Las especificaciones de la red GSM son tan complejas que ocupan algo más de 5,000 páginas. En esta web, intentaré explicar de una forma fácil y resumida en qué consiste GSM y cual es su funcionamiento. Para una descripción más detallada y técnica ( sobre todo en lo que a aspectos de comunicación radio se refiere ) puedes consultar los links de esta web.

1. Origen del sistema GSM
( Global System for Mobile Communications )

El sistema GSM se desarrolló en Europa en la década de los 80, y se puso en funcionamiento en la decada de los 90. En 1982 se formó el Groupe Spécial Mobile, con el objetivo de definir un nuevo sistema de comunicaciones móviles. Con este nuevo sistema se intentaron cubrir los siguientes objetivos:

• El sistema debía ser común para toda Europa, a diferencia de los distintos sistemas analógicos ya existentes, incompatibles entre sí.
• Debía permitir servicios de la RDSI
• Debía ser lo suficientemente seguro como para mantener la privacidad de las conversaciones telefónicas. ( a diferencia de los sistemas analógicos, en el que las conversaciones podian ser monitorizadas ).

En 1990 se pararon las especificaciones de GSM y en 1991 las de DCS 1800 ( GSM-900MHz y DCS-1800MHz ). GSM se especificó con un conjunto reducido de servicios, dejando para la GSM Phase 2 la especificación de servicios adicionales.

Los primeros sistemas se pusieron en marcha en 1991, pero no fue hasta 1992 cuando comenzó la explotación de este sistema. En España no apareció hasta 1995.

2. Arquitectura del GSM

Al ser un sistema celular, está dividido en tres componentes :

• Estación móvil o MS ( terminal o telefono móvil ).
• Estación base o BS.
• Centrales de conmutación o MSC.

En el diagrama anterior podemos ver los siguietes elementos

• SIM ( Subscriber Identity Module ) : este modulo es la tarjeta "inteligente" que lleva el móvil. Contiene un identificador único, llamado IMSI ( International Subscriber Identity ). Este número sirve para identificar una y cada una de las tarjetas que hay en funcionamiento. El operador será el que asocie el IMSI a el número de teléfono del abonado.
  Cada SIM tiene una clave secreta ( distinta al PIN ) que es desconocida para el propio usuario. Pronto conoceremos más características de esta tarjeta.

• BS ( Base Station ) : es el teléfono móvil en sí. Cada teléfono móvil fabricado tiene un número de serie o IMEI ( International Mobile Equipment Identity ). Este número se puede consultar el la parte posterior del teléfono ( sin la batería ) o, en la mayoría de terminales, pulsando *#06#

• BTS ( Base Transceiver Sation ) : La estación base ( transceptora ) está formada por el conjunto de equipos de radio que permitan la comunicaciión con los teléfonos móviles, y poco más. Se especificó de tal manera que ocupase el mínimo espacio posible, para facilitar su emplazamiento.

• BSC ( Base Station Controller ) : Se encarga de controlar la mayor parte de las funciones de varias estaciones base. Debido a la complejidad de las funciones que realiza, la centralizaciión de éstas aumenta la eficiencia.
  La unión de la BTS con la BSC forman la BS.

• MSC ( Mobile Services Switching Centre ) : Centro de conmutación de servicios móviles. Tiene funciones similares a las de una central telefónica convencional, como puede ser llevar una llamada entrante al destino, siempre y cuando sea posible. Además, es el punto de conexión entre la red GSM y la red pública conmutada ( PSTN ), y contiene toda la información de los abonados ( tipo de abono, servicios suplementarios, restricciones de servicio, ... ).
  Cada MSC tiene un area asociada, es decir, cada MSC controla una zona más o menos amplia de terreno ( ciudad, provincia ... ). Ademas, cada area puede estar dividida en varias areas de localización , controladas por la misma MSC. Cada area de localización estará controlada a su vez por varias BS

• HLR ( Home Location Register ) : Registro de localización de los abonados. Contiene toda la información administrativa de cada abonado registrado en esa red GSM.

• VLR ( Visitor Location Register ) : Registro de localización de visitantes. Contiene la posición actual del móvil, siempre y cuando el móvil se encuentre en la misma area de localización que la MSC en la que se encuentra el VLR. Cuando el móvil salga del area de localización de esta MSC, la información será borrada del VLR y se pasará al VLR de la MSC en la que entre el móvil.

• EIR ( Equipment Identity Register ) : contiene información sobre el móvil que usa la tarjeta SIM. Esto le permite a la red conocer qué móviles han sido robados y denegarles el servicio, entre otras cosas.

• AuC ( Authentication Center ) : Contiene la información necesaria para la autenticación del abonado a la red, como la clave secreta de la SIM. El proceso de autenticación lo explicaremos más tarde.

En definitiva, una red GSM consta de teléfonos móviles con tarjetas SIM, estaciones base encargadas de comunicarse con los teléfonos móviles, y centralitas que se ocupan de dirigir las llamadas a su destino y de mantener una base de datos con la información del abonado y su localización actual. Esta disposición es jerárquica, como puede observarse en la siguiente figura :

Ahora bien : ¿ Cómo sabe la red que nosotros somos quien decimos ser ?. El proceso de autenticación se realiza cuando :

• El teléfono móvil cambia de zona de localizaci&oaucte;n.
• Antes de cada llamada.
• Antes de la prestación de servicios suplementarios.

La forma resumida en la que se realiza es la siguiente :

1. La red GSM solicita el IMSI al teléfono móvil.El AuC, con el IMSI del abonado, se encargará de su autenticación.
2. Una vez el Auc conoce el IMSI, conocerá tambien la clave secreta de la tarjeta SIM con dicho IMSI, ya que estaba almacenada en su base de datos. El AuC y el teléfono móvil calculan, a partir de la clave secreta, un número, de tal forma que de este número no se puede volver a calcular la clave secreta. Estas funciones se llaman unidirecionales ; a partir de X podemos calcular f(X) y obtendremos Y , pero a partir de este Y no podemos volver a obtener x . De esta forma, el móvil y la AuC obtienen un número a partir de la clave, pero a partir de este número no podemos conocer la clave.
3. El tel&uacte;fono múvil le envia la clave codificada ( el número que habiamos obtenido ) y el AuC la compara con la suya. De esta forma la red puede saber si la tarjeta SIM que el usuario dice que tiene es correcta o no.
4. En el caso que se trate de una llama, la conversaciión telefónica es codificada, de nuevo, con un número que solo conocente el teléfono móvil y la red GSM, por lo que aunque alguien esté "escuchando" las señales digitales que transmiten la estación base y el teléfono, no serian capaces de saber cual es el contenido de esa información, porque estaría encriptada.

Para una información más detallada de c&ocaute;mo se realiza el proceso de autenticación, pulsa aquí .