GSM

Das Global System for Mobile Communications (früher Groupe Spéciale Mobile, GSM) ist ein Standard für volldigitale Mobilfunknetze, der hauptsächlich für Telefonie, aber auch für leitungsvermittelte und paketvermittelte Datenübertragung sowie Kurzmitteilungen (Short Messages) genutzt wird. Es ist der erste Standard der sogenannten zweiten Generation („2G“) als Nachfolger der analogen Systeme der ersten Generation und ist der weltweit am meisten verbreitete Mobilfunk-Standard.

GSM wurde mit dem Ziel geschaffen, ein mobiles Telefonsystem anzubieten, das Teilnehmern eine europaweite Mobilität erlaubte und mit ISDN oder herkömmlichen analogen Telefonnetzen kompatible Sprachdienste anbot.

In Deutschland ist GSM die technische Grundlage der D- und E-Netze. Hier wurde GSM 1992 eingeführt, was zur raschen Verbreitung von Mobiltelefonen in den 1990er-Jahren führte. Der Standard wird heute in 670 GSM-Mobilfunknetzen in rund 200 Ländern und Gebieten der Welt als Mobilfunkstandard genutzt; dies entspricht einem Anteil von etwa 78 Prozent aller Mobilfunkkunden. Es existieren später hinzugekommene Erweiterungen des Standards wie HSCSD, GPRS und EDGE zur schnelleren Datenübertragung. Zum Zutritt in die Netze stehen insgesamt ca. 1700 Mobiltelefonmodelle zur Verfügung.

Im März 2006 nutzten weltweit 1,7 Milliarden Menschen GSM und täglich kommen 1 Mio. neue Kunden dazu - hauptsächlich aus den Wachstumsmärkten Afrika, Indien, Lateinamerika und Asien. Rechnet man alle Mobilfunkstandards zusammen, so sind weltweit ca. 2 Milliarden Menschen mobiltelefonisch erreichbar. Das gaben die GSM Association und die GSA im Oktober 2005 bekannt. Nach Angaben der Deutschen Bank wurden im Jahr 2003 277 Milliarden US-Dollar mit GSM-Technik umgesetzt.

Ende der 1950er Jahre nahmen die ersten analogen Mobilfunknetze in Europa ihren Betrieb auf (in Deutschland das A-Netz). Ihre Bedienung war jedoch kompliziert, und sie verfügten nur über Kapazitäten für wenige tausend Teilnehmer. Zudem gab es innerhalb Europas nebeneinander mehrere verschiedene Systeme, die zwar teilweise auf dem gleichen Standard beruhten, sich aber in gewissen Details unterschieden. Bei der nachfolgenden Generation der digitalen Netze sollte eine ähnliche Situation vermieden werden.
erste GSM-Telefone (1991)
erste GSM-Telefone (1991)

* 1982: Bei CEPT (Konferenz der Post- und Fernmeldeverwaltungen) wird die Groupe Spécial Mobile (etwa Arbeitsgruppe für Mobilfunk) eingerichtet. Ihre Aufgabe war es, einen einheitlichen pan-europäischen Mobilfunkstandard zu entwickeln.
* 1987: 17 GSM-Netzbetreiber in spe aus 15 europäischen Ländern bilden eine Kooperation und unterzeichnen am 7. September in Kopenhagen das GSM MoU (Memorandum of Understanding).
* 1989: Die Groupe Spécial Mobile wird ein Technical Committee beim European Telecommunications Standards Institute (ETSI), das durch die EG-Kommission 1988 gegründet worden war.
* 1989: In Deutschland erhalten die Deutsche Bundespost und Mannesmann die Lizenz, je ein Netz auf GSM-Basis aufzubauen (die sogenannten D-Netze)
* 1990: Die Spezifikationen der Phase 1 des GSM-900-Standards werden eingefroren, d. h. sie werden nicht mehr verändert und können für die Herstellung von Mobiltelefonen und Netztechnik verwendet werden.
* 1990: Die Anpassung der Spezifikationen an den Frequenzbereich bei 1800 MHz (DCS 1800) beginnt.
* 1991: Die Groupe Spécial Mobile wird umgenannt in Standard Mobile Group (SMG). GSM bleibt erhalten als Bezeichnung für den Standard selbst und steht nun für Global System for Mobile Communications.
* 1991: Die Spezifikationen für DCS 1800 werden eingefroren.
* 1991: Die ersten lauffähigen Systeme werden vorgeführt (z. B. auf der Messe Telecom 91).
* 1992: Viele europäische GSM-900-Betreiber beginnen mit dem kommerziellen Netzstart.
* 2000: Die GSM-Standardisierungsaktivitäten werden nach 3GPP überführt. Die Arbeitsgruppe dort trägt die Bezeichnung TSG GERAN (Technical Specification Group GSM EDGE Radio Access Network).

Im Unterschied zum Festnetz gibt es bei einem Mobilfunknetz diverse zusätzliche Anforderungen:

* Die Teilnehmer sind mobil und können somit von einer Funkzelle in eine andere wechseln. Geschieht dies während eines Gesprächs oder einer Datenverbindung, dann muss die Gesprächsverbindung von einer Basisstation zur nächsten übergeben werden (Handover), damit das Mobiltelefon seine Funkverbindung immer zu der bestgeeigneten Basisstation bekommt. In Ausnahmefällen kann das Gespräch auch über eine benachbarte Basisstation geführt werden, um Überlastungen zu vermeiden.
* Da auf der Funkschnittstelle eine geringere Datenübertragungsrate als im Festnetz zur Verfügung steht, müssen die Nutzdaten stärker komprimiert werden. Um den Anteil der Datenübertragungsrate, der für Signalisierungsvorgänge verwendet werden muss, klein zu halten, wurden die Signalisierungsnachrichten bitgenau spezifiziert, um sie so kurz wie möglich zu halten.
* Mobiltelefone verfügen nur über eine begrenzte Akkukapazität, die sparsam genutzt werden sollte. Generell gilt, dass Senden mehr Energie kostet als Empfangen. Deshalb werden im Standby-Betrieb so wenige Daten wie möglich gesendet und die Zahl der Status-Meldungen ist gering.

Die Standardisierung von GSM wurde bei CEPT begonnen, von ETSI (Europäisches Institut für Telekommunikationsnormen) weitergeführt und später an 3GPP (3rd Generation Partnership Project) übergeben. Dort wird GSM unter dem Begriff GERAN (GSM EDGE Radio Access Network) weiter standardisiert. 3GPP ist somit für UMTS und GERAN verantwortlich.

Die mit GSM erzielbaren Reichweiten schwanken stark, je nach Geländeprofil und Bebauung. Im Freien sind bei Sichtkontakt teilweise 35 km und mehr erreichbar. Bei größeren Entfernungen verhindert die Laufzeit der Funksignale eine Kommunikation zwischen Basis- und Mobilstation. In Städten beträgt die Reichweite aufgrund von Dämpfungen durch Gebäude und durch die niedrigere Antennenhöhe oft nur wenige hundert Meter, dort stehen die Basisstationen allerdings aus Kapazitätsgründen auch dichter beieinander.

Grundsätzlich gilt jedoch, dass mit GSM 900 aufgrund der geringeren Funkfelddämpfung größere Reichweiten erzielbar sind als mit GSM 1800.

Entsprechend der Reichweite wird die Zellengröße festgelegt. Dabei wird auch die prognostizierte Nutzung berücksichtigt, um Überlastungen zu vermeiden.

zurück