Telefonia komórkowa GSM

projekt z przedmiotu Podstawy Telekomunikacji

Spis treści

HISTORIA              3

Struktury komórkowe              8

Zasada działania sieci GSM              10

Poszczególne elementy systemu              14

Interfejs radiowy              17

Cechy systemów GSM i DCS              19

System GSM 900              19

System DCS 1800              20

Kodowanie przekazywanej informacji w systemie GSM              20

Zestawianie połączeń w sieci GSM              24

Nowe usługi GSM              26

Sieć GPRS              28

Terminale abonenckie              29

GPRS i HSCSD              30

Bibliografia              37

HISTORIA

Telefonia ruchoma (1876 -1945) W roku 1876, Alexander Graham Bell, korzystając
z miedzianego kabla, przeprowadził pierwszą w historii transmisję ludzkiej mowy. Ten sam uczony, cztery lata później, przeprowadził pierwszą bezprzewodową transmisję ludzkiej mowy, używając do tego celu światła. Urządzenie przez niego skonstruowane nazwane zostało fotofonem i przez kilkanaście lat cieszyło się sporym zainteresowaniem naukowców. Mniej więcej w tym samym czasie, niemiecki wynalazca Heinrich Rudolf Hertz, odkrył fale, które po emisji mogły by wychwycone przez ustawiony w pewnej odległości odbiornik. Kilka lat później, Guglielmo Marconi przesłał te fale na odległość kilkunastu kilometrów i nazwał je radiem. Radio bardzo szybko zajęło miejsce wspomnianego wcześniej fotofonu. W przeciwieństwie do światła, fale radiowe mogły być swobodnie transmitowane w warunkach i na obszarach gdzie przesyłanie światła było utrudnione lub wręcz niemożliwe.
Szybko zaczęły pojawiać się pierwsze propozycje wykorzystania właściwości odkrytych fal radiowych. Jedną z rozważanych możliwości, już w roku 1891, było uruchomienie telefonii bezprzewodowej (ATS1). Pierwsze opracowane aplikacje używane były do celów komunikacji morskiej. Na początku wszystkie tego typu nowości były przyjmowane bardzo niechętnie, jednak po katastrofie Titanica zainteresowanie komunikacją zarówno między statkami na morzu, jak między statkiem i portem wzrosło bardzo gwałtownie. Wkrótce doceniono również możliwość komunikacji między pojazdami poruszającymi się po lądzie. Pierwsze eksperymenty
w tej dziedzinie przeprowadzono w roku 1921 w departamencie policji w Detroit. Polegały one na rozsyłaniu komunikatów radiowych, które odbierane były przez urządzenia znajdujące się w samochodach policji. Była to komunikacja jednokierunkowa, przypominająca trochę dzisiejsze systemy przywoławcze. Pierwszy, sprawnie działający, jednokierunkowy, ruchomy system radiowy oficjalnie uruchomiono 7 kwietnia 1928 roku. Dwa lata później wprowadzono system umożliwiający komunikację w dwóch kierunkach. Od tego czasu następuje gwałtowny rozwój podobnych systemów w wielu miastach Stanów Zjednoczonych. W roku 1934 istniały już 134 policyjne systemy radiowe. Kolejny ważny krok w pracach nad rozwojem komunikacji radiowej uczyniony został w roku 1935, kiedy to Edwin H. Armstrong zastosował do transmisji fal radiowych modulację częstotliwości (FM - ang. frequency modulation). W porównaniu ze stosowaną wcześniej modulacją amplitudy (AM - ang. amplitude modulation), FM wymagała znacznie mniej mocy,
a także była bardziej odporna na pojawiające się poprzednio problemy związane
z propagacją. Te i inne zalety przyczyniły się do tego, że bardzo szybko większość istniejących systemów zmieniono na systemy FM. Wraz z wybuchem drugiej wojny pojawiło się zapotrzebowanie na systemy, które umożliwiałyby komunikację między jednostkami biorącymi udział w walkach. Bardzo szybko skonstruowano wiele odbiorników i nadajników służących komunikacji ruchomej, robiąc jednocześnie olbrzymie postępy w pracach nad ich funkcjonowaniem i budową. Pod koniec wojny większość statków, samolotów, a nawet czołgów wyposażona była w swoje własne systemy komunikacyjne. Radiowe urządzenia komunikacyjne zaczęły być produkowane na szeroką skalę. Tym samym otwarta została droga dla rozwoju prawdziwego rynku komunikacji ruchomej. Tuż po wojnie, w Stanach Zjednoczonych zaczęto z powodzeniem wprowadzać systemy ruchome do takich sektorów, jak: policja, straż pożarna, energetyka, sieci wodociągowe i gazowe oraz transport. W 1946 roku, w St. Louis, nastąpiło połączenie sieci telefonii ruchomej ze stałą siecią telefoniczną. Nowe usługi zaczęto udostępniać coraz większej liczbie abonentów. Połączenia między stacją ruchomą i siecią stałą były w pierwszych systemach zestawiane ręcznie. Sytuacja taka utrzymywała się przez kilka lat, mimo opracowania systemu całkowicie zautomatyzowanego. W pierwszych systemach stosowany był jeden nadajnik o dużej mocy, który swym zasięgiem obejmował obszar o promieniu 40-50 mil. Szybko zorientowano się, że rozwiązanie korzystające z jednego nadajnika bardzo ogranicza pojemność systemu. Na potrzeby komunikacji ruchomej całego miasta można było wykorzystać zaledwie kilka kanałów. Zapotrzebowanie było znacznie większe, dlatego naukowcy bardzo szybko podjęli prace nad doskonalszymi rozwiązaniami. W końcu lat czterdziestych w laboratorium Bella pojawiła się koncepcja telefonii komórkowej.

Rozwój telefonii komórkowej

Nowe rozwiązanie pozwalało na zwiększenie pojemności systemu poprzez podział całości obszaru na mniejsze części zwane komórkami, które obsługiwane były przez nadajniki małej mocy. Na obszarze podzielonym w ten sposób możliwe stało się wielokrotne wykorzystanie tej samej częstotliwości w różnych komórkach, a tym samym zwiększenie liczby obsługiwanych stacji. Niemożliwe było użycie tych samych częstotliwości w komórkach sąsiadujących ze sobą, gdyż prowadziło to do tzw. interferencji współkanałowych, które wywoływały zakłócenia i uniemożliwiały osiągnięcie wymaganej jakości usługi. Okazało się, że występowanie interferencji jest uzależnione nie od odległości między komórkami wykorzystującymi tą samą częstotliwość, a od stosunku odległości do promienia komórek. Ponieważ promień komórki zależy od mocy użytego nadajnika, stosunek odległości do promienia mógł być regulowany przez inżynierów systemu. Inżynierowie pracujący nad rozwojem sieci komórkowej, wiedząc, że zmniejszanie rozmiarów komórek prowadzi do zwiększania pojemności systemu, zakładali teoretycznie możliwość budowy sieci składającej się z kilku tysięcy komórek, która mogłaby obsługiwać nawet milion użytkowników.
Budowa takiej sieci od samego początku byłaby niezmiernie kosztowna, dlatego zdecydowano się na konstrukcję systemu, dzieląc obszar na kilka dużych komórek, które z czasem miały być dzielone na coraz to mniejsze. Technika ta oferowała wiele korzyści, pozwalając na rozwój systemu w czasie i zwiększanie liczby użytkowników wraz ze wzrostem zainteresowania. W czasie prac nad nowym systemem pojawił się jeszcze jeden problem związany z przemieszczaniem się użytkowników z obszaru jednej komórki na obszar drugiej. Przy niewielkich rozmiarach komórek zmiany takie dokonywały się bardzo szybko, zwłaszcza w przypadku użytkowników korzystających z samochodów. Aby przejście z jednej komórki do drugiej nie miało wpływu na ciągłość transmisji, opracowano technikę przełączania kanałów (ang. hand-off). System komórkowy miał być wyposażony w centralne urządzenie kontrolujące stan połączeń w sieci, a także w systemie komutacji przełączający połączenia na obszar działania innego nadajnika. Wymagało to opracowania jeszcze kilku technik kontrolujących aktualne położenie stacji ruchomej. Nie było z tym zbyt wiele problemów i w roku 1947 prace nad pierwszą propozycją systemu telefonii komórkowej zostały zakończone. Mimo że pierwsza propozycja telefonii komórkowej pojawiła się już w końcu lat czterdziestych, na uruchomienie pierwszych systemów musiano poczekać jeszcze około 3 lata. Utworzenie sprawnie działającej sieci komórkowej wymagało przydziału nowych częstotliwości, którą to decyzję podjęto
w Stanach Zjednoczonych dopiero w latach sześćdziesiątych. Następne lata to okres standaryzacji oraz wielu regulacji prawnych związanych z wprowadzeniem nowych systemów, które na szerszą skalę zaczęły się pojawiać w latach osiemdziesiątych.
W Stanach Zjednoczonych był to system AMPS (ang. Advanced Mobile Phone Service), a w Europie: skandynawski system NMT (ang. Nordic Mobile Telephone System), europejska wersja AMPS nazwana TACS (ang. Total Access Communications System) oraz dwie mniej znane architektury: francuska R2000
i niemiecka C-450. Systemy te były systemami analogowymi i określa się je dzisiaj mianem systemów pierwszej generacji. Od chwili wprowadzenia, tempo, w jakim wzrastała ich popularność, było zaskoczeniem dla wielu ekspertów. W krótkim czasie z 2 usług w samej tylko Europie korzystały setki tysięcy abonentów. Rosnąca bardzo szybko liczba użytkowników sprawiła, że pojemność systemów analogowych zaczęła się wyczerpywać już w latach osiemdziesiątych. Pojawiła się również potrzeba opracowania ogólnoeuropejskiego systemu komórkowego. Istniejące systemy pierwszej generacji działały zupełnie niezależnie od siebie, co uniemożliwiało komunikację między abonentami dwóch różnych systemów. Problem ograniczonej pojemności sieci analogowych, a także potrzeba istnienia systemu działającego na terenie całej Europy dały początek opracowaniom nowego systemu.

Cyfrowy system telefonii komórkowej – GSM

W 1982 roku CEPT (Conference Europeenne des Administrations des Postes et des Telecommunications) widząc potrzebę ogólnoeuropejskiego standardu dla usług komunikacyjnych, zlecił opracowanie rekomendacji nowego systemu. Opracowaniem tym zajęła się grupa "Group Special Mobile, która wkrótce zarezerwowała dla przyszłego systemu dwa przedziały częstotliwości w paśmie 900 MHz. Główne założenia poczynione zostały do roku 1986. Widząc wielkie możliwości, jakie niesie ze sobą technika cyfrowa, zadecydowano, że nowy standard będzie całkowicie cyfrowy. Dawało to możliwość lepszego wykorzystania pasma radiowego, a tak że uzyskania zdecydowanie wyższej jakości transmisji. System cyfrowy umożliwia również realizację usług nieznanych w systemach analogowych oraz gwarantuje swoim użytkownikom większe bezpieczeństwo. Podjęto także decyzję, że nowy system będzie kompatybilny z siecią ISDN5. Założono, że do konstrukcji stacji ruchomych, w tym terminali kieszonkowych, zastosowane będą układy scalone VLSI6. Dzięki temu nowe terminale mogły być mniejsze i tańsze niż stacje stosowane do tej pory. We wrześniu 1987 roku powołano porozumienie przyszłych operatorów systemu, którego zadaniem miał być nadzór nad standaryzacją, opracowanie zasad taryfikacji oraz planowanie wprowadzenia usług. Ustalono wówczas termin uruchomienia systemu na lipiec 1991 roku. Mimo że podstawowa wersja systemu - nazwanego GSM (ang. Global System for Mobile communications) była gotowa już
w roku 1989, planowane wcześniej uruchomienie systemu opóźniło się. Przyczyną był brak opracowanych na czas testów homologacyjnych, służących do testowania elementów sieci GSM. Pierwszy system GSM został zaprezentowany na targach TELECOM w Genewie w październiku 1991 roku, a pierwsze komercyjne systemy uruchomiono w roku 1992. Od tej chwili popularność systemu rośnie
w oszałamiającym tempie. W 1993 roku istniało 36 sieci GSM w 22 krajach. W chwili obecnej jest już ponad 120 operatorów GSM w 70 krajach. Pomyślany jako system ogólnoeuropejski, GSM staje się praktycznie systemem ogólnoświatowym. 25 krajów spoza Europy kupiło lub nosi się z zamiarem jego kupna (m.in. Australia, USA, RPA, Rosja). Szacuje się, że do końca bieżącego roku z usług nowego systemu korzystać będzie co najmniej 10 milionów abonentów. W roku 1996 dwóch operatorów otrzymało licencje na uruchomienie sieci GSM w Polsce. Niezależnie od GSM na świecie istnieją jeszcze dwa cyfrowe systemy telefonii komórkowej: w USA system IS-95 i w Japonii system JDC (ang. Japanese Digital Cellular).

Telefonia komórkowa w Polsce

W naszym kraju pierwszy telefon komórkowy zaczął funkcjonować w roku 1992. Rok wcześniej, w lutym, rozstrzygnięto przetarg na budować polskiej sieci komórkowej. Wygrały go dwie znane firmy: Ameritech i France Telecom. Wspólnie z polskim partnerem, TP S.A., utworzyły one w październiku 1991 roku spółkę PTK Centertel Sp. z o.o., która została operatorem systemu telefonii komórkowej w Polsce. Dnia 28 grudnia 1991 otrzymała ona zezwolenie telekomunikacyjne upoważniające do zakładania i używania urządzeń sieci radiokomunikacji ruchomej oraz do świadczenia za ich pomocą usług. Systemem stosowanym w Polsce jest wspomniany wcześniej skandynawski system NMT, a dokładniej jego ulepszona wersja NMT 450i. Oficjalne uruchomienie tego systemu nastąpiło w Warszawie w czerwcu 1992, a w grudniu tego samego roku na terenie innych większych miast, między innymi Krakowa, Łodzi, Poznania, Szczecina i innych. Bardzo szybko łączność komórkowa pokryła 65 proc. powierzchni kraju, w tym wszystkie duże miasta i tereny wokół dróg i pomiędzy nimi. W maju 1995 roku liczba abonentów przekroczyła 50 tysięcy, a w chwili obecnej wynosi już ona przeszło 250 tysięcy użytkowników. Procentowy przyrost liczby abonentów od listopada 1994 r. do maja 1995 r. wyniósł w naszym kraju 112 % i był jednym z najwyższych w krajach Europy Środkowej i Wschodniej.

Rozwój radiokomunikacji ruchomej jest związany z łącznością typu komórkowego, przeznaczoną do obsługi abonentów ruchomych i stacjonarnych zarówno w systemach analogowych - opartych na emisji analogowych sygnałów radiowych, jak i bardziej nowoczesnych systemach cyfrowych (cyfrowy przekaz głosu i danych).

Wprowadzenie znormalizowanych systemów cyfrowych drugiej generacji (GSM/DCS) o zasięgu globalnym usuwa tę podstawową niedogodność dla abonenta, zmniejszając równocześnie zakres zajmowanego pasma częstotliwości. Systemy cyfrowe klasy GSM są oznaczone i normalizowane regionalnie: w Europie jako GSM 900 w paśmie 900 MHz oraz DCS 1800 w paśmie 1800 MHz, w Ameryce Północnej D-AMPS (Digital AMPS) oraz nowszy PCS 1900 (Personal Communication System), w Japonii PDC (Personal Digital Communication).

Struktury komórkowe

Koncepcja komunikacji radiowej opiera się na podziale całego obszaru na komórki, o kształcie wieloboku heksagonalnego, w których jest centralnie umieszczona nieruchoma stacja bazowa do obsługi użytkowników ruchomych
w obrębie komórki. W warunkach rzeczywistych heksagonalny kształt komórek jest daleki od idealnego, również rozkład pola w zasięgu stacji bazowych nie jest jednorodny i zależy od charakteru zabudowy, konfiguracji ulic, wysokości budynków
i ukształtowania terenu. Dodatkowym czynnikiem pogarszającym jakość odbioru sygnałów jest wielodrogowość informacji, wynikająca z załamań i odbić sygnałów od płaszczyzn i ścian budynków na terenie zurbanizowanym. W zależności od potrzeb obszary o szczególnie wysokim trafiku są umownie dzielone na 2-3 poziomy obejmujące: makrokomórki - obszary o promieniu od 1 do 20 km obejmujące tereny leżące poza miastami, o niewielkich skupiskach ludności, a także szybko przemieszczających się abonentów (ulice, drogi, autostrady); mikrokomórki - obszary o promieniu od 100 m do 1 km obejmujące głównie tereny miejskie, osiedla i duże skupiska ludności, przeznaczone dla pieszych lub prawie stacjonarnych użytkowników systemu, zwykle znajdujących się w terenie otwartym (tereny rekreacyjne, stadiony); pikokomórki - o promieniu poniżej 100 m stosowane głównie wewnątrz obiektów (budynki, biura, domy towarowe, dworce i lotniska) o szczególnym zagęszczeniu terminali aktywnych na tym obszarze. System komórkowy, wykorzystując wieloparametrowe procedury lokalizacyjne, automatycznie ocenia mobilność każdego aktywnego abonenta i przyporządkowuje go do właściwego, optymalnego obszaru komórkowego.

W zaawansowanych systemach komórkowych (faza 2+) przewiduje się wielopoziomowe trasowanie połączeń z wykorzystaniem makrokomórek
i mikrokomórek przyporządkowanych do różnych systemów. W celu uzyskania optymalnego zasięgu poprawnego odbioru, w sieci komórkowej stosuje się wiele metod korekcyjnych, przeciwdziałających szkodliwym działaniom interferencyjnym
i anizotropowej propagacji pola radiowego. Podstawowym kryterium jest właściwy dobór częstotliwości nośnych poszczególnych stacji bazowych w bezpośrednim sąsiedztwie każdego obszaru komórkowego, tak aby interferencje międzykanałowe były minimalne. Powszechnie jest stosowana metoda otaczania każdej komórki jednym pierścieniem komórek lub wieloma pierścieniami o nie powtarzających się częstotliwościach kanałowych.

Podstawowym kryterium wprowadzania telefonii cyfrowej było uzyskanie jednolitej łączności nie tylko na terenie jednego kraju objętego systemem komórkowym, ale użytkowania telefonu komórkowego na obszarach innych krajów objętych tym samym systemem. Realizacja tego celu wymaga zarówno lokalizacji położenia terminali, jak też identyfikacji abonenta i terminalu końcowego oraz właściwej taryfikacji za wykonywane usługi.

rys. 1

              Utrzymanie nie zakłóconej transmisji przez najlepsze, aktualnie dostępne kanały radiowe w obrębie stacji bazowej BS, a także korzystanie z sąsiednich komórek radiowych tej samej sieci są możliwe dzięki procedurze przełączania handover, funkcjonującej w zasięgu konkretnej sieci komórkowej.

Łączność między sieciami komórkowymi innych operatorów, także poza obszarem obsługiwanym przez macierzystą sieć komórkową (rozmowy międzynarodowe), wymaga korzystania z usługi roamingu - uzgodnionej między operatorami różnych sieci. Poufność przekazów (karta SIM, szyfrowanie, identyfikacja) jest w pełni zapewniona tylko w systemach cyfrowych o znacznie większych możliwościach obsługi, lepszej jakości połączeń i szerszym zakresie usług dodatkowych.

Zasada działania sieci GSM

              Każda sieć GSM posiada jedną lub kilka central telefonicznych, które odgrywają rolę podstawowych węz­łów sieci. Na rys.2 pokazano strukturę typowej sieci GSM, dla przypadku czterech central. Poszczególne centrale są połączone ze sobą międzymiastowymi łączami telefonicznymi o wysokiej przepustowości,
w sposób "każdy z każdym". Podobnie jak to ma miejsce w stałej sieci telefonicznej, podstawowym zada­niem każdej centrali telefonicznej pracującej w sieci GSM jest realizacja połączeń pomiędzy sygnałami rozmównymi pochodzącymi od różnych abonentów, zarówno z danej sieci GSM jak i z innych sieci telekomuni­kacyjnych.
Z każdą centralą GSM skojarzona jest komputerowa baza danych, tzw. rejestr stacji obcych. W re­jestrach tych przechowywane są, aktualizowane na bieżąco, informacje
o abonentach GSM przebywających chwilowo na terenie danej centrali, ale zarejestrowanych na stałe w innej centrali sieci. Dotyczy to zarówno abonentów
z danej sieci GSM, ale z innego jej rejonu, jak i abonentów z innych sieci GSM, np. zagranicznych. Dzięki tym rejestrom możliwe jest prawidłowe realizowanie rozmów przychodzących do abonentów będą­cych w podróży. Na rys. 3 pokazano typowy wygląd centrali GSM.

Oprócz połączeń wychodzących w stronę innych central sieci GSM, z każdej centrali GSM wychodzą pro­mieniście połączenia o średniej przepustowości i średnim zasięgu w stronę tzw. sterowników stacji bazo­wych. Są to urządzenia pomocnicze koncentrujące ruch telefoniczny pomiędzy centralami sieci GSM a sta­cjami bazowymi zlokalizowanymi w poszczególnych komórkach sieci. Typowa centrala współpracuje
z kilku­nastoma sterownikami stacji bazowych. Ze sterowników stacji bazowych połączenia rozchodzą się dalej do stacji bazowych sieci komórkowej, z których każda obsługuje pojedynczą komórkę sieci GSM. Istnieje wiele wersji wykonania urządzeń stacji bazowych, zarówno do zamontowania wewnątrz budynków jak i na zew­nątrz. Przykładowe stacje bazowe pokazano na rys. 4.

Na rys.2 dla uproszczenia pokazano strukturę promienistą połączeń.
W praktyce, ze względów nieza­wodnościowych, zarówno połączenia pomiędzy centralami a sterownikami stacji bazowych jak i pomiędzy sterownikami a samymi stacjami bazowymi realizowane są często w strukturze pętli, dzięki czemu do każ­dego elementu sieci GSM istnieją dwie drogi połączeniowe z centralą sieci. W takiej sytuacji, w przypadku przerwania jednego z łączy stałych sieć GSM może nadal działać bez zakłóceń.

W typowej sieci GSM znajduje się jedno wspólne centrum zarządzania siecią, które korzysta z dwóch sprzężonych z nią baz danych. Jedną z nich jest tzw. rejestr stacji własnych, zawierający wszystkie podsta­wowe informacje o poszczególnych abonentach zarejestrowanych w danej sieci GSM. W rejestrze tym wpi­sane są m.in. kategoria abonenta, jego uprawnienia do korzystania z usług dodatkowych, informacje pozwa­lające na jego identyfikację itp. Informacje tego typu w zasadzie wpisywane są jednokrotnie, podczas pierw­szego zgłoszenia abonenta do sieci GSM, niekiedy tylko są one modyfikowane w późniejszym okresie. Op­rócz tego, w rejestrze stacji własnych przechowywana jest także modyfikowana na bieżąco przybliżona infor­macja
o miejscu pobytu abonenta. Może być to miejsce na obszarze danej sieci lub w innym kraju, czasem na innym kontynencie. Dzięki tej informacji możliwe jest prawidłowe realizowanie połączeń do abonenta znajdującego się poza obszarem swojej macierzystej centrali GSM.

Drugim rejestrem, z którego korzysta centrum zarządzania siecią GSM jest tzw. rejestr identyfikacji termi­nali sprzętowych. Jest to komputerowa baza danych, w której znajdują się identyfikatory terminali GSM skra­dzionych lub uszkodzonych. Operator sieci GSM może w ten sposób ograniczyć skutki kradzieży terminali, może on także np. nie dopuścić do stosowania terminali niektórych producentów z uwagi na nieposiadanie przez nich homologacji.

Z centrum zarządzania siecią GSM współpracuje ściśle tzw. centrum identyfikacji. Jest to bardzo pilnie strzeżony system komputerowy, w którym przechowywane są hasła identyfikacyjne umożliwiające podjęcie decyzji, czy terminal żądający dostępu do sieci na koszt abonenta A posiada oryginalną kartę SIM wydaną abonentowi A. Cechą charakterystyczną procedur identyfikacyjnych w standardzie GSM jest to, że hasła iden­tyfikacyjne abonentów nie są nigdy przesyłane do innych modułów sieci GSM. Wykorzystywane są one wy łącznie jako parametr dwóch identycznych procedur kryptograficznych wykonywanych równocześnie w cent­rum identyfikacji oraz w terminalu abonenta A, a jedynie wyniki obu tych procedur przesyłane są w sieci w ce­lu ich porównania. W ten sposób minimalizuje się prawdopodobieństwo nadużyć w systemie.

Pokazana na rys. 2 ogólna struktura sieci GSM pozostaje w zasadzie niezmieniona podczas całego ok­resu działania sieci, choć zmieniają się jej parametry. Wraz ze wzrostem liczby abonentów sieci dodawane są dodatkowe centrale, sterowniki stacji bazowych i stacje bazowe. To z kolei pociąga za sobą modyfikacje połączeń pomiędzy poszczególnymi elementami sieci, zarówno jeśli chodzi o ich konfigurację jak i przepus­towość. Operatorzy stopniowo wprowadzają nowe usługi, co wymaga cyklicznej modyfikacji urządzeń, naj­częściej w zakresie oprogramowania,
a niekiedy także konfiguracji sprzętowej.

Elementy pokazane na rys.2 nazywane są łącznie infrastrukturą stałą sieci GSM. Nakłady finansowe związane z projektowaniem i testowaniem coraz to nowszych wersji urządzeń infrastruktury sieci GSM są tak wielkie, że na świecie jest tylko kilku producentów urządzeń infrastruktury GSM, wśród nich m.in. europejskie firmy: Alcatel, Ericsson, Nokia i Siemens, a z firm amerykańskich: Lucent, Motorola
i Nortel. Liczba producen­tów terminali GSM jest znacznie większa.

Rys. 2. Struktura typowej sieci GSM

Projektanci standardu GSM mieli zamiar tak zdefiniować styki pomiędzy poszczególnymi urządzeniami in­frastruktury sieci GSM aby możliwa była współpraca w jednej sieci urządzeń pochodzących od różnych pro­ducentów. Niestety, zamiar ten nie w pełni się powiódł, gdyż znajdujące się w standardzie opisy poszczegól­nych styków okazały się niekompletne. Tak więc, aby możliwa była bezproblemowa współpraca urządzeń pochodzących od różnych dostawców konieczne jest żmudne, kosztowne i czasochłonne usuwanie przez operatorów szeregu rozbieżności. Z drugiej strony, wykorzystywanie przez operatora urządzeń tylko jednego dostawcy stawia go w niekorzystnej pozycji podczas negocjowania warunków cenowych i terminowych ko­lejnych dostaw sprzętu. Jednym z kompromisowych rozwiązań stosowanych przez niektórych operatorów sieci GSM, m.in. takie w Polsce, jest podział obszaru działania sieci na dwie części i wykorzystywanie w każdej z nich sprzętu tylko jednego dostawcy.

Rys. 3.

Rys. 4.

...