Ултимативни водич кроз ГСМ: Све што треба да знате

Да ли сте се икада запитали како вас ваш мобилни телефон магично повезује са људима миљама далеко? Много пре супер-брзог интернета који данас користимо, постојала је револуционарна технологија која је све започела. Ова технологија је помогла милијардама људи да разговарају и шаљу поруке једни другима широм света. Говоримо о ГСМ-у. Али шта је заправо ГСМ и зашто је био тако важан?

Спремите се да откријете једноставну причу иза технологије која је поставила темеље за мобилни свет који данас познајемо! Овај водич ће вас кроз све што треба да разумете о ГСМ-у провести једноставним терминима.

World Map Vectors by Vecteezy

Шта је ГСМ?

ГСМ значи Глобални систем за мобилне комуникације (Global System for Mobile Communications). То је у основи дигитални стандард, скуп правила и технологија, које мобилни телефони и мреже користе за међусобну комуникацију. Његове кључне карактеристике су:

• Дигитални: За разлику од старијих аналогних система (попут “мутног” радија), ГСМ користи дигиталне сигнале. То значи јасније позиве и мање сметњи.

• Позиви и поруке: ГСМ је првенствено дизајниран за говорне позиве и једноставне текстуалне поруке (СМС - Short Message Service).

• СИМ картице: Једна од најпрепознатљивијих карактеристика ГСМ-а је СИМ (Subscriber Identity Module) картица. Овај мали чип чува информације о вашем налогу. Можете убацити СИМ картицу у различите ГСМ телефоне, а ваш број и план услуга иду са њом.

• Глобални стандард: Постао је најшире прихваћен мобилни стандард на свету, коришћен широм Европе, Азије, Африке и многих других региона.

Замислите прометни аутопут. Како на њега сместити много аутомобила, а да се не сударе? ГСМ користи систем који се зове ТДМА (Time Division Multiple Access). Замислите радио фреквенцију (аутопут) доступну мрежи. ТДМА дели ову фреквенцију на мале временске слотове. Сваки телефонски позив добија свој мали део времена да ‘разговара’ на тој фреквенцији. То се дешава тако брзо да вама звучи као непрекидан разговор. То је као да се много људи брзо смењује у говору на истом радио каналу.

ГСМ такође ради на специфичним фреквентним опсезима, који су попут наменских радио канала додељених од стране влада за мобилну употребу. Уобичајени ГСМ опсези укључују 900 МХз и 1800 МХз у многим деловима света, и 850 МХз и 1900 МХз првенствено у Америкама. Ваш телефон мора подржавати опсеге који се користе у вашем подручју или подручју у које путујете.

 

Еволуција ГСМ-а

Мобилни телефони нису увек били тако паметни или повезани као данас. ГСМ је одиграо огромну улогу у томе да дођемо до овде. Погледајмо његов пут.

Smartphone Vectors by Vecteezy
 

Ране мобилне мреже

Пре ГСМ-а, осамдесетих година, Европа је имала гомилу различитих аналогних мобилних телефонских система (често названих 1Г, или прва генерација). Телефон из једне земље не би радио у другој. Позиви нису били баш јасни, а сигурност је била слаба. Све је било збуњујуће и ограничено.

Европске земље су схватиле да им је потребан један, унификовани стандард да би побољшале мобилну комуникацију и омогућиле људима да користе своје телефоне преко граница. Зато је ГСМ рођен – да створи Глобални систем који би сви могли да користе. Од почетка је дизајниран да буде дигиталан, нудећи бољи квалитет и сигурност.

Кључне прекретнице (2Г, ГПРС, ЕЏ и УМТС)

• ГСМ (2Г - Друга генерација): Ово је оригинални стандард о коме смо говорили. Лансиран почетком 1990-их, фокусирао се на дигиталне говорне позиве и СМС текстуалне поруке. Било је то огромно побољшање у односу на 1Г.

• ГПРС (General Packet Radio Service): Често називан „2.5Г“, ГПРС је био надоградња на ГСМ мреже. Омогућавао је „увек укључене“ везе за пренос података, иако су брзине биле прилично споре (замислите веома основно прегледање мобилног веба или е-поште).

• ЕЏ (Enhanced Data rates for GSM Evolution): Још једна надоградња, понекад названа „2.75Г“. ЕЏ је нудио веће брзине преноса података од ГПРС-а, чинећи мобилни интернет мало употребљивијим, али и даље много споријим од онога што сада имамо.

• УМТС (Universal Mobile Telecommunications System): Ово је означило почетак 3Г (Треће генерације). Иако је технички различит систем технологије, УМТС је дизајниран као еволуциони пут од ГСМ-а. Нудио је много веће брзине преноса података, омогућавајући видео позиве и бољи мобилни интернет. Многе 3Г мреже су изграђене на основној инфраструктури коју је успоставио ГСМ.

Разумевање шта је ГСМ помаже нам да ценимо како су ове касније технологије изграђене на његовом успеху.

 

Прелазак са ГСМ-а на модерне мреже (4Г ЛТЕ и 5Г)

Како је наша потреба за подацима расла – за стримовање, апликације, друштвене медије и још много тога – чак ни 3Г није био довољно брз. То је довело до развоја 4Г ЛТЕ (Long-Term Evolution) и сада 5Г (Пета генерација) мрежа. Ове технологије су знатно различите од ГСМ-а, користећи напредније технике (попут ОФДМА, о чему ће бити речи касније) да би испоручиле невероватно велике брзине и подржале много више истовремено повезаних уређаја.

Како су се мобилне мреже развијале од ГСМ-а до моћних 4Г ЛТЕ и 5Г технологија, тако се развијао и начин на који се повезујемо. еСИМ (уграђена СИМ картица) представља следећу прекретницу у овој еволуцији, елиминишући потребу за физичким СИМ картицама и нудећи глаткији, бржи и флексибилнији начин да останете повезани. Као што је ГСМ поставио темеље за мобилну комуникацију, еСИМ обликује будућност.

Analogue Vectors by Vecteezy
 

Како су структуриране ГСМ мреже

ГСМ мрежа није само ваш телефон и базна станица. То је сложен систем са неколико кључних делова који раде заједно. Објаснимо то једноставно:

• Мобилни уређаји (Мобилна станица - МС): Ово је ваш телефон, таблет или било који уређај који се повезује на мрежу. Кључни део овде је СИМ картица, која вас (претплатника) идентификује мрежи. Без важеће СИМ картице, ваш телефон обично може да упућује само хитне позиве.

• Подсистем базних станица (БСС): Овај део бежично повезује ваш телефон са главном мрежом. Има две главне компоненте:

  • Базна примопредајна станица (БТС): То су мобилни торњеви које виђате свуда. Они садрже радио уређаје и антене које преносе и примају сигнале директно са и на ваш телефон. Сваки торањ покрива одређену област која се зове ‘ћелија’.
  • Контролер базних станица (БСЦ): Замислите ово као менаџера за неколико мобилних торњева (БТС-а). Он контролише ствари попут доделе канала (додељивање фреквенција и временских слотова) и ‘предаје’ – када ваш телефон беспрекорно прелази са једног торња на други док се крећете без прекида позива.

• Подсистем пребацивања мреже (НСС): Ово је ‘мозак’ или језгро ГСМ мреже. Он управља позивима, порукама и прати кориснике. Кључни делови укључују:

  • Центар за пребацивање мобилних веза (МСЦ): Централни координациони елемент. Он усмерава позиве на право место (било на други мобилни телефон или на регуларну фиксну телефонску мрежу), управља услугама размене порука (СМС) и комуницира са базама података да провери информације о претплатнику.
  • Регистратор матичних локација (ХЛР): Велика база података која трајно чува информације о сваком претплатнику тог мрежног оператера, укључујући њихове услуге, дозволе и општу локацију.
  • Регистратор локација посетилаца (ВЛР): Привремена база података повезана са МСЦ-ом. Када путујете у подручје које опслужује одређени МСЦ, ВЛР чува привремену копију ваших информација из ХЛР-а. Ово помаже МСЦ-у да обрађује ваше позиве локално без сталног проверавања главног ХЛР-а.

• Подсистем за рад и подршку (ОСС): Ово је део који ради иза сцене и управља читавом мрежом. Он се бави надзором мреже (обезбеђујући да све ради), одржавањем, ажурирањем софтвера, конфигурацијом мреже, откривањем грешака и управљањем сигурношћу. Осигурава да мрежа ради глатко и поуздано.

Дакле, када упутите позив, ваш телефон (МС) разговара са најближим базним станицом (БТС), којом управља БСЦ. БСЦ се повезује са МСЦ-ом у НСС-у. МСЦ проверава ВЛР/ХЛР да би верификовао вашу претплату, а затим усмерава ваш позив до одредишта, било да је то други мобилни корисник (пролазећи кроз делове њихове мреже) или неко на фиксном телефону.

 

Карактеристике и предности ГСМ-а

ГСМ је постао толико популаран из неколико добрих разлога. Ево неких од његових главних предности:

• Међународни роминг: Ово је можда била највећа продајна тачка ГСМ-а. Пошто су многе земље усвојиле ГСМ стандард, мрежни оператери су могли да праве споразуме који су омогућавали њиховим корисницима да користе своје телефоне на другим ГСМ мрежама када путују у иностранство. Ово је знатно олакшало међународна путовања за кориснике мобилних телефона.

• Флексибилност СИМ картице: Мала, уклоњива СИМ картица била је бриљантна идеја. Она чува ваше јединствене информације о претплатнику. То значи да можете лако да пребаците свој број телефона и план услуга на нови ГСМ телефон једноставним премештањем СИМ картице. Нисте били везани за одређени уређај као у неким другим системима.

• Сигурна комуникација (за своје време): У поређењу са старијим аналогним системима, ГСМ је нудио побољшану сигурност. Користио је дигитално шифровање за “премештање” позива, чинећи слушање тежим за случајне прислушкиваче. Иако није био савршен по данашњим стандардима, био је значајан напредак.

• Широка распрострањеност: ГСМ је достигао масивне глобалне размере. Постао је доминантни стандард у Европи, Азији, Африци и Океанији, а такође је био широко коришћен у Америкама. Ова огромна корисничка база створила је економије обима, чинећи телефоне и мрежну опрему јефтинијим и доступнијим.

• Компатибилност са раним ИоТ уређајима: Једноставност и широка покривеност ГСМ-а (посебно са ГПРС-ом за основне податке) учинили су га погодним за рану комуникацију Машина-са-машином (М2М) и уређаје Интернета ствари (ИоТ). Размислите о стварима попут паметних бројила која шаљу очитавања, аутомата који пријављују залихе или основних система за праћење возила.

Photo by Andrey Metelev on Unsplash

 

ГСМ наспрам ЦДМА наспрам ЛТЕ: Кључне разлике

ГСМ није био једина мобилна технологија на тржишту. У неким деловима света, посебно Северној Америци и деловима Азије, била је популарна и друга 2Г/3Г технологија названа ЦДМА. А данас су ЛТЕ (4Г) и 5Г доминантни стандарди. Ево једноставног поређења:

 

Безбедност у ГСМ-у

Када је ГСМ дизајниран касних 1980-их, безбедност је била разматрана, посебно у поређењу са аналогним мрежама које су се лако могле скенирати.

ГСМ је увео шифровање ради заштите говорних позива. Главни коришћени алгоритми су били А5/1, а касније А5/2. Ови алгоритми су “помешали” разговор између телефона и базне станице, отежавајући слушање некоме са једноставним радио скенером. Процеси аутентикације су такође коришћени за верификацију СИМ картице са мрежом, помажући у спречавању клонирања (иако не савршено).

Рањивости и безбедносни проблеми

Иако је био побољшање, ГСМ безбедност није била отпорна на грешке, посебно по модерним стандардима.

• Слабо шифровање: Алгоритам А5/1 је касније откривено да има слабости које би потенцијално могле бити пробијене са довољно рачунарске снаге. А5/2 је био још слабији и намерно дизајниран да буде лако пробијен од стране влада.

• Веза торањ-мрежа: Често се шифровање примењивало само између телефона и базне станице (БТС). Веза од торња назад у језгро мреже није увек била шифрована, стварајући потенцијалну слабу тачку.

• ИМСИ хватачи: Уређаји познати као „ИМСИ хватачи“ или „Стингреји“ могу се претварати да су легитимне базне станице, наводећи телефоне да се повежу са њима. Ово омогућава нападачима да пресретну позиве/поруке или прате локацију корисника.

• Недостатак узајамне аутентикације (у оригиналној спецификацији): У почетку, само је мрежа аутентиковала телефон/СИМ. Телефон није увек аутентиковао мрежу, чинећи га рањивим на нападе лажних торњева.

Да ли су модерне ГСМ мреже заштићене?

Важно је запамтити да је сам ГСМ стара технологија. Иако неке основне ГСМ услуге можда још увек функционишу, већина говорног и преноса података данас се одвија преко 3Г, 4Г (ЛТЕ) и 5Г мрежа. Ови новији стандарди имају много јаче безбедносне карактеристике:

• Јаче шифровање: Алгоритми попут АЕС-а користе се у 4Г/5Г, који су много робуснији.

• Узајамна аутентикација: И уређај и мрежа аутентификују једно друго, чинећи нападе лажних торњева тежим.

• Сигурност од краја до краја: Улажу се напори да се комуникације додатно обезбеде у језгру мреже.

• Редовна ажурирања: Безбедносни протоколи се континуирано прегледају и ажурирају.

Дакле, иако је ГСМ имао познате безбедносне мане, мреже које већина људи свакодневно користи (4Г/5Г) нуде много бољу заштиту.

 

Ограничења ГСМ-а

Упркос свом успеху, ГСМ је имао своје недостатке, посебно како је технологија напредовала:

• Проблеми са сметњама: Будући да је заснован на радио таласима, ГСМ сигнали су могли бити под утицајем физичких препрека попут зграда, брда или чак лошег времена. То је могло довести до прекинутих позива или лошег квалитета сигнала у одређеним областима. Електричне сметње од других уређаја такође су понекад могле узроковати проблеме.

• Ограничене брзине преноса података: Ово је највеће ограничење ГСМ-а по данашњим стандардима. Иако су надоградње ГПРС и ЕЏ додале могућности преноса података, брзине су биле веома споре у поређењу са 3Г, а камоли 4Г или 5Г. Стримовање видеа или коришћење сложених апликација једноставно није било изводљиво на чистој 2Г ГСМ вези. Разумевање шта ГСМ суштински значи, препознавање да је првобитно изграђен за глас, а тек онда за податке.

• Потреба за репетиторима у областима са слабим сигналом: У областима са лошом природном покривеношћу (попут дубоко у великим зградама или удаљеним руралним локацијама), често су били потребни појачивачи сигнала или репетитори да појачају ГСМ сигнал и учине услугу употребљивом. Ово је додало сложеност и трошкове обезбеђивања покривености свуда.

• Ограничења капацитета: ТДМА структура, иако паметна, имала је ограничења колико корисника може да дели фреквенцију у датој области. На веома густо насељеним локацијама, мрежа је понекад могла постати преоптерећена током вршних сати.

Ова ограничења су подстакла потребу за еволуцијом до 3Г, 4Г и 5Г, које су дизајниране да превазиђу ове проблеме, посебно у погледу брзине преноса података и капацитета.

 

ГСМ у САД и глобална употреба

Историјски гледано у САД, АТ&Т и Т-Мобиле су били примарни ГСМ оператери. Међутим, то се брзо мења. Оба оператера, као и други широм света, у процесу су гашења својих старијих 2Г (ГСМ) и 3Г мрежа. Потребан им је простор радио фреквенција (спектрум) који користе ове старије технологије да би изградили своје брже, ефикасније 4Г ЛТЕ и 5Г мреже. Иако неке минималне ГСМ могућности могу остати за специфичне М2М/ИоТ употребе или привремене роминг споразуме, активна потрошачка употреба нестаје. Најбоље је претпоставити да су потрошачки оријентисане ГСМ мреже ефективно нестале или да ће врло брзо нестати у САД.

Ситуација у САД одражава глобални тренд. Земље широм Европе, Азије и Аустралије такође активно гасе своје 2Г и 3Г мреже. Временски оквир варира по земљи и оператеру, при чему су неки већ завршили гашења, а други их планирају у наредних неколико година.

Разлози су доследни: повратити вредан спектар за 4Г/5Г, смањити трошкове одржавања старих мрежа и подстаћи кориснике на модернију, ефикаснију технологију.

За већину људи који користе паметне телефоне направљене у последњих 5-7 година, ово гашење вероватно неће утицати директно на њих. Модерни телефони претежно користе 4Г ЛТЕ и 5Г. Међутим, ево шта треба да урадите ако се ГСМ мреже угасе:
:

• Проверите свој телефон: Ако имате веома стари телефон (можда основни телефон од пре 10+ година), он можда подржава само 2Г/3Г. Када се те мреже угасе у вашем подручју, тај телефон ће изгубити услугу (осим потенцијално хитних позива). Морали бисте да надоградите на телефон који подржава 4Г ЛТЕ (и идеално ВоЛТЕ – Voice over LTE) или 5Г.

• Проверите ИоТ уређаје: Неки старији паметни кућни уређаји, алармни системи или уређаји за праћење возила могу се ослањати на 2Г/3Г мреже. Корисници ових уређаја можда ће морати да се обрате провајдеру услуга или произвођачу у вези са опцијама надоградње или потенцијалним губитком услуге.

• Путници: Иако је међународни роминг био снага ГСМ-а, како се мреже глобално гасе, ослањање само на 2Г/3Г за роминг постаје мање одрживо. Модерни телефони који подржавају више 4Г/5Г опсега су неопходни за поуздано међународно повезивање.

Photo by Christopher on Unsplash

 

Надоградите се са ГСМ-а на будућност уз Yoho Mobile eSIM!

Баш као што је ГСМ променио мобилну комуникацију, Yoho Mobile еСИМ подиже је на виши ниво. Заборавите на тражење локалних СИМ картица или бригу о компатибилности са старим мрежама. Yoho Mobile нуди беспрекорну повезаност користећи модерне 4Г и 5Г мреже широм света, све кроз погодност еСИМ-а. Без физичке замене СИМ картице – само тренутна, глобална повезаност где год да идете.

Останите повезани док путујете – испробајте Yoho Mobile бесплатну еСИМ пробну верзију и добијте тренутни приступ мобилним подацима у преко 70 земаља. Без СИМ картице, без уговора – само брзо подешавање и већ сте онлајн за неколико минута.

Ако желите да након тога добијете свој еСИМ план, користите код YOHO12 приликом плаћања за 12% попуста!