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

Podstawowym wymogiem jaki jest stawiany projektantom systemów GSM jest to, aby informacje o położeniu danego abonenta nie były dostępne dla osób nieuprawnionych. Chroniona również musi być tożsamość abonenta realizującego położenie(poprzez tożsamość rozumie się numer identyfikacyjny IMSI).

W kanale radiowym proces szyfrowania transmisji jest procesem o wysokim poziomie poufności, jednak rozpoczyna się on dopiero w chwili kiedy system ustali tożsamość abonenta, z którym nawiązano połączenie. Przykładowo – informacje które są przesyłane w kanałach rozsiewczych na częstotliwości odniesienia nie są szyfrowane. Informacje te są odbierane w tej samej chwili przez wszystkie ruchome stacje, które znajdują się w jednej komórce. W tych informacjach jest również wiadomość, która zawiera międzynarodowy numer abonenta ruchomego IMSI. Gdyby zdarzyło się, że ktoś podsłuchuję tą nieszyfrowaną transmisję w kanale radiowym, mamy pewność, że dana osoba może stwierdzić gdzie aktualnie znajduje się dany abonent.

Tymczasowy numer abonenta ruchomego TMSI jest rozwiązaniem tego problemu. Jest to tymczasowy numer abonenta ruchomego, który ma za Zasanie zastępowanie numeru IMSI tam, gdzie jest konieczność wysyłania numer IMSI w kanał radiowy w niezaszyfrowanej postaci. Numer TMSI uzgadniany jest z systemem w trakcie procedur sygnalizacyjnych, które odbywają się w chronionym trybie. Stacja ruchoma po tymże uzgodnieniu komunikuje się z systemem używając tylko i wyłącznie numeru TMSI. Numer ten jest przydzielany dla danego obszaru przywołań i w tej samej chwili określa abonenta tylko jeśli podawany jest wspólnie z numerem obszaru przywołań. Przydział i zwalnianie numerów TMSI jest zadaniem centrali MSC. Numer przydzielany jest podczas pierwszego zgłoszenia się stacji ruchomej w danym obszarze przywołań, natomiast zwalniany jest w chwili gdy stacja ruchoma opuszcza dany obszar.

Informacje systemowe, które po odczytaniu mogłyby być naruszeniem prywatności abonenta są dodatkowo zabezpieczane. Odbywa się to w ten sam sposób oraz w tych samych układach co szyfrowanie sygnałów rozmownych lub sygnałów danych.

źródło: gsm.edu.pl

by ·0 Comments

Standard GSM powstał w latach dziewięćdziesiątych i w pierwotnej wersji działał wyłącznie w wersji 900MHz. Pierwsze poważne instalacje sieci GSM zaczęły się w Europie Zachodniej na początku lat 90. Szybko okazało się, że to nie wystarcza. Doszło do zdefiniowania nowego standardu GSM, który został nazwany DCS. Nowy standard był przeznaczony do wykorzystywania pasma 1800MHz i zarezerwowano dla niego trzy razy więcej częstotliwości niż dla 900MHz. Do pierwszych krajów z pasmem 1800MHz należały: Dania, Niemcy i Wyspy Brytyjskie.

Przyczyną powstania drugiego standardu DCS 1800 był strach przed wyczerpaniem się pojemności GSM 900. Bano się, że zostanie wyczerpana liczba komórek i liczba dostępnych częstotliwości. Sytuacja taka miała miejsce, gdy sieć analogowa uległa wyczerpaniu w latach 80, dlatego teraz postanowiono się zabezpieczyć przed takim wypadkiem. Standard GSM zaczęto od początku projektowano w dwóch pasmach częstotliwości – w podstawowym paśmie 900MHz zdefiniowano 124 częstotliwości i pasmo 1800MHz, w którym zdefiniowano 374 kanały.

W połowie lat dziewięćdziesiątych standard GSM wdrażano również w Kanadzie i Stanach Zjednoczonych w paśmie 1900MHz, o nazwie PCN1900. By ujednolicić nazewnictwo standardów sieci na całym świecie, ETSI podjęło decyzję o nazwaniu standardów słowami GSM. W tej sposób PCN1900 został zamieniony na GSM 1900, DCS 1800 na GSM 1800.

Z dnia na dzień następuje coraz większy rozrost działalności firm zajmujących się branżą GSM. Dodawane są nowe usługi m.in. wprowadzenie konferencji audio, jak i również z video. Przesyłanie plików tekstowych i wizualnych. Więcej usług zostanie opisanych w dalszej części.

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

Co to są fale radiowe?

Fale radiowe definiowane są jako promieniowanie elektromagnetyczne, mieszczące się w zakresie częstotliwości od 3Hz do około 3THz. Długość tego rodzaju fal wynosi od 100 000 km do 0,1 mm. Istnieją naturalne źródła fal radiowych – są to między innymi wyładowania atmosferyczne, zjawiska geologiczne zachodzące we wnętrzu Ziemi oraz zorze polarne. Wyróżnia się również sztuczne źródła fal radiowych: zamierzone (nadajniki radiowe) oraz zakłócenia/szumy (np. instalacje prądu przemiennego).

Podział fal radiowych

W związku z ogromnym zakresem fal radiowych opracowano ich szczegółowy podział. Wyróżnia się fale bardzo długie i ekstremalnie długie o długościach rzędu dziesiątek kilometrów i większych. Fale te wytwarzane są głównie w procesach naturalnych i stosowane są np. w komunikacji z łodziami podwodnymi. Kolejnymi grupami fal radiowych są fale długie, średnie i krótkie, stosowane w telekomunikacji oraz tzw. mikrofale o długościach poniżej 1 m. Ostatnią wyróżnianą grupą są fale submilimetrowe.

Fale radiowe w technologii GSM

Fale radiowe w znacznym stopniu wykorzystywane są przez telefonię komórkową. Gdy wybieramy połączenie telefoniczne znaczna część odległości pokonywana jest przez przewody jednak na ostatnim odcinku drogi komunikacja odbywa się drogą radiową.

Przesyłanie informacji za pomocą fal radiowych jest możliwe tylko w układzie składającym się z:

  • łańcucha telekomunikacyjnego wraz z nadajnikiem i anteną nadawczą,
  • odbiornika wyposażonego w antenę odbiorczą.

Komunikacja pomiędzy 2 antenami odbywa się za pomocą informacji przekazanych w postaci fali elektromagnetycznej. Pomiędzy nimi znajduje się kanał radiowy. Jest nim przestrzeń atmosferyczna.

Moc nadajników radiowych

Moc która pozwala na wypromieniowanie sygnału w przestrzeń mierzy się w watach. Najczęściej spotykanym poziomem mocy nadajników stacji radiofonicznych są nadajniki o mocy od 100W do 3000W. Istnieją również znacznie mocniejsze nadajniki które służą np. do propagacji fal długich. Ich moc może sięgać nawet do kilkuset tysięcy watów. Moc w standardowych nadajnikach telefonów komórkowych wynosi od 0,25W do 2W.

Sygnał nadawany przez antenę rozchodzi się jednocześnie we wszystkich kierunkach. Nie zawsze rozchodzi się on w sposób równomierny. Istnieją anteny które lepiej propagują jak i odbierają sygnał w danym kierunku. Poniżej przykładowe typy takich anten:

typy anten

  1. Antena nadająca sygnał w kąt ok. 120 stopni.
  2. Antena, która promieniuje sygnał w kąt o szerokości kilku stopni.
  3. Antena, która wysyła sygnał dookoła w sposób spłaszczony. Sygnał wysyłany jest w płaszczyźnie poziomej.

Dzięki stosowaniu anten kierunkowych można osiągnąć sygnał o podobnym natężeniu przy znacznie mniejszej mocy. Przy antenach o szerokim koncie promieniowania oszczędność może być ok. dziesięciokrotna, a przy antenie kierunkowej o wąskim kącie promieniowania nawet stukrotna. Anteny dookolne dają ok. 2 krotną oszczędność mocy.

Kierunkowość charakterystyki anten ma znaczenie zarówno podczas nadawania sygnału jak i podczas odbioru. Jeśli dwie anteny (odbiorcza i nadawcza) będą miały charakterystykę kierunkową, kierunkowe zyski tych anten zsumują się.