GPRS無(wú)線(xiàn)DDN系統與應用

GPRS(GeneralPacketRadioService)是通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)的英文簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種基于GSM的移動(dòng)分組數據業(yè)務(wù),面向用戶(hù)提供移動(dòng)分組的IP或者X.25連接。

GPRS采用與GSM同樣的無(wú)線(xiàn)調制標準、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結構、同樣的跳頻規則以及同樣的TDMA幀結構，因此在現有的基站子系統(BSS)增加功能插板和升級相關(guān)軟件就可提供全面的GPRS覆蓋。

GPRS采用分組交換技術(shù)，每個(gè)用戶(hù)可同時(shí)占用多個(gè)無(wú)線(xiàn)信道，同一無(wú)線(xiàn)信道又可以由多個(gè)用戶(hù)共享，資源被有效的利用，GPRS理論帶寬可達171.2Kbps，實(shí)際應用帶寬大約在20~40Kbps。使用GPRS技術(shù)實(shí)現數據分組發(fā)送和接收，用戶(hù)永遠在線(xiàn)且按流量計費，迅速降低了服務(wù)成本。

基于GPRS網(wǎng)絡(luò )無(wú)線(xiàn)DDN業(yè)務(wù)是以中國移動(dòng)的GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò )為通信平臺，采用GPRS、SMS、CSD、USSD等承載方式，通過(guò)無(wú)線(xiàn)DDN終端設備，服務(wù)于行業(yè)用戶(hù)的數據傳輸業(yè)務(wù)。

2.GPRS無(wú)線(xiàn)DDN網(wǎng)絡(luò )的構成

2.1網(wǎng)絡(luò )構成

GPRS無(wú)線(xiàn)DDN通信系統為行業(yè)用戶(hù)提供永遠在線(xiàn)、透明數據傳輸的虛擬專(zhuān)用數據通信網(wǎng)絡(luò )?？梢蕴峁c(diǎn)對點(diǎn)、外圍設備間、外圍設備與中心節點(diǎn)之間的通信方式，適用于信息互傳、遠程數據采集等行業(yè)應用。下面是GPRS無(wú)線(xiàn)DDN系統幾種典型的組網(wǎng)結構。

點(diǎn)~點(diǎn)數據傳輸：

滿(mǎn)足兩點(diǎn)之間數據傳輸要求。

...移動(dòng)網(wǎng)傳輸數據(應用業(yè)務(wù)數據+控制數據)

圖1a點(diǎn)～點(diǎn)數據傳輸網(wǎng)絡(luò )結構

中心~多點(diǎn)數據傳輸：

滿(mǎn)足中心對多點(diǎn)的數據傳輸。

...移動(dòng)網(wǎng)傳輸數據(應用業(yè)務(wù)數據+控制數據)

圖1b中心～點(diǎn)數據傳輸網(wǎng)絡(luò )結構

多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )傳輸：

滿(mǎn)足多點(diǎn)對多點(diǎn)之間的數據傳輸。

－應用業(yè)務(wù)數據

...移動(dòng)網(wǎng)傳輸數據(應用業(yè)務(wù)數據+控制數據)

2.2網(wǎng)絡(luò )接入方式

數據終端(DTU)的接入：

目前，中國移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)可以選擇CMNET和APN兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )接入，CMNET通常用于公眾用戶(hù)接入Internet，APN針對相關(guān)行業(yè)用戶(hù)使用。APN用戶(hù)通常在一個(gè)組內，需要設定用戶(hù)名和密碼，具有更好的安全性，適用于行業(yè)用戶(hù)。此外，APN用戶(hù)可以申請綁定移動(dòng)內網(wǎng)的固定IP地址。

數據中心(DSC)的接入：

數據中心的接入有多種方式，結合GPRS承載網(wǎng)絡(luò )的特點(diǎn)和GPRS應用領(lǐng)域的具體要求進(jìn)行組網(wǎng)。組網(wǎng)形式的選擇主要由業(yè)務(wù)數據量、時(shí)延、可靠性要求、數據保密性、網(wǎng)絡(luò )狀況決定。

方案二：Internet接入方式，GRE隧道與RADIUS可選。GRE兩端地址、RADIUSSERVER地址和企業(yè)路由器端口地址都必須是公有的?？紤]到IP地址廣播，企業(yè)端的路由器端口地址，GRE 隧道端地址，RADIUS Server 地址應由為該企業(yè)提供Internet連接的ISP提供；不存在跨區域的問(wèn)題，企業(yè)數據中心服務(wù)器與中國移動(dòng)GGSN服務(wù)器不必在同一城市。

方案三：專(zhuān)線(xiàn)接入，適合電力、金融、證券、工業(yè)監控等行業(yè)使用；企業(yè)通過(guò)專(zhuān)線(xiàn)接入中國移動(dòng)的路由器，移動(dòng)為用戶(hù)提供公有或移動(dòng)私有IP地址。數據安全性好，穩定可靠，傳輸延遲小。

方案四：直接接入，適用于沒(méi)有接入Internet、而且對安全要求極高的企業(yè)。適合電力、金融、證券等行業(yè)使用；企業(yè)在運營(yíng)商一端放置GRE路由器，路由器不經(jīng)過(guò)GPRS防火墻直接接入GPRS內部網(wǎng)絡(luò )。

數據中心與用戶(hù)應用程序接口：

數據中心與應用系統的應用軟件接口有兩種方式，即動(dòng)態(tài)連接庫(DLL)和虛擬串行口的方式。動(dòng)態(tài)連接庫方式需要進(jìn)行接口程序的編程與開(kāi)發(fā)。對于不希望對原有系統應用軟件進(jìn)行改動(dòng)的應用方式通?？刹捎锰摂M串行口(VSP)的連接方式：

一、數據鏈路傳輸方式

經(jīng)過(guò)在中國移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò )實(shí)際測試，網(wǎng)絡(luò )的數據傳輸質(zhì)量和穩定性較好，同時(shí)考慮到數據傳輸的冗余性和效率問(wèn)題，建議采用UDP方式傳輸業(yè)務(wù)數據，對于無(wú)冗錯處理的文件數據傳輸可采用TCP方式。

二、傳輸效率

1）用戶(hù)數據傳輸效率(用戶(hù)數據占網(wǎng)絡(luò )層總數據的比例)：

采用不同的組網(wǎng)方式、不同的數據包長(cháng)度，有不同的傳輸效率。下面假設當前最長(cháng)所能支持的最大用戶(hù)數據包長(cháng)的情況下，即1024字節包長(cháng)。

i.僅支持DTU主動(dòng)發(fā)起到數據中心的數據傳輸：最大傳輸效率(w)=97.3%

ii.支持雙向主動(dòng)互傳：最大傳輸效率(w)=95.9%

2）傳輸時(shí)延(從發(fā)送到接收數據之間的時(shí)間)：

不同的數據包長(cháng)度，傳輸的時(shí)延不同。根據目前移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò )狀況，一般一個(gè)包長(cháng)為100到200字節之間的數據包可以在1秒內互傳完畢。大于200字節的數據包平均在1秒到3秒之間可以互傳完畢。

三、穩定性

1）有效率：發(fā)送成功數據占總發(fā)送數據比例

根據目前在北京移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò )測試的結果來(lái)看，在網(wǎng)絡(luò )正常的情況下，一般數據包的成功率都在99.9%以上。

2）穩定性綜合參數：有效率x傳輸效率

網(wǎng)絡(luò )有效帶寬和最大傳輸單元(MTU)之間存在著(zhù)極其重要的關(guān)系，一般MTU增大到200字節以上不會(huì )明顯增加帶寬，但會(huì )增大平均延遲，測試結果表明MTU的最優(yōu)大小是250字節左右。

3）鏈路檢測與激活

對于經(jīng)常性傳輸和實(shí)時(shí)性要求較高的數據傳輸(如電力自動(dòng)化信息)，通常需要考慮設置心跳功能，以確保電路永遠在線(xiàn)并激活，心跳間隔根據網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量和應用要求進(jìn)行設置。

4.GPRS無(wú)線(xiàn)DDN系統的典型應用

中國移動(dòng)的GPRS無(wú)線(xiàn)DDN系統可向用戶(hù)提供數據終端與數據中心之間的透明數據通道。在電力系統的可用于大客戶(hù)抄表、配網(wǎng)/農網(wǎng)自動(dòng)化數據信息的傳輸等。

5.結束語(yǔ)

本文簡(jiǎn)要介紹GPRS無(wú)線(xiàn)DDN系統網(wǎng)絡(luò )構成、組網(wǎng)和相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)，旨在通過(guò)技術(shù)交流促進(jìn)GPRS無(wú)線(xiàn)DDN系統在電力系統進(jìn)行應用與推廣，為配電網(wǎng)絡(luò )綜合監測和大客戶(hù)抄表提供經(jīng)濟、方便、有效、可靠的數據傳輸通道，補充和延伸電力系統通信網(wǎng)絡(luò )。