25.3 Gsm уялы байланыс стандартынын курылымдык схемасы

GSM стандарты - Global System of Mobile communication – мобильдік байланыстын бүкілалемдік жүйесі. GSM стандартынын уялы мобильдік байланысынын цифрлык жүйесі екінші урпактын уялы жүйесін білдіреді. GSM желілері үш негізгі болікке болінеді: Мобильді станция (Mobile Station), мобильді станциямен радио байланысын баскаратын Базалык Станция жүйешесі (Base Station Subsystem), жане негізгі болімдері Коммутация мен мобильдік байланыс куралдарын баскару орталыгы (Mobile Services Switching Center) болып табылатын Желі жүйешесі (Network Subsystem). Берілген суретте желідегі операциялардын дурыстыгы мен жана желілердін жумыска дайындыгына жауап беретін Операция жане колдау орталыгы (Operations and Maintenance Center) корсетілмеген. Мобильдік станция мен Базалык станция Um-интерфейс (Um-interface) аркылы катынасады, онын ауе интерфейсі (air interface) жане радио косылу (radio link) деген аттары бар. Базалык станция Коммутация мен баскару орталыгымен А-интерфейс (A-interface) аркылы катынасады

GSM желісінін курылымдык сулбасы

GSM стандартындагы функционалды курылымдар мен интерфейстер 1.5 суретте корсетілген. MSC (Mobile Switching Centre) – жылжымалы байланыстын коммутация орталыгы; BSS (Base Station System) – базалык станциянын кондыргысы; ОМС (Operations and Maintenance Centre) – баскару жане кызмет ету орталыгы; MS (Mobile Stations) – жылжымалы станциялар. Мобильдік станция. Мобильдік станция (MS) мобильді жабдык (терминал) мен SIM-картадан турады. BSS екі негізгі боліктен турады: а)базалык станция трансивері (BTS – Base Tranceiver Station);б) базалык станция контроллері (BSC – Base Station Controller). Олар стандартталган Abis-интерфейс (Abis-interface) аркылы катынасады. BTS уяшык олшемін аныктайтын жане мобильдік станциямен хабар алмасу хаттамаларын баскаратын радиотрансиверден турады. Үлкен кала аудандарында коп BTS жумыс істей алады. BSC бір не бірнеше BTS радиоресурстарын баскарады. Ол радиоарна орнатуды, жиілік ауысуын, арна немесе уяшык ауысу процесін бакылайды.

Желі жүйешесі. Желі жүйешесінін (Network Subsystem) орталык компоненті Коммутация жане баскару орталыгы (MSC) болып табылады. MSC тура PSTN немесе ISDN сиякты желілердін жай коммутация түйіні сиякты жумыс істейді, бірак абоненттін жылжымалылыгын баскару үшін кажетті косымша функциялары бар: абонентті тіркеу (registration), абонент авторизациясы (authentication), орын ауыстыру процедурасы (location updating), уяшык пен арна ауыстыру процедурасы (handover), шакыру маршруттауы (call routing). MSC белгіленген (фиксированный) желілерге (PSTN мен ISDN) косылуга мүмкіндік береді. Оз абоненттері мен конактардын реестрі (HLR – Home Location Register, VLR – Visitor Location Register) Коммутация мен Баскару орталыгымен (MSC) бірге GSM желісі абоненттерінін маршруттауы мен орын ауыстыру мүмкіндігін колдайды. HLR-да сайкес GSM желісінде тіркелген абоненттін аркайсысы жайлы бүкіл администрациялык акпарат пен агымдагы мекен-жайы (location) жайлы акпараты болады. Бір HLR бір GSM желісіне сайкес, HLR-ді үлестірілген деректер базасы түрінде жүзеге асыруга болады. VLR озі бакылайтын берілген географиялык аймактагы «конактайтын» абоненттер жайлы акпараттар сактайды. Бул акпарат шакыруды баскару жане абонентке кажетті кызмет корсету үшін кажет. Жылжымалы станциянын бір аймактан екіншісіне орын ауыстыруды бакылауга мүмкіндік беретін екінші негізгі курылгы - VLR орын ауыстыру регистрі. Сонын комегімен HLR аркылы баскарылатын аймактан тыс жылжымалы станцияны функционирлеуге кол жеткізіледі. Орын ауыстыру процесі кезінде жылжымалы станция базалык станция тобын біріктіретін BSC базалык станциясынын, бір контроллердін жумыс істеу аймагынан баска BSC-нын жумыс істеу аймагына отеді, ол жана BSC-мен тіркеледі жане VLR- ге шакыруларды жеткізуді камтамасыз ететін байланыс аймагынын номірі туралы акпарат енгізіледі. VLR "кангыма" байланыс станцияларынын (MSRN) номірін косып алуды камтамасыз етеді. Жылжымалы станция кіріс шакыруларды кабылдаган кезде, VLR оны MSRN-ге тандайды жане оны жылжымалы абоненттерінін жанында орналаскан базалык станцияларга осы шакырудын маршрутизациясын камтамасыз ететін MSC-ге таратады. VLR байланысты бір MSC-ден екіншісіне тарату кезінде баскаруды таратудын номірін үлестіреді. Одан баска, VLR жана TMSI-ді үлестіруді баскарады жане оларды HLR-ге таратады. Ол шакыруды ондеу кезіндегі дурыстыкты орнату процедураларын баскарады. TMSI операторынын шешімі бойынша, абоненттерді идентификациялау процедурасын киындату үшін периодты түрде озгеріп отырады. VLR маліметтер базасына енгізу мүмкіндігі IMSI, TMSI немесе MSRN аркылы жүзеге асырылады. Жалпы алганда VLR HLR-дегі туракты сураныстарды шыгаруга мүмкіндік беретін абонент орналаскан осы аймак үшін жылжымалы абонент туралы локальді маліметтер базасын білдіреді. Арбір жылжымалы абонент байланыс жүйесін колдану уакытында халыкаралык идентификациялык номірден (IMSI), аутентификациялык жеке кілтінен (Ki), аутентификация алгоритмінен (A3) куралатын абоненттін дурыстыгынын (SIM) стандартты модулін алады. SIM-да жазылган акпараттын комегімен жылжымалы станция мен желі арасындагы озара алмасу натижесінде аутентификациянын толык циклы жүзеге асырылады жане желіге абоненттін енуі руксат етіледі. ЕС – радиоканал жане GSM желісін косатын тарату трактісінде физикалык устап калудагы барлык телефон каналдары (узыкдыкка тауелсіз) үшін PSTN жагынан MSC колданылады. ОМС – пайдалану жане техникалык кызмет орталыгы, ол желідегі баска компоненттерді бакылау мен баскаруды камтамасыз ететін жане онын жумысынын сапасын баскаратын GSM желісінін орталык элементі болып табылады. ОМС GSM желісінін баска компоненттерімен Х.25 хаттамасынын пакетті тарату арналары бойымен байланысады. NMC – желіні баскару орталыгы, GSM желісінін рационалды иерархиялык баскаруын камтамасыз етеді. Ол аймактык желілерді баскаруга жауап беретін ОМС орталыктары аркылы колдайтын барлык желілер денгейіндегі пайдалану жане техникалык кызмет корсетуді амтамасыз етеді. NMC – бүкіл желідегі трафикті баскарады жане істен шыгу немесе түйіндердін асып түсуі сиякты киын тотенше жагдайлар кезінде диспетчерлік баскаруды іске асырады. Одан баска ол желі кондыргысында косылган автоматты баскару курылгысынын жагдайын бакылайды жане дисплейде NMC операторлары үшін желінін жагдайын корсетеді.BSS – базалык станциянын кондыргысы, базалык станциянын контроллерінен (BSC) жане базалык станциянын кабылдау-тарату курылгысынан (BTS) турады. BSS радиоканалдардын таралуын баскарады, жалгастыруды бакылайды, олардын тізбектілігін бакылайды, секіретін жиілік жумыс режимін камтамасыз етеді, дабылдын модуляциясы мен демодуляциясын, кодтау мен декодтауды, маліметтер мен шакыруларды, персональді шакырулардын берілу тізбектілігін аныктайды. BSS – MSC, HLR, VLR – мен кейбір функцияларды бірігіп орындайды. Мысалы, MSC бакылауымен каналды босату, бірак MSC шакыру радио богеулер салдарынан базалык станциядан каналды босатуды сурауы мүмкін. BSS жане MSC жылжымалы станциялардын кейбір категориялары үшін бірігіп приоритетті акпаратты беруді орындайды. ТСЕ – транскодер, созді тарату арнасынын жане радиоинтерфейс бойынша GSM усыныстарына (Рек. GSM 04.08) сайкес келетін MSC (64 кбит/с ИКМ) кіріс сигналдарын түрлендіруді жүзеге асырады. Осы талаптарга сайкес цифрлык түрде корсетілген созді тарату жылдамдыгы 13 кбит/с-ті курайды. Цифрлык создік сигналдарды таратудын бул арнасы "толыкжылдамдыкты" деп аталады.