by ·0 Comments
elementy standardu GSM

GSM (Global System for Mobile) to globalny standard cyfrowej mobilnej komunikacji komórkowej, kanałowej częstotliwości i czasu. Rozwój GSM rozpoczął się na początku lat 80-tych ubiegłego wieku przez grupę 26 europejskich firm telefonicznych. Założono, że standard ten pozwoli połączyć wszystkie kraje europejskie w system komórkowy o zasięgu 900 MHz. Standard GSM jest cyfrowy i zapewnia wysoką, jakość i poufność komunikacji oraz zapewnia abonentom szeroki zakres usług: automatyczny roaming, odbiór / transmisja danych, usługa SMS, poczta głosowa i faksowa.

Na czym polega GSM?

Obszar objęty siecią GSM jest podzielony na sześciokątne plastry miodu (tzw. struktura plastra miodu). Średnica każdej komórki sześciokątnej może być różna od 400 m do 50 km. W każdej komórce są instalowane Stacje Bazowe (tzw. BTS) w postaci anten np. na dachach budynków, wież nadajnikowych itp. Urządzenia (tzw. stacje mobilne) z każdej komórku komunikują się z odpowiednią stacją bazwoą. A ta dalej przekazuje informację do centrali. Tam odbywa się zarządzanie rozmową telefoniczną oraz innymi operacjami. Jest to bardzo uproszczony schemat ale oddaje on idee sieci komórkowej jako strukturę sześciokątnych komórek połączonych w strukturę plastra miodu.

GSM odnosi się do sieci drugiej generacji (2G), ponieważ został opracowany później niż analogowy telefon komórkowy (1G) i pod wieloma względami był lepiej zaprojektowany.

GSM zapewnia obsługę następujących usług:

antena na dachu budynku
Antena GSM na dachu budynku (zdj. pixabay.com)
  • Transmisja informacji głosowych.
  • Transfer danych (synchroniczna i asynchroniczna wymiana danych, w tym przesyłanie danych pakietowych – GPRS).
  • Wysyłanie krótkich wiadomości (SMS).
  • Wysyłanie wiadomości faksowych.

Dodatkowe usługi:

  • Wykrywanie identyfikatora dzwoniącego.
  • Przekazywanie połączeń na inny numer.
  • Połączenie konferencyjne (jednoczesna komunikacja głosowa między trzema lub więcej abonentami).
  • Poczta głosowa i wiele innych usług.

Standard GSM ma kilka funkcji

  • Umożliwia korzystanie z kart SIM w celu uzyskania dostępu zarówno do kanału, jak i do usług komunikacyjnych.
  • Używając GSM, użytkownik nie musi się martwić o podsłuchiwanie go: jego interfejs radiowy jest chroniony
  • Szyfruje przesyłane wiadomości
  • Sprawdza autentyczność identyfikacji sprzętu abonenckiego.
  • Jeśli użytkownik przekroczył granicę kraju, roaming jest automatycznie aktywowany, co jest bardzo wygodne dla abonenta.

Standard GSM – zastosowanie

Aktywny rozwój sieci komórkowych otwiera najszersze zastosowanie technologii GSM. Poza komunikacja telefoniczną są to przede wszystkim systemy GSM bezpieczeństwa dla samochodów, alarmy GSM i systemy sterowania dla domów i mieszkań, w branży reklamowej do zdalnego sterowania tablicami informacyjnymi, w systemach monitorowania parametrów zdalnych obiektów przemysłowych, a także z wykorzystaniem modemów GSM bankomaty i automaty vendingowe i wiele więcej.

Standard GSM to zasadniczo zestaw zaleceń. Producenci mają swobodę wyboru sposobu wdrożenia sprzętu. Najważniejsze jest to, że wykonuje on niezbędne funkcje i obsługuje odpowiednie interfejsy. Wyjaśnia to w szczególności dzisiejszą różnorodność telefonów komórkowych na rynku. Z funkcjonalnego punktu widzenia, telefon komórkowy składa się z dwóch elementów: sprzętu mobilnego (sam telefon) i modułu identyfikacji abonenta (identyfikacja subskrybenta Moduł SIM) w formie karty inteligentnej. Każde urządzenie ma swoją własną unikalną mobilną tożsamość (IMEI).

Obecność karty SIM jest jedną z wyróżniających cech GSM. Usuwając moduł SIM z jednego urządzenia i wstawiając go do innego, abonent może nadal korzystać ze wszystkich usług, które subskrybował. Moduł zawiera międzynarodową tożsamość abonenta mobilnego i inne dane, w szczególności tajny klucz szyfrowania. Jest chroniony przed nieautoryzowanym użyciem hasłem zwykle czterocyfrowym osobistym numerem identyfikacyjnym (osobisty numer identyfikacyjny, PIN).

Możliwość połączeń z telefonu komórkowego i na telefon komórkowy zapewnia podsystem sieci i przełączania (podsystem sieci i przełączania, NSS). Jego głównym elementem jest Centrum przełączania usług mobilnych (MSC). Zgodnie ze swoim przeznaczeniem jest on podobny do zwykłej centrali telefonicznej i odpowiada za identyfikację i rejestrację abonentów, przekierowywanie połączeń, interfejs z tradycyjnymi sieciami telefonicznymi itp.

by ·0 Comments

Rozwój technologii pozwolił na rozpowszechnienie się różnego rodzaju standardów GSM, gdzie transmisja danych odbywa się na różnych częstotliwościach. Jednym z najpopularniejszych standardów jest GSM 1800.

Czym jest GSM 1800?

Jest to standard transmisji danych, w którym może się ona odbywać w paśmie częstotliwości 1710-1880 MHz. Używany jest on w większości państw europejskich, azjatyckich, afrykańskich, Australii, a także w niektórych krajach Ameryki Środkowej i Południowej.

Historia powstania GSM 1800?

GSM 1800 powstał w wyniku rozwoju między innymi GSM 900 w roku 1990. Zaczęto wtedy opracowywać technologię DSC1800 przeznaczoną dla gęsto zaludnionych obszarów miejskich. Celem była bezproblemowe prowadzenie licznych rozmów na małym terenie. W roku 1997 nazwa DSC1800 została zmieniona na GSM1800. W 1999 r. na świecie działało ponad 250 sieci telefonicznych które obsługiwały ponad 130 milionów zarejestrowanych abonentów. Działały one w pasmach 900MHz, 1800MHz i 1900MHz. Liczba ta miała się potroić na początku drugiego tysiąclecia.

W latach 90 nastąpił ogromny rozwój technologii. Zgodnie z prawem Moora co osiemnaście miesięcy podwajała się liczba używanych tranzystorów w układach scalonych. Dzięki temu sprzęt komórkowy można było zminiaturyzować. Zobrazowało to kierunek, w którym rozwijała się branża telefoniczna i już było wiadomym, że za kilka lat miał nastąpić kolejny przełom w branży telekomunikacyjnej. Stworzony standard GSM był tak przemyślany aby można było go modyfikować i zwiększać z czasem jego możliwości. Wprowadzenie sieci podzielono na dwa etapy. Pierwszy polegał na wprowadzeniu nowego standardu. Drugim etapem był jego rozwój. Został on poprawiony i wzbogacony o nowoczesne rozwiązania poprawiające komunikację. Dwukrotnie poprawiono efektywność wykorzystywania pasam radiowego.

W drugiej połowie lat dziewięćdziesiątych zespoły ESTI zostały zaangażowane w tworzenie nowego standardu. Nazwano go: Faza druga + GSM. Nie został on nazwany fazą trzecią, gdyż chciano podkreślić stopniowe zmiany i modyfikacje, a nie ogromny przeskok w sposobie rozmów, który miał nastąpić kilka lat później.

Jak to wygląda od strony technicznej?

W tym standardzie przesyłanie danych odbywa się na aż 374 częstotliwościach, które są rozłożone co 200 kHz. Maksymalny zasięg komórki, jaki można osiągnąć, to 8 kilometrów. Jest to idealne rozwiązanie do tworzenia sieci na bardziej zaludnionych obszarach o dużym natężeniu ruchu telekomunikacyjnego.

Wiele sieci wykorzystuje kilka standardów. Przykładowo w Polsce GSM 1800 i 900 wykorzystuje się jednocześnie, przy zapewnieniu braku utraty połączenia. Łączenie standardów jest dobrym rozwiązaniem aby obsługiwać połączenia na większych obszarach. Łączenie standardów działa na zasadzie sieci szkieletowej.

Dzięki współpracy wielu firm telekomunikacyjnych i używaniu tych samych standardów możliwa jest swobodna rozmowa praktycznie z każdego zakątka świata. Mimo rozwoju innych rozwiązań dla połączeń komórkowych, standardy GSM nadal mają się bardzo dobrze.

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.