Architektura sieci GSM

Opis elementów sieci

Stacja bazowa (ang. Base Transceiver Station, BTS) jest elementem sieci, który jest interfejsem pomiędzy telefonem komórkowym a siecią GSM. Dzięki systemowi anten transmituje i odbiera na kilku częstotliwościach (liczba zależąca od konfiguracji sprzętowej i oprogramowania) zakodowany cyfrowo sygnał (zobacz artykuły: transmisja głosu w sieci GSM i kanały radiowe w sieci GSM). Częstotliwości używane przez stacje bazowe obsługujące sąsiadujące komórki różnią się, aby nie dochodziło do interferencji fal radiowych. Zwykle od kilkudziesięciu do kilkuset stacji bazowych jest podłączonych do jednego Kontrolera Stacji Bazowych.

Kontroler Stacji Bazowych (ang. Base Station Controller, BSC) jest elementem sieci, odpowiedzialnym za zarządzanie stacjami bazowymi, oraz transmisję danych pomiędzy stacjami bazowymi a resztą sieci. Z poziomu BSC Operator zarządza radiową częścią sieci, zmieniając parametry poszczególnych stacji bazowych. BSC odpowiedzialne też jest za przydzielanie 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. Mechanizm ten nazywa się handover. Kilka BSC jest podłączonych do jednego MSC.

Mobile Switching Centre (MSC) jest cyfrową centralą telefoniczną przystosowaną do pracy w sieci GSM. Jest odpowiedzialna za zestawianie połączeń i komutację łączy. Bierze udział w generowaniu informacji używanej do naliczania opłat, współpracuje z platformą sieci inteligentnych na bazie których operator oferuje usługi dodane. Liczba MSC zależy od liczby abonentów i generowanego przez nich ruchu telekomunikacyjnego.

Gateway Mobile Switching Centre (GMSC) jest to centrala MSC z dodatkową funkcjonalnością odpowiedzialną za kontaktowanie się z HLR. Każda rozmowa podczas zestawiania połączenia do abonenta danej sieci musi być przeroutowana do jednego z GMSC należącego do niej (nawet gdy abonent jest w tym czasie w roamingu w innej sieci) w celu zebrania informacji o użytkowniku, którego numer wybrano w celu rozpoczęcia rozmowy. Od operatora zależy, które (np. wybrane MSC lub wszystkie MSC w sieci) będą działać jako GMSC (co zazwyczaj jest kwestią dodatkowej konfiguracji). Niektóre GMSC mogą działać jako centrale tranzytowe do innych sieci.

Home Location Register (HLR - rejestr stacji własnych) jest bazą danych, która przechowuje informacje o abonentach, którzy należą do danej sieci. Między innymi numer IMSI, MSISDN, informacje o wykupionych usługach, informacje o MSC, które aktualnie obsługuje abonenta, informacje o jego statusie (np. telefon jest wyłączony, telefon jest włączony do sieci). Ilość HLR w sieci zależy od liczby abonentów.

Authentication Centre (AuC) to element sieciowy przechowujący dane abonentów danej sieci, na bazie których dokonuje uwierzytelnienia numeru IMSI i zezwala danemu abonentowi logującemu się do sieci na korzystanie z zasobów radiowych. Authentication Centre powiązane jest z HLR, ich liczba zależy od liczby użytkowników danej sieci.

Visitor Location Register (VLR - rejestr abonentów przyjezdnych) - baza danych związana z MSC. W sieci istnieją zawsze pary MSC-VLR. Baza ta przechowuje informacje o abonentach, którzy w danym momencie znajdują się na obszarze obsługiwanym przez to MSC. Część z tych informacji jest kopiowana z HLR w momencie, gdy abonent pojawia się w "zasięgu" danego MSC, inne, takie jak jego lokalizacja są zmieniane już później.

Flexible Number Register (FNR) - opcjonalny element sieci wykorzystywany w mechanizmie Number Portability, znanym jako "przenoszenie numeru pomiędzy operatorami". Przechowuje informacje o numerach MSISDN byłych klientów operatora, którzy "przenieśli numer" do innych sieci. Informacja o takim numerze zapisana jest tam razem z danymi związanymi z jego nową siecią, które umożliwią przekierowanie rozmowy do znajdującego się w niej GMSC. W niektórych implementacjach FNR może także przechowywać informacje o wszystkich obecnych abonentach sieci i wspierać przesyłanie zapytań o abonenta do odpowiedniego HLR zawierającego jego profil.

SMS Center (SMSC) - element sieci biorący udział w przesyłaniu SMS-ów pomiędzy abonentami i przechowujący te wiadomości, które nie mogą być w danej chwili dostarczone ( np. w przypadku gdy abonent jest poza zasięgiem sieci lub gdy ma wyłączony telefon).

Service Control Point (SCP) - element sieci, na którym oparte są sieci inteligentne. Działające na nim serwisy związane są z usługami dodanymi, które mogą być wykupione przez abonenta, np. Virtual Private Network lub Prepaid. SCP komunikuje się z MSC dzięki protokołom SS7 i może wpływać na zestawianą rozmowę (np. wpływ na sposób naliczania opłat, przekierowanie do innego numeru, dołączenie do rozmowy dodatkowego abonenta itp). MSC może informować SCP o różnych zdarzeniach związanych z rozmową (np. abonent, do którego kierowana jest rozmowa jest zajęty, nie podnosi słuchawki itp) i na tej podstawie, podejmowane są dalsze decyzje co do tej rozmowy.
Service Data Point (SDP) - baza danych, która zawiera informacje o abonentach wykorzystywane przez programy działające na platformie sieci inteligentnych. Np. serwis Prepaid przechowuje tam informacje o ilości dostępnych środków.

Darmowy hosting zapewnia PRV.PL