GSM elementarz zawiera:
GSM wprowadzenie Architektura sieci Interfejsy sieci Interfejsy RF / slot & burst Ramki GSM Klasy mocy & kontrola Kanały Kodeki audio / vocodery Przekazywanie

Architektura sieci GSM zapewniła prostą, a jednocześnie skuteczną architekturę w celu zapewnienia usług potrzebnych dla systemu komunikacji komórkowej lub mobilnej 2G.

Do ogólnej architektury sieci GSM należały cztery główne elementy, które często mogły być dalej dzielone. Elementy takie jak kontroler stacji bazowej, MSC, AuC, HLR, VLR i tym podobne są zebrane razem, aby utworzyć ogólny system.

Architektura sieci 2G GSM, chociaż obecnie zastąpiona, daje doskonałe wprowadzenie do niektórych podstawowych możliwości wymaganych do utworzenia sieci telefonii komórkowej komunikacji i jak wszystkie podmioty działają razem.

Elementy architektury sieciGSM

Aby system GSM działał jako kompletny system, ogólna architektura sieci łączy w sobie szereg tożsamości sieci danych, z których każda składa się z kilku elementów.

Architektura sieci GSM jest określona w specyfikacjach GSM i można ją pogrupować na cztery główne obszary:

• Podsystem sieci i przełączania (NSS)
• Podsystem stacji bazowej (BSS)
• Stacja ruchoma (MS)
• Podsystem eksploatacji i wsparcia (OSS)

Różne elementy sieci GSM działają razem, a użytkownik nie jest świadomy istnienia różnych jednostek w systemie.

Jako że sieć GSM jest zdefiniowana, ale specyfikacje i standardy, umożliwia systemowi niezawodne wspólne działanie niezależnie od dostawcy różnych elementów.

Podstawowy schemat ogólnej architektury systemu łączności ruchomej 2G GSM obejmuje cztery główne elementy, które przedstawiono poniżej:

W ramach tego schematu można dostrzec różne obszary sieci – są one pogrupowane w cztery obszary, które zapewniają różne funkcje, ale wszystkie działają w celu umożliwienia osiągnięcia niezawodnej łączności ruchomej.

Ogólna architektura sieci okazała się bardzo udana i była dalej rozwijana, aby umożliwić ewolucję 2G w celu przenoszenia danych, a następnie z dalszymi zmianami, aby umożliwić ustanowienie 3G.

Network Switching Subsystem (NSS)

Architektura systemu GSM zawiera wiele różnych elementów i jest często określana jako sieć bazowa. Jest to zasadniczo sieć danych z różnymi jednostkami, które zapewniają główną kontrolę i interfejsy dla całej sieci komórkowej. Główne elementy w ramach sieci rdzeniowej obejmują:

• Centrum Przełączania Usług Mobilnych (MSC): Głównym elementem w obszarze sieci rdzeniowej w ogólnej architekturze sieci GSM jest Centrum Przełączania Usług Mobilnych (MSC). MSC działa jak zwykły węzeł przełączający w ramach PSTN lub ISDN, ale zapewnia również dodatkowe funkcje umożliwiające spełnienie wymogów użytkownika mobilnego. Obejmują one rejestrację, uwierzytelnianie, lokalizację połączeń, przekazywanie połączeń pomiędzy MSC oraz kierowanie połączeń do abonenta mobilnego. Zapewnia on również interfejs do PSTN, dzięki czemu wywołania z sieci komórkowej mogą być kierowane z sieci komórkowej do telefonu podłączonego do linii stacjonarnej. Zapewnione są interfejsy do innych MSC, aby umożliwić wykonywanie połączeń do telefonów komórkowych w różnych sieciach.
• Rejestr lokalizacji domowej (HLR): Ta baza danych zawiera wszystkie informacje administracyjne o każdym abonencie wraz z jego ostatnią znaną lokalizacją. W ten sposób sieć GSM jest w stanie kierować połączenia do odpowiedniej stacji bazowej dla danego MS. Kiedy użytkownik włącza swój telefon, rejestruje się on w sieci i na tej podstawie można ustalić, z którym BTS-em się komunikuje, tak aby przychodzące połączenia mogły być odpowiednio kierowane. Nawet jeśli telefon nie jest aktywny (ale włączony), okresowo dokonuje ponownej rejestracji, aby upewnić się, że sieć (HLR) jest świadoma jego aktualnej pozycji. W każdej sieci jest jeden HLR, chociaż może on być rozmieszczony w różnych podcentrach z powodów operacyjnych.
• Visitor Location Register (VLR): Zawiera on wybrane informacje z HLR, które umożliwiają świadczenie wybranych usług dla indywidualnego abonenta. VLR może być zaimplementowany jako oddzielna jednostka, ale zazwyczaj jest realizowany jako integralna część MSC, a nie jako oddzielna jednostka. W ten sposób dostęp jest szybszy i wygodniejszy.
• Rejestr tożsamości sprzętu (EIR): EIR jest jednostką, która decyduje, czy dany sprzęt ruchomy może być dopuszczony do sieci. Każdy sprzęt przenośny posiada numer znany jako międzynarodowy numer identyfikacyjny sprzętu przenośnego (International Mobile Equipment Identity). Numer ten, jak wspomniano powyżej, jest zainstalowany w urządzeniu i jest sprawdzany przez sieć podczas rejestracji. W zależności od informacji zawartych w EIR, urządzeniu przenośnemu może zostać przypisany jeden z trzech stanów – dopuszczenie do sieci, zakaz dostępu lub monitorowanie w przypadku wystąpienia problemów.
• Centrum Uwierzytelniania (AuC): AuC jest chronioną bazą danych, która zawiera tajny klucz zawarty również w karcie SIM użytkownika. Jest on używany do uwierzytelniania i do szyfrowania w kanale radiowym.
• Gateway Mobile Switching Centre (GMSC): GMSC jest punktem, do którego początkowo kierowane jest połączenie kończące ME, bez żadnej wiedzy o lokalizacji MS. GMSC odpowiada zatem za uzyskanie MSRN (Mobile Station Roaming Number) z HLR na podstawie MSISDN (Mobile Station ISDN number, „numer katalogowy” państwa członkowskiego) i skierowanie połączenia do właściwego odwiedzanego MSC. Część „MSC” w określeniu GMSC jest myląca, ponieważ operacja bramy nie wymaga żadnego powiązania z MSC.
• Bramka SMS (SMS-G): SMS-G lub bramka SMS jest terminem, który jest używany do zbiorczego opisu dwóch bramek Short Message Services zdefiniowanych w standardach GSM. Te dwie bramy obsługują wiadomości skierowane w różnych kierunkach. Bramka SMS-GMSC (Short Message Service Gateway Mobile Switching Centre) jest przeznaczona dla krótkich wiadomości wysyłanych do ME. SMS-IWMSC (Short Message Service Inter-Working Mobile Switching Centre) służy do obsługi krótkich wiadomości pochodzących z urządzenia przenośnego w danej sieci. Rola SMS-GMSC jest podobna do roli GMSC, natomiast SMS-IWMSC stanowi stały punkt dostępu do centrum obsługi krótkich wiadomości tekstowych.

Były to główne jednostki wykorzystywane w sieci GSM. Zazwyczaj były one zlokalizowane w jednym miejscu, ale często ogólna sieć bazowa była rozproszona po całym kraju, w którym znajdowała się sieć. This gave some resilience in case of failure.

Although the GSM system was essential a voice system, the core network was a data network as all signals were handled digitally.

Podsystem stacji bazowej (BSS)

Podsystem stacji bazowej (BSS) sekcja architektury sieci 2G GSM, która jest zasadniczo związana z komunikacją z telefonami komórkowymi w sieci.

Składa się z dwóch elementów:

• Base Transceiver Station (BTS): BTS używany w sieci GSM składa się z odbiorników nadajników radiowych, a ich anteny związane, które nadają i odbierają do bezpośredniego komunikowania się z telefonów komórkowych. BTS jest elementem definiującym każdą komórkę. BTS komunikuje się z telefonami komórkowymi, a interfejs między nimi znany jest jako interfejs Um wraz z powiązanymi z nim protokołami.
• Kontroler stacji bazowej (BSC): BSC tworzy następny etap z powrotem do sieci GSM. Kontroluje grupę BTS-ów i często jest zlokalizowany z jednym z BTS-ów w swojej grupie. Zarządza on zasobami radiowymi i kontroluje takie elementy, jak przekazywanie w obrębie grupy BTS-ów, przydziela kanały itp. Komunikuje się z BTS-ami przez to, co jest określane jako interfejs Abis.

Element podsystemu stacji bazowej sieci GSM wykorzystywał technologię dostępu radiowego, aby umożliwić pewnej liczbie użytkowników jednoczesny dostęp do systemu. Każdy kanał obsługiwał do ośmiu użytkowników, a poprzez umożliwienie stacji bazowej posiadania kilku kanałów, duża liczba abonentów mogła być obsługiwana przez każdą stację bazową.

Stacje bazowe są starannie zlokalizowane przez dostawcę sieci, aby umożliwić pełne pokrycie obszaru. Obszar objęty bay stacji bazowej często określane jako komórka.

Jak to nie jest możliwe, aby zapobiec nakładaniu się sygnałów do sąsiednich komórek, kanały używane w jednej komórce nie są używane w następnym. W ten sposób zakłócenia, które obniżyłyby jakość połączenia, są ograniczone przy jednoczesnym zachowaniu wystarczającego ponownego wykorzystania częstotliwości.

Ważne jest, aby różne BTS-y były połączone z BSS, a BSS-y połączone z powrotem z siecią bazową.

Do osiągnięcia tego celu wykorzystano różne technologie. Ponieważ szybkość transmisji danych w sieci GSM była stosunkowo niska, często używano linii E1 lub T1, zwłaszcza do łączenia BSS z siecią bazową.

Ponieważ większa ilość danych była wymagana przy rosnącym wykorzystaniu sieci GSM, a także gdy inne technologie komórkowe, takie jak 3G, stały się bardziej powszechne, wiele łączy wykorzystywało Ethernet klasy operatorskiej.

Często odległe BTS-y były łączone za pomocą małych łączy mikrofalowych, ponieważ mogło to ograniczyć potrzebę instalowania konkretnych linii, jeśli żadne nie były dostępne. Ponieważ stacje bazowe często musiały być zlokalizowane w celu zapewnienia dobrego pokrycia, a nie w obszarach, w których można zainstalować linie, opcja łącza mikrofalowego stanowiła atrakcyjną metodę zapewnienia łącza danych dla sieci.

Stacja mobilna

Stacje mobilne (MS), urządzenia mobilne (ME) lub, jak są najbardziej powszechnie znane, komórki lub telefony komórkowe są częścią sieci łączności ruchomej GSM, którą widzi i obsługuje użytkownik. W ostatnich latach ich rozmiar drastycznie się zmniejszył, natomiast poziom funkcjonalności znacznie wzrósł. Kolejną zaletą jest to, że czas między kolejnymi opłatami znacznie się wydłużył.

W telefonie komórkowym występuje wiele elementów, chociaż dwa główne elementy to główny sprzęt i karta SIM.

Sam sprzęt zawiera główne elementy telefonu komórkowego, w tym wyświetlacz, obudowę, baterię i elektronikę używaną do generowania sygnału i przetwarzania odbiornika danych oraz do ich przesyłania.

Stacja mobilna lub ME zawiera również numer znany jako Międzynarodowy Identyfikator Sprzętu Mobilnego (IMEI). Jest on instalowany w telefonie podczas produkcji i „nie może” zostać zmieniony. Sieć uzyskuje do niego dostęp podczas rejestracji, aby sprawdzić, czy urządzenie zostało zgłoszone jako skradzione.

Moduł SIM lub Subscriber Identity Module zawiera informacje, które dostarczają tożsamości użytkownika do sieci. Zawiera on różne informacje, w tym numer znany jako International Mobile Subscriber Identity (IMSI). Ponieważ jest to zawarte w SIM, a to oznacza, że poprzez przeniesienie karty SIM z jednego telefonu komórkowego do drugiego, użytkownik może łatwo zmienić telefon komórkowy. Łatwość zmiany telefonu komórkowego przy zachowaniu tego samego numeru oznaczała, że ludzie regularnie dokonywali uaktualnień, tworząc w ten sposób kolejny strumień przychodów dla dostawców sieci i pomagając zwiększyć ogólny sukces finansowy GSM.

Operation and Support Subsystem (OSS)

OSS lub podsystem wsparcia operacji jest elementem w ramach ogólnej architektury sieci łączności ruchomej GSM, który jest połączony z elementami NSS i BSC. Jest on wykorzystywany do kontrolowania i monitorowania całej sieci GSM, a także do kontrolowania obciążenia ruchem BSS. Należy zauważyć, że wraz ze wzrostem liczby BS wraz ze skalowaniem populacji abonentów część zadań związanych z utrzymaniem jest przenoszona do BTS, co pozwala na oszczędności w kosztach posiadania systemu.

Architektura sieci 2G GSM jest zgodna z logiczną metodą działania. Jest ona znacznie prostsza niż obecne architektury sieci telefonii komórkowej, które wykorzystują jednostki definiowane programowo w celu umożliwienia bardzo elastycznego działania. Jednak architektura 2G GSM pokazuje głos i podstawowe funkcje operacyjne, które są potrzebne i jak pasują do siebie. Ponieważ system GSM był całkowicie cyfrowy, sieć była siecią danych.

Bezprzewodowa &Połączalność przewodowa Tematy:
Podstawy łączności mobilnej 2G GSM 3G UMTS 4G LTE 5G WiFi IEEE 802.15.4 DECT Telefony bezprzewodowe NFC- Near Field Communication Podstawy sieci Co to jest chmura Ethernet Dane szeregowe USB SigFox LoRa VoIP SDN NFV SD-WAN
Powrót do łączności bezprzewodowej &Połączalność przewodowa

.