Njihovi glavni zahtjevi odnose se na kvalitetu usluge, podršku, cijene i druge čimbenike. Kada birate mrežnog operatera, također morate odabrati između GSM ili WCDMA mreže.

Vjerojatno ste se već susreli s ovim pojmovima prilikom odabira novog mobilnog telefona, prvog povezivanja s pružateljima usluga ili mijenjanja pružatelja usluga. Ali znate li što znače i koja je razlika među njima? Da biste napravili pravi izbor, trebali biste detaljnije razmotriti kako se GSM razlikuje od WCDMA i koji je bolji.

Što je GSM?

GSM djeluje kao globalni sustav mobilne komunikacije i sada se smatra globalnim komunikacijskim standardom, posebno u Aziji i Europi, s dostupnošću u više od 210 zemalja diljem svijeta. Radi na četiri različita frekvencijska pojasa: 900 MHz i 1800 MHz u Europi i Aziji, te 850 MHz i 1900 MHz u Sjevernoj i Južnoj Americi. GSM Association je međunarodna organizacija osnovana 1987. godine, koja je posvećena razvoju i nadgledanju širenja uporabe bežičnih komunikacija ovog standarda.

GSM koristi varijantu TDMA (višestruki pristup s vremenskim dijeljenjem) koja dijeli frekvencijske pojaseve na više kanala. U ovoj tehnologiji, glas se pretvara u digitalne podatke koji se prenose kroz kanal i vremenski odsječak. Na drugom kraju, prijemnik sluša samo dodijeljeni vremenski interval, a poziv kombinira oba signala. Očito, to se događa u vrlo kratkom vremenu, a primatelj ne primjećuje „prazninu“ ili vremensku podjelu.

Što je WCDMA?

CDMA ili višestruki pristup kodne podjele bio je standard koji je razvio i patentirao Qualcomm i kasnije se koristio kao osnova za standarde CDMA2000 i WCDMA za 3G. Međutim, zbog svoje vlasničke prirode, WCDMA tehnologija nije postigla globalno usvajanje kao GSM. Trenutno ga koristi manje od 18% mreža u svijetu, uglavnom u SAD-u, ali i u Južna Korea i Rusija. Kako se GSM razlikuje od WCDMA s tehničkog gledišta?

U WCDMA mrežama, digitalni se pozivi međusobno preklapaju, dodjeljujući im jedinstvene kodove za razlikovanje. Svaki pozivni signal je kodiran različitim ključem i zatim se odašilju istovremeno. Svaki prijemnik ima jedinstveni ključ koji može razdvojiti kombinirani signal u pojedinačne pozive.

Oba standarda imaju višestruki pristup, što znači da više poziva može proći kroz jedan toranj. Ali kao što vidite, glavna razlika između to dvoje je način na koji se podaci pretvaraju u radio valove koje vaš telefon emitira i prima.

Glavni razlog zašto su telekomunikacijske tvrtke imale problema s brzo raspoređivanje novi format je razlika u frekvencijskim rasponima koje koriste. Zbog toga telefoni izdani s podrškom samo za GSM nisu mogli komunicirati s WCDMA mrežama i obrnuto. Kako bi to zaobišli, većina proizvođača uređaja morala je primijeniti više frekvencijskih pojasa za 2G i 3G mreže. To je osiguralo da se mobilni telefoni mogu koristiti na gotovo bilo kojoj mreži i bilo gdje u svijetu.

WCDMA ili GSM: koja je razlika?

Prije pojave 4G LTE tehnologije, očita razlika između GSM i WCDMA uređaja bila je vezana uz SIM karticu. GSM telefoni dolazili su s utorom za SIM karticu, ali CDMA uređaji nisu.

Drugim riječima, WCDMA se temelji na telefonu s pretplatničkim brojem povezanim s određenim uređajem koji podržava 3G. Ako želite prijeći na drugi telefon, morat ćete se obratiti svom davatelju usluga, deaktivirati stari uređaj i aktivirati novi. S druge strane, kod GSM uređaja broj je vezan uz SIM karticu, tako da prilikom prelaska na drugi uređaj dovoljno je staviti SIM karticu u novi telefon.

Mrežna pokrivenost

Mrežna pokrivenost ne ovisi o tome je li GSM ili WCDMA. Koja je razlika u ovom slučaju? Ova karakteristika prije ovisi o infrastrukturi koju operater ima. GSM mreže mnogo su popularnije diljem svijeta, s iznimkom SAD-a, gdje Verizon Wirelessova (W)CDMA mreža ima najveći broj pretplatnika u zemlji.

Međunarodni roaming

Kada se povezujete u zemlji, nije važno koju mrežu koristite, sve dok je njezina pokrivenost dovoljna. Dakle, u Rusiji možete slobodno koristiti WCDMA ili GSM. Koja je razlika izvan zemlje?

Kada je riječ o međunarodnom roamingu, GSM ima puno prednosti: postoji mnogo više takvih mreža diljem svijeta, kao i mnogo cijena roaminga između ovih pružatelja usluga. S GSM telefonom također imate prednost jer možete kupiti lokalnu SIM karticu gdje god se nalazili (sve dok koristite otključan uređaj). Zauzvrat, nećete moći primiti puni pristup na WCDMA podatkovnu vezu, ovisno o kompatibilnosti uređaja i mreže.

4G, WCDMA ili GSM: koja je razlika u bliskoj budućnosti?

S pojavom 4G i prihvaćanjem LTE i LTE-Advanced kao standarda od strane većine mrežnih operatera diljem svijeta, rasprava o GSM-u i WCDMA postala je manje dugotrajna. Danas to možete primijetiti najnoviji pametni telefoni, dizajniran za WCDMA mreže, također dolazi s utorima za SIM kartice kako bi se iskoristile mogućnosti 4G LTE mreže.

Razlika između GSM i WCDMA uređaja znači da se oni čak i sada ne mogu međusobno izmjenjivati ​​i nikada neće biti međusobno kompatibilni, ali u bliskoj budućnosti to neće imati nikakve razlike. To je zbog činjenice da moderni programeri nastaviti napredovati prema potpunom prijelazu na 4G LTE. Ova tehnologija ima očite prednosti.

Da, kada međunarodni roaming glavni faktor je kvaliteta glasovni poziv i zadovoljavanje korisničkih 3G podatkovnih potreba. Ove opcije mogu biti jednako dobre na GSM ili WCDMA mrežama. Koja je razlika? 3G modemi ugrađeni u ove uređaje mogu pružiti visoku funkcionalnost. Ali s obzirom na faktore kao što su dostupnost, pokrivenost i cijena usluga, 4G nudi bolje uvjete.

WCDMA i GSM - komunikacijski standardi Mobilna mreža. Danas je u Rusiji najpopularniji GSM, u kojem posluje većina ruskih operatera. I vrlo rijetko, korisnici mogu čuti za WCDMA, na primjer, kada su slučajno primijetili tarife WCDMA operatera ili su htjeli kupiti telefon koji podržava samo ovaj standard komunikacije. GSM se za sada ne seli u rusko tržište, ali neke prednosti WCDMA mreže tjeraju korisnike da se zapitaju je li bolji WCMDA ili GSM. Koja je razlika između ovih komunikacijskih standarda i koji je bolje odabrati? Pokušajmo to shvatiti.

Što je WCDMA i GSM u telefonu?

Nemoguće je objasniti razliku bez govora o samoj biti ovih standarda. Stoga, prije nego što shvatimo u čemu je razlika, detaljnije ćemo razmotriti standarde WCDMA ili GSM.

Počnimo s GSM-om. Ova kratica označava Globalni sustav mobilnih komunikacija. A ovo je prvi globalni digitalni mobilni standard, koji je donekle model.

Razvio ga je ETSI (Europa) 90-ih godina, a temeljio se na principima podjele TDMA kanala, sigurnosti, enkripcije i prijenosa podataka. GMS vam omogućuje prijenos:

1. Govor.
2. SMS poruke.
3. Faks uređaj.
4. Paketi podataka (GPRS).

Također, zahvaljujući ovom standardu, po prvi put je postalo moguće odrediti broj mobilnog telefona s kojeg se prima poziv i proslijediti na drugi broj. Ne smijemo zaboraviti na mogućnost kreiranja konferencijskog poziva, u koji možete kombinirati nekoliko Mobiteli, i držite poziv u načinu čekanja. Svojedobno je GSM napravio revoluciju u području mobilnih komunikacija.

Što je WCMDA?

Kada govorimo o WCDMA ili GSM-u i koja je razlika između njih, uvijek je umjesno spomenuti da je WCMDA u određenoj mjeri dodatak koji poboljšava GSM standard. Odnosno, tako je sve bilo prvotno zamišljeno, ali danas je WCDMA komunikacijski standard treće generacije koji se temelji na sedam međunarodnih projekata. Ali GSM je ostao komunikacijski standard druge generacije (čitaj 2G).

WCDMA se temelji na DS-CDMA tehnologiji, koja je u usporedbi s TDMA otpornija na smetnje i ima veću propusnost. Telefoni koji rade u WCMDA okruženju mogu obavljati iste funkcije kao i u GSM standardu (glas ili digitalne informacije), no kvaliteta i brzina bit će mnogo veće. Stoga operateri koji podržavaju WCMDA pružaju usluge pristupa internetu većim brzinama.

WCDMA ili GSM - koja je razlika?

Najvažnija i ključna razlika je u korištenim tehnologijama (TDMA i DS-CDMA), odnosno u metodama razdvajanja kanala. U GSM-u je odvajanje kanala privremeno i zbog toga se pretplatniku na određeno vrijeme dodjeljuje mali frekvencijski pojas.

U WCMDA je sve drugačije: koristi kodnu podjelu tokova, zahvaljujući kojoj se informacije prenose između uređaja preko širokog frekvencijskog pojasa. Kao rezultat toga, brzina prijenosa podataka znatno se povećava. Otuda naziv Wideband Code Division Multiple Access.

Ovo je glavna razlika između GSM i WCDMA LTE standarda. Koja je razlika za korisnika? Imat će veće brzine interneta i puno manje smetnji pri razgovoru. Unatoč svim ovim prednostima, najpopularniji standard mobilne komunikacije i dalje je GSM. No, napominjemo da svake godine ima sve više WCDMA pretplatnika, a mnogi telekom operateri postupno prelaze na ovaj standard kako bi omogućili veće brzine prijenosa podataka. Danas nenaseljena područja i sela nisu pokrivena WCMDA mrežom, pa stanovnici takvih područja još nemaju alternativu GSM-u.

Koju izabrati?

Sve postaje očito sada kada znate razliku. I WCDMA i GSM modemi omogućit će pristup internetu, ali na različite brzine. Živjeti u veliki grad, logičnije je dati prednost komunikacijskom standardu WCDMA zbog veće brzine prijenosa podataka. Istodobno, vrijedi razumjeti da kada putujete, telefon neće uhvatiti mrežu u mnogim regijama zemlje, budući da je WCMDA pokrivenost danas rijetka.

Morate birati između ovih standarda ovisno o svojim potrebama. Općenito govoreći, GSM je “jeftina i vesela” vrsta komunikacije. Bit će zajamčeno posvuda, čak iu udaljenim regijama. Kao bonus možete istaknuti mogućnost surfanja internetom. U slučaju ako brzi internet je uvijek pri ruci i duga putovanja nisu planirana, tada možete sa sigurnošću dati prednost standardu WCMDA. Ipak, prvo provjerite podržavaju li to vaš telefon i mobilni operater.

Standardi mobilne komunikacije druge generacije naširoko se koriste ne samo u Rusiji, već iu drugim zemljama. Najpoznatiji 2G standard je GSM (Globalni sustav za mobilne komunikacije - Globalni sustav mobilne komunikacije). Oko 80% mobilnih mreža diljem svijeta izgrađeno je prema ovom standardu. GSM mreže koristi 3 milijarde ljudi u više od 212 zemalja. Takva rasprostranjena distribucija omogućuje međunarodnu upotrebu između mobilnih operatera, što omogućuje pretplatniku da koristi svoj telefon u gotovo svakom kutku Zemlje. Štoviše, glavna je prilika (uključujući međunarodnu). razlikovna značajka GSM standard od .

Razvoj GSM standarda započeo je davne 1982. godine od strane organizacije za standardizaciju. Godine 1991. u Finskoj je pokrenuta prva svjetska GSM mreža. Do kraja 1993. broj pretplatnika koji koriste ovaj standard premašio je milijun. Do ovog vremena GSM mreže bili su raspoređeni u 73 zemlje širom svijeta.

GSM mreže vam omogućuju pružanje širokog spektra usluga:

Glasovne veze

Usluge (do 384 kbit/s zahvaljujući tehnologiji)

Prijenos kratkih tekstualne poruke ()

Slanje faksova

i još mnogo toga itd.

Zahvaljujući tome, GSM je stekao snažnu poziciju na tržištu mobilnih komunikacija. Štoviše, možemo sa sigurnošću reći da će sljedećih nekoliko godina ovaj standard biti vodeći.

Dakle, pogledajmo glavne elemente koji čine GSM sustav:

GSM mreža je podijeljena u 2 sustava. Svaki od ovih sustava uključuje broj funkcionalni uređaji, koji su pak komponente mobilne radijske mreže.

Ovi sustavi su:

Komutacijski sustav – mrežni komutacijski sustav ()

Sustav bazne stanice ()

Posjet registru lokacija()

Centar za provjeru autentičnosti()

Registar identifikacije korisničke opreme ()

je baza podataka koja sadrži podatke o identifikacijskim brojevima mobilnih telefona GSM telefoni. Ove informacije su neophodne za blokiranje ukradenih slušalica. nije obavezan element mreže. Samo je nekoliko operatera u svijetu koji su to implementirali u svoju mrežu.

Ovaj je članak prvi u nizu članaka o mobilnim komunikacijama. U ovoj seriji želio bih detaljno opisati principe rada druge, treće i četvrte generacije mobilnih mreža. GSM standard pripada drugoj generaciji (2G).

Prva generacija mobilnih komunikacija bila je analogna i sada se ne koristi, pa je nećemo razmatrati. Druga generacija je digitalna i ova je značajka omogućila potpunu zamjenu 1G mreža. Digitalni signal je otporniji na šum od analognog signala, što je velika prednost u mobilnim radio komunikacijama. Osim, digitalni signal Osim govora, omogućuje prijenos podataka (SMS, GPRS). Vrijedno je napomenuti da je ovaj trend prelaska s analognog na digitalni signal karakterističan ne samo za mobilne komunikacije.

GSM (Global System Mobile) je globalni standard za digitalne mobilne komunikacije, s podjelom kanala prema TDMA vremenu i FDMA frekvenciji. Razvijen pod pokroviteljstvom Europskog instituta za standardizaciju telekomunikacija (ETSI) kasnih 1980-ih.

GSM pruža podršku za usluge:

• GPRS prijenos podataka
• Prijenos glasa
• Emitiranje kratke poruke SMS
• Slanje faksa

Osim toga, postoje dodatne usluge:

• Identifikacija broja
• Preusmjeravanje poziva
• Poziv na čekanju i čekanju
• Konferencijski poziv
• Govorna pošta

Arhitektura GSM mreže

Pogledajmo pobliže od kojih je elemenata izgrađena GSM mreža i kako oni međusobno djeluju.

GSM mreža je podijeljena na dva sustava: SS (Switching System) - komutacijski podsustav, BSS (Base Station System) - sustav baznih stanica. SS obavlja poslove servisiranja poziva i uspostavljanja veza, a također je odgovoran za provedbu svih usluga dodijeljenih pretplatniku. BSS je odgovoran za funkcije vezane uz zračno sučelje.

SS uključuje:

• MSC (Mobile Switching Center) - Komutacijski čvor GSM mreže
• GMSC (Gate MSC) - prekidač koji obrađuje pozive iz vanjskih mreža
• HLR (Home Location Register) - baza kućnih pretplatnika
• VLR (Visitor Location Register) - baza podataka o gostujućim pretplatnicima
• AUC (Authentication Cetner) - centar za autentifikaciju (provjera autentičnosti pretplatnika)

BSS uključuje:

• BSC (Base Station Controller) - kontroler bazne stanice
• BTS (Base Transeiver Station) - primopredajna stanica
• MS (Mobile Station) - mobilna stanica

Sastav komutacijskog podsustava SS

MSC obavlja komutacijske funkcije za mobilne komunikacije. Ovaj centar kontrolira sve dolazne i odlazne pozive koji dolaze iz drugih telefonskih i podatkovnih mreža. Ove mreže uključuju PSTN, ISDN, podatkovne mreže uobičajena uporaba, korporativne mreže, kao i mobilne mreže drugih operatera. Funkcije provjere autentičnosti pretplatnika također se izvode u MSC-u. MSC pruža funkcije usmjeravanja i kontrole poziva. MSC je odgovoran za funkcije prebacivanja. MSC generira podatke potrebne za tarifiranje komunikacijskih usluga koje pruža mreža, prikuplja podatke o obavljenim razgovorima i prosljeđuje ih centru za naplatu. MSC također prikuplja statističke podatke potrebne za praćenje i optimizaciju mreže. MSC ne samo da sudjeluje u kontroli poziva, već također upravlja registracijom lokacije i postupcima prijenosa kontrole.

U GSM sustavu svaki operater ima bazu podataka koja sadrži informacije o svim pretplatnicima koji pripadaju njegovom PLMN-u. U mreži jednog operatera logično postoji jedan HLR, ali fizički ih ima mnogo, jer Ovaj
distribuirana baza podataka. Podaci o pretplatniku upisuju se u HLR u trenutku prijave pretplatnika (pretplatnik sklapa ugovor o djelu) i čuvaju se do raskida ugovora i brisanja iz HLR registra.
Pohranjene informacije u HLR uključuju:

• Identifikatori pretplatnika (brojevi).
• Dodatne usluge dodijeljene pretplatniku
• Podaci o lokaciji pretplatnika, točni na MSC/VLR broj
• Podaci o autentifikaciji pretplatnika (trojke)

HLR se može implementirati kao ugrađena funkcija u MSC/VLR ili zasebno. Ako je kapacitet HLR-a iscrpljen, može se dodati dodatni HLR. A u slučaju organiziranja nekoliko HLR-ova, baza podataka ostaje jedinstvena - distribuirana. Zapis podataka o pretplatniku uvijek ostaje jedini. Podacima pohranjenima u HLR-u mogu pristupiti MSC-ovi i VLR-ovi koji pripadaju drugim mrežama kao dio pružanja međumrežnog roaminga pretplatnicima.

VLR baza podataka sadrži podatke o svim mobilnim pretplatnicima koji se trenutno nalaze u području usluge MSC-a. Dakle, svaki MSC na mreži ima svoj VLR. VLR privremeno pohranjuje informacije o usluzi tako da pridruženi MSC može opsluživati ​​sve pretplatnike unutar područja usluge MSC-a. HLR i VLR pohranjuju vrlo slične podatke o pretplatnicima, ali postoje neke razlike o kojima će se raspravljati u sljedećim poglavljima. Kada se pretplatnik preseli u područje usluge novog MSC-a, VLR povezan s tim MSC-om traži podatke o pretplatniku od HLR-a koji pohranjuje podatke tog pretplatnika. HLR šalje kopiju informacija VLR-u i ažurira informacije o lokaciji pretplatnika. Nakon ažuriranja informacija, MS može uspostaviti odlazne/dolazne veze.

Kako bi se spriječilo neovlašteno korištenje resursa komunikacijskog sustava, uvode se mehanizmi autentifikacije - autentifikacija pretplatnika. AUC je centar za autentifikaciju pretplatnika, sastoji se od nekoliko blokova i generira ključeve za autentifikaciju i enkripciju (generiraju se lozinke). Uz njegovu pomoć MSC provjerava autentičnost pretplatnika, a kada se veza uspostavi, na radijskom sučelju bit će omogućena enkripcija prenesenih informacija.

Sastav podsustava BSS bazne stanice

BSC kontrolira sve funkcije vezane uz rad radijskih kanala u GSM mreži. To je sklopka koja pruža funkcije kao što su MS primopredaja, dodjela radio kanala i prikupljanje podataka o konfiguraciji ćelije. Svaki MSC može upravljati s više BSC-ova.

BTS kontrolira radio sučelje s MS-om. BTS uključuje radio opremu kao što su primopredajnici i antene koje su potrebne za opsluživanje svake ćelije u mreži. BSC kontroler kontrolira više BTS-ova.

Geografska konstrukcija GSM mreža

Svaki telefonska mreža treba određenu strukturu za usmjeravanje poziva do tražene stanice i dalje do pretplatnika. U mobilnoj mreži ova struktura je posebno važna, budući da se pretplatnici kreću po mreži, odnosno mijenjaju svoju lokaciju i tu lokaciju je potrebno stalno nadzirati.

Unatoč činjenici da je ćelija osnovna jedinica GSM komunikacijskog sustava, vrlo ju je teško dati jasnu definiciju. Nemoguće je ovaj pojam povezati s antenom ili baznom stanicom jer Postoje različita saća. Međutim, ćelija je geografsko područje koje opslužuje jedan ili više njih bazne stanice a u kojem djeluje jedna grupa GSM kontrolnih logičkih kanala (o samim kanalima bit će riječi u narednim poglavljima). Svakoj ćeliji je dodijeljen jedinstveni broj koji se naziva Cell Global Identifier (CGI). U mreži koja pokriva, na primjer, cijelu zemlju, broj ćelija može biti vrlo velik.

Područje lokacije (LA) definirano je kao skupina ćelija u kojima će se pozivati ​​mobilna stanica. Lokacija pretplatnika unutar mreže povezana je s LA u kojem se pretplatnik trenutno nalazi. Zadani identifikator područja (LAI) pohranjuje se u VLR. Kada MS prijeđe granicu između dvije ćelije koje pripadaju različitim LA-ima, on odašilje informacije o novom LA-u mreži. Ovo se događa samo ako je MS u stanju mirovanja. Nova informacija o lokaciji ne prenosi se za uspostavljena veza, ovaj će se proces dogoditi nakon završetka veze. Ako MS prijeđe granicu između ćelija unutar istog LA, ne obavještava mrežu o svojoj novoj lokaciji. Kada dolazni poziv stigne na MS, poruka dojavljivanja se širi kroz sve ćelije koje pripadaju istoj LA.

Područje usluge MSC-a sastoji se od niza LA-ova i predstavlja geografski dio mreže pod kontrolom jednog MSC-a. Da bi se poziv preusmjerio prema MS-u, također je potrebna informacija o području usluge MSC-a, tako da se područje usluge također prati i podaci o njemu se bilježe u bazi podataka (HLR).

Područje usluge PLMN skup je ćelija koje opslužuje jedan operater i definira se kao područje u kojem operater pretplatniku pruža radio pokrivenost i pristup svojoj mreži. Svaka država može imati nekoliko PLMN-ova, po jedan za svakog operatera. Definicija roaminga se koristi kada se MS pomiče s jednog područja usluge PLMN-a na drugo. Takozvani intra-mrežni roaming je promjena MSC/VLR.

Područje GSM usluge je cijelo geografsko područje u kojem pretplatnik može pristupiti GSM mreži. Područje GSM usluge širi se kako novi operateri potpisuju ugovore o pružanju raditi zajedno za službu za korisnike. Trenutno područje GSM usluge pokriva, u određenim intervalima, mnoge zemlje od Irske do Australije i od Južne Afrike do Amerike.

Međunarodni roaming je pojam koji se primjenjuje kada MS prelazi s jednog nacionalnog PLMN-a na drugi nacionalni PLMN.

GSM frekvencijski plan

GSM uključuje nekoliko frekvencijskih raspona, a najčešći su: 900, 1800, 1900 MHz. U početku je pojas od 900 MHz bio dodijeljen GSM standardu. Trenutno, ovaj raspon ostaje u cijelom svijetu. Neke zemlje koriste proširene frekvencijske pojaseve kako bi osigurale veći kapacitet mreže. Prošireni frekvencijski pojasevi nazivaju se E-GSM i R-GSM, dok se uobičajeni pojas naziva P-GSM (primarni).

• P-GSM900 890-915/935-960 MHz
• E-GSM900 880-915/925-960 MHz
• R-GSM900 890-925/935-970 MHz
• R-GSM1800 1710-1785/1805-1880 MHz

Godine 1990., kako bi se povećala konkurencija između operatera, Velika Britanija se počela razvijati nova verzija GSM-a, koji je prilagođen frekvencijskom području 1800. Odmah nakon odobrenja ovog raspona, više zemalja se prijavilo za korištenje ovog frekvencijskog područja. Uvođenjem ovog asortimana povećan je rast broja operatera, što je dovelo do povećanja konkurencije, a samim time i poboljšanja kvalitete
servis. Korištenje ovog raspona omogućuje vam povećanje kapaciteta mreže povećanjem propusnosti i, sukladno tome, povećanjem broja nositelja. Frekvencijski pojas 1800 koristi sljedeće frekvencijske raspone: GSM 1710-1805/1785-1880 MHz. Do 1997. standard 1800 bio je ime Digital Cellular System (DCS) 1800 MHz, trenutno se zove GSM 1800.

1995. godine u SAD-u je specificiran koncept PCS (Personal Cellular System). Glavna ideja ovog koncepta je mogućnost pružanja osobna komunikacija, odnosno komunikacije između dva pretplatnika, a ne između dvije mobilne stanice. PCS ne zahtijeva da se te usluge implementiraju na mobilnoj tehnologiji, ali je ova tehnologija trenutno prepoznata kao najučinkovitija za ovaj koncept. Frekvencije dostupne za PCS implementaciju su u području od 1900 MHz. Budući da se GSM 900 ne može koristiti u Sjevernoj Americi zbog frekvencijskog pojasa koji je zauzet drugim standardom, GSM 1900 je opcija za popunjavanje ove praznine. Glavna razlika između američkih GSM standard 1900 i GSM 900 je da GSM 1900 podržava ANSI signalizaciju.

Tradicionalno je pojas od 800 MHz bio zauzet TDMA standardom (AMPS i D-AMPS) uobičajenim u Sjedinjenim Državama. Kao iu slučaju standarda GSM 1800, ovaj standard omogućuje primanje dodatne licence, odnosno proširuje opseg standarda na nacionalne mreže, osiguravajući operatorima dodatni kapacitet.

GSM mreže. Pogled iznutra.

Malo povijesti

U osvit razvoja mobilnih komunikacija (a to je bilo ne tako davno - ranih osamdesetih), Europa je bila prekrivena analognim mrežama raznih standarda - Skandinavija je razvila svoje sustave, Velika Britanija svoje... Sada je teško reći tko je bio inicijator revolucije koja je uslijedila vrlo brzo - “vrhovi” u formi proizvođači opreme prisiljen razvijati za svaku mrežu vlastite uređaje, ili “niže klase” kao korisnici koji su nezadovoljni ograničenim područjem pokrivenosti svog telefona. Na ovaj ili onaj način, 1982. godine osnovana je Europska komisija za telekomunikacije (CEPT). posebna skupina razviti temeljno novi, paneuropski mobilni komunikacijski sustav. Glavni zahtjevi za novi standard bili su: učinkovito korištenje frekvencijski spektar, mogućnosti automatskog roaminga, poboljšanu kvalitetu govora i otpornost na neovlašteno korištenje u usporedbi s prethodnim tehnologijama i očito kompatibilnost s drugim postojeće sustave komunikacije (uključujući žičane) i slično.

Plod mukotrpnog rada mnogih ljudi iz različitih zemalja (iskreno govoreći, ne mogu ni zamisliti koliko su posla napravili!) bila je specifikacija paneuropske mobilne komunikacijske mreže predstavljena 1990. godine, tzv. Globalni sustav mobilnih komunikacija ili samo GSM. A onda je sve bljesnulo kao u kaleidoskopu - prvi GSM operater primao je pretplatnike 1991., početkom 1994. mreže temeljene na dotičnom standardu imale su već 1.3 milijuna pretplatnika, a do kraja 1995. njihov se broj povećao na 10 milijuna! Uistinu, “GSM hara planetom” - trenutno oko 200 milijuna ljudi ima telefone ovog standarda, a GSM mreže mogu se pronaći diljem svijeta.

Pokušajmo shvatiti kako su GSM mreže organizirane i na kojim principima rade. Odmah ću reći da zadatak koji je pred nama nije lak, međutim, vjerujte mi, kao rezultat toga dobit ćemo pravo zadovoljstvo ljepotom tehničkih rješenja koja se koriste u ovom komunikacijskom sustavu.

Izvan okvira razmatranja ostat će dva vrlo važna pitanja: prvo, frekvencijsko-vremensko odvajanje kanala (s ovim se možete upoznati) i, drugo, sustavi za šifriranje i zaštitu prenesenog govora (ovo je toliko specifična i opsežna tema da će joj možda biti posvećen poseban materijal u budućnosti).

Glavni dijelovi GSM sustava, njihova namjena i međusobna interakcija.

Počnimo s najtežim i, možda, dosadnim - razmatranjem kostura (ili, kako kažu na vojnom odjelu moje Alma Mater, blok dijagrama) mreže. Pri opisivanju ću se pridržavati skraćenica na engleskom jeziku prihvaćenih u cijelom svijetu, naravno, dajući njihovo tumačenje na ruskom jeziku.

Pogledajte sl. 1:

Slika 1. Pojednostavljena arhitektura GSM mreže.

Najviše jednostavan dio blok dijagram - prijenosni telefon, sastoji se od dva dijela: same "cijevi" - MI(Mobile Equipment - mobilni uređaj) i pametne kartice SIM (Subscriber Identity Module - modul za identifikaciju pretplatnika), koji se dobiva prilikom sklapanja ugovora s operatorom. Baš kao što svaki automobil ima jedinstveni broj karoserije, mobitel ima svoj broj - IMEI(International Mobile Equipment Identity - međunarodni identifikator mobilni uređaj), koji se može prenijeti na mrežu na zahtjev (više detalja o IMEI možete saznati). SIM , pak, sadrži tzv IMSI(International Mobile Subscriber Identity - međunarodni identifikacijski broj pretplatnik). Mislim da razlika između IMEI I IMSIčisto - IMEI odgovara određenom telefonu i IMSI- određenom pretplatniku.

"Središnji živčani sustav" mreže je N.S.S.(Network and Switching Subsystem - mrežni i komutacijski podsustav), a komponenta koja obavlja funkcije “mozga” naziva se M.S.C.(Mobile services Switching Center - komutacijski centar). Upravo se potonji uzalud naziva (ponekad s težnjom) “centralom”, a također se, u slučaju problema s komunikacijom, optužuje za sve smrtne grijehe. M.S.C. može biti više od jednog na mreži (u ovom slučaju, analogija s višeprocesorskim računalnim sustavima je vrlo prikladna) - na primjer, u vrijeme pisanja, moskovski operater Beeline predstavljao je drugi prekidač (proizvođač Alcatel). M.S.C. bavi se usmjeravanjem poziva, generiranjem podataka za sustav naplate, upravlja mnogim procedurama - lakše je reći što NIJE u nadležnosti switcha nego nabrajati sve njegove funkcije.

Sljedeće najvažnije mrežne komponente, također uključene u N.S.S., nazvao bih HLR(Matični lokacijski registar - registar vlastitih pretplatnika) i VLR(Visitor Location Register - registar kretanja). Obratite pažnju na ove dijelove, ubuduće ćemo ih često spominjati. HLR, ugrubo rečeno, baza podataka svih pretplatnika koji su s dotičnom mrežom sklopili ugovor. Pohranjuje podatke o korisničkim brojevima (brojevi prije svega označavaju gore navedene IMSI, a drugo, tzv MSISDN-Mobilni pretplatnik ISDN, tj. telefonski broj u njegovom uobičajenom smislu), popis dostupnih usluga i još mnogo toga - dalje u tekstu parametri koji se nalaze u HLR.

Za razliku od HLR, koji je jedini u sustavu, VLR Može ih biti nekoliko - svaki od njih kontrolira svoj dio mreže. U VLR sadrži podatke o pretplatnicima koji se nalaze na njenom (i samo njenom!) teritoriju (a ne samo vlastiti pretplatnici, već i roameri registrirani na mreži). Čim korisnik napusti područje pokrivenosti nekih VLR, podaci o njemu kopiraju se u novi VLR, te se uklanja sa starog. Zapravo, između onoga što je dostupno o pretplatniku u VLR i u HLR, ima puno toga zajedničkog - pogledajte tablice u kojima je prikazan popis dugoročnih (tablica 1) i privremenih (tablice 2 i 3) podataka o pretplatnicima pohranjenih u tim registrima. Još jednom skrećem pozornost čitatelja temeljna razlika HLR iz VLR: prvi sadrži podatke o svim pretplatnicima mreže, bez obzira na njihovu lokaciju, a drugi sadrži podatke samo o onima koji su u njegovoj nadležnosti VLR teritoriji. U HLR Za svakog pretplatnika uvijek postoji poveznica na to VLR, koji trenutno radi s njim (pretplatnikom) (dok on sam VLR može pripadati tuđoj mreži koja se nalazi, na primjer, na drugoj strani Zemlje).

1.	Međunarodni identifikacijski broj pretplatnika ( IMSI)
2.	Telefonski broj pretplatnika u uobičajenom smislu ( MSISDN)
3.	Kategorija mobilne stanice
4.	Ključ za identifikaciju pretplatnika ( Ki)
5.	Vrste pružanja dodatnih usluga
6.	Indeks zatvorene grupe korisnika
7.	Kôd za zaključavanje zatvorene grupe korisnika
8.	Sastav glavnih poziva koji se mogu prenijeti
9.	Upozorenje pozivatelja
10.	Identifikacija pozivanog broja
11.	Raspored
12.	Obavijest o pozvanoj strani
13.	Kontrola signalizacije pri povezivanju pretplatnika
14.	Obilježja zatvorene grupe korisnika
15.	Prednosti zatvorene grupe korisnika
16.	Ograničeni odlazni pozivi u zatvorenoj grupi korisnika
17.	Maksimalni iznos pretplatnika
18.	Korištene lozinke
19.	Klasa prioritetnog pristupa

Tablica 1. Kompletan sastav dugoročnih podataka pohranjenih u HLR I VLR.

1.	Mogućnosti provjere autentičnosti i šifriranja
2.	Privremeni broj mobilni pretplatnik (TMSI)
3.	Adresa registra kretanja u kojem se pretplatnik nalazi ( VLR)
4.	Zone kretanja mobilne stanice
5.	Broj mobitela primopredaje
6.	Status registracije
7.	Tajmer bez odgovora
8.	Sastav trenutno korištenih lozinki
9.	Komunikacijska aktivnost

Tablica 2. Potpuni sastav privremenih podataka pohranjenih u HLR.

Tablica 3. Potpuni sastav privremenih podataka pohranjenih u VLR.

N.S.S. sadrži još dvije komponente - AuC(Authentication Center – centar za autorizaciju) i EKS(Equipment Identity Register - registar identifikacije opreme). Prvi blok se koristi za postupke provjere autentičnosti pretplatnika, a drugi je, kao što ime sugerira, odgovoran za dopuštanje rada na mreži samo ovlaštenim mobitelima. O radu ovih sustava detaljnije će se govoriti u sljedećem odjeljku posvećenom registraciji pretplatnika na mreži.

Izvršni, da tako kažemo, dio mobilne mreže jest BSS(Base Station Subsystem - podsustav bazne stanice). Ako nastavimo analogiju s ljudskim tijelom, onda se ovaj podsustav može nazvati udovima tijela. BSS sastoji se od nekoliko "ruka" i "nogu" - BSC(Base Station Controller - kontroler bazne stanice), kao i mnogi "prsti" - BTS(Base Transceiver Station - bazna stanica). Bazne stanice se mogu promatrati posvuda - u gradovima, poljima (skoro sam rekao "i rijekama") - zapravo, to su jednostavno prijemni i odašiljački uređaji koji sadrže od jednog do šesnaest emitera. Svaki BSC kontrolira cijelu grupu BTS te je odgovoran za upravljanje i distribuciju kanala, razinu snage baznih stanica i slično. Obično BSC ne postoji samo jedna u mreži, već cijeli skup (postoje stotine baznih stanica).

Radom mreže upravlja se i koordinira pomoću OSS-a (Operating and Support Subsystem). OSS se sastoji od svih vrsta servisa i sustava koji kontroliraju rad i promet – kako čitatelja ne bismo preopterećivali informacijama, o radu OSS-a nećemo govoriti u nastavku.

Online registracija.

Svaki put kada uključite telefon nakon odabira mreže, počinje postupak registracije. Razmotrimo najopćenitiji slučaj - registraciju ne u matičnoj mreži, već u tuđoj, takozvanoj gostujućoj mreži (pretpostavit ćemo da je usluga roaminga dopuštena pretplatniku).

Neka se mreža nađe. Na zahtjev mreže, telefon odašilje IMSI pretplatnik IMSI počinje kodom zemlje "registracije" svog vlasnika, nakon čega slijede brojevi koji definiraju kućnu mrežu, a tek onda - jedinstveni broj određenog pretplatnika. Na primjer, početak IMSI 25099... odgovara ruski operater Najkraći put. (250-Rusija, 99 - Beeline). Po broju IMSI VLR mreža za goste identificira kućnu mrežu i povezuje se s njom HLR. Potonji prenosi sve potrebne informacije o pretplatniku VLR koji je podnio zahtjev i postavlja poveznicu na ovo VLR, tako da ako je potrebno, znate "gdje tražiti" za pretplatnika.

Vrlo je zanimljiv postupak utvrđivanja autentičnosti pretplatnika. Tijekom registracije AuC kućna mreža generira 128-bitni slučajni broj - RAND, poslan na telefon. Iznutra SIM pomoću ključa Ki(identifikacijski ključ - isto kao IMSI, sadržano je u SIM) i identifikacijski algoritam A3, izračunava se 32-bitni odgovor - SRES(Signed RESult) pomoću formule SRES = Ki * RAND. Potpuno isti izračuni izvode se istovremeno u AuC(prema odabranom iz HLR Ki korisnik). Ako SRES, izračunato u telefonu, podudarat će se s SRES, izračunato AuC, tada se postupak autorizacije smatra uspješnim i pretplatnik je dodijeljen TMSI(Temporary Mobile Subscriber Identity - privremeni mobilni pretplatnički broj). TMSI služi isključivo za povećanje sigurnosti interakcije pretplatnika s mrežom i može se povremeno mijenjati (uključujući promjenu VLR).

Teoretski, prilikom registracije treba prenijeti i broj IMEI, ali imam velike sumnje oko toga što moskovski operateri prate IMEI telefona koje koriste pretplatnici. Razmotrimo određenu "idealnu" mrežu koja funkcionira onako kako su zamislili kreatori GSM-a. Dakle, po primitku IMEI mreže, on je poslan EKS, gdje se uspoređuje s tzv. “listama” brojeva. Bijeli popis sadrži telefonske brojeve ovlaštene za korištenje, crni popis sastoji se od IMEI telefoni, ukradeni ili iz bilo kojeg drugog razloga nedopušteni za korištenje te, na kraju, siva lista - “telefoni” s problemima čiji rad sustav rješava, ali koji se stalno prate.

Nakon postupka identifikacije gosta i interakcije VLR s domom HLR pokreće se brojač vremena, postavljajući trenutak ponovne registracije u nedostatku komunikacijskih sesija. Obično točka obavezna registracija je nekoliko sati. Ponovna registracija je neophodna kako bi mreža dobila potvrdu da je telefon još uvijek unutar njezinog područja pokrivenosti. Činjenica je da u stanju pripravnosti "slušalica" samo prati signale koje emitira mreža, ali sama ne emitira ništa - proces prijenosa počinje tek kada se uspostavi veza, kao i tijekom značajnih kretanja u odnosu na mrežu ( o tome će se detaljno raspravljati u nastavku) - u takvim slučajevima, mjerač vremena koji odbrojava do sljedeće ponovne registracije počinje ponovno. Stoga, ako telefon "ispadne" iz mreže (na primjer, baterija je bila isključena ili je vlasnik uređaja ušao u podzemnu željeznicu bez isključivanja telefona), sustav neće znati za to.

Svi korisnici su nasumično podijeljeni u 10 jednakih klasa pristupa (numeriranih od 0 do 9). Osim toga, postoji nekoliko posebnih razreda s brojevima od 11 do 15 (razne vrste hitnih i hitne službe, mrežno osoblje). Podaci o klasi pristupa pohranjeni su u SIM. Poseban, klasa 10 pristupa, omogućuje hitne pozive (na 112) ako korisnik ne pripada niti jednoj dopuštenoj klasi, odnosno nema IMSI (SIM). U hitnim slučajevima ili preopterećenosti mreže, nekim razredima može biti privremeno uskraćen pristup mreži.

Teritorijalna podjela mreže i predati.

Kao što je već spomenuto, mreža se sastoji od mnogih BTS- bazne stanice (jedna BTS- jedna "ćelija", stanica). Kako bi se pojednostavio rad sustava i smanjio servisni promet, BTS grupirani u grupe – domene tzv LA.(Location Area - područja lokacije). Svaki LA. odgovara vašem kodu LAI(Identitet lokacijskog područja). Jedan VLR može kontrolirati nekoliko LA.. I točno LAI uklapa se VLR za postavljanje lokacije mobilnog pretplatnika. Ako je potrebno, u odgovarajućem LA.(a ne u zasebnoj ćeliji, napomena) pretplatnik će biti pretraživan. Kada pretplatnik prijeđe iz jedne ćelije u drugu unutar iste LA. preupis i promjena evidencije u VLR/HLR ne obavlja, nego čim on (pretplatnik) uđe na tuđe područje LA. kako počinje interakcija telefona s mrežom. Svaki je korisnik vjerojatno čuo povremene smetnje više od jednom (kao što je gunđanje-gunđanje---gunđanje-gunđanje---gunđanje-gunđanje--gunđanje-gunđanje :-)) u glazbenom sustavu svog automobila s telefona u stanju mirovanja - često je to posljedica preregistracije prilikom prelaska granice LA.. Prilikom mijenjanja LA. briše se stari pozivni broj VLR i zamjenjuje se novim LAI, ako sljedeći LA. kontrolira drugi VLR, tada će biti promjena VLR i ažuriranje unosa u HLR.

Općenito govoreći, podjela mreže na LA. prilično težak inženjerski problem koji se rješava prilikom izgradnje svake mreže pojedinačno. Premalen LA. dovest će do čestih preregistracija telefona i posljedično do povećanja prometa raznih vrsta servisnih signala i dr. brzo pražnjenje baterije za mobitele. Ako to uradiš LA. velika, tada ako je potrebno povezati se s pretplatnikom, pozivni signal će se morati poslati svim ćelijama uključenim u LA., što također dovodi do neopravdanog povećanja prijenosa servisnih informacija i preopterećenja internih mrežnih kanala.

Sada pogledajmo vrlo lijep algoritam tzv predati`ra (ovo je naziv za promjenu kanala koji se koristi tijekom procesa povezivanja). Tijekom razgovora na mobilnom telefonu, zbog niza razloga (odmicanje slušalice od bazne stanice, višestazne smetnje, prelazak pretplatnika u tzv. shadow zonu i sl.), snaga (i kvaliteta) signal se može pogoršati. U tom slučaju, prebacit će se na kanal (možda drugi BTS) Sa najbolja kvaliteta signal bez prekida trenutne veze (dodat ću - ni sam pretplatnik ni njegov sugovornik u pravilu ne primjećuju što se dogodilo predati`a). Primopredaje se obično dijele u četiri vrste:

• mijenjanje kanala unutar jedne bazne stanice
• mijenjanje kanala jedne bazne stanice u kanal druge stanice, ali pod patronatom iste BSC.
• prebacivanje kanala između baznih stanica kojima upravljaju različiti BSC, ali jedan M.S.C.
• prebacivanje kanala između baznih stanica, za koje ne samo različite BSC, ali također M.S.C..

Općenito, provođenje predati`a - zadatak M.S.C.. Ali u prva dva slučaja, nazvana interna predati Kako bi se smanjilo opterećenje sklopke i servisnih vodova, kontrolira se proces promjene kanala BSC, A M.S.C. samo obavještava o onome što se dogodilo.

Tijekom razgovora mobilni telefon neprestano prati razinu signala susjednih BTS(popis kanala (do 16) koje treba nadzirati postavlja bazna stanica). Na temelju tih mjerenja odabire se šest najboljih kandidata o kojima se konstantno (barem jednom u sekundi) prenose podaci BSC I M.S.C. organizirati eventualno prebacivanje. Postoje dvije glavne sheme predati`a:

• "Najniži način prebacivanja" (Minimalna prihvatljiva izvedba). U tom slučaju, kada se kvaliteta komunikacije pogorša, mobilni telefon povećava snagu svog odašiljača što je duže moguće. Ako se, unatoč povećanju razine signala, veza ne poboljša (ili je snaga dosegla svoj maksimum), tada predati.
• "Način rada za uštedu energije" (Proračun snage). Istodobno, snaga odašiljača mobilnog telefona ostaje nepromijenjena, a ako se kvaliteta pogorša, mijenja se komunikacijski kanal ( predati).

Zanimljivo, ne samo da mobilni telefon može pokrenuti promjenu kanala, već i M.S.C., primjerice, za bolju distribuciju prometa.

Usmjeravanje poziva.

Razgovarajmo sada o tome kako se preusmjeravaju dolazni pozivi s mobilnog telefona. Kao i prije, razmotrit ćemo najopćenitiji slučaj, kada je pretplatnik unutar područja pokrivenosti mreže za goste, registracija je bila uspješna, a telefon je u stanju pripravnosti.

Kada se primi zahtjev (Sl. 2) za povezivanje sa žičanog telefonskog (ili drugog mobilnog) sustava na M.S.C. kućna mreža (poziv "nalazi" potreban prekidač biranim brojem mobitela MSISDN, koji sadrži kod zemlje i mreže).

Slika 2 Interakcija glavnih mrežnih blokova kada stigne dolazni poziv.

M.S.C. prosljeđuje na HLR broj ( MSISDN) pretplatnik. HLR, zauzvrat, upućuje zahtjev za VLR gostujuća mreža u kojoj se pretplatnik nalazi. VLR odabire jednu od onih koje joj stoje na raspolaganju MSRN(Mobile Station Roaming Number - broj mobilne stanice u “roamingu”). Ideologija destinacije MSRN vrlo je sličan dinamičkoj dodjeli IP adresa kod dial-up pristupa Internetu putem modema. HLR kućna mreža prima od VLR dodijeljen pretplatniku MSRN i, prateći ga IMSI korisnika, prenosi na prekidač kućne mreže. Posljednja faza uspostavljanja veze je usmjeravanje poziva nakon čega slijedi IMSI I MSRN, mrežni prekidač za goste, koji generira poseban signal koji se prenosi preko PAGCH(PAGEr Channel - pozivni kanal) u cijelosti LA. gdje se pretplatnik nalazi.

Usmjeravanje odlaznih poziva ne predstavlja ništa novo niti zanimljivo s ideološke strane. Navest ću samo neke od dijagnostičkih signala (Tablica 4) koji ukazuju na nemogućnost uspostavljanja veze, a koje korisnik može dobiti kao odgovor na pokušaj uspostavljanja veze.

Tablica 4. Glavni dijagnostički signali o pogrešci prilikom uspostavljanja veze.

Zaključak

Naravno, ništa na svijetu nije savršeno. Gore razmotreni GSM mobilni sustavi nisu iznimka. Ograničen broj kanala stvara probleme u poslovnim centrima velegradova (i u U zadnje vrijeme, obilježeno brzim rastom baze pretplatnika, i na njihovoj periferiji) - da biste uputili poziv, često morate čekati da se opterećenje sustava smanji. Niska, prema modernim standardima, brzina prijenosa podataka (9600 bps) ne dopušta slanje velikih datoteka, a da ne spominjemo video materijale. A mogućnosti roaminga nisu tako neograničene - Amerika i Japan razvijaju vlastite, nekompatibilne s GSM-om, digitalni sustavi bežična komunikacija.

Naravno, prerano je reći da su GSM-u odbrojani dani, ali ne može se ne primijetiti pojava tzv. 3G-sustavi koji predstavljaju početak nove ere u razvoju mobilne telefonije i lišeni su navedenih nedostataka. Kako bih volio gledati nekoliko godina unaprijed i vidjeti kakve ćemo sve mogućnosti dobiti od novih tehnologija! No, ne čeka se tako dugo - početak komercijalnog rada prve mreže treće generacije zakazan je za početak 2001. godine... No kakva je sudbina novim sustavima - eksplozivan rast, poput GSM-a, ili propast i uništenje, kao Iridium, vrijeme će pokazati...