GSM is een aanduiding voor een standaard voor digitale mobiele telefonie. Momenteel staat de afkorting voor "Global System for Mobile Communications", daarvoor was het "Groupe Speciale Mobile". GSM wordt beschouwd als de 2de generatie mobiele telefonie (2G). GSM is de meest gebruikte standaard voor mobiele telefonie in de wereld. GSM-diensten worden gebruikt door meer dan 2,2 miljard mensen in meer dan 210 landen. De grootste concurrent is cdmaOne (Noord- en Zuid-Amerika). De twee belangrijkste verbeteringen bij gsm ten opzichte van daarvoor gebruikte analoge mobiele netten (1G, 1ste generatie, genoemd) waren:
het digitaliseren van de spraak en het dus niet langer analoog verzenden van de spraaksignalen, maar digitaal
de gebruikte frequentiebanden en het daarbij
Geschiedenis
De ontwikkeling van de mobiele telefonie kende verschillende systemen zonder dat er een echte standaard was. Hierdoor waren er problemen met de compatibiliteit tussen die verschillende systemen. In 1982 werd daarom de "Groupe Special Mobile" opgericht, die uiteindelijk de initialen leverde voor het systeem, hoewel de betekenis daarna veranderd werd. De groep werd oorspronkelijk ondergebracht onder de CEPT.
Van 1982 tot 1985 werd gediscussieerd over het oprichten van een analoog of een digitaal systeem. Na verschillende praktijktesten werd gekozen voor een digitaal systeem. De volgende vraag was de keuze tussen smalband of breedband. In mei 1987 werd gekozen voor smalband met TDMA.
De technische kenmerken voor het GSM-systeem werden vastgelegd in 1987. In 1989 werd de verantwoordelijkheid overgenomen door ETSI en in 1990 was de eerste GSM-specificatie een feit, met meer dan 6000 pagina's tekst. De commerciële uitbating begon in 1991 met Radiolinja in Finland.
In 1998 werd het 3rd Generation Partnership Project (3GPP) opgericht, met de bedoeling specificaties voor een derde generatie van mobiele netwerken vast te leggen. 3GPP nam uiteindelijk ook het onderhoud en de ontwikkeling van de GSM-specificatie over. ETSI is een partner van 3GPP.
GSM geeft aanbevelingen, geen verplichtingen. De GSM-specificaties bepalen de functies en interfacevereisten, maar zeggen niets over de hardware.
Technisch
en gsm-verbinding loopt van het toestel naar de gsm-mast (BTS - Base Transceiver Station) met het sterkste signaal (in de meeste gevallen de dichtstbijzijnde). Aan deze mast hangen meestal drie antennes die samen een gebied van 360 graden bestrijken (zgn. cellen), herkenbaar aan hun smalle, rechthoekige vormen, boven in de mast. GSM-900-antennes zijn daarbij over het algemeen een stuk groter dan GSM-1800-antennes. In de kast van de BTS wordt het gesprek ontdaan van de foutcorrecties die nodig waren voor de radiotransmissie van toestel naar mast. Vanaf deze mast gaat het gesprek naar een centraal punt waaraan meerdere masten in hetzelfde gebied zijn aangesloten (BSC, of Base Station Controller). Vanaf de BSC wordt het verkeer gesplitst:
circuitgeschakelde verbindingen (meestal gecodeerde spraak) gaan naar een MSC of Mobile Switching Centre (de "centrale"). Van daaruit wordt een verbinding gemaakt naar de centrale van de andere partij.
pakketgeschakelde verbindingen (meestal data) gaan naar de SGSN, de Serving GPRS Support Node. Van daaruit wordt een verbinding gemaakt met het pakketgeschakelde bestemmingsnetwerk.
Sms-verkeer gaat als signaleringsverkeer van handset via BTS naar BSC en MSC naar de SMSc (sms-centrale), de SMSc slaat het bericht op in zijn buffer en zal vervolgens trachten de locatie van de ontvanger te bepalen (via het signaleringsnetwerk zal de MSC waar de ontvanger op is "ingelogd" worden opgevraagd in de HLR van het netwerk van de ontvanger). De SMSc zal het sms'je vervolgens afleveren aan die MSC, die op zijn beurt probeert het SMS'je af te leveren op het toestel van de ontvanger. Als dit is gelukt dan stuurt het ontvangende toestel een bevestiging terug aan de SMSc die - indien de verzender daarom heeft gevraagd bij verzending - een afleverbevestiging zal sturen aan het toestel van de afzender. Dit toestel zal dat onmiddellijk in het display weergeven. Indien aflevering is mislukt dan zal de SMSc op een vooraf ingesteld ritme (retry-schedule) opnieuw proberen het sms'je af te leveren. Dit ritme is in het begin met korte tussenpozen en zal na verloop van de tijd een steeds grotere tussenpoos hebben. Als na enige dagen (vaak 72 uur) het bericht nog niet is afgeleverd zal het bericht uit de buffer van de SMSc worden gewist. De zender kan dit korter instellen maar nooit langer dan het staat ingesteld in de SMSc.
De verbinding tussen de verschillende netwerkelementen kan ondergronds via (glasvezel-)kabel verlopen, of radiotechnisch via een straalverbinding. Straalverbindingen zijn te herkennen als kleine ronde witte elementen die in dezelfde mast hangen.
Plaatsbepaling
Bij een mobiel netwerk, zoals een gsm-netwerk, is het van belang om te weten waar een mobiele telefoon zich bevindt.
Dat wordt bereikt door het HLR (Home Location register) en het VLR (het Visitor Location Register). Beide registers zijn eigenlijk een databank. De VLR bevinden zich in de of vlak bij de Mobiele Diensten Centrale (MSC).
In het HLR staan alle klanten die van het netwerk gebruik mogen maken geregisteerd.
In het VLR staat de locatie van alle mobiele telefoons die bij een gedeelte netwerk zijn aangemeld. Dat kunnen ook klanten van een andere operator zijn die via een roamingovereenkomst van het gastnetwerk gebruik mogen maken.
Zodra een mobiele telefoon wordt aangezet gaat deze op zoek naar de signalen van beschikbare basisstations (BTS). Uit deze signalen maakt de mobiele telefoon een keuze op basis van signaalsterkte en contractgegevens. Met welke operator is het toegestaan om te bellen? Of anders gezegd: in welke HLR staat men geregisteerd of kan men zich als gast aanmelden? De aanmelding bij het HLR vindt plaats op basis van gegevens die zich op de SIM-kaart van het mobiel toestel bevinden.
Indien de aanmelding in het HLR positief is afgesloten zullen de gegevens van de mobiele telefoon met de gegevens van het basisstation dat wordt aangestraald worden opgeslagen in het VLR.
Bij gastgebruik in het buitenland worden gegevens tussen het "eigen netwerk" en het "gastnetwerk" uitgewisseld waardoor duidelijk is waar de mobiele telefoon te bereiken is. In het VLR van het "eigen netwerk" staat dan geregisteerd dat de mobiel bij het "gastnetwerk" is aangemeld.
De uitwisseling van deze gegevens verloopt via het signalingssysteem 7 (SS7), in Nederland om begrijpelijke redenen C7 genoemd, een afkorting van CCS7 (Common Channel Signalling nr. 7). C7 bevat een set afspraken voor signaleringcommunicatie tussen mobiele netwerken, het zogenaamde Mobile Application Part (MAP). Echter, ook voor vaste telefonie via het PSTN, verloopt in de meeste landen de signalering in het 'core netwerk' via C7. Bij CCS7 wordt er een apart 'signaleringskanaal' gehanteerd voor het gebundeld transporteren van het signaleringsverkeer voor grote aantallen calls.
Oproepen voor de mobiele telefoon worden naar het "gastnetwerk" door geschakeld. Oproepen vanuit het "gastnetwerk" kunnen in principe lokaal worden afgewerkt.
Uit commerciële reden worden hiervoor echter vaak internationale tarieven in rekening gebracht. Dit is een reden voor de Europese commissie om deze tarieven eens tegen het licht te houden.
Noodnummer
In alle Europese lidstaten kan het internationaal noodnummer 112 gebeld worden, zelfs wanneer zich geen simkaart in de gsm bevindt of wanneer de toetsenblokkering aan staat. Ook in eigen land kan in het geval dat het eigen netwerk géén dekking biedt via andere (concurrerende) netwerken het alarmnummer gebeld worden. Men wordt dan doorverbonden met de lokale hulpdienst/politie. In Nederland gaan alle noodoproepen rechtstreeks naar de nationale meldkamer in Driebergen. Deze schakelt de beller door naar de lokale instanties. De bedoeling is dat op termijn het nummer 112 in heel Europa de lokale noodnummers vervangt. Gsm-netwerken houden altijd capaciteit vrij voor noodoproepen.