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　　本課程包括

　　1 概述

　　2  為什么選用蜂窩技術(shù)?

　　3  CDMA 和TDMA

　　4  GSM

　　5  GSM 頻率

　　6  GPRS

　　7  蜂窩技術(shù)VS 衛(wèi)星技術(shù)

　　8  總結(jié)

　　概述

    蜂窩技術(shù)是可用于過程自動化應(yīng)用的幾種不同的技術(shù)之一。 理解蜂窩技術(shù)的關(guān)鍵特點可以幫助您看到采用合適技術(shù)的時機――然后為您的應(yīng)用選擇正確的無線技術(shù)方案，并加以評估。

　　我們大多數(shù)人都熟悉蜂窩網(wǎng)絡(luò)。當我們在網(wǎng)絡(luò)“蜂房”之間旅行的時候，移動電話讓我們可以在移動中將電話自動地通過天線一個接一個地進行轉(zhuǎn)發(fā)。 不管您覺得好也罷，不好也罷，無論如何有了移動電話和“黑莓”，都使我們在幾乎世界上任何地點通過無線技術(shù)保持聯(lián)系比以前容易多了。

　　可能您對無線蜂窩技術(shù)在過程自動化工業(yè)方面的應(yīng)用就不是那么熟悉了。 但是讓您跟您的家人或者同事保持聯(lián)系的某些技術(shù)，同樣可以用來傳達資產(chǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)――尤其是當這些數(shù)據(jù)來自于地理上分布較遠的地區(qū)，進行有線連接不是很現(xiàn)實的時候。

　　蜂窩技術(shù)通常適用于遠距離庫存監(jiān)測和某些圖表記錄器的更換。 在有些應(yīng)用中是沒有本地主機系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集的。

　　問題是，蜂窩技術(shù)有許多種，其中有些比另外一些更加適合用于過程工業(yè)。所以本課程將幫助您理解常見的蜂窩技術(shù)之間的區(qū)別和聯(lián)系，以便當您在聽到供應(yīng)商或其他人談起一些名詞，像CDMA,TDMA, GSM 和GPRS的時候，知道他們在說些什么。

　　在本課程的末尾您將會發(fā)現(xiàn)一個簡短的測驗，幫助您回顧所學的知識――并以此獲得寶貴的獎勵點數(shù)。

　　提示：

　　在您閱讀本課程內(nèi)容的時候，請留意下面這些問題的答案：

　　領(lǐng)先的蜂窩通信技術(shù)是哪一種?

　　哪種技術(shù)應(yīng)用最多?

　　哪種技術(shù)最適于遠距離數(shù)據(jù)采集工作?

　　下一節(jié)： 為什么選用蜂窩技術(shù)?

　　為什么選用蜂窩技術(shù)?

　　在過程自動化的世界中，蜂窩技術(shù)可以使用現(xiàn)有的公共移動電話網(wǎng)絡(luò)來采集測量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)來自位置偏遠的或者地理上比較分散的設(shè)備，例如在用戶現(xiàn)場的貨物儲存罐。跟傳統(tǒng)的派人到現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的方法相比，利用這種技術(shù)可以提供一個更全、更新、而且費用更劃算的資產(chǎn)狀態(tài)信息。

　　例如，利用蜂窩無線通信裝置可以將儲存罐的液位的測量數(shù)據(jù)從遠處的現(xiàn)場傳送到最近的移動電話發(fā)射塔。從發(fā)射塔開始，信息沿著公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進行傳播(例如電話系統(tǒng)或者因特網(wǎng))直到抵達數(shù)據(jù)服務(wù)器。 然后信息儲存在這里，直到經(jīng)過授權(quán)的人員使用高度安全的網(wǎng)絡(luò)界面來恢復并顯示關(guān)于儲存罐的信息――這同您使用個人電腦通過因特網(wǎng)登錄銀行賬戶是一樣的。

　　
蜂窩技術(shù)使訪問遠處的設(shè)備數(shù)據(jù)非常方便且費用較低。

　　利用筆式記錄儀和圖表紙記錄遠程壓力、液位或者溫度測量值的方式也很常見。 使用傳統(tǒng)的技術(shù)時，必須有人員定期前往遠處的工作現(xiàn)場――每天一次或者每周一次――來收集圖表，親自目視檢查圖紙并給出解釋，并安裝新的紙輪，除此之外就無人可知測量值了。

　　此外，任何關(guān)于圖表記錄儀的工作性能的問題，在到下一次現(xiàn)場訪問進行物理檢查之前都會無人知曉――而訪問可能會在數(shù)星期之后方可成行。圖表記錄儀的工作性能也經(jīng)常不符合要求，例如在數(shù)據(jù)質(zhì)量和多元跟蹤方面。

　　然而，利用在偏遠的現(xiàn)場和中央服務(wù)器之間的蜂窩鏈路，我們可以將舊的記錄儀更換成配有蜂窩無線通信裝置的測量儀器。 如果有必要，新儀器可以以實時方式將測量數(shù)據(jù)發(fā)送回，以便進行收集分析。 這樣就無需工作人員再辛辛苦苦地趕到現(xiàn)場來更換圖表紙了。

　　通過無線信息自動提供數(shù)據(jù)并顯示數(shù)據(jù)變化的趨勢，某些無線監(jiān)測方案中包括的自動圖表記錄儀可以使勞動生產(chǎn)率上升，也讓您更容易地發(fā)現(xiàn)工作性能上的問題。

　　您可能已經(jīng)注意到這里所舉的例子中都是關(guān)于如何定期收集測量數(shù)據(jù)的――而不是對過程進行控制。 這是因為目前的蜂窩技術(shù)要支持控制應(yīng)用要求的連續(xù)高速通信，費用還是偏高。

　　但是對于不頻繁的遠距離資產(chǎn)監(jiān)測應(yīng)用，無線蜂窩技術(shù)是一種理想的方案。

　　PlantWeb大學的另外兩個課程――如何減少遠距離庫存的物流成本和自動壓力圖表記錄儀――里面對此應(yīng)用有詳細論述。現(xiàn)在，讓我們先看一下蜂窩技術(shù)的其它不同類型。

　　下一節(jié)： CDMA 和TDMA

　　CDMA 和TDMA

　　碼分多址(CDMA)和時分多址(TDMA)是兩種在同一數(shù)字數(shù)據(jù)流中傳送多種通信的方法。

　　可以想象一下，當您處在一個集會中，許多交談同時進行。 要是沒有一種方法將您的交談對象發(fā)送的信息同其它的交談隔離開來的話，您的交流將變得十分困難甚至無法進行。

　　CDMA解決這個問題的方法是，每個交談都是用一種與眾不同的語言，或曰編碼。 例如兩個用法語交談的人是不容易被附近用中文進行交談的人打攪的。

　　另一方面，TDMA的方法是讓每個人都盡量簡短地說話，然后再讓第二個人接著講話――在效果上，就是將時間分割成薄片，然后將每個薄片分配給一條談話信息。

　　雖然這種簡單的類推不能真正翻譯實際上非常復雜的CDMA和TDMA蜂窩技術(shù)，但是它們使用的原則是一樣的。

　　雖然CDMA用于某些早期的移動電話系統(tǒng)，現(xiàn)在TDMA正在許多地方取代它的位置。迄今為止，TDMA是目前世界上最通用的蜂窩技術(shù)，而且非常適于通過現(xiàn)有的電信網(wǎng)絡(luò)來傳輸豐富的測量信息。

　　我們將集中講述TDMA網(wǎng)絡(luò)最常用的形式，稱作GSM，以及GSM的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，GPRS。

　　下一節(jié)：GSM

　　GSM

　　全球移動通信系統(tǒng)，簡稱GSM， 是今天最流行的蜂窩技術(shù)。 這種數(shù)字式的，基于TDMA的技術(shù)最先廣泛應(yīng)用于歐洲，但是如今卻已經(jīng)占有了全球超過78% 以上的市場。

　　在美國，主要的蜂窩服務(wù)提供商如Cingular和T-Mobile 都以很快的速度部署了GSM服務(wù)，以建立一個實質(zhì)性的網(wǎng)絡(luò)。世界上其它地區(qū)的主要服務(wù)提供商有，Vodafone，Orange和中國移動等等。

　　下一節(jié)：GSM 頻率

　　GSM 頻率

　　雖然世界上大部分地區(qū)都是用GSM，不同的地區(qū)使用的頻率并不相同。 這就是為什么您會在世界上不同的地方聽到所謂的雙頻、三頻乃至四頻手機了。

　　GSM 在不同的地區(qū)有不同的頻率――例如美國使用850和1900MHz，歐洲使用900和1800MHz。

　　由于已經(jīng)建立了如此之多的蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施并應(yīng)用不同的頻率，而且由于現(xiàn)有的頻率分配之間的沖突，所以整個世界決不會采用同一個GSM頻率。因此蜂窩技術(shù)方案在世界上多個地區(qū)使用時應(yīng)當包括多頻能力。

　　下一節(jié): GPRS

　　GPRS

　　通用無線分組業(yè)務(wù)(GPRS)――作為GSM網(wǎng)絡(luò)的一部分――是世界上當前最流行的無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

　　基于因特網(wǎng)協(xié)議，GPRS 將數(shù)字數(shù)據(jù)“包裹”進行分層，置于GSM移動電話使用的數(shù)字語音信號之上進行工作。服務(wù)提供商的電話發(fā)射塔需要具有相應(yīng)的配備來處理GPRS數(shù)據(jù)方可。通常在GSM和GPRS覆蓋的區(qū)域之間有非常強的關(guān)聯(lián)性。

　　GPRS支持廣泛的商務(wù)和客戶應(yīng)用。例如，它可以用來將電子郵件信息發(fā)送到黑莓電子郵件系統(tǒng)終端，還可以發(fā)送數(shù)據(jù)，同遠距離資產(chǎn)監(jiān)測之用。

　　下一節(jié)：蜂窩技術(shù) VS 衛(wèi)星技術(shù)

　　蜂窩技術(shù) VS 衛(wèi)星技術(shù)

　　衛(wèi)星通信也可以用于對地理上分散的資產(chǎn)進行監(jiān)測，但是同蜂窩技術(shù)相比卻有一些缺點。

　　衛(wèi)星信號傳輸更加昂貴。

　　衛(wèi)星通信技術(shù)無現(xiàn)行標準。

　　衛(wèi)星通信技術(shù)的應(yīng)用同蜂窩技術(shù)相比增長緩慢，所以衛(wèi)星技術(shù)不具有同樣的規(guī)模經(jīng)濟。

　　特別考慮到衛(wèi)星技術(shù)的費用昂貴的原因，它通常被保留作為專門的窄帶應(yīng)用，在這些方面蜂窩網(wǎng)絡(luò)可能覆蓋不到，例如航海或者在孤立區(qū)域的移動資產(chǎn)的跟蹤等等。

　　下一節(jié)： 總結(jié)

　　總結(jié)

　　在本課程中，您學到了…

　　選用合適的技術(shù)，用于無線電話的公共蜂窩網(wǎng)絡(luò)亦可用于其它用途，例如遠距離儲罐監(jiān)測和自動壓力圖標記錄等。

　　TDMA可以在同一網(wǎng)絡(luò)中傳遞語音和數(shù)據(jù)信息。

　　最廣泛應(yīng)用的蜂窩技術(shù)是GSM 和GPRS――作為GSM網(wǎng)絡(luò)的一部分――是目前最流行的無線數(shù)據(jù)服務(wù)。

　　由于衛(wèi)星通信技術(shù)的高成本，蜂窩技術(shù)成為數(shù)據(jù)監(jiān)測應(yīng)用通常的優(yōu)先選擇。