Tabla de contenidos
- Historia de las redes celulares GSM
- Principales características del estándar GSM
- ¿Qué redes usan GSM?
- Redes celulares GSM vs CDMA
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Global System for Mobile Communications (GSM), que traducido al español significa Sistema Global para comunicaciones móviles, es un sistema estándar de telefonía móvil. Las redes celulares GSM son las más usadas alrededor del mundo, de hecho, es bastante probable que usted esté conectado a una en este momento.
Esta tecnología fue desarrollada por el European Telecommunications Standards Institute (ETSI). La licencia del mismo establece su uso sin necesidad de pagar una tasa por derecho de autor. En las redes celulares GSM se pueden hacer transferencias de datos y voz, conexión a internet, así como otras funciones digitales de transmisión de datos.
Historia de las redes celulares GSM
El desarrollo del estándar GSM comenzó en el año 1982 con la creación de un grupo de trabajo para definir el estándar europeo de telefonía celular. Este grupo de trabajo estaba compuesto por 26 compañías europeas dedicadas a las telecomunicaciones. Su principal objetivo era crear una tecnología capaz de eliminar las principales dificultades de las redes de telefonía celular analógica utilizada hasta ese momento.
En el año 1990 ya estaban listas las especificaciones de la primera versión del estándar GSM denominado GSM-900 actualizado a DCS-1800 al siguiente año. Para el año 1991 fueron presentados los primeros teléfonos móviles que utilizaban la tecnología GSM.
El inicio de las operaciones de las redes GSM data del año 1992 en Europa. El teléfono celular Nokia 1011 fue el primero en ser comercializado y que utilizaba esta tecnología. Desde su lanzamiento, las redes GSM se han ido introduciendo en el mercado de manera aplastante, eliminando otras tecnologías en casi la mayoría de las empresas de telecomunicaciones a escala global.
Principales características del estándar GSM
El estándar GSM es muy utilizado desde principios de siglo y además se conoce como 2G debido a que supuso un salto de las comunicaciones analógicas a las digitales. La red GSM proporciona características como el cifrado de llamadas telefónicas, redes de datos, identificador de llamadas, desvío de llamadas, espera de llamadas, SMS y conferencias. La principal dificultad es que todo este proceso se realiza a una velocidad de transmisión muy baja.
Las bandas de frecuencia utilizadas en Europa oscilan entre los 900 y 1800 Mhz. Sin embargo, en los Estados Unidos de América la banda utilizada es la de los 1900 MHz. Durante la comunicación, los datos se comprimen y digitalizan y, a continuación, se envían a través de un canal con otros dos flujos de datos, cada uno con su propia ranura.
Arquitectura de redes celulares GSM.
El diseño de la arquitectura de estas redes está limitado por el rango de frecuencias disponibles. Cada comunicación establecida necesita un mínimo de ancho de banda para que la información puedan transmitirse correctamente. La arquitectura de las redes celulares GSM se puede dividir en cuatro partes fundamentales.
Estación Móvil.
Una estación móvil consta de dos partes, por un lado, el teléfono móvil y por el otro el Modulo de Identificación del Suscriptor (SIM). La tarjeta SIM se inserta en la ranura SIM del teléfono permitiendo al usuario acceder a todos los servicios de la red móvil a la que pertenezca. Sin la tarjeta SIM el teléfono móvil no puede conectarse a la red GSM.
Estación Base (BSS)
Las estaciones BSS se encargan de conectar las estaciones móviles con los Subsistemas de Conmutación de Red (NSS). Además, son las encargadas de las transmisión y recepción de datos. Para poder satisfacer la demanda de los usuarios, deben existir varias estaciones BSS.
El área geográfica que se encuentra bajo la cobertura de la BSS se denomina célula. A causa de esto, las redes de telefonía móvil GSM pertenecen a la familia de sistemas celulares. Las BSS constan de dos partes fundamentales:
- La Base Transceiver Station (BTS) es el conjunto de equipos radioelectrónicos en la antena y su conexión a la red.
- La Base Station Controller (BSC)actúa como intermediario entre la red principal y las estaciones base. Esta se encarga de la asignación del canal a los usuarios, así como el control de su potencia o la gestión del procedimiento de traspaso.
Subsistemas de Conmutación de Red (NSS)
Este sistema se encarga de administrar las comunicaciones establecidas entre los diferentes usuarios conectados a la red GSM. Las NSS consta de siete partes fundamentales:
- Mobile Services Switching Center (MSC): El Conmutador de Servicio Móviles es el sistema centra del MSC. Se encarga de realizar las labores de conmutación de la red, así como de permitir las conexiones con otras redes.
- Gateway Mobile Services Switching Center (GMSC): Un Gateway es análogo a un traductor y su misión es la de interconectar dos redes haciendo que sus protocolos se entiendan entre sí. El sistema GMSC sirve de intermediario entre las redes de telefonía fija y la red GSM.
- Home Location Register (HLR): El Registro de Ubicación Base es una base de datos que contiene información acerca de la posición del usuario en la red. Además, almacena los servicios a los que tiene acceso, tipo de terminal y otras características del abono del cliente. Cuando se recibe una llamada, el MSC consulta en el HLR asignado al número llamado la localización del mismo y si está disponible. De ser correcta la verificación se establece la llamada, de lo contrario se envía un mensaje de error.
- Visitor Location Register (VLR): El Registro de Ubicación de Visitante es una base de datos más volátil. Esta contiene toda la información sobre un usuario necesaria para que dicho usuario acceda a los servicios de red. El VLR forma parte y comparte funcionalidades con el sistema HLR.
- Authentication Center (AuC): El Centro de Autenticación de Usuario es el encargado del cifrado de las señales y de la identificación del usuario en la red.
- Equipment Identity Register (EIR): Este sistema contiene una base de datos de todos los terminales que son válidos en la red GSM, identificados mediante su número de serie o IMEI. A raíz de esto, la red cuenta con mayor seguridad a nivel físico.
- GSM Interworking Unit (GIWU): Este sistema sirve como interfaz de comunicación entre diferentes redes.
Itinerancia e interconexión en las redes celulares GSM.
Una de las principales ventajas de las redes GSM es que permiten la conexión entre distintos operadores de red conocido como Itinerancia o Roaming. Para lograr que esta funcionalidad sea posible, los proveedores deben seleccionar los protocolos de red a utilizar en los servicios roaming, por ejemplo, el protocolo SS7 o IS-41.
Cuando un usuario en el extranjero enciende su teléfono móvil y este se conecta en la red GSM, el VLR del operador extranjero registra la información del usuario. A continuación, consulta las características del usuario en el HLR del operador de origen del abonado para decidir si permite o no el acceso. Para que esto funcione los VLR y HLR de los distintos operadores deben estar interconectados entre sí.
Módulo de identidad del suscriptor o tarjeta SIM.
Una de las características fundamentales de las redes GSM son las tarjetas SIM. Esta es una pequeña tarjeta desmontable que contiene toda la información de suscripción del usuario a la red GSM. Su principal ventaja es que permite a los usuarios mantener su información aun después de cambiar su teléfono móvil.
Algunos operadores de telefonía móvil que además comercializan teléfonos introducen bloqueos en las terminales. La más común es que un teléfono de una compañía determinada solo acepte tarjetas SIM emitidas por esa compañía, siendo esta práctica ilegal en muchos países. Los abonados pueden solicitar desbloquear el teléfono al fabricante o hacerlo mediante terceros.
Actualización.
La tecnología Servicio General de Paquetes vía Radio (General Packet Radio Service GPRS), es una evolución de la tecnología GSM. Con esta tecnología se pueden utilizar servicios WAP, servicios de mensajes cortos SMS y de mensajes multimedia MMS. GPRS proporciona una cobertura completa y velocidades de transferencia de entre 56 y 114 Kbps incrementando las tasas de 6 y 10 Kbps ofrecidas por GSM.
Con la mejora Enhanced GPRS (EGPRS) se alcanzan tasas de transferencia de hasta 384 Kbps. Esto posibilita recibir datos móviles pesados. Esta tecnología actúa como puente entre la tecnología 2G y 3G, incrementando mucho más las velocidades de transmisión en comparación con GSM.
¿Qué redes usan GSM?
Prácticamente todos los operadores de telefonía utilizan GSM además de otras tecnologías para las redes móviles. Entre los principales tenemos
- TerreStar
- AT&T
- Indigo Wireless
- T-Mobile
- Pine Cellular
- Virgin Mobile
- Movistar
- Telecom
Redes celulares GSM vs CDMA
La red GSM ofrece capacidad de roaming internacional más amplia que otras tecnologías de red permitiendo que un teléfono celular sea un «teléfono mundial». Además, se pueden utilizar diferentes teléfonos para tener acceso a una misma cuenta de red GSM. Además de esto, GSM permite la operación simultánea de datos y voz, algo que CDMA no puede administrar.
Los operadores GSM ofrecen contratos de Itinerancia con otros operadores GSM y normalmente cubren las zonas rurales más completamente que los transportistas de CDMA competidores, y a menudo sin cargos de Itinerancia. Debido a que GSM es una misma red en todo el mundo, no existen cobros extras por utilizar servicios roaming.
Limitaciones de las redes celulares GSM
La banda de frecuencia en la que opera el GSM difiere según el territorio. En Europa se utiliza el espectro radioeléctrico de 900 y 1800 Mhz, mientras que en Estados Unidos la banda es la de 1900. Esto hace que no todos los móviles GSM puedan funcionar en todo el mundo, a no ser que su tecnología esté preparada para conectarse a todas las bandas.
Otro problema es que el ancho de banda es lento ya que varios usuarios deben compartirlo. Con suficientes usuarios, la transmisión puede encontrar interferencias dificultando la comunicación. Además, pueden interferir con otros equipos electrónicos, debido a la tecnología de pulso-transmisión. Por esta razón se pide tener lo teléfonos apagados en hospitales o durante un vuelo en avión.
