Synchronisatie in GSM (Global System for Mobile Communications) is cruciaal voor het coördineren van verschillende elementen binnen het netwerk om betrouwbare communicatie te garanderen. Het synchronisatieproces omvat het uitlijnen van tijd- en frequentiereferenties over verschillende netwerkcomponenten. Hier is een overzicht van hoe synchronisatie wordt bereikt in GSM:
1. Frequentiesynchronisatie:
A. Primaire referentieklok (PRC):
- GSM-netwerken gebruiken een Primary Reference Clock (PRC) als primaire frequentiereferentie. De PRC biedt een stabiele en nauwkeurige tijdbasis voor het hele netwerk.
B. Basisstationsubsysteem (BSS):
- Het Base Station Subsystem (BSS), bestaande uit Base Transceiver Stations (BTS) en Base Station Controllers (BSC), wordt gesynchroniseerd met de PRC. Dit zorgt ervoor dat alle BTS binnen een BSS een gemeenschappelijke frequentiereferentie delen.
C. Synchronisatiebronnen:
- De synchronisatiebronnen voor BTS omvatten GPS-ontvangers (Global Positioning System), die nauwkeurige tijd- en frequentie-informatie bieden. Als alternatief kan BTS synchroniseren met signalen ontvangen van netwerkelementen op een hoger niveau.
D. Frequentiehoppen:
- GSM maakt gebruik van frequentiehopping om de betrouwbaarheid van de communicatie te verbeteren en interferentie te verminderen. Alle mobiele stations binnen een cel moeten synchroon van frequentie wisselen. Frequentiesynchronisatie is cruciaal om ervoor te zorgen dat alle stations in een cel zich op elk moment op dezelfde frequentie bevinden.
2. Tijdsynchronisatie:
A. Framestructuur met tijdverdeelde meervoudige toegang (TDMA):
- GSM maakt gebruik van een TDMA-framestructuur waarbij elk tijdslot 577 microseconden lang is. Nauwkeurige tijdsynchronisatie is vereist om ervoor te zorgen dat tijdslots correct worden uitgelijnd.
B. Synchronisatiekanalen:
- Speciale synchronisatiekanalen, zoals FCCH (Frequency Correction Channel) en SCH (Synchronization Channel), worden gebruikt om synchronisatie-informatie naar mobiele stations over te brengen. Deze kanalen helpen mobiele stations hun klokken te synchroniseren met de tijdbasis van het netwerk.
C. Netwerktijdprotocol (NTP):
- Naast synchronisatiekanalen kan het netwerk protocollen zoals NTP (Network Time Protocol) gebruiken om nauwkeurige tijdinformatie naar verschillende netwerkelementen te distribueren.
3. Netwerkhiërarchie:
- Het GSM-netwerk is hiërarchisch georganiseerd, met verschillende synchronisatieniveaus. De synchronisatiehiërarchie omvat:
- Internationale synchronisatie (VRC),
- Netwerksynchronisatie (BSC),
- BSS-synchronisatie (BTS),
- Intra-BTS-synchronisatie (synchronisatie binnen één BTS).
4. Overdracht en roaming:
- Synchronisatie is cruciaal voor naadloze overdrachten en roaming. Mobiele stations moeten zonder onderbrekingen tussen cellen kunnen overschakelen, en nauwkeurige tijd- en frequentiesynchronisatie zorgt voor een soepel overdrachtsproces.
5. Onderhoud en monitoring:
- Voortdurend onderhoud en monitoring zijn essentieel om ervoor te zorgen dat de synchronisatie in de loop van de tijd accuraat blijft. Eventuele afwijkingen of verstoringen worden onmiddellijk aangepakt om de netwerkprestaties op peil te houden.
Samenvattend houdt synchronisatie bij GSM het uitlijnen van frequentie- en tijdreferenties in het hele netwerk in, van de primaire referentieklok tot individuele basisstations en mobiele stations. Deze coördinatie is essentieel voor de betrouwbare werking van het GSM-netwerk en ondersteunt functies zoals frequentieverspringing, TDMA-framestructuur en naadloze handovers.