GSM網(wǎng)絡(luò)上的高速數(shù)據(jù)通信

GSM網(wǎng)絡(luò)上的高速數(shù)據(jù)通信
    余其炯
    在傳統(tǒng)的話音業(yè)務(wù)帶來豐厚利潤的同時，手機(jī)上網(wǎng)，E-mail，移動Internet等各種數(shù)據(jù)
業(yè)務(wù)的需求正推動著移動網(wǎng)絡(luò)高速數(shù)據(jù)通信的發(fā)展。
    眾所周知，GSM是當(dāng)前全球使用最廣泛的移動電話系統(tǒng)，它除了主要提供電話業(yè)務(wù)外，
還提供基于電路交換技術(shù)的9.6kb／s傳輸速率的數(shù)據(jù)通信，但是這種低傳輸速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)
已不能滿足各種新的增值數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求�；�于電路交換技術(shù)的高速電路交換數(shù)據(jù)（HSCSD）
業(yè)務(wù)和基于分組交換技術(shù)的通用分組無線業(yè)務(wù)（GPRS）正成為GSM網(wǎng)絡(luò)上提供高速數(shù)據(jù)通信
的新的重要手段。
    HSCSD
    HSCSD采用Nokia公司開發(fā)，并率先在芬蘭赫爾辛基GSM網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)的內(nèi)容
為點(diǎn)播電視（VOD），點(diǎn)播音樂，信息服務(wù)，大型e-mail下載，網(wǎng)絡(luò)游戲，電視節(jié)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(fù)接到一個時隙里，傳輸速率可達(dá)57.6kb／s，再采用壓縮技術(shù)，速率還可以
提高。HSCSD業(yè)務(wù)已在亞州的香港電信，新加坡電信和新世界公司等建設(shè)，并推出相應(yīng)的服
務(wù)，其供應(yīng)商是Nokia和Ericsson公司。
    HSCSD系統(tǒng)采用電路交換的“端到端”工作方式，系統(tǒng)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(shù)據(jù)傳輸），因而其主要缺點(diǎn)是電路利用率不高。
    GPRS
    GPRS系由Nokia，Ericsson等公司開發(fā)。GPRS是一種新的GSM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，它可以為移動用
戶提供無線分組數(shù)據(jù)接入服務(wù)——如高速無線IP和無線X.25業(yè)務(wù)等，GPRS支持TCP／IP協(xié)議。
    GPRS采用分組交換技術(shù)，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(shù)據(jù)，其最高速率可達(dá)170kb／s（每個時隙可達(dá)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(shù)據(jù)業(yè)務(wù)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(wǎng)絡(luò)，需在傳統(tǒng)的GSM網(wǎng)絡(luò)中引入新的網(wǎng)絡(luò)接口和通信協(xié)議。即在GSM網(wǎng)絡(luò)上增
加GSM服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)（SGSN）和GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)（GGSN），以建立點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸模式。
    SGSN具有頻率資源管理，移動管理、業(yè)務(wù)管理以及完成MS（移動交換站）和GGSN之間的
分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收功能。GGSN主要起網(wǎng)關(guān)作用，可與公眾陸地移動網(wǎng)，數(shù)據(jù)網(wǎng)，ISDN，
LAN（局域網(wǎng)）等連接。此外，在HLR（母局位置登記器）應(yīng)增加GPRS用戶數(shù)據(jù)和路由信息，
MS，BSC（基站控制器），及BTS（基站收發(fā)信機(jī)）均需兼?zhèn)溆蠫PRS功能。移動手機(jī)需要專門
的GPRS手機(jī)或是GSM／ GPRS雙模手機(jī)。
    GPRS在 GSM網(wǎng)絡(luò)上提供鏈路——鏈路的分組傳輸。例如，某個用戶進(jìn)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(fā)送或
訪問e-mail時，系統(tǒng)還可以檢測數(shù)據(jù)的先后發(fā)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(nèi)聯(lián)網(wǎng)）的服務(wù)。
    GPRS的最高傳輸速率是170kb／s，但在目前階段還不行，預(yù)計到2001年后期才能逐步達(dá)
到該速率。因此GPRS將其產(chǎn)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(yè)務(wù)，全新的GPRS空中接口加密技術(shù)，GPRS附加業(yè)務(wù)，增
強(qiáng)型短消息服務(wù)（E－SMS），GPRS分組計費(fèi)（按數(shù)據(jù)量計費(fèi)）等。目前GPRS的主要應(yīng)用將首
先集中在移動辦公室業(yè)務(wù)方面。
    三、GPRS的發(fā)展及現(xiàn)狀
    Nokia公司率先在全球四個地方進(jìn)行了試驗(yàn)。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(yè)務(wù)，香港電信于99年9月在GSM雙頻網(wǎng)上
進(jìn)行試驗(yàn)，并于今年開始商用。此外，數(shù)碼通公司也將采用Ericsson公司的GPRS組網(wǎng)。歐州
的一些運(yùn)營公司正開始試驗(yàn)和建設(shè)GPRS網(wǎng)絡(luò)，29家 GSM運(yùn)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(yàn)。預(yù)計歐州的GPRS系統(tǒng)將于2001年可進(jìn)入廣泛應(yīng)用階段。
 BTCellnet公司將于今年6月推出無線接入internet，GPRS的公司應(yīng)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(jìn)行了GSM網(wǎng)上的GPRS試驗(yàn)，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(yè)務(wù)），無線網(wǎng)絡(luò)門戶（如信息、娛樂、旅游、
定位服務(wù)及電子商務(wù)）等應(yīng)用。試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有透明方式及非透明方式兩種。通過試驗(yàn)，展
示了GPRS的extranet（以外部網(wǎng)）瀏覽，WAP網(wǎng)頁瀏覽（如新聞、天氣預(yù)報、股票信息、交通
信息等），WAP應(yīng)用業(yè)務(wù)，電子郵件（e-mail），目錄業(yè)務(wù)及在線目錄業(yè)務(wù)等。
    GSM協(xié)會對在2002－2003年全球第三代移動通信（3G）商用化前，GPRS的發(fā)展計劃如下：
    1999年：網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者進(jìn)行GPRS的試驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的準(zhǔn)備工作。
    2000年：全球第一個28kb／s速率的GPRS商用化。在GSM網(wǎng)絡(luò)上安裝GPRS的基礎(chǔ)設(shè)施。
    2001年初：GPRS終端實(shí)用化，GPRS業(yè)務(wù)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(shí)用終端。
    2002年：用戶使用的速率普遍達(dá)到112kb／s并開始出現(xiàn)E－GPRS（增強(qiáng)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(jī)內(nèi)。
    GPRS當(dāng)前面臨的問題
    1．缺乏手機(jī)
    目前的手機(jī)必需升級到能進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸及支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的 GPRS手機(jī)。手機(jī)要
能在GPRS網(wǎng)絡(luò)建成后及時提供，不能像HSCSD和WAP那樣，手機(jī)生產(chǎn)滯后于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。
    2．費(fèi)率及計費(fèi)問題
    費(fèi)率和計費(fèi)方式對于新的移動數(shù)據(jù)市場的發(fā)展尤為重要，例如WAP手機(jī)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(nèi)容的收費(fèi)方式使用戶難以承受。GPRS
是按通話時長或按字節(jié)或千字節(jié)收費(fèi)，必須及早慎重研究，以利于市場發(fā)展，此外，尚須
研究新的基于分組的數(shù)據(jù)計資系統(tǒng)。
    3．移動數(shù)據(jù)卡
    該卡的早日推出，可便于插入到掌上電腦，與GPRS網(wǎng)絡(luò)連接。
    4．各種應(yīng)用軟件的開發(fā)
    5．缺乏專門的技術(shù)人員
    由于GSM運(yùn)營公司只具有話音和SMS業(yè)務(wù)的經(jīng)驗(yàn)和專門技術(shù)人才，對于設(shè)計、安裝、運(yùn)
營、維護(hù)GPRS的專門技術(shù)人員尚須早日培訓(xùn)。
    HSCSD與GPRS的比較
    先從成本方面來看。以HSCSD能達(dá)到的56kb／s速率進(jìn)行比較，HSCSD的成本約為有線數(shù)
據(jù)傳輸?shù)?0％，GPRS約為6%，E－GPRS（增強(qiáng)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(yīng)用方面來看， HSCSD適用于實(shí)時及時間限制性較強(qiáng)的應(yīng)用，適用于需要恒定傳
輸速率的應(yīng)用，如文件傳遞，視頻會議及移動博奕等。GPRS適用于寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用，如多媒
體信息，移動Internet，遙控，遙測等；GPRS應(yīng)用面更廣，如金融、證券、交通、調(diào)度、
公安、健康保證、電子商務(wù)、收資系統(tǒng)、POS（銷售點(diǎn)），和GPS（衛(wèi)星定位系統(tǒng)）車輛調(diào)
度等。
    最后從GSM網(wǎng)絡(luò)邁向ITM－2000（3G）的進(jìn)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(diǎn)，有的人又將GPRS稱為二代半移動通信（2.5G）。尤其是GPRS對GSM網(wǎng)絡(luò)的改
造費(fèi)用比建設(shè)GSM網(wǎng)和未來第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)要便宜得多的特點(diǎn)更引人注目。
    如何選用GSM網(wǎng)絡(luò)上的高速數(shù)據(jù)通信手段，是HSCSD，還是GPRS，需要由用戶根據(jù)HSCSD
及GPRS的特點(diǎn)，應(yīng)用與定位，根據(jù)用戶的需求及實(shí)際條件來確定。

摘自《通信市場》