GSM (Globales System für die Mobilkommunikation, ursprünglich Groupe Spécial Beweglich), ist ein von European Telecommunications Standards Institute (ETSI) entwickelter Standardsatz, um Technologien für die zweite Generation (2G) Digitalzellnetze zu beschreiben. Entwickelt als ein Ersatz für die erste Generation (1G) analoge Zellnetze hat der GSM Standard ursprünglich ein, für die volle Duplexstimmentelefonie optimiertes Digitalstromkreis-Koppelnetz beschrieben. Der Standard wurde mit der Zeit ausgebreitet, um geschalteten Datentransport des ersten Stromkreises, dann Paket-Datentransport über GPRS (General Packet Radio Services) einzuschließen. Paket-Datenübertragungsgeschwindigkeiten wurden später über den RAND (Erhöhte Datenquoten für die GSM Evolution) verwiesen als EGPRS vergrößert. Der GSM Standard wird nach der Entwicklung der dritten Generation (3G) UMTS Standard mehr verbessert, der durch 3GPP entwickelt ist. GSM Netze werden sich weiter entwickeln, weil sie beginnen, die vierte Generation (4G) LTE Fortgeschrittene Standards zu vereinigen." GSM" ist eine von der GSM Vereinigung besessene Handelsmarke.

Geschichte

Früh haben europäische analoge Zellnetze eine unkoordinierte Mischung von Technologien und Protokollen verwendet, die sich von Land zu Land geändert haben, Zwischenfunktionsfähigkeit der Unterzeichneter-Ausrüstung verhindernd und Kompliziertheit für Ausrüstungshersteller vergrößernd, die mit unterschiedlichen Standards von einem gebrochenen Markt kämpfen mussten. Die Arbeit, um einen europäischen Standard für die Digitalzellstimmentelefonie zu entwickeln, hat 1982 begonnen, als die europäische Konferenz von Post- und Fernmelderegierungen (CEPT) das Groupe Spécial Bewegliche Komitee geschaffen hat und eine dauerhafte Gruppe des technischen Unterstützungspersonals zur Verfügung gestellt hat, das in Paris gestützt ist. 1987 haben 15 Vertreter von 13 europäischen Ländern einen Vermerk des Verstehens unterzeichnet, um ein allgemeines Autotelefon-System über Europa zu entwickeln und einzusetzen. Die Voraussicht des dafür Entscheidens, einen Kontinentalstandard ausgezahlt zu entwickeln, schließlich auf ein vereinigtes, offenes, standardbasiertes Netz hinauslaufend, das größer ist als das in den Vereinigten Staaten.

Frankreich und Deutschland haben einen gemeinsamen Entwicklungsvertrag 1984 geschlossen und wurden durch Italien und das Vereinigte Königreich 1986 angeschlossen. 1986 hat die Europäische Kommission vorgehabt, das 900-MHz-Spektrum-Band für GSM vorzubestellen. Vor 1987 waren grundlegende Rahmen des GSM Standards vereinbart gewesen, und 15 Vertreter von 13 europäischen Nationen haben einen Vermerk des Verstehens in Kopenhagen unterzeichnet, verpflichtend, GSM einzusetzen. 1989 wurde das Groupe Spécial Bewegliche Komitee von CEPT bis European Telecommunications Standards Institute (ETSI) übertragen.

Die Phase I der GSM Spezifizierungen wurde 1990 veröffentlicht. Der historische erste GSM-Anruf in der Welt wurde vom finnischen Premierminister Harri Holkeri Kaarina Suonio (Bürgermeister in der Stadt Tampere) am 1. Juli 1991 gemacht. Das erste Netz wurde von Telenokia und Siemens gebaut und von Radiolinja bedient. 1992, der erste kurze Nachrichtenübermittlungsdienst (SMS oder "SMS-Nachricht") Nachricht wurde gesandt und das Vodafone Vereinigte Königreich und die Telekommunikation Finnland hat den ersten internationalen wandernden Vertrag geschlossen. Arbeit hatte 1991 begonnen, den GSM Standard zum 1800-MHz-Frequenzband auszubreiten, und das erste 1800-MHz-Netz ist betrieblich im Vereinigten Königreich 1993 geworden. Auch 1993 ist Telekommunikation Australien ist der erste Netzmaschinenbediener geworden, um ein GSM Netz außerhalb Europas und das erste praktische tragbare GSM Mobiltelefon einzusetzen, verfügbar geworden. 1995 sind Fax, Daten und SMS-Nachrichtenübermittlungsdienstleistungen gewerblich betrieblich geworden, das GSM erste 1900-MHz-Netz in der Welt ist betrieblich in den Vereinigten Staaten geworden, und GSM Unterzeichnete weltweit haben 10 Millionen überschritten. In diesem demselben Jahr wurde die GSM Vereinigung gebildet. Vorausbezahlte GSM Karten von SIM wurden 1996 gestartet, und GSM Weltunterzeichnete haben 100 Millionen 1998 passiert.

2000 wurden die ersten kommerziellen GPRS Dienstleistungen gestartet, und die ersten GPRS vereinbaren Hörer sind verfügbar zum Verkauf geworden. 2001 wurde der erste UMTS (W-CDMA) Netz gestartet, und GSM Weltunterzeichnete haben 500 Millionen überschritten. 2002 wurden die ersten Multimedianachrichtenübermittlungsdienstleistungen (MMS) eingeführt, und das erste GSM Netz im 800-MHz-Frequenzband ist betrieblich geworden. RAND-Dienstleistungen sind zuerst betrieblich in einem Netz 2003 geworden, und die Zahl von GSM Weltunterzeichneten hat 1 Milliarde 2004 überschritten.

Vor 2005 sind GSM Netze für mehr als 75 % des Weltzellnetzmarktes verantwortlich gewesen, 1.5 Milliarden Unterzeichneten dienend. 2005 ist das erste HSDPA fähige Netz auch betrieblich geworden. Das erste HSUPA Netz wurde 2007 gestartet, und GSM Weltunterzeichnete haben zwei Milliarden 2008 überschritten.

Die GSM Vereinigung schätzt ein, dass im GSM Standard definierte Technologien 80 % des globalen beweglichen Marktes dienen, mehr als 5 Milliarden Menschen über mehr als 212 Länder und Territorien umfassend, GSM den allgegenwärtigsten von den vielen Standards für Zellnetze machend.

Macau, das entschieden ist, um GSM Netz im Juli 2012 zu verwelken (nur Dienst durchstreifend, wird behalten), es das erste Gebiet machend, um GSM Netz stillzulegen.

Technische Details

GSM ist ein Zellnetz, was bedeutet, dass Mobiltelefone dazu durch das Suchen nach Zellen in der unmittelbaren Umgebung in Verbindung stehen.

Es gibt fünf verschiedene Zellgrößen in einem GSM Netz — Makro-, Mikro-, pico, femto und Regenschirm-Zellen. Das Einschluss-Gebiet jeder Zelle ändert sich gemäß der Durchführungsumgebung. Makrozellen können als Zellen betrachtet werden, wo die Grundstationsantenne auf einem Mast oder einem Gebäude über dem durchschnittlichen Dach-Spitzenniveau installiert wird. Mikrozellen sind Zellen, deren Antenne-Höhe unter dem durchschnittlichen Dach-Spitzenniveau ist; sie werden normalerweise in städtischen Gebieten verwendet. Picocells sind kleine Zellen, deren Einschluss-Diameter einige Dutzend Meter ist; sie werden zuhause hauptsächlich verwendet. Femtocells sind Zellen, die für den Gebrauch in Wohn- oder Umgebungen des Kleinunternehmens entworfen sind, und stehen zum Netz des Dienstleisters über eine Breitbandinternetverbindung in Verbindung. Regenschirm-Zellen werden verwendet, um shadowed Gebiete von kleineren Zellen zu bedecken und Lücken im Einschluss zwischen jenen Zellen auszufüllen.

Zelle horizontaler Radius ändert sich abhängig von der Antenne-Höhe, dem Antenne-Gewinn und den Fortpflanzungsbedingungen von einigen hundert Metern bis mehrere Zehnen von Kilometern. Die längste Entfernung die GSM Spezifizierungsunterstützungen im praktischen Gebrauch ist. Es gibt auch mehrere Durchführungen des Konzepts einer verlängerten Zelle, wo der Zellradius doppelt sein konnte oder noch mehr, abhängig vom Antenne-System, dem Typ des Terrains und des Timing-Fortschritts.

Inneneinschluss wird auch durch GSM unterstützt und kann durch das Verwenden einer Innenpicocell-Grundstation oder eines Innenwiederholenden mit verteilten Innenantennen erreicht werden, die durch die Macht splitters gefüttert sind, um die Radiosignale von einer Antenne draußen zum getrennten verteilten Innenantenne-System zu befreien. Diese werden normalerweise aufmarschiert, wenn viel Anruf-Kapazität zuhause erforderlich ist; zum Beispiel, in Einkaufszentren oder Flughäfen. Jedoch ist das nicht eine Vorbedingung, da Inneneinschluss auch durch das Durchdringen im Bauen der Radiosignale von jeder nahe gelegenen Zelle zur Verfügung gestellt wird.

Die in GSM verwendete Modulation ist Texteingabe der Minimalen Verschiebung von Gaussian (GMSK), eine Art dauernd-phasige Frequenzverschiebungstexteingabe. In GMSK wird das Signal, auf das Transportunternehmen abgestimmt zu werden, zuerst mit einem Filter des niedrigen Passes von Gaussian vor dem füttern zu einem Frequenzmodulator geglättet, der außerordentlich die Einmischung auf benachbarte Kanäle (Störung vom Nebenkanal) reduziert.

GSM Transportunternehmen-Frequenzen

GSM Netze funktionieren in mehreren verschiedenen Transportunternehmen-Frequenzreihen (getrennt in GSM Frequenzreihen für 2G und UMTS Frequenzbänder für 3G), mit meisten 2G GSM Netze, die in den 900-mHz- oder 1800-MHz-Bändern funktionieren. Wo diese Bänder bereits zugeteilt wurden, wurden die 850-mHz- und 1900-MHz-Bänder stattdessen (zum Beispiel in Kanada und den Vereinigten Staaten) verwendet. In seltenen Fällen werden die 400 und 450 MHZ-Frequenzbänder in einigen Ländern zugeteilt, weil sie vorher für Systeme der ersten Generation verwendet wurden.

Meiste 3G Netze in Europa funktionieren im 2100-MHz-Frequenzband.

Unabhängig von der von einem Maschinenbediener ausgewählten Frequenz wird es in timeslots für individuelle Kopfhörer geteilt, um zu verwenden. Das erlaubt acht Normaltarif oder sechzehn Halbrate-Rede-Kanäle pro Radiofrequenz. Diese acht Radio timeslots (oder acht Platzen-Perioden) werden in einen TDMA-Rahmen gruppiert. Hälfte von Rate-Kanälen verwendet abwechselnde Rahmen in demselben timeslot. Die Kanaldatenquote für alle 8 Kanäle ist 270.833 kbit/s, und die Rahmendauer ist 4.615 Millisekunden.

Die Übertragungsmacht im Hörer wird auf ein Maximum von 2 Watt in GSM850/900 und 1 Watt in GSM1800/1900 beschränkt.

Stimme codecs

GSM hat eine Vielfalt der Stimme codecs verwendet, um 3.1-Kilohertz-Audio in zwischen 6.5 und 13 kbit/s zu drücken. Ursprünglich wurden zwei codecs, genannt nach den Typen des Datenkanals sie wurden zugeteilt, genannte Hälfte der Rate (6.5 kbit/s) und Normaltarif (13 kbit/s) verwendet. Diese haben ein auf dem geradlinigen prophetischen Codieren (LPC) gestütztes System verwendet. Zusätzlich dazu, effizient mit bitrates zu sein, haben diese codecs es auch leichter gemacht, wichtigere Teile des Audios zu identifizieren, die Luftschnittstelle-Schicht prioritize erlaubend und besser diese Teile des Signals zu schützen.

GSM wurde weiter 1997 mit Enhanced Full Rate (EFR) codec, 12.2 kbit/s codec erhöht, der einen Normaltarif-Kanal verwendet. Schließlich, mit der Entwicklung von UMTS, war EFR refactored in eine variable Rate codec hat AMR-engbandig genannt, der hohe Qualität und robust gegen die Einmischung, wenn verwendet, auf Normaltarif-Kanälen und weniger robust, aber noch relativ hohe Qualität, wenn verwendet, in guten Radiobedingungen auf Halbrate-Kanälen ist.

Netzstruktur

Das Netz wird in mehrere getrennte Abteilungen strukturiert:

• Das Grundstationssubsystem (die Grundstationen und ihre Kontrolleure).
• Das Netz und Umschaltende Subsystem (der Teil des Netzes, das einem festen Netz am ähnlichsten ist). Das wird manchmal auch gerade das Kernnetz genannt.
• Das GPRS Kernnetz (hat der fakultative Teil, der Paket erlaubt, Internetverbindungen gestützt).
• Die Operationen Unterstützen System (OSS) für die Wartung des Netzes.

Subscriber Identity Module (SIM)

Eines der Hauptmerkmale von GSM ist das Unterzeichneter-Identitätsmodul, das allgemein als eine SIM Karte bekannt ist. Der SIM ist eine abnehmbare kluge Karte, die die Abonnement-Information und Telefonbuch des Benutzers enthält. Das erlaubt dem Benutzer, seine oder ihre Information nach umschaltenden Hörern zu behalten. Wechselweise kann der Benutzer auch Maschinenbediener ändern, während er den Hörer behält, indem einfach er den SIM ändert. Einige Maschinenbediener werden das blockieren, indem sie dem Telefon erlauben werden, nur einen einzelnen SIM oder nur einen von ihnen ausgegebenen SIM zu verwenden; diese Praxis ist als SIM Blockierung bekannt.

Rufen Sie Blockierung an

Manchmal schränken bewegliche Netzmaschinenbediener Hörer ein, die sie für den Gebrauch mit ihrem eigenen Netz verkaufen. Das wird genannt sich schließen lassend und wird durch eine Softwareeigenschaft des Telefons durchgeführt. Weil der Kaufpreis des Mobiltelefons dem Verbraucher mit Einnahmen von Abonnements subventioniert werden kann, müssen Maschinenbediener diese Investition wiedergewinnen, bevor ein Unterzeichneter Dienst begrenzt. Ein Unterzeichneter kann sich gewöhnlich mit dem Versorger in Verbindung setzen, um das Schloss für eine Gebühr zu entfernen, private Dienstleistungen zu verwerten, das Schloss zu entfernen, oder von der freien oder Gebühr-basierten Software und den Websites Gebrauch zu machen, um den Hörer selbst aufzuschließen.

In einigen Ländern (z.B, Bangladesch, Brasilien, Chile, Hongkong, Indien, Libanon, Malaysia, Pakistan, Singapur) werden alle Kopfhörer aufgeschlossen verkauft. In anderen (z.B, Finnland, Singapur) ist es für Maschinenbediener ungesetzlich, jede Form der Subvention auf einem Preis eines Telefons anzubieten.

GSM Dienstsicherheit

GSM wurde mit einem gemäßigten Niveau der Dienstsicherheit entworfen. Das System wurde entworfen, um den Unterzeichneten zu beglaubigen, der einen vorgeteilten Schlüssel und Herausforderungsantwort verwendet. Kommunikationen zwischen dem Unterzeichneten und der Grundstation können encrypted sein. Die Entwicklung von UMTS führt fakultatives Universal Subscriber Identity Module (USIM) ein, das einen längeren Beglaubigungsschlüssel verwendet, größere Sicherheit, sowie gegenseitig das Beglaubigen des Netzes und des Benutzers zu geben - wohingegen GSM nur den Benutzer zum Netz (und nicht umgekehrt) beglaubigt. Das Sicherheitsmodell bietet deshalb Vertraulichkeit und Beglaubigung, aber beschränkte Genehmigungsfähigkeiten und keine Nichtnichtanerkennung an.

GSM verwendet mehrere kryptografische Algorithmen für die Sicherheit. Der A5/1, A5/2 und die A5/3 Strom-Ziffern werden verwendet, um Überluftstimmengemütlichkeit zu sichern. A5/1 wurde zuerst entwickelt und ist ein stärkerer Algorithmus, der innerhalb Europas und der Vereinigten Staaten verwendet ist; A5/2 ist schwächer und in anderen Ländern verwendet. Ernste Schwächen sind in beiden Algorithmen gefunden worden: Es ist möglich, A5/2 in Realtime mit einem ciphertext-einzigen Angriff, und im Januar 2007 zu brechen, die Wahl des Hackers hat den A5/1 angefangen, der Projekt mit Plänen knackt, FPGAs zu verwenden, die A5/1 erlauben, mit einem Regenbogen-Tabellenangriff gebrochen zu werden. Die Systembetreuungen vielfache Algorithmen so Maschinenbediener können diese Ziffer durch eine stärkere ersetzen.

Am 28. Dezember 2009 hat deutscher Computeringenieur bekannt gegeben, dass er die A5/1 Ziffer geknackt hatte. Gemäß Nohl hat er mehrere Regenbogen-Tische entwickelt (statische Werte, die abnehmen, musste die Zeit einen Angriff ausführen), und haben neue Quellen für bekannte Plaintext-Angriffe gefunden. Er hat auch gesagt, dass es möglich ist, "einen vollen GSM Auffänger... von offenen Quellbestandteilen" zu bauen, aber dass sie so wegen gesetzlicher Sorgen nicht getan hatten. Eine Aktualisierung durch Nancy Owano am 27. Dez 2011 darauf zitiert PhysOrg.com als ein "Sicherheitsexperte" und Details diese Sorgen:

Nohl hat gesagt, dass er im Stande gewesen ist, Stimme und Textgespräche abzufangen, indem er einen anderen Benutzer imitiert hat, um ihren Stimmenpost zuzuhören oder Anrufe zu machen oder SMS-Nachrichten zu senden. Noch mehr Bemühen bestand darin, dass er im Stande gewesen ist, das vom Verwenden eines siebenjährigen Mobiltelefons von Motorola und Dekodierungssoftware verfügbar frei vom Internet zu ziehen.

GSM wurde auch in einer Geschichte von Reuters "Hacker erwähnt sagen, E-Mails zu veröffentlichen, die Stratfor" auf Yahoo gestohlen sind! Nachrichten.

Neue Angriffe sind beobachtet worden, die schlechte Sicherheitsdurchführungen, Architektur und Entwicklung für kluge Telefonanwendungen ausnutzen. Etwas Abhören und lauschende Techniken entführen den Audioeingang und die Produktion, die eine Gelegenheit für eine 3. Partei zur Verfügung stellt, ins Gespräch zu hören. Zurzeit kommen solche Angriffe häufig in der Form eines trojanischen, malware oder eines Virus und könnten durch die Sicherheitssoftware entdeckt werden.

GSM verwendet General Packet Radio Service (GPRS) für Datenübertragungen wie das Durchsuchen des Webs. Die meistens aufmarschierten GPRS Ziffern wurden 2011 öffentlich gebrochen, und die Beweise zeigen an, dass sie wieder schwach von den beweglichen Industrieentwerfern absichtlich verlassen wurden.

Die Forscher haben Fehler im allgemein verwendeten GEA/1 und den GEA/2 Ziffern offenbart und haben die offene Quelle "gprsdecode" Software veröffentlicht, um an GPRS Netzen zu schnuppern. Sie haben auch bemerkt, dass einige Transportunternehmen nicht encrypt die Daten überhaupt tun (d. h. GEA/0 verwendend), um den Gebrauch des Verkehrs oder der Protokolle zu entdecken, die sie, z.B Skype nicht mögen, ihre Kunden ungeschützt verlassend. GEA/3 scheint, relativ hart zu bleiben, zu brechen und wird gesagt, im Gebrauch in einigen moderneren Netzen zu sein.

Wenn verwendet, mit USIM, Verbindungen zu verhindern, Grundstationen und Gefälle-Angriffe zu fälschen, werden Benutzer mittelfristig geschützt, obwohl die Wanderung zu 128-Bit-GEA/4 noch empfohlen wird.

Seit GEA/0 werden GEA/1 und GEA/2 weit aufmarschiert, Anwendungen sollten SSL/TLS für empfindliche Daten verwenden, wie sie in wi-fi Netzen würden.

Standardinformation

Die GSM Systeme und Dienstleistungen werden in einer Reihe von durch ETSI geregelten Standards beschrieben, wo eine volle Liste aufrechterhalten wird.

GSM Software der offenen Quelle

Mehrere Softwareprojekte der offenen Quelle bestehen, die bestimmte GSM-Eigenschaften zur Verfügung stellen:

• Gsmd-Dämon durch Openmoko
• OpenBTS entwickelt eine Grundsender-Empfänger-Station
• Das GSM Softwareprojekt hat zum Ziel, einen GSM Analysator für weniger als 1000 $ zu bauen
• Entwickler von OsmocomBB haben vor, das Eigentumsbasisband GSM Stapel durch eine Durchführung der kostenlosen Software zu ersetzen

Probleme mit Patenten und offener Quelle

Patente bleiben ein Problem für jede offene Quelle GSM Durchführung, weil es für das GNU oder jeden anderen Verteiler der kostenlosen Software nicht möglich ist, Immunität von allen Rechtssachen durch die offenen Halter gegen die Benutzer zu versichern. Außerdem werden neue Eigenschaften zum Standard die ganze Zeit hinzugefügt, was bedeutet, dass sie offenen Schutz seit mehreren Jahren haben.

Die ursprünglichen GSM Durchführungen von 1991 sind jetzt völlig frei von offenen Belastungen, und es wird erwartet, dass OpenBTS im Stande sein wird, Eigenschaften dieser anfänglichen Spezifizierung ohne Grenze durchzuführen, und dass weil Patente nachher ablaufen, können jene Eigenschaften in die offene Quellversion hinzugefügt werden. Bezüglich 2011 hat es keine Gesetzklagen gegen Benutzer von OpenBTS über den GSM-Gebrauch gegeben.

Siehe auch

• Persönliches Kommunikationsnetz (PCN)
• Nordic Mobile Telephone (NMT)
• International Mobile Subscriber Identity (IMSI)
• MSISDN beweglicher Unterzeichneter ISDN Zahl
• Handoff
• Visitors Location Register (VLR)
• Um verbinden
• GSM-R (GSM-Eisenbahn)
• GSM Dienstleistungen
• Zellsendung
• GSM Lokalisierung
• Multimedia Messaging Service (MMS)
• NITZ Netzidentität und Zeitzone
• Wireless Application Protocol (WAP)
• Netzsimulierungssimulation von GSM Netzen
• Standards
• Vergleich von Mobiltelefonstandards
• GEO-bewegliche Radioschnittstelle
• Intelligentes Netz
• Setzen Sie X wieder ein
• RRLP - Radioquellenpositionsprotokoll
• GSM 03.48 - Sicherheitsmechanismen für das SIM Anwendungswerkzeug
• RTP Audiovideoprofil
• Enhanced Network Selection (ENS)
• Huawei SingleRAN: Hat Technologie GEFÜHRT, die Wanderung von GSM bis UMTS oder gleichzeitigen Gebrauch von beiden erlaubt.

Weiterführende Literatur

Links

• GSM Vereinigung — Offizielle Industriehandelsgruppe, die GSM Netzmaschinenbediener weltweiter vertritt
• 3GPP — 3G GSM Standardentwicklungsgruppe