जीएसएम फ्रेम संरचना

जीएसएम (मोबाइल संचार के लिए वैश्विक प्रणाली) में, समय को "फट पीरियड्स" नामक इकाइयों में विभाजित किया गया है, प्रत्येक में लगभग 0.577 मिलीसेकंड है।एक जीएसएम फ्रेम में आठ फट अवधि होती है, जो कुल 4.615 मिलीसेकंड है, और विभिन्न प्रकार के चैनलों का आयोजन करता है जो आवाज, डेटा और नेटवर्क नियंत्रण को संभालते हैं।प्रत्येक फट अवधि एक भौतिक चैनल से मेल खाती है जो आवाज, डेटा या सिग्नलिंग जानकारी वहन करती है।ये चैनल नेटवर्क और नेटवर्क के बीच संचार को कुशलता से प्रबंधित करने में मदद करते हैं।इसकी जटिल फ्रेम संरचना, फोन और नेटवर्क टावरों के बीच भेजे गए संकेतों और डेटा के प्रबंधन के लिए अच्छा है।यह लेख जीएसएम फ्रेम संरचना के विवरण को देखता है, जो मल्टीफ़्रेम, सुपरफ्रेम, हाइपरफ्रेम और आवृत्ति बैंड जैसे इसके भागों को तोड़ता है।इन घटकों को समझाकर, हम यह दिखाने का लक्ष्य रखते हैं कि जीएसएम कैसे संचार को सुचारू, सुरक्षित और विश्वसनीय बनाता है।

सूची

चित्र 1: जीएसएम फ्रेम पदानुक्रम

जीएसएम मल्टीफ़्रेम

जीएसएम प्रणाली में, फ्रेम को मल्टीफ्रेम नामक संरचनाओं में वर्गीकृत किया जाता है।ये मल्टीफ़्रेम्स समय को सुचारू रूप से रखने में मदद करते हैं, संसाधनों को अच्छी तरह से आवंटित करते हैं, और सुनिश्चित करते हैं कि सब कुछ पूरे नेटवर्क में सिंक में रहे।मल्टीफ़ेम्स ने सिस्टम को उपयोगकर्ता ट्रैफ़िक और कंट्रोल सिग्नल को संभालने दिया, जो सीमित नेटवर्क बैंडविड्थ को प्रबंधित करते समय अच्छी सेवा की गुणवत्ता सुनिश्चित करता है।जीएसएम में दो मुख्य प्रकार के मल्टीफ़्रेम हैं: ट्रैफिक मल्टीफ्रेम और कंट्रोल मल्टीफ़्रेम।

चित्र 2: जीएसएम मल्टीफ़्रेम

यातायात बहुपक्षीय

एक ट्रैफ़िक मल्टीफ़्रेम में 120 मिलीसेकंड से अधिक 26 फटने की अवधि होती है।ये फट आवाज और डेटा भेजने के लिए उपयोग की जाने वाली समय की इकाइयाँ हैं।26 फटों में से अधिकांश का उपयोग उपयोगकर्ता ट्रैफ़िक (आवाज और डेटा) के लिए किया जाता है, जिससे सिस्टम बिना किसी रुकावट के संचार को जारी रखने की अनुमति देता है।हालांकि, सभी फटने वाले उपयोगकर्ता डेटा के लिए नहीं हैं।

26 फटों में से दो नेटवर्क कार्यों के लिए आरक्षित हैं।एक फट के लिए है धीमी गति से जुड़ा नियंत्रण चैनल (SACCH), जो महत्वपूर्ण नियंत्रण जानकारी भेजता है, जैसे सिग्नल स्ट्रेंथ, टाइमिंग एडजस्टमेंट और पावर कंट्रोल, फोन से नेटवर्क तक।कनेक्शन को स्थिर रखने और अच्छी तरह से काम करने के लिए SACCH महत्वपूर्ण है।

दूसरा आरक्षित फट एक है निष्क्रिय अवधि, जहां कोई डेटा नहीं भेजा जाता है।यह निष्क्रिय समय नेटवर्क को सिंक में रहने में मदद करता है और भीड़ को रोकता है।यह सिग्नल क्लैश या विभिन्न प्रसारणों के बीच हस्तक्षेप की संभावना को कम करने के लिए एक बफर के रूप में भी कार्य करता है।

ये आरक्षित नियंत्रण फटने वाले जीएसएम नेटवर्क को कुशल और विश्वसनीय रखने में मदद करते हैं।उनके बिना, नेटवर्क सिग्नल की शक्ति और अन्य कारकों में निरंतर परिवर्तनों को संभालने के लिए संघर्ष करेगा।

चित्र 3: मल्टीफ़्रेम

नियंत्रण बहुपद

ट्रैफ़िक मल्टीफ़्रेम के विपरीत, नियंत्रण मल्टीफ़्रेम का उपयोग ज्यादातर नेटवर्क प्रबंधन के लिए किया जाता है, न कि उपयोगकर्ता ट्रैफ़िक के लिए।इसमें 235.4 मिलीसेकंड से अधिक 51 फटने की अवधि है, जो ट्रैफिक मल्टीफ़्रेम से अधिक लंबा है।यह संरचना नेटवर्क को सुचारू रूप से चलाने में मदद करती है और यह सुनिश्चित करती है कि उपकरण सिस्टम के साथ ठीक से संवाद कर सकते हैं।

नियंत्रण मल्टीफ़्रेम बीकन आवृत्ति पर काम करता है, एक विशेष आवृत्ति का उपयोग महत्वपूर्ण नेटवर्क जानकारी भेजने के लिए किया जाता है।इसमें आवृत्ति सुधार फट (FCB) और प्रसारण नियंत्रण चैनल (BCH) जैसे चैनल शामिल हैं।

फंसी मोबाइल उपकरणों को नेटवर्क के समय और आवृत्ति के साथ सिंक में रहने में मदद करता है।हस्तक्षेप या गिराए गए कॉल से बचने के लिए यह महत्वपूर्ण है। बीसीएच उपकरणों को सिस्टम जानकारी भेजता है, जैसे कि स्थान कोड और नेटवर्क पैरामीटर, फोन को कनेक्ट करने और नेटवर्क क्षेत्रों के बीच स्थानांतरित करने में मदद करता है।

साथ में, नियंत्रण मल्टीफ़्रेम में ये चैनल सुनिश्चित करें कि सभी डिवाइस नेटवर्क के साथ सिंक में रहते हैं और एक मजबूत कनेक्शन बनाए रखने के लिए आवश्यक जानकारी है, यहां तक ​​कि स्थितियों में भी।यह उपयोगकर्ताओं को जुड़े रहते हुए विभिन्न नेटवर्क क्षेत्रों के बीच स्थानांतरित करने की अनुमति देता है।

चित्रा 4: नियंत्रण मल्टीफ्रेम

जीएसएम सुपरफ्रेम

जीएसएम (मोबाइल संचार के लिए वैश्विक प्रणाली) नेटवर्क में, एक सुपरफ्रेम संचार को व्यवस्थित और सिंक करने में मदद करता है।यह एक इकाई है जो कई फ्रेमों को एक साथ समूहित करती है, जो नेटवर्क चलाता है।एक सुपरफ्रेम में या तो 51 ट्रैफिक मल्टीफ़्रेम या 26 कंट्रोल मल्टीफ़्रेम्स शामिल हैं, जो 6.12 सेकंड तक चलने वाले हैं।यह संरचना यह सुनिश्चित करती है कि जानकारी सुचारू रूप से और क्रम में बहती है।

सुपरफ्रेम उपयोगकर्ता डेटा (जैसे कॉल, संदेश और इंटरनेट) और नियंत्रण संकेतों (जैसे कॉल सेटअप और नेटवर्क प्रबंधन) दोनों को समन्वित करने में मदद करता है।इन्हें एक सुपरफ्रेम में व्यवस्थित करके, जीएसएम सिस्टम सब कुछ सिंक में रखता है, जिससे कुशल डेटा और नियंत्रण सिग्नल ट्रांसमिशन की अनुमति मिलती है।

इसके बिना, संचार अव्यवस्थित हो सकता है, जिससे कॉल या देरी हो सकती है।सुपरफ्रेम यह सुनिश्चित करता है कि सभी नेटवर्क फ़ंक्शन एक स्थिर लय का पालन करते हैं, जिससे व्यवधानों को रोका जाता है।निश्चित 6.12-सेकंड की अवधि नेटवर्क ऑपरेटरों को प्रभावी ढंग से संसाधनों की योजना बनाने और चिकनी सेवा बनाए रखने में मदद करती है।

चित्र 5: जीएसएम सुपरफ्रेम

जीएसएम हाइपरफ्रेम

जीएसएम (मोबाइल संचार के लिए वैश्विक प्रणाली) की संरचना में, हाइपरफ्रेम सबसे बड़ी समय इकाई है।यह 2,048 सुपरफ्रेम से बना है और लगभग 3 घंटे, 28 मिनट और 53.76 सेकंड तक रहता है।हाइपरफ्रेम इस बात का एक मुख्य हिस्सा है कि कैसे जीएसएम नेटवर्क सब कुछ सुचारू रूप से चलाता है, संचार को सुरक्षित और विश्वसनीय रखने के लिए आवृत्ति होपिंग और एन्क्रिप्शन जैसे महत्वपूर्ण कार्यों के साथ मदद करता है।

आवृत्ति होपिंग

हाइपरफ्रेम फ्रीक्वेंसी होपिंग के साथ मदद करता है, सिग्नल की गुणवत्ता में सुधार करने और हस्तक्षेप को कम करने के लिए उपयोग की जाने वाली विधि।इस तकनीक में नियमित रूप से संचार आवृत्ति को बदलना शामिल है ताकि संकेत बहुत लंबे समय तक एक आवृत्ति पर न रहें।यह हस्तक्षेप की संभावना को कम करता है और संचार को अधिक विश्वसनीय बनाता है।हाइपरफ्रेम द्वारा प्रदान किया गया समय यह सुनिश्चित करता है कि आवृत्तियों एक नियमित पैटर्न में बदलते हैं, और यह भी ईव्सड्रॉपिंग को रोकने में मदद करता है।

एन्क्रिप्शन और सुरक्षा

हाइपरफ्रेम जीएसएम के एन्क्रिप्शन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जो संचार डेटा को अनधिकृत लोगों द्वारा एक्सेस किए जाने से बचाता है।हाइपरफ्रेम एन्क्रिप्टेड डेटा के समय को सिंक में रखने में मदद करता है, ताकि एन्क्रिप्शन लंबी बातचीत या डेटा सत्रों पर ठीक से काम कर सके।यदि समय समाप्त हो जाता है, तो यह सुरक्षा को कमजोर कर सकता है, इसलिए हाइपरफ्रेम का स्थिर समय गोपनीयता बनाए रखने के लिए बहुत अच्छा है।

चित्र 6: जीएसएम हाइपरफ्रेम

चित्रा 7: जीएसएम इंटरफ़ेस चक्र

जीएसएम आवृत्ति बैंड

प्रणाली	बैंड	अपलिंक (मेगाहर्ट्ज)	डाउनलिंक (मेगाहर्ट्ज)	चैनल संख्या सीमा
जीएसएम -850	बैंड 5	824 - 849	869 - 894	128 - 251
जीएसएम -900	बैंड 8	890 - 915	935 - 960	1 - 124
डीसीएस-1800	बैंड 3	1710 - 1785	1805 - 1880	512 - 885
पीसीएस 1900	बैंड 2	1850 - 1910	1930 - 1990	512 - 810
जीएसएम -400	बैंड 14/15	450 - 480	450 - 480	259 - 293/306 - 340
जीएसएम -480	बैंड 14	479 - 492	504 - 517	306 - 340
जीएसएम -700	बैंड 12/13/14	703 - 748	758 - 803	512 - 810
जीएसएम -850 (एक्सट।)	बैंड 26	814 - 849	859 - 894	128 - 251
जीएसएम-आर	बैंड 900	876 - 915	921 - 960	955 - 1023
ईआर-जीएसएम	बैंड 900 एक्सट।	880 - 915	925 - 960	0 - 124

जीएसएम फ्रेम संरचना के अनुप्रयोग

कॉल हैंडलिंग

जीएसएम प्रत्येक उपयोगकर्ता को अलग -अलग समय स्लॉट और आवृत्तियों को असाइन करके एक ही समय में कई वॉयस कॉल का प्रबंधन करने के लिए अपने फ्रेम का आयोजन करता है।प्रत्येक कॉल के लिए, विशिष्ट समय स्लॉट एक फ्रेम के भीतर आवंटित किए जाते हैं, जिससे कई उपयोगकर्ताओं को बिना किसी हस्तक्षेप के समान आवृत्ति स्पेक्ट्रम साझा करने की अनुमति मिलती है।यह विधि, जिसे टाइम-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग के रूप में जाना जाता है, नेटवर्क को स्पष्ट और निर्बाध कनेक्शन को बनाए रखते हुए बड़ी मात्रा में कॉल को संभालने में मदद करता है।

एसएमएस संचरण

पाठ संदेश, या एसएमएस, नियंत्रण मल्टीफ़्रेम का उपयोग करके जीएसएम नेटवर्क के माध्यम से भेजे जाते हैं।ये फ्रेम एसएमएस के लिए विशेष समय स्लॉट सेट करते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि वॉयस ट्रैफ़िक अधिक होने पर भी संदेशों को तुरंत वितरित किया जाता है।कंट्रोल चैनल में एसएमएस के लिए स्लॉट जलाकर, नेटवर्क चल रहे कॉल को बाधित किए बिना विश्वसनीय और कुशल संदेश ट्रांसमिशन की गारंटी देता है।

गतिशीलता प्रबंधन

जीएसएम की सुविधा उपयोगकर्ता आंदोलन का प्रबंधन करने की क्षमता है क्योंकि लोग विभिन्न सेल टावरों के बीच यात्रा करते हैं।जब कोई उपयोगकर्ता चलता है, तो नेटवर्क एक नए बेस स्टेशन पर चल रहे कॉल या डेटा सत्रों के संक्रमण को संभालने के लिए नियंत्रण फ़्रेम का उपयोग करता है।यह प्रक्रिया, जिसे एक हैंडओवर के रूप में जाना जाता है, को गिराए गए कॉल को रोकने के लिए ठीक से समय दिया जाता है, जिससे उपयोगकर्ता सेवा में रुकावट के बिना कवरेज क्षेत्रों में स्थानांतरित कर सकते हैं।

सुरक्षा प्रोटोकॉल

जीएसएम में सुरक्षा अपने फ्रेम संरचना से निकटता से जुड़ी हुई है।हाइपरफ्रेम समय -समय पर एन्क्रिप्शन और डिक्रिप्शन कुंजियों को रीसेट करके सुरक्षित संचार को बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।हाइपरफ्रेम चक्र के साथ सिंक में इन कुंजियों को अपडेट करके, नेटवर्क यह सुनिश्चित करता है कि वॉयस कॉल और डेटा अनधिकृत पहुंच से सुरक्षित रहें, अवरोधन के जोखिम को कम करें।

निष्कर्ष

जीएसएम फ्रेम संरचना वैश्विक मोबाइल संचार के पीछे उन्नत इंजीनियरिंग दिखाती है।फ्रेम, मल्टीफ़्रेम, सुपरफ्रेम और हाइपरफ्रेम का आयोजन करके, जीएसएम कुशलतापूर्वक अपने नेटवर्क में डेटा और वॉयस दोनों को संभालता है और सिंक्रनाइज़ करता है।यह संरचना न केवल चिकनी संचार सुनिश्चित करती है, बल्कि आवृत्ति होपिंग और एन्क्रिप्शन जैसे तरीकों के साथ सुरक्षा को भी मजबूत करती है।जिस तरह से जीएसएम विभिन्न आवृत्ति बैंड का प्रबंधन करता है, वह दुनिया भर के विभिन्न वातावरणों में काम करने के लिए अपने लचीलेपन को दर्शाता है।यह समझना कि ये घटक कैसे काम करते हैं, यह मोबाइल प्रौद्योगिकी की जटिलता को समझाने में मदद करता है और आधुनिक दूरसंचार में जीएसएम के महत्व को उजागर करता है।जैसे -जैसे प्रौद्योगिकी बढ़ती है और नेटवर्क की मांग बढ़ती है, जीएसएम फ्रेम संरचना में बुनियादी विचार भविष्य के मोबाइल संचार प्रणालियों को आकार देते रहेंगे।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न [FAQ]

1. GSM की चैनल संरचना क्या है?

मोबाइल संचार के लिए वैश्विक प्रणाली (GSM) चैनल संरचना के लिए आवृत्ति डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (FDMA) और टाइम डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (TDMA) के संयोजन को नियोजित करती है।एफडीएमए में, जीएसएम के लिए उपलब्ध पूरी आवृत्ति स्पेक्ट्रम को 124 वाहक आवृत्तियों में विभाजित किया गया है जो 200 kHz को अलग कर दिया गया है।इन आवृत्तियों में से प्रत्येक को तब TDMA का उपयोग करके विभाजित किया जाता है, जहां प्रत्येक आवृत्ति चैनल को आठ समय स्लॉट में विभाजित किया जाता है।हर बार स्लॉट एक अलग उपयोगकर्ता द्वारा उपयोग किए जाने वाले एक अलग चैनल का प्रतिनिधित्व करता है।यह संरचना कई उपयोगकर्ताओं को अपने संकेतों के लिए विशिष्ट समय स्लॉट आवंटित करके हस्तक्षेप के बिना एक ही आवृत्ति साझा करने की अनुमति देती है।

2. GSM और LTE अंतर क्या हैं?

GSM (2G) और LTE (दीर्घकालिक विकास, 4G के रूप में संदर्भित) प्रौद्योगिकी, गति और कार्यक्षमता में भिन्न हैं:

प्रौद्योगिकी: जीएसएम एफडीएमए और टीडीएमए के संयोजन का उपयोग करता है।LTE अपलिंक के लिए डाउनलिंक और सिंगल कैरियर फ़्रीक्वेंसी डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (SC-FDMA) के लिए ऑर्थोगोनल फ्रीक्वेंसी-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (OFDMA) का उपयोग करता है।

गति: LTE उच्च डेटा दर प्रदान करता है, जिसमें 300 एमबीपीएस तक की पीक डाउनलोड दर और 75 एमबीपीएस की अपलोड दरें, जीएसएम की अधिकतम 114 केबीपीएस की अधिकतम डेटा गति की तुलना में 75 एमबीपीएस की दरें हैं।

नेटवर्क आर्किटेक्चर: जीएसएम एक सर्किट-स्विच्ड सिस्टम है जो आवाज और डेटा को अलग से संभालता है।LTE पूरी तरह से पैकेट-स्विच किया गया है और एक ही इंटरनेट प्रोटोकॉल (IP) आधारित नेटवर्क पर आवाज और डेटा को संभालने में सक्षम है, दक्षता बढ़ाता है।

विलंबता: एलटीई नेटवर्क में जीएसएम की तुलना में कम विलंबता होती है, जो ऑनलाइन गेमिंग या वीडियो कॉन्फ्रेंसिंग जैसे वास्तविक समय डेटा ट्रांसमिशन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए अनुभव को बढ़ाता है।

3. GSM का प्रारूप क्या है?

जीएसएम एक डेटा प्रारूप का उपयोग करता है जो डिजिटल सिग्नल पर ट्रांसमिशन के लिए डेटा पैकेट में आवाज को एनकैप्सुलेट करता है।प्रत्येक जीएसएम फ्रेम में 8 टाइम स्लॉट होते हैं, और प्रत्येक स्लॉट में डेटा का एक फट होता है।जीएसएम संदेश के लिए मानक डेटा प्रारूप में सिंक्रनाइज़ेशन जानकारी, एन्कोडिंग डेटा और उपयोगकर्ता डेटा, नेटवर्क और मोबाइल डिवाइस के बीच संचार की सुविधा शामिल है।यह प्रारूप स्पेक्ट्रम का कुशल उपयोग और मल्टी-यूज़र एक्सेस के सिंक्रनाइज़ेशन को सुनिश्चित करता है।

4. क्या 5G GSM का उपयोग करता है?

नहीं, 5 जी तकनीक जीएसएम का उपयोग नहीं करती है।5 जी को नई रेडियो आवृत्तियों पर बनाया गया है और पिछली सेलुलर पीढ़ियों पर गति, क्षमता और विलंबता में सुधार करने के लिए डिज़ाइन किया गया एक नया नेटवर्क आर्किटेक्चर बनाया गया है।यह GSM की FDMA/TDMA- आधारित सिस्टम से भिन्न होने वाली बड़े पैमाने पर MIMO, Beamforming और अधिक उन्नत एक्सेस तकनीकों जैसी तकनीकों का उपयोग करता है।

5. क्या जीएसएम एनालॉग या डिजिटल है?

जीएसएम एक डिजिटल सेलुलर तकनीक है।यह डेटा को डिजिटाइज़ और संपीड़ित करता है, फिर इसे उपयोगकर्ता डेटा के दो अन्य धाराओं के साथ एक चैनल भेजता है, प्रत्येक अपने समय स्लॉट में।जीएसएम को पुरानी एनालॉग फर्स्ट-जनरेशन (1 जी) नेटवर्क को बदलने के लिए डिज़ाइन किया गया था, इस प्रकार बेहतर डेटा सुरक्षा, उच्च गुणवत्ता वाली आवाज प्रसारण और पाठ संदेश और डेटा सेवाओं के लिए सहायता प्रदान करता है।