Компоненты сети GSM

Сеть GSM делится на 2 системы. Каждая из этих систем включает в себя ряд функциональных устройств, которые, в свою очередь являются компонентами сети мобильной радиосвязи.

Данными системами являются:

  • Коммутационная система - Switching System (SS)
  • Система базовых станций - Base Station System (BSS)

Каждая из этих систем контролируется компьютерным центром управления. На рис. 1.2 представлена функциональная схема данных систем.

AUC

Authentication Center

Центр аутентификации (проверки подлинности абонента)

BSC

Base Station Controller

Контроллер базовых станций

BTS

Base Transceiver Station

Приёмопередающая базовая станция

EIR

Equipment Identity Register

Регистр идентификации оборудования

HLR

Home Location Register

Опорный регистр местоположения

MS

Mobile Station

Мобильная станция

MSC

Mobile services Station Center

Центр коммутации мобильной связи

NMC

Network Management Center

Центр управления сетью

OMC

Operation and Maintenance Center

Центр технического обслуживания

VLR

Visitor Location Register

Визитный регистр

Система SS выполняет функции обслуживания вызовов и установления соединений, а также отвечает за реализацию всех назначенных абоненту услуг. SS включает в себя следующие функциональные устройства:

  • Центр коммутации мобильной связи (MSC)
  • Опорный регистр местоположения (HLR)
  • Визитный регистр (VLR)
  • Центр аутентификации (AUC)
  • Регистр идентификация оборудования (EIR).

Система ВSS отвечает за все функции, относящиеся к радиоинтерфейсу.  Эта система включает в себя следующие функциональные блоки:

  • Контроллер базовых станций (BSC)
  • Базовую станцию (BTS)

Центр технического обслуживания (OMC) выполняет все задачи по эксплуатационно-техническому обслуживанию для сети, например, из него проводится наблюдение за сетевым трафиком, за аварийными сигналами от всех сетевых элементов.

Из OMC доступ осуществляется как к системе SS, так и к системе BSS.

MS не принадлежит ни к одной из этих систем, но рассматривается как элемент сети.

Зона обслуживания GSM

Зона обслуживания GSM представляет собой всю географическую область, в которой абонент  может получить доступ к сети GSM. Зона обслуживания GSM увеличивается по мере того, как новые операторы подписывают контракты, предусматривающие совместную работу по обслуживанию абонентов. В настоящее время зона обслуживания GSM охватывает с некоторыми промежутками многие страны от Ирландии до Австралии и от Южной Африки до Америки. Международный роуминг – это термин, который применяется в том случае, когда MS перемещается от одной национальной PLMN в другую национальную PLMN.

Зона местоположения

Зона местоположения (LA) определяется как группа сот. Местоположение абонента в пределах сети связано с той LA, в которой в данный момент находится абонент. Идентификатор данной LA хранится в VLR.
Когда MS пересекает границу между двумя сотами, принадлежащими различным LA, она передает в сеть информацию о новой LA. Это происходит только в том случае, если MS находится в режиме «Свободно» (Idle). Информация о новом местоположении не передается в течение установленного соединения, этот процесс будет происходить после освобождения соединения. Если MS пересекает границу между сотами в пределах одной LA, она не сообщает сети о своем новом местоположении. При поступлении входящего вызова к MS пейджинговое сообщение распространяется в пределах всех сот, принадлежащих одной LA.

Сота

Сота является базовым элементом сотовой системы и определяется как область  радиопокрытия, обеспечиваемого одной антенной одной базовой станции. Каждой соте назначается свой уникальной номер, называемый Глобальным идентификатором соты (CGI). В сети, охватывающей, например, целую страну, число сот может быть очень большим.

Географическая структура сети GSM

Каждая телефонная сеть нуждается в определенной структуре для маршрутизации вызовов к требуемой станции и далее к абоненту. В сети мобильной связи эта структура особенно важна, так как  абоненты перемещаются по сети, то есть меняют свое местоположение и это местоположение должно постоянно отслеживаться.

Мобильная станция

MS используется абонентом сети мобильной связи для осуществления связи в пределах сети. Существует несколько типов MS, каждый из которых позволяет абоненту устанавливать входящие и исходящие соединения. Производители MS предлагают абонентам большое число разнообразных, отличающихся по дизайну и возможностям аппаратов, удовлетворяющих потребности различных рынков.


Диапазон зоны покрытия каждого мобильного терминала зависит от его выходной мощности. Различные типы MS располагают разными выходными уровнями мощности и, соответственно, могут осуществлять уверенную работу в пределах зон разных размеров. Так, например, выходная мощность обычной трубки, которую абоненты носят с собой, меньше, чем мощность установленного в автомобиле аппарата с выносной антенной, следовательно, зона ее работы меньше.

MS стандарта GSM состоится из следующих элементов:
• мобильного терминала (трубки);
• модуля идентификации абонента (SIM).
В стандарте GSM, в отличие от других стандартов, информация об абоненте отделена от информации о мобильном терминале. Абонентская информация хранится на смарт-карте SIM. SIM может вставляться в любой аппарат, поддерживающих стандарт GSM. Это является для абонентов преимуществом, потому что они могут легко менять аппараты по своему желанию, что никак не влияет на обслуживание абонента сетью. Кроме того, это обеспечивает повышенную безопасность для абонента.

Центра управления сетью

Централизованное управление сетью выполняется в Центре управления сетью (NMT). На сети необходим только один центр, из которого может осуществляться управление подчиненными OMC/OSS. Преимуществом такого централизованного подхода является то, что персонал NMT может сосредоточиться на решении долгосрочных стратегических проблем, связанных со всей сетью в целом, а локальный персонал каждого OMC/OSS может сосредоточиться на решении краткосрочных региональных или тактических проблем.
Совокупность функций OMC/OSSи NMC может быть комбинаций, реализованной в одном и том же физическом сетевом узле или в различных физических объектах.

Базовая станция

BTS управляет радиоинтерфейсом с MS. BTS включает в себя такое радиооборудование, как трансиверы (приемо-передатчики) и антенны, которые необходимы для обслуживание каждой соты в сети. Контроллер BSC управляет несколькими BTS.

Контроллер базовых станция

BSC управляет всеми функциями, относящимися к работе радиоканалов в сети GSМ. Это коммутатор большой емкости, который обеспечивает такие функции, как хэндовер MS, назначение радиоканалов и сбор данных о конфигурации сот. Каждый MSC может управлять несколькими BSC.

Центр аутентификации

Для исключения несанкционированного использования ресурсов системы связи вводятся механизмы аутентификации – удостоверения подлинности абонента. AUC - центр проверки подлинности абонента состоит из нескольких блоков и формирует ключи и алгоритмы аутентификации (осуществляется генерация паролей). С его помощью проверяются полномочия абонента, и осуществляется его доступ к сети связи. AUC принимает решения о параметрах процесса аутентификации и определяет ключи шифрования абонентских станций на основе базы данных, сосредоточенной в регистре идентификации оборудования EIR.

Сокращения в системах сотовой связи

2G Второе поколение стандарта GSM
3G Третье поколение стандарта GSM
3GMS Система мобльиной связи третьего поколения
3GPP Партнерский проект по третьему поколению
AGCH Канал уведомления о разрешении доступа
AID Идентификатор приложения
AMR Адаптивный мультискоростной
ANSI Институт национальных стандартов США
AoC Уведомление о начислении оплаты
AoCC Уведомление о начислении оплаты (расходы)
AoCI Уведомление о начислении оплаты (информация)
API Интерфейс программирования приложений
ARFCN Абсолютный номер частоты радиоканала
ARIB Ассоциация радиоиндустрии и бизнеса
ASE Прикладной сервисный элемент
ASN.1 Абстрактная синтаксическая нотация версии 1
AT-command Команда «Внимание»
AuC Центр аутентификации
BAIC Запрет всех входящих вызовов
BAOC Запрет всех исходящих вызовов
BCCH Канал управления с широковещательной передачей
BCH Широковещательные каналы
BIC-Roam Запрет входящих вызовов при роуминге вне страны собственной PLMN
BOIC Запрет исходящих международных вызовов
BOIC-exHC Запрет исходящих международных вызовов за исключением вызовов в страну собственной PLMN
BTS Базовая станция
BSC Контроллер базовой станции
BSS Система базовых станций
BSSMAP Прикладной протокол управления подсистемой базовых станций
CAI Информация о начислении оплаты
CAMEL Усовершенствованная логика мобильной связи для пользовательских приложений
CAP Прикладная подсистема CAMEL
CB Запрет вызова
CBC Центр сотового вещания
CBCH Канал широковещательной передачи в соте
CBS Служба сотового вещания
CC Управление вызовом
CCBS Установление соединения при занятости абонента
СССH Общий канал управления
CD Отклонение вызовов
CDR Отчет о вызовах
CF Переадресация вызова
CFB Переадресация вызова при занятости
CFNRc Переадресация вызова при недоступности терминала
CFNR Переадресация вызова при отсутствии ответа
CFU Безусловная переадресация вызова
CLI Идентификатор линии вызывающего абонента
CLIP Представление идентификации линии вызывающего абонента
CLIR Ограничение идентификации линии вызывающего абонента
CM Управление конфигурацией
CMIP Протокол общей управляющей информации
CMISE Сервисный элемент общей управляющей информации
CN Базовая сеть
CNAP Представление имени вызывающего абонента
COLP Представление идентификации подключенной линии
COLR Ограничение идентификации подключенной линии
CORBA Технология построения распределенных объектных приложений, предложенная фирмой
CS Коммутация каналов
CS-1 Набор возможностей Интеллектуальной сети
CSE Сервисная среда CAMEL
CUG Замкнутая группа пользователей
CW Уведомление об ожидающем вызове
CWTS Китайская группа стандартизации беспроводной связи
DCE Аппаратура окончания канала данных
DCCH Выделенный канал управления
DTE Оконечное оборудование данных
DTMF Многочастотная сигнализация
DTX Прерывистая передача
ECT Явный перевод вызова
EGPRS Усовершенствованная GPRS
EIR Регистр идентификации оборудования
EM Подсистема управления элементами
eMLPP Усовершенствованная услуга многоуровневой приоритетности и приоритетного прерывания обслуживания
EN Знак соответствия стандартам Европейского комитета по стандартизации
E-OTD Улучшенная наблюдаемая разница по времени
EP Элементарная процедура
ETSI Европейский институт стандартизации телекоммуникации
FACCH Канал управления с быстрым доступом
FCCH Канал коррекции частоты
FM Управление отказами
GAD Описание географической зоны
GBS Общие службы переноса
GDMO Руководство для определения управляемых объектов
GERAN Сеть радиодоступа GSM EDGE
GGSN Шлюзовой узел поддержки GPRS
GLR Шлюзовой регистр местоположения
GMLC Шлюзовой центр определения местоположения мобильной связи
GMSC Шлюзовой MSC
GPRS Служба пакетной передачи данных общего пользования
gprsSSF Функция коммутации услуг GPRS
GPS Глобальная система позиционирования
GSM Глобальная система мобильной связи
GSM-EFR Усовершенствованный полноскоростной речевой кодек GSM
gsmSCF Функция управления услугами GSM
gsmSRF Функция поддержки специализированных ресурсов GSM
gsmSSF Функция коммутации услуг GSM
GSN Узел поддержки GPRS
GT Глобальный заголовок
GTP Тоннельный протокол GPRS
HDLC Управление звеном данных верхнего уровня
HE Собственная среда
HLR Опорный регистр местоположения
HPLMN Собственная сеть сухопутной мобильной связи общего пользования
HSCSD Высокоскоростная передача данных с коммутацией каналов
IC Интегральная схема
ID Идентификатор
IMEI Международный идентификатор мобильного оборудования
IM-GSN Промежуточный обслуживающий узел GPRS
IM-MSC Промежуточный центр коммутации мобильной связи
IMSI Международный идентификатор мобильной станции
IN Интеллектуальная сеть
INAP Протокол прикладного уровня Интеллектуальной сети
IP Протокол Интернет
IPLMN Запрашивающая PLMN
IrDA Ассоциация передачи данных в инфракрасном диапазоне
IrMC Мобильная связь в инфракрасном диапазоне
IRP Эталонная точка интеграции
IS Информационная служба
ISDN Цифровая сеть с интеграцией служб
ISO Международная организация по стандартизации
ISUP Подсистема пользователя ISDN
Itf-N Интерфейс N
IWF Функция взаимодействия
LAN Локальная сеть
LCS Служба определения местоположения
LMSI Идентификатор местной мобильной станции
LMU Блок определения местоположения
LR Запрос на определение местоположения
MAP Прикладная подсистема мобильной связи
MC Многократный вызов
MCC Код страны мобильной станции
ME Оборудование мобильной связи
MExE Среда исполнения для мобильной станции
MIM Информационная модель управления
MIME Многоцелевые расширения электронной почты в сети Интернет
MLC Центр определения местоположения мобильной станции
MM Управление мобильностью
MMI Интерфейс «человек-машина»
MMS Служба передачи мультимедийных сообщений
MNC Код сети мобильной связи
MNP Взаимозаменяемость номера мобильной станции
MO От мобильной станции
MO-LR Запрос от мобильной станции на определение местоположения
MPTY Многосторонний
MS Мобильная станция
MSC Центр коммутации мобильной связи
MSISDN Международный номер ISDN мобильной станции
MSP Множественный абонентский профиль
MSRN Роуминговый номер мобильной станции
MT Мобильный терминал
MT Подвижное оконечное устройство
NE Сетевой элемент
NITZ Идентификатор сети и часовой пояс
NM Управление сетью
NRM Модель сетевых ресурсов
OACSU Установление соединения без предварительного занятия радиоресурса
ODB Установленный оператором запрет на обслуживание вызовов
OMG Группа управляемых объектов
OS Операционная система
OSA Архитектура открытых систем
OSI Взаимосвязь открытых систем
PBX Учрежденческая телефонная станция
PCH Канал вызова (пейджинга) MS Канал вызова MS
PCM Импульсно-кодовая модуляция
PDC-EFR Речевой кодек ARIB PDC-EFR со скоростью 6.7 Кбит/сек
PDN Сеть передачи данных общего пользования
PDP Протокол пакетной передачи данных
PDU Блок данных протокола
PI Индикатор представления
PIX Расширение идентификатора собственного приложения
PLMN Сеть сухопутной мобильной связи общего пользования
PP «Точка-точка»
PS Пакетная коммутация
PSE Персональная сервисная среда
PSTN Коммутируемая телефонная сеть общего пользования
RACH Канал запроса доступа в сеть
RANAP Прикладная подсистема сети радиодоступа
RID Идентификатор зарегистрированного провайдера приложений
RLC/MAC Управление радиолинией/ Управление доступом к среде
RLP Протокол радиолинии
RNC Контроллер радиосети
RNS Система радиосети
RR Радиоресурс
SACCH Канал управления с медленным доступом
SAT Инструментарий приложения SIM
SC Сервисный центр
SCCP Подсистема управления соединением сигнализации
SCH Канал синхронизации
SCR Исходная управляемая скорость
SCS Сервер сервисных возможностей
SDO Организация-разработчик стандартов
SGSN Обслуживающий узел поддержки GPRS
SI Индикатор просеивания
SID Дескриптор молчания
SIM Модуль идентификации абонента GSM
SIWF Функция совместного взаимодействия
SIWFS Сервер функции совместного взаимодействия
SM Управление сеансами
SMIL Синхронизированный мультимедийный язык интеграции
SM-RL Функция трансляции коротких сообщений
SMS Служба коротких сообщений
SMSC Центр службы коротких сообщений
SMSCB Служба коротких сообщений – сотовое вещание
SMTP Простой протокол электронной почты
SOR Поддержка оптимальной маршрутизации
SRNC Обслуживающий контроллер радиосети
SRNS Обслуживающий RNS
SS Дополнительная услуга
SS Набор решений
SS7 Система сигнализации № 7
SSF Функция коммутации услуг
T1 Комитет по стандартизации T1 (часть ANSI)
T1P1 Технический подкомитет по беспроводным/подвижным услугам и системам
TA Адаптация терминалов
TAF Функция адаптации терминалов
T-BCSM Модель состояний обслуживаемого базового вызова
TCAP Средства транзакций
TCH/F Речевой канал с полной/половинной скоростью
TDMA Множественный доступ с временным разделением
TDMA_EFR Усовершенствованный речевой кодек TIA IS-641
TDMA_USI TIA TDMA-US1 (Кодек 12.2 Кбит/сек, аналогичный GSM-EFR)
TE Оконечное оборудование
TIA Ассоциация промышленности средств связи
TMSI Временный идентификатор мобильной станции
TOA Время прибытия
TrFO Операция без транскодера
TS Техническая спецификация
TSG Группа по разработке технических спецификаций
TTA Ассоциация телекоммуникационных технологий (Корея)
TTC Комитет по телекоммуникационным технологиям (Япония)
TUP Подсистема пользователя телефонной связи (система сигнализации № 7)
UDP Пользовательский датаграммный протокол
UE Оборудование пользователя
UICC Универсальная карточка IC
UIM Модуль идентификатора пользователя
UMTS Универсальная система мобильной связи
USAT Инструментарий приложения USIM
USIM Универсальный модуль идентификатора абонента
USSD Данные неструктурированных дополнительных услуг
UTRA Универсальный наземный радиодоступ
UTRA-FDD Универсальный наземный радиодоступ – дуплекс с разделением частот
UTRAN Сеть универсального наземного радиодоступа
UTRA-TDD Универсальный наземный радиодоступ – дуплекс с временным разделением
UUS Сигнализация «пользователь-пользователь»
VAD Детектор речи
VBS Служба голосового вещания
VGCS Служба вызовов голосовой группы
VHE Виртуальная собственная среда
VLR Регистр временного местоположения
VMSC Визитный центр коммутации мобильной связи
VPLMN Визитная сеть сухопутной мобильной связи общего пользования
WAP Протокол беспроводных приложений
XML Расширяемая спецификация языка, предназначенного для создания страниц WWW