Co to są fizyczne kanały GSM?
GSM (Global System for Mobile Communications) to szeroko stosowana technologia cyfrowej sieci komórkowej, która wykorzystuje różne kanały fizyczne w celu ułatwienia komunikacji pomiędzy urządzeniami mobilnymi a infrastrukturą sieciową. Te kanały fizyczne stanowią zasadniczą część interfejsu radiowego GSM i odgrywają odrębną rolę w transmisji głosu i danych. Zagłębmy się w szczegóły fizycznych kanałów GSM:
1. Fizyczny kanał nadawczy (PBCH):
Fizyczny kanał rozgłoszeniowy (PBCH) służy do rozgłaszania niezbędnych informacji systemowych do wszystkich urządzeń mobilnych w komórce. Kluczowe cechy PBCH obejmują:
- Stałe nadawanie: PBCH stale transmituje informacje o komórce, umożliwiając nowo przybyłym lub włączonym urządzeniom mobilnym szybki dostęp do niezbędnych szczegółów sieci.
- Synchronizacja: Pomaga urządzeniom mobilnym synchronizować się z parametrami czasu i częstotliwości sieci.
- Identyfikacja komórki: PBCH zawiera informacje o tożsamości komórki, co pomaga urządzeniom mobilnym zidentyfikować i wybrać odpowiednią komórkę.
2. Wspólne kanały sterujące:
- Kanał korekcji częstotliwości (FCCH): Kanał FCCH służy do dostarczania informacji o korekcji częstotliwości do urządzeń mobilnych. Pomaga im dostosować odbiorniki do właściwej częstotliwości komórki.
- Kanał synchronizacji (SCH): Kanał SCH przenosi informacje o synchronizacji, umożliwiając urządzeniom mobilnym dostosowanie ich taktowania do czasu sieci.
- Kanał sterujący rozgłaszaniem (BCCH): Kanał BCCH służy do rozgłaszania ogólnych informacji sterujących, szczegółów specyficznych dla komórki i informacji systemowych do urządzeń mobilnych w komórce. Dla urządzeń mobilnych niezbędny jest dostęp do informacji o konfiguracji sieci i dostępnych usługach.
3. Kanały ruchu:
GSM wykorzystuje kilka kanałów ruchu do komunikacji głosowej i danych:
- Full Rate (TCH/F): Ten kanał zapewnia pełną usługę głosową, zapewniając mowę w oryginalnej jakości. Jest powszechnie używany do połączeń głosowych.
- Half Rate (TCH/H): Kanał o połowie szybkości używany jest do oszczędzania przepustowości poprzez zmniejszenie szybkości transmisji danych przy zachowaniu akceptowalnej jakości głosu. Jest często stosowany w okresach dużego przeciążenia sieci.
- Enhanced Full Rate (EFR): EFR to rozszerzona wersja kanału o pełnej szybkości, która dodatkowo poprawia jakość głosu.
- Adaptive Multi-Rate (AMR): AMR to nowszy kodek głosowy oferujący zmienne szybkości, dostosowujące się do jakości łącza radiowego. Zapewnia zarówno dobrą jakość głosu, jak i efektywne wykorzystanie przepustowości.
4. Kanały sterujące:
- Samodzielny dedykowany kanał sterujący (SDCCH): SDCCH jest używany do celów sygnalizacyjnych i kontrolnych, takich jak konfigurowanie połączeń, aktualizacja lokalizacji i dostarczanie SMS-ów. Zapewnia dedykowane zasoby do sygnalizacji sterującej pomiędzy urządzeniem mobilnym a siecią.
- Slow Associated Control Channel (SACCH): SACCH działa równolegle z kanałami ruchu (TCH) i przenosi informacje sterujące związane z trwającym połączeniem, w tym regulacje poziomu mocy i polecenia przekazania.
- Szybki skojarzony kanał sterujący (FACCH): FACCH jest używany do przesyłania krytycznych czasowo informacji sterujących podczas połączenia głosowego. Na przykład, jeśli zachodzi potrzeba przekazania połączenia do innej komórki, informacja sterująca jest przesyłana za pośrednictwem FACCH, aby zminimalizować zakłócenia.
5. Kanał dostępu swobodnego (RACH):
Kanał dostępu swobodnego (RACH) jest używany przez urządzenia mobilne do inicjowania kontaktu z siecią w różnych celach, takich jak konfiguracja połączeń, transmisja SMS-ów lub aktualizacja lokalizacji. Gdy urządzenie mobilne chce przesłać dane do sieci, wysyła żądanie do RACH, a sieć odpowiednio reaguje.
6. Dedykowane kanały sterujące (DCCH):
Dedykowane kanały sterujące (DCCH) służą do dedykowanej sygnalizacji i sterowania związanego z konkretnym urządzeniem mobilnym i jego aktywnym połączeniem. Przykłady obejmują samodzielny dedykowany kanał sterujący (SDCCH) i FACCH.
7. Powolne i szybkie powiązane kanały sterujące (SACCH i FACCH):
SACCH i FACCH służą do przekazywania informacji sterujących i sygnalizacyjnych podczas trwającego połączenia. SACCH działa z mniejszą szybkością i jest używany do informacji mniej krytycznych czasowo, podczas gdy FACCH działa z większą szybkością i jest używany do pilnych komunikatów kontrolnych.
Podsumowując, GSM wykorzystuje kombinację kanałów fizycznych w celu ułatwienia komunikacji głosowej i danych. Kanały te służą różnym celom, od przesyłania niezbędnych informacji po ustanawianie i utrzymywanie połączeń pomiędzy urządzeniami mobilnymi a siecią. Każdy kanał odgrywa istotną rolę w zapewnieniu niezawodnego i wydajnego działania sieci komórkowej GSM.