مثير للإعجاب

ما هو GSM: Primer

ما هو GSM: Primer

GSM هو الجيل الثاني أو نظام الهاتف المحمول 2G. تم تقديمه في الأصل في عام 1991 ، ولا يزال يستخدم للعديد من المكالمات الصوتية وبعض الخدمات ذات معدل البيانات المنخفض التي تتطلب استخدامه.

كان اختصار GSM يعني في الأصل Groupe Speciale Mobile ، ولكن هذا تغير إلى النظام العالمي للاتصالات المتنقلة حيث انتشر النظام على أساس عالمي.

نما استخدام GSM بما يتجاوز كل التوقعات الأصلية. في البداية كان يُنظر إليه على أنه نظام أوروبي ، لكن استخدامه انتشر على مستوى العالم وبحلول عام 2004 كان هناك أكثر من مليار اشتراك - وهو إنجاز بارز حيث استغرقت الخطوط الأرضية أكثر من 100 عام للوصول إلى هذه النقطة.

على الرغم من تقدم التكنولوجيا بشكل كبير منذ إدخال GSM كتقنية 2G ، إلا أنها لا تزال منتشرة على نطاق واسع حيث أن الهواتف منخفضة التكلفة ، واستخدام البطارية صغير ، مما يتيح فترات شحن البطارية في كثير من الأحيان لمدة أسبوع أو أكثر.

ما هو GSM - نظرة عامة على النظام

تم تصميم نظام GSM كتقنية الجيل الثاني (2G) للهواتف الخلوية. كان أحد الأهداف الأساسية هو توفير نظام من شأنه أن يمكّن من تحقيق قدرة أكبر من الجيل الأول السابق للأنظمة التماثلية. حقق GSM هذا باستخدام TDMA رقمي (نهج الوصول المتعدد بتقسيم الوقت).

من خلال اعتماد هذه التقنية ، يمكن استيعاب المزيد من المستخدمين ضمن النطاق الترددي المتاح. بالإضافة إلى ذلك ، تم اعتماد تشفير الكلام المشفر رقميًا للاحتفاظ بالخصوصية. باستخدام التقنيات الخلوية التناظرية السابقة ، كان من الممكن لأي شخص لديه جهاز استقبال ماسح ضوئي أن يستمع إلى المكالمات وتم "التنصت" على عدد من الشخصيات الشهيرة مما أدى إلى عواقب محرجة.

ملاحظة حول تاريخ تقنية الهاتف المحمول:

تطورت تكنولوجيا الهاتف المحمول كل عام. من عمليات التقديم الأولى لأنظمة الهاتف الخلوي في الثمانينيات وحتى يومنا هذا ، أدى تطوير التكنولوجيا الجديدة إلى تحسين الأنظمة المتاحة بشكل مطرد. بدءًا من أنظمة نظائرها من الجيل الأول ، تم تقديم أنظمة رقمية 2G جديدة وانتقلت هذه الأنظمة حتى يتم تطوير تقنية 5G الآن.

اقرأ المزيد عن تاريخ الهاتف المحمول.

خدمات GSM

من الواضح أن الكلام أو المكالمات الصوتية هي الوظيفة الأساسية لنظام GSM الخلوي. لتحقيق ذلك ، يتم تشفير الكلام رقميًا وفك تشفيره لاحقًا باستخدام مشفر صوتي. تتوفر مجموعة متنوعة من المشفرات الصوتية للاستخدام ، والتي تستهدف سيناريوهات مختلفة.

بالإضافة إلى الخدمات الصوتية ، تدعم تقنية GSM الخلوية مجموعة متنوعة من خدمات البيانات الأخرى. على الرغم من أن أداؤهم لا يقترب من المستوى الذي توفره شبكة الجيل الثالث ، إلا أنهم لا يزالون مهمين ومفيدين. يتم دعم مجموعة متنوعة من خدمات البيانات بمعدلات بيانات للمستخدم تصل إلى 9.6 كيلو بت في الثانية. يمكن دعم الخدمات بما في ذلك فاكس المجموعة 3 ونص الفيديو والتلكس.

إحدى الخدمات التي نمت بشكل كبير هي خدمة الرسائل القصيرة. تم تطويره كجزء من مواصفات GSM ، كما تم دمجه في التقنيات الخلوية الأخرى. يمكن اعتباره مشابهًا لخدمة الترحيل ولكنه أكثر شمولاً بكثير مما يسمح بالرسائل ثنائية الاتجاه والتخزين والتسليم إلى الأمام ، كما يسمح برسائل أبجدية رقمية بطول معقول. أصبحت هذه الخدمة شائعة بشكل خاص ، في البداية مع الشباب لأنها قدمت تكلفة ثابتة بسيطة ومنخفضة.

أساسيات GSM

كان لتكنولوجيا GSM الخلوية عدد من أهداف التصميم عندما بدأ التطوير:

  • يجب أن تقدم جودة خطاب ذاتية جيدة
  • يجب أن يكون الهاتف منخفض التكلفة أو محطة
  • يجب أن تكون المحطات قادرة على حملها باليد
  • يجب أن يدعم النظام التجوال الدولي
  • يجب أن توفر كفاءة طيفية جيدة
  • يجب أن يوفر النظام توافق ISDN

تم توفير تقنية GSM الخلوية الناتجة التي تم تطويرها لكل هذه. لا يصف تعريف النظام الشامل لنظام GSM الواجهة الهوائية فحسب ، بل يصف أيضًا تقنية الشبكة أو البنية التحتية.

من خلال اعتماد هذا النهج ، من الممكن تحديد تشغيل الشبكة بالكامل لتمكين التجوال الدولي وكذلك تمكين عناصر الشبكة من مختلف الشركات المصنعة للعمل جنبًا إلى جنب ، على الرغم من أن هذه الميزة الأخيرة لم تنجح بشكل كامل ، خاصة مع العناصر القديمة.

تستخدم واجهة RF أو الهواء لتقنية GSM الخلوية قنوات RF بتردد 200 كيلوهرتز. وهي عبارة عن تقسيم زمني متعدد الإرسال لتمكين ما يصل إلى ثمانية مستخدمين من الوصول إلى كل شركة اتصالات. وبهذه الطريقة يكون نظام TDMA / FDMA.

يتم تنظيم محطات الإرسال والاستقبال الأساسية (BTS) في مجموعات صغيرة ، يتم التحكم فيها بواسطة وحدة تحكم في المحطة الأساسية (BSC) والتي توجد عادةً في نفس الموقع مع إحدى محطات BTS. يُطلق على BSC مع BTSs المرتبطة به النظام الفرعي للمحطة الأساسية (BSS).

علاوة على ذلك ، توجد منطقة التبديل الرئيسية في الشبكة الأساسية. يُعرف هذا بمركز التحويل المحمول (MSC). يرتبط بها سجلات الموقع ، أي سجل موقع المنزل (HLR) وسجل موقع الزائر (VLR) الذي يتتبع موقع الهواتف المحمولة ويسمح بتوجيه المكالمات إليها. بالإضافة إلى ذلك ، يوجد مركز المصادقة (AuC) ، وسجل تعريف المعدات (EIR) اللذين يتم استخدامهما في مصادقة الهاتف المحمول قبل السماح به على الشبكة وللفوترة. يتم شرح تشغيل هذه في الصفحات التالية.

أخيرًا وليس آخرًا الهاتف المحمول نفسه. غالبًا ما يطلق عليه ME أو الجهاز المحمول ، هذا هو العنصر الذي يراه المستخدم النهائي. قدم هذا العنصر من بنية الشبكة الشاملة بعض العناصر الجديدة وغذى نمو النظام البيئي الشامل للهاتف المحمول.

كانت إحدى الميزات المهمة التي تم تنفيذها لأول مرة على GSM هي استخدام وحدة تعريف المشترك. تحمل هذه البطاقة هوية المستخدمين ومعلومات أخرى للسماح للمستخدم بترقية الهاتف بسهولة شديدة ، مع الاحتفاظ بنفس الهوية على الشبكة. كما تم استخدامه لتخزين معلومات أخرى مثل "دفتر الهاتف" وعناصر أخرى.

مكّن إدخال بطاقة SIM الأشخاص من تغيير الهواتف بسهولة شديدة ، وقد أدى ذلك إلى تغذية صناعة الهواتف المحمولة ومكّن الهواتف الجديدة بميزات إضافية ليتم إطلاقها. وقد سمح ذلك لمشغلي الهاتف المحمول بزيادة متوسط ​​إيراداتهم لكل مستخدم (ARPU) من خلال ضمان قدرة المستخدمين على الوصول إلى أي ميزات جديدة قد يتم إطلاقها على الشبكة والتي تتطلب هواتف أكثر تطوراً.

كان عمر البطارية جانبًا مهمًا آخر ، وكان استخدام GMSK يعني أن نقص مضخم الإرسال اللاسلكي يمكن أن يكون مرتفعًا ، مما يسمح بعمر البطارية بأكثر من عدة أيام ، خاصة مع تحسن تقنية البطارية.

رسائل GSM SMS

القدرة الأخرى لنظام GSM التي انطلقت بطريقة لم تكن متوقعة هي قدرة الرسائل النصية. تم استخدام رسائل SMS لأول مرة في 3 ديسمبر 1992 ، عندما استخدم Neil Papworth جهاز كمبيوتر شخصي لإرسال رسالة نصية "Merry Christmas" عبر شبكة Vodafone GSM في المملكة المتحدة.

على الرغم من أن مبدأ المراسلة النصية قد تم تأسيسه في عام 1992 ، إلا أن مزود الشبكة الفنلندي Radiolinja لم يكن حتى عام 1994 أول من قدم خدمة الرسائل النصية القصيرة التجارية من شخص إلى شخص.

بمجرد إنشاء الرسائل النصية ، سرعان ما انطلقت لأنها توفر طريقة أرخص بكثير لإرسال الرسائل من إجراء مكالمة. نتيجة لذلك ، استخدمه العديد من الأشخاص مع انتشار استخدام الهاتف المحمول ويمكن للجيل الأصغر أن يدير التكاليف بشكل أفضل عن طريق إرسال الرسائل النصية.

نتيجة لاستخدام رسائل SMS على شبكة GSM ، تم تبنيها من قبل أنظمة 2G الأخرى لأنها توفر إيرادات إضافية لمزودي الشبكة ، وشكل رخيص من الاتصالات للمستخدمين.

نظرة عامة على نظام GSM

يلخص الجدول أدناه النقاط الرئيسية لمواصفات نظام GSM ، ويظهر بعض الميزات البارزة ذات الأهمية الفنية.


ملخص المواصفات لنظام GSM الخلوي
تكنولوجيا الوصول المتعددFDMA / TDMA
تقنية الازدواجفد
نطاق تردد الإرسال890 - 915 ميجا هرتز
(النطاق الأساسي 900 ميجاهرتز فقط)
نطاق تردد الوصلة الهابطة933-960 ميجا هرتز
(النطاق الأساسي 900 ميجاهرتز فقط)
قناة التباعد200 كيلو هرتز
تعديلGMSK
ترميز الكلاممختلف - الأصل كان RPE-LTP / 13
قنوات الكلام لكل قناة RF8
معدل بيانات القناة270.833 كيلوبت في الثانية
مدة الإطار4.615 مللي ثانية

تطورات أخرى لنظام GSM

كان نظام GSM نظام اتصالات محمولاً ناجحًا بشكل خاص. في البداية كان مخصصًا للاستخدام داخل أوروبا ، ولكن خلال فترة قصيرة نسبيًا أثناء استخدام النظام خارج حدود أوروبا ، وأصبح نظامًا مقبولًا دوليًا.

بالإضافة إلى نجاحه كنظام اتصالات صوتية ، فقد تم تطويره بما يتجاوز القدرة الصوتية الأساسية ليكون قادرًا على نقل البيانات. مع انتشار استخدام الإنترنت على نطاق واسع ، تم تطوير GSM للبدء في تلبية هذه الاحتياجات.

  • جي بي آر إس: كانت خدمة حزمة الراديو العامة GPRS بمثابة تطور لنظام الاتصالات الخلوية GSM 2G. باستخدام حزم البيانات بدلاً من دوائر البيانات بتبديل الدارات ، فقد مكّن من تحقيق سرعات مماثلة لتلك التي تم اختبارها باستخدام خدمات شبكة الاتصال الهاتفي في ظل ظروف مثالية. ومع ذلك ، كانت سرعات البيانات بطيئة جدًا مقارنة بالأنظمة المستخدمة اليوم.

    ملاحظة على 2G GPRS:

    GPRS - قدم نظام حزمة الراديو العامة حزم البيانات إلى نظام الهاتف الخلوي GSM. على الرغم من أن البيانات كانت بطيئة بالمعايير الحالية ، إلا أنها مكنت البيانات من أن تصبح جزءًا رئيسيًا من النظام.

    اقرأ المزيد عن 2G جي بي آر إس.

  • GSM EDGE: GSM EDGE ، معدلات البيانات المحسّنة لتطور GSM ، هي تطور GSM و GPRS التي استخدمت تعديل 8PSK لتحقيق معدلات نقل بيانات تصل إلى 384 كيلو بت في الثانية. على الرغم من أن هذا أدى إلى زيادة كبيرة عن GPRS ، إلا أن سرعات البيانات لا تزال بطيئة للغاية.

    ملاحظة حول 2G GSM EDGE:

    GSM EDGE - معدلات البيانات المحسّنة لتطور GSM المقدمة لزيادة معدلات البيانات التي يمكن تحقيقها بواسطة نظام 2G GSM. باستخدام بيانات الحزمة (المستخدمة بالفعل على GPRS) وتغيير تنسيق التشكيل إلى 8PSK ، تم الحصول على زيادات كبيرة في أداء البيانات.

    اقرأ المزيد عن 2G GSM EDGE.

نظرًا لتطور GSM لتوفير أكثر من مجرد مكالمات صوتية حيث بدأت في نقل البيانات ، فقد بدأت في إظهار الطريقة التي ستتطور بها تكنولوجيا الاتصالات المحمولة.

على الرغم من أن النظام استغرق بضع سنوات ، إلا أن نظام GSM أصبح بثبات نظام الهاتف المحمول السائد من الجيل الثاني. السمات الرائدة مثل بطاقة SIM التي تتيح الاحتفاظ بنفس الرقم والحساب عند ترقية الهاتف جنبًا إلى جنب مع جوانب مثل التجوال الدولي أعطته تقدمًا كبيرًا على الأنظمة الأخرى.

حتى بعد مرور عدة سنوات ، يتم استخدام شبكة GSM الأساسية وتقنيات ترقية GSM وبنيتها لتوفير خدمة قديمة للعديد من الأنظمة التي تعتمد على تقنية أساسية. على الرغم من أن المشغلين قد قللوا من الطيف المتاح لها ، لا يزال من المرجح أن يتم الحفاظ على GSM لعدد لا بأس به من السنوات القادمة.

موضوعات الاتصال اللاسلكي والسلكي:
أساسيات الاتصالات المتنقلة
العودة إلى الاتصال اللاسلكي والسلكي


شاهد الفيديو: كيف تعرف الفرق بين آيفون 7 بلس الأصلي والمزور! (ديسمبر 2021).