أقوى موضوع على الإطلاق : الدروس الميسرة في شبكة Gsm للإتصالات ( الجزء الأول )

شبكة ال GSM

الجزء الاول




ما معنى GSM ?



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




كيف تعمل شبكة ال GSM ?




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

أجزاء الشبكة :






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












1- المحطة المتحركة Mobile station















وهي عباره 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 جهاز الموبايل (الجوال) اشارة الراديو التي سوف يرسل و يستقبل عليها , ال BTS مربوط مع ال BSC الذي سوف نشرحه لاحقا .
يجب علينا ان نرتب ال BTS's بشكل يمكنا من تكوين خلايا .







كل BTS يخدم خلية ,اى مكان على سطح الارض يمكن ان يغطى بخليه او عدة خلايا . ان ابعد نقطة يستطيع ان تغطيها وحدة ال BTS تقريبا 8 كم و تكون 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 مع اعداد قناة الراديو , و نظام قفز (وثب ) الترددات frequency Hopping و التسليم من خليه 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 سطح احدى البنايات .



3- محطة النظام الفرعي للشبكة NSS Network Station SubSystem

و هو يعتبر العقل للشبكة , و تكمن فيه انظمة الفواتير و خدمة توجيه الاتصال الى الشبكات المراد تحقيق الاتصال معها ... الخ

و يتكون ايضا من اجزاء اخرى و هي


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

ويعمل كبدالة اعتيادية مثل المتواجدة في نظام الهواتف السلكية بالاضافه الى ان المركز يوفر جميع الوظائف التي يحتاجها الموبايل (الجوال) مثل:
هل الموبايل مسجل مع الشبكه او ما يعرف بالـ Registration
و ايضا 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 يقدم لنا وظيفة توجيه او تحويل الاتصال للمشتركين المتجولين romaing subscriber

الـ MSC يقدم لنا الاتصال و الربط مع الشبكات المحليه الثابته مثل شبكة مقسم الهواتف السلكي PTSN او الشبكة الرقمية للخدمات المتكاملة ISDN .
لغة التخاطب 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 المقر الرئيسي (الموطن) HLR Home Location Register


و هو عبارة عن سجل دائم تحفظ فيه الاعدادات الخاصه لكل مشترك للتمكين الشبكه من التحكم في الاتصال الخاص للمشترك مثلا هل المشترك محول مكالماته او هل عنده خدمة الانتظار او الخ و ايضا يوفر 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 الاعدادت الضروريه لتشغيل الموبايل (الجوال) , الموبايل (الجوال) دائما يتحدث الى ال VLR , كل MSC يحتوي على VLR


مركز التحقق AuC Authentication Center

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


سجل تعريف الاجهزة EIR 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 كل جهاز 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 او قوائم , القائمة البيضاء او ما يعرف بال White list و هي الاجهزة المصرحه باستخدام الشبكة و القائمه السوداء Black List و هي الاجهزة الغير مصرح لها بإستخدام الشبكه و القائمه الرماديه Gray List وهي التي ليست من القوائم الاخرى



لمحة عن IMEI :

هو رقم خاص لكل جهاز موبايل (جوال) ME يوضع بواسطة المصنع , هذا الرقم يرسل مع كل اتصال يعمله الموبايل (الجوال) الى الشبكه و هو عادة يكتب خلف بطارية 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 الحالي من 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 عن تعريف المشترك IMSI International Mobile Subscriber Identity


هو عبارة عن رقم خاص لكل بطاقة (شريحه) و هو ليس رقم الموبايل (الجوال) الذي يتم الاتصال بواسطته , هو رقم اقرب الى رقم الشبكه و هو يحتوي غالبا على 15 خانه كالنمط التالي

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 كود الشبكه التي اشتريت منها بطاقتك (شريحتك) بعض الاحيان يكون من ثلاث ارقام خاصه في امريكا الشماليه
MSIN: mobile station identification numbe رقم تعريف المحطة المتحركة (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 كان خاصة غير مشترك معها بحيث تقدم له الخدمات التي يكون مخول بها من قبل شبكته الام .