電信中的 GSM 是什麼?

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。 

GSM 的組件及其功能為何?

  • 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。

IoT 連線適用的基礎標準

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 如何運作

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。  

GSM 和 CDMA 和 LTE 和 5G

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

超低

頻譜效率

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

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