GSM

Teknologi

GSM er nettverk for to-veis digital stemmeoverføring i UHF-båndet hvor signalene sendes mellom mobiltelefoner via basestasjoner og faste fibernett eller radiolinker mellom disse. Signalene sendes i laveste frekvens opplink (fra bruker til basestasjon), og i en høyere frekvens nedlink (fra basestasjon til bruker). Multipleksingen er tidsdelt (TDMA), og ikke kodedelt (CDMA) som i 3G-nettverk. Transmisjonsstyrken på opplink er opptil 8W i 900-båndet og 1W i 1800-båndet. Ved kort avstand mellom telefon og basestasjon, reduseres sendereffekten i både telefonen og basestasjonen.
Den teoretiske rekkevidden er opp til 70 km i 900-båndet, atskillig kortere i 1800-båndet. Selv om det er teknisk mulig å sende og motta signaler over større avstander, er det pga den valgte teknikken for multipleksing satt en grense for hvor langt unna basestasjonen mobilene kan være. Årsaken til dette er teknikken som er valgt for multipleksing. I motsetning til f.eks NMT-systemet, der hver mobiltelefon (terminal) får tildelt sin egen frekvens for sending og mottak (FDMA, Frequency Division Multiple Access), bruker opptil 8 mobiler samme frekvens i GSM. Dette kalles TDMA, Time Division Multiple Access. Dette betyr at hver mobil sender data i 0,577 ms, venter i 4,038 ms, og sender deretter en ny datapakke på 0,577 ms. Mellom datapakkene er det lagt inn en tidsmargin, for å unngå at mottatte signaler fra to mobiler skal overlappe hverandre. Det er denne tidsmarginen som er årsaken til at det er en øvre grense for avstanden mellom basestasjon og mobil. Hvis avstanden blir for stor, risikerer man at signalene overlapper hverandre og ikke kan tolkes.
Alle mobiltelefoner som selges i Norge idag, kan brukes på både 900 og 1800 MHz-båndene. Mange kan også brukes på 800 og 1900 MHz-båndene. Mobiltelefoner som støtter to, tre eller fire ulike frekvensområder kalles dual-band-, tri-band- eller quad-band- telefoner. Brukeren behøver ikke å angi hvilke(t) frekvensbånd telefonen skal brukes på, telefonen søker selv gjennom tilgjengelige frekvenser. Så fremt selskapet man er kunde hos, har avtaler med utenlandske mobiloperatører, kan en GSM-telefon brukes overalt. Bruk av mobiltelefon i utlandet eller på et annet nett enn ens eget kalles roaming.
GSM tillater i tillegg til stemmeoverføringtjenester, også tjenester som SMS (Short Message Services) og internett-surfing via WAP (Wireless Application Protocol). GSM tillater dataoverføring med hastigheter opptil 38,4 kbps, men med GPRS har man en teoretisk overføringshastighet på 170 kbps. I praksis oppnår man likevel sjelden over 40 kbps. EDGE gir teoretisk hastighet opp til 236 kbps.
Tredje generasjons mobilnett, eller såkalt 3G, har hastigheter opp til 384 kbps med teknologien UMTS, mens såkalt turbo-3G (HSDPA) har hastigheter idag på inntil 4 000 kbps og kan i teorien komme opp i 14 400 kbps. Både NetCom og Telenor lanserte HSPA i Norge i 2007.

Digitalisering

I GSM forbindelsen blir det analoge lydsignalet digitalisert. Deretter blir den digitale tallrekken kryptert med sesjonsnøkkelen A5/1. Denne fila sendes så hurtig at det går små "pakker" med data fra 20 mobiltelefoner som sendes slik at de kommer fram til basestasjonen etter hverandre i riktig rekkefølge og tidspunkt. En enkelt basestasjonsenhet kan betjene 20 mobiltelefonsamtaler samtidig.
Informasjonen i en "pakke" er organisert slik at dataene som representerer noe av lyden i 2 tidsperioder sendes i en pakke. Dersom en pakke tapes i støy eller forstyrrelser, blir lydkvaliteten bare såvidt dårligere og avbrudd i lyden unngås. Dette gir en moderat tidsforsinkelse av lyden i GSM telefoner.
På grunn av denne pakkingen og krypteringen er det svært komplisert å avlytte en GSM forbindelse. 
Når mobiltelefonen er nær basestasjonen dempes sendereffekten i mobiltelefonen. En basestasjon kan betjene mobiltelefoner som er inntil 35 km unna. En utvidet versjon kan betjene mobiltelefoner opptil 70 km unna. Sistnevnte brukes i noen tilfeller langs kysten.
Endel av programvaren som styrer disse prosessene er utviklet ved SINTEF i Trondheim.

Bruk av GSM telefon i fly

Ved bruk av mobiltelefon i fly vil telefonens signaler nå et stort antall basestasjoner, og flere av disse er for langt unna for å gi forbindelse. Ved slik bruk kan samtalen bli brudd med feilmelding "Nettverksfeil" på skjermen. Det kan være mulig å gjennomføre samtale fra småfly ved å fly lavt under samtalen.