كيف تعمل شبكة ال GSM ?

كيف تعمل شبكة ال GSM ?



عندما نشغل جهاز الموبايل (الجوال)MS فإنه يحاول ان يتصلبالشبكه , على امل ان تسمح له او تخوله الشبكة من استخدام مواردها .
هذا يمكن انيحدث بالنسبه لشبكتك الام او حتى اذا كنت في حالة تجوال roaming و تستخدم خدماتشبكه غير شبكتك الام.
ان جهاز الموبايل (الجوال) MS يعمل هذا الشى بالاتصال معال BTS الموجود في نفس المكان او بمعنى اخر ال BTS المغطي لهذه المنطقه المتواجدبها الموبايل .

تقوم ال BTS's بشكل اعتيادي ببث (ارسال) الترددات و ذلكلتمكين الموبايل MS من التقاط الاشارة الاقوى .
و هذا التغيير في ال BTS لا يحدثهكذا و انما الموبايل MS يقيس قوة الاشارة فاذا وجد اشارة افضل من التي هو عليهايرسل القياس الى ال BTS و ال BTS بدوره يرسلها الى ال BSC الذي هو مراقب لل BTS's ويرى اذا كان هذا التغيير في ال BTS ممكن يحوله او يسلم الموبايل الى ال BTS الجديدو هذي الطريقه تسمى ال Handover . و لكن اذا ال BTS الجديد لا يتبع ال BSC الحاليفانه يرفع الامر الى MSC لأخذ الاجراء المناسب و هو بالاتصال بال BSC الجديد وتسليم الموبايل ال BTS الجديد لان ال BSC لا يستطيع التحدث BSC اخر, اذا الموبايلغير BSC وغير ال BTS و هذه عادة تحصل عندما نكون في وسيله من وسائل النقل كالسيارهفنغير الاثنين معا .


في كلتا الحالتين الموبايل MS و ال BSC/MSC يعملون مع بعضلعمل التسليم Handover بشكل سلس, الشبكه تعمل على حجز قناة في ال BTS الجديد لتمكينالتسليم Handover و حتى ان كنا اثناء مكالمه .

للاتصال القادم علينابمعنى اذا اراد احد ان يتصل عليك من الضروري ان تعرف الشبكة اين يتواجد الموبايل (الجوال) MS و تحت اى MSC و اى BSC و اى BTS لكى تتمكن الشبكة من ايصال المكالمهاليك , هنا نتعرف على اهمية ال HLR سجل الموطن , VLR سجل الزوار .
ان ال HLR يخبرنا عن ال VLR و ماذا يعرف ؟
اين الموبايل (الجوال) MS ؟

أن ال VLR يحتوي على ما يسمى بال LAC Location Area Code كود المناطق و هو عباره عن كودللمناطق التي تغطيها كل خليه او مجموعه من الخلايا .

ال VLR ينشأ صفحة تحتويمعلومات عن الموبايل MS ويرسلها الى MSC و هذا يحدث عندما يغير الموبايل موقعه منمكان الى اخر و ال MSC يحدث ال HLR بأخر موقع للموبايل .

الموبايل دائمايكون على اتصال مع ال PCH Paging channel لذلك الموبايل دائما يحصل على مكالمات ويستقبلها






اذا الاتصال القادم الى الموبايل MS يبدأ دائما من عند HLR هذا التصال يحدث بسهوله لان كل شبكه تعرف اين HLR الخاص بها و ايضا تعرف رقمالموبايل المشترك لديها MS و لهذا لانهتم الابهم فالاتصال يذهب اليهم اولا و لايهتمفي البدايه بموقع الموبايل MS الحالي لان التبديل او تحويل المكالمه سوف يتم عنطريق MSC مثال على ذلك

شخص يتصل من الصين على رقم موبايل في هولندا و هذاالموبايل حاليا ليس في هولندا بل هو متواجد في اسبانيا كيف يتم الاتصال .؟؟؟؟

كالتالي .....

الشخص الذي في الصين سوف يتصل على رقم الموبايلفي هولندا

الاتصال سوف يذهب ال شبكة الموبايل في هولندا وبالتحديد الى MSC

و ال MSC سوف يخاطب ال HLR ماهو اخر تحديث لديك عن موقع الموبايل

ال HLR سوف يخبره ان اخر معلومات لديه انه متواجد في اسبانيا على الشبكهالاسبانيه

ياترى كيف عرف ال HLR ??? لان ال VLR اسبانيا التقط اشارةالموبايل الهولندي و حولها الى ال MSC الى الاسباني و بدوره حول المعلومات عن موقعالموبايل الى شبكته الام في هولندا و الشبكه حفظت المعلومات الجديده في ال HLR ....

ال MSC سوف يحول الاتصال الى الشبكة الاسبانيه

وفي الشبكةالاسبانيه سوف يستلم ال MSC الاتصال و يحوله الى الموبايل الهولندي المتواجد في
اسبانيا ..

اذا من هنا اتضح لنا فائدة ال HLR و ال VLR

النقطهالاخيره في هذا الدرس

هو عندما نقوم بإغلاق الموبايل MS , الشبكه سوف تتذكراخر موقع كان متواجد فيه الموبايل MS

اذا لم تتلقى الشبكه اى اشارة بأنالموبايل MS أُغلق فأنها تستمر بالاعتقاد ان الموبايل يتصل على قناة تحديد الموقع PCH و لاتاكد من ذلك تقوم الشبكه بتحديد وقت يقوم فيه الموبايل MS بأرسل فيه رسالهبانه متواجد على الشبكه .



هذا بشكل مبسط

مصطلحات

MS mobile station و هو الجهاز مع البطاقه (الشريحه)

BTS base terminal station و هي المحطة الطرفيه التي تحتوي على الهوائي

BSC Base station Controller وهو المراقب لعدة محطات طرفيه

MSC mobile switching center و هو بدالةالموبايل




بسم الله الرحمن الرحيم

الحمد لله و حده وصلى الله علىنبيه محمد بن عبدالله و على صحبه اجمعين اما بعد

شبكة ال GSM الدرس الاول




ما معنى GSM ?


كلمة GSM أختصار لـ Global System for Mobile Communication و إذا اردنا ان نترجمها حرفيا الى العربي فهي تعنيالنظام العالمي للأتصال المتحرك (الجوال), و هي الشبكة الحاليه المتوافقة المواصفاتفي جميع بلدان العالم .


كيف تعمل شبكة ال GSM ?



مقدمة :
هذاالقسم سوف نشرح فيه كيفية عمل شبكة ال GSM , هذه الكيفيه متوافقه للشبكات التي تعملعلى تردد 900 ميغا هيرتز GSM900 او التي تعمل على 1800 ميغا هيرتز GSM1800 او 1900ميغا هيرتز GSM1900 لان البنيه التحتيه للشبكة بالضبط متشابهه .

أجزاءالشبكة :






لكى تفهم كيفية عمل شبكة ال GSM من الضروري عليك ان تعرف مكوناتالشبكة , و التي تتكون من عدة أجزاءتعمل مع بعضها , هيا بنا لنتعرف على هذهالأجزاء:

1- المحطة المتحركة Mobile station ,






وهيعباره عن جزئين

الهاتف المتحرك (الجوال) و يسمى ME Mobile Equipment





البطاقة الذكيه ( الشريحه ) و تسمى SIM Subscriber Identity Module







2- النظام الفرعي للمحطة أساسيه Base Station SubSystem
و هي عبارة عن مجموعه من :


المحطات الفرعيه BTS Base Terminal Station

وتسمى ايضا Base Transceiver Station






او ما يعرف بالهوائيات و القنوات المتواجده في الميدان , ال BTS يحتوي على جهاز الارسال/الاستقبال الذي يعرف لنا الخاليه التي سوف تعطي جهازالموبايل (الجوال) اشارة الراديو التي سوف يرسل و يستقبل عليها , ال BTS مربوط معال BSC الذي سوف نشرحه لاحقا .
يجب علينا ان نرتب ال BTS's بشكل يمكنا من تكوينخلايا .






كل BTS يخدم خلية ,اى مكان على سطح الارض يمكن ان يغطىبخليه او عدة خلايا . ان ابعد نقطة يستطيع ان تغطيها وحدة ال BTS تقريبا 8 كم وتكون عادة في الاماكن الخارجيه الغير مزحومه مثل القرى او ضواحي المدن .
ال BTS النموذجي يغطي زاويه قدرها 120 درجه , اذا نحتاج الى 3 BTS's لتغطية 360 درجة .




مراقب المحطات الفرعيه BSC Base Station controllers





و هي التي تدير موارد اتصال الراديو ل BTS واحد او عدة BTS's, تتعامل معاعداد قناة الراديو , و نظام قفز (وثب ) الترددات frequency Hopping و التسليم منخليه لاخرى بمعنى اعطاء الموبايل (الجوال) تردد جديد عندما يغير خليته او موقعه Handovers , في اكثر الاحيان سوف تجد BSC و عدة BTS's في نفس الموقع , لنقل على سطحاحدى البنايات .

3- محطة النظام الفرعي للشبكة NSS Network Station SubSystem
و هو يعتبر العقل للشبكة , و تكمن فيه انظمة الفواتير و خدمةتوجيه الاتصال الى الشبكات المراد تحقيق الاتصال معها ... الخ

و يتكون ايضامن اجزاء اخرى و هي

مركز تبديل (تحويل ) مكالمات الموبايل (الجوال)MSC Mobile Switching Center

ويعمل كبدالة اعتيادية مثل المتواجدة في نظامالهواتف السلكية بالاضافه الى ان المركز يوفر جميع الوظائف التي يحتاجها الموبايل (الجوال) مثل:
هل الموبايل مسجل مع الشبكه او ما يعرف بالـ Registration
وايضا التخويل و هل الموبايل مصرح له باستخدام الشبكة او ما يسمى بال Authentication ,
ايضا يقدم وظيفة تحديث موقع الموبايل (الجوال) في الشبكة او ما يعرف بال Location Updating
و التسليم بين ال BTS's و ما يعرف بال HandOvers
و يقدملنا وظيفة توجيه او تحويل الاتصال للمشتركين المتجولين romaing subscriber

الـ MSC يقدم لنا الاتصال و الربط مع الشبكات المحليه الثابته مثل شبكةمقسم الهواتف السلكي PTSN او الشبكة الرقمية للخدمات المتكاملة ISDN .
لغةالتخاطب بين هذه الخدمات في الشبكه هي النظام الاشاري رقم سبعه او مايعرف بال Signalling System number 7 SS7 و هي ايضا في الشبكات السلكيه كمقسم الهاتف .
هذا المركز هو النظام الذي تتحدث اليه جميع ال BSC's.

سجل المقرالرئيسي (الموطن) HLR Home Location Register

و هو عبارة عن سجل دائمتحفظ فيه الاعدادات الخاصه لكل مشترك للتمكين الشبكه من التحكم في الاتصال الخاصللمشترك مثلا هل المشترك محول مكالماته او هل عنده خدمة الانتظار او الخ و ايضايوفر سجل مخزن فيه مكان الموبايل (الجوال) الحالي , الشبكه تحتوي على HLR واحد , ولكن يمكن ان نوزع عدة HLR's بمعنى انهن متماثلات .

سجل مقر الزوار VLR Visitor Location Register

وهو عباره عن سجل مؤقت تحفظ فيه الاعدادتالضروريه لتشغيل الموبايل (الجوال) , الموبايل (الجوال) دائما يتحدث الى ال VLR , كل MSC يحتوي على VLR

مركز التخويل AuC Authentication Center

هذا هو مركز الامن للشبكة الذي يعطي الاوامر بالتخويل للموبايل ( الجوال) بإستخدام الشبكة

سجل تعريف الاجهزةEIR Equipment Identity Register

و هو عباره عن قاعدة معلومات لكل ارقام التعريف لجهاز الوبايل ( الجوال) , و هو عبارة عن رقم يوضع داخل الجهاز من قبل الشركة المصنعه له و كلجهاز في العالم له رقم خاص به و هو ما يسمى با IMEI
تعريف جهاز المتحرك العالمي International Mobile Equipment Identity
وهذا السجل يتوي على ثلاث اقسم اوقوائم , القائمة البيضاء او ما يعرف بال White list و هي الاجهزة المصرحه باستخدامالشبكة و القائمه السوداء Black List و هي الاجهزة الغير مصرح لها بإستخدام الشبكهو القائمه الرماديه Gray List وهي التي ليست من القوائم الاخرى

لمحة عن IMEI :
هو رقم خاص لكل جهاز موبايل (جوال) ME يوضع بواسطة المصنع , هذاالرقم يرسل مع كل اتصال يعمله الموبايل (الجوال) الى الشبكه و هو عادة يكتب خلفبطارية الجهاز و يتكون من النمط التالي

X X X X X X - X X - X X X X X X - X
TAC - FAC - SNR - CD

TAC: type approval code
FAC : final assembly code
SNR: serial number
CD: check digit
ولكن تم تغيير النمط الحاليمن قبل اتحاد الاتصالات العالمي ITU الى التالي

X X X X X X X X -X X X X X X - X
TAC - SNR - CD

ويمكن ان نجده ايضا بهذا النمط IMEISV و ال SV software version تعني نسخة البرنامج

X X X X X X X X X - X X X X X X - X - X X
TAC - SNR - CD -SVN
SVN software version noumber

لمحة عنتعريف المشترك IMSI International Mobile Subscriber Identity

هو عبارةعن رقم خاص لكل بطاقة (شريحه) و هو ليس رقم الموبايل (الجوال) الذي يتم الاتصالبواسطته , هو رقم اقرب الى رقم الشبكه و هو يحتوي غالبا على 15 خانه كالنمطالتالي

X X X - X X - X X X X X X X X X X
MCC - MNC - MSIN

MCC: mobile country code كود الدوله
MNC : mobile network code كودالشبكه التي اشتريت منها بطاقتك (شريحتك) بعض الاحيان يكون من ثلاث ارقام خاصه فيامريكا الشماليه
MSIN: mobile station identification numbe رقم تعريف المحطةالمتحركة (الموبايل)

هذا الرقم نحتاجه من اجل ان اى شبكة هاتف متحرك ارضيه PLMN Public land mobile network
تستطيع به ان تتعرف على الموبايل و اذا كانخاصة غير مشترك معها بحيث تقدم له الخدمات التي يكون مخول بها من قبل شبكته الام .
ENG: DUNIA-ALKASHAB

IRAQ-MOSUL