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Qué es GSM: Primer

Qué es GSM: Primer

GSM es un sistema de telefonía móvil de segunda generación o 2G. Introducido originalmente en 1991, todavía se usa para muchas llamadas de voz y algunos servicios de baja velocidad de datos que requieren su uso.

El acrónimo de GSM originalmente significaba Groupe Speciale Mobile, pero esto cambió a Global System for Mobile Communications a medida que el sistema se extendió a nivel mundial.

El uso de GSM superó todas las expectativas originales. Inicialmente se concibió como un sistema europeo, pero su uso se extendió por todo el mundo y en 2004 había más de mil millones de suscripciones, un logro histórico, ya que los teléfonos fijos tardaron más de 100 años en llegar a este punto.

Aunque la tecnología ha avanzado significativamente desde la introducción de GSM como tecnología 2G, todavía se usa ampliamente ya que los teléfonos son de bajo costo y el uso de la batería es pequeño, lo que permite que los intervalos de carga de la batería sean a menudo de una semana o más.

Que es GSM - descripción general del sistema

El sistema GSM fue diseñado como una tecnología de telefonía celular de segunda generación (2G). Uno de los objetivos básicos era proporcionar un sistema que permitiera alcanzar una mayor capacidad que los sistemas analógicos de primera generación anteriores. GSM logró esto utilizando un TDMA digital (enfoque de acceso múltiple por división de tiempo).

Al adoptar esta técnica, se podría acomodar a más usuarios dentro del ancho de banda disponible. Además de esto, se adoptó el cifrado de la voz codificada digitalmente para mantener la privacidad. Usando las tecnologías celulares analógicas anteriores era posible que cualquiera con un receptor de escáner pudiera escuchar las llamadas y varias personalidades famosas habían sido "escuchadas a escondidas" con consecuencias vergonzosas.

Nota sobre la historia de la tecnología de telefonía móvil:

La tecnología de la telefonía móvil se ha desarrollado cada año. Desde las primeras introducciones de los sistemas de telefonía celular en la década de 1980 hasta la actualidad, el desarrollo de nuevas tecnologías ha mejorado constantemente los sistemas disponibles. Comenzando con los sistemas analógicos de primera generación, se introdujeron nuevos sistemas digitales 2G y estos han avanzado para que la tecnología 5G se esté desarrollando ahora.

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Servicios GSM

Las llamadas de voz o de voz son obviamente la función principal del sistema celular GSM. Para lograr esto, la voz se codifica digitalmente y luego se decodifica usando un codificador de voz. Hay una variedad de codificadores de voz disponibles para su uso, destinados a diferentes escenarios.

Además de los servicios de voz, la tecnología celular GSM admite una variedad de otros servicios de datos. Aunque su rendimiento no se acerca al nivel de los proporcionados por 3G, siguen siendo importantes y útiles. Se admiten una variedad de servicios de datos con velocidades de datos de usuario de hasta 9,6 kbps. Se pueden admitir servicios que incluyen facsímil, videotexto y teletex del Grupo 3.

Un servicio que ha crecido enormemente es el servicio de mensajes cortos. Desarrollado como parte de la especificación GSM, también se ha incorporado a otras tecnologías celulares. Se puede pensar que es similar al servicio de buscapersonas, pero es mucho más completo y permite la mensajería bidireccional, la entrega de almacenamiento y reenvío, y también permite mensajes alfanuméricos de una longitud razonable. Este servicio se ha vuelto particularmente popular, inicialmente entre los jóvenes, ya que ofrecía un costo fijo simple y bajo.

Conceptos básicos de GSM

La tecnología celular GSM tenía varios objetivos de diseño cuando comenzó el desarrollo:

  • Debe ofrecer una buena calidad de voz subjetiva.
  • Debe tener un costo de teléfono o terminal bajo
  • Los terminales deben poder ser portátiles
  • El sistema debe admitir roaming internacional
  • Debe ofrecer una buena eficiencia espectral.
  • El sistema debe ofrecer compatibilidad ISDN

La tecnología celular GSM resultante que se desarrolló proporcionó todo esto. La definición general del sistema para GSM describe no solo la interfaz aérea, sino también la tecnología de red o infraestructura.

Al adoptar este enfoque, es posible definir el funcionamiento de toda la red para permitir el roaming internacional, así como permitir que los elementos de red de diferentes fabricantes operen juntos, aunque esta última característica no funcionó del todo, especialmente con elementos más antiguos.

La interfaz de RF o aire de la tecnología celular GSM utiliza canales de RF de 200 kHz. Estos están multiplexados por división de tiempo para permitir que hasta ocho usuarios accedan a cada operador. De esta forma es un sistema TDMA / FDMA.

Las estaciones transceptoras base (BTS) están organizadas en pequeños grupos, controlados por un controlador de estación base (BSC) que normalmente se ubica junto con una de las BTS. El BSC con sus BTS asociadas se denomina subsistema de estación base (BSS).

Más adelante en la red central se encuentra el área de conmutación principal. Esto se conoce como el centro de conmutación móvil (MSC). Asociados con él están los registros de ubicación, a saber, el registro de ubicación de origen (HLR) y el registro de ubicación de visitante (VLR) que rastrean la ubicación de los móviles y permiten que las llamadas se dirijan a ellos. Además, está el Centro de autenticación (AuC) y el Registro de identificación de equipo (EIR) que se utilizan para autenticar el móvil antes de que se le permita ingresar a la red y para la facturación. El funcionamiento de estos se explica en las páginas siguientes.

Por último, pero no menos importante, está el móvil en sí. A menudo denominado ME o equipo móvil, este es el elemento que ve el usuario final. Este elemento de la arquitectura de red general introdujo algunos elementos nuevos e impulsó el crecimiento del ecosistema general de telefonía móvil.

Una característica importante que se implementó por primera vez en GSM fue el uso de un módulo de identidad de abonado. Esta tarjeta llevaba consigo la identidad del usuario y otra información para permitirle actualizar un teléfono muy fácilmente, mientras conservaba la misma identidad en la red. También se utilizó para almacenar otra información, como "directorio telefónico" y otros elementos.

La introducción de la SIM ha permitido a las personas cambiar de teléfono con mucha facilidad, y esto ha impulsado la industria de fabricación de teléfonos y ha permitido el lanzamiento de nuevos teléfonos con funciones adicionales. Esto ha permitido a los operadores móviles aumentar su ingreso promedio por usuario (ARPU) al garantizar que los usuarios puedan acceder a cualquier función nueva que se pueda lanzar en la red que requiera teléfonos más sofisticados.

La duración de la batería fue otro aspecto importante, y el uso de GMSK significó que la deficiencia del amplificador del transmisor de RF podría ser alta, lo que permitiría que la vida útil de la batería fuera superior a varios días, especialmente a medida que mejoraba la tecnología de la batería.

Mensajes SMS GSM

Otra capacidad de GSM que despegó de una manera inesperada fue la de enviar mensajes de texto. La mensajería SMS se utilizó por primera vez el 3 de diciembre de 1992, cuando Neil Papworth, utilizó una computadora personal para enviar el mensaje de texto "Feliz Navidad" a través de la red GSM Vodafone del Reino Unido.

Aunque el principio de la mensajería de texto se estableció en 1992, no fue hasta 1994 que el proveedor de red finlandés Radiolinja se convirtió en el primero en ofrecer un servicio comercial de mensajería de texto SMS de persona a persona.

Una vez que se estableció la mensajería de texto, pronto despegó como proveedor de una forma mucho más barata de enviar mensajes que hacer una llamada. Como resultado, muchas personas lo usaron ya que el uso de teléfonos móviles se había extendido y la generación más joven podía administrar los costos mucho mejor enviando mensajes de texto.

Como resultado del uso de mensajes SMS en la red GSM, otros sistemas 2G lo adoptaron, ya que proporcionó ingresos adicionales para los proveedores de red y una forma barata de comunicaciones para los usuarios.

Descripción general del sistema GSM

La siguiente tabla resume los puntos principales de la especificación del sistema GSM, mostrando algunas de las características más destacadas de interés técnico.


Resumen de especificaciones para el sistema celular GSM
Tecnología de acceso múltipleFDMA / TDMA
Técnica dúplexFDD
Banda de frecuencia de enlace ascendente890 - 915 MHz
(solo banda básica de 900 MHz)
Banda de frecuencia de enlace descendente933-960 MHz
(solo banda básica de 900 MHz)
Espaciado de canales200 kHz
ModulaciónGMSK
Codificación de vozVarios - el original era RPE-LTP / 13
Canales de voz por canal de RF8
Velocidad de datos del canal270,833 kbps
Duración del cuadro4.615 ms

Nuevos desarrollos de GSM

GSM fue un sistema de telecomunicaciones móviles particularmente exitoso. Inicialmente estaba destinado a ser utilizado dentro de Europa, pero en un período relativamente corto de tiempo el sistema se estaba utilizando mucho más allá de las fronteras de Europa, convirtiéndose en un sistema aceptado internacionalmente.

Además de su éxito como sistema de comunicaciones de voz, se desarrolló más allá de la capacidad básica de voz para poder transportar datos. Con Internet cada vez más utilizado, GSM se desarrolló para comenzar a satisfacer estas necesidades.

  • GPRS: GPRS, el servicio general de radio por paquetes fue una evolución del sistema de telecomunicaciones celulares GSM 2G. Al usar paquetes de datos en lugar de circuitos de datos conmutados, permitió alcanzar velocidades similares a las experimentadas con los servicios de redes de acceso telefónico en condiciones ideales. Sin embargo, las velocidades de datos eran muy lentas en comparación con los sistemas que se utilizan en la actualidad.

    Nota sobre 2G GPRS:

    GPRS - General Packet Radio System introdujo paquetes de datos al sistema de telefonía celular GSM. Aunque los datos eran lentos según los estándares actuales, permitieron que los datos se convirtieran en una parte principal del sistema.

    Leer más sobre 2G GPRS.

  • BORDE GSM: GSM EDGE, Enhanced Data Rates for GSM Evolution, fue la evolución de GSM y GPRS, que utilizó modulación 8PSK para lograr velocidades de transferencia de datos de hasta 384 kbps. Aunque esto proporcionó un aumento significativo sobre GPRS, las velocidades de datos aún eran muy lentas.

    Nota sobre 2G GSM EDGE:

    GSM EDGE: las velocidades de datos mejoradas para GSM Evolution proporcionaron un aumento en las velocidades de datos alcanzables por el sistema 2G GSM. Utilizando paquetes de datos (ya utilizados en GPRS) y cambiando el formato de modulación a 8PSK, se obtuvieron aumentos considerables en el rendimiento de los datos.

    Leer más sobre BORDE GSM 2G.

A medida que GSM evolucionó proporcionando más que solo llamadas de voz cuando comenzó a transportar datos, comenzó a mostrar la forma en que se desarrollaría la tecnología de comunicaciones móviles.

Aunque tomó algunos años, GSM se convirtió constantemente en el sistema de telefonía móvil 2G dominante. Atributos innovadores como la tarjeta SIM que permite retener el mismo número y cuenta cuando se actualiza el teléfono junto con aspectos como el roaming internacional le dieron una ventaja significativa sobre otros sistemas.

Incluso muchos años después, la red GSM básica y las tecnologías y la arquitectura de actualización GSM se están utilizando para proporcionar un servicio heredado para muchos sistemas que se basan en una tecnología básica. Aunque los operadores han reducido el espectro disponible, es probable que GSM se mantenga durante varios años.

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