GSM (Global System for Mobile Communications) ist ein weltweit etablierter Standard für digitale Mobilfunknetze. Ursprünglich in den 1980er Jahren entwickelt, bildete GSM die Grundlage für die zweite Generation (2G) der Mobilkommunikation und löste die analoge erste Generation ab. GSM legte die Basis für mobile Telefonie, SMS-Dienste und internationale Roaming-Funktionalitäten.

Entstehung und Entwicklung von GSM

Das GSM-Standardisierungsprojekt begann 1982 unter der Federführung der European Conference of Postal and Telecommunications Administrations (CEPT). Ziel war es, ein einheitliches, digitales, europäisches Mobilfunknetz zu schaffen. 1991 wurde das erste GSM-Netz kommerziell in Finnland gestartet. Aufgrund seiner Vorteile verbreitete sich GSM schnell weltweit und wurde zum globalen De-facto-Standard.

Technische Grundlagen von GSM

GSM nutzt folgende zentrale Technologien und Prinzipien:

• Frequenzbereiche
  GSM arbeitet typischerweise in den Frequenzbändern 900 MHz, 1800 MHz und 1900 MHz.
• Multiplexing
  GSM verwendet eine Kombination aus TDMA (Time Division Multiple Access) und FDMA (Frequency Division Multiple Access), um mehreren Nutzern gleichzeitig die Nutzung eines Frequenzkanals zu ermöglichen.
• Sprachkodierung
  Sprache wird mittels spezieller Algorithmen (Codecs) digitalisiert und komprimiert.
• SIM-Karte
  Die Subscriber Identity Module (SIM-Karte) speichert Teilnehmerdaten und ermöglicht Mobilität und einfache Wechsel zwischen Geräten.

Dienste und Funktionen von GSM

GSM bietet eine Vielzahl von Diensten:

• Sprachkommunikation
  Klare, störungsfreie Sprachverbindungen.
• Short Message Service (SMS)
  Einführung des Kurznachrichtendienstes, der zu einer der beliebtesten Kommunikationsformen wurde.
• Datenübertragung
  GSM ermöglichte grundlegende mobile Datenübertragungen über CSD (Circuit Switched Data) und später GPRS (General Packet Radio Service).
• Roaming
  GSM unterstützt internationales Roaming, sodass Nutzer auch im Ausland problemlos telefonieren können.
• Sicherheitsfunktionen
  GSM implementierte erstmals Authentifizierungs- und Verschlüsselungsmechanismen, um Anrufe und Daten zu schützen.

Vorteile von GSM

• Globale Verbreitung
  GSM wurde in über 200 Ländern eingeführt, was eine nahezu weltweite Netzabdeckung ermöglichte.
• Interoperabilität
  Einheitliche Standards machten Geräte und Dienste weitgehend kompatibel zwischen unterschiedlichen Netzbetreibern und Ländern.
• Gute Sprachqualität
  Digitale Übertragung führte zu verbesserter Sprachverständlichkeit und geringerer Anfälligkeit für Störungen.
• Kosteneffizienz
  GSM-Netze boten eine effiziente Nutzung des Frequenzspektrums und ermöglichten damit kostengünstigere Dienste.

Herausforderungen und Nachteile von GSM

• Begrenzte Datenübertragungsraten
  Die ursprünglichen GSM-Datenraten waren niedrig und reichten nicht für moderne Internetanwendungen aus.
• Sicherheitslücken
  Frühere Versionen der GSM-Verschlüsselung wurden später als angreifbar eingestuft.
• Kapazitätsgrenzen
  In stark frequentierten Gebieten konnten GSM-Netze durch die beschränkte Anzahl an Kanälen schnell überlastet werden.

Nachfolgertechnologien

Mit steigenden Anforderungen an Datenübertragungsraten und neue Dienste wurde GSM schrittweise durch modernere Standards abgelöst:

• GPRS und EDGE
  Erweiterungen von GSM für schnellere mobile Datenübertragung.
• 3G (UMTS)
  Einführung von deutlich höheren Datenraten und neuen Multimediadiensten.
• LTE (Long Term Evolution
  Übergang zu vollständig IP-basierten Hochgeschwindigkeitsnetzen.
• 5G (Fifth Generation)
  Aktuelle Mobilfunkgeneration mit extrem hohen Datenraten und niedrigen Latenzzeiten.

Trotz dieser Entwicklungen bleibt GSM vielerorts als Basisnetz für Sprachanrufe und Notfallkommunikation aktiv.

GSM heute und in der Zukunft

Viele Mobilfunkanbieter weltweit planen den schrittweisen Rückbau von GSM-Netzen, um Frequenzressourcen effizienter für moderne Technologien wie LTE und 5G zu nutzen. Dennoch bleibt GSM in weniger entwickelten Regionen, bei Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M) und im Internet of Things (IoT) von Bedeutung, da es eine einfache, kostengünstige und robuste Basis für grundlegende Kommunikationsdienste bietet.