O GSM (Groupe Spécial Mobile, mais tarde renomeado para Global System for Mobile) surgiu da união de vários países Europeus, em torno da idéia de criar um padrão unificado de telefonia, capaz de substituir os diversos padrões proprietários usados na primeira geração de redes celulares. A primeira rede GSM entrou em operação em 1991, na Finlândia, e o padrão se popularizou rapidamente desde então, tornando-se o padrão dominante em todo o mundo.

A padronização em torno do GSM acabou sendo um dos principais fatores que possibilitaram a massificação dos celulares e dos smartphones, já que o uso de um padrão comum permitiu que os custos caíssem e que os mesmos aparelhos fossem vendidos em diferentes países, com apenas pequenas alterações nos softwares e nas funções.

A tecnologia mais básica de acesso dentro do GSM é o CSD (Circuit Switched Data), um sistema que permitia conexões a 9.6 kbits, mas que ainda era tarifado por minuto, da mesma forma que uma chamada de voz. No CSD, a conexão era feita pelo próprio celular, sem necessidade de um modem externo: bastava comprar um cabo de dados e configurar a conexão usando um software fornecido junto com ele (ou baixado da página do fabricante do aparelho). Como a conexão era muito lenta, era utilizável apenas para tarefas leves, como trocar mensagens de texto e e-mails.

O GPRS (considerado uma tecnologia 2.5G) foi o primeiro sistema de acesso à web através da rede celular realmente utilizável. Ele é um sistema inteiramente digital, baseado na transmissão de pacotes, tarifado de acordo com o volume de dados transferido e não mais por tempo de conexão.

No GPRS são usados slots (ou canais) de dados, com de 8 a 20 kbits cada um, de acordo com o sistema de modulação usado. O CS-4, usado apenas quando o aparelho está próximo à antena, oferece os 20 kbits completos. Conforme decai a qualidade do sinal, passa a ser usado o CS-3 (14.4 kbits), CS-2 (12 kbits) ou CS-1 (8 kbits).

No sistema adotado pela maioria das operadoras, são usados um total de 5 slots, 4 deles para download e um para upload, resultando em de 32 a 80 kbits de download e de 8 a 20 kbits de upload. Entretanto, as taxas obtidas na prática ficam um pouco abaixo disso, devido aos pacotes perdidos e às retransmissões.

É comum que as velocidades das conexões GPRS sejam comparadas às dos modems discados, mas na prática elas acabam parecendo mais lentas, devido à enorme latência da conexão. Enquanto em uma conexão via modem a latência da conexão fica em torno de 100 a 200 ms, no GPRS fica geralmente entre 500 e 1000 ms, de acordo com a qualidade do sinal e o número de estações retransmissoras por onde ele precise passar até chegar à central.

Atualmente, o GPRS é a modalidade mais simples de conexão oferecida pelas operadoras GSM, usado como fallback nas áreas onde o UMTS ou o EDGE não estão disponíveis. Em seguida, temos o EDGE, uma evolução do GPRS, que mantém a mesma estrutura GSM, mas implementa um novo sistema de modulação, que multiplica por três a velocidade de conexão. Apesar do aumento da velocidade, o EDGE não é considerado uma tecnologia 3G, mas sim 2.75G.

No EDGE são utilizados nove sistemas de modulação, que vão do MCS-9 (59.2 kbits por slot) até o MCS-1 (8.8 kbits), passando por estágios intermediários de 54.4, 44.8, 29.6, 22.4, 17.6, 14.8 e 11.2 kbits, de acordo com a qualidade do sinal. Assim como no GPRS, são usados 4 slots para download e um slot para upload, o que resulta em de 35.2 a 236.8 kbits para download e de 8.8 a 59.2 kbits para upload.

Mesmo nas redes GSM já atualizadas para o EDGE, o GPRS continua disponível, atendendo a aparelhos que não ofereçam suporte ao EDGE, como é o caso de aparelhos antigos e também de muitos dos aparelhos made-in-China vendidos no mercado informal.

Não existe diferença prática no alcance do sinal entre o EDGE e o GPRS, por isso os aparelhos que usam o EDGE continuam usando o sistema independentemente da qualidade do sinal. Entretanto, a velocidade de acesso do EDGE cai mais rapidamente conforme o sinal fica mais fraco e, nas áreas onde o sinal é ruim, a diferença entre os dois é muito pequena (35.2 contra 32 kbits).

O EDGE pode ser ampliado para 8 slots, o que dobra a velocidade, permitindo atingir 473.6 kbits e duas portadoras podem ser combinadas em uma única conexão, novamente dobrando a taxa de download, que passa a ser de quase 1 megabit. Esta tecnologia é chamada de EDGE Evolution e pode ser usada pelas operadoras como uma solução interina entre o EDGE e o UMTS (3G) mas ela não chegou a ser utilizada pelas operadoras nacionais, que preferiram migrar direto para o 3G.

Apesar da velocidade de transferência "bruta" ser relativamente alta, as conexões via EDGE trabalham com uma latência muito elevada, o que torna o carregamento das páginas muito mais lento. Nas conexões via GPRS o acesso é ainda pior, já que a latência é combinada com a baixa taxa de transferência. De uma forma geral, navegar via EDGE não é muito diferente da experiência de navegar usando um modem de 56k e uma conexão via GPRS se assemelha a uma conexão via modem com uma linha ruim.

Por outro lado, as coisas são muito melhores no 3G, onde houveram grandes melhoras nas duas frentes. Em uma área com boa cobertura, você pode até mesmo fazer ligações VoIP de forma relativamente confortável e, com um plano de dados ilimitado, você pode arriscar baixar um ISO de CD ou fazer downloads de outros arquivos grandes.

O grande problema em usar uma conexão 3G através do celular é que a alta velocidade de transmissão dos dados faz com que a carga da bateria se esgote rapidamente. Na maioria dos modelos, a autonomia ao transferir dados continuamente (como ao fazer um download) é de menos de duas horas, de forma que um carregador USB acaba sendo um acessório importante para quem acessa usando o notebook.

Naturalmente, o aparelho é capaz de economizar energia quando dados não estão sendo transferidos, de forma que se você usar a conexão apenas para navegar e executar outras tarefas básicas, com um baixo volume de transferência de dados, a bateria pode durar vários dias.