Глобальна система мобільного зв’язку (gsm)
До розробки GSM у Європі використовували велику кількість різних несумісних стільникових технологій першого покоління. AMPS (вдосконалена система мобільного телефонного зв’язку) (американський стандарт, який ще використовують у США, Китаї, Австралії і Південній Америці).
Стандарт GSM був розроблений для впровадження у Європі загальної технології другого покоління, щоб можна було використовувати одні і ті ж абонентські пристрої на цілому континенті.
Системи другого покоління є цифровими, що дає можливість захисту від прослуховування, тому що цифрові дані легко закодувати. Хоча оцифровані дані і мову перетворюють у аналоговий сигнал, щоб передавати їх між мобільним терміналом і БС.
Стандарт GSM появився у 1990 р, тепер подібні системи впроваджені в багатьох країнах світу.
Архітектура мережі GSM.
Лінії Um, Abis і A означають інтерфейси між функціональними елементами,які стандартизовані документами GSM. Це означає, що устаткування різних виробників повинно взаємодіяти.
Мобільна станція
Через інтерфейс Um (радіо інтерфейс) MS з’єднуються з трансивером БС цієї комірки, в якій знаходиться мобільний пристрій (фізичний термінал або пристрій персональної служби), що складається з радіотрансивера, процесора для обробки цифрових сигналів і модуля ідентифікації абонента.
Модуль SIM має вид інтелектуальної карти в якій зберігається ідентифікаційний номер абонента, координати мереж якими можна користуватися, ключі шифрів і інша інформація. Без SIM карти MS принципово майже не відрізняються між собою крім сервісних моментів.
Базова станція
Підсистема базової станції (BSS – base station subsystem) складається з контролера базових станцій і однієї або декількох базових трансиверних станцій.
Кожна базова трансиверна станція визначає комірку, в яку входить радіоантена, радіотрансивер і канал зв’язку з контролером базових станцій. Комірка GSM може мати радіус від 100 м до 35 км в залежності від середовища.
Контролер БС може бути сумісно з базовою трансиверною станцією управляти роботою декількох БТС, тобто декількома комірками.
Контролер резервує частоти, керує переключенням мобільних пристроїв з однієї комірки на іншу в межах однієї підсистеми БС і контролює вибіркове звертання.
Мережева підсистема (ns)
Забезпечує зв’язок між стільниковою мережею і телефонною мережею загального користування.
NS керує переключеннями між комірками, що знаходяться в різних підсистемах базових станцій, розпізнає користувачів і підтверджує достовірність рахунків, а також виконує функції роумінгу мобільних користувачів.
Центральним елементом підсистеми (NS) є мобільний центр комутації, він керує чотирма базами даних.
HLR: база даних регістра вихідного положення (HLR – home location register). В цьому регістрі зберігається інформація, як тимчасова так і постійна, про кожного абонента, який належить системі.
VLR: база даних регістра місцезнаходження відвідувачів (VLR – visitor location register). Місцезнаходження визначається з регістра VLR, в якому введений абонент. В регістрі також зберігається інформація про абонентів, які в даний момент фізично знаходяться в районі обслуговування даного центру комутації. В регістрі є дані, чи активний абонент і інші параметри пов’язані з абонентом. При надходженні дзвінка (виклику) абоненту система використовує зв’язаний з абонентом телефонний номер для розпізнавання вихідного для даного абонента центра комутації. Такий центр комутації, в свою чергу, у своєму регістрі HLR може знайти центр комутації, в зоні дії якого в даний момент фізично знаходиться абонент.
AuC: база даних центра аутентифікації (AuC – authentication center). В ній зберігаються ключі аутентифікації і шифрування для всіх абонентів, що знаходяться як в регістрах вихідного положення, так і в регістрах місцезнаходження відвідувачів. Центр управляє доступом до даних користувачів, а також процесом аутентифікації при під’єднанні абонента до мережі. Дані, які передаються системою GSM шифруються і їх можна вважати конфіденційними. Для шифрування даних від абонента до трансивера базової станції, використовується поточний шифр А5. Розмови в мережі з наземними лініями зв’язку відбуваються без шифрування. Інший поточний шифр А3 використовується для аутентифікації.
EIR: база даних регістра ідентифікації устаткування (EIR – equipment identity register). В такій базі даних зберігаються записи про тип устаткування, яке є на мобільній станції. Ця база також є важливою для безпеки (наприклад для блокування дзвінків з викрадених MS і запобігання використання мережі станціями, які не мають на це дозвіл).