vignette|Ce logo GSM est utilisé pour identifier les terminaux et équipements compatibles.

(GSM) (historiquement « Groupe spécial mobile »Jean-Pierre Manguian, Les radiocommunications, Presses universitaires de France, Numéro 2723 édition juillet 1993) est une norme de téléphonie mobile de seconde génération (2G). Le groupe de travail chargé d'établir cette norme a été créé en 1982 par la Conférence européenne des administrations des postes et télécommunications (CEPT). Le GSM est un prédécesseur des normes de communication 3G.

Elle a été développée et mise au point par l'Institut européen des normes de télécommunications (ETSI) pour la gamme de fréquences de .

Une variante appelée (DCS) utilise la gamme de fréquences de .

Cette norme est particulièrement utilisée en Europe, en Afrique, au Moyen-Orient et en Asie. Deux autres variantes, en et en PCS (Personal Communications Services), sont également utilisées. La protection des informations est assurée par les algorithmes de chiffrement A5/1 et A5/2, puis A5/3.

Tel qu'il a été conçu, le réseau GSM convient parfaitement aux communications « vocales » (téléphonie). Le réseau étant de type à sélection de circuits, les circuits ne sont alloués que pour la durée de la conversation, comme lors de l'utilisation de lignes téléphoniques fixes. Les clients peuvent soit acheter une carte prépayée, soit souscrire un abonnement.

Sous l'égide de l'organisation 3GPP, la norme GSM a ensuite été enrichie afin de faire circuler des débits plus importants et des informations en mode « paquet » par les extensions GPRS (General Packet Radio Services) puis EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution). Ces deux modes peuvent cohabiter avec le mode « vocal » du GSM, et utilisent les mêmes antennes et les mêmes bandes de fréquences.

La technologie prend fin en Europe en 2026.

Histoire vignette|gauche|Premier téléphone GSM français en 1992. Le concept de réseau cellulaire tire son origine des réseaux de première génération mis en service au début des années 1980. Plusieurs pays développent à leur tour des réseaux, exploitant leurs propres systèmes dits analogiques (les conversations sont transmises en clair), fonctionnant sur des bandes de fréquences souvent différentes d'un État à un autre. Les réseaux sont organisés au mieux, selon des zones (des cellules) de tailles variables, correspondant grosso modo à des cercles de 30 à de rayon, jointifs ou pas, au centre de chacun desquels est installée une antenne-relais.

Selon la topographie, il est possible que certaines cellules couvrent une même portion de territoire. Quand un abonné met en marche son terminal (un téléphone mobile le plus souvent embarqué dans un véhicule), celui-ci effectue automatiquement par balayage radio la recherche d'une station de base (BTS). S'il trouve plusieurs stations de base, la connexion au réseau du terminal embarqué se fait avec la station proposant la meilleure qualité de signaux nécessaire à la communication. On dit alors que le terminal est reconnu et inscrit au réseau, et qu'il est configuré en « mode-veille ». Il peut désormais recevoir les appels qui lui sont destinés, comme en émettre via cette station de base. Cette connexion demeure active tant que les signaux restent d'un niveau convenable.

Chaque station de base dispose d'un certain nombre de canaux différents, bidirectionnels (ou full duplex), affectés de manière dynamique (en fonction des besoins) aux terminaux inscrits. Si en cours de communication le terminal vient à quitter la cellule, en perdant la liaison avec la station à laquelle il est relié, la conversation est peu à peu dégradée, voire subitement interrompue, même s'il vient à se trouver dans une autre cellule du même réseau où le terminal cherche immédiatement à se réinscrire. Cet inconvénient oblige souvent les utilisateurs à arrêter leur véhicule pour garder (quand ils le peuvent) ou retrouver une bonne qualité de communication. Longtemps inconnue, la technique du transfert intercellulaire (possibilité de maintenir une communication sans limite d'espace à l'intérieur des frontières nationales) reste à définir et à développer.

Malgré le coût élevé de l’installation des terminaux et quelques défauts, les différents systèmes connaissent un succès certain, débouchant vers un engorgement des ressources. La capacité de chaque station de base, limitée en connexions en veille en plus des communications simultanées, rend nécessaire une amélioration de quelques systèmes, via l'allocation d'une bande de fréquence de service. Cela permet d'augmenter le nombre d'abonnés jusqu'à un certain stade, dans l'hypothèse où ceux-ci ne téléphonent pas tous en même temps.

Dans les années 1980, les systèmes de téléphonie mobile en sont encore à leurs balbutiements. Les antennes-relais des BTS nécessitent alors des puissances assez importantes pour desservir les terminaux mobiles de 2 ou , aux poids différents selon s'ils équipent de rares piétons ou des automobilistes. Afin d'éviter les interférences, les cercles de couverture adjacents ne peuvent pas réutiliser les mêmes fréquences, réduisant ainsi le spectre fréquentiel disponible dans chaque cellule.

En 1987, les choix techniques concernant l'utilisation des télécommunications mobiles de sont fixés par le GSM (Groupe pour un Service Mobile) de l'ETSI. Ainsi sont utilisés la transmission numérique (cryptée) et non plus analogique, le chiffrement des informations et le multiplexage temporel sur les canaux radio.

.

En 1991, une première communication expérimentale est faite par le groupe GSM, et le le premier appel GSM dans le monde a été fait en Finlande. Le sigle GSM change également de signification pour devenir . Les spécifications techniques sont ensuite complétées pour pouvoir fonctionner dans la bande des .

Au salon Telecom 91 de Genève, au moyen de stations de transmission de base installées dans le territoire français tout proche, des démonstrations sont faites de l'utilisation de terminaux GSM embarqués dans des véhicules automobiles.

Bandes de fréquence GSM

GSM 850 et 1900 Ils sont présents aux États-Unis et au Canada. Certains pays n'utilisent que la norme GSM 850 (Équateur, Panama…). Le GSM 1900 est également appelé PCS 1900 ().

GSM 900 et 1800 On rencontre ces deux types de réseaux en Europe, notamment, en Belgique, Espagne, France, Allemagne, Italie, Suisse.

Le GSM 900 utilise la bande pour l'envoi de la voix ou des données depuis le mobile et la bande pour la réception des informations venant du réseau.

Le GSM 1800 utilise la bande pour l'envoi des données depuis le terminal mobile (upload) et la bande pour la réception des informations (download).

Les appareils qui fonctionnent tant en 900 qu'en 1800 sont appelés ou simplement .

Le GSM 1800 est également appelé ().

GSM 450 vignette|Une antenne relais GSM sur un toit de Paris. L'implantation d'un réseau GSM en avec une bonne couverture est souvent coûteuse dans les pays en développement. Les étendues à couvrir sont énormes, la densité de population faible par endroits et les moyens financiers pour mettre en place l'infrastructure sont réduits. Le principal problème dans les zones peu peuplées est le nombre élevé de stations de base à installer. Même les pays industrialisés sont confrontés à ce problème de couverture dans les zones rurales.

L'utilisation de fréquences moins élevées augmente sensiblement la portée des stations de base. Ainsi en , leur portée serait près du double de ce qu'elle est en . Ericsson , Ericsson, . et Nokia , Nokia, . ont travaillé au début des années 2000 à la mise au point d'une norme GSM fonctionnant dans la bande de fréquence de , Citel, . et de Union Internationale des Télécommunications, Mise en œuvre des capacités des systèmes 3G dans les pays en développement.. Avec ces fréquences, la couverture radio pourrait atteindre . Elle serait particulièrement bien adaptée aux zones côtières, désertiques et rurales, là où le trafic est faible et le terrain plat. Mais cette technologie n'a pas connu de succès commercial. En 2012, cette bande de fréquence n'est utilisée nulle part pour des réseaux GSM, et aucun téléphone compatible GSM-450 n'est commercialisé.

Attribution de fréquences GSM en France

GSM 900 (R-GSM et E-GSM inclus) Les fréquences dans la bande des peuvent être utilisées pour le GSM et, depuis 2008, pour l'UMTS.

Le réseau GSM-R est un réseau privé dédié aux communications ferroviaires sol-train. Il est incompatible avec les terminaux GSM ou UMTS « grand public » et donc inaccessible aux abonnés GSM classiques. En France, la bande de fréquences dédiée au GSM-R ( et ) est attribuée à plusieurs entreprises ferroviaires, notamment à SNCF Réseau et à Eurotunnel qui possèdent chacune leur propre réseau GSM-R.

L'attribution des fréquences GSM et son évolution sont décrites dans les sections suivantes.

Avant mi-2011 Sur l'ensemble du territoire métropolitain et dans certaines zones très denses jusqu'à fin 2012 :

Depuis le 12 juillet 2011 (arrivée de Free Mobile) Les opérateurs peuvent partager cette bande de fréquence entre le GSM et l'UMTS. Dans le cas d'une utilisation mixte, les opérateurs disposant de de largeur de bande affectent à l'UMTS et au GSM.

Sur l'essentiel du territoire métropolitain :

Autour de 13 camps militairesVoir l'annexe 5 de la décision n° 2002-0401 de l'ARCEP pour leur localisation précise :

GSM 1800 Avant le octobre 2013 Sur l'ensemble du territoire métropolitain sauf dans les zones très denses8 zones autour de Paris, Lille, Strasbourg, Lyon, Nice, Marseille, Toulouse et Bayonne. Voir la décision n° 2006-0140 de l'ARCEP pour leur définition précise. :

Dans les zones très denses:

Entre le octobre 2013 et le 24 mai 2016 Bouygues Telecom peut partager sa bande de fréquence réduite à 2 x entre GSM et LTE en France métropolitaine :

Depuis le 25 mai 2016 Selon les décisions de l'Arcep de , Bouygues Telecom, Orange Décision du 30 juillet 2015 modifiant la décision n° 2006-0239 autorisant la société Orange à utiliser des fréquences dans les bandes 900 MHz et 1800 MHz Arcep, 31 juillet 2015 et SFRDécision du modifiant la décision autorisant la société SFR à utiliser des fréquences dans les bandes 900 MHz et 1800 MHz Arcep, 31 juillet 2015 peuvent depuis utiliser cette bande de fréquence pour le GSM et pour le LTE.

Depuis 2016, Free dispose de duplex dans cette bande de fréquence utilisable pour le LTE Décision autorisant la société Free Mobile à utiliser des fréquences dans la bande 1800 MHz Arcep.fr, le 8 septembre 2015. Les bandes de fréquence des trois autres opérateurs ont été décalées et réduites à duplex en France métropolitaine :

Identification des appareils et des abonnés vignette|Carte SIM à l'intérieur d'un téléphone, la batterie étant enlevée. Les téléphones mobiles contiennent une carte SIM amovible, qui permet d'identifier l'utilisateur (l'abonné) et optionnellement de stocker un certain nombre de numéros de téléphone. Dans certains terminaux récents, la carte SIM peut être remplacée par une carte SIM virtuelle non amovible, l'eSIM.

Chaque appareil (équipement de l'utilisateur) est aussi identifié, quelle que soit sa marque, par un numéro IMEI que l'on obtient, en entrant sur le clavier, la séquence USSD : *#06#. On peut noter cet identifiant IMEI et le signaler à son opérateur, en cas de vol, de façon à procéder à son blocage. Cet identifiant ne doit pas être confondu avec l'IMSI contenu dans la carte SIM.

Le code PIN est le mot de passe de la carte SIM ; le code PUK permet de débloquer une carte SIM, bloquée après l'introduction de PIN erronés. Le code PIN2, s'il existe, est un mot de passe pour un sous-ensemble de fonctions précises de la carte SIM ; le code PUK2 lui est associé de la même manière.