Digitln uebn materil slo projektu CZ 1 071
Digitální učební materiál Číslo projektu CZ. 1. 07/1. 5. 00/34. 0891 Číslo materiálu VYS_32_INOVACE_18_Rozvodná zařízení – GSM systém Název školy Vyšší odborná škola, Střední průmyslová škola a Střední odborná škola řemesel a služeb, Strakonice, Zvolenská 934 Autor Ing. Václav Opatrný Tematický celek Rozvodná zařízení Ročník 3. ročník Datum tvorby 26. 3. 2013 Anotace Metodický 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
Historie Datové přenosy GPRS • • Frekvenční multiplex • • Časový multiplex • • Statistický multiplex EDGE UMTS HSDPA GSM (francouzsky „Groupe Spécial Mobile“) byla 1. Zatrhněte, který multiplex používá GSM založena roku 1982 jako součást CEPTu. CEPT systém byl zodpovědný za vytvoření Evropského institutu 2. pro normalizaci v telekomunikacích roku 1988. Jaké rozhraní je v tomto systému využíváno pro mobilní přenos dat? (CEPT = Evropská konference poštovních a 3. telekomunikačních Kde se zřizují základnové stanice (BTS)? správ) Přenosová cesta, přenosový kanál Přenosový kanál Jinými slovy GSM specifikuje formou otevřeného systému způsob komunikace mezi mobilními telefony. Systém základnových stanic (BTS) Rádiové rozhraní Přenosová cesta Pokrytí v otevřeném terénu do 35 km Buňková (cell) síť GSM
Uspořádání Tyto sítě používají k vysílání pásma 900 a 1800 MHz v Evropě a 1900 MHz 1. Jaká vysílací pásma jsou využívána v Evropě? v Severní Americe. Označení „pásmo“ se používá proto, že skutečně používané 2. Do pracovního listu napište hlavní nevýhodu přepínání okruhů frekvence se pohybují právě okolo této hodnoty. V GSM síti se vždy liší frekvence 3. Popište způsob přenášení informací pomocí přepínání okruhů na které komunikuje MS s BTS (tzv. uplink), a frekvence, na které komunikuje BTS s MS (tzv. downlink). Přepínání okruhů Přenosová cesta Dílčí okruhy (kanály) A A B B C C Nevýhoda – neumí hospodařit s dostupnou přenosovou kapacitou • 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
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 1. Charakterizujte časový multiplex předem známé a definované časové úseky. Obrázek ukazuje nejjednodušší případ, kdy jsou tyto úseky cyklické (každému kanálu na stejnou dobu). 2. Je velikost časových slotů pevná? Problém nastává, když jsou jednotlivé dílčí kanály vzniklé časovým 3. Liší se tento způsob přenosu dat od protokolu TCP IP? multiplexem vytěžovány nerovnoměrně. Může se stát, že část přenosové kapacity přidělené určitému kanálu nebude využita.
Struktura sítě MS BTS - mobilní stanice MS (Mobile Station) BTS (Base Transceiver 1. - základnové stanice Popište obrázek 2. Station) Jak velkou šířku pásma má radiový kanál MS? - řadič základnových stanic BSC (Base Station Controler) -síťový subsystém (Switching Systém) MSC (Mobile Switching Center) Účastnická databáze - subsystém řízení a údržby sítě MS a databáze mobilních terminálů Řadič základnových stanic BTS BSC MSC VLR Základnová stanice MS Mobilní spojovací ústředna BTS HLR SC Servisní středisko GSM používá pro komunikaci s MS tzv. rádiový kanál, jehož šířka pásma je 200 k. Hz. 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. EIR síť GPRS (volitelná část která umožňuje internetové spojení na bázi paketů).
Seznamy účastníků Každý rádiový kanál se rozdělí do dalších 8 časových úseků – timeslotů, které jsou očíslovány od 0 do 7. Jeden timeslot má • Návštěvnický registr časovou délku 0, 577 ms, čili • Zde jsou nakopírovaná data z HLR, než se na můj mobilní přístroj pokud je účastník na síti – má znovu v čase dostane řada, zapnutý telefon uplyne 8 x 0, 577 = 4, 616 ms. To také znamená že se hovor • Seznam účastníků, jejichž telefon uskutečňuje 216 x za sekundu. je z nějakého důvodu zablokován Lidské ucho je natolik nedokonalé, že si tohoto přerušení vůbec nedokáže všimnout. 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 Z jakých částí se skládá účastnická databáze? • Proběhne autentizace MS (síť zjistí jestli daná MS má oprávnění požadovat hovor) • a) Spustí se šifrování Vedle zkratek napište stručnou charakteristiku • MS pošle síti vytáčené telefonní číslo Co to je timeslot a kolik jich používá jeden radiový kanál? • 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. HLR VLR EIR • • • 1. 2. • • Co se děje, když voláme? • Seznam (registr) účastníků a jejich domovských ústředen
Mobilní stanice MS 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. 1. Vyjmenujte základní části mobilní stanice Mobilní stanice třídy 1 mají výstupní výkon 20 W, třída 2 2. Jaké jsou identifikační znaky uživatele má výstupní výkon 8 W a třída 3 má výstupní výkon 5 W. Tyto typy mají využití především ve vozidlech. Mobilní stanice třídy 4 MS? (výstupní výkon 2 W), které jsou dnes nejznámější a třídy 5 3. Co se ještě ukládá do SIM karty? (výstupní úroveň 0, 8 W) jsou určeny 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.
Datové přenosy GPRS EDGE General Packet Radio Service (GPRS) - 80 kbit/s UMTS Zavádí datové přenosy (pakety dat), které umí oddělit od hlasových přenosů. Dovoluje přenést pouze jeden informační bit na jeden symbol na rádiové vrstvě. Vedlejší šipky ukazují anglické názvy pro datové přenosy, Enhanced Data rates for Global Evolution (EDGE) UMTS - Universal Mobile Telecommunication Systém (UMTS) dovoluje přenést tři informační bity pomocí tak jak se postupně zaváděly jednoho symbolu na rádiové vrstvě. Rychlost – prakticky- 200 kbit/s pro downlink a kolem a zavádějí v GSM systému. 100 kbit/s pro uplink Napište vedle každého způsobu Třetí generace systémů mobilní telefonie – datového přenosu jeho stručnou 3 G, nástupník systému GSM. Převážná charakteristiku. 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.
Ukázka pracovního listu
Konec prezentace Všechny materiály a obrázky jsou z archivu autora. © Ing. Václav Opatrný 10
- Slides: 10