GSM - co to jest?

GSM (ang. Global System for Mobile Communications, pierwotnie Groupe Spécial Mobile) jest najpopularniejszym obecnie standardem telefonii komórkowej. Sieci oparte na tym systemie telekomunikacji oferują usługi związane z transmisją głosu, danych (na przykład dostęp do Internetu) i wiadomości w formie tekstowej lub multimedialnej.

We wrześniu 2007 na świecie było ok. 2 mld unikatowych numerów abonenckich telefonii GSM, a sieci oparte na tej technologii zbudowane były w ponad 200 krajach. Dzięki możliwości międzynarodowego roamingu i umowom międzyoperatorskim abonent GSM może - bez podpisywania oddzielnych umów z każdym operatorem z osobna - korzystać z telefonu w wielu krajach. Usługi GSM mogą być udostępnione na zasadzie comiesięcznych opłat lub w formie przedpłat, co znacznie zwiększa liczbę potencjalnych użytkowników.

Podstawowe założenia standardu

Podczas tworzenia standardu GSM opierano się na doświadczeniach związanych z rozwijanym standardem ISDN, czyli cyfrową siecią stacjonarną z integracją usług, istnieje więc wiele podobieństw pomiędzy tymi sieciami:

• W strukturze obu sieci znajdują się cyfrowe centrale telefoniczne, wykorzystujące tego samego rodzaju łącza do przenoszenia różnych typów informacji (głosu, faksu, danych) pomiędzy abonentami. Kontrola nad połączeniami wykonywana jest za pomocą protokołu sygnalizacyjnego SS7.
• Głos o częstotliwości z zakresu 300 - 3400 Hz jest kodowany cyfrowo i w takiej postaci jest przesyłany do sieci.
• Zdefiniowane są pewne usługi, które są zintegrowane z siecią. Należą do nich między innymi: przesyłanie faksu, krótkich wiadomości tekstowych, poczta głosowa, identyfikacja numeru dzwoniącego abonenta, itp.

Podstawowym założeniem podczas projektowania standardu GSM była pełna mobilność abonenta, aby ją uzyskać specyfikacja uwzględnia:

• dodatkowe elementy infrastruktury sieci odpowiedzialne za przechowywanie informacji o aktualnym położeniu abonenta, śledzenie jego zmian i utrzymywanie odpowiedniej jakości transmisji nawet podczas przemieszczania się użytkownika telefonu.
• roaming, czyli możliwość korzystania z obcych sieci GSM.
• połączenie telefonu z siecią dzięki systemowi stacji bazowych. Jako dostęp do kanału radiowego wybrano cyfrową transmisję za pomocą technologii FDMA i TDMA. Oznacza to, że transmisje odbywają się na wielu częstotliwościach, z których każda jest podzielona na 8 tzw. szczelin czasowych. Jedna rozmowa może zajmować całą szczelinę lub jej połowę (kosztem pogorszenia się jakości dźwięku) – w konsekwencji na jednej częstotliwości może być obsługiwanych do 16 rozmów.

Podstawowe usługi w systemie GSM

Transmisja sygnałów mowy

Do transmisji sygnałów mowy, telefon w systemie GSM używa cyfrowego kanału radiowego przydzielonego mu na czas połączenia przez Kontroler Stacji Bazowych. Każda z dostępnych częstotliwości podzielona jest na 8 szczelin czasowych, w których mogą być transmitowane pojedyncze rozmowy. W zależności od zajętości sieci w danej komórce (ang. cell), telefon może mieć przyznaną całą lub pół szczeliny czasowej, co wiąże się z pogorszeniem jakości transmisji. Podczas rozmowy wysyła do sieci tzw. raporty pomiarowe (ang. measurement reports), w których zawarte są informacje o sile i jakości sygnału odbieranego z okolicznych stacji bazowych. Na podstawie tych raportów, Kontroler Stacji Bazowych może przyznać częstotliwość związaną z inną stacją, jeśli sygnał ze stacji, z którą telefon nawiązał połączenie staje się zbyt słaby, np. abonent oddala się poza zasięg nadajnika.

Transmisja danych

Pierwsze specyfikacje GSM opisywały przesyłanie danych o prędkości transmisji 9,6 kb/s (Circuit Switched Data – CSD). Polegało to na zajęciu jednej szczeliny czasowej przyznanej przez Kontroler Stacji Bazowych dokładnie w ten sam sposób jak dla zwykłej rozmowy. Kolejne rozwiązanie nazywane High Speed Circuit Switched Data (HSCSD) dzięki innemu systemowi kodowania i korekcji błędów dawało możliwość osiągnięcia prędkości transmisji 14,4 kb/s w jednej szczelinie czasowej. Na potrzeby jednej transmisji można było ich przydzielić aż cztery, co dawało 57,6 kb/s. Tego typu rozwiązania miały jednak podstawową wadę: na czas połączenia przyznawane były całe kanały cyfrowe, użytkownik zajmował je nawet w momencie, gdy nie wysyłał ani nie odbierał danych, było to więc rozwiązanie kosztowne.

Nowe możliwości pojawiły się wraz z rozwojem technologii GPRS, która została zintegrowana z siecią GSM i stała się częścią tego standardu. Oferuje ona pakietowe przesyłanie danych, dzięki czemu użytkownik nie zajmuje tylko dla siebie całego kanału cyfrowego i płaci za faktycznie wysłane/odebrane dane. Osiągana w praktyce prędkość transmisji to 30 – 80 kb/s. Rozszerzeniem technologii GPRS jest EDGE, który oferuje jeszcze większą prędkość transmisji i uważany za alternatywę dla telefonii UMTS, która nie wymaga inwestycji w licencje związane z nowymi częstotliwościami oraz w kosztowną rozbudowę sieci radiowych.

Messaging

Usługa pozwalająca wysyłać i odbierać wiadomości w formatach SMS, EMS i MMS.

• SMS to krótka (do 160 znaków) wiadomość tekstowa. Nieoczekiwanie dla operatorów ta forma komunikacji stała się jedną z najpopularniejszych usług w sieciach GSM, obecnie wysyła się setki miliardów SMS-ów rocznie.
• Multimedialnym rozszerzeniem SMS jest EMS, który umożliwia zawarcie w treści SMS-a monochromatycznej grafiki oraz zdefiniowanych przez twórców standardu EMS dźwięku lub animacji.
• Następcą standardu SMS jest MMS, bazujący na transmisji GPRS. Zawarta w nim informacja może mieć formę audiowizualną (dźwięk, obraz, sekwencje video).

Źródło: wikipedia.org