Hệ thống thông tin di động toàn cầu

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Tiêu chuẩn truyền thông di động

3GPP: GSM / UMTS Family

2G GSM GPRS EDGE (EGPRS) EDGE Evolution HSCSD

3G UMTS (3GSM) HSPA HSDPA HSUPA HSPA+ UMTS-TDD TD-CDMA TD-SCDMA FOMA

Pre-4G UMTS Revision 8 LTE HSOPA (Super 3G)

3GPP2: cdmaOne / CDMA2000 Family

2G cdmaOne

3G CDMA2000 EV-DO

Pre-4G UMB

Các công nghệ khác

0G PTT MTS IMTS AMTS OLT MTD Autotel / PALM ARP

1G NMT AMPS / TACS / ETACS Hicap CDPD Mobitex DataTAC

2G iDEN D-AMPS PDC CSD PHS WiDEN

Pre-4G iBurst HIPERMAN WiMAX WiBro (Mobile WiMAX) GAN (UMA)

Dải tần số SMR Cellular PCS

Hệ thống thông tin di động toàn cầu (tiếng Anh: Global System for Mobile Communications; tiếng Pháp: Groupe Spécial Mobile; viết tắt: GSM) là một công nghệ dùng cho mạng thông tin di động. Dịch vụ GSM được sử dụng bởi hơn 2 tỷ người trên 212 quốc gia và vùng lãnh thổ. Các mạng thông tin di động GSM cho phép có thể roaming với nhau do đó những máy điện thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau ở có thể sử dụng được nhiều nơi trên thế giới.

GSM là chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di động (ĐTDĐ) trên thế giới. Khả năng phú sóng rộng khắp nơi của chuẩn GSM làm cho nó trở nên phổ biến trên thế giới, cho phép người sử dụng có thể sử dụng ĐTDĐ của họ ở nhiều vùng trên thế giới. GSM khác với các chuẩn tiền thân của nó về cả tín hiệu và tốc độ, chất lượng cuộc gọi. Nó được xem như là một hệ thống ĐTDĐ thế hệ thứ hai (second generation, 2G). GSM là một chuẩn mở, hiện tại nó được phát triển bởi 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Đứng về phía quan điểm khách hàng, lợi thế chính của GSM là chất lượng cuộc gọi tốt hơn, giá thành thấp và dịch vụ tin nhắn. Thuận lợi đối với nhà điều hành mạng là khả năng triển khai thiết bị từ nhiều người cung ứng. GSM cho phép nhà điều hành mạng có thể sẵn sàng dịch vụ ở khắp nơi, vì thế người sử dụng có thể sử dụng điện thoại của họ ở khắp nơi trên thế giới.

[sửa] Giao diện radio

GSM là mạng điện thoại di động thiết kế gồm nhiều tế bào do đó các máy điện thoại di động kết nối với mạng bằng cách tìm kiếm các cell gần nó nhất. Các mạng di động GSM hoạt động trên 4 băng tần. Hầu hết thì hoạt động ở băng 900 Mhz và 1800 Mhz. Vài nước ở Châu Mỹ thì sử dụng băng 850 Mhz và 1900 Mhz do băng 900 Mhz và 1800 Mhz ở nơi này đã bị sử dụng trước.

Và cực kỳ hiếm có mạng nào sử dụng tần số 400 Mhz hay 450 Mhz chỉ có ở Scandinavia sử dụng do các băng tần khác đã bị cấp phát cho việc khác.

Các mạng sử dụng băng tần 900 Mhz thì đường uplink sử dụng tần số trong dãi 890-915 MHz và đường downlink sử dụng tần số trong dãi 935-960 MHz. Và chia các băng tần này thành 124 kênh với độ rộng băng thông 25 Mhz, mỗi kênh cách nhau 1 khoảng 200 Khz. Sử dụng công nghệ phân chia theo thời gian TDM (time division multiplexing) để chia ra 8 kênh full rate hay 16 kênh haft rate. Có 8 khe thời gian gộp lại gọi là 1một khung TDMA. Tốc độ truyền dữ liệu của một kênh là 270.833 kbit/s và khoảng thời gian của một khung là 4.615 m.

Công suất phát của máy điện thoại được giới hạn tối đa là 2 watt đối với băng GSM 850/900 Mhz và tối đa là 1 watt đối với băng GSM 1800/1900 Mhz.

Mạng GSM sử dụng 2 kiểu mã hoá âm thanh để nén tín hiệu âm thanh 3,1 Khz đó là mã hoá 6 và 13 kbps gọi là full rate (13 kbps) và haft rate (6 kbps). Để nén họ sử dụng hệ thống có tên là linear predictive coding (LPC).

Vào năm 1997 thì họ cải tiến thêm cho mạng GSM là bộ mã GSM-EFR sử dụng full rate 12,2 kbps.

Có tất cả bốn kích thước cell site trong mạng GSM đó là macro, micro, pico và umbrella. Vùng phủ sóng của mỗi cell phụ thuộc nhiều vào môi trường. Macro cell được lắp trên cột cao hoặc trên các toà nhà cao tầng, micro cell lại được lắp ở các khu thành thị, khu dân cư, pico cell thì tầm phủ sóng chỉ khoảng vài chục mét trở lại nó thường được lắp để tiếp sóng trong nhà. Umbrella lắp bổ sung vào các vùng bị che khuất hay các vùng trống giữa các cell.

Bán kính phủ sóng của một cell tuỳ thuộc vào độ cao của anten, độ lợi anten thường thì nó có thể từ vài trăm mét tới vài chục km. Trong thực tế thì khả năng phủ sóng xa nhất của một trạm GSM là 32 km (22 dặm).

Một số khu vực trong nhà mà các anten ngoài trời không thề phủ sóng tới như nhà ga, sân bay, siêu thị... thì người ta sẽ dùng các trạm pico để chuyển tiếp sóng từ các anten ngoài trời vào.

[sửa] Lịch sử

Vào đầu thập niên 1980 tại châu Âu người ta phát triển một mạng điện thoại di động chỉ sử dụng trong một vài khu vực. Sau đó vào năm 1982 nó được chuẩn hoá bởi CEPT (European Conference of Postal and Telecommunications Administrations) và tạo ra Groupe Spécial Mobile (GSM) với mục đích sử dụng chung cho toàn Châu Âu.

Mạng điện thoại di động sử dụng công nghệ GSM được xây dựng và đưa vào sử dụng đầu tiên bởi Radiolinja ở Phần Lan.

Vào năm 1989 công việc quản lý tiêu chuẩn vá phát triển mạng GSM được chuyển cho viện viễn thông châu Âu (European Telecommunications Standards Institute - ETSI), và các tiêu chuẩn, đặc tính phase 1 của công nghệ GSM được công bố vào năm 1990. Vào cuối năm 1993 đã có hơn 1 triệu thuê bao sử dụng mạng GSM của 70 nhà cung cấp dịch vụ trên 48 quốc gia.

[sửa] Cấu trúc mạng GSM

Một mạng GSM để cung cấp đầy đủ các dịch vụ cho khách hang cho nên nó khá phức tạp vì vậy sau đây sẽ chia ra thành các phần như sau:

• Trạm gốc và các phần điều khiển nó Base Station Subsystem (BSS).
• Mạng và hệ thống chuyển mạch Network and Switching Subsystem (phần này gần giống với mạng điện thoại cố định). Đôi khi người ta còn gọi nó là mạng lõi (core network).
• Phần mạng GPRS (GPRS care network) Phần này là một phần lắp thêm để cung cấp dịch vụ truy cập Internet.
• Và một số phần khác phục vụ việc cung cấp các dịch vụ cho mạng GSM như gọi, hay nhắn tin SMS...
• Máy điện thoại - Mobile Equipment
• Thẻ SIM (Subscriber identity module)

Bài này còn sơ khai. Bạn có thể góp sức viết bổ sung cho bài được hoàn thiện hơn. Xem phần trợ giúp để biết thêm về cách sửa đổi bài.