GSM modem,GSM modem的组成/原理/分类/作
GSM modem,GSM modem的组成/原理/分类/作用/应用
modem的概念
我们常说的Modem,其实是Modulator(调制器)与Demodulator(解调器)的简称,中文称为调制解调器。也有人跟据Modem的谐音,亲昵地称之为“猫”。我们知道,计算机内的信息是由“0”和“1”组成数字信号,而在电话线上传递的却只能是interwetten与威廉的赔率体系
电信号。于是,当两台计算机要通过电话线进行数据传输时,就需要一个设备负责数模的转换。这个数模转换器就是我们这里要讨论的Modem。计算机在发送数据时,先由Modem把数字信号转换为相应的模拟信号,这个过程称为“调制”。经过调制的信号通过电话载波传送到另一台计算机之前,也要经由接收方的Modem负责把模拟信号还原为计算机能识别的数字信号,这个过程我们称“解调”。正是通过这样一个“调制”与“解调”的数模转换过程,从而实现了两台计算机之间的远程通讯。
modem的分类
一般来说,根据Modem的形态和安装方式,可以大致可以分为以下四类:
1、外置式Modem
外置式Modem放置于机箱外,通过串行通讯口与主机连接。这种Modem方便灵巧、易于安装,闪烁的指示灯便于监视Modem的工作状况。但外置式Modem需要使用额外的电源与电缆。
2、内置式Modem
内置式Modem在安装时需要拆开机箱,并且要对中断和COM口进行设置,安装较为繁琐。这种Modem要占用主板上的扩展槽,但无需额外的电源与电缆,且价格比外置式Modem要便宜一些。
3、PCMCIA插卡式Modem
插卡式Modem主要用于笔记本电脑,体积纤巧。配合移动电话,可方便地实现移动办公。
4、机架式Modem
机架式Modem相当于把一组Modem集中于一个箱体或外壳里,并由统一的电源进行供电。机架式Modem主要用于Internet/Intranet、电信局、校园网、金融机构等网络的中心机房。除以上四种常见的Modem外,现在还有ISDN调制解调器和一种称为Cable Modem的调制解调器,另外还有一种ADSL调制解调器。
另外modem还可分为内置式和外置式,两者各有利弊,选用时可根据各自的需要而定。
modem的工作原理
调制解调器由发送、接收、控制、接口、操纵面板及电源等部分组成。数据终端设备以二进制串行信号形式提供发送的数据,经接口转换为内部逻辑电平送入发送部分,经调制电路调制成线路要求的信号向线路发送。接收部分接收来自线路的信号,经滤波、反调制、电平转换后还原成数字信号送入数字终端设备。
电话线可以使通信的双方在相距几千公里的地方相互通话,是由于在每隔一定距离都设有中继放大设备,保证话音清晰。在这些设备上若再配置Modem,则能通电话的地方就可传输数据。一般电话线路的话音带宽在300~3400Hz 范围,用它传送数字信号,其信号频率也必须在该范围。常用的调制方法有三种:频移键控(FSK)、相移键控(PSK) 、相位幅度调制(PAM)。Modem通常有三种工作方式:挂机方式、通话方式、联机方式。电话线未接通是挂机方式;双方通过电话进行通话是通话方式;Modem已联通,进行数据传输是联机方式。
GSM modem
数模转换的调制方法也有三种:(1)频移键控(FSK)。用特殊的音频范围来区别发送数据和接收数据。如调频ModemBell-103型发送和接收数据的二进制逻辑被指定的专用频率是:发送,信号逻辑0、频率1070Hz,信号逻辑1、频率1270Hz;接收,信号逻辑0、频率20 25Hz,信号逻辑1、频率2225Hz。(2)相移键控(PSK),高速的Modem常用四相制,八相制,而四相制是用四个不同的相位表示00、01、10、11四个二进制数,如调相ModemBell-212A型。该威廉希尔官方网站 可以使3 00bps的Modem传送600bps的信息,因此在不提高线路调制速率仅提高信号传输速率时很有意义,但控制复杂,成本较高,八相制更复杂。(3)相位幅度调制(PAM),为了尽量提高传输速率,不提高调制速率,采用相位调制和幅度调制结合的方法。它可用16个不同的相位和幅度电平,使1200bps的Modem传送19200bps的数据信号。该种Modem一般用于高速同步通信中。
调制解调器通电后,通常先进入挂机方式,通过电话拨号拨通线路后进入通话方式,最后通过Modem的"握手" 过程进入联机方式。正常使用时,由使用者通过控制电话机或Modem前面板的按键、内部开关实现三种方式间的转换。
调制解调器与计算机连接是数据电路通信设备DCEDataCircutterminatingEquipme nt)与数据终端设备DTE(DataTerminalEquipment)之间的接口问题。DCE与DTE之间的接口是计算机网络使用上的一个重要问题。任何一个通信站总要包括DCE与DTE,因此确定一个统一的标准接口,特别是对公用数据网有重要的意义。数据终端设备DTE是产生数字信号的数据源或接收数字信号的数据宿,或者是两者的结合,像计算机终端、打印机、传真机等就是DTE。将数据终端设备DTE与模拟信道连接起来的设备就叫数据电路通信设备DCE,像Modem就是DCE。DTE与DCE之间的连接标准有CCITTV.10/X.26,与EIARS-423-A兼容,是一种半平衡电气特性接口普通的Modem通常都是通过RS-232C串行口信号线与计算机连接。
GSM的概念
GSM全名为:Global System for Mobile Communications,中文为全球移动通讯系统,俗称"全球通",是一种起源于欧洲的移动通信威廉希尔官方网站
标准,是第二代移动通信威廉希尔官方网站
,其开发目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准,让用户使用一部手机就能行遍全球。我国于20世纪90年代初引进采用此项威廉希尔官方网站
标准,此前一直是采用蜂窝模拟移动威廉希尔官方网站
,即第一代GSM威廉希尔官方网站
(2001年12月31日我国关闭了模拟移动网络)。目前,中国移动、中国联通各拥有一个GSM网,为世界最大的移动通信网络。GSM系统包括 GSM 900:900MHz、GSM1800:1800MHz 及 GSM-1900:1900MHz等几个频段 。 GSM系统有几项重要特点:防盗拷能力佳、网络容量大、手机号码资源丰富、通话清晰、稳定性强不易受干扰、信息灵敏、通话死角少、手机耗电量低。
目前我国主要的两大GSM系统为GSM 900及GSM1800,由于采用了不同频率,因此适用的手机也不尽相同。不过目前大多数手机基本是双频手机,可以自由在这两个频段间切换。欧洲国家普遍采用的系统除GSM900和GSM1800另外加入了GSM1900,手机为三频手机。在我国随着手机市场的进一步发展,现也已出现了三频手机,即可在GSM900GSM1800GSM1900三种频段内自由切换的手机,真正做到了一部手机可以畅游全世界。
GSM系统的网络结构
GSM的历史可以追溯到1982年,当时,北欧四国向CEPT(Conference Europe of Post and Telecommunications)提交了一份建议书,要求制定900MHZ频段的欧洲公共电信业务规范,以建立全欧统一的蜂窝系统。同年,成立了移动通信特别小组(GSM-Group Special Mobile)。在1982年~1985年期间,讨论焦点是制定模拟蜂窝网标准还是制定数字蜂窝网 标准问题,直到1986年决定为制定数字蜂窝网标准。1986年,在巴黎对不同公司、不同方案的系统(8个)进行了比较,包括现场试验。1987年5月选定窄带TDMA方案。与此同时,18个国家签署了谅解备忘录,相互达成履行规范的协议。1988年颁布了GSM标准,也称泛欧数字蜂窝通信标准。在现阶段,GSM包括两个并行的系统:GSM900和DCS1800, 这两个系统功能相同,主要是频率不同。在GSM建议中,未对硬件作出规定,只对功能 和接口制定了详细规定,这样便于不同产品可以互通。GSM建议共有12个系统。
GSM系统的主要组成
GSM数字蜂窝通信系统的主要组成部分可分为移动台、基站子系统和网络子系统。 基站子系统(简称基站BS)由基站收发台(BTS)和基站控制器(BSC)组成;网络子系 统由移动交换中心(MSC)和操作维护中心(OMC)以及原地位置寄存器(HLR)、访问 位置寄存器(VLR)、鉴权中心(AUC)和设备标志寄存器(EIR)等组成。
移动台(MS)即便携台(手机)或车载台。也可以配有终端设备(TE)或终端 适配器(TA)。移动台是物理设备,它还必须包含用户识别模块(SIM),SIM卡和硬件设备一起组成移动台。没有SIM卡,MS是不能接入GSM网络的(紧急业务除外)。
基站收发台(BTS)包括无线传输所需要的各种硬件和软件,如发射机、接收机、支持各种上小区结构(如全向、扇形、星状和链状)所需要的天线,连接基站控制器的接口 电路以及收发台本身所需要的检测和控制装置等。
基站控制器(BSC)是基站收发台和移动交换中心之间的连接点,也为基站收发台和操作维修中心之间交换信息提供接口。一个基站控制器通常控制几个基站收发台,其主要功能是进行无线信道管理、实施呼叫和通信链路的建立和拆除,并为本控制区内移动台的过区切换进行控制等。
移动交换中心(MSC)是蜂窝通信网络的核心,其主要功能是对位于本MSC控制区域内的移动用户进行通信控制和管理。例如:
1)信道的管理和分配;
2)呼叫的处理和控制;
3)过区切换和漫游的控制;
4)用户位置信息的登记与管理;
5)用户号码和移动设备号码的登记和管理;
6)服务类型的控制;
7)对用户实施鉴权;
8)为系统中连接别的MSC及为其它公用通信网络,如公用交换电信网(PSTN)、综合业务数字网(ISDN)和公用数据网(PDN)提供链路接口,保证用户在转移或漫游的过程中实现无间隙的服务。
由此可见,MSC的功能与固定网络的交换设备有相似之处(如呼叫的接续和信息 的交换),也有特殊的要求(如无线资源的管理和适应用户移动性的控制)。
原地位置寄存器(HLR)是一种用来存储本地用户位置信息的数据库。在蜂窝通 信网中,通常设置若干个HLR,每个用户都必须在某个HLR(相当于该用户的原籍)中登记。登记的内容分为两类:一种是永久性的参数,如用户号码、移动设备号码、接入的优先等级、预定的业务类型以及保密参数等;另一种是暂时性的需要随时更新的参数,即用户当前所处位置的有关参数,即使用户漫游到HLR所服务的区域外,HLR也要登记由该区传送来的位置信息。这样做的目的是保证当呼叫任一个不知处于哪一个地区的移动用户时,均可由该移动用户的原地位置寄存器获知它当时处于哪一个地区,进而建立起通信链路。
访问位置寄存(VLR)是一种用于存储来访用户位置信息的数据库。一个VLR通常为一个MSC控制区服务,也可为几个相邻MSC控制区服务。当移动用户漫游到新的MSC控制区时,它必须向该地区的VLR申请登记。VLR要从该用户的HLR查询有关的参数,要 给该用户分配一个新的漫游号码(MSRN),并通知其HLR修改该用户的位置信息,准备为其它用户呼叫此移动用户时提供路由信息。如果移动用户由一个VLR服务区移动到另一个VLR服务区时,HLR在修改该用户的位置信息后,还要通知原来的VLR,删除此移动用户的位置信息。
鉴权中心(AUC)的作用是可靠地识别用户的身份,只允许有权用户接入网络并获得服务。*设备标志寄存器(EIR)是存储移动台设备参数的数据库,用于对移动设备的鉴别和监视,并拒绝非移动台入网。
操作和维护中心(OMC)的任务是对全网进行监控和操作,例如系统的自检、报警与备用设备的激活、系统的故障诊断与处理、话务量的统计和计费数据的记录与传递,以及各种资料的收集、分析与显示等。
GSM Modem的概念
GSM Modem,也叫做GSM手机模块,它是一种实现GSM通信的调制解调的设备,它是在随着无线数据业务的快速发展,许多从来没有的应用从理想变成了现实,如车辆导航﹑远程监控﹑无线上网﹑无线POS﹑物流控制、社区安防等,越来越多的设备开始要求具备无线通讯能力的这种背景下诞生的,该模块采用发展最成功的无线通讯威廉希尔官方网站
,能提供短消息﹑话音通讯和数据通讯三大功能。其中,短消息业务将使该无线通讯模块获得最广泛的应用,所以有时也将该无线通讯模块简称为GSM短消息模块。 GSM短消息具有随时在线(Always Online)﹑不需拨号﹑价格便宜﹑覆盖范围广等特点,特别适合于需传送小流量数据的应用,如车辆调度/安全/导航﹑监控/监测等领域。以往这些领域往往采用集群通讯﹑CDPD网或有线MODEM来进行通讯,但这些威廉希尔官方网站
大多存在通讯范围有限﹑费用高﹑每次通讯需先拨号等缺点。 例如在车辆调度中,车载终端上往往带有GPS卫星定位模块,每隔几分中就需把GPS模块的位置信息传送到调度中心去,如果采用拨号的方式,则每隔几分中就需打一次电话,费用高,而采用GSM-MODEM无线通讯模块后,则可以利用随时在线的短消息业务,通过无处不在的GSM公网将信息传送到调度中心,调度员也可将调度任务随时下发到车载终端上。同时,驾驶员还能通过通讯模块的话音通讯功能与调度中心进行话音联系。而且还能通过它的数据通讯功能下载地方的地图,为行车提供指导。
GSM Modem的应用领域:
目前,利用GSM-MODEM实现的无线数据交换网已进入实用阶段,其应用前景十分广阔。主要可应用于:
GSM/SMS机房监控和远程维护管理系统 银行储蓄点机房监控、通信行业远端无人值守站机房监控和远程维护(如移动通信基站、微波站、直放站、光纤中 继站等)、其他无人值守点(如仓库、办公楼等)的监控。
GSM/SMS/GPS移动车辆监控调度系统 车辆跟踪防盗、公安、110、交警车辆监控调度、银行运钞车、邮政运输车监控调度、出租车管理调度、公交车辆调度和指示、集团车辆监控调度、监狱押运车的监控调度、物流运输企业的车辆调度。
GSM-MODEM 无线POS机 在商场、超市购物,在酒店消费,用手机结算。
GSM-MODEM 数据采集网 电表、水表、煤气表数据采集和监控。
GSM/SMS移动性数据查询系统 公安移动性数据(身份证、犯罪档案等)查询、交警移动性数据(车辆、司机档案等)查询、其他外勤人员移动性数据查询。
GSM无线接入系统 无线固定电话接入(WLL)、无线计费公用电话、火车、汽车、轮船等移动载体付费电话。
GSM/SMS无线安防系统 银行、储蓄网点、商店、住宅等重要场所的安全防护。
GSM/SMS数字化家庭、社区 家里空调、电视、微波炉、电饭煲等的遥控,煤气、门窗、烟火等的安全监控报警。
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