W systemie GSM (Global System for Mobile Communications), HLR (Home Location Register) oraz VLR (Visitor Location Register) to dwa podstawowe elementy infrastruktury sieciowej, które odpowiadają za zarządzanie abonentami, ich lokalizacją oraz dostępem do usług. Te dwa rejestry baz danych odgrywają kluczową rolę w procesach takich jak rejestracja użytkownika, realizacja połączeń, roaming czy uwierzytelnianie.
Znaczenie i działanie HLR i VLR w sieci GSM
Zarówno HLR, jak i VLR są logicznie powiązane z centralą MSC (Mobile Switching Center), ale pełnią różne funkcje. Ich współpraca jest niezbędna do prawidłowego działania systemu mobilnego i obsługi abonentów w kraju i za granicą.
HLR – Home Location Register
HLR to centralna baza danych abonentów przypisana do konkretnego operatora sieci. Przechowuje wszystkie trwałe informacje o abonencie, a także jego aktualną lokalizację w systemie.
- Zawiera numer IMSI (International Mobile Subscriber Identity).
- Przechowuje numer MSISDN (Mobile Station International Subscriber Directory Number), czyli numer telefonu użytkownika.
- Przechowuje informacje o usługach aktywowanych dla danego abonenta (np. połączenia głosowe, SMS, dane).
- Przechowuje dane o bieżącej lokalizacji abonenta – czyli do którego VLR aktualnie jest przypisany.
- Odpowiada za uwierzytelnianie abonenta i autoryzację usług.
HLR jest unikalny dla każdego abonenta i znajduje się w macierzystej sieci operatora. Nawet gdy użytkownik znajduje się za granicą lub w innej sieci (roaming), jego dane są zawsze w HLR.
VLR – Visitor Location Register
VLR to lokalna baza danych znajdująca się w każdej strefie obsługiwanej przez MSC. Zawiera tymczasowe informacje o abonentach, którzy aktualnie znajdują się na danym obszarze, niezależnie od tego, czy są abonentami lokalnymi, czy przebywają w roamingu.
- Zawiera kopię części danych z HLR dla szybszego dostępu i komunikacji.
- Przechowuje aktualną lokalizację abonenta w obrębie danego MSC.
- Przechowuje przydzielone kanały, strefę lokalną (Location Area), aktywne usługi.
- Przechowuje dane o stanie urządzenia, gotowości do odbioru połączeń i SMS.
- Pomaga w przekierowywaniu połączeń i zarządzaniu ruchem lokalnym.
VLR działa jako pośrednik między HLR a systemem GSM. Gdy użytkownik włącza telefon w nowej lokalizacji, VLR kontaktuje się z jego HLR, aby pobrać dane i zarejestrować użytkownika w swoim rejestrze. Dzięki temu możliwa jest płynna obsługa abonenta bez potrzeby każdorazowego odwoływania się do macierzystej bazy HLR.
Różnice między HLR a VLR
| Cecha | HLR | VLR |
|---|---|---|
| Zakres danych | Stałe dane abonenta | Tymczasowe dane lokalizacyjne |
| Położenie | W sieci macierzystej | W regionie odwiedzanym przez abonenta |
| Rodzaj użytkowników | Wszyscy użytkownicy danego operatora | Użytkownicy przebywający w danym obszarze |
| Związek z MSC | Połączony z głównym MSC | Połączony z lokalnym MSC |
| Aktualizacja | Rzadka, przy zmianie usług | Częsta, przy przemieszczaniu się abonenta |
Znaczenie dla roamingu i mobilności
Dzięki współpracy HLR i VLR system GSM umożliwia bezproblemową obsługę mobilnych użytkowników. Gdy abonent przemieszcza się między różnymi obszarami, jego dane lokalizacyjne są aktualizowane w VLR, a HLR jest informowany o zmianie. Przy wchodzeniu w roaming, dane są przesyłane między sieciami operatorów, co pozwala na ciągłą dostępność usług.
Bez istnienia tych dwóch rejestrów niemożliwe byłoby śledzenie lokalizacji użytkowników, przekazywanie połączeń do odpowiednich central, a także obsługa autoryzacji i billingów. HLR i VLR są więc fundamentalnymi komponentami każdej sieci GSM, zapewniającymi stabilność, skalowalność i elastyczność działania systemu mobilnego.