يلعب الاتصال اللاسلكي المتنقل دورا مهما في ربط الناس والطائرات والسفن والمركبات وأشياء أخرى كثيرة هي في حركة بصرف النظر عن موقعها الجغرافي.
فهو يتيح إمكانية الاتصال بالكائنات المذكورة أعلاه رقميا على مدار 24 ساعة طوال أيام الأسبوع، فضلا عن إمكانية تطوير التطبيقات في الوقت الفعلي لمراقبة مواقعها وأدائها.
يعد الاتصال أثناء التنقل اقتصاديا لأنه لا يستهلك أي سلك/كابل أو لأنه يحتاج إلى الصيانة، كما أن التحسينات التكنولوجية المستمرة تجعله أسرع ودقيقا. يجب أن يكون أي إطار إتصالات محمول قابلا للتطوير وقادرا على موازنة الأحمال ومتينا لإدارة التعقيدات وآمنا ودعما للتجول وإدارة الأجهزة من خلال سياسات فعالة لإدارة الأجهزة (MDM)
يعد النظام العالمي للاتصالات المتنقلة (GSM) أحد معايير الاتصالات المتنقلة المستخدمة بشكل مكثف في الجيل الثاني من الشبكات الخلوية. في هذه المقالة، دعونا ندرس تطور تكنولوجيا الإتصالات المتنقلة وخصائص نظام الملاحة العالمي بشكل خاص.
بنية GSM
GSM هو بروتوكول خلوي رقمي يستخدم في الاتصالات المتنقلة، تم اعتماده في أوروبا وآسيا في الثمانينات وخصائصه هي
وهو ينتمي إلى الجيل الثاني 2G من تقنية شبكة الجوال، وهو عبارة عن مفهوم رقمي يستخدم الدارة لتحويل الصوت والبيانات.
وأشارت الآلية العالمية في البداية إلى مجموعة التكنوقراط الأوروبيين المشاركين في وضع معيار “المجموعة الخاصة المتنقلة”. وبعد الاعتماد، تغير إلى “النظام العالمي للاتصالات المتنقلة
وقد تم تبني النظام على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم، وهو المعايير الافتراضية للشبكة التي تتبعها بلدان عديدة.
وكان يحكم عالم الهواتف المحمولة في التسعينات وفي العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، ويوفر نوعية جيدة من خدمات الرسائل الصوتية والنصوص والترفيهية. لقد تمتعت بحصة في السوق بلغت 80٪ في السوق العالمية.
وقد أدى ظهور المزيد من التكنولوجيات الرقمية إلى الحاجة إلى نقل مقاطع فيديو عالية الدقة ومحتوى مكثف للبيانات عبر الشبكة.
وقد مهد ذلك الطريق أمام ظهور تكنولوجيات الجيل الثالث ودخول الهواتف الذكية.
ومع ذلك، فإن خدمة الهاتف العمومي موجودة لخدمة ميزة الهاتف، كما أن مزودي الخدمات الرئيسيين مثل Telstra و AT&T قد أوقفوا خدمات الهاتف العمومي في عام 2017
انتشار GSM
- محطة متنقلة
ويتألف من هاتف محمول يستخدم للمكالمات الصوتية وخدمات البيانات (SMS/MMS)، ويتعرف عليه بشكل فريد رقم IMEI (الهوية الدولية لمعدات الهاتف المحمول). كما أنها تحتفظ بعلامة تبويب حول جودة الإشارة الخاصة بالخلية القريبة لتسهيل النقل السهل أثناء التجوال.
يجب أن يحتوي كل هاتف على بطاقة SIM (وحدة تعريف المشترك) تحتوي على رقم هوية مشترك دولي (IMSI) يستخدم للمكالمات الصوتية ونقل البيانات. وتحتوي بطاقة SIM القابلة للتبديل هذه على حماية بكلمة مرور وتحتوي على بيانات تعريف الشبكة وإمكانية للتنشيط/إلغاء التنشيط.
2. المحطة الأساسية
وهو يوفر بيئة بث لاسلكي للمحطات المتنقلة للاتصال بمركز تحويل الرسائل (MSC) ويوفر واجهة مثالية بين المحطات المتنقلة وأجزاء GSM الأخرى.
وتتلقى محطة الإرسال والاستقبال الأساسية (BTS) (برج الخلية) المعلومات من محطات متنقلة ثم ترسلها إلى جهاز التحكم في المحطة.
كما يقوم أيضا بمعايرة وتشفير ومضاعفة المعلومات المتلقاة وإعلامها بالمحطة المتنقلة في واجهة الراديو.
تعمل وحدة التحكم في المحطة الأساسية (BSC) على تخصيص فتحات التردد/الوقت لجميع محطات العمل المتنقلة، كما أنها تتصل بمركز المحول للأجهزة المحمولة (MSC) بالإضافة إلى BTS.
- تبديل الشبكة
يدعم MSCs في تبديل الوظائف للاتصال بشبكات ISDN و PSTN، وهو يشمل
يلعب مركز التحويل المحمول دورا رئيسيا في إدارة إعداد المكالمات والتوجيه والتحويل والتسجيل وزيادة الموقع ومعلومات الفوترة ووظائف البوابة.
تقوم “سجلات مواقع المنزل” (HLR) بإدارة قاعدة بيانات المشترك الجوال.
سجلات تحديد مواقع الزوار (VLR) تحتفظ ببيانات مؤقتة عن الداخلين الجدد إلى محطة الأجهزة المحمولة.
مركز مصادقة لحماية المتسللين عبر الحفاظ على إجراءات أمنية صارمة.
سجل هوية المعدات (EIR) لتعقب رقم IMEI الخاص بمجموعة الأجهزة المحمولة
.
4. الدعم التشغيلي
وتساعد هذه الأداة مسؤولي النظام على الحفاظ على عمليات GSM ومراقبة الأداء.
- الواجهات المستخدمة
UM، Interface يدير الاتصال بين MS مع BTS، واجهة ABIS بين BTS مع BSC، واجهة بين BSC مع MSC، SS7 بروتوكول بين MSC وشبكات أخرى.
أنواع GSM
تستخدم ثلاث تقنيات شائعة في الاتصال في شبكة الجيل الثاني التي ينتمي إليها GSM
تقنية Frequency Division Multi Access (FDMA):
ينقسم النطاق الترددي المتاح المتاح من الطيف الترددي إلى عرض متساو للقنوات الصوتية مثل العديد من محطات البث الإذاعي التي تبث إشارات على الترددات المخصصة لها في النطاق. يستخدم في الغالب للتناظرية على الرغم من أنه قادر على الإرسال الرقمي.
تقسيم الوقت الوصول المتعدد (TDMA):
تتم مشاركة النطاق الترددي الضيق المتاح في قناة تردد مع عدة مستخدمين عن طريق التقسيم إلى فتحات زمنية متعددة. حيث يقوم المستخدمون بضخ البيانات تباعا في الفتحة الزمنية الخاصة بهم عبر نفس القناة. يتم تحويل الصوت إلى تنسيق رقمي، كما يستهلك عرض نطاق أقل في القناة.
قسم التعليمات البرمجية الوصول المتعدد (CDMA):
ويتبع هذا النهج نهجا مختلفا يتم فيه إستيعاب عدة مكالمات في قناة محددة برمز تسلسل فريد. وتقوم القناة بإرسال جيوب البيانات الخاصة بالمكالمات المتعددة بكفاءة، وهي شكل من أشكال الطيف الموزع. ولا يستخدم من قبل GSM ولكن يستخدم من قبل IS-95 في عائلة الجيل الثاني.
مزايا بنية GSM
بعض مزايا بنية GSM هي:
- تقنية نضجت ومجربة زمنيا متبناة في جميع أنحاء العالم، وهي موجودة حتى اليوم في الهواتف الخلوية.
- منخفض التكلفة.
- الحد الأدنى من تعطل المراكب الدولية نظرا لوجود هذه التكنولوجيا في كل مكان.
- سهولة في إنشاء وصيانة شبكات GSM مع توفر وافر للمعرفة بين المهندسين.
- فهو يوفر واجهة سلسة مع التقنيات الأخرى
