GSM

For Internettspillet som forkortes GSM se goSupermodel.

GSM (Global System for Mobile Communications, opprinnelig Groupe Spécial Mobile) er et digitalt system for mobiltelefoni som sender radiobølger i UHF-båndet, og er i bruk i 212 land og territorier. Om lag 82–85 % av alle mobiltelefoner anvender GSM, ifølge pådriverorganisasjonen GSMA. .

GSM-logoen

GSM-antenner (Kathrein) montert på Midtun skole utenfor Bergen.

SIM-kort for GSM fra Tele2.

Historie

Den europeiske teleorganisasjonen ETSI og Confederation of European Posts and Telecommunications \(CEPT) begynte arbeidet med å utvikle GSM i 1982, og opprinnelig sto GSM for Groupe spécial mobile, senere ble dette endret til det engelske Global System for Mobile Communication. I 1984 sluttet Europakommisjonen seg til planene, og den formelle standardiseringen skjedde i 1989.

Den 27. mars 1991 ble verdens første GSM-samtale foretatt i nettet til finske Radiolinja. GSM ble lansert kommersielt i Norge den 27. september 1993 av NetCom, som lanserte tilbudet en måned før Telenor, som hadde stått for vesentlige deler av utviklingen, men var tilbakeholden for ikke å bli anklaget for å benytte seg av sin dominerende stilling til å få markedsfordeler. Systemet brukes i nesten alle europeiske land, samt i USA, Canada og flere land i Asia, men har nå (2018) sterkt reduserte markedsandeler (ca 5% i Norge).

Forskjellige land bruker forskjellige frekvensbånd; Norge har 900 MHz og 1800 MHz, mens USA og Canada bruker 850 og 1900 MHz.

GSM regnes som 2. generasjons automatiske mobilsystemer (2G), første generasjon var NMT. GSM ble utviklet og vedtatt omtrent samtidig med standardene Tetra (radio) for nødnett og andre lukkede nett, og DECT for trådløse telefoner.

Nedenfor angis GSM-brukertall, antall SMS sendt årlig, og noen tekniske milepæler for GSM:

År	Antall brukere	Antall SMS	Milepæler
1991			GSM
1994	1 mill.
1995	10 mill.
1996	50 mill.		Kontantkort
1998	100 mill.
1999	200 mill.		WAP
2000	300 mill.	40 mrd	GPRS
2001	500 mill.	200 mrd	UMTS
2002	600 mill.	400 mrd	MMS
2003	800 mill.		EDGE
2004	1 000 mill.
2005	1 500 mill.	1 000 mrd	HSPA
2006	2 000 mill.
2007	2 400 mill.
2008	2 800 mill.

Teknologi

GSM er nettverk for to-veis digital stemmeoverføring i UHF-båndet hvor signalene sendes mellom mobiltelefoner via basestasjoner og faste fibernett eller radiolinker mellom disse. Signalene sendes i laveste frekvens opplink (fra bruker til basestasjon), og i en høyere frekvens nedlink (fra basestasjon til bruker). Multipleksingen er tidsdelt (TDMA), og ikke kodedelt (CDMA) som i 3G-nettverk. Transmisjonsstyrken på opplink er opptil 8W i 900-båndet og 1W i 1800-båndet. Ved kort avstand mellom telefon og basestasjon, reduseres sendereffekten i både telefonen og basestasjonen.

Den teoretiske rekkevidden er opp til 70 km i 900-båndet, atskillig kortere i 1800-båndet. Selv om det er teknisk mulig å sende og motta signaler over større avstander, er det på grunn av den valgte teknikken for multipleksing satt en grense for hvor langt unna basestasjonen mobilene kan være. Årsaken til dette er teknikken som er valgt for multipleksing. I motsetning til f.eks NMT-systemet, der hver mobiltelefon (terminal) får tildelt sin egen frekvens for sending og mottak (FDMA, Frequency Division Multiple Access), bruker opptil 8 mobiler samme frekvens i GSM. Dette kalles TDMA, Time Division Multiple Access. Dette betyr at hver mobil sender data i 0,577 ms, venter i 4,038 ms, og sender deretter en ny datapakke på 0,577 ms. Mellom datapakkene er det lagt inn en tidsmargin, for å unngå at mottatte signaler fra to mobiler skal overlappe hverandre. Det er denne tidsmarginen som er årsaken til at det er en øvre grense for avstanden mellom basestasjon og mobil. Hvis avstanden blir for stor, risikerer man at signalene overlapper hverandre og ikke kan tolkes.

Alle mobiltelefoner som selges i Norge idag, kan brukes på både 900 og 1800 MHz-båndene. Mange kan også brukes på 800 og 1900 MHz-båndene. Mobiltelefoner som støtter to, tre eller fire ulike frekvensområder kalles dual-band-, tri-band- eller quad-band- telefoner. Brukeren behøver ikke å angi hvilke(t) frekvensbånd telefonen skal brukes på, telefonen søker selv gjennom tilgjengelige frekvenser. Så fremt selskapet man er kunde hos, har avtaler med utenlandske mobiloperatører, kan en GSM-telefon brukes overalt. Bruk av mobiltelefon i utlandet eller på et annet nett enn ens eget kalles roaming.

GSM tillater i tillegg til stemmeoverføringtjenester, også tjenester som SMS (Short Message Services) og internett-surfing via WAP (Wireless Application Protocol). GSM tillater dataoverføring med hastigheter opptil 38,4 kbps, men med GPRS har man en teoretisk overføringshastighet på 170 kbps. I praksis oppnår man likevel sjelden over 40 kbps. EDGE gir teoretisk hastighet opp til 236 kbps.

Tredje generasjons mobilnett, eller såkalt 3G, har hastigheter opp til 384 kbps med teknologien UMTS, mens såkalt turbo-3G (HSDPA) har hastigheter idag på inntil 4 000 kbps og kan i teorien komme opp i 14 400 kbps. Både NetCom og Telenor lanserte HSPA i Norge i 2007.

Frekvensbånd

Frekvensbånd er definert i ETSI doument 05.05.

System	Bånd	Opplenke	Nedlenke	Kanalnummer	Eksempler
GSM 400	450	450,4–457,6	460,4–467,6	259–293
GSM 400	480	478,8–486,0	488,8–496,0	306–340
GSM 850	850	824,0–849,0	869,0–894,0	128–251	USA, Canada
GSM 900 (P-GSM)	900	890,0–915,0	935,0–960,0	1–124
GSM 900 (E-GSM)	900	880,0–915,0	925,0–960,0	0–124, 975–1023	Europa
GSM-R (R-GSM)	900	876,0–880,8	921,0–924,8	955–974	Bane NOR
DSC 1800	1800	1710,0–1785,0	1805,0–1880,0	512–885	Europa
PCS 1900	1900	1850,0–1910,0	1930,0–1990,0	512–810	USA

Det er ikke en entydig forbindelse mellom kanalnummer og frekvens. Dette betyr at det ikke er mulig å ha f.eks. DSC 1800 og PCS 1900 i samme område, men det er mulig å ha GSM 900 og DSC 1800 i samme område. Det siste er vanlig i alle europeiske land. Det er ikke støtte for GSM i IMT-2000 båndet. Dette er reservert for 3G mobiltelefoni.

• Dual-band (norsk to-bånd) betyr at at en mobiltelefon støtter to GSM frekvensbånd. I Nord-Amerika har dual-bandtelefoner 850/1 900 MHz, mens i resten av verden 900/1 800 MHz.
• Tri-band betyr at at en mobiltelefon støtter tre GSM frekvensbånd. Telefonene har som regel støtte for 900/1800/1900 eller 850/1800/1900. Det vil si at man har begge de lokale båndene, samt ett ekstra bånd.
• Quad-band betyr at at en mobiltelefon støtter fire frekvensbånd. Det betyr i praksis at mobiltelefonen har støtte for GSM 850, GSM 900, GSM 1800 og GSM 1900. GSM 850 og 1900 brukes i Nord-Amerika, mens 900 og 1800 brukes i resten av verden.

Digitalisering

I GSM forbindelsen blir det analoge lydsignalet digitalisert. Deretter blir den digitale tallrekken kryptert med sesjonsnøkkelen A5/1. Denne fila sendes så hurtig at det går små "pakker" med data fra 20 mobiltelefoner som sendes slik at de kommer fram til basestasjonen etter hverandre i riktig rekkefølge og tidspunkt. En enkelt basestasjonsenhet kan betjene 20 mobiltelefonsamtaler samtidig.

Informasjonen i en "pakke" er organisert slik at dataene som representerer noe av lyden i 2 tidsperioder sendes i en pakke. Dersom en pakke tapes i støy eller forstyrrelser, blir lydkvaliteten bare såvidt dårligere og avbrudd i lyden unngås. Dette gir en moderat tidsforsinkelse av lyden i GSM telefoner. På grunn av denne pakkingen og krypteringen er det svært komplisert å avlytte en GSM forbindelse. Når mobiltelefonen er nær basestasjonen dempes sendereffekten i mobiltelefonen. En basestasjon kan betjene mobiltelefoner som er inntil 35 km unna. En utvidet versjon kan betjene mobiltelefoner opptil 70 km unna. Sistnevnte brukes i noen tilfeller langs kysten. En del av programvaren som styrer disse prosessene er utviklet ved SINTEF i Trondheim.

Bruk av GSM telefon i fly

Ved bruk av mobiltelefon i fly vil telefonens signaler nå et stort antall basestasjoner, og flere av disse er for langt unna for å gi forbindelse. Ved slik bruk kan samtalen bli brudd med feilmelding "Nettverksfeil" på skjermen. Det kan være mulig å gjennomføre samtale fra småfly ved å fly lavt under samtalen.

Se også

• NMT, E-GSM, 3G, mobiltelefon, SMS, SMS-språk, MMS, EDGE, UMTS, GPRS, WAP, GEO, LEO, Bluetooth, DCS, GPS, mobiltelefonsatellitter, mobildekning

Litteratur

1. Siegmund M. Redl, Matthias K. Weber, Malcolm W. Oliphant: "An Introduction to GSM", Artech House, March 1995, ISBN 978-0-89006-785-7
2. Siegmund M. Redl, Matthias K. Weber, Malcolm W. Oliphant: "GSM and Personal Communications Handbook", Artech House, May 1998, ISBN 978-0-89006-957-8