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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Funktionsweise von GSM-Netzen, kurze Kommunikationsgrundlagen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik /Mobilfunk Fast jeder benutzte ein Handy, aber nur wenige dachten - wie funktioniert das alles? In diesem literarischen Opus versuchen wir zu betrachten, wie die Kommunikation aus der Sicht Ihres Telekommunikationsanbieters abläuft. Wenn Sie eine Nummer wählen und anfangen anzurufen, oder jemand Sie anruft, kommuniziert Ihr Gerät per Funk mit einer der Antennen der nächsten Basisstation.
Jede der Basisstationen enthält ein bis zwölf Sende-Empfangsantennen, die in verschiedene Richtungen ausgerichtet sind, um den Teilnehmern Kommunikation aus allen Richtungen zu ermöglichen. Antennen werden im Fachjargon auch „Sektoren“ genannt. Sie selbst haben sie wahrscheinlich schon oft gesehen – große graue rechteckige Blöcke.
Von der Antenne wird das Signal per Kabel direkt an die Steuereinheit der Basisstation übertragen. Die Kombination von Sektoren und dem Steuerblock wird normalerweise genannt: BS, Basisstation. Mehrere Basisstationen, deren Antennen ein bestimmtes Territorium oder einen bestimmten Bereich der Stadt bedienen, sind mit einer speziellen Einheit verbunden – der sogenannten LAC, Local Area Controller, "Lokalbereichscontroller", oft einfach genannt Regler. Üblicherweise werden bis zu 15 Basisstationen an einen Controller angeschlossen. Die Controller, bei denen es sich auch um mehrere handeln kann, sind wiederum mit der zentralsten „Gehirn“-Einheit verbunden – MSC, Vermittlungszentrum für Mobilfunkdienste, Üblicherweise bekannt als Schalter. Der Schalter liefert Ausgabe (und Eingabe) an städtische Telefonleitungen, an andere Mobilfunkbetreiber und so weiter. Das heißt, am Ende sieht das ganze Schema in etwa so aus:
Kleine GSM-Netzwerke verwenden nur einen Switch, größere Netzwerke mit mehr als einer Million Teilnehmern können zwei, drei oder mehr verwenden MSC, miteinander kombiniert. Warum so komplex? Es scheint, dass man die Antennen einfach an den Schalter anschließen kann – und das war's, es gäbe keine Probleme ... Aber nicht alles ist so einfach. Hier geht es um ein einfaches englisches Wort: aushändigen. Dieser Begriff bezieht sich auf Handover in Mobilfunknetzen. Das heißt, wenn Sie die Straße entlang gehen oder Auto fahren (Zug, Fahrrad, Rollschuhe, Asphaltfertiger ...) und gleichzeitig telefonieren, dann, damit die Verbindung nicht unterbrochen wird (und es nicht unterbrochen wird), müssen Sie Ihr Telefon von einem Sektor zum anderen, von einer Basisstation zur anderen, von einem lokalen Bereich zum anderen und so weiter umschalten. Wenn also die Sektoren direkt mit dem Switch verbunden wären, dann müssten all diese Switches vom Switch gesteuert werden, was bereits etwas zu tun hat. Ein mehrstufiges Netzwerkschema ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung der Last, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Geräteausfalls und folglich eines Kommunikationsverlusts verringert wird. Beispiel: Wenn Sie und Ihr Telefon vom Versorgungsbereich eines Sektors in den Versorgungsbereich eines anderen wechseln, ist die BS-Steuereinheit damit beschäftigt, das Telefon zu übertragen, ohne die „überlegenen“ Geräte zu beeinträchtigen – LAC и MSC. Dementsprechend tritt der Übergang zwischen unterschiedlichen auf BS, dann wird es kontrolliert LAC und so weiter. Die Funktionsweise des Schalters sollte etwas genauer betrachtet werden. Ein Switch in einem Mobilfunknetz erfüllt fast die gleichen Funktionen wie eine PBX in kabelgebundenen Telefonnetzen. Er bestimmt, wohin Sie anrufen, wer Sie anruft, ist für den Betrieb zusätzlicher Dienste verantwortlich und entscheidet letztendlich, ob ein Anruf möglich ist oder nicht. Lassen Sie uns beim letzten Punkt aufhören – was passiert, wenn Sie Ihr Telefon einschalten? Hier, schalten Sie Ihr Telefon ein. Ihre SIM-Karte hat eine spezielle Nummer, die sog IMSI – Internationale Teilnehmer-Identifikationsnummer, Internationale Teilnehmer-Identifikationsnummer. Diese Nummer ist für jede SIM-Karte auf der Welt einzigartig, und anhand dieser Nummer unterscheiden die Betreiber einen Teilnehmer von einem anderen. Wenn das Telefon eingeschaltet wird, sendet es diesen Code, die Basisstation überträgt ihn an LAK, LAK - Der Reihe nach am Schalter. Hier kommen zwei zusätzliche, mit dem Switch verbundene Module ins Spiel: HLR, Heimatregister и VLR-Besucherverzeichnis. Dementsprechend Register der Home-Abonnenten и Register der Gastabonnenten. In HLR gespeichert sind IMSI alle Teilnehmer, die mit diesem Betreiber verbunden sind. BEI VLR enthält wiederum Daten zu allen Teilnehmern, die derzeit das Netz dieses Betreibers nutzen. IMSI übertragen auf HLR (Natürlich in hochverschlüsselter Form; auf die Verschlüsselung gehen wir nicht im Detail ein, wir sagen nur, dass ein anderer Block für diesen Vorgang verantwortlich ist – AuC, Authentifizierungszentrum), HLRprüft wiederum, ob sie einen solchen Abonnenten hat und falls ja, ob dieser beispielsweise wegen Nichtzahlung gesperrt ist. Wenn alles in Ordnung ist, wird dieser Teilnehmer registriert VLR und von diesem Moment an telefonieren kann. Große Betreiber haben möglicherweise nicht einen, sondern mehrere parallel HLR и VLR. Und jetzt versuchen wir, alles oben in der Abbildung darzustellen:
Hier haben wir kurz überprüft, wie das Mobilfunknetz funktioniert. Eigentlich ist dort alles viel komplizierter, aber wenn man alles so ausführlich beschreibt, dann dürfte diese Darstellung vom Umfang her durchaus "Krieg und Frieden" übertreffen. Als nächstes werden wir überlegen, wie (und vor allem warum!) der Betreiber Geld von unserem Konto abbucht. Wie Sie wahrscheinlich gehört haben, gibt es drei verschiedene Arten von Tarifplänen – die sogenannten „Credit“, „Advance“ und „Prepaid“, aus dem Englischen Im Voraus bezahltd.h. Prepaid. Was ist der Unterschied? Überlegen Sie, wie Geld während eines Gesprächs abgeschrieben werden kann: Angenommen, Sie haben telefoniert. Es war am Schalter befestigt - so und so ein Teilnehmer rief dort an und sprach, sagen wir, fünfundvierzig Sekunden. Der erste Fall - Sie haben ein Kredit- oder Vorauszahlungssystem. In diesem Fall passiert Folgendes: Daten über Ihre und nicht nur Ihre Anrufe werden in der Vermittlung gesammelt und dann in der Reihenfolge der allgemeinen Warteschlange in einen speziellen aufgerufenen Block übertragen Abrechnung, vom Englischen zu bill – Rechnungen bezahlen. Abrechnung ist für alle Angelegenheiten im Zusammenhang mit dem Geld der Abonnenten verantwortlich – berechnet die Kosten für Anrufe, bucht die Abonnementgebühr ab, bucht Geld für Dienste ab und so weiter.
Übertragungsrate von Informationen aus MSC в Abrechnung hängt davon ab, wie viel Rechenleistung Abrechnung, oder anders gesagt, mit welcher Geschwindigkeit er es schafft, technische Daten über getätigte Anrufe in direktes Geld umzuwandeln. Je mehr Teilnehmer sprechen bzw. je „bremsender“ die Abrechnung ist, desto langsamer bewegt sich die Warteschlange bzw. desto größer ist die Verzögerung zwischen dem Gespräch selbst und der tatsächlichen Abbuchung des Geldes für dieses Gespräch. Diese Tatsache hängt mit der Unzufriedenheit zusammen, die einige Abonnenten oft zum Ausdruck bringen: „Sie sagen, sie stehlen Geld! Ich habe zwei Tage lang nicht gesprochen – sie haben einen bestimmten Betrag abgeschrieben ...“. Dabei wird aber überhaupt nicht berücksichtigt, welche Gespräche stattgefunden haben, zum Beispiel vor drei Tagen, das Geld wurde nicht gleich abgeschrieben ... Die Leute versuchen, gute Dinge nicht zu bemerken ... Und diese Tagelang könnte beispielsweise die Abrechnung einfach nicht funktionieren – wegen eines Unfalls oder weil irgendwie modernisiert wurde. In die entgegengesetzte Richtung - von der Abrechnung bis MSC - Es gibt eine andere Zeile, in der Abrechnung informiert den Switch über den Status der Abonnentenkonten. Auch hier ein ziemlich häufiger Fall – die Kontoschulden können mehrere zehn Dollar erreichen, und Sie können trotzdem telefonieren – dies liegt einfach daran, dass die „Reverse“-Warteschlange noch nicht aufgetaucht ist und der Schalter noch nicht geöffnet ist Wisse, dass du ein böswilliger Schuldner bist und schon seit langem hätte gesperrt werden müssen. Vorabtarife unterscheiden sich von Kredittarifen nur in der Art der Abrechnung mit dem Abonnenten – im ersten Fall zahlt eine Person einen bestimmten Betrag auf das Konto ein und von diesem Betrag wird nach und nach Geld für Anrufe abgezogen. Diese Methode ist praktisch, da Sie damit Ihre Kommunikationskosten planen und bis zu einem gewissen Grad begrenzen können. Die zweite Möglichkeit ist das Guthaben, bei dem die Gesamtkosten aller Anrufe für einen beliebigen Zeitraum ("Rechnungskreislauf"), normalerweise für einen Monat, wird in Form einer Rechnung ausgestellt, die der Abonnent bezahlen muss. Das Kreditsystem ist praktisch, weil es Sie gegen Fälle versichert, in denen Sie dringend anrufen müssen und das Geld auf dem Konto plötzlich aufgebraucht ist und das Telefon ist gesperrt. Vorauszahlungen sind ganz anders geregelt:
Im Voraus bezahlt Abrechnung als solches wird allgemein als "Vorausbezahlt nach Plattform". Unmittelbar im Moment des Beginns der Telefonverbindung wird eine direkte Verbindung zwischen aufgebaut Schalter и Lötplattform. Keine Warteschlangen, die Daten werden direkt während des Gesprächs in Echtzeit in beide Richtungen übertragen. In dieser Hinsicht sind Zahltage folgende charakteristische Merkmale inhärent: das Fehlen einer Abonnementgebühr (da es so etwas nicht gibt). Abrechnungszeitraum), ein begrenztes Set an Zusatzleistungen (es ist technisch schwierig, diese im "Echtzeit"-Modus abzurechnen), die Unmöglichkeit, "in die roten Zahlen zu gehen" - das Gespräch wird einfach unterbrochen, sobald das Geld auf dem Konto läuft aus. Klare Würde vorausbezahlt ist die Fähigkeit, den Geldbetrag auf dem Konto und damit ihre Ausgaben genau zu kontrollieren. В gelötet manchmal gibt es ein lustiges Phänomen - wenn Prepaid-Plattform weigert sich aus irgendeinem Grund zu arbeiten, zum Beispiel wegen Überlastung, dann entsprechend für Abonnenten Prepaid-Tarife Während dieser Zeit sind alle Anrufe absolut kostenlos. Worüber sich ihre Abonnenten tatsächlich nur freuen können. Aber wie wird unser Geld berechnet, wenn wir reden, dabei sein wandernd? Und wie funktioniert das Telefonieren im Roaming? Nun, versuchen wir, diese Fragen zu beantworten: Nein. IMSI besteht aus 15 Ziffern, und die ersten 5 Ziffern, die sog SS – Ländercode (3 Ziffern) und NC - Netzwerkcode (5 Ziffern) - charakterisieren eindeutig den Betreiber, mit dem dieser Teilnehmer verbunden ist. Diese fünf Zahlen VLR findet einen Gastoperator HLR Heimatbetreiber und schaut hinein - aber kann dieser Teilnehmer tatsächlich Roaming bei diesem Betreiber nutzen? Wenn ja, dann IMSI vorgeschrieben durch VLR Gastbetreiber und HLR home - Link zum gleichen Gast VLRum zu wissen, wo der Anrufer zu suchen ist. Mit der Abschreibung von Geld in der Abrechnung ist die Situation auch nicht ganz einfach. Aufgrund der Tatsache, dass Anrufe von der Gastvermittlung verarbeitet werden, das Geld jedoch von der eigenen „Heim“ gezählt wird Abrechnung, große Verzögerungen bei der Abbuchung von Geldern sind durchaus möglich - bis zu einem Monat. Zwar gibt es Systeme, zum Beispiel „Camel2“, die auch im Roaming nach dem Prepaid-Prinzip arbeiten, also Geld in Echtzeit abschreiben.
Hier stellt sich eine andere Frage - wofür wird das Geld abgebucht? wandernd? Wenn „zu Hause“ alles klar ist – es gibt klar definierte Tarifpläne, dann ist die Situation beim Roaming anders – es wird viel Geld abgeschrieben und es ist nicht klar warum. Nun, versuchen wir es herauszufinden:
Alle Telefonanrufe im Roaming werden in 3 Hauptkategorien unterteilt: Eingehende Anrufe - in diesem Fall setzen sich die Kosten des Anrufs zusammen aus: Die Kosten für ein Auslandsgespräch von zu Hause in die Gastregion
Ausgehender Anruf nach Hause: Kosten für ein internationales Gespräch aus der Gastregion nach Hause
Ausgehender Anruf nach Gastregion: Kosten für einen ausgehenden Anruf von einem Gastbetreiber
Wie Sie sehen, hängen die Kosten für Anrufe beim Roaming nur von zwei Dingen ab – davon, mit welchem Betreiber der Teilnehmer zu Hause verbunden ist und welchen Betreiber der Teilnehmer zu Hause nutzt. Gleichzeitig wird eine sehr wichtige Sache deutlich: Die Kosten für eine Minute beim Roaming hängen absolut nicht vom vom Abonnenten gewählten Tarifplan ab. Ich möchte noch eine Anmerkung hinzufügen: Wenn zwei Telefone eines Betreibers zusammen mit einem anderen Betreiber im Roaming sind (naja, zum Beispiel sind zwei Freunde in den Urlaub gefahren), dann wird es sehr teuer, miteinander zu reden – der Anrufer zahlt wie folgt für das Ausgehen nach Hause und für den Empfang eines Anrufs – wie für das Betreten aus dem Haus. Dies ist einer der Nachteile des GSM-Standards: Die Kommunikation erfolgt in diesem Fall durch das Haus. Zwar ist es technisch durchaus möglich, einen Anschluss „direkt“ zu vermitteln, aber welcher der Betreiber wird sich dafür entscheiden, wenn man alles so lassen kann, wie es ist, und Geld verdient? Eine weitere Frage, die Besitzer mehrerer Mobiltelefone in letzter Zeit oft beschäftigt, ist: Wie viel kostet die Weiterleitung eines Anrufs von einem Telefon auf ein anderes? Und die Antwort auf diese Frage ist durchaus realistisch:
Nehmen wir an, die Anrufweiterleitung an Telefon C wird von Telefon B aus eingestellt. Telefon A ruft an Telefon B an – entsprechend wird der Anruf an Telefon C umgeleitet. In diesem Fall zahlen sie: Telefon A - wie ausgehend zu Telefon B
Am Ende der Themen möchte ich noch einen subtilen Punkt erwähnen - wie viel kostet die Anrufweiterleitung im Roaming? Und hier beginnt das Interessanteste:
Beispielsweise verfügt das Telefon über eine Weiterleitung bei Besetzt an eine Privatnummer. Dann wird bei einem eingehenden Anruf das sogenannte "Roaming-Schleife"- Der Anruf wird über den Gast an das Haustelefon weitergeleitet Schalterbzw. die Kosten eines solchen weitergeleiteten Anrufs für Wanderer entspricht der Summe der Kosten für eingehende und ausgehende Heimgespräche zuzüglich der Kosten für die Anrufweiterleitung selbst. Und was gleichzeitig lustig ist: Der Roamer weiß möglicherweise nicht einmal, dass ein solcher Anruf stattgefunden hat, und ist anschließend überrascht, wenn er die Rechnung für die Kommunikation sieht. Dies impliziert praktische Ratschläge – auf Reisen ist es ratsam, alle Arten der Weiterleitung auszuschalten (Sie können sie nur bedingungslos belassen – in diesem Fall funktioniert die „Roaming-Schleife“ nicht), insbesondere die Weiterleitung an die Voicemail – sonst kann es später zu Problemen kommen lange Zeit - "Wo ist denn dieses Geld geblieben, A?". Liste der im Text verwendeten Begriffe AuC - Authentifizierungszentrum, das Authentifizierungszentrum, ist für die Verschlüsselung von Informationen beim Senden im Netzwerk und Empfangen vom Netzwerk verantwortlich
Veröffentlichung: cxem.net
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