GSMC(Global System For Mobile Communications )全球移動通信系統,簡稱GSM,是一個當前由3GPP開發的開放標準,被看作第二代 (2G)行動電話系統,是當前套用最為廣泛的行動電話標準。
基本介紹
- 中文名:手機信息提供的全球衛星通訊系統
- 外文名:Global System for Mobile Communication
- 縮寫。:GSMC
- 什麼是 GSMC:當前套用最為廣泛的行動電話標準
歷史,市場狀況,無線電接口,網路結構,身份識別模組,GSM安全,
。全球超過200個國家和地區超過10億人正在使用GSM電話。GSM標準的無處不在使得在行動電話運營商之間簽署"漫遊協定"後用戶的國際漫遊變得很平常。 GSM 較之它以前的標準最大的不同是他的信令和語音信道都是數字式的,因此GSM被看作是第二代 (2G)行動電話系統。 這說明數字通訊從很早就已經構建到系統中。GSM是一個當前由3GPP開發的開放標準。
從用戶觀點出發, GSM的主要優勢在於提供更高的數字語音質量和替代呼叫的低成本的新選擇(比如簡訊)。從網路運營商角度看來,其優勢是能夠部署來自不同廠商的設備,因為 GSM作為開放標準提供了更容易的互操作性。而且,標準就允許網路運營商提供漫遊服務,用戶就可以在全球使用他們的行動電話了。
GSM在繼續開發(例如包數據能力在Release '97版本的標準中通過GPRS被加入進來)時,保持與原始的GSM電話向後兼容。更高速度的數據傳輸是用EDGE在Release '99版標準中引入的。
歷史
儘管當前GSM相當普及,但是行動電話的歷史在GSM構思之前很長時間就開始了。GSM小組 ("Groupe Spécial Mobile" (法語) 1, 2, 3 和 4)創立於1982年。GSM的名字也是源於這個小組的名字,但是後來決定保留首字母,但改變它所代表的含義。最開始這個小組由CEPT負責管理。GSM系統的原始技術在1987年定義。1989年, ETSI從CEPT接手。1990年第一個GSM規範說明完成,這個規範的文本長達超過6000頁。 商業運營開始於1991年]],運營商是芬蘭的Radiolinja。
1998年,3GPP啟動。最初,這個項目的目標是制定詳細的下一代移動通訊網(3G)規範。 然而,3GPP也接受了維護和開發GSM規範的工作。ETSI是 3GPP的一個成員。
市場狀況
到2005年全球有超過10億人使用GSM電話,使GSM成為主導的行動電話系統,占到全球市場份額的70%。 當前W-CDMA並沒有展現出全部的功能,而GSM的主要競爭CDMA2000(主要在北美、日本、中國和韓國使用)在全球獲得作為3G標準過渡的有限的增長。但是由於並不存在所謂標準的CDMA手機,所以在不同運營商的CDMA網路直接漫遊有時可能是困難甚至是不可能的,具體情況取決於手機和運營商。 因為W-CDMA網路建設已經起步(至少在高密度的市場),GSM的正在緩慢消亡,但這將持續相當時間。
在1998到2000年之間導致GSM用戶增長的主要原因是移動運營商推出預付費電話服務。它允許那些不能或者不想跟運營商簽署契約的的人們使用行動電話服務。這種服務在歐洲的移動運營商之間競爭也比較激烈,即使沒有長期的契約,人們也可以從運營商那裡以很低廉的價格買到一款手機。
無線電接口
GSM 是一個蜂窩網路,也就是說行動電話要連線到它能搜尋到的最近的蜂窩單元區域。 GSM網路運行在多個不同的無線電頻率上。
GSM網路一共有4種不同的蜂窩單元尺寸:宏蜂窩,微蜂窩,微微蜂窩和傘蜂窩。覆蓋面積因不同的環境而不同。宏蜂窩可以被看作那種基站 天線安裝在天線桿或者建築物頂上那種。微蜂窩則是那些天線高度低於平均建築高度的那些,一般用於市區內。微微蜂窩則是那種很小的蜂窩只覆蓋幾十米的範圍,主要用於室內。傘蜂窩則是用於覆蓋更小的蜂窩網的盲區,填補蜂窩之間的信號空白區域。
蜂窩半徑範圍根據天線高度、增益和傳播條件可以從百米以下到數十公里。實際使用的最長距離GSM規範支持到35公里。還有個擴展蜂窩的概念,蜂窩半徑可以增加一倍甚至更多。
GSM還支持室內覆蓋,通過功率分配器可以把室外天線的功率分配到室內天線分布系統上。這是一種典型的配置方案,用於滿足室內高密度通話要求,在購物中心和機場十分常見。然而這並不是必須的,因為室內覆蓋也可以通過無線信號穿越建築物來實現,只是這樣可以提高信號質量減少干擾和回聲。
網路結構
GSM系統後面的網路被人們看作是極其龐大和複雜的,這樣就可以提供所有的所需的服務。它被分成很多的部分,每一部分負責其中的一個功能。
基站子系統 (基站及其控制器).
所有的系統元素組合出許多的象語音通話和簡訊這樣的GSM服務。
身份識別模組
GSM的一個關鍵特徵就是用戶身份模組 (SIM), 也叫 SIM卡。SIM卡是一個保存用戶數據和電話本的可拆卸智慧卡IC。用戶就可以更換手機後還能保存自己的信息。換句話說用戶也可以使用現在的手機而使用不同運營商的SIM卡。 有些運營商為了防止用戶轉換到別的網路在手機上做手腳,使得它只能用一個特定的SIM卡,或者同一個網路的SIM卡,這就是眾所周知的 SIM卡封鎖, 這在某些國家並不合法。
在美國和歐洲,大部分運營商鎖定他們銷售的行動電話,這樣做是因為行動電話的價格一般因為簽訂長期契約大幅減少(例如在歐美市場很多手機可以通過簽約以原價格幾十分之一的價格購買),而運營商試圖避免客戶的流失。用戶一般可以通過與運營商聯繫付一定費用來解除鎖定,或者通過一個專門服務或者從網際網路上搜尋相關軟體來解鎖。 如果用戶簽署在一段時期有效地契約(契約帳戶),某些美國運營商例如T-Mobile和Cingular,就會解除對電話的鎖定。第三方的解鎖方法比起運營商的來一般更快而且也更便宜。在大多數國家除去鎖定是合法的。
GSM安全
GSM 被設計具有中等安全水平。系統設計使用共享密鑰用戶認證。用戶與基站之間的通訊可以被加密。演進的 UMTS引入可選的USIM-使用更長鑑別密鑰保證更好的安全以及網路和用戶的雙向驗證。GSM只有網路到用戶的驗證 (而且還不是 vica versa).雖然安全模組提供了保密和鑑別功能,但是鑑別能力有限而且可以偽造。
GSM為了安全使用多種加密算法。A5/1和A5/2兩種串流密碼用於保證在空中語音的保密性。 A5/1是在歐洲範圍使用的強力算法,而A5/2則是在其他國家使用的弱強度算法。在兩種算法中嚴重漏洞都已經被發現, 例如一個單一密文攻擊可能實時的中斷掉A5/2. 但是系統支持多個不同算法,這樣運營商就可以換一個安全等級更強的