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| Logo Universal del sistema GSM |
GSM surge como una solución a los problemas de fragmentación inherentes a los sistemas de primera generación en Europa, pues antes de GSM, todos los países europeos usaban distintas normas de telefonía celular, lo que los hacía incompatibles. Además, a diferencia de los sistemas de primera generación (sistemas analógicos), GSM fue el primer sistema telefónico celular totalmente digital, diseñado para usar los servicios de la red ISDN (Red Digital de Servicios Integrados) para proporcionar una amplia gama de servicios de red.
A pesar de que la tecnología GSM se está volviendo "obsoleta" a nivel de usuario, es importante comprender las características y la arquitectura de ésta, ya que es la base para los estudios de los nuevos sistemas UMTS (Universal Mobile Telecommunications System, conocido también como 3G) y el tan esperado LTE (Long Term Evolution, conocido como 4G). Cabe resaltar que en el Perú aún siguen en funcionamiento los sistemas analógicos de primera generación, los cuales se espera que los equipos sean desmontados a finales del año 2012. Este hecho se debe a la robustez y complejidad de los equipos.
Arquitectura del Sistema GSM
A continuación se describirá de forma general el funcionamiento del Sistema GSM.
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| Arquitectura del Sistema GSM |
La red GSM está dividido en tres grandes subsistemas:
- Sistema de Conmutación (Switching System, SS)
- Sistema de Estación Base (Base Station System, BSS)
- Sistema de Operación y Soporte (Operation and Support System, OSS)
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| Interconexión de celdas |
1. Sistema de Conmutación (SS)
El Sistema de Conmutación consta de los siguientes elementos:
MSC (Mobile Services Switching Centre)
El Centro de Conmutación de Servicios Móviles realiza las funciones de conmutación telefónica del sistema. Controla las llamadas desde y hacia otro teléfono, los datos del sistema, y otras funciones tales como la interface de la red y la señalización de canal común.
GMSC (Gateway MSC)
La interfaz MSC es un nodo que interconecta dos o más redes, tales como la Red de Telefonía Pública Conmutada (PSTN) o la Red Digital de Servicios Integrados (ISDN). A menudo es implementada dentro de la MSC.
HLR (Home Location Register)
El Registro de Ubicación Local es una base de datos usado para el almacenamiento y administración de las suscripciones, incluyendo el perfil de servicio de un suscriptor, información de la ubicación y el estado de sus últimas actividades (llamadas realizadas, llamadas recibidas, almacenamiento de nuevos contactos, etc).
VLR (Visitor Location Register)
El Registro de Ubicación de Visitantes es una base de datos que contiene información de los suscriptores temporales requeridos por la MSC para dar servicio a cualquier suscriptor visitante. El VLR está siempre integrado con el MSC. Cuando una nueva estación móvil (llámese celular) ingresa a una nueva área MSC (roaming), el VLR conectado a la MSC solicita información acerca de la nueva estación móvil desde el HLR.
AUC (Authentication Centre)
El Centro de Autenticación proporciona los parámetros de autenticación y encriptación que verifican la identidad del usuario y aseguran la confidencialidad de cada llamada.
EIR (Equipment Identity Register)
El Registro de Identidad del Equipo es una base de datos que contiene información acerca del equipo móvil, con la finalidad de prevenir las llamadas fraudulentas, no autorizadas o en el peor de los casos, equipos defectuosos.
DTI (Data Transmission Interworking Unit)
La Unidad de Interconexión de Transmisión de Datos consiste de software y hardware y proporciona la interface hacia otras redes de comunicación de datos. La DTI permite a los usuarios transmitir voz y datos durante la misma llamada.
ILR (Interworking Location Register)
El Registro de Ubicación de Interconexiones hace posible la convivencia y el traspaso de celdas (roaming) entre la red AMPS (Advanced Mobile Phone System, conocido como 1G) y la red GSM 1900. El ILR se compone de un HLR AMPS y partes de un VLR GSM 1900.
2. Sistema de Estación Base (BSS)
El Sistema de Estación Base se compone de los siguientes elementos:
TRC (Transcoder Controller)
El Controlador Transcodificador suministra la tasa de adaptación de capacidades a la BSS. Se denomina transcodificador a aquel dispositivo que suministra tasas de adaptación. El TRC disminuye la tasa de bits por canal de 64 Kbits/s a 16 Kbits/s, según sea requerido. El TRC también se encarga de almacenar los enlaces de transmisión entre el MSC y los BSC's.
BSC (Base Station Controller)
El Controlador de Estación Base provee todas las funciones de control y los enlaces físicos entre el MSC y las BTS's. Es un conmutador de alta capacidad que soporta funciones como: handover, datos de configuración de la celda y el control de los niveles de potencia de radio frecuencia en las BTS's. Un grupo de BSC's son administrados por el MSC.
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| BSC Nortel GSM 3000 |
BTS (Base Transceiver Station)
La Estación Base Transceptora proporciona la interface radio a la estación móvil (equipo celular). La BTS contiene todo el equipamiento de radio (transceptores y antenas) requeridos para dar servicio a cada celda en la red celular. Un grupo de BTS's son controlados por el BSC.
La Estación de Radio Base (RBS, Radio Base Station) incluye todo el equipamiento de interfaz radio y transmisión requeridos por cada site.
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| Ericsson RBS 2106v3 |
3. Sistema de Operación y Soporte (OSS)
El Sistema de Operación y Soporte es la entidad funcional desde el cual el operador de red controla y monitorea el sistema. Contiene dos niveles de función de administración: el Centro de Administración de Red (NMC, Network Management Centre) y los Centros de Operación y Mantenimiento (OMC, Operation and Maintenance Centres). El personal de NMC se encarga de los asuntos de los grandes sistemas, mientras que el personal OMC se localiza en cada región y se encarga de los temas locales en donde son asignados.
El OSS está encargado de mantener los servicios de la red estables, realizando continuo mantenimiento y seguimiento a los siguientes elementos de red:
- AUC (Authentication Centre)
- BSC (Base Station Controller)
- BTS (Base Transceiver Station)
- EIR (Equipment Identity Register)
- HLR (Home Location Register)
- IN (Mobile Intelligent Network Nodes)
- MSC (Mobile Services Switching Centre)
- VLR (Visitor Location Register)
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| Esquema gráfico del sistema GSM |
Frecuencias y canales usados en el Sistema GSM
| Banda | Nombre | Canales | Uplink (MHz) | Downlink (MHz) | Notas |
| GSM 850 | GSM 850 | 128 - 251 | 824,0 - 849,0 | 869,0 - 894,0 | Usada en los EE.UU., Sudamérica y Asia. |
| GSM 900 | P-GSM 900 | 0-124 | 890,0 - 915,0 | 935,0 - 960,0 | La banda con que nació GSM en Europa y la más extendida |
| E-GSM 900 | 974 - 1023 | 880,0 - 890,0 | 925,0 - 935,0 | E-GSM, extensión de GSM 900 | |
| R-GSM 900 | n/a | 876,0 - 880,0 | 921,0 - 925,0 | GSM ferroviario (GSM-R). | |
| GSM1800 | GSM 1800 | 512 - 885 | 1710,0 - 1785,0 | 1805,0 - 1880,0 | |
| GSM1900 | GSM 1900 | 512 - 810 | 1850,0 - 1910,0 | 1930,0 - 1990,0 | Usada en Norteamérica, incompatible con GSM-1800 por solapamiento de bandas. |
Actualmente, Telefónica usa los esquemas GSM 850 y GSM 1900 en Perú.
Fuentes
- "Sistemas de Comunicaciones Electrónicas", Cuarta Edición, Wayne Tomasi
- "Comunicaciones Móviles", Primera Edición, Juan Luis Gorricho Moreno
- "Installation and Integration Manual RBS 2106", 2004, Ericsson
- www.wikipedia.org
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