Seguro que haces uso de tu móvil a menudo, tienes una tarifa de datos en tu tablet o has enviado alguna vez un SMS y todo ello sin pararte a pensar cómo es posible hacer todo esto. Pero, ¿cómo funciona la telefonía móvil?

En España, y en el resto de Europa y en casi todo el mundo, se utiliza el sistema de telefonía móvil celular denominado GSM (Global System for Mobile communications). GSM nació en el año 1982 como un estándar europeo de comunicaciones móviles y su principal objetivo era acabar con los problemas ya existentes en las redes de telefonía analógica presentes desde hacía unos treinta años (principalmente falta de cobertura, consumo energético, nula homogeneidad entre operadores y dificultad de roaming entre otros). En su desarrollo participaron 26 compañías de telecomunicaciones europeas. Ocho años después se presentaron las primeras especificaciones para la primera banda, la de 900 MHz, con la que se inició el servicio de telefonía GSM, y poco a poco se fueron incorporando más bandas hasta llegar a las cuatro actuales.

Funcionamiento de la red GSM

La telefonía móvil celular funciona de la siguiente manera:

Existe una serie de antenas que dan cobertura a una zona determinada, llamada “celda” o “célula” (de ahí su nombre). Cada antena está conectada a una estación base llamada BTS (Base Transceiver Station o Estación Transceptora Base) que conecta dicha celda a un MSC (Mobile Switching Center o Centro de Conmutación Móvil) que es el sistema encargado de administrar el encaminamiento de las llamadas de un suscriptor móvil y conectarlo con otras redes de otro tipo, como telefonía fija, o enviar las llamadas a otro operador.

El MSC también está conectado con un servidor llamado HLR (Home Location Register) que se encarga de obtener los datos del suscriptor cuando éste entra en una zona y, si lo tiene permitido, le dará cobertura.

Ejemplo de roaming GSM

Ejemplo de roaming en GSM

En la imagen anterior podemos ver un ejemplo gráfico de lo explicado anteriormente. Las celdas amarillas pertenecen a una provincia mientras las azules a otra. Cada conjunto de celdas dan cobertura a una zona extensa de población. El “Global MSC” es la centralita que conecta las redes inalámbricas GSM que están separadas (en ese ejemplo provincias o estados diferentes, pero también podrían ser operadores distintos o incluso países en una zona fronteriza aunque en este último ejemplo se conectarían dos Global MSC entre sí, una de cada país) y sirve de pasarela con otras redes de telefonía como la telefonía fija por ejemplo.

Al encender el móvil éste se conecta a la BTS/BSC más cercana que le puede dar servicio y ésta comprueba los datos del terminal y el usuario en el HLR y si todo está correcto (compañía, estar al día en pago de recibos, móvil no robado, IMEI no duplicado, etc.) se le da cobertura al terminal y se registra en qué celda se encuentra.

Al desplazarse el terminal está continuamente haciendo mediciones de cobertura y se conecta siempre a la BTS que mejor señal le da y para eso existe una notificación previa y es por ello que el usuario es capaz de desplazarse sin que se le corten las llamadas.

Una de las características fundamentales visibles del sistema GSM es la facilidad para cambiar de terminal ya que para ello se cuenta con una tarjeta SIM removible que lleva en sí los datos del usuario y número de teléfono asignado que al ser insertada en otro terminal adquiere la línea del anterior aparato. Voy a explicar cómo funciona esto.

Cada terminal tiene un número que habrás escuchado alguna vez llamado IMEI. El IMEI es en International Mobile Equipment Identity o Identificación Internacional de Equipo Móvil. Esto significa que es un número ÚNICO para cada terminal del mundo sin importar marca o modelo. Este número identifica unívocamente cada terminal.

Llegados a este punto algún propietario de Aquaris dirá: “¡Mi teléfono tiene dos IMEI!”. Y sí, así es, el Aquaris tiene dos números IMEI. ¿por qué? Pues sencillamente porque tiene dos módulos de radio independientes (para dos líneas activas a la vez).

Bien, continuando, cada tarjeta SIM tiene un número llamado ICC. SIM es el acrónimo de Suscriber Identity Module o Módulo de Identificación de Suscriptor y, como su nombre indica, identifica al propietario de la línea. El ICC es el International Circuit Card id o Identificación Internacional de Tarjeta de Circuito y es un número de 18 dígitos, también, único en el mundo que identifica cada tarjeta. Dentro de la SIM también va el IMSI, International Mobile Suscriber Identity o Identificación Internacional de Suscriptor Móvil, y aquí reside la magia…

Tarjeta SIM

Tarjeta SIM

El IMSI se compone de MCC (código de país) MNC (código de operadora móvil) y MSIN (identificación de la estación móvil). Este número es lo que se transmite al HLR junto al IMEI para cada vez que enciendes el teléfono o cuando sales al extranjero y haces roaming…

Para España, el MCC es 214 y ejemplo de los códigos de operador son 01 para Vodafone, 03 para Orange, 04 Yoigo y 07 Movistar (hay más códigos de operador pero no es el objetivo del artículo verlos todos). Es debido a este código que los usuarios de un operador no pueden usar las redes de otro y en un mismo sitio hay gente que tiene cobertura de un operador y del otro no aunque su terminal capte la señal y sea técnicamente capaz de registrarse y usar esa red.

En contrapartida, también sirve para dar servicio a suscriptores de otras redes como es el caso de las operadoras virtuales (Symio, Pepephone, Hits, etc.) o suscriptores extranjeros ya que el HLR comprueba el código de país y el MNC y si está autorizado le da cobertura.

Como caso particular de ejemplo podemos ver a Yoigo. Esta operadora (Xfera Móviles) posee red propia en los núcleos urbanos y donde no tiene cobertura está apoyada por Movistar. Esto quiere decir que si es posible ella misma proporciona la cobertura a sus clientes y cuando no se puede la suministra Movistar en roaming aunque el terminal no lo marque (ya la rom del terminal está modificada para que cuando esté en 214 07 parezca que está en 214 04 y no salga la famosa “R”). Es por eso que a veces se cortan las llamadas, cuando se hace efectivo el roaming y se deja una operadora y se pasa a funcionar con la otra.

Después de comprobado el ICC (suscriptor activo y con permiso para usar la red) y que el IME es válido (no se encuentra en lista negra por robo por ejemplo) ya se está autentificado en el HLR y se pueden cursar llamadas o hacer uso de la línea de cualquier forma (datos, voz, sms, etc.). A partir de este momento la tarjeta SIM ya no es usada por el terminal (a no ser que utilices su agenda telefónica) y, como curiosidad, es fácilmente comprobable si tienes un terminal que no haya que apagar para retirar dicha tarjeta. Si lo haces con el móvil con cobertura recibirás la sorpresa de que puedes seguir haciendo y recibiendo llamadas sin la tarjeta pero la alegría te durará poco, en el tiempo que la insertes en otro terminal y lo enciendas, el primero se quedará sin cobertura por falta de SIM. Quizá sea por eso que en la inmensa mayoría de terminales del mercado es preciso apagarlo para manipular la tarjeta, ya que también se podría dañar.

____________________
José Rodríguez S. 
(Pive, como es conocido) es Ingeniero Técnico de Telecomunicación especializado en centrales telefónicas, redes de voz y datos y voz sobre IP, fiel aficionado al moto turismo y un absoluto entusiasta de los gadgets y las nuevas tecnologías. Posee su propia web acerca de bricolaje de la moto y es colaborador y MVP de bq Readers donde escribe artículos relacionados con el mundo de las tablets y móviles, resuelve dudas técnicas a los usuarios y participa en diferentes programas de pruebas.