Estructura de marco GSM

En GSM (sistema global para comunicaciones móviles), el tiempo se divide en unidades llamadas "períodos de explosión", cada uno de los cuales dura alrededor de 0.577 milisegundos.Un marco GSM consta de ocho períodos de explosión, por un total de 4.615 milisegundos, y organiza diferentes tipos de canales que manejan la voz, los datos y el control de la red.Cada período de explosión corresponde a un canal físico que lleva información de voz, datos o señalización.Estos canales ayudan a la red a administrar eficientemente la comunicación entre los teléfonos y la red.Su compleja estructura de cuadro, buena para administrar las señales y los datos enviados entre teléfonos y torres de red.Este artículo analiza los detalles de la estructura del marco GSM, descompone sus partes como el multiframe, el superframe, el hipervrafado y las bandas de frecuencia que utiliza.Al explicar estos componentes, nuestro objetivo es mostrar cómo GSM hace que la comunicación sea suave, segura y confiable.

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Figura 1: Jerarquía de cuadros de GSM

GSM Multiframe

En el sistema GSM, los marcos se agrupan en estructuras llamadas multiframes.Estos múltiples múltiples ayudan a mantener el tiempo suave, asignan bien los recursos y se aseguran de que todo permanezca sincronizado en toda la red.Multifames permiten que el sistema maneje el tráfico de usuarios y las señales de control, asegurando una buena calidad del servicio al tiempo que administra el ancho de banda de red limitado.Hay dos tipos principales de múltiples múltiples en GSM: múltiples múltiples de tráfico y controles de control.

Figura 2: GSM MultiFrame

Multiframe de tráfico

Un multiframe de tráfico tiene 26 períodos de explosión en más de 120 milisegundos.Estas ráfagas son las unidades de tiempo utilizadas para enviar voz y datos.La mayoría de las 26 ráfagas se utilizan para el tráfico de usuarios (voz y datos), lo que permite que el sistema mantenga la comunicación sin interrupciones.Sin embargo, no todas las explosiones son para datos del usuario.

Dos de las 26 ráfagas están reservadas para tareas de red.Una explosión es para el Canal de control asociado lento (SACCH), que envía información de control importante, como resistencia a la señal, ajustes de tiempo y control de potencia, desde el teléfono a la red.SACCH es importante para mantener la conexión estable y funcionar bien.

La segunda explosión reservada es una período de inactividad, donde no se envían datos.Este tiempo de inactividad ayuda a que la red permanezca sincronizada y evite la congestión.También actúa como un búfer para reducir las posibilidades de enfrentamientos de señal o interferencia entre diferentes transmisiones.

Estas explosiones de control reservadas ayudan a mantener la red GSM eficiente y confiable.Sin ellos, la red lucharía para manejar los cambios constantes en la intensidad de la señal y otros factores.

Figura 3: multiframe

Controlar multiframe

A diferencia del multiframe de tráfico, el control de control de control se usa principalmente para la administración de redes, no en el tráfico de usuarios.Tiene 51 períodos de explosión en más de 235.4 milisegundos, lo que lo hace más largo que el multiframe de tráfico.Esta estructura ayuda a la red a funcionar sin problemas y garantiza que los dispositivos puedan comunicarse con el sistema correctamente.

El control multiframe de control funciona en la frecuencia de la baliza, una frecuencia especial utilizada para enviar información de red importante.Contiene canales como la ráfaga de corrección de frecuencia (FCB) y el canal de control de transmisión (BCH).

El FCB Ayuda a los dispositivos móviles a permanecer sincronizados con el tiempo y la frecuencia de la red.Esto es importante para evitar interferencias o llamadas caídas.El Bch Envía información del sistema a dispositivos, como códigos de ubicación y parámetros de red, ayuda a los teléfonos a conectarse y moverse entre las áreas de red.

Juntos, estos canales en el control de control de control se aseguran de que todos los dispositivos permanezcan sincronizados con la red y tengan la información necesaria para mantener una conexión sólida, incluso cuando las condiciones cambian.Esto permite a los usuarios moverse entre diferentes áreas de red mientras se mantiene conectado.

Figura 4: Control multiframe

Superframe GSM

En la red GSM (Sistema Global para Comunicaciones Móviles), un Superframe ayuda a organizar y sincronizar la comunicación.Es una unidad que agrupa múltiples marcos, mejorando cómo se ejecuta la red.Un SuperFrame incluye 51 múltiples múltiples de tráfico o 26 múltiples de control de control, que duran 6.12 segundos.Esta estructura asegura que la información fluya suavemente y en orden.

SuperFrame ayuda a coordinar los datos del usuario (como llamadas, mensajes e Internet) y señales de control (como la configuración de llamadas y la gestión de la red).Al organizarlos en un superframe, el sistema GSM mantiene todo sincronizado, lo que permite datos eficientes y transmisión de señal de control.

Sin ella, la comunicación podría desorganizarse, causando llamadas o retrasos caídos.El SuperFrame asegura que todas las funciones de red sigan un ritmo constante, evitando las interrupciones.La duración fija de 6.12 segundos también ayuda a los operadores de red a planificar los recursos de manera efectiva y mantener un servicio sin problemas.

Figura 5: Superframe GSM

GSM HyperFame

En la estructura de GSM (sistema global para comunicaciones móviles), HyperFrame es la unidad de tiempo más grande.Está compuesto por 2,048 superframas y dura aproximadamente 3 horas, 28 minutos y 53.76 segundos.HyperFrame es una parte principal de cómo la red GSM mantiene todo funcionando sin problemas, ayudando con tareas importantes como el salto de frecuencia y el cifrado para mantener la comunicación segura y confiable.

Salto de frecuencia

HyperFrame ayuda con el salto de frecuencia, un método utilizado para mejorar la calidad de la señal y reducir la interferencia.Esta técnica implica cambiar la frecuencia de comunicación regularmente para que las señales no permanezcan en una frecuencia durante demasiado tiempo.Esto reduce las posibilidades de interferencia y hace que la comunicación sea más confiable.El tiempo proporcionado por el HyperFrame garantiza que las frecuencias cambien en un patrón regular, y también ayuda a prevenir la espía.

Cifrado y seguridad

El HyperFrame juega un papel importante en el cifrado de GSM, que protege los datos de comunicación de que las personas no autorizadas accedan.HyperFrame ayuda a mantener el momento de los datos encriptados en sincronización, de modo que el cifrado puede funcionar correctamente en largas conversaciones o sesiones de datos.Si el tiempo se desprende, podría debilitar la seguridad, por lo que el momento constante del hipervfrado es excelente para mantener la privacidad.

Figura 6: HyperFame GSM

Figura 7: Ciclos de interfaz GSM

Bandas de frecuencia GSM

Sistema	Banda	Enlace ascendente (MHz)	Enlace descendente (MHz)	Rango de números de canal
GSM-850	Banda 5	824 - 849	869 - 894	128 - 251
GSM-900	Banda 8	890 - 915	935 - 960	1 - 124
DCS-1800	Banda 3	1710 - 1785	1805 - 1880	512 - 885
PCS-1900	Banda 2	1850 - 1910	1930 - 1990	512 - 810
GSM-400	Banda 14/15	450 - 480	450 - 480	259 - 293/306 - 340
GSM-480	Banda 14	479 - 492	504 - 517	306 - 340
GSM-700	Banda 13/12/14	703 - 748	758 - 803	512 - 810
GSM-850 (ext.)	Banda 26	814 - 849	859 - 894	128 - 251
GSM-R	Banda 900	876 - 915	921 - 960	955 - 1023
ER-GSM	Banda 900 ext.	880 - 915	925 - 960	0 - 124

Aplicaciones de la estructura de cuadro GSM

Manejo de llamadas

GSM organiza sus marcos para administrar múltiples llamadas de voz al mismo tiempo asignando diferentes intervalos de tiempo y frecuencias a cada usuario.Para cada llamada, se asignan ranuras de tiempo específicas dentro de un marco, lo que permite a varios usuarios compartir el mismo espectro de frecuencia sin interferencia.Este método, conocido como multiplexación por división de tiempo, ayuda a la red a manejar un gran volumen de llamadas mientras mantiene conexiones claras e ininterrumpidas.

Transmisión SMS

Los mensajes de texto, o SMS, se envían a través de la red GSM utilizando Multiframes de control.Estos cuadros reservan ranuras de tiempo particulares para SMS, asegurando que los mensajes se entreguen rápidamente, incluso cuando el tráfico de voz es alto.Al reservar ranuras para SMS en el canal de control, la red garantiza la transmisión de mensajes confiable y eficiente sin interrumpir las llamadas en curso.

Gestión de movilidad

La característica de GSM es su capacidad para gestionar el movimiento del usuario a medida que las personas viajan entre diferentes torres celulares.Cuando un usuario se mueve, la red usa marcos de control para manejar la transición de llamadas en curso o sesiones de datos a una nueva estación base.Este proceso, conocido como entrega, está cronometrado con precisión para evitar llamadas caídas, lo que permite a los usuarios moverse a través de las áreas de cobertura sin interrupciones en el servicio.

Protocolos de seguridad

La seguridad en GSM está estrechamente vinculada a su estructura de marco.El Hyperframe juega un papel importante en el mantenimiento de comunicaciones seguras al restablecer periódicamente las claves de cifrado y descifrado.Al actualizar estas claves sincronizadas con el ciclo Hyperframe, la red asegura que las llamadas de voz y los datos sigan siendo protegidos del acceso no autorizado, minimizando el riesgo de intercepción.

Conclusión

La estructura del marco GSM muestra la ingeniería avanzada detrás de la comunicación móvil global.Al organizar marcos, multiframes, superframas e hipervframes, GSM maneja y sincroniza de manera eficiente los datos y la voz en su red.Esta estructura no solo garantiza una comunicación suave, sino que también fortalece la seguridad con métodos como salto de frecuencia y cifrado.La forma en que GSM administra diferentes bandas de frecuencia muestra su flexibilidad para trabajar en varios entornos de todo el mundo.Comprender cómo funcionan estos componentes ayuda a explicar la complejidad de la tecnología móvil y destaca la importancia de GSM en las telecomunicaciones modernas.A medida que aumentan la tecnología y las demandas de red aumentan, las ideas básicas en la estructura del marco GSM continuarán dando forma a futuros sistemas de comunicación móvil.

Preguntas frecuentes [Preguntas frecuentes]

1. ¿Cuál es la estructura del canal de GSM?

El sistema global para comunicaciones móviles (GSM) emplea una combinación de acceso múltiple de división de frecuencia (FDMA) y acceso múltiple de la división de tiempo (TDMA) para la estructura del canal.En FDMA, todo el espectro de frecuencia disponible para GSM se divide en 124 frecuencias portadoras espaciadas a 200 kHz de distancia.Cada una de estas frecuencias se divide aún más usando TDMA, donde cada canal de frecuencia se divide en ocho intervalos de tiempo.Cada ranura de tiempo representa un canal diferente utilizado por un usuario diferente.Esta estructura permite a varios usuarios compartir la misma frecuencia sin interferencia al asignar espacios de tiempo específicos para sus señales.

2. ¿Qué son las diferencias GSM y LTE?

GSM (2G) y LTE (evolución a largo plazo, denominado 4G) difieren en tecnología, velocidad y funcionalidad:

Tecnología: GSM utiliza una combinación de FDMA y TDMA.LTE utiliza acceso múltiple de división de frecuencia ortogonal (OFDMA) para el enlace descendente y el acceso múltiple de la división de frecuencia de transportista único (SC-FDMA) para el enlace ascendente.

Velocidad: LTE ofrece velocidades de datos más altas, con tasas de descarga máximas de hasta 300 Mbps y tasas de carga de 75 Mbps, en comparación con las velocidades de datos máximas de GSM de aproximadamente 114 kbps.

Arquitectura de red: GSM es un sistema con unta de circuito que maneja la voz y los datos por separado.LTE está completamente cambiado de paquetes y es capaz de manejar la voz y los datos en la misma red basada en el protocolo de Internet (IP), aumenta la eficiencia.

Latencia: las redes LTE tienen una latencia más baja en comparación con GSM, lo que mejora la experiencia de las aplicaciones que requieren transmisión de datos en tiempo real, como juegos en línea o videoconferencias.

3. ¿Cuál es el formato de GSM?

GSM utiliza un formato de datos que encapsula la voz en paquetes de datos para la transmisión a través de señales digitales.Cada marco GSM consta de 8 intervalos de tiempo, y cada ranura contiene una explosión de datos.El formato de datos estándar para un mensaje GSM incluye información de sincronización, datos de codificación y datos de usuario, facilitando la comunicación entre la red y el dispositivo móvil.Este formato garantiza un uso eficiente del espectro y la sincronización del acceso de múltiples usuarios.

4. ¿5G usa GSM?

No, la tecnología 5G no usa GSM.5G se basa en nuevas frecuencias de radio y una nueva arquitectura de red diseñada para mejorar la velocidad, la capacidad y la latencia sobre las generaciones celulares anteriores.Utiliza tecnologías como MIMO masivo, formación de haz y tecnologías de acceso más avanzadas que difieren del sistema basado en FDMA/TDMA de GSM.

5. ¿GSM es analógico o digital?

GSM es una tecnología celular digital.Digitaliza y comprime los datos, luego lo envía por un canal con otras dos flujos de datos del usuario, cada uno en su propia ranura de tiempo.GSM fue diseñado para reemplazar las redes de primera generación analógica más antiguas (1G), proporcionando así una mejor seguridad de datos, transmisiones de voz de mayor calidad y soporte para mensajes de texto y servicios de datos.