خانه / شبکه داده / ارتباطات سیار / شبکه ارتباطات سیار : استانداردGSM (شبکه داده 42)

شبکه ارتباطات سیار : استانداردGSM (شبکه داده 42)

نویسنده: احد رجایی

      در چند شمارة گذشته به تفصیل عملکرد شبکة ارتباطات سیار و استاندارد GSM  را توضیح دادیم. گفتنی است، استانداردGSM  را  موسسة استاندارهای ارتباطات راه دور اروپا(ETSI) ارائه کرد و نخستین بار در سال 1991 در کشور فنلاند اجرا شد. اینک به مشخصات و کارکردهای مهم آن می‌پردازیم.

قبلا توضیح دادیم که در شیوة GSM  از هر دو روش دسترسی TDM و FDM  یعنی روش مالتی پلکسینگ زمانی و فرکانسی استفاده می‌شود. در ابتدا استاندارد P-GSM-800  از 124 کانال فرکانسی استفاده می‌کرد که برای Uplink  از فرکانس 890 تا 915 مگاهرتز و برای Downlink  از فرکانس 935 تا 960 مگاهرتز بهره می‌برد. اما به دلیل گسترش نیازها در GSM-1800 ، 375 کانال دیگر نیز تعریف شد که برای Uplink  از فرکانس 1710 تا 1785 مگاهرتز و برای Downlink  از فرکانس 1805 مگاهرتز تا 1880 مگاهرتز استفاده می‌شود. عرض باند هر کانال 200 کیلوهرتز است و به ازای هر کاربر  8کانال TDM  در اختیار کاربران قرار می‌گیرد. GSM  در سه حالت مختلف، به کاربران سرویس ارائه می‌کند: نرخ کامل(Full rate)،  نیم نرخ(Half rate)  و نرخ کامل ارتقا یافته(Enhanced Full rate) و در اصطلاح گفته می‌شود speech coding  در سه mode  کار می‌کند.

در نرخ کامل، نرخ تبادل داده 13kbps  است. گاهی اپراتورها در مناطقی کاربر زیادی دارند. بنابراین سیستم را در  Half rate mode  پیکربندی می‌کنند. در این حالت اسلات ها یک در میان به دو کاربر داده می‌شود. در این صورت تعداد کاربران دو برابر می‌شود، ولی نرخ تبادل داده به نصف یعنی ‌‌ 6.5kbps  می‌رسد. در این صورت گوشی باید فشرده‌سازی بیشتری روی صدا انجام دهد و البته کیفیت صدا نیز بدتر خواهد شد.

حالت نرخ کامل ارتقا یافته نیز هست که نرخ تبادل داده 12.2kbps است.حالت نرخ کامل ارتقا یافته،( اصطلاحاً EFR  یا GSM-EFR  یا GSM 06.60 ) استاندارد کدگذاری سیگنال گفتار است که به منظور بهبود کیفیت کدگذاری در حالت نرخ کامل یا GSM-FR  توسعه یافته است.

شکل 1)

 EFR  با سرعت12/2 کیلوبیت بر ثانیه، کیفیتی در حد ارتباطات سیمی را در شرایطی که نویز و سرو صدای پس زمینه کم است، فراهم می کند. استاندارد کدگذاری گفتار EFR 12.2 kbit /s  اگرچه به بهبود کیفیت تماس کمک می کند، از پیچیدگی محاسباتی بالاتری برخوردار است و به همین سبب است که در یک دستگاه تلفن همراه به طور بالقوه می تواند منجر به افزایش مصرف انرژی به اندازه 5% در مقایسه با کدگذار نرخ کامل یا FR  شود. در غالب مواقع سیستم GSM  در حالت نرخ کامل کار می‌کند و بدین طریق سرویس مکالمه و داده ارائه می‌کند.(شکل1)

اکنون به یکی از مؤلفه‌های بسیار مهم شبکه GSM  می‌پردازیم که اپراتورهای موبایل در اصطلاح به آن Core  می‌گویند. وقتی کاربر با موبایلش به شبکه وصل می‌شود، در گام نخست با آنتن های BTS ارتباط برقرار می‌کند. به طور کلی هر چیزی که پشت BTS  قرار دارد را هسته‌ یا Core  شبکه یا در بعضی منابع NSS (Network & Switching Subsytem)  می‌گویند.

کنترل فرآیند مکالمه، مسیریابی درست مکالمه، پیدا کردن و مدیریت حرکت کاربر و ارتباط سیگنالینگ با شبکه های دیگر مهمترین وظایف Core  است. برای آشنایی بیشتر وظایف بخش های مختلف Core را بررسی می‌کنیم. مهمترین عنصر Core  که قلب شبکه محسوب می‌شودMSC (Mobile Switching Center)  است.

 در شبکة موبایل، MSC  سویچ اصلی است. سویچ، تجهیزی است که این قابلیت را دارد که به صورت پویا بعضی از کانال های ارتباطی را به بعضی دیگر وصل کند. به یاد دارید که در شبکة تلفن ثابت گفتیم سویچ تلفن از یک طرف به سیم های مسی خطوط تلفن وصل است و از طرف دیگر به Trunk های مرتبط با مراکز تلفن. این سوییچ تصمیم می‌گیرد کدام خط مسی را به کدام یک از  Trunkها وصل کند. البته این موضوع برای End Switchها بود و سوییچ هایی که خودشان در ردة Trunk هستند هم به صورت پویا تصمیم می‌گیرند کدام کانال های Trunk  را به هم وصل کنند. در شبکة موبایل هم MSC  به عنوان یک سوییچ عمل می‌کند. یعنی کانال های 64kbps کاربران را به هم وصل می‌کند، به عبارت دیگر جایی است که دست آخر ارتباطات از طریق آن برقرار می‌شود. البته سوییچ کردن در شبکة ارتباطات سیار بسیار دشوارتر از عملکرد سوییچ‌ها در شبکة تلفن ثابت است، لذا نیازمند هوشمندی و فن‌آوری پیچیده‌تری است، ولی وظیفة MSC  به این مورد خلاصه نمی‌شود بلکه وظایف مهم دیگری نیز دارد که در شماره بعد به آن خواهیم پرداخت.

 

 

حتما ببینید

شبکه ارتباطات سیار : استانداردGSM (شبکه داده 41)

در چند شمارة اخیر نشریه گفتیم که روند ارتباطات سیار از استاندارد AMPS به استاندارد …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *