معاني بعض الكلمات في عالم الهواتف

ما معنى GSM ؟

كلمة GSM إختصار لـ Global System for Mobile Communication و إذا اردنا ان نترجمها حرفيا الى العربي فهي تعني النظام العالمي للأتصال المتحرك (الجوال), و هي الشبكة الحاليه المتوافقة المواصفات في جميع بلدان العالم .

كيف تعمل شبكة الـ GSM ؟

مقدمة :

سوف نشرح كيفية عمل شبكة الـ GSM , هذه الكيفيه متوافقه للشبكات التي تعمل على تردد 900ميجا هيرتز GSM900 او التي تعمل على 1800 ميجا هيرتز GSM1800 او 1900 ميجا هيرتز GSM1900 لان البنيه التحتيه للشبكة بالضبط متشابهه .

أجزاء الشبكة :

لكى تفهم كيفية عمل شبكة الـ GSM من الضروري عليك ان تعرف مكونات الشبكة , و التي تتكون من عدة أجزاءتعمل مع بعضها , هيا بنا لنتعرف على هذه الأجزاء:

1- المحطة المتحركة Mobile station :

وهي عباره عن جزئين:

الهاتف المتحرك (الجوال) و يسمى ME Mobile Equipment
البطاقة الذكيه ( الشريحه ) و تسمى SIM Subscriber Identity Module

2- النظام الفرعي للمحطة أساسيه **** Station SubSystem

و هي عبارة عن مجموعه من :

المحطات الفرعيه BTS **** Terminal Station

وتسمى ايضا **** Transceiver Stationاو ما يعرف بالهوائيات و القنوات المتواجده في الميدان , الـ BTS يحتوي على جهاز الارسال/الاستقبال الذي يعرف لنا الخلية التي سوف تعطي جهاز الموبايل (الجوال) اشارة الراديو التي سوف يرسل و يستقبل عليها , الـ BTS مربوط مع الـ BSC الذي سوف نشرحه لاحقا .

يجب علينا ان نرتب ال BTS's بشكل يمكنا من تكوين خلايا .كل BTS يخدم خلية ,اى مكان على سطح الارض يمكن ان يغطى بخليه او عدة خلايا . ان ابعد نقطة يستطيع ان تغطيها وحدة الـ BTS تقريبا 8 كم و تكون عادة في الاماكن الخارجيه الغير مزحومه مثل القرى او ضواحي المدن .

الـ BTS النموذجي يغطي زاويه قدرها 120 درجة , اذا نحتاج الى 3 BTS's لتغطية 360 درجة .

مراقب المحطات الفرعيه BSC **** Station controllers

و هي التي تدير موارد اتصال الراديو ل BTS واحد او عدة BTS's, تتعامل مع اعداد قناة الراديو , و نظام قفز (وثب ) الترددات Frequency Hopping و التسليم من خليه لاخرى بمعنى اعطاء الموبايل (الجوال) تردد جديد عندما يغير خليته او موقعه Handovers , في اكثر الاحيان سوف تجد BSC و عدة BTS's في نفس الموقع , لنقل على سطح احدى البنايات .

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 (تحويل ) مكالمات الموبايل (الجوال)MSC Mobile Switching Center

ويعمل كبدالة اعتيادية مثل المتواجدة في نظام الهواتف السلكية بالاضافه الى ان المركز يوفر جميع الوظائف التي يحتاجها الموبايل (الجوال) مثل:

هل الموبايل مسجل مع الشبكه او ما يعرف بالـ Registration

و ايضا التخويل و هل الموبايل مصرح له باستخدام الشبكة او ما يسمى بالـ Authentication ,
ايضا يقدم وظيفة تحديث موقع الموبايل (الجوال) في الشبكة او ما يعرف بالـ ******** Updating
و التسليم بين الـ BTS's و ما يعرف بالـ HandOvers
و يقدم لنا وظيفة توجيه او تحويل الاتصال للمشتركين المتجولين Romaing Subscriber
الـ MSC يقدم لنا الاتصال و الربط مع الشبكات المحليه الثابته مثل شبكة مقسم الهواتف السلكي PTSN او الشبكة الرقمية للخدمات المتكاملة ISDN .
لغة التخاطب بين هذه الخدمات في الشبكه هي النظام الاشاري رقم سبعه او مايعرف بالـ Signalling System number 7 SS7 و هي ايضا في الشبكات السلكيه كمقسم الهاتف .
هذا المركز هو النظام الذي تتحدث اليه جميع الـ BSC's.

سجل المقر الرئيسي (الموطن) HLR Home ******** Register

و هو عبارة عن سجل دائم تحفظ فيه الاعدادات الخاصه لكل مشترك للتمكين الشبكه من التحكم في الاتصال الخاص للمشترك مثلا هل المشترك محول مكالماته او هل عنده خدمة الانتظار او الخ و ايضا يوفر سجل مخزن فيه مكان الموبايل (الجوال) الحالي , الشبكه تحتوي على HLR واحد , ولكن يمكن ان نوزع عدة HLR's بمعنى انهن متماثلات .

سجل مقر الزوار VLR Visitor ******** Register

وهو عباره عن سجل مؤقت تحفظ فيه الاعدادت الضروريه لتشغيل الموبايل (الجوال) , الموبايل (الجوال) دائما يتحدث الى ال VLR , كل MSC يحتوي على VLRمركز التخويل AuC Authentication Center

هذا هو مركز الامن للشبكة الذي يعطي الاوامر بالتخويل للموبايل ( الجوال) بإستخدام الشبكة

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 بالـ IMEIتعريف جهاز المتحرك العالمي International Mobile Equipment Identity

وهذا السجل يحتوي على ثلاث اقسم أو قوائم :

1-القائمة البيضاء او ما يعرف بالـ White list و هي الاجهزة المصرحه باستخدام الشبكة.
2-القائمه السوداءBlack List و هي الاجهزة الغير مصرح لها بإستخدام الشبكة.
3-القائمه الرماديهGray List وهي التي ليست من القوائم الاخرى.

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 -
XTAC - FAC - SNR -

CDTAC: Type Approval Code
FAC : Final Assembly Code
SNR: Serial Number
CD: Check Digit

ولكن تم تغيير النمط الحالي من قبل اتحاد الاتصالات العالمي ITU الى التالي:

X X X X X X X X -X X X X X X -
XTAC - SNR - CD

ويمكن ان نجده ايضا بهذا النمط IMEISV و الـ SV Software Version تعني نسخة البرنامج:

X X X X X X X X X - X X X X X X - X - X
XTAC - SNR - CD-SVN
SVN Software Version Noumber

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 خانة 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 الدولة
MNC : Mobile Network Code كود الشبكة التي اشتريت منها بطاقتك (شريحتك) بعض الاحيان يكون من ثلاث ارقام خاصه في امريكا الشمالية
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 .

المكونات الاساسية للشبكة قد تعرفنا عليها وبقي علينا أن نعرف كيف تعمل شبكة ال GSM ؟

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 roaming و تستخدم خدمات شبكه غير شبكتك الام .
ان جهاز الموبايل (الجوال) MS يعمل هذا الشى بالاتصال مع الـ BTS الموجود في نفس المكان او بمعنى اخر الـ BTS المغطي لهذه المنطقه المتواجد بها الموبايل .
تقوم ال BTS's بشكل اعتيادي ببث (ارسال) الترددات و ذلك لتمكين الموبايل MS من التقاط الاشارة الاقوى .
و هذا التغيير في ال BTS لا يحدث هكذا و انما الموبايل MS يقيس قوة الاشارة فاذا وجد اشارة افضل من التي هو عليها يرسل القياس الى الـ BTS و الـ BTS بدوره يرسلها الى الـ BSC الذي هو مراقب للـ BTS's و يرى اذا كان هذا التغيير في الـ BTS ممكن يحوله او يسلم الموبايل الى الـ BTS الجديد و هذي الطريقه تسمى الـ Handover . و لكن اذا الـ BTS الجديد لا يتبع الـ BSC الحالي فانه يرفع الامر الى MSC لأخذ الاجراء المناسب و هو بالاتصال بالـ BSC الجديد و تسليم الموبايل الـ BTS الجديد لان الـ BSC لا يستطيع التحدث BSC اخر, اذا الموبايل غير BSC وغير الـ BTS و هذه عادة تحصل عندما نكون في وسيلة من وسائل النقل كالسياره فنغير الاثنين معا . في كلتا الحالتين الموبايل MS و الـ BSC/MSC يعملون مع بعض لعمل التسليم Handover بشكل سلس, الشبكه تعمل على حجز قناة في الـ BTS الجديد لتمكين التسليم Handover و حتى ان كنا اثناء مكالمه .
للاتصال القادم علينا بمعنى اذا اراد احد ان يتصل عليك من الضروري ان تعرف الشبكة اين يتواجد الموبايل (الجوال) MS و تحت اى MSC و اى BSC و اى BTS لكى تتمكن الشبكة من ايصال المكالمه اليك , هنا نتعرف على اهمية الـ HLR سجل الموطن , VLR سجل الزوار .

إن الـ HLRيخبرنا عن الـ VLRو ماذا يعرف ؟
أين الموبايل (الجوال) MS؟

إن الـ VLR يحتوي على ما يسمى بالـ LAC Location AreaCode كود المناطق و هو عباره عن كود للمناطق التي تغطيها كل خليه او مجموعه من الخلايا .
ال VLR ينشأ صفحة تحتوي معلومات عن الموبايل MS ويرسلها الى MSC و هذا يحدث عندما يغير الموبايل موقعه من مكان الى اخر و ال MSC يحدث ال HLR بأخر موقع للموبايل .
الموبايل دائما يكون على اتصال مع الـ PCH Paging Channel لذلك الموبايل دائما يحصل على مكالمات و يستقبلها اذا الاتصال القادم الى الموبايل MS يبدأ دائما من عند HLR هذا التصال يحدث بسهوله لان كل شبكه تعرف اين HLR الخاص بها و ايضا تعرف رقم الموبايل المشترك لديها MS و لهذا لانهتم الابهم فالاتصال يذهب اليهم اولا و لايهتم في البدايه بموقع الموبايل MS الحالي 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 ال شبكة الموبايل في هولندا وبالتحديد الى MSC
و ال MSC سوف يخاطب ال HLR ماهو اخر تحديث لديك عن موقع الموبايل
ال HLR سوف يخبره ان اخر معلومات لديه انه متواجد في اسبانيا على الشبكه الاسبانيه
ياترى كيف عرف ال HLR ??? لان ال VLR اسبانيا التقط اشارة الموبايل الهولندي و حولها الى الـ MSC الى الاسباني و بدوره حول المعلومات عن موقع الموبايل الى شبكته الام في هولندا و الشبكه حفظت المعلومات الجديده في ال HLR ....
ال MSC سوف يحول الاتصال الى الشبكة الاسبانيه
وفي الشبكة الاسبانيه سوف يستلم الـ MSC الاتصال و يحوله الى الموبايل الهولندي المتواجد في
اسبانيا ..
اذا من هنا اتضح لنا فائدة الـ HLR و الـ VLR

عندما نقوم بإغلاق الموبايل MS , الشبكه سوف تتذكر اخر موقع كان متواجد فيه الموبايل MS
إذا لم تتلقى الشبكه أي اشارة بأن الموبايل MS أُغلق فأنها تستمر بالاعتقاد أن الموبايل يتصل على قناة تحديد الموقع PCH و لاتاكد من ذلك تقوم الشبكه بتحديد وقت يقوم فيه الموبايل MS بإرسل فيه رساله بأنه متواجد على الشبكة مثل شبكة NEDJMA عند تركيب شريحة في هاتف آخر أو تشغيل الهاتف فإنك سوف تلاحظ أن الهاتف يرسل رسالة تلقائيا إلى مشغل الشبكة.
هذا بشكل مبسط

مصطلحات:

MS:Mobile Station و هو الجهاز مع البطاقه (الشريحه)
BTS:Base Terminal Station و 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 Station محطة الميكروويف
Satellite station محطة اقمار صناعية
Modulation تعديل
Detector كشاف
TXstationمحطة الارسال
RXstationمحطة الاستقبال

ملاحظة مهمة: للأمانة العلمية الموضوع منقول عن موقع أجوبة عمي غوغل + تعديل وتنقيح +تنظيم المعلومات.