本課程包括

　　1 概述

　　2  為什么選用蜂窩技術?

　　3  CDMA 和TDMA

　　4  GSM

　　5  GSM 頻率

　　6  GPRS

　　7  蜂窩技術VS 衛星技術

　　8  總結

　　概述

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

　　我們大多數人都熟悉蜂窩網絡。當我們在網絡“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發。 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保持聯系比以前容易多了。

　　可能您對無線蜂窩技術在過程自動化工業方面的應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系的某些技術，同樣可以用來傳達資產監測數據――尤其是當這些數據來自于地理上分布較遠的地區，進行有線連接不是很現實的時候。

　　蜂窩技術通常適用于遠距離庫存監測和某些圖表記錄器的更換。 在有些應用中是沒有本地主機系統進行數據采集的。

　　問題是，蜂窩技術有許多種，其中有些比另外一些更加適合用于過程工業。所以本課程將幫助您理解常見的蜂窩技術之間的區別和聯系，以便當您在聽到供應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現一個簡短的測驗，幫助您回顧所學的知識――并以此獲得寶貴的獎勵點數。

　　提示：

　　在您閱讀本課程內容的時候，請留意下面這些問題的答案：

　　領先的蜂窩通信技術是哪一種?

　　哪種技術應用最多?

　　哪種技術最適于遠距離數據采集工作?

　　下一節： 為什么選用蜂窩技術?

　　為什么選用蜂窩技術?

　　在過程自動化的世界中，蜂窩技術可以使用現有的公共移動電話網絡來采集測量數據，這些數據來自位置偏遠的或者地理上比較分散的設備，例如在用戶現場的貨物儲存罐。跟傳統的派人到現場采集數據的方法相比，利用這種技術可以提供一個更全、更新、而且費用更劃算的資產狀態信息。

　　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據從遠處的現場傳送到最近的移動電話發射塔。從發射塔開始，信息沿著公共數據網絡進行傳播(例如電話系統或者因特網)直到抵達數據服務器。 然后信息儲存在這里，直到經過授權的人員使用高度安全的網絡界面來恢復并顯示關于儲存罐的信息――這同您使用個人電腦通過因特網登錄銀行賬戶是一樣的。

　　
蜂窩技術使訪問遠處的設備數據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。 使用傳統的技術時，必須有人員定期前往遠處的工作現場――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，任何關于圖表記錄儀的工作性能的問題，在到下一次現場訪問進行物理檢查之前都會無人知曉――而訪問可能會在數星期之后方可成行。圖表記錄儀的工作性能也經常不符合要求，例如在數據質量和多元跟蹤方面。

　　然而，利用在偏遠的現場和中央服務器之間的蜂窩鏈路，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據發送回，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場來更換圖表紙了。

　　通過無線信息自動提供數據并顯示數據變化的趨勢，某些無線監測方案中包括的自動圖表記錄儀可以使勞動生產率上升，也讓您更容易地發現工作性能上的問題。

　　您可能已經注意到這里所舉的例子中都是關于如何定期收集測量數據的――而不是對過程進行控制。 這是因為目前的蜂窩技術要支持控制應用要求的連續高速通信，費用還是偏高。

　　但是對于不頻繁的遠距離資產監測應用，無線蜂窩技術是一種理想的方案。

　　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――里面對此應用有詳細論述。現在，讓我們先看一下蜂窩技術的其它不同類型。

　　下一節： CDMA 和TDMA

　　CDMA 和TDMA

　　碼分多址(CDMA)和時分多址(TDMA)是兩種在同一數字數據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，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，現在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，而且非常適于通過現有的電信網絡來傳輸豐富的測量信息。

　　我們將集中講述TDMA網絡最常用的形式，稱作GSM，以及GSM的數據傳輸技術，GPRS。

　　下一節：GSM

　　GSM

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

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

　　下一節：GSM 頻率

　　GSM 頻率

　　雖然世界上大部分地區都是用GSM，不同的地區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。

　　由于已經建立了如此之多的蜂窩基礎設施并應用不同的頻率，而且由于現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。因此蜂窩技術方案在世界上多個地區使用時應當包括多頻能力。

　　下一節: GPRS

　　GPRS

　　通用無線分組業務(GPRS)――作為GSM網絡的一部分――是世界上當前最流行的無線數據業務。

　　基于因特網協議，GPRS 將數字數據“包裹”進行分層，置于GSM移動電話使用的數字語音信號之上進行工作。服務提供商的電話發射塔需要具有相應的配備來處理GPRS數據方可。通常在GSM和GPRS覆蓋的區域之間有非常強的關聯性。

　　GPRS支持廣泛的商務和客戶應用。例如，它可以用來將電子郵件信息發送到黑莓電子郵件系統終端，還可以發送數據，同遠距離資產監測之用。

　　下一節：蜂窩技術 VS 衛星技術

　　蜂窩技術 VS 衛星技術

　　衛星通信也可以用于對地理上分散的資產進行監測，但是同蜂窩技術相比卻有一些缺點。

　　衛星信號傳輸更加昂貴。

　　衛星通信技術無現行標準。

　　衛星通信技術的應用同蜂窩技術相比增長緩慢，所以衛星技術不具有同樣的規模經濟。

　　特別考慮到衛星技術的費用昂貴的原因，它通常被保留作為專門的窄帶應用，在這些方面蜂窩網絡可能覆蓋不到，例如航海或者在孤立區域的移動資產的跟蹤等等。

　　下一節： 總結

　　總結

　　在本課程中，您學到了…

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

　　TDMA可以在同一網絡中傳遞語音和數據信息。

　　最廣泛應用的蜂窩技術是GSM 和GPRS――作為GSM網絡的一部分――是目前最流行的無線數據服務。

　　由于衛星通信技術的高成本，蜂窩技術成為數據監測應用通常的優先選擇。