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 Spéciale Mobile". Gsm wordt beschouwd als de tweede generatie mobiele telefonie (2G).

Gsm is de meest gebruikte standaard voor mobiele telefonie in de wereld. Gsm-diensten worden gebruikt door meer dan 3 miljard mensen in meer dan 210 landen.[1] De grootste concurrent is cdmaOne (Noord- en Zuid-Amerika). Gezondheidsaspecten zijn omstreden[2]. De twee belangrijkste verbeteringen bij gsm ten opzichte van daarvoor gebruikte analoge mobiele netten (1G, eerste 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 behorende honingraatpatroon voor de dekkingsgebieden, waardoor een hoge geluidskwaliteit en een constante bereikbaarheid mogelijk werd.

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 Spécial 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.

Gsm-standaard

Er bestaan toegevoegde uitbreidingen van de standaard zoals HSCSD en GPRS voor een snellere dataoverdracht. Gsm was de eerste wereldwijd genormeerde standaard voor digitale telefonie, waardoor het mogelijk is om dezelfde telefoon en simkaart over de hele wereld te gebruiken. Alle mobiele telefonienetwerken in Nederland en België zijn momenteel gebaseerd op gsm of de combinatie van gsm en UMTS.

Spraakcodering en dataoverdracht

Voor spraak maakt gsm gebruik van een efficiënte digitale codering, hierdoor wordt er tussen de 11.400 bit en 22.800 bit per seconde gebruikt voor de spraak (in het geval van 22.800 bit/s zijn deze verdeeld in 13.000 bit/s voor het spraaksignaal, en 9800 bit/s voor bescherming tegen bitfouten op het radiokanaal), dit in tegenstelling tot ISDN waar 64.000 bit per seconde wordt gebruikt om menselijke spraak digitaal over te sturen (gecodeerd volgens G.711).

De besparing ten opzichte van ISDN wordt bereikt door klanken te coderen. Dat zorgt voor een verstaanbaar signaal maar er is ten opzichte van ISDN sprake van kwaliteitsvermindering op het punt van de natuurgetrouwheid en de herkenbaarheid.

Het is mogelijk om mobiele fax- of data-gesprekken op te zetten. In dat geval wordt de data overgestuurd met een maximale snelheid van 9600 bit per seconde. Daarnaast is het mogelijk in een gsm-netwerk om korte berichten te versturen via sms. De opvolger van sms is MMS. MMS maakt het mogelijk om afbeeldingen, geluiden of videobeelden aan het bericht toe te voegen.

Andere, in Nederland en België maar weinig gebruikte, mogelijkheden van gsm zijn de mogelijkheden om korte berichten naar alle gebruikers binnen een gebied te versturen (z.g. 'cell broadcast'), om direct data naar gebruikers te sturen (USSD) en de mogelijkheid om speciaal gecodeerde webpagina's op te halen, WAP.

De optie van cell broadcast wordt in de Nederlandse gemeente Zoetermeer als proef gebruikt om burgers te alarmeren bij noodgevallen.
Libertel gebruikte cell broadcasting in de eerste jaren om de gebruiker de regio's weer te geven, waarin hij met korting kon bellen. Op Schiphol werd in die tijd de tekst 'Welkom in Nederland' via cell broadcast verstuurd.

Technisch functioneren
gsm-mast
Gsm mast T-mobile op ongeveer 60 meter hoogte
gsm-zendinstallatie

Een gsm-verbinding loopt van het toestel naar de gsm-mast (BTS - Base Transceiver Station, of kortweg basisstation) 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 (zogenaamde 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.

Een nieuwe ontwikkeling is femtocells, waarbij een kleine BTS met een laag zendvermogen in een woonhuis of klein bedrijf wordt geïnstalleerd. Deze BTS communiceert via een internetverbinding met het netwerk van de aanbieder van mobiele telefonie.

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 signaleringssysteem 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

Hoewel het alarmnummer verschilt per land kan overal ter wereld[3] het Europees noodnummer 112 gebeld worden, in Nederland 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 van het KLPD in Driebergen. Deze schakelt de beller door naar de lokale instanties. Gsm-netwerken houden altijd capaciteit vrij voor noodoproepen.

Varianten van gsm

Er bestaan verschillende varianten van gsm. Het onderscheid is de frequentieband die gebruikt wordt:
Band     Naam     Kanalen     Uplink(MHz)     Downlink(MHz)     Commentaar
GSM 400     GSM 400     259 - 293     450,4 - 457,6     460,4 - 467,6    
GSM 480     306 - 340     478,8 - 486,0     488,8 - 496,0    
GSM 700     GSM 750     438 - 511     747,0 - 762,0     777,0 - 792,0    
GSM 850     GSM 850     128 - 251     824,0 - 849,0     869,0 - 894,0     GSM-850 wordt gebruikt in Noord- en Zuid-Amerika en Azië.
GSM 900     P-GSM 900     1-124     890,0 - 915,0     935,0 - 960,0     Primary GSM
E-GSM 900     975 - 1023     880,0 - 890,0     925,0 - 935,0     Extended GSM, uitbreiding op GSM 900
R-GSM 900     955 - 974     876,0 - 880,0     921,0 - 925,0     Railways GSM, ook wel GSMR genoemd
wordt gebruikt door de Europese spoorwegmaatschappijen
voor communicatie en beveiliging.
GSM 1800     GSM 1800     512 - 885     1710,0 - 1785,0     1805,0 - 1880,0    
GSM 1900     GSM 1900     512 - 810     1850,0 - 1910,0     1930,0 - 1990,0     GSM 1900 is een variant van gsm die
gebruikt wordt in Noord-Amerika in de
1,9 GHz-band. GSM 1900 kan nooit
samen met GSM1800 gebruikt worden aangezien
de frequentiebanden ervan elkaar overlappen.

Nederland

In Nederland werd het eerste gsm-netwerk in juli 1994 geopend door het toenmalige PTT Telecom; in de jaren daarna volgden er nog vier mobiele netwerken van andere gsm-aanbieders.

Frequentieverdeling

In Nederland zijn vijf partijen in het bezit van een of meerdere licenties voor het gebruik van gsm-frequenties. GSM 900 is verdeeld tussen KPN Mobile en Vodafone. Deze partijen maken gebruik van deze frequenties zonder dat daar licentiekosten tegenover hebben gestaan. De GSM1800-frequenties zijn in maart 1998 geveild door het Ministerie van Verkeer en Waterstaat. Bij deze licentie zijn twee landelijke frequentiepakketten (ongeveer 15 MHz in de GSM1800-band en 5 MHz in de EGSM-band) en enkele losse pakketten geveild. De landelijke pakketten waren voorbehouden aan nieuwe partijen, KPN Mobile en Vodafone (toen nog Libertel) mochten daar niet op bieden. Op de frequenties die KPN Mobile en Vodafone zouden binnenhalen zat een beperking. Deze frequenties mochten pas vanaf maart 2000 gebruikt worden om de andere nieuwe partijen de kans te geven een fatsoenlijk dekkend netwerk op te bouwen.

Bij deze veilingen zijn de twee landelijke pakketten gegaan naar Dutchtone (Consortium France Télécom en ABN AMRO) en Telfort (Oorspronkelijk een joint Venture British Telecom (BT) en Nederlandse Spoorwegen (NS) maar, na eerst voor 25 miljoen euro overgenomen te zijn door investeringsmaatschappij Greenfields, in 2005 overgenomen door KPN voor 980 miljoen euro). Orange en BruCop (Joint Venture Belgacom en Tele Danmark, het latere Ben, nog later overgenomen door T-Mobile) verkregen ieder een regionaal pakket. Later heeft Orange zijn regionale pakket verkocht aan BruCop. Orange deed later toch zijn intrede op de Nederlandse gsm-markt doordat France Télécom Orange heeft overgenomen en Dutchtone zijn naam veranderde in Orange.

Eind 2006 werd duidelijk dat het radionetwerk van Telfort door KPN afgebouwd gaat worden. In juni 2007 is het radionetwerk van Telfort uitgeschakeld. In het voorjaar van 2007 is Telfort begonnen zijn klanten te migreren naar het KPN-netwerk na het afronden van succesvolle testen met nationaal roaming van Telfort klanten op het KPN-netwerk. Nadat de laatste werden overgezet kon het radionetwerk uitgeschakeld worden. Vooruitlopend op deze actie heeft KPN de EGSM-frequenties van Telfort reeds verkocht aan concurrent T-Mobile welke inmiddels is samengegaan met Orange. Deze werden overgedragen na uitschakeling van het Telfort-netwerk.

Verdeling per 1 juli 2005:
ProRail     KPN Mobile     Vodafone
20 Kanalen GSM-R     63 kanalen GSM 900 en 88 kanalen GSM 1800     57 Kanalen GSM 900 en 26 kanalen GSM 1800
Kanalen     Uplink×     Downlink×     Kanalen     Uplink×     Downlink×     Kanalen     Uplink×     Downlink×
n/a(20)     876,2-880,0     921,2-925,0     1-20(20)     890,2-894,0     935,2-939,0     21-65(45)     894,2-903,0     939,2-948,0
66-107(43)     903,2-911,4     948,2-956,4     108-119(12)     911,6-913,8     956,6-958,8
525-536(12)     1712,8-1715,0     1807,8-1810,0     512-524(13)     1710,2-1712,6     1805,2-1807,6
562-574(13)     1720,2-1722,6     1815,2-1817,6     837-849(13)     1775,2-1777,6     1870,2-1872,6
587-611(25)     1725,2-1730,0     1820,2-1817,2            
637-649(13)     1735,2-1737,6     1830,2-1832,6            
812-836(25)     1770,2-1775,0     1865,2-1870,0            
Telfort     Orange     T-Mobile
87 kanalen GSM 1800 en 25 kanalen E-GSM     75 kanalen GSM 1800 en 25 kanalen E-GSM     84 kanalen GSM 1800
Kanalen     Uplink×     Downlink×     Kanalen     Uplink×     Downlink×     Kanalen     Uplink×     Downlink×
550-561(12)     1717,8-1720,0     1812,8-1815,0     662-736(75)     1740,2-1755,0     1835,2-1850,0     537-549(13)     1715,2-1717,6     1810,2-1812,6
737-811(75)     1755,2-1770,0     1850,2-1865,0     975-978(4)     880,2-880,8     925,2-925,8     575-586(12)     1722,8-1725,0     1817,8-1820,0
979-985(7)     881,0-882,2     926,0-925,2     986-1006(21)     882,4-886,4     927,4-931,4     612-636(25)     1730,2-1735,0     1825,2-1830,0
1007-1024(18)     886,6-890,0     931,6-935,0                 650-661(12)     1737,8-1740,0     1832,8-1835,0
850-871(22)     1777,8-1782,0     1872,8-1877,0

× alle frequenties in MHz

België

In België werd het eerste gsm-netwerk in 1994 opgericht, waarna er nog twee andere gsm-operatoren bijkwamen. Dit is in België de derde generatie mobiele telefonie en ze werd in haar begindagen dan ook soms aangeduid met de aanduiding MOB3 naar analogie met haar twee voorlopers MOB1 en MOB2.

Frequentieverdeling

In België zijn drie gsm-operators in actie, te weten Proximus, Mobistar en BASE. Tevens heeft de nationale spoorwegmaatschappij NMBS GSM-R in ontwikkeling.
Operator     Band     Breedte (MHz)     Kanalen     Commentaar
Proximus     P-GSM     2 x 12     60     -
E-GSM     -     -     -
DCS-1800     2 x 15     75     -
Mobistar     P-GSM     2 x 12     60     -
E-GSM     -     -     -
DCS-1800     2 x 15     75     -
Base     P-GSM     -     -     -
E-GSM     2 x 5     25     -
DCS-1800     2 x 22     110     -
NMBS     GSM-R     2 x 4     20     Niet bekend wie de vergunninghouder is

Lijst van aanbieders

Elke aanbieder van mobiele telefonie is herkenbaar aan een code van vijf cijfers. De meeste telefoons kennen deze codes en tonen de naam van de aanbieder op het scherm. De codes zijn:
Code     Naam     Code     Naam     Code     Naam     Code     Naam
202 01     C-ot     234 50     Jeri     272 02     O2-irl     466 06     TUNTEX
202 05     Pan     234 55     Gsy-tel     272 03     Meteor     466 88     KGT
202 10     Tlstet     234 58     Manx     274 01     P&s     466 92     ChungHwa
204 04     Libtel     238 01     Td mob     274 02     Tal     466 93     MOBITAI
204 08     NL ptt     238 02     M-and     276 01     AMC     466 97     TWN
204 12     Telfort     238 20     Telia     278 01     Vodam     466 99     TransAsia
204 16     Ben nl     238 30     Mbix     280 01     Cy-GSM     502 12     Maxis
204 20     Dtone     240 01     Telia     282 01     Gcell     502 16     DIGI 1800
206 01     Proxi     240 07     Iq     284 01     Citron     502 17     Adam
206 10     Mobi*     240 08     Euro     286 01     Tcell     502 19     CelCom
206 20     Orange     242 01     Teleno     286 02     Tlsim     505 01     M-net
208 01     Orange FR     242 02     N COM     293 40     Si Mobil     505 02     Optus
208 02     Magti     244 03     F1 telia     293 41     Si-GSM     505 03     Vfone
208 10     SFR     244 05     F1 radiolinja     294 01     Mobi-M     510 01     Sat-C
208 20     Bytel     244 12     F1 2g     302 37     Mcell     510 10     T-sel
213 03     M-and     244 91     F1 sonera     310 02     Sprint     510 11     Ex-cel
214 01     AIRTEL movil     246 01     Omt     310 15     Omni     515 01     Isla
214 03     AMENA     246 02     Bite     310 16     Omni     515 02     GLOBE
214 04     Xfera     247 01     Lmt     310 27     Powertel     520 01     th AIS GSM
214 07     Movistar     247 02     B-COM     310 31     Aerial     520 15     th act 1900
216 01     Pannon     248 01     Emt     400 01     Acell     520 18     DTAC
216 30     W-900     248 02     Rle     401 02     401 02     520 23     GSM 1800
218 90     Bhgsm     248 03     Ee03 qgsm     404 10     Airtel     520 99     Orange th
219 01     Cron     250 01     MTS     404 11     Vodafone     525 01     Stgsm
219 10     VIP     250 02     Nwgsm     404 20     Maxtch     525 02     GSM 180
220 01     Mobtel     250 03     NCC     404 30     Ina-command     525 03     M1-GSM
220 02     ProMonte     250 05     SCS     410 01     M-link     528 11     DSTCom
222 01     TIM     250 10     Rus 10     413 02     DIALOG     530 01     Vnz
222 10     Vodafone IT     250 28     Extel rus     415 01     Cllis     542 01     Vodaf ji
222 10     Omni     250 39     UTL     415 03     Libcl     602 01     602 01
222 88     Wind     250 99     KB impuls     416 01     Fstlnk     602 02     Click
224 02     Etslt     255 01     UMC     419 02     MTC     604 01     Onpat
226 01     Connex     255 03     Kyivstar     420 01     Ksa     605 02     Tunicell
226 10     DIALOG     255 05     Gt-bcs     422 02     Gto     608 01     Sonatel
228 01     Swiss     257 01     Velcom     425 01     Orange     612 03     Ivoir
228 02     Diax     259 01     Voxtel     425 05     Paltel     612 05     TELECEL
228 02     Diax swiss     260 01     Plus     426 01     Mplus     617 01     Cell+
228 03     Orange     260 02     Eragsm     427 01     Q-net     633 01     Seycel
230 01     Paegas     260 03     ie     434 05     Coscom     633 10     Airtel
230 02     Et-cz     262 01     T-Mobile D2     454 00     CSL     640 01     Tritel
231 01     Svk-gt     262 02     Vodafone D2     454 04     Orange     643 01     mCel
231 02     Et-sk     262 03     E-Plus     454 06     HK SMARTONE     647 10     Srr ru
232 01     A 1     262 07     O2-de     454 10     NEW WORLD     648 01     Net*one
232 03     A max     266 01     Gibtel     454 12     CMCC peoples     648 04     Zw 04
232 05     One     268 01     Tlcl     454 16     Sunday     649 01     MTC na
232 07     Telering     268 03     Optim     455 01     Ctmgsm     655 01     Voda
234 10     O2-UK     268 06     Ptmn     456 01     Mobitel     655 10     MTN
234 15     Voda     270 01     P&tl     460 00     CMCC     730 10     M-and
234 30     T-Mobile UK     270 77     TANGO     460 01     CU-GSM
234 33     Orange     272 01     Irl voda     466 01     Fet

Toepassingen anders dan spraak

* Gsm-parkeren
* Cell Broadcast
* Short Message Service

Bronnen, noten en/of referenties

1. ↑ Market Data Summary ~ GSM World
2. ↑ Sadetzki, S., et al., Cellular phone use and risk of benign and malignant parotid gland tumors-a nationwide case-control study. American Journal of Epidemiology, 2008. 167(4): p. 457-67.
3. ↑ ACMA - Calling the Emergency Call Service from a Mobile Phone: Frequently Asked Questions

Bron van dit artikel: Wikipedia