GSM è l'acronimo di Global System for Mobile Communications, una tecnologia alla base delle reti 2G. È una tecnologia di rete cellulare che consente la comunicazione attraverso una serie di stazioni base e dispositivi collegati. Utilizza l'accesso multiplo a divisione di tempo (TDMA) per suddividere le bande di frequenza in fasce orarie, consentendo a più utenti di condividere lo stesso canale di frequenza. Questa tecnologia è stata ampiamente diffusa nelle aziende per distribuire i loro dispositivi IoT e M2M . Tuttavia, poiché nei prossimi anni è previsto l’arresto del 2G, oggi questa tecnologia diventa meno attuale per le implementazioni IoT.
Il sistema di ricetrasmissione di base (BTS) è responsabile della gestione dei componenti radio e del mantenimento della comunicazione con la stazione mobile (MS).
Il Base Station Controller (BSC) alloca le fasce orarie necessarie tra la BTS e il Mobile Switching Center (MSC).
Home Location Register (HLR) è un database di riferimento che memorizza i parametri dell'abbonato, come l'ID, la posizione e la chiave di autenticazione.
Il Visitor Location Register (VLR) è una copia temporanea della maggior parte dei dati memorizzati nell'HLR, in particolare quelli relativi agli abbonati attivi in una determinata area.
Equipment Identity Register (EIR) è un database che mantiene un elenco di dispositivi validi autorizzati a connettersi alla rete.
Authentication Center (AuC) consente l'autenticazione degli abbonati, garantendo la sicurezza e la validità del loro accesso alla rete.
I seguenti standard sono comunemente utilizzati per la connettività IoT basata su GSM:
a) GPRS (General Packet Radio Service) che consente la trasmissione di dati a commutazione di pacchetto. Fornisce una connessione Internet “sempre attiva” ai dispositivi IoT per inviare e ricevere in modo efficiente.
b) EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) che comporta velocità di trasferimento dati più elevate. I dispositivi IoT trasferiscono e ricevono dati a velocità più elevate, applicabili a casi che richiedono una maggiore larghezza di banda, ad esempio lo streaming video.
c) SMS (Short Message Service) consente di inviare ai dispositivi brevi messaggi di testo, tra cui avvisi, notifiche e comandi.
Il GSM incorpora TDMA (Time Division Multiple Access), FDMA (Frequency Division Multiple Access) e Frequency Hopping. In passato utilizzava due bande di frequenza con un'ampiezza di 25 MHz: la banda di frequenza da 890 MHz a 915 MHz per le comunicazioni up-link e la banda di frequenza da 935 MHz a 960 MHz per le comunicazioni down-link. Successivamente, sono state introdotte altre due bande con un'ampiezza di 75 MHz ciascuna: la banda up-link che va da 1710 MHz a 1785 MHz e la banda down-link che va da 1805 MHz a 1880 MHz. Il GSM divide la banda di 25 MHz in 124 canali, con una larghezza di 200 KHz ciascuno.
Tecnologie | GSM | CDMA | LTE | 5G |
|---|---|---|---|---|
Generazione | 2G | 2G, 3G | 4G | 5G |
| Tecnica di accesso multiplo | TDMA | CDMA | OFDMA | OFDMA, SC-FDMA |
Velocità di trasferimento dati | Fino a 384 Kbps (GPRS/EDGE) | Fino a 2,4 Mbps (CDMA2000 1xRTT) | Fino a 100 Mbps (LTE) | Fino a 10 Gbps (5G) |
Latenza | Moderata | Moderata | Bassa | Ultra-bassa |
| Efficienza spettrale | Bassa | Moderata | Alta | Molto alta |
Bande di frequenza | Varie (850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz) | Varie (450 MHz, 800 MHz, 1900 MHz, 2100 MHz) | Varie (700 MHz, 800 MHz, 1800 MHz, 2600 MHz) | Varie (Sub-6 GHz, mmWave) |
Uso | Globale | Globale | Globale | Globale |
Vantaggi principali | Ampia copertura, incentrata sulla voce, compatibilità con il passato | Maggiore capacità, migliore qualità delle chiamate, compatibilità con il passato | Dati ad alta velocità, bassa latenza, utilizzo efficiente dello spettro | Velocità di trasmissione dati elevatissima, latenza bassissima, connettività massiva dei dispositivi |
| Applicazioni chiave | Chiamate vocali, messaggi di testo | Servizi voce e dat | Internet mobile, streaming video, applicazioni in tempo reale | IoT, realtà aumentata, veicoli autonomi, comunicazioni mission-critical |
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