Global System for Mobile Communications

Z Wikipédie

Štandardy mobilnej komunikácie

0G PTT MTS IMTS AMTS

0.5G Autotel/PALM ARP

1G NMT AMPS Hicap CDPD Mobitex DataTac

2G GSM iDEN D-AMPS cdmaOne PDC CSD

2.5G GPRS HSCSD WiDEN EDGE

2.75G CDMA2000 1xRTT

3G W-CDMA UMTS FOMA CDMA2000 1xEV TD-SCDMA

3.5G HSDPA

3.75G HSUPA

4G

Global System for Mobile Communications (GSM) je najpopulárnejší svetový štandard pre mobilné telefóny.

Telefóny GSM používa viac ako miliarda ľudí vo viac než 200 krajinách. Rozšírenosť štandardu GSM umožňuje vďaka „roamingovým dohodám“ medzi mobilnými operátormi uskutočňovať roamingové hovory. GSM sa od svojich predchodcov výrazne líši v tom, že obidva kanály, signalizačný aj hlasový, sú digitálne, vďaka čomu dostal označenie mobilný systém druhej generácie (2G). Táto skutočnosť takisto znamenala, že už hneď v začiatkoch systém GSM umožňoval aj dátovú komunikáciu. GSM je otvorený štandard, ktorý je v súčasnosti vyvíjaný podľa 3GPP.

[úprava] Frekvencie

GSM pracuje na viacerých frekvenciách. V Európe sú vyčlenené pásma 900MHz a 1800 MHz. V USA a Kanade sa používajú na GSM frekvencie 850MHz a 1900 MHz.

[úprava] História

Mobilné siete a mobilné telefony uz existuju dlho.Prvá komerčná sieť bol holandská Landelijk Openbaar Net(OLN), ktorá bola prevádzkovaná v roku 1949. V dobe svojej najväčšej slávy mala 2600 užívateľov. Problémom bolo, že to nebolo komfortné ako dnes a hovor bolo možné uskutočniť len cez operátorku, hovor bol simplexný (len jeden mohol hovoriť, druhého nebolo počuť). Táto sieť nemala nič spoločné s celulárnou architektúrou. Dalo by sa povedať, že išlo o vysielačky, napojené na pevnú sieť…

V osemdesiatich rokoch minulého storočia nebol vývoj mobilných sietí príliš vzdialený od OLN. Bolo už možné telefonovať bez pomoci operátorky a hovor bol duplexný (obaja mohli hovoriť a bolo oboch počuť). Tieto siete mali ale veľmi nízku kapacitu, obmedzené pokrytie, mobilné stanice boli príliš veľké. Bolo ich možné používať iba v autách a mali vysokú spotrebu energie.

Ale v Bellových laboratóriách (Bell Labs)začali pracovať na systéme, ktorý by spomínane nevýhody nemal. Práve v týchto laboratóriách vznikol systém celulárnej siete, kde je územie rozkúskované medzi mnoho malých buniek obsluhovaných základovými stanicami. Dostupné frekvencie boli rozdelené medzi jednotlivé bunky tak, aby sa dala použiť tá istá frekvencia viackrát, iba sa muselo dodržiavať pravidlo stanovujúce vzdialenosť medzi bunkami používajúcimi rovnakú frekvenciu.

Dnes to vyzerá ako samozrejmosť, ale v tom čase išlo o prelomovú a taktiež technicky náročnú záležitosť. Dovtedy totiž každá základová stanica mala svoju pridelenú frekvenciu a iná stanica ju už nemohla použiť. Ak ste napríklad vyšli z dosahu jednej základovej stanice, hovor sa prerušil a bolo potrebné zavolať znova na pripojenie na inú základovú stanicu. Okrem toho, ak prichádzal hovor na takúto mobilnú stanicu, volajúci musel vedieť v ktorej základovej stanici je mobil prihlásený. Základové stanice mali aj obmedzenú aj kapacitu hovorov, ale dosah až stovky kilometrov.

Znovupoužitie frekvencie vďaka bunkovej (cell) architektúre bol teda prelomový krok. Aby bolo možné tento krok urobiť, museli tvorcovia vyriešiť dva problémy.

• Bolo potrebné vymysleť automatický spôsob určovania polohy mobilnej stanice v mobilnej sieti, aby do nej mohli smerovať hovory z inej stanice.
• Problémom číslo dva bolo predať hovor pri prechode z dosahu jednej bunky na dosah druhej bunky. Vďaka novej architektúre mali bunky dosah nie stovky, ale desiatky kilometrov a tak vznikla väčšia pravdepodobnosť, že užívateľ vyjde počas hovoru z oblasti obsluhovanej jednou bunkou do oblasti pokrytej inou bunkou.

Až v roku 1970 sa dostali na trh mikroprocesory schopné bežného nasadenia na takéto úlohy. Preto sa vývoj novej mobilnej siete v Bell Labs predĺžil cez celé sedemdesiate roky a až v roku 1983 bola k dispozícii prvá mobilná sieť založená na novom štandarde AMPS (Advanced Mobile Phone System, pásmo 800 MHz, analógový prenos). K oneskoreniu štartu AMPS siete neprispela len nedostatočná úroveň mikroelektroniky, ale taktiež rozhodnutie o rozdelení frekvencí pre túto sieť. Zatiaľ čo vývojári v Bell Labs predpokladali udelenie celoplošných licencií, úrad FCC, americký regulátor, sa rozhodol udeliť po dvoch licencíách v celkom 150 geografických oblastiach. Pretože však tvorci s týmto krokom nepočítali, neobsahovala sieť AMPS definíciu roamingu, teda možnosti fungovania telefónu v sieti iného než domovského operátora.

Prvý skutočný krok smerom ku GSM sa teda datuje do roku 1982, keď skupina európskych telekomunikačných operátorov požiadala inštitút CEPT o možnosť štandardizácie celoeurópskeho mobilného komunikačného štandardu. V júni 1982 prijala CEPT túto úlohu za vlastnú a započala sa ním vážne zaoberať. Tak vznikla pracovná skupina nazvaná Groupe Spécial Mobile (odtiaľ skratka GSM, ktorej sa neskôr dostal menej francúzsky výklad). Prvá schôdzka tejto pracovnej skupiny probehla v novembri 1982 v Stockholm-e a predsedal jej Thomas Haug zo švédskeho telekomu Televerket. Dnes sa má za to, že obrovská osobná angažovanosť a nasadenie Thomasa Hauga, ale i jeho nezpochybniteľná odbornosť a znalosť mobilného prostredia posúvali vývoj GSM štandardu a dá se bez nadsádzky povedať, že práve Thomas Huag je otcom GSM.

Skratka GSM sa pre systém používa dodnes, ale namiesto výkladu Groupe Spécial Mobile se dnes používa výstižnejší Global System for Mobile Communications. Pre prehľadnosť sa dnes pre označenie pracovnej skupiny zaoberajúcej se štandardizáciou GSM v CEPT a neskor ETSI používa termín „GSM group“. Preto všade tam, kde hovoríme o GSM, hovoríme o systéme v celej jeho šírke a pre pracovnú skupinu budeme naďalej používať označenie GSM group alebo pracovná skupina GSM.

V roku 1982 teda CEPT príjma odporúčanie, aby frekvenčné spektrum 900 MHz (890-915 MHZ a 935-960 MHz) bolo vyhradené pre budúci pozemný a námorný mobilný systém, ktorým sa neskôr stáva práve GSM. O tom ale v roku 1982 ešte zďaleka nebolo rozhodnuté. V neskorších rokoch došlo k rozšíreniu tohto spektra o dalšie časti, v roce 1988, 1989 a 1990 sa definujú rozšírené frekvencie pro Enhanced GSM, DCS-1800 a PCN-1900, dnes označované ako deriváty frekvenčného spektra a napríklad pri spektre 900 a 1800 MHz nie sú už pre užívateľa citeľné žiadne prechody.

Prvou starosťou GSM Group bolo vytvoriť zoznam požiadaviek, ktoré sú na nový mobilný systém kladené. Tieto požiadavky boli vytvorené v roku 1982 a malé obmeny došli v roku 1985, kedy boli zmrazené a vzaté ako základ dalšej práce.