نظام الGSM
* في هذه المدونة سنتحدث عن نظام المحطة القاعدية وعناصرها وطريقة عملها.
من خلال فهمنا لعمارة شبكة نظام GSM يمكننا تحديد وتعريف وظيفة كل عنصر من عناصر الشبكة، وكذلك الوصلات فيما بين هذه العناصر وعمليات تدفق المعلومات بين تلك الوصلات . يمكن تقسيم نظام شبكة GSM إلى قسمين رئيسيين هما: نظام التبديل NSS و BSS بالإضافة إلى قسم ثالث كما هو الحال في جميع شبكات الاتصالات لتشغيل وصيانة وإدارة ومراقبة شبكة نظام GSM من خلال مركز حاسوبي يسمى مركز مراقبة الشبكة NMC.
نظام المحطة القاعدية ( BSS ):
-يقوم نظام المحطة القاعدية "BSS"على إجراء وأداء جميع الوظائف ذات العلاقة بالوصلة الراديوية "Radio connection" بين أجزاء الشبكة المتصلة راديويا وكذلك بينها وبين الوحدات المتنقلة. يتكون نظام المحطات القاعدية من كيانين هما:
نظام المحطة القاعدية للاتصال ( BTS ) :
-هي وحدة من وحدات الشبكة وتختصر , BTS و وحدة الارسال والاستقبال بالشبكة, حيث تقوم بتغذية برج الاتصال ( Antenna ) , وتقوم بدورها باستقبال الموجات من الموبايل وتحويلها الى باقي مكونات الشبكة .على سبيل المثال يوجد بمصر ما يقارب 10000 من هذه المحطات لكل شركة اتصال , هذا متعلق بعدد سكان كل بلد و الطبيعة الجغرافية , تغطي كل BTS منطقة معينة و يطلق على هذه المنطقة (Cell) , قدرة التغطية للشبكة متعلقة بالنظام المتعامل به و تكون بتغطية مايقارب 53 كيلومتر في الأماكن الخالية الى ما يقارب عدة مئات من الأمتار داخل المدينة. عادة ما تقسم الى خلايا (Cell) (من 2 الى 3 أقسام )
وذلك لتحسين استغلال الترددات المستخدمة , مع مراعاة اختلاف التردد المستخدم من الخلايا المجاورة (Cell) وهذا التقسيم يساعد في تحديد مكان المستخدم , كما سنرى فيما بعد .Antenna تكون موجهة باتجاه معين حيث تقوم بتغطية المكان بزاوية 120 أو 60 درجة , من ناحية أخرى تكون BTS متصلة BSC وهي مكون اخر للشبكة كما تلاحظ في الصورة التوضيحية للشبكة , عادة تكون BTS متصلة بثلاث وحدات ارسال.
قدرة الارسال لـ GSM900 تكون عند 50 وات, وتستطيع قاعدة الارسال على حسب المنتج لها من استخدام ما يقارب 12 تردد. من وظائف هذه القاعدة هو نقل المعلومات عن طريق الهواء بين المستخدم للموبايل وباقي مكونات الشبكة والتي تقوم بدورها بتحويل المعلومات الى المستخدم الأخر , كما انها تقوم بتشغيل وفصل قنوات الاتصال على حسب الاستخدام , تشفير وفك تشفير المعلومات , مراقبة جودة الاتصال و ضبط قدرة الارسال.
يوجد هناك عدة طرق لتثبيت محطة الارسال بحيث يتم تحديد وتخطيط المنطقة المراد تغطيتها وبذلك يتم تحديد الاماكن المناسبة لتثبيت المحطة, فبينما نجدها فوق سطوح المباني العالية لكي تقوم بتغطية أوسع للمنطقة الى جانب المناطق الخالية, الى جانب محطة الارسال الرئيسية تجد أيضا العديد من أنواع الانتينا الصغيرة والتي تغطي أماكن صغيرة تتراوح حتى 200 متر , وتستخدم لتخفيف الضغط عن الشبكة الرئيسية ونجدها في الأماكن التي يكثر بها استخدام الشبكة أو حتى في المناطق التى تكون من الصعب وصول الارسال اليها مثل محطات القطار تحت الارض.
وحدة تحكم المحطات القاعدية ( BSC ) :
-تتحكم هذه الوحدة وتدير جميع الوظائف الراديوية لشبكة"GSM"مثل إعدادِ
النداءِ"Paging" وتشغيل المرسل والمستقبل للمحطات القاعدية والعمليات المتعلقة بالتسليم والمناولة"Handover" ويمكن أن يرتبط عدد من وحدات التحكم"BSCs" بمركز تبديل خدمات واحد"MSC".
نظام الـNSS:
نظام الـNSS:
مركز تبديل خدمات المتنقل Mobile Services Switching Center)MSC) :
يقوم مركز التبديل "MSC" بإجراء الوظائف المرتبطة بتحويل المكالمات بين المحطات المتنقلة (MS) بعضها بعضًا أو بني المحطات المتنقله والخدمة العامة
لشبكة الهاتف"PSTN "وشبكة الخدمات الرقمية المتكاملة"ISDN "وشبكات المتنقله الاخرى.
مسجل الموقع المحلي الدائم (HLR):
وهو عبارة عن قاعدة بيانات مركزية للشبكة يتم تخزين جميع البيانات الخاصة بجميع المشتركين المحليين المسجلين والتابعين لشبكة متنقلات واحدة أي شبكة مشغل واحد"one operator" و ادارة هذه البيانات. أي انه يعمل كمخزن لبيانات ومعلومات اشتراك شخص معين الى أن يتم الغاء ذلك الاشتراك.
مسجل موقع الزائر"VLR":
وهو عبارة عن قاعدة بيانات تحتوي على جميع البيانات والمعلومات الخاصة بجميع المشتركين الزائرين التابعين لمركز تبديل خدمات "VLR/MSC "أخرى ومتواجدين حاليًا ضمن منطقة خدمة مركز تبديل خدمات المتنقل المحلي، ويتم تخزين هذه البيانات والمعلومات بشكل مؤقت الى أن تعود المحطات المتنقلة الزائرة الى مراكز تبديل الخدمات التابعة لها، ويمكن أن يكون ذلك ضمن الشبكة الواحدة أو مع شبكة أخرى، وبذلك يكون لكل مركز تبديل خدمات "MSC "مسجل موقع زائر "VLR "خاص به.
مركز التوثيق"AUC":
الوظيفة الرئيسية ملركز التوثيق هي التوثق والتأكد من مجيع املشرتكني الذين حياولون استخدام الشبكة إلجراء املكاملات حبيث يتم حماية الشبكة من المستخدمين المحتالين والمتطفلين، أي أنه عبارة عن قاعدة بيانات متصلة مبسجل الموقع المحلي"HLR " وتستخدم لتخزين البيانات الالزمة لحماية المشتركين من المتطفلين مثل مفتاح الشفرة Key Ciphering الخاصة بكل منهم ليتحقق من المشترك قبل إجراء المكالمة.
مسجل هوية المعدات"EIR":
وهو قاعدة بيانات تحتوي على معلومات عن هوية الوحدات المتنقله(المحطات المتنقله) والمتمثله بالهوية الدولية للمعدات المتنقلة"Identity Equipment Station Mobile International " التي تساعد في حجب المكالمات من وعن الوحدات المتنقلة المسروقة وغير الموثوقة.
مركز التشغيل والصيانة"OMC-S":
وهو العنصر المركزي للسيطرة والمراقبة لجميع عناصر وأجزاء الشبكة. من خلال هذا المركز الحاسوبي، يزود طاقم المراقبة بمعلومات عن حالة الشبكة ومعلومات أخرى مثل نوعية الخدمة المقدمة بالشبكة وغيرها من المعلومات المهمة. يمكن أن يكون هنالك أكثر من مركز تشغيل وصيانة اعتمادًا على حجم الشبكة. وينقسم هذا المركز الى منطقتين وظفيتين رئيسيتين هما:
1-مركز التشغيل والصيانة جزء التحويل"OMC-SWITCHING PART" وهو المسئول عن مراقبة الوظائف والعمليات للاجزاء الخاصة بالتحويل أو التبديل في الشبكة.
2-مركز التشغيل والصيانة الجزء الراديوي"OMC-RADIO PART" وهو المسئول عن مراقبة الوظائف والعمليات للأجزاء الخاصة بالمحطات القاعدية للشبكة أي المتعلقة بالعمليات الراديوية.
- مركز ادارة الشبكة "Network Managment Center":
من خلال هذا القسم تتم عملية التحكم المركزي بجميع أجزاء ومكونات الشبكة ، ويتجكم كذلك بمراكزالتشغيل والصيانة. لذلك يتطلب الأمر لمركز ادارة واحد فقط للشبكة.
مسجل الموقع المحلي الدائم (HLR):
وهو عبارة عن قاعدة بيانات مركزية للشبكة يتم تخزين جميع البيانات الخاصة بجميع المشتركين المحليين المسجلين والتابعين لشبكة متنقلات واحدة أي شبكة مشغل واحد"one operator" و ادارة هذه البيانات. أي انه يعمل كمخزن لبيانات ومعلومات اشتراك شخص معين الى أن يتم الغاء ذلك الاشتراك.
مسجل موقع الزائر"VLR":
وهو عبارة عن قاعدة بيانات تحتوي على جميع البيانات والمعلومات الخاصة بجميع المشتركين الزائرين التابعين لمركز تبديل خدمات "VLR/MSC "أخرى ومتواجدين حاليًا ضمن منطقة خدمة مركز تبديل خدمات المتنقل المحلي، ويتم تخزين هذه البيانات والمعلومات بشكل مؤقت الى أن تعود المحطات المتنقلة الزائرة الى مراكز تبديل الخدمات التابعة لها، ويمكن أن يكون ذلك ضمن الشبكة الواحدة أو مع شبكة أخرى، وبذلك يكون لكل مركز تبديل خدمات "MSC "مسجل موقع زائر "VLR "خاص به.
مركز التوثيق"AUC":
الوظيفة الرئيسية ملركز التوثيق هي التوثق والتأكد من مجيع املشرتكني الذين حياولون استخدام الشبكة إلجراء املكاملات حبيث يتم حماية الشبكة من المستخدمين المحتالين والمتطفلين، أي أنه عبارة عن قاعدة بيانات متصلة مبسجل الموقع المحلي"HLR " وتستخدم لتخزين البيانات الالزمة لحماية المشتركين من المتطفلين مثل مفتاح الشفرة Key Ciphering الخاصة بكل منهم ليتحقق من المشترك قبل إجراء المكالمة.
مسجل هوية المعدات"EIR":
وهو قاعدة بيانات تحتوي على معلومات عن هوية الوحدات المتنقله(المحطات المتنقله) والمتمثله بالهوية الدولية للمعدات المتنقلة"Identity Equipment Station Mobile International " التي تساعد في حجب المكالمات من وعن الوحدات المتنقلة المسروقة وغير الموثوقة.
مركز التشغيل والصيانة"OMC-S":
وهو العنصر المركزي للسيطرة والمراقبة لجميع عناصر وأجزاء الشبكة. من خلال هذا المركز الحاسوبي، يزود طاقم المراقبة بمعلومات عن حالة الشبكة ومعلومات أخرى مثل نوعية الخدمة المقدمة بالشبكة وغيرها من المعلومات المهمة. يمكن أن يكون هنالك أكثر من مركز تشغيل وصيانة اعتمادًا على حجم الشبكة. وينقسم هذا المركز الى منطقتين وظفيتين رئيسيتين هما:
1-مركز التشغيل والصيانة جزء التحويل"OMC-SWITCHING PART" وهو المسئول عن مراقبة الوظائف والعمليات للاجزاء الخاصة بالتحويل أو التبديل في الشبكة.
2-مركز التشغيل والصيانة الجزء الراديوي"OMC-RADIO PART" وهو المسئول عن مراقبة الوظائف والعمليات للأجزاء الخاصة بالمحطات القاعدية للشبكة أي المتعلقة بالعمليات الراديوية.
- مركز ادارة الشبكة "Network Managment Center":
من خلال هذا القسم تتم عملية التحكم المركزي بجميع أجزاء ومكونات الشبكة ، ويتجكم كذلك بمراكزالتشغيل والصيانة. لذلك يتطلب الأمر لمركز ادارة واحد فقط للشبكة.
