[English](../../en/2G/gsm-basics.md) # Bases du GSM : Vue d'ensemble **GSM** (Global System for Mobile Communications) est le standard cellulaire le plus utilisé au monde, initialement conçu pour la voix et les SMS 2G, puis étendu à la donnée (GPRS/EDGE). --- ## Qu'est-ce que le GSM ? - Standard **cellulaire numérique** pour voix et données mobiles - Lancé en Europe en 1991, adopté mondialement - Bandes : 900/1800 MHz (Europe/Asie), 850/1900 MHz (Amériques) --- ## Concepts clés - **Réseau cellulaire** : Divise la couverture en « cellules », chacune desservie par une station de base (BTS) - **Carte SIM** : Stocke l'identité de l'abonné et les clés secrètes - **Voix, SMS, données bas débit** : Services de base (l'accès Internet a été ajouté ensuite) --- ## Architecture GSM - **MS (Mobile Station)** : Le téléphone (matériel + SIM) - **BTS (Base Transceiver Station)** : « Antenne relais » – gère le lien radio avec le téléphone - **BSC (Base Station Controller)** : Gère plusieurs BTS, handover et ressources radio - **MSC (Mobile Switching Center)** : Bascule appels/SMS, gère mobilité et authentification - **HLR/VLR (Home/Visitor Location Register)** : Bases de données abonnés et itinérance - **AUC** : Centre d’authentification (gère SIM/IMSI/Ki) - **EIR** : Registre des équipements (bloque les téléphones volés) ``` [MS] ⇄ [BTS] ⇄ [BSC] ⇄ [MSC] ⇄ [HLR/VLR] ``` --- ## Fréquences et modulation - **TDMA** : Time Division Multiple Access (plusieurs utilisateurs par fréquence, via des intervalles de temps) - **GMSK** : Gaussian Minimum Shift Keying (modulation radio efficace et robuste) --- ## Sécurité & SIM - Chaque SIM possède un **IMSI** unique et une clé secrète **Ki** - **Authentification** : Algorithmes A3/A8, génération d'une clé session (Kc) pour chaque appel --- ## Interface radio GSM & pile de protocoles L’« interface radio » GSM définit comment le téléphone communique avec le réseau sur le canal radio : fréquences, slots temporels, couches de protocoles… --- ## Canaux radio & intervalles de temps - **Bandes de fréquences** : GSM900, 1800, 850, 1900 MHz - **Canal** = fréquence porteuse (200 kHz) découpée en 8 **timeslots** (TDMA) - **Un utilisateur** = un timeslot par trame (hors canaux de contrôle/données « packet ») --- ## Types de canaux - **Traffic Channels (TCH)** : Transportent voix ou données utilisateur - **Control Channels (CCH)** : - **BCCH** : Broadcast Control (infos réseau, paramètres cellule) - **CCCH** : Common Control (paging, accès) - **DCCH** : Dedicated Control (établissement d’appel, authent, signalisation SMS) --- ## Pile de protocoles - **Couche 1 (physique)** : Modulation, transmission RF (GMSK) - **Couche 2 (liaison)** : LAPDm — correction d’erreurs, tramage - **Couche 3 (réseau)** : RR/MM/CC — gestion radio, mobilité, contrôle d’appel --- ## Séquence d’appel (simplifiée) 1. **Allumage** → Le téléphone scanne le BCCH, sélectionne la meilleure cellule 2. **Enregistrement** → Envoie l’IMSI, le réseau authentifie la SIM 3. **Appel/SMS** → Signalisation sur DCCH, voix/données sur TCH 4. **Handover** → Si déplacement, le réseau commute BTS/BSC 5. **Chiffrement** → Flux chiffré (A5/1 etc.) activé après authentification --- ## Données par paquets - **GPRS/EDGE** : Utilise des timeslots additionnels pour la data (canaux « packet »), gérés par SGSN/GGSN dans le cœur - **Débits** : De ~9,6 kbps (GSM) à 236 kbps (EDGE) ## Quel est le rôle de SS7 dans GSM ? ### SS7 (Signaling System No. 7) est le **protocole de signalisation universel** utilisé dans le cœur des réseaux télécoms (fixes et mobiles). Dans le GSM, il joue un **rôle clé dans toutes les opérations de gestion du réseau, de l’abonné, du roaming et des services**. --- ### Principales fonctions de SS7 dans GSM : 1. **Gestion de la mobilité / Roaming** * SS7 permet au réseau de savoir où se trouve chaque abonné, même en itinérance (roaming international). * Les messages SS7 servent à mettre à jour les bases HLR/VLR (Home Location Register / Visitor Location Register) à chaque changement de zone. 2. **Authentification et sécurité** * Utilisé pour véhiculer les messages d’authentification entre les MSC (commutateur mobile), HLR, AUC (Authentication Center). * Transfert de clés, challenge/réponse lors de l’attachement d’un mobile. 3. **Établissement et routage des appels** * Toute la “logique” d’établissement, d’acheminement, de libération des appels (voix, SMS) repose sur la signalisation SS7. * Routage intelligent : SS7 sait trouver la destination réelle d’un numéro, même si l’abonné a bougé ou a activé des services (transfert d’appel, portabilité, etc). 4. **SMS** * Les SMS transitent côté signalisation via le réseau SS7, entre les MSC, SMSC (Short Message Service Center), HLR, etc. 5. **Services avancés** * Gestion du numéro court, services à valeur ajoutée (ex : renvoi, messagerie vocale, USSD, etc). --- ### Exemples de messages SS7 dans GSM * **MAP** (Mobile Application Part) : localise, authentifie, transfère l’état de l’abonné. * **ISUP** (ISDN User Part) : gère l’établissement d’appels voix. * **SCCP** (Signalling Connection Control Part) : routage avancé des messages. --- ## Pourquoi SS7 est critique dans GSM ? * **C’est le “langage” entre tous les grands équipements cœur de réseau** (MSC, HLR, VLR, SMSC, AUC, EIR…). * Sans SS7, pas d’itinérance, pas de gestion d’abonnés, pas de routage automatique. * Il rend possible la mobilité mondiale et la gestion dynamique de millions d’abonnés à l’échelle opérateur. --- ### À retenir > **SS7 dans GSM** = le “système nerveux” qui coordonne toutes les opérations invisibles du réseau mobile, du simple appel au roaming international, en passant par la sécurité et les SMS.