Mae dyfeisiau cellog heddiw wedi dod yn estyniad o'n arsenal anthropolegol yn awtomatig, gan roi dull cyfathrebu ychwanegol inni yr ydym yn ei alw'n gyfathrebiadau diwifr neu symudol.
Mae cardiau SIM ychydig filimetrau o faint sy'n cael eu gosod mewn dyfeisiau symudol yn ffurfio technoleg rhwydwaith a ddefnyddir ledled y byd o'r enw Global System for Mobile Communications (GSM). Rydym yn tueddu i feddwl amdano fel ffôn symudol addurniadol ac ychydig o antenâu gyda thyrau cell gwasgaredig fel rhan o bensaernïaeth gymhleth sy'n addas ar gyfer ein hanghenion dyddiol. Gellir rhannu'r system GSM yn dri phrif is-system: is-system radio, is-system rhwydwaith ac is-system weithredu.
1. Is-system ddiwifr--
Fel y gwyddom i gyd, mae cyfathrebiadau symudol yn teithio yn yr awyr ar ffurf tonnau radio. Mae'r is-system diwifr yn cynnwys dwy brif gydran. Mae'r rhain yn cynnwys gorsafoedd symudol (MS) a systemau gorsaf sylfaen (BSS).
Yr orsaf symudol (MS) yw'r ddyfais defnyddiwr, yn ei hanfod ein ffôn caledwedd a'r SIM fel rhan o'r meddalwedd. Y cerdyn SIM yw enaid ein cyfathrebu dyfais ac mae'n cynnwys yr holl ddata defnyddiwr-benodol fel rhif cyfresol, math o gerdyn, PIN, allwedd ddilysu, allwedd datgloi PIN, Hunaniaeth Tanysgrifiwr Symudol Rhyngwladol (IMSI) a rhestr o wasanaethau tanysgrifio. Mae'r MS hefyd yn storio data deinamig sydd ei angen ar gyfer cyfathrebiadau diwifr, megis gwybodaeth am leoliad ac allweddi a ddefnyddir ar gyfer amgryptio a dadgryptio.
Mae'r system orsaf sylfaen (BSS) yn bennaf gyfrifol am gynnal y cysylltiad diwifr â'r MS ac amgodio a datgodio cyfathrebiadau llais. Heddiw, mae BSS yn gwneud hyn gyda chymorth offer radio fel antenâu, mwyhaduron, a phroseswyr signal, yr ydym yn eu galw'n dyrau celloedd ac a elwir yn ffurfiol fel Gorsafoedd Trawsgludwr Sylfaen (BTS). Mae pob BTS yn gweithredu o fewn radiws neu ardal gell, ac mae BTS a BSS lluosog, pob un yn cael ei reoli gan Reolwr Gorsaf Sylfaenol (BSC). BSC yw prif weinyddwr BTS. Mae'n nodi'r amledd radio a ddefnyddir ar gyfer cyfathrebu ac yn trosglwyddo o un BTS i'r llall o fewn y BSS pan fo'r signal MS yn wan.
Gellir mynegi’r llwybr cyfathrebu symlach hyd yma fel:
MS ->BSS (BTS+BSC)
2. Is-system rhwydwaith--
Mae'r rhan hon o'r system gyfathrebu yn haen arall sy'n delio â'r trosglwyddiad o un BSS i'r llall. Mae hyn yn galluogi’r hyn rydym yn ei adnabod fel crwydro domestig a rhyngwladol. Perfformir y trosglwyddiad gan yr MSC neu'r Ganolfan Newid Symudol. Mae'r MSC yn gwybod lleoliad y tanysgrifiwr trwy ei gronfeydd data - Cofrestr Lleoliadau Cartref (HLR) a Chofrestr Lleoliadau Ymwelwyr (VLR).
Mae un gronfa ddata HLR yn storio gwybodaeth benodol i MS fel IMSI a gwasanaethau tanysgrifio a'r ardal leoliad bresennol. Unwaith y bydd yr MS yn gadael ardal y lleoliad presennol, caiff symudiad yr MS ei olrhain a'i ddiweddaru yn yr HLR. Mae'r HLR diwygiedig hwn yn cael ei gopïo i VLR yr MSC sy'n gyfrifol am yr MS. Yn wahanol i un HLR fesul tanysgrifiwr, mae VLRs lluosog yn bodoli o fewn pob MSC ac mae'n arbed holl wybodaeth yr MSs yn ardal ei leoliad yn yr HLR.
Bellach gellir mynegi’r llwybr cyfathrebu symlach fel:
MS -> BSS (BTS+BSC) ->MSC (HLR+VLR)
3. Is-system gweithredu--GSM
Mae'r rhan hon o'r rhwydwaith yn gyfrifol am weithrediad llyfn y rhwydwaith, gan gynnwys monitro traffig, rheoli defnyddwyr, diogelwch, bilio a bilio. Mae'n cadw'r holl wybodaeth mewn cronfa ddata unedig o ddyfeisiau symudol presennol a elwir yn Gofrestr Hunaniaeth Dyfeisiau. Os bydd lladrad, mae'r gronfa ddata hon fel arfer yn cael ei diweddaru i roi rhestr ddu o'r ddyfais sydd wedi'i dwyn a rhwystro cyfathrebiadau ar y cerdyn SIM dan sylw.
Bellach gellir mynegi’r llwybr cyfathrebu wedi’i ddiweddaru fel:
MS -> BSS (BTS+BSC) ->MSC (HLR+VLR) +EIR
Mae'r rhwydwaith diwifr hefyd yn rhyngweithio â'r rhwydweithiau safonol cyhoeddus - PSTN, ISDN, PSPDN a PLMN - trwy'r porth MSC i gwblhau'r rhwydwaith GSM.
Nawr gellir mynegi'r llwybr cyfathrebu terfynol fel:
MS -> BSS (BTS+BSC) -> MSC (HLR+VLR)+EIR ->Rhwydwaith Safonol Cyhoeddus
Y GSM a grybwyllwyd uchod yw'r dechnoleg gefn cyfathrebu symudol traddodiadol sy'n caniatáu i sgyrsiau 2am lifo yn ôl ac ymlaen yn gyson, waeth beth fo'u lleoliad ffisegol.
