無線數(shù)據(jù)通信接入技術(shù)CDPD

潘以鋒

　　隨著計算機的普及和數(shù)據(jù)通信的迅猛發(fā)展，利用計算機網(wǎng)絡(luò)進行通信已成為用戶不可缺少的通信手段。無線數(shù)據(jù)通信打破了數(shù)據(jù)通信傳統(tǒng)的有線傳輸方式，通過移動的無線接入，提供更加靈活、便利的通信服務(wù)。

　　面對移動互聯(lián)網(wǎng)時代的即將到來，運營商、制造商和內(nèi)容提供商都非常積極，先后推出了WAP、GPRS以及CDPD通信接入技術(shù)。對于WAP和GPRS通信技術(shù)，相信大多數(shù)讀者對其已經(jīng)有了一定的了解，而CDPD通信技術(shù)知道的人就比較少了，本文給大家介紹CDPD：

　　CDPD（Cellular Digital Packet Data）是一種無線數(shù)據(jù)通信規(guī)范，它是由美國移動通信公司AMCI、貝爾大西洋移動系統(tǒng)公司、GTE公司、McCaw公司、NYNEX公司、Contel　Cellular公司、PacTel和西南貝爾公司等大的移動業(yè)務(wù)公司于1993年7月共同制訂的。CDPD采用開放系統(tǒng)互連OSI模型作為分組交換數(shù)據(jù)通信方式，即利用起始部分的目的信息在整個網(wǎng)絡(luò)里尋找數(shù)據(jù)分組的傳送路徑。CDPD使用了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和分組層這3層的功能。CDPD各個部分之間的通信靠TCP/IP來連接，建立在TCP/IP平臺上的應(yīng)用服務(wù)可以不加任何修改地移植到CDPD無線網(wǎng)上來運行。

　　自從CDPD標準出臺后，CDPD至今已經(jīng)幾易其版本，表現(xiàn)出旺盛的生命力。目前Lucent、Motoroal、愛立信等都生產(chǎn)出CDPD產(chǎn)品，我國無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)引入的是Lucent的CDPD產(chǎn)品。CDPD速度為19.2kbps，它支持用戶越區(qū)切換和全網(wǎng)漫游、廣播和群呼，支持移動速度達100km/h的數(shù)據(jù)用戶，可與公用有線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通。800-900MHz的射頻頻率，收發(fā)間隔為45MHz，頻道間隔為30KHz；速率為空中全雙工19.2kbps雙向數(shù)據(jù)傳輸；終端發(fā)射功率為0.6-4W；基站發(fā)射功率≤45W（連續(xù)可調(diào)）。

　　目前，全世界能夠提供CDPD服務(wù)的國家和地區(qū)有加拿大、墨西哥、韓國、秘魯、阿根廷、巴西、洪都拉斯等。我國無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)籌建于1995年，1997年底首期在北京、上海、廣東、湖南、福建等省市建立CDPD網(wǎng)，推廣無線數(shù)據(jù)新業(yè)務(wù)。中國電信與美國的情況不同，前者專門規(guī)劃了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、建立基站，鋪設(shè)了一個全新的CDPD網(wǎng)絡(luò)，全網(wǎng)采用朗訊公司的CDPD系統(tǒng)。

　　到目前為止，北京、上海、廣州、長沙、廈門、深圳等城市都已正式開展了CDPD業(yè)務(wù)，未來的發(fā)展規(guī)劃是覆蓋全中國。今年在上海APEC會議期間，無線數(shù)據(jù)通信的業(yè)務(wù)就是由CDPD提供的。

　　CDPD的基本原理是按一定的規(guī)則，將一整份數(shù)據(jù)報文分割成若干定長的數(shù)據(jù)段，并給每一數(shù)據(jù)段加上收發(fā)終端地址及其他控制信息，以分組為單位在蜂窩網(wǎng)上進行傳輸。即先尋找一個空閑的話音信道，將分組數(shù)據(jù)在空閑信道上進行傳輸，當蜂窩話音用戶要求占用該信道時，CDPD系統(tǒng)將重新尋找新的空閑信道，并利用信道跳頻技術(shù)，自動跳到新的空閑信道上，如此反復(fù)，直到傳完為止。采用這項技術(shù)能夠共享通信資源，大大地提高信道的利用率，降低通信成本。

　　與GPRS相比較，CDPD和GPRS都可以提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)，從技術(shù)與應(yīng)用方面看各有其特點，對于運營商而言，選擇什么樣的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的前提與關(guān)鍵。

　　從技術(shù)成熟度上看，CDPD從1992年開始出現(xiàn)到現(xiàn)在，技術(shù)已經(jīng)很成熟，并有了一套完整的CDPD規(guī)范，各個運營商可以根據(jù)這個統(tǒng)一的標準進行開發(fā)和應(yīng)用。在許多國家和地區(qū)，CDPD在很多領(lǐng)域已得到了廣泛的應(yīng)用。在CDPD未出現(xiàn)以前，無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)運營都只能選擇專用網(wǎng)絡(luò)。目前在美國乃至全世界，CDPD是最具競爭力的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。

　　GPRS與CDPD相比較，傳輸速率較高，但它的高速是通過犧牲信道資源來獲取的。如果GSM一個載頻中的8個信道全部被GPRS占用，傳輸速率可達到115kbit/s（理論上的無干擾情況）；如果僅占用一個信道，除去協(xié)議及糾錯等信息外，真正用于傳輸數(shù)據(jù)的只有14kbit/s。而現(xiàn)有的大部分數(shù)據(jù)應(yīng)用都是一些低速數(shù)據(jù)，CDPD所具有的19.2kbit/s已足夠90％以上的應(yīng)用需求。

　　從信道的占用來看，GPRS是通過占用GSM的語音信道來傳輸數(shù)據(jù)，這勢必給本已擁塞的GSM帶來更大的負擔(dān)，數(shù)據(jù)用戶的發(fā)展也會因語音用戶而受到限制。不僅如此，GPRS對共享信道的用戶數(shù)也有一定的限制，同時只能有幾個用戶共享信道。而CDPD作為一個專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，它的用戶數(shù)可以達到很多，對于每一個PS，可以有15000個用戶登記注冊，對于一個群，用戶數(shù)量更是多達十幾萬個，而且同時可有二十幾個用戶共享信道，進行數(shù)據(jù)傳輸。

　　從安全性的角度來看，GPRS雖然也能對傳輸數(shù)據(jù)進行加密，但加密驗證機制沒有CDPD網(wǎng)絡(luò)強，CDPD采用RC4加密技術(shù)，40bit的密鑰，正反信道采用不同的密鑰，同時系統(tǒng)采用動態(tài)密鑰管理，即網(wǎng)絡(luò)自動分配的隨機地址。服務(wù)器一端的密鑰與你的無線Modem的密鑰匹配，你才能夠登錄上網(wǎng)。每次開機注冊時的密鑰都不相同。

　　CDPD適用的業(yè)務(wù)種類很多，使用方法靈活。CDPD特別適用于用戶點多、分布面廣、移動中、短信息使用、頻次密的場合。目前主要應(yīng)用在如下領(lǐng)域：

　　1.金融交易

　　在商業(yè)金融交易領(lǐng)域，如持卡購物、證券交易、電子銀行、金融保險、POS系統(tǒng)等，都可用CDPD系統(tǒng)。使用CDPD系統(tǒng)時，用戶無需進行復(fù)雜的布線，無需經(jīng)過漫長的撥號交易等待，對于一些臨時性商業(yè)活動，可在銀行取得實時的信用卡驗證。與此同時，CDPD還可幫助實現(xiàn)“滾動銀行”。

　　2.GPS定位調(diào)度業(yè)務(wù)

　　利用GPS技術(shù)、無線網(wǎng)、計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字化地圖、信息管理及信息防范技術(shù)等高科技手段組建的車輛實時監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)，將從衛(wèi)星接收下來的GPS定位數(shù)據(jù)通過地面無線通信網(wǎng)發(fā)送到總監(jiān)控中心，可獲得車輛的位置信息及其運行狀態(tài)，保證運輸業(yè)務(wù)的安全與快速。該業(yè)務(wù)可用于銀行押款車、公安部門特種車輛的定位調(diào)度、公交車輛的定位與候車時間顯示系統(tǒng)、私家豪華車的防盜系統(tǒng)等。

　　3.遠程監(jiān)控

　　運用CDPD作為遠程監(jiān)控設(shè)備的通信手段，可節(jié)省經(jīng)費、提高反映時間、提高服務(wù)水平。主要應(yīng)用范圍是：供電部門的變壓器設(shè)備、排水系統(tǒng)的泵站設(shè)備、氣象數(shù)據(jù)采集設(shè)備、大街上的販賣機、大樓電梯的監(jiān)控等，CDPD還可滿足對各類營業(yè)的場合的財務(wù)、倉購以及住宅區(qū)的安全防范圍需求。

　　4.個人通信（電子郵件、傳真、數(shù)據(jù)庫訪問）

　　利用便攜式數(shù)據(jù)終端可以傳遞電子郵件、檢索/發(fā)送文件、遠程打印、傳真、訪問主機、查詢信息數(shù)據(jù)庫等。比如公安部門隨時查閱有關(guān)罪犯的特征、違規(guī)駕駛的司機資料等；記者隨時將新聞稿件、數(shù)字照片等資料于第一時間傳回報社、電視臺等。

　　5.其他應(yīng)用

　　CDPD還有許多其他應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)，如移動炒股、交警移動查車、移動銀行與無線刷卡、路燈自動監(jiān)控等應(yīng)用系統(tǒng)等。

　　CDPD的用戶端設(shè)備稱為移動終端或無線Modem，從通信物理端口來區(qū)分可以分為3種：PCMCIA接口，主要用于帶有PCMCIA插槽的便攜式電腦、掌上型電腦；RS-232(DB-9)接口，可連接于各計算機的串行口，包括PC、單片機以及其他具有串行口的專用終端；專用移動終端，這是一種集計算機與無線Modem于一體的設(shè)備，如無線POS機、無線炒股機等。另外，除無線Modem以外，你還需要一臺移動設(shè)備，如掌上電腦、筆記本電腦、PDA等都可以。

　　由于CDPD是基于TCP/IP的開放平臺，瀏覽、收發(fā)郵件都能做到。除了速度之外，與連線訪問互聯(lián)網(wǎng)沒有什么區(qū)別。CDPD網(wǎng)絡(luò)在無線數(shù)據(jù)通信方面具有其他通信方式不具有的特點，諸如通信實時在線、適合傳輸突發(fā)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸安全可靠、通信費用低廉等優(yōu)勢。

　　當然，CDPD的推廣也存在一些問題。首先，由于CDPD受信道數(shù)和速率的限制，只適用于傳輸一些類似上述應(yīng)用的突發(fā)性短消息，這在一定程度上限制了它的推廣。其次，CDPD雖是一個基于TCP/IP協(xié)議的系統(tǒng)，有較好的開放性，但這一開放性只是對M-ES到MDBS界面而言的。對于MDBS與MDIS之間采用的是廠家內(nèi)部協(xié)議，缺乏開放性。這意味著購買MDBS時無法挑選廠商。另外，目前CDPD所用的無線Modem的價格較高，這在一定程度上限制了它的推廣應(yīng)用。最值得重視的是，移動數(shù)據(jù)通信中的新技術(shù)不斷發(fā)展，CDPD提供的業(yè)務(wù)很可能還沒有推廣開來，就被其他技術(shù)所取代。例如，正在制定標準的第三代移動電話系統(tǒng)UMTS工作在2G頻估、采用寬帶CDMA或?qū)拵�TDMA技術(shù)，可為移動數(shù)據(jù)用戶提供高達384kbps的廣域無線傳輸速率、2Mbps的室內(nèi)傳輸速率。

　　綜上所述，CDPD的應(yīng)用雖然不少，但是其限制和缺點也不少。不少城市在CDPD網(wǎng)絡(luò)上已經(jīng)花費了數(shù)千萬元，如果CDPD在近幾年內(nèi)不能發(fā)展出有相當?shù)囊?guī)模的用戶，那么當新技術(shù)成型后，已有的和潛在的用戶可能都會轉(zhuǎn)用新的技術(shù)，這樣投資在CDPD上的設(shè)備和維護費用就會浪費巨大。作為一種新的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)的推廣工作非常困難，如何發(fā)展用戶、拓展其應(yīng)用范圍，是CDPD今后的一個難題。

摘自《數(shù)字世界》2001.12