Gsm tinklai1
5 (100%) 1 vote

Gsm tinklai1

Įvadas

GSM (Global System for Mobile Communications) tai pats populiariausias standartas mobiliesiems telefonams pasaulyje. Šiandien GSM telefonai naudojami daugiaiu kaip milijardo žmonių daugiau kaip 200 šalų. GSM tinklų buvimas visur, leidžia naudotis telefono operatoriais ne tik savoje bet ir kitose šalyse, su sutartimis tarp operatorių. GSM pagrindinis skirtumas nuo jo primtakų tas kad visi jo kanalai, tame tarpe ir kalbos, yra skaitmeniniai, o tai reiškia kad GSM yra antros kartos mobilųjų telefonų sistema. Šis faktas taip pat reiškia tai jog duomenų komunikacijos sistemos pradėjo plėtotis jau senai.

Paplitus pirmos kartos sistemoms, tapo aišku, kad mobiliojo ryšio paslaugos vartotojams yra patrauklios, jų apimtis ir vartotojų skaičius greitai auga.

GSM paslaugos tapo pačios populiariausios Europoje ir vienos iš populiariausių pasaulyje, o GSM telefonas perėjo iš prabangos reikmenų kategorijos į vartojamųjų reikmenų kategoriją. Jau dabar mobiliųjų telefonų Lietuvoje yra daugiau negu fiksuoto ryšio telefonų.

Toks GSM pasisekimas, be akivaizdžių pranašumų, yra ir didelis iššūkis standartų kūrėjams, įrangos gamintojams ir tinklų operatoriams. Bevieliai tinklai turi perduoti didelius informacijos kiekius, bet tam reikia įvairiais būdais padidinti GSM tinklo talpą.

1 GSM ISTORIJA

1980 metais analoginės korinės telefono sistemos pradėjo stipriai plėtotis Europoje, daugiausia skandinavijos šalyse ir Didžiojoje Britaniojoje, taip pat Prancūzijoje ir Vokietijoje. Kiekviena šalis išvystė savo sistemą, kurios buvo nesuderinamos su kitų šalių įranga ir operacijomis. Tai buvo nepageidaujama situacija, ne vien dėlto kad mobilioji įrangos galimybės buvo apribotos valstybės sienomis, kas suvienytoje Europoje darosi vis svarbiau, bet ir dėl to kad kiekvienam įrangos tipui buvo maža rinka, o tai buvo ekomiškai nenaudinga.

Taigi 1982 metais posėdyje CEPT (Conference of European Post and Telecommunications) buvo suformuota mokslinė grupė pavadinimu Groupe Spécial Mobile (GSM) kad išstudijuotu ir išvystytu Europiečių mobiląją sistemą. Pateikta sistema turėjo atitikti tokius reikalavimus:

Gera balso perdavimo kokybė

Maža terminalo ir paslaugų kaina

Palaikytų tarptautinius pokalbius

Galimybė palaikyti rankinius terminalus

Galimybė plėtoti paslaugas ir įranga

Suderinamas su ISDN

1989 m. Atsakomybė už GSM tinklus buvo perleista Europos Telekomunikacijų Standartų Institutui (ETSI), kuris apibrėžė GSM, kaip visuotinai priimtiną skaitmeninį korinį ryšio standartą. GSM tapo ETSI techniniu komitetu. 1990 Patvirtintos pirmos fazės GSM 900 specifikacijos. Komercinės paslaugos pradėtos teikti 1991, ir 1993 buvo 36 tinklai 22 skirtingose šalyse, bei 25 šalys buvo pasirinkusios ar apsvarsčiusios GSM plėtojimo galimybę. Tai ne tik Europiečių standartas – Pietų Afrika, Australia, taip pat dauguma vidurio ir Tolimųjų Rytų šalys pasirinko GSM. 1994 pradžioje buvo 1,3 mln abonentų visame pasaulyje. Dabar GSM šifruojasi kaip Global System for Mobile telecommunications.

GSM vystytojai pasirinko neaprūpinta (tuo metu) skaitmeninę sistemą, o ne tų laikų standartą analoginę korinę sistemą kaip AMPS Jungtinėse Valstijose ar TACS Didžiojoje britanijoje. Jie tikėjo kad pažanga algoritmų suspaudime ir skaitmeninių signalų procesorių srityse leis daug pasiekti, siekiant patenkinti keliamus reikalavimus ir nuolat tobulinti sistemą kainų ir kokybės srityje. 8000 puslapių GSM rekomendacijose bandoma sudaryti sąlygas tinklo lankstumui ir konkurencijai tarp daugelio tiekėjų, tai pat nustatyti pakankamai nurodymų kad garantuoti sklandų bendradarbiavimą tarp tinklo komponentų. Iš dalies tai buvo įgivendinta parengiant sąsajų ir funkcijų aprašymus kiekvienos funkcinės dalies esančios sistemoje.

2. GSM TIEKIAMOS PASLAUGOS

Nuo pat pradžių, GSM projektuotojai norėjo siūlomų paslaugų suderinamumo su ISDN. Radio ryšys sudarė šiokius tokius apribojimus, vis dėlto standartinis ISDN greitis 64 kbps praktiškai negalėjo būti pasiektas.

Naudojant ITUT apibrėžimus, telekomunikacinės paslaugos galėjo būti suskirstytos į ryšio paslaugas, telepaslaugas, ir papildomas paslaugas. Skaitmeninė GSM prigimtis leidžia sinchroniniams, ir asinchroniniams duomenims būti perduotiems kaip ryšio paslauga į ar iš ISDN terminalo. Duomenims perduoti gali būti naudojamas transparent service, kuris turi fiksuota vėlinimą bet nėra užtikrintas duomenų vientisumas, arba nontransparent service, kuris užtikrina duomenų vientisumą per automatinį užklausų kartojimo (Automatic Repeat Request) mechanizmą, bet su kintamu vėlinimu. GSM palaikomas duomenų perdavimo greitis yra 300 bps, 600 bps, 1200 bps, 2400 bps, ir 9600 bps.

Pati pagrindinė GSM palaikoma paslauga yra telefonija. Yra pagalbos paslauga, kur susisiekiama su artimiausu paslaugų tiekėju surenkant 3 skaitmenis. Grupė 3 fax, analogiškas metodas aprašytas ITUT rekomendacijose, jis taip pat palaikomas naudojant atitinkamą fakso adapterį. Unikali GSM savybė, palyginti su sena analoginė sistema, tai trumpųjų žinučių paslauga (SMS). SMS yra dvikryptė paslauga siūsti trumpas raidines-skaitmenines (iki 160 ženklų) žinutes. Dėl abipusio ryšio SMS gali būti nusiūsta kitam tinklo abonentui ir gali būti atsūstas patvirtinimas siuntėjui. SMS gali būti naudojamas teleteksto
rėžimu, kad siūsti žinutes kaip naujienų pranešimus. Žinutės gali būti saugomos SIM kortelėje ar telefone, vėlesniam naudojimui.

Papildomos paslauaugos yra numatytos virš telepaslaugų ar ryšio paslaugų, ir susideda iš tokių savybių kaip skambinančio identifikavimas, skambučio peradresavimas, skambučio laukimas, grupiniai pokalbiai, tarptautiniai pokalbiai tarp kitų.

3. GSM ARCHITEKTŪRA

GSM tinklas susideda iš keleto funkcinių vienetų, kurių funkcijos ir sąsajos yra apibrėžtos. Paveiksliukas rodo bendrą GSM shemą. GSM tinklas gali būti skirstomas į 3 pagrindines dalis. 1. Mobilioji stotis MS (telefonas) yra pas tinklo abonentą. 2. bazinė stotis (BTS) kontroliuoja radio ryšį su mobiląją stotim, ji per bazinės stoties valdiklį (BSC) jungisi su MSC. 3 Tinklo posistemė yra pagrindinė dalis su kuria mobilųjų paslaugų komutacijos centras (MSC) atlieka skambučių sujungimą tarp fiksuoto arba mobilaus tinklo abonento, taip pat kontroliuoja mobiląsiąs paslaugas, tokias kaip autentiškumą. Neparodytas yra operacijų ir valdymo centras, kuris prižiūri tinklo veiklą ir kad operacijos būtų vykdomos tinkamai. Mobiliosios stoties ir pagrindinės stoties posistemės bendrauja per Um sąsają, taip pat žinomą kaip oro sąsają ar radio ryšį. Pagrindinės stoties posistemė bendrauja su mobiliųjų paslaugų sujungimo centru per A sąsają.

3.1 Mobilioji stotelė

Mobilioji stotelė (MS) susideda iš fizinės įrangos, tokios kaip radio siūstuvas ir imtuvas, displėjaus ir skaitmeninio signalų procesoriaus, be to kortelės kuri vadinama abonento identifikavimo modulis (Subscriber Identity Module – SIM). SIM kortelė suteikia asmeninį mobilumą, taigi vartotojas turi galimybę naudotis visomis užsisakytomis paslaugomis, nepriklausomai nuo telefono esamos vietos ir konkretaus telefono. Idėjęs SIM kortelę į kita GSM telefoną vartotojas gali naudotis visomis tinklo tiekiamomis paslaugomis.

Mobilioji įranga yra atpažystama pagal unikalų tarptautinį mobilios įrangos kodą (IMEI). SIM kortelė turi tarptautinį mobilaus tinklo abonento kodą (IMSI), kuris identifikuoja abonentą per slaptą raktą autentifikavimui ir kitą vartotojo informaciją. IMEI ir IMSI yra nepriklausomi, taigi suteikia asmeninį mobilumą. SIM kortelė gali būti apsaugota slaptažodžiu kad ja nepasinaudotu pašaliniai asmenys.

3.2 Bazinė stotis

Bazinė stotis yra sudaryta iš dviejų dalių tai: pagrindinio siūstuvo-imtuvo (BTS) ir pagrindinės stoties kontrolerio (BSC). Jie abu dirba per specialią Abis sąsają, leidžiančią (kaip ir likusiai sistemos daliai) vykdyti operacijas tarp komponentų pagamintų skirtingų tiekėjų.

Pagrindinė siūstuvo-imtuvo stotis susideda iš radio siūstuvų ir imtuvų kurie nustato telefono lastelę ir valdo radioryšio protokolus su mobiliuoju telefonu. Didelėje miesto teritorijoje yra didelis BTS skaičius. BTS reikalavimai yra: patikimumas, portatyvumas, ir minimalios išlaidos.

Bazinės stoties kontroleris (valdiklis) valdo radio resursus vienos ar daugiau BTS stočių. Ji valdo radio kanalo sudėti, dažnio keitimą, ir perdavimus, kas aprašyta žemiau. BSC yra ryšys tarp mobilaus ir mobilaus paslaugų sujungimo centro (MSC).

3.2 Tinklo posistemė.

Pagrindinis komponentas tinklo posistemėje yra mobilųjų paslaugų sujungimo centras (MSC). Jis dirba kaip paprastas PSTN arba ISDN perjungimo mazgas, ir tuo pačiu metu rūpinasi visomis funkcijomis reikalingomis aptarnauti mobilųjį abonentą, pvz: registracija, autentifikaciją, vietos atnaujinimas, persiuntimai, bei skambučio adresavimas kitam abonentui. Šios paslaugos yra tiekiamos kartu su keletu funkcinių visumų, kurios kartu sudaro tinklo posistemę. MSC rūpinasi ryšiu su atviru fiksuotu tinklu (PSTN arba ISDN), ir signalizuoja tarp funkcinių visumų naudodamas ITUT signalinimo sistemą numeriu 7 (SS7), naudojamą ISDN ir plačiai naudojamą dabartiniuose atviruose tinkluose.

Namų vietos registras (HLR) ir lankytojo vietos registras (VLR), kartu su MSC, rūpinasi skambučio adresavimu ir suteikia judėjimo galimybę GSM tinkle. HLR turi visą valdymo informaciją, kiekvieno abonento regisruoto prie atitinkamo GSM tinklo, kartu su informacija apie dabartinę vietą mobilaus telefono. Dabartinė mobilaus telefono vieta yra mobilios stoties roaming numeryje (MSRN) kuris yra reguliarus ISDN numeris naudojamas nukreipti skambutį į MSC kur mobilus telefonas yra šiuo metu nustatytas. Logiškiausia naudoti vieną HLR per visą GSM tinklą, nors ir gali būti išskaidytą į kelias sudedamasias dalis.

Lankytojo vietos registras (VLR) turi atrinkta valdymo informaciją iš HLR, reikalingą skambučio kontroliavimui ir aprūpinimui užsisakytų paslaugų, kiekvienam mobiliam telefonui dabar esančiam kokioje nors geografinėje vietoje, konroliojamoje VLR. Nors kiekviena funkcinė visuma naudojama kaip nepriklausomas vienetas, dauguma sujungimo įrangos gamintojų komplektuoja vieną VLR kartu su MSC, todėl kad geografinė vieta kontroliuojama MSC atitiktų vietą kontroliuojamą VLR, supaprastinant reikiamus signalus. Reikia paminėti kad MSC turi informaciją apie mobiliuosius telefonus – ši informacija saugoma vietos registruose.

Šiuo metu Jūs matote 31% šio straipsnio.
Matomi 1486 žodžiai iš 4798 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.