جی‌اس‌ام، یک اختصار پذیرفته‌شده برای استاندارد "سیستم بین المللی ارتباطات همراه" محسوب میشود که در اصل از عبارتی فرانسوی گرفته شده است و همانند HICAP، Mobiletex GPRS و PALM از محبوبترین و رایجترین استانداردهای تلفن همراه در سراسر دنیا به شمار میرود.
این استاندارد در حال حاضر توسط بیش از 2 میلیارد نفر در 212 کشور استفاده میشود که در نوع خود یک رقم باورنکردنی است و باعث میشود تا کاربران با استفاده از قابلیت Roaming یا امکان حضور همزمان در دو نقطه‌ی متفاوت ارتباطی، بتوانند از گوشی همراه خود در هر شهر و کشوری استفاده کنند.
این استاندارد با نمونه‌های مشابه قبلی خود تفاوتهایی عمده دارد و از جمله‌ی آنها می‌توان به کیفیت دیجیتالی برقراری مکالمات با تلفن همراه اشاره کرد که به عبارتی یک سیستم نسل دوم تلفن همراه تلقی میشود.
این واقعیت، موید آن است که ارتباطات داده‌یی به وسیله‌ی جی‌اس‌ام، برای استفاده در پروژه‌ی مشترک نسل سوم گوشی‌های همراه نیز کاربرد خواهد داشت.
از دیدگاه اکثر مصرف کنندگان و کاربران، مزیت اصلی و عمده‌ی GSM در افزایش کیفیت برقراری تماسهای تلفنی و همچنین کاهش نرخ مکالمات و نیز سرویسهای جانبی مثل پیام کوتاه یا SMS است.
همچنین از دید اپراتورهای شبکه، مزیت و برتری این استاندارد، امکان به کارگیری لوازم و تجهیزات جانبی گوشی‌های همراه با مارکهای مختلف در یک مجموعه است چرا که طراحی باز این استاندارد به عملکرد چندوجهی ارتباطی کاربر کمک می‌کند.
همزمان با گسترش و تولید نسخه‌های جدیدی از این استاندارد، همخوانی و کارآیی مناسب با گوشی‌های اوریجینال و استانداردهای قدیمی‌تر GSM نیز حفظ شده است برای مثال قابلیتهای ارسال داده به شکل بسته‌یی در نسخه‌ی 97 جی اس ام نیز به مجموعه‌ی امکانات قبلی اضافه شده و از ابزارهای GPRS یا سرویس رادیوی عمومی همراه استفاده نموده است.
سرعت ارسال و انتقال بالاتر داده‌ها نیز همراه با تکنولوژی جدید EDGE یا نسخه‌ی آزمایشی بسته‌ی سرعت انتقال داده‌ی افزایش یافته برای GSM در 99 امین تولید این استاندارد برای کاربران ارایه شده است.
تاریخچه‌ی GSM
گسترش گوشی‌های سلولی تلفن همراه در اوایل دهه‌ی هشتاد میلادی در اروپا، رو به زوال نهاد.
عدم وجود استانداردسازی‌های تکنولوژیکی، سران اجلاس وزرای ارتباطات و فناوری اطلاعات کشورهای اروپایی را در سال 1982 با هدف توسعه‌ی یک استاندارد واحد برای گوشی‌های همراه که در سراسر قاره، قابل استفاده باشد، وادار ساخت تا به ساخت گروه ویژه‌ی تلفن همراه (GSM) مبادرت ورزند.
نخستین شبکه‌ی استاندارد جی‌اس‌ام نیز در سال 1988 و در فنلاند افتتاح شد.
در سال 1989، مسوولیت مدیریت استاندارد به موسسه‌ی استانداردهای ارتباطات سیار اروپا (ETSI) واگذار شد و فاز نخست راه‌اندازی شبکه‌های GSM در سراسر قاره نیز به سال 1990 بهره‌برداری شد.
در پایان سال 1993، بالغ بر یک میلیون کاربر از طریق 70 سرویس دهنده در 48 کشور از سرویسهای در سراسر اروپا از سرویسهای جی‌اس‌ام استفاده می‌کردند.
مفهومی به اسم سیم کارت را معرفی کرد که امکان تحرک مشترکین را بوجود آورد.
صدا و دیتا را پشتیبانی می کند.
کیفیت انتقال آن خوب است.
امکان کنترل دسترسی و تصدیق هویت از طریق سیم کارت و PIN NUMBER فراهم می کند.
قابلیت اعتماد و مفهوم Hand Over را به خوبی فراهم می کند.
بهره وری فرکانسی بالایی دارد
چون سلولهای کوچکی دارد تعداد مشترکین بیشتری را پشتیبانی می کند.
انتظاراتی که GSM برآورده نکرده است:
تمی تواند از شروع تا پایان یک ارتباط را رمز کند.
تشعشعات رادیویی دارد.(انتشار موج بصورت ضربه ای است) 1/4 پهنای باند سیستم ISDN را فراهم می کند.
می توان حرکت افراد را داخل شبکه تعقیب کرد.
امکان دسترسی به داده های خصوصی افراد وجود دازد شبکه GSM بطور کلی از بخض های زیر تشکیل شده است.
معماری شبکه GSM:
MS(MOBILE STATION) از دو بخش 1- TE(TERMINAL EQUIPEMENT)
2-MT(MOBILE TERMINATION)
PLMN(PUBLIC LAND SWITCHED NETWORK)واسطه رادیویی موبایل با شبکه زمینی است.
TRANSMITED NETWORK(شبکه گذر) : برای ارتباط با شبکه های دیگر نظیر ISDNو PSTN و غیره است.
سرویس هایی که GSM ارایه می کند:
سرویس مکمل
سرویس راه دور(TELE SERVICES)
سرویس حامل
الف)سرویس مکمل :سرویس هایی که در GSM وجود نداشته و به تدریج به آن افزوده شده است.
FORWARD کردن مکالکه
در انتظار نگه داشتن مکالمه
CLOSED USER GROUP
ADVICE OF CHARGE
AUTOMATIC CALL BACK
اطلاع دادن مشترک مقدار هزینه باقیمانده و مقدار هزینه مصرف شده .
ب) سرویس حامل:
سرویس های حاملی که در GSM وجود دازد عبارتند از:
سرویس حامل صوت و دیتا
سرویس حامل دیتاو فکس
سرویس شفاف
سرویس غیرشفاف
سرویس سنکرون
سرویس آسنکرون
مقایسه سرویس حاملGSM با ISDN
ج)سرویس راه دور:
عبارتند از: سرویس پیام کوتاه)SMS)
سرویس تلفن پلیس یا اورژانس
پخش سلولی(CELL BROADCAST)
سرویس هایی که به صوت مربوط نمی شوند
مانند فکس گروه سه
VOICE MAILBOX
ELECTRONIC MAIL
مطابق با اصول و تعاریف , بر قراری یک ارتباط تلفنی بین ایستگاههای رادیویی متحرک, مانند تلفنهایی که در اتومبیل نصب می شوند ویا توسط اشخاص حمل و نقل می شوند به نام شبکه رادیویی سیار معروف است.
در راستای تکامل و پیشرفت سریع تکنیکی شبکه های رادیویی سیار که مرهون بکارگیری روشهای ارسال دیجیتالی می باشد شبکه رادیویی GSM پدید آمده است.
در این نوع ارتباط که از مدل ارتباط بین سیستمی باز (OSI) استفاده می شود , BSC تعدادی از BTS ها را کنترل می کند, HLR اطلاعات مشترکین و اطلاعات درجه سرویس و همچنین اطلاعاتی که نشانگر عدم اجازه دسترسی به سرویسهای معین است را دارا می باشد .
در ارتباط با هم MSC یک VLR وجود دارد که اطلاعات جزئی تر ,از محل واحدهای سیار فعال هر MSC را دارا می باشد.
مرکز تأیید هویت (AUC) اعتبر شناسایی مشترک را کنترل می کند و در واقع بانک اطلاعاتی دیگری است که شامل پارامترهای تأییدیه و الگوریتم رمز کردن های مختلف می باشد که در هنگام اشتراک علاوه بر AUC در کارت الکتریکی به نام SIM که در دستگاه ترمینال دستی نصب می شود و نیز ذخیره می گردد.
مطابق با اصول و تعاریف , بر قراری یک ارتباط تلفنی بین ایستگاههای رادیویی متحرک, مانند تلفنهایی که در اتومبیل نصب می شوند ویا توسط اشخاص حمل و نقل می شوند به نام شبکه رادیویی سیار معروف است.
در راستای تکامل و پیشرفت سریع تکنیکی شبکه های رادیویی سیار که مرهون بکارگیری روشهای ارسال دیجیتالی می باشد شبکه رادیویی GSM پدید آمده است.
در این نوع ارتباط که از مدل ارتباط بین سیستمی باز (OSI) استفاده می شود , BSC تعدادی از BTS ها را کنترل می کند, HLR اطلاعات مشترکین و اطلاعات درجه سرویس و همچنین اطلاعاتی که نشانگر عدم اجازه دسترسی به سرویسهای معین است را دارا می باشد .
در ارتباط با هم MSC یک VLR وجود دارد که اطلاعات جزئی تر ,از محل واحدهای سیار فعال هر MSC را دارا می باشد.
مرکز تأیید هویت (AUC) اعتبر شناسایی مشترک را کنترل می کند و در واقع بانک اطلاعاتی دیگری است که شامل پارامترهای تأییدیه و الگوریتم رمز کردن های مختلف می باشد که در هنگام اشتراک علاوه بر AUC در کارت الکتریکی به نام SIM که در دستگاه ترمینال دستی نصب می شود و نیز ذخیره می گردد.
در شبکه GSM واحد دیگری نیز وجود دارد که مسؤول نگهداری کل سیستم می باشد که به آن OMC گفته می شود.
اطلاعات بین MSC و BTS با حجم زیادی رد و بدل می شوند و باتوجه به نوع اطلاعات طی ساختارهای خاصی ارسال می شوند که به آنها کانالهای منطقی می گویند.
کانالهای منطقی به دو دسته اصلی کانالهای ترافیکی و کانالهای کنترلی تقسیم می شوند.
طراحی شبکه سلولی: سلول منطقه ای است که هر کدام از ایستگاهها ناحیه ای را پوشش می دهد.
برای پوشش رادیویی هر سلول از دونوع آنتن می توان استفاده کرد.
1- آنتن همه جهته 2- آنتن جهت دار آنتن همه جهته پرتو یکسان در تمام جهات و بهره یکسان داشته ولی آنتن جهت دار دارای پوشش منطقه ای تحت زاویه سلولها می باشد.
در طراحی سلولی پارامترهای اصلی ذیل در نظر گرفته می شوند: 1- تعداد مشترکین سیار با پیش بینی افزایش آن در آینده 2- رفتار ترافیکی مشترکین (میزان و مدت تقاضا) 3- کیفیت سرویس دهی از لحاظ میزان سر شدن 4- منطقه جغرافیایی در صورتیکه دو ایستگاه ثابت با آنتن های همه جهته داشته باشیم , مرز بین این دو را که در آن قدرت سیگنال دریافتی از هر دو ایستگاه برابر باشد یک خط مستقیم در نظر می گیرند.
بنابراین سلولها را به صورت شش ضلعی منظم در نظر می گیرند .
رأس مشترک سه شش ضلعی مجاور به عنوان سایت در نظر گرفته می شود.
خوشه سلولی از کنار هم قرار گرفتن سلولهایی که دارای فرکانس یکسانی نمی باشند دسته هایی شکل می گیرند که به آنها خوشه سلولی می گویند.
اگر دو سلول با فرکانس یکسان را در دو خوشه سلولی متفاوت در نظر بگیریم یکی از پارامترهای مهم در طراحی, نسبت فاصله دو سلول هم فرکانس (D) به شعاع سلولی ® میباشد که با q نشان می دهند و معادل است با: Q=D/R=Sqrt (3K) براساس فرمول فوق می توان فاصله دو سلول که از یک فرکانس استفاده می کنند را از فرمول ذیل محاسبه می کنند: D=Sqrt (3k) R در نسل اول GSM که چیزه قابل ذکری نداشت اما در نسل دوم قابلیت های زیر اضافه شدش GPRS - که سمبل اش G هست و در حالت ایده آل تا 44 کیلو بایت در ثانیه داونلود و آپلود میتوانید داشته باشید این امکان در سری 2G هستش EDGE- که سمبلش E هست با ماجول ها مختلف توسط شرکت های اپراتور ارایه میشه و در بهترین حالت تا سرعت 60 کیلوبایت در ثانیه ارتباط میتوانید برقرار کنید این امکان در استاندارد 2.75G یا برای راحتی 2.5G میباشد نسل سوم : UMTS - که سمبل اش U هست و باز بستگی به اپراتور در انواع مختلف ارایه میشه در بهترین حالت تا 5 مگابیت در ثانیه داونلود و 1.5 مگا بیت در ثانیه آپلود میتوانید بکنید این قابلیت در استاندارد 3G به بالا میتواند استفاده بشود HSDPA - با سمبل مخوف H هست و بستگی به اپراتور تا 14.9 مگابیت در ثانیه داونلود خواهید داشت این امکان تا 42 مگابیت در ثانیه هم امکانپذیر هست و بهش Evolved HSPA میگن یا همان نسل چهارم میگم .
HSPD در اسناندارد 3G میباشد جای هیچ تعجب نیست که در نسل های بعدی شاهد ارتباط در حد گیگابیت در ثانیبه باشیم جالب اینجاست که ما در ایران فقط نظاره گر خواهیم بود تا استفاده کننده اما باز خوبه اطلاعاتمون کامل باشه و بدونیم چی به چی هست مقدمه ای بر GSM : مخابرات سلولی یکی از سریعترین Application های رو به رشد در صنعت ارتباطات است.
هر روزه بر تعداد مشترکین این نوع ارتباط در جهان افزوده میشود.
تجارت ارتباطات موبایل به سرعت در CEPT (دفاتر پست و مخابرات اروپایی) در حال رشد و توسعه است.
CEPT از طریق بازارهای پر قدرت موبایل، توسعه فناوری موبایل را رهبری مینماید و همکاریهای جدیدی در زمینه سیستمهای استادارد ساز ، پیاده سازی و اجرای این فناوریها به وجود آورده است.
یکی از مهمترین محصولات این استاندارها که در CEPT شکل گرفته است استاندارد GSM است.
این استاندارد سیستم ارتباطات موبایل سلولی دیجیتالی نسل جدید را در CEPT اروپا توسعه داده است.
برای اولین با کار استادارد سازی GSM جهت پیاده سازی این سیستم در سال 1991 صورت گرفته است.
معماری GSM : سیستم GSM از ترکیب 3 زیر سیستم اصلی به وجود آمده است : 1.
زیر سیستم شبکه 2.
زیر سیستم رادیویی 3.
زیر سیستم پشتیبانی و نگهداری در سیستم GSM برای برقراری ارتباطات اپراتورهای شبکه با منابع مختلف و تجهیزات زیر ساختار سلولی، نه تنها رابطی هوایی بلکه چندین رابط اصلی دیگر برای مرتبط کردن قسمتهای مختلف این سیستم تعریف شده است.
سه رابط مهم در سیستم GSM در زیر آمده است : رابط A که میان MSC و BSC قرار دارد.
رابط A-bis که