Truyền số liệu trờn mạng GSM -- 93 -- Trần Quốc Kỳ
100 9767 9862 9725 9784 51
Hệ đo xử lý số liệu điều khiển từ xa khụng chỉ được sử dụng trong ngành mụi trường, khớ tượng thủy văn mà nú cũn được dựng trong nhiều lĩnh vực đo lường điều khiển khỏc. Trong những lĩnh vực mà cần thiết điều khiển từ xa cỏc trạm lằm trải rộng về địa lý, cỏc trạm cần sự di động nhiều thậm trớ là cỏc trạm đặt trờn xe, hay ở những nơi khụng an toàn cho sự cú mặt thường xuyờn của con người. Với cỏc trạm đú việc kết nối bằng cỏc đường dõy cỏp cố định là khụng thể được. Như trong ngành viễn thụng, để theo dừi điều khiển sự làm việc của cỏc trạm viễn thụng độc lập, đặt rải rỏc nhiều nơi, trong ngành hạt nhõn khi cần thu
Hỡnh 6-43: Đường chuẩn húa kết quả đo Dataloger
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 0 200 400 600 800 1000
Đồ thị chuẩn hoỏ thế lối vào và số đếm lối ra
DATALOGER Số Số đếm lối ra Thế lối vào mV
thập thụng tin mụi trường ở những nơi thường xuyờn cú cường độ phúng xạ cao. Khi đú cỏc đầu đo tớnh chất vật lý tương ứng được gắn vào đầu vào Dataloger. Dữ liệu vật lý cần đo được chuẩn hoỏ với thế đưa vào Dataloger và số liệu dạng số lối ra của hệ thống. Như vậy tại trung tõm người ta cú thể nhận được cỏc kết quả đo vật lý cần thiết tại trạm mà khụng cần sự cú mặt trực tiếp và liờn tục của con người tại nơi đặt thiết bị đo.
Kết luận
Truyền số liệu trờn mạng GSM -- 94 -- Trần Quốc Kỳ
KẾT LUẬN
Những kết quả đạt được:
uận văn nhằm thực hiện ý tưởng, dựng cụng nghệ truyền số liệu trờn mạng thụng tin di động để giải quyết vấn đề đặt ra là: Tạo lập một đường vật lý từ trung tõm tới một điểm di động và điều khiển từ xa, thực hiện một số tỏc nghiệp tại điểm di động đú thụng qua đường kết nối GSM. Nội dung luận văn bao gồm việc phõn tớch cấu trỳc của mạng thụng tin di động GSM, cỏc cụng nghệ truyền số liệu trờn mạng GSM thế hệ 2G và 2.5G trong lộ trỡnh phỏt triển của mạng thụng tin di động GSM lờn mạng 3G.
Khụng dừng lại ở dịch vụ thoại di động, trong lộ trỡnh phỏt triển lờn mạng 3G, GSM đó từng bước đưa ra cỏc cụng nghệ số liệu tương ứng với từng thời kỳ phỏt triển và phự hợp với nhu cầu sử dụng đũi hỏi.
Ban đầu mạng thụng tin di động GSM được thiết kế cho thoại, nú cũng được đưa vào khả năng truyền số liệu tốc độ cơ sở 9.6 kbps (Hỡnh: 7-44). Với khả năng di động rất cao và khoảng cỏch rất lớn, tuy nhiờn cũn rất hạn chế về tốc độ nờn truyền số liệu trờn mạng GSM cơ sở (GSM - 2G) chỉ hạn chế ở cỏc dich vụ
cú tốc độ thấp như: Wap, SMS, cỏc kết nối thụng tin đo lường và điều khiển từ xa cần thoả món tớnh di động cao nhưng khụng đũi hỏi tốc độ lớn.
Bước thứ hai trong sự phỏt triển của mạng GSM là HSCSD (High speed circuit switched data) đõy là giai đoạn hai, được thiết kế nhằm mục tiờu nõng cao khả năng về tốc độ của mạng GSM. Tuy nhiờn vỡ tốc độ HSCSD đạt được khụng thật cao, cỏch sử dụng tài nguyờn vụ tuyến khụng hiệu quả nờn tớnh thực tế thấp, do đú nú mới chỉ được đưa ra về mặt lý thuyết, cũn trờn thực tế đó khụng được ỏp dụng.
Mạng GSM thực tế bỏ qua bước HSCSD chuyển thẳng nờn bước tiếp sau trong quỏ trỡnh nõng cao tốc độ truyền số liệu đú là GPRS, hay cũn gọi là GSM thế hệ 2.5G. Với cụng nghệ chuyển mạch gúi đưa vào mạng GSM cơ sở và khả năng sử dụng đồng thời nhiều timeslot cho một thuờ bao khi dựng dịch vụ dữ liệu, tốc độ số liệu GPRS đó được nõng cao đỏng kể. Với khả năng tăng tốc độ lờn đến 115.2 kbps của GPRS (tốc độ lý thuyết 171.2 kbps), mạng thụng tin di động GSM-2.5G đó cung cấp một giải phỏp cho cỏc dịch vụ truyền số liệu đũi hỏi mức độ di động rất cao. Một trong số cỏc ứng dụng được dựng nhiều nhất là truy cập Internet di động, hay cỏc ứng dụng truyền file, gửi ảnh hay õm thanh như MMS.
Tiếp theo cụng nghệ GPRS, cụng nghệ EDGE cũng đó được khuyến nghị ỏp dụng trước khi chuyển hẳn sang mạng 3G. EDGE được ỏp dụng trờn thực tế vỡ, về cơ bản nú chỉ khỏc GPRS ở phương thức điều chế. GPRS sử dụng điều chế GMSK cũn EDGE sử dụng điều chế 8-PSK. Khi đú mạng GSM-EDGE cú thể nõng tốc độ tới 384 kbps, chớnh vỡ vậy nú cũn cú tờn là GSM-384. Về cơ bản chỉ khỏc về phương thức điều chế nờn EDGE vẫn sử dụng được mạng GSM-GPRS cú sẵn, tức là đó kế thừa được cỏc thiết bị mạng đó cú chỉ phải thay đổi một số rất ớt thiết bị mà đó cú khả năng nõng được tốc độ lờn 3 lần. Vỡ vậy cụng nghệ EDGE như là một giải phỏp hiệu quả trước khi tiến đến thay thế bằng mạng 3G. Tuy nhiờn việc triển khai thực tế EDGE chưa phỏt triển nhiều vỡ khi nhu cầu sử dụng tốc độ dữ liệu tăng cao thỡ nhiều nhà cung cấp thường cú xu hướng chuyển thẳng sang mạng 3G. Ngay tại Việt Nam khi mà GPRS hiện đang cũn ở giai đoạn khai thỏc thử nghiệm thỡ mạng thụng tin di động 3G cũng đó được lắp đặt và dựng thử nghiệm tại Hà Nội.
Kết luận
Truyền số liệu trờn mạng GSM -- 96 -- Trần Quốc Kỳ
Với cỏc khả năng khỏc nhau về tốc độ số liệu theo cỏc giai đoạn phỏt triển như đó trỡnh bầy. Mạng GSM đó cung cấp một khả năng kết nối số liệu, phục vụ những mục đớch di động cao và khoảng cỏch rất lớn. Với khả năng roamming giữa cỏc mạng GSM và kết nối với mạng lưới viễn thụng khỏc (PSTN), nờn GSM cho phộp kết nối tới cỏc điểm di động khụng hạn chế về khụng gian (miễn là trong vựng phủ súng của mạng). Với những lợi thế đú hàng loạt ứng dụng đó được xõy dựng trờn nền cụng nghệ truyền số liệu này.
Như đó trỡnh bầy, truyền số liệu trờn mạng GSM cơ sở, cú cỏc dịch vụ SMS, WAP... .Với tốc độ GPRS mạng GSM cú cỏc ứng dụng truyền số liệu như: Truy cập Internet di động (qua điện thoại di động), truyền dữ liệu file, trao đổi hỡnh ảnh và õm thanh MMS.... Cỏc ứng dụng kết nối di động, với mục đớch đo lường, điều khiển từ xa và quản lý từ xa thụng qua đường truyền số liệu di động GSM cũng được ỏp dụng. Cỏc ứng dụng kiểu này hiện đó bắt đầu phỏt triển mạnh trờn thế giới nhất là trong ngành Viễn Thụng vớ dụ: Điều khiển cỏc trạm, cỏc thiết bị thụng tin độc lập bằng đường kết nối số liệu GSM như: Quản lý cỏc trạm vi ba độc lập và nằm rải rỏc khắp nơi, hay để quản lý và điều khiển cỏc trạm thu phỏt lặp (Repeater). Người ta dựng một đường kết nối số liệu di động GSM để nối trạm hay thiết bị cần quản lý với trung tõm. Định kỳ theo thời gian đặt trước hoặc khi muốn, từ trạm trung tõm nhõn viờn cú thể quản lý được tỡnh trạng hoạt động của trạm, hay điều khiển chế độ làm việc trạm như: thay đổi tần số, thay đổi cụng suất...
Tại Việt Nam, mạng GSM cũng đó được xõy dựng và phỏt triển từ cỏch đõy hơn mười năm, tuy nhiờn đến nay cụng nghệ truyền số liệu và cỏc ứng dụng của nú mới chỉ ở bước đầu. Như ở cỏc chương trước đó chỉ ra, thực tế triển khai cụng nghệ truyền số liệu trờn mạng GSM Việt Nam cũng đó trải qua hai giai đoạn. Giai đoạn một là truyền số liệu GSM cơ sở (9.6 kbps) hay GSM thế hệ 2G. Giai đoạn hai là truyền số liệu GPRS, hay truyền số liệu trờn mạng GSM thế hệ 2.5 G.
Vỡ khả năng phủ súng rất rộng của mạng GSM (hiện tại đó phủ súng hết 63 tỉnh thành trờn cả nước) và khả năng roamming với cỏc mạng khỏc, nờn ứng dụng số liệu trờn mạng GSM Việt Nam đang bắt đầu phỏt triển mạnh. Ngoài cỏc ứng dụng chủ yếu như truy cập Internet, truyền file, MMS, Wap... trờn mạng GSM
Việt Nam hiện tại, như đó giới thiệu ở cỏc chương 4-5. Luận văn đó đưa ra một ỏp dụng thực tế về khả năng truyền số liệu trờn mạng GSM đú là: Dựng kết nối số liệu GSM để điều khiển từ xa quỏ trỡnh đo đạc số liệu mụi trường, được dựng trong ngành viễn thụng và khớ tượng thuỷ văn. Hệ thống đo xử lý số liệu - điều khiển từ xa này, được xõy dựng trờn một số thiết bị cơ bản là Remote-Dataloger kết nối thành mạng với trung tõm. Thiết bị Remote - Dataloger được tự chế tạo hoàn toàn trong nước, nờn cú thể thay đổi tớnh năng phự hợp với nhiều mục đớch xử dụng khỏc nhau và giỏ thành thấp. Cỏc modem GSM dựng kết nối di động, và cỏc Modem cố định, là loại phổ thụng sẵn cú trờn thị trường. Hệ thống đo và xử lý số liệu - điều khiển từ xa đó được ỏp dụng thực tế, là một minh chứng cụ thể cho ỏp dụng cụng nghệ truyền số liệu trờn mạng GSM -Việt Nam vào thực tiễn, đồng thời nú cũn mở ra một hướng phỏt triển mới về giải phỏp và thiết bị dựng trong đo lường điều khiển từ xa, khụng hạn chế về khoảng cỏch.
Hướng nghiờn cứu tiếp theo.
Với khả năng di động cao của truyền số liệu trờn mạng di động, khả năng xử lý và điều khiển từ xa của hệ Remote - Dataloger mở ra định hướng cần nghiờn cứu tiếp, nhằm hoàn thiện và phỏt triển tiếp những gỡ mà nội dung luận văn này đó đạt được đú là:
1- Nghiờn cứu và phỏt triển theo hướng nõng cao tốc độ của hệ thống, để cú thể đỏp ứng phự hợp với tiến trỡnh phỏt triển của mạng thụng tin số liệu núi chung, và mạng thụng tin di động núi riờng. Trong khuụn khổ của luận văn hiện mới chỉ đưa ra ỏp dụng kết nối điều khiển từ xa cho tốc độ GSM cơ sở. Hướng cần nghiờn cứu tiếp để thiết bị Remote - Dataloger cú thể kết nối với cỏc tốc độ cao hơn, dựng trong cỏc ứng dụng đũi hỏi tốc độ lớn hơn. Như truyền hỡnh ảnh, cỏc tỏc nghiệp điều khiển từ xa cú thể quan sỏt được trực tiếp hỡnh ảnh, diễn biến ở nơi xẩy ra.
2- Tăng cường và mở rộng khả năng kết nối của thiết bị Dataloger để thiết bị cú thể kết nối dễ dàng với nhiều loại đầu đo hơn, với cả đầu đo số cũng như đầu đo tương tự.
3- Phỏt triển phần mềm theo hướng, một số chức năng của hệ thiết bị Remote - Dataloger cú thể sử dụng được trực tiếp bằng điện thoại di động thụng minh (Smartphone). Hiện tại cú rất nhiều điện thoại di động được chế tạo kết hợp
Kết luận
Truyền số liệu trờn mạng GSM -- 98 -- Trần Quốc Kỳ
với mỏy tớnh di động PDA. Cỏc thiết bị này được xõy dựng trờn hai loại hệ điều hành chớnh là Windown-CE và Palm. Cỏc Smartphone này vừa cú chức năng điện thoại và truyền số liệu di động, vừa cú khả năng chạy cỏc chương trỡnh tương tự như trờn PC, vỡ vậy cần nghiờn cứu tiếp để một số chức năng của hệ Remote- Dataloger cú thể chạy trực tiếp trờn cỏc thiết bị này.
4- Tăng cường và tối ưu chức năng ghộp nối và điều khiển cỏc thiết bị hoạt động khỏc, của Dataloger. Với lợi thế của Dataloger là cú một vi xử lý cộng thờm cú thể điều khiển từ xa, nờn kết nối và điều khiển cỏc thiết bị khỏc hoạt động là rất thuận lợi, đú là cơ sở để phỏt triển tiếp theo hướng này. Khụng chỉ dừng lại ở điều khiển cỏc đầu đo thụ động, hướng tiếp theo là mở rộng chức năng kết nối với cỏc thiết bị hoạt động khỏc. Khi đú cú thể điều khiển cỏc thiết bị này hoạt động, khụng chỉ là điều khiển On-Off, mà cũn điều khiển cả trạng thỏi hoạt động của thiết bị. Với khả năng đú thỡ một số cụng việc của ngụi nhà hiện đại như: Điều khiển thiết bị an toàn ngụi nhà (cảnh bỏo đột nhập), nấu cơm từ xa, điều khiển nhiệt độ trong phũng trước khi về nhà, đúng mở cửa... là hoàn toàn khả thi.
Mạng thụng tin di động GSM đó và đang phỏt triển rất mạnh ở nhiều nước trờn thế giới và cả ở Việt Nam. Ngoài khả năng thoại thụng thường, mạng GSM cũn cung cấp khả năng số liệu di động cao. Với khả năng truyền số liệu trờn mạng GSM, rất nhiều ứng dụng đó được đưa ra để phục vụ cuộc sống con người. Sử dụng kết nối số liệu qua mạng GSM, đó giải quyết tốt bài toỏn đặt ra ban đầu là: Việc thiết lập một đường kết nối vật lý giữa một điểm với một số điểm di động khỏc khụng giới hạn về khoảng cỏch, để điều khiển từ xa một số tỏc nghiệp tại cỏc điểm di động đú, là hoàn toàn cú thể thực hiện được.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Nguyễn Phạm Anh Dũng (1999), Thụng tin di động GSM, tr. 9-18, 24-38,
Bưu Điện.
2. Vũ Đức Thọ (1997) , Thụng tin di động số Cellular, tr. 25-31, Bưu Điện
Tiếng Anh
3. Alcatel (2001), Evolium TMGSM/GPRS/E-GPRS Radio solution, Alcatel, pp. 12- 27.
4. Ericsson (2002), WISETM Time to WAP Description. Ericsson
5. ETSI TR 150.059 V.4.00 (2001) , Project scheduling and open issues.
6. Gwenn Lasson (1998), Third generation techonogies.
7. Motola (1998), Motorola Data & GPRS. Motorola, chap. 2.
8. NTT International Copration (1999), The study on telecommunications development in th Socialist Republic of Việt Nam, pp. 34, 35-42.
9. Siegmund M.Red, Matthias K.Weber, Malcolm W. Oliphant (1998), GSM and Personal Communications Handbook, Artech House – Boston* London, chap5, pp. 72-81.
10. Steve Dubberstein (2000), GSM to 3G Migration – Aspira, Motorola.
11. Tổng cụng ty Bưu chớnh - Viễn Thụng (2000), Seminar on Mobile Communication, VNP T.
Kết luận
Truyền số liệu trờn mạng GSM -- 100 -- Trần Quốc Kỳ
12. Zoran Zvonar, Peter Jung, Kal Kammer (2000), GSM Evolution towards 3rd Generation System, chap. 1.
13. William C. Y. Lee (1999), Mobile Communications Design Fundamentals, pp. 21-32.
PHỤ LỤC