1. 概述

　　通用分組無(wú)線(xiàn)服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service）的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是GSM移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)可用的一種移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS可說(shuō)是GSM的延續(xù)。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌?，是以封包（Packet）式來(lái)傳輸，因此使用者所負(fù)擔(dān)的費(fèi)用是以其傳輸資料單位計(jì)算，并非使用其整個(gè)頻道，理論上較為便宜。GPRS的傳輸速率可提升至56甚至114Kbps.

　　在GPRS系統(tǒng)中采用的就是分組通信技術(shù)，用戶(hù)在數(shù)據(jù)通信過(guò)程并不固定占用無(wú)線(xiàn)信道，因此對(duì)信道資源能夠更合理地應(yīng)用。在GSM移動(dòng)通信的發(fā)展路標(biāo)中，GPRS是移動(dòng)業(yè)務(wù)和分組業(yè)務(wù)相結(jié)合的步，也是采用GSM技術(shù)體制的第二代移動(dòng)通信技術(shù)向第三代移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的重要里程碑

　　基于GPRS網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)DDN業(yè)務(wù)是以中國(guó)移動(dòng)的GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)為通信平臺(tái)，采用GPRS、SMS、CSD、USSD等承載方式，通過(guò)無(wú)線(xiàn)DDN終端設(shè)備，服務(wù)于行業(yè)用戶(hù)的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。

　　2. GPRS無(wú)線(xiàn)DDN網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成

　　2.1 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

　　什么是DDN?它是利用數(shù)字信道傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。（數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)是一種利用光纖、數(shù)字微波或衛(wèi)星等數(shù)字傳輸通道和數(shù)字交叉復(fù)用設(shè)備組成的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸網(wǎng)，它可以為用戶(hù)提供各種速率的高質(zhì)量數(shù)字專(zhuān)用電路和其他新業(yè)務(wù)，以滿(mǎn)足用戶(hù)多媒體通信和組建中高速計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的需要。主要由六個(gè)部分組成：光纖或數(shù)字微波通信系統(tǒng)；智能節(jié)點(diǎn)或集線(xiàn)器設(shè)備；網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)； 數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備；用戶(hù)環(huán)路；用戶(hù)端計(jì)算機(jī)或終端設(shè)備。）它的主要作用是向用戶(hù)提供性和半性連接的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸信道，既可用于計(jì)算機(jī)之間的通信，也可用于傳送數(shù)字化傳真，數(shù)字話(huà)音，數(shù)字圖像信號(hào)或其它數(shù)字化信號(hào)。性連接的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸信道是指用戶(hù)間建立固定連接，傳輸速率不變的獨(dú)占帶寬電路。半性連接的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸信道對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)是非交換性的。但用戶(hù)可提出申請(qǐng)，由網(wǎng)絡(luò)管理人員對(duì)其提出的傳輸速率、傳輸數(shù)據(jù)的目的地和傳輸路由進(jìn)行修改。網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營(yíng)者向廣大用戶(hù)提供了靈活方便的數(shù)字電路出租業(yè)務(wù)，供各行業(yè)構(gòu)成自己的專(zhuān)用網(wǎng)。

　　GPRS無(wú)線(xiàn)DDN通信系統(tǒng)為行業(yè)用戶(hù)提供永遠(yuǎn)在線(xiàn)、透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶摂M專(zhuān)用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。可以提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、外圍設(shè)備間、外圍設(shè)備與中心節(jié)點(diǎn)之間的通信方式，適用于信息互傳、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集等行業(yè)應(yīng)用。下面是GPRS無(wú)線(xiàn)DDN系統(tǒng)幾種典型的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

　　點(diǎn)~點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸：

　　滿(mǎn)足兩點(diǎn)之間數(shù)據(jù)傳輸要求

　　-應(yīng)用業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

　　…移動(dòng)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)（應(yīng)用業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)+控制數(shù)據(jù)）

　　圖1a 點(diǎn)~點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　中心~多點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸：

　　滿(mǎn)足中心對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸。

　　-應(yīng)用業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

　　…移動(dòng)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)（應(yīng)用業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)+控制數(shù)據(jù)）

　　圖1b 中心~點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)傳輸：

　　滿(mǎn)足多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸。

　　-應(yīng)用業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

　　…移動(dòng)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)（應(yīng)用業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)+控制數(shù)據(jù)）

　　圖1c圖1b 中心~點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　2.2 網(wǎng)絡(luò)接入方式

　　數(shù)據(jù)終端（DTU）的接入：

　　目前，中國(guó)移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)可以選擇CMNET和APN兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入，CMNET通常用于公眾用戶(hù)接入Internet,APN針對(duì)相關(guān)行業(yè)用戶(hù)使用。APN用戶(hù)通常在一個(gè)組內(nèi)，需要設(shè)定用戶(hù)名和密碼，具有更好的安全性，適用于行業(yè)用戶(hù)。此外，APN用戶(hù)可以申請(qǐng)綁定移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)的固定IP地址。

　　數(shù)據(jù)中心（DSC）的接入：

　　數(shù)據(jù)中心的接入有多種方式，結(jié)合GPRS承載網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和GPRS應(yīng)用領(lǐng)域的具體要求進(jìn)行組網(wǎng)。組網(wǎng)形式的選擇主要由業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量、時(shí)延、可靠性要求、數(shù)據(jù)保密性、網(wǎng)絡(luò)狀況決定。

圖2 數(shù)據(jù)中心的接入方式示意圖

　　方案一：GPRS接入，適合總數(shù)據(jù)帶寬需求不太大的應(yīng)用，例如使用Polling傳輸協(xié)議的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；全部數(shù)據(jù)在GPRS網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行；要求所有GPRS終端之間可以直接通訊，所有終端接入到同一個(gè)專(zhuān)有APN;數(shù)據(jù)中心的GPRS數(shù)據(jù)終端接入點(diǎn)綁定固定IP地址（即至少提供一個(gè)綁定移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)固定IP地址的SIM卡）。

　　方案二：Internet接入方式，GRE隧道與RADIUS可選。GRE 兩端地址、RADIUS SERVER 地址和企業(yè)路由器端口地址都必須是公有的?？紤]到IP地址廣播，企業(yè)端的路由器端口地址，GRE 隧道端地址，RADIUS Server 地址應(yīng)由為該企業(yè)提供Internet連接的ISP提供；不存在跨區(qū)域的問(wèn)題，企業(yè)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器與中國(guó)移動(dòng)GGSN服務(wù)器不必在同一城市。

　　方案三：專(zhuān)線(xiàn)接入，適合電力、金融、證券、工業(yè)監(jiān)控等行業(yè)使用；企業(yè)通過(guò)專(zhuān)線(xiàn)接入中國(guó)移動(dòng)的路由器，移動(dòng)為用戶(hù)提供公有或移動(dòng)私有IP地址。數(shù)據(jù)安全性好，穩(wěn)定可靠，傳輸延遲小。

　　方案四：直接接入，適用于沒(méi)有接入Internet、而且對(duì)安全要求極高的企業(yè)。適合電力、金融、證券等行業(yè)使用；企業(yè)在運(yùn)營(yíng)商一端放置GRE路由器，路由器不經(jīng)過(guò)GPRS防火墻直接接入GPRS內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。

　　數(shù)據(jù)中心與用戶(hù)應(yīng)用程序接口：

　　數(shù)據(jù)中心與應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用軟件接口有兩種方式，即動(dòng)態(tài)連接庫(kù)（DLL）和虛擬串行口的方式。動(dòng)態(tài)連接庫(kù)方式需要進(jìn)行接口程序的編程與開(kāi)發(fā)。對(duì)于不希望對(duì)原有系統(tǒng)應(yīng)用軟件進(jìn)行改動(dòng)的應(yīng)用方式通?？刹捎锰摂M串行口（VSP）的連接方式：

圖3 虛擬串行口接口連接示意圖

　　3. 傳輸效率與穩(wěn)定性

　　一、數(shù)據(jù)鏈路傳輸方式

　　經(jīng)過(guò)在中國(guó)移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)際測(cè)試，網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量和穩(wěn)定性較好，同時(shí)考慮到數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜哂嘈院托蕟?wèn)題，建議采用UDP方式傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，對(duì)于無(wú)冗錯(cuò)處理的文件數(shù)據(jù)傳輸可采用TCP方式。

　　二、傳輸效率

　　1） 用戶(hù)數(shù)據(jù)傳輸效率（用戶(hù)數(shù)據(jù)占網(wǎng)絡(luò)層總數(shù)據(jù)的比例）：

　　采用不同的組網(wǎng)方式、不同的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度，有不同的傳輸效率。下面假設(shè)當(dāng)前長(zhǎng)所能支持的用戶(hù)數(shù)據(jù)包長(zhǎng)的情況下，即1024字節(jié)包長(zhǎng)。

　　i.僅支持DTU主動(dòng)發(fā)起到數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)傳輸：傳輸效率（w） = 97.3%

　　ii.支持雙向主動(dòng)互傳：傳輸效率（w） = 95.9%

　　2） 傳輸時(shí)延（從發(fā)送到接收數(shù)據(jù)之間的時(shí)間）：

　　不同的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度，傳輸?shù)臅r(shí)延不同。根據(jù)目前移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)狀況，一般一個(gè)包長(zhǎng)為100到200字節(jié)之間的數(shù)據(jù)包可以在1秒內(nèi)互傳完畢。大于200字節(jié)的數(shù)據(jù)包平均在1秒到3秒之間可以互傳完畢。

　　三、穩(wěn)定性

　　1） 有效率：發(fā)送成功數(shù)據(jù)占總發(fā)送數(shù)據(jù)比例

　　根據(jù)目前在北京移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的結(jié)果來(lái)看，在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，一般數(shù)據(jù)包的成功率都在99.9%以上。

　　2） 穩(wěn)定性綜合參數(shù)：有效率x傳輸效率

　　網(wǎng)絡(luò)有效帶寬和傳輸單元（MTU）之間存在著極其重要的關(guān)系，一般MTU增大到200字節(jié)以上不會(huì)明顯增加帶寬，但會(huì)增大平均延遲，測(cè)試結(jié)果表明MTU的大小是250字節(jié)左右。

　　3） 鏈路檢測(cè)與激活

　　對(duì)于經(jīng)常性傳輸和實(shí)時(shí)性要求較高的數(shù)據(jù)傳輸（如電力自動(dòng)化信息），通常需要考慮設(shè)置心跳功能，以確保電路永遠(yuǎn)在線(xiàn)并激活，心跳間隔根據(jù)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和應(yīng)用要求進(jìn)行設(shè)置。

　　4. GPRS無(wú)線(xiàn)DDN系統(tǒng)的典型應(yīng)用

　　中國(guó)移動(dòng)的GPRS無(wú)線(xiàn)DDN系統(tǒng)可向用戶(hù)提供數(shù)據(jù)終端與數(shù)據(jù)中心之間的透明數(shù)據(jù)通道。在電力系統(tǒng)的可用于大客戶(hù)抄表、配網(wǎng)/農(nóng)網(wǎng)自動(dòng)化數(shù)據(jù)信息的傳輸?shù)取?/P>

　　5. 結(jié)束語(yǔ)

　　本文簡(jiǎn)要介紹GPRS無(wú)線(xiàn)DDN系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成、組網(wǎng)和相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)，旨在通過(guò)技術(shù)交流促進(jìn)GPRS無(wú)線(xiàn)DDN系統(tǒng)在電力系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用與推廣，為配電網(wǎng)絡(luò)綜合監(jiān)測(cè)和大客戶(hù)抄表提供經(jīng)濟(jì)、方便、有效、可靠的數(shù)據(jù)傳輸通道，補(bǔ)充和延伸電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)。