by ·0 Comments

Od lat sześćdziesiątych satelity zaczęły być wykorzystywane do zadań telekomunikacyjnych i dzięki temu zaczęła się m.in. era telewizji satelitarnej, no i oczywiście telefonii. Do połowy lat dziewięćdziesiątych większość systemów telekomunikacyjnych korzystała z satelitów znajdujących się na orbicie geostacjonarnej – na wysokości 36000km nad powierzchnią Ziemi. Największą zaletą tych satelitów jest to, że obracają się równolegle z orbitą ziemską, oznacza to że dla mieszkańców planety tak właściwie stoją one w miejscu. W efekcie tego można satelity geostacjonarne są używane od dawna do transmisji telewizji satelitarnej. Ogromnym minusem takich satelit jest ich odległość – sygnał jest opóźniony, co wpływa na jakość transmisji. Również przez taką odległość spada siła sygnału, przez co nie można było początkowo projektować telefonów zminiaturyzowanych, gdyż nie dawały sobie rady. Dodatkowym problemem był fakt, że satelitów geostacjonarnych jest już sporo i wszystkie „najlepsze” miejsca na orbitach były już pozajmowane.

W latach dziewięćdziesiątych dzięki rozwojowi technologicznemu można było komercyjnie użytkować satelity nie geostacjonarne. Do tych działań wykorzystano dwa rodzaje orbit: orbity niskie znajdujące się na wysokości 500-2000km i orbity pośrednie na wysokości 8000-12000km.

źródło: gsm.edu.pl

by ·0 Comments

Operatorzy sieci oprócz procedury identyfikacji abonentów wymagają, by miejsce miała również procedura identyfikacji wyposażenia ruchomego ME(terminal sprzętowy). Wymagania te są stawiane, ponieważ nieodpowiednio zaprojektowana lub uszkodzona stacja ruchoma ma wpływ na zakłócanie pracy stacji niezwiązanych lub na jakość sygnału użytkowników innych systemów radiowych.

Operatorzy właśnie z tego powodu często są zainteresowani zablokowaniem dostępu systemu w stosunku do określonych egzemplarzy lub też całych klas terminali. Innym obiektem zainteresowania operatorów jest możliwość rejestracji numerów terminali, które zostały skradzione i wykrycie próby ich użycia.

IMEI – to numer identyfikacyjny terminala na podstawie którego odbywa się procedura sprawdzenia uprawnień terminali. Numer ten przydzielany jest do terminalu po tym, gdy przejdzie on procedurę homologacyjną w specjalnym laboratorium akredytowanym.

EIR- jest to rejestr identyfikacji wyposażenia, który również wykorzystywany jest w celu odbycia procedury sprawdzenia uprawnień terminali. Administrowany jest przez operatora.

Numer identyfikacyjny terminala (IMEI) jest przechowywany w terminalu oraz rejestrze identyfikacji wyposażenia(EIR). Wykorzystuje się go w celu identyfikacji wyposażenia, która ma na celu blokadę dostępu do systemu niehomologowanym terminalom, skradzionym lub uszkodzonym. Jeśli abonentowi zostanie ukradziony terminal, jego obowiązkiem jest zgłoszenie tej informacji do operatora. Operator wpisze terminal na czarną listę, a co za tym idzie, dostęp do systemu zostanie zablokowany.

Na poniższym obrazku przedstawiony jest proces identyfikacji sprzętu.

proces identyfikacji sprzętu

(1) – centrala MSC wysyła żądanie podania numeru IMEI do stacji ruchomej

(2) – stacja ruchoma MS podaje numer IMEI odpowiadając z ten sposób centrali MSC

(3) – centrala przekazuje numer IMEI w rejestrze EIR

(4) – z rejestru EIR przesyłane jest potwierdzenie identyfikacji terminalu do centrali MSC. Ten krok dopuszcza terminal do pracy w systemie.

źródło: gsm.edu.pl

by ·2 komentarze

Sieć GSM składa się z minimum kilku central telefonicznych, które są podstawowymi węzłami sieci. Podstawowym zadaniem takiej sieci jest realizacja połączeń pomiędzy różnymi abonentami – tymi znajdującymi się w sieci GSM jak i w normalnych sieciach telefonicznych. Ze wszystkimi centralami jest skojarzona baza danych, w których znajdują się rejestry stacji obcych. W rejestrach znajdują się informacje o abonentach GSM, którzy aktualnie przebywają w obrębie danej stacji – dotyczy to abonentów wszystkich sieci GSM (lokalnych i zagranicznych).

Dodatkowo oprócz połączeń wychodzących do innych centrali GSM, nadawane są również połączenia do sterowników stacji bazowych. Sterowniki to urządzenia pomocnicze, które koncentrują ruch telefonicznych pomiędzy różnymi centralami. Centrale zazwyczaj współpracują z kilkunastoma sterownikami, następnie połączenia idą dalej do stacji bazowych, a stamtąd obsługują pojedyncze komórki GSM. Budowa stacji bazowych jest dość zróżnicowana, mogą być montowane wewnątrz i zewnątrz budynków.

W typowych sieciach GSM znajduje się zazwyczaj jedno centrum zarządzania siecią. Korzysta ono z dwóch sprzężonych baz danych – jedną z nich jest rejestr w którym znajdują się informacje o stacjach własnych, drugim jest centrum identyfikacji telefonów. Pierwszy rejestr zawiera wszystkie podstawowe informacje o abonentach danej sieci GSM. Zapisane są: kategoria abonenta, uprawnienia do korzystania z danych usług, informacje pozwalające na identyfikacje abonenta. Znajduje się tam również informacja o pobycie danego abonenta, co pozwala na identyfikację centrali GSM, która będzie obsługiwać jego połączenia.

Drugi rejestr (rejestr identyfikacji telefonów) to baza danych, w której znajdują się identyfikatory urządzeń GSM. Dzięki temu operator może ograniczyć skutki kradzieży np. blokując sygnał danego urządzenia. Niestety nie jest to zbyt popularne, a ograniczenia nie są używane na wielką skalę.

Z każdym centrum zarządzania siecią działa równolegle centrum identyfikacji. Jest to system komputerowy, który posiada mocne zabezpieczenia i jest pilnie strzeżony, gdyż znajdują się w nim hasła identyfikacyjne abonentów. Jest to bardzo ważne, gdyż hasła pozwalają na identyfikację danych użytkowników, zarządzanie ich kontami oraz obsługę połączeń.

budowa sieci GSM

Wraz z rozrostem sieci dodawane są kolejne centrale telefoniczne, stacje bazowe i sterowniki. To pozwala na zmianę przepustowości i konfiguracji. Operatorzy aktualizują swoje usługi co zmusza do modyfikacji urządzeń i oprogramowania. W założeniu projektantów sieci GSM, miała ona być uniwersalna, co pozwalałoby na podpinanie ze sobą aparatury różnych producentów. Przez to aby połączyć różne urządzenia, niezbędna jest żmudna praca.

źródło: gsm.edu.pl

by ·0 Comments

Propagacja, czyli rozchodzenie się sygnału w kanale radiowym to zjawisko uzależnione od wielu czynników. Zależy ona przede wszystkim od właściwości samej fali, czyli jej długości oraz polaryzacji, a także od warunków środowiska, w którym rozchodzi się fala. Przez warunki środowiska rozumie się ukształtowanie terenu i rodzaj jego pokrycia – fale radiowe inaczej rozchodzą się na terenach pokrytych wodą, w lesie, w terenach zabudowanych, czy na otwartych przestrzeniach. Natężenie pola elektromagnetycznego maleje wraz ze wzrostem odległości pomiędzy stacją bazową a telefonem.

Bardzo upraszczając sytuację w kanałach rzeczywistych moc sygnału to 1/d^a, gdzie:
„d” – odległość pomiędzy antenami
„a” – współczynnik tłumienia fali, ma wartości z przedziału 1,5 – 6. Standardowa wartość współczynnika w komórkach podmiejskich wynosi 3. W centrach miast często a=5, w mieszkaniach 6, ale np. na przecięciu dwóch anten nadających sygnał 1,5. Im większa jest wartość tego współczynnika, tym sygnał szybciej się gubi, wraz ze wzrostem odległości.

Zjawiskiem kształtującym sygnał w kanale radiowym jest transmisja wielodrogowa. Oznacza to że sygnał docierający do aparatu telefonicznego jest łączony z wielu różnych źródeł. Jest to spowodowane różnymi zakłóceniami i sygnał z jednego źródła zgubiłby się w aglomeracji bloków.

Tłumienie sygnałów w sygnałach rzeczywistych jest o wiele większe w niż tłumienie w wolnej przestrzeni. Sytuacja jest spowodowana różnymi zjawiskami ubocznymi m.in. zaniki propagacji wielodrogowej, efekt Dopplera, zakłócenia telekomunikacyjne.

W środowisku rzeczywistym moc sygnału jest zmienna – na przemian maleje i rośnie. „Efekt cienia radiowego” to wolnozmienne zaniki mocy sygnału radiowego. Typowymi zjawiskami propagacyjnymi są transmisja wielodrogowa i uginanie się fal na przeszkodach. Do anteny w odbiorniku dochodzą promienie które przebyły różne drogi, mają różną amplitudę i fazę. Jeśli dwie różne składowe dochodzące do odbiornika mają ten sam znak – sygnały się wzmacniają i dają dobrą jakość. W przeciwnym wypadku dochodzi do wytłumienia sygnału.

Rozchodzenie się fal w otoczeniu Zemii

W otoczeniu naszej planety fale mogą rozchodzić się jako fala przyziemna, troposferyczna bądź jonosferyczna. Fala przyziemna, jak sama nazwa wskazuje, rozchodzi się wzdłuż powierzchni i jest wykorzystywana do transmisji fal na odległościach do 2000 km. Z kolei fala troposferyczna ulega załamaniu w troposferze, a następnie trafia do odbiornika. Należy podkreślić, że propagacja fal radiowych w troposferze w dużej mierze uzależniona jest od aktualnych warunków meteorologicznych. Natomiast fala jonosferyczna odbijana jest od naładowanej elektrycznie jonosfery. Odbicia fal od tej warstwy zależą w dużym stopniu od aktywności Słońca.

by ·0 Comments

Systemy telefonii komórkowej zaczęły być używane w latach 80. Wcześniej do komunikacji były używane tzw. systemy dyspozytorskie. Były to systemy w których komunikowano się za pomocą radiotelefonów. Firmy wykupywały pasmo o odpowiedniej częstotliwości i miały na nie wyłączność. Poważną wadą tych systemów był fakt, że wszyscy użytkownicy słyszeli się nawzajem. Rozwiązania to jest używane do dziś np. w firmach taksówkarskich.

Już w latach 40. powstała koncepcja sieci telefonicznej, jednak na jej powstanie trzeba było czekać 40 lat ze względu na możliwości techniczne. W 1976 roku w Nowym Jorku, działał jeden system, który pozwalał na 12 rozmów w tym samym czasie. Było w nim zarejestrowanych 500 użytkowników. Skandynawia jako pierwsza wprowadziła standard telefonii komórkowych. Było to na początku lat 80. Działał on wtedy w technologi analogowej.

zabytkowy telefon komórkowy

W latach 80 systemy telefoniczne zaczęły się przeciążać i trzeba było zaprojektować coś nowego. Systemy telefonii komórkowej stały się bardzo popularne i stare rozwiązania technologiczne nie wystarczały. Firmy zrozumiały jak wielki jest potencjał w połączeniach internetowych i postanowiły rozwijać się w tym kierunku. Przygotowywanie standardu GSM rozpoczął się jeszcze w latach 80. W 1982 powstała grupa o nazwie Groupe Speciale Mobile, która miała opracować odpowiedni standard telefoniczny dla całej Europy Zachodniej. Na pierwszym spotkaniu grupy znaleźli się przedstawiciele 11 krajów.

Już w latach 80 istniejące systemy telefoniczne zaczęły się przeciążać. Konieczne było zaprojektowanie nowego rozwiązania. W tym czasie też firmy zrozumiały jak duży potencjał ma w sobie technologia internetowa i zaczęły się rozwijać w tym kierunku. W latach 80. rozpoczęło się tworzenie technologii GSM. W 1982 powstała grupa o nazwie Groupe Speciale Mobile, której zadaniem było opracowanie standardu telefonicznego dla całej Europy Zachodniej. Na pierwszym spotkaniu uczestniczyli przedstawiciele 11 krajów.

Przygotowania

Gdy okazało się że limit miejsc w sieci analogowej się wyczerpuje prace nabrały rozmachu. Sprawa ta była brana bardzo poważnie przez Państwa europejskie i były prowadzone nad nią debaty podczas spotkań Wspólnoty Europejskiej. W wyniku tych spotkań zostało zarezerwowane pasmo 900Mhz na którym prowadzono ogólnoeuropejską komunikację radiową. Celem było stworzenie całkowicie cyfrowego systemu komunikacji który nie tylko rozwinie starą koncepcję ale również wzbogaci ją o istotne elementy których w wersji analogowej brakowało jak np. zabezpieczenia. Do budowy pierwszych urządzeń zastosowano układy scalone, które pozwalały na zminiaturyzowanie sprzętu.

Jesienią 1987 r. powołano organizację GSM z siedzibą w Dublinie w Irlandii, której celem było skupianie operatorów przyszłych systemów telefonii komórkowej. Nazywała się GSM Memorandum of Understanding, w skrócie GSM MoU. W 1988 roku rozpoczęto testy dotyczące transmisji sygnałów na kanale radiowym. Powołano do życia ETSI – Europejski Instytut Standardów Telekomunikacyjnych, która pracowała nad tworzeniem standardów, a sam zespół GSM stał się częścią ETSI. GSM otrzymało nowe znaczenie Global System form Mobile communications (globalny system łączności bezprzewodowej). Po raz pierwszy system został zaprezentowany na targach TELECOM’91 w Genewie.

GSM - global system for mobile communiations

Sukces systemu stał się oczywisty, zanim sieć zaczęła tak naprawdę działać. Było to być ogromne osiągnięcie technologiczne, zmieniające sposób komunikowania się całej ludzkości. W ciągu pierwszych trzech lat, liczba abonentów wzrosła o 300%. Wtedy już rozpoczęto pracę nad nowym standardem, który miał jeszcze bardziej rozwinąć technologię rozmów.