கம்பியில்லா தொலைதொடர்பு முறைகள்

இந்தியாவில் கடந்த நான்கு ஐந்து ஆண்டுகளாக நகரும் தொலைபேசிகளிகள் பட்டணங்கள் முதல் நாட்டுப்புறங்கள் வரை பரவியுள்ளது. நகர் பேசிகளின் திட்டங்களும் அதிகரித்து அவைகளின் கட்டணங்களும் படிப்படியாக குறைந்துள்ளன. ஒரு காலத்தில் இந்தியாவில் நகர்பேசி ஒரு அந்தஸ்துக் குறியாக இருந்த போதில் இன்று அது நாடங்கும் ஸகஜமான பொருள் ஆகிவிட்டது. பல்வேறு கருவிகள் பல்வேறு திட்டங்கள் பல்வேறு சேவை நிறுவங்கள்... இங்கு நகர்தொலைதொடர்பின் தொழில்நுட்பங்களை சந்தித்து ஆராய்வோம்.

முதலாக சந்திப்போம் CDMA என்றழைக்கப்படுகிற குறியீடு பிரிப்பு பன்னணுகல், அதாவது Code Division Multiple Access. வானொலியை சுருதிகூட்டும் போது ஒரே அலைவெண்ணில் இரண்டு நிலையங்களில் ஒலிபரப்பை ஒரே நேரத்தில் கேட்கலாம். இதற்கு காரணம் நிலையங்களிலிருந்து வரும் வானொலிக் கிறிகைகள் (radio signals) ஒரே அலைவெண்ணில் இருப்பதால் அவை ஒன்றுக்கொன்று குறுக்கிடுகிறன. CDMAயில் இந்த குறுக்கிடுதல் நம்மை அறியாமல் ஏற்படுகிறது. CDMA முறையில் இலக்கப்படுத்தப்பட்ட குரல் தரவு (digital voiced data) ஒரு பரவல் குறியீடு (spreading code) மூலம் அலைவெண் கற்றையகலம் (frequency bandwidth) முழுவதும் பரப்பப்படுகிறது. ஒவ்வொரு அழைப்பிற்கும் ஒரு தனிப்பட்ட பரவல் குறியீடு வழங்கப்படுகிறது. இக்குறியீடு மூலம் அலைவெண்ணில் பரவப்பட்ட அழைப்புகள் ஒன்றுக்கு மேல் ஒன்று உடன்வைக்கலாம். CDMA வலையத்தில் அழைப்பவர் மற்றும் அழைக்கப்படுபவர் கருவிகள் மட்டும்தான் கருவிகளில் அதே பரவல் குறியீடு ஒதுக்கப்படுகின்றன. ஆகையால் இவ்விருவர்களுக்கிடையே தொடர்பு தெளிவாக இருக்கும். வலையத்தில் உள்ள மற்ற கருவிகளில் யாதெனும் வேறு அழைப்புகளில் இணைந்திருந்தால் அவைகளுக்கு வெவ்வேறு பரவல் குறுயீடுகள் ஒதுக்கப்படுகின்றன. அவர் முதல்கூறப்பட்ட அழைப்பு சிறுதளவும் உணரமாட்டார்கள். இது மூலம் பல்லாயிரம் அழைப்புகளை கற்றையகலத்தில் பரப்பி ஒன்றுக்கொன்று மேல் அடுக்கலாம். இதற்கு பரவல் நிறமாலை தொழில்நுட்பம் (spread spectrum technology) என்று அழைக்கப்படுகிறது.

CDMA தொழில்நுட்பம் ஒப்புகையில் GSM என கூறப்படும் ஸகல நகர்தொலைதொடர்பு முறைமை, அதாவது Global System for Mobile Communication. GSM எனப்படுவது காலப்பிரிப்பு பன்னணுகல் (Time Division Multiple Access) முறையில் அழைப்புகள் வலையத்தை பகிர்க்கின்றன. GSM மூலம் குரல் தரவுகள் குறுகப்பட்டு (compressed voice data) அதிக அழைப்புகளை வலையத்தில் ஏற்க இயல்பாகிறது.

ஒரு கம்பியில்லா முறைமையில் (Wireless Network) பல உறுப்புக்கள் உள்ளன. முதலில் இருப்பது நகர் நிலையம் அதாவது Mobile Station. இதுதான் ஒரு சந்தாதாரரின் நகர்பேசி (mobile phone). இதுவானலைச் செலுத்துப்பெறுவி (radio transceiver), காட்சி (display), இலக்கக்குறிகைச் செயலிகள் (digital signal processor-DSP), சூட்டிகையட்டை (smart card) ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. சூட்டிகையட்டைக்கு சந்தாதாரர் அடையாளக்கூறு அதாவது Subscriber Identification Module எனவும் அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு நகர்பேசிக் கருவியின் தனித்தன்மையான அடையாளத்திற்கு பன்னாட்டு நகர்கருவி அடையாளம்-International Mobile Equipment Identification-IMEI எனப் பெயர். SIM சூட்டிகையட்டையில் பன்னாட்டு நகர்சந்தாதாரர் அடையாளம் - International Mobile Subsriber Identity (IMSI) பதிந்துள்ளது. IMEI மற்றும் IMSI ஒன்றுக்கொன்று தினியானவை, அவைகளில் சேர்மானமும் தினித்தன்மையானது.

கம்பியில்லா அமைப்பின் அடுத்ததான உறுப்பு தளநிலையம் அதாவது Base Station. ஒரு தளநிலையம் என்பது தள செலுத்துப்பெறு நிலையம் (Base Transceiver Station-BTS) மற்றும் தளநிலைய இயக்ககம் (Base Station Controller-BSC) என இரண்டு பாகங்களாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது. ஒரு BSC துணையமைப்பு பல வானலை செலுத்துப்பெறுவிகளைக் கொண்டது. நகர்நிலையத்தின் தொடர்பிற்கான வானிணைப்புகளை நிர்வாகிக்கிறது. பட்டணப் பகுதிகளில் BTSகளின் எண்ணிக்கை அதிகமாக இருக்கும். ஒரு BSC பல BTSகளை நிர்வாகிக்கும். ஒரு BSC வானலைவரிவை துவக்கம் (radio channel setup),அலைவெண் துள்ளல் (frequency hopping), கைமாற்றங்கள் (handovers) ஆகிய செயல்கூறுகளை பூர்த்திசெய்கிறது. BSC எனப்படுவது நகர் நிலைமாற்றகத்திற்கும் (Mobile Switching Center-MSC) நகர்கருவிக்கும் இடைமுகமாக அமைந்துள்ளது.

பிணையத் துணையமைப்பின் (Network Subsystem) மையத்தில் நகர் நிலைமாற்றகம் (Mobile Switching Center-MSC) சேர்ந்துள்ளது. அது ஒரு பொது தொலைபேசி பிணையத்திற்கு (Public Switched Telephone Network) அல்லது ஒருங்கிணை இலக்கச் சேவைப் பிணையத்திற்கு (Integrated Services Telephone Network-ISDN) ஒரு சாதாரண கணுவாக விலங்குகிறது. இது தவிற்று, நகர்கருவியுடன் பதிவுசெய்தல், உறுதிபடுத்துதல் (authentification), இருப்பிடம் புதுப்பித்தல் (location update), கைமாற்றம் (handover), அலையும் சந்தாதாரரிற்கு அழைப்பு திவைவு (roaming subscriber call routing) ஆகிய பொறுப்புக்களை தாங்கும். MSC துணைமுறைமை SS7 என்ற குறிகைமுறை (signalling) மூலம் ஒரு PSTN அல்லது ISDN பிணையத்திற்கு இணைகின்றது. இல் இருப்பிடம் பதிவகம் (Home Locator Register-HSR) மற்றும்விஜயர் இருப்பிடம் பதிவகம் (Visitor Locator Registor-VLR) இரண்டும் MSCஉடன் ஒரு GSM அழைப்பின் திசைவு (call routing) மற்றும் அலையல் (roaming) திற்மைகளை பூர்த்திசெய்கின்றன. ஒரு சந்தாதாரரின் எல்லா நிர்வாக விவரங்களும் (administrative information) HLR மூலம் சேகரிக்கப்படுகிறது. ஒரு சந்தாதாரரின் தற்போதய இருப்பிடம் நகர்நிலைய அலையல் எண் (Mobile Station Raoming Number-MSRN) என்ற வடவத்தில் அறியப்படுகிறது. இந்த MSRN எண் மூலம்தான் ஒரு அழப்பு ஒரு சந்தாதாரர் கருவிக்கு திசைவுசெய்யப்படுகிறது. ஒரு GSM பிணையத்தில் தருக்கம்படி ஒரு HSR இருக்கும், ஆனால் ஒரு பரவல் தரவித்தளமாகக்கூட (distributed database) செயல்படுத்தப்படலாம். VLR பதிவகம் அதன் கட்டுப்பாடு பகுதியிலுள்ள நகர்கருவிகளின் ஒருசில நிர்வாக விவரங்கள் மட்டும் HSRயிலிருந்து எடுத்து சேகரிக்கும். MSCயிலேயே நகர்நிலையங்களின் விவரங்கள் சேமிக்கப்படாது. MSCஉம் VLRஉம் கம்பியில்லா நிலைமாற்றுக் கருவிகளில் ஒன்றாக செயல்படுத்தப்படுகிறது. ஆகையால் அவைகளின் கட்டுப்பாட்டிலுள்ள பகுதிகளும் ஒன்றானவையே. நகர்கருவி அடையாளப் பதிவகம் மூலம் ஒரு GSM பிணையித்திலுள்ள எல்லா நகர்கருவிகளின் IMEI எண்கள் ஒரு தரவுத்தளத்தில் சேகரிக்கப்படுகிறது. ஒரு சந்தாதாரின் நகர்கருவி தொலைந்தால் அதன் IMEI எண் தரவுத்தளத்தில் குறிக்கப்படுகிறது. உறுதிப்படுத்தகம் (Authentification Center) சந்தாதர்களின் SIM சூட்டிகையட்டையின் ரகசியக் குறியீட்டை சேகரித்து நகர்கருவிகளை ஒரு பிணையத்திலுள் உறிதிபடுத்தும்.

இந்தியாவில் CDMA சேவையை வழங்கும் நிறுமங்கள் Tata Indicom மற்றும் Reliance Infocom. GSM வழங்கும் நிறுமங்கள் Airtel, Hutch, தமிழகத்தில் Aircel, பெங்களூரில் Spice Telecom போன்றவை.



கைமாற்றம் (Handoff, Handover) என்பது ஒரு நிகழும் அழைப்பை ஒரு கலத்திலிருந்து இன்னொன்றுக்கு நிலைமாற்றுவது. ஒரு கம்பியில்லா பிணையத்தில் நான்கு விதமான கைமாற்றங்கள் உண்டு.தடம் கைமாற்றம் (Channel Handover) மற்றும் கலம் கைமாற்றம் (Cell Handover) -இவைகள் ஒரு BSCஇயிலுள்ளே, இரு BSCகளுக்கிடையே ஆனால் ஒரே MSCக்குள்ளே அல்லது இரு MSCகளுக்கிடையே. முதல் இரு கைமாற்றங்களுக்கு அக கைமாற்றம் (Internal Handover) எனறழைக்கப்படுகின்றன. இறுதி இரண்டிற்கு புற கைமாற்றம் (External Handover) என்றழைக்கப்படுகின்றன. கைமாற்றங்கள் நகர்கருவிமூலம் துவக்கப்படுகின்றன அல்லது பிணையத்தின் உபயோகச் சுமையை சீர்ப்படுத்த MSC மூலமும் துவக்கப்படுகின்றன. GSMஇல் பயனில் காலகட்டங்கள் (idle time slots) மற்றும் CDMAயில் குறிப்பிட்ட அலைவெண்களில் நகர்கருவி ஒலிபரப்பு கட்டுப்பாடுத் தடத்தை (Broadcast Control Channel) வருடி அருகாமையிலுள்ள கலங்களில் 6 உன்னத கலங்களை அவைகளிருந்து பெறும் வானலை திறத்தின்படி (Received Radio Signal Strength) சேகரிக்கும். இத்தகவலை BSCக்கும் MSCக்கும் தெரிவிக்கும். கைமாற்றத்தின் செயல்படுத்தம் கம்பியில்லா பிணையத்தை பொறுத்தவரை உள்ளது. குறைவான ஏற்பு படிமுறைப்படி (Minimum Acceptance Algorithm) ஒரு நகர்கருவியின் பெறும் குறிகைத்திறன் (Received Signal Power) ஒரு அளவிற்க்கு மீது குறைந்தால் அதன் இயங்கும் திறன் (Operating Power) அதிகரிக்கப்படுகிறது. அது மீறி பெறும் குறிகைத்திறன் முன்னேற்றம் இல்லையினில் நகர்கருவி வேறு கலத்திற்கு கைமாற்றம் துவக்கும். திறன் சேமிப்பு படிமுறைப்படி (Power Budget Algorithm) இயங்கும் கலத்திலிருந்து குறிகைத்திறன் குறைந்தால் வேறு கலத்திற்கு கைமாற்றம் துவக்கப்படும்.

கம்பியில்லாவில் ஒரு நகர்கருவியின் இருப்பிடம் HLR மற்றும் VLR பதிவகங்கள் மூலம் புதுப்பிக்கப்படுகிறது. ஒரு நகர்கருவி ஒரு பிணையத்திலிருந்து மற்றொன்றிற்கு பயணம் செய்யும்போது அதற்கு பெறும் ஒளிபரப்பில் மாற்றம் தெரியும். அப்பொழுது நகர்கருவி தன் IMSI மற்றும் பழைய தாற்காலிக நகர்சந்தாதாரர் அடையாளம் (Temporary Mobile Subscriber Identity-TMSI) எண்களை புது பிணையத்தின் VLR பதிவகத்திற்கு ஒரு புதுப்பிப்புக் கட்டளையாக (Update Request) அனுப்புகிறது. நகர்கருவிக்கு ஒரு புது MSRN எண் ஒதுக்கப்பட்டு புது பிணையத்தின் VLR மூலம் புது HLR பதிவகத்திற்கு அனுப்பபடுகிறது. புது HLR பழைய பிணையத்தின் VLRக்கு முந்திய MSRN எண்ணை ரத்து செய்யுமாறு தெரிவிக்கிறது; அந்த எண்ணை மறு உபயோகம் செய்ய இயல்கிறது. புது TMSI எண் ஒதுக்கப்படுகிறது. MSC அமைப்பு பொதுத் தொலைபேசி பிணையத்திற்கும் கம்பியில்லாப் பிணையத்திற்கும் இடைமுகமாகும். ஒரு PSTN பிணையத்திலிருந்து தோன்றும் அழைப்பு ஒரு நுழைவாயில் நகர்பேசி சந்தாதாரர் எண் (Mobile Station ISDN-MSISDN) மூலம் MSC நுழைவாயிலுக்கு திசைவு செய்யப்படுகிறது. இந்த நுழைவாயில் நகர்பேசி MSISDN எண்ணுடன் HSRஐ வினாவித்து MSRN எண்ணை பெறுகிறது. இந்த MSRN எண்ணுடன் அழைப்பு MSCக்கு திசைவு செய்யப்படுகிறது. MSCயின் VLR பதிவகம் MSRNஐ எடுத்து மாற்றி நகர்கருவிக்கு TMSI எண் ஒன்றை அளிக்கிறது. ஒரு அழைப்பு BSCயின் கட்டுப்பாடு மூலம் நகர்கருவிக்கு திசைவு செய்யப்படுகிறது.

கம்பியில்லா தொலைதொரபில் ஒரு முக்கியமான இடம் வைத்திருப்பது கம்பியில்லா அணுகு நெறிமுறை அதாவது Wireless Access Protocol. WAP நெறிமுறைமூலம் இணையத்திற்கும் ஒரு நகர்கருவிக்கும் இடையே தொடர்பு இயல்பாகிறது. WAP என்பது ஒரு தூது நெறிமுறை (Messaging Protocol). WAP மூலம் இணையம் மூலம் நகர்கருவிகளுக்கு மின்னஞ்சல், குரல்தகவல், நாட்குறிப்பு ஆகிய சேவைகளை நிறைவேற்ற இயல்கிறது. ஒரு WAP அமைப்பில் 3 பாகங்கள் உண்டு: WAP நுழைவாயில், இணைய வழங்கன் மற்றும் WAP நகர்கருவி. WAP நுழைவாயில் WML தகவல்களை WAP ஏற்கும் நகர்கருவியுடன் பரிமாற்றுகிறது மற்றும் HTML தகவல்களை இணைய வழங்கன் மூலம் பரிமாற்றுகிறது. இணைய வழங்கன் தரவுத்தளங்களுடன் ASP, ColdFusion, CGI அல்லது PHP ஆகிய மென்பொருள் கருவிகள் மூலம் தொடர்புகொண்டு HTML பக்கங்களை வழங்குகிறது.