GSM
yadro
tarmog'i ( asosiy
shuningdek, tarmoq
va
tarmoq , ingliz GSM
kommutatsiya quyi
yadro
tarmog'i ,
tizimidan NSS - tarmoq
va
kommutatsiya quyi tizimi) GSM uyali tarmoqlarining asosiy komponenti bo'lib ,
asosiy GSM xizmatlarini taqdim etadigan va muvofiqlashtiruvchi tarmoqning
markazlashtirilgan qismidir, masalan. ovozli qo'ng'iroqlar, SMS va dial-up
ma'lumotlari (CSD) sifatida.
GSM tarmog'ining tuzilishi
Magistral tarmoq uyali aloqa operatori tomonidan qo'llab-quvvatlanadi va rivojlantiriladi
va mobil terminallarni turli telekommunikatsiya tarmoqlarida bir-biri bilan aloqa qilish
uchun mo'ljallangan. GSM tarmog'ining arxitekturasi statsionar telefon tarmog'i
tarmoqlariga o'xshaydi, ammo abonentlarning o'z tarmog'ida ham, roumingda ham
mobilligini ta'minlash uchun zarur bo'lgan qo'shimcha funktsiyalar mavjud . Bu
xususiyatlar harakatchanlikning turli jihatlarini qamrab oladi va ularning tegishli
maqolalarida batafsilroq tavsiflanadi.
Paket xizmatlarini taqdim etish uchun GPRS asosiy tarmog'i deb nomlanuvchi asosiy
tarmoqning kengaytmasi mavjud . Bu mobil telefonlarga WAP , MMS , video
uzatish, Internetga kirish kabi xizmatlardan foydalanish imkonini beradi .
Barcha zamonaviy mobil telefonlar paketli va kontaktlarning zanglashiga olib o'tishni
qo'llab-quvvatlaydi, chunki ko'pchilik tashuvchilar standart GSM xizmatlaridan
tashqari GPRSni ham qo'llab-quvvatlaydi.
HLR ( Uy joylashuvi registri ) - GSM operatori tarmog'ining abonenti haqidagi ma'lumotlarni
o'z ichiga olgan ma'lumotlar bazasi.
HLR ma'lum bir uyali aloqa operatorining SIM-kartalari haqidagi ma'lumotlarni o'z ichiga
oladi. Har bir SIM karta HLRdagi har bir kirish uchun asosiy maydon bo'lgan IMSI deb
nomlangan noyob identifikator bilan bog'langan .
SIM-karta bilan bog'liq yana bir muhim ma'lumot - bu telefon raqamlari ( MSISDN ). Asosiy
MSISDN abonentni asosiy xizmatlar to'plami bilan ta'minlash uchun ishlatiladi, shuningdek,
faksimil va ma'lumotlarni uzatish uchun SIM-kartaga bir nechta boshqa MSISDN-larni
joylashtirish mumkin. Har bir MSISDN, shuningdek, HLR ma'lumotlar bazasining asosiy
maydonidir.
Katta operatorlarda bir nechta HLR o'rnatilgan bo'lishi mumkin, ularning har biri operator
abonentlarining faqat bir qismi uchun ma'lumotlarni saqlaydi, chunki apparat va dasturiy
ta'minot cheklovlari tufayli har bir HLRning sig'imi cheklangan.
Har bir abonent uchun HLRda saqlanadigan boshqa ma'lumotlarga misollar:

abonent so'ragan yoki taqdim etgan xizmatlar haqidagi ma'lumotlar, masalan, qo'ng'iroqlarni
boshqa joyga yo'naltirish;

Abonentga paketli ma'lumotlar xizmatlaridan foydalanish imkonini beruvchi GPRS sozlamalari
(APN va QoS kabi);


abonentning joriy manzili ( VLR va SGSN );
tarmoqlarda xizmat ko'rsatishni rad etish to'g'risidagi ma'lumotlar;

IN-xizmatlar va onlayn hisob-kitoblar uchun CAMEL sozlamalari;
HLR tarmoqning asosiy ma'lumotlar bazasi bo'lganligi sababli, u tarmoqning ko'plab tarmoq
elementlari bilan bog'langan. Xususan, HLR quyidagi elementlarga ulanadi:


kiruvchi qo'ng'iroqlarni qayta ishlash uchun asosiy tarmoq shlyuzi ( G-MSC , English Gateway
MSC );
VLR [⇨] tarmoqqa ulanish uchun mobil qurilmalardan so'rovlarni qayta ishlash uchun;
Kiruvchi SMS-xabarlarni qayta ishlash uchun SMSC , tarmoqdagi abonentning paydo bo'lishi
haqida xabar berish;
USSD-xabarlarni qabul qilish va uzatish imkoniyati uchun USSDC;


IN-platformalar ;
abonentlarni yangi ovozli xabar haqida xabardor qilish uchun ovozli pochta quyi tizimi .


HLR ning asosiy vazifasi uyali aloqa abonentlarining harakatini boshqarish:

tarmoqda ro'yxatdan o'tishda abonent va unga mavjud bo'lgan xizmatlar to'g'risidagi
ma'lumotlarni VLR va/yoki SGSN ga yuborish (MAP Insert Subscriber Data xabarlarini
yuborish orqali);

kiruvchi aloqa yoki kiruvchi matnli xabarlarni ta'minlash uchun GMSC yoki SMS-C va VLR
o'rtasida vositachilik (MAP Send Routing Info, Send Routing Info for SM va MAP Provide
Rouming Number xabarlari yordamida);

abonent qamrov zonasini tark etganda VLR va/yoki SGSN dan abonent ma'lumotlarini olib
tashlash (MAP Cancel Location xabarlarini yuborish orqali).
Autentifikatsiya markaziTahrirlash
Autentifikatsiya markazi ( AuC , eng. Autentifikatsiya markazi ) GSM tarmog'iga qo'shilishga
harakat qilayotgan har bir SIM kartani autentifikatsiya qilish uchun mo'ljallangan (odatda telefon
yoqilganda). Autentifikatsiya muvaffaqiyatli bo'lgach, HLR abonent tomonidan obuna bo'lgan
xizmatlarni boshqarishi mumkin. Mobil telefon va tayanch stantsiya o'rtasidagi simsiz ulanishni
(ovoz, SMS) shifrlash uchun vaqti-vaqti bilan foydalaniladigan shifrlash kaliti ham ishlab
chiqariladi.
Agar autentifikatsiya bajarilmasa, ushbu tarmoqdagi ushbu SIM karta uchun xizmatlar taqdim
etilmaydi. EIR ( Uskunani identifikatsiya qilish registri ) yordamida mobil telefonni seriya
raqami ( IMEI ) bo'yicha qo'shimcha ravishda aniqlash mumkin , ammo bu allaqachon AuCdagi autentifikatsiya sozlamalariga bog'liq.
Xavfsizlikni to'g'ri amalga oshirish SIM-kartani klonlashni oldini olish bo'yicha operator
strategiyasining asosiy nuqtasidir.
Autentifikatsiya markazi autentifikatsiya jarayonida bevosita ishtirok etmaydi, lekin buning
o'rniga MSC [⇨] ushbu protsedura davomida foydalanadigan tripletlar deb ataladigan
ma'lumotlarni yaratadi. Jarayonning xavfsizligi AUCda ham, SIM kartada ham mavjud bo'lgan
qiymat bilan ta'minlanadi va Ki deb ataladi . Ki ishlab chiqarish jarayonida SIM-kartaga yoziladi
va AuC-da takrorlanadi. Ki qiymati hech qachon AuC va SIM o'rtasida o'tkazilmaydi, lekin
uning o'rniga Ki va IMSI asosida identifikatsiya jarayoni uchun chaqiruv-javob bog'lanishi va
radiokanalda foydalanish uchun xavfsizlik kaliti yaratiladi.
Autentifikatsiya markazi MSC bilan bog'langan bo'lib, u avvalgi ma'lumotlardan foydalangandan
so'ng IMSI uchun yangi uchlik to'plamini so'raydi. Bu ma'lum bir telefon uchun bir xil tugmalar
va javoblarning ikki marta ishlatilishini oldini oladi.
Har bir IMSI uchun autentifikatsiya markazi quyidagi ma'lumotlarni saqlaydi:


Ki ;
algoritm identifikatori (standart algoritmlar A3 yoki A8 deb ataladi, lekin operator o'zinikidan
foydalanishi mumkin).
MSC AuC dan ma'lum bir IMSI uchun yangi uchlik to'plamini so'raganda, Autentifikatsiya
markazi birinchi navbatda RAND deb nomlangan tasodifiy raqamni yaratadi. Ki va RAND
yordamida quyidagi qiymatlar hisoblanadi:

A3 algoritmlari (yoki o'zimizning algoritmimiz) yordamida SRES (imzolangan javob) qiymati
Ki va RAND qiymatlaridan hisoblanadi;

A8 algoritmidan foydalanib, Ki va RAND qiymatlaridan Kc deb nomlangan raqam hisoblanadi.
Ushbu uchta raqam (RAND, SRES, Kc) tripletni tashkil qiladi va MSC ga qaytariladi. Tegishli
IMSI GSM tarmog'iga kirishni so'raganda, MSC SIM kartaga RAND (uchlik qismi)
yuboradi. SIM-karta qabul qilingan RAND va Ki ni (ishlab chiqarish vaqtida unga yoziladi) A3
algoritmiga (yoki o'ziga) almashtiradi va SRESni hisoblab chiqadi va uni MSCga qaytarib
yuboradi. Agar ushbu SRES uchlik SRES-ga mos kelsa (va agar u haqiqiy SIM-karta bo'lsa, mos
kelishi kerak), mobil telefonga tarmoqqa ulanish va GSM xizmatlaridan foydalanish huquqi
beriladi.
Muvaffaqiyatli autentifikatsiyadan so'ng, MSC barcha ulanishlar shifrlanishi va shifrlanishi
mumkin bo'lishi uchun Kc shifrlash kalitini Baza Station Controller (BSC ) ga
yuboradi. Ko'rinib turibdiki, mobil telefon autentifikatsiya jarayonida olingan RAND, yozilgan
Ki va A8 algoritmidan foydalangan holda o'z-o'zidan Kc hosil qilishi mumkin.
Autentifikatsiya markazi odatda HLR bilan birga joylashgan bo'lsa-da, bu shart emas. Hozircha
autentifikatsiya jarayoni kundalik foydalanish uchun yetarli darajada xavfsiz, ammo bu xakerlik
hujumidan himoyalanishni kafolatlamaydi. Shu sababli, 3G tarmoqlari uchun yangi xavfsizlik
choralari ishlab chiqildi.
VLRTahrirlash
VLR ( Tashrifchilar joylashuvi registri ) - bu ma'lum bir mobil kommutatsiya markazining
qamrov zonasida bo'lgan abonentlarning vaqtinchalik ma'lumotlar bazasi. Tarmoqdagi har bir
tayanch stansiya ma'lum bir VLR ga tayinlangan, shuning uchun abonent bir vaqtning o'zida bir
nechta VLRda bo'la olmaydi.
VLRda saqlangan ma'lumotlar ham HLR, ham mobil stantsiyaning o'zidan olinadi. Amalda,
unumdorlikni oshirish uchun ko'pchilik ishlab chiqaruvchilar VLR bazasini kalitga (V-MSC)
birlashtiradi yoki VLR ni MSC ga [⇨] ajratilgan interfeys orqali ulaydi. Agar abonent uy
tarmog'ida bo'lsa va unga dastlabki shartnoma tuzilgan operatorning MSC xizmat ko'rsatsa ham,
VLR hali ham qo'llaniladi.
VLR-da saqlanadigan ma'lumotlar quyidagilarni o'z ichiga oladi:


IMSI (abonent identifikatsiya raqami);
autentifikatsiya ma'lumotlari;

MSISDN (abonent telefon raqami);

abonent uchun mavjud bo'lgan GSM xizmatlari ro'yxati;


GPRS ( APN ) uchun kirish nuqtasi ;
Har bir abonent ma'lumotlari saqlanadigan HLR manzili.
VLR quyidagi elementlar bilan bog'langan:

MSC - autentifikatsiya yoki ulanishni o'rnatish kabi bir qator protseduralar uchun zarur bo'lgan
ma'lumotlarni taqdim etish

HLR - ushbu VLR qamrov zonasida bo'lgan abonent haqida ma'lumot olish

boshqa VLRlar - turli VLRlarning qamrov zonalari o'rtasida o'tish paytida abonent haqida
vaqtinchalik ma'lumotlarni uzatish uchun (masalan, TMSI - aloqa jarayonida
ishlatiladigan IMSI kabi vaqtinchalik identifikator ).
VLR asosiy xususiyatlari:

HLRni ushbu VLR xizmat ko'rsatadigan qamrov zonasida abonent paydo bo'lganligi haqida
xabardor qilish;

abonent qo'ng'iroq qilmaydigan davrda ushbu VLR qamrov zonasida ( Joylashuv hududiga
to'g'ri) abonentning mavjudligini kuzatib boring;
kiruvchi qo'ng'iroqni o'rnatish jarayonida rouming raqamlarini ajratish;


abonent to'g'risidagi ma'lumotlarni o'chirish, agar u ushbu VLR qamrovi hududida harakatsiz
bo'lib qolsa - VLR ma'lum vaqt davomida harakatsizlikdan keyin ma'lumotlarni o'chiradi va bu
haqda HLRga xabar beradi (masalan, abonent telefonni o'chirganda yoki tarmoqdan g'oyib
bo'lganda). uzoq vaqt davomida qamrov maydoni);

boshqa VLR qamrov zonasiga o'tganda abonent haqidagi ma'lumotlarni o'chirish.
Mobil kommutatsiya markaziTahrirlash
Mobil kommutatsiya markazi ( MSC , eng. Mobile Switching Center ) - bu o'z xizmat
ko'rsatish hududida elektron kommutatsiyalangan aloqa, mobillikni boshqarish va mobil
telefonlar uchun GSM xizmatlarini taqdim etishni ta'minlaydigan ixtisoslashtirilgan avtomatik
telefon stantsiyasidir. Bunga ovoz, ma'lumot va faks, shuningdek, SMS va qo'ng'iroqlarni
yo'naltirish kiradi.
GSM aloqa tizimlarida, oldingi analog telefon tarmoqlaridan farqli o'laroq, faksimile va
ma'lumotlar birjaga darhol raqamli formatda yuboriladi va faqat mobil kommutatsiya markazida
ular boshqa formatga qayta kodlanadi (ko'p hollarda bu PCM signaliga raqamli qayta kodlash).
Amerikada DS0 nomi bilan ma'lum bo'lgan 64 kbps tezlikdagi vaqt oralig'i ).
Tarmoqda ishlashning o'ziga xos xususiyatlariga qarab mobil kommutatsiya markazlarining
turlari mavjud (bundan tashqari, bu atamalarning barchasi turli vaqtlarda turli funktsiyalarni
bajaradigan bir xil MSCga tegishli bo'lishi mumkin):





Gate MSC ( GMSC , English Gate MSC ) - bu tashqi tarmoqlardan keladigan qo'ng'iroqlarni
boshqaradigan kalit. Bu atama bitta qo'ng'iroq kontekstida dolzarbdir, chunki har qanday MSC
ham shlyuz o'tkazgichi, ham MSC abonenti vazifasini bajarishi mumkin. Biroq, bir qator ishlab
chiqaruvchilar GMSC uchun alohida yuqori samarali MSC ajratadilar, unga tayanch stansiya
kontrollerlari (BSC) ulanmagan.
Mehmon MSC ( VMSC , English Visited MSC ) — abonent joylashgan qamrov hududidagi
mobil kommutatsiya markazi. Ushbu MSC bilan bog'langan VLR abonent ma'lumotlarini o'z
ichiga oladi. Texnik jihatdan operator tarmog'i bir mintaqada ham bir nechta MSC dan iborat
bo'lishi mumkin. Shu sababli, abonent roumingda bo'lishi mumkin, hatto o'z mintaqasining o'z
tarmog'ida bo'lishi mumkin.
Anchor MSC - topshirish jarayonini boshlaydigan kalit .
Maqsadli MSC - bu topshirish amalga oshirilishi kerak bo'lgan MSC, ya'ni xizmat o'tkazilishi
kerak.
MSC Server 3GPP Release 5 da taqdim etilgan yangi MSC kontseptsiyasining bir qismidir.
MSC quyidagi elementlar bilan bog'langan:

2G va 2.5G mobil telefonlari bilan o'zaro aloqani ta'minlaydigan tayanch stantsiya quyi tizimi
(BSS);

3G mobil telefonlari bilan o'zaro aloqani ta'minlovchi UTRAN quyi tizimi;

SIM va MSISDN ma'lumotlar almashinuvi uchun VLR;

topshirish protseduralari uchun boshqa MSClar.
MSC vazifalariga quyidagilar kiradi:

abonentlarga VLR dan ularning pozitsiyasi haqidagi ma'lumotlarga muvofiq to'g'ridan-to'g'ri
qo'ng'iroqlar;

boshqa abonentlar yoki tarmoqlarga chiquvchi qo'ng'iroqlarni o'rnatish (PSTN);

abonentlardan SMS-xabarlarni SMSC-ga va orqaga yetkazish;

BSC dan BSC ga topshirishni tashkil etish;

boshqa MSCga topshirishni amalga oshirish;

konferentsiya qo'ng'irog'i yoki qo'ng'iroqni ushlab turish kabi qo'shimcha xizmatlarni qo'llabquvvatlash.
EIRTahrirlash

EIR ( Equipment Identity Register ) - kommutatsiya uskunasidan (MSC, SGSN , MME ) kelib
chiqadigan mobil qurilmaning IMEI tekshiruvi so'rovlarini (checkIMEI) real vaqt rejimida qayta
ishlaydigan tizim . Javobda tekshirish natijasi mavjud:
oq ro'yxatga kiritilgan - qurilma tarmoqda ro'yxatdan o'tishga ruxsat berilgan.

qora ro'yxatga kiritilgan - qurilma tarmoqda ro'yxatdan o'tishga ruxsat etilmaydi.

kulrang ro'yxatga kiritilgan - Qurilmaga tarmoqda vaqtincha ro'yxatdan o'tishga ruxsat berilgan.

Noma'lum uskuna xatosi ham qaytarilishi mumkin.
Kommutatsiya uskunasi qurilmani tarmoqda ro'yxatdan o'tkazish yoki qayta ro'yxatdan
o'tkazishga ruxsat berish yoki bermaslikni aniqlash uchun EIR javobidan foydalanishi
kerak. Uskunalarni kulrang ro'yxatga kiritilgan va noma'lum uskunalar javoblariga almashtirish
reaktsiyasi standartda aniq tasvirlanmaganligi sababli, ular ko'pincha ishlatilmaydi.
Ko'pincha, EIR IMEI qora ro'yxati funksiyasidan foydalanadi, bu tarmoqda ishlashini taqiqlash
kerak bo'lgan qurilmalarning IMEI-ni o'z ichiga oladi. Qoida tariqasida, bu o'g'irlangan yoki
yo'qolgan qurilmalar. Operatorlar qurilmalarni mustaqil ravishda bloklash uchun EIR-dan
kamdan-kam foydalanadilar. Odatda, blokirovka mamlakatda barcha uyali aloqa operatorlarini
buni qilishga majbur qiladigan qonun paydo bo'lganda boshlanadi. Shuning uchun,
kommutatsiya tizimining asosiy quyi tizimlarini etkazib berish ko'pincha asosiy imkoniyatlarga
ega EIRni o'z ichiga oladi, ular barcha CheckIMEI-larga oq ro'yxatga kiritilgan javobni va IMEI
qora ro'yxatini to'ldirish imkoniyatini o'z ichiga oladi, buning uchun qora ro'yxatga kiritilgan
javob qaytariladi.

Mamlakatda uyali aloqa tarmoqlarida qurilmalarni ro'yxatga olishni bloklash uchun qonunchilik
bazasi paydo bo'lganda, aloqa xizmatlarini tartibga soluvchi organ odatda barcha operatorlarning
EIR bilan birlashtirilgan va ularga joriy ro'yxatlarni uzatuvchi Markaziy EIR ( CEIR ) tizimiga
ega. CheckIMEI so'rovlarini qayta ishlashda ishlatilishi kerak bo'lgan identifikatorlar. Bu EIR
tizimlari uchun asosiy EIRlarda mavjud bo'lmagan bir qator yangi talablarni kiritishi mumkin:
Ro'yxatlarni CEIR bilan sinxronlashtirish. CEIR tizimlari standartda tavsiflanmagan, shuning
uchun har bir mamlakatda protokollar va almashish tartibi farq qilishi mumkin.

Qo'shimcha ro'yxatlarni qo'llab-quvvatlash - IMEI oq ro'yxati, IMEI kulrang ro'yxati, TAC
(Type Allocation Code) ro'yxati va boshqalar.


Ro'yxatlarda nafaqat IMEI, balki paketlarni ham qo'llab-quvvatlash - IMEI-IMSI, IMEIMSISDN, IMEI- IMSI - MSISDN .
Ro'yxatlarni qo'llash uchun maxsus mantiqni qo'llab-quvvatlash.

Muayyan stsenariylarda ro'yxatga avtomatik ravishda kirish qo'shilishi.


Abonentlarga SMS- xabarnomalarni alohida stsenariylarda yuborish .
IMSI-MSISDN to'plamlarini olish uchun billing tizimi bilan integratsiya.

Abonent profillarini to'plash (qurilma o'zgarishi tarixi).

Barcha CheckIMEI so'rovlarini qayta ishlashni uzoq muddatli saqlash.
Ba'zi hollarda boshqa funktsiyalar talab qilinishi mumkin. Masalan, Qozog‘istonda qurilmalarni
majburiy ro‘yxatdan o‘tkazish va ularni abonentlarga bog‘lash joriy etildi. Ammo tarmoqda
yangi qurilmaga ega abonent paydo bo'lganda, ish to'liq bloklanmaydi va abonentga qurilmani
ro'yxatdan o'tkazish imkoniyati beriladi. Buning uchun uning uchun barcha xizmatlar bloklanadi,
faqat quyidagi funktsiyalardan tashqari: ma'lum bir xizmat raqamiga qo'ng'iroqlar, ma'lum bir
xizmat raqamiga SMS yuborish va barcha Internet-trafik ma'lum bir ochilish sahifasiga
yo'naltiriladi. Bunga EIR bir qator operator tizimlariga (HLR, PCRF , SMSC va
boshqalar) buyruqlar yuborishi mumkinligi tufayli erishiladi .
Shaxsiy EIR tizimlarining eng keng tarqalgan yetkazib beruvchilari (keng qamrovli yechimning
bir qismi sifatida emas) BroadForward, Mahindra Comviva, Mavenir, Nokia, Svyazcom
hisoblanadi.
Boshqa funksiyalarTahrirlash
Ko'p yoki kamroq darajada boshqa xizmatlar va funktsiyalar GSM yadro tarmog'ining ishlashi
bilan bog'liq.
SMS-markaz (SMSC, eng. Qisqa xabarlarga xizmat ko'rsatish markazi - qisqa xabarlarga
xizmat ko'rsatish markazi) matnli xabarlarni yuborishni qo'llab-quvvatlaydi .
MMSC ( Multimedia Messaging System Center - multimedia xabarlar tizimi markazi)
telefonlari MMS-ni qo'llab-quvvatlaydigan qabul qiluvchilarga multimedia xabarlarini (masalan,
tasvirlar, audio, video yoki ularning kombinatsiyasi) yuborishni ta'minlaydi .
Bundan tashqari, mahalliy qonunlarga muvofiq, ayrim davlat organlarining iltimosiga binoan
tarmoqdagi qo'ng'iroqlarni tinglash va ushlab turish kerak bo'lishi mumkin. Bunday holda,
tarmoq uskunasi zarur funktsiyalarni qo'llab-quvvatlashi kerak.