जीएसएम सिस्टम आर्किटेक्चर (GSM System Architecture) क्या है?

परिचय

GSM (Global System for Mobile Communication) विश्व की सबसे लोकप्रिय मोबाइल संचार प्रणाली है। यह एक मानक नेटवर्क संरचना (Network Architecture) पर आधारित है जो मोबाइल उपयोगकर्ताओं को वॉयस कॉल, डेटा ट्रांसफर और मैसेजिंग जैसी सेवाएँ प्रदान करती है।

GSM की आर्किटेक्चर अत्यंत व्यवस्थित है और इसे तीन प्रमुख भागों में विभाजित किया गया है — Mobile Station (MS), Base Station Subsystem (BSS), और Network and Switching Subsystem (NSS)। इसके अतिरिक्त, Operation and Support Subsystem (OSS) भी नेटवर्क प्रबंधन के लिए कार्य करता है।

GSM सिस्टम आर्किटेक्चर का ब्लॉक चित्र (Overview)

GSM आर्किटेक्चर को कई घटकों में विभाजित किया गया है जो एक-दूसरे से इंटरकनेक्टेड होते हैं।

• Mobile Station (MS)
• Base Station Subsystem (BSS)
• Network and Switching Subsystem (NSS)
• Operation and Support Subsystem (OSS)

1️⃣ मोबाइल स्टेशन (Mobile Station – MS)

यह उपयोगकर्ता का मोबाइल डिवाइस होता है जिसमें दो मुख्य घटक होते हैं:

• Mobile Equipment (ME): वास्तविक हैंडसेट जो सिग्नल ट्रांसमिट और रिसीव करता है।
• Subscriber Identity Module (SIM): यह उपयोगकर्ता की पहचान (IMSI), नेटवर्क की जानकारी और सुरक्षा कुंजियाँ रखता है।

कार्य:

• बेस स्टेशन के साथ रेडियो इंटरफेस के माध्यम से संचार।
• सिग्नलिंग और उपयोगकर्ता डेटा का ट्रांसमिशन।
• नेटवर्क प्रमाणीकरण और एन्क्रिप्शन।

2️⃣ बेस स्टेशन सबसिस्टम (Base Station Subsystem – BSS)

BSS का मुख्य कार्य मोबाइल स्टेशन और नेटवर्क के बीच रेडियो संचार को नियंत्रित करना है।

घटक:

• Base Transceiver Station (BTS): यह मोबाइल डिवाइस से रेडियो सिग्नल भेजता और प्राप्त करता है। प्रत्येक सेल में एक BTS होता है।
• Base Station Controller (BSC): यह कई BTS को नियंत्रित करता है और संसाधन प्रबंधन, हैंडओवर और फ्रीक्वेंसी असाइनमेंट का कार्य करता है।

कार्य:

• रेडियो रिसोर्स मैनेजमेंट।
• हैंडओवर और पॉवर कंट्रोल।
• BTS और MSC के बीच डेटा ट्रांसफर।

3️⃣ नेटवर्क और स्विचिंग सबसिस्टम (Network and Switching Subsystem – NSS)

यह GSM नेटवर्क का कोर भाग है जो कॉल सेटअप, रूटिंग, और उपयोगकर्ता प्रमाणीकरण जैसे कार्यों को संभालता है।

मुख्य घटक:

• Mobile Switching Center (MSC): यह कॉल रूटिंग, सेटअप और हैंडओवर के लिए जिम्मेदार होता है।
• Home Location Register (HLR): इसमें प्रत्येक उपयोगकर्ता की स्थायी जानकारी जैसे IMSI, सेवा प्रकार और लोकेशन स्टोर होती है।
• Visitor Location Register (VLR): यह अस्थायी डेटा स्टोर करता है जब उपयोगकर्ता किसी अन्य नेटवर्क में रोमिंग करता है।
• Authentication Center (AUC): उपयोगकर्ता प्रमाणीकरण और एन्क्रिप्शन की देखरेख करता है।
• Equipment Identity Register (EIR): प्रत्येक मोबाइल उपकरण की IMEI संख्या को स्टोर करता है ताकि चोरी किए गए उपकरणों को ब्लॉक किया जा सके।

4️⃣ ऑपरेशन और सपोर्ट सबसिस्टम (Operation and Support Subsystem – OSS)

OSS नेटवर्क मॉनिटरिंग, फॉल्ट मैनेजमेंट और प्रदर्शन विश्लेषण के लिए जिम्मेदार होता है।

मुख्य कार्य:

• नेटवर्क की स्थिति और परफॉर्मेंस की निगरानी।
• फॉल्ट डिटेक्शन और रिपेयर।
• नेटवर्क ट्रैफिक का विश्लेषण।

GSM नेटवर्क के कार्य

1. कॉल सेटअप और टर्मिनेशन।
2. डेटा और वॉयस सेवाओं का ट्रांसफर।
3. उपयोगकर्ता प्रमाणीकरण और लोकेशन अपडेट।
4. रोमिंग और हैंडओवर प्रबंधन।

सिग्नलिंग प्रक्रिया

GSM नेटवर्क में सिग्नलिंग चैनल का उपयोग नेटवर्क और मोबाइल स्टेशन के बीच नियंत्रण संदेशों के आदान-प्रदान के लिए किया जाता है। ये चैनल कॉल सेटअप, पेजिंग, और लोकेशन अपडेट में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

सुरक्षा और एन्क्रिप्शन

• IMSI और Ki (सीक्रेट की) का उपयोग करके प्रमाणीकरण।
• डेटा को Cipher Key (Kc) द्वारा एन्क्रिप्ट किया जाता है।
• नेटवर्क और SIM दोनों में mutual authentication होती है।

निष्कर्ष

GSM सिस्टम आर्किटेक्चर एक सुव्यवस्थित संरचना है जो मोबाइल कम्युनिकेशन के सभी पहलुओं को नियंत्रित करती है — रेडियो लिंक से लेकर कॉल रूटिंग तक। इसकी मॉड्यूलर डिजाइन के कारण यह स्केलेबल, विश्वसनीय और सुरक्षित नेटवर्क प्रदान करती है।