GSM

ประวัติและความเป็นมาของ GSM
ในช่วงก่อนปี ค.ศ.1980
ระบบโทรศัพท์เซลลูลาร์แบบอะนาลอกได้เติบโตอย่างรวดเร็วในประเทศแถบยุโรป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกลุ่มประเทศสแกนดิเนเวีย สหราชอาณาจักร ฝรั่งเศสและเยอรมัน ซึ่งอุปกรณ์และระบบการทำงานของแต่ละประเทศจะไม่สามารถใช้ร่วมกันได้ ทำให้มีข้อจำกัดด้านการค้าขายอุปกรณ์โทรศัพท์ในแถบยุโรป
ในปี 1982
มีการรวมตัวกันของกลุ่ม Conference of European Posts And Telegraphs หรือ CEPT ขึ้นเพื่อศึกษาระบบโทรศัพท์ โดยเรียกว่ากลุ่ม Group Special Mobile(GSM) เพื่อทำการศึกษาและพัฒนาระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ใช้ในแถบภาคพื้นที่ยุโรป
ในปี 1989
ความรับผิดชอบของ GSM ได้ส่งมอบไปให้ European Telecommunication Standards Institute(ETSI)
ช่วงปลายปี 1995
เฉพาะในแถบยุโรปมีคู่สายการใช้ถึง 10 ล้านเลขหมาย ในอเมริกาเหนือใช้ระบบ GSM ที่เรียกว่า PCS 1900 และได้มีการเปลี่ยนแปลงคำย่อของ GSM เป็น Global System for Mobile

1. ความหมาย
GSM (Global System for Mobile Communications) คือ มาตรฐานโทรศัพท์เคลื่อนที่จัดทำโดยกลุ่มประเทศยุโรปตะวันตก เป็นระบบที่ได้รับความเชื่อถือจากประเทศต่าง ๆ ทั่วโลก

วิวัฒนาการระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ในประเทศไทย

System Overview

2. หลักการทำงานเครื่องโทรศัพท์
1. การเลือกเซลล์ที่จะติดต่อ
เมื่อเครื่องโทรศัพท์ที่ได้รับข้อมูล จากสถานีฐานต่าง ๆ แล้ว เครื่องโทรศัพท์ก็จะตัดสินใจว่าจะติดต่อกับสถานีฐานใดจึงจะเหมาะสมที่สุด
2. การซิงโครไนซ์
การที่เครื่องโทรศัพท์จะซิงโครไนซ์ การทำงานให้เข้ากับสถานีฐานได้
เครื่องโทรศัพท์จะต้องปรับความถี่ของคลื่นพาห์ให้เข้ากับสถานีฐานก่อน
3. การใช้ช่องสัญญาณแบบเรนดอม
ในการติดต่อครั้งแรกของเครื่องโทรศัพท์ไปที่สถานีฐานแต่ละครั้ง จะมีปัญหาอย่างหนึ่งให้พิจารณา คือ จังหวะการเข้าใช้ช่องสัญญาณของเครื่องโทรศัพท์ในไทม์สล็อต
4. การระบุตำแหน่งพื้นที่
เนื่องจากการใช้งานโทรศัพท์เคลื่อนที่มักจะมีการเปลี่ยนตำแหน่งเรื่อย ๆ ดังนั้นการค้นหาตำแหน่งของเครื่องโทรศัพท์จึงเป็นเรื่องที่สำคัญอย่างมาก
โครงสร้างและองค์ประกอบ
1.เครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ (MS)
2.ส่วนของสถานีฐาน (BSS)
3.ระบบเน็ตเวิร์กและสวิตช์ชิง (NSS)
4.ระบบปฏิบัติการ (OSS)


เครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่
The Mobile Station (MS) คือเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่ผู้ใช้บริการใช้ในการโทรออกหรือรับสายเรียกเข้า
ภายในโทรศัพท์ประกอบด้วย 2 ส่วน
© Mobile equipment (ME)
© Subscriber identity module (SIM)

ส่วนของสถานีฐาน
Base Station Subsystem (BSS)
ประกอบด้วย 2 ส่วนหลัก คือ
ªBase Transceiver Station (BTS)
ªBase Station Controller (BSC)
ระบบปฏิบัติการ
Operation Subsystem
ระบบนี้จะประกอบด้วย Operation and Maintainance Centre (OMC)
ซึ่งมีหน้าที่ หลักในการดูแลจัดการเรื่องการปฏิบัติการของระบบโดยรวม
ปัญหาอุปกรณ์ที่อาจเกิดการเสียหาย การปรับตั้งค่าต่างๆภายในระบบ
โครงสร้างของเบิรสต์ 5 ชนิด
W เบิรสต์ปกติ (Normal Burst)
W เบิรสต์ปรับแก้ความถี่ (Frequency Correction Burst)
W เบิรสต์สำหรับการซิงโครไนซ์ (Synchronization Burst)
W เบิรสต์แอกเซส (Access Burst)
W เบิรสต์ดัมมี (Dummy Burst)

3. ส่วนประกอบของระบบเทคโนโลยี ทั้ง 3 ระบบ มีดังนี้
1. เครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ (Mobile Station/Mobile Subscriber-MS) ทำหน้าที่แปลสัญญาณเสียงเป็นสัญญาณดิจิตอล ก่อนเชื่อมต่อกับระบบสถานีฐาน
2. ระบบสถานีฐาน (Base Station Subsystem) แบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ - สถานีฐาน (Base Tranceiver Station-BTS)ทำหน้าที่รับส่งสัญญาณกับเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ - ส่วนควบคุมสถานีฐาน (Base Station Controller-BSC) ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของสถานีฐาน ทำหน้าที่คล้ายชุมสายย่อยของระบบ3. ชุมสายโทรศัพท์เคลื่อนที่ (Mobile Services Switching Center-MSC) ทำหน้าที่ตัดต่อจุดเชื่อมต่อสัญญาณเข้าออกชุมสาย,ควบคุมการสื่อสาร,ส่งข้อมูลเชื่อมต่อกับชุมสายอื่น,เก็บข้อมูลการใช้บริการ และควบคุมการย้ายข้ามเซลล์ 4. หน่วยเก็บข้อมูลท้องถิ่น หรือฐานข้อมูลผู้ใช้บริการท้องถิ่น (Visiting Location Register-VLR) ทำหน้าที่เป็นฐานข้อมูล เพื่อเก็บข้อมูลชั่วคราวของเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ ที่ใช้บริการข้ามเขตต่างชุมสาย รวมทั้งบอกตำแหน่งปัจจุบันของเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ VLR เป็นส่วนหนึ่งของ MSC เพราะเป็นการทำงานที่เกี่ยวเนื่องกัน5. หน่วยเก็บข้อมูลหลักของผู้ใช้บริการ หรือฐานข้อมูลหลักของผู้ใช้บริการ (Home Location Register- HLR) ทำหน้าที่เป็นฐานข้อมูล เก็บข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ เช่น บริการที่ใช้, ขอบเขต การใช้งาน, ตำแหน่งปัจจุบัน ฯลฯ 6. ศูนย์ตรวจสอบการใช้งานหรือศูนย์ตรวจสอบพารามิเตอร์ต่าง ๆ (Authentication Center-AuC) ทำหน้าที่ตรวจสอบความถูกต้องของโทรศัพท์ ป้องกันการจูน 7. หน่วยเก็บข้อมูลเลขหมายประจำเครื่อง (Equipment Identity Register-EIR) ทำหน้าที่เป็นฐานข้อมูลโดยทำการระบุเลขหมายโทรศัพท์เคลื่อนที่ถาวร 8. ศูนย์ควบคุมระบบโครงข่าย (Operation and Maintenance Center-OMC) ทำหน้าที่ควบคุมและบริหารการทำงานของระบบโครงข่ายโดยรวม

4. ประเภทของสัญญาณ
ประเภทของสัญญาณแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ คือ
1.ช่องสัญญาณกราฟฟิก(Traffic Channel)
เป็นช่องสัญญาณที่มีไว้สำหรับให้บริการรับส่งข้อมูลของผู้ช้โทรศัพท์
2.ช่องสัญญาณซิกแนลลิง (Signaling Channel)
เป็นช่องสัญญาณที่มีไว้ใช้ในการรับส่งสัญญาณซิกแนลลิงระหว่างเครื่องโทรศัพท์และสถานีฐาน

5. มาตรฐานที่ใช้
ดิจิตอล กับ แอนาลอก
เหตุผลที่กลุ่มวิจัยของ GSM ได้เลือกเทคโนโลยีดิจิตอลพัฒนาระบบ GSM
1.ระบบดิจิตอลสามารถใช้ประโยชน์จากสเปกตรัมที่มีอยู่อย่างจำกัดได้ดีกว่าแอนาลอก
2.สัญญาณจากโทรศัพท์เคลื่อนที่แบบดิจิตอลยังไม่สามารถนำมาติดต่อกับโทรศัพท์บ้านปกติได้
3.เวลานั้นได้มีการคาดการว่าอนาคตระบบ ISDN กำลังมีการใช้งานอย่างแพร่หลายมาก
4.ระบบดิจิตอลสามารถสร้างระบบป้องกันต่าง ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพมาก

6. การใช้งาน/ค่าบริการ
ในช่วงโครงการนำร่อง การให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ระบบ GSM 1900 MHz ลูกค้าไม่ต้องเสียค่าใช้จ่าย เพียงชำระค่าลงทะเบียนรวมภาษีมูลค่าเพิ่มเป็นเงิน 107 บาท ลูกค้าจะสามารถเชื่อมเข้าบริการโครงข่ายของ AIS ได้ฟรี ตามจำนวนนาทีที่ Thai Mobile ได้กำหนดไว้ในแต่ละเดือน หากเกินกว่าที่กำหนดไว้ ลูกค้าจะไม่สามารถใช้บริการโครงข่ายของ AIS ได้อีกในเดือนนั้นๆ หลังจากช่วงโครงการนำร่อง Thai Mobile จะมีข้อเสนอทางด้านราคาที่ชัดแจนแก่ผู้ใช้บริการทั่วไป ซึ่งจะประกอบด้วยการคิดค่าบริการหรือข้อเสนอโปรโมชั่นพิเศษ เป็นต้น

7. ความน่าสนใจ

ซิมการ์ด (SIM card) ย่อมาจาก Subscriber Indentity Module เป็นอุปกรณ์ซึ่งใส่ในเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ เพื่อให้เครื่องสามารถติดต่อกับเครือข่ายได้
หน้าที่ของซิมการ์ด
1.ไม่ได้เก็บหมายเลขเครื่องโทรศัพท์ของเรา แต่เก็บหมายเลข IMSI (Internation Mobile Subscriber Indentity) ซึ่งเป็นหมายเลขที่ไม่ซ้ำกับ SIM อื่น ๆ ทั่วโลก หมายเลขนี้จะผูกกับหมายเลขโทรศัพท์ของเจ้าของ SIM โดยมีฐานข้อมูลเก็บที่ HLR (HLR เป็นเสมือนที่เก็บข้อมูล)
เมื่อผู้ให้บริการได้รับหมายเลข IMSI จำนวนหนึ่ง ก็จะนำหมายเลขนี้ไปผูกกับหมายเลขเครื่องโทรศัพท์โดยเก็บที่ HLR แล้วก็สร้างซิมการ์ดออกขาย ให้เราได้เห็นเป็นเบอร์ ๆ ที่ต้องทำแบบนี้เพื่อสร้างระบบป้องกันการ copy SIM เมื่อ SIM หายหรือทำลายตัวเองลง ท่านยังสามารถติดต่อกับ call center เพื่อให้ call center ดึงข้อมูลจาก HLR เพื่อนำมาสร้างซิมการ์ดใบใหม่ให้ ทำให้ใช้เบอร์เดิมได้
2.เก็บรหัสที่ใช้ป้องกันการปลอมแปลง SIM ซึ่งก็คือค่า Ki โดยค่านี้ไม่มีทางอ่านออกมาได้จาก SIM
3.เก็บข้อมูลสำคัญของผู้ให้บริการเครือข่าย เช่น ย่านความถี่ใช้งาน,application เสริม
4.เก็บข้อมูลส่วนตัวของเราได้ เช่น phone book
5.เก็บรหัสล๊อค SIM คือ PIN และ PUK
PIN ย่อมาจาก Personal Indentification Number เป็นรหัส 4-8 หลัก ใช้ป้องกันผู้อื่นมาใช้งาน SIM โดยไม่ได้รับอนุญาต(สำหรับเครื่องใครที่มีรหัส LOCK เครื่องได้ PIN เป็นคนละรหัสที่ใช้ LOCK เครื่องโทรศัพท์)
หากกดผิดเกิน 3 ครั้ง SIM จะ LOCK ตัวเอง ต้องใช้รหัส PUK
Note เรากดผิด 2 ครั้ง ปิดเครื่อง แล้วเปิดมากดใหม่ เครื่องจะนับ 1 ใหม่
PUK ย่อมาจาก PIN Unlock Key เป็นรหัส 8 หลัก ที่ใช้ปลด LOCK SIM โดยปัจจุบันทางผู้ให้บริการเครือข่าย ไม่ส่งรหัสนี้ให้ลูกค้าเก็บไว้ หากลูกค้าต้องการทราบ ให้ติดต่อไปที่ call center ของแต่ละผู้ให้บริการ
คราวนี้ กด PUK ผิด 10 ครั้ง SIM จะทำลายตัวเอง ไม่สามารถใช้งานได้อีก ข้อมูลตาง ๆจะหายหมด ทั้ง phone book และข้อมูลของผู้ให้บริการ
Note คราวนี้ เราปิดเครื่องแล้วเปิดมากดใหม่ มันนับครั้งต่อไปได้ ไม่นับกลับมาที่ค่าเริ่มต้น

8. ข้อมูลอื่นที่น่าสนใจ
บริษัท แอดวานซ์ อินโฟร์ เซอร์วิส จำกัด (มหาชน) หรือ AIS มีบริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM (Global System for Mobile Communication) ระบบ
ความถี่ 900 เมกกะเฮิตรซ์ ซึ่งแบ่งออกเป็นแบบชำระค่าบริการต่อเดือน (Postpaid) ภายใต้เครื่องหมายการค้า GSM Advance กับแบบโทรศัพท์พร้อมใช้ (Prepaid) ภายใต้เครื่องหมายการค้า One-2-Call และระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ 1800 เมกกะเฮิตรซ์ ซึ่งมีแต่แบบชำระค่าบริการต่อเดือนภายใต้เครื่องหมายการค้า GSM1800 นอกจากนั้น AIS ยังเป็นผู้นำทางด้านเทคโนโลยีการสื่อสารข้อมูล โดยมีการเปิดให้บริการ GPRS (Generic Packet Radio Service) ในกรุงเทพมหานครและเมืองใหญ่ ๆ, บริการ MMS (Multimedia Messaging Service) และบริการ TV on Mobile เป็นการตอกย้ำจุดยืนความเป็นผู้นำทางด้านเทคโนโลยีอย่างชัดเจน นอกจากนี้ AIS ยังมีการให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่แบบอนาล็อคระบบ NMT (Nordic Mobile Telephone) ความถี่ 900 เมกกะเฮิตรซ์ ภายใต้เครื่องหมายการค้า Cellular 900 แต่ปัจจุบัน บริษัทฯ มีนโยบายลดจำนวนผู้ใช้บริการในกลุ่มนี้ลง โดยส่งเสริมให้มีการโอนเลขหมายไปเป็นลูกค้าโทรศัพท์เคลื่อนที่ระบบ GSM ของตนเองแทน

9. สรุป
นักวิเคราะห์ทางด้านธุรกิจศึกษาพฤติกรรมของผู้ใช้เทคโนโลยีในปัจจุบันและดูแนวโน้มพบว่า ภายในปี 2004 การเรียกเข้าสู่รายการย่อยของการดำเนินการทางธุรกิจต่าง ๆ ที่มีการรับส่งกันบนเครือข่ายจะมีการเรียกผ่านระบบมือถือถึงกว่า 40 เปอร์เซ็นต์ และเปอร์เซ็นต์ส่วนนี้จะมีอัตราเพิ่มขึ้นอีก เหตุผลที่สำคัญคือ ราคา ต่อการใช้งานจะถูกลง และมีการใช้งานที่คล่องตัวสะดวกกว่าการเรียกผ่านคอมพิวเตอร์ M-Commerce จะมีแนวโน้มที่สำคัญและทำให้การเรียกเข้าหา หรือทำธุรกิจบน E-Commerce หันมาใช้อุปกรณ์พกพาติดตามตัว
สำหรับในสหรัฐอเมริกาเองได้พัฒนาต้นแบบ E911 ซึ่งเป็นต้นแบบของการให้บริการข่าวสาร และการติดต่อผ่านระบบไร้สาย โดยมีพื้นที่การให้บริการรัศมี 100 เมตร นั่นหมายถึง เมื่อเราเดินทางเข้ามาในกรอบ พื้นที่บริการ อุปกรณ์มือถือเราจะติดต่อกับสถานีบริการนี้ได้ ดังนั้น ธนาคาร สถานที่ราชการ ห้างร้าน ตลอดจนหน่วยงานต่าง ๆ สามารถตั้งสถานีเบสครอบคลุมพื้นที่บริการของตนเองภายในรัศมี 100 เมตร ลูกค้าที่เข้ามาในบริเวณสามารถติดต่อเชื่อมโยงได้
E911 จึงเป็นหนทางที่จะทำให้การบริการะบบไร้สาย มีฐานการให้บริการได้อีกมาก
อนาคตกรอบการใช้งานระบบไร้สายจึงเป็นภาพที่ทำให้บริการอีกมากมายเกิดขึ้นได้ และไม่ว่าเราจะอยู่ที่ใดบนพื้นโลกก็จะเข้าถึงแหล่งข้อมูลข่าวสารได้ไม่น้อยกว่าที่เรานั่งอยู่บนหน้าจอคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน

10. เอกสารอ้างอิง
1. Upkar Varshney, "Recent Advance in Wireless Networking" IEEE Computer Magazine, Vol.33, No.6, June 2000.
2. William Sweet, "Cell phones Answer internet's call" IEEE Spectrum, Vol. 37, No. 8, August, 2000.