جي إس إم

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

هذا القسم سوف نشرح فيه كيفية عمل شبكة ال GSM , هذه الكيفيه متوافقه للشبكات التي تعمل على تردد 900 ميغا هيرتز GSM900 أو التي تعمل على 1800 ميغا هيرتز GSM1800 أو 1900 ميغا هيرتز GSM1900 لان البنيه التحتيه للشبكة بالضبط متشابهه .

أجزاء الشبكة

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

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

النظام الفرعي للمحطة أساسيه Base Station SubSystem

وهي عبارة عن مجموعه من :

المحطات الفرعيه BTS Base Terminal Station

وتسمى أيضا Base Transceiver Station أو ما يعرف بالهوائيات و القنوات المتواجده في الميدان , ال BTS يحتوي على جهاز الارسال/الاستقبال الذي يعرف لنا الخاليه التي سوف تعطي جهاز الموبايل (الجوال) إشارة الراديو التي سوف يرسل و يستقبل عليها , ال BTS مربوط مع ال BSC الذي سوف نشرحه لاحقا . يجب علينا ان نرتب ال BTS's بشكل يمكنا من تكوين خلايا .

كل BTS يخدم خلية ,أي مكان على سطح الأرض يمكن أن يغطى بخليه أو عدة خلايا . ان ابعد نقطة يستطيع أن تغطيها وحدة ال BTS تقريبا 8 كم و تكون عادة في الأماكن الخارجيه الغير مزحومه مثل القرى أو ضواحي المدن . ال BTS النموذجي يغطي زاويه قدرها 120 درجه , إذا نحتاج إلى 3 BTS's لتغطية 360 درجة .

مراقب المحطات الفرعيه BSC Base Station controllers =

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

محطة النظام الفرعي للشبكة NSS Network Station SubSystem

و هو يعتبر العقل للشبكة , و تكمن فيه أنظمة الفواتير و خدمة توجيه الاتصال إلى الشبكات المراد تحقيق الاتصال معها ... الخ و يتكون أيضا من أجزاء أخرى و هي

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

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

هل الموبايل مسجل مع الشبكه أو ما يعرف بالـ Registration
و أيضا التخويل و هل الموبايل مصرح له باستخدام الشبكة أو ما يسمى بال Authentication ,
أيضا يقدم وظيفة تحديث موقع الموبايل (الجوال) في الشبكة أو ما يعرف بال MTN
و التسليم بين ال BTS's و ما يعرف بال HandOvers
و يقدم لنا وظيفة توجيه أو تحويل الاتصال للمشتركين المتجولين romaing subscriber

اMSC يقدم لنا الاتصال و الربط مع الشبكات المحليه الثابته مثل شبكة مقسم الهواتفTN Tأو الشبكة الرقمية للخدمات المتكاملة ISDN .

لغة التخاطب بين هذه الخدمات في الشبكه هي النظام الاشاري رقم سبعه أو مايعرف بال Signalling System number 7 SS7 و هي أيضا في الشبكات السلكيه كمقسم الهاتف . هذا المركز هو النظام الذي تتحدث إليه جميع ال BSC's.

==سجل المقر الرئيال. (

السعوديه  ) HLR Home Location Register ==MTN

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 أو هل عنده خدمة الانتظار أو الخ و أيضا يوفر سجل مخزن فيه مكان الموبايل (الجوال) الحالي , الشبكه تحتوي على HLR واحد , ولكن يمكن أن نوزع عدة HLR's بمعنى انهن متماثلات .

سجل مقر الزوار VLR Visitor Location Register

وهو عباره عن سجل مؤقت تحفظ فيه الاعدادت الضروريه لتشغيل الموبايل (الجوال) , الموبايل (الجوال) دائما يتحدث إلى ال VLR , كل MSC يحتوي على VLR

مركز التحقق AuC Authentication Center

هذا هو مركز الامن للشبكة الذي يعطي الاوامر بالتخويل للموبايل ( الجوال) باستخدام الشبكة0500464650

سجل تعريف الاجهزة EIR Equipment Identity Register733311319

و هو عباره عن قاعدة معلومات لكل أرقام 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 تعريف جهاز المتحرك العالمي International Mobile Equipment Identity وهذا السجل يحتوي على ثلاث اقسم أو قوائم , القائمة البيضاء أو ما يعرف بال White list و هي الأجهزة المصرحه باستخدام الشبكة و القائمه السوداء Black List و هي الأجهزة الغير مصرح لها باستخدام الشبكه و القائمه الرماديه Gray List وهي التي ليست من القوائم الأخرى

لمحة عن IMEI

هو رقم خاص لكل جهاز موبايل (جوال) ME يوضع بواسطة المصنع , هذا الرقم يرسل مع كل اتصال يعمله الموبايل (الجوال) إلى 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

TAC: type approval code

FAC : final assembly code

SNR: ****************** number

CD: check digit

ولكن تم تغيير النمط الحالي من قبل اتحاد الاتصالات العالمMTN إلى التالي

X X X X X X X X -X X X X X X - X

TAC - SNR - CD

ويمكن أن نجده أيضا بهذا النمط IMEISV و ال SV software version تعني 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

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 إلى 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 الأحيان يكون من ثلاث أرقام خاصه في أمريكا الشماليه

MSIN: mobile station identification numbe رقم تعريف المحطة المتحركة (الموبايل)

هذا الرقم نحتاجه من أجل ان أي شبكة هاتف متحرك أرضية PLMN Public land mobile network تستطيع به ان تتعرف على الموبايل و إذا كان خاصة غير مشترك معها بحيث تقدم له الخدمات التي يكون مخول بها من قبل شبكته الام .

الدرس التالي

كيف تعمل شبكة ال GSM ? - الجزء الثاني

عندما نشغل جهاز الموبايل (الجوال)MS فإنه يحاول ان يتصل بالشبكة , على امل ان تسمح له أو تخوله الشبكة من استخدام مواردها . هذا يمكن أن يحدث بالنسبه لشبكتك الام أو حتى إذا كنت في حالة تجوال roaming و تستخدم خدمات شبكه غير شبكتك الام . ان جهاز الموبايل (الجوال) MS يعمل هذا الشى بالاتصال مع ال BTS الموجود في نفس المكان أو بمعنى آخر ال BTS المغطي لهذه المنطقة 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 إشارة أفضل من التي هو عليها يرسل القياس إلى ال BTS و ال BTS بدوره يرسلها إلى ال BSC الذي هو مراقب لل BTS's و يرى إذا كان هذا التغيير في ال BTS ممكن يحوله أو يسلم الموبايل إلى ال BTS الجديد و هذي الطريقه تسمى ال Handover . و لكن إذا ال BTS الجديد لا يتبع ال BSC الحالي فانه يرفع الأمر إلى MSC لأخذ الاجراء المناسب و هو بالاتصال بال BSC الجديد و تسليم الموبايل ال BTS الجديد لان ال BSC لا يستطيع التحدث BSC آخر, إذا الموبايل غير BSC وغير ال BTS و هذه عادة تحصل عندما نكون في وسيلة من وسائل النقل كالسياره فنغير الاثنين معا

في كلتا الحالتين الموبايل MS و ال BSC/MSC يعملون مع بعض لعمل التسليم Handover بشكل سلس, الشبكه تعمل على حجز قناة في ال BTS الجديد لتمكين التسليم Handover و حتى ان كنا أثناء مكالمه .

للاتصال القادم علينا بمعنى إذا أراد أحد ان يتصل عليك من الضروري ان تعرف الشبكة اين يتواجد الموبايل (الجوال) MS و تحت أي MSC و أي BSC و أي BTS لكى تتمكن الشبكة من ايصال المكالمة إليك , هنا نتعرف على أهمية ال HLR سجل الموطن , VLR سجل الزوار .

ان ال HLR يخبرنا عن ال VLR و ماذا يعرف ؟ اين الموبايل (الجوال) MS ؟

أن ال VLR يحتوي على ما يسمى بال LAC Location Area Code كود المناطق و هو عباره عن كود للمناطق التي تغطيها كل خليه أو مجموعة من الخلايا .

ال VLR ينشأ صفحة تحتوي معلومات عن الموبايل MS ويرسلها إلى MSC و هذا يحدث عندما يغير الموبايل موقعه من مكان إلى آخر و ال MSC يحدث ال HLR بأخر موقع للموبايل .

الموبايل دائما يكون على اتصال مع ال PCH Paging channel لذلك الموبايل دائما يحصل على مكالمات و يستقبلها

إذا الاتصال القادم إلى الموبايل MS يبدأ دائما من عند HLR هذا التصال يحدث بسهولة لان كل شبكه تعرف اين HLR الخاص بها و أيضا تعرف رقم الموبايل المشترك لديها MS و لهذا لانهتم الأبهم فالاتصال يذهب إليهم أولا و لايهتم في البدايه بموقع الموبايل MS الحالي لان التبديل أو 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 إسبانيا كيف يتم الاتصال .؟؟؟؟

كالتالي .....

الشخص الذي في الصين سوف يتصل على رقم الموبايل في هولندا
الاتصال سوف يذهب ال شبكة الموبايل في هولندا وبالتحديد إلى MSC
و ال MSC سوف يخاطب ال HLR ماهو آخر تحديث لديك عن موقع الموبايل
ال HLR سوف يخبره ان آخر معلومات لديه انه متواجد في إسبانيا على الشبكه الإسبانية

ياترى كيف عرف ال HLR ??? لان ال VLR إسبانيا التقط إشارة الموبايل الهولندي و حولها إلى ال MSC إلى الإسباني و بدوره حول المعلومات عن موقع الموبايل إلى شبكته الام في هولندا و الشبكه حفظت المعلومات الجديده في ال HLR ....

ال MSC سوف يحول الاتصال إلى الشبكة الإسبانيه

وفي الشبكة الإسبانية سوف يستلم ال MSC الاتصال و يحوله إلى الموبايل الهولندي المتواجد في إسبانيا ..

إذا من هنا اتضح لنا فائدة ال HLR و ال VLR

النقطه الاخيره في هذا الدرس

هو عندما نقوم بإغلاق الموبايل MS , الشبكة سوف تتذكر آخر موقع كان متواجد فيه الموبايل MS

إذا لم تتلقى الشبكة أي إشارة بأن الموبايل MS أُغلق فأنها تستمر بالاعتقاد ان الموبايل يتصل على قناة تحديد الموقع PCH و لاتاكد من ذلك تقوم الشبكة بتحديد وقت يقوم فيه الموبايل MS بأرسل فيه رسالة بانه متواجد على الشبكة .

مصطلحات

المصطلح	المعنى
MS mobile station	الجهاز مع البطاقه (الشريحه)
BTS base terminal station	المحطة الطرفيه التي تحتوي على الهوائي
BSC Base station Controller	المراقب لعدة محطات طرفيه
MSC mobile switching center	بدالة الموبايل

هناك ملفات عن GSM Standard في ويكيميديا كومنز.