GPRS無線DDN系統與應用

GPRS(GeneralPacketRadioService)是通用分組無線業務的英文簡稱，是一種基于GSM的移動分組數據業務,面向用戶提供移動分組的IP或者X.25連接。

GPRS采用與GSM同樣的無線調制標準、同樣的頻帶、同樣的突發結構、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軟件就可提供全面的GPRS覆蓋。

GPRS采用分組交換技術，每個用戶可同時占用多個無線信道，同一無線信道又可以由多個用戶共享，資源被有效的利用，GPRS理論帶寬可達171.2Kbps，實際應用帶寬大約在20~40Kbps。使用GPRS技術實現數據分組發送和接收，用戶永遠在線且按流量計費，迅速降低了服務成本。

基于GPRS網絡無線DDN業務是以中國移動的GSM/GPRS網絡為通信平臺，采用GPRS、SMS、CSD、USSD等承載方式，通過無線DDN終端設備，服務于行業用戶的數據傳輸業務。

2.GPRS無線DDN網絡的構成

2.1網絡構成

GPRS無線DDN通信系統為行業用戶提供永遠在線、透明數據傳輸的虛擬專用數據通信網絡。可以提供點對點、外圍設備間、外圍設備與中心節點之間的通信方式，適用于信息互傳、遠程數據采集等行業應用。下面是GPRS無線DDN系統幾種典型的組網結構。

點~點數據傳輸：

滿足兩點之間數據傳輸要求。

...移動網傳輸數據(應用業務數據+控制數據)

圖1a點～點數據傳輸網絡結構

中心~多點數據傳輸：

滿足中心對多點的數據傳輸。

...移動網傳輸數據(應用業務數據+控制數據)

圖1b中心～點數據傳輸網絡結構

多點網絡傳輸：

滿足多點對多點之間的數據傳輸。

－應用業務數據

...移動網傳輸數據(應用業務數據+控制數據)

2.2網絡接入方式

數據終端(DTU)的接入：

目前，中國移動GPRS網絡用戶可以選擇CMNET和APN兩個網絡接入，CMNET通常用于公眾用戶接入Internet，APN針對相關行業用戶使用。APN用戶通常在一個組內，需要設定用戶名和密碼，具有更好的安全性，適用于行業用戶。此外，APN用戶可以申請綁定移動內網的固定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承載網絡的特點和GPRS應用領域的具體要求進行組網。組網形式的選擇主要由業務數據量、時延、可靠性要求、數據保密性、網絡狀況決定。

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

方案三：專線接入，適合電力、金融、證券、工業監控等行業使用；企業通過專線接入中國移動的路由器，移動為用戶提供公有或移動私有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，適用于沒有接入Internet、而且對安全要求極高的企業。適合電力、金融、證券等行業使用；企業在運營商一端放置GRE路由器，路由器不經過GPRS防火墻直接接入GPRS內部網絡。

數據中心與用戶應用程序接口：

數據中心與應用系統的應用軟件接口有兩種方式，即動態連接庫(DLL)和虛擬串行口的方式。動態連接庫方式需要進行接口程序的編程與開發。對于不希望對原有系統應用軟件進行改動的應用方式通常可采用虛擬串行口(VSP)的連接方式：

一、數據鏈路傳輸方式

經過在中國移動的GPRS網絡實際測試，網絡的數據傳輸質量和穩定性較好，同時考慮到數據傳輸的冗余性和效率問題，建議采用UDP方式傳輸業務數據，對于無冗錯處理的文件數據傳輸可采用TCP方式。

二、傳輸效率

1）用戶數據傳輸效率(用戶數據占網絡層總數據的比例)：

采用不同的組網方式、不同的數據包長度，有不同的傳輸效率。下面假設當前最長所能支持的最大用戶數據包長的情況下，即1024字節包長。

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

ii.支持雙向主動互傳：最大傳輸效率(w)=95.9%

2）傳輸時延(從發送到接收數據之間的時間)：

不同的數據包長度，傳輸的時延不同。根據目前移動的網絡狀況，一般一個包長為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：發送成功數據占總發送數據比例

根據目前在北京移動GPRS網絡測試的結果來看，在網絡正常的情況下，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

網絡有效帶寬和最大傳輸單元(MTU)之間存在著極其重要的關系，一般MTU增大到200字節以上不會明顯增加帶寬，但會增大平均延遲，測試結果表明MTU的最優大小是250字節左右。

3）鏈路檢測與激活

對于經常性傳輸和實時性要求較高的數據傳輸(如電力自動化信息)，通常需要考慮設置心跳功能，以確保電路永遠在線并激活，心跳間隔根據網絡質量和應用要求進行設置。

4.GPRS無線DDN系統的典型應用

中國移動的GPRS無線DDN系統可向用戶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抄表、配網/農網自動化數據信息的傳輸等。

5.結束語

本文簡要介紹GPRS無線DDN系統網絡構成、組網和相關技術要點，旨在通過技術交流促進GPRS無線DDN系統在電力系統進行應用與推廣，為配電網絡綜合監測和大客戶抄表提供經濟、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絡。