A GSM rendszer működése

A GSM rendszer működése

A GSM (Global System for Mobile Telecommunications) rendszer olyan nemzetközi szabvány, melyet 1987-ben tizenhárom európai ország hozott létre azért, hogy Európában kiépítsenek egy egységes, ezáltal egymás közt kompatibilis telekommunikációs rendszert a 900 megahertzes frekvenciasávon.

Egy rövid visszatekintés nem árt, hogy megértsük, miért volt erre szükség.

A rádiós műsorszórás az 1900-as évek elején indult. Az 1930-as években már készítettek hordozható rádió adó-vevőt, amit főleg katonai célokra használtak később. A zárt rádiós rendszerek az 50-es évek elején terjedtek el, nálunk a katonaság és a rendőrség használt URH rádiókat. Magyarországon a 80-as években terjedtek el a CB rádiók. Az URH és CB rendszerek legnagyobb hátránya az volt, hogy nem kapcsolódott a vezetékes telefonhálózathoz, tehát csak a rendszeren belüli ügyfeleket lehetett elérni.

A világ fejlettebb részén – elsőként Amerikában, de nem sokkal később Nyugat-Európában is – már a 70-es évek elején lehetett autóba szerelt rádiós telefonokat vásárolni. Ezekkel már el lehetett érni a vezetékes telefonhálózatot is, tehát ezeket már nyugodtan nevezhetjük mobil telefonoknak, bár méretük még egy utazótáskáéhoz volt hasonló. A 80-as években a méretek csökkentek (kb. retikül nagyságúra), a telefont használók száma pedig nőtt (pedig akkoriban ez még nagyon drága luxusnak számított). Már csak egy probléma volt, hogy minden országban más-más technikai megoldást használtak, ezért, ha egy német átment Franciaországba, nem tudta használni a telefonját. Az akkori közös Európa nem tűrhette ezt a megosztottságot, így hamarosan létrejött egy francia team, amelyiknek feladata volt megoldást találni. Érdekesség, hogy a GSM rövidítés eredetileg nem a rendszert, hanem a team-et rövidítette(Groupe Spécial Mobile), de az általuk kidolgozott szabvány olyan sikeres lett (bár európainak szánták, szinte az egész világon elterjedt), hogy a rendszeren rajta maradt a GSM rövidítés, a teamet pedig inkább átnevezték SMG-re (Special Mobile Group). Még egy pici kitérő: Aki azt hiszi, hogy a rendszer kidolgozóit szélnek eresztették, nagyon téved! A mai napig dolgoznak, mert úgy rohan a technika, hogy szinte évtizedenként kell egy fejlettebb szisztémát kidolgozni!

És most a működésről.

A GSM rendszer négy egymásra épülő rendszerből áll:

Mobil telefonok (SIM)

Bázis állomások (BTS)

Telefonközpontok (BSC)

Felügyelő rendszer (MSC)

A mobil készülék nem más, mint egy telefonkészülék és egy rádió adó-vevő berendezés ötvözete. A bázisállomás egy állandó helyű rádió adó-vevő berendezés, mely átjátszóként működik a mobiltelefon és a kapcsolóközpont között. A telefonközpontok feladatai közé tartozik a hagyományos telefonközpontoknál megszokott hívási és kapcsolási feladatok ellátása. A felügyelő rendszer ellenőrzi és szabályozza a teljes rendszert.

Az egyik alapvető különbség a hagyományos távbeszélő hálózatok és a rádiótelefon-rendszerek között, hogy míg az első esetben kábeleket korlátlan mennyiségben telepíthetünk, addig a rádiótelefon-rendszerek által felhasználható frekvenciák száma korlátozott.

Mi is az a frekvencia? A rádióhullámok, bár nem érzékelhetők, ugyanúgy, mint a víz hullámai, hullámhegyeket és hullámvölgyeket tartalmaznak. Egy hullámhegy és hullámvölgy párost nevezünk hullámnak. A frekvencia az egy másodperc alatt kibocsátott hullámok száma. Az 1 Hz-es frekvencia 1 hullámot jelent 1 másodperc alatt. Az 1kHz 1000 hullám/másodperc, az 1 MHz 1000000 hullám/másodperc.

A GSM eredetileg a 890 MHz - 960 MHz-es sávra vonatkozott, ezt röviden csak GSM 900-nak hívják, de már kész az 1800 MHz-es szabvány is! A továbbiakban a 900 MHz-es szabványról írok, mert ma még ez az elterjedtebb.

A GSM szabvány a rendelkezésre álló teljes frekvenciasávot két 25 MHz-es részre bontotta, és mindkettőben 124 db 200 kHz-es csatornát alakított ki. Ha a csatornák kisebbek lennének, áthallás lenne a beszélgetők között. Amint azt mindenki rögtön láthatja, ez nagyon kevés, hiszen ma már több millió mobiltelefon van használatban! Két gondolat kell a megoldáshoz. Az egyik, hogy statisztikát kell készíteni, hányan telefonálnak egyszerre, (szerencsére nem mindenki egyszerre beszél), másrészt meg kell oldani, hogy egy csatornát többen is használhassanak egy időben.

Az utóbbi feladat megoldását a cellás kialakítás adja. A lefedendő területet cellákra (hatszög alakú részekre) osztják, és minden cellát egy-egy bázisállomás sugároz be. Ha vigyázunk arra, hogy a csatornák úgy legyenek kiosztva a bázisállomások között, hogy a szomszédos celláknak ne legyen azonos csatornája, akkor 2 cellával arrébb használható ugyanaz a frekvencia. Ha egy területen kevés az ügyfél, akkor a cella mérete nagy (akár 30 km sugarú is lehet), pl. a Hortobágyon. Ha viszont sok az ügyfél, akkor a cellák kicsik, és sok cella kell a kiszolgáláshoz. Budapesten még egy kerület is több cellából állhat.

A GSM rendszer a következőképpen bonyolít le egy beszélgetést:

Amikor az előfizető a hívószám megadása után lenyomja a hívás kezdeményezés gombot, a berendezés végigpásztázza az adott helyen vehető összes szabadnak jelzett rádiócsatornát, és kiválasztja azt, amelyiken a legnagyobb térerősséget tapasztalja. Ezután a kiválasztott csatornán engedélyt kér a mobilközponttól (a bázisállomás közreműködésével) a csatorna lefoglalására. Amennyiben a mobilközpont megadja az engedélyt, a rádiócsatornán létrejön az összeköttetés a központ és az előfizető között. Ettől kezdve a mobil-előfizető ugyanúgy telefonálhat, mint ahogyan azt a nyilvános telefonhálózatban megszokta.

Mivel a hálózat igen érzékeny a terjedési viszonyokra, az összeköttetés minőségét állandóan ellenőrizni kell. Ennek érdekében a bázisállomás állandóan kibocsát egy vizsgáló jelet a mobilállomás felé, az változtatás nélkül visszasugározza a bázisállomásnak, amely a két jelet összehasonlítja egymással, és az összehasonlítás eredményéből következtet az összeköttetés minőségére.

Ha a minőség egy meghatározott szint alá esik, a bázisállomás jelez a mobilközpontnak, mire a központ ellenőrző méréseket indít, nem tudnak-e jobb összeköttetést létrehozni az adott mobilállomással. Amennyiben lehet, úgy a beszélgetést átkapcsolják arra az összeköttetésre.

Ha az azonos forgalmi területen végrehajtott mérések nem vezetnek eredményre, a központ a szomszéd forgalmi területen próbálkozik jobb összeköttetés létrehozásával. Ha a keresés sikerrel jár, oda kapcsolja át a beszélgetést. Amennyiben a hívást egy másik központhoz kell átkapcsolni, akkor a hívás felépítésénél ismertetett információcsere is automatikusan végbemegy. A hívásátkapcsolásból a beszélgető felek mindössze egy néhány tizedmásodperces kattanást hallanak.

Teljesen hasonló módon oldják meg azt is, ha a beszélgető átlép egy másik cellába.

Ennyi a lényeg. A tényleges GSM leírás félelmetesen bonyolult és terjedelmes. Kezdve attól, hogy az analóg beszéd jelet milyen mintavételezéssel alakítják digitálissá, a hibajavítási technikák leírásán át, a titkosított sugárzás, a keretek kialakítása, a számlázási információk küldözgetése, a felügyeleti rendszerek leírásai, stb., stb., amivel Önnek, kedves olvasó, egyáltalán nem kell törődnie, Önnek csak telefonálnia kell.

Ami viszont hasznos lehet: adok itt egy kislexikont a fontosabb rövidítésekből. Ami pedig érdekes lehet: leírom a hazai szolgáltatás rövid történetét.

Tehát a fontosabb fogalmak:

BIZTONSÁGI KÓD - SECURITY CODE

A GSM készülékekhez tartozó kódszám, mely egyes biztonsági funkciók készüléken történő aktiválásához szükséges.

-MOTOROLA készülékeknél: 0 0 0 0 0 0 (alaphelyzetben)

-NOKIA készülékeknél: a telefonkészülék dobozában találja meg

-ERICSSON készülékeknél: 0 0 0 0 (alaphelyzetben)

-SIEMENS S3+ készüléknél: ÖN adhatja meg (A korlátozások főmenüben)

FEDETTSÉG:

A mobiltelefon használatához szükséges rádiójelekkel ellátott terület.

PLASZTIK ROAMING:

A GSM 900 SIM kártya egy más frekvencián működő GSM hálózaton is használhatóvá válik, például a korábban DCS-1800-as hálózatnak nevezett 1800 MHz-en működő GSM hálózaton. A SIM kártyát átrakva vagy kétnormás készülékkel lehet roamingolni.

HÁLÓZATI JELSZÓ:

Különböző tiltási szolgáltatások készüléken történő aktiválásához és deaktiválásához szükséges kódszám.

Alaphelyzetben: 1111 - azonban, természetesen megváltoztatható.

(NOKIA készülékeken a *gomb kétszeri megnyomása között hagyjon 3 mp szünetet) * * 03 * 330 * régi jelszó * új jelszó # hívásindító gomb

IMEI szám:

International Mobile Equipment Identity Number - Nemzetközi Mobilkészülék Azonosító Szám

A készülék hátulján és a jótállási jegyen található, 15 számjegyből álló számsor.

PIN KÓD:

Personal Identification Number - Személyi Azonosító Szám

Olyan 4-8 számjegyű kód, mely a SIM kártya jogtalan használatát akadályozza meg. Bekapcsoláskor a készülék kéri a PIN kódot. A PIN kódját a SIM kártya megvételekor kapta meg egy lezárt borítékban. A kódot bármikor megváltoztathatja, ennek minden készüléktípusra érvényes módja:

* * 04 * PIN kód (jelenlegi) * új PIN kód * új PIN kód # (NOKIA készülékeken a *gomb kétszeri megnyomása között hagyjon 3 mp szünetet)

PUK KÓD:

Personal Unblocking Key - Személyes Blokkolásfeloldó Kulcs

Ha egymás után háromszor rossz PIN kódot ad meg, akkor telefonkészüléke használhatatlanná válik, a SIM kártya blokkolódik. Ekkor a PUK kóddal lehet a blokkolást feloldani és a telefont újra működőképessé tenni.

A PUK kódját a SIM kártya megvételekor kapta meg egy lezárt borítékban, a PIN kóddal együtt.

Ha ÖN elvesztette a PUK kódját, lehetősége van ezt megtudni: Személyesen a szolgáltatótól.

Igazolnia kell, hogy Ön vagy az Ön cége a SIM kártya tulajdonosa, ezért kérjük hozza magával a SIM kártyát és az Előfizetési szerződést!

A PUK kód használatának minden készüléktípusra érvényes módja:

(NOKIA készülékeken a *gomb kétszeri megnyomása között hagyjon 3 mp szünetet) * * 05 * PUK kód * PIN kód * PIN kód #

FONTOS: Ha egymás után 10-szer rossz PUK kódot ad meg, a SIM kártya véglegesen letiltódik. Új kártyát kell vennie!

ROAMING = vándorlás

Amikor ÖN egy külföldi GSM szolgáltató hálózatát veszi igénybe telefonhívások lebonyolításához.

A nemzetközi roaming lehetőségének alapja a kétoldalú roaming megállapodás (Nemzetközi Roaming Szerződés), amelyet két szolgáltató köt egymással, és egymás hálózatának kölcsönös igénybevételét szabályozza.

SIM KÁRTYA:

Subscriber Identity Module Kártya - Előfizető Azonosító Modul Kártya

Ez a kártya az ÖN kulcsa a szolgáltatás eléréséhez.

A kártya a következő személyi adatokat tartalmazza:

előfizető szám

honos rendszer

milyen szolgáltatásokra fizetett elő

PIN és PUK kód

a SIM kártya memóriájában tárolt telefonszámok

rövid szöveges üzenetek

A mobil világ hazai indulása.

1989 előtt itthon az embereknek csak homályos fogalmaik voltak arról, milyen is egy mobiltelefon (akkoriban egyébként inkább rádió telefonnak hívták). Az első szolgáltató a Westel 450 1989. decemberében alakult, és 1990. októberében kezdte meg működését. Bár a lefedettség először csak Budapestet érintette, és a telefonok is elég nagy méretűek és drágák voltak, mégis elég nagy kereslet mutatkozott a szolgáltatásra. Ebben az akkori elég rossz vezetékes telefonos ellátottság is közrejátszott. 1993-ra 3 telefonközponttal és 400 cellával szinte az egész országot lefedte. A telefonok lassan átalakultak maroktelefonná, a Westel 450 Kft pedig megszerezte az ISO9001-es tanúsítványt.

Bár ahogy azt fentebb írtam, a GSM már 1987-ben megszületett, a Westel 450 még nem eszerint a szabvány szerint működött, többek között azért, mert analóg volt.

1993-ban létrejött két új szolgáltató is, amelyik már a GSM szabványt használta: a Westel 900 Kft és a Pannon GSM. Én kicsit később a MOL RT-ben dolgoztam - a MOL egyike volt azon pénzügyi csoportoknak, amelyek a Pannon GSM alaptőkéjét adták –, így alkalmam volt résztvenni egy konferencián, ami a Pannon GSM üzleti terveiről szólt. Elmondták, hogy olyan erős volt a Westel 450 piaci ereje, hogy sokan azt hitték, hogy a mobiltelefon neve a „westel”. Képzeljük el, hogy bemegy valaki a Pannonhoz, és kér egy westelt (mintha valaki a Coca Cola gyárban Pepsit kérne). Ugyanitt hallottam (ami megdöbbentő volt számomra), hogy a hosszú távú tervekben szerepelt, hogy a telefon ára pár évtized alatt akár 0 Ft-ra is csökkenhet. Akkor a mobiltelefon még státusszimbólum volt!! És tényleg így lett, ma már egy hűségnyilatkozatért szinte ingyen telefonhoz juthat az ember. Itt most el lehetne meditálni az üzletpolitikáról, de inkább folytatom.

A hőskor tulajdonképpen ez volt. A cégek először lefedettségben versenyeztek, aztán a telefonok árában, aztán a plusz szolgáltatásokban, roaming díjakban, csomagokban, adatátvitelben. A mai helyzetet mindenki ismeri, aki elég reklámblokkot néz naponta. A Westel 450 teljesen eltűnt, a Westel 900 T-com lett, a Pannon GSM még tartja magát. A telefonok reklámjaiban pedig a beszélgetés mellett ugyanolyan fontossággal bír a fényképezés, TV-nézés, internetezés, tehát a szolgáltatások egyre bővülő köre, valamint a készülékek csökkenő mérete (a vicc szerint ez az egyik olyan ritka dolog, amire egy férfi akkor büszke, ha kicsi).

A GSM még létezik, de ahogy írtam, az SMG csoport dolgozik tovább…