2G – стандарт GSM

2G – стандарт GSM. Мрежа за мобилни комуникации от второ поколение 2G стандарт GSM.

2G стартира през 1991 г. със скорост за пренос на данни от 9.6 kbit/s. През 1999 г. към стандарта GSM се вгражда и стандартът GPRS (считан за междинно поколение- 2.5G), който предоставя мобилен Интернет с по-висока скорост.

GSM (от названието на групата Groupe Spécial Mobile, по-късно преименувана на Global System for Mobile Communications) е глобален цифров стандарт за мобилна клетъчна връзка, с разделение на канала по принципа TDMA и с висока степен на безопасност, благодарение на шифроване с открит ключ. Разработен е под егидата на Европейския институт за стандартизация в съобщенията (ETSI) през 80- те години на 20- ти век.

GSM се отнася към мрежите от второ поколение (2 Generation), въпреки че през 2006 г. тя условно навлезе във фазата 2, 5G и е най-разпространеният стандарт за мобилна клетъчна връзка в света. Мобилните телефони се произвеждат за работа в 4 диапазона от честоти: 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz. В стандарта GSM се използва GMSK модулация.

Архитектура на GSM мрежата

Базовата станция (BS) е приемопредвател , свързващ вашия клетъчен телефонен апарат с клетъчната мрежа. Всяка базова станция се нарича клетка, защото има покритие в точно определена област. Всички базови станции са свързани, за да можете да получавате надеждна връзка когато се придвижвате от една клетка в друга. Този процес се нарича "прехвърляне" (hand- over). Група базови станции се включват в определен Контролер на Базови Станции (BSC).

Съвкупността (наричана Мобилна станция, или терминал) от вашия клетъчен телефон и SIM- модул представлява един вид електронен подпис (включващ абонатния Ви номер), който се изпраща да най-близката клетка като заявка, че Вие като абонат желаете достъп до системата. BSC предава заявката до сърцето на клетъчната мрежа- Мобилния Комутационен Център (MSC). MSC се грижи за осигуряването на връзка, трасе за входящите и изходящи обаждания от и до фиксирани или мобилни телефонни мрежи. MSC съдържа критичен компонент, наречен HLR (Home Location Register)- вътрешен регистър (регистър на вътрешните местоположения), осигуряващ административна информация, идентифицираща Ви като конкретен абонат. Веднъж получил заявка от клетъчния телефон, HLR незабавно сравнява специалната сигнатура в заявката с тази, в данните за абоната. Ако абонамента Ви е коректен, MSC изпраща по обратния път, чрез системата от клетки до телефона Ви съобщение, че сте допуснат до мрежата. Обикновено в този момент на екрана на апарата се изписва името на клетъчната мрежа. От тук нататък може да приемате и да правите обаждания. В момента, в който HLR регистрира свързването Ви в мрежата, се отбелязва в обхвата на коя точно клетка сте, за да може в последствие MSC да осигури трасе за повиквания към вашия номер. При постъпване на повикване, MSC първо проверява HLR, за да разбере местоположението Ви. Във всеки момент, клетъчният телефон ще изпраща съобщение до най-близката клетка, за да информира мрежата къде сте. Този процес е известен като polling.

Всяка базова станция използва чисто цифрова технология, за да може да поддържа внушителен брой абонати едновременно свързани в клетъчната мрежа, а освен това да им позволи да правят и приемат обаждания. Тази техника на накъсване се нарича мултиплексиране.

Следейки Вашето местоположение и електронната абонатна сигнатура, мрежата успява да пренасочи обажданията Ви към базовата станция, в чийто обхват е телефонът Ви, дори и други абонати в същия момент да са свързани към нея. Когато се прехвърлите към друга клетка (например докато шофирате), информацията в HLR автоматично се обновява, за да се осъществи точно ротиране на сигнала за Вашите обаждания.

Когато желаете да направите изходящо обаждане, се активира друг модул на MSC наречен VLR (Visitor Location Register )- регистър, който проверява дали всъщност Ви е разрешено да правите обаждания. (Например, за вашия абонатен номер може да са забранени международни разговори). Отговорът на VLR се препраща обратно към вашия телефонен апарат. Гласова поща (Voicemail) и Център за кратки съобщения (SMS) са други услуги, които MSC предоставя. SMS съобщенията се предават по отделен канал от разговорите, и можете да получавате кратки съобщения дори когато говорите.

Радиоинтерфейс на цифрова клетъчна мрежа GSM.

Интерфейсите биват два вида:

1. интерфейс за връзка с външни мрежи (ситема за сигнализация No7- SS7):
  • Abis- интерфейс м/у BS и BSC;
  • A- интерфейс м/у BSC и MSC;
  • B- интерфейс м/у MSC и VLR;
  • C- интерфейс м/у MSC и HLR;
  • D- интерфейс м/у VLR и HLR;
  • E- интерфейс м/у MSC и EIR;
  • F- интерфейс м/у две централи;
  • Um- Радиоинтерфейс м/у МС и БС.
2. за връзка на елементите в самата мрежа:
  • нормална (normal burst);
  • за корекция на честотата;
  • за синхронизация;
  • серия за досъп (скъсена серия);
  • празна (глуха серия).

Логически канали в мрежа за мобилни комуникации от второ поколение- стандарт GSM

Логически каналПосока на предаванеВид на предаваната информация
AGCHMS→BSЗаявка на изх повикване
RACHBS←MSИнформация за самостоятелния предназначен канал (номер на канала, време интервала)
SDCCHMS→BSИзпращане на номера на викания абонат
SDCCHBS→MSЗаявка за проверка на автентичността
SDCCHMS→BSОтговор на проверката на автентичността
SDCCHBS→MSРазрешение за достъп до услугите на мобилната мрежа, назначаване на номер на ПК и времеинтервал за предаване на говорна информация
SDCCHMS→BSПотвърждение
SDCCHMS→BSОсвобождаване на канала
TCHMS↔BSПредаване на говорна информация
При край на връзката
BSCHBS→MSКорекция на честотата и синхронизация
CCCHMS←BSОбмяна на служебна информация за контрол




Коментари: