GSM 是什麼?
簡單來說,GSM 是在 1990 年代初期開始商用的第二代(2G)行動通訊標準,使用 SIM(Subscriber Identity Module,用戶識別模組)卡進行使用者身分驗證。
相較於早期將使用者身分與裝置緊密綁定的系統,SIM 卡讓換機與跨國漫遊變得更有彈性,是一次重要的進步。
在 2G 網路仍運作的地區,支援 GSM 的手機依然可以處理語音通話、簡訊與基本數據服務,只是這些地區正快速減少。全球多數市場已轉向 4G LTE 與 5G,就連 GSM 後續演進出的 3G 網路,也已被許多主要電信業者陸續關閉。
GSM 網路如何運作?
GSM 以數位訊號的形式傳送語音或數據,並可在手機與鄰近基地台之間加密傳輸內容。網路涵蓋範圍劃分成多個互相重疊的蜂巢涵蓋區(Cell),共同構成一個區域的連續服務。
以撥打電話為例:您按下撥號的瞬間,手機就會連上鄰近的基地台。SIM 卡在這裡扮演關鍵角色,它存有向網路辨識您身分的資訊,讓通話與數據能正確送到您的裝置。
基地台接著把訊號送進電信業者的網路,由交換中心判斷這通電話要接到哪裡,可能是同一個城市的朋友,也可能是地球另一端的聯絡人。
為了讓網路能同時處理多組通話與數據連線,GSM 採用分時多重進接(Time Division Multiple Access,TDMA)技術,透過分配特定的時間區段,讓多位使用者共用同一個無線電頻道。
GSM 網路架構
GSM 能順利運作,靠的是四大關鍵組成:行動台(MS)、基地台系統(BSS)、核心網路(正式名稱為網路與交換子系統,NSS),以及維運支援系統(OSS)。以下是各自的角色:
行動台(MS):使用者手上的實體裝置與 SIM 卡。
基地台系統(BSS):負責在手機與核心網路之間傳遞無線電訊號,由兩個部分組成:基地收發台(BTS)管理無線電訊號、頻率、加密與涵蓋範圍;基地台控制器(BSC)負責頻率分配、無線資源管理,以及多座基地台之間的換手(handover)。
核心網路:整個系統的骨幹,負責傳送通話與數據。它會追蹤使用者移動的位置,確保跨區時連線不中斷,同時驗證 SIM 卡並記錄使用量供計費。
維運支援系統(OSS):負責監控網路效能與排除技術問題,讓行動服務維持穩定。
GSM 網路特性
GSM 有幾項核心特性,改善了當時的行動通訊體驗,也讓它在 1990 年代初期成為全球主流標準:
以 SIM 卡辨識身分:與競爭的 CDMA 網路不同,GSM 將使用者身分綁定在可拆卸的 SIM 卡上,換手機時不必更換門號或帳戶。
行動數據:GSM 透過 GPRS(2.5G)與 EDGE(2.75G)支援行動數據,開啟了早期的行動上網、電子郵件與多媒體訊息。
語音功能:GSM 讓數位語音壓縮、來電顯示、通話等候、來電轉接與多方通話成為可能。
頻譜運用效率:結合分頻與分時多重進接(TDMA),讓多位使用者共用頻寬而不互相干擾,運作頻段涵蓋 850 MHz、900 MHz、1800 MHz 與 1900 MHz。
GSM 的優點
撇開技術規格,GSM 對一般使用者帶來幾項實際好處:
換手機更方便:身分綁在 SIM 卡而不是手機上,升級、換機或借用手機時,都不必先聯繫電信業者。
跨國漫遊更方便:GSM 全盛時期曾在全球 200 多個國家與地區部署,只要您的電信業者有簽訂漫遊協議,手機在國外通常也能使用,這是當年 CDMA 使用者難以享有的便利。
全球廣泛採用:普及率帶動了龐大的相容裝置、配件與服務市場,價格也因此更具競爭力。
帶動簡訊風潮:SMS 雖然不是 GSM 獨有,但 GSM 的全球布局,讓傳簡訊變成世界性的日常習慣。
GSM 的限制
談 GSM 的限制之前,先記得它是一項已被 LTE 與 5G 大幅取代的舊技術。以下是主要的幾項缺點:
速度偏慢:原始 GSM 與早期的數據技術(如 GPRS)跟 4G、5G 相比慢上許多,撐不起現在的串流影音、視訊通話或大型檔案傳輸。
網路陸續退場:許多主要電信業者已完全關閉 2G/GSM 網路,將頻譜資源轉用於速度更快的 LTE 與 5G。
電子干擾:GSM 的脈衝式無線傳輸,可能對部分助聽器或敏感電子設備產生可聽見的干擾,這在早期 GSM 的使用環境中特別受到關注。
容量限制:由於多位使用者共用同一段頻寬,在人潮密集區域或尖峰時段,可能出現延遲、斷話或速度下降。
資安風險:早期 GSM 少了新一代標準的加密機制,相對容易遭到攔截。
GSM、CDMA、LTE 與 5G 比較
GSM、CDMA、LTE 與 5G 分別代表不同世代的行動網路技術,各自採用不同的無線通訊方式。
CDMA(分碼多重進接)是較早期的網路技術,透過為每台裝置分配專屬編碼,讓多台裝置共用同一個頻段。隨著行動數據需求成長,它在速度與擴充性上逐漸顯露限制。
LTE(長期演進技術)通稱 4G,相較 CDMA 提供更快的傳輸速度與更高的網路效率。更大的容量讓電信業者能提供更好的效能與上網速度,使它成為多數行動網路的標準。
5G 是第五代行動網路技術,在 LTE 的基礎上再提升速度、降低延遲並擴大容量,支撐起智慧城市、自駕車、雲端遊戲與大規模物聯網(IoT)等應用。LTE 目前仍是各地涵蓋與連線的主力,5G 則逐漸成為新世代行動服務的基礎。
以下是四種技術的重點比較:
| GSM | CDMA | LTE | 5G |
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使用者識別方式 | 以 SIM 卡進行身分驗證。 | 傳統上採用網路端驗證,部分後期的 CDMA 網路也支援可拆卸卡片。 | 與 GSM 類似,使用 SIM 卡。 | 採用 SIM/eSIM 技術進行使用者驗證與管理。 |
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多重進接技術 | 結合分時多重進接(TDMA)與分頻技術。 | 以專屬展頻碼讓多位使用者共用同一頻段。 | 採用正交分頻多重進接(OFDMA)。 | 主要採用 OFDMA,並搭配進階頻譜共享與波束成形技術。 |
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全球普及程度 | 全盛時期曾在 200 多個國家與地區廣泛部署。 | 僅限部分國家/地區,主要在北美與亞洲部分地區。 | 全球廣泛採用,是主流的 4G 標準。 | 作為最新世代行動通訊技術,正在全球快速擴張。 |
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數據傳輸 | 搭配 GPRS 與 EDGE,速度較低。 | 效率優於 GSM,但整體速度通常低於 LTE。 | 高速傳輸,適合串流、遊戲與雲端應用。 | 超高速與低延遲,可支援自駕車、物聯網與沉浸式體驗等應用。 |
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安全性 | 支援加密與身分驗證,但多年來已被發現部分弱點。 | 採用強度較高的驗證機制,但也曾面臨資安挑戰。 | 安全機制較 GSM 與 CDMA 更完善。 | 具備進階安全架構,加密、驗證與隱私保護都更強。 |
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台灣現在還能使用 GSM 嗎?
目前台灣已經沒有 2G GSM 網路。2G 服務於 2017 年退場;原 3G 業務執照則於 2018 年底屆期,之後電信業者仍透過既有 3G 網路支援部分語音服務,直到 2024 年 6 月 30 日完成 3G 網路退場。
現在中華電信、台灣大哥大與遠傳電信的行動服務,主要透過 4G LTE 與 5G 網路提供,語音通話則以 VoLTE 為主。
因此對台灣使用者來說,現在已經不需要特別區分「GSM 電信業者」或「CDMA 電信業者」。購買手機或準備出國時,更值得確認的是以下幾點:
手機是否支援 4G LTE、5G 與 VoLTE:部分較舊、國外攜入或平行輸入(水貨)的手機,即使能使用行動數據,也可能因為 VoLTE 相容性問題而無法正常撥打電話。
手機支援的頻段是否符合當地電信業者:如果打算在海外購買手機,或帶台灣的手機出國使用,建議事先確認裝置支援的 LTE/5G 頻段。
出國漫遊時是否需要 VoLTE:越來越多國家/地區已關閉 2G 或 3G 網路。若目的地已完成舊世代網路退場,手機需要開啟 VoLTE 並搭配合適的漫遊方案,才能正常撥打電話、收發簡訊與上網。出發前可先向電信業者確認目的地的網路狀況。
使用旅遊 eSIM 時,確認裝置與當地網路相容:eSIM 本身不等於 GSM,現在的旅遊 eSIM 主要透過目的地的 4G LTE 或 5G 網路提供行動數據。
換句話說,GSM 對今天的台灣使用者主要具有歷史與技術背景上的意義。實際選手機、辦門號或準備出國時,4G/5G、VoLTE、支援頻段與 eSIM 相容性才是更重要的考量。
GSM 與 eSIM 使用者
GSM 帶來一個影響至今的重要概念:門號與帳戶可以跟著使用者走,而不是永久綁在某一台裝置上。
eSIM 技術延續了同樣的精神。您不必更換實體卡片,只要在支援的裝置上下載 eSIM,就能管理自己的方案,出國時連上當地網路也更輕鬆。對旅客來說這特別實用。您不必再到機場找當地 SIM 卡,登機前就能先設定好 eSIM 上網方案。像 Saily 這樣的應用程式讓流程更簡單:挑好目的地的方案,降落就能連上網。
GSM 技術的未來
隨著行動技術演進,GSM 的角色越來越小。全球電信業者正積極關閉 2G 網路,釋出頻譜給 LTE 與 5G 使用。
不同國家/地區的退場時程並不一致:美國、台灣、日本、澳洲等市場已完成或大幅推進舊世代網路退場,其他地區則仍可能保留部分 2G 服務。
不過 GSM 並未在一夕之間消失。在非洲、南亞等新一代基礎建設仍在建置的地區,它仍提供基本的語音與數據連線;智慧電表、資產追蹤器等物聯網裝置,也讓 2G 連線延續得比預期更久。
整體趨勢很明確:GSM 網路正在全球退場,轉向 4G 與 5G 的腳步也會持續加快。對多數使用者來說,GSM 的時代已經過去了。