-Global System for Mobile communications, prescurtat GSM, este standardul de telefonie mobilă (celulară) cel mai răspândit din lume, precum și numele rețelei de telefonie respective. Atributul „mobil” al multor aparate și dispozitive actuale se referă în primul rând la conectivitatea lor (fără fir, prin semnale radio) la sistemul GSM, practic din orice punct de pe glob unde există oameni. Din aceasta rezultă și mobilitatea utilizatorului.

-Promotorul acestui standard, GSM Association, a estimat în anul 2007 că 82 % din piața mondială de comunicații mobile folosește acest standard.[1]. Mai este cunoscut și sub denumirea de 2G (generația a 2-a). NMT aparține de 1G, iar UMTS și standardele similare aparțin de 3G. GSM 2G a apărut pe piață la începutul anilor 1990, luând un mare avânt la sfârșitul deceniului. Este sistemul dominant în Europa.

-La ora actuală (2012) la rețeaua GSM se pot conecta cu ajutorul unei minicartele de tip SIM nu numai telefoanele mobile, aici în special cele de tip smartphone, dar și diverse calculatoare de ex. iPad-uri, alte calculatoare portabile, modemuri UMTS/LTE înglobate în diverse aparate ș.a.

-Prin contrast, există și sisteme de telefonie fără fir care nu se numesc „mobile”, deși și ele funcționează când utilizatorul se deplasează:

• sisteme DECT – pentru distanțe mici de până la cca 30 m, în locuință sau la locul de muncă,
• sisteme bazate pe benzi speciale radio, v. Radio CB,
• sisteme instalate de ex. pe avioane și vapoare care pentru radiotelefonie folosesc sateliți de telecomunicații
• sisteme speciale militare și de poliție.

Caracteristici tehnice

Sistem celular

-Systemul GSM este un sistem numit „celular”. Deoarece telefoanele portabile atașabile la GSM (așa-numitele telefoane mobile sau celulare) trebuie să fie ușoare și trebuie deci și să aibă acumulatori cât mai ușori, ele au și o putere de emisie radio limitată la circa 4 – 6 km. Drept consecință, releele GSM, numite și „stații de bază”, care au antenele în poziții fixe pe stâlpi la sol sau pe clădiri mai înalte, trebuie să fie numeroase, împânzind astfel mari suprafețe, de ordinul unor întregi zone metropolitane și chiar și mai mari, tinzând cu timpul spre acoperirea completă a țărilor.

-Zonele globului în care în general rețeaua GSM nu pătrunde sunt:

• mari zone nelocuite, de ex.: deșerturi, munți înalți, zonele polare, lacuri mari, mări și oceane
• zonele subterane (tuneluri, mine, stațiuni de cercetări situate la adâncime) precum și zonele subacvatice și submarine
• spațiul aerian cu altitudine de peste 4 – 6 km (avioanele de pasageri ajung și la înălțimi de 10 – 11 km)
• unele zone și țări subdezvoltate

-Fiecare releu GSM deservește doar o mică suprafață, mai mult sau mai puțin rotundă și cu diametrul de cca 8 – 10 km, numită „celulă”. Dacă posesorul telefonului mobil se deplasează (de ex. călătorește cu mașina), sistemul îl „pasează” de la un releu la altul, urmărindu-l peste tot unde se află. Dacă la trecerea în altă celulă posesorul tocmai vorbește la telefon, convorbirea sa nu este întreruptă și nici măcar deranjată.

Securitatea transmisiei

-Sistemul GSM, bazându-se pe transmisii radio, prezintă principial riscul captării ilegale a convorbirilor telefonice. El însă prevede ca semnalul sonor, înainte de a fi transmis, să fie digitalizat și criptat, dispunând astfel de o securitate la transmisie ridicată.

Benzi de frecvențe

-La ora actuală (2012) există pe glob 14 domenii de frecvențe pentru GSM, toate situate în câte una din următoarele benzi: 400 MHz, 700 MHz, 850 MHz, 900 MHz, 1.800 MHz și 1.900 MHz. Unele domenii se folosesc numai pe anumite continente. Frecvențele cu care transmit telefoanele mobile în cadrul unei legături cu releeul antenă (legături numite „uplink”) se deosebesc de frecvențele folosite de relee în direcția inversă („downlink”).
Avantaje

-Rețelele mobile celulare GSM oferă o serie de avantaje față de alte soluții:

• capacitate de transmisie sporită
• consum redus de energie
• acoperire geografică extensivă
• interferențe reduse cu alte semnale
• toleranță la greșeli de transmisie sau defecțiuni
• latență redusă și stabilitate.

Evoluția GSM

-Inițial GSM a fost conceput doar pentru telefonie și transmitere de telefaxuri și alte date la viteză constantă. Succesul Internetului a condus însă și la evoluția standardelor GSM, care azi permit, printre altele, accesul mobil la Internet cu viteze mari. Pentru aceasta, în decursul timpului au fost implementate mei multe standarde GSM, unele dintre ele pentru scopuri speciale: CSD, HSCSD, GPRS, EDGE, UMTS, HSPA, Streaming, Generic Access, Cell Broadcast, BOS-GSM, LTE.

Clasificarea sistemelor de comunicatii mobile

-Această clasificare pe generatii se aplică doar retelelor mobile destinate realizării de legături vocale (sistemelor celulare). Pe de altă parte, retelele mobile de date au cunoscut si ele o evolutie atât în privinta solutiilor tehnice cât si a performantelor obtinute.

-Prima generatie de sisteme RCM, numită 1G, a folosit transmisia analogică a informatiilor. Initial, astfel de sisteme au utilizat exclusiv transmisia analogică atât pentru mesaje cât si pentru semnalele de control si semnalizare din sistem. În acest scop se utilizau modulatii de tip AM, SSB sau FM.

-Ulterior s-a trecut la transmisia numerică a semnalelor de control si apel selectiv, cu modulatii de tip FSK sau FFSK, mentinându-se pentru semnalul vocal transmisia analogică prin modulatie de frecventă.

-Următoarea generatie de sisteme RCM, notată 2G, a fost caracterizată de transmisia numerică a informatiilor de utilizator, integrând mesajele digitizate cu informatiile de control si semnalizare, ceea ce a permis atingerea unor performante superioare în raport cu solutiile folosite anterior si a asigurat compatibilitatea cu retelele numerice terestre tip ISDN. Retelele 2G se bazau initial pe comutatia de circuite.

-Ulterior, în aceste retele s-au implementat solutii care să permită cresterea vitezei de transmisie a datelor si utilizarea comutatiei de pachete în paralel cu cea de circuite, născându-se astfel o generatie de tranzitie, denumită 2,5G.

-A treia generatie 3G este marcată de o crestere a debitului de transmisie de la valori de ordinul a 10 Kbps la valori cuprinse între 200 Kbps si 2 Mbps. Acest salt presupune o crestere a benzii alocate unui canal precum si trecerea la utilizarea exclusivă a comutatiei de pachete.

-A patra generatie 4G este in curs de implementare si prevede viteze de peste 100 Mbps in downlink si peste 30 Mbps in uplink.
GPRS

-În general, în timpul unei convorbiri de la telefonul mobil este stabilită o conexiune continuă (un canal de comunicație) rezervată – în acest timp nimeni altcineva nu poate folosi acel canal. GPRS are efectul că dacă în timpul convorbirii la un moment dat nu se transmit date, canalul e pus la dispoziție pentru alte transmisii, fără însă ca să se piardă conexiunea inițială. —În acest fel se mărește disponibilitatea rețelei. Altfel spus, la standardul GPRS conexiunea pentru o convorbire este continuă, permanentă, dar în plus canalul de transmisie pote fi partajat de mai multe persoane (convorbiri). Tarifele GPRS prevăd de obicei plata după volumul de date transferate și nu după durata conexiunii.

-GPRS este mult mai rapid decât CSD (Circuit Switched Data, uneori numit doar GSM Data). Cu toate acestea, la orele de vârf transferul de date este ceva mai lent (comparativ cu viteza maximă), deoarece conexiunile de voce au de obicei prioritate. Rata de transfer de date depinde de clasa multislot a dispozitivului.

EGPRS (EDGE)

-EGPRS (Enhanced GPRS, EDGE) utilizează o tehnologie ușor diferită bazată pe așa-numitul 8PSK sau 8-Phase Shift Keying. Cu ajutorul standardului EDGE transferurile GPRS sunt aproximativ de trei ori mai rapide, ușurându-se astfel descărcarea fișierelor mari cum ar fi clipurile video.

LTE

-LTE sau 3GPP Long Term Evolution este un standard pentru comunicatii wireless de viteza foarte mare pentru telefoane mobile sau terminale de date. Este o arhitectura bazata pe GSM/EDGE, imbunatatind capacitatea si viteza prin utilizarea tehnicilor de modulatie.

-Interfata wireless LTE este incompatibila cu retele 2G si 3G, astfel incat aceasta sa ruleze, este necesar un alt spectru wireless.Specificatiile includ o rata de downlink de 300 Mbit/s si o rata de uplink de 75 Mbit/s cu un QoS care asigura rata de transfer in mai putin de 5 ms in retelele radio. Astfel, datele se transmit cu o calitate exceptionala, intr-un timp foarte redus. Suporta multicast si stream-uri broadcast.