De Ultieme Gids voor GSM: Alles Wat Je Moet Weten

Heb je je ooit afgevraagd hoe je mobiele telefoon je op magische wijze verbindt met mensen kilometers verderop? Lang voor het supersnelle internet dat we vandaag gebruiken, was er een baanbrekende technologie die het allemaal begon. Deze technologie hielp miljarden mensen wereldwijd met elkaar praten en sms’en. We hebben het over GSM. Maar wat is GSM eigenlijk, en waarom was het zo belangrijk?

Bereid je voor om het eenvoudige verhaal te ontdekken achter de technologie die de basis heeft gelegd voor de mobiele wereld zoals we die vandaag kennen! Deze gids neemt je in eenvoudige termen mee door alles wat je over GSM moet weten.

Wereldkaart Vectoren door Vecteezy

Wat is GSM?

GSM staat voor Global System for Mobile Communications. Het is in feite een digitale standaard, een set regels en technologieën, die mobiele telefoons en netwerken gebruiken om met elkaar te communiceren. De belangrijkste kenmerken zijn:

• Digitaal: In tegenstelling tot oudere analoge systemen (zoals fuzzy radio), gebruikt GSM digitale signalen. Dit betekent duidelijkere gesprekken en minder ruis.

• Bellen en Sms’en: GSM was primair ontworpen voor spraakoproepen en eenvoudige tekstberichten (SMS - Short Message Service).

• SIM-kaarten: Een van de meest herkenbare kenmerken van GSM is de SIM (Subscriber Identity Module) kaart. Deze kleine chip slaat je accountinformatie op. Je kunt je SIM-kaart in verschillende GSM-telefoons plaatsen, en je nummer en abonnement gaan mee.

• Wereldwijde Standaard: Het werd de meest wijdverbreide mobiele standaard ter wereld, gebruikt in Europa, Azië, Afrika en vele andere regio’s.

Stel je een drukke snelweg voor. Hoe passen er veel auto’s op zonder dat ze crashen? GSM maakt gebruik van een systeem genaamd TDMA (Time Division Multiple Access). Denk aan de radiofrequentie (de snelweg) die beschikbaar is voor het netwerk. TDMA verdeelt deze frequentie in kleine tijdssloten. Elk telefoongesprek krijgt zijn eigen kleine stukje tijd om te ‘praten’ op die frequentie. Het gebeurt zo snel dat het voor jou als een continu gesprek klinkt. Het is alsof veel mensen snel om beurten praten op hetzelfde radiokanaal.

GSM werkt ook op specifieke frequentiebanden, die vergelijkbaar zijn met toegewezen radiokanalen die door overheden zijn toegekend voor mobiel gebruik. Veelvoorkomende GSM-banden zijn 900 MHz en 1800 MHz in veel delen van de wereld, en 850 MHz en 1900 MHz voornamelijk in Noord- en Zuid-Amerika. Je telefoon moet de banden ondersteunen die in jouw regio of het gebied waar je naartoe reist, worden gebruikt.

 

De Evolutie van GSM

Mobiele telefoons waren niet altijd zo slim of verbonden als vandaag. GSM speelde een enorme rol om ons hier te krijgen. Laten we kijken naar de reis.

Smartphone Vectoren door Vecteezy
 

Vroege mobiele netwerken

Vóór GSM, in de jaren 80, had Europa een wirwar aan verschillende analoge mobiele telefoonsystemen (vaak 1G, of Eerste Generatie genoemd). Een telefoon uit het ene land werkte niet in het andere. Gesprekken waren niet erg duidelijk en de beveiliging was zwak. Het was allemaal verwarrend en beperkt.

Europese landen realiseerden zich dat ze een enkele, uniforme standaard nodig hadden om mobiele communicatie te verbeteren en mensen in staat te stellen hun telefoons over de grens te gebruiken. Daarom werd GSM geboren – om een Wereldwijd Systeem te creëren dat iedereen kon gebruiken. Het werd vanaf het begin digitaal ontworpen, wat betere kwaliteit en beveiliging bood.

Belangrijke mijlpalen (2G, GPRS, EDGE, en UMTS)

• GSM (2G - Tweede Generatie): Dit is de originele standaard die we hebben besproken. Gelanceerd in de vroege jaren 90, focuste het op digitale spraakoproepen en SMS-berichten. Het was een enorme verbetering ten opzichte van 1G.

• GPRS (General Packet Radio Service): Vaak “2.5G” genoemd, was GPRS een upgrade van GSM-netwerken. Het maakte “altijd-aan” dataverbindingen mogelijk, hoewel de snelheden vrij laag waren (denk aan zeer basis mobiel internetten of e-mail).

• EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution): Nog een upgrade, soms “2.75G” genoemd. EDGE bood snellere datasnelheden dan GPRS, waardoor mobiel internet iets bruikbaarder werd, maar nog steeds veel langzamer dan wat we nu hebben.

• UMTS (Universal Mobile Telecommunications System): Dit markeerde het begin van 3G (Derde Generatie). Hoewel technisch gezien een ander technologiesysteem, werd UMTS ontworpen als het evolutionaire pad vanaf GSM. Het bood veel hogere datasnelheden, waardoor videogesprekken en beter mobiel internet mogelijk werden. Veel 3G-netwerken werden gebouwd op de kerninfrastructuur die door GSM was opgezet.

Begrijpen wat GSM is, helpt ons waarderen hoe deze latere technologieën voortbouwden op zijn succes.

 

Overgang van GSM naar moderne netwerken (4G LTE & 5G)

Naarmate onze behoefte aan data groeide – voor streaming, apps, sociale media en meer – was zelfs 3G niet snel genoeg. Dit leidde tot de ontwikkeling van 4G LTE (Long-Term Evolution) en nu 5G (Vijfde Generatie) netwerken. Deze technologieën zijn wezenlijk anders dan GSM en gebruiken geavanceerdere technieken (zoals OFDMA, later besproken) om ongelooflijk hoge snelheden te leveren en veel meer verbonden apparaten tegelijkertijd te ondersteunen.

Naarmate mobiele netwerken evolueerden van GSM naar de krachtige 4G LTE en 5G technologieën, veranderde ook de manier waarop we verbinding maken. De eSIM (embedded SIM) vertegenwoordigt de volgende mijlpaal in deze evolutie, elimineert de noodzaak voor fysieke SIM-kaarten en biedt een vloeiendere, snellere en flexibelere manier om verbonden te blijven. Net zoals GSM de basis legde voor mobiele communicatie, geeft eSIM de toekomst vorm.

Analoge Vectoren door Vecteezy
 

Hoe GSM Netwerken Gestructureerd Zijn

Een GSM-netwerk bestaat niet alleen uit je telefoon en een zendmast. Het is een complex systeem met verschillende belangrijke onderdelen die samenwerken. Laten we het eenvoudig uitleggen:

• Mobiele Apparaten (Mobile Station - MS): Dit is je telefoon, tablet of elk apparaat dat verbinding maakt met het netwerk. Het cruciale onderdeel hier is de SIM-kaart, die jou (de abonnee) identificeert bij het netwerk. Zonder een geldige SIM-kaart kan je telefoon meestal alleen noodoproepen maken.

• Basisstation Subsysteem (BSS): Dit deel verbindt je telefoon draadloos met het hoofdnetwerk. Het heeft twee hoofdcomponenten:

  • Basis Zendontvanger Station (BTS): Dit zijn de zendmasten die je overal ziet. Ze bevatten de radio’s en antennes die signalen rechtstreeks van en naar je telefoon zenden en ontvangen. Elke mast dekt een specifiek gebied dat een ‘cel’ wordt genoemd.
  • Basisstation Controller (BSC): Zie dit als een manager voor meerdere zendmasten (BTS’en). Het regelt zaken als kanaaltoewijzing (frequenties en tijdssloten toewijzen) en ‘handovers’ – wanneer je telefoon naadloos overschakelt van de ene mast naar de andere terwijl je beweegt, zonder dat het gesprek wegvalt.

• Netwerk Schakel Subsysteem (NSS): Dit is het ‘brein’ of de kern van het GSM-netwerk. Het beheert oproepen, berichten en houdt gebruikers bij. Belangrijke onderdelen zijn:

  • Mobiel Schakel Centrum (MSC): Het centrale coördinerende element. Het routeert oproepen naar de juiste plaats (ofwel naar een andere mobiele telefoon of naar het reguliere vaste telefoonnetwerk), beheert berichtendiensten (SMS) en communiceert met databases om abonneesinformatie te controleren.
  • Thuis Locatie Register (HLR): Een grote database die permanent informatie opslaat over elke abonnee van die netwerkoperator, inclusief hun diensten, rechten en algemene locatie.
  • Bezoekers Locatie Register (VLR): Een tijdelijke database die gekoppeld is aan een MSC. Wanneer je een gebied binnenreist dat door een bepaalde MSC wordt bediend, slaat de VLR een tijdelijke kopie van je informatie uit de HLR op. Dit helpt de MSC om je oproepen lokaal af te handelen zonder voortdurend de hoofd-HLR te controleren.

• Operationeel en Ondersteunend Subsysteem (OSS): Dit is het deel achter de schermen dat het hele netwerk beheert. Het regelt netwerkmonitoring (controleren of alles werkt), onderhoud, software-updates, netwerkconfiguratie, foutdetectie en beveiligingsbeheer. Het zorgt ervoor dat het netwerk soepel en betrouwbaar functioneert.

Dus, wanneer je een oproep plaatst, praat je telefoon (MS) met de dichtstbijzijnde zendmast (BTS), die wordt beheerd door een BSC. De BSC maakt verbinding met de MSC in het NSS. De MSC controleert de VLR/HLR om je abonnement te verifiëren en routeert vervolgens je oproep naar de bestemming, of dit nu een andere mobiele gebruiker is (via hun netwerkonderdelen) of iemand op een vaste lijn.

 

Kenmerken & Voordelen van GSM

GSM werd om verschillende goede redenen zo populair. Hier zijn enkele van de belangrijkste voordelen:

• Internationale Roaming: Dit was misschien wel het grootste pluspunt van GSM. Omdat zoveel landen de GSM-standaard overnamen, konden netwerkoperators afspraken maken waardoor hun klanten hun telefoons op andere GSM-netwerken konden gebruiken wanneer ze naar het buitenland reisden. Dit maakte internationale reizen veel gemakkelijker voor mobiele gebruikers.

• SIM-kaart Flexibiliteit: De kleine, verwijderbare SIM-kaart was een briljant idee. Het slaat je unieke abonneesinformatie op. Dit betekent dat je eenvoudig je telefoonnummer en abonnement kunt overzetten naar een nieuwe GSM-telefoon door simpelweg de SIM-kaart te verplaatsen. Je was niet gebonden aan een specifiek apparaat, zoals bij sommige andere systemen.

• Beveiligde Communicatie (voor die tijd): Vergeleken met oudere analoge systemen bood GSM verbeterde beveiliging. Het gebruikte digitale encryptie om oproepen te versleutelen, waardoor het moeilijker werd voor terloopse afluisteraars om mee te luisteren. Hoewel niet perfect naar de huidige maatstaven, was het een aanzienlijke verbetering.

• Wijdverbreide Adoptie: GSM bereikte een enorme wereldwijde schaal. Het werd de dominante standaard in Europa, Azië, Afrika en Oceanië, en werd ook veel gebruikt in Noord- en Zuid-Amerika. Deze enorme gebruikersbasis creëerde schaalvoordelen, waardoor telefoons en netwerkapparatuur goedkoper en beter verkrijgbaar werden.

• Compatibiliteit met Vroege IoT-apparaten: De eenvoud en wijdverbreide dekking van GSM (vooral met GPRS voor basisdata) maakten het geschikt voor vroege Machine-to-Machine (M2M) communicatie en Internet of Things (IoT) apparaten. Denk aan zaken als slimme meters die metingen versturen, automaten die voorraad rapporteren of basis volgsystemen voor voertuigen.

Foto door Andrey Metelev op Unsplash

 

GSM vs. CDMA vs. LTE: Belangrijkste Verschillen

GSM was niet de enige mobiele technologie die bestond. In sommige delen van de wereld, met name Noord-Amerika en delen van Azië, was een andere 2G/3G technologie genaamd CDMA ook populair. En vandaag zijn LTE (4G) en 5G de dominante standaarden. Hier is een eenvoudige vergelijking:

 

Beveiliging in GSM

Toen GSM eind jaren 80 werd ontworpen, was beveiliging een overweging, vooral vergeleken met de gemakkelijk scanbare analoge netwerken.

GSM introduceerde encryptie om spraakoproepen te beschermen. De belangrijkste algoritmen die werden gebruikt waren A5/1 en later A5/2. Deze algoritmen versleutelden het gesprek tussen de telefoon en de zendmast, waardoor het moeilijk werd voor iemand met een eenvoudige radioscanner om mee te luisteren. Authenticatieprocessen werden ook gebruikt om de SIM-kaart te verifiëren bij het netwerk, wat hielp bij het voorkomen van klonen (hoewel niet perfect).

Kwetsbaarheden en beveiligingszorgen

Hoewel een verbetering, was GSM-beveiliging niet waterdicht, zeker niet naar moderne maatstaven.

• Zwakke Versleuteling: Het A5/1-algoritme bleek later zwakheden te hebben die potentieel konden worden doorbroken met voldoende rekenkracht. A5/2 was zelfs zwakker en doelbewust ontworpen om gemakkelijk kraakbaar te zijn door overheden.

• Link tussen Mast en Netwerk: Vaak gold de encryptie alleen tussen de telefoon en de zendmast (BTS). De verbinding van de mast terug naar de kern van het netwerk was niet altijd versleuteld, wat een potentieel zwak punt creëerde.

• IMSI Catchers: Apparaten die bekend staan als “IMSI Catchers” of “Stingrays” kunnen zich voordoen als legitieme zendmasten, waardoor telefoons ertoe worden verleid verbinding te maken met hen. Dit stelt aanvallers in staat oproepen/sms’en te onderscheppen of de locatie van een gebruiker te volgen.

• Gebrek aan Wederzijdse Authenticatie (in originele specificatie): Aanvankelijk authenticeerde alleen het netwerk de telefoon/SIM. De telefoon authenticeerde het netwerk niet altijd, waardoor het kwetsbaar was voor nep-mastaanvallen.

Zijn moderne GSM-netwerken beschermd?

Het is belangrijk om te onthouden dat GSM zelf oude technologie is. Hoewel sommige basis GSM-diensten mogelijk nog operationeel zijn, verloopt het meeste spraak- en dataverkeer vandaag via 3G, 4G (LTE) en 5G netwerken. Deze nieuwere standaarden hebben veel sterkere beveiligingsfuncties:

• Sterkere Versleuteling: Algoritmen zoals AES worden gebruikt in 4G/5G, die veel robuuster zijn.

• Wederzijdse Authenticatie: Zowel het apparaat als het netwerk authenticeert elkaar, wat nep-mastaanvallen moeilijker maakt.

• End-to-End Beveiliging: Er worden inspanningen geleverd om de communicatie verder in de kern van het netwerk te beveiligen.

• Regelmatige Updates: Beveiligingsprotocollen worden voortdurend beoordeeld en bijgewerkt.

Dus, hoewel GSM bekende beveiligingslekken had, bieden de netwerken die de meeste mensen dagelijks gebruiken (4G/5G) veel betere bescherming.

 

Beperkingen van GSM

Ondanks zijn succes had GSM ook nadelen, vooral naarmate de technologie vorderde:

• Interferentieproblemen: Omdat het gebaseerd is op radiogolven, konden GSM-signalen worden beïnvloed door fysieke obstakels zoals gebouwen, heuvels of zelfs slecht weer. Dit kon leiden tot wegvallende gesprekken of slechte signaalkwaliteit in bepaalde gebieden. Elektrische interferentie van andere apparaten kon soms ook problemen veroorzaken.

• Beperkte Datasnelheden: Dit is de grootste beperking van GSM naar de huidige maatstaven. Hoewel GPRS- en EDGE-upgrades datacapaciteiten toevoegden, waren de snelheden erg laag vergeleken met 3G, laat staan 4G of 5G. Streaming video of het gebruiken van complexe apps was simpelweg niet haalbaar op een pure 2G GSM-verbinding. Begrijpen wat GSM inherent betekent, is erkennen dat het primair voor spraak werd gebouwd, en data als secundair.

• Behoefte aan Repeaters in Gebieden met Zwak Signaal: In gebieden met slechte natuurlijke dekking (zoals diep in grote gebouwen of afgelegen landelijke locaties), waren vaak signaalversterkers of repeaters nodig om het GSM-signaal te versterken en de service bruikbaar te maken. Dit voegde complexiteit en kosten toe aan het garanderen van dekking overal.

• Capaciteitslimieten: De TDMA-structuur, hoewel slim, had beperkingen op het aantal gebruikers dat een frequentie in een bepaald gebied kon delen. Op zeer dichtbevolkte locaties kon het netwerk tijdens piekuren soms overbelast raken.

Deze beperkingen dreven de noodzaak tot evolutie naar 3G, 4G en 5G, die werden ontworpen om deze problemen te verhelpen, met name wat betreft datasnelheid en capaciteit.

 

GSM in de VS en Wereldwijd Gebruik

Historisch gezien waren in de VS AT&T en T-Mobile de voornaamste GSM-providers. Dit verandert echter snel. Beide providers, net als andere wereldwijd, zijn bezig met het afsluiten van hun oudere 2G (GSM) en 3G netwerken. Ze hebben de radiofrequentieruimte (spectrum) die door deze oudere technologieën wordt gebruikt, nodig om hun snellere, efficiëntere 4G LTE en 5G netwerken uit te bouwen. Hoewel een minimale GSM-capaciteit tijdelijk kan blijven bestaan voor specifieke M2M/IoT-gebruiken of roamingovereenkomsten tijdelijk, verdwijnt actief consumentengebruik. Het is het beste om aan te nemen dat consumentgerichte GSM-netwerken effectief verdwenen zijn of zeer binnenkort verdwijnen in de VS.

De situatie in de VS weerspiegelt een wereldwijde trend. Landen in heel Europa, Azië en Australië sluiten hun 2G- en 3G-netwerken actief af. De tijdslijn varieert per land en provider, waarbij sommigen de shutdowns al hebben voltooid en anderen deze de komende jaren plannen.

De redenen zijn consistent: waardevol spectrum terugwinnen voor 4G/5G, de kosten van het onderhouden van oude netwerken verlagen en gebruikers aanmoedigen om over te stappen op modernere, efficiëntere technologie.

Voor de meeste mensen die smartphones gebruiken die in de afgelopen 5-7 jaar zijn gemaakt, heeft deze shutdown waarschijnlijk geen directe gevolgen. Moderne telefoons gebruiken voornamelijk 4G LTE en 5G. Hier is echter wat je moet doen als GSM-netwerken worden afgesloten:
:

• Controleer Je Telefoon: Als je een zeer oude telefoon hebt (misschien een basis feature phone van 10+ jaar geleden), ondersteunt deze mogelijk alleen 2G/3G. Zodra die netwerken in jouw gebied zijn afgesloten, verliest die telefoon service (met uitzondering van mogelijk noodoproepen). Je zou moeten upgraden naar een telefoon die 4G LTE (en bij voorkeur VoLTE – Voice over LTE) of 5G ondersteunt.

• Controleer IoT-apparaten: Sommige oudere smart home apparaten, alarmsystemen of voertuigvolgsystemen zijn mogelijk afhankelijk van 2G/3G netwerken. Gebruikers van deze apparaten moeten mogelijk contact opnemen met de serviceprovider of fabrikant over upgrade-opties of mogelijk serviceverlies.

• Reizigers: Hoewel internationale roaming een kracht van GSM was, wordt, naarmate netwerken wereldwijd worden afgesloten, het vertrouwen op alleen 2G/3G voor roaming minder haalbaar. Moderne telefoons die meerdere 4G/5G banden ondersteunen, zijn essentieel voor betrouwbare internationale connectiviteit.

Photo door Christopher op Unsplash

 

Upgrade van GSM naar de Toekomst met de eSIM van Yoho Mobile!

Net zoals GSM mobiele communicatie veranderde, brengt de eSIM van Yoho Mobile het naar een hoger niveau. Vergeet het zoeken naar lokale SIM-kaarten of je zorgen maken over compatibiliteit met verouderende netwerken. Yoho Mobile biedt naadloze connectiviteit via moderne 4G- en 5G-netwerken over de hele wereld, allemaal via het gemak van een eSIM. Geen fysieke SIM-wissels — alleen directe, wereldwijde connectiviteit, waar je ook gaat.

• Gebruik de code YOHO12 bij het afrekenen voor 12% korting!