O que é GSM e qual seu papel nas telecomunicações?

GSM significa Global System for Mobile Communications e é a tecnologia que sustenta as redes 2G. Trata-se de uma tecnologia de rede celular que possibilita a comunicação por meio de uma série de estações base interconectadas e dispositivos móveis. O GSM utiliza o acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA), que segmenta as bandas de frequência em intervalos de tempo, permitindo que vários usuários compartilhem o mesmo canal de forma eficiente. Apesar de ter sido amplamente adotada por empresas para soluções de IoT e M2M, a tecnologia GSM vem sendo gradualmente descontinuada, tornando-se cada vez menos relevante para novas implementações na Internet das Coisas.

Componentes do GSM e suas Funções

  • BTS (Base Transceiver Station): Gerencia os componentes de rádio e mantém a comunicação com a Estação Móvel (MS).

  • BSC (Base Station Controller): Controla várias BTSs, alocando slots de tempo e gerenciando a conexão entre a BTS e o Centro de Comutação Móvel (MSC).

  • HLR (Home Location Register): Banco de dados central que armazena informações essenciais dos assinantes, como identificação, localização e chaves de autenticação.

  • VLR (Visitor Location Register): Armazena temporariamente os dados dos assinantes visitantes, obtidos do HLR, enquanto estão ativos em uma área de cobertura.

  • EIR (Equipment Identity Register): Mantém o registro dos dispositivos autorizados ou bloqueados para acesso à rede, com base em sua identidade internacional (IMEI).

  • AuC (Authentication Center): Responsável por autenticar os assinantes e proteger a integridade e segurança do acesso à rede.

Padrões Básicos Aplicados à Conectividade IoT

Abaixo estão os padrões comuns utilizados na conectividade IoT baseada em GSM:

  • GPRS: Permite a transmissão de dados por pacotes, oferecendo uma conexão de internet "sempre ativa" para dispositivos IoT, facilitando o envio e recebimento eficiente de dados.

  • EDGE: Proporciona taxas de transferência de dados mais altas, aplicável a casos que exigem mais largura de banda, como streaming de vídeo.

  • SMS: Permite o envio de mensagens curtas, incluindo alertas, notificações e comandos para os dispositivos.

Como funciona o GSM

O GSM incorpora diversas tecnologias de acesso múltiplo, como TDMA, FDMA e saltos de frequência. Originalmente, utilizava duas bandas de frequência com largura de 25 MHz: uma banda de frequência de 890 MHz a 915 MHz para a comunicação de uplink (subida de dados) e uma banda de 935 MHz a 960 MHz para o downlink (descida de dados). Posteriormente, duas bandas adicionais de 75 MHz cada foram introduzidas: a banda de uplink de 1710 MHz a 1785 MHz e a banda de downlink de 1805 MHz a 1880 MHz. O GSM divide a banda de 25 MHz em 124 canais, cada um com largura de 200 KHz.

GSM VS CDMA VS LTE VS 5G

Tecnologia

GSM

CDMA

LTE

5G

Gerações

2G

2G, 3G

4G

5G

Técnica de Acesso Múltiplo

TDMA

CDMA

OFDMA

OFDMA, SC-FDMA

Velocidade de Transferência de Dados

Até 384 Kbps (GPRS/EDGE)

Até 2.4 Mbps (CDMA2000 1xRTT)

Até 100 Mbps (LTE)

Até 10 Gbps (5G)

Latência

Moderada

Moderada

Baixa

Ultra baixa

Eficiência Espectral

Baixa

Moderada

Alta

Muito alta

Bandas de Frequência

Variadas (850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz)

Variadas (450 MHz, 800 MHz, 1900 MHz, 2100 MHz)

Variadas (700 MHz, 800 MHz, 1800 MHz, 2600 MHz)

Variadas (Sub-6 GHz, mmWave)

Uso

Global

Global

Global

Global

Principais Vantagens

Cobertura ampla, foco em voz, compatibilidade retroativa

Maior capacidade, melhor qualidade de chamada, compatibilidade retroativa

Dados de alta velocidade, baixa latência, utilização eficiente do espectro

Ultra-altas taxas de dados, latência ultra-baixa, conectividade de dispositivos massiva

Principais Aplicações

Chamadas de voz, mensagens de texto

Serviços de voz e dados

Internet móvel, streaming de vídeo, aplicativos em tempo real

IoT, realidade aumentada, veículos autônomos, comunicações críticas

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