เทคโนโลยี GSM คืออะไร: สถาปัตยกรรมและการใช้งาน

เทคโนโลยีเซลลูลาร์ดิจิทัลเช่น GSM (Global System for Mobile Communication) ใช้ในการส่งข้อมูลมือถือและบริการเสียง แนวคิดนี้ถูกนำไปใช้ที่ Bell Laboratories โดยใช้ระบบวิทยุเคลื่อนที่ในปี 1970 ตามชื่อที่แนะนำมันเป็นชื่อกลุ่มมาตรฐานที่ก่อตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2525 เพื่อสร้างมาตรฐานโทรศัพท์เคลื่อนที่ของยุโรปทั่วไป เทคโนโลยีนี้เป็นเจ้าของส่วนแบ่งการตลาดกว่า 70% ของผู้ใช้บริการเซลลูลาร์ดิจิทัลทั่วโลก เทคโนโลยีนี้ได้รับการพัฒนาโดยใช้เทคโนโลยีดิจิทัล ปัจจุบันเทคโนโลยี GSM รองรับผู้ใช้บริการโทรศัพท์มือถือกว่า 1 พันล้านรายทั่วโลกใน 210 ประเทศข้างต้น เทคโนโลยีนี้ให้บริการเสียงและข้อมูลตั้งแต่พื้นฐานไปจนถึงซับซ้อน บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของเทคโนโลยี GSM

เทคโนโลยี GSM คืออะไร?

GSM เป็นโมเด็มสื่อสารเคลื่อนที่ย่อมาจาก global system for mobile communication (GSM) แนวคิดของ GSM ได้รับการพัฒนาที่ Bell Laboratories ในปี 1970 เป็นระบบสื่อสารเคลื่อนที่ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในโลก GSM เป็นเทคโนโลยีเซลลูลาร์แบบเปิดและแบบดิจิทัลที่ใช้สำหรับการส่งสัญญาณเสียงและบริการข้อมูลมือถือที่ทำงานที่คลื่นความถี่ 850MHz, 900MHz, 1800MHz และ 1900MHz

เทคโนโลยี GSM ได้รับการพัฒนาให้เป็นระบบดิจิทัลโดยใช้เทคนิคการเข้าถึงแบบแบ่งเวลาหลายครั้ง (TDMA) เพื่อวัตถุประสงค์ในการสื่อสาร GSM จะแปลงข้อมูลเป็นดิจิทัลและลดขนาดข้อมูลจากนั้นส่งผ่านช่องทางที่มีสตรีมข้อมูลไคลเอนต์ที่แตกต่างกันสองสตรีมซึ่งแต่ละสตรีมจะอยู่ในช่วงเวลาเฉพาะของตัวเอง ระบบดิจิตอลมีความสามารถในการดำเนินการ 64 kbps ถึง 120 Mbps ของอัตราข้อมูล

โมเด็ม GSM

มีขนาดเซลล์ต่างๆในระบบ GSM เช่นเซลล์มาโครไมโครปิโกและร่ม แต่ละเซลล์แตกต่างกันไปตามโดเมนการนำไปใช้งาน มีขนาดเซลล์ที่แตกต่างกันห้าขนาดในเซลล์มาโครเครือข่าย GSM ไมโครปิโกและร่ม พื้นที่ครอบคลุมของแต่ละเซลล์แตกต่างกันไปตามสภาพแวดล้อมการใช้งาน

เทคนิคการเข้าถึงหลายครั้งแบบแบ่งเวลา (TDMA) อาศัยการกำหนดช่วงเวลาที่แตกต่างกันให้กับผู้ใช้แต่ละรายในความถี่เดียวกัน สามารถปรับให้เข้ากับการรับส่งข้อมูลและการสื่อสารด้วยเสียงได้อย่างง่ายดายและสามารถรองรับอัตราข้อมูล 64kbps ถึง 120Mbps

สถาปัตยกรรมเทคโนโลยี GSM

องค์ประกอบหลักในสถาปัตยกรรม GSM มีดังต่อไปนี้

สถาปัตยกรรมของเทคโนโลยี GSM

• ระบบย่อยเครือข่ายและการสลับ (NSS)
• ระบบย่อยสถานีฐาน (BSS)
• สถานีเคลื่อนที่ (MS)
• ระบบย่อยปฏิบัติการและสนับสนุน (OSS)

ระบบย่อยการสลับเครือข่าย (NSS)

ในสถาปัตยกรรมระบบ GSM ประกอบด้วยองค์ประกอบต่าง ๆ ซึ่งมักเรียกกันว่าระบบหลัก / เครือข่าย ที่นี่โดยพื้นฐานแล้วเป็นเครือข่ายข้อมูลรวมถึงหน่วยต่างๆเพื่อให้การควบคุมที่สำคัญรวมทั้งการเชื่อมต่อระบบเครือข่ายมือถือทั้งหมด เครือข่ายหลักประกอบด้วยองค์ประกอบหลักซึ่งจะกล่าวถึงด้านล่าง

ศูนย์การสลับมือถือ (MSC)

Mobile Switching Center หรือ MSC เป็นองค์ประกอบหลักในขอบเขตเครือข่ายหลักของสถาปัตยกรรมเครือข่าย GSM ศูนย์การสลับบริการมือถือนี้ทำงานเหมือนโหนดสวิตชิ่งมาตรฐานใน ISDN หรือ PSTN อย่างไรก็ตามยังมีฟังก์ชันพิเศษเพื่อให้รองรับความจำเป็นของผู้ใช้อุปกรณ์พกพาเช่นการรับรองความถูกต้องการลงทะเบียนตำแหน่งการส่งมอบระหว่าง MSC และการกำหนดเส้นทางของการโทรไปยัง สมาชิกโทรศัพท์มือถือ

นอกจากนี้ยังให้ความได้เปรียบต่อเครือข่ายโทรศัพท์สาธารณะที่เปิดสวิตช์เพื่อให้สามารถเชื่อมต่อโทรศัพท์จากเครือข่ายโทรศัพท์มือถือไปยังโทรศัพท์ไปยังโทรศัพท์พื้นฐานได้ อินเทอร์เฟซกับเซิร์ฟเวอร์ศูนย์การสลับมือถืออื่น ๆ มีไว้เพื่อให้สามารถโทรมือถือไปยังโทรศัพท์มือถือผ่านเครือข่ายที่แตกต่างกันได้

การลงทะเบียนตำแหน่งบ้าน (HLR)

ฐานข้อมูล HLR นี้มีข้อมูลเกี่ยวกับการดูแลระบบเช่นเดียวกับสมาชิกทุกคนที่มีตำแหน่งที่ระบุก่อนหน้านี้ ด้วยเหตุนี้เครือข่าย GSM จึงสามารถเชื่อมต่อการโทรไปยังสถานีฐานที่เกี่ยวข้องสำหรับสวิตช์มือถือ เมื่อผู้ให้บริการเปิดโทรศัพท์ของตนจากนั้นโทรศัพท์จะลงทะเบียนผ่านเครือข่ายเพื่อให้สามารถตัดสินใจได้ว่าสถานีรับส่งสัญญาณฐานใดกำลังสื่อสารอยู่เพื่อให้สามารถเชื่อมต่อสายเรียกเข้าได้อย่างถูกต้อง

แม้กระทั่งเมื่อเปิดอุปกรณ์เคลื่อนที่ แต่ไม่ได้ใช้งานระบบจะลงทะเบียนอีกครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าเครือข่าย HLR ตอบสนองต่อตำแหน่งล่าสุด มี HLR หนึ่งตัวสำหรับแต่ละเครือข่ายแม้ว่าอาจกระจายไปตามศูนย์ย่อยต่างๆสำหรับสาเหตุการดำเนินงาน

ลงทะเบียนสถานที่ของผู้เยี่ยมชม (VLR)

VLR มีข้อมูลที่ต้องการซึ่งได้รับจากเครือข่าย HLR เพื่ออนุญาตบริการที่ต้องการสำหรับสมาชิกที่แยกจากกัน การลงทะเบียนสถานที่ตั้งของผู้เยี่ยมชมสามารถดำเนินการได้เหมือนหน่วยงานที่แยกจากกันอย่างไรก็ตามโดยปกติแล้วจะได้รับการยอมรับว่าเป็นองค์ประกอบสำคัญของ MSC ก่อนแต่ละหน่วย ดังนั้นการเข้าถึงจึงเสร็จเร็วและสะดวกยิ่งขึ้น

ทะเบียนข้อมูลประจำตัวอุปกรณ์ (EIR)

EIR (ทะเบียนข้อมูลประจำตัวอุปกรณ์) เป็นหน่วยที่ใช้ในการตัดสินใจว่าอาจอนุญาตให้ใช้อุปกรณ์เคลื่อนที่ที่ระบุผ่านเครือข่ายได้หรือไม่ อุปกรณ์เคลื่อนที่ทุกชิ้นมีหมายเลขที่ระบุเช่น IMEI หรือ International Mobile Equipment Identity

ดังนั้นหมายเลข IMEI นี้ได้รับการแก้ไขภายในอุปกรณ์มือถือและได้รับการตรวจสอบผ่านเครือข่ายขณะลงทะเบียน ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับข้อมูลที่เก็บไว้ใน EIR และอุปกรณ์มือถืออาจได้รับการกำหนดเงื่อนไขอย่างใดอย่างหนึ่งจาก 3 เงื่อนไขที่อนุญาตผ่านเครือข่ายห้ามการเข้าถึงหรือเฝ้าดูในกรณีที่มีปัญหา

ศูนย์รับรองความถูกต้อง (AuC)

AuC (ศูนย์รับรองความถูกต้อง) คือไฟล์ที่ได้รับการป้องกันซึ่งรวมถึงรหัสลับในซิมการ์ดของผู้ใช้ AuC ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการตรวจสอบและการเข้ารหัสในช่องวิทยุ

Gateway Mobile Switching Center (GMSC)

GMSC / Gateway Mobile Switching Center เป็นจุดสิ้นสุดที่การโทรสิ้นสุดของ ME เชื่อมต่อโดยไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับสถานที่ของ MS GMSC ได้รับ Mobile Station Roaming Number (MSRN) จาก MSISDN ตาม HLR และเชื่อมต่อการโทรไปยัง MSC ที่เข้าเยี่ยมชม แผนก 'MSC' ของชื่อ GMSC สร้างความสับสนเนื่องจากกระบวนการเกตเวย์ไม่จำเป็นต้องมีการเชื่อมโยงไปยัง MSC

เกตเวย์ SMS (SMS-G)

เกตเวย์ SMS หรือ SMS-G ใช้ร่วมกันเพื่ออธิบาย SMS-Gateways สองรายการในมาตรฐาน GSM ข้อความควบคุมเกตเวย์เหล่านี้ซึ่งกำหนดทิศทางในรูปแบบที่แตกต่างกัน

Short Message Service Gateway Mobile Switching Center (SMS-GMSC) ใช้สำหรับข้อความสั้นที่กำลังส่งไปยัง ME บริการข้อความสั้น Inter-Working Mobile Switching Center (SMS-IWMSC) ใช้สำหรับข้อความสั้นที่สร้างผ่านเครือข่ายมือถือ บทบาทหลักของ SMS-GMSC เกี่ยวข้องกับ GMSC แต่ SMS-IWMSC มีจุดสิ้นสุดการเข้าถึงแบบถาวรไปยังศูนย์ SMS

หน่วยเหล่านี้เป็นหน่วยหลักที่ใช้ในเครือข่ายของเทคโนโลยี GSM โดยปกติแล้วพวกเขาจะอยู่ร่วมกัน แต่บ่อยครั้งที่เครือข่ายกลางโดยรวมถูกส่งไปทั่วประเทศไม่ว่าเครือข่ายจะอยู่ที่ใด ในกรณีที่ทำงานผิดพลาดจะให้ความยืดหยุ่น

ระบบย่อยสถานีฐาน (BSS)

ทำหน้าที่เป็นส่วนติดต่อระหว่างสถานีเคลื่อนที่และระบบย่อยของเครือข่าย ประกอบด้วย Base Transceiver Station ซึ่งมีตัวรับส่งสัญญาณวิทยุและจัดการโปรโตคอลสำหรับการสื่อสารกับโทรศัพท์มือถือ นอกจากนี้ยังประกอบด้วยตัวควบคุมสถานีฐานซึ่งควบคุมสถานีรับส่งสัญญาณฐานและทำหน้าที่เป็นส่วนต่อประสานระหว่างสถานีเคลื่อนที่และศูนย์สวิตช์เคลื่อนที่

ระบบย่อยเครือข่ายจัดเตรียมการเชื่อมต่อเครือข่ายพื้นฐานกับสถานีมือถือ ส่วนพื้นฐานของระบบย่อยเครือข่ายคือ Mobile Service Switching Center ซึ่งให้การเข้าถึงเครือข่ายต่างๆเช่น ISDN, PSTN เป็นต้นนอกจากนี้ยังประกอบด้วย Home Location Register และ Visitor Location Register ซึ่งให้ความสามารถในการกำหนดเส้นทางการโทรและการโรมมิ่งของ GSM

นอกจากนี้ยังมีทะเบียนข้อมูลประจำตัวอุปกรณ์ซึ่งเก็บรักษาบัญชีของอุปกรณ์มือถือทั้งหมดซึ่งโทรศัพท์มือถือแต่ละเครื่องจะระบุด้วยหมายเลข IMEI ของตัวเอง IMEI ย่อมาจาก International Mobile Equipment Identity

ส่วน BSS หรือระบบย่อยสถานีฐานของสถาปัตยกรรมเครือข่าย GSM รุ่นที่สองนั้นเชื่อมต่อกับโทรศัพท์มือถือผ่านเครือข่าย ระบบย่อยนี้ประกอบด้วยสององค์ประกอบซึ่งจะกล่าวถึงด้านล่าง

สถานีฐานรับส่งสัญญาณ (BTS)

BTS (Base Transceiver Station) ซึ่งใช้ภายในเครือข่าย GSM ประกอบด้วยวิทยุ Tx, Rx และเสาอากาศที่เกี่ยวข้องเพื่อส่งรับและสนทนาโดยตรงผ่านโทรศัพท์มือถือ สถานีนี้เป็นองค์ประกอบที่สำคัญสำหรับทุกเซลล์และจะสนทนากับโทรศัพท์มือถือและอินเทอร์เฟซของทั้งสองถูกระบุเช่นอินเทอร์เฟซ Um พร้อมโปรโตคอลที่เกี่ยวข้อง

ตัวควบคุมสถานีฐาน (BSC)

BSC (ตัวควบคุมสถานีฐาน) ใช้เพื่อสร้างเฟสถัดไปย้อนกลับไปยังเทคโนโลยี GSM คอนโทรลเลอร์นี้ใช้เพื่อควบคุมคอลเลกชันของสถานีรับส่งสัญญาณพื้นฐานและมักจะอยู่ร่วมกันผ่านหนึ่งในสถานีรับส่งสัญญาณภายในกลุ่ม ตัวควบคุมนี้จัดการทรัพยากรของวิทยุเพื่อควบคุมรายการต่างๆเช่นการส่งมอบในคอลเลคชันของ BTS, กำหนดช่องสัญญาณ มันสนทนากับ Base Transceiver Stations ผ่านอินเทอร์เฟซ Abis

องค์ประกอบระบบย่อยในสถานีฐานของเครือข่าย GSM ใช้เทคโนโลยีวิทยุที่อนุญาตเพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานหลายรายมีสิทธิ์ใช้ระบบพร้อมกัน ทุกช่องรองรับผู้ให้บริการได้มากถึง 8 ตัวโดยอนุญาตให้สถานีฐานรวมช่องต่างๆเข้าด้วยกันทำให้สามารถรองรับผู้ประกอบการจำนวนมากผ่านทุกสถานีฐาน

สิ่งเหล่านี้ตั้งอยู่อย่างระมัดระวังผ่านผู้ให้บริการเครือข่ายเพื่อให้ครอบคลุมพื้นที่ทั้งหมด พื้นที่นี้สามารถปิดล้อมด้วยสถานีฐานที่มักถูกเรียกว่าห้องขัง เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะหยุดสัญญาณจากการทับซ้อนกันในเซลล์ใกล้เคียงและช่องสัญญาณที่ใช้ในเซลล์เดียวจะไม่ถูกนำมาใช้ในถัดไป

สถานีเคลื่อนที่

เป็นโทรศัพท์มือถือที่ประกอบด้วยตัวรับส่งสัญญาณจอแสดงผลและโปรเซสเซอร์และควบคุมโดยซิมการ์ดที่ทำงานผ่านเครือข่าย

MS (สถานีมือถือ) หรือ ME (อุปกรณ์เคลื่อนที่) ส่วนใหญ่จะระบุผ่านเซลล์หรือโทรศัพท์มือถือซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการสื่อสารเคลื่อนที่ระบบ GSM n / w ที่ผู้ปฏิบัติงานสังเกตและปฏิบัติงาน ในปัจจุบันมิติของพวกมันลดลงอย่างมากในขณะที่ระดับการทำงานเพิ่มขึ้นมาก และข้อดีอีกอย่างหนึ่งก็คือเวลาในการชาร์จได้ขยายขึ้นอย่างมาก โทรศัพท์มือถือมีองค์ประกอบที่แตกต่างกันแม้ว่าองค์ประกอบที่สำคัญ 2 อย่างคือฮาร์ดแวร์และซิม

ฮาร์ดแวร์ประกอบด้วยองค์ประกอบหลักของโทรศัพท์มือถือเช่นเคสจอแสดงผลแบตเตอรี่และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการผลิตสัญญาณและประมวลผลตัวรับข้อมูลที่จะออกอากาศ
สถานีเคลื่อนที่มีหมายเลขที่เรียกว่า IMEI สามารถตั้งค่าบนโทรศัพท์มือถือได้ในขณะที่ทำการผลิตและไม่สามารถแก้ไขได้

ถูกเข้าถึงโดยเครือข่ายระหว่างการลงทะเบียนเพื่อตรวจสอบว่าอุปกรณ์ได้รับรายงานว่าถูกขโมยหรือไม่

การ์ด SIM (Subscriber Identity Module) ประกอบด้วยข้อมูลที่ระบุตัวตนของผู้ใช้ในเครือข่าย นอกจากนี้ยังมีข้อมูลที่แตกต่างกันเช่นหมายเลขที่เรียกว่า IMSI (International Mobile Subscriber Identity) เมื่อใช้ IMSI นี้ในซิมการ์ดผู้ใช้มือถือสามารถเปลี่ยนโทรศัพท์มือถือได้โดยการย้ายซิมจากมือถือเครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่ง

ดังนั้นการเปลี่ยนโทรศัพท์มือถือจึงทำได้ง่ายโดยไม่ต้องเปลี่ยนหมายเลขโทรศัพท์มือถือเดิมหมายความว่าผู้คนมักจะปรับปรุงให้ดีขึ้นดังนั้นการสร้างรายได้เพิ่มเติมสำหรับผู้ให้บริการเครือข่ายและการให้บริการเพื่อเพิ่มชัยชนะทางการเงินโดยรวมของ GSM

ระบบย่อยปฏิบัติการและสนับสนุน (OSS)

ระบบย่อยสนับสนุนการทำงาน (OSS) เป็นส่วนหนึ่งของสถาปัตยกรรมเครือข่าย GSM ที่สมบูรณ์ สิ่งนี้เชื่อมต่อกับ NSS และส่วนประกอบ BSC OSS นี้ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อควบคุมเครือข่าย GSM และปริมาณการรับส่งข้อมูล BSS ควรสังเกตว่าเมื่อจำนวน BS เพิ่มขึ้นผ่านการปรับขนาดของผู้สมัครสมาชิกงานการเก็บรักษาบางส่วนจะถูกย้ายไปยังสถานีรับส่งสัญญาณฐานเพื่อลดต้นทุนการเป็นเจ้าของระบบ

สถาปัตยกรรมเครือข่าย GSM ของ 2G ส่วนใหญ่เป็นไปตามเทคนิคการทำงานเชิงตรรกะ สิ่งนี้ง่ายมากเมื่อเทียบกับสถาปัตยกรรมปัจจุบันของเครือข่ายโทรศัพท์มือถือซึ่งใช้หน่วยที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์เพื่อให้การทำงานมีความนุ่มนวลมาก แต่สถาปัตยกรรมของ 2G GSM จะแสดงให้เห็นถึงฟังก์ชั่นพื้นฐานด้านเสียงและการทำงานที่จำเป็นและวิธีการจัดเรียงเข้าด้วยกัน เมื่อระบบ GSM เป็นระบบดิจิตอลเครือข่ายจะเป็นเครือข่ายข้อมูล

คุณสมบัติของโมดูล GSM

คุณสมบัติของโมดูล GSM มีดังต่อไปนี้

• ปรับปรุงประสิทธิภาพสเปกตรัม
• โรมมิ่งระหว่างประเทศ
• ความเข้ากันได้กับเครือข่ายดิจิทัลบริการรวม (ISDN)
• รองรับบริการใหม่ ๆ
• การจัดการสมุดโทรศัพท์ของซิม
• หมายเลขโทรออกเฉพาะ (FDN)
• นาฬิกาแบบเรียลไทม์พร้อมการจัดการสัญญาณเตือน
• เสียงพูดคุณภาพสูง
• ใช้การเข้ารหัสเพื่อให้การโทรปลอดภัยยิ่งขึ้น
• บริการข้อความสั้น (SMS)

กลยุทธ์การรักษาความปลอดภัยที่เป็นมาตรฐานสำหรับระบบ GSM ทำให้เป็นมาตรฐานการสื่อสารโทรคมนาคมที่ปลอดภัยที่สุดที่สามารถเข้าถึงได้ในปัจจุบัน แม้ว่าการรักษาความลับของการโทรและการรักษาความลับของผู้สมัครสมาชิก GSM จะได้รับการรับรองในช่องสัญญาณวิทยุ แต่นี่เป็นขั้นตอนสำคัญในการบรรลุความปลอดภัยแบบ end-to-end

โมเด็ม GSM

โมเด็ม GSM คืออุปกรณ์ที่สามารถเป็นได้ทั้งโทรศัพท์มือถือหรืออุปกรณ์โมเด็มที่สามารถใช้เพื่อทำให้คอมพิวเตอร์หรือโปรเซสเซอร์อื่น ๆ สื่อสารผ่านเครือข่ายได้ โมเด็ม GSM ต้องใช้ซิมการ์ดเพื่อใช้งานและทำงานในช่วงเครือข่ายที่สมัครโดยผู้ให้บริการเครือข่าย สามารถเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ผ่านการเชื่อมต่อแบบอนุกรม USB หรือบลูทู ธ

โมเด็ม GSM สามารถเป็นโทรศัพท์มือถือระบบ GSM มาตรฐานที่มีสายเคเบิลและไดรเวอร์ซอฟต์แวร์ที่เหมาะสมเพื่อเชื่อมต่อกับพอร์ตอนุกรมหรือพอร์ต USB บนคอมพิวเตอร์ของคุณ โมเด็ม GSM มักนิยมใช้กับโทรศัพท์มือถือระบบ GSM โมเด็ม GSM มีแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายในเทอร์มินัลธุรกรรมการจัดการซัพพลายเชนแอพพลิเคชั่นความปลอดภัยสถานีตรวจอากาศและการบันทึกข้อมูลระยะไกลในโหมด GPRS

การทำงานของโมดูล GSM

จากวงจรด้านล่างโมเด็ม GSM เชื่อมต่อกับ MC อย่างถูกต้องผ่าน IC ตัวเปลี่ยนระดับ Max232 ซิมการ์ดที่ติดตั้งโมเด็ม GSM เมื่อได้รับคำสั่งหลักทาง SMS จากโทรศัพท์มือถือจะส่งข้อมูลนั้นไปยัง MC ผ่านการสื่อสารแบบอนุกรม ในขณะที่โปรแกรมทำงานโมเด็ม GSM จะรับคำสั่ง 'STOP' เพื่อพัฒนาเอาต์พุตที่ MC ซึ่งเป็นจุดติดต่อที่ใช้ปิดสวิตช์จุดระเบิด

คำสั่งที่ส่งโดยผู้ใช้จะขึ้นอยู่กับคำสั่งที่ได้รับจากเขาผ่านโมเด็ม GSM 'ALERT' ข้อความที่ตั้งโปรแกรมไว้ก็ต่อเมื่ออินพุตมีค่าต่ำเท่านั้น การทำงานที่สมบูรณ์จะแสดงบนจอ LCD 16 × 2

วงจรโมเด็ม GMS

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยี GSM

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยี GSM มีดังต่อไปนี้

เทคโนโลยี GSM อัจฉริยะสำหรับระบบอัตโนมัติและความปลอดภัย

ทุกวันนี้เทอร์มินัลมือถือ GSM กลายเป็นหนึ่งในสิ่งที่อยู่กับเราตลอดเวลา เช่นเดียวกับกระเป๋าสตางค์ / กระเป๋าเงินกุญแจหรือนาฬิกาเทอร์มินัลมือถือ GSM เป็นช่องทางการสื่อสารที่ช่วยให้เราสามารถสื่อสารกับโลกได้ ข้อกำหนดสำหรับบุคคลที่สามารถติดต่อได้หรือโทรหาใครก็ได้ตลอดเวลานั้นน่าสนใจมาก

โครงการนี้ตามชื่อกล่าวว่าโครงการนี้ใช้เทคโนโลยีเครือข่าย GSM สำหรับการส่ง SMS จากผู้ส่งไปยังผู้รับ การส่งและรับ SMS ใช้สำหรับการเข้าถึงเครื่องใช้ที่แพร่หลายและอนุญาตให้มีการควบคุมการละเมิดที่บ้าน ระบบเสนอระบบย่อยสองระบบ ระบบย่อยการควบคุมอุปกรณ์ช่วยให้ผู้ใช้สามารถควบคุมเครื่องใช้ภายในบ้านได้จากระยะไกลและระบบย่อยการแจ้งเตือนความปลอดภัยจะให้การตรวจสอบความปลอดภัยโดยอัตโนมัติ

ระบบมีความสามารถเพียงพอที่จะสั่งให้ผู้ใช้ผ่าน SMS จากหมายเลขเซลล์ที่ระบุเพื่อเปลี่ยนสภาพของเครื่องใช้ในบ้านตามความต้องการและความต้องการของผู้ใช้ ด้านที่สองคือการแจ้งเตือนความปลอดภัยซึ่งทำได้ในลักษณะการตรวจจับการบุกรุกระบบอนุญาตให้สร้าง SMS โดยอัตโนมัติซึ่งจะแจ้งเตือนผู้ใช้เกี่ยวกับความเสี่ยงด้านความปลอดภัย

เทคโนโลยี GSM จะช่วยให้สามารถสื่อสารได้ทุกที่ทุกเวลาและกับทุกคน สถาปัตยกรรมการทำงานของ GSM ที่ใช้หลักการเครือข่ายอัจฉริยะและอุดมการณ์ซึ่งทำให้การพัฒนา GSM เป็นก้าวแรกสู่ระบบการสื่อสารส่วนบุคคลที่แท้จริงซึ่งมีมาตรฐานเพียงพอที่จะรับประกันความเข้ากันได้

แอปพลิเคชั่น GSM ในบริการทางการแพทย์

พิจารณาสองสถานการณ์ดังต่อไปนี้

• บุคคลได้รับบาดเจ็บสาหัสหรือล้มป่วยและจำเป็นต้องได้รับการดูแลทันที ทั้งหมดที่เขาหรือบุคคลที่ติดตามเขามีคือโทรศัพท์มือถือ
• ผู้ป่วยถูกออกจากโรงพยาบาลและคิดว่าจะพักผ่อนที่บ้าน แต่ก็ยังต้องไปโรงพยาบาลเพื่อตรวจสุขภาพตามปกติ เขาอาจมีโทรศัพท์มือถือและอุปกรณ์เซ็นเซอร์ทางการแพทย์เช่นอุปกรณ์ตรวจสุขภาพ

ในทั้งสองสถานการณ์วิธีเดียวที่สามารถแก้ปัญหาได้คือการใช้ระบบสื่อสารเคลื่อนที่ กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือการใช้เทคโนโลยีการสื่อสารในสถานการณ์ใด ๆ เช่นข้างต้นสามารถจัดการได้เพียงแค่ส่งรายละเอียดผู้ป่วยผ่านเครือข่ายการสื่อสารและรับและประมวลผลที่ส่วนผู้รับ - ศูนย์สุขภาพหรือที่บ้านของแพทย์

แพทย์เพียงแค่ตรวจสอบรายละเอียดของผู้ป่วยและให้คำแนะนำแก่บุคคลนั้น (ในข้อ 1^{เซนต์}อย่างน้อยที่สุด) เพื่อที่เขาจะได้ระมัดระวังตัวก่อนถึงโรงพยาบาลในที่สุดและใน 2^ndกรณีติดตามผลการทดสอบของผู้ป่วยและในกรณีที่มีความผิดปกติใด ๆ ให้ดำเนินการขั้นต่อไปเพื่อการรักษาต่อไป

สถานการณ์ทั้งหมดนี้คือบริการ telemedicine ระบบ telemedicine สามารถใช้ได้ทั้งสามวิธี

• การใช้การประชุมทางวิดีโอซึ่งผู้ป่วยนั่งอยู่ที่เดียวสามารถมีปฏิสัมพันธ์โดยตรงกับผู้ให้บริการด้านสุขภาพและดำเนินการรักษาตามขั้นตอนต่อไป
• โดยใช้เซ็นเซอร์ตรวจวัดสุขภาพที่คอยอัพเดทเกี่ยวกับสุขภาพของผู้ป่วยและแนะนำผู้ให้บริการด้านสุขภาพเพื่อดำเนินการรักษาต่อไป
• โดยการส่งข้อมูลทางการแพทย์ที่ได้มาและส่งข้อมูลที่ได้มาเพื่อให้คำปรึกษาและดำเนินการ

สำหรับสามวิธีข้างต้นจะใช้เทคนิคการสื่อสารไร้สาย บริการทางการแพทย์ต้องการหลายวิธีในการเข้าถึงแหล่งข้อมูลที่จัดเก็บไว้ สิ่งเหล่านี้อาจเป็นฐานข้อมูลทางการแพทย์หรือโฮสต์ออนไลน์พร้อมอุปกรณ์ที่สามารถช่วยฟื้นฟูและตรวจสอบสุขภาพของผู้ป่วย ตัวเลือกการเข้าถึงที่แตกต่างกัน ได้แก่ เครือข่ายบรอดแบนด์ผ่านสื่อมีเดียทรูพุตและแคบแบนด์ผ่าน GSM

ข้อดีของเทคโนโลยี GSM ในระบบ telemedicine มีดังต่อไปนี้

• จะคุ้มค่ากว่า
• เครื่องรับ GSM มีให้บริการอย่างกว้างขวาง - โทรศัพท์มือถือและโมเด็ม GSM
• มีความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลสูง

ระบบ Telemedicine ขั้นพื้นฐาน

ระบบ telemedicine พื้นฐานประกอบด้วย 4 โมดูล:

• หน่วยผู้ป่วย : รวบรวมข้อมูลจากผู้ป่วยส่งเป็นสัญญาณแอนะล็อกหรือแปลงเป็นสัญญาณดิจิทัลควบคุมการไหลของข้อมูลและส่งข้อมูล โดยพื้นฐานแล้วประกอบด้วยเซ็นเซอร์ทางการแพทย์ต่างๆเช่นเซ็นเซอร์การเต้นของหัวใจ, เครื่องวัดความดันโลหิต, เครื่องวัดอุณหภูมิผิวหนัง, เซ็นเซอร์ spirometry ฯลฯ ซึ่งส่งสัญญาณไฟฟ้าและส่งสัญญาณเหล่านี้ไปยังโปรเซสเซอร์หรือคอนโทรลเลอร์ (ไมโครคอนโทรลเลอร์หรือพีซี) เพื่อประมวลผลต่อไป สัญญาณแล้วส่งผลลัพธ์ผ่านเครือข่ายการสื่อสารไร้สาย
• เครือข่ายการสื่อสาร : ใช้เพื่อความปลอดภัยของข้อมูลและการรับส่งข้อมูล มีการใช้เทคโนโลยี GSM ซึ่งใช้สถานีเคลื่อนที่สถานีย่อยฐานและระบบเครือข่าย สถานีเคลื่อนที่ประกอบด้วยจุดเชื่อมต่อมือถือพื้นฐานหรือโทรศัพท์มือถือและเชื่อมโยงโทรศัพท์มือถือกับเครือข่าย GSM เพื่อการสื่อสาร
• หน่วยรับ / ฝั่งเซิร์ฟเวอร์ : โดยพื้นฐานแล้วเป็นระบบการดูแลสุขภาพที่มีการติดตั้งโมเด็ม GSM ซึ่งรับและถอดรหัสสัญญาณและส่งไปยังหน่วยนำเสนอ
• หน่วยการนำเสนอ : โดยพื้นฐานแล้วเป็นโปรเซสเซอร์ที่แปลงข้อมูลที่ได้รับเป็นรูปแบบที่กำหนดไว้อย่างดีและจัดเก็บไว้เพื่อให้แพทย์สามารถตรวจสอบได้เป็นประจำและสามารถส่งข้อเสนอแนะใด ๆ ไปยังฝั่งไคลเอ็นต์ผ่าน SMS จากโมเด็ม GSM

ระบบ Telemedicine ที่เรียบง่าย

ระบบ Telemedicine พื้นฐานสามารถแสดงได้ด้วยวิธีที่ง่ายขึ้น ประกอบด้วยสองหน่วย - หน่วยส่งและหน่วยรับ หน่วยเครื่องส่งจะส่งอินพุตเซ็นเซอร์และหน่วยรับสัญญาณจะรับอินพุตนี้เพื่อดำเนินการประมวลผลต่อไป

ด้านล่างนี้เป็นตัวอย่างของระบบ telemedicine อย่างง่ายเพื่อตรวจสอบอัตราการเต้นของหัวใจของผู้ป่วยและประมวลผลข้อมูลตามนั้น

Telemedicine System Transmitter โดยใช้เทคโนโลยี GSM

ที่หน่วยส่งสัญญาณเซ็นเซอร์การเต้นของหัวใจ (ซึ่งประกอบด้วยแหล่งกำเนิดแสงที่มีการปรับแสงที่ปล่อยออกมาเมื่อผ่านเลือดมนุษย์) จะแปลงข้อมูลที่ได้รับจากร่างกายมนุษย์และแปลงเป็นพัลส์ไฟฟ้า ไมโครคอนโทรลเลอร์จะรับพัลส์เหล่านี้และประมวลผลเพื่อคำนวณอัตราการเต้นของหัวใจและส่งข้อมูลที่คำนวณได้นี้ไปยังหน่วยดูแลสุขภาพผ่านโมเด็ม GSM โมเด็ม GSM เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์โดยใช้ Max 232 IC

Telemedicine System Receiver โดยใช้เทคโนโลยี GSM

ที่หน่วยรับโมเด็ม GSM จะรับข้อมูลและส่งไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ ไมโครคอนโทรลเลอร์จะวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้รับด้วยข้อมูลจากพีซีและแสดงผลลัพธ์บนจอ LCD การตรวจติดตามผู้ป่วยสามารถทำได้โดยอาศัยผลลัพธ์ที่ปรากฏบนจอแสดงผลโดยเจ้าหน้าที่ทางการแพทย์เพื่อให้สามารถเริ่มขั้นตอนการรักษาที่จำเป็นได้

ตัวอย่างการปฏิบัติของเทคโนโลยี GSM ในทางการแพทย์

ในทางปฏิบัติเทคโนโลยี GSM ถูกนำมาใช้ในสาขาต่อไปนี้

AT&T Vitality GlowCaps

ขวดยาเหล่านี้เป็นเพียงการเตือนให้ผู้ป่วยรับประทานยาของตน ประกอบด้วยตัวจับเวลาที่ตั้งไว้สำหรับเวลารับประทานยาของผู้ป่วยและในขณะนั้นจะตั้งค่าให้ฝาปิดสว่างและเริ่มเสียงกริ่งจากนั้นจึงโทรเข้าโทรศัพท์มือถือของผู้ป่วยโดยใช้เทคโนโลยี GSM มีการบันทึกทุกครั้งที่เปิดขวด

Mobisante Mobius SP1 ระบบอัลตราซาวด์

ประกอบด้วยโพรบอัลตร้าซาวด์มือถือที่เสียบเข้ากับสมาร์ทโฟนและส่งภาพอัลตราซาวนด์มือถือไปยังสถานที่ห่างไกลผ่าน GSM

ระบบตรวจสอบน้ำตาลกลูโคสอย่างต่อเนื่อง (CGM) ของ Dexcom Seven Plus

ใช้สำหรับติดตามระดับน้ำตาลในเลือดของผู้ป่วยและส่งต่อให้แพทย์ ประกอบด้วยเซ็นเซอร์ที่อยู่ใต้ผิวหนังซึ่งจะตรวจสอบระดับน้ำตาลในเลือดอย่างต่อเนื่องและส่งไปยังเครื่องรับ (โทรศัพท์มือถือ) เป็นระยะ ๆ

ขอบเขตในอนาคตของ GSM ในบริการทางการแพทย์

ตามการสำรวจล่าสุดของไพร้ซวอเตอร์เฮาส์คูเปอร์สสำหรับสมาคม GSM ซึ่งเป็นหน่วยงานอุตสาหกรรมที่เป็นตัวแทนของผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือทั่วโลกเกือบ 800 รายใน 219 ประเทศบริการที่ใช้ระบบ GSM จะกลายเป็นส่วนหนึ่งของระบบการดูแลสุขภาพภายในปี 2560 โดยสร้างตลาดทั่วโลกที่ 23 พันล้านดอลลาร์

ในบรรดาสิ่งเหล่านี้ GSM เทคโนโลยีเป็นตัวเลือกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากได้รับความนิยมอย่างมากประสิทธิภาพของสเปกตรัมที่ดีขึ้นและต้นทุนต่ำในการใช้งาน