基于GPRS的无线DDN系统组网及特点相关探讨

　　1 引言

　　随着社会的发展，各种设备远程通信的需求越来越多，在gprs网络建设以前，设备的远程通讯通常采用电话拨号、无线电台、专线等方式，但这些方式均有很多不足之处。采用电话线传输数据，拨号过程长，而且线路建设有一定困难;采用无线电台，解决误码率、抗干扰是一个令人头疼的问题，而且受无委会频率管制的影响，在频率使用、传输距离上受一定限制;采用专线电路，不可能对所有大面积分散的数据采集子站进行专线铺设，更不能承担高昂的运行费用。

　　基于gprs网络的无线ddn系统，采用先进成熟的gprs dtu模块为远程传输模块，依托稳定、可靠的中国移动gprs网络，在保证数据传输的及时、准确的前提下，将系统运行费用也降低到了最低。

　　2 gprs网络介绍

　　gprs 是通用分组无线业务(general PACket radio service)的英文简称，是在现有gsm系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为gsm用户提供分组形式的数据业务。gprs采用与gsm同样的 无线调制标准、同样的频带、同样的突发结构、同样的跳频规则以及同样的tdma帧结构，这种新的分组数据信道与当前的电路交换的话音业务信道极其相似。因 此，现有的基站子系统(bss)从一开始就可提供全面的gprs覆盖。gprs允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式 的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。 gprs 理论带宽可达171.2kb/s，实际应用带宽大约在40-60kb/s，在此信道上提供tcp/ip连接，可以用于internet连接、数据传输等应 用。

　　gprs是一种新的移动数据通信业务，在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线ip。gprs采用分组交换技术，每个 用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，资源被有效的利用，数据传输速率高达160kbps。使用gprs技术实现数据分组发送 和接收，用户永远在线且按流量计费，迅速降低了服务成本。

　　3 无线ddn系统网络设计

　　3.1 网络拓朴如图1所示:

　　图1 无线ddn网络拓朴图

　　3.2 系统组网结构

　　无线ddn系统分为监测点和数据中心两部分，监测点采用gprs dtu，可提供rs-232、rs-485、以及以太网接口，数据中采用宽带adsl或专线方式接入internet，具体接入方式如下:

　　(1) 监测点接入方式:

　　监测点通过rs-232、rs-485或以太网接口与gprs dtu传输模块连接，然后设置dtu相关参数，每一个gprs dtu传输模块装入一个中国移动的数据sim卡即可。

　　(2) 数据中心接入方式:

　　数据中心接入主要分两大类:

　　l 采用 internet接入

　　数据中心采用宽带adsl接入方式，此种方式优点是带宽大、费用经济。缺点是安全性较差、延时比专线接入稍大。

　　采用 局域网共享上网方式，此种方式基本同adsl接入类似，但注意接入时需做端口映射。

　　采用电话线拨号上网方式。此种方式接入带宽较窄。所以只适合于 点数较少，且数据量小的组网方式。

　　l 移动公司接入

　　数据中心采用无线网络运营商(指中国移动)提供信道接入，此种方式实际中有以下几种连接方式:

　　采用移动公司机房专线接入方式，此种方式带宽大(一般为2m)，对延时、安全性都非常好，但租用此专线价格较贵。特别适合银行、 pos机组网等需安全系数较高的用户，对子站非常多的情况下也推荐采用此种方式。

　　采用gprs无线接入方式，此种方式在数据中心接一台gprs modem，通过数据中心的pc机拨号上网。优点是组网讯速，费用经济。缺点是带宽窄(gprs上行10kbps,下行40kbps)，延时大。这种方式在测试时用的比较多。如果准备在实际工程中使用需注意sim卡需申请apn。

　　网络拓朴如图2所示:

　　图2 数据中心网络拓朴

　　3.3 传输方式

　　所有设备均为“双向传输”方式，即每个dtu既能把数据发送到数据中心，也能接 处到数据中心发送的指令。

　　3.4 全网速率

　　基于目前的中国移动gprs的网络现状，目前网络支持cs-2编码，rlc层每信道速率 13.4kbps。采用4+1信道方式。因此设计的下行速率为48kbps，上行为 13.4kbps。

　　待gprs网络升级后，网络将支持cs- 4编码，可以捆绑8个信道，每信道rlc层速率将达21.4kbps，最高速率可达171.2kbps。

　　3.5 网络管理及监控

　　在数据 中心可通过软件对所有dtu进行监测，包括在线情况，工作状态以及dtu系统参数信息，也可远程配置dtu参数，甚至可以远程重启dtu。

　　dtu 有多种工作模式，可根据需要进行设置，具体模式如下:

　　(1) 永远在线模式

　　l 描述:保持dtu与数据中心永久连接

　　l 工作过 程:dtu开机时自动连接gprs网络，根据数据业务中心(dsc)的ip地址自动连接数据中心，并保持和维护链路的连接， dtu监测链路情况运行，单网络发生异常，dtu自动重新建立链路。

　　(2) 定时传输模式

　　l 描述:由dtu定时向中心发送数据。

　　l 工 作过程:根据事先设置的发送数据间隔向数据业务中心(dsc)发送数据和接收数据，数据收发完毕，自动断线。

　　(3) 中心呼叫模式

　　l 描 述:由数据中心发起数据传输请求，dtu应答并发送/接收数据。

　　l 工作过程:当中心需要收集或发送dtu端的数据时，数据中心发出呼叫指令，dtu立即连接gprs网络并登录数据业务中心(dsc)，安装中心的指令传输数据。

　　(4) 数据触发模式

　　l 描述:当有用户数据传 输时，由dtu发起连接。

　　l 工作过程:当有用户数据传输时，dtu连接gprs网络并登录数据业务中心(dsc)，传输数据。

　　(5) 节电模式

　　l 无数据传输时关闭无线传输部分，系统进入休眠状态。

　　4 无线ddn系统特点

　　(1) 透明数据传输

　　gprs dtu直接提供rs-232或rs-485接口，使用简单、方便，为用户的数据设备提供透明传输通道。

　　(2) 无需后台计算机支持

　　普通 gprs modem通常需要附着在pc机上虚拟拨号上网，利用pc机的资源进行数据收发和协议转换，gprs dtu内置自动网络连接和协议处理模块，无需后台计算机支持。

　　(3) 点对点、点对多点、对等、实时数据传输

　　gprs dtu可以实现点～点、点～多点、中心～多点的对等数据传输，传输时延一般小于1秒。

　　(4) 永远在线

　　gprs dtu一开机就能自动附着到gprs网络上，并与您的数据中心建立通信链路，随时收发用户数据设备的数据。

　　(5) 按流量计费

　　gprs dtu一直在线，按照接收和发送数据包的数量来收取费用，没有数据流量的传递时不收费用。

　　(6) 高速传输

　　gprs网络的传输速度最快将 达到160kbps，速率的高低取决于移动运营商的网络设置，根据中国移动的网络情况，目前可提供20~40kbps的稳定数据传输。

　　(7) 组网简单、迅速、灵活

　　无线ddn系统可以通过internet网络随时随地的构建覆盖全中国的虚拟移动数据通信专用网络，为广大中小用户提供接入便利，节省接入投资。

　　(8) 系统扩容方便

　　无线ddn系统，基于gprs无线网络，系统增加、删除或移动某个站点都非常简单、迅速。

　　(9) 网络覆盖范围广

　　中国移动gprs网络系统以原gsm网为承载网，使用现有的gsm无线网络，gprs和gsm共用相同的基站和频谱资源，目前中国移动gprs网络已覆盖全国所有省、直辖市、自治区。

　　(10) 远程管理

　　无线ddn系统可远程监测dtu状态，修改dtu参数。

　　(11) 通信链路由专业运营商维护

　　由于采用中国移动的gprs数据业务，因此链路维护也由中国移动负责，免除通信链路维护的后顾之忧;

　　5 结束语

　　基于gprs无线ddn系统为用户提供了数据终端与数据中心之间的透明数据通道，完全适用于所有低数据量的传输业务，包括城市配电网络自动化，自来水输配调度、燃气输配调度、金融、交通、水利、环保、公安、商业pos机、internet接入、个人信息、股票信息等行业。