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GSM 代表「全球行動通訊系統」,是支援 2G 網路的技術。這是一種行動網路技術,透過一系列連接的基地台和裝置進行通訊。GSM 使用「分時多工存取」(TDMA),將頻段分割為多個時槽,讓多個使用者能共用相同的頻率通道。此技術過去廣泛應用於企業,用於部署其 IoT 和 M2M 裝置。然而,預期在未來幾年 2G 將逐漸退場,因此它在 IoT 部署中的應用會日趨減少。
基站收發器系統 (BTS) 負責管理無線電組件,並維持與行動台 (MS) 的通訊。
基地台控制器 (BSC) 在 BTS 與行動交換中心 (MSC) 之間,分配必要的時槽。
歸屬位置暫存器 (HLR) 是一個參考資料庫,用於儲存用戶參數,例如用戶的 ID、位置及驗證金鑰。
拜訪位置暫存器 (VLR) 包含 HLR 中儲存的大部分資料的暫時副本,特別是與特定區域內的活躍用戶相關的資料。
設備識別暫存器 (EIR) 是一個資料庫,用於維護經授權連接至網路之有效裝置的清單。
驗證中心 (AuC) 允許用戶驗證,確保其存取網路的安全性與有效性。
以下標準常用於基於 GSM 的 IoT 連線:
GPRS (通用封包無線電服務) 支援封包交換資料傳輸。它為 IoT 裝置提供「隨時連線」的網際網路連接,能有效率地進行傳送及接收。
EDGE (增強型 GSM 資料率演進) 提供更高的資料傳輸率。 IoT 裝置以更快的速度傳輸及接收資料,適用於需要更大頻寬的應用,例如視訊串流。
SMS (簡訊服務) 允許傳送簡短的文字訊息至裝置,包括警示、通知和指令。
GSM 結合了 TDMA (分時多工存取)、FDMA (分頻多工存取) 及跳頻技術。它使用兩個寬度為 25 MHz 的頻段:890 MHz 至 915 MHz 的頻段用於上行通訊,935 MHz 至 960 MHz 的頻段用於下行通訊。隨後又導入了兩個寬度為 75 MHz 的附加頻段:1710 MHz 至 1785 MHz 的上行頻段和 1805 MHz 至1880 MHz 的下行頻段。GSM 將 25 MHz 的頻段分為 124 個通道,每個通道寬度為 200 KHz。
技術 | GSM | CDMA | LTE | 5G |
世代 | 2G | 2G、3G | 4G | 5G |
多工存取技術 | TDMA | CDMA | OFDMA | OFDMA、SC-FDMA |
資料傳輸速度 | 最高 384 Kbps (GPRS/EDGE) | 最高 2.4 Mbps (CDMA2000 1xRTT) | 最高 100 Mbps (LTE) | 最高 10 Gbps (5G) |
延遲 | 中 | 中 | 低 | 超低 |
頻譜效率 | 低 | 中 | 高 | 非常高 |
頻段 | 各種 (850 MHz、900 MHz、1800 MHz、1900 MHz) | 各種 (450 MHz、800 MHz、1900 MHz、2100 MHz) | 各種 (700 MHz、800 MHz、1800 MHz、2600 MHz) | 各種 (Sub-6 GHz、mmWave) |
使用 | 全球 | 全球 | 全球 | 全球 |
關鍵優點 | 覆蓋範圍、以語音為中心、向後相容 | 容量增加、更佳的通話品質、向後相容 | 高速資料傳輸、低延遲、高效頻譜利用 | 超高速資料傳輸、超低延遲、大量裝置連線 |
主要應用案例 | 語音通話、文字訊息 | 語音和資料服務 | 行動網際網路、視訊串流、即時應用案例 | IoT、擴增實境、自動駕駛車輛、關鍵任務通訊 |