GSM

Global System for Mobile communications (GSM: asalna mangrupa singketan tina Groupe Spécial Mobile) nyaéta standar paling populér pikeun telepon sélulér (atawa telepon mobil) di sakuliah dunya. Asosiasi GSM, ngira-ngira yén 82% tina pasar telepon sélulér di dunya ngagunakeun standar ieu. GSM digunakeun ku leuwih ti 2 miliar jelema di leuwih 212 nagara jeung wewengkon husus.

Kahadiranana anu di mana-mana (basa Inggris: ubiquity) ngajadikeun roaming internasional ilahar antara para operator telepon sélulér, anu ngamungkinkeun para langganan ngagunakeun telepon di réa patempatan di dunya. GSM béda jeung téknologi anu leuwih ti heula lantaran kanal signalling katut kanal sora (ucapan) boga kualitas telepon digital, antukna disebut sistem telepon sélulér generasi kadua (2G).

Logo GSM digunakeun pikeun nandaan héndsét jeung alat-alat anu kompatibel jeung standar GSM

Digunakeunana standar GSM di sakuliah dunya geus nguntungkeun pikeun para pamakéna lantaran meunangkeun kamampuhan pikeun roaming sarta pindah operator tanpa ngaganti telepon. Sedengkeun pikeun operator jaringan, standar GSM nguntungkeun lantaran bisa milih alat ti rupa-rupa pabrik anu ngagunakeun standar GSM)). GSM ogé geus naratas alternatif béaya rendah pikeun telepon sora, nyaéta Short message service (SMS, atawa disebut ogé "pesen singket"), anu kiwari dirojong ogé ku standar-standar telepon sélulér lianna.

Kaol (vérsi) standar anu leuwih anyar tetep bisa diterapkeun (kompatibel) kana jaringan telepon GSM anu geus aya. Conto standar kasebut nyaéta vérsi Release '97 anu nambahkeun kamampuhan data pakét, ku cara maké General Packet Radio Service (GPRS). Conto lianna nyaéta Reléase '99 anu nawarkeun pangiriman data kalayan laju anu leuwih gancang ku cara ngagunakeun Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).

Sajarah

Dina taun 1982, European Conference of Postal and Telecommunications Administrations (CEPT) ngadegkeun Groupe Spécial Mobile (GSM) pikeun nyieun hiji standar sistem telepon mobil anu bisa digunakeun di sakuliah Éropah. Dina taun 1987, hiji memorandum of understanding disaluyuan ku 13 nagara Éropah pikeun nyieun hiji sistem telepon sélulér anu ilahar di sakuliah Éropah.

Dina taun 1989, tanggung jawab GSM kasebut dibikeun ka European Telecommunications Standards Institute (ETSI) sarta spésifikasi GSM fase I dikaluarkeun dina taun 1990. Jaringan GSM munggaran diwangun dina taun 1991 ku Radiolinja di Finlandia kalayan parawatan infrastrukturna ku Ericsson. Nepi ka tungtun taun 1993, aya leuwih ti sajuta palanggan anu ngagunakeun jaringan telepon GSM anu dijalankeun ku 70 operator di 48 nagara.

Wincikan téknis

GSM nyaéta jaringan sélulér, di mana héndsét nyambung ka éta jaringan ku cara mancarkeun sinyal pikeun néangan sél-sél (base station) anu paling deukeut. Jaringan GSM jalan dina opat pita frékuénsi anu béda. lolobana jaringan GSM jalan dina pita frékuénsi 900 MHz atawa 1800. Sababaraha nagara di benua Amérika (kaasup Kanada jeung Amérika Sarikat) ngagunakeun pita-pita frékuénsi 850 MHz jeung 1900 MHz lantaran pita-pita frékuénsi 900 MHz jeung 1800 MHz geus disadiakeun pikeun kaperluan lianna.

Pita frékuénsi 400 MHz jeung 450 Hz, anu leuwih jarang dipaké, digunakeun di sababaraha nagara, utamana Skandinavia, di mana frékuénsi-frékuénsi kasebut saacanna digunakeun pikeun sistem telepon sélulér generasi kahiji (1G).

Dina pita 900 MHz, pita frékuénsi uplink nyaéta 890–915 MHz, sedengkeun pita frékuénsi downlink nyaéta 935–960 MHz. Rubakpita 25 MHz ieu dibagi kana 124 channel frékuénsi pamawa, anu masing-masingna dipisah ku 200 kHz. Time division multiplexing digunakeun dina ieu sistem pikeun ngamungkinkeun dalapan full-rate atawa genepbelas half-rate channel sora (ucapan) pikeun tiap channel frékuénsi radio. Aya dalapan radio timeslot (anu ngahasilkeun dalapan perioda burst) anu dikelompokkeun kana frame TDMA. Channel half rate ngagunakeun frame anu robah-robah dina timeslot anu sarua. Laju data channelna nyaéta 270.833 kbit/s, sedengkeun durasi framena nyaéta 4615 mdet.

Daya anu dipancarkeun tina hendset diwatesan nepi ka 2 watt dina GSM850/900 sarta 1 watt dina GSM1800/1900.

GSM ngagunakeun rupa-rupa codec sora pikeun madetkeun pita frékuénsi audio anu 3.1 kHz jadi 5.6-13 kbit/detik. Asalna, ngan dua codec anu digunakeun nyaéta codec Half Rate (5.6 kbit/s) sarta codec Full Rate (13 kbit/s). Dua codec ngagunakeun hiji sistem anu didasarkeun kana linear predictive coding (LPC). Salian ti éfisién dina hal laju bit (bitrate), dua codec ieu ngagampangkeun pikeun ngaidéntifikasi bagian-bagian sora anu leuwih penting, anu ngamungkinkeun lapis air interface méré prioritas sarta nangtayungan bagian-bagian éta sora.

GSM satuluyna ditingkatkeun kamampuhna dina taun 1997 ku ditimukeunna codec Enhanced Full Rate (EFR), codec 12.2 kbit/detik anu ngagunakeun channel full rate. Ahirna, ku ayana UMTS, EFR bisa dirobah-robah lajuna ku codec anu disebut AMR-Narrowband, anu kualitasna alus sarta tahan tina gangguan mangsa digunakeun dina channel full rate. Sanajan kurang tahan tina gangguan lamun digunakeun dina channel half-rate tapi AMR-Narrowband tetep masih boga kualitas anu rélatif alus.

Aya opat ukuran sél dina jaringan GSM—sél macro, sél micro, sél pico sarta sél payung. Daérah anu kawengku ku masing-masing sél rupa-rupa gumantung lingkunganana. Sél macro dianggap sabagé sél di mana anténeu base station dipasang dina munara atawa gedong anu luhurna leuwih ti rata-rata. Sél micro nyaéta sél anu luhur anténeuna sahandapeun luhur rata-rata; umumna digunakeun di daérah pakotaan. Sél pico mangrupa sél leutik anu diaméter pancaranana ngan belasan atawa puluhan méter; umumna digunakeun di jero rohangan. Sél payung digunakeun pikeun ngeusian daérah nu leuwih leutik anu henteu kawengku ku sél lianna.

Radius horizontal sél rupa-rupa ti mimiti ratusan méter nepi ka sababaraha puluh kilométer gumantung kana luhurna anteneu, gain anteneu sarta kondisi rambatan. Jarak pangjauhna anu dirojong ku standar GSM nyaéta 35 kilometres (22 mi).

Pamakéan dina jero rohangan ogé kaci dina standar GSM téh. Hal ieu bisa dilaksanakeun ku cara ngagunakeun base station sél pico pikeun jero rohangan, atawa repeater jero rohangan. Cara ieu umumna digelar lamun dina jero rohangan diperlukeun kapasitas anu gedé pikeun ngalayanan pamaké nu loba, contona dina jero pusat perbelanjaan atawa terminal kapal udara.

Modulasi anu digunakeun dina GSM nyaéta modulasi Gaussian minimum-shift keying (GMSK), hiji wanda tina modulasi frequency shift keying fase sinambung. Dina GMSK, sinyal anu arék ditumpangkeun kana sinyal pamawa awalna dihaluskeun heula ku hiji low-pass filter Gaussian saacan dieupankeun kana frequency modulator, anu bisa loba ngurangan interférensi kana channel sabudeureunana (adjacent channel interference).

Interférensi jeung alat audio

Kajadian anu lumrah lamun héndsét ngainduksi kaluaran sora "tut, tut tu-tut, tut tu-tut, tut tu-tut" kana alat audio anu padeukeut jeung héndsét saperti mikropon nirkabel, sistem home stereo, televisi, komputer, cordless phone, sarta alat musik pribadi. Mangsa alat-alat audio kasebut aya dina near field anu dihasilkeun ku héndsét GSM, sinyal radio cukup kuat antukna solid state amplifier dina ranté audio lumaku sabagé hiji detektor. Nois "tut, tut tu-tut, tut tu-tut, tut tu-tut" ieu mangrupa wujud letupan daya anu mawa sinyal TDMA.

Struktur Jaringan

Struktur jaringan GSM

Sacara garis badag, jaringan GSM dibagi kana tilu bagian utama (sanajan masih aya bagian lain, saperti sub-sistem operation & maintenance sarta sub-sistem intelligent network).

BSS

Base Station Subsystem (BSS) ngandung Base Station Controller (BSC) sarta Base Transceiver Station (BTS) anu kabéhna disambungkeun kana antarmuka A-bis. Packet Control Unit (PCU) nyambung kana BTS.

BSS disambungkeun ku antarmuka Air atawa Um kana héndsét sarta disambungkeun ku antarmuka A kana NSS.

NSS

Network and Switching Subsystem (NSS) ngandung MSC anu disambungkeun ngaliwatan jaringan SS7 kana HLR. AUC jeung EIR, sanajan sacara téknis misah tina HLR digambarkeun ngahiji lantaran bakuna kabéh jaringan boga véndor ngahijikeun éta dua sub-sistem.

NSS disambungkeun ku antarmuka A kana BSS. NSS boga sambungan langsung ka PSTN tina/ngaliwatan MSC. Aya ogé sambungan kana Packet Core (nu disebut Gs) sanajan hal ieu mangrupa pilihan (opsional) sarta teu salawasna dipasang.

GPRS Core Network

GPRS Core Network dina gambar ieu disaderhanakeun antukna katingalina ngan mibanda SGSN (anu nyambung ka BSS ku jasana antarmuka Gb) jeung GGSN hungkul. Dua sub-sistem ieu babarengan disambungkeun kana jaringan IP mandiri anu disebut GPRS backbone anu digambarkeun sabagé titik referensi Gn.

Kartu SIM

Kartu SIM pikeun Bell Mobility (Kanada)

Hiji kaistiméwaan GSM nyaéta ayana Subscriber Identity Module (SIM), anu ilahar disebut Kartu SIM. SIM mangrupa kartu pinter anu bisa dibongkar-pasang sarta ngandung informasi langganan si pamaké katut buku telepon. Hal ieu ngamungkinkeun pamaké pikeun ngaropéa informasi kasebut saenggeus ganti héndsét. Kamungkinan lain, pamaké ogé bisa ganti operator bari tetep ngaropéa héndsét ngan ku ngarobah SIM. Sababaraha operator nutup kamungkinan ieu ku cara ngan ngaidinan telepon pikeun ngagunakeun sahiji SIM, atawa ngan SIM anu dikaluarkeun ku maranéhna; prakték ieu dikenal sabagé ngonci SIM atawa SIM locking anu di sababaraha nagara tindakan ieu kaasup ilégal.

Di Australia, Kanada, Éropah sarta Amérika Sarikat loba operator anu ngonci héndsét anu dijual ku maranéhna. Hal ieu dilakukeun lantaran harga héndsét umumna disubsidi ku panghasilan tina lalanggan, sarta operator kasebut nyoba nyingkahan ngasubsidi pasaingna. Palanggan biasana bisa ngadatangan operator pikeun muka konci sacara garatis, ngagunakeun jasa pihak lain pikeun muka konci, atawa ngagunakeun software sarta website anu aya di Internét pikeun muka konci ku sorangan. Sanajan lolobana website nawarkeun jasa muka konci kalayan garatis, sabagian deui méré jasa kalayan garatis. Koncian diterapkeun kana héndsét, anu dicirian ku nomer International Mobile Equipment Identity (IMEI), lain kana rekening tagihan (anu dicirikeun ku nomer kartu SIM card). Salawasna dimungkinkeun pikeun ganti kana héndsét lian (anu teu dikonci).

Sabagian operator bakal muka konci héndsét sacara garatis lamun palanggan geus lalanggan salila waktu tinangtu. Jasa muka konci anu disadiakeun ku pihak katilu mindeng leuwih gancang sarta leuwih murah ongkosna. Di lolobana nagara, muka konci héndsét téh légal.

Di nagara-nagara saperti Bélgia, India, Indonesia, jeung Pakistan, kabéh héndsét dijual tanpa dikonci. Di Bélgia, henteu dibeunangkeun pikeun para operator nggasupkeun naon waé bentuk subsidi kana harga hendset. Hal sarupa lumaku ogé di Finlandia nepi ka tanggal 1 April 2006 mangsa subsidi dibeunangkeun, tapi para operator kudu muka konci telepon sacara garatis liwat hiji selang waktu (paling lila 24 bulan).

Kaamanan dina GSM

GSM dirarancang kalayan tingkat kaamanan anu sedeng. Sistem GSM dirancang pikeun nga-auténtikasi (mariksa bener henteuna) palanggan ku cara ngagunakeun hiji pre-shared key jeung challenge-response. Komunikasi antara palanggan jeung base station bisa di-énkripsi. Kamajuan dina UMTS nawarkeun USIM anu sifatna pilihan (opsional), nu maké konci auténtikasi nu leuwih panjang pikeun ngahasilkeun kaamanan anu leuwih tohaga, ogé nga-auténtikasi jaringan jeung pamaké sacara babarengan sedengkeun GSM ngan ukur nga-auténtikasi pamaké ka jaringan (sarta henteu sabalikna). Modél kaamananna jadina nawarkeun karusiahan jeung auténtikasi, tapi kamampuh otorisasina kawates, jeung euwueh non-repudiation.

GSM maké sababaraha algoritma cryptographic pikeun kaamanan. Stream cipher A5/1 jeung A5/2 digunakeun pikeun ngajamin privasi sora anu dipancarkeun. A5/1 dijieun leuwih tiheula sarta mangrupa hiji algoritma anu leuwih kuat nu digunakeun di Éropah jeung Amérika Sarikat; A5/2 leuwih lemah sarta digunakeun di nagara-nagara lianna. Kaleuwihan utama dina hal pangamanan GSM dibandingkeun jeung sistem-sistem nu leuwih ti heula nyaéta cryptographic key disimpen dina kartu SIM henteu pernah dikirimkeun ngaliwatan antarmuka nirkabel. Kalemahan utama dina dua algoritma kasebut nyaéta dimungkinkeun pikeun meupeuskeun A5/2 sacara réal-time dina hiji serangan ciphertext-only attack. Sistem GSM narima réa algoritma antukna operator bisa ngaganti hiji cipher ku anu leuwih tohaga.

Tempo ogé

• Teknologi inti:
  • 2G
  • 2.5G
  • 3G
  • 3.5G
  • 4G
• Alternatif ka hareup pikeun GSM
  • VoIP Mobil
• Unsur-unsur jaringan GSM:
  • Base Station Controller (BSC)
  • Base Station Subsystem (BSS)
  • Home Location Register (HLR)
  • Mobile Switching Center (MSC)
  • Subscriber Identity Module (SIM)
  • Visitors Location Register (VLR)
  • Equipment Identity Register (EIR)
• Radio:
  • Pita frékuénsi GSM
  • Frékuénsi sélulér
• Cellular traffic
• Layanan:
  • Lokalisasi GSM
  • Layanan GSM
    • Kode-kode GSM pikeun layanan tambahan
  • MMS
  • SMS
  • WAP Wireless Application Protocol
  • GPRS
  • Cell Broadcast
• Standar:
  • Babandingan standar-standar telepon sélulér
  • European Telecommunications Standards Institute (ETSI)
  • Intelligent network (IN)
  • Parlay
• Istilah umum:
  • International Mobile Equipment Identity (IMEI)
  • International Mobile Subscriber Identity (IMSI)
  • Mobile Subscriber ISDN Number (MSISDN)
  • Handoff

Pustaka

• Siegmund M. Redl, Matthias K. Weber, Malcolm W. Oliphant (March 1995): "An Introduction to GSM", Artech House, ISBN 978-0-89006-785-7
• Siegmund M. Redl, Matthias K. Weber, Malcolm W. Oliphant (May 1998): "GSM and Personal Communications Handbook", Artech House, ISBN 978-0-89006-957-8
• Friedhelm Hillebrand, ed. (2002): "GSM and UMTS, The Creation of Global Mobile Communications", John Wiley & Sons, ISBN 0470 84322 5

Tumbu kaluar

• GSM Association – the group representing GSM operators (official site) – includes coverage maps for all members
• 3GPP The current standardization body for GSM with free standards available.
• Most Widely Used Cellular Channelizations Archived 2009-03-27 di Wayback Machine