<GSM>     <GPRS>:<EDGE>      <WCDMA>

ระบบ GSM

การพัฒนามาตรฐานระบบ Digital Cellular GSM สู่ความเป็นสากล

เนื่องจากในแต่ละประเทศ เลือกระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ใช้งานภายในประเทศของตนเองโดยใช้ระบบที่แตกต่างกัน จึงไม่สามารถนำโทรศัพท์เคลื่อนที่จากประเทศหนึ่ง ไปใช้งานในประเทศอื่นๆ ได้ ทั้งมีข้อจำกัดในเรื่องของความถี่ที่แตกต่างกัน จึงมีแนวความคิดที่จะสร้างมาตรฐานของระบบโทรศัพท์ที่สามารถนำไปใช้ในประเทศต่างๆ ได้อย่างอิสระ ทั้งไม่มีข้อจำกัดในเรื่องของความถี่ใช้งานที่แตกต่างกัน โดยเป็นระบบที่เป็นหนึ่งเดียว โดยเริ่มในปี 1982 โดย CEPT, (Conf'erence Europ'eenne des Administrations des Postes et des Te'le'communications) ได้ตัดสินใจตั้ง Groupe Spe'ciale Mobile เริ่มต้นเป็นแกนนำในการสร้างระบบ GSM โดยได้เริ่มพัฒนาสร้างมาตรฐานรวมสำหรับโครงข่ายในอนาคตของระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM ในกลุ่มประเทศ pan European

รูป แสดงกลุ่มประเทศยุโรปตะวันตก ที่ก่อตั้งระบบ GSM

• กำหนดให้ใช้ความถี่เดียวกันที่ย่าน 900MHz ช่วงของความถี่ 25MHz ทั้งย่านส่งและรับ โดยใช้ความถี่ย่านส่งที่ 890 - 915MHz และใช้ความถี่ย่านรับที่ 935 -960MHz ,มีความถี่ของย่านรับและย่านส่งห่างกัน 45MHz ,โดยแบ่งความถี่ย่านรับ และส่ง ออกเป็น channel no.1 -124 ความถี่แต่ละ channel ห่างกัน 200kHz
• ใช้วิธีการ TDMA techniques นอกจากระบบ GSM จะแบ่ง channel ไปในแกนของความถี่แล้ว ระบบ GSM ยังแบ่งความถี่ในแต่ละ channel ไปในแกนของเวลาได้อีก 8 timeslots รวมแล้วระบบ GSM มี channel ให้ใช้งานในระบบ ได้ถึง 124 frequency channels x 8 time slots = 992 digital channels,ในแต่ละช่วงในทุกๆ 8 time slots ถูกกำหนดให้ใช้งานสำหรับผู้ใช้แต่ละรายเรียกว่า TDMA frame และผู้ใช้ทั้งหมดของความถี่หนึ่งก็จะแบ่งกันใช้ TDMA frame ร่วมกันทั้ง 8 time slots ตัวอย่าง ถ้าเครื่องโทรศัพท์ GSM ของเรา ถูกกำหนดให้ใช้ time slots ที่ 1 เครื่องโทรศัพท์ของเราก็จะส่งเฉพาะใน time slots ที่ 1 เท่านั้น และอีก 7 time slots ที่เหลือก็จะอยู่ในสภาวะว่าง เพื่อให้ผู้ใช้รายอื่น ได้ใช้งานต่อไป ดังนั้นเมื่อถึงช่วงเวลาของ time slots ที่ 1เครื่องโทรศัพท์ของเราจะทำการส่งได้นั้นคือ Transmitter ON และเมื่อหมดเวลาของ time slots ที่ 1 ก็จะหยุดส่งนั้นคือ Transmitter OFF ช่วงเวลาของ Transmitter ON - OFF เราเรียกว่า burst timing, ช่วงเวลาของ burst timing ถูกกำหนดไว้เท่ากับ 577microsec ดังนั้นช่วงเวลา TDMA frame ของทั้ง 8 time slots ใช้เวลาเท่ากับ 577microsec x 8 time slots = 4.615ms *****แม้ว่าโครงสร้างของระบบ GSM แสดงถึงการเพิ่ม capacity ของระบบ มีคุณค่าควรที่จะจ่าย แต่ก็มีข้อเสียอยู่ว่า ถ้าเครื่องโทรศัพท์ GSM ของเราต้องทำการส่ง burst ทุกๆ 4.615ms ซึ่งเท่ากับความถี่ 216.6 Hz ( 1 / 4.615ms) ซึ่งอยู่ในย่านของสัญญาน Audio หรือ สัญญานเสียง ถ้านำเครื่องโทรศัพท์ GSM ไปใช้งานใกล้กับระบบ home stereo เสียงของความถี่ 216.6 Hz นี้จะได้ยินที่ลำโพงของระบบ home stereo ของคุณ ตรงนี้เป็นสิ่งที่น่ากังวลอย่างมากถ้ามันไปรบกวนต่ออุปกรณ์ electronic อื่นๆ ดังเช่น เครื่องช่วยฟัง, เครื่องกระตุ้นหัวใจ, หรืออุปกรณ์ควบคุมรถยนต์อัตโนมัติ เนื่องจากเครื่องโทรศัพท์ GSM ใช้กำลังส่งสูงถึง 33 dBm หรือ 2 W จึงไม่อาจมองข้ามผลกระทบนี้ได้, ผู้ผลิต GSM mobile บางรายแนะนำให้ใช้สายอากาศติดตั้งภายนอกรถยนต์ สำหรับรถยนต์าที่มีอุปกรณ์ electronic ควบคุมรถยนต์โดยอัตโนมัติ เพราะว่าถ้าใช้สายอากาศที่ติดกับเครื่องโทรศัพท์ GSM ใช้ภายในรถยนต์ สัญญานจากเครื่องโทรศัพท์ GSM อาจจะไป block หรือไป trigger อุปกรณ์ air bag หรือระบบสำคัญอื่นๆ ****** เราจึงควรต้องรับรู้และไม่ควรมองข้ามความปลอดภัยตรงนี้
• กำหนดให้มี บริการใหม่ๆ โดยเฉพาะการ roaming และ security ,การลด power consumption ลงได้เนื่องจากความได้เปรียบในระบบ digital และคุณสมบัติของอุปกรณ์ semiconductor ในเทคโนโลยีของ TDMA จึงทำให้ใช้พลังงาน battery น้อยลง และทำให้คุณภาพของเสียงดีขึ้น การกำหนดการให้บริการต่างๆ ในระบบ GSM จะแบ่งการให้บริการต่างๆ ตามคุณลักษณะการให้บริการดังต่อไปนี้ (1.) teleservices services (2.) bearer services (3) supplementary services โดยกำหนดการให้บริการ แบ่งเป็น GSM Phase 1 Services และ GSM Phase 2 Services

โครงสร้างของระบบ GSM (System Architecture)

รูป แสดงโครงสร้างโครงข่ายของระบบ GSM

• โครงสร้างของระบบ GSM ประกอบด้วยอุปกรณ์ดังต่อไปนี้

1. เครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM (Mobile Station Terminal Equipment, MS)
2. SIM Card (Subsriber Identity Module, SIM)
3. สถานีฐาน (Base Station or Base Transceiver Station, BTS)
4. ระบบควบคุมสถานีฐาน (Base Station Controller, BSC)
5. ชุมสาย Switching ต่อผ่าน (Gateway Mobile Services Switching Centers ,GMSC)
6. ระบบอำนวยการและการบำรุงรักษา (Operation and Maintenance Center, OMC)
7. ระบบลงทะเบียนผู้ใช้ภายในพื้นที่ (Home Location Register, HLR)
8. ระบบลงทะเบียนผู้ใช้นอกในพื้นที่ (Visitor Location Register, VLR)
9. ระบบศูนย์พิสูจน์ข้อมูล (Authentication, AC)
10. ระบบการลงทะเบียน ID ของอุปกรณ์เครื่องที่ GSM (Equipment Identity Register, EIR)

• รายละเอียดหน้าที่และหลักการทำงานของแต่ละอุปกรณ์มีดังต่อไปนี้
  1. เครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM (Mobile Station Terminal Equipment) ชนิดต่างๆ ของเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM จะแบ่งได้ตามลักษณะของ Power ที่ส่งออกอากาศ และลักษณะการใช้งาน ดังนี้ (1.1) เครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM ที่ติดตั้งใช้งานอย่างถาวร เช่นในรถยนต์ จะยอมให้มี RF output power ได้สูงถึง 20W (1.2) เครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSMแบบ Portable (bag phones) สามารถส่ง RF output power ได้สูงถึง 8W (1.3) ครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM มือถือ (Handheld) สามารถส่ง RF output power ได้สูงถึง 2W สำหรับโทรศัพท์เคลื่อนที่ใน generation ที่ 2 เริ่มออกตลาดตั้งแต่ปี 1993 ระบบ GSM สามารถทำรายได้ ได้อย่างมาก เพราะเครื่องโทรศัพท์เคลื่อน GSM แบบมือถือ (Handheld) มีขนาดเล็กลงมากกว่าระบบ analog ทำให้ระบบ GSM เป็นที่นิยมชมชอบ โดยเฉพาะตลาดในย่านของ Asian และ Pacific
  2. SIM Card (Subsriber Identity Module) SIM Card เป็นตัวจัดการที่ตัวโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM ด้วยการแสดงพิสูจน์และแสดงตัวตนของผู้ใช้งาน ถ้าปราศจาก SIM เครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ในระบบ GSM จะไม่สามารถใช้งานได้ นอกจาก emergency calls , SIM เป็น smart card และมีวงจรอิเล็กโทรนิคส์และ memory chip ติดตั้งอยู่อย่างถาวรในแผ่น พลาสติก ขนาดเท่ากับบัตรเครดิต จะต้องใส่ SIM Card ไปในช่องอ่าน (reader) ในเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM ทุกครั้งก่อนใช้งาน เพื่อทำ routine check สำหรับเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM ที่มีขนาดเล็กมากๆ SIM ขนาดเท่าบัตรเครดิตจะมีขนาดใหญ่ไป, จึงมี SIM รุ่นเล็กออกมาเรียกว่า plug-in SIM เพื่อใช้งานกับเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM ที่มีขนาดเล็กมากๆ
  parameters ต่างๆ ของเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM จะถูกเก็บไว้ใน SIM card รวมถึงข้อมูลในการใช้งานเครื่องโทรศัพท์ ดังเช่น เลขหมายโทรศัพท์ของผู้ใช้, SIM card จะพิสูจน์และยืนยันเครื่องโทรศัพท์ไปยังโครงข่าย GSM ดังนั้น SIM card อันหนึ่งแสดงถึงโทรศัพท์ GSM ส่วนบุคคลเครื่องหนึ่ง มันเป็นไปได้ที่เราจะเดินทางไปต่างประเทศได้โดยนำ SIM card ติดตัวไปเพียงอันเดียว และไปเช่าเครื่องโทรศัพท์ GSM ยังต่างประเทศ และใช้เครื่องโทรศัพท์ GSM โดยใส่ SIM card ที่เรานำติดตัวไป เท่านี้ก็เสมือนเรานำเครื่องโทรศัพท์ GSM ติดตัวไปด้วย ทุกครั้งที่เราใช้เครื่องโทรศัพท์ GSM โทรออก ไม่ว่าจะอยู่ประเทศใดก็ตาม บิลค่าโทรศัพท์ก็จะคิดจากเบอร์โทรศัพท์ของเรา ***( อัตราค่าโทรศัพท์ ที่นำเลขหมายของเราไปใช้ยังประเทศต่างๆ นั้น อาจมีอัตราในแต่ละประเทศไม่เท่ากัน ขึ้นอยู่กับเจ้าของโครงข่าย GSM ในแต่ละประเทศได้ตกลงเอาไว้ในอัตราเท่าไหร่ ท่านสามารถตรวจสอบอัตราต่างๆ เหล่านี้ได้ที่เจ้าของโครงข่าย GSM ที่ท่านได้ขึ้นทะเบียนเลขหมายของท่านอยู่)***
  Short messages ต่างๆ ที่รับมาจากโครงข่าย GSM จะถูกเก็บไว้ใน SIM card ซึ่งในปัจจุบันนี้ SIM card เป็นหน่วยความจำที่มีขนาดใหญ่มาก และเป็น microprocessors ที่ดี จะทำให้ SIM card สามารถนำไปใช้ให้บริการต่างๆ ได้มาก และมีคุณประโยชน์ได้มากขึ้นในอนาคต ดังเช่น credit และ service card เป็นต้น
  ระบบการป้องกัน SIM card ถ้ามีบุคคลอื่นนำ SIM card ของเราไปใช้งาน ,SIM card จะมีระบบความปลอดภัยสร้างขึ้นไว้ภายใน ก่อนบุคคลอื่นจะสามารถใช้เครื่องโทรศัพท์ได้,การป้องกันโดยเราจะต้องใส่รหัสส่วนตัว 4 หลัก ที่เรียกว่า personal identification number (PIN) ,PIN จะถูกเก็บไว้ใน SIM card ถ้ามีการใส่ PIN code ผิด 3 ครั้งต่อเนื่องกัน SIM card จะ blocks ตัวมันเอง และจะเลิก blocks ให้สามารถใช้งานได้อีกครั้งถ้าใส่รหัส 8 หลัก ที่เรียกว่า personal unblocking key (PUK) ซึ่งถูกเก็บไว้ใน SIM card อีกเช่นกัน

3. สถานีฐาน (Base Station or Base Transceiver Station) สิ่งที่ทำงานคู่กับเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM ภายในโครงข่ายของระบบ cellular คือสถานีฐานซึ่งถูกเรียกว่า base transceiver station (BTS) ,BTS จะเป็นตัวเชื่อมต่อระหว่างเครื่องโทรศัพท์ GSM ไปโครงข่าย โดยปกติตำแหน่งของ BTS จะอยู่ตรงจุดศูนย์กลางของ cell size ,BTS 1 สถานี จะมี 1 -16 Transceivers แยกกันแต่ละ RF channel ,ความฉลาดบางอย่างที่มีสามารถในการตัดสินใจ ที่มีอยู่ในระบบ analog base stations และ host network ดังเช่น การวัดใน radio channels เพื่อหาจุดสำหรับ handover ,ในสถานีฐาน BTS ของระบบ GSM จะโยนหน้าที่นี้ไปให้ตัวเครื่องโทรศัพท์ GSM จึงทำให้ลดหน้าที่เล็กๆ น้อยๆ ลงไป ทำให้โครงสร้าง GSM ถูกกว่าระบบ analog หลักการนี้มีดังนี้ ในโครงข่ายของ cellular จะทำการวัดสัญญาณความแรงของ cell size ที่ใช้งานอยู่ กับ cell size ข้างเคียง เมื่อสัญญาณจาก cell ที่ใช้งานอยู่อ่อนกว่า cell size ข้างเคียง ก็ทำการโอนไปใช้ยัง cell size ข้างเคียงที่มีสัญญาณแรงกว่า การโอนเปลี่ยน cell size ขณะใช้งานนี้ในระบบ analog เรียกว่า handoff ส่วนในระบบ GSM เรียกว่า handover ซึ่งมีหลักการทำงานที่แตกต่างกันดังนี้
ในระบบ analog สถานีฐานจะทำการวัด power level ของเครื่องโทรศัพท์ระหว่างใช้งาน เมื่อคุณภาพของสัญญาณต่ำลงเนื่องจากระยะทาง สถานีฐานก็ทำการสั่งให้เครื่องโทรศัพท์จับสัญญาณจาก cell size ข้างเคียงแล้วทำการวัด power level จากเครื่องโทรศัพท์รายงานไปยังโครงข่าย ถ้า power level ของcell size ไหนแรงกว่าแสดงว่าเครื่องโทรศัพท์อยู่ใกล้ cell size นั้น โครงข่ายก็จะตัดสินใจให้ไปใช้ channel ความถี่ของ cell size ใหม่ และสั่งให้เครื่องโทรศัพท์ tune ความถี่ไปยังความถี่ของ cell size ใหม่ใช้สนสนาต่อไป จะเห็นได้ว่าเครื่องโทรศัพท์จะเป็นลักษณะในการรับคำสั่งอย่างเดียวในกระบวนการ handoff การวัดและการทำงานกระบวนการตัดสินใจจะทำที่ตัว สถานีฐานและโครงข่ายทั้งสิ้น
ในระบบ GSM การ handover มีลักษณะการทำงานที่แตกต่างกันคือ ในระบบ GSM เครื่องโทรศัพท์ GSM จะต้องทำการวัด power level ของ cell size ข้างเคียงอย่างต่อเนื่อง วิธีการนี้สถานีฐาน (BTS) จะให้เครื่องโทรศัพท์ GSM ทำรายงานผลการวัด power level ของ channel ที่ใช้งานและ power level ของ cell size ข้างเคียงอย่างต่อเนื่อง และรายงานผลการวัดส่งกลับไปให้สถานีฐาน (BTS) ในรูปของรายงานผลการวัด (measurement report) เป็นระยะๆ ,ที่ตัวสถานีฐานเองก็ทำการวัดคุณภาพสัญญาณของ power level ของเครื่องโทรศัพท์ GSM ที่ติดต่อมายังสถานีฐานด้วยอีกทางหนึ่ง ถ้าผลของการวัดแสดงถึงความจำเป็นในการ handover, ดังนั้นก็สามารถปฏิบัติการการได้เลยโดยไม่ชักช้า ความเหมาะสมในการ handover สถานีฐานจะรู้อยู่แล้ว โดยจุด thresholds สำหรับการ handover สามารถปรับให้สอดคล้องกับสภาพแวดล้อมและเงื่อนไขการทำงานที่เปลี่ยนไปได้
จากการลดภาระของสถานีฐาน (BTS) ในระบบ analog ที่ต้องสั่งการและประมวลผลให้กับเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ทุกเครื่องในระบบอยู่ฝ่ายเดียวตลอดเวลา ทำให้โครงสร้างของโครงข่าย GSM มีราคาถูกกว่าโครงข่ายของระบบ analog เป็นผลให้ประเทศต่างๆ หันมาติดตั้งระบบ digital cellular แทนระบบ analog เดิมเช่น AMPS, NMT, TACS เพิ่มมากขึ้น
การติดต่อระหว่างตัวเครื่องโทรศัพท์ GSM กับ สถานีฐาน (BTS) ใช้การเชื่อมต่อแบบผ่านอากาศ หรือ Radio Interface (Um)

4. ระบบควบคุมสถานีฐาน (Base Station Controller,BSC) BSC ทำหน้าที่ monitor และควบคุมสถานีฐาน ซึ่ง 1 BSC อาจควบคุมสถานีฐานได้ 10 หรือ 100 สถานี แล้วแต่การออกแบบระบบ งานของ BSC คือการจัดการความถี่และการควบคุมสถานีฐาน และจัดการ functions ต่างๆ จากชุมสาย
การติดต่อระหว่างสถานีฐาน (BTS) กับ ระบบควบคุมสถานีฐาน (BSC) จะเชื่อมโยงผ่าน Abis โดยทาง 2.048-Mb,PCM-30 link (32 slots X 64kbps = 2.048-Mb) fixed-line standard
5.ชุมสาย Switching ต่อผ่าน (Gateway Mobile Services Switching Centers ,GMSC) GMSC เป็นตัวเชื่อมโครงข่าย GSM ไปยัง PSTN, GMSC ทำงานในลักษณะของชุมสาย โดยทำหน้าที่บริการผู้ใช้ที่ทำการลงทะเบียนทั้งหมดในระบบให้สามารถเรียกจาก fixed network ผ่านทาง BSC และ BTS ไปยังเครื่องโทรศัพท์ GSM ในแต่ละเครื่องได้ หรือเรียกในทางกลับกันไปยัง PSTN ได้, GMSC ยังทำหน้าที่จัดการโครงข่ายสำหรับข้อมูลจำเพาะของเครื่องโทรศัพท์ GSM แต่ละเครื่องอีกด้วย จำนวนของ GMSC ขึ้นอยู่กับขนาดของโครงข่าย และปริมาณการดำเนินการเชื่อมโยงไปยัง fixed network ในแต่ละคู่สายของ GMSC ถ้า traffic ภายในโครงข่าย cellular ต้องการความสามารถของ GMSC มากกว่า 1 GMSC ก็สามารถเพิ่มชุมสาย Switching (Mobile Services Switching Centers ,MSC) ให้ทำงานร่วมกับ GMSC โดยไม่ต้องเชื่อมต่อกับ fixed network ความสามารถของ GMSC และ MSC จะเหมือนกัน แต่จะแตกต่างกันตรงที่ MSC ไม่ต้องเชื่อมต่อกับ home location register (HLR)
การติดต่อระหว่างระบบควบคุมสถานีฐาน (BSC) กับ ชุมสาย Switching (GMSC หรือ MSC) จะเชื่อมโยงผ่าน A-interface โดยทาง 2.048-Mb,PCM-30 link (CCITT G.703,ISDN standard, 32 slots X 64kbps = 2.048-Mb) fixed-line standard ระบบ switching ของ GSM PLMN เป็นลักษณะของ CCITT SSN7 protocol

6. ระบบอำนวยการและการบำรุงรักษา (Operation and Maintenance Center, OMC) OMC จะติดต่อทั้งชุมสาย switching (GMSC,MSC) และระบบควบคุมสถานีฐาน (BSC) โดยทำหน้าที่คอยจับ error message ที่เข้ามายังโครงข่าย และควบคุม traffic load ของ BSC และ BTS , โดย OMC จะติดต่อไปยัง BTS ผ่านทาง BSC และทำการดำเนินการตรวจเช็กส่วนต่างๆ ของระบบ เพื่อควบคุมคุณภาพของระบบให้ดีอยู่ตลอดเวลา
7. ระบบลงทะเบียนผู้ใช้ภายในพื้นที่ (Home Location Register, HLR) HLR จะเป็นระบบฐานข้อมูล ทำหน้าที่เก็บข้อมูล ID และ ข้อมูลของผู้ใช้ทุกคนซึ่งอยู่ในพื้นที่ของ GMSC นั้นๆ , ข้อมูลต่างๆ จะถูกเก็บไว้อย่างถาวร ดังเช่นข้อมูลของ international mobile subscriber number (IMSI) ของผู้ใช้แต่ละคน , ข้อมูลของเลขหมายโทรศัพท์ของผู้ใช้แต่ละคน, ข้อมูล authentication key, ข้อมูลการยอมให้มีการใช้บริการเสริมต่างๆ ของลูกค้า, และข้อมูลชั่วคราวต่างๆ,ข้อมูลชั่วคราวต่างๆ ประกอบด้วย (1) ที่อยู่ของผู้ใช้ต่างพื้นที่ที่ขอเข้ามาลงทะเบียนใช้งาน visitor location register (VLR) ซึ่งจะต้องเขาไปจัดการให้เครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่เข้ามาขอลงทะเบียนให้สามารถใช้งานได้ (2) เลขหมายที่ขอให้มีการเรียก call forwarding และ (3) บาง parameters สำหรับ authentication และ ciphering
IMSI จะถูกเก็บไว้อย่างถาวรใน SIM card , IMSI จะเป็นส่วนที่สำคัญอย่างมากของข่าวสารที่ใช้เป็นหลักฐานข้อมูลของ subscriber ภายในระบบ GSM รหัสตัวเลขของ IMSI จะมีรูปแบบดังนี้ 262 02 454 275 1010 ความหมายของรหัสอธิบายได้ดังนี้ รหัส 3 หลักแรกแสดง mobile country code (MCC) และรหัส 2 หลักต่อไปแสดง mobile network code (MNC) และรหัส 10 หลักสุดท้ายที่เหลือแสดง mobile subscriber identification number (MSIC) จากข้อมูลดังกล่าวเราสามารถแปลรหัสข้อมูลได้ดังนี้ หลักฐานของ subscriber นี้เป็นของประเทศเยอรมัน (MCC=262) บิลเรียกเก็บค่าบริการประจำเดือนจะต้องจ่ายให้กับเจ้าของโครงข่ายคือ บริษัท D2 privat (MNC=02) รหัสตัวเลขแสดงเลขหมายของ SIM คือ (MSIC) 454 275 1010 , ตัวเลขรหัสที่ทำการเรียกจากโครงข่ายสาธารณะไปยังเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM จะแตกต่างจาก IMSI และจะต้องเริ่มต้นด้วย area code เช่น 0127 และตามด้วยเลขหมายโทรศัพท์ 7 หลัก โดยหลักแรกของเลขหมายโทรศัพท์แสดงความกี่ยวข้องกับ HLR จำนวนของหลักที่ใช้ขึ้นอยู่กับขนาดของโครงข่ายและจำนวนของ HLRs ในโครงข่าย, IMSI มุ่งหมายให้ใช้เฉพาะภายในโครงข่าย
8. ระบบลงทะเบียนผู้ใช้นอกในพื้นที่ (Visitor Location Register, VLR) VLR ทำหน้าที่บรรจุข้อมูลที่ที่เกี่ยวข้องกับเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM ทุกเครื่องที่เข้ามา serving ภายในพื้นที่ของ (G)MSC ข้อมูลที่จัดเก็บจะมีการจัดเก็บอยู่ 2 แบบคือ (1) การจัดเก็บข้อมูลอย่างถาวร โดยจะมีข้อมูลเหมือนกับข้อมูลใน HLR, (2) การจัดเก็บข้อมูลอย่างชั่วคราว ซึ่งข้อมูลที่จัดเก็บอย่างชั่วคราวจะแตกต่างกันกับข้อมูลใน HLR ตัวอย่าง VLR จะบรรจุ temporary mobile subscriber identity (TMSI) ซึ่งจะใช้เพื่อจำกัดช่วงเวลาในการส่ง IMSI ผ่านทาง air interface และทำหน้าที่แทนด้วย TMSI สำหรับหน้าที่ของ IMSI serves , VLR ทำหน้าที่ให้ข้อมูลรองรับการทำงานของ (G)MSC ระหว่างทำการเรียกและพิสูจน์ข้อมูล (call establishment and authentication procedure) ดังนั้นมันจึงต้องมีข้อมูลจำเพาะของ subscriber ที่เข้ามาขอใช้บริการภายในพื้นที่ของ (G)MSC ส่งให้ (G)MSC ทราบ, พื้นที่เก็บข้อมูลของ subscriber ใน VLR จะเหมือนกับใน HLR เพื่อลด traffic ของข้อมูล ใน HLR เพราะว่าไม่จำเป็นต้องถามเพื่อเอาข้อมูลอยู่ตลอดเวลามันต้องการเท่าที่จำเป็น อีกเหตุผลหนึ่งสำหรับการเก็บข้อมูลในส่วนที่เหมือนกันในพื้นที่ของ HLR และ VLR นั้น เป็นความมุ่งหมายในการ serves ที่แตกต่างกัน ,HLR จะต้องมีการจัดการข้อมูลของ subscriber ไปให้ GMSC เมื่อมีการเรียกมาจาก public network , ส่วน VLR จะอีกกรณีหนึ่งที่ serves ใน function ที่ตรงกันข้ามกันกับ HLR โดยจัดการข้อมูลของข้อมูล subscriber ไปให้ (G)MSC เมื่อมีการเรียกมาจากเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM (เช่น ระหว่าง authentication) ถ้าเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM กลับมาอยู่ในพื้นที่ของ (G)MSC ของตัวมัน มันยังคงใช้หลักการนี้และยังใช้บริการข้อมูลจากทั้ง HLR และ VLR อยู่ แม้ว่าข้อมูลในส่วน VLR จะดูเสมือนซ้ำซ้อน แต่มันก็น่าเชื่อถือและง่ายที่จะปฏิบัติอย่างเข้าใจ
9. ระบบศูนย์พิสูจน์ข้อมูล (Authentication, AC) AC จะทำงานสัมพันธ์กับ HLR มันจะจัดการข้อมูลจาก HLR ด้วย set ที่แตกต่างกันของ parameters เพื่อการพิสูจน์ข้อมูลที่สมบูรณ์ของเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM, AC จะต้องรู้ความจริงซึ่ง algorithm ที่มีใช้เพื่อข้อมูลจำเพาะของ subscriber ในลำดับที่จะทำการคำนวณค่า input และ ออกผลที่ต้องการ เนื่องจากทุก algorithms สำหรับปฏิบัติการพิสูจน์ข้อมูลถูกเก็บไว้ภายใน AC ดังนั้นจึงต้องมีการป้องกันการนำไปใช้โดยไม่ถูกต้องอีกชั้นหนึ่ง, SIM card ที่ออกมาในพื้นที่ถูกกำหนดให้ AC ใช้ algorithms เดียวกันสำหรับให้ AC ทำการพิสูจน์ข้อมูล ถ้า AC จัดการ parameter ของ input และ output สำหรับ algorithms นี้โดยข้อมูลใน HLR หรือ VLR ข้อมูลในระบบการลงทะเบียนทั้งสองก็ต้องสามารถพิสูจน์ข้อมูลของเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM ได้

10. ระบบการลงทะเบียน ID ของอุปกรณ์เครื่องที่ GSM (Equipment Identity Register, EIR) EIR เป็น option นั้นคือ ขึ้นอยู่กับการใช้งานของผู้ดำเนินการโครงข่าย อุปกรณ์ของ EIR เป็นความสัมพันธ์ในลักษณะของความปลอดภัยในระบบ GSM, ภายใน EIR เราจะพบ serial number ของอุปกรณ์เครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM ทั้งหมดในระบบ , international mobile equipment identity (IMEI) ไม่ได้เป็นเฉพาะ serial number แต่ยังแสดงโรงงานผู้ผลิต ประเทศผู้ผลิต และการรับรองรุ่น , ความคิดที่จะ check หลักฐานการลงทะเบียนหรือการ call setup ของเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM เครื่องใดๆ ได้ขึ้นอยู่กับ IMEI ของตัวมัน เป็นการรับรองหรือ การ access เครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM ไปในระบบ

เทคโนโลยีGPRS

( General Packet Radio Service )

หลังจากที่วงการโทรศัพท์เคลื่อนที่ได้มีการพัฒนาด้านการสื่อสารข้อมูลผ่านโทรศัพท์มือถือและ None Voice Application อย่างต่อเนื่องเพื่อให้สามารถสื่อสารได้ทุกรูปแบบอย่างไร้ขีดจำกัดในระหว่างเคลื่อนที่ ไม่ว่าจะเป็นการสื่อสารด้วยเสียงหรือข้อมูล ดั้งนั้นผู้ให้บริการเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่จึงได้พัฒนาและนำเทคโนโลยีอย่างที่เห็นกันทุกวันนี้อย่างเป็นขั้นเป็นตอน เช่น
1. Short Message Service(SMS)
- การใช้เทคโนโลยี SMS หรือการส่งข้อความที่กำลังได้รับความนิยมกันทั่วไปมากขึ้นทุกวันในบ้านเราขณะนี้
- Sim Tool Kit โดยใช้ Sim Card ที่ทางผู้ให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ได้พัฒนาและเพิ่มเติมบริการไว้ให้ใช้งานและบริการต่าง ๆ ง่ายมากยิ่งขึ้น
2. Circuit Switched Data (CSD)
- WAP หรือ Wireless Application Protocol ที่สามารถ Connect กับโลกของข่าวสารข้อมูลกับ Wap Site ต่าง ๆ ได้ทั่วโลกแม้กระทั้งในรูปแบบของ Wireless Internet

แต่อย่างไรก็ตามทางผู้ให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ก็ยังเล็งเห็นว่า การโอนถ่ายสื่อสารข้อมูลของโทรศัพท์มือถือเคลื่อนที่ยังมีข้อจำกัดในด้านความเร็วการรับส่ง และรวมไปถึงปริมาณข้อมูลที่สามารถทำการรับจึงได้เริ่มพัฒนาแก้ไขเพื่อที่จะเพิ่มเติมบริการตรงส่วนบกพร่องนี้ให้ดีขึ้น จึงได้เริ่มนำเทคโนโลยีที่เรียกว่า GPRS

(General Packet Radio Service)

GPRS เป็นตัวย่อจากภาษาอังกฤษ" General Packet Radio Service"ซึ่งเป็นการส่งข้อมูลต่าง ๆ ในรูปแบบแพ็กเก็ตต่าง ๆ
การเชื่อมต่อแบบใหม่ที่ใช้ระบบGPRSเข้ามาก็จะเป็นการเชื่อมต่อและวิธีการส่งข้อมูลที่มีลักษณะเช่นเดียวกับอินเตอร์เน็ตก็คือ เมื่อต้องการข้อมูลหรือส่งข้อมูลอะไรก็แล้วแต่ ก็จะเป็นการส่งข้อมูลลักษณะนั้น เข้าไปในเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่เท่านั้นไม่จำเป็นต้องจองเวลาไว้ตลอดเวลา จึงทำให้วิธีการใช้งานของ GPRS ในแบบใหม่นี้ จะเห็นได้ว่าจะมีการพูดถึงการเก็บเงินที่เป็นจำนวนข้อมูลที่รับและส่งออกมา มากกว่าวิธีการติดต่อสื่อสารจากวิธีเดิมที่คิดจำนวนเวลาในการติดต่อสื่อสารแต่ละครั้ง
การติดต่อด้วยระบบ GPRS ยังสามารถติดต่อสื่อสารด้วยเสียง ในขณะที่เราสามารถติดต่อสื่อสารผ่านโลกอินเตอร์เน็ตในขณะเดียวกัน ซึ่งก็คือ เราสามารถติดต่อสื่อสารทั้ง 2 ระบบ ภายในช่วงเวลาเดียวกัน แต่ทั้งนี้ต้องขึ้นอยู่กับโทรศัพท์เคลื่อนที่ในแต่ละรุ่นที่ผลิตออกมา แต่เท่าที่ทราบในขณะนี้โทรศัพท์เคลื่อนที่แต่ละรุ่นยังไม่สามารถติดต่อสื่อสารพร้อม ๆ กันได้

GPRS เชื่อมโลกอินเตอร์เน็ต บนโทรศัพท์เคลื่อนที่
GPRS ไม่ได้เป็นลักษณะที่จะสามารถให้บริการได้ด้วยตัวของระบบเอง แต่ตัวมันเองเป็นเพียงแค่ Bearer ให้กับ Application ต่าง ๆ ที่ต้องการใช้ความเร็วที่เพิ่มมากกว่าปกติในระบบ GSM ที่เคยรองรับอยู่เดิมมาก่อน และระบบ GPRS จะต้องต่อไปยัง Packet Data Network ที่เป็น IP NetWork อีกต่อหนึ่ง
ดังนั้นผู้ให้บริการเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ ที่จะเปิดใช้ในระบบ GPRS ได้นั้นจะต้องทำการติดตั้งระบบเครือข่าย ที่ประกอบด้วยหน่วยหลัก ๆ 2 หน่วยด้วยกันคือ
1. SGSN (Serving GPRS Supports Node)
2. GGSN (Gateway GPRS Supports Node)
โดยทั้งสองหน่วยหลักขององค์ประกอบนี้จะถูกเชื่อมต่อเข้าด้วยกันโดยมีอุปกรณ์อื่น ๆ เป็นตัวช่วยเพื่อไปร่วมใช้ Radio Interface จาก Base Station โดยผ่านตัวควบคุม ที่เรียกว่า PCU (Packet Control Unit) ที่ติดตั้งไว้ที่ BSC(Base Station Controller) อันทั้งนี้อาจมองไNetwork เป็นอีก Network หนึ่ง ซึ่งเข้ากับ Mobile Phoneผ่านทาง Radio Interface ของระบบ GSM Network เดิมโดยเป็นบริการที่เกี่ยวเนื่องกับการรับส่งข้อมูลเป็น Packetโดยตรง

คุณสมบัติเด่นหลัก ๆ ของระบบ GPRS คือ

การโอนถ่ายข้อมูลที่มีความสามารถในการ รับ- ส่งผ่านเครือข่ายอินเตอร์เน็ตได้สูงถึง 9 - 40 kbps ซึ่งจะทำให้สามารถรับ- ส่งข้อมูลที่เป็น VDO Mail หรือ ภาพเคลื่อนไหวต่าง ๆได้ พร้อมทั้งเชื่อมต่อกับเครือข่ายอินเตอร์เน็ตได้เร็วและมีประสิทธภาพมากกว่าเดิมรวมถึงการ Down lode/Up lode ได้ง่ายยิ่งขึ้น
2. Always On การเชื่อมต่อเครือข่ายและโอนถ่ายข้อมูลสามารถดำเนินต่อไป แม้ในขณะที่มีสายติดต่อเข้ามาก็ตาม จึงทำให้การโอนถ่ายข้อมูลไม่ขาดตอนลง
3. Wireless Internet ที่เชื่อมต่อเข้ากับ Terminal เช่น PDA หรือ Note Book สามารถที่จะโอนถ่ายข้อมูลได้เร็วขึ้นจากที่เคยเป็นอยู่

3rd Generation
ยุคที่ 3 ของการสื่อสารแบบไร้สายนี้ คาดว่าประมาณปี 2001-2002 จะเริ่มดำเนินการใช้จริงในประเทศ ญี่ปุ่น และยุโรป ก่อน โดยจะสามารถเพิ่มอัตราความเร็วในการส่งข้อมูลได้ถึง 384 Kbps - 2 Mbps (เปรียบเทียบกับ ปัจจุบันในปี 2000 Internet ในไทยยังทำความเร็วได้ไม่เกิน 56 Kbps)ทำให้ระบบการสื่อสารแบบไร้สายทำได้สมบูรณ์มากขึ้น สามารถพูดคุยกันแบบเห็นหน้าชัดเจน (Video Conference) , ใช้เป็นสำนักงานเคลื่อนที่ (Mobile Office) , ชมวิดีทัศน์ตามสั่งได้ทันที , ใช้เป็นเครื่องอ่านหนังสือ , ใบปลิว , โฆษณาสินค้า ต่างๆ ที่จะส่งข้อมูลมาที่เครื่องได้อย่างรวดเร็ว ถ้าโทรศัพท์เครื่องไหนมีความสามารถของ Video Conference เราก็อาจใช้โทรศัพท์เคลื่อนที่ ถ่ายรูปวิวที่เรากำลังอยูที่นั่นและส่งไปให้เพื่อนดูได้ทันที เหล่านี้เป็นตัวอย่างพื้นๆในความสามารถของโทรศัพท์มือถือในอนาคตอันใกล้

เทคโนโลยีที่จะใช้เร่งความเร็วให้ได้ถึง 384 Kbps หรือ 2 Mbps ได้แก่

• EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) หรืออาจเรียกได้ว่า GSM384 ได้รับการพัฒนาจาก Ericsson เป็นรายแรก EDGE จะเป็นเทคโนโลยีที่ใช้กับระบบ GSM เท่านั้น โดยระบบ GSM ปัจจุบัน จะมีอัตราความถี่ในการส่งข้อมูล (Data Rate) อยู่ที่ 200 KHz เทคโนโลยี EDGE จะเข้ามาปรับแต่งการส่งสัญญาณ (Modulation) โดยใช้เทคนิค Eight Phase Shift Keying (8 PSK)เพื่อให้ได้ความเร็วในการส่งที่สูงขึ้น ด้วยความถี่เดิมที่ 200 KHz การปรับแต่งนี้จะเป็นการผสมระหว่งเทคนิคการปรับแต่งความถี่ (Frequency Modulation) กับเทคนิคการปรับแต่งมุมของคลื่น (Phase Modulation)
• WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) เป็นเทคโนโลยีที่จะช่วยเพิ่มอัตราการส่งข้อมูลได้ถึง 2 Mbps ในพื้นที่ใกล้เคียง แต่ยังคงเป็น 384 Kbps ในพื้นที่ต่างกัน ที่ทำได้เช่นนี้เนื่องจากมีการเปลี่ยนช่วงความถี่จาก 200 KHz ไปที่ 5 MHz ซึ่งการที่จะทำได้นั้น ก็จะต้องได้รับการยอมรับจากระบบโทรคมนาคมในประเทศนั้นด้วย

ความก้าวหน้าของระบบ CDMA