GSM

GSM ist ein digitaler Mobilfunkstandard zur leitungs- und paketvermittelten Übertragung von Datenströmen und Kurzmitteilungen (SMS). GSM wurde als Nachfolger der analogen Mobilfunksysteme (A-, B- und C-Netz) von der Groupe Spécial Mobile (GSM) als Mobilfunkstandard der zweiten Generation (2G) entwickelt und später in "Global System for Mobile Communications" umbenannt (dt.: weltweites System zur Mobilkommunikation).

GSM wird in den Frequenzbereichen um 900 und 1.800 MHz übertragen. Die GSM-Frequenzbänder sind in Kanäle mit 200 kHz Abstand unterteilt, wobei Sende- und Empfangsrichtung getrennt übermittelt werden. Sprache wird digitalisiert und komprimiert übertragen. Für Datenübertragungen werden einzelne Pakete parallel über eine Funkverbindung gesendet. Dabei wird nur Leitungskapazität beansprucht, wenn auch wirklich Daten übertragen werden. So kann eine Funkzelle effektiver und von einer größeren Zahl von Teilnehmern genutzt werden.

Das GSM-Netz ging in Deutschland 1992 in den Regelbetrieb. Die typische Struktur des GSM-Netzes – die Zellenaufteilung – war in vielen Ländern prägend für die Bezeichnung des Gerätes (engl.: cell phone; franz.: cellulaire). Wechselt der Teilnehmer von einer Zelle zur nächsten, wählt sich das Mobiltelefon möglichst ohne Verbindungsabbruch bei der benachbarten Basisstation ein (Handover). Die Funkkanäle in den o.g. Frequenzbereichen in bestimmten Zellabständen wiederholt, um die Frequenzressourcen optimal zu nutzen. Die Größe einer Funkzelle ist vom Geländeprofil und der Bebauung der Region sowie der Netzauslastung abhängig. So können Funksignale bei Sichtkontakt zwischen Sendemast und Endgerät über eine Entfernung von bis zu 35 km übertragen werden. In Ballungsräumen mit dichter Bebauung und einer großen Anzahl von Teilnehmern werden dagegen leistungsfähigere Zellen mit wenigen hundert Metern Abstand installiert.

Zur Datenübertragung wurden im GSM-Netz die leitungsvermittelten Übertragungsverfahren CSD (Circuit Switched Data) und die Weiterentwicklung HSCSD (High Speed CSD) genutzt. Da sich die damit erreichten Datenraten nur bedingt zur Übertragung großer Datenmengen eignen, wurden verschiedene Verfahren, bspw. Verbindungsprotokolle und Datenkompressionen, eingeführt, die eine Beschleunigung der Datenübertragung auf max. 115,2 kBit/s brachten. Um die Datenübertragungsrate weiter zu steigern, wurde die Mobilfunktechnik GPRS entwickelt, die als erste Übertragungstechnik innerhalb des GSM-Netzes Daten verbindungslos und paketorientiert versendet. Im Gegensatz zur leitungsvermittelten Datenübertragung wird nicht mehr nach Verbindungszeit, sondern nach der Menge der Datenpakete berechnet. Die gesamte Bandbreite der Mobilfunkzelle kann von allen Teilnehmern genutzt, muss aber auch geteilt werden. Mit EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) konnte durch Verwendung eines zusätzlichen Modulationsverfahren die Übertragungsgeschwindigkeit weiter auf 236,8 kBit/s erhöht werden. Diese Technologie ist der Zwischenschritt hin zu 3G-Netz UMTS.