GSM網絡上的高速數據通信

2019-11-03 09:47:53

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供稿：網友

GSM網絡上的高速數據通信余其炯在傳統的話音業務帶來豐厚利潤的同時，手機上網，E-mail，移動Internet等各種數據業務的需求正推動著移動網絡高速數據通信的發展。眾所周知，GSM是當前全球使用最廣泛的移動電話系統，它除了主要提供電話業務外，還提供基于電路交換技術的9.6kb／s傳輸速率的數據通信，但是這種低傳輸速率的數據業務已不能滿足各種新的增值數據業務的需求。基于電路交換技術的高速電路交換數據（HSCSD）業務和基于分組交換技術的通用分組無線業務（GPRS）正成為GSM網絡上提供高速數據通信的新的重要手段。 HSCSD HSCSD采用Nokia公司開發，并率先在芬蘭赫爾辛基GSM網絡上進行了試驗，試驗的內容為點播電視（VOD），點播音樂，信息服務，大型e-mail下載，網絡游戲，電視節目重播等。 HSCSD的原理是采用軟件將GSM基站升級，可將9.6kb／s的速率提高到每信道14.4kb／s，如果把4個信道復接到一個時隙里，傳輸速率可達57.6kb／s，再采用壓縮技術，速率還可以提高。HSCSD業務已在亞州的香港電信，新加坡電信和新世界公司等建設，并推出相應的服務，其供應商是Nokia和EriCSSon公司。 HSCSD系統采用電路交換的“端到端”工作方式，系統上的電路專門為被占用的某一個單個通信使用（不論是否有數據傳輸），因而其主要缺點是電路利用率不高。 GPRS GPRS系由Nokia，Ericsson等公司開發。GPRS是一種新的GSM數據業務，它可以為移動用戶提供無線分組數據接入服務——如高速無線ip和無線X.25業務等，GPRS支持TCP／IP協議。 GPRS采用分組交換技術，可以讓多個用戶共享某些固定的信道資源，如把空中接口上的TDMA幀中的8個時隙都用來傳送數據，其最高速率可達170kb／s（每個時隙可達14.4kb／s）。GSM空中接口的信道資源既可被話音占用，也可被GPRS數據業務占用。在信道充足富裕的條件下，還可以把一些信道專門定義給GPRS使用。建立GPRS網絡，需在傳統的GSM網絡中引入新的網絡接口和通信協議。即在GSM網絡上增加GSM服務支持節點（SGSN）和GPRS網關支持節點（GGSN），以建立點對點的傳輸模式。 SGSN具有頻率資源管理，移動管理、業務管理以及完成MS（移動交換站）和GGSN之間的分組數據的發送和接收功能。GGSN主要起網關作用，可與公眾陸地移動網，數據網，ISDN，LAN（局域網）等連接。此外，在HLR（母局位置登記器）應增加GPRS用戶數據和路由信息，MS，BSC（基站控制器），及BTS（基站收發信機）均需兼備有GPRS功能。移動手機需要專門的GPRS手機或是GSM／ GPRS雙模手機。 GPRS在 GSM網絡上提供鏈路——鏈路的分組傳輸。例如，某個用戶進行e－mail或話音通信時占用了部分通路資源，而其余的通路資源仍可被其它用戶享用，如果用戶同時發送或訪問e-mail時，系統還可以檢測數據的先后發送次序，依次傳送，盡管會有幾毫米的時延，但不會被用戶家覺，因而GPRS的電路利用率高。基于IP的GPRS，使用戶可享用到安全可靠，快捷地訪問Internet和接入到公司的intranet（內聯網）的服務。 GPRS的最高傳輸速率是170kb／s，但在目前階段還不行，預計到2001年后期才能逐步達到該速率。因此GPRS將其產品分為二個階段，即Phase1GPRS和Phase2GPRS。Phase1GPRS除速率尚較低外，它支持TCP／IP和X.25業務，全新的GPRS空中接口加密技術，GPRS附加業務，增強型短消息服務（E－SMS），GPRS分組計費（按數據量計費）等。目前GPRS的主要應用將首先集中在移動辦公室業務方面。三、GPRS的發展及現狀 Nokia公司率先在全球四個地方進行了試驗。二個在芬蘭，一個在臺灣，另一個在香港。臺灣KG電信公司已于今年初在亞州首次推出了GPRS業務，香港電信于99年9月在GSM雙頻網上進行試驗，并于今年開始商用。此外，數碼通公司也將采用Ericsson公司的GPRS組網。歐州的一些運營公司正開始試驗和建設GPRS網絡，29家 GSM運營公司宣布已獲得了合同，其中有六家公司在五個國家開始了GPRS試驗。預計歐州的GPRS系統將于2001年可進入廣泛應用階段。 BTCellnet公司將于今年6月推出無線接入internet，GPRS的公司應用，以及與Microsoft公司合作的用于公司的移動辦公室解決方案。我國也于今年在天津進行了GSM網上的GPRS試驗，采用了北方電訊公司的GPRS解決方案。該方案可提供移動辦公室，移動SMS（短消息業務），無線網絡門戶（如信息、娛樂、旅游、定位服務及電子商務）等應用。試驗網絡結構有透明方式及非透明方式兩種。通過試驗，展示了GPRS的extranet（以外部網）瀏覽，WAP網頁瀏覽（如新聞、天氣預報、股票信息、交通信息等），WAP應用業務，電子郵件（e-mail），目錄業務及在線目錄業務等。 GSM協會對在2002－2003年全球第三代移動通信（3G）商用化前，GPRS的發展計劃如下： 1999年：網絡運營者進行GPRS的試驗和網絡建設的準備工作。 2000年：全球第一個28kb／s速率的GPRS商用化。在GSM網絡上安裝GPRS的基礎設施。 2001年初：GPRS終端實用化，GPRS業務商用化。 2001-2002年：單個用戶的傳輸速率增加到56kb／s，推出多種的實用終端。 2002年：用戶使用的速率普遍達到112kb／s并開始出現E－GPRS（增強型的GPRS），Phase2GPRS開始啟動，邁向更高速率。GPRS功能綜合到GSM的移動手機內。 GPRS當前面臨的問題 1．缺乏手機目前的手機必需升級到能進行高速數據傳輸及支持分組數據業務的 GPRS手機。手機要能在GPRS網絡建成后及時提供，不能像HSCSD和WAP那樣，手機生產滯后于網絡建設。 2．費率及計費問題費率和計費方式對于新的移動數據市場的發展尤為重要，例如WAP手機推出后，用戶化了很多的連接時間才能獲得信息，而按時間及信息內容的收費方式使用戶難以承受。GPRS是按通話時長或按字節或千字節收費，必須及早慎重研究，以利于市場發展，此外，尚須研究新的基于分組的數據計資系統。 3．移動數據卡該卡的早日推出，可便于插入到掌上電腦，與GPRS網絡連接。 4．各種應用軟件的開發 5．缺乏專門的技術人員由于GSM運營公司只具有話音和SMS業務的經驗和專門技術人才，對于設計、安裝、運營、維護GPRS的專門技術人員尚須早日培訓。 HSCSD與GPRS的比較先從成本方面來看。以HSCSD能達到的56kb／s速率進行比較，HSCSD的成本約為有線數據傳輸的20％，GPRS約為6%，E－GPRS（增強型GPRS）約為2％，說明GPRS的成本最低（以上比較資料來自北方電訊公司）。再從應用方面來看， HSCSD適用于實時及時間限制性較強的應用，適用于需要恒定傳輸速率的應用，如文件傳遞，視頻會議及移動博奕等。GPRS適用于寬帶業務應用，如多媒體信息，移動Internet，遙控，遙測等；GPRS應用面更廣，如金融、證券、交通、調度、公安、健康保證、電子商務、收資系統、POS（銷售點），和GPS（衛星定位系統）車輛調度等。最后從GSM網絡邁向ITM－2000（3G）的進程來看。在3G商用化前，GPRS不失為過渡到第三代移動通信的有效與重要的手段，正由于GPRS的這個特點，有的人又將GPRS稱為二代半移動通信（2.5G）。尤其是GPRS對GSM網絡的改造費用比建設GSM網和未來第三代移動通信網絡要便宜得多的特點更引人注目。如何選用GSM網絡上的高速數據通信手段，是HSCSD，還是GPRS，需要由用戶根據HSCSD及GPRS的特點，應用與定位，根據用戶的需求及實際條件來確定。摘自《通信市場》

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