GPRS modem,GPRS modem是什么意思
GPRS modem,GPRS modem是什么意思
目錄
1 modem的概念
2 modem的分類
3 modem的工作原理
4 GPRS的概念
5 GPRS的工作原理
6 GPRS modem的概念與應用
modem的概念
我們常說的Modem,其實是Modulator(調制器)與Demodulator(解調器)的簡稱,中文稱為調制解調器。也有人跟據Modem的諧音,親昵地稱之為“貓”。我們知道,計算機內的信息是由“0”和“1”組成數字信號,而在電話線上傳遞的卻只能是模擬電信號。于是,當兩臺計算機要通過電話線進行數據傳輸時,就需要一個設備負責數模的轉換。這個數模轉換器就是我們這里要討論的Modem。計算機在發送數據時,先由Modem把數字信號轉換為相應的模擬信號,這個過程稱為“調制”。經過調制的信號通過電話載波傳送到另一臺計算機之前,也要經由接收方的Modem負責把模擬信號還原為計算機能識別的數字信號,這個過程我們稱“解調”。正是通過這樣一個“調制”與“解調”的數模轉換過程,從而實現了兩臺計算機之間的遠程通訊。
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modem的分類
一般來說,根據Modem的形態和安裝方式,可以大致可以分為以下四類:
1、外置式Modem
外置式Modem放置于機箱外,通過串行通訊口與主機連接。這種Modem方便靈巧、易于安裝,閃爍的指示燈便于監視Modem的工作狀況。但外置式Modem需要使用額外的電源與電纜。
2、內置式Modem
內置式Modem在安裝時需要拆開機箱,并且要對中斷和COM口進行設置,安裝較為繁瑣。這種Modem要占用主板上的擴展槽,但無需額外的電源與電纜,且價格比外置式Modem要便宜一些。
3、PCMCIA插卡式Modem
插卡式Modem主要用于筆記本電腦,體積纖巧。配合移動電話,可方便地實現移動辦公。
4、機架式Modem
機架式Modem相當于把一組Modem集中于一個箱體或外殼里,并由統一的電源進行供電。機架式Modem主要用于Internet/Intranet、電信局、校園網、金融機構等網絡的中心機房。除以上四種常見的Modem外,現在還有ISDN調制解調器和一種稱為Cable Modem的調制解調器,另外還有一種ADSL調制解調器。
另外modem還可分為內置式和外置式,兩者各有利弊,選用時可根據各自的需要而定。
modem的工作原理
調制解調器由發送、接收、控制、接口、操縱面板及電源等部分組成。數據終端設備以二進制串行信號形式提供發送的數據,經接口轉換為內部邏輯電平送入發送部分,經調制電路調制成線路要求的信號向線路發送。接收部分接收來自線路的信號,經濾波、反調制、電平轉換后還原成數字信號送入數字終端設備。
電話線可以使通信的雙方在相距幾千公里的地方相互通話,是由于在每隔一定距離都設有中繼放大設備,保證話音清晰。在這些設備上若再配置Modem,則能通電話的地方就可傳輸數據。一般電話線路的話音帶寬在300~3400Hz 范圍,用它傳送數字信號,其信號頻率也必須在該范圍。常用的調制方法有三種:頻移鍵控(FSK)、相移鍵控(PSK) 、相位幅度調制(PAM)。Modem通常有三種工作方式:掛機方式、通話方式、聯機方式。電話線未接通是掛機方式;雙方通過電話進行通話是通話方式;Modem已聯通,進行數據傳輸是聯機方式。
數模轉換的調制方法也有三種:(1)頻移鍵控(FSK)。用特殊的音頻范圍來區別發送數據和接收數據。如調頻ModemBell-103型發送和接收數據的二進制邏輯被指定的專用頻率是:發送,信號邏輯0、頻率1070Hz,信號邏輯1、頻率1270Hz;接收,信號邏輯0、頻率20 25Hz,信號邏輯1、頻率2225Hz。(2)相移鍵控(PSK),高速的Modem常用四相制,八相制,而四相制是用四個不同的相位表示00、01、10、11四個二進制數,如調相ModemBell-212A型。該技術可以使3 00bps的Modem傳送600bps的信息,因此在不提高線路調制速率僅提高信號傳輸速率時很有意義,但控制復雜,成本較高,八相制更復雜。(3)相位幅度調制(PAM),為了盡量提高傳輸速率,不提高調制速率,采用相位調制和幅度調制結合的方法。它可用16個不同的相位和幅度電平,使1200bps的Modem傳送19200bps的數據信號。該種Modem一般用于高速同步通信中。
調制解調器通電后,通常先進入掛機方式,通過電話撥號撥通線路后進入通話方式,最后通過Modem的"握手" 過程進入聯機方式。正常使用時,由使用者通過控制電話機或Modem前面板的按鍵、內部開關實現三種方式間的轉換。
調制解調器與計算機連接是數據電路通信設備DCEDataCircutterminatingEquipme nt)與數據終端設備DTE(DataTerminalEquipment)之間的接口問題。DCE與DTE之間的接口是計算機網絡使用上的一個重要問題。任何一個通信站總要包括DCE與DTE,因此確定一個統一的標準接口,特別是對公用數據網有重要的意義。數據終端設備DTE是產生數字信號的數據源或接收數字信號的數據宿,或者是兩者的結合,像計算機終端、打印機、傳真機等就是DTE。將數據終端設備DTE與模擬信道連接起來的設備就叫數據電路通信設備DCE,像Modem就是DCE。DTE與DCE之間的連接標準有CCITTV.10/X.26,與EIARS-423-A兼容,是一種半平衡電氣特性接口普通的Modem通常都是通過RS-232C串行口信號線與計算機連接。
GPRS的概念
GPRS (General Packet Radio Service) 通用分組無線業務是一種基于包的無線通訊服務。它將使得通訊速率從56一直上升到114Kbps,并且支持計算機和移動用戶的持續連接。較高的數據吞吐能力使得可以使用手持設備和筆記本電腦電腦進行電視會議和多媒體頁面以及類似的應用。GPRS是基于Global System for Mobile(GSM),并且能完成現有的一些服務,例如:蜂窩電話電路交換(circuit-switched)連接和短消息服務(SMS)。
在理論上,GPRS包服務的花費將比電路交換服務所花的費用要少。信道是共享使用的,是需要的時候才有包產生。那么比專用的連接要節省很多資源。它將使得為用戶提供應用服務更加簡單。因為以往為了適應終端設備的緩慢速度而增加的緩沖中間件(middleware)已經沒有必要了。一旦GPRS成為現實,移動用戶就可以隨時訪問自己的虛擬專用網絡(VPN),而不是每次都需要撥號上網。
GPRS將完善Bluetooth技術(成為一種標準,代替現有的有線和無線連接技術)。另外對于Internet協議(IP), GPRS支持X.25(一種基于包的協議,主要在歐洲地區廣泛應用)。GPRS要逐漸邁向高性能數據GSM環境(Enhanced Data GSM Environment,EDGE)和通用移動電話服務(Universal Mobile Telephone Service,UMTS)。
GPRS的工作原理
利用“包交換”(Packet-Switched)的概念發展起來的一套無線傳輸方式。所謂“包交換”就是將Data封裝成許多獨立的封包,再將這些封包一一傳送出去,形式上有點類似郵局中的寄包裹。其作用在于只有當有資料需要傳送時才會占用頻寬,而且可以以傳輸的資料量計價,這對廣大用戶來說是較合理的計費方式,因為像Internet這類的數據傳輸大多數的時間頻寬是閑置的。 GPRS網絡是基于現有的GSM網絡來實現的。在現有的GSM網絡中需增加一些節點,如GGSN(Gateway GPRS Supporting Node,GPRS網關支持節點)和SGSN( Serving GSN,GPRS服務支持節點),GSN是GPRS網絡中最重要的網絡節點。GSN具有移動路由管理功能,它可以連接各種類型的數據網絡,并可以連到GPRS寄存器。GSN可以完成移動終端和各種數據網絡之間的數據傳送和格式轉換。GSN可以是一種類似于路由器的獨立設備,也可以與GSM中的MSC集成在一起。GSN有兩種類型:一種為SGSN( Serving GSN,服務GSN),另一種為GGSN(Gateway GSN,網關GSN),SGSN的主要作用是記錄移動終端的當前位置信息,并且在移動終端和GGSN之間完成移動分組數據的發送和接收。GGSN主要是起網關作用,它可以和多種不同的數據網絡連接,如ISDN、PSPDN和LAN等。國外有些資料甚至將GGSN稱為GPRS路由器。GGSN可以把GSM網中的GPRS 分組數據包進行協議轉換,從而可以把這些分組數據包傳送到遠端的TCP/IP或X.25網絡。 GPRS工作時,通過路由管理來進行尋址和建立數據連接,而GPRS的路由管理表現在以下三方面:移動終端發送數據的路由建立;移動終端接收數據的路由建立;以及移動終端處于漫游時數據路由的建立。 對于第一種情況,當移動終端產生了一個PDU分組數據單元),這個PDU經過SNDC層處理,稱為SNDC數據單元。然后經過LLC層處理為LLC幀通過空中接口送到GSM網絡中移動終端所處的SGSN。SGSN把數據送到GGSN。GGSN把收到的消息進行解裝處理,轉換為可在公用數據網中傳送的格式(如PSPDN的PDU),最終送給公用數據網的用戶。為了提高傳輸效率,并保證數據傳輸的安全,可以對空中接口上的數據做壓縮和加密處理。 在第二種情況中,一個公用數據網用戶傳送數據到移動終端時,首先通過數據網的標準協議建立數據網和GGSN之間的路由。數據網用戶發出的數據單元(如 PSPDN中的PDU),通過建立好的路由把數據單元PDU送給GGSN。 而GGSN再把PDU送給移動終端所在的SGSN上,GSN把PDU封裝成SNDC數據單元,再經過LLC層處理為LLC幀單元,最終通過空中接口送給移動終端。第三種情況是一個數據網用戶傳送數據給一個正在漫游的移動用戶。這種情況下的數據傳送必須要經過歸屬地的GGSN,然后送到用戶A端。 GPRS的主要特點 :相對原來GSM的電路交換數據傳送方式,GPRS采用分組交換技術。由于使用“分組”技術,用戶上網可以免受掉線的麻煩。此外,使用GPRS上網的方法與WAP不同, 用WAP上網就如在家中上網,先“撥號連接”,而上網后便不能同時使用該電話線,但GPRS則較優越,下載資料和通話可以同時進行。 從技術上來說,聲音的傳送(即通話)繼續使用GSM,而數據的傳送則使用GPRS,就把移動電話的應用提升到一個更高層次,而且不需重新組網,十分經濟。GPRS的用途十分廣泛,包括通過手機發送及接收電子郵件、在Internet上瀏覽等。使用GPRS,數據可實現分組發送和接受,這意味著用戶總是在線且按流量計費,降低了服務成本。 GPRS的最大優勢在于數據傳輸速度不是WAP所能比擬的。目前的GSM移動通信網的傳輸速度為每秒9.6K字節,GPRS手機在今年初推出時已達到56Kbps的傳輸速度,到現在更是達到了115Kbps(此速度是常用56k modem理想速率的兩倍)。除了速度上的優勢,GPRS還有“永遠在線”的特點,即用戶隨時與網絡保持聯系。舉個例子,用戶訪問Internet時,點擊一個超級鏈接,手機就在無線信道上發送和接受數據,主頁下載到本地后,沒有數據傳送,手機就進入一種“準休眠”狀態,手機釋放所用的無線頻道給其它用戶使用,這時網絡與用戶之間還保持一種邏輯上的連接,當用戶再次點擊,手機立即向網絡請求無線頻道用來傳送數據,而不像普通撥號上網那樣斷線后還得重新撥號才能上網。GPRS的協議模型 Um接口是GSM的空中接口。Um接口上的通信協議有5層,自下而上依次為物理層、MAC(Media Access Control)層、LLG(Logical Link Control)層、SNDC層和網絡層。Um接口的物理層為射頻接口部分,而物理鏈路層則負責提供空中接口的各種邏輯信道。GSM空中接口的載頻帶寬為200KHZ,一個載頻分為8個物理信道。如果8個物理信道都分配為傳送GPRS數據,則原始數據速率可達200Kbps。考慮前向糾錯碼的開銷,則最終的數據速率可達164kbps左右;MAC為媒質訪問控制層。MAC的主要作用是定義和分配空中接口的GPRS邏輯信道,使得這些信道能被不同的移動終端共享;LLG層為邏輯鏈路控制層。它是一種基于高速數據鏈路規程HDLG的無線鏈路協議;SNDC被稱為子網依賴結合層。它的主要作用是完成傳送數據的分組、打包,確定TCP/IP地址和加密方式;網絡層的協議目前主要是Phasel階段提供的 TCP/IP和L25協議。TCP/IP和X.25協議對于傳統的GSM網絡設備(如:BSS、NSS等設備)是透明的。GPRS的應用范圍 GPRS是在現有GSM網絡上開通的一種新型的分組數據傳輸業務,在有GPRS承載業務支持的標準化網絡協議的基礎上,GPRS可以提供系列交互式業務服務:1、點對點面向連接的數據業務。為兩個用戶或者多個用戶之間發送多分組的業務,該業務要求有建立連接、數據傳送以及連接釋放等工作程序。2、單點對多點業務。根據某個業務請求者的要求,把單一信息傳送給多個用戶。該業務又可以分為點對多點多信道廣播業務、點對多點群呼業務和IP多點傳播業務。3、點對點無連接型網絡業務。各個數據分組彼此互相獨立,用戶之間的信息傳輸不需要端到端的呼叫建立程序,分組的傳送沒有邏輯連接,分組的交付沒有確認保護,是由IP協議支持的業務。GPRS除了提供點對點、點對多點的數據業務外,還能支持用戶終端業務、補充業務、 GSM短消息業務和各種GPRS電信業務。
GPRS modem的概念與應用
有了上面分別的解釋,就不難理解GPRS modem了,它是一種基于GSM/GPRS公網平臺內置GPRS模塊,支持GPRS技術,能支持語音、短信息、數據通信,可支持PC機、筆記本電腦、掌上電腦等各種TCP/IP終端設備通過GPRS無線接入Internet或Intranet的模塊設備。有了GPRS modem ,就可將GPRS無線數據應用解決方案建立在移動通信公網平臺上,可通過GPRS將行業用戶的各種數據終端,包括:PC機、筆記本電腦、POS、ATM、PLC、DTU、RTU連接在一起,實現各種數據終端設備的無線接入和聯網,尤其是滿足遠程業務點的無線接入。因此GPRS移動數據通信解決方案也可廣泛應用于銀行、彩票、證券、保險、 稅務、公安、交警、交通監控工業控制、遙感、遙測以及移動辦公領域。
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