GSM sítě V
Přidělování kanálů
Právě proto není připojení uživatele snadný problém. V GSM, stejně jako u většiny ostatních buňkových systémů, kde uživatel, který právě nehovoří, musí koncové zařízení poslouchat zvláštní kanál. Tento kanál přenáší zvláštní zprávy sdělující, zda je uživatel volán. Situace se zjednodušuje tím, že zpráva je předávána pouze v aktivní buňce.
Navázání spojení přechází procedura, kdy mobilní telefon požádá o přidělení kanálů. Tato komunikace probíhá u systémů GSM ve speciálním kanálu. Kanál je společný pro všechna připojená zařízení. Kanál alokovaný touto procedurou je nazýván „DEDICATED CHANNEL“. Stručně si tyto stavy můžeme zopakovat:
· IDLE MÓD
o Mobilní telefon naslouchá tzv. broadcast kanál, nemá přidělen žádný vlastní kanál
· DEDICATED MÓD
o Je alokován obousměrný kanál nutný pro komunikaci umožňující přenos mezi mobilním zařízením a pevnou infrastrukturou v obou směrech.
Problematika s přidělováním kanálů bude popsána později.
Rozdělení oblastí
Možnost pohybu uživatelů sítě GSM je hlavním zdrojem rozdílů mezi touto technologií a klasickou telefonií. Tyto rozdíly se týkají hlavně příchozího hovoru. V pevných sítích je vždy jasné, jaké cesty pro přenos mohou být použity. V mobilním systému je nejprve nutné zjistit, kde se volaný účastník nachází a až poté je možno hledat optimální cestu pro sestavení spojení. K tomu je využívána jednoznačná identifikace buňky (základnové stanice). V praxi mohou být k nalezení volaného účastníka použity tři metody.
V prvním případě mobilní stanice ohlašuje každou změnu své polohy (změnu buňky) síti. V tomto případě je sestavení hovoru velmi rychlé.
Další metodou je odeslání speciální zprávy ve všech buňkách, kdy síť požaduje ohlášení konkrétní mobilní stanice.
Třetí metoda je kombinací dvou předchozích. V síti existují jakési oblasti (skupiny buněk – LOCATION AREA). Mobilní telefon je schopen si zjistit na jakou buňku je připojen a v jaké oblasti se nachází. Pokud se přepojí na jinou BTS uvnitř jedné oblasti, neodesílá žádnou zprávu. Pokud ovšem MT přejde do jiné oblasti, informuje o tom síť, jeho pozice je zaznamenána ve VLR – viz dále.
Posledně jmenovaná metoda má tu výhodu, že při sestavování spojení je speciální hromadná zpráva posílána pouze v rámci té oblasti, ke které je MT přihlášen. To umožňuje zasílání menšího počtu hromadných zpráv v síti. GSM využívá právě tuto metodu.
HANDOVER
Předchozí část popisovala způsob jakým je vyhledáváno mobilní zařízení v klidovém stavu. Ke změnám pozice uvnitř sítě může však docházet i během sestavování hovoru a také při spojení. K přepnutí na jinou buňku dochází vždy, když je signál z aktivní základnové stanice příliš nízký a je možné se připojit na jinou, vhodnější. V některých oblastech s velkým vytížením a tedy velkým množstvím základnových stanic se tyto situace stávají velmi často.
Proces přepojování na jinou BTS během hovoru se nazývá HANDOVER. Než se však MT přehlásí na další základnovou stanici, musí být alokovány kanály pro přenos. Ve většině případů se to podaří s takovou rychlostí, že hovořící účastník změnu ani nezaznamená.
ROAMING
V systémech pevných linek je rozhodnutí, která síť bude poskytovat požadované služby provedeno ihned po připojení ke službě a toto se dále nemění. S nástupem mobilní telefonie se objevil problém, jak to bude s poskytování služeb v zahraničí, mimo vlastní síť. Možnosti odběru služeb i v těchto oblastech je však jednou z motivací vzniku GSM technologie. Řešením jsou dohody o kooperaci mezi jednotlivými národními operátory, kteří poskytují služby o stejném rozsahu, jako kdyby se účastník nacházel s vlastní síti. Samozřejmou podmínkou je kompatibilní technické zázemí a systém poskytování služeb. Samozřejmě musí být mezi sítěmi přenášeny informace o pozici MT a rozsahu požadovaných služeb.
Jedním z hlavních problémů v minulosti bylo použité frekvenční pásmo. Ve Velké Británii a některých dalších částech světa bylo rozhodnuto o používání DSC1800, kdežto v Evropě se používalo pouze pásmo GSM900. Dnes je již používají obě technologie zároveň a také mobilní telefony už umožňují komunikovat v obou. Operátoři toho čile využívají pro zvětšení kapacity sítě. I přesto se však v některých částech světa používají jiné frekvence.
Komponenty sítě
Jak už bylo uvedeno v předchozím textu, skládá se každá mobilní síť nejenom ze zařízení umožňujících rádiový přenos, ale také ze zařízení pro spojování, autorizaci účastníka a dalších. Situaci v sítí nám popisuje následující obrázek.
BTS – BASE TRANSFER STATION
Základnová stanice - zabezpečují radiové spojení s MS, modulaci a demodulaci signálu, kódování a opravu chyb, měření signálu atd. Zároveň je v kontaktu se svým přiděleným řídícím členem, tedy BSC.
Základnová stanice tedy kombinuje příjem a vysílání rádiových vln k a od mobilního telefonu, obsahuje jednu nebo častěji více antén pro příjem a vysílání. Dnes je lze najít podle 3 typických desek na střechách výškových bodů, nebo stožárech. Každá z desek umožňuje pracovat na 3-5 nosných a umožňuje vytvořit 20 – 40 souběžných komunikačních kanálů. Redukcí vysílaného výkonu můžeme dosáhnout podstatného snížení ceny BTS ale také vlivu na okolní i vzdálené BTS. Současně s menším vysílacím výkonem a vyšším počtem BTS je možné dosáhnout větší hovorové kapacity.
BSC – BASE STATION CONTROLLER
BSC lze jednoduše popsat jako řadič základnových stanic. Každý tento řadič má „na starosti“ několik základnových stanic. Řídí přidělování rádiových prostředků mezi mobilním telefonem a základnovou stanicí, hlavně alokaci a uvolňování radiových kanálů a samozřejmě také Hannover. BSC je na jedné straně připojen s NSS (vysvětleno dále) a na druhé straně samozřejmě k samotným základnovým stanicím. Často se tak děje přes mikrovlnné spoje).
Prakticky je BSC switch s vestavěným kontrolérem umožňujícím řídit přepínání, řídit přidělování rádiových prostředků a samozřejmě Hannover.
BSS – BASE STATION SUBSYSTEM
Subsystém základnových stanic. Jedná se o celek BSC a k němu přidružených BTS. Důležitou částí BSS je také TRAU – transkódovací jednotka, která překóduje datový tok hlasu z 13kb/s na 16kb/s nebo 64kb/s. To kde je umístěna není však vždy jasné. Často bývá umístěna u BTS a někdy také až na cestě mezi BSC a NSS.
MSC – MOBILE SWITCHIN CENTER
Jedná se téměř o klasickou mobilní ústřednu jako v pevných sítích. Umožňuje spojování hovorů v rámci své vlastní sítě i do a z sítí ostatních (pro komunikaci z a do ostatních sítí musí být nakonfigurována jako GMSC. MSC je připojena přímo na BSC, kontroluje tedy přidělené kanály. Zároveň díky připojení na vnitřní registry umožňuje záznam účtování hovorů.
HLR – HOME LOCATION REGISTER
HLR je registr střádající data o účincích vlastní sítě. Každý spojovací subsystém (NSS) obsahuje minimálně jeden HLR. V něm se ukládají například IMSI, údaje o tom jaké služby mohou být účastníkovi poskytnuty. Aktuální VLR (viz dále) do kterého je přihlášen. Protože v zemi operátora může být více HLR (více NSS), je informace o zákazníkovi uvedena pouze v jednom z nich a to bývá většinou HLR na území kde byla zakoupena SIM karta a nebo místo určené jiným způsobem. Protože údaje nejsou duplikovány do jiných HLR mohou ostatní MSC nepříslušející do dané NSS přistupovat do všech HLR ve všech oblastech.
VLR – VISITOR LOCATION REGISTER
Opět je to součást NSS. Uchovává podobné informace jako HLR, ovšem pouze k účastníkům přihlášeným k BTS příslušejících k dané MSC. Po přihlášení účastníka jsou data překopírována z HLR do VLR je přiděleno dočasné identifikační číslo TMSI. VLR je velmi často vestavěn už přímo v MSC, na rozdíl od HLR, což je ve většině případů samostatný počítač.
AuC - Authentication Centre
Ve valné většině případů je součástí HLR. Jedná se o zvláštní chráněnou databázi účastníků a jejich klíčů. Tato databáze se používá k ověřování účastníků při zahájení komunikace. Tím lze zabránit zneužití sítě. Primárním klíčem databáze AuC je IMSI, dle něho se vyhledává. Informace jsou využívány v několika MSC a HLR.
EIR – EQUIPMENT INDENTIFY REGISTER
EIR je registr mobilních zařízení. Obsahuje jejich IMEI čísla a tak lze například v případě krádeže zamezit používání mobilního telefonu v dané sítí. Není ale žádný problém s jednoduchým HW IMEI změnit a vyhnou se tak jeho zablokování. Mnohdy ale narazíme na kousky kde je IMEI pevně nastaveno výrobcem a nelze ho měnit.
OSS – Operation and Support Subsystem
Provozní a podpůrný subsystém se celek sestávající z:
· Provozní se servisní centrum.
o Slouží pro řízení NSS a BSS a za chod jejich částí
· Centrum managementu sítě.
o Monitoruje mobilní stanice a řídí jejich provoz
· Administrativní centrum.
o Administrace účastníků (tarifikace, účtování a jiné…)
NSS – NETWORK SWITCHING SUBSYSTEM
Síťový a spínací subsystém je jakási ústředna zajišťující spojování a autorizaci účastníků. Skládá se z již popsaných bloků MSC, VLR, HLR, AuC, EIR.
Komentovat článek
Komentáře k článku
článek zatím nikdo nekomentoval
