопок клавиатуры приводит к записи в ОЗУ кода нажа­той клавиши. Записав в ОЗУ набираемый номер, нажимают кнопку «на­брать». Тактовая схема подает в ОЗУ по первой фазе сигнал считывания. Номера из ОЗУ помещаются на шины адреса обеих ПЗУ, соединенных попарно вместе. На шинах данных ПЗУ появляется код, соответствую­щий нужному коэффициенту деления счетчиков. По тактовому сигналу 2- ой фазы эти коэффициенты загружаются в счетчики и на их выходах появляются сигналы составляющих частот, образуемые делением образ­цовой частоты на загруженные коэффициенты. Сигналы складываются и усиливаются и подаются на телефонный капсюль. Для формирования па­уз используется коэффициент деления, равный единице. При этом часто­та на выходе получается очень высокой и отфильтровывается входной це­пью усилителя, не проходя на выход блока.

Конструкция наиболее целесообразна для изготовления продвину­тыми радиолюбителями, не имеющими возможностей (навыков) работы с микропроцессорной базой.

На микропроцессоре серии Z80+

♦ точное формирование частот;

♦ формирование набранной цепочки набора из памяти;

♦ 4 «записная книжка» номеров в ОЗУ;

♦ база данных (к примеру, коды стран/городов) в ПЗУ;

♦ гибкие возможности настройки/программирования;

♦ сложность;

♦ неэкономичность.

Вариант представляет из себя специализированный микро­контроллер. В его состав входят: микросхема порта в/в, ЦПУ, небольшое рабочее ОЗУ, ПЗУ и тактовый генератор. Дополнительно применяется цифровой семисегментный динамический индикатор. Развертка индика­тора, формирование временных интервалов и прочие функции управля­ются ЦПУ по программе, записанной в ПЗУ. Также в ПЗУ записываются образцы формируемых блоком звуков. При этом кодируется не вся дли­тельность звука, а лишь один период повторяющейся последовательнос­ти интерференционной картины смеси двух частот.

Воспроизведение сигнала любой длительности задается количест­вом повторенных периодов. Такой способ позволяет использовать ПЗУ малой емкости с меньшим энергопотреблением, и при этом еще хватает места, чтобы разместить, к примеру, дополнительно сигналы DTMF, сиг­налы захвата линии разных регионов и справочник кодов стран/городов мира плюс справочник кодов операторских маршрутов этих стран.

Блок практически не нуждается в настройке, начиная работать сра­зу после включения, допускает модернизацию простой заменой ПЗУ и представляется наиболее подходящим и технологичным для коммерчес­кого изготовления в малой серии.

Компьютерный вариант

• немобильность.

Представляет собой компьютерную реализацию Синего Блока, ис­пользующего звуковую карту для посылки сигналов в телефонную линию. Звуковая карта присоединяется к линии через адаптер, включающий в се­бя гальваническую развязку и противоместную схему для возможности записи и анализа обратных сигналов.