¿Qué es el 2G GSM? - Servicios Y Conceptos Básicos

El GSM es un sistema de telefonía móvil de segunda generación o 2G. Introducido originalmente en 1991, todavía se utiliza para muchas llamadas de voz y algunos servicios de baja velocidad de datos que requieren su uso.

El acrónimo de GSM significaba originalmente Groupe Speciale Mobile, pero cambió a Global System for Mobile Communications cuando el sistema se extendió a nivel mundial.

El uso de GSM creció más allá de las expectativas originales. Inicialmente se había concebido como un sistema europeo, pero su uso se extendió por todo el mundo y en 2004 había más de mil millones de suscripciones, un hito, ya que los teléfonos fijos habían tardado más de 100 años en llegar a este punto.

Aunque la tecnología ha avanzado mucho desde la introducción del GSM como tecnología 2G, su uso sigue siendo generalizado, ya que los teléfonos son de bajo coste y el uso de la batería es pequeño, lo que permite que los intervalos de carga de la batería sean a menudo de una semana o más.

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    Qué es el 2G GSM: resumen del sistema

    El sistema GSM fue diseñado como una tecnología de telefonía celular de segunda generación (2G). Uno de los objetivos básicos era proporcionar un sistema que permitiera alcanzar una mayor capacidad que los anteriores sistemas analógicos de primera generación. El GSM lo consiguió utilizando un enfoque digital TDMA (acceso múltiple por división de tiempo).

    Al adoptar esta técnica se podían acomodar más usuarios dentro del ancho de banda disponible. Además, se adoptó el cifrado de la voz codificada digitalmente para mantener la privacidad. Con las primeras tecnologías celulares analógicas, cualquier persona con un receptor de escáner podía escuchar las llamadas y varias personalidades famosas habían sido "espiadas" con consecuencias embarazosas.

    Nota sobre la historia de la tecnología de telefonía móvil: La tecnología de la telefonía móvil se ha desarrollado cada año. Desde las primeras introducciones de los sistemas de telefonía celular en la década de 1980 hasta la actualidad, el desarrollo de nuevas tecnologías ha mejorado constantemente los sistemas disponibles. Comenzando con los sistemas analógicos de primera generación, se introdujeron nuevos sistemas digitales 2G y estos han avanzado para que ahora se desarrolle la tecnología 5G.

    Servicios GSM

    Las llamadas de voz son, obviamente, la función principal del sistema celular GSM. Para ello, la voz se codifica digitalmente y se descodifica posteriormente mediante un vocoder. Hay una gran variedad de vocoders disponibles para su uso, orientados a diferentes escenarios.

    Además de los servicios de voz, la tecnología celular GSM admite otros servicios de datos. Aunque sus prestaciones no se acercan al nivel de las proporcionadas por la 3G, siguen siendo importantes y útiles. Se admiten diversos servicios de datos con velocidades de usuario de hasta 9,6 kbps. También se pueden utilizar servicios como el facsímil del Grupo 3, el videotexto y el teletexto.

    Un servicio que ha crecido enormemente es el de mensajes cortos. Desarrollado como parte de la especificación GSM, también se ha incorporado a otras tecnologías celulares. Puede considerarse similar al servicio de buscapersonas, pero es mucho más completo, ya que permite la mensajería bidireccional, el almacenamiento y el envío, y también permite mensajes alfanuméricos de una longitud razonable. Este servicio se ha hecho especialmente popular, al principio entre los jóvenes, ya que ofrecía un coste fijo sencillo y bajo.

    Conceptos básicos del GSM

    La tecnología celular GSM tenía una serie de objetivos de diseño cuando se inició su desarrollo:

    • Ofrecer una buena calidad de voz subjetiva.
    • Debe tener un bajo coste de teléfono o terminal
    • Los terminales deben poder ser portátiles.
    • El sistema debe permitir la itinerancia internacional.
    • Debe ofrecer una buena eficiencia espectral
    • El sistema debe ser compatible con la RDSI.

    La tecnología celular GSM resultante que se desarrolló contemplaba todos estos aspectos. La definición global del sistema GSM no sólo describe la interfaz aérea, sino también la tecnología de red o infraestructura.

    Al adoptar este enfoque es posible definir el funcionamiento de toda la red para permitir la itinerancia internacional, así como permitir que los elementos de red de diferentes fabricantes funcionen juntos, aunque esta última característica no funcionó del todo, especialmente con los elementos más antiguos.

    La RF o interfaz aérea de la tecnología celular GSM utiliza canales de RF de 200 kHz. Éstos se multiplexan por división de tiempo para permitir el acceso de hasta ocho usuarios a cada portadora. Se trata de un sistema TDMA/FDMA.

    Las estaciones transceptoras base (BTS) están organizadas en pequeños grupos, controlados por un controlador de estación base (BSC) que suele estar ubicado junto a una de las BTS. El BSC con sus BTS asociadas se denomina subsistema de estación base (BSS).

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    Más adentro de la red central se encuentra la zona de conmutación principal. Se denomina centro de conmutación móvil (MSC). A él se asocian los registros de localización, es decir, el registro de localización de hogares (HLR) y el registro de localización de visitantes (VLR), que rastrean la ubicación de los móviles y permiten enrutar las llamadas hacia ellos.

    Además, están el Centro de Autenticación (AuC) y el Registro de Identificación de Equipos (EIR), que se utilizan para autenticar el móvil antes de que se le permita entrar en la red y para la facturación. Su funcionamiento se explica en las páginas siguientes.

    Por último, pero no menos importante, está el propio móvil. A menudo denominado ME o equipo móvil, es el elemento que ve el usuario final. Este elemento de la arquitectura general de la red introdujo algunos elementos nuevos e impulsó el crecimiento del ecosistema general de la telefonía móvil.

    Una característica importante que se implementó por primera vez en GSM fue el uso de un Módulo de Identidad del Abonado. Esta tarjeta llevaba consigo la identidad del usuario y otra información para permitirle actualizar un teléfono muy fácilmente, conservando la misma identidad en la red. También se utilizaba para almacenar otra información, como la "agenda telefónica" y otros elementos.

    La introducción de la tarjeta SIM ha permitido a la gente cambiar de teléfono con mucha facilidad, lo que ha impulsado la industria de fabricación de teléfonos y ha permitido el lanzamiento de nuevos teléfonos con características adicionales.

    Esto ha permitido a los operadores de telefonía móvil aumentar sus ingresos medios por usuario (ARPU) al garantizar que los usuarios puedan acceder a las nuevas funciones que puedan lanzarse en la red y que requieran teléfonos más sofisticados.

    La duración de la batería era otro aspecto importante, y el uso de GMSK significaba que la deficiencia del amplificador del transmisor de RF podía ser alta, lo que permitía tiempos de duración de la batería superiores a varios días, especialmente a medida que la tecnología de las baterías mejoraba.

    Mensajes SMS en GSM

    Otra capacidad del GSM que despegó de forma inesperada fue la de los mensajes de texto. Los mensajes SMS se utilizaron por primera vez el 3 de diciembre de 1992, cuando Neil Papworth utilizó un ordenador personal para enviar el mensaje de texto "Feliz Navidad" a través de la red británica Vodafone GSM.

    Aunque el principio de la mensajería de texto se estableció en 1992, no fue hasta 1994 cuando el proveedor de red finlandés Radiolinja se convirtió en el primero en ofrecer un servicio comercial de mensajería de texto de persona a persona.

    Una vez que se estableció la mensajería de texto, pronto despegó como proveedor de una forma mucho más barata de enviar mensajes que hacer una llamada. Como resultado, mucha gente lo utilizó, ya que el uso del teléfono móvil se había extendido y la generación más joven podía gestionar los costes mucho mejor enviando textos.

    Como resultado del uso de los mensajes SMS en la red GSM, fue adoptado por otros sistemas 2G, ya que proporcionaba ingresos adicionales a los proveedores de la red y una forma barata de comunicación para los usuarios.

    Resumen del sistema GSM

    La siguiente tabla resume los principales puntos de la especificación del sistema GSM, mostrando algunas de las características más destacadas de interés técnico.

    RESUMEN DE ESPECIFICACIONES PARA EL SISTEMA CELULAR GSM
    Tecnología de acceso múltiple FDMA / TDMA
    Técnica dúplex FDD
    Banda de frecuencia de enlace ascendente 890-915 MHz
    (solo banda básica de 900 MHz)
    Banda de frecuencia de enlace descendente 933-960 MHz
    (solo banda básica de 900 MHz)
    Espaciado de canales 200 kHz
    Modulación GMSK
    Codificación de voz Varios: el original era RPE-LTP / 13
    Canales de voz por canal de RF 8
    Tasa de datos del canal 270,833 kbps
    Duración del cuadro 4.615 ms

    Otros desarrollos de GSM

    El GSM fue un sistema de telecomunicaciones móviles especialmente exitoso. Inicialmente estaba destinado a su uso en Europa, pero en un plazo relativamente corto el sistema se utilizó más allá de las fronteras europeas, convirtiéndose en un sistema internacionalmente aceptado.

    Además de su éxito como sistema de comunicaciones de voz, se desarrolló más allá de la capacidad básica de voz para poder transportar datos. Al generalizarse el uso de Internet, el GSM se desarrolló para empezar a satisfacer estas necesidades.

    • GPRS: GPRS, el Servicio General de Radio por Paquetes, fue una evolución del sistema de telecomunicaciones celulares GSM 2G. Al utilizar paquetes de datos en lugar de circuitos de datos conmutados, permitía alcanzar, en condiciones ideales, velocidades similares a las de los servicios de red telefónica. Sin embargo, las velocidades de datos eran muy lentas en comparación con los sistemas utilizados hoy en día.
    • GSM EDGE : GSM EDGE, Enhanced Data rates for GSM Evolution, fue la evolución de GSM, & GPRS que utilizó la modulación 8PSK para conseguir velocidades de transferencia de datos de hasta 384 kbps. Aunque esto supuso un aumento significativo respecto a GPRS, las velocidades de datos seguían siendo muy lentas.

    A medida que el GSM evolucionaba y ofrecía algo más que llamadas de voz, ya que empezaba a transportar datos, empezó a mostrar el camino que seguiría la tecnología de las comunicaciones móviles.

    Aunque tardó algunos años, el GSM se convirtió en el sistema de telefonía móvil 2G dominante. Atributos innovadores como la tarjeta SIM, que permitía conservar el mismo número y la misma cuenta cuando se actualizaba el teléfono, y aspectos como la itinerancia internacional, le dieron una ventaja significativa sobre otros sistemas.

    Incluso muchos años después, la red básica GSM y las tecnologías y arquitectura de actualización GSM se utilizan para proporcionar un servicio heredado para muchos sistemas que se apoyan en una tecnología básica. Aunque los operadores han reducido el espectro disponible, es probable que el GSM se mantenga durante bastantes años.

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