Простыми словами: что находится в центре сотовой сети?
Базовые станции сотовой связи – не единственные элементы сотовой сети. Чтобы всё функционировало как единое целое нужен ещё центр или, как его ещё называют, ядро. В англоязычной литературе и документации его называют Core или Core Network (CN).
Коммутаторы
Главным элементом центра сотовой сети является коммутатор. Это тот элемент, который соединяет голосовые вызовы между абонентами. Причём абоненты могут быть как внутри сети, так и вне её. В первом случае задача сводится к соединению каналов к двум абонентам через подключённые к коммутатору базовые станции.
Если один из абонентов принадлежит другому оператору, в том числе стационарной телефонии или даже находится в другом городе, коммутатор выбирает нужное направление – до другого коммутатора и “договаривается” с соседями о включении канала в нужном направлении.
Коммутаторы бывают разные: голосовые и пакетные. Не трудно догадаться, что вторые нужны для организации доступа абонентов в сеть интернет. В их задачи входит организация пакетных сессий с заданными параметрами и поддержание стабильного подключения с наилучшим качеством.
Базы данных
Но коммутатор – не единственный элемент ядра сети. Ни одна сотовая сеть не работает без баз данных или, как их ещё называют, регистров. Пожалуй, самой важной базой данных является HLR – Home Location Register или домашний регистр местоположения.
HLR хранит данные обо всех абонентах, которые подключены (купили SIM-карты) в зоне обслуживания данного коммутатора. То есть если Вы купили SIM в Астраханской области, то Ваши данные, как абонента сотовой сети, будут хранится именно в HLR Астраханского коммутатора.
VLR – Visitor Location Register или гостевой регистр местоположения. Он хранит часть данных из HLR об абоненте в той сети, где этот абонент зарегистрирован.
Если Вы поедете в другой регион или даже страну, то часть данных из HLR перенесётся в VLR этого региона. В нём хранится лишь часть данных, которые необходимы для быстрого установления соединений.
О каких данных вообще идёт речь? Наверное Вы подумали, что это паспортные данные, СНИЛС и семейное положение, но это не так🙂 На самом деле, в HLR и VLR хранятся лишь технические данные, которые нужны для идентификации абонента и корректного установления соединений.
К таким данным относятся: IMSI (идентификатор SIM), IMEI (идентификатор телефона), разрешённые услуги (голосовые вызовы, интернет, передача SMS), параметры разрешённых услуг (максимальная скорость передачи данных) и т.п.
Безопасность и деньги
Сотовые сети используют беспроводное соединение для подключения абонентов, поэтому, они особенно подвержены угрозам безопасности. Начиная с 2G в структуре ядра сети появился AUC – Authentication Center, то есть центр аутентификации.
Его главная задача заключается в проверке абонентов при установлении голосовых и пакетных соединений. AUC удостоверяет сотовую сеть в том, что тот абонент который пытается получить доступ в сеть с определённым IMSI – это и есть тот самый абонент.
Также в центр сотовой сети входит система биллинга, которая учитывает сколько абонент потребляет услуг и контролирует баланс денежных средств абонента.
Казалось бы, что дело это не хитрое. Но если учесть, что предоставляемых услуг и их комбинаций много, абонент может находиться где угодно на планете, а в параметрах тарифного плана бывает разобраться под силу только совместно с техподдержкой, то задача превращается в архи сложную.
Вместо заключения
Как вы видите, центр сотовой сети – настоящий город из всевозможных баз данных, центров и узлов. Причём расположены они могут быть все не в одном помещении или даже здании, а располагаться в разных населённых пунктах или даже регионах. Их количество и ёмкость непосредственно зависят от количества абонентов и нагрузки.