Кіріспе
Ұялы телефон қосымшалары мен мүмкіндіктерінің стандартты жиынтығы
GSM қызметтері – бұл бүкіл әлемдегі ұялы телефон абоненттеріне Global System for Mobile Communications (GSM) жүйесі арқылы қолжетімді қосымшалар мен мүмкіндіктердің стандартты жиынтығы. GSM стандарттары 3GPP ынтымақтастығымен анықталады және жабдық өндірушілер мен ұялы телефон операторлары тарапынан аппараттық және бағдарламалық қамтамасыз етуде іске асырылады. Ортақ стандарттың болуы әртүрлі компаниялардың қызметтерін пайдалануға немесе тіпті басқа елдерге роумингке шығуға мүмкіндік береді. GSM – әлемдегі ең көп таралған ұялы телефон стандарты. Қызметтің дизайны орташа деңгейде күрделі, себебі ол әлемнің кез келген жерінде жылжымалы телефонды анықтап алуға, сондай-ақ ұялы құрылғылардың салыстырмалы түрде шағын батарея сыйымдылығын, шектеулі кіріс/шығыс мүмкіндіктерін және әлсіз радио таратушыларын ескеруге тиіс.
Барлық шығып
Ұялы телефон жоғарыда сипатталғандай GSM желісіне сәтті қосылғаннан кейін, одан әлемдегі кез келген басқа телефонға қоңырау шалуға болады. Пайдаланушы телефон нөмірін теріп, жіберу немесе сөйлесу түймесін басады, содан кейін ұялы телефон ең жақын ұялы телефон базалық станциясы (BTS) арқылы ұялы желіге қоңырауды орнату туралы сұрау хабарын жібереді. Бұл сұрау хабарын мобильді коммутациялық орталық (MSC) өңдейді, ол келушілер тізілімінде сақталған абонент туралы мәліметтерді тексеріп, шығу қоңырауына рұқсат бар-жоқ екенін анықтайды. Рұқсат болса, MSC қоңырауды стационарлық желідегі телефон станциясының іс-әрекеті сияқты бағыттайды. Егер абонент алдын ала төлем тарифінде болса (кейде Pay As You Go (PAYG) немесе Pay & Go деп те аталады), оның шотта жеткілікті қаражат бар-жоғын қосымша тексеру жүргізіледі. Қаражат жеткіліксіз болса, қоңырау қабылданбайды. Егер қоңырау жалғастыруға рұқсат етілсе, ол үнемі бақыланады және абоненттің шотынан тиісті сома алынады. Шоттағы қаражат нөлге жеткенде, желі қоңырауды тоқтатады. Алдын ала төлем қызметтерін бақылау және ұсыну жүйелері GSM стандартының бөлігі емес, олар ұялы оператор стандартты GSM қызметтеріне қоса іске асыруға шешім қабылдайтын интеллектуалды желі қызметтерінің мысалы болып табылады.
MSC шлюзінің байланыс
Біреу ұялы телефонға қоңырау шалғанда, телефон пайдаланушыға тиесілі телефон нөмірін (MSISDN деп те аталады) теріп, қоңырау ұялы телефон операторының Gateway Mobile Switching Centre-ге бағытталады. Gateway MSC, атауынан көрінетіндей, қоғамдық телефон желісінің (Public Switched Telephone Network) сыртқы бөліктерінен провайдер желісіне "кіреберіс" қызметін атқарады. Жоғарыда айтылғандай, телефон оператор желісінде немесе роуминг серіктестерінің желілерінде, тіпті басқа елдерде де еркін қозғала алады. Сондықтан Gateway MSC-нің бірінші міндеті – қоңырауды жалғау үшін ұялы телефонның қазіргі орнын анықтау. Ол бұл үшін Home Location Register (HLR) дерекқорына жүгінеді, ол жоғарыда сипатталғандай, телефонның Visitor Location Register (VLR) дерекқорымен байланысты екенін біледі, егер телефон роумингте болса.
Шақыруды маршруттау
HLR бұл сұраныс хабарламасын алған кезде, қоңырауды басқа нөмірге (түйіндеу деп аталады) бағыттау керек пе, әлде тікелей ұялы телефонға бағыттау керек пе екенін анықтайды. Телефон иесі бұрын барлық кіріс қоңырауларды басқа нөмірге, яғни Call Forward Unconditional (CFU) нөміріне түйіндеуді сұраған болса, онда бұл нөмір Үй орналасқан жерінің тіркелімінде сақталады. Егер осылай болса, CFU нөмірі Gateway MSC-ге дереу сол бағытқа бағыттау үшін қайтарылады. Егер ұялы телефон қазірде Қонақтап жүрген орналасқан жерінің тіркелімімен байланысты болмаса (телефон өшірілгендіктен), онда Үй орналасқан жерінің тіркелімі "Қоңырауға қолжетімді емес" (CFNRc) нөмірі ретінде белгілі бір нөмірді шлюз MSC-ге қайтарады және қоңырау сол жерге бағытталады. Көптеген операторлар бұл мәнді автоматты түрде телефонның дауыстық пошта нөміріне орнатады, сонда шалушылар хабар қалдыра алады. Ұялы телефон кейде әдепкі параметрді өзгерте алады. Соңында, егер Үй орналасқан жерінің тіркелімі телефонның белгілі бір VLR аймағында роумингте екенін білсе, ол сол VLR-ден уақытша нөмірді (MSRN деп аталады) сұрайды (анықтама ретінде IMSI қолданылады). Бұл нөмір Gateway MSC-ге жіберіледі, содан кейін шақырылған телефонның роумингте жүрген MSC-ге қоңырауды бағыттау үшін пайдаланылады.
Телефонды табу және қоңырау шалу
Шақыру келген MSC-ге жеткен кезде, MSRN осы аймақтағы қай телефонға қоңырау шалып жатқанын анықтау үшін қолданылады, яғни MSRN бастапқы телефон нөмірінің IMSI-імен байланыстырылады. MSC, IMSI тіркелген аймақтағы барлық ұялы телефон тіректеріне телефонға кіріс қоңырау бар екенін хабарлап, сигнал жібереді. Егер абонент жауап берсе, Visiting MSC және Gateway MSC арқылы қоңырау шалған адамның желісіне сөйлеу арнасы құрылады, содан кейін қалыпты телефон қоңырауы өтеді. Телефон қоңырауына жауап берілмеуі де мүмкін. Егер абонент басқа қоңыраумен айналысып жатса (және қоңырауды күту қызметі қосылмаған болса), Visited MSC қоңырауды алдын ала белгіленген Call Forward Busy (CFB) нөміріне бағыттайды. Сол сияқты, егер абонент белгілі бір уақыттан кейін (әдетте 30 секунд) қоңырауға жауап бермесе, онда Visited MSC алдын ала белгіленген Call Forward No Reply (CFNRy) нөміріне жібереді. Оператор бұл мәнді әдепкі бойынша ұялы телефонның дауыстық поштасына орнатуы мүмкін, сонда шалушылар хабарлама қалдыра алады. Егер абонент пейджинг сұранысына жауап бермесе, қамту аймағынан шыққандықтан немесе батареясы тозығып кеткен/алынып тасталған жағдайда, Visited MSC қоңырауды алдын ала белгіленген Call Forward Not Reachable (CFNRc) нөміріне бағыттайды. Оператор бұл мәнді әдепкі бойынша ұялы телефонның дауыстық поштасына орнатуы мүмкін, сонда шалушылар хабарлама қалдыра алады. Роумингте жүрген пайдаланушы бұл бағыттау қызметтерін пайдаланбауға тырысуы мүмкін, себебі роуминг тарифтері қолданылады.
Дауыстық зарядтар
АҚШ және Канадада қоңырау шалушылар абоненттің телефон компаниясының Gateway MSC-ге қосылу құнын төлейді, телефонның нақты орналасқан жеріне қарамастан. Солтүстік Америка нөмірлеу жоспарына сәйкес ұялы нөмірлерге стандартты географиялық нөмірлер берілгендіктен, қоңырау шалушылар белгілі бір географиялық аймақтағы стационарлық және ұялы телефондарға қоңырау шалу үшін бірдей ақы төлейді. Ұялы абоненттер кіріс және шығыс қоңыраулар үшін байланыс уақытын төлейді (әдетте жоспарлық немесе алдын ала төленген минуттар есебінен). Шығыс қоңыраулар үшін ұзақ қашықтықтан қоңырау шалу құны GMSC-ден қоңырау шалғандай есептеледі, тіпті қосылымды PSTN арқылы аяқтайтын MSC болса да. Ұзақ қашықтыққа және/немесе бүкіл ел бойынша роумингті «жергілікті» шығыс қоңырауларға қосымша төлемсіз қамтитын жоспарлар танымал. Еуропа, Азия (Гонконг, Макао және Сингапурдан басқа), Австралия және Аргентинадағы ұялы байланыс желілері абоненттерінен тек шығыс қоңыраулар үшін ғана ақы алады. Кіріс қоңыраулар ұялы абонентке тегін, бірақ абонент роумингте болса, төменде сипатталғандай қоңырау қабылдау үшін қосымша төлем алынуы мүмкін. Дегенмен, ұялы телефонға қоңырау шалушылар көбінесе жоғары тариф төлейді. Қоңырау шалушылар ұялы телефонға қоңырау шалып жатқанын білуі үшін, ұялы нөмірлерді анықтау үшін арнайы кодтар қолданылады, соның салдарынан оларға жоғары тариф есептеледі. Қоңырау шалушы үшін абонент қайда болса да маңызды емес, себебі қоңырауды қосудың техникалық процесі бірдей болады. Егер абонент басқа компанияның желісінде роумингте болса, қоңырау шалушы емес, абонент қосылу уақыты үшін қосымша төлем төлеуі мүмкін. Халықаралық роумингтік қоңыраулар көбінесе қымбатқа түседі, сондықтан кейбір компаниялар абоненттерден белгілі бір елдерде роумингте қоңырау қабылдауға ақылға қонымды рұқсат беруді талап етеді.
Сөйлеу кодтамасы
GSM қоңырау кезінде сөйлеу телефонның өзінде аналогты дыбыс толқындарынан цифрлық деректерге түрлендіріліп, ұялы телефон желісі арқылы цифрлық тәсілмен беріледі. (Дегенмен, ескі тұрақты қоғамдық телефон желісінің бөліктері аналогтық беруді қолдануы мүмкін.) Сөйлеу сигналдарын кодтау үшін қолданылатын цифрлық алгоритм кодек деп аталады. GSM-де қолданылатын сөйлеу кодектері – Жартылай жылдамдық (HR), Толық жылдамдық (FR), Күшейтілген толық жылдамдық (EFR), Бейімделмелі көп жылдамдық (AMR) және Кең жолақты AMR, ол HD дауысы деп те белгілі. AMR кодегінен басқа барлық кодектер белгілі бір деректер жылдамдығымен және қателерді түзету деңгейімен жұмыс істейді.
Деректерді беру
GSM стандарты цифрлық деректерді тарату үшін арнайы мүмкіндіктерді де ұсынады. Бұл ұялы телефонға Интернет протоколы арқылы деректерді жіберу және қабылдау арқылы, кез келген басқа компьютер сияқты Интернет желісінде жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Ұялы телефонды стационарлық компьютерге, ноутбукке немесе жеке цифрлық көмекшіге (PDA) желілік интерфейс ретінде қосуға болады (модем немесе Ethernet картасы сияқты, бірақ деректерді тарату үшін PSTN-мен үйлесімді аудио арнасының орнына төменде сипатталған GSM дерек протоколдарының бірін немесе Ethernet байланысын пайдалану). Кейбір GSM телефондарын тізбекті кабель немесе сымсыз байланыс арқылы (IRDA немесе Bluetooth арқылы) стандартталған Hayes AT командалар жинағы арқылы басқаруға болады. AT командалары қоңырау үнінен бастап деректерді қысу алгоритмдеріне дейін әртүрлі функцияларды басқара алады. Жалпы Интернетке қол жеткізуден басқа, ұялы телефон операторы SMS сияқты қосымша арнайы қызметтерді де ұсына алады.
Сұлбамен ауыстырылған деректер протоколдары
Шын байланыс арқылы берілетін деректер қосылымы, қосылыс сақталатын уақытқа екі нүкте арасында белгілі бір мөлшерде өткізу қабілетін резервтейді, дәл дәстүрлі телефон қоңыраулары екі телефон арасында қоңыраудың барлық уақытында белгілі бір сападағы дыбыс арнасын бөліп беретіндей. GSM стандартында екі шын байланыс деректер протоколы анықталған: Шын байланыс деректері (CSD) және Жоғары жылдамдықты Шын байланыс деректері (HSCSD). Мұндай қосылыстар әдетте, сілтегімен жіберілген деректердің көлеміне қарамастан, секунд сайын төленеді. Себебі, өткізу қабілетінің белгілі бір бөлігі қажет болмаған жағдайда да қосылысқа арналған. Шын байланыс қосылыстарының тұрақты, кепілді қызмет көрсету сапасын қамтамасыз ету артықшылығы бар, бұл бейнеконференциялар сияқты нақты уақыт қолданбалары үшін пайдалы.
Жалпы пакеттік радио қызмет (GPRS)
Жалпы пакеттік радио қызметі (GPRS) – 1997 жылы GSM стандартына енгізілген пакеттік коммутациялық деректерді беру протоколы. Ол стандарттың 1997 жылға дейінгі нұсқаларын қолданатын жүйелермен кері үйлесімді. GPRS бұл мүмкіндікті жергілікті ұялы телефон мачтасына (BTS) дауыстық коммутациялық қоңыраулар немесе деректер қосылымдары қолданып жатқанда бос арналар арқылы пакеттерді жіберу арқылы іске асырады. Бірнеше GPRS пайдаланушысы бір бос арнаны бөлісе алады, себебі олардың әрқайсысы оны тек уақыт-уақыт қысқа импульстар үшін пайдаланады. Пакеттік коммутациялық қосылымдардың артықшылығы – жолақ ені тек деректерді жіберу кезінде ғана қолданылады. Сондықтан, мұндай қосылымдар әдетте секунд емес, килобайтпен есептеледі және деректерді сирек жіберу және қабылдау қажеттілігі туындайтын, мысалы, жылдам хабар алмасу сияқты қолданбалар үшін тиімдірек балама болып табылады. GPRS көбінесе 2.5G технологиясы ретінде сипатталады; толық ақпарат алу үшін басты мақаланы қараңыз.
Қысқа хабарлама қызметі (SMS)
Қысқа хабарлама қызметі (әдетте мәтіндік хабарлама деп белгілі) ұялы телефондарда ең көп қолданылатын деректер қолданбасы болып табылады. 2007 жылдың соңына қарай әлемдегі ұялы телефон пайдаланушыларының 74%-ы, яғни 2,4 миллиард адам SMS-ті белсенді түрде пайдаланды. Ұялы телефон пайдаланушылары SMS-ті басқа ұялы телефон пайдаланушыларына немесе SMS қабылдайтын сыртқы қызметтерге жібере алады. Хабарламалар көбінесе MAP протоколын пайдалана отырып, ұялы құрылғылардан Қысқа хабарлар орталығы арқылы жіберіледі. SMSC – Қысқа хабарламалар үшін орталық маршруттандыру торабы. Көптеген ұялы байланыс операторлары өздерінің SMSC-лерін сыртқы жүйелерге, соның ішінде Интернетке, келіп түсетін SMS жаңалықтарына және басқа ұялы байланыс операторларына (SMS алмасу үшін іс жүзінде SMPP стандартын пайдаланады) қақпа ретінде пайдаланады. SMS стандарты GSM жүйесінен тыс жерлерде де қолданылады; толық мәліметтер үшін негізгі мақаланы қараңыз.
Қосымша қызметтер
Сонымен қатар қосымша қызметтер үшін GSM кодтарын қараңыз. Шақыруды қайта бағыттау. Сыртқы қоңырауларды бұғаттау. Ішкі қоңырауларды бұғаттау. Ақы туралы хабарлама (AoC). Бұл GSM қызметі шақыру құнын пайдаланушының ұялы телефонында көрсету үшін есептейді. Бұл пайдаланушыларға күтпеген есептен сақтануға көмектеседі және ұялы байланыс операторының клиенттерге қызмет көрсету бөлімінің жүктемесін азайтады. Дегенмен, іс жүзінде бұл GSM қызметі сирек қолданылады, себебі есептеу стандарттан гөрі күрделі. Оның орнына, кейбір операторлар абоненттерге белгілі бір уақытта, мысалы, әрбір қоңыраудың басында немесе соңында қалдық және/немесе шақыру құны туралы хабарлама жіберуді ұсынады. Бұл хабарламалар сөйлеу синтезі жүйесі арқылы дауыстап оқылуы немесе мәтін түрінде жіберілуі мүмкін. Шақыруды күтуге қою. Шақыруды күтуге қою. Көп абоненттік қызмет. Шақырушының нөмірін анықтау (CLIP) / шектеу (CLIR). Жабық топтағы пайдаланушылар (CUG). Шақыруды тікелей беру (ECT). Бұл қызмет екі қоңырауды қабылдаған пайдаланушыға осы екі қоңырауды біріктіруге және басқа екі тарапқа қосылысын ажыратуға мүмкіндік береді.