Zasada działania telefonu komórkowego

Pierwsze próby stworzenia telefonów komórkowych sięgają lat 40-tych i 50-tych XX wieku. Przełom nastąpił w roku 1956, gdy szwedzka firma Ericsson zaprezentowałą pierwszy prototyp telefonu komórkowego w kształcie walizki i masie 40 kilogramów.

Początki komunikacji opierały się na systemie analogowym NMT (Nordic Mobile Telephone) pracującym w paśmie 450MHz. Z biegiem czasu liczba kanałów (180) dostępnych w tym paśmie okazała się za mała i została stworzona unowocześniona wersja działąca na częstotliwości 900MHz i umożliwiająca komunikację 2000 kanałów. W 1982 roku powołany został instytut Groupe Spécial Mobile (GSM), który miał za zadanie opracowanie standardu cyfrowej telefonii mobilnej działającej w paśmie 900 MHz. zasada działania telefonu gsm Dokładna specyfikacja systemu została opublikowana w 1988 roku i wtedy znaczenie akronimu GSM zmieniono na Global System for Mobile Communications. Obecnie istnieje pięć głównych standardów GSM, różniących się przede wszystkim używanym pasmem radiowym i rozmiarami komórek: GSM 400, GSM 850, GSM 900, GSM-1800 (nazywany także DCS), i GSM 1900 (nazywany także PCS). W wielu krajach ciągle działają jeszcze systemy analogowe, które nie są uważane za bezpieczne ze względu na łatwość podsłuchu.

Komunikacja GSM jest możliwa dzięki pokryciu danego obszaru na którym znajdują się abonenci siecią anten naziemnych. Każda z nich tworzy komórkę, czyli zasięg pojedynczej stacji bazowej (BTS – Base Transceiver Station), który teoretycznie wynosi około 35km w otwartym terenie. Zasięg jest zależny od rodzaju sieci, ukształtowania terenu oraz ilości abonentów korzystających z danej stacji. Dla systemów GSM 1800/1900, które są wykorzystywane w obszarach dużego natężenia ruchu telekomunikacyjnego (centra miast) zasięg BTS-u wacha się w granicach 8km. Komórki muszą częściowo się pokrywać, tak aby każde miejsce w którym przemieszcza się abonent było w zasięgu. Telefony komórkowe łączą się poprzez fale radiowe ze stacją bazową o najsilniejszym sygnale i negocjuje moc z BTS’em, tak aby połączenie było skuteczne przy jak najmniejszym zużyciu energii.

jak działa telefon komórkowy

Podstawowe elementy sieci GSM:

Stacja bazowa (BTS – Base Transceiver Station) – element sieci, który stanowi interfejs łączący telefon komórkowy z siecią GSM. System odpowiednio ukierunkowanych anten trasmituje i odbiera na kilku częstotliwościach zakodowany cyfrowo sygnał. BTS może być montowany zarówno wewnątrz budynków jak i na zewnątrz, każdy z nich tworzy komórkę. Każda stacja bazowa ma połączenie z sterownikiem sieci bazowej

Kontroler stacji bazowych (BSC – Base Station Controler) – odpowiedzialny za zarządzanie podłączonymi do niego kilkunastoma stacjami bazowymi oraz transmisję pomiędzy BTS’ami, a centralą telefoniczną. BSC odpowiada za przydzielania telefonowi komórkowemu wolnej szczeliny czasowej na odpowiedniej częstotliwości oraz za śledzenie jakości rozmowy. W razie jej pogorszenia, np. gdy abonent oddala się od obsługującej go stacji bazowej, zostanie przydzielona mu inna częstotliwość obsługiwana przez inną stację bazową, oraz odpowiednia szczelina czasowa.

Cyfrowa centrala telefoniczna (MSC – Mobile Switching Centre) – odgrywają rolę podstawowych węzłów sieci, odpowiedzialnych za zestawianie połączeń i koordynację pomiędzy elementami sieci. Centrale MSC połączone są ze sobą łączami telefonicznymi wysokiej przepustowości.

Rejestr stacji własnych (HLR – Home Location Register) – baza danych zawierająca podstawowe informacje o abonentach zarejestrowanych w danej sieci GSM. W rejestrze tym wpisane są m.in.: informacje o MSC z którego abonent aktualnie korzysta, informacje o statusie, wykupionych usługach, unikalny numer identyfikujący (IMSI) każdą kartę SIM itp. Oprócz tego, w rejestrze stacji własnych przechowywana jest także modyfikowana na bieżąco przybliżona informacja o miejscu pobytu abonenta. Może być to miejsce na obszarze danej sieci lub w innym kraju, czasem na innym kontynencie. Dzięki tej informacji możliwe jest prawidłowe realizowanie połączeń do abonenta znajdującego się poza obszarem swojej macierzystej centrali GSM.

Rejestr stacji obcych (VLR – Visitor Location Register) – w rejestrach tych przechowywane są, aktualizowane na bieżąco, informacje o abonentach GSM przebywających chwilowo na terenie danej centrali, ale zarejestrowanych na stałe w innej centrali sieci. Dotyczy to zarówno abonentów z danej sieci GSM, ale z innego jej rejonu, jak i abonentów z innych sieci GSM, np. zagranicznych.

Rejestr identyfikacji terminali sprzętowych (AuC – Authentication Centre)– rejestr przechowujący dane abonentów danej sieci, w której znajdują się identyfikatory terminali GSM skradzionych lub uszkodzonych. Operator sieci może dzięki temu uniemożliwić użytkowanie skradzionych telefonów komórkowych lub np. nie dopuścić do stosowania terminali niektórych producentów z uwagi na nieposiadanie przez nich homologacji.

Połączenia pomiędzy poszczególnymi elementami sieci, ze względów niezawodnościowych realizowane są często w strukturze pętli, dzięki czemu do każdego elementu sieci GSM istnieją dwie drogi połączeniowe z centralą sieci. Ma to kluczowe znaczenie w sytuacji awarii lub konserwacji jednego z łączy, gdy całe obciążenie przejmuje drugie łącze i sieć może nadal działać bez zakłóceń.

Tagi: , ,

3 Komentarzy

  1. Xavery on 19 lutego 2011 at 15:29

    HLR to raczej rejestr abonentów macierzystych, a nie rejestr stacji własnych. Oczywiście struktura sieci 3G jest inna niż 2G, to tak gwoli ścisłości. Nie piszecie o LIG, czyli Lawful Interception Gateway…

  2. paulina on 9 sierpnia 2012 at 18:50

    witam mam pytanko jak zaklada sie szpiegostwo np dla meza z kim pisze gdzie dzwoni slyszalam ze jest to mozliwe czy ktos potrafi mi pomoc

  3. magi on 12 czerwca 2015 at 13:33

    niestety po upływie roku, nawet na wniosek prokuratora sieć T-mobile nie jest w stanie podać BTS-u telefonu. Jak udowodnić, że się było w danym miejscu a nie w innym. Tak jak nadmieniam od zdarzenia minął równo rok.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *