AnotaceMetodický pokyn Prezentace, obsahující test znalostí GSM systému. Na deseti snímcích rozebírá základní problematiku mobilní telefonie. Snímky jsou.

Prezentace na téma: "AnotaceMetodický pokyn Prezentace, obsahující test znalostí GSM systému. Na deseti snímcích rozebírá základní problematiku mobilní telefonie. Snímky jsou."— Transkript prezentace:

1 AnotaceMetodický pokyn Prezentace, obsahující test znalostí GSM systému. Na deseti snímcích rozebírá základní problematiku mobilní telefonie. Snímky jsou doplněny animací otázek, odpovědi žáci doplňují do pracovních listů. Materiál je určen žákům k opakování učiva. Může být také použit při výkladu učiva, kdy žáci zapisují své postřehy do pracovních sešitů, které jim pak slouží k opakování látky. Součástí materiálu jsou pracovní listy, které slouží k zaznamenávání odpovědí žáků. Jednotlivé snímky lze promítat na plátno, lépe však na interaktivní tabuli. Pokud je prezentace používána jako test, lze pomocí šipky (tlačítka akce) postupovat po snímcích, aniž by se rozkryla odpověď. Test je určen pro bezprostřední opakování látky frontálně se všemi žáky nebo po skupinách. Při ověřování tohoto materiálu jsem raději preferoval jednotlivé žáky s pracovními listy pro zápis odpovědí. Zde pak může vyučující zvýrazňovačem označit správně zapsané odpovědi jinou barvou pak upozornit na chyby. Zápis odpovědí v pracovních listech si žáci následně uchovají. všechny animace a obrázky - archiv autora

2 Historie Frekvenční multiplex Časový multiplex Statistický multiplex Přenosová cesta, přenosový kanál Přenosová cesta Přenosový kanál GSM (francouzsky „Groupe Spécial Mobile“) byla založena roku 1982 jako součást CEPTu. CEPT byl zodpovědný za vytvoření Evropského institutu pro normalizaci v telekomunikacích roku 1988. (CEPT = Evropská konference poštovních a telekomunikačních správ) Jinými slovy GSM specifikuje formou otevřeného systému způsob komunikace mezi mobilními telefony. GSM Buňková (cell) síť Systém základnových stanic (BTS) Pokrytí v otevřeném terénu do 35 km Rádiové rozhraní Datové přenosy GPRSEDGEUMTSHSDPA Frekvenční multiplex Časový multiplex Statistický multiplex 1.Zatrhněte, který multiplex používá GSM systém 2.Jaké rozhraní je v tomto systému využíváno pro mobilní přenos dat? 3.Kde se zřizují základnové stanice (BTS)?

3 Uspořádání Přenosová cesta A B C A B C Dílčí okruhy (kanály) Data se chovají jako souvislý proud, nemusí být nijak členěna Nemusí být nijak identifikována (příjemce je na druhém konci dílčího okruhu Data do jedné strany přenosové cesty vstupují, z druhé rovnoměrně vystupují Přenosová kapacita je pevně dána Nevýhoda – neumí hospodařit s dostupnou přenosovou kapacitou Tyto sítě používají k vysílání pásma 900 a 1800 MHz v Evropě a 1900 MHz v Severní Americe. Označení „pásmo“ se používá proto, že skutečně používané frekvence se pohybují právě okolo této hodnoty. V GSM síti se vždy liší frekvence na které komunikuje MS s BTS (tzv. uplink), a frekvence, na které komunikuje BTS s MS (tzv. downlink). Přepínání okruhů 1.Jaká vysílací pásma jsou využívána v Evropě? 2.Do pracovního listu napište hlavní nevýhodu přepínání okruhů 3.Popište způsob přenášení informací pomocí přepínání okruhů

4 Časový multiplex Představu časového multiplexu ukazuje horní obrázek. Vše je založeno na myšlence, že digitálně fungující přenosová cesta je pravidelně - podle předem známého a definovaného postupu - přidělována jednotlivým dílčím kanálům na předem známé a definované časové úseky. Obrázek ukazuje nejjednodušší případ, kdy jsou tyto úseky cyklické (každému kanálu na stejnou dobu). Problém nastává, když jsou jednotlivé dílčí kanály vzniklé časovým multiplexem vytěžovány nerovnoměrně. Může se stát, že část přenosové kapacity přidělené určitému kanálu nebude využita. 1.Charakterizujte časový multiplex 2.Je velikost časových slotů pevná? 3.Liší se tento způsob přenosu dat od protokolu TCP IP?

5 Struktura sítě BTS BSC Řadič základnových stanic Základnová stanice MSC Mobilní spojovací ústředna SC Servisní středisko VLR HLR EIR Účastnická databáze a databáze mobilních terminálů MS - mobilní staniceMS (Mobile Station) - základnové stanice BTS (Base Transceiver Station) - řadič základnových stanic BSC (Base Station Controler) -síťový subsystém (Switching Systém)MSC (Mobile Switching Center) - subsystém řízení a údržby sítě síť GPRS (volitelná část která umožňuje internetové spojení na bázi paketů). GSM používá pro komunikaci s MS tzv. rádiový kanál, jehož šířka pásma je 200 kHz. U GSM 900 je k dispozici 175 rádiových kanálů, u GSM 1800 jich je 375. V naší republice je tedy celkem 550 rádiových kanálů o které se dělí mobilní operátoři. 1.Popište obrázek 2.Jak velkou šířku pásma má radiový kanál MS?

6 Seznamy účastníků Seznam (registr) účastníků a jejich domovských ústředen HLR Návštěvnický registr Zde jsou nakopírovaná data z HLR, pokud je účastník na síti – má zapnutý telefon VLR Seznam účastníků, jejichž telefon je z nějakého důvodu zablokován EIR MS požádá síť o přidělení oprávnění použít signalizační kanál. BSC přidělí MS signalizační kanál, na kterém očekává další instrukce. MS pošle požadavek na sestavení hovoru: Ve VLR se označí daná MS jako aktivní – tedy momentálně připojená k síti Proběhne autentizace MS (síť zjistí jestli daná MS má oprávnění požadovat hovor) Spustí se šifrování MS pošle síti vytáčené telefonní číslo Síť zjistí jestli nemá MS nastavenou službu Blokování odchozích hovorů. MSC přikáže BSC, aby daná BTS, kde se MS nachází přidělila této MS jeden hovorový timeslot V okamžiku, kdy volaný účastník přijme hovor, tak se naváže spojení. MS požádá síť o přidělení oprávnění použít signalizační kanál. BSC přidělí MS signalizační kanál, na kterém očekává další instrukce. MS pošle požadavek na sestavení hovoru: Ve VLR se označí daná MS jako aktivní – tedy momentálně připojená k síti Proběhne autentizace MS (síť zjistí jestli daná MS má oprávnění požadovat hovor) Spustí se šifrování MS pošle síti vytáčené telefonní číslo Síť zjistí jestli nemá MS nastavenou službu Blokování odchozích hovorů. MSC přikáže BSC, aby daná BTS, kde se MS nachází přidělila této MS jeden hovorový timeslot V okamžiku, kdy volaný účastník přijme hovor, tak se naváže spojení. Každý rádiový kanál se rozdělí do dalších 8 časových úseků – timeslotů, které jsou očíslovány od 0 do 7. Jeden timeslot má časovou délku 0,577 ms, čili než se na můj mobilní přístroj znovu v čase dostane řada, uplyne 8 x 0,577 = 4,616 ms. To také znamená že se hovor uskutečňuje 216x za sekundu. Lidské ucho je natolik nedokonalé, že si tohoto přerušení vůbec nedokáže všimnout. Co se děje, když voláme? 1.Z jakých částí se skládá účastnická databáze? a)Vedle zkratek napište stručnou charakteristiku 2.Co to je timeslot a kolik jich používá jeden radiový kanál?

7 Mobilní stanice představují zařízení, která jsou přímo obsluhována koncovými uživateli. Obsahují radiovou část a část číslicového zpracování signálů. Rozdělují se podle způsobu použití, velikosti a podle výstupní výkonové úrovně. Mobilní stanice třídy 1 mají výstupní výkon 20W, třída 2 má výstupní výkon 8W a třída 3 má výstupní výkon 5W. Tyto typy mají využití především ve vozidlech. Mobilní stanice třídy 4 (výstupní výkon 2W), které jsou dnes nejznámější a třídy 5 (výstupní úroveň 0,8W) jsou určeny pro provoz v sítích s vysokým pokrytím. Mobilní stanice se dále skládá z koncového mobilního terminálu (slangově řečeno mobilního telefonu) a účastnické karty nazývané SIM (Subscriber Identity Module). Mobilní stanice představují zařízení, která jsou přímo obsluhována koncovými uživateli. Obsahují radiovou část a část číslicového zpracování signálů. Rozdělují se podle způsobu použití, velikosti a podle výstupní výkonové úrovně. Mobilní stanice třídy 1 mají výstupní výkon 20W, třída 2 má výstupní výkon 8W a třída 3 má výstupní výkon 5W. Tyto typy mají využití především ve vozidlech. Mobilní stanice třídy 4 (výstupní výkon 2W), které jsou dnes nejznámější a třídy 5 (výstupní úroveň 0,8W) jsou určeny pro provoz v sítích s vysokým pokrytím. Mobilní stanice se dále skládá z koncového mobilního terminálu (slangově řečeno mobilního telefonu) a účastnické karty nazývané SIM (Subscriber Identity Module). Stanice je identifikována podle dat, které jsou uloženy v SIM kartě. Jsou to identifikační znaky uživatele - identifikační číslo účastníka (PIN, PUK) a číslo mezinárodní mobilní stanice, které je složeno z identifikace země (v naší zemi +42) a vlastního telefonního čísla uživatele. Kromě toho se sem ukládají i telefonní čísla, krátké zprávy (SMS), MMS a adresy pro používané služby. MS 1.Vyjmenujte základní části mobilní stanice 2.Jaké jsou identifikační znaky uživatele MS? 3.Co se ještě ukládá do SIM karty?

8 Datové přenosy GPRSEDGEUMTS General Packet Radio Service (GPRS) - 80 kbit/s Enhanced Data rates for Global Evolution (EDGE) Zavádí datové přenosy (pakety dat), které umí oddělit od hlasových přenosů. Dovoluje přenést pouze jeden informační bit na jeden symbol na rádiové vrstvě. dovoluje přenést tři informační bity pomocí jednoho symbolu na rádiové vrstvě. Rychlost – prakticky- 200 kbit/s pro downlink a kolem 100 kbit/s pro uplink UMTS - Universal Mobile Telecommunication Systém (UMTS) Třetí generace systémů mobilní telefonie – 3G, nástupník systému GSM. Převážná část přenosu se provádí v paketově spínané části sítě. Nabízí především vyšší provozní kapacitu. Rychlost je 384 kbit/s až 1000 kbit/s pro downlink. Vedlejší šipky ukazují anglické názvy pro datové přenosy, tak jak se postupně zaváděly a zavádějí v GSM systému. Napište vedle každého způsobu datového přenosu jeho stručnou charakteristiku.

9 Ukázka pracovního listu

10 Konec prezentace © Ing. Václav Opatrný 10 Všechny materiály a obrázky jsou z archivu autora.