معماری GSM

سیستم GSM از ترکیب 3 زیر سیستم اصلی بوجود آمده است :
1. زیر سیستم شبکه
2. زیر سیستم رادیویی
3. زیر سیستم پشتیبانی و نگهداری
در سیستم GSM برای برقراری ارتباطات اپراتورهای شبکه بامنابع مختلف و تجهیزات زیر ساختار سلولی ، نه تنها رابطی هوایی بلکه چندین رابط اصلی دیگر برای مرتبط کردن قسمتهای مختلف این سیستم تعریف شده است .

سه رابط مهم در سیستم GSM در زیر آمده است :
رابط A که میان MSC و BSC قرار دارد .
رابط A-bis که میان BSC و BTS قرار دارد .
رابط UM که میانBTS و MS قرار دارد .
رابط دیگری نیز بنام MAP وجود دارد که پروتکلی استکه میان عناصر MSC ، VLR ، HLR ، EIR و AUC رد وبدل میشود .

1. زیر سیستم شبکه :
این سیستم شامل تجهیزات و فانکشنهای مربوط به مکالمات end-to-end ، مدیریت مشترکین ، Mobility می باشد و نیز مانند رابطی میان سیستم GSM و مراکز تلفن ثابت ( PSTN ) عمل میکند .
زیر سیستم شبکه ، یک زیر سیستم سوئیچینگ می باشد که شامل MSC ها ، VLR ، HLR ، AUC و EIR می باشد .
در زیر تعریف کوتاهی از هر یک از این عناصر ارائه شده است :
MSC : یا مرکز سرویسهای سوئیچینگ موبایل فانکشنهای راه اندازی مکالمه (call setup) را انجام میدهد ، رابطی نیز با مراکز تلفن ثابت دارد و فانکشنهایی نیز مانند ارائة صورت حساب مشترکین نیز برعهده این مرکز است .
HLR : یا ثبت کنندة محل HOME یک پایگاه دادة متمرکز شامل اطلاعات تمامی مشترکین ثبت شده در یک PLMN است . ممکن است در یک PLMN بیشتر از یک HLR وجود داشته باشد ولی هر مشترک مشخص تنها به یک HLR میتواند وارد شود .
VLR : یا ثبت کنندة محل visitor یک پایگاه داده شامل اطلاعات موبایلهایی استکه در حال حاضر در حوزة MSC ی کنترلی در حال حرکت هستند . در زمانیکه یک MS به حوزة MSC جدیدی وارد میشود ، VLR ی که به آن MSC متصل شده است ، اطلاعات MS مورد نظر را از HLR درخواست میکند . HLR نیز اطلاعات MS مورد نظر را به آن MSC که MS در حوزه اش قرار دارد ، ارائه خواهد داد . اگر یکMS بخواهد مکالمه ای برقرار نماید VLR تمام اطلاعات مورد نیاز جهت برقراری مکالمه را ارائه خواهد داد و لزومی ندارد که در هر لحظه از HLR سوال نماید . VLR در یک جمله میتوان گفت ، یک HLR توزیع شده است و شامل اطلاعات دقیقی در مورد محل یک موبایل است .
AUC : یا مرکز تعیین هویت به HLR متصل میشود و وظیفة آن آماده سازی HLR بهمراه پارامترهای تعیین هویت و کلیدهای رمزنگاری است که این عملیات برای اهداف امنیتی استفاده می شوند .
EIR : یا ثبت کنندة هویت تجهیزات یک پایگاه داده است که در آن شماره های بین المللی تعیین هویت تجهیزات موبایل (IMEI) ، برای هر دستگاه موبایل ثبت شده ، ذخیره میشود .
یکی دیگر از ترکیبات زیر سیستم شبکه Echo Canceller استکه مسایل آزار دهنده ای ( مانند انعکاس صدا ) که از طریق شبکة موبایل در زمان اتصال به یک مدار PSTN ایجاد میشود را کاهش میدهد .
شبکة IWF یا فانکشن داخل شبکه ای نیز رابطی میان MSC و دیگر شبکه ها ( PSTN و ISDN )میباشد .

2. زیرسیستم رادیویی
شامل تجهیزات و فانکشنهای مرتبط با مدیریت اتصالات مسیر رادیویی ، مانند مدیریت handover ها می باشد . این زیر سیستم شامل BSC ، BTS و MS است . MS بطور قراردادی در زیر سیستم رادیویی قرار گرفته و همیشه آخرین مسیر یک مکالمه است و از برقراری یک مکالمه ، بهمراه زیر سیستم شبکه ، جهت مدیریت mobility ، محافظت میکند .
IWF=InterWorking Function
MS دارای قابلیتهای پایانة شبکه و همچنین پایانة کاربر است . هر سلول در سیستم GSM یک BTS با چندین گیرنده وفرستنده دارد . یک گروه از BTS ها توسط یک BSC کنترل میشوند . پیکربندیهای مختلفی برای BSC-BTS وجود دارد . برخی از این پیکر بندیها برای وضعیت ترافیک بالا و تعدادی برای مناطقی با ترافیک متوسط طراحی شده اند . یک BSC فانکشنهایی چون handover و power control را نیز کنترل مینماید .BSC و BTSبا هم بنام BSS شناخته میشوند . BSS از دید MSC بصورت یک رابط که ارتباطات لازم را با MS ها در حوزه ای مشخص برقرار میکند ، به نظر می رسد . BSS دائما با یک مدیریت کانال رادیویی ، فانکشنهای انتقال ، کنترل link رادیویی و تخمین کیفیت و مهیا سازی سیستم برای handover ها ، مرتبط است . BSS میتواند به N سلول پوشش بدهد که N میتواند یک یا بیشتر باشد .

3. زیر سیستم پشتیبانی و نگهداری
زیرسیستم مرکز نگهداری و پشتیبانی (OMC ) شامل فانکشنهای نگهداری و پشتیبانی تجهیزات GSM میباشد و پشتیبانی رابط اپراتور شبکه را نیز برعهده دارد .
OMC به تمام تجهیزات داخل سیستم سوئیچینگ و BSC متصل میشود . OMC در حقیقت فانکشنهای نظارتی GSM یک کشور را انجام میدهد ( مانند صورتحساب دادن ) و یکی دیگر از مهمترین فانکشنهای آن هم ، فانکشن نگهداری HLR یک کشور است .
بسته به سایز شبکه هر کشور میتواند بیشتر از یک OMC داشته باشد . مدیریت سراسری و متمرکز شبکه نیز توسط مرکز مدیریت شبکه( NMC) انجام میپذیرد و OMC نیز مسئول مدیریت منطقه ای شبکه میباشد .
مطالب فوق شرح مختصری در مورد معماری GSM ، عناصر ، فانکشنها و رابطهای سیستم GSM بود .