Huvitav

Mis on GSM: aabits

Mis on GSM: aabits

GSM on teise põlvkonna ehk 2G mobiiltelefonisüsteem. Algselt 1991. aastal kasutusele võetud seadet kasutatakse endiselt paljude kõnede ja mõne madala andmesidekiirusega teenuste jaoks, mis nõuavad selle kasutamist.

GSM lühend tähendas algselt Groupe Speciale Mobile'i, kuid see muutus globaalse mobiilside süsteemiks, kuna süsteem levis ülemaailmselt.

GSM-i kasutamine kasvas üle kõigi algsete ootuste. Esialgu oli see loodud Euroopa süsteemina, kuid selle kasutamine levis kogu maailmas ja 2004. aastaks oli liitumisi üle miljardi - see on verstapost, sest tavatelefonide jõudmine selleni jõudis üle 100 aasta.

Ehkki tehnoloogia on pärast GSMi 2G-tehnoloogia kasutuselevõttu märkimisväärselt edasi liikunud, on see endiselt laialt levinud, kuna telefonid on odavad ja aku on väike, võimaldades aku laadimisintervallidel olla sageli nädal või rohkem.

Mis on GSM - süsteemi ülevaade

GSM-süsteem loodi teise põlvkonna (2G) mobiiltelefonide tehnoloogiana. Üks põhieesmärke oli luua süsteem, mis võimaldaks saavutada suuremat võimsust kui eelmise esimese põlvkonna analoogsüsteemid. GSM saavutas selle digitaalse TDMA abil (ajajaotusega mitmekordne juurdepääs).

Selle tehnika kasutuselevõtt võimaldaks saadaolevale ribalaiusele rohkem kasutajaid. Lisaks võeti privaatsuse säilitamiseks vastu digitaalselt kodeeritud kõne šifreerimine. Varasemaid analoogtelefoni tehnoloogiaid kasutades oli kõigil skannerivastuvõtjatel võimalik kõnesid kuulata ja paljud kuulsad isikud olid piinlike tagajärgedega "pealtkuulatud".

Märkus mobiiltelefonitehnoloogia ajaloo kohta:

Mobiiltelefonide tehnoloogia on arenenud igal aastal. Alates mobiiltelefonisüsteemide esmakordsest kasutuselevõtust 1980. aastatel kuni tänapäevani on uue tehnoloogia areng olemasolevaid süsteeme pidevalt parandanud. Alustades esimese põlvkonna analoogsüsteemidest, võeti kasutusele uued 2G digitaalsüsteemid ja need on edasi liikunud nii, et nüüd arendatakse 5G tehnoloogiat.

Loe lähemalt Mobiiltelefonide ajalugu.

GSM-teenused

Kõne- või häälkõned on ilmselgelt GSM-kärgsüsteemi peamine funktsioon. Selle saavutamiseks kodeeritakse kõne digitaalselt ja hiljem dekodeeritakse vokooderi abil. Kasutamiseks on saadaval mitmesuguseid vokoodereid, mis on suunatud erinevatele stsenaariumidele.

Lisaks kõneteenustele toetab GSM-kärgtehnoloogia mitmesuguseid muid andmesideteenuseid. Kuigi nende jõudlus pole kaugeltki 3G pakutavate tasemete lähedal, on nad siiski olulised ja kasulikud. Toetatakse erinevaid andmesideteenuseid, mille kasutajate andmeedastuskiirus on kuni 9,6 kbps. Toetada saab rühma 3 faksi, videoteksti ja teleteksti teenuseid.

Üks tohutult kasvanud teenus on lühisõnumiteenus. See on välja töötatud osana GSM-i spetsifikatsioonist ja on integreeritud ka teistesse kärjetehnoloogiatesse. Võib arvata, et see sarnaneb otsimisteenusega, kuid on palju terviklikum, võimaldades kahesuunalisi sõnumeid, salvestamist ja edastamist ning mõistliku pikkusega tähtnumbrilisi sõnumeid. See teenus on muutunud eriti populaarseks, algselt noorte seas, kuna see pakkus lihtsaid ja väikeseid püsikulusid.

GSM põhitõed

GSM-mobiilsidetehnoloogial oli arendamise alguses mitu disaini eesmärki:

  • See peaks pakkuma head subjektiivset kõnekvaliteeti
  • Sellel peaks olema madal telefoni- või terminalikulu
  • Terminale peaks saama käsitsi hoida
  • Süsteem peaks toetama rahvusvahelist rändlust
  • See peaks pakkuma head spektraalset efektiivsust
  • Süsteem peaks pakkuma ISDN-ühilduvust

Saadud GSM-i mobiilsidetehnoloogia võimaldas neid kõiki. GSM-süsteemi üldine määratlus kirjeldab lisaks õhuliidesele ka võrgu- või infrastruktuuritehnoloogiat.

Selle lähenemisviisi abil on võimalik määratleda kogu võrgu toimimine nii rahvusvahelise rändluse kui ka erinevate tootjate võrguelementide üksteise kõrval töötamise võimaldamiseks, kuigi see viimane funktsioon ei töötanud täielikult välja, eriti vanemate üksuste puhul.

GSM-mobiilsidetehnoloogia raadiosageduslik või õhuliides kasutab 200 kHz raadiokanaleid. Need on ajajaotuse multipleksid, et võimaldada igale operaatorile juurdepääsu kuni kaheksale kasutajale. Sel viisil on tegemist TDMA / FDMA süsteemiga.

Baas-transiiverijaamad (BTS) on korraldatud väikesteks rühmadeks, mida juhib tugijaama kontroller (BSC), mis asub tavaliselt ühe BTS-iga. BSC-d koos sellega seotud BTS-idega nimetatakse tugijaama alamsüsteemiks (BSS).

Põhivõrku jääb põhiline lülituspiirkond. Seda tuntakse kui mobiilset jaotuskeskust (MSC). Sellega on seotud asukoharegistrid, nimelt kodukoha register (HLR) ja külastajate asukoharegister (VLR), mis jälgivad mobiiltelefonide asukohta ja võimaldavad neile kõnesid suunata. Lisaks on olemas autentimiskeskus (AuC) ja seadmete identifitseerimise register (EIR), mida kasutatakse mobiiltelefoni autentimiseks enne selle võrku lubamist ja arveldamiseks. Nende toimimist on selgitatud järgmistel lehekülgedel.

Last but not least on mobiil ise. Sageli nimetatakse seda ME-ks või mobiilseks seadmeks ja lõppkasutaja näeb seda. See üldise võrguarhitektuuri element tõi sisse mõned uued elemendid ja see soodustas mobiiltelefonide üldise ökosüsteemi kasvu.

Üks oluline funktsioon, mis esmakordselt GSM-is rakendati, oli abonendi identiteedimooduli kasutamine. Sellel kaardil oli kasutaja identiteet ja muu teave, mis võimaldas kasutajal telefoni väga hõlpsalt uuendada, säilitades samas võrgus sama identiteedi. Seda kasutati ka muu teabe, näiteks telefoniraamatu ja muude esemete salvestamiseks.

SIM-kaardi kasutuselevõtt on võimaldanud inimestel telefoni väga hõlpsalt vahetada ja see on hoogustanud telefonitööstust ning võimaldanud uute funktsioonide käivitamist. See on võimaldanud mobiilsideoperaatoritel suurendada oma keskmist tulu kasutaja kohta (ARPU), tagades, et kasutajad saavad kasutada kõiki uusi funktsioone, mis võivad võrgus käivituda ja vajavad keerukamaid telefone.

Aku tööiga oli veel üks oluline aspekt ja GMSK kasutamine tähendas, et raadiosaatja saatja võimendi defitsiit võib olla suur, võimaldades aku kasutusaega ületada mitu päeva, eriti kui patareitehnoloogia paraneb.

GSM SMS-sõnumid

Teine GSM-i võime, mis startis ootuspärasel viisil, oli sõnumite saatmine. SMS-sõnumeid kasutati esmakordselt 3. detsembril 1992, kui Neil Papworth saatis personaalse arvuti abil tekstisõnumi "Häid jõule" Ühendkuningriigi Vodafone GSM-võrgu kaudu.

Kuigi tekstisõnumite põhimõte kehtestati 1992. aastal, sai Soome võrguteenuse pakkuja Radiolinja esimesena kaubandusliku inimeselt inimesele SMS-i sõnumside teenuse pakkuda alles 1994. aastal.

Kui tekstisõnumid olid sisse seatud, läks see peagi õhku, kuna pakkus sõnumite saatmiseks palju soodsamat viisi kui helistamine. Selle tulemusena kasutasid paljud inimesed seda, kuna mobiiltelefonide kasutamine oli levinud ja noorem põlvkond sai kulusid tekstide saatmisega palju paremini hallata.

SMS-sõnumite kasutamise tulemusena GSM-võrgus võeti see kasutusele teistes 2G-süsteemides, kuna see pakkus võrguteenuse pakkujatele täiendavat tulu ja kasutajatele odavat suhtlusvormi.

GSM süsteemi ülevaade

Alljärgnevas tabelis on kokku võetud GSM-süsteemi spetsifikatsiooni põhipunktid, näidates mõningaid tehnilist huvi pakkuvaid olulisemaid jooni.


GSM-kärgsüsteemi spetsifikatsioonide kokkuvõte
Mitme juurdepääsuga tehnoloogiaFDMA / TDMA
DupleksitehnikaFDD
Üleslüli sagedusriba890–915 MHz
(ainult 900 MHz sagedusribal)
Allalüli sagedusriba933 -960 MHz
(ainult 900 MHz sagedusribal)
Kanalivahe200 kHz
ModulatsioonGMSK
Kõne kodeerimineErinevad - originaal oli RPE-LTP / 13
Kõnekanalid ühe RF-kanali kohta8
Kanali andmeedastuskiirus270,833 kbps
Raami kestus4,615 ms

GSMi edasiarendus

GSM oli eriti edukas mobiilsidesüsteem. Esialgu oli see mõeldud kasutamiseks Euroopas, kuid suhteliselt lühikese aja jooksul, kui süsteemi kasutati kaugel Euroopa piiridest, saades rahvusvaheliselt aktsepteeritud süsteemiks.

Lisaks edule kõneside süsteemina töötati see välja lisaks põhilisele kõnesuutlikkusele ka andmete edastamiseks. Interneti üha laialdasemaks kasutamiseks arendati GSM välja, et hakata neid vajadusi rahuldama.

  • GPRS: GPRS, üldine pakettraadiosideteenus, oli GSM 2G kärgtelekommunikatsioonisüsteemi areng. Kasutades pakettandmesidet, mitte ringkonnakommuteeritud andmesideahelaid, võimaldas see ideaalsetes tingimustes saavutada kiirused, mis sarnanevad sissehelistamisteenuste kasutamisega. Kuid andmeedastuskiirus oli tänapäeval kasutatavate süsteemidega võrreldes väga aeglane.

    Märkus 2G GPRS-i kohta:

    GPRS - General Packet Radio System tutvustas pakettandmesidet GSM-mobiiltelefonisüsteemi. Kuigi andmed olid praeguste standardite järgi aeglased, võimaldas see andmetel saada süsteemi põhiosaks.

    Loe lähemalt 2G GPRS.

  • GSM EDGE: GSM EDGE, GSM Evolutioni täiustatud andmeedastuskiirus, oli GSM ja GPRS areng, mis kasutas 8PSK modulatsiooni kuni 384 kbps andmeedastuskiiruse saavutamiseks. Kuigi see suurendas GPRS-i märkimisväärselt, olid andmeedastuskiirused siiski väga aeglased.

    Märkus 2G GSM EDGE kohta:

    GSM EDGE - GSM Evolutioni täiustatud andmeedastuskiirus suurendas andmesidekiirust, mis on saavutatav 2G GSM-põhise süsteemiga. Kasutades pakettandmesidet (juba GPRS-is kasutatud) ja muutes modulatsiooni vormingu 8PSK-le, saavutati andmete jõudluse märkimisväärne tõus.

    Loe lähemalt 2G GSM EDGE.

Kui GSM arenes andmeedastuse käigus välja rohkem kui lihtsalt kõned, hakkas see näitama viisi, kuidas mobiilsidetehnoloogia areneb.

Ehkki selleks kulus aastaid, muutus GSM stabiilselt domineerivaks 2G mobiiltelefonisüsteemiks. Murrangulised atribuudid, nagu SIM-kaart, mis võimaldavad telefoni uuendamisel sama numbrit ja kontot säilitada, koos selliste aspektidega nagu rahvusvaheline rändlus andsid sellele märkimisväärse edumaa teiste süsteemide ees.

Isegi mitu aastat hiljem kasutatakse GSM-i põhivõrku ning GSM-i täiendamise tehnoloogiaid ja arhitektuuri, et pakkuda pärandteenust paljudele põhitehnoloogiat edastavatele süsteemidele. Ehkki operaatorid on tema käsutuses olevat spektrit vähendanud, säilib GSM siiski tõenäoliselt veel mitu aastat.

Juhtmevaba ja juhtmega ühenduvuse teemad:
Mobiilside põhitõed: 2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT juhtmeta telefonidNFC - lähiväljasideNetworking fundamentals
Naaske juhtmeta ja traadiga ühenduvuse juurde


Vaata videot: Mis on kaugvastuvõtud? (September 2021).