История стандарта GSM

Автор: Ересько А. В. (кандидат технических наук, НИТУ МИСИС)

Дата последней редакции: 15.02.2018

Время чтения: ~2 мин.

В начале 1980-х гг. началось бурное развитие аналоговых систем сотовой связи, особенно быстрыми темпами этот процесс проходил в Скандинавии и Великобритании, а также в Германии и во Франции. Каждая страна разработала свою собственную систему, но все они были несовместимы между собой как в плане оборудования, так в плане операционных характеристик. Такая ситуация не устраивала провайдеров сотовой связи и производителей мобильных устройств по двум причинам. Во-первых, зоны эксплуатации мобильного оборудования ограничивались рамками национальных границ, в то время как в объединяющейся Европы процесс унификации выходил на первый план. Во-вторых, рынок каждого типа оборудования был очень ограничен, что делало невозможным экономию на масштабах производства и соответствующие статьи снижения издержек.

Европейцы быстро поняли суть этой проблемы, и уже в 1982 году в рамках Европейской конференции почтовых и телекоммуникационных администраций (CEPT) была создана исследовательская группа, которая получила название Groupe Spécial Mobile (GSM). Главная цель деятельности группы заключалась в изучении и разработке общеевропейского стандарта сотовой мобильной связи, который должен был отвечать следующим критериям:

- хорошее качество речи;

- низкие тарифы на предоставление услуг связи;

- поддержка международного роуминга - возможность использования малогабаритных телефонных аппаратов;

- совместимость с большим количеством новых услуг и возможностей;

- спектральная эффективность;

- совместимость с цифровой сетью интегрального обслуживания (ISDN).

Общеевропейская - значит действующая на всей территории Европы. В действительности, пропускная способность цифровой сети с интеграцией сервисов в 64 кбит/сек никогда не была таковой, а максимальная скорость стандартной сети GSM составляла 9.6 кбит/сек.

Сотовая связь появилась в Европе только в 1981 году, а первой компанией, предоставляющей соответствующие услуги, стала Nordic Mobile Telephone System (Скандинавские Мобильные Телефонные Системы); покрытие NMT450 (диапазон 450 МГц) охватывало Данию, Швецию, Финляндию и Норвегию. Такой была первая многонациональная сотовая система. В 1985 г. в Великобритании была внедрена система связи с общим доступом или TACS, которая функционировала на частоте 900МГц. Позднее в дело включились западногерманская телефонная связь C-Netz, французская компания Radiocom 2000 и итальянский провайдер связи RTMI/RTMS, и появилась единая общеевропейская радиотелефонная система, которая работала на частоте 900МГц и охватывала уже 9 европейских государств.

Вначале 1980-х гг. главной целью стало создание единой общеевропейской цифровой мобильной связи с расширенными возможностями и доступным роумингом. Пока североамериканские компании были сосредоточены на создании надежных, но более дорогих и менее функциональных аналоговых сетей, Европа планировала цифровое будущее.

Начиная с 1989 года контроль над внедрением формата GSM был возложен на Институт Европейских Телекоммуникационных Стандартов (ETSI), а в 1990 году были опубликованы спецификации первого этапа подготовки стандарта GSM. Предоставление услуг сотовой связи на базе нового стандарта началось в 1991 году, а к 1993 году уже в 22 странах насчитывалось уже 36 сетей GSM.

Хотя GSM стандарты был принят в Европе, он используется и в других регионах. На сегодняшний день существует около 200 GSM сетей в 110 странах по всему миру (включая DCS1800 и PCS1900). В начале 1994 года насчитывалось около 1,3млн. абонентов, число которых возросло до 55 млн. к октябрю 1997 года. На данный момент системы GSM функционируют на каждом континенте, включая Северную Америку, где стандарт вступил в силу в последнюю очередь и получил название PCS1900. А аббревиатура GSM теперь расшифровывается как глобальная система мобильных коммуникаций (Global System for Mobile communications).

Вот некоторые цифры, приведенные ассоциацией GSM в 2002 году: - количество стран/областей, поддерживающих формат GSM (на октябрь 2001г.) – 172 - общее количество абонентов GSM-связи – 590,3 млн. (на конец сентября 2001г.) - рост числа абонентов в мире – 800,4 млн. (на конец июля 2001г.) - количество отсылаемых текстовых сообщений в месяц – 23 млрд. (на конец сентября 2001г.) - прогнозируемое количество отсылаемых текстовых сообщений в месяц на конец декабря 2001г. – 30 млрд. в месяц - по стандарту GSM работают 70,7% операторов цифровой связи в мире и 64,6% игроков рынка беспроводной связи.

Разработчики формата GSM сделали ставку на неопробованную (на тот момент) цифровую систему вместо стандартных аналоговых сотовых систем, таких как AMPS в США и TACS в Великобритании. Они верили, что достижения в области эффективного кодирования данных и улучшенные процессоры цифрового сигнала позволят выполнить их первоначальные требования к связи и постоянно совершенствовать стандарт с точки зрения её качества и стоимости. Они написали более 8000 страниц рекомендаций по использованию GSM формата, который являлся достаточно гибким для обеспечения нормальной конкуренции между провайдерами, но, в то же время, достаточно унифицированным для обеспечения эффективного взаимодействия между участниками рынка связи.

Это стало возможным благодаря подробным критериям функций и интерфейса, которые предъявлялись к каждому оператору общей системы. В отличие от стран Европы, в США не было проблемы несовместимости систем связи. Роуминг между городами и даже штатами работал без нареканий, а мобильные телефоны, как им и положено, работали там, где было покрытие сети. Учитывая, что существующая система связи работала без проблем и только набирала популярность, у американских операторов не было особого мотива и желания разрабатывать новые цифровые сети. Это наглядно демонстрируют следующие цифры: сотовая индустрия США выросла с менее чем 204 тыс. абонентов в 1985 году до 1 млн. 600 тыс. в 1988. с каждым проданным телефоном, прошитым под аналоговый стандарт, снижались шансы на цифровое будущее сотовой связи в США. Чтобы абоненты могли продолжать пользоваться уже проданными телефонами (а их производители не теряли своих прибылей), они должны были продолжить работать в новой цифровой системе. Этому требованию отвечал новый стандарт GSM. С его введением, американцам не пришлось отказаться от использования аналоговых аппаратов или довольствоваться их ограниченной функциональностью.

Первый «промежуточный» стандарт сотовой связи (IS-54), который позже был заменен на IS-136, всё ещё были совместимы с самыми первым аналоговыми коммуникаторами. Американские сотовые сети развивались очень медленными темпами, а операторы рынка связи очень долгого не могли отказаться от устаревшего и неэффективного оборудования. Например, новейшие системы борьбы с мошенниками появились только в последних версиях стандарта AMPS, а в безопасность в сетях GSM была предусмотрена с момента разработки стандарта. GSM стала поистине революционной системой, поскольку с самого своего зарождения в её основе лежали цифровые технологии.