Réseau GSM : comprendre ses composants et ses limites

Introduction au GSM et son importance aujourd'hui

Le GSM (Système mondial de communications mobiles) est à la base de décennies de connectivité mobile. Introduite en Europe en 1991, cette technologie 2G a numérisé la voix et permis les premiers services d'itinérance véritablement mondiaux. Plus de 30 ans plus tard, le GSM équipe toujours de nombreux appareils et reste pertinent pour des applications spécifiques grâce à sa large couverture, son faible coût et sa simplicité d'architecture.

Dans le même temps, les réseaux de génération supérieure tels que la 3G, la 4G et la 5G offrent une vitesse, une sécurité et une capacité accrues, ce qui a conduit les opérateurs de nombreux marchés à réaménager le spectre précédemment utilisé pour la 2G.

Cet article explique les principaux composants d'un réseau GSM, ses points forts et ses limites, et fournit des conseils pratiques pour choisir la connectivité adaptée aux appareils d'aujourd'hui..

Quels sont les composants du GSM et leurs fonctions ?

• Le système émetteur-récepteur de base (BTS) est responsable de la gestion des composants radio et du maintien de la communication avec la station mobile (MS).

• Le contrôleur de station de base (BSC) alloue les créneaux horaires nécessaires entre le BTS et le centre de commutation mobile (MSC).

• Home Location Register (HLR) est une base de données de référence qui stocke les paramètres de l'abonné tels que l'ID de l'abonné, l'emplacement et la clé d'authentification.

• Le registre de localisation des visiteurs (VLR) comprend une copie temporaire de la plupart des données stockées dans le HLR, spécifiquement liées aux abonnés actifs dans une zone particulière.

• Le registre d'identité des équipements (EIR) est une base de données qui conserve une liste des appareils valides autorisés à se connecter au réseau.

• Le centre d'authentification (AuC) permet l'authentification des abonnés, garantissant la sécurité et la validité de leur accès au réseau.

Comment fonctionne le GSM en pratique

Un appel ou une session de données GSM classique suit une séquence claire. L'appareil mobile envoie une requête radio à la BTS la plus proche, qui la transmet au BSC. Ce dernier transmet ensuite les informations de signalisation au MSC. Ce dernier consulte le HLR, le VLR et l'AuC pour authentifier et localiser l'abonné, avant d'acheminer l'appel ou le paquet de données vers sa destination. Pour les services de données, le GPRS et l'EDGE permettent la commutation de paquets. Si l'EDGE améliore le débit par rapport au GPRS, il reste nettement plus lent que le LTE et la 5G.

Forces, limites et faiblesses du GSM

Conseils pratiques pour l'IoT et le M2M : le GSM est-il le bon choix ?

Pour les concepteurs industriels et les chefs de produit, le choix d'une technologie doit être guidé par le cas d'utilisation, la durée de vie prévue de l'appareil et les plans des opérateurs régionaux. Tenez compte des recommandations suivantes :

• Quand choisir le GSM : adapté à la télémétrie à très faible volume de données, couverture la plus large possible dans les régions où la 2G est encore active, modules et SIM les moins chers et appareils avec une longue durée de vie prévue déployés sur des marchés 2G stables.

• Quand éviter le GSM : inadapté aux applications gourmandes en bande passante, aux appareils nécessitant une sécurité élevée ou aux déploiements dans des régions où les opérateurs ont annoncé des arrêts de la 2G au cours de la durée de vie prévue de l'appareil.

Bonnes pratiques : utiliser des modems multimodes prenant en charge les technologies 2G, 3G, 4G, LTE-M et NB-IoT ; privilégier les solutions eSIM ou multi-IMSI pour garantir la flexibilité de l'opérateur ; mettre en œuvre des capacités de gestion des appareils à distance et de mise à jour du micrologiciel ; surveiller les calendriers de fin de service des opérateurs et planifier les migrations de manière proactive.

Exemples de cas d'utilisation : les parcmètres et les capteurs simples fonctionnent souvent bien sur le GSM. Les véhicules connectés, quant à eux, s'appuient généralement sur des modems multimodes prenant en charge le GSM et le LTE pour la télématique et l'infodivertissement.

GSM VS CDMA VS LTE VS 5G

Le GSM a posé les bases des communications mobiles mondiales et demeure une option viable dans des scénarios spécifiques où une couverture étendue et un faible coût sont des exigences clés. Cependant, ses limitations en matière de données, sa sécurité affaiblie et le réaménagement continu du spectre incitent de nombreux déploiements vers des stratégies LTE-M, NB-IoT ou cellulaires multimodes. Évaluez la durée de vie des appareils, les cartes de couverture et les feuilles de route des opérateurs dès le début du processus de conception. Le cas échéant, déployez du matériel flexible et des solutions de gestion à distance pour garantir l'adaptation de la connectivité à l'évolution des réseaux.

Pour ceux qui gèrent des flottes IoT ou conçoivent des produits connectés, il est essentiel de commencer dès maintenant à planifier les chemins de migration et d'inclure des stratégies de secours et un support multi-technologies pour protéger les investissements en appareils au fil du temps.