Architektura sítě GSM

GSMSystém GSM je navržen tak, aby nebyl uzavřený a autonomní, ale aby umožňoval přístup do dalších externích sítí. Architekturu můžeme rozdělit do několika subsystémů. Subsystém základnových stanic BSS (Base Station SubSystem) je rádiový subsystém, se kterým prostřednictvím rádiového rozhraní Um přímo komunikuje s MS (Mobile Station). Síťový a spínací subsystém NSS (Network and Switching Subsystem) je hlavní pevná část sítě GSM. Obsahuje radiotelefonní ústřednu s rozšířenými úkoly a funkcemi. Operační podpůrný systém OSS (Operation Support Subsystem) zajišťuje servis a koordinuje činnost celého systému GSM. Každý subsystém se skládá z několika bloků, jak je vidět na obrázku 4.

Obr. 4: Architektura sítě GSM

 

Mezi subsystémy existují pevně definovaná rozhraní. Rozhraní mezi MS a BTS označujeme jako rozhraní Um. Mezi blokem BTS a BSC (Base Station Controler) existuje rozhraní A-bis. Přenosová rychlost na tomto rozhraní je 16 kbit/s. Rozhraní A se nachází mezi blokem TRAU (Transcoder And Rate Adaptor Unit) a MSC (Mobile Switching Centre). Blok TRAU dokáže multiplexovat čtyři rychlosti 16 kbit/s, tím nám vznikne rychlost 64 kbit/s, která je na rozhraní A. Funkce bloků architektury GSM je popsána níže.

BTS – Základnová stanice BTS je osazena jedním nebo více transceivery. Každý transceiver obsahuje přijímací anténu, vysílací anténu a řídící logickou jednotku. BTS zajišťuje spojení s mobilní stanici MS přes radiové rozhraní Um . Jestliže je signál vysílán do všech směrů mluvíme o všesměrové buňce. U systému GSM se kvůli zvětšení kapacity sítě využívají tří sektorové buňky v jedné BTS, každý sektor vyzařuje signál pod úhlem 120°.

BSC – BSC je blok v subsystému, který řídí provoz radiových stanic BTS. BSC vykonává některé spojovací funkce, řídí rádiové spojení, reguluje výkon, umožňuje frekvenční skoky a přepínání hovorů, handover.

TRAU – Transkódovácí jednotka mění přenosovou rychlost hovorového signálu s 13 kbit/s na 16 kbit/s. TRAU může být umístěna v základnové stanici BTS nebo v BSC. Pro komunikaci na rozhraní A-bis mezi BSC a MSC se používá přenosová rychlost 64 kbit/s, proto musíme multiplexovat čtyři kanály s rychlosti 16 kbit/s.

MSC – Mobilní radiová ústředna je základním prvkem celého systému GSM, můžeme ji přirovnat ke klasické telefonní ústředně pevné telefonní sítě. MSC zabezpečuje nastavování, směrování, řízení a ukončování hovorů, přechod na jinou MSC, doplňkové služby a ukládá informace o hovorech. Dále umožňuje spojení např. mezi GSM sítí a veřejnou telefonní sítí PSTN (Public Switched Telephone Network), ISDN (Integrated Services Digital Network) nebo datovou sítí.

HLR (Home Location Register) – Je databáze operátora sítě, ve které jsou uloženy data všech jeho uživatelů. Obsahuje informace o službách, ke kterým má uživatel přístup. Dále je v HLR uloženo identifikační číslo IMSI (International Mobile Subscriber Identity) a momentální lokalizace v sítí GSM. VLR (Visitor Location Register) – VLR je návštěvnický lokační registr, ve kterém jsou uloženy aktuální informace o účastnicích sítě, kteří se pohybují v dané MSC. Po opuštění dané MSC se informace o účastníkovi ruší.

EIR (Equipment Identity Register) – Tento registr zaznamenává informace o odcizených nebo neoprávněně užívaných mobilních stanicích. V celé síti má operátor jen jeden registr EIR.

AuC (Authentication Centre) – Centrum autentičnosti AuC slouží k ověření totožnosti účastníka před každým přihlášením do sítě. V databázi AuC jsou uloženy algoritmy A3 a A5 a ověřovací klíč Ki každého účastníka, který je potřebný pro zabezpečený přístup.

OMC (Operation and Maintenance Centre) – Provozní a servisní centrum OMC zajišťuje řízení a provoz hardwaru BSS a NSS. Sleduje registraci účastníků, monitoruje mobilní stanice a řeší tarifování hovorů.

  .

 

Seriál o GSM: 4 díly o základech GSM a buňkových sítích

Historie buňkové radiotelefonní sítě (1. díl)

Princip buňkové radiotelefonní sítě (2. díl)

GSM – Global System for Mobile (3. díl)



Příspěvek byl publikován v rubrice VZDĚLÁVÁME SE se štítky , , , , . Můžete si uložit jeho odkaz mezi své oblíbené záložky.

Napsat komentář