Що е то GSM мрежа

[netman]

Първоначално написано от http://www.tuj.asenevtsi.com/

КЛЕТЪЧНИ КОМУНИКАЦИИ ПО СТАНДАРТА GSM

Структура на мрежата



Мобилна станция MS
Крайно оборудване за данни, което се състои от мобилен телефон и SIM карта.


Базова приемопредавателна станция BTS
Поддържа определен брой радио-канали. Състои се от радиоприемник, радиопредавател, антена и др. Мощността на радиопредавателите зависи от терена, големината на клетката и е от порядъка на няколко десетки вата.

Контролер на група базови станции BSC
Осъществява прехвърляне, повикване и управление на група базови станции. Основна негова функция е управлението на обажданията. Мобилната станция известява контролера за силата на приемания сигнал и на тази база той взема решение дали да пренасочи потребителя към друга клетка или да увеличи мощността.



Център за пренасочване на мобилните комуникации (мобилна централа) MSC
Работи като нормална комутационна централа. Грижи се за управление на повикванията към различни обществени мрежи, тяхното направляване, контрол, прекъсване или прехвърляне в рамките на един център. В центъра се съхранява информация за таксуването на разговорите. Предоставя допълнителни функции на мобилните потребители - локализация, автентификация, роуминг и др. MSC получава информация за потребителите от 4 бази данни, поддържани в мрежата. Връзката с тях се осъществява чрез сигнализационната система 7 (SS7 -международен стандарт за обмен на сигнали).


Контролен център OMS
Осигурява наблюдение и управление на цялата GSM мрежа. Той контролира цялото мрежово оборудване. Обслужва се от мрежовия администратор.


Поддържани бази данни

HLR - база данни за управление на мобилните абонати.
Съхранява информация за местоположението на мобилните станции.
Съдържа списък на услугите и приоритетите, присвоени на всеки един абонат на мрежата.

VLR - база данни, която съхранява информация за местоположението на мобилните станции, принадлежащи на чужди мрежи.

AuC - база данни, съдържаща копие на секретния код, съхранен в SIM картата на на всеки абонат и използван за доказване на самоличността.

EIR - база данни съдържаща списък на всички мобилни станции в мрежата. Състои се от три части:
Бял списък за всички нормални апарати.
Черен списък за откраднати апарати.
Зелен списък за невалидни апарати.

Основни принципи

Изцяло съвместима с ISDN
Честотна лента 900 MHz.
Един радиоканал поддържа до 8 предавателни канала.
Мрежа от съседни радиоклетки, които осигуряват пълно покритие на обслужваната територия.



ПАКЕТНА КОМУТАЦИЯ В GSM МРЕЖА


Основни понятия

Пакета комуникация в GSM мрежа (GENERAL PACKET RADIO SERVICE - GPRS) е стандарт за пренос на данни чрез пакетна комутация през GSM мрежи.

GPRS = GSM + по-ефективно използване на радиочестотните ресурси + по-високи скорости за пренос на данни + по-ниска цена.

Характерни особености
Цената се определя на база пренесена информация (при GSM на база престой в мрежата).
Средната скорост на предаване на данни - около 56 Kbps (GSM-9,6Kbps UMTS-2Mbps);
Предава всякакви видове данни.

GPRS осигурява:
Нови бизнес възможности за безжични комуникации;
Еволюционен път към 3 поколение услуги;
Бързо покритие и разгръщане чрез добавянето на възли с пакетна комутация в изградената GSM мрежа;
Ефективно използване на радиочестотните ресурси;
Едновременно предлагане на GSM и GPRS услуги.
Връзка с други мрежи за данни;
Ефективен транспорт на пакети.

Услуги
Електронно банкиране (проверка на плащания, нареждане на трансфери и др.);
Новини, игри, електронни книги;
Достъп до корпоративна или Интернет базирана електронна поща.
Аудио и видео диалози през Интернет.

Миграцията от GSM мрежи към GPRS изисква:
Добавяне на възли за комутация на пакети (рутери между базовите станции и мобилния комутационен център);
Надстройка на софтуера в базовите станции и контролера;
Комплектоване на съществуващите GSM възли до GPRS функционалност.

Архитектурата на GPRS



MFS (Multi - BSS Fast Packet Server)
Разделя гласа от данните при получаването им от GRPS апарата, след което ги препраща в съответните мрежи - разговора към гласовата, пакетите с информация през IP мрежата.
Един MFS сървър поддържа до 22 контролери на базови станции (BSC).
Поддържа пренос на данни със скорост до 13,4 Kbps на радиоканал или общо 107,2 Kbps при 8 таймслота.

SGSN (GPRS Support Node)
Обслужва GPRS при обработката на пакетния трафик от потребители в даден географски регион.

Функции:
Осигурява маршрутизация на пакетите от и към областта на GPRS услугите.
Обслужва всички GPRS абонати, които физически се намират в съответната област.
Маршрутизира трафика от SGSN през BTS до мобилния апарат на клиента.
Осигурява връзка към BSC и MSC.
Извършва автентификация, шифриране и проверка на IMEI кода;


GGSN (Gateway GPRS Support Node)
Шлюз за осигуряване връзка към другите GPRS мрежи, както и към външни IP и X.25 мрежи.

Характерни особености:
Трансформира форматите за данни, сигнализациите и адресната информация така, че да осигури комуникация между различните мрежи
За външната IP мрежа представлява хост, притежаващ всички IP адреси на всички абонати, обслужвани от GPRS мрежата.

WAP сървър
Преобразуват HTML съдържанието от Web сървърите в подходящ за мобилните устройства формат.

RADIUS сървър
Контролира достъпа до външни мрежи. Той свързва IP адреси за GPRS транзакции и в резултат дава необходимата информация за асоцииране на IMSI номера на мобилния абонат и търсения IP адрес за оценяване.



GPRS оборудване
GPRS терминали

Устройства клас А - едновременно работят с предаване на глас и данни;.
Устройства клас В – могат да предават глас или данни, но не едновременно;
Устройства клас С – поддържат само предаване на данни.

GPRS устройства
Мобифони с поддръжка на GPRS. (Nokia 7650, Siemens S45, Motorola Timeport 280).
Периферни устройства (GSM модеми с поддръжка на GPRS).
PCMCI адаптери.

GPRS, тенденции
Еволюция в GSM/GPRS услугите се явява създаването на UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Това е следващия етап в направлението мобилна радиомрежа от трето поколение (3G). Използва се широколентова технология, базирана на пакетно предаване при скорости до 2 Мбит/с в помещения и 348 кбит/с в открити пространства.


НОВИ ТЕХНОЛОГИИ В МОБИЛНИТЕ РАДИОМРЕЖИ

Протокол за безжични приложения

WAP(Wireless Application Protocol)
Позволява съдържанието на Web страници да бъдат изпращани директно на дисплея на мобилен телефон. За да могат да се виждат Интернет сайтовете трябва да се прекодират.

Идея
Да се създаде глобален стандарт, така че производителите и доставчиците на услуги да могат да се концентрират върху разширяването на функциите на телефоните. Стандартът се поддържа от Motorola, Nokia и Ericsson.

Компоненти на WAP
Среда за безжични приложения WAE (Wireless Application Environment) - показва съдържанието на екрана.

Включва

Wireless Markup Language, вариант на познатия HTML, - използва се за показване съдържанието на Web страници на монитора. WML може да включва текст и хипервръзки, но не и изображения.
WAP мобилни телефони - включват микробраузър, олекотена версия на стандартните браузъри – който показва съдържанието във WML формат.
Протокол за безжични сесии (Wireless Session Protocol) - осигурява пристигането на пакетите с данни до целта им
Протокол за безжичен трансфер (Wireless Transport Protocol) гарантира транспортирането на данните.
Защитено ниво за безжичен трансфер (Wireless Transport Layer Security). - подвид на Secure Sockets Layer (SSL), използван често за транзакции с кредитни карти в Web. Компресира и криптира данните, изпратени от безжичното устройство.

Действие
Мобилният телефон изпраща заявката до най-близката клетка, от където тя се маршрутизира до шлюз (gateway). Този сървър превежда заявката в стандартния за Web HTTP формат и я изпраща до сайта.
Когато сайтът отговори, той връща HTML документи до шлюза, където той се конвертират в WML и се маршрутизират до най-близката антена. Антената изпраща данните с радиовълни до WAP устройството и микробраузъра ги показва на екрана.

Изисквания
Необходимост от мобифон с WAP браузър, чрез който се извършва навигация из WAP страници
Специално пригодени WAP сайтове, които или са презаписани в WML или конвертирани от традиционния HTML формат
Интернет доставчик, който разполага с WAP шлюз.

Операционната система EPOC за мобилни устройства

Разработена е от консорциум Symbian, включващ множество компании, включително и Psion, Philips, Nokia и Matsushita, които притежават 80% дял от пазара на мобилни телефони.
EPOC стига по-далече от WAP, като предлага цветна графика, звук и форматиран текст, така че страниците да се виждат почти в оригиналния си вид.
EPOC позволява на разработчиците да създават собствени интерфейси, за разлика от конкурентния Windows CE.