GSM - Mehmet Mehdi KARAKOÇ

GSM ve
YÖNLENDİRME
GSM
(Global System for Mobile
Communications )
"küresel mobil iletişim sistemi"
(cep telefonu iletişim protokolü)
GSM
• Devre anahtarlama kullanır
• Hücresel ağlarla iletişim
Hücre yapısı
GSM İLETİŞİM AĞI TOPOLOJİSİ
KULLANILAN FREKANS ARALIKLARI
KULLANILAN FREKANS ARALIKLARI
•
•
•
•
GSM 1900
GSM 1800
GSM 900
GSM 1800 ve 1900’ün taşıma kapasitesi daha yüksek olduğu
için genellikle şehirleşmenin yoğun olduğu bölgelerde
kullanılır. GSM 1900 ise sadece Amerikan Birleşik
Devletleri'nde kullanılmaktadır.
• Bu üç sistem sırasıyla 1900 Mhz, 1800 Mhz ve 900 Mhz
frekans bölgelerinde çalışmaktadır.
GSM 900
GSM 900
• Alış veriş frekansları arasındaki 45 MHz'lik
fark girişim ihtimalini azaltmaktadır.
Mobil telefon protokolünde frekans bandı
GSM 1800
• 1710 ile 1785 MHz arasındaki frekanslar alış
yukarı link, 1805 ile 1880 MHz arasındaki bantlar
da veriş aşağı link
• Alış ve veriş anında 95 MHz'lik bir frekans farkı
vardır.
• 1785 ile 1805 MHz frekansları arasında 20 MHz'lik
koruma bandı girişimi önlemektedir.
GSM 1800
Aşağıdaki şekilde Mobil Telefon 1800
protokolünde yukarı link, aşağı link, koruma
frekans bantları ile alıcı verici arasındaki
frekans farkı gösterilmiştir.
GSM NESİLLERİ
• 0G analog veri akışı kullanılır.
• 1G
• analog veri akışı kullanılır.
– Şifresiz; dinlenmesi kolay
Gsm Nesilleri (Devam)
• 2G
– Sayısal veri akışı kullanılır.
– SMS
– 8 – 13KB/s hız
– Şifreleme
Gsm Nesilleri (Devam)
• 2.5GGPRS (General Packet Radio Access)
– İnternet
– MMS
– 170 Kb/s
– Veri miktarına göre ücretlendirme
– Paket anahtarlama
– WAP (Wireless Application Protocol)
• Kablosuz işaretleme dili (Wireless Markup Language,
WML) ile kodlanmış web siteleri
Gsm Nesilleri (Devam)
• 2.9GEDGE
(Enhanced Data Rate for GSM Evolution:
GSM Evrimi için Gelişmiş Veri Hızı)
– 473 Kb/s
– EGPRS
– (2.75G)
Gsm Nesilleri (Devam)
• 3G  UMTS (Universal Mobile
Telecomunications System)
– Daha hızlı veri transferi ve bant genişliğinin daha
verimli kullanımı
– 14 Mb/s
– Görüntülü Görüşme
– CDMA2000 (ABD), FOMA (Japon), TD-SCDMA (Çin)
Gsm Nesilleri (Devam)
• 3.5G  HSPA/HSDPA/HSUPA
(High Speed Downlink Packet Access)
– Max: 337 Mbit/s
– Ort: 42 Mbit/s
Gsm Nesilleri (Devam)
• 4G
– Yüksek Kapsama alanı
– Cep telefonlarında 100 Mb/s
– wi-fi ağlarda 1Gb/s
– IP V6 desteği
GSM İLETİŞİM AĞI TOPOLOJİSİ
• BTS (Baz istasyonu) – Hücrenin alıcıvericilerini içerir. Sistem bileşenleri
arasındaki iletişimi sağlar. GSM için radyo
hattı protokolleri BTS ile mobil cihaz
arasında çalışır.
• BSC (Baz istasyonu kontrol merkezi) radyo
kaynaklarının yönetimi ile görevlidir. Ayrıca
MSC (Mobile Switching Center) ile mobil
cihaz arasındaki ara yüzdür.
MSC – Mobile Switching Center
(Mobil Anahtarlama Merkezi)
• Sistemin merkezi kısmı
• Anahtarlamanın yanında mobil
abonenin tüm ihtiyaçlarını karşılar:
kayıt olma, asıllama, handover, çağrı
yönlendirme, sabit telefon hattına
(PSTN) bağlanma
• Bir çok hücreden sorumludur
GSM (genel kavramlar)
 SID: System Identification Code: GSM hizmeti veren firmayı
tanıtan koddur. (Avea, Türkcell, Vodafone)
 IMEI: (International Mobile Station Equipment Identity) Çalıntı
ve şüpheli cihazlar bu veritabanı üzerinden takip edilerek
bulunur. IMEI, her cep telefonunu uluslararası bazda
tanımlayan bir numaradır ve her IMEI numarası bir tek cihazı
tanımlar. (Seri numarası gibi.) IMEI, üretici tarafından cihaza
atanır ve GSM operatörü tarafından EIR veritabanına
kaydedilir.
 IMSI, (International Mobile Subscriber Identity) GSM
operatörü tarafından atanan ve kullanıcıya ait, kullanıcıyı
tanımlayan bir numaradır ve SIM kart (Subscriber Identity
Module) üzerinde tutulur. Bir kullanıcının bir cihazla şebekede
işlem yapabilmesi için (konuşma,mesaj vs.) geçerli bir IMSI ve
geçerli bir IMEI’ ye sahip olması gerekir.
GSM Veritabanları
• HLR (Home Location Register): Tüm
kullanıcıların bilgilerini ve konumlarını
saklar (ağ başına bir tane)
• VLR (Visited Location Register) Hareket
halindeki kullanıcıların geçici profillerini
saklar
GSM Veritabanları
• EIR (equipment identity register: Ekipman
kimlik kaydı) Cihazlarla ait cihaz bilgileri,
üretici bilgileri, IMEI gibi bilgileri tutar.
• AuC (Authentication Center: Doğrulama
Merkezi) doğrulama ve şifreleme
parametrelerini sağlar ve bu şekilde
kullanıcının bilgi güvenliği ve ağ güvenliği
sağlanır(PIN Kodu, Parola, parola
onaylanması, şifreleme vs.)
ALT YAPI HAZIR
NASIL KONUŞUYORUZ?
Konuşma Öncesi
Cep tefonunu ilk açtığımız zaman “kontrol kanalı” üzerinden “SID” bilgisini
dinler.
Kontrol kanalı BAZ İSTASYONU ile cep telefonun karşılıklı konuştuğu özel bir
frekanstır.
Eğer cep telefonu dinleyebileceği bir “KONTROL KANALI” bulamazsa “no
service” mesajı verir.
Eğer dinlemede bir “SID” bilgisine rastlarsa, bu bilgiyi kendi içinde kayıtlı olan
“SID” bilgisi ile kıyaslar. Onaylarsa “KONTROL KANALI” üzerinden “BENİ
KAYDET” sinyali baz istasyonuna gönderir.
Cep telefonun yer bilgisi GSM Operatörünün HLR ve VLR veri tabanlarına
kaydedilir.
Konuşma Aşaması
•
•
•
•
•
•
•
Bir a numarası öncelikli olarak BS servis alanı (hücre) içinde olmalıdır.
BS bu yolla MSC'ye iletir. MS sinyalizasyon kanalı üzerinden tanıtım
anahtarı ile beraber IMSI (abone numarası) ve görüşme yapmak istediği
b numarasını yollar.
MSC, gelen talebi kontrol ettikten sonra onaylamasını yapar ve aranan b
numarasını inceleyerek öncelikle nerede olduğunu bulmak amacı ile
VLR'den bilgi alır, b numarası VLR'nin servis alanında değilse HLR'ye
sorar
Kontrol aşamasında MSC, EIR ( Equipment Identity Register )
database'inden aboneyi sorar.
Son olarak AUC'den ( Authentication Center ), abone araştırılır.
Tüm bu kontrollerden geçen abone için MSC-a aldığı bilgi ile diğer servis
alanına bakan MSC-b 'ye başvurur.
MSC-b gelen aramayı devam ettirmek için önce b numarasının meşgul
ve hücre içerisinde tahsis edilecek boş kanal olup olmadığının
kontrolünü yapar. Yapılan kontrollerden sonra, gerekli şartların
sağlanması durumunda a numarasının b numarası ile konuşması ile
gereken trafik kanalı verilir ve konuşma başlar.
Konuşma Sonunda
• Konuşma sonunda MSC konuşma bilgileri kaydı üretir.
• MSC'de üretilen bu kayıtlar bir dosyada toplanır. Bu dosya her
saat veya belirli bir kapasiteye ulaşınca 1 MB'lık Billing
Gateway'e (BGW) yollanır.
• BGW gelen kayıtları standart bir formata dönüştürdükten
sonra bunları BSC' ye yollar.
• BSC;
* aranan numaranın cep veya sabit numara olduğu,
* aranan numara cep ise hangi bölgede olduğu,
* aranan numara ile ne kadar zaman konuşulduğu,
*arayan numaranın hangi tarife sınıfında bulunduğu,
bilgilerini inceleyip fatura eder.
HANDOVER (Hücreler Arası
Geçiş)
HANDOVER (devam)
• Bir hücresel ağda, servislerden yararlanırken (yani, GSM'de
konuşma veya veri iletişimi sırasında) kullanıcının yer
değiştirmesi; kullanıcının bir hücrenin kapsama alanından
çıkıp başka bir hücrenin kapsama alanına girmesini gerektirir.
• Hücre değiştireceğini "anlayan" mobil cihaz, diğer hücrenin
baz istasyonuna "geçiş isteği" mesajı gönderir. Bu esnada,
servis hala eski hücrenin baz istasyonu tarafından verilir.
• Bu baz istasyonunun yönetim ünitesi, bazı kontrollerin
ardından geçiş isteğini kullanıcının o an bağlı olduğu baz
istasyonuna gönderir.
HANDOVER (devam)
• İki baz istasyonu aralarında anlaştıktan sonra, mobil
cihaza "baz istasyonu değiştir" sinyali gönderir.
• Bu durumda, mobil cihaz yeni baz istasyonuna
bağlanır ve görüşme veya veri iletişimi o istasyondan
devam eder. Bağlantı tamamlanınca mobil cihazın
eski istasyonunda kullanmakta olduğu kaynaklar
diğer kullanıcıların kullanımına açılır
ROAMING
• Uluslar arası geçiş anlamında kullanılan teknik
haberleşme terimidir. Roaming, GSM’in en kullanışlı
özelliklerindendir. Kullanıcılar aynı hat ile değişik
ülkelerden görüşme (roaming) yapabilirler.
• Tüm GSM standartları, hücresel ağ kullanır ve
dolaşım sırasında bile hücreler arası geçiş yapma
kabiliyetine sahiptir. Dolayısıyla teoride, eğer
kapsama alanından çıkmazsanız, cep telefonu ile tüm
dünyayı telefon konuşmasını kesmeden dolaşmak
mümkündür
ROAMING (devam)
• Roaming konuşma sırasında siz farkında
olmadan gerçekleşebilir. Örneğin Mardin’de
oturan biri konuşurken farkında olmadan
Suriye’deki bir hücrenin alanına girmiş olabilir.
• Roaming için firmalar birbirine ücret ödemek
zorundadır. Bu da kullanıcını faturasına
yansıtılır. Fakat kullanıcı bunu ancak ay
sonunda faturada fark edebilir.