7.2 Sieci GSM. Podstawy GSM. Budowa sieci GSM. Rozdział II Sieci GSM

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "7.2 Sieci GSM. Podstawy GSM. Budowa sieci GSM. Rozdział II Sieci GSM"

Beata Piekarska
9 lat temu
Przeglądów:

1 7.2 Sieci GSM W 1982 roku powstał instytut o nazwie Groupe Spécial Mobile (GSM). Jego głównym zadaniem było unowocześnienie dotychczasowej i już technologicznie ograniczonej komunikacji analogowej. Po wielu wysiłkach i próbach powstał nowy standard cyfrowej telefonii mobilnej, którego najważniejszą cechą była praca w paśmie 900 MHz. Po kilku latach dawna nazwa GSM została zastąpiona jej nowszym odpowiednikiem: GSM Global System for Mobile Communications. Podstawy GSM Dzisiejsze czasy przyniosły nowe standardy GSM, których głównie różnice polegają na pasmach radiowych. Obecnie mamy następujące standardy: GSM 400, GSM 850, GSM 900, GSM 1800 oraz GSM GSM stał się najpopularniejszym standardem telefonii komórkowej. Dzięki jego właściwością możliwa stała się transmisja głosu, danych z Internetu oraz wiadomości tekstowych oraz multimedialnych. Aby komunikacja GSM była możliwa, dany obszar terenu musi znajdować się w tak zwanym zasięgu anten naziemnych. W tym obszarze zwanym komórką możliwa jest komunikacja pomiędzy abonentami sieci komórkowych. Zasięg jej działania wyznaczany jest za pomocą predyspozycji stacji bazowej (BTS Base Transceiver Station) i z reguły nie przekracza on 35 km. W momencie wyjścia poza zasięg konkretnej stacji bazowej telefon komórkowy automatycznie łączy się z kolejną stacją bazową cechującą się najsilniejszym sygnałem. Poziom Podstawowy (A) Budowa sieci GSM Podstawowymi elementami sieci GSM są: BTS (Base Transceiver Station) warstwa umożliwiająca połączenie telefonu komórkowego z siecią GSM poprzez odbiór cyfrowo zakodowanego sygnału, BSC (Base Station Controller) może do niego być podłączonych wiele stacji bazowych. Jego zadaniem jest koordynowanie ich pracy oraz komunikacja z centralą telefoniczną, 27

Po kilku latach dawna nazwa GSM została zastąpiona jej nowszym odpowiednikiem: GSM Global System for Mobile Communications.

2 MSC (Mobile Switching Centre) pełni rolę węzła sieci odpowiedzialnego za ustanawianie połączeń pomiędzy różnymi elementami sieci. Różne warstwy MSC połączone są przeważnie ze sobą za pomocą łączy telefonicznych o wysokim poziomie przepustowości, VLR (Visitor Location Register) przechowuje niezbędne informacje dotyczące użytkowników (abonentów), EIR (Equipment Identity Register) umożliwia identyfikację sprzętu użytkownika (abonenta) za pomocą numeru IMEI, GMSC (Gateway MSC) zarządza przychodzącymi połączeniami i kieruje je do odpowiedniego węzła MSC, HLR (Home Location Register) posiada bazę danych z informacjami o zarejestrowanych abonentach w postaci informacji o aktualnie wykorzystywanym przez niego MSC, statusie usług, numer IMSI itd. AuC (Authentication Centre) rejestr zawierający dane abonentów sieci. Znajdują się w nim np. identyfikatory skradzionych terminali GSM. Za jego pomocą można dezaktywować skradziony telefon. Rysunek obrazuje wizualny schemat budowy sieci GSM. Rysunek Sieć GSM 28

użytkowników (abonentów), EIR (Equipment Identity Register) umożliwia identyfikację sprzętu użytkownika (abonenta) za pomocą numeru IMEI, GMSC (Gateway MSC) zarządza przychodzącymi połączeniami i

3 Roaming Roaming jest usługą umożliwiającą bezprzewodową komunikację za pomocą np. sieci komórkowych. Jest używany i aktywowany w momencie, gdy abonent znajduje się w innym kraju, czyli poza zasięgiem sieci komórkowej jego stałego operatora (roaming międzynarodowy). Działanie mechanizmu roamingu może zostać wytłumaczone za pomocą sytuacji wykonania połączenia z zagranicy do swojego kraju. W momencie wykonywania połączenia telefonicznego do swojego kraju w pierwszej kolejności połączenie zarządzane jest przez operatora kraju zagranicznego. Dalej jest ono przekazywane za pomocą usług tranzytu międzynarodowego do kraju, z którym dokonywane jest połączenie. W ostatnim etapie komunikacji operator kraju odbierającego połączenie ustanawia połączenie z jego odbiorcą (Rysunek 7.2.3). Rysunek Działanie roamingu Transmisja danych Transmisja danych jest istotnym aspektem technologicznym zintegrowanym z sieciami GSM. Początkowo większość użytkowników sieci GSM miała możliwość komunikacji z maksymalna prędkość wynoszącą 9600 b/s. Technologia ta nosiła nazwę CSD (Circuit Switched Data) i wykorzystywała używane do przesyłania głosu stacje bazowe. Zadaniem każdej stacji było nadawanie i odbieranie od kilku do kilkunastu częstotliwości. Transmisja opierała się w ośmiu cyklicznie powtarzających się szczelinach czasowych. Z upływem lat technologia ta została zastąpiona unowocześnioną wersją noszącą nazwę HSCSD (High Speed Circuit Switched Data). Jej cechą charakterystyczną było zwiększenie prędkości przesyłania danych poprzez zwiększenie pasma radiowego. Podczas pracy na jednym kanale radiowym mogło 29

Działanie mechanizmu roamingu może zostać wytłumaczone za pomocą sytuacji wykonania połączenia z zagranicy do swojego kraju.

4 egzystować maksymalnie ośmiu użytkowników. Sterownik stacji bazowej mógł przekazać jednemu użytkownikowi kilka szczelin czasowych. Technologia HSCSD posiadała jednak wady, które w szybkim czasie uwidoczniły jej niewydajność. Jej zasada działania ograniczała pojemność sieci przeznaczoną dla innych abonentów. Koszty połączenia również wzrosły, ponieważ informacje wysyłane były w całości. Z tego powodu wprowadzono nowe rozwiązanie i nazwano je GPRS (General Packed Radio Service). Technologia GPRS wykorzystuje tzw. pakietową transmisję danych. To znaczy, że informacje dzielone są na tzw. pakiety. Każdy pakiet posiada adres odbiorcy. Efektem tego rozwiązania jest to, że transmisja danych nie wymusza blokowania kanału przez jednego użytkownika. W zależności od obciążenia sieci, wszystkie pakiety są umieszczane w wolnych miejscach w szczelinach. Rysunek Transmisja danych w HSCSD i GPRS Sieci UMTS Poziom Podstawowy (A) Ciągły pęd do przyspieszania szybkości połączeń i przepływu danych pomiędzy abonentami sieci komórkowych spowodował zainicjowanie najpopularniejszego obecnie standardu telefonii komórkowej trzeciej generacji. Standard UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) jest naturalnym następcą standardu GSM. Dzięki jego właściwością możliwy stał się szybszy transfer danych oraz wprowadzenie nowych usług, takich jak: 30 Przeglądanie stron WWW, poczta elektroniczna Wideorozmowy, wideokonferencje Nawigacja i lokalizacja satelitarna

Koszty połączenia również wzrosły, ponieważ informacje wysyłane były w całości. Z tego powodu wprowadzono nowe rozwiązanie i nazwano je GPRS (General Packed Radio Service).

5 Telewizja komórkowa, radio, muzyka Wykorzystanie nowych możliwości umożliwiło wprowadzenie nowych technologii HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) i HSUPA (High Speed Uplink Packet Access). Są one częścią standardu UMTS i umożliwiają uzyskiwanie transferu danych z prędkością 21,6 Mbit/s w przypadku odbierania i 5,76 Mbit/s w przypadku wysyłania danych. W architekturze sieci UMTS, sieć szkieletowa została niezmieniona. Zmiany natomiast sięgają sieci radiowej. Nowy interfejs radiowy umożliwia bardziej precyzyjne wykorzystanie zasobów radiowych oraz lepszy przepływ danych. Architektura sieci UMTS możne zostać wyodrębniona na trzy podstawowe elementy: sieć szkieletową, sieć UTRAN i wyposażenie użytkownika. Komunikacja poszczególnych elementów struktury jest możliwa za pomocą interfejsów: interfejsu sieciowego lu oraz interfejsu radiowego UU (Rysunek 7.2.5). Rysunek Architektura sieci UMTS Najważniejszym ogniwem architektury UMTS jest sieć naziemnego dostępu radiowego UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network). Jej głównym zadaniem jest koordynacja procedur transmisji radiowej. W jej skład wchodzą: stacje bazowe, sterowniki sieci radiowej RNC (Radio Network Controller), oraz urządzenia do zarządzania sieci (Network Management Systems). Zadaniem stacji bazowych jest ustalenie szybkości przepływu danych. Analogicznie jak w przypadku sieci GSM, są odpowiedzialne za przesyłanie i odbieranie informacji. Sterowniki sieci radiowej RNC odpowiadają za pracę stacji bazowych. Są również spoiwem, który umożliwia komunikację pomiędzy siecią szkieletową a danym użytkownikiem. Sieć szkieletowa CN (Core Network) składa się rejestru stacji własnych HLR (Home Location Register), rejestr stacji obcych VLR (Visitor Location Register), central elektronicznych MSC (Mobile Service Switching Centre). Za transmisję pakietową odpowiedzialny jest węzeł SGSN (Serving GPRS Support Node). Centrale łączące standard UMTS z sieciami transmisji pakietowej noszą nazwę GGSN (Gateway GPRS Support Node). 31

W architekturze sieci UMTS, sieć szkieletowa została niezmieniona. Zmiany natomiast sięgają sieci radiowej.

Podobne dokumenty

ARCHITEKTURA GSM. Wykonali: Alan Zieliński, Maciej Żulewski, Alex Hoddle- Wojnarowski.

ARCHITEKTURA GSM. Wykonali: Alan Zieliński, Maciej Żulewski, Alex Hoddle- Wojnarowski. 1 ARCHITEKTURA GSM Wykonali: Alan Zieliński, Maciej Żulewski, Alex Hoddle- Wojnarowski. SIEĆ KOMÓRKOWA Sieć komórkowa to sieć radiokomunikacyjna składająca się z wielu obszarów (komórek), z których każdy