Tarmoq qamrovini ta'minlash tamoyillari

Tarmoq qamrovini ta'minlash tamoyillari

Muayyan hududni uyali aloqa bilan qamrab olish transceiver qurilmalarini uning hududiga tarqatish orqali ta'minlanadi. Ishonchim komilki, ko'pchilik ularni reklama taxtalarida, turli binolarda va hattoki yakka ustunlarda ko'rgan. Ko'pincha ular bir nechta yo'naltirilgan oq antennalar, shuningdek simlar cho'zilgan kichik bino. Shunday qilib, GSM terminologiyasida bunday komplekslar bazaviy stantsiyalar (BTS) deb nomlanadi va bir nechta qabul qiluvchi-qabul qiluvchi qurilmalardan (TRX - Transmitter / Receiver) iborat bo'lishi mumkin.

Uyali aloqaning asosiy xususiyati shundaki, umumiy qamrov zonasi hujayralar (hujayralar) ga bo'linadi, ular alohida tayanch stantsiyalar (BS) qamrov zonalari bilan belgilanadi. Aytgancha, aynan shu erda "uyali aloqa" nomi paydo bo'lgan. Har bir tayanch stantsiya bir yoki bir nechta sektorni qamrab oladi, shuningdek, har bir sektorda bir yoki bir nechta transduserlarga ega, ularning har biri har xil chastotada signal chiqaradi. Oddiy qilib aytganda, hujayra CI (Cell ID) deb nomlangan o'ziga xos identifikatoriga ega bo'lgan qamrov hujayralaridan biridir. Hujayralarni qamrab olingan maydon ko'lami bo'yicha tasniflash mumkin: makro hujayra (35 km gacha, ba'zan 70 km gacha), oddiy hujayra (5 km gacha), mikro xujayra (1 km gacha), piko xujayra (gacha) 300 metr) va femto xujayrasi (ko'pincha bino ichida topiladi, o'nlab metrlarni qamrab oladi).

F1 F2 F3 ЧАСТОТЫ БАЗОВЫХ СТАНСИЙ

Yaqin atrofda joylashgan tayanch stantsiyalar turli xil chastotalar diapazonlarida ishlaydi, shuning uchun turli operatorlarning hujayralari qisman yoki deyarli to'liq qoplanishi mumkin. Birgalikda ishlaydigan tayanch stantsiyalar to'plamiga LAC (Joylashuv hududi kodi) deyiladi. Barcha tayanch stantsiyalar o'zlarining identifikatsiya ma'lumotlarini, masalan, MCC, MNC, Cell ID va LAC-ni efirga uzatishi kerak, shu sababli mobil telefonlar faqat o'z operatorining BTS-ga ulangan. Bundan tashqari, mobil telefonlar tarmoqqa ma'lum bir oraliqda hozirgi joylashuvi to'g'risida xabar beradi, ya'ni. LAC. Ushbu protsedura Joyni yangilash deb nomlanadi, ammo keyinroq bu haqda ko'proq ma'lumot.

GSM tarmoqlarida radio interfeys qanday ishlaydi

O'ylaymanki, ko'pchilik uyali aloqa tarmoqlari qanday ishlashi haqida o'ylagan. Axir biz deyarli har kuni mobil telefonlardan foydalanamiz. Obunachilar soni har kuni, shuningdek tarmoqni qamrab olish doirasi ko'paymoqda ... Eski standartlar yangilariga almashtirilmoqda va mobil Internet foydalanuvchilarining "ishtahasi" ham o'sib bormoqda. Agar siz bularning barchasi qanday ishlashiga qiziqsangiz, marhamat ostida kutib oling! Uyali aloqa tarmoqlarining infratuzilmasi juda katta bo'lganligi va uning tavsifi butun bir kitobni o'z ichiga olishi mumkinligi sababli, ushbu maqolada biz boshqa telefonlar operatorlari va boshqa abonentlar bilan aloqa qiladigan Um-interfeysga e'tibor qaratamiz.

Muqaddima

Uyali aloqa ancha oldin paydo bo'lgan. Yigirmanchi asrning 40-yillarida, mobil aloqa tarmog'ini yaratish maqsadida tadqiqotlar boshlandi. 1956 yilda Shvetsiyaning bir nechta shaharlarida Mobil tizim A (MTA) avtomobil telefon tarmog'i ishga tushirildi. 1957 yilda hamyurtimiz L.I. Kupriyanovich o'zi ishlab chiqargan uyali telefonni va unga tayanch stantsiyani namoyish etadi. Keyin SSSRda "Oltoy" fuqarolik uyali aloqa tizimini rivojlantirish boshlanadi, u bir necha yil ichida 30 dan ortiq, keyin esa 114 Sovet shaharlarini qamrab oladi. Aytgancha, postsovet hududining ba'zi shaharlarida "Oltoy" bugungi kungacha ishlaydi, masalan, Novosibirskda (raqamlari [phone]XXX)! 80-yillarda Motorola o'zining mashhur DynaTAC 8000X-ni 3995 dollarga chiqardi. Va faqat 1992 yilda NMT-450, AMPS, ETACS, D-AMPS va NMT-900 dan keyin Germaniyada GSM standarti asosida uyali aloqa yo'lga qo'yildi.

Bugungi kunda, yigirma yildan ko'proq vaqt o'tgach, biz 3G va 4G kabi yangi avlod tarmoqlaridan foydalanmoqdamiz, ammo GSM tarmoqlari hech qaerda yo'q bo'lib ketmadi - ular hali ham bankomatlar, terminallar, signalizatsiya vositalari va hattoki zamonaviy telefonlar tomonidan energiya tejash va orqaga qarab moslikni saqlash uchun ishlatiladi. Bundan tashqari, UMTS (yoki W-CDMA) va LTE kabi yangi narsalar GSM bilan juda ko'p o'xshashliklarga ega. Masalan, TCP / IP-dan farqli o'laroq, uyali aloqa tarmoqlarini o'rganish va tadqiq qilish uchun kamroq imkoniyat mavjud. Ko'pgina sabablar mavjud: asbob-uskunalar uchun juda yuqori narxlardan tortib, aksariyat mamlakatlarning GSM chastotalarini litsenziyasiz foydalanish to'g'risidagi qonunlarini taqiqlashgacha. Menimcha, uyali aloqa tarmoqlari tamoyillarini tushunish nafaqat axborot xavfsizligi sohasidagi mutaxassislar uchun juda muhimdir. Shuning uchun men ushbu nashrni yozishga qaror qildim.

1. Uyali aloqa tarmoqlariga kirish

1.1 Uyali aloqa xizmatlarini etkazib beruvchilar

Internet-provayderlar bilan taqqoslaganda uyali aloqa xizmatlari ko'pincha "operatorlar" deb nomlanadigan ma'lum kompaniyalar tomonidan taqdim etiladi. Ularning har biri o'ziga xos xizmat turlarini taklif qiladi, shuningdek o'z tarif rejalarini belgilaydi. Ko'pincha operatorlar asosiy tarmoq infratuzilmasini qurish uchun o'zlarining uskunalaridan foydalanadilar; ba'zilari allaqachon mavjud bo'lganidan foydalanadi, masalan, Rossiyada, Yota operatori Megafon operatorining uskunalari asosida ishlaydi.

Oddiy uyali aloqa abonenti nuqtai nazaridan operatorning individualligi taqdim etilayotgan aloqa xizmatlarining sifati, raqamlarning ma'lum diapazoni, o'zining markali SIM-kartalari, shuningdek tarif rejalarida. Boshqa telekommunikatsiya sohalari kabi operatorlarning o'zlari tomonidan ularning har birini identifikatsiyalash mamlakat kodi (MCC - Mobil Mamlakat kodi) va mamlakat ichidagi noyob tarmoq kodi (MNC - Mobil tarmoq kodi) tomonidan amalga oshiriladi. . Bundan tashqari, abonentlarni identifikatsiyalash biz o'rganib qolgan telefon raqami bilan emas, balki xalqaro abonent identifikatori - IMSI (Xalqaro mobil abonent identifikatori) tomonidan amalga oshiriladi, u abonentning SIM-kartasida, shuningdek operatorning ma'lumotlar bazasi. Telefon raqamlari shunchaki ma'lum bir IMSIga "bog'langan", shunda abonent o'z telefon raqamini saqlab, operatorni o'zgartirishi mumkin.

1

1.3 Uyali aloqa tarmoqlarining infratuzilmasi

Baza stantsiyalari o'z-o'zidan mavjud bo'lolmaydi, shuning uchun ular ma'lum bir LACda bo'lib, ular tayanch stantsiya boshqaruvchisi - BSC (Base Station Controller) ga ulanadi. Nazoratchilar, o'z navbatida, yuklarni muvozanatlashni amalga oshiradilar, shuningdek, tarmoq va ularning "qullari" o'rtasidagi trafikni almashtirish jarayonida faol ishtirok etadilar. BTS va BSC ning o'zaro ta'siri A-bis interfeysi orqali amalga oshiriladi. Tarmoq ichida, aksariyat operatorlar, ko'pincha A-interfeysi va Gb-interfeysi orqali tarmoqning kommutatsiya tugunlariga (MSC - Mobil kommutatsiya markazi, SGSN - GPRS qo'llab-quvvatlash tuguniga xizmat ko'rsatadigan) bir nechta tayanch stantsiya tekshirgichlariga ega.

MSC quyidagi asosiy elementlarni o'z ichiga olgan tarmoq infratuzilmasining (Core Network) yadrosini tashkil etadi:

• HLR (uyda joylashgan joyni ro'yxatdan o'tkazish) - har bir abonentning shaxsiy ma'lumotlarini, shu jumladan telefon raqamini, tarif rejasini, ulangan xizmatlar ro'yxatini, shuningdek abonent foydalanadigan SIM-karta haqidagi ma'lumotlarni o'z ichiga olgan ma'lumotlar bazasi.

• VLR (Visitor Location Registry) - ma'lum bir mobil kommutatsiya markazining qamrov zonasida bo'lgan abonentlarning vaqtinchalik ma'lumotlar bazasi. Tarmoqdagi har bir tayanch stantsiya ma'lum bir VLR-ga tayinlangan, shuning uchun abonent bir vaqtning o'zida bir nechta VLR-larda bo'lishi mumkin emas.

• AuC (Autentifikatsiya markazi) - tarmoqqa ulangan har bir SIM-kartaning autentifikatsiyasini amalga oshiradigan abonent autentifikatsiya markazi.

• SMSC (SMS markazi) - ularni saqlaydigan va yo'naltiradigan qisqa matnli xabar markazi.

• GMSC (Gateway MSC) - simli shahar telefonlari tarmoqlariga kirishni ta'minlovchi shlyuz. Aynan shu element tufayli uyali va shahar telefon tarmoqlari abonentlari o'rtasida qo'ng'iroqlar amalga oshiriladi.

• SGSN (Serving GPRS Support Node) - bazaviy stansiya tizimi (BSS) va yadro tarmog'i (Core Network) o'rtasida ulanish nuqtasi vazifasini bajaruvchi GPRS abonent xizmatining tuguni. SGSN-ni GSM tarmog'ining MSC kalitining analogi deb atash mumkin. SGSN ma'lumotlar paketlarini etkazib berish, onlayn foydalanuvchilarni monitoring qilish, GSM freymlarini Internetning global kompyuter tarmog'ining TCP / IP protokollari foydalanadigan formatlarga aylantirish, tarmoqni qamrab olish hududida "qayta" paydo bo'lgan abonentlarni ro'yxatdan o'tkazish yoki "biriktirish" ustidan nazoratni amalga oshiradi. , ma'lumotlarni shifrlash, kiruvchi hisob-kitob ma'lumotlarini qayta ishlash, shuningdek HLR tarmog'ining o'z abonentlari reestri bilan o'zaro aloqani ta'minlaydi. Yuqoridagi elementlardan farqli o'laroq, SGSN to'g'ridan-to'g'ri BSCga ulanadi.

1.4 Operatorlararo aloqa

Turli xil operatorlarning tarmoqlari bir-biri bilan o'zaro aloqada bo'lib, masalan, Elis A operatorining abonenti bo'lib, B operatorining abonenti bo'lgan Bobga qo'ng'iroq qilishi mumkin, bu tarmoq SS-7 yoki SS7 deb nomlanadi, u ham ishlaydi maxsus simli / simsiz aloqa tarmoqlari asosida yoki Internet orqali (ha, ha, veb orqali veb). SS7 turli operatorlar o'rtasidagi aloqa uchun protokollar to'plamini taqdim etadi. Rouming ham ushbu tarmoq tufayli ishlaydi.