Telecom Engineer : شرح وآفي بأذن الله لمكونآت نظآم الـ GSM

السلام عليـكم ورحمة الله وبركآته ..~
آحبـآئي هنآ سوف آعرض لكم شرح وآفي بأذن الله لمكونآت نظآم الـ GSM

آرجو مـن كل قلـبي آن ينال على استحسانكم .~

قبـَل اللجوء آلي مكونآت النظـآم سوف آقوم بتعريف مآذآ يعني هـ الاختصـآر ..~

آختصـآر لـ " <Global System for Mobile Communication

وهي تعني بآللغه العربيه " النظام العالمي للأتصال المتحرك (الجوال)

مقدمة بسيطـه لنظـآم آلـ" GSM

لقد جمع النظـآم تركيبة من التقنيـآت TDMAو FDMA , حيـث آنه يستخدم ثمآنيه شرآئح زمنيـة بآلوقت الذي يدعم آلحـآمل الترددي ثمآنية آقنيه بآلمعدل
الكآمل آو ست عشـر قنـآة بنصـف المعدل آلكـآمل

عرض النطآق الترددي بيـن قنـآة وآخرى [color=blue]200 كيلوهرتزٍ علمـآ بآن آقنيه آرسـآل الهـآتف النـقـآل تحتـَل المجـآل 890-915 ميغآ هرتز للآرسـآل " الوصله الصآعده"

وتحتـَل المجـآل 935-960 ميغا هرتز للاستقبال " الوصله النـآزله "

*وتم آختيـآر الترددآت المنخفضه للصآعده حتى لآ نحتآج آلى طآقه كبيره

وآقصى قدرة آرسـآل للمحطه المتنقله MSتعتمد على تصنيف محطة الموبايل وتتروآح ضمن القيم 3-20 وآت

ومجهزٍ بوظيفـة دآخليـة لمنـَع التدآخـَل بقدرة آرسـآل برمجة متحـكم بهـآ , وتأرجح قدرة في بدآيـة ونهـآية الشريحه آلزمينة

آن تأرجح القدرة يخفـض آثر التدآخل ويسـآعد على منـع البقع الميته فـي التغطيى النآجمة عن خفوت المسـآرآت المختلفه .

فوآصل مهمه ^،*

* عدد آلقنوآت من النوع المزدوج 124 قنآة

*عدد المشتركين في الاطآر الوآحد (8/FRAME)

مكونـآت النظـآم System Components

هنـآ سوف آعرض مكونآت الشبكه لمعرٍفه كيـف تعمـَل شبـكة آلـ " GSM

1- المحطـة آلمتحرٍكة"Mobile station .
وٍهي عبـآره عن جزئيـن .
* آلهـآتف المتحرٍك " آلجوآل " ويسمى ME Mobile Equipment

* البطاقة الذكيه " الشريحه " و تسمى SIM Subscriber Identity Module

2-نظآم محطـآت القـآعدة(The Base Station System (BSS

و هي عبارة عن مجموعه من ..{

*نظـآم القـآعدة للآتصـآل"BTS Base Terminal Station

وتسمى ايضا " Base Transceiver Station " وهوٍ عبـآره عن معدآت نقـل لتغطيـة الآذآعيه لخدمة خليـة وآحده من آلشبكـة الخلويـه

ويتكوٍن من نظـآم آتصآل آو آكثـر ولـه رمزٍ هويـة قـآعدة وآحد " BISC" الذي يعرٍف الخليـة محليـآ بيـن 64 خليـة مجآوره وله آيضـآ هوية خليـة موحده وآحده

التي تعرف الخليـة من الشبكه , ويوجد عدة نظـم قـآعدة آتصـآل في نفس الموقع , تنتج من مقطعيـن الى أربعه مقآطع خلايا حول برج هوآئي مشترك .

*وحدة آلتحكم في محطآت القآعدهBSC Base Station controllers

وهي التـي تدير وتتحكم في وحده آو آكثـر من آلـ " BTS

وعآدة تتحكم في تشغيـل من 20 آلى 30 وحدة مـن الـ BTS ,

تتعـآمل مع آعدآد قنـآة الرآديو , ونظـآم قفز الترددآت frequency Hopping

والتسليم من خلية لاخرى بمعنى آعطآء تردد جديد عندمآ يغير خليته آو موقعه , وفـي آكثر الاحيـآن سوف نجد BSC وعدة " BTS's في نفس الموقع

3- محطة النظام الفرعي للشبكة NSS Network Station SubSystem

و هو يعتبر العقل للشبكة , و تكمن فيه انظمة الفواتير و خدمة توجيه الاتصال الى الشبكات المراد تحقيق الاتصال معها
و يتكون ايضا من اجزاء اخرى و هي ..{

*مركز تبديل للمتنقلاتMSC Mobile Switching Center
تتضمن وظآئف مركز التبديل للمتنقـلآت آلآتي ..
1-معآلجة الندآء التي تتحمل الطبيعه النقاله من المشتركين

2- آدآرة قنآة الوصلة الاذاعيه المنطقيه المطلوبة اثناء النداءات

3- ادارة نظآم التاشير بين نظام المحطات القاعديه ومركز التبديل للنقالات

4- معالجة تسجيل الموقع والتاكد من التفاعل بين MS و VLR

5- يسيطر على المناولات بين BSS

6- بوابة متنقله للمقسم المركزي لاستجواب KLR و VLR

7- تبادل اشارة المعلومات بكيانات النظم الاخرى

8- الوظآئف الطبيعيه الاخرى لمفتاح تبادل محل في الشبكة الثابته

* مسجل الموقع المحلي HLR Home Location Register

وهو عبـآره عن سجـَل دآئم تحفظ فيه الاعدآدآت آلخـآصـه لكـَل مشتـرٍك لتمكيـن الشبكـه من آلتحكم في الاتصـآل آلخـآص للمشترٍَك مثـلآ هل المشتـرٍَك
محوٍَل مكآلمآته آو هل عنده خدمة الانتظآر وآيضآ يوفر سجل مخزن ف مكآن الموبآيل الحـآلي

* مسجل موقع الزآئـر " VLR Visitor Location Register

وهوٍ عبـآره عن سجـل مؤقـت تحتفظ فيه الاعدآدآت الضروريه ويحتوي على هوية مرقتة لمشترك النقـآل ورقم دليل الشبكه الرقميه المتكامله الخدمات للنقال ومنطقة الموقع ونسخه من بيانات المشتركين من مسجل الموقع المحلي

* سجل تعريف الاجهزة EIR Equipment Identity Register

و هو عباره عن قاعدة معلومات لكل ارقام التعريف لجهاز الوبايل ( الجوال) , و هو عبارة عن رقم يوضع داخل الجهاز من قبل الشركة المصنعه له و كل جهاز في العالم له رقم خاص به و هو ما يسمى با IMEI

ويحتوي على مآيآتي

1/ القائمه الصحيحه.

هي القائمه الصحيحه لهويات اجهزة معدات المحطات المتنقله "هي الاجهزة المصرحه باستخدام الشبكة"

2/ قائمة المشبوهين

قائمة الهواتف النقاله تحت الملاحظه

3/ القائمة المحتاله

قائمة الهواتف النقاله لاي خدمة مخططة "الاجهزة الغير مصرح لها بإستخدام الشبكه"

لمحة عن IMEI:

هو رقم خاص لكل جهاز موبايل (جوال) ME يوضع بواسطة المصنع , هذا الرقم يرسل مع كل اتصال يعمله الموبايل (الجوال) الى الشبكه و هو عادة يكتب خلف بطارية الجهاز و يتكون من النمط التالي
X X X X X X - X X - X X X X X X - X
TAC - FAC - SNR - CD
[color=red]TAC: type approval code
FAC: final assembly code
SNR: serial number
CDcheck digit
ولكن تم تغيير النمط الحالي من قبل اتحاد الاتصالات العالمي ITUالى التالي
X X X X X X X X -X X X X X X - X
TAC - SNR - CD
ويمكن ان نجده ايضا بهذا النمط IMEISVو الـ SV software versionتعني نسخة البرنامج
X X X X X X X X X - X X X X X X - X - X X
TAC - SNR - CD -SVN
SVN software version noumber[/color]

لمحة عن تعريف المشترك IMSI International Mobile Subscriber Identity
هو عبارة عن رقم خاص لكل بطاقة (شريحه) و هو ليس رقم الموبايل (الجوال) الذي يتم الاتصال بواسطته , هو رقم اقرب الى رقم الشبكه و هو يحتوي غالبا على 15 خانه كالنمط التالي
X X X - X X - X X X X X X X X X X
MCC - MNC - MSIN
MCC: mobile country code كود الدوله
MNC: mobile network code كود الشبكه التي اشتريت منها بطاقتك (شريحتك) بعض الاحيان يكون من ثلاث ارقام خاصه في امريكا الشماليه
MSIN: mobile station identification numbe رقم تعريف المحطة المتحركة (الموبايل)
هذا الرقم نحتاجه من اجل ان اى شبكة هاتف متحرك ارضيه PLMN Public land mobile network
تستطيع به ان تتعرف على الموبايل و اذا كان خاصة غير مشترك معها بحيث تقدم له الخدمات التي يكون مخول بها من قبل شبكته الام .

* مركز التوثيقAuC Authentication Center
هذا هو مركز الامن للشبكة الذي يعطي الاوامر بالتخويل للموبايل ( الجوال) بإستخدام الشبكة

* مركز التشغيل وآلصيآنهMOC Operation and maintenance center
وهو العنصر المركز للسيطره والمراقبة على عناصر الشبكة الاخرى ويتضمن ذلك نوعية الخدمة المقدمة بالشبكه فكل من عاصر الشبكة الاخرى يمكن ان يتم السيطره
عليها عن بعد بواسطه مركز التشغيل والصيانه

ومركز الصيآنه ينقسم الى منطقتين وظيفيتين رئيسيتين هما:
1. مركز الصيانه والتشغيل جزء التحويلOMC-S" Operation and maintenance center switching part
يقوم بادارة وظائف التحويل او التبديل في الشبكة
2. مركز الصيانه والتشغيل الجزء الراديويOMC-R" Operation and maintenance center radio part
يقوم باداة وظائف نظام المحطات القاعديه للشبكة

المكونات الاساسيه للشبكه قد تعرفنا عليها وبقي علينا ان نعرف
كيف تعمل شبكة الـGSM ?
عندما نشغل جهاز الموبايل (الجوال)MS فإنه يحاول ان يتصل بالشبكه , على امل ان تسمح له او تخوله الشبكة من استخدام مواردها .
هذا يمكن ان يحدث بالنسبه لشبكتك الام او حتى اذا كنت في حالة تجوال roamingو تستخدم خدمات شبكه غير شبكتك الام .
ان جهاز الموبايل (الجوال) MS يعمل هذا الشى بالاتصال مع الـ" BTSالموجود في نفس المكان او بمعنى اخر الـ" BTSالمغطي لهذه المنطقه المتواجد بها الموبايل .
تقوم الـ" BTS'sبشكل اعتيادي ببث (ارسال) الترددات و ذلك لتمكين الموبايل MSمن التقاط الاشارة الاقوى .
و هذا التغيير في الـ" BTSلا يحدث هكذا و انما الموبايل MSيقيس قوة الاشارة فاذا وجد اشارة افضل من التي هو عليها يرسل القياس الى الـ" BTSو الـ" BTSبدوره يرسلها الى الـ" BSCالذي يتحكم فـي الـ" BTS'sو يرى اذا كان هذا التغيير في الـ" BTSممكن يحوله او يسلم الموبايل الى الـ" BTSالجديد و هذي الطريقه تسمى الـ" Handover. و لكن اذا الـ" BTSالجديد لا يتبع الـ" BSCالحالي فانه يرفع الامر الى MSCلأخذ الاجراء المناسب
و هو بالاتصال بالـ" BSCالجديد و تسليم الموبايل الـ" BTSالجديد لان الـ" BSCلا يستطيع تحدث BSCاخر,
اذا الموبايل غير BSCوغير الـ" BTSو هذه عادة تحصل عندما نكون في وسيله من وسائل النقل كالسياره فنغير الاثنين معا . في كلتا الحالتين الموبايل MSو الـ" BSC/MSCيعملون مع بعض لعمل التسليم Handoverبشكل سلس,

الشبكه تعمل على حجز قناة في الـ" BTSالجديد لتمكين التسليم Handoverو حتى ان كنا اثناء مكالمه .

اذا اراد احد ان يتصل عليك من الضروري ان تعرف الشبكة اين يتواجد الموبايل (الجوال)

MSو تحت اى MSCو اى BSCو اى BTSلكى تتمكن الشبكة من ايصال المكالمه اليك ,

هنا نتعرف على اهمية الـ" HLRسجل الموقع المحلي , VLRسجل الزوار .

ان الـ"HLRيخبرنا عن الـ" VLRو ماذا يعرف ؟

اين الموبايل (الجوال) MS ؟

أن الـ" VLRيحتوي على ما يسمى بـ كود المناطقو هو عباره عن كود للمناطق التي تغطيها كل خليه او مجموعه من الخلايا .

الـ" VLRينشأ صفحة تحتوي معلومات عن الموبايل MSويرسلها الى MSC
و هذا يحدث عندما يغير الموبايل موقعه من مكان الى اخر و الـ" MSCيحدث الـ" HLRبأخر موقع للموبايل .

الموبايل دائما يكون على اتصال مع الـ" PCH Paging channelلذلك الموبايل دائما يحصل على مكالمات و يستقبلها اذا الاتصال

القادم الى الموبايل MSيبدأ دائما من عند HLRهذا التصال يحدث بسهوله لان كل شبكه تعرف اين

HLRالخاص بها و ايضا تعرف رقم الموبايل المشترك لديها MSو لهذا لانهتم الابهم فالاتصال يذهب اليهم

اولا و لايهتم في البدايه بموقع الموبايل MSالحالي لان التبديل او تحويل المكالمه سوف يتم عن طريق MSC
مثال على ذلك شخص يتصل من الصين على رقم موبايل في هولندا و هذا الموبايل حاليا ليس في هولندا بل هو متواجد في اسبانيا كيف يتم الاتصال .؟؟؟؟
كالتالي .....
الشخص الذي في الصين سوف يتصل على رقم الموبايل في هولندا

الاتصال سوف يذهب الى شبكة الموبايل في هولندا وبالتحديد الى MSC

و الـ" MSCسوف يخاطب الـ" HLRماهو اخر تحديث لديك عن موقع الموبايل

الـ" HLRسوف يخبره ان اخر معلومات لديه انه متواجد في اسبانيا على الشبكه الاسبانيه

ياترى كيف عرف الـ" HLR ???

لان الـ" VLRاسبانيا التقط اشارة الموبايل الهولندي و حولها الى الـ" MSCالى الاسباني و بدوره

حول المعلومات عن موقع الموبايل الى شبكته الام في هولندا و الشبكه حفظت المعلومات الجديده في الـ" HLR
....
الـ" MSCسوف يحول الاتصال الى الشبكة الاسبانيه

وفي الشبكة الاسبانيه سوف يستلم الـ" MSCالاتصال و يحوله الى الموبايل الهولندي المتواجد في
اسبانيا ..

اذا من هنا اتضح لنا فائدة الـ" HLRو الـ" VLR

وهنآ قد وصلنـآ آلى آخر نقطه فـ الشرح ^.*

هو عندما نقوم بإغلاق الموبايل MS, الشبكه سوف تتذكر اخر موقع كان متواجد فيه الموبايل MS

اذا لم تتلقى الشبكه اى اشارة بأن الموبايل MSأُغلق فأنها تستمر بالاعتقاد ان الموبايل يتصل على قناة تحديد الموقع PCH
و للتاكد من ذلك تقوم الشبكه بتحديد وقت يقوم فيه الموبايل MSبأرسل فيه رساله بانه متواجد على الشبكه .

مصطلحات
MS mobile stationو هو الجهاز مع البطاقه (الشريحه)

BTS base terminal stationو هي المحطة الطرفيه التي تحتوي على الهوائي

BSC Base station Controller و هو المراقب لعدة محطات طرفيه

MSC mobile switching center و هو بدالة الموبايل

microwave stationمحطة الميكروويف

satellite station محطة اقمار صناعية

modulation تعديل

detectorكشف

TX stationمحطة الارسال

RX station محطة الاستقبال

وبكذآ آعزآئي تم الاتنهـآء مـن شرح مكونآت نظـآم آلـ GSM