Fundamentos y Arquitectura del Sistema GSM: Características Técnicas y Seguridad Móvil

Sistema Global para las Comunicaciones Móviles (GSM)

Ventajas Clave del Sistema GSM

• Capacidad Total de Seguimiento (Roaming): Permite la movilidad global del usuario.
• Optimización del Espectro: Gran capacidad de tráfico gracias a una utilización óptima del espectro radioeléctrico.
• Calidad de Servicio (QoS): Mejoras significativas en la calidad del servicio y mayores facilidades.
• Coexistencia: Posibilidad de coexistencia con sistemas analógicos preexistentes.
• Interconexión RDSI: Posibilidad de interconexión directa con la Red Digital de Servicios Integrados (RDSI).
• Terminales Compactos: Utilización de terminales de usuario de reducido tamaño.
• Personalización: Terminales personalizables.
• Seguridad: Mejoras robustas en la seguridad de las transmisiones.
• Eficiencia Energética: Mayor eficacia y duración de las baterías.

Servicios Ofrecidos por GSM

El estándar GSM facilita una serie de servicios avanzados, complementarios a los de la telefonía fija tradicional:

• Transmisión de Datos: Envío de datos hasta 9,6 Kbps a través de una tarjeta PCMCIA.
• Fax: Soporte para el envío de FAX Grupo 3 (G3).
• Redes Privadas Virtuales (RPV): Posibilita la creación de redes privadas virtuales.
• Compatibilidad RDSI: Es compatible con la RDSI.
• Identificación Dual: Permite la identificación de un abonado bajo dos números distintos.
• Mensajería Corta (SMS): Servicio de mensajes cortos de hasta 160 caracteres.
• Gestión de Llamadas:
  • Desvío de llamadas.
  • Restricción de llamadas.
  • Retención de llamadas (llamada en espera).
  • Multiconferencia.
• Identificación del Llamante: Identificación u ocultación del número llamante.
• Control de Consumo: Fijación del consumo máximo y números de marcación fija.

Características Técnicas Fundamentales

Banda de Recepción (Descendente)

925 – 960 MHz.

Banda de Transmisión (Ascendente)

880 – 915 MHz.

Canales por Portadora

8 full rate o 16 half rate.

Número de Portadoras

124 portadoras x 8 canales = 992 canales dúplex.

Separación entre Portadoras

200 KHz.

Ancho de Banda (BW) por Canal

200 KHz.

Ancho de Banda (BW) del Canal de Radio

25 KHz.

Potencia Nominal de las Estaciones

20 W, 8 W, 5 W, 2 W y 0,8 W.

Técnica de Transmisión

TDMA/FDD (Acceso Múltiple por División de Tiempo / Dúplex por División de Frecuencia).

Modulación

GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying).

Voz Codificada

RPE-LPT (Regular Pulse Excitation - Long Term Prediction) a 13 Kbps.

Velocidad Binaria de Transmisión

22,8 Kbps.

Velocidad Máxima del Móvil

200 Km/h.

Mecanismos de Seguridad en GSM

La seguridad es un pilar fundamental en GSM, implementada principalmente a través de la tarjeta SIM:

• Encriptado Digital del Enlace: Asegura la privacidad y confidencialidad de las conversaciones.
• Autenticación de las Llamadas: Verificación de la identidad del usuario mediante la tarjeta SIM.
• Comprobación de Validación: Proceso de verificación de la validez del servicio mediante la tarjeta SIM.
• Identificación Internacional del Suscriptor Móvil (IMSI): Identificador único del abonado, almacenado en la tarjeta SIM.
• Identificación del Equipo Móvil (IMEI): Identificador único del terminal, utilizado para la comprobación de validación.

Arquitectura de la Red GSM

Componentes Principales de la Arquitectura GSM

• Central de Conmutación Móvil (MSC) / (GMSC)

  La MSC (Mobile Switching Center) constituye el interfaz inteligente entre el sistema de estaciones base y las redes de conmutación y señalización. La GMSC (Gateway MSC) actúa como puerta de enlace hacia otras redes.

• Registro de Posición Base (HLR)

  Base de datos central que almacena la información de suscripción y la localización permanente de los abonados, permitiendo el seguimiento (roaming). Almacena el Identificativo Internacional de Abonado Móvil (IMSI) y el Número RDSI Internacional de la Estación Móvil (MSISDN).

• Registro de Posición Visitado (VLR)

  Base de datos temporal donde se inscribe un abonado cuando está fuera de la zona de servicio de su central de origen. El VLR interrogará al HLR en el momento en que un nuevo abonado móvil aparece en su área.

• Centro de Autenticación (AUC)

  Almacena los datos necesarios para la autenticación de los usuarios que acceden al sistema.

• Registro de Identificación de Equipos (EIR)

  Contiene las identidades de los equipos móviles (IMEI).

• Subsistema de Estación Base (BSS)

  Entidad responsable del establecimiento de las comunicaciones con las estaciones móviles que se encuentran dentro de su área de influencia. Se compone de:

  • Controlador de Estación Base (BSC): Maneja todas las funciones de radio de la red GSM. Gestiona los canales en los enlaces BSC-MSC y los canales de radio.
  • Transceptor de Estación Base (BTS): Contiene los equipos de procesado, radiofrecuencias y antenas.

• Estación Móvil (MS)

  Entidad que establece la unión entre el usuario y el sistema fijo de la red GSM a través de la interfaz Um.

• Módulo de Identificación de Usuario (SIM)

  Almacena la información necesaria para la función de autenticación del usuario.