GPRS技术在紫金桥组态软件中的应用

GPRS技术简介

        GPRS 的英文全称是：“General Packet Radio Service”（译作“通用分组无线服务”），它是利用“包交换”（Packet－Switched）的概念发展起来的一套无线传输方式。所谓“包交换 ”就是将Data封装成许多独立的封包，再将这些封包一一传送出去，形式上有点类似邮局中的寄包裹。其作用在于只有当有资料需要传送时才会占用频宽。

        GPRS 网络是基于现有的GSM网络来实现的。GPRS在现有的GSM网络基础上叠加了一个新的网络，通过在新的网络上增加一些硬件设备，并同时对原有网络软件升 级，形成了一个新的网络逻辑实体，提供端到端，广域的无线IP连接。通俗的讲，GPRS是一项高速数据处理技术，它以分组交换技术为基础，用户通过 GPRS可以在移动状态下使用各种高速数据业务。

GPRS的系统组成原理图如下图所示：

       GPRS 在现有的GSM网络中需增加一些节点，如GGSN（Gateway GPRS Supporting Node，GPRS网关支持节点）和SGSN（ Serving GSN，GPRS服务支持节点），GSN是GPRS网络中最重要的网络节点。GSN具有移动路由管理功能，它可以连接各种类型的数据网络，并可以连到 GPRS寄存器。GSN可以完成移动终端和各种数据网络之间的数据传送和格式转换。GSN可以是一种类似于路由器的独立设备，也可以与GSM中的MSC集 成在一起。GSN有两种类型：一种为SGSN（ Serving GSN，服务GSN），另一种为GGSN（Gateway GSN，网关GSN），SGSN的主要作用是记录移动终端的当前位置信息，并且在移动终端和GGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。GGSN主要是起 网关作用，它可以和多种不同的数据网络连接，如ISDN、PSPDN和LAN等。国外有些资料甚至将GGSN称为GPRS路由器。GGSN可以把GSM网 中的GPRS 分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的TCP／IP或X.25网络。

  GPRS大规模的借鉴及使用了数据通信技术及产品，包括帧中继、TCP/IP、X.25、X.75、路由器、接入网服务器、防火墙等。

GPRS最早在1993年提出，1997年出台了第一阶段的协议，到目前为止GPRS协议还在不断更新，2000年初推出SMG#30，匿名接入功能在新的协议中不再体现。GPRS协议除包含新出台的协议外，还对原有的一些协议进行了较多的修改。

GPRS的优点

1、相对原来GSM的电路交换数据传送方式，GPRS采用分组交换技术。由于使用“分组”技术，用户上网可以免受掉线的麻烦。能够高效传输高速或低速数据和信令，优化了对网络资源和无线资源的利用。

2、 GPRS的数据传输速度相对其他无线通讯方式较高。GPRS在今年初推出时已达到56Kbps的传输速度，到现在更是达到了115Kbps（此速度是常用 56k modem理想速率的两倍）。除了速度上的优势，GPRS还有“永远在线”的特点，即用户随时与网络保持联系。举个例子，用户访问Internet时，点 击一个超级链接，手机就在无线信道上发送和接受数据，主页下载到本地后，没有数据传送，手机就进入一种“准休眠”状态，手机释放所用的无线频道给其它用户 使用，这时网络与用户之间还保持一种逻辑上的连接，当用户再次点击，手机立即向网络请求无线频道用来传送数据，而不像普通拨号上网那样断线后还得重新拨号 才能上网。

3、 GPRS网络接入速度快，提供了与现有数据网的无缝连接。GPRS支持基于标准数据通信协议的应用，可以和IP网、X.25网互联互通。GPRS的核心网 络层采用IP技术，底层款可使用多种传输技术，很方便地实现与高速发展的IP网无缝连接。支持特定的点到点和点到多点服务，以实现一些特殊应用如远程信息 处理。

4、 GPRS的数据通讯安全性高。身份认证和加密功能由SGSN来执行。其中的密码设置程序的算法、密钥和标准与目前GSM中的一样，不过GPRS使用的密码 算法是专为分组数据传输所优化过的。GPRS移动设备(ME)可通过SIM访问GPRS业务，不管这个SIM是否具备GPRS功能。

5、 用户数据在MS和外部数据网络之间透明地传输，它使用的方法是封装和隧道技术。数据包用特定的GPRS协议信息打包并在MS和GGSN之间传输。这种透明 的传输方法缩减了GPRS PLMN对外部数据协议解释的需求，而且易于在将来引入新的互通协议。用户数据能够压缩，并有重传协议保护，因此数据传输高效且可靠。

6、 使用方便，一次性投资少。采用GPRS无线通讯方式，用户无需架设发射铁塔、天线，也无需申请频点，只需购置一块GPRS通讯模块和一张中国移动SIM卡 及申请相应的服务即可。这和整套数传电台的投资成本比较GPRS的投资可以忽略不计，而购买中国移动SIM卡的成本更低，而且根据我们的经验这样用量的大 客户通讯部门甚至可以不收SIM的费用。这样在一次性投资上大大低于数传电台的投资。

7、 营运费用低。GPRS无线通讯方式对于用户来说是免维护的，它所有的维护工作由移动通讯供应商来完成。GPRS是按流量来计费的，运营费用比租用专线、电 话拔号等方式都要低的多，普通手机用户200元包月，可不限流量通讯，工业大用户可与移动通讯供应商签定大用户协议，收费将更加低。

目前，中国移动GPRS资费标准有以下四种方式：

8、便于扩展。对于新扩展的站点用户唯一需要做的就是去购买一张移动通讯供应商提供的SIM卡并且立刻就可以开通使用。

9、组网简单、迅速、灵活：GPRS无线DDN系统可以通过Internet网络随时随地的构建虚拟移动数据通信专用网络，为广大中小用户提供接入便利，节省接入投资。

10、GPRS相对其他无线通讯方式更能防雷击：由于采用中国移动的GPRS 数据业务， GPRS DTU的发射功率非常小，天线非常短，而且无需高架，克服了有线传输和无线电台传输容易引雷击坏设备的缺点，所以它无需特别的防雷措施。

GPRS基本原理

        在以前的GSM电路交换的通信方式中，在发送数据之前，首先需要通过一系列的信令过程，为特定的信息传输过程（如通话）分配信道，并在信息的发送方、信息所经过的中间节点、信息的接收方之间建立起连接，然后传送数据，数据传输过程结束以后再释放信道资源，断开连接。

        在GPRS系统中采用的是分组通信技术，用户在数据通信过程并不固定占用无线信道，因此对信道资源能够更合理地应用。

        在分组交换的通信方式中，数据被分成一定长度的包（分组），每个包的前面有一个分组头（其中的地址标志指明该分组发往何处）。数据传送之前并不需要预先分配 信道，建立连接。而是在每一个数据包到达时，根据数据包头中的信息（如目的地址），临<