GSM

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El logo GSM se utiliza para identificar terminales compatibles y equipos

GSM (Sistema Global para Comunicaciones Móviles, originalmente Groupe Spécial Mobile), es un conjunto estándar desarrollado por el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETSI) para describir protocolos de segunda generación ( 2G ) digitales redes celulares utilizados por los teléfonos móviles .

El estándar GSM fue desarrollado como un reemplazo para la primera generación ( 1G ) de redes celulares analógicas, y descrito originalmente una digital, red de circuitos conmutados optimizado para dúplex completo voz de telefonía . Esto se amplió con el tiempo para incluir las comunicaciones de datos, en primer lugar por circuito conmutado transporte, entonces el transporte de paquetes de datos a través de GPRS (General Packet Radio Services) y EDGE (Velocidades de Datos Mejoradas para la Evolución de GSM o EGPRS).

Otras mejoras fueron hechas cuando los 3GPP desarrollados de tercera generación ( 3G ) UMTS normas seguidas de cuarta generación ( 4G ) LTE Advanced normas.

"GSM" es una marca comercial propiedad de la Asociación GSM .

Contenido

[ editar ] Historia

Los primeros europeos redes celulares analógicas consistía en una mezcla de tecnologías y protocolos que varían de país a país, lo que significa que los teléfonos no necesariamente funciona en redes diferentes. Además, los fabricantes tenían que producir diferentes equipos para cumplir con varias normas en todos los mercados.

En 1982, el trabajo comenzó a desarrollar una norma europea para la telefonía celular digital de voz cuando la Conferencia Europea de Administraciones de Correos y Telecomunicaciones (CEPT) creó el Groupe Spécial Mobile comité y proporcionó un grupo permanente de personal técnico de apoyo, con sede en París. Cinco años después, en 1987, 15 representantes de 13 países europeos firmaron un memorando de entendimiento en Copenhague para desarrollar e implementar un sistema común de teléfono celular a través de Europa, y las normas de la Unión Europea han pasado a hacer GSM carácter obligatorio. [1] La decisión de desarrollar una norma continental eventualmente resultó en un unificado, abierto, basado en el estándar de red que fue mayor que en los Estados Unidos. [2] [3] [4] [5] En 1989, el Groupe Spécial Mobile comité fue transferido de la CEPT para el European Telecommunications Standards Institute (ETSI). [4]

Al mismo tiempo, Francia y Alemania firmaron un acuerdo de desarrollo conjunto en 1984 y se unió a Italia y el Reino Unido en 1986. En 1986 la Comisión Europea propuso reservar la banda de 900 MHz de espectro para GSM.

La fase I de las especificaciones GSM se publicaron en 1990. Primera llamada del mundo GSM fue hecha por el primer ministro finlandés Harri Holkeri a Kaarina Suonio (alcalde en la ciudad de Tampere ) el 1 de julio de 1991 sobre una red construida por Telenokia y Siemens y operado por Radiolinja . [6] Al año siguiente, en 1992, el primer servicio de mensajes cortos (SMS o "mensaje de texto") mensaje ha sido enviado y Vodafone Reino Unido y Finlandia Telecom firmó el primer acuerdo internacional de roaming.

Los trabajos comenzaron en 1991 para ampliar el estándar GSM para la banda de frecuencias 1800 MHz y 1800 la primera red MHz se puso en marcha en el Reino Unido en 1993. También ese año, Telecom Australia se convirtió en el primer operador de red para desplegar una red GSM fuera de Europa y la primera práctica de mano GSM teléfono móvil llegó a estar disponible.

En 1995, fax, datos y servicios de mensajería SMS se lanzaron comercialmente, la primera red GSM de 1900 MHz se puso en marcha en los Estados Unidos y en todo el mundo suscriptores GSM superó los 10 millones. También este año, la Asociación GSM se formó. Pre-pago tarjetas GSM SIM se pusieron en marcha en 1996 y en todo el mundo suscriptores GSM pasado 100 millones en 1998. [4]

En 2000, los primeros comerciales GPRS servicios se pusieron en marcha y los primeros dispositivos compatibles con GPRS estuvo disponible para la venta. En 2001, la primera UMTS (W-CDMA) se puso en marcha en todo el mundo y abonados GSM superaron los 500 millones de dólares. En 2002 los primeros servicios de mensajería multimedia (MMS) se presentaron y la primera red GSM en la banda de frecuencia de 800 MHz se puso en marcha. EDGE servicios de primera comenzó a funcionar en una red en el año 2003 y el número de suscriptores en todo el mundo GSM superado 1 mil millones en 2004. [ 4]

Para el año 2005, las redes GSM representaron más del 75% del mercado de red de telefonía móvil en todo el mundo, sirviendo a 1,5 mil millones de suscriptores. En 2005, el primer HSDPA red capaz también entró en funcionamiento. La primera HSUPA red fue lanzada en 2007 y abonados GSM en todo el mundo superó los dos millones en 2008. [4]

La GSM Association estima que las tecnologías definidas en el estándar GSM servir el 80% del mercado móvil mundial, que abarca más de 5 mil millones de personas en más de 212 países y territorios, siendo el más ubicuo de GSM de los muchos estándares para las redes celulares. [7]

Macao planea eliminar gradualmente sus redes GSM 4 de junio de 2015, convirtiéndose en la primera región de desmantelamiento de una red GSM. [8]

[ editar ] Detalles técnicos

[ editar ] Estructura de la red

La estructura de una red GSM

La red se estructura en una serie de secciones independientes:

[ edit ] Base Station subsistema

GSM Cell Site antenas en el Deutsches Museum , Múnich, Alemania

GSM es una red celular , lo que significa que los teléfonos celulares conectarse a ella mediante la búsqueda de células en la vecindad inmediata. Hay cinco tamaños diferentes de células en una red GSM- macro , micro , pico , femto y células paraguas . El área de cobertura de cada celda varía de acuerdo con el entorno de aplicación. Células de macro pueden ser considerados como células donde la estación base de antena está instalada en un mástil o un edificio sobre el nivel promedio de la azotea. Micro células son células cuya altura de la antena se encuentra bajo el nivel promedio de la azotea, que se utilizan normalmente en las zonas urbanas. Picocélulas son células pequeñas, cuya cobertura diámetro es de unas decenas de metros, que se utilizan principalmente en interiores. Las femtoceldas son celdas diseñadas para su uso en entornos residenciales o pequeños y conectarse a la red del proveedor de servicios a través de una conexión a Internet de banda ancha. Paraguas células se utilizan para cubrir las regiones sombreadas de células más pequeñas y llenar los vacíos en la cobertura entre las células.

Radio celular horizontal varía dependiendo de la altura de antena, ganancia de antena y las condiciones de propagación de un par de cientos de metros a varias decenas de kilómetros. La mayor distancia de la especificación GSM apoya en el uso práctico está a 35 kilómetros (22 millas). Hay también varias implementaciones del concepto de una célula extendida, [9] , donde el radio de la célula podría ser el doble o incluso más, dependiendo del sistema de antenas, el tipo de terreno y el avance de temporización .

La cobertura en interiores también es apoyado por la tecnología GSM y se puede lograr mediante el uso de una estación base de picocélula cubierta, o un repetidor de interior con antenas interiores distribuidos alimentados a través de divisores de potencia, para entregar las señales de radio de una antena exterior al sistema separado de Antena interior distribuido. Estos suelen ser desplegada cuando un montón de capacidad de llamadas que se necesita en interiores, por ejemplo, en centros comerciales o aeropuertos. Sin embargo, esto no es un requisito, ya que la cobertura interior también es proporcionada por la penetración en la construcción de las señales de radio de cualquier célula cercana.

[ edit ] frecuencias portadoras GSM

Redes GSM operan en un número de diferentes rangos de frecuencia portadora (separado en rangos de frecuencia GSM de 2G y bandas de frecuencia UMTS de 3G), con la mayoría de 2G redes GSM que funcionan en la banda de 900 o 1800 MHz. Cuando estas bandas se asignaron ya, la de 850 MHz y 1900 MHz se usa en su lugar (por ejemplo, en Canadá y los Estados Unidos). En raras ocasiones los 400 y 450 MHz de frecuencia se asignan en algunos países debido a que se utilizaron anteriormente para la primera generación de sistemas.

La mayoría de 3G de redes en Europa funcionan en la banda de frecuencia de 2100 MHz. Para obtener más información sobre el uso mundial de frecuencias GSM, ver bandas de frecuencia GSM .

Independientemente de la frecuencia seleccionada por un operador, que se divide en segmentos de tiempo para teléfonos individuales de uso. Esto permite a todo tipo de ocho o dieciséis tasa media de canales de voz por radio frecuencia . Estos ocho ranuras de tiempo de radio (u ocho ráfaga períodos) se agrupan en un TDMA marco. La mitad de los canales de tasa de uso de cuadros alternos en el mismo intervalo de tiempo. La velocidad de datos de canal para todos los 8 canales es 270,833 kbit / s, y la duración de la trama es 4,615 ms.

La potencia de transmisión en el terminal inalámbrico está limitada a un máximo de 2 vatios en GSM 850/900 y 1 vatio en GSM 1800/1900.

[ edit ] Codecs de voz

GSM ha utilizado una variedad de servicios de voz codecs de audio para exprimir 3,1 kHz en entre 6,5 y 13 kbit / s. Originalmente, los dos codecs, el nombre de los tipos de canales de datos que estaban asignados, se usaron, llamado Half Rate (6,5 kbit / s) y Full Rate (13 kbit / s). Estos utilizan un sistema basado en la codificación predictiva lineal (LPC). Además de ser eficiente con velocidades de bits, estos códecs también hizo más fácil para identificar las partes más importantes del audio, permitiendo que la capa de interfaz de aire para priorizar y proteger mejor a estas partes de la señal.

GSM se ha mejorado aún más en 1997 [10] con el Enhanced Full Rate (EFR) codec, un 12,2 kbit / s codec que utiliza un canal de velocidad completa. Finalmente, con el desarrollo de UMTS , EFR fue reprogramado para un códec de tasa variable llamada AMR-banda estrecha , que es de alta calidad y robusta frente a interferencias cuando se utiliza en canales de velocidad completa, o la calidad menos robusta pero todavía relativamente alta cuando se utiliza en buena radio condiciones en canales de velocidad media.

[ edit ] Subscriber Identity Module (SIM)

Una de las características clave de GSM es el módulo de identidad del abonado , comúnmente conocida como una tarjeta SIM. El SIM es una desmontable de la tarjeta inteligente que contiene la información del usuario de suscripción y libro de teléfono. Esto permite al usuario conservar su información después de cambiar terminales. Alternativamente, el usuario también puede cambiar de operador conservando el auricular simplemente cambiando la tarjeta SIM. Algunos operadores bloquear esto permitiendo el teléfono para utilizar sólo un único SIM, o sólo una tarjeta SIM emitida por ellos; esta práctica se conoce como bloqueo SIM .

[ edit ] bloqueo de teléfono

A veces, los operadores de redes móviles restringir los teléfonos que se venden para su uso con su propia red. Esto se denomina bloqueo y es implementado por una función de software del teléfono. Debido a que el precio de compra del teléfono móvil para el consumidor podrán ser subvencionadas con los ingresos procedentes de las suscripciones, los operadores deben recuperar esta inversión antes de que un suscriptor cancela el servicio. Un suscriptor normalmente puede comunicarse con el proveedor para quitar el bloqueo de una tarifa, utilizar servicios privados para quitar el bloqueo, o hacer uso de software libre o de pago y sitios web para desbloquear el teléfono si mismos. Desbloquear un teléfono sin el consentimiento de un operador es ilegal en muchos países y pueden llevar penas severas.

En algunos países (por ejemplo, Bangladesh , Brasil , Chile , Hong Kong , India , Líbano , Malasia , Pakistán , Singapur ) se venden todos los teléfonos desbloqueados. En otros casos (por ejemplo, Singapur) es ilegal que los operadores ofrezcan cualquier tipo de subsidio sobre el precio de un teléfono. [11]

[ edit ] GSM servicios de seguridad

GSM fue diseñado con un moderado nivel de seguridad del servicio. El sistema fue diseñado para autenticar al abonado con una clave pre-compartida y desafío-respuesta . Las comunicaciones entre el abonado y la estación base pueden ser cifrados. El desarrollo de UMTS introduce un opcional Módulo de identidad de abonado universal (USIM), que utiliza una clave más larga de autenticación para dar una mayor seguridad, así como mutuamente autenticar la red y el usuario - mientras que GSM solamente autentica al usuario a la red (y no a la inversa versa). El modelo de seguridad por lo que ofrece confidencialidad y la autenticación, pero una capacidad limitada de autorización y no repudio no .

GSM utiliza varios algoritmos de cifrado para la seguridad. El A5 / 1 , A5 / 2 y A5 / 3 cifras de la corriente se utilizan para garantizar la sobre-el-aire de privacidad de voz. A5 / 1 fue desarrollado primero y es un algoritmo más fuerte utilizado en Europa y en los Estados Unidos; A5 / 2 es más débil y utilizado en otros países. Graves deficiencias se han encontrado en los dos algoritmos: es posible romper A5 / 2 en tiempo real con un ataque de texto cifrado-solamente , y en enero de 2007, Elección El Hacker comenzó el A5 / 1 proyecto de craqueo con planes para utilizar FPGAs que permiten A5 / 1, y se rompe con una tabla de arco iris ataque. [12] El sistema soporta múltiples algoritmos de modo que los operadores pueden sustituir a la cifra con uno más fuerte.

El 28 diciembre 2009 German ordenador ingeniero Karsten Nohl anunció que había descifrado el A5 / 1 cifra. [13] Según Nohl, desarrolló una serie de tablas de arco iris (valores estáticos que reducen el tiempo necesario para llevar a cabo un ataque) y tienen encontró nuevas fuentes de ataques de texto plano conocido . También dijo que es posible construir "un completo interceptor GSM ... a partir de componentes de código abierto", pero que no lo había hecho debido a las preocupaciones legales. [14] Nohl afirmó que él fue capaz de interceptar conversaciones de voz y de texto hacerse pasar por otro usuario escuchar sus mensajes de voz, realizar llamadas o enviar mensajes de texto a través de un teléfono celular de siete años de edad, Motorola y el software de decodificación disponible gratis por Internet. [15]

Nuevos ataques se han observado que se aprovechan de las implementaciones de seguridad pobres, arquitectura y desarrollo de aplicaciones para teléfonos inteligentes. Algunas técnicas de escuchas telefónicas y espionaje secuestro [16] la entrada y salida de audio proporciona una oportunidad para una 3 ª parte para escuchar la conversación.

GSM utiliza General Packet Radio Service (GPRS) para las transmisiones de datos como navegar por la web. Los más comúnmente desplegadas cifras GPRS se rompieron públicamente en 2011. [17]

Los investigadores revelaron fallas en el uso común de GEA / 1 y GEA / 2 cifras y publicó el código abierto "gprsdecode" software para oler las redes GPRS. También señaló que algunas compañías no encriptan los datos en absoluto (es decir, utilizando GEA / 0) con el fin de detectar el uso de protocolos de tráfico o que no les gustan, por ejemplo Skype , dejando a sus clientes sin protección. GEA / 3 parece seguir siendo relativamente difícil de romper y se dice que está en uso en algunas redes más modernas. Si se utiliza con USIM para evitar conexiones a estaciones base falsas y los ataques de downgrade, los usuarios estarán protegidos en el mediano plazo, a pesar de la migración a 128-bit GEA / 4 sigue siendo recomendable.

Desde GEA / 0, GEA / 1 y GEA / 2 son ampliamente utilizados, las aplicaciones deben utilizar SSL / TLS para los datos sensibles, como si se tratara de Wi-Fi de redes.

[ edit ] Información de Normas

Los sistemas GSM y los servicios se describen en una serie de normas regidas por ETSI , donde se mantiene una lista completa. [18]

[ edit ] GSM software de código abierto

Varios de código abierto existen proyectos de software que proporcionan ciertas características GSM:

  • GSMD demonio por Openmoko [19]
  • OpenBTS desarrolla una estación base de transceptor
  • El Proyecto de Software GSM tiene como objetivo construir un analizador de GSM por menos de $ 1000 [20]
  • Desarrolladores OsmocomBB la intención de sustituir la banda base GSM propietario pila con una implementación de software libre [21]

[ edit ] Problemas con las patentes y de código abierto

Las patentes siguen siendo un problema para cualquier aplicación de código abierto GSM, ya que no es posible para GNU o cualquier otro distribuidor de software libre para garantizar la inmunidad de todos los juicios por los titulares de las patentes en contra de los usuarios. Además las nuevas características se añaden a la norma todo el tiempo que significa que tienen protección de patente para un número de años. [ cita requerida ]

Los originales de las implementaciones de GSM a partir de 1991 ahora puede ser totalmente libre de gravámenes de patentes, sin embargo la libertad de patentes no es seguro debido a los EE.UU. "primer inventor" del sistema que estuvo vigente hasta 2012. El "primer inventor" del sistema, junto con el "ajuste plazo de la patente" se puede extender la vida de una patente de EE.UU. más allá de 20 años a partir de su fecha de prioridad. No está claro en este momento si OpenBTS será capaz de implementar las características de esa especificación inicial sin límite. Sin embargo, como las patentes expiran posteriormente, esas características se pueden añadir en la versión de código abierto. A partir de 2011, no ha habido demandas judiciales contra los usuarios sobre el uso de OpenBTS GSM. [ cita requerida ]

[ editar ] Véase también

[ editar ] Referencias

  1. ^ http://www.cellular-news.com/story/25102.php
  2. ^ Leader (7 de septiembre de 2007). "20th Birthday Happy, GSM" . zdnet.co.uk. CBS Interactive. Archivado desde el original , el 5 de mayo de 2011. http://www.webcitation.org/5yRRJnMZw . Consultado el 5 de mayo de 2011. "Antes de GSM, en Europa había un revoltijo desastroso de las normas nacionales en los teléfonos analógicos y TV, diseñado para proteger las industrias nacionales, sino que la creación de mercados fragmentados vulnerables a la artillería pesada desde el exterior".
  3. ^ "GSM" . etsi.org. European Telecommunications Standards Institute. 2011. Archivado desde el original , el 5 de mayo de 2011. http://www.webcitation.org/5yRQjyd8W . Consultado el 5 de mayo de 2011. "GSM fue diseñado principalmente para la telefonía de voz, sino una gama de servicios portadores se definió ... permitiendo conmutación de circuitos conexiones de datos a velocidades de hasta 9600 bits / s."
  4. ^ un b c d e "History" . gsmworld.com. GSM Association. 2001. Archivado desde el original , el 5 de mayo de 2011. http://www.webcitation.org/5yRQRGPgH . Consultado el 5 de mayo de 2011. "1982 Groupe Speciale Mobile (GSM) está formado por la Confederación de Mensajes europeos y Telecomunicaciones (CEPT) para diseñar una tecnología móvil paneuropeo".
  5. ^ "Historia Celular" . etsi.org. European Telecommunications Standards Institute. 2011. Archivado desde el original , el 5 de mayo de 2011. http://www.webcitation.org/5yRQXw2sv . Consultado el 5 de mayo de 2011. "La tarea fue encomendada a un comité conocido como Groupe Spécial Mobile (GSMTM), ayudado por un" núcleo permanente "del personal de apoyo técnico, con sede en París."
  6. ^ "Maailman ensimmäinen GSM-puhelu [Primero en el mundo llamada GSM]" . yle.fi. Yelisradio OY. 22 febrero 2008. Archivado desde el original , el 5 de mayo de 2011. http://www.webcitation.org/5yRT5T3dC . Consultado el 5 de mayo de 2011. "Harri Holkeri hizo la primera llamada en la Radiolinja (filial de Elisa) de la red, en la ceremonia de apertura celebrada en Helsinki el 07.01.1991."
  7. ^ "GSM World estadísticas" . gsmworld.com. GSM Association. 2010. http://www.gsmworld.com/newsroom/market-data/market_data_summary.htm . Consultado el 8 de junio de 2010.
  8. ^ "3G Get Ready" . Telecommications Oficina de Reglamentación, el Gobierno de la Región Administrativa Especial de Macao. http://www.dsrt.gov.mo/por/News/special/PressRelease2gArrangementAndInvestigationRpt.html . Consultado el 5 de abril de 2012.
  9. ^ Motorola Demuestra capacidad de largo alcance GSM - Cobertura 300% más con celular Extended Nuevo .
  10. ^ "GSM 06.51 versión 4.0.1" (ZIP). ETSI. Diciembre de 1997. http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/06_series/06.51/0651-401.zip . Consultado el 5 de septiembre de 2007.
  11. ^ Victoria Shannon (2007). «El iPhone se debe ofrecer sin restricciones contractuales, normas alemanas judiciales" . The New York Times. http://www.nytimes.com/2007/11/21/technology/21iphone.html . Consultado el 2 de febrero de 2011.
  12. ^ "El A5 / 1 Proyecto Cracking" . http://www.scribd.com . http://www.scribd.com/doc/7227619/Cracking-a5-THC-Wiki . Consultado el 3 de noviembre de 2011.
  13. ^ Kevin J. O'Brien (28 de diciembre de 2009). "Código Cifrado Celular se divulga" . New York Times. http://www.nytimes.com/2009/12/29/technology/29hack.html .
  14. ^ "A5 / 1 Cracking proyecto" . http://reflextor.com/trac/a51 . Consultado el 30 de diciembre de 2009.
  15. ^ . Owano, Nancy (27 dic 2011) "Los teléfonos GSM - los llamamos inseguro, dice el experto en seguridad" . Archivado desde el original , el 27 de diciembre de 2011. http://www.webcitation.org/64FzqeRV8 . Consultado el 27 de diciembre de 2011. "Nohl dijo que él era capaz de interceptar conversaciones de voz y de texto por hacerse pasar por otro usuario escuchar sus mensajes de voz o realizar llamadas o enviar mensajes de texto. Aún más preocupante era que él era capaz de sacar esto adelante con un niño de siete años de edad, Motorola teléfono celular y descifrado de software libre disponible fuera de Internet ".
  16. ^ "cPanel" . Infosecurityguard.com. http://www.infosecurityguard.com . Consultado el 30 de agosto de 2010.
  17. ^ "Codebreaker Karsten Nohl: ¿Por qué el teléfono no es segura por diseño" . Forbes.com . 12 de agosto Consultado el 13 de agosto de 2011.
  18. ^ "UMTS GSM 3GPP Numeración Cross Reference" . ETSI. http://webapp.etsi.org/key/key.asp?full_list=y . Consultado el 30 de diciembre de 2009.
  19. ^ "GSMD - Openmoko" . Wiki.openmoko.org. 08 de febrero 2010. http://wiki.openmoko.org/wiki/Gsmd . Consultado el 22 de abril de 2010.
  20. ^ "Wiki Choice El Hacker" . http://wiki.thc.org/ . Consultado el 30 de agosto de 2010.
  21. ^ "OsmocomBB" . Bb.osmocom.org. http://bb.osmocom.org/trac . Consultado el 22 de abril de 2010.

[ editar ] Otras lecturas

  • Redl, Siegmund M.; Weber, Matthias K.; Oliphant, Malcolm W (febrero de 1995) Una introducción a GSM.. Artech House. ISBN 978-0-89006-785-7 .
  • Redl, Siegmund M.; Weber, Matthias K.; Oliphant, Malcolm W (abril de 1998) GSM y Personal Manual de Comunicaciones.. Artech House Mobile Communications Biblioteca. Artech House. ISBN 978-0-89006-957-8 .
  • Hillebrand, Friedhelm, ed. (Devember 2001). GSM y UMTS, La Creación de la comunicación móvil global. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-470-84322-2 .
  • Mouly, Michel; Pautet, Marie-Bernardette (junio de 2002) El sistema de comunicaciones móviles GSM.. Publishing Telecom. ISBN 978-0-945592-15-0 .
  • Salgues, Salgues B. (abril de 1997). Les télécoms móviles GSM DCS. Hermes (2 ª ed.). Hermes Ciencias de Publicaciones. ISBN 2866016068 .

[ editar ] Enlaces externos

  • GSM Association -Funcionario grupo de la industria comercial que representa a los operadores de red GSM en todo el mundo
  • 3GPP GSM-3G estándares de desarrollo del grupo