רשת סלולארית היא רשת תקשורת רגילה לחלוטין, כאשר המקטע האחרון, זה שבין ספק התקשורת למנוי עובד באופן אלחוטי. הרשת הראשונה בארץ, למי שזוכר (או כבר נולד אז..) הייתה רשת פלאפון, כאשר הרשת הייתה בטכנולוגיה שנקראה FDMA (Frequency Division Multiple Access), כלומר כל מנוי קיבל תחום תדרים צר שעליו הוא שידר (דיבור) וקלט (שמע) בצורה אנאלוגית. זה היה הדור הראשון (1G) של הרשת.
הדור הבא של הרשת הסלולארית הוא הדור השני, שכאן הטכנולוגיות העיקריות שהתפתחו היו ה- GSM האירופאית וה- cdma1 הצפון אמריקאית. בארץ סלקום התחילה עם TDMA (ובגלל שעבר מהר מהעולם לא נתעכב על זה) ולאחר מכן ב- GSM, פרטנר התחילה ב- GSM ופלאפון התחילו עם הטכנולוגיה האמריקאית cdma1.
רשת ה- GSM בנויה כפי שרואים בתמונה 1 להלן. בצד שמאל רואים את ה- BTS שהוא למעשה ה"תא" הסלולארי, כולל האנטנות והמשדרים/מקלטים. לימינו ה- BSC שמנהל מספר תאים (בארץ לכל ספק יש מספר כאלו). במרכז התמונה ה- MSC שהוא המרכזייה, כאשר ה- VLR הוא בסיס נתונים זמנים למשתמשים אורחים, וה- HLR הינו בסיס הנתונים של המנויים בו רשומים כל המנויים של הספק, כולל הרשאות הגישה שלהם לשירותים השונים.
כאשר אנחנו ברשת הבית שלנו, אנחנו מתחברים ל-BTS, הרשת בודקת הרשאות שלנו מול ה- HLR, ואם הכול תקין מתחברים לרשת ומוציאים את השיחה דרך ה-MSC (המרכזייה) וה- GMSC לרשת החיצונית, למשל לרשת קווית. זה כל הסיפור בקצרה.
נושא נוסף וחשוב מאוד שהתווסף ברשת ה- GSM הוא כמובן נושא הנדידה (Roaming), שמאפשר שימוש בטלפון בכל רשת GSM בעולם. הרעיון התפתח באירופה שבה יש מעבר תמידי בין מדינות, ומנויים עוברים בתכיפות גבוהה בין מדינות שכנות, ומכאן הצורך בנדידה. הנדידה נעשית על ידי כך שכאשר מנוי מגיע לרשת זרה (הרשת המארחת), הוא נרשם ברשת הזרה בשרת בשם VLR (Visitor Location Register) שבודק עם שרת האם, ה- HLR (Home Location Register) אם למנוי ישנן הרשאות לנדוד לרשת המארחת. במידה וכן, המנוי מתחבר לרשת ויכול לשוחח כרגיל. אם למשל אתם מנויים של סלקום והגעתם לגרמניה, אתם מדליקים את המכשיר בירידה מהמטוס, מתחברים לספק מקומי, ואם יש לו הסכם נדידה עם סלקום (ובד"כ לכולם יש הסכמים עם בכולם), הוא בודק מול ה- HLR של סלקום את אתם רשאים לדבר מחוץ לרשת האם (סלקום) ואז אתם מתחברים ומדברים כרגיל.
נושא חשוב נוסף הוא רשת הרדיו (הרשת האלחוטית). רשת זו ב- GSM הייתה (אולי פה ושם עדיין..) מבוססת על שימוש בתדרים שונים ובזמנים שונים (Timeslots), כלומר כל משתמש קיבל פרקי זמן מסוימים בתדרים מסוימים שעליהם נעשה השידור והקליטה (ציור 1).
באמצעות ה-"ריבועים" של זמן/תדר שבציור, מרכיבים Frames שמשתמשים ב"ריבועים" אלו, ומעל Frames אלו מעבירים שיחות טלפון או מידע של המשתמשים, וכן איתותים, למשל חיוג, קבלת/סיום שיחה וכד'.
בציור הבא אנחנו רואים את מבנה ה- Frames והערוצים הפיסיים והלוגיים ב- GSM. בציור 2 רואים איך נבנים הערוצים הלוגיים מעל הערוצים הפיסיים, כאשר הערוצים הלוגיים הם למעשה רצף של מידע שממופה (Mapped) לתוך ה- Timeslots של הערוצים הפיסיים.
בדור הבא של הרשתות הסלולריות, הדור שנקרא דור 2.5, הוסיף את היכולת להעביר מידע בצורה של מנות (Packets), וזאת כתשתית ל- TCP/IP. בתמונה 3 אנחנו רואים את התוספת של רשת ה- GPRS לרשת ה- GPS, כאשר הרכיבים שנוספו הינם שני נתבים – GGSN ו- SGSN שדרכם עברו המנות לאינטרנט או לרשת האירגונית.
ברשת ה- GPRS היה ניתן לקבל כמה עשרות Kbps, וזה מה שהיה בשוק לפני כ- 15-12 שנים. צורת העבודה הייתה שכאשר מנוי מתחבר ברשת, הרשאותיו נבדקו ב- HLR: כאשר המנוי היה בעל הרשאות לשיחות טלפון השיחה עברה במסלול העליון שבשרטוט, וכאשר המנוי השתמש ב- Data הוא עבר במסלול התחתון. מה שחשוב להזכיר כאן שמבנה הרשת נשמר עקרונית גם בטכנולוגיות הבאות: שמות הרכיבים השתנו, המבנה השתנה והיכולות של הרשת השתפרו משמעותית, אבל המבנה נשמר.
בפרק הבא נלמד על הרשתות בדור 3, ועד לטכנולוגיות שהגיעו לפני הדור הרביעי, שזה אומר בארץ עד לפני 2-3 שנים. בפרקים שאחרי נדבר על הדור הרביעי ומה צפוי בדור החמישי.