wd wp Пошук:
    ⬜

    GSM

    GSM (ад назвы групы Groupe Spécial Mobile, пазней пераназваны ў Global System for Mobile Communications; беларуск. СПС-900) — глабальны лічбавы стандарт для мабільнай сотавай сувязі, з падзелам канала па прынцыпе TDMA і высокай ступенню бяспекі дзякуючы шыфраванню з адчыненым ключом. Распрацаваны пад эгідай Еўрапейскага інстытута стандартызацыі электрасувязі (ETSI) у канцы 1980-х гадоў.

    Агульныя звесткі

    GSM адносіцца да сетак другога пакалення, хоць на 2006 год умоўна знаходзіцца ў фазе 2,5G (1G — аналагавая сотавая сувязь, 2G — лічбавая сотавая сувязь, 3G — шырокапалосная лічбавая сотавая сувязь, камутаваная шматмэтавымі камп’ютарнымі сеткамі, у тым ліку Інтэрнэт).

    Мабільныя тэлефоны выпускаюцца для 4 дыяпазонаў частот: 850 МГц, 900 МГц, 1800 МГц, 1900 МГц. Існуюць таксама, і даволі распаўсюджаныя, мультыдыяпазонныя (Dual-Band, Multi-Band) тэлефоны, здольныя працаваць у дыяпазонах 900/1800 МГц, 850/1900 МГц, 900/1800/1900 МГц.

    У стандарце GSM ужываецца GMSK мадуляцыя з велічынёй нармаванай паласы ВТ — 0,3, дзе В — шырыня паласы фільтра па ўзроўні мінус 3 дБ, Т — працягласць аднаго біта лічбавага паведамлення.

    GSM на сённяшні дзень з’яўляецца найболей распаўсюджаным стандартам сувязі. Па дадзеных асацыяцыі GSMA на дадзены стандарт прыходзіцца 82 % сусветнага рынка мабільнай сувязі, 29 % насельніцтвы зямнога шара выкарыстае глабальныя тэхналогіі GSM. У GSMA у цяперашні час уваходзяць аператары больш за 210 краін і тэрыторый.

    Этапы развіцця

    GSM Phase 1 1982 (Groupe Speciale Mobile) — 1990 г. Global System for Mobile Communications. Першая камерцыйная сетка ў студзені 1992 г. Лічбавы стандарт, падтрымлівае хуткасць перадачы дадзеных да 9.6 кбіт/с. Цалкам састарэлы, вытворчасць абсталявання пад яго спынена.

    У 1991 годзе былі ўведзеныя паслугі стандарту GSM «ФАЗА 1».

    У іх уваходзяць:

    GSM Phase 2 1993 г. Уключае дыяпазон 1900 МГц у 1995. Лічбавы стандарт, падтрымлівае хуткасць перадачы дадзеных да 9.6 кбіт/с. Састарэлы. Другі этап развіцця GSM «ФАЗА 2», які завяршыўся ў 1997 г., прадугледжвае такія паслугі:

    GSM Phase 2+ Наступны этап развіцця сетак стандарту GSM «ФАЗА 2+» не звязаны з пэўным годам укаранення. Новыя паслугі і функцыі стандартуюцца і ўкараняюцца пасля падрыхтоўкі і сцвярджэнні іх тэхнічных апісанняў. Усе працы па этапе «Фаза 2+» праводзіліся Еўрапейскім інстытутам стандартызацыі электрасувязі (ETSI). Колькасць ужо ўкаранёных і змешчаных у стадыі сцвярджэння паслуг перавышае 50. Сярод іх можна вылучыць наступныя:

    Паслугі

    GSM забяспечвае падтрымку наступных паслуг:

    Дадатковыя (неабавязковыя да падавання) паслугі:

    і шматлікія іншыя паслугі.

    Перавагі і недахопы

    Перавагі стандарту GSM:

    Недахопы стандарту GSM:

    Вытворцы абсталявання GSM паступова падвышаюць адчувальнасць прыладаў, што вядзе да паніжэння патрабаванай магутнасці выпраменьвання тэлефонаў, але прынцыпова сітуацыя не змяняецца. Досыць простыя праекты (напрыклад, http://www.inno.ru/project/29960/ Архівавана 11 кастрычніка 2014.) па паніжэнні магутнасці выпраменьвання мабільных тэлефонаў у дзясяткі-сотні разоў, у тым ліку для ўжо існых мабільных тэлефонаў у разгорнутых сетках GSM, пакуль не рэалізаваныя.

    Стандарты і радыёінтэрфейс

    У стандарце GSM вызначаны 4 дыяпазоны працы (яшчэ ёсць пяты):

    900/1800 МГц

    Выкарыстоўваецца ў Еўропе, Азіі.

    Характарыстыкі GSM-900 GSM-1800
    Частоты перадачы MS і прыёма BTS, МГц 890 — 915 1710 — 1785
    Частата прыёму MS і перадачы BTS, МГц 935 — 960 1805 — 1880
    Дуплексны разнос частот прыёма і перадачы, МГц 45 95
    Колькасць каналаў сувязі 124 374
    Шырыня паласы канала сувязі, кГц 200 200

    GSM-900

    Лічбавы стандарт мабільнай сувязі ў дыяпазоне частот ад 890 да 915 МГц (ад тэлефона да базавай станцыі) і ад 935 да 960 МГц (ад базавай станцыі да тэлефона).

    У некаторых краінах дыяпазон частот GSM-900 быў пашыраны да 880—915 МГц (MS -> BTS) і 925—960 МГц (MS <- BTS), дзякуючы чаму максімальная колькасць каналаў сувязі павялічылася на 50. Такая мадыфікацыя была названая E-GSM (extended GSM).

    GSM-1800

    Мадыфікацыя стандарта GSM-900, лічбавы стандарт мабільнай сувязі ў дыяпазоне частот ад 1710 да 1880 МГц.

    Асаблівасці:

    Праблема складаецца ў тым, што зона ахопу для кожнай базавай станцыі значна менш, чым у стандартах GSM-900, AMPS/DAMPS-800, NMT-450. Неабходны большы лік базавых станцыяй. Чым вышэй частата выпраменьвання, тым больш пранікальная здольнасць (характарызуецца г. зв. глыбінёй скін-пласта) радыёхваль і тым менш здольнасць адлюстроўвацца і абгінаць перашкоды.

    850/1900 МГц

    Выкарыстоўваецца ў ЗША, Канадзе, асобных краінах Лацінскай Амерыкі і Афрыкі.

    Характарыстыкі GSM-850 GSM-1900
    Частоты перадачы MS і прыёму BTS, МГц 824 — 849 1850 — 1910
    Частоты прыёма MS і перадачы BTS, МГц 869 — 894 1930 — 1990
    Дуплексны разнос частот прыёма і перадачы, МГц 45 80

    Структура GSM

    Сістэма GSM складаецца з трох асноўных падсістэм:

    У асобны клас абсталявання GSM вылучаны тэрмінальныя прылады — рухомыя станцыі (MS — Mobile Station), таксама вядомыя, як мабільныя (сотавыя) тэлефоны.

    Падсістэма базавых станцыяй

    Базавая станцыя на мачце

    BSS складаецца з уласна базавых станцыяй (BTS — Base Transceiver Station) і кантролераў базавых станцыяй (BSC — Base Station Controller). Вобласць, якая накрываецца сеткай GSM, пабітая на соты шасцікутнай формы. Дыяметр кожнага шасцікутнага вочка можа быць розным — ад 400 м да 50 км. Максімальны тэарэтычны радыус вочка складае 120 км[1], што абумоўленае абмежаванай магчымасцю сістэмы сінхранізацыі да кампенсавання часу затрымкі сігнала. Кожнае вочка пакрываецца адной BTS, пры гэтым вочкі часткова перакрываюць адзін аднаго, тым самым захоўваецца магчымасць перадачы абслугоўвання MS пры перасоўванні яе з адной соты ў іншую без парыву злучэння. (Аперацыя перадачы абслугоўвання мабільнага тэлефона (MS) ад адной базавай станцыі (BTS) да іншай у момант пераходу мабільнага тэлефона мяжы дасяжнасці бягучай базавай станцыі завецца тэхнічным тэрмінам «Handover»). На самай справе сігнал ад кожнай станцыі распаўсюджваецца, пакрываючы пляц у выглядзе круга, але пры скрыжаванні — як атрымліваюцца правільныя шасцікутнікі. Кожная база мае шэсць суседніх у сувязі з тым, што ў задачы планавання размяшчэння станцый уваходзіла такая, як мінімізацыя зон перакрывання сігнала ад кожнай станцыі. Большы лік суседніх станцый, чым 6 — адмысловых выгод не нясе. Разглядаючы межы пакрыцця сігнала ад кожнай станцыі ўжо ў зоне перакрыцця, як раз атрымліваем — шасцікутнікі.

    Базавая станцыя (BTS) забяспечвае прыём/перадачу сігнала паміж MS і кантролерам базавых станцый. BTS з’яўляецца аўтаномнай і будуецца па модульным прынцыпе. Накіраваныя антэны базавых станцый могуць размяшчацца на вышках, дахах будынкаў і г. д.

    Кантролер базавых станцый (BSC) кантралюе злучэнні паміж BTS і падсістэмай камутацыі. У яго паўнамоцтва таксама ўваходзіць кіраванне чарговасцю злучэнняў, хуткасцю перадачы дадзеных і размеркаванне радыёканалаў.

    Падсістэма камутацыі

    NSS пабудаваная з наступных кампанентаў:

    Цэнтр камутацыі

    Цэнтр камутацыі (MSC — Mobile Switching Centre) кантралюе вызначаную геаграфічную зону з размешчанымі на ёй BTS і BSC. Ажыццяўляе ўсталёўку злучэння да абанента і ад яго ўсярэдзіне сетак GSM, забяспечвае інтэрфейс паміж GSM і ТФОП, іншымі сеткамі радыёсувязі, сеткамі перадачы дадзеных. Таксама выконвае функцыі маршрутызацыі выклікаў, кіраванне выклікамі, эстафетнай перадачы абслугоўвання пры перасоўванні MS з аднаго вочка ў іншую. Пасля завяршэння выкліку MSC апрацоўвае дадзеныя па ім і перадае іх у цэнтр разлікаў для фармавання рахунку за прадстаўленыя паслугі, збірае статыстычныя дадзеныя. MSC таксама стала сочыць за становішчам MS, выкарыстоўваючы дадзеныя з HLR і VLR, што неабходна для хуткага знаходжання і ўсталявання злучэння з MS у выпадку яе выкліку.

    Хатні рэестр месцазнаходжання

    Хатні рэестр месцазнаходжання (HLR — Home Location Registry) утрымоўвае базу дадзеных абанентаў, прыпісаных да яго. Тут утрымоўваецца інфармацыя аб паслугах, якія прадстаўляюцца дадзенаму абаненту, інфармацыя аб стане кожнага абанента, неабходная ў выпадку яго выкліку, а таксама Міжнародны Ідэнтыфікатар Мабільнага Абанента (IMSI — International Mobile Subscriber Identity), які выкарыстоўваецца для аўтэнтыфікацыі абанента (пры дапамозе AUC). Кожны абанент прыпісаны да аднаго HLR. Да дадзеных HLR маюць доступ усё MSC і VLR у дадзенай GSM-сеткі, а ў выпадку міжсеткавага роўмінгу — і MSC іншых сетак.

    Гасцявы рэестр месцазнаходжання

    Гасцявы рэестр месцазнаходжання (VLR — Visitor Location Registry) забяспечвае маніторынг руху MS з адной зоны ў іншую і ўтрымоўвае базу дадзеных аб абанентах, якія перамяшчаюцца, змешчаных у дадзены момант у гэтай зоне, у тым ліку абанентах іншых сістэм GSM — так званых роўмерах. Дадзеныя аб абаненце выдаляюцца з VLR у тым выпадку, калі абанент перамясціўся ў іншую зону. Такая схема дазваляе скараціць колькасць запытаў на HLR дадзенага абанента і, такім чынам, час абслугоўвання выкліку.

    Рэестр ідэнтыфікацыі абсталявання

    Рэестр ідэнтыфікацыі абсталявання (EIR — Equipment Identification Registry) утрымоўвае базу звестак, неабходную для ўсталявання сапраўднасці MS па IMEI (International Mobile Equipment Identity). Фармуе тры спісы: белы (дапушчаны да выкарыстання), шэры (некаторыя праблемы з ідэнтыфікацыяй MS) і чорны (MS, забароненыя да ўжывання). У беларускіх аператараў (і большай часткі аператараў краін СНД) выкарыстоўваюцца толькі белыя спісы, што не дазваляе раз і назаўжды вырашыць праблему крадзяжу мабільных тэлефонаў.

    Зацемка. Беларускія сотавыя аператары не выкарыстаюць абсталяванне EIR, адпаведна казаць аб выкарыстанні толькі белых спісаў можна з вялікай нацяжкай. Уладальнік не можа занесці самастойна свой тэлефон ні ў які спіс — ні чорны, ні белы, ні шэры, гэта сфера дзейнасці аператара. Пры занясенні тэлефона ў чорны спіс якім-небудзь аператарам тэлефон зможа нармальна працаваць у іншай сетцы, бо адзінай базы звестак не існуе.

    Цэнтр аўтэнтыфікацыі

    У цэнтры аўтэнтыфікацыі (AUC — Authentification Centre) адбываецца аўтэнтыфікацыя абанента, а дакладней — SIM (Subscriber Identity Module). Доступ да сеткі дазваляецца толькі пасля мінання SIM працэдуры праверкі сапраўднасці, падчас якой з AUC на MS прыходзіць выпадковы лік RAND, пасля чаго на AUC і MS раўналежна адбываецца шыфраванне ліку RAND ключом Ki для дадзенай SIM пры дапамозе адмысловага алгарытма. Затым з MS і AUC на MSC вяртаюцца «падпісаныя водгукі» — SRES (Signed Response), якія з’яўляюцца вынікам дадзенага шыфравання. На MSC водгукі параўноўваюцца, і ў выпадку іх супадзення аўтэнтыфікацыя лічыцца паспяховай.

    Падсістэма OMC

    Падсістэма OMC (Operations and Maintenance Center) злучана з астатнімі кампанентамі сеткі і забяспечвае кантроль якасці працы і кіраванне ўсёй сеткай. Апрацоўвае аварыйныя сігналы, пры якіх патрабуецца ўмяшанне персанала. Забяспечвае праверку стану сеткі, магчымасць мінання выкліку. Вырабляе абнаўленне праграмнага забеспячэння на ўсіх элементах сеткі і шэраг іншых функцый.

    Гл. таксама

    Зноскі

    1. 1 2 У стандартным рэжыме тэарэтычнае абмежаванне далёкасці — 35 кіламетраў, але ў рэжыме Extended Cell (ECell) дапушчальныя гутаркі на адлегласцях да 120 кіламетраў Архівавана 16 кастрычніка 2007..

    Спасылкі

    Тэмы гэтай старонкі (1):
    Катэгорыя·Стандарты мабільнай тэлефаніі