Post on 23-Apr-2023
هارمین کنفرانس بین المللی مدیریت فناوری اطالعات، ارتباطات و کامپیوترچمجموعه مقاالت 923
خط تلفن هوشمند دیجیتال امن بر روی خطو تلفن داخلی بدون نیاز به سیم
کشی
رشید صادق الوعد
کارشناسیارشددانشگاهپیامنور
rashid_sadegh@yahoo.com
مهدی جوانمرد
استادیاردانشگاهپیامنور
javanmard@pnu.ac.ir
چکیدهازاجرایاینپژوهشارائهراهکارهایسختافزاری،نرمافزاریوالگوریتمهایجدیدبرایافزایشخطوطهوشمندتلفنداخلی هدف
ومحرمانهکردنآن،بدوننیازبهسیمکشیمجددومستقلاست.دراینروش،مکالماتازآنالوگبهدیجیتالتبدیلشدهوضمنباسایراطالعاتکنترلی،بااستفادهازسیمهایخطوطتلفنداخلیآنالوگ،بدونسیمکشیجدیدانتقالمیرمزکردنآنها،همراه
باتجهیزاتوروشیخاصخود۹ADSLیابد.دراینروشبااستفادهازپهنایباندفرکانسآزادباالیباندمکالمهصوتی،همانندروشدرهرواحدهمانندیکتلفن اطالعاتدیجیتالیشدهباخطوطمکالمهآنالوگترکیبوارسالمیگردد. ،IP۲اطالعاتدریافتو ،
منیت،مجدداجداسازیمیگرددوهرکدامبهقسمتمربوطهخودارسالمیگردد.باانجاماینطرحضمنتوسعهخطوطتلفنباایجاداازشنودمکالمهباروشهایمعمولجلوگیریمیگردد.ضمناانجاماینطرحبدوننیازبهسیمکشیهایاضافیبودهورضایتمندیبهره
بردارنیزفراهممیگردد.
رضایتمندی-امنیت -کنترل- ADSL-دیجیتال: کلیدی های واژه
مقدمه
ساختمانهایبزرگواداریدرعصرحاضرامریالزموبدیهیمحسوبمیشودوتوسعهخطوطتلفنهوشمندوامندر
هرچهزمانمیگذردشدتومیزانآنبیشترمیشود.اگرازروشهایفشردهسازیوایمناستفادهنگرددانجاماینکارهر
ویاکنترلتجهیزاتموجوددرمحلراروزسختتروهزینهبرترخواهدشد.مضافبرارتباطصوتیمیتوانسایراطالعات
توسطاینسیستمانجامداد.انجاماینکارضمنصرفهجوییدرزمان،هزینهوانرژی،امنیتورضایتخاطررابرایبهره
بهراحتیانجامگرددبدون بردارایجاد انجامهوشمندسازیموجبمیگرددتاحجمقابلتوجهایازکارها خواهدنمود.
صرفهزینهووقتاضافی.بااینروش،یعنیاستفادهازتجهیزاتسختافزاریونرمافزاری،باالگوریتمهایخاصدراین
از استفاده با پیادهسازیکرد. آنرا براحتیمیتوانازطریقسیمکشیهایموجودتلفنداخلیدرساختمانها طرح،
تاچنددهمگابیتباالبرد،تاروشهایفشردهسازیسختافزاریو نرمافزاریمیتوانحتیسرعتانتقالاطالعاترا
جاییکهکارانتقالاطالعاتدیگر،مانندتصویرهمبررویهمینخطوطقرارگیرد.هدفمادراینمقالهارائهراهکارهای
اینمجموعهشاملبخشهایسختافزار، نرمافزاروالگوریتمهامیباشدکهتواماکارممکنبرایانجاماینکاراست.
کنترلراانجاممیدهندلذادرادامهتوضیحهرکدامازاینقسمتهابهطورخالصهارائهمیگردد.
سخت افزاربخش
1 Asymmetric digital subscriber line (ADSL) 2 Internet Protocol (IP)
هارمین کنفرانس بین المللی مدیریت فناوری اطالعات، ارتباطات و کامپیوترچمجموعه مقاالت 994
میباشدولیبابیانبخشهایسختافزاری،نرمافزاریوالگوریتمهاتفاوتهایADSL]۹[شبیهمودمهایبخشانتقالاطالعاتآن
. آنکامالمشخصخواهدشد
اینبخشداراییکمرکزبرایارسالودریافتمکالمهبینخطوطتلفندیجیتالیوبخشجمعآوریاطالعاتویاارسالفرمانبه
هولتدرتوضیح،درحالتاولمرکزراارسالکنندهوخطوطرادریافتکنندهودرخروجیهایمتفاوتدرهرخطاست.برایس
حالتدیگر،خطوطراارسالکنندهومرکزراگیرندهفرضمیکنیم.چونهردوحالتشبیههمهستندبهتوضیحیکموردبسندهمی
شود.
کاربرشروعبهحرکتکردهودرالیههایدیگرجمعبندی،کدگذاری،اطالعاتازالیه]۲[دربخشفرستندههمانندیکسیستمشبکه
و1MHzتا30KHz،دستهبندیوتحویلالیهفیزیکیمیگردد.درالیهفیزیکیبستهبهنوعکاربری،سیگنالهاتولیدودرباند
.۹کارانتقالانجاممیگرددهمانندشکلMHzحتیتاچند
ارسالاطالعاتباالیباندصوت:باند۹شکل
اماقبلازاینلحظهیعنیارسال،باتعییننوعروشتولیدسیگنال،میتوانمیزانبیتارسالیراتاحداکثرممکنافزایشداد.البته
تاایجادنویزدرصدانشودبایددرهرموردمراقببودتاسیگنالارسالیباعثایجادسیکنالدرفرکانسپایینیعنیمحدودهصوتینگردد
.بااینکهسیگنالورودیازدوفیلترباالگذروپایینگذرعبورمیکندوهرکدامبهقسمتخودارسالمیگردد،ولیممکناستکه
.۲شیوهارسالدرفرکانسباال،سیگنالیرادرفرکانسپایینایجادنمایدهمانندشکل
فرکانسباالومنحنیباالفرکانسپایینمیباشد:منحنیپایین۲شکل
مشاهدهمیگرددتراکمسیگنالهایفرکانسباالوقطعآن،سیگنالیرادرفرکانسپایینایجادمینمایدکه۲همانطورکهدرشکل
خودباعث
ایجادنویزدرصدامیگردد.
مکناستباعثجابجاییدرخطصفرگرددوسطحسیگنالبسمتاشباعپیشهمچنیناگرشکلسیگنالدرستانتخابنگرددم
برود.یعنیاگرسطحناحیهمثبتومنفیسیگنالبرابرنباشدجابجاییخطصفراتفاقمیافتد.
حدودهصحبتایجادباتوجهبهمواردفوقمشخصمیگرددکهبایددرشکلسیگنالونحوهارسالآندقتکافینمودتااخطاللیدرم
(برایارسالسیگنالنمیتواناستفادهکردچونعمالنررارسالمحدودوکارفشردهسازیانجام۳نگردد.ازشکلموجمربعی)شکل
نمیگردد.
هارمین کنفرانس بین المللی مدیریت فناوری اطالعات، ارتباطات و کامپیوترچمجموعه مقاالت 993
:سیگنالنوعمربعی۳شکل
فشردهسازیراانجامدادبههمینخاطراز،کار امااگرازشکلموجسینوسیبرایارسالاستفادهگرددمیتوانباروشهایمختلف
(میتواناستفادهکرد.باکمکازاین0تغییرفرکانسنمیتواناستفادهکردوفقطازتغییرفازویاولتاژویاهردوباهمهمزمان)شکل
د.البتهخاطرنشانمیگرددکههرچهاینروشهانررارسالبیترامیتوانباالبردتاجاییکهمحدودهوسیعیبرایارسالفراهمگرد
فشردگیبیشترگرددکارپردازشآننیزسخترخواهدبود.
:روشتغییرولتاژویاتغییرفاز0شکل
همانندشکلQAM-1024تا QAM۹-4]۳[برایارسالاطالعاتباسرعتبیشترمیتوانازترکیبمواردفوقویااصطالحاباروش
کارفشردهسازیوانتقالاطالعاتراانجامداد.5
:روشهایمختلفبرایفشردهسازیوانتقالاطالعات5شکل
1Quadrature Amplitude Modulation )QAM(
هارمین کنفرانس بین المللی مدیریت فناوری اطالعات، ارتباطات و کامپیوترچمجموعه مقاالت 992
پسازتعیینروشفشردهسازیمیبایستبرایترکیبویاجداسازیسیگنال،سختافزاریراتهیهوبراساسآناینکارراانجام
(.7و6داد)شکلهای
:ارسالازسمتمرکزودریافتتوسطخطوطیاپست6شکل
:ارسالازسمتخطوطیاپستودریافتتوسطمرکز7شکل
همانطورکهمشاهدهمیگردددرقسمتخطوطیاپستمیتوانهرنوعامکانیدیگریراایجادکردیعنیورودیوخروجیهای
ربری،بهعنوانمثالورودیسنسورهایحرارت،دود،دزدگیر،تجهیزاتخاصدرساختمانمختلفباامکاناتمتفاوتبستهبههرکا
یاهرورودیدیگر.همچنینخروجیهایمتفاوتبرایمثالفنکویل،روشنایی،موتورخانه،سیستمهایکنترلترددویاسایرموارد
رااضافهنمود.
ههیچمحدودیتیبرایورودیوخروجیهاموجودنیستوبستهبهمیزانسختافزاریکهدرباتوجهبهمواردفوقمشخصمیگرددک
آننصبگردیدهمیتواناینعملیاتراانجامداد.
درقسمتمرکزهمباقراردادنتجهیزاتالزمبرایپروژهمیتوانسطحکنترلراکاهشویاافزایشداد.تماماینمواردبستهبهنیاز
بهآنکارکنترلومانیتورینگراازبیرونمجموعهانجامداد.البته GSM۹بهرهبردارتعیینمیگردد،حتیمیتوانبااتصالواحد
نجاماینکارمیبایستدربخشنرمافزارپیشبینیتمامکنترلهایالزمراانجامدادتاسیستمدچاراشکالیااختاللنگردد.بهبرایا
عنوانمثالفردیکهمجازبهروشنکردنیکواحدنیستنبایدبتواندبهآنفرامیندسترسیداشتهباشد،حتیدرصورتسعیدر
زمرابهرهبردارارسالنماید.انجام،هشدارهایال
خواهدبود.8نمایکلیبخشسختافزاروخطوطتلفنهمانندشکل
1 Global System for Mobile Communications (GSM)
هارمین کنفرانس بین المللی مدیریت فناوری اطالعات، ارتباطات و کامپیوترچمجموعه مقاالت 999
:خالصهشدهایازبخشسختافزار8شکل
نرم افزار و الگوریتمبخش
الگوریتمهایاینقسمتاستکهتعیینکنندهبهعنواناصلیترینویامغزسیستممحسوبمیشود،بهعبارتبهتراجزاءو اینبخش
میزانتواناییسیستمویاامکانتوسعهآناست.
خوداینبخششاملقسمتهایمتفاوتاستکههرکداموظیفهخاصخودراانجاممیدهد،بهعنوانمثال:نرمافزارسمتخطوط،
ههرکدامازاینمواردخودمیتواندبهزیربرنامهنیزتقسیمگردد،مانندنرم.البتGSMنرمافزارسمتمرکزونرمافزارکاربربرروی
یکینرمافزارموجوددرسختافزارمرکزودیگرینرمافزارینصبشدهبررویکامپیوترهای افزارسمتمرکزکهدوبخشاست.
موجودومرتبطبامرکز.
همانجاممیدهدضمناکارارسالونرمافزارموجوددرخطوط،ضمنایجادارت باطصوتی،کارکنترلتمامتجهیزاتمتصلبهآنرا
دریافتاطالعاتبهمرکزنیزتوسطآنانجاممیگردد.ضمنانجاماینکاردرهریکازخطوطبایدتشخیصدهدکهاطالعاتدریافتی،
یتمهایمختلفبهکمکآنبیایدتاتشخیصدهدکهاطالعاتدریافتیصحتازمرکزخوداستنهواحددیگری،لذادراینجابایدالگور
یکیازروشهایممکناستفادهازرمزنگارهایمختلفمثال استکهبااستفادهازآنکاررمزکردناطالعاتRSA۹]0[داردیاخیر.
ویاازفشردهسازیخارجکردندراینبخشانجاممیارسالیویارمزگشاییاطالعاتدریافتیانجاممیگردد.ضمناکارفشردهسازی
گردد.
مودمهای پروتکلADSLدرحقیقتوجهتمایزاینمجموعهبا یا انتقالودریافتاطالعاتاینترنتو درهمینبخشاستکهکار
راانجامنمیدهدوپروتکلهاوکاربریهایخاصخودرادارد.UDP۳ویاTCP/IP۲]5[های
بایدبتواندباکامپیوترهاوخطوط ، مرتبطباآنGSMنرمافزاربخشمرکزینیزضمنارتباطباخطوطوتشخیصهریکازآنها
ارتباطبرقرارنمودهوباآنهاکارنماید.
سرعتوامنیتراایجادهمانطورکهذکرشدویژگیاینبخش،درالگوریتمهایآناستکهسعیمیشودباحداقلکدنویسیحداکثر
نمود.
ضمناستفادهازروشهایرمزنگاری،شیوههاییهمبرایشناساییاجزاءوکاربراندرنظرگرفتهمیشود.بهعنوانمثالبرایکاربری
دهنمودتامرحلهبامجموعهارتباطبرقرارمینمایدمیتوانازشمارهخطیکهباآنتماسگرفتهاستاستفاGSMکهازطریقخطوط
اولشناساییانجامگردد،چوناینشمارهتوسطسرویسدهندهیااپراتورخطهمراهارسالمیگردد،لذایکمرحلهازشناساییرا
مطمئنمیسازد.درمرحلهبعدباگرفتنیکرمزازکاربرمیتوانوضعیتدرخواسترامشخصنمود.باقراردادیکهازابتدابرای
کاربربیانمیگردد،مشخصمیشودکهاگرکاربرتحتهرعنوانی،بهاجبارملزمبهانجامکاریشودبرایاینکهمدیرسیستمرامطلع
1 RSA is a cryptosystem, which is known as one of the first practicable public-key cryptosystems and is widely
used for secure data transmission 2 Transmission Control Protocol (TCP) and the Internet Protocol (IP)
3 User Datagram Protocol (UDP)
هارمین کنفرانس بین المللی مدیریت فناوری اطالعات، ارتباطات و کامپیوترچمجموعه مقاالت 990
نماید،کافیستکهرمزرابهشیوهخاصیواردنماید،مثالعددپنجرابهآناضافهنماید.دراینصورتسیستمومدیربهحالتهشدار
ضمناجرایفرمانمراحلپیگیریوکنترلراانجاممیدهند.رفتهو
عملنمودهوباجابجاییآنشمارهتماسگوشیتغییرنمیکندوثابتمیIPضمناسیستمبگونهایطراحیشدهکههمانندیکتلفن
مارهتماسگیرندهدرهنگامصحبتباخطماند.همچنینباصفحهنمایشرنگیآنامکاناتزیادیبررویآنقابلنمایشاستمانندش
دیگرویاسایرمواردممکن.
خاطرنشانمیگرددکهطرحارائهشده،اجراییوعملیاتیشدهونتایجآنکامالرضایتبخشوبرطبقنظریههابودهاست.شکل
بخش۱های
هاییازمجموعه
اجراشدهمی
باشد.
لفطرحاجراشده:بخشهایمخت۱شکل
نتیجه گیری و پیشنهادات -1
چنانچهبیانشداستفادهازخطوطتلفندراینطرحباعثکاهشدرحجمسیمکشیوسهولتاجراوراهاندازیآنمیگردد.
تاکمترینمشکلهمچنینالگوریتمهایاینمجموعهبگونهایطراحیشدهکهحداکثرامنیتوهوشمندیرابرایسیستمایجادنماید،
درزمانبهرهبرداریایجادگردد.
سپاسگزاری -2
باتشکرازخانوادهخودکهمرادرامرتحقیقیارینمودهوسختیهایآنرابهجانخریدند.
مراجع
[1] ANSI T1.413-1998 "Network and Customer Installation Interfaces – Asymmetric Digital Subscriber Line
(ADSL) Metallic Interface." (American National Standards Institute 1998)
[2] Data and Computer Communications, William Stallings, ISBN 0-13-243310-9, ISBN 978-0-13-243310-5
[3] Published by McGraw-Hill Ryerson, Limited, Whitby, ON, Canada, 1995 ISBN 10: 0070517266 / ISBN
13: 9780070517264
[4] Menezes, Alfred; van Oorschot, Paul C.; Vanstone, Scott A. (October 1996). Handbook of Applied
Cryptography. CRC Press. ISBN 0-8493-8523-7.
[5] Douglas E. Comer. Internetworking with TCP/IP - Principles, Protocols and Architecture. ISBN 86-7991-
142-9