GSMGSM of Global System for Mobile communications is een Europees systeem voor digitale mobiele telefonie. Het doel hierbij was om te komen tot een gezamenlijk Europees systeem, zodat het hierdoor mogelijk zou worden om in heel Europa te kunnen bellen. Bovendien wordt hierdoor de afzetmarkt ook veel groter waardoor het systeem veel goedkoper kon worden dan de bestaande (analoge) systemen. Het systeem is dan ook door het Europese standaardisatie-instituut ETSIgestandaardiseerd.

Alhoewel dit systeem dan ook voor de Europese markt is ontworpen, kan tegenwoordig van een (bijna) wereldwijde standaard worden gesproken. Het is veruit het meest verbreide systeem voor mobiele telefonie ter wereld. Eind 1998 waren er 324 GSM netwerken in 129 landen met in totaal 135 miljoen gebruikers.

Omdat GSM een digitaal systeem is, kan met GSM niet alleen spraak maar ook data worden verzonden. Op dit moment wordt GSM nog voornamelijk gebruikt voor spraak, maar de datacommunicatietoepassingen nemen hand over hand toe (Zie verder de paragraaf overdatacommunicatie.)

In een GSM toestel moet een aparte kaart, waar alle gegevens van de gebruiker opstaan (een zogenaamde SIM kaart, zie verder netwerk-architectuur), om te kunnen functioneren. Van deze kaarten zijn ook versies te koop met een beltegoed erop. Met dergelijke pre-paid kaarten kan worden gebeld zonder dat er abonnementskosten hoeven te worden betaald. De introductie van pre-paid telefoons heeft de markt een behoorlijke impuls gegeven.

Met GSM is het mogelijk om in het buitenland te bellen en gebeld te worden. Dit wordt roaming genoemd. Roaming is vanwege de kostenopbouw, vooralsnog, niet mogelijk met een pre-paid kaart. Er worden namelijk ook kosten aan de mobiele abonnee in het buitenland berekend als deze opgebeld wordt. Als iemand vanuit Nederland naar een in het buitenland zittende mobiele abonnee belt, betaalt de beller de gewone Nederlandse gesprekskosten voor het bellen met een mobiel nummer en betaalt de mobiele abonnee de kosten voor het doorschakelen naar het buitenland.

Oorsponkelijk werkte GSM op frequenties rond de 900 MHz, later werden hier frequenties in de 1800 MHz band aan toegevoegd (Zie verder de paragraaf over frequenties).

GSM netwerk architectuurEen GSM netwerk bestaat uit een groot aantal onderdelen. De algemene architectuur is hieronder weergegeven.

De Mobiele Schakel Centrale (MSC) verzorgt de koppeling van het GSM netwerk met het vaste net. Alhoewel de GMSC een aparte functionaliteit betreft, is deze in de praktijk ondergebracht in een MSC. Het Home Location Register (HLR), bevat de meer algemene informatie van de mobiele abonnee, in welk (deel van het) netwerk deze zich bevindt, of de telefoon is doorgeschakeld en dergelijke. De exacte locatie wordt bijgehouden in de Visitor Location Register (VLR). DeBasisStations (BS) verzorgen de radio-verbinding met de mobiele telefoon. De Basisstations worden aangestuurd door een Base Station Controller (BSC).

Bij GSM zijn de identiteit van het mobieltje en van de abonnee van elkaar gescheiden door gebruik te maken van een uit het mobieltje uitneembare SIM.

IMEIDe identiteit van het GSM mobieltje is vastgelegd in de International Mobile Equipment Identity(IMEI). Deze identiteit kan worden gebruikt om het voor bijvoorbeeld gestolen of niet goed functionerende toestellen onmogelijk te maken om daarmee te bellen. De GSM Association heeft een centrale database (CEIR) op zijn hoofdkwartier te Dublin met een witte lijst met toegestane toestellen en een zwarte lijst met toestellen die de toegang tot een GSM net moet worden ontzegt.

De IMEI van een toestel is overigens zichtbaar te maken door *#06# in te toetsen op een GSM.

Bij sommige oudere toestellen is de IMEI eenvoudig te veranderen. Tegenwoordig is dit onmogelijk omdat de IMEI hardwarematig in een chip zit ingebakken.

SIMDe SIM-kaart of Subscriber Identity module bevat de persoonlijke gegevens van de mobiele gebruiker. Dit zijn onder andere het telefoonnummer (MS-ISDN nummer) en bijbehorende klantnummer (IMSI: International Mobile Subsriber Identity). Voor de opbouw zie GSM nummeropbouw.

Aanmelding bij het netwerkIndien de GSM gebruiker zijn mobieltje aanzet, meldt deze zich aan bij het netwerk. Om dit te kunnen doen zenden de basisstations (BS) een identificatiesignaal uit. Als het mobieltje is aangemeld, weet het netwerk waar de abonnee zich bevindt. Het mobieltje houdt vervolgens bij welk basistation het sterkst wordt ontvangen. Als het signaal van het huidige basistation te zwak wordt, zal het toestel zich opnieuw aanmelden bij een nieuw basistation, ook als er verder niet wordt gebeld. Op deze wijze is de locatie van de GSM-gebruiker bekend bij het newerk. Deze locatie wordt bijgehouden in het locatieregister.

Bellen en gebeld wordenAls een mobiele abonnee wil belen, geeft hij het nummer door aan het basistation. Van daaruit wordt dit nummer doorgeleid naar het betreffende netwerk van de gebelde. Vervolgens wordt een gesprekskanaal toegewezen.

Als een mobiele abonnee vanuit het vaste net wordt gebeld, dan komt het gesprek binnen bij een Gateway Mobiele Schakel Centrale. Dit is een interface tussen het vaste en het mobiele net dat in staat is om in het lokatie register, de Home Location Register, op te zoeken in welk (deel van het) netwerk het mobiel zich bevindt. Het gesprek wordt vervolgens naar de goede MSC doorgeleid. De MSC waar de mobiele abonnee zich bevindt, zoekt in zijn Visitor Location Register (VLR) via welk basisstation de

mobiele abonnee kan worden bereikt. Het basisstation roept vervolgens de mobiele telefoon op, waarna een gesprek tot stand kan worden gebracht.

Roamen: Zwerven door binnen- en buitenlandOmdat een abonnee door het netwerk en eventueel zelfs andere netwerken kan zwerven, zijn voor de routering aparte telefoonnummers, zogenaamde roamingnummers, nodig. Een dergelijk Mobile Subscriber Roaming number (MSRN) wordt door de bezoekende VLR op verzoek, voor een vanuit het vaste net geïnitieerd gesprek, afgegeven om een gesprek van uit het vaste net naar de juiste MSC te kunnen routeren. Een MSRN kent dezelfde opbouw als een gewoon mobiel telefoonnummer (MS-ISDN nummer). De routering bij roaming van een gesprek dat vanuit het vaste net wordt geïnitieerd, is geschetst in onderstaande afbeelding.

Nummergebruik bij roaming met een GSM.Indien vanuit het vaste net een mobiel station wordt gebeld, wordt het MS-ISDN-nummer gebruikt. Dit nummer wordt door het vaste net naar de Gateway MSC (GMSC) gerouteerd. De GMSC stuurt het MS-ISDN nummer naar de HLR. Deze kijkt welk IMSI daar bij hoort en waar deze zich bevindt. De HLR vraagt daarna bij de desbetreffende VLR op basis van het IMSI een roamingnummer (MSRN) aan. Deze wordt door de VLR teruggestuurd naar de HLR, die deze op zijn beurt doorgeeft aan de GMSC. Dit roamingnummer kan vervolgens worden gebruikt om de verbinding met de VLR tot stand te brengen. In de VLR wordt vervolgens het IMSI nummer behorend bij het roamingnummer opgezocht om daarna de verbinding met het mobiele station te kunnen vervolmaken. Nadat de verbinding totstand is gebracht, kan het nummer weer worden vrijgegeven.Omwille van de privacy van de abonnee is het mogelijk om bij oproepen naar het mobiele station van een Temporary Mobile Subscriber Identity (TMSI) gebruik te maken, in plaats van het IMSI zelf.

CAMELCAMEL: Customised Application of Mobile Enhanced Logic is een toevoeging op het oorspronkelijke netwerkconcept waarbij een Intelligent Net laag in het netwerk wordt geïntroduceerd. Deze kan worden gebruikt om eenvoudig nieuwe netwerk functies, zoals persoonsgebonden diensten en andere doorschakelfuncties zoals terugbellen bij bezet, in te kunnen voeren. In het oorspronkelijk concept moest voor een dergelijke functie de software in alle basisstations en schakelcentrales worden aangepast. Met CAMEL worden onbekende opdrachten naar een centrale computer doorgeleid.

CAMEL maakt het mogelijk voor roamende gebruikers om diensten af te nemen die in het bezoekende netwerk niet aan hun klanten worden geboden.

Om met CAMEL te kunnen werken moeten dus eenmalig alle basisstations en schakelcentrales worden aangepast, vervolgens kan een nieuwe functie worden ingevoerd op de centrale computer. Daarnaast zal natuurlijk de terminal van de gebruiker de functie moeten kennen.

Datacommunicatie in GSMAlhoewel GSM oorspronkelijk met name voor spraak is ontwikkeld, werd vanaf het begin een tweetal typen datacommunicatie ondersteund:

Een continue (circuit-geschakelde)verbinding met een maximale datasnelheid van 9,6 kbit/s,

SMS  (Short Message Service),Dit is een pakketgeschakelde mode waarmee in principe alleen korte berichten kunnen worden verstuurd of ontvangen met een maximale lengte van 1120 bits netto (160 tekstkrakters of 140 bytes voor databerichten).

Om van mobiele datacommunicatie gebruik te kunnen maken, is een verbinding tussen de mobiele telefoon en de PC nodig. Omdat GSM al digitaal werkt, is hiervoor geen modem nodig maar kan worden volstaan met een geschikte interface. Deze interface is echter niet gestandaardiseerd. Bij mobiele datacommunicatie kan in de Mobiele SchakelCentrale (MSC) gebruik gemaakt van een modem pool om via een standaard protocol als V.21, V.22, V.22bis, V.23, V.26ter en V.32 de data te versturen, zolang de bitsnelheid maar beneden de 9600 bits/s blijft.

Evolutie in datacommunicatieIn de huidige generatie GSM is om een aantal redenen de datacommunicatie nooit goed van de grond gekomen. De belangrijkste redenen hiervoor zijn de lage bitsnelheid en het feit dat GSM geoptimaliseerd is voor spraak. GSM is dan ook niet erg geschikt om data, dat veelal een burst-achtig karakter heeft, efficiënt te versturen. 

Er zijn dan ook verschillende initiatieven geweest om de dataoverdracht in GSM te verbeteren:

De datasnelheid kan worden vergroot tot 14,4 kbit/s. Dit is mogelijk gemaakt door de foutcorrectie (forward error correction) te verminderen.

High Speed Circuit Switched Data (HSCSD) maakt het mogelijk om meer tijdsloten te gebruiken, met een maximum van 8. Hiermee is het in principe mogelijk om een maximale datasnelheid van 115.2 kbit/s te realiseren. De verwachting is echter dat er om verschillende redenen maximaal 4 tijdsloten zullen worden samengevoegd. De maximale datasnelheid wordt hierdoor beperkt tot 57,6 kbit/s.

General Packet Radio Service (GPRS)  is een pakket geschakelde dragerdienst die het mogelijk maakt om data, met een burstachtig (niet-continu) karakter efficiënt te versturen. Door gebruik te maken van 4 verschillende modes van foutcorrectie zijn hiermee datasnelheden mogelijk van 9,05; 13,4; 15,6 en 21,4 kbit/s. Ook bij GPRS is het mogelijk om de datasnelheid te vergroten door verschillende tijdsloten samen te voegen.

Enhanced Data rates for Global Evolution (EDGE) is een nieuwe standaard voor de radio-interface voor zowel GSM als voor de Amerikaanse standaard D-AMPS (IS 136). Door bij de modulatiemethode gebruik te gaan maken van 8PSK (3 bits/symbool) in plaats van MSK (2 bits/symbool) is het mogelijk om de datasnelheid per tijdslot te vergroten tot 28.8 kbit/s. Ook bij EDGE wordt het mogelijk om tijdsloten samen te voegen. De maximale datasnelheid wordt hiermee voor Circuit Switched Data (ECSD) 230 kbit/s. Ook bij EDGE komt een pakketgeschakelde mogelijkheid (EGPRS). Net als bij GPRS zijn er verschillende foutcorrecties gedefinieerd. De datasnelheid varieert hierdoor van 11,2 kbit/s tot 69,2 kbit/s per tijdslot. Resluterend in een maximale datasnelheid van 554 kbit/s.EDGE kan worden gezien als een parallele ontwikkeling aan UMTS van GSM richting een derde generatie mobiele communicatie. EDGE komt waarschijnlijk in 2001 beschikbaar. Hiermee is een groot aantal van de derde generatie (UMTS-) diensten ook via GSM te leveren.

Naast de verschillende initiatieven om de datasnelheid te vergroten, is er ook een initiatief geweest om de ontvangst van Internet diensten op mobiele terminals met een beperkte bandbreedte en een beperkte display te verbeteren. Het Wireless Application Protocol: WAP is een open standaard die door een groot aantal (hardware en software)fabrikanten en operators wordt ondersteund. Met WAP is het mogelijk om met de beperkte datasnelheid die via GSM beschikbaar is, Internetdiensten te leveren op GSM terminals. Afhankelijk van het toestel wordt hierbij gebruik gemaakt van SMS of van GSM-data.Het principe van WAP is dat de datastroom zoveel mogelijk wordt beperkt en de gelimiteerde afmetingen van het display optimaal wordt benut. Alhoewel WAP niet expliciet is bedoeld voor GSM is dit naar verwachting wel de belangrijkste toepassing.

De SMS-service is een groot succes gebleken. De industrie heeft nu twee varianten ontwikkeld.

De Enhanced Messaging Service is een uitbreiding op SMS en biedt de gebruiker de mogelijkheid zijn sms-berichten te verfraaien met plaatjes, animaties, melodietjes en geluiden. De Multimedia Messaging Service is een uitgebreide vorm van SMS en biedt de gebruiker de mogelijkheid om zowel plaatjes, foto's, audio en zelfs videobeelden te versturen. In eerste instantie zal MMS worden aangeboden met behulp van GPRS over het GSM-netwerk. Later zal MMS ook in UMTS netwerken worden geïntroduceerd.

Short Message ServiceDe Short Message Service (SMS) is een dienst die het mogelijk maakt om korte berichten tussen een mobiele terminal en een PC of een andere mobiele terminal uit te wisselen. Daarnaast wordt SMS door het netwerk zelf gebruikt om informatie te versturen naar een mobiele terminal. SMS wordt onder andere gebruikt voor het attenderen op voice mail berichten.

SMS is, zeker de laatste tijd, erg populair om korte berichten van en naar mobiele telefoons te sturen. Daarnaast zijn er providers actief waarbij een abonnement kan worden genomen op allerlei informatie zoals weersinformatie, beurskoersen, file-informatie en dergelijke. Deze informatie wordt via SMS naar het mobiel gestuurd en is daar als tekst te lezen op het scherm van het toestel.

De maximale lengte van een SMS bericht is in principe netto 1120 bits. Het is mogelijk om verschillende SMS'jes aan elkaar te koppelen. Dit moet dan echter wel ondersteund worden door de operator en het toestel.

Bij standaard SMS tekstberichten wordt gebruik gemaakt van een standaard alfabet met 7 bits karakters. Ontvangst van dergelijke berichten wordt door alle toestellen ondersteund. Er kunnen maximaal 160 karakters per bericht worden verstuurd.

Bij een SMS Databericht kunnen er maximaal 140 bytes per bericht worden verstuurd.

Verschillende fabrikanten hebben een uitgebreidere karakterset gedefinieerd. Smart messagingmaakt het mogelijk om behalve tekst ook afbeeldingen te versturen. Dit is echter toestelafhankelijk. Zie hiervoor ook Enhanced Messaging Service.

SMS databerichten worden niet alleen gebruik gemaakt voor de datacommunicatie tussen een PC en een GSM maar kunnen bij sommige soorten toestellen ook worden gebruikt voor het ontvangen van alternatieve beltonen of bijvoorbeeld voor de WAP instellingen.

Er is daarnaast ook een 16 bit karakterset, de Universal multiple-octet coded Character Set (UCS2) in gebruik.

Een SMS wordt verstuurd via de SMSC (Short Message Service Centre). Om een SMS naar een mobiel te versturen kan natuurlijk gebruik worden gemaakt van een mobiele telefoon. Het is echter ook mogelijk om vanaf Internet of met de PC een bericht te versturen. Er zijn talrijke sites op Internet waarvandaan SMS'jes kunnen worden verstuurd. Het direct versturen van een SMS, via de PC, over een vaste telefoonlijn, is niet bij alle 5 de operators mogelijk. Alleen de SMSC's van KPN en Libertel kunnen via het vaste net met de PC worden benaderd. Hiertoe hebben zij een mobiel nummer in gebruik (KPN: 06 53141414, Libertel: 06 54545100).

SMS instellingenOm SMS vanaf een mobiel te kunnen versturen moet het nummer van de SMSC in de instellingen (onder berichtencentrale, dienstencentrale o.i.d.) worden opgegeven. De nummers zijn als volgt:

    Operator        Nummer SMSC    

T-Mobile +31 624 00 00 00

Orange +31 628 50 05 61

KPN (abonnement) +31 653 13 13 13

KPN (pre-paid) +31 653 13 13 14

Vodafone +31 654 08 81 000

Telfort +31 626 00 02 30

General Packet Radio ServiceGeneral Packet Radio Service is een aanpassing op het GSM-net om deze geschikt te maken voor pakketgeschakelde datacommunicatie. Hierdoor wordt het eenvoudig om een verbinding met een IP-netwerk zoals het Internet op te zetten. Zodra er data te versturen valt, wordt deze verzonden. De gebruiker heeft hierdoor het idee dat deze de verbinding continu tot zijn beschikking heeft. Dit wordt ook wel aangeduid met de term 'always on'. Er wordt nu alleen betaald voor de informatie die verzonden of ontvangen wordt. Dit in tegenstelling tot een circuit geschakelde verbinding waarbij een verbinding wordt aangevraagd die open blijft staan (en de tikker doortelt) totdat de sessie is beeindigd.

Voor het versturen van de informatie wordt gebruik gemaakt van de standaard GSM tijdsloten. Doordat er nu per pakket ook een bestemming meegegeven moet worden (het IP-adres) is er netto een lagere bitsnelheid mogelijk. De datasnelheid kan worden vergroot door de foutcorrectie te verminderen. Hiervoor zijn 4 mogelijkheden gedefinieerd:

1. CS1: 9,05 kbit/s

2. CS2: 13,4 kbit/s

3. CS3: 15,6 kbit/s

4. CS4: 21,4 kbit/sOok is het mogelijk om meer dan één tijdslot te gebruiken. Theoretisch is hiermee een maximale snelheid mogelijk van 8 * 21,4 = 171,2 kbit/s. In de praktijk zal deze snelheid nooit gehaald worden. De meeste operators beperken zich, vanwege de foutgevoeligheid van de radioverbinding, tot CS1 en CS2, hoewel de meeste GPRS-producten ook CS3 en CS4 ondersteunen.

Verder zijn er verschillende klassen gedefinieerd waarin is vastgelegd hoeveel tijdsloten er maximaal voor zenden en ontvangen kunnen worden gebruikt. Bijvoorbeeld:

Klasse 8: zenden - 1 , ontvangen - 4,Klasse 10: zenden - 1, ontvangen - 3, zend/ontvang - 1,

Op deze manier is voor klasse 10 de zendsnelheid 13,4 - 26,8 kbit/s en de ontvangsnelheid 40,3 - 53,6 kbit/s (bij CS2). In de praktijk zal de waarde nog iets lager liggen door verliezen. Dit verlies wordt voor CS2 geschat op ruwweg 10%.

De veelgenoemde waarde van 115 kbit/s is niet meer dan een streefwaarde, die is gebaseerd op de theoretisch maximale snelheid van HSCSD en de maximale communicatiesnelheid van een PC met een seriële modem.

Naast de verschillende klassen voor het gebruik van tijdsloten. zijn er nog 3 soorten toestellen:

A. Gelijktijdig spraak en data

B. Afwisseld spraak- of data

C. Keuze bij aanzetten: spraak of dataterminalHet is relatief eenvoudig om bestaande mobiele netwerken aan te passen voor GPRS. Twee belangrijke toevoegingen zijn de Serving GPRS Support Node (SGSN) en de Gateway GPRS Support Node (GGSN). Deze zorgen voor de verwerking van het pakketgeschakelde GPRS dataverkeer. De SGSN draagt onder andere zorg voor

informatie voor betaling via je mobiele telefoon, terwijl de GGSN als een verbinding werkt tussen het GPRS netwerk en andere netwerken, waaronder het Internet. Het basisstation hoeft alleen softwarematig te worden aangepast.

WAP: Wireless Application ProtocolHet Wireless Application Protocol is een set van afspraken om ervoor te zorgen dat datadiensten via mobiele terminals mogelijk worden. Het protocol is zodanig ontworpen dat het met verschillende onderliggende radionetwerken kan werken. Het is dus niet speciaal geschreven voor GSM. Het kan ook worden gebruikt in bijvoorbeeld de Amerikaanse netwerken voor mobiele communicatie, CDMA IS-95 en TDMA IS-136. Daarnaast is het ook geschikt voor de 3e generatie mobiele systemen, ook bekend onder de noemer IMT-2000, zoals UMTS en CDMA2000.

De belangrijkste toepassing van WAP is het bieden van Internet-toegang. De kern van WAP wordt gevormd door WML: Wireless Markup Language. Er wordt dus geen gebruik gemaakt van het op het Web gehanteerde HTML: Hypertext Markup Language, maar er is een aparte op XML gebaseerde taal ontwikkeld. Naast WML omvat de WAP standaard protocollen op een viertal lagen (layers): Wireless Application Environment (WAE), Wireless Session Layer (WSL), Wireless Transport Layer (WTL) en Wireless Transport Layer Security (WTLS).

WML is ontworpen omdat de schermpjes van mobiele telefoons veel kleiner zijn dan een gewoon computerscherm en de datasnelheid ook gelimiteerd is. WML biedt de mogelijkheid om op tekst georiënteerde pagina's te bekijken. Daarnaast biedt het een zeer beperkte mogelijkheid voor plaatjes, min of meer vergelijkbaar met Teletext.

Kenmerkend voor WML is het feit dat er gebruik wordt gemaakt van een hierarchie van schermpjes met informatie. Eén zo'n schermpje wordt een 'card' genoemd. Het geheel aan 'cards' wordt een 'deck' genoemd. Bij het opvragen van een WAP-site, wordt een 'deck' in zijn geheel geladen. De eerste 'card' wordt getoond. Net als bij HTML kan tussen de verschillende 'cards' van eenzelfde 'deck' worden genavigeerd.

De belangrijkste diensten die hierop moeten draaien, zijn mobiele varianten van electronic commerce, ook wel aangeduid met m-commerce. Hierbij moet worden gedacht aan bijvoorbeeld het bestellen van theater- en bioscoopkaartjes, hotelreserveringen en het verrichten van beursorders. Daarnaast biedt het toegang tot allerlei algemene informatiediensten, zoals reisinformatie, actuele nieuwsinformatie, beursinformatie en dergelijke en tot het intranet van een bedrijf en natuurlijk is het mogelijk om mobiel e-mailtjes te zenden en ontvangen en een elektronische agenda bij te houden.

Om van WAP gebruik te kunnen maken, heeft de gebruiker een voor WAP geschikt toestel nodig. Deze hebben een iets groter scherm dan de standaard mobiele telefoon. Deze zijn echter nog niet in grote getalen op de markt. Op dit moment wordt er aan gewerkt om de SIM-kaart zodanig aan te passen, Op dit moment wordt er gewerkt aan een aangepaste versie van de SIM-kaart, zodanig dat het mogelijk wordt om ook van een gewone mobiele telefoon gebruik kan worden gemaakt. De voor WAP benodigde software (zoals een mini-browser) draait dan op de chip die op de SIM-kaart zit. Nadeel hiervan is dat het scherm nog kleiner is.

De mobiele operator of dienstverlener heeft een WAP-gateway nodig om toegang tot het Internet te kunnen bieden. Op de WAP-gateway staan met WML gemaakte web-pagina's. Ook is het mogelijk om via de WAP-gateway toegang te bieden tot gewone Internet-pagina's. De WAP-gateway verzorgt dan de conversie van HTML naar WML.

In Nederland was KPN de eerste mobiele operator die onder de naam M-info WAP diensten is gaan aanbieden. Hiervoor werkt KPN samen met verschillende diensten-aanbieders, zoals de ANWB, ANP, CNN en de Telegraaf. De geleverde informatiediensten zijn onder andere: actueel- en financieel nieuws, weerbericht, beurskoersen, route- en file-informatie, zoekdienst (hotels, restaurants, garages, pin-automaten, benzinepompen e.d.) en openbaar vervoerinformatie. M-info biedt niet alleen toegang tot een aantal informatiediensten, maar voorziet ook in e-mailen, het bijhouden van een elektronische agenda en toegang tot het bedrijfsnetwerk. Verschillende andere operators en onafhankelijke dienstenaanbieders zijn inmiddels ook met WAP dienstverlening op de markt gekomen.

Meer informatie over WAP, inclusief de benodigde instellingen van alle toestellen, kan gevonden worden op: rapax.com

GSM frequentiesOorsponkelijk waren er voor GSM twee banden in de 900 MHz band gereserveerd. In de frequentieband van 890-915 MHz zendt het mobiel naar het basisstation en in de frequentieband van 935-960 MHz zendt het basisstation naar het mobiel.

Al vrij snel werd besloten om ook in de 1800 MHz band frequenties voor GSM te gebruiken. Deze variant van GSM werd in eerste instantie DCS1800 genoemd (Digital Communications System). Tegenwoordig worden meestal de termen GSM900 en GSM1800 gebruikt. In de 1800 MHz band betreft het twee banden van elk 75 MHz, lopend van 1710-1785 en 1805-1880 MHz. 

Doordat al vrij snel duidelijk werd dat de frequentieruimte in de 900 MHz band erg krap was, is er later besloten om hier nog 10 MHz aan toe te voegen. De extended GSM band loopt van 880-890 MHz en van 925-935 MHz. Alhoewel deze band in Nederland voor GSM is vrijgegeven en ook aan operators is toegekend (Telfort en Dutchtone hebben ieder de helft) wordt deze band nauwelijks gebruikt. De reden hiervoor is dat de band slechts in een gering aantal landen voor GSM is toegewezen en er daardoor het aanbod aan GSM telefoons dat deze band aankan beperkt is. Telfort heeft de E-GSM frequenties dan ook pas februari 2002 in gebruik genomen.

Tot slot is er nog 2 × 4 MHz aan frequenties gereserveerd voor een variant van GSM, uitsluitend bedoeld voor de Europese spoorwegen. Dit systeem staat bekend onder de naam GSM-R, en werkt in de frequentiebanden van 876-880 en 921-925 MHz.

Een overzicht van de in Europa gebruikte frequentiebanden is gegeven in onderstaande diagram.

 

Zenden mobiel Zenden basisstation

GSM-R

E-GSM GSM900GSM-

RE-GSM GSM900

876 880 890 915 921 925 935960 MHz

--------------------

 

  

GSM1800 GSM1800

1710 1785 18051880 MHz

 

GSM banden in het buitenlandIn Noord- en Zuid-Amerika (w.o. Verenigde Staten) wordt door sommige operators ook gewerkt met de GSM-standaard. Alleen wordt daar van frequenties in de 1900 MHz band gebruik gemaakt. Dit systeem is bekend onder de naam GSM1900 (vroeger werd dit aangeduid met de naam PCS1900). Later is in Noord- en-Zuid-Amerika en in Azië ook nog de 850 MHz band in gebruik genomen.

Dual-band, tri-band en quad-band toestellenNa de ingebruikname van de 1800 MHz band kwamen er dual band toestellen te koop. Dit houdt in dat het toestel zowel in de 900 MHz band als in de 1800 MHz band werkt. Daarnaast zijn toestellen te koop die zowel in de 900, 1800 als in de 1900 MHz band werken. Dergelijke tri-band toestellen werden vroeger ook wel aangeduid met de term 'world-phones'.

Omdat tegenwoordig in delen van Azië en Noord- en Zuid-Amerika ook de 850 MHz wordt gebruikt, is tegenwoordig een quad band toestel (850/900/1800/1900) nodig om in de hele wereld te kunnen bellen. Deze toestellen werden in 2004 geïntroduceerd.

Zie de paragraaf alle GSM banden voor een globaal overzicht van welke banden waar worden gebruikt.

GSM netwerk architectuurEen GSM netwerk bestaat uit een groot aantal onderdelen. De algemene architectuur is hieronder weergegeven.

De Mobiele Schakel Centrale (MSC) verzorgt de koppeling van het GSM netwerk met het vaste net. Alhoewel de GMSC een aparte functionaliteit betreft, is deze in de praktijk ondergebracht in een MSC. Het Home Location Register (HLR), bevat de meer algemene informatie van de mobiele abonnee, in welk (deel van het) netwerk deze zich bevindt, of de telefoon is doorgeschakeld en dergelijke. De exacte locatie wordt bijgehouden in de Visitor Location Register (VLR). DeBasisStations (BS) verzorgen de radio-verbinding met de mobiele telefoon. De Basisstations worden aangestuurd door een Base Station Controller (BSC).

Bij GSM zijn de identiteit van het mobieltje en van de abonnee van elkaar gescheiden door gebruik te maken van een uit het mobieltje uitneembare SIM.

IMEIDe identiteit van het GSM mobieltje is vastgelegd in de International Mobile Equipment Identity(IMEI). Deze identiteit kan worden gebruikt om het voor bijvoorbeeld gestolen of niet goed functionerende toestellen onmogelijk te maken om daarmee te bellen. De GSM Association heeft een centrale database (CEIR) op zijn hoofdkwartier te Dublin met een witte lijst met toegestane toestellen en een zwarte lijst met toestellen die de toegang tot een GSM net moet worden ontzegt.

De IMEI van een toestel is overigens zichtbaar te maken door *#06# in te toetsen op een GSM.

Bij sommige oudere toestellen is de IMEI eenvoudig te veranderen. Tegenwoordig is dit onmogelijk omdat de IMEI hardwarematig in een chip zit ingebakken.

SIMDe SIM-kaart of Subscriber Identity module bevat de persoonlijke gegevens van de mobiele gebruiker. Dit zijn onder andere het telefoonnummer (MS-ISDN nummer) en bijbehorende klantnummer (IMSI: International Mobile Subsriber Identity). Voor de opbouw zie GSM nummeropbouw.

Aanmelding bij het netwerkIndien de GSM gebruiker zijn mobieltje aanzet, meldt deze zich aan bij het netwerk. Om dit te kunnen doen zenden de basisstations (BS) een identificatiesignaal uit. Als het mobieltje is aangemeld, weet het netwerk waar de abonnee zich bevindt. Het mobieltje houdt vervolgens bij welk basistation het sterkst wordt ontvangen. Als het signaal van het huidige basistation te zwak wordt, zal het toestel zich opnieuw aanmelden bij een nieuw basistation, ook als er verder niet wordt gebeld. Op deze wijze is de locatie van de GSM-gebruiker bekend bij het newerk. Deze locatie wordt bijgehouden in het locatieregister.

Bellen en gebeld wordenAls een mobiele abonnee wil belen, geeft hij het nummer door aan het basistation. Van daaruit wordt dit nummer doorgeleid naar het betreffende netwerk van de gebelde. Vervolgens wordt een gesprekskanaal toegewezen.

Als een mobiele abonnee vanuit het vaste net wordt gebeld, dan komt het gesprek binnen bij een Gateway Mobiele Schakel Centrale. Dit is een interface tussen het vaste en het mobiele net dat in staat is om in het lokatie register, de Home Location Register, op te zoeken in welk (deel van het) netwerk het mobiel zich bevindt. Het gesprek wordt vervolgens naar de goede MSC doorgeleid. De MSC waar de mobiele abonnee zich bevindt, zoekt in zijn Visitor Location Register (VLR) via welk basisstation de mobiele abonnee kan worden bereikt. Het basisstation roept vervolgens de mobiele telefoon op, waarna een gesprek tot stand kan worden gebracht.

Roamen: Zwerven door binnen- en buitenlandOmdat een abonnee door het netwerk en eventueel zelfs andere netwerken kan zwerven, zijn voor de routering aparte telefoonnummers, zogenaamde roamingnummers, nodig. Een dergelijk Mobile Subscriber Roaming number (MSRN) wordt door de bezoekende VLR op verzoek, voor een vanuit het vaste net geïnitieerd gesprek, afgegeven om een gesprek van uit het vaste net naar de juiste MSC te kunnen routeren. Een MSRN kent dezelfde opbouw als een gewoon mobiel telefoonnummer (MS-ISDN nummer). De routering bij roaming van een gesprek dat vanuit het vaste net wordt geïnitieerd, is geschetst in onderstaande afbeelding.

Nummergebruik bij roaming met een GSM.Indien vanuit het vaste net een mobiel station wordt gebeld, wordt het MS-ISDN-nummer gebruikt. Dit nummer wordt door het vaste net naar de Gateway MSC (GMSC) gerouteerd. De GMSC stuurt het MS-ISDN nummer naar de HLR. Deze kijkt welk IMSI daar bij hoort en waar deze zich bevindt. De HLR vraagt daarna bij de desbetreffende VLR op basis van het IMSI een roamingnummer (MSRN) aan. Deze wordt door de VLR teruggestuurd naar de HLR, die deze op zijn beurt doorgeeft aan de GMSC. Dit roamingnummer kan vervolgens worden gebruikt om de verbinding met de VLR tot stand te brengen. In

de VLR wordt vervolgens het IMSI nummer behorend bij het roamingnummer opgezocht om daarna de verbinding met het mobiele station te kunnen vervolmaken. Nadat de verbinding totstand is gebracht, kan het nummer weer worden vrijgegeven.Omwille van de privacy van de abonnee is het mogelijk om bij oproepen naar het mobiele station van een Temporary Mobile Subscriber Identity (TMSI) gebruik te maken, in plaats van het IMSI zelf.

CAMELCAMEL: Customised Application of Mobile Enhanced Logic is een toevoeging op het oorspronkelijke netwerkconcept waarbij een Intelligent Net laag in het netwerk wordt geïntroduceerd. Deze kan worden gebruikt om eenvoudig nieuwe netwerk functies, zoals persoonsgebonden diensten en andere doorschakelfuncties zoals terugbellen bij bezet, in te kunnen voeren. In het oorspronkelijk concept moest voor een dergelijke functie de software in alle basisstations en schakelcentrales worden aangepast. Met CAMEL worden onbekende opdrachten naar een centrale computer doorgeleid.

CAMEL maakt het mogelijk voor roamende gebruikers om diensten af te nemen die in het bezoekende netwerk niet aan hun klanten worden geboden.

Om met CAMEL te kunnen werken moeten dus eenmalig alle basisstations en schakelcentrales worden aangepast, vervolgens kan een nieuwe functie worden ingevoerd op de centrale computer. Daarnaast zal natuurlijk de terminal van de gebruiker de functie moeten kennen.

Mobiele telefonie buiten EuropaAlhoewel GSM de meest gebruikte standaard is voor digitale mobiele telefonie wordt buiten Europa ook nog van andere systemen gebruik gemaakt.

TDMA ANSI-136In de Verenigde Staten is een standaard voor digitale mobiele telefonie ontwikkeld die met behulp van TDMA 3 digitale gesprekken mogelijk maakt op één analoog AMPS kanaal van 30 kHz. De standaard wordt dan ook wel aangeduid met de term D(igital)-AMPS. De TDMA standaard die gebruik maakt van een analoog controlekanaal wordt aangeduid als Interim Standard IS-54. Later is de standaard verbeterd, met een digitaal controlekanaal. Deze standaard werd in eerste instantie aangeduid met IS-136. De standaard is erkend door de American National Standards Institute en heet dan ook ANSI-136.

Deze standaard wordt gebruikt in de 800 MHz band (824-849/869-894 MHz) en de 1900 MHz band (1850-1910/1930-1990).

ANSI-136 wordt gebruikt in Noord- en Zuid Amerika en in delen van Azië

cdmaOne of IS-95IS-95 is een standaard voor digitale mobiele telefonie die werkt op basis van CDMA. Tegenwoordig staat deze standaard bekend onder de naam cdmaOne. De standaard is ontwikkeld door Qualcomm. Oorspronkelijk werkte IS-95 alleen in de bovengenoemde 800 MHz band. Later is een versie ontwikkeld voor de 1900 MHz band (1850-1910/1930-1990 MHz). IS-95 is een dual-mode standaard met AMPS. Er zijn dan ook dual mode toestellen die van beide standaarden gebruik maken te koop. Daarbij is het mogelijk om een handover te maken van het ene systeem op het andere systeem.

Van de oorspronkelijke versie is een verbeterde versie gemaakt IS-95A. IS-95A kent een maximale datasnelheid van 14,4 kb/s. Met IS-95B is het mogelijk om maximaal 8 spraakkanalen samen te voegen, zodat een maximale datasnelheid van in theorie 115,2 kb/s ontstaat. In de praktijk is de datasnelheid beperkt tot 64 kbit/s.

Evolutie van cdmaOne naar een derde generatie systeem is mogelijk via cdma2000. Dit is de met UMTS concurrerende standaard voor IMT-2000 die door 3GPP2 wordt ontwikkeld. Zie verder UMTS

GSM1900 of PCS 1900PCS 1900 is de Amerikaanse versie van GSM1800. Deze versie is nagenoeg gelijk alleen werkt deze in de 1850-1910/1930-1990 MHz band die in de V.S. wordt gebruikt. Deze versie wordt dan ook wel aangeduid met GSM1900. In Noord-Amerika is de indeling van het radiospectrum anders dan in Europa, waardoor de GSM-standaard daar niet kon worden ingezet volgens de gangbare Europese normen. Het betreft hier met name de frequenties die gebruikt kunnen worden. Zo zijn zowel de 900 als de 1800 MHz banden toegewezen aan andere doelen dan mobiele telefonie (900 aan licentievrije communicatie en 1800 voor militaire doeleinden). Daarom heeft men daar besloten om de 1900 MHz te gebruiken. Dit maakt de uitwisselbaarheid van mobiele telefoons niet geheel probleemloos.

PDCHet PDC systeem (Pacific Digital Cellular), is een Japanse standaard die vroeger werd aangeduid als JDC (Japanese Digital Cellular). Net als bij IS-54/136 worden bij deze standaard 3 digitale kanalen gecreëerd in een analoog spraakkanaal door gebruik te maken van TDMA. Alleen is een analoog kanaal in Japan net als in Europa slechts 25 kHz breed.

Het systeem werkt in de 810-826/940-956 en 1429-1453/1477-1501 MHz banden. Het systeem wordt buiten Japan niet gebruikt.

i-mode

I-mode is een technologie van NTT Docomo die het mogelijk maakt om op de mobiele telefoon informatiediensten en toegang tot het 'mobiele' Internet te bieden. I-mode is de Japanse versie van WAP. I-mode maakte in eerste instantie gebruik van een pakket geschakelde verbinding op het PDC netwerk. De datasnelheid is net als bij GSM gelijk aan 9,6 kbit/s. Door gebruik te maken van een pakket geschakelde verbinding hoeft de gebruiker niet steeds een verbinding op te bouwen. Zodra data verstuurd moet worden, gebeurt dat ook. Het is alsof i-mode 'always on' is.

Een wezenlijk verschil tussen WAP en i-mode is dat er bij i-mode niet voor gekozen is om een eigen opmaaktaal te definiëren, maar om gebruik te maken van compact HTML, cHTML. Dit is een subset van HTML die speciaal is ontwikkeld voor mobiele terminals.

I-mode is waanzinnig populair in Japan en de operator NTT DoCoMo heeft i-mode nu ook in Europa en de V.S. geïntroduceerd. NTT DoCoMo is dan ook een samenwerkingsverband aangegaan met verschillende mobiele operators, waaronder KPN. Zie hiervoor de pagina over I-mode.