GSM

Das Global System for Mobile Communications (GSM) ist ein Mobilfunksystem. Dieses Mobilfunksystem stellt den weltweit technischen Funkstandard für digitale Funktelefonie dar. GSM ist der weltweit am stärksten verbreitete Standard für volldigitale Mobilfunknetze, welcher vorrangig für die Telefonie genutzt wird, aber auch der Übertragung von Kurzmitteilungen und Daten.

Das Wichtigste zusammengefasst

  • GSM (Global System for Mobile Communications) ist der technische Funkstandard für das heutige Mobilfunktnetz!
  • Auf GSM bauen die heutigen Mobilfunkstandards UMTS, GPRS oder LTE (bzw. 1G-4G) auf!
  • LTE ist heute die am weitesten entwickelte GSM-Technologie. Sie bietet extrem schnelle Datenübertragungsraten von bis zu 200 Mbit/s!

Inhalts­verzeich­nis

    GSM: Global System for Mobile Communications

    Ursprünglich stand GSM für „Groupe Spéciale Mobile“, die im Jahr 1982 von der Conférence Européenne des Administrations des Postes et des Télécommunications (CEPT) – der Europäischen Konferenz der Verwaltungen für Post und Telekommunikation – gegründet wurde, um das europäische Mobilfunksystem zu spezifizieren. Aufgrund des weltweiten Erfolgs wurde die Bezeichnung in „Global System for Mobile Communications“ geändert. GSM hat Anfang der 1990er Jahre die bis dahin entwickelten analogen Systeme der ersten Generation (1G), was in Deutschland dem A-, B- und C-Netz entspricht, abgelöst. Mit GSM ist der Standard der zweiten Generation entstanden (2G), auf den die Weiterentwicklungen HSPA , UMTS und GPRS aufbauen – die Techniken der dritten Generation (3G).

    Nutzer-Identifikation mit GSM

    Mit GSM wurde die SIM-Karte eingeführt, mit der Handy-Nutzer sich gegenüber der Basisstation identifizieren und so in das Mobilfunknetz Einzug halten können. Somit ist es möglich geworden, bei einem Mobilfunkanbieterwechsel sein Handy behalten zu können, da lediglich die SIM-Karte ausgetauscht werden muss. Dafür darf das Handy allerdings nicht über einen Net- oder SIM-Lock verfügen. GSM läuft in Deutschland und anderen EU-Staaten auf Frequenzen um 900 und 1.800 MHz. In anderen Ländern werden hingegen Frequenzen von um 850 und 1.900 MHz genutzt. Es handelt sich bei GSM um einen ständigen Standardisierungsprozess, da kontinuierlich Weiterentwicklungen stattfinden.

    Architektur des GSM-Netzes

    Netze in GSM sind in vier Teilsysteme unterteilt. Zum einen gehört ein Mobiltelefon bzw. eine mobile Station zu dem System, die aus einer Antenne mit angeschlossener Sende- und Empfangseinheit, Lautsprecher, Mikrofon, Stromversorgung sowie einer Möglichkeit besteht, andere Teilnehmer auszuwählen – beispielsweise in Form von Tastatur oder Spracheingabe. Für gewöhnlich verfügt eine mobile Station darüber hinaus über ein Display, auf dem Telefonnummern und Kurznachrichten angezeigt werden. Zu der mobilen Station gehört weiterhin die SIM-Karte als wesentlicher Bestandteil.

    Das zweite Teilsystem der GSM-Netze ist ein Mobilfunksendesystem bzw. ein Base Station Subsystem. Dieses besteht aus einer oder mehreren Basisstationen, die jeweils über angeschlossene Antennen eine oder mehrere Funkzellen bedienen. Eine mit den Basisstationen verbundene zentrale Steuerungseinheit überwacht die Funkverbindungen und leitet unter Umständen Zellwechsel ein. An jeder solcher Steuerungseinheiten hängt eine Umwandlungseinheit, die dafür sorgt, dass GSM-komprimierte Sprachkanäle und unkomprimierte ISDN-Audiokanäle in einen komprimierten Audiocodec umgewandelt werden.

    Ein weiterer Baustein des GSM-Netzes ist das Vermittlungssystem bzw. Network Switching Subsystem oder Core Network Subsystem. Dieses besteht aus der eigentlichen Vermittlungs- und Schnittstelle zwischen Telefon- und Funknetz – des Mobile-services Switching Centres. Darüber hinaus gibt es hier das Visitor Location Register, welches Informationen über mobile Teilnehmer innerhalb des Funknetzes speichert. Daneben speichert das Home Location Register lediglich Informationen derjenigen Teilnehmer, die Kunden des jeweiligen Funknetzeigentümers sind. Im Authentication Centre erfolgt die Authentifizierung und im optionalen Equipment Identity Register werden Informationen zu den Seriennummern der genutzten mobilen Stationen festgehalten.

    Das vierte Untersystem im GSM-Netz ist das Operation and Maintenance Center bzw. Network Management Center, durch das das Mobilfunknetz überwacht wird und das Mobile-services Switching Centre, die zentrale Steuerungseinheit im Mobilfunksendesystem sowie die Basisstation kontrolliert werden. Die Teilnehmer des GSM-Netzes werden mit verschiedenen Nummern adressiert. Zum einen gehört dazu die Mobile Subscriber ISDN Number, unter der man den Teilnehmer weltweit erreichen kann. Innerhalb eines Funknetzes wird ein Teilnehmer durch die International Mobile Subscriber Identity identifiziert, die auch auf der SIM gespeichert ist. Sie wird nur bei der erstmaligen Authentifizierung der mobilen Station durch das Funknetz geschickt, danach wird aus Datenschutzgründen die Temporary Mobile Subscriber Identity genutzt. Schließlich gibt es noch die Mobile Station Roaming Number, welche beim Roaming – also dem Routing des Telefonats im Mobilfunknetz – zum Einsatz kommt.

    GSM nicht für Datenübertragung geeignet

    Neben der Telefonie wird die Datenübertragung im Mobilfunkbereich gerade im Hinblick auf die immer beliebtere Nutzung von Smartphones und Tablets immer wichtiger. Mit GSM ist nur eine sogenannte leitungsvermittelte Datenübertragung möglich, die über die CSD-Technik (Circuit Switched Data) verläuft. Dabei wird eine Datenübertragungsrate von 14,4 kbit/s erreicht, was erheblich weniger ist, als mit moderneren Technologien möglich ist. Da die Übertragungsverfahren und das Modulationsverfahren in erster Linie auf Sprachübertragungen ausgelegt sind, eignet sich das GSM-Mobilfunknetz grundsätzlich nicht zur Datenübertragung. Um die Datenübertragung zu verbessern, sind verschiedene Verfahren möglich. Zum Beispiel das Verbindungsprotokoll X.75, das für einen schnelleren Verbindungsaufbau sorgt. Eine wirkliche Verbesserung der Datenübertragung bei GSM hat allerdings mit den Erweiterungen des Systems eingesetzt. Bei den Weiterentwicklungen GPRS und EDGE wird in der Praxis eine paketvermittelte Übertragung mit Geschwindigkeiten von 56 bzw. 150 bis 200 kbit/s.

    GSM entwickelt sich weiter

    Der GSM-Standard für mobiles Surfen wurde in Deutschland im Jahr 2004 mit UMTS und HSPA erweitert. Dadurch können im Downstream Datenübertragungsraten von bis zu 14,4 MBit/s erreicht werden – mit HSPA+ liegen die möglichen Geschwindigkeiten sogar noch höher. Neben den höheren Raten haben sich durch die Einführung der UMTS-Technologie auch einige Veränderungen für die Telefonie ergeben, was dazu geführt hat, dass zahlreiche Mobilfunk-Anbieter neue SIM-Karten ausgegeben haben, die dem UMTS-Standard entsprechen. In der Regel werden Kunden vom Netzbetreiber mit der bestmöglichen, für ihn verfügbaren Technologie versorgt, wobei dies von der jeweiligen Netzabdeckung abhängt. Die deutschen Mobilfunknetze sind dabei im Ausbau von UMTS, HSPA und HSPA+ unterschiedlich weit fortgeschritten. Grundsätzlich sind Handys, die die Systeme UMTS und HSPA unterstützen, auch in der Lage, GSM zu nutzen. In erster Linie wird sich meist in das 3G-Netz eingewählt, wenn dies nicht verfügbar ist, wird auf GSM zurückgegriffen. Bei vielen Handys ist es für den Nutzer allerdings auch möglich, zwischen den beiden Technologien manuell auszuwählen und so einer möglichen Netzüberlastung zu entgehen.

    HSCSD

    Die Abkürzung HSCSD steht für High Speed Circuit Switch Data und bezeichnet eine Datenübertragungstechnologie bei Mobilfunknetzen. Ähnlich wie GPRS ist HSCSD eine Weiterentwicklung der GMS-Technologie. Im Gegensatz zur GPRS-Technologie, bei der die Daten in Paketform übertragen werden, findet die Datenübertragung bei HSCSD mittels mehrerer gebündelter Funkkanäle statt. Durch diese Bündelung lassen sich schnellere Datenübertragungsgeschwindigkeiten erzielen. Dafür werden die Gebühren nach der Verbindungsdauer berechnet und nicht nach der übertragenen Datenmenge, so dass GPRS in vielen Fällen eine kostengünstigere Technologie für den mobilen Internetzugang darstellt.

    LTE: Neueste Entwicklung im GSM-Netz

    Nach UMTS und HSPA folgten LTE (Long Term Evolution) und LTE Advanced als Weiterentwicklungen des GSM-Netzes. Mit der LTE-Technologie kann sich der Mobilfunk langfristig zu einer Alternative zu DSL und der Kabelmodemtechnik entwickeln. Die Kapazitätsgrenzen der HSPA/UMTS-Netze sind aufgrund der verstärkten Nutzung des mobilen Internets bereits seit dem Jahr 2012 erreicht. Für eine Erweiterung ist eine Aufteilung einer Zelle mit einer Basisstation in zwei Basisstationen notwendig, um so die Anzahl der Basisstationen zu erhöhen, was allerdings ein sehr kostspieliger Prozess ist.

    Alternativ kann das bestehende Netz durch eine Mobilfunktechnik aufgerüstet werden – namentlich durch LTE. Dabei wird die Netzkapazität im Vergleich zu HSPA um das 3,5-fache und im Vergleich zu HSPA+ um das 2,5-fache erhöht, wobei das Frequenzspektrum identisch ist. Mit der Aufrüstung durch LTE fallen nur ein Zehntel der Kosten einer neuen Basisstation an, weshalb LTE besonders attraktiv für Netzbetreiber ist. Die Reaktionszeit des LTE-Netzes ist mit 10 ms deutlich geringer als im UMTS-Netz, wo sie 60 ms beträgt – das Warten auf Daten wird also mit LTE merklich reduziert, was den mobilen Surfern entgegenkommt. E-Mails oder Internetseiten können somit wesentlich schneller abgerufen werden. Mit LTE können theoretisch Datenübertragungsraten von mehr als 75 MBit/s im Uplink und 300 MBit/s im Downlink erreicht werden. Wenn 2,6-GHz-, 1,8-GHz- und 800-MHz-Frequenzbänder miteinander kombiniert werden, ist eine Gesamtkanalbreite von 100 MHz möglich.

    Mit zusätzlichen Maßnahmen bezüglich der Übertragungstechnik kann so sogar eine Geschwindigkeit von mehr als 1 GBit/s entstehen. Bei LTE Advanced kommt man zu derartig hohen Geschwindigkeiten, indem mit der Multi-Carrier-Technik und einem 4x4-MIMO-System (Multiple Input Multiple Output) mehrere 20-MHz-Kanäle gleichzeitig genutzt werden. In der Praxis verfügen allerdings die meisten Netzbetreiber nicht über die Fähigkeit, mehrere Kanäle bündeln zu können. Im 800-MHz-Band haben Mobilfunknetzbetreiber nur Zugang zu 10-MHz-Blöcken, mit denen im Downlink maximal 150 MBit/s im Downlink erreicht werden können. Frequenzbereiche von 20 MHz oder mehr gibt es in Deutschland nicht. Die tatsächliche Übertragungsgeschwindigkeit bei LTE hängt grundsätzlich von dem Frequenzbereich, der Kanalbreite, dem Abstand zur Basisstation sowie der Teilnehmeranzahl in der Mobilfunkzelle ab. Im LTE-Netz der Deutschen Telekom kann beispielsweise im 1.800-MHz-Frequenzbereich 100 MBit/s erreicht werden, bei 800 MHz hingegen nur 50 MBit/s. Hinzu kommt, dass die Übertragungsrate pro Teilnehmer sich mit wachsender Nutzeranzahl der Bandbreite reduziert. Unter normalen Bedingungen sind Geschwindigkeiten von 2 bis 3 MBit/s pro Teilnehmer eher unrealistisch.

    Kunden-Bewertungen

    • 5 / 5
      Übersichtlich strukturierte Angebote mit zahlreichen Alternativen und klar erkennbaren Kostenvorteilen.
    • 4 / 5
      Tarifwechsel bei Strombezug funktioniert wunderbar einfach - großes Lob.\nTelefonat mit einem Servicemitarbeiter, war vielleicht der späten Stunde zugrundeliegend, nicht sehr freundlich geführt.
    • 4 / 5
      der Anbieter ist gut bekannt\nder Tarif ist nur für das erste Jahr gut\ndie Anbieter legen keinen Wert auf Kundentreue.
    • 4 / 5
      Gute Empfehlung, verlässliche Anbieter

    So läuft dein Wechsel

    Kündigungsfrist Vertrag

    Internet­anbieter kündigen

    Du bist mit deinem Internetanschluss unzufrieden? Hier findest du Musterschreiben und Tipps zur Internetanbieter-Kündigung.

    Internetanbieter kündigen
    DSL-Verfügbarkeit

    Internet-Verfügbarkeit checken

    Wo ist eigentlich welche Internet­geschwindigkeit verfügbar? Finde hier heraus, ob bei dir schnelles Internet verfügbar ist!

    Verfügbarkeit checken
    Couch Surfen Freunde

    Internet-Anbieter wechseln

    Dein Vergleich, dein Tarif! Vergleiche jetzt günstige DSL-Tarife und wechsel einfach online deinen DSL-Anbieter.

    Internet-Anbieter wechseln