GSM — mobil telefonlar uchun raqamli cellular aloqa standardlari oilasi. To‘liq nomi Global System for Mobile Communications. U dastlab ovozli qo‘ng‘iroq, SMS va abonent roamingini standartlashtirish uchun keng joriy etilgan. GSM ikkinchi avlod mobil aloqa — 2G bilan bog‘liq.
Keyingi GPRS va EDGE texnologiyalari GSM tarmog‘iga packet data imkoniyatini qo‘shgan. Zamonaviy mobil tarmoqlar 4G va 5Gga o‘tgan bo‘lsa ham, GSM tushunchalari ko‘plab telekommunikatsiya tizimlarida uchraydi.
Cellular tuzilma
Hudud kichik radio zonalar — cell’larga bo‘linadi.
Har cell base station orqali abonent qurilmalari bilan aloqa qiladi.
Frequency reuse turli uzoq celllarda bir xil kanalni qayta ishlatishga imkon beradi.
Capacity va interference radio rejalashtirish bilan boshqariladi.
Mobile Station
Mobile Station ikki asosiy qismdan iborat deb qaraladi:
- mobil qurilma;
- SIM.
Qurilma radio va protocol stackni bajaradi.
SIM abonent identity va cryptographic ma’lumotni saqlaydi.
BTS
Base Transceiver Station cell ichidagi radio uzatish va qabul qilishni bajaradi.
U antenna va radio equipmentga ega.
Telefon BTS bilan air interface orqali aloqa qiladi.
Bir joyda bir nechta sector va frequency bo‘lishi mumkin.
BSC
Base Station Controller bir nechta BTSni boshqaradi.
U radio resource, handover va channel assignmentga oid vazifalarni bajaradi.
Tarmoq architecture’si vendor va evolyutsiyaga qarab farq qilishi mumkin.
MSC
Mobile Switching Centre circuit-switched qo‘ng‘iroqlarni route qiladi.
U mobility management, boshqa network bilan aloqa va subscriber service’larda qatnashadi.
Roaming va location update boshqa database componentlari bilan birga ishlaydi.
HLR va VLR
Home Location Register abonentning asosiy subscription ma’lumotlarini saqlaydi.
Visitor Location Register ayni hududda vaqtincha mavjud abonentlar haqida ma’lumot saqlaydi.
Bu model subscriber harakatlanayotganda call va service routingga yordam beradi.
SIM
SIM abonentning IMSI va authentication key kabi ma’lumotlarini saqlaydi.
Telefon almashtirilsa SIM boshqa compatible qurilmaga ko‘chirilishi mumkin.
SIM qurilma identity’si emas; device uchun IMEI ishlatiladi.
IMSI
International Mobile Subscriber Identity networkdagi subscriptionni aniqlaydi.
U doim radio orqali ochiq yuborilmasligi uchun temporary identifier ishlatiladi.
IMSI maxfiylik nuqtayi nazaridan sensitive.
TMSI
Temporary Mobile Subscriber Identity abonentni local tarmoqda vaqtinchalik aniqlaydi.
Bu IMSIni har aloqa paytida ochiq uzatishni kamaytiradi.
Location area o‘zgarganda yoki tarmoq qaroriga ko‘ra yangilanishi mumkin.
TDMA
GSM radio channelni time slotlarga bo‘lib, bir frequency’da bir nechta userga navbat bilan xizmat ko‘rsatadi.
Bu Time Division Multiple Accessga oid model.
Frequency va time slot kombinatsiyasi physical channel yaratadi.
Frequency band
GSM turli regionlarda turli bandlarda ishlatilgan.
Telefon va base station mos bandni qo‘llashi kerak.
Multi-band qurilma roamingni yaxshilaydi.
Radio frequency milliy regulator tomonidan boshqariladi.
Voice codec
Ovoz radio bandwidthga mos codec bilan siqiladi.
Klassik GSM codec variantlari keyinchalik yaxshilangan speech codec’lar bilan kengaygan.
Codec network va qurilma capability’si bo‘yicha kelishiladi.
Radio xatosiga chidamlilik channel coding bilan oshiriladi.
SMS
SMS qisqa matnli xabarni signaling infrastructure orqali uzatadi.
Xabar SMS Center orqali store-and-forward modelida yetkazilishi mumkin.
Telefon vaqtincha offline bo‘lsa server qayta urinadi.
Delivery report yetkazilganlik haqida signal beradi, o‘qilganlikni emas.
GPRS
General Packet Radio Service GSMga packet-switched data qo‘shadi.
User radio resource’ni doimiy circuit sifatida egallamaydi.
Data hajmi va vaqt bo‘yicha uzatiladi.
Bu 2.5G deb atalgan evolyutsiya bilan bog‘liq.
EDGE
EDGE yuqoriroq data rate uchun boshqa modulation va coding scheme ishlatadi.
GSM/GPRS infrastructure evolyutsiyasi sifatida joriy etilgan.
Real tezlik signal, slot va network capacityga bog‘liq.
Zamonaviy broadband bilan solishtirganda sekin.
Handover
Telefon harakatlanganda faol call bir cell’dan boshqasiga o‘tadi.
Signal level va quality o‘lchanadi.
BSC yoki network yangi channel ajratadi.
Noto‘g‘ri handover call uzilishiga olib kelishi mumkin.
Roaming
Abonent boshqa operator tarmog‘ida service olishi mumkin.
Visited network home operator bilan authentication, billing va routing bo‘yicha kelishadi.
Roaming narxi va service mavjudligi operatorlararo shartnomaga bog‘liq.
Authentication
Network SIM ichidagi secret keyni bevosita uzatmasdan challenge-response orqali abonentni tekshiradi.
Klassik GSM security bir tomonlama bo‘lishi mumkin: telefon networkni kuchli tasdiqlamasligi ehtimoli bor.
Bu soxta base station xavfiga sabab bo‘ladi.
Encryption
Air interface trafik shifrlanishi mumkin.
Klassik cipherlar va implementationlar vaqt o‘tishi bilan zaif deb topilgan.
Encryption faqat radio linkni himoya qiladi; core network yoki endpoint security alohida.
Sensitive ilova end-to-end encryptiondan foydalanadi.
2Gni o‘chirish
Ayrim operatorlar spectrumni 4G va 5Gga berish uchun 2G service’ni kamaytirishi yoki o‘chirishi mumkin.
Eski IoT, alarm va telefonlar connectivity’ni yo‘qotadi.
Qurilma deploymentida operator va region lifecycle’i tekshiriladi.
Location area
Tarmoq bir nechta cellni location area sifatida guruhlaydi. Telefon area o‘zgarganda location update yuboradi. Incoming call paytida network butun area bo‘ylab paging qiladi. Juda kichik area ko‘p update, juda katta area ko‘p paging trafik yaratadi.
Call setup
Telefon channel request yuboradi, signaling channel oladi, authentication va cipheringdan o‘tadi, keyin traffic channel ajratiladi. Har bosqichdagi timeout call muvaffaqiyatsizligiga sabab bo‘lishi mumkin.
Emergency call
Emergency service ayrim holatda oddiy subscription service’dan boshqacha qoidalar bilan ishlaydi. Qurilma available networkni tanlashi mumkin. Aniq behavior mamlakat va operatorga bog‘liq.
IoT migratsiyasi
Eski GSM modemlar 2G shutdown sabab LTE-M, NB-IoT yoki boshqa texnologiyaga ko‘chiriladi. Antenna, SIM, power va protocol qayta tekshiriladi.
Bog‘liq tushunchalar
Global System for Mobile Communications, GSM, 2G, BTS, BSC, MSC, SIM, IMSI, SMS, GPRS, EDGE, Cellular network