GSM - Mimari
Bir GSM ağı birçok işlevsel birimden oluşur. Bu işlevler ve arayüzler bu bölümde açıklanmaktadır. GSM ağı genel olarak şunlara ayrılabilir:
Mobil İstasyon (MS)
Baz İstasyonu Alt Sistemi (BSS)
Ağ Anahtarlama Alt Sistemi (NSS)
Operasyon Destek Alt Sistemi (OSS)
GSM - Mobil İstasyon
MS, radyo alıcı-vericisi, ekran ve dijital sinyal işlemcileri ve SIM kart gibi fiziksel ekipmanlardan oluşur. GSM şebekelerinde kullanıcıya hava arayüzü sağlar. Bu nedenle, aşağıdakileri içeren başka hizmetler de sağlanır:
Sesli teleservisler
Veri taşıyıcı hizmetleri
Özelliklerin tamamlayıcı hizmetleri
MS aynı zamanda kullanıcının ses ve veri kullanımı arasında geçiş yapmasına olanak tanıyan SMS mesajları için alıcı sağlar. Ayrıca mobil, sesli mesajlaşma sistemlerine erişimi kolaylaştırır. MS ayrıca bir GSM ağında bulunan çeşitli veri hizmetlerine erişim sağlar. Bu veri hizmetleri şunları içerir:
Tipik olarak 9,6 Kb / sn hızlarda PAD'e eşzamanlı veya eşzamansız çevirmeli bağlantı aracılığıyla X.25 paket anahtarlama.
115 Kbps'ye kadar hızda X.25 veya IP tabanlı veri aktarım yöntemini kullanan Genel Paket Radyo Hizmetleri (GPRS).
64 Kbps'ye kadar hızlarda yüksek hızlı, devre anahtarlamalı veri.
GMS hizmetleri hakkında daha fazla tartışacağız GSM - User Services.
SIM nedir?
SİM, kullanıcının hem terminalin konumuna hem de belirli bir terminalin kullanımına bakılmaksızın tüm abone olunan hizmetlere erişebilmesi için kişisel mobilite sağlar. Bu telefonda arama almak, o telefondan arama yapmak veya diğer abone olunan hizmetleri almak için SIM kartı başka bir GSM cep telefonuna takmanız gerekir.
GSM - Baz İstasyonu Alt Sistemi (BSS)
BSS iki bölümden oluşur -
Baz Alıcı-Verici İstasyonu (BTS)
Baz İstasyonu Denetleyicisi (BSC)
BTS ve BSC, belirtilen Abis arayüzü üzerinden iletişim kurarak farklı tedarikçiler tarafından yapılan bileşenler arasındaki işlemleri mümkün kılar. Bir BSS'nin radyo bileşenleri dört ila yedi veya dokuz hücreden oluşabilir. Bir BSS, bir veya daha fazla baz istasyonuna sahip olabilir. BSS, BTS ve BSC arasındaki Abis arayüzünü kullanır. Ayrı bir yüksek hızlı hat (T1 veya E1) daha sonra BSS'den Mobil MSC'ye bağlanır.
Baz Alıcı-Verici İstasyonu (BTS)
BTS, bir hücreyi tanımlayan ve MS ile radyo bağlantı protokollerini yöneten radyo alıcı-vericilerini barındırır. Büyük bir kentsel alanda, çok sayıda BTS konuşlandırılabilir.
BTS, ağın her hücresinde kullanılan alıcı-vericilere ve antenlere karşılık gelir. Bir BTS, genellikle bir hücrenin merkezine yerleştirilir. İletim gücü bir hücrenin boyutunu tanımlar. Her BTS, hücredeki kullanıcıların yoğunluğuna bağlı olarak 1 ile 16 arasında alıcı-vericiye sahiptir. Her BTS, tek bir hücre görevi görür. Ayrıca aşağıdaki işlevleri içerir -
RF sinyallerini kodlama, şifreleme, çoklama, modüle etme ve antene besleme
Kod dönüştürme ve hız adaptasyonu
Zaman ve frekans senkronizasyonu
Tam veya yarı oranlı hizmetler aracılığıyla seslendirme
Alınan sinyallerin kodunu çözme, şifresini çözme ve eşitleme
Rastgele erişim tespiti
Zamanlama gelişmeleri
Uplink kanal ölçümleri
Baz İstasyonu Denetleyicisi (BSC)
BSC, bir veya daha fazla BTS için radyo kaynaklarını yönetir. Radyo kanalı kurulumunu, frekans atlamayı ve geçişleri yönetir. BSC, mobil ve MSC arasındaki bağlantıdır. BSC ayrıca radyo bağlantısı üzerinden kullanılan 13 Kbps ses kanalını Kamu Anahtarlamalı Telefon Ağı (PSDN) veya ISDN tarafından kullanılan standart 64 Kbps kanala çevirir.
MS için frekansları ve zaman aralıklarını atar ve serbest bırakır. BSC ayrıca hücreler arası aktarımı da yönetir. Alanındaki BSS ve MS'nin güç aktarımını kontrol eder. BSC'nin işlevi, BTS ile MSC arasında gerekli zaman dilimlerini tahsis etmektir. Radyo kaynaklarını idare eden bir anahtarlama cihazıdır.
Ek işlevler şunları içerir−
Frekans atlamanın kontrolü
MSC'den gelen hat sayısını azaltmak için trafik yoğunlaşması gerçekleştirme
BSS için Operasyon ve Bakım Merkezi'ne bir arayüz sağlamak
BTS'ler arasında frekansların yeniden tahsisi
Zaman ve frekans senkronizasyonu
Güç yönetimi
MS'den alınan sinyallerin zaman gecikmeli ölçümleri
GSM - Ağ Anahtarlama Alt Sistemi (NSS)
Ana parçası Mobil Anahtarlama Merkezi (MSC) olan Ağ anahtarlama sistemi (NSS), mobil ve diğer sabit veya mobil ağ kullanıcıları arasında çağrıların anahtarlanmasının yanı sıra kimlik doğrulama gibi mobil hizmetlerin yönetimini gerçekleştirir.
Anahtarlama sistemi aşağıdaki işlevsel öğeleri içerir -
Ev Konumu Kaydı (HLR)
HLR, aboneliklerin depolanması ve yönetimi için kullanılan bir veritabanıdır. HLR, bir abonenin hizmet profili, konum bilgisi ve faaliyet durumu dahil olmak üzere aboneler hakkında kalıcı verileri depoladığı için en önemli veritabanı olarak kabul edilir. Bir kişi SIM biçiminde bir abonelik satın aldığında, bu abonelikle ilgili tüm bilgiler o operatörün HLR'sine kaydedilir.
Mobil Hizmetler Anahtarlama Merkezi (MSC)
Ağ Alt Sisteminin merkezi bileşeni MSC'dir. MSC, mobil ve diğer sabit veya mobil ağ kullanıcıları arasındaki aramaların geçişini ve ayrıca kayıt, kimlik doğrulama, konum güncelleme, geçişler ve dolaşım yapan bir aboneye çağrı yönlendirme gibi mobil hizmetlerin yönetimini gerçekleştirir. Ücretli biletleme, ağ arabirimi, ortak kanal sinyali ve diğerleri gibi işlevleri de yerine getirir. Her MSC, benzersiz bir kimlikle tanımlanır.
Ziyaretçi Konum Kaydı (VLR)
VLR, ziyaret eden abonelere hizmet vermek için MSC tarafından ihtiyaç duyulan aboneler hakkında geçici bilgiler içeren bir veritabanıdır. VLR her zaman MSC ile entegredir. Bir mobil istasyon yeni bir MSC alanına girdiğinde, bu MSC'ye bağlanan VLR, HLR'den mobil istasyon hakkında verileri talep edecektir. Daha sonra, mobil istasyon bir arama yaparsa, VLR, her seferinde HLR'yi sorgulamak zorunda kalmadan arama kurulumu için gereken bilgiye sahip olacaktır.
Kimlik Doğrulama Merkezi (AUC)
Doğrulama Merkezi, radyo kanalının doğrulanması ve şifrelenmesi için kullanılan, her abonenin SIM kartında saklanan gizli anahtarın bir kopyasını saklayan korumalı bir veritabanıdır. AUC, ağ operatörlerini günümüzün hücresel dünyasında bulunan farklı dolandırıcılık türlerinden korur.
Ekipman Kimlik Kaydı (EIR)
Ekipman Kimlik Kaydı (EIR), Uluslararası Mobil Ekipman Kimliğinin (IMEI) her bir MS'yi tanımladığı ağ üzerindeki tüm geçerli mobil ekipmanların bir listesini içeren bir veritabanıdır. Bir IMEI çalındığı bildirilmişse veya tip onaylı değilse geçersiz olarak işaretlenir.
GSM - Operasyon Destek Alt Sistemi (OSS)
İşletme ve bakım merkezi (OMC), anahtarlama sistemindeki tüm ekipmana ve BSC'ye bağlıdır. OMC'nin uygulanmasına işletim ve destek sistemi (OSS) denir.
İşte OMC işlevlerinden bazıları−
Yönetim ve ticari operasyon (abonelik, son terminaller, ücretlendirme ve istatistikler).
Güvenlik Yönetimi.
Ağ yapılandırması, Çalıştırma ve Performans Yönetimi.
Bakım Görevleri.
İşletim ve Bakım işlevleri, ITU-T serisi M.30'da standartlaştırılan Telekomünikasyon Yönetim Ağı (TMN) kavramlarına dayanmaktadır.
Aşağıda, OMC sisteminin tüm GSM unsurlarını nasıl kapsadığını gösteren şekil bulunmaktadır.
OSS, ağ operatörünün sistemi izlediği ve kontrol ettiği işlevsel varlıktır. OSS'nin amacı, müşteriye bir GSM ağı için gerekli olan merkezi, bölgesel ve yerel işletim ve bakım faaliyetleri için uygun maliyetli destek sunmaktır. OSS'nin önemli bir işlevi, ağa genel bir bakış sağlamak ve farklı işletim ve bakım organizasyonlarının bakım faaliyetlerini desteklemektir.
GSM mimarisinin basit bir resimsel görünümü aşağıda verilmiştir -
GSM mimarisinin ek bileşenleri, veritabanları ve mesajlaşma sistemi işlevlerinden oluşur -
Ev Konumu Kaydı (HLR)
Ziyaretçi Konum Kaydı (VLR)
Ekipman Kimlik Kaydı (EIR)
Kimlik Doğrulama Merkezi (AuC)
SMS Sunma Merkezi (SMS SC)
Ağ Geçidi MSC (GMSC)
Ters İbraz Merkezi (CBC)
Dönüştürücü ve Uyarlama Birimi (TRAU)
Aşağıdaki şema, eklenen öğelerle birlikte GSM ağını göstermektedir -
MS ve BSS, Um arabirimi üzerinden iletişim kurar. Aynı zamanda hava arayüzü veya radyo bağlantısı olarak da bilinir . BSS, A arayüzü üzerinden Ağ Hizmeti Anahtarlama (NSS) merkezi ile iletişim kurar .
GSM ağ alanları
Bir GSM şebekesinde, aşağıdaki alanlar tanımlanmıştır -
Cell- Hücre, temel hizmet alanıdır; bir BTS bir hücreyi kaplar. Her hücreye, hücreyi benzersiz şekilde tanımlayan bir Hücre Global Kimliği (CGI) verilir.
Location Area- Bir grup hücre bir Konum Alanı (LA) oluşturur. Bu, bir abone gelen bir arama aldığında sayfalandırılan alandır. Her LA'ya bir Konum Alanı Kimliği (LAI) atanır. Her LA, bir veya daha fazla BSC tarafından sunulur.
MSC/VLR Service Area - Bir MSC tarafından kapsanan alana MSC / VLR hizmet alanı denir.
PLMN- Bir şebeke operatörünün kapsadığı alan Kamu Kara Mobil Ağı (PLMN) olarak adlandırılır. Bir PLMN, bir veya daha fazla MSC içerebilir.