中國普天移動信號整體智能屏蔽解決方案

1  問題產(chǎn)生的背景

現(xiàn)代社會，手機日益成為人們工作和生活中所不可缺少的重要工具。手機的廣泛應(yīng)用帶來溝通上的便利是不言而喻的，但同時也產(chǎn)生了許多不容忽視的隱患。運用高科技竊聽手段，可以很容易地遠距離激活某個移動電話作為竊聽工具，使現(xiàn)場情景和談話內(nèi)容被敵方或?qū)α⒎捷p易截獲，造成泄密；在監(jiān)獄、看守所等重要場所，涉案人員通過手機對外串通消息、泄露案情，嚴重影響到案件的審理進程，危害社會安全；在各種考試中以手機為工具進行的作弊行為層出不窮，影響到考試的公平公正；移動電話在工作時產(chǎn)生的高強度射頻輻射對加油站、加氣站、化工倉庫、電力調(diào)度室等區(qū)域的安全造成巨大威脅，由此引起的爆炸事件時有發(fā)生；恐怖分子還可以利用移動電話引爆手機炸彈，制造恐怖襲擊，嚴重危害生命安全；醫(yī)院門診、病房、手術(shù)室等精密儀器集中的地方，移動電話電波會使90%以上醫(yī)療儀器受到不同程度的干擾，影響儀器運作，導致噪音的產(chǎn)生、儀器的讀針出現(xiàn)振動等，嚴重的會導致錯誤的量度或損壞儀器，直接危及就診病人的生命安全。另外還有在招標會場、紀念館、博物館、電視臺、演播室、錄音室、影劇院、音樂廳、金融機構(gòu)、高級酒店宴會廳、高爾夫比賽場所、禁止大聲喧嘩的公共場所、民航空管部門等，手機都有可能成為影響進程的重要因素。

讓我們先看看手機的通信原理。手機的通信過程，就是使用手機把語音信號傳輸?shù)揭苿油ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)中，再由移動通信網(wǎng)絡(luò)將語音信號變成電磁頻譜，通過通信衛(wèi)星輻射傳送到受話人的電信網(wǎng)絡(luò)中，受話人的通信設(shè)備接收到無線電磁波，再轉(zhuǎn)換成語音信號接通通信網(wǎng)絡(luò)，因此，手機通信是一個開放的電子通信系統(tǒng)，只要有相應(yīng)的接收設(shè)備，就能夠截獲任何時間、任何地點、任何人的通話信息。

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，手機已經(jīng)具有了“自報家門”的功能——如有的手機具備“位置服務(wù)”功能，別人能通過這種服務(wù)隨時跟蹤該用戶的位置；在中國臺灣，現(xiàn)在有一種“間諜手機”銷售很旺，據(jù)說它實際上就是一種手機竊聽器。只需在一般的手機里植入具有竊聽功能的晶片，一撥電話就可以啟動竊聽功能。也許有人會說，如果不開手機，不就什么也竊聽不到了嗎！其實不然，手機在待機狀態(tài)下也能泄密。因為在待機狀態(tài)下，手機也要與通信網(wǎng)絡(luò)保持不間斷的信號交換，產(chǎn)生電磁頻譜，所以很容易被識別、監(jiān)視和跟蹤。還有一些手機本身就具有隱蔽通話功能，可以在不響鈴、也沒有任何顯示的情況下由待機狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄔ挔顟B(tài)，泄露天機。情報專家直言，即使用戶不使用手機，也可通過簡單的電信暗碼，遙控打開手機，竊聽用戶的任何談話。即使你把手機關(guān)閉，也未必絕對安全。持有特殊儀器的專家仍可遙控打開手機話筒。還有些“居心叵測”的手機，早在制造過程中就在芯片中植入特殊功能，只要有電池，手機就會悄悄地把用戶說的話接收下來，自動通過衛(wèi)星發(fā)送給“感興趣的人”。只要將手機放在身邊，就毫無保密可言。

（1）截聽手機各顯神通

早在2000年，歐盟的一份報告就指出，美國國家安全局建立的一個代號為“梯隊”的全球電子監(jiān)聽偵測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一直在竊取世界各國的情報。“梯隊”在加拿大、新西蘭和澳大利亞設(shè)置了數(shù)十個大型地面接收站，動用了120顆衛(wèi)星，截獲衛(wèi)星通信信息，整個系統(tǒng)在美國和英國設(shè)置兩個數(shù)據(jù)中心，大量截獲人們使用固定電話、手機、傳真機和計算機等通信工具傳輸?shù)男畔ⅰＲ坏┯脩艚徽劦膬?nèi)容中出現(xiàn)某些其“感興趣的”關(guān)鍵詞，這些電子“大耳朵”就會自動記錄通話內(nèi)容，然后將重要部分交給情報人員深入分析。據(jù)說，“梯隊”計算機每天要過濾大量的國際移動通信數(shù)據(jù)。歐盟的有關(guān)報告指出，美國“梯隊”系統(tǒng)已使歐盟遭受了至少200億歐元的商業(yè)損失。除了“梯隊”之外，還有一些專門監(jiān)聽手機的電子偵察衛(wèi)星。如美國國家安全局專用的靜止軌道電子偵察衛(wèi)星——“獵戶座”，定點在西太平洋上空，24h不間斷地偵收亞洲國家的通信信號，提供政治、軍事等信息，其數(shù)據(jù)比偵察圖片的價值還高。而最新一代電子偵察衛(wèi)星更是集通信情報和電子情報偵察于一身，截獲無線電和移動電話通信，對電磁信號進行監(jiān)控，并將它們發(fā)送到地面監(jiān)聽站，分布在世界各地的監(jiān)聽站再把電磁波信號傳送到美國的巨型計算機上，以供分析。在阿富汗戰(zhàn)爭中，美國就運用了這種電子偵察衛(wèi)星來搜集塔利班和“基地”組織的信息。由于害怕遭竊聽，本•拉登一直不用手機。2007年3月，本•拉登的得力助手、“基地”組織的二號人物阿布•祖巴耶達赫因使用手機暴露藏身地而落網(wǎng)；1996年4月，俄羅斯車臣叛亂分子的頭目杜達耶夫因手機泄密，被俄軍發(fā)射導彈擊斃。

（2）手機防范，軍委有令

2002年3月20日，前中央軍委主席江澤民簽署命令，頒布新近修改的《中國人民解放軍內(nèi)務(wù)條令》。其中第111條規(guī)定：除工作需要并經(jīng)師（旅）以上單位首長批準外，軍人不得使用移動電話、尋呼機等通信工具。經(jīng)批準持有移動電話、尋呼機的軍人，在辦公場所或者參加會議、訓練以及其他集體活動時，應(yīng)當將移動電話、尋呼機關(guān)閉。第一百七十八條規(guī)定：嚴禁將移動電話帶入作戰(zhàn)室、情報室、機要室、通信樞紐、涉密會場、軍用飛機和艦船、重要倉庫、導彈發(fā)射陣地等場所；在設(shè)有有線通信工具的場所工作時，不得使用移動電話辦理公務(wù)。嚴禁使用移動電話、尋呼機談?wù)�、傳送涉密信息。實際上，不許帶手機進重要場所并非我國首創(chuàng)，一些發(fā)達國家的情報部門、軍方和重要政府部門都禁止在辦公場所使用移動電話，即使是關(guān)閉的手機也不允許帶入。

對于持有手機的人來說，特別是那些身居要職的國家工作人員，或許美國國家安全顧問理查德.艾倫的一段話值得我們永遠回味。他說：“通過手機，許多重要的國際機密出現(xiàn)在國家安全局語言學家的耳機里。”通過衛(wèi)星傳輸?shù)囊苿与娫捄苋菀妆桓`聽，即使我們的手機用戶是通過中國自己發(fā)射的衛(wèi)星傳送，外國情報部門也可以通過地面接收站進行竊聽，以此來獲取重要情報。小小手機關(guān)系著國家信息安全的大問題。隨著信息時代的到來，有關(guān)信息通信保密問題將越來越多地在不同領(lǐng)域表現(xiàn)出來。對此我們應(yīng)該有清醒的認識。

（3）警惕你身邊的“縱火犯”——手機

河南日報2007年7月23日消息：河南鄭州一個加油站今天下午3時許發(fā)生爆炸，造成至少3人死亡，7人受傷。河南日報2007年7月30日消息：7月25日上午工作人員在現(xiàn)場清理中又發(fā)現(xiàn)了一具埋在地下室的尸體。此起爆炸事故共造成4人死亡，12人受傷，直接財產(chǎn)損失16萬余元。經(jīng)查實，事故原因是由于在加油站使用手機造成的。

（4）手機引爆原理

手機是一種無線電通信工具，無線電發(fā)射機發(fā)射出的無線電波（射頻電磁輻射），能使接受無線電的天線感生射頻電流。當射頻電流在金屬導體間環(huán)流時，遇有銹蝕或接觸不良，就會產(chǎn)生射頻火花。只要射頻火花持續(xù)1μs以上、能量大于６mW時就會引燃甲烷與空氣的混合氣。由于汽油是易揮發(fā)性物質(zhì)，在由于油氣罐及天然氣管道泄漏而形成的可燃氣危險區(qū)，手機產(chǎn)生的射頻火花很容易引起爆炸，導致災(zāi)害的發(fā)生。移動電話本身并不具備防爆功能。當加油站通過油槍向汽車或摩托車油箱注加汽油時，原來空油箱內(nèi)的油汽便向外飄散，加之新注入的汽油也向空中揮發(fā)，使加油的車輛周圍油汽密度驟然增高。同時，人們?yōu)榱俗屚ㄐ判盘柛�加清晰，移動電話使用的頻率很高，發(fā)射功率比較強，盡管符合國家標準，也對加油、加氣站構(gòu)成嚴重威脅，因為現(xiàn)在加油、加氣站普遍采用電腦控制，高強度的移動電話信號會與電腦設(shè)備引起感應(yīng)，二者瞬間產(chǎn)生的電子摩擦就可能點燃油汽，引發(fā)爆炸。點燃油汽所需要的電流很小，移動電話在工作狀態(tài)下產(chǎn)生的靜電流完全可以達到這個界限。如果在加油、加氣站接卸油時遇到空氣濕度大、氣壓低的陰天或有霧天氣，由于空氣流通差，油汽密度相應(yīng)增加，接打移動電話引發(fā)爆炸的可能性會進一步加大。

（5）消除隱患，控制有方

正因為移動電話是油汽火災(zāi)的“縱火犯”，許多國家都制定了射頻危險性的國家標準。其中德國、英國、美國還頒布了實施細則，在細則中有一條規(guī)定是：可以尋求警察的幫助以阻止移動電話進入可能引發(fā)爆炸的危險區(qū)域。在一系列因為使用移動電話引起的加油站爆炸事故后，澳大利亞、德國、英國、美國、加拿大等國家已先后頒布法令，開始全面禁止在加油站使用移動電話。中國的政府也早已制定了相關(guān)的政策，禁止在加油站、加氣站、醫(yī)院、化工倉庫等易燃易爆危險區(qū)使用移動電話。但在執(zhí)行過程中卻無法進行有力的監(jiān)督，致使事故頻繁發(fā)生。

在這些情況下，如果能夠在對應(yīng)場所有選擇、有條件地控制移動通信信號，一定能夠避免負面影響的發(fā)生。屏蔽產(chǎn)品伴隨著市場的需要應(yīng)運而生，并將逐漸隨著市場的需求擴張而發(fā)展成為一個移動屏蔽產(chǎn)業(yè)。

2  屏蔽技術(shù)原理

傳統(tǒng)的手機干擾器采用的是傳統(tǒng)的無線電干擾技術(shù)，它的工作原理是通過在整個頻帶內(nèi)發(fā)射大功率電磁干擾信號來壓制通信系統(tǒng)信號，達到切斷手機與基站通信的目的。這種干擾方法，簡單易行。移動電話干擾器雖然可以阻止目標手機通信，但其覆蓋范圍難以控制，往往會干擾到其他“無辜”移動電話，大功率對人們身體健康也有損害。最致命的問題是移動電話干擾器，可能對移動通信基站產(chǎn)生干擾，因此這種設(shè)備被運營商和無線電管理委員會明令禁止推廣使用。普天移動電話屏蔽器可以設(shè)定特定區(qū)域及特定手機，小到在1㎡范圍內(nèi)或?qū)�幾部手機設(shè)定都可以達到效果，而且對運營商的基站不會形成干擾，如圖1所示。

圖1  普天移動電話屏蔽工作模式示意

中國普天與深圳市安特易廣帶數(shù)碼有限公司合作，提出了手機屏蔽的概念，即用特定的電磁信號在所需要保護的場所構(gòu)造一個“電籬柵”，形成一個立體屏蔽區(qū)域，使該區(qū)域的移動電話無法接收到基站的信號，從而達到阻斷效果，消除移動電話產(chǎn)生的諸多負面影響，起到安全防護作用。由于只是針對特定的下行信道進行干擾，所以普天的手機屏蔽器不會對基站造成干擾。

產(chǎn)品的核心研發(fā)團隊由清華大學、哈爾濱理工大學等留學歸國人員以及國內(nèi)知名企業(yè)華為、中興通訊和清華大學EDA重點實驗室的技術(shù)專家等組成，擁有數(shù)十名各種專業(yè)工程師。安特易廣帶數(shù)碼有限公司是深圳清華大學研究院重點扶持，并且正在成長的高科技創(chuàng)業(yè)企業(yè)，是經(jīng)深圳市政府高新技術(shù)領(lǐng)導小組辦公室批準、于2002年1月成立的高科技公司。

普天手機信號屏蔽器與普通的移動電話干擾器有著本質(zhì)的不同。例如，圖2是針對GSM900M頻譜進行干擾的頻譜曲線圖，可以看到，普天手機信號屏蔽器對上行信道和其他頻段不產(chǎn)生任何干擾。普天手機信號屏蔽器是運用現(xiàn)代高新技術(shù)，通過深入分析通信機理、綜合比較電磁發(fā)射抑制方法研制出來的，具有完全自主知識主權(quán)的信息安全產(chǎn)品。它可以在其安裝地的周圍形成一個電磁保護場，有效地防止手機泄密，消除手機產(chǎn)生的噪聲污染。普天手機信號屏蔽器將為用戶提供一個安全清靜的空間！

圖2  針對GSM900M頻譜進行干擾的頻譜曲線

手機信號屏蔽器業(yè)已取得國家保密局信息安全產(chǎn)品檢測中心、國家保密局的科技成果鑒定委員會、電子產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心、中國人民解放軍信息安全測評中心、國家防爆電氣產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心、國家保密局電磁泄漏發(fā)射防護產(chǎn)品檢測中心、公安部安全與警用電子產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心的嚴格認證且頒發(fā)了相應(yīng)的證書。

3  普天ATE手機屏蔽器系統(tǒng)介紹

3.1產(chǎn)品特點

ATE手機屏蔽器系統(tǒng)具有以下特點：

·自主知識產(chǎn)權(quán)，專利芯片設(shè)計；

·有效屏蔽CDMA、GSM、DCS、PHS、PCS移動信號；

·可精密調(diào)節(jié)屏蔽距離（0～100m）；

·利用網(wǎng)絡(luò)管理，集中監(jiān)控，可實現(xiàn)遠程點控、組控、全控；

·自動檢測，故障報警提示；

·可設(shè)定運行時段，智能運行；

·經(jīng)運營商檢測，不干擾基站；

·對人體無害，綠色環(huán)保；

·不影響無線話筒及其他電子設(shè)備；

·可靠性和穩(wěn)定性很高，使用壽命長。

3.2技術(shù)指標

屏蔽目前使用的所有手機通信信號：

GSM：925~960MHz（屏蔽130聯(lián)通手機、135~139移動手機）

DCS：1805~1880MHz（屏蔽130聯(lián)通手機、135~139移動手機）

PCS/PHS：1900~1990MHz（屏蔽市話通、小靈通）

CDMA：869~894MHz（屏蔽133CDMA手機）

輸出功率：≤1W

輸入電壓：AC220V（1±10%），45～55Hz

使用溫度范圍：-35℃～+45℃

使用濕度范圍：5%～95%

工作時間：長期連續(xù)工作

重量：≤2.0㎏

有效屏蔽距離見表1。

表1 ATE手機屏蔽器有效屏蔽距離

3.3屏蔽系統(tǒng)網(wǎng)管

要構(gòu)造真正實用的屏蔽系統(tǒng)，各個屏蔽器必須要能構(gòu)造成一個可控制、可管理的網(wǎng)絡(luò)，以便統(tǒng)一監(jiān)控屏蔽效果。普天手機屏蔽網(wǎng)智能管理系統(tǒng)利用載波技術(shù)進行組網(wǎng)，融合數(shù)據(jù)流傳輸、容錯檢測、噪聲處理、抗干擾等諸多方面技術(shù)，充分利用電力線路通道，節(jié)省資源、提高效益。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3  屏蔽系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

通過智能網(wǎng)管系統(tǒng)，可以對整個屏蔽網(wǎng)絡(luò)進行控制，可以實現(xiàn)以下功能。

（1）遠程控制

·在電腦界面上，可以控制任意一個、一組、若干組、整體屏蔽器終端的開、關(guān)；

·器材發(fā)生故障時，定時自動檢測并報警提示；

·操作簡單，雙擊圖標即可實現(xiàn)控制；

·遠程工作狀態(tài)反饋信息直觀，圖標色彩對應(yīng)其工作狀態(tài)；

·圖標個性化，可使用屏蔽單位現(xiàn)場圖片作為信息反饋圖標。

（2）無需額外布線

·“主控器”與“受控器”之間的連接不需要額外布線，避免因施工布線而影響用戶方的正常工作；

·受控終端數(shù)量龐大，單臺主機可達1023個；

·控制方式多樣，可實現(xiàn)任意點控、組控、全控。

（3）跟據(jù)需要設(shè)定屏蔽時段，真正無需值守，智能運行

手機屏蔽網(wǎng)智能管理系統(tǒng)可以設(shè)定“屏蔽定時計劃列表”，實現(xiàn)各個屏蔽終端按照計劃時間，執(zhí)行預(yù)先設(shè)定好的開關(guān)狀態(tài)指令。例如：在規(guī)定的時間段內(nèi)打開或關(guān)閉。

4  屏蔽方案應(yīng)用案例

4.1需求描述

某監(jiān)獄整體監(jiān)區(qū)大約呈五邊形，圍墻的長度為200m×200m×170m×150 m×230 m，分為生產(chǎn)區(qū)、生活監(jiān)區(qū)，如圖4所示。

圖4  某監(jiān)獄整體結(jié)構(gòu)

其中辦公區(qū)一共三層高；崗樓比較低，有兩層半樓高；生活監(jiān)區(qū)中進門長條形的監(jiān)區(qū)為三層高，右側(cè)的一排兩個樓為兩層高，左側(cè)的3個樓為四層高。

用戶要求對圍墻內(nèi)所有生產(chǎn)與生活區(qū)全部屏蔽覆蓋。

4.2方案設(shè)計

在方案制定上，經(jīng)過與業(yè)主的充分溝通和對現(xiàn)場的實際勘查，逐漸明確和細化了需要屏蔽的目標區(qū)域。需要考慮的方面有：目標區(qū)域內(nèi)已經(jīng)存在使用的移動通信方式/制式，如移動電話制式/PHS蜂窩電話/對講機等；目標區(qū)域內(nèi)要屏蔽掉的移動通信方式/制式具體要屏蔽的頻段；是否在目標區(qū)域內(nèi)有要保留的內(nèi)部必要移動通信方式，如對講機；目標區(qū)域的平面示意圖，多層建筑需注明樓層數(shù)及層高；平面圖上需標注圍墻的崗樓位置及數(shù)量，以便考慮設(shè)計全方位立體屏蔽；目標區(qū)域附近是否有移動基站，特別是周圍200m以內(nèi)是否建有移動基站或者增強器；目標區(qū)域內(nèi)是否有特別要求不屏蔽的保留區(qū)域；目標區(qū)域內(nèi)使用的電源。

明確了業(yè)主的需求和實際現(xiàn)場情況后，再根據(jù)普天的設(shè)計思想進行布點設(shè)計，我們的設(shè)計理念主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

·開放性：設(shè)計的現(xiàn)場總體結(jié)構(gòu)是開放性系統(tǒng)，要方便屏蔽設(shè)備的升級，同時，可以實現(xiàn)局部或整體的屏蔽的集中控制性。

·先進性：系統(tǒng)設(shè)計采用當今先進技術(shù)，減少操作的復(fù)雜性，最大限度發(fā)揮其功能特點，確保整體系統(tǒng)在10~20年內(nèi)不落后。

·可靠性：系統(tǒng)的可靠性是第一位的。依照國家安全標準，在屏蔽方案設(shè)計中充分考慮系統(tǒng)的安全性，保證系統(tǒng)可靠運行。

·經(jīng)濟性：根據(jù)監(jiān)區(qū)具體特點，設(shè)計最高效的方案，優(yōu)化性價比，降低用戶的投資。

4.3器材布點設(shè)計

通過在監(jiān)獄實際考察，決定采用室外型屏蔽器加定向天線的設(shè)計方案。對于圍墻內(nèi)所有生產(chǎn)與生活區(qū)全部屏蔽覆蓋的需求，在室外圍墻的每個崗樓頂上，分別安裝2臺屏蔽器，使用定向天線（布點位置見圖5）；在生產(chǎn)區(qū)車間與生活區(qū)的樓頂，分別安裝1臺屏蔽器，使用定向天線，與周圍崗樓上屏蔽器在工作區(qū)域疊加，從而形成整體覆蓋，使用定向設(shè)備共計14套。

●—屏蔽器

圖5  屏蔽器布點位置

按這種方案進行安裝調(diào)試后即可達到對圍墻內(nèi)所有生產(chǎn)與生活區(qū)全部屏蔽覆蓋，完成一個典型的全覆蓋方案。

5  適用范圍

各類考場、加油站、核設(shè)施、教堂、法庭、圖書館、會議中心、影劇院、醫(yī)院、黨政軍和公檢法重地等需要有禁止使用手機的場所。

·監(jiān)獄：防止犯人串供、進一步危害社會。

·加油站、油庫：避免微波信號干擾引起的火災(zāi)、爆炸。

·考場：防止考生利用現(xiàn)代通信工具作弊。

·圖書館：保持讀書學習的安靜環(huán)境。

·影劇院:保持觀眾欣賞節(jié)目的興趣。

·醫(yī)院：防止使用手機時造成對人體的危害和醫(yī)療設(shè)備故障。

·法庭：保持法庭的莊嚴與神圣。

·軍事重地：防止軍事機密的外泄等。

中國普天移動信號整體智能屏蔽解決方案在市場上已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用，目前已經(jīng)在國家外交部、中共中央辦公廳、中共中央黨校、國家保密局、最高人民法院、空軍司令部、CCTV、深圳市人民政府，深圳大劇院，深圳發(fā)展銀行等一大批高端客戶得到了應(yīng)用。

6  結(jié)束語

最近幾年，手機在呈爆炸性發(fā)展。大量的資金、人力、物力無限度地投入到了手機的研制及生產(chǎn)中去。生產(chǎn)商、銷售商在引導人們消費手機時，都只突出宣傳手機的正面功能，而“忘了”告訴人們手機的副作用。其實通過各種具體的事例或調(diào)查都可以發(fā)現(xiàn)，手機的副作用已經(jīng)大到不得不正視的程度了。最重要的是，無節(jié)制、大量地使用手機，讓人們越來越處于“透明”狀態(tài)。在這個開放的通信系統(tǒng)中，別有用心的人可以隨時隨地監(jiān)聽用戶發(fā)出的任何信息。在無保護的環(huán)境下，用戶事實上就是一個“透明人”。而由“透明人”所組成的國家實際上是一個“透明”的國家。手機的安全防護看似簡單和瑣碎，甚至有點杞人憂天，但實際上它關(guān)系到的不僅僅是個人的信息安全，還有整個國家的信息安全。