Le reti cellulari

Come abbiamo visto, durante i primi anni '80 si è assistito ad una notevole crescita ed espansione dei sistemi cellulari analogici in Europa, in modo più accentuato nei paesi Scandinavi e nel Regno Unito ed in misura minore in Francia e in Germania. Il grosso limite dei sistemi analogici era rappresentato dal fatto che ogni paese sviluppava un proprio sistema cellulare che risultava incompatibile con quello degli altri paesi. Questo portò ad una situazione non desiderata, poichè, in primo luogo, la comunicazione mobile restava circoscritta nei confini dei ogni paese e, secondariamente, vi era un mercato limitato per ogni tipo di equipaggiamento adottato dai diversi paesi che non permetteva un'adeguata riduzione dei costi di produzione.

Si è resa necessaria l'introduzione di uno standard digitale che rendesse possibile ovviare ai problemi e alle limitazioni precedentemente citate. A tal proposito nel 1982 il CEPT (Conferenza Europea delle Poste e delle Telecomunicazioni) realizzò un gruppo di studio chiamato Groupe Spécial Mobile (da qui la prima definizione dell'acronimo GSM) affinchè venisse sviluppato un sistema paneuropeo di telecomunicazione mobile che avesse dei requisiti ben definiti. Innanzitutto doveva essere garantito un basso costo dei terminali e dei servizi, oltre, ovviamente, al support per il roaming internazionale. Le altre caratteristiche richieste furono: una buona qualità audio la capacità di supportare i terminali palmari, il supporto per differenti tipologie di servizi e la compatibilità con la tecnologia ISDN.

La responsabilità del GSM fu trasferita nel 1989 all' ETSI (l'Istituto Europeo degli Standard di Telecomunicazione) e nell'anno seguente furono pubblicate le specifiche del GSM phase1. Intanto l'acronimo GSM assunse una nuova definizione, che è quella mantenuta fino ad oggi, ovvero "Global System for Mobile communications". I servizi commerciali hanno preso il via all'inizio della seconda metà del 1991 e dal 1993 sono nate 36 reti GSM in 22 paesi diversi. Sebbene sia nato in Europa il sistema GSM non è solo uno standard europeo: esistono oltre duecento reti GSM attive in 110 paesi nel mondo.

Il GSM è utilizzato principalmente per i cosiddetti "servizi voce" sebbene le potenzialità di questo tipo di network possono offrire ben ampie possibilità poichè il sistema digitale supporta il trasferimento dati. Anche il "segnale voce", infatti, viene codificato e trasmesso nel nework sottoforma di stream digitale.

La codifica avviene tramite la tecnica PCM (Pulse Code Modulation) che consiste nel codificare 8.000 campionamenti al secondo del segnale analogico per produrre altrettanti valori a 7 bit (in USA) o 8 bit (in Europa). A questo punto entra in gioco la caratteristica principale del network GSM ovvero la tecnica TDM (Time Division Multiplexing). Il concetto che sta alla base della TDM è il seguente: i bit provenienti da diverse connessioni vengono prelevati a turno da ciascuna di esse ed inviati su un'unica connessione ad alta velocità (fisica o radio, non ha importanza). L'intervallo tra la trasmissione di 2 pacchetti di bit appartenenti alla medesima connessione, è calcolato in modo tale da preservare una qualità audio soffisfacente. In questo modo è possibile utilizzare la medesima frequenza portante per servire più utenti contemporaneamente.

La particolare caratteristica del segnale digitale, ovvero variare in modo quantizzato (a differenza del segnale analogico che varia in modo continuo), lo rende meno suscettibile a interferenze (ad esempio l'interferenza cocanale) rendendo, di conseguenza, possibile un'ulteriore riduzione di dimensioni delle cellule del network. Trattandosi poi di un segnale digitale, è relativamente semplice l'applicazione di eventuali algoritmi per la rilevazione e correzione di errori. La minore dimensione delle celle unita alla già citata TDM, mettono il sistema in condizioni tali da poter gestire un maggior numero di utenti rispetto ai network analogici.