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Infraestrutura Celular

Conhecimento sobre tecnologias e infraestrutura de telecomunicações móveis.

🏗️ Visão Geral da Infraestrutura​

Evolução das Tecnologias​

  • 2G (GSM): Comunicação digital, SMS, dados básicos
  • 3G (UMTS): Internet móvel, videochamadas
  • 4G (LTE): Banda larga móvel, VoLTE
  • 5G (NR): Ultra-baixa latência, IoT massivo, network slicing

Componentes Principais​

  • RAN (Radio Access Network): Antenas e estações base
  • Core Network: MSC, SGSN, MME, 5GC
  • HLR/HSS: Home Location Register / Home Subscriber Server
  • AuC (Authentication Center): Centro de autenticação
  • EIR (Equipment Identity Register): Registro de equipamentos

📱 Tecnologias SIM​

Protocolos e Padrões​

  • SIM Toolkit (STK): Aplicações no cartão SIM
  • OTA (Over-The-Air): Atualização remota de SIMs
  • USIM: Universal Subscriber Identity Module (3G+)
  • ISIM: IP Multimedia Services Identity Module
  • HPSIM: High Performance SIM

Segurança​

  • Ki (Key): Chave secreta do assinante
  • IMSI: International Mobile Subscriber Identity
  • Authentication: Algoritmos A3/A5 (2G), Milenage (3G+)
  • Encryption: Criptografia de comunicações

🛠️ Ferramentas de Desenvolvimento​

Osmocom Project​

  • Projeto open source para infraestrutura celular
  • OsmoNITB: Network in the Box para testes
  • OsmoSGSN: Serving GPRS Support Node
  • OsmoMSC: Mobile Switching Center

Software Defined Radio (SDR)​

  • BladeRF, HackRF, USRP: Hardware SDR
  • GNU Radio: Framework para processamento de sinais
  • gr-gsm: Implementação GSM para GNU Radio

🔧 Equipamentos e Ferramentas​

Leitores/Gravadores de SIM​

  • PC/SC compatible readers: Padrão de mercado
  • Phoenix readers: Para cartões mais antigos
  • Smart card programmers: Para desenvolvimento

Network Testing​

  • Drive test tools: Para análise de cobertura
  • Protocol analyzers: Wireshark com extensões celulares
  • Network simulators: Para desenvolvimento de aplicações

📊 Protocolos de Comunicação​

Interfaces Principais​

  • Abis: Entre BTS e BSC
  • A: Entre BSC e MSC
  • Gb: Entre BSC e SGSN
  • S1: Entre eNB e EPC (LTE)
  • X2: Entre eNBs (LTE)

Protocolos de Sinalização​

  • SS7 (Signaling System 7): Sinalização tradicional
  • Diameter: Protocolo AAA para LTE/5G
  • GTP: GPRS Tunneling Protocol
  • SIP: Session Initiation Protocol (VoLTE)

🔒 Aspectos de Segurança​

Vulnerabilidades Conhecidas​

  • SS7 attacks: Interceptação e redirecionamento
  • IMSI catchers: Fake base stations
  • SIM cloning: Clonagem de cartões
  • Downgrade attacks: Forçar protocolos menos seguros

Medidas de Proteção​

  • Mutual authentication: Autenticação mútua
  • Encryption keys rotation: Rotação de chaves
  • Network access controls: Controles de acesso
  • Monitoring and detection: Detecção de anomalias

📚 Recursos de Aprendizado​

Documentação Técnica​

  • 3GPP specifications: Padrões oficiais
  • GSMA documentation: Associação GSM
  • ITU-T recommendations: União Internacional de Telecomunicações

Laboratórios Práticos​

  • OpenBTS: Base station open source
  • srsRAN: Software radio access network
  • Osmocom tools: Suite completa para testes

🎯 Aplicações Práticas​

Desenvolvimento e Testes​

  • Carrier testing: Testes de operadoras
  • Device certification: Certificação de dispositivos
  • Security research: Pesquisa em segurança
  • IoT connectivity: Conectividade para IoT

Casos de Uso Avançados​

  • Private networks: Redes privadas 5G
  • Edge computing: Computação distribuída
  • Network slicing: Fatias de rede dedicadas
  • Critical communications: Comunicações críticas

🎯 A infraestrutura celular é fundamental para entender conectividade móvel, IoT e edge computing em arquiteturas modernas.