Οι σημερινές συσκευές κινητής τηλεφωνίας έχουν γίνει αυτόματα μια επέκταση του ανθρωπολογικού μας οπλοστασίου, δίνοντάς μας ένα επιπλέον μέσο επικοινωνίας που ονομάζουμε ασύρματες ή κινητές επικοινωνίες.
Οι κάρτες SIM μεγέθους λίγων χιλιοστών που εισάγονται σε φορητές συσκευές αποτελούν μια τεχνολογία δικτύου που χρησιμοποιείται σε όλο τον κόσμο που ονομάζεται Παγκόσμιο Σύστημα Κινητών Επικοινωνιών (GSM). Τείνουμε να το θεωρούμε ως ένα διακοσμητικό κινητό τηλέφωνο και μερικές κεραίες με διάσπαρτους πύργους κινητής τηλεφωνίας ως μέρος μιας σύνθετης αρχιτεκτονικής προσαρμοσμένης στις καθημερινές μας ανάγκες. Το σύστημα GSM μπορεί να χωριστεί σε τρία κύρια υποσυστήματα: υποσύστημα ραδιοφώνου, υποσύστημα δικτύου και υποσύστημα λειτουργίας.
1. Ασύρματο υποσύστημα--
Όπως όλοι γνωρίζουμε, οι κινητές επικοινωνίες ταξιδεύουν στον αέρα με τη μορφή ραδιοκυμάτων. Το ασύρματο υποσύστημα αποτελείται από δύο κύρια στοιχεία. Αυτά περιλαμβάνουν κινητούς σταθμούς (MS) και συστήματα σταθμών βάσης (BSS).
Ο κινητός σταθμός (MS) είναι η συσκευή του χρήστη, ουσιαστικά το κινητό μας τηλέφωνο και η SIM ως μέρος του λογισμικού. Η κάρτα SIM είναι η ψυχή της επικοινωνίας της συσκευής μας και περιέχει όλα τα δεδομένα του χρήστη, όπως σειριακό αριθμό, τύπο κάρτας, PIN, κλειδί ελέγχου ταυτότητας, κλειδί ξεκλειδώματος PIN, διεθνή ταυτότητα συνδρομητή κινητής τηλεφωνίας (IMSI) και λίστα συνδρομητικών υπηρεσιών. Το MS αποθηκεύει επίσης δυναμικά δεδομένα που απαιτούνται για ασύρματες επικοινωνίες, όπως πληροφορίες τοποθεσίας και κλειδιά που χρησιμοποιούνται για κρυπτογράφηση και αποκρυπτογράφηση.
Το σύστημα σταθμών βάσης (BSS) είναι κυρίως υπεύθυνο για τη διατήρηση της ασύρματης σύνδεσης με το MS και την κωδικοποίηση και αποκωδικοποίηση φωνητικών επικοινωνιών. Σήμερα, το BSS το κάνει αυτό με τη βοήθεια ραδιοεξοπλισμού όπως κεραίες, ενισχυτές και επεξεργαστές σήματος, τους οποίους ονομάζουμε πύργους κυψέλης και επίσημα γνωστούς ως Σταθμοί Πομποδέκτη Βάσης (BTS). Κάθε BTS λειτουργεί εντός μιας ακτίνας ή περιοχής κυψέλης και υπάρχουν πολλά BTS και BSS, καθένα από τα οποία ελέγχεται από έναν Ελεγκτή Σταθμού Βάσης (BSC). Η BSC είναι ο κύριος διαχειριστής του BTS. Καθορίζει τη ραδιοσυχνότητα που χρησιμοποιείται για την επικοινωνία και εκτελεί μεταβίβαση από ένα BTS σε άλλο εντός του BSS όταν το σήμα MS είναι αδύναμο.
Η απλοποιημένη διαδρομή επικοινωνίας μέχρι στιγμής μπορεί να εκφραστεί ως εξής:
MS ->BSS (BTS+BSC)
2. Υποσύστημα δικτύου--
Αυτό το τμήμα του συστήματος επικοινωνιών είναι ένα άλλο επίπεδο που χειρίζεται τη μεταβίβαση από το ένα BSS στο άλλο. Αυτό επιτρέπει αυτό που γνωρίζουμε ως εσωτερική και διεθνή περιαγωγή. Η παράδοση πραγματοποιείται από το MSC ή το Mobile Switching Center. Το MSC γνωρίζει την τοποθεσία του συνδρομητή μέσω των βάσεων δεδομένων του - Μητρώο Τοποθεσίας Οικίας (HLR) και Μητρώο Τοποθεσίας Επισκεπτών (VLR).
Μια ενιαία βάση δεδομένων HLR αποθηκεύει συγκεκριμένες πληροφορίες για το MS, όπως IMSI και συνδρομητικές υπηρεσίες και την τρέχουσα περιοχή τοποθεσίας. Μόλις το MS εγκαταλείψει την τρέχουσα περιοχή τοποθεσίας, η κίνηση του MS παρακολουθείται και ενημερώνεται στο HLR. Αυτό το ενημερωμένο HLR αντιγράφεται στο VLR του MSC που είναι υπεύθυνο για το MS. Σε αντίθεση με ένα μόνο HLR ανά συνδρομητή, υπάρχουν πολλαπλά VLR σε κάθε MSC και αποθηκεύει όλες τις πληροφορίες των MS στην περιοχή τοποθεσίας του στο HLR.
Η απλοποιημένη διαδρομή επικοινωνίας μπορεί τώρα να εκφραστεί ως εξής:
MS -> BSS (BTS+BSC) ->MSC (HLR+VLR)
3. Λειτουργικό υποσύστημα--GSM
Αυτό το τμήμα του δικτύου είναι υπεύθυνο για την ομαλή λειτουργία του δικτύου, που περιλαμβάνει παρακολούθηση κυκλοφορίας, διαχείριση χρηστών, ασφάλεια, χρέωση και χρέωση. Διατηρεί όλες τις πληροφορίες σε μια ενοποιημένη βάση δεδομένων υφιστάμενων φορητών συσκευών που ονομάζεται Μητρώο Ταυτότητας Συσκευής. Σε περίπτωση κλοπής, αυτή η βάση δεδομένων συνήθως ενημερώνεται για τη μαύρη λίστα της κλεμμένης συσκευής και τον αποκλεισμό των επικοινωνιών στην εν λόγω κάρτα SIM.
Η ενημερωμένη διαδρομή επικοινωνίας μπορεί πλέον να εκφραστεί ως εξής:
MS -> BSS (BTS+BSC) ->MSC (HLR+VLR) +EIR
Το ασύρματο δίκτυο αλληλεπιδρά επίσης με τα δημόσια τυπικά δίκτυα - PSTN, ISDN, PSPDN και PLMN - μέσω της πύλης MSC για την ολοκλήρωση του δικτύου GSM.
Τώρα η τελική διαδρομή επικοινωνίας μπορεί να εκφραστεί ως εξής:
MS -> BSS (BTS+BSC) -> MSC (HLR+VLR)+EIR ->Δημόσιο Πρότυπο Δίκτυο
Το προαναφερθέν GSM είναι η παραδοσιακή τεχνολογία back-end κινητών επικοινωνιών που επιτρέπει στις συνομιλίες 2 π.μ. να ρέουν συνεχώς εμπρός και πίσω, ανεξάρτητα από τη φυσική τοποθεσία.
