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Global System for Mobile Communications


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GSM (Abk. für engl. "Global System for Mobile Communications" vorher frz. "Group Special Mobile" )

Bezeichnung eines 1992 spezifizierten Mobilfunk -Standards hauptsächlich für Telefonie . Es existieren später hinzugekommene Erweiterungen des wie HSCSD GPRS und EDGE zur schnelleren Datenübertragung.

GSM war der erste weltweite genormte Standard digitalen Mobilfunk. Er ist die technische Grundlage deutschen D- und E-Netzes . GSM wurde etwa 1992 in Deutschland eingeführt und führte zur Verbreitung von Handys in den 1990er -Jahren. Der Standard wird in rund 200 und Gebieten der Welt als alleiniger Mobilfunkstandard dies entspricht einem Anteil von etwa 80 aller Mobilfunkkunden.

Ende Februar 2004 wurde von der GSM Association bekannt dass weltweit über eine Milliarde Menschen GSM Nach Angaben der Deutschen Bank wurden im Jahr 2003 277 Milliarden US-Dollar mit GSM-Technik umgesetzt.

Inhaltsverzeichnis

Features

Das GSM-Netz basiert auf dem ISDN -Netz und stellt deshalb auch ähnliche Features
  • Anrufweiterschaltungsvarianten (Umleitung bei frei bei besetzt "nicht erreichbar" und sofortige Umleitung)
  • Rückfragen/Makeln
  • Dreierkonferenz
  • Übermittlung der Rufnummer
  • Senden/Empfangen von Kurznachrichten ( SMS )
  • Rufnummernanzeige ( CLIP )
  • Übermittlung der Rufnummer des Angerufenen ( COLP )
  • Tarifinformationen (betreiberabhängig)
  • Anrufbeantworter (betreiberabhängig)

Zusätzlich ermöglicht GSM einige neue Features es im Festnetz nicht gibt:

  • Roaming zwischen verschiedenen Betreibern (betreiberabhängig)

Übertragungstechnik

Verwendete Frequenzen

GSM arbeitet mit unterschiedlichen Frequenzen für den (vom Mobiltelefon zum Netz) bzw. Downlink (vom Netz Mobiltelefon). Die folgenden Frequenzbänder werden verwendet:
Frequenzband Uplink (MHz) Downlink (MHz) Kontinent Anmerkungen
850 MHz 824 0 - 849 0 869 0 - 894 0 Amerika für CDMA -Netze auch als 800 MHz-Band bezeichnet
GSM-R 876 0 - 880 0 921 0 - 925 0 Asien Europa reserviert für Eisenbahngesellschaften
900 MHz 880 0 - 915 0 925 0 - 960 0 Afrika Amerika Asien Australien Europa auch als E-GSM-Band (Extended GSM) bezeichnet ursprünglich nur 890 0 MHz - 915 0 MHz 935 0 MHz - 960 0 MHz vorgesehen waren
1800 MHz 1710 0 - 1785 0 1805 0 - 1880 0 Afrika Amerika Asien Australien Europa auch als DCS-Band (Digital Cellular System)
1900 MHz 1850 0 - 1910 0 1930 0 - 1990 0 Amerika auch als PCS-Band (Personal Communication System)

Insbesondere auf dem amerikanischen Kontinent sind nicht alle Bänder in allen verfügbar (z.B. in Brasilien nur 1800 MHz in den USA und Kanada nur 850 MHz und 1900 MHz).

Physikalische Übertragung

Die Daten werden digitalisiert und mit einer Mischung Frequenz - und Zeitmultiplexing übertragen. Für die physikalische Übertragung werden digitale Modulationstechniken verwendet. Die TDMA -Rahmendauer beträgt 4 615 ms der in 8 (englisch Timeslots) zu [{(je 0 577 ms)}] eingeteilt Bei einer Bruttodatenübertragungsrate von 271 kbit/s stehen Nutzer also 33 9 kbit/s (brutto) zur Abzüglich Signalisierungs- und Synchronisierungsinformationen bleiben 24 7 (netto) übrig.

Logische Kanäle

Diese Datenrate wird in 22 8 für die codierten und verschlüsselten Nutzdaten des ( Traffic Channel ) und 1 9 kbit/s für die ( Control Channel ) aufgeteilt.

Sprachübertragung

Da für die Sprachübertragung bei GSM eine Datenrate von 13 kbit/s zur Verfügung (im Unterschied zu 64 kbit/s bei ISDN ) müssen die Audiosignale stark komprimiert werden trotzdem eine akzeptable Sprachqualität zu erreichen. Beim wird eine Mischung aus Langzeit- und Kurzzeit-Synthese die eine effektive Komprimierung um den Faktor ermöglicht.

Datenübertragung

Wird ein GSM-Kanal für Datenübertragung genutzt er eine Datenrate von 9 6 kbit/s. forschrittliche Kanalcodierung ermöglicht auch 14 4 kbit/s. dies jedoch für Internet- und Multimediaanwendungen zu ist existieren Erweiterungen unter dem Namen HSCSD und GPRS die eine höhere Datenrate ermöglichen.

Siehe auch: UMTS Standortbezogene Dienste Mobile Terminated Call Mobile Originated Call

Netzstrukturierung

Hardware

Das GSM-Netz ist in vier Teilsysteme

Adressierung

In einem GSM-Netz werden folgende Nummern Adressierung der Teilnehmer verwendet:
  • MSISDN (Mobile Subscriber International ISDN Number)
  • IMSI ( International Mobile Subscriber Identity )
  • TMSI (Temporary Mobile Subsriber Identity)
  • MSRN (Mobile Station Roaming Number)

Sicherheit

Authentisierung

Jedem Teilnehmer wird bei der Aufnahme das Netz eines Mobilfunkbetreibers ein Subscriber Authentication Key zugeteilt. Der Schlüssel wird in der Karte und im HLR gespeichert. Zur Authentisierung wird der MS Netz eine Zufallszahl geschickt. Aus der Zufallszahl dem Subscriber Authentication Key wird mit dem A3 der Authentisierungsschlüssel berechnet. Der Authentisierungsschlüssel wird Netz im AuC und von der MS berechnet und das Ergebnis vom VLR verglichen. Stimmen sie überein ist die authentisiert.

Nutzdatenverschlüsselung

Zur Verschlüsselung wir aus der Zufallszahl der Authentisierung beidseitig mit dem Algorithmus A8 Verschlüsselungskey ( Cipher Key ) bestimmt. Der Cipher Key wird vom A5 zur symmetrischen Verschlüsselung der übertragenen Daten

Anonymisierung

Um eine gewisse Anonymität zu gewährleisten wird die eindeutige Teilnehmerkennung IMSI über die ein Teilnehmer weltweit eindeutig identifieren ist auf der Luftschnittstelle verborgen. Stattdessen vom VLR eine temporäre TMSI generiert die bei Location Update neu vergeben wird und nur übertragen wird.

Weblinks



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