Cos'è il GSM (Global System for Mobile Communications)?
In breve, si tratta di una tecnologia cellulare di seconda generazione (2G), introdotta dalle reti commerciali nei primi anni ’90, che utilizza le schede Subscriber Identity Module (SIM) per l'autenticazione delle utenze. Questo rende semplice cambiare telefono o viaggiare all'estero, rappresentando un importante passo avanti rispetto ai sistemi precedenti, in cui il dispositivo era vincolato alla rete.
I telefoni compatibili con il GSM possono ancora gestire chiamate vocali, messaggi di testo e servizi dati di base nelle aree in cui le reti 2G sono ancora attive, ma queste aree si stanno riducendo rapidamente. La maggior parte del mondo è ormai passata alle reti 4G LTE e 5G. Anche il 3G, che ha seguito il GSM, è già stato dismesso dai principali operatori.
Come funziona?
Questa tecnologia trasmette voce e dati sotto forma di segnali digitali e può crittografare il traffico trasmesso via etere tra il telefono e le stazioni radio base locali. La copertura è suddivisa in celle sovrapposte che, nel loro insieme, garantiscono un servizio continuo in un'intera area.
Per esempio, immaginiamo che tu stia effettuando una telefonata. Il telefono si connette a una stazione radio base nelle vicinanze non appena avvii la chiamata. (La tua SIM svolge un ruolo centrale in questo processo: memorizza le informazioni sull'utenza che permettono alla rete di riconoscerti e assicurano che chiamate e dati vengano instradati correttamente da e verso il tuo dispositivo.) La stazione radio base trasmette quindi il tuo segnale attraverso la rete dell'operatore, dove un centro di commutazione determina la destinazione della chiamata, che si tratti di una persona che si trova dall'altra parte della città o di un contatto dall'altra parte del mondo, e stabilisce la connessione. L'intero processo richiede pochi secondi.
Per consentire alle reti di gestire contemporaneamente chiamate e connessioni dati, il GSM utilizza una tecnologia chiamata Time Division Multiple Access (TDMA), che permette a più utenti di condividere lo stesso canale di frequenza radio assegnando a ciascuno specifici intervalli di tempo.
Struttura della rete GSM
Il sistema si basa su quattro componenti principali: la stazione mobile (MS), il sistema della stazione base (BSS), la rete centrale (tecnicamente chiamata Network and Switching Subsystem o NSS) e i sistemi di supporto operativo (OSS). Ecco una breve panoramica di cosa sono e a cosa servono:
La MS è il dispositivo elettronico fisico dell’utente e la relativa scheda SIM.
Il BSS è il ponte fisico e digitale che trasmette il traffico radio tra il telefono e la rete centrale. È composto da due elementi: una stazione radio base e un controller della stazione base. La stazione radio base (BTS) gestisce i segnali radio, le frequenze, la crittografia e la copertura. Il controller della stazione base (BSC) si occupa dell'assegnazione delle frequenze, della gestione delle risorse radio e degli handover per un gruppo di più stazioni radio base (BTS).
La rete centrale è la spina dorsale del sistema e si occupa dell'instradamento di chiamate e dati. Comprende sistemi che monitorano gli spostamenti delle utenze tra diverse aree, assicurando che la connessione rimanga attiva senza interruzioni. Verifica inoltre le schede SIM per convalidare le informazioni sull'utenza e registra i dati necessari per una corretta fatturazione.
L'OSS garantisce il corretto funzionamento di tutti i sistemi. Monitora le prestazioni della rete, risolve i problemi tecnici e assicura che i servizi mobili rimangano affidabili.
Caratteristiche
Il GSM offre diverse funzionalità fondamentali che hanno migliorato le comunicazioni mobili, contribuendo a renderlo il principale standard globale nei primi anni '90:
Identità basata sulla SIM. A differenza delle reti CDMA concorrenti, il GSM associa l'identità dell'utenza a una scheda SIM rimovibile, permettendo di cambiare dispositivo senza dover modificare il numero di telefono o l’account.
Dati mobili. Il GSM supporta i dati mobili attraverso GPRS (2.5G) ed EDGE (2.75G), rendendo possibili le prime forme di accesso a internet da mobile, la posta elettronica e l'invio di messaggi con immagini.
Funzionalità vocali. Il GSM consente la compressione digitale della voce, la visualizzazione dell'identificativo del chiamante, l'avviso di chiamata, il trasferimento di chiamata e le conferenze con più partecipanti.
Efficienza dello spettro. La combinazione dell'accesso multiplo a divisione di frequenza e a divisione di tempo (TDMA) permette a più utenze di condividere la larghezza di banda senza interferenze, operando sulle bande di 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz e 1900 MHz.
Vantaggi
Al di là delle specifiche tecniche, ci sono diversi vantaggi concreti nella vita di tutti i giorni:
Libertà nella scelta del dispositivo. Poiché la tua identità è associata alla scheda SIM e non al telefono, puoi cambiare dispositivo, passare a un modello più semplice o utilizzare temporaneamente quello di qualcun altro senza dover contattare il tuo operatore.
Connessione ideale per chi viaggia. La diffusione del GSM in oltre 200 Paesi significa che spesso puoi utilizzare il tuo telefono anche all'estero, purché il tuo operatore abbia accordi di roaming, una possibilità che chi utilizzava il CDMA non poteva dare per scontata.
Ampia diffusione globale. La sua diffusione su larga scala ha favorito la crescita di un enorme mercato di dispositivi, accessori e servizi compatibili, contribuendo a mantenere i prezzi competitivi.
La diffusione degli SMS. Sebbene gli SMS non fossero una funzionalità esclusiva del GSM, la portata globale di questa tecnologia ha avuto un ruolo importante nel rendere i messaggi di testo una modalità di comunicazione diffusa in tutto il mondo.
Limiti
Si tratta ormai di una tecnologia datata, in gran parte sostituita dalle più veloci LTE e 5G. Ecco i principali svantaggi:
Velocità di trasmissione dei dati ridotta. Il GSM originale e i primi aggiornamenti per la trasmissione dati, come il GPRS, sono molto più lenti rispetto al 4G e al 5G e non sono quindi in grado di supportare attività come lo streaming, le videochiamate o il trasferimento di grandi quantità di dati.
Dismissione delle reti. Molti dei principali operatori hanno completamente dismesso le proprie reti 2G/GSM, riutilizzando lo spettro radio per tecnologie più veloci come LTE e 5G.
Interferenze elettroniche. Il GSM si basa su una trasmissione a impulsi che può causare ronzii udibili o interferenze con dispositivi come apparecchi acustici e apparecchiature sensibili per il monitoraggio medico. Si tratta di un problema ben documentato che ha contribuito alle restrizioni sull'uso dei telefoni cellulari in ambito sanitario.
Limiti di capacità. Poiché più utenze condividono la stessa larghezza di banda, nelle aree densamente popolate o negli orari di maggiore traffico la rete può rallentare, le chiamate possono interrompersi o la velocità di connessione può diminuire.
Elevato consumo energetico. I dispositivi che utilizzano il GSM richiedono una quantità significativa di energia per stabilire e mantenere la connessione, con il rischio di ridurre rapidamente la durata della batteria.
Vulnerabilità di sicurezza. Le reti GSM di vecchia generazione non dispongono di alcuni dei sistemi di crittografia più avanzati presenti negli standard cellulari più recenti, e sono quindi più esposte all'intercettazione o agli attacchi informatici.
GSM, CDMA, LTE e 5G a confronto
Queste quattro tecnologie rappresentano generazioni diverse di reti mobili, ognuna caratterizzata da un approccio specifico alla comunicazione wireless.
CDMA (code-division multiple access) è una tecnologia di rete più datata che consente a più dispositivi di utilizzare la stessa banda di frequenza assegnando codici specifici a ciascun dispositivo. Presenta alcuni limiti in termini di velocità e scalabilità, soprattutto con l'aumento dell'utilizzo dei dati mobili.
LTE (Long Term Evolution), comunemente chiamato 4G, offre velocità di trasmissione dei dati più elevate e una maggiore efficienza della rete rispetto al CDMA. La sua maggiore capacità consente agli operatori di offrire prestazioni migliori e velocità internet più elevate, rendendolo lo standard per la maggior parte delle reti mobili.
5G, la quinta generazione della tecnologia per le reti mobili, si basa sull'LTE e offre velocità significativamente più elevate, una latenza inferiore e una maggiore capacità di rete. Questi miglioramenti supportano tecnologie emergenti come le città intelligenti, le auto a guida autonoma, il cloud gaming e le applicazioni dell'Internet delle cose (IoT) su larga scala. Sebbene l'LTE sia ancora ampiamente utilizzato per la copertura e la connettività in molte aree, il 5G sta diventando sempre più la base per i servizi mobili di nuova generazione.
Il GSM è ancora in uso in Italia?
Anche se oggi la maggior parte degli smartphone in Italia utilizza le reti 4G LTE e 5G, il GSM, ovvero la tecnologia 2G, non è ancora completamente scomparso. Gli operatori hanno progressivamente dismesso le reti 3G, mentre il 2G continua a essere utilizzato per garantire servizi di base, soprattutto chiamate e SMS su dispositivi che non supportano la tecnologia VoLTE.
TIM. Dopo la progressiva dismissione della rete 3G, i dispositivi che non supportano il VoLTE possono continuare a utilizzare la rete 2G per effettuare chiamate e inviare SMS. La rete 2G continua quindi a essere utilizzata come tecnologia di supporto per alcuni dispositivi e servizi.
Vodafone. Vodafone ha dismesso la propria rete 3G mantenendo la continuità del servizio per i dispositivi e i servizi che utilizzano la rete 2G e 4G.
WINDTRE. La rete 2G è ancora indicata tra le tecnologie disponibili nella mappa di copertura dell'operatore.
Per la maggior parte delle attività che richiedono una connessione dati, tuttavia, il 4G e il 5G hanno ormai sostituito il 2G. Quest'ultimo continua soprattutto a essere utilizzato per dispositivi meno recenti e per servizi che richiedono una connettività di base.
GSM ed eSIM
Il GSM ha introdotto un concetto che ancora oggi caratterizza la telefonia mobile: il numero di telefono e l'account dovrebbero poter essere trasferiti e non essere legati in modo permanente a un solo dispositivo. La tecnologia eSIM si basa sullo stesso principio: invece di sostituire una scheda fisica, puoi scaricare una eSIM e gestire il tuo account direttamente online sui dispositivi compatibili, rendendo ancora più semplice connetterti a una rete locale quando viaggi. Se vuoi saperne di più sulle differenze tra questi due formati, consulta il nostro approfondimento su eSIM e SIM fisica.
Per chi viaggia, questa evoluzione è particolarmente pratica. Invece di cercare una SIM locale all'aeroporto, una eSIM ti permette di configurare un piano dati prima ancora di salire sull'aereo. App come Saily rendono il processo semplice: puoi scegliere un pacchetto dati conveniente per la tua destinazione e connetterti alle reti supportate non appena atterri.
Il futuro del GSM
Con l'evoluzione della tecnologia mobile, il ruolo del GSM si sta riducendo. Gli operatori di tutto il mondo stanno dismettendo attivamente le reti 2G per liberare spettro da destinare a LTE e 5G: un processo ormai vicino al completamento negli Stati Uniti e già concluso in Paesi come Australia e Giappone, oltre che in diversi Paesi dell’Europa occidentale.
Detto questo, il GSM non è scomparso da un giorno all'altro. Continua a garantire servizi di base per chiamate vocali e dati in alcune aree dell'Africa, dell'Asia meridionale e di altre regioni in cui le infrastrutture più recenti sono ancora in fase di sviluppo. Per i dispositivi IoT, come i contatori intelligenti e i sistemi di tracciamento dei beni, le connessioni 2G di vecchia generazione sono rimaste in uso più a lungo del previsto.
La direzione, tuttavia, è chiara: le reti GSM vengono progressivamente dismesse in tutto il mondo e la transizione verso il 4G e il 5G continuerà ad accelerare. Per la maggior parte delle persone, l'era del GSM è ormai alle spalle.
