ВходGps модем. Мобильный интернет на кпк и ноутбуке
Современные системы учета энергоносителей все более широко используют GSM-сети для передачи данных, что находит поддержку у GSM‑операторов, во многом исчерпавших возможность увеличения абонентской базы голосовых услуг. GSM-сети характеризуются развитой во всех регионах инфраструктурой, высокой надежностью, возможностью быстрого развертывания и невысокими стоимостными характеристиками.
ООО «Аналитик-ТС», г. Москва
Все современные GPRS-модемы строятся на базе GSM-модулей нескольких зарубежных производителей. Простота организации на их базе доступа с компьютера в Интернет создает обманчивое впечатление об отсутствии сложностей при использовании их в промышленных системах (наличие на компьютере Windows драйвера и периодические зависания, требующие вмешательства оператора, в глаза не бросаются). Для управления GSM-модулем могут использоваться:
Функциональный контроллер счетчика, тепловычислителя или концентратора;
Специализированный (телекоммуникационный) контроллер;
ПО, встроенное в GSM-модуль и берущее на себя все задачи управления устойчивостью связи.
При всех видах реализации управления необходимо пройти тернистый путь по превращению GSM-модуля в полноценный GPRS-модем, обеспечивающий устойчивую работу в непрерывном и необслуживаемом режиме:
Системы, работающие на столе, вдруг начинают сбоить и «виснуть» при переходе на реальные объекты, при изменении оператора, - установке в другом регионе или увеличении загрузки сети;
Выясняется, что необходимы существенные усилия для обработки внештатных ситуаций, обеспечения устойчивости и безопасности, тестирования решений, учета региональных особенностей операторов, поддержки работы с динамическими IP-адресами, обеспечения доступа к состоянию модема и сети в процессе передачи данных и т.п.
Безусловно, найдутся организации, которые смогут решить возникающие проблемы, но оправдано ли это экономически для большинства? Рассмотренные выше сложности реализации приводят к появлению на рынке законченных решений с высокой функциональностью. Их стоимость, безусловно, немного выше, но это цена за своеобразный PnP (включил и работаешь).
Попытаемся сформулировать основные требования к GPRS-модемам и по мере возможности обосновать их.
Основные требования к GPRS-модемам
Общие требования
Поддержка основных сервисов GSM-сети: GPRS/EDGE, CSD и SMS.
Интерфейсы подключения к приборам учета: RS-232С (в том числе «трехпроводный» – RxD, TxD и GND), RS-485, Industrial Ethernet.
Конструктивное исполнение: крепление на DIN-рейку, встроенный источник первичного питания с расширенными диапазонами ~140...286 В / 45…55 Гц или =18…36 В, рабочий диапазон температур -40...+70°С.
GSM-антенна: необходимо обеспечить возможность подключения внешней антенны, которая может быть вынесена из зоны установки оборудования (например, из подвального помещения) в зону уверенного радиоприема.
Автоматическое установление соединения
После включения питания модемы должны автоматически активировать установление GPRS/EDGE или CSD-канала и в некоторых случаях обеспечивать автоматическое формирование SMS-сообщений при возникновении «событий» на дополнительных логических входах (например, при срабатывании датчиков пожарно-охранной сигнализации).
Обеспечение надежности
Необходимо использовать следующие методы резервирования каналов передачи:
На уровне маршрутизации – между операторами GSM-связи (две SIM-карты);
На уровне GSM-сервисов – переход с GPRS/EDGE на CSD или SMS-сообщения.
В условиях периодического разрушения каналов без сигнализации сервера и клиента (например, при перезагрузке APN-серверов у GSM-оператора) большую роль играют контроль системных зависаний с помощью независимого сторожевого таймера, встроенный прозрачный Ping-контроль соединения и контроль времени отсутствия данных. При этом необходимо обеспечить возможность оптимизации пользователем соотношения «глубина контроля канала / трафик (стоимость)».
Рис . Схема организации GPRS-канала АСКУПЭ
Обеспечение безопасности
Аутентификация на этапах инициализации, установления соединения и передачи данных, в том числе:
Для предотвращения возможности использования SIM-карт не по назначению (при настройке модема должны вводиться значения их PIN-кодов, которые в дальнейшем хранятся в памяти модема, проверяются при запуске и недоступны для чтения);
Аутентификация доступа на APN-сервер;
Контрольный обмен идентификаторами при установлении TCP-соединения (между двумя модемами или модемом и сервером);
Контроль номера звонящего при установлении CSD-канала.
Использование VPN-туннеля между GSM-оператором и сервером диспетчерского центра.
В некоторых случаях необходимо дополнительное шифрование данных, использование которого ограничивается законодательно.
Комплексное решение для канала связи
Использование модемов на распределенной сети приборов учета должно поддерживаться программным обеспечением (телекоммуникационным сервером), которое устанавливается на сервере в диспетчерском пункте и обеспечивает:
Простое подключение функционального ПО, например, через TCP/IP;
Безопасность и устойчивость канала передачи (ping, идентификаторы и т.п.);
Встроенную маршрутизацию, например для дополнительных портов или технологического ПО.
Оптимизация потоков данных
Встроенная в модем буферизация данных (8…32 кбайт) позволяет увеличить скорость передачи за счет оптимизации взаимодействия между интерфейсом RS-232C/RS‑485 и TCP/IP-сокетом, а также использовать модемы в системах с «трехпроводным» интерфейсом.
Рис . Схема организации GPRS-канала системы «MOSCAD»
Обеспечение поддержки различных режимов работы
В зависимости от особенностей решаемой задачи модемы должны поддерживать режимы работы, объединенные в два класса.
Мониторинг и управление удаленными объектами с центрального узла с возможностью оптимизации по различным критериям, например максимальная функциональность, минимальный трафик, отсутствие возможности использовать на стороне сервера Интернет или необходимость наряду с GPRS/EDGE-каналами использовать SMS-сервис.
Вторым классом решаемых задач является организация связи между двумя точками – радиоудлинитель интерфейса (RS-232C или RS-485). В этом случае модемы должны при включении питания автоматически обеспечить прозрачный канал передачи данных между интерфейсами.
Обеспечение совместимости
Для организации надежного GPRS/EDGE-соединения с приборами учета, критичными к разрыву принимаемых ими пакетов, например использующими полевые шины Modbus или Profibus, необходимо устранение временных разрывов пакетов данных на стороне приема. Надежда на возможность парирования «разорванных» пакетов за счет повторных опросов или работы с короткими пакетами приводит к появлению систем, работающих только на столе у разработчиков.
Эксплуатационные требования
Автоматизированное удаленное конфигурирование модемов по каналам CSD или GPRS/EDGE без выезда на объекты, например: при монтаже используется заводская конфигурация, при тестировании она изменяется на конфигурацию системного интегратора, при эксплуатации – на конфигурацию заказчика;
Модернизация встроенного в модем ПО непосредственно на объекте, в идеале по GSM-сети;
Локальный и удаленный анализ параметров GSM-сети, позволяющий настроить положение антенны, провести анализ окружающих GSM-сот, осуществить выбор оператора связи, предоставляющего наилучшие условия работы в точке установки модема, анализировать причины ухудшения связи при эксплуатации;
Автоматический контроль баланса счета SIM-карты и оповещение в случае снижения его до заданного уровня;
Создание и обеспечение удаленного доступа к log-файлам процессов взаимодействия с GSM-сетью.
Дополнительные возможности
Особый интерес представляет объединение функций модема и прибора учета (или его части) в одном устройстве для уменьшения общей стоимости. Предпосылкой для этого является наличие в модемах мощных вычислительных ресурсов. Примеры таких устройств:
Модемы с встроенным функциональным ПО, которое обеспечивает взаимодействие с приборами учета (например, автономное считывание и накопление результатов измерения);
Модемы с несколькими интерфейсами, обеспечивающие мультиплексирование данных от нескольких интерфейсов в общем радиоканале для независимого функционирования нескольких систем.
Сервисное ПО
Работа с GPRS-модемами должна поддерживаться комплектом технологического ПО, обеспечивающего настройку, тестирование, удаленное конфигурирование, мониторинг и управление дополнительными интерфейсами, удаленный анализ параметров GSM-сети, модернизацию встроенного в модем ПО, функции TCP/IP и OPC‑серверов.
Выводы
GPRS-модемы, используемые в системах учета энергоресурсов, имеют существенные отличия от модемов, применяемых для выхода в Интернет. Требования к ним постоянно возрастают. На сегодняшний день автору неизвестно о реализации всех рассмотренных выше требований в одном модеме, что, наверно, и не требуется, если учесть критерий стоимости. Статья не была бы полной без приведенных ниже примеров использования GPRS-модемов AnCom RM/D в системах учета энергоресурсов.
Примеры внедрения
АСКУПЭ (Автоматизированная система коммерческого учета потребления энергоресурсов). Проект, реализуемый ОАО «МОЭК» (Московская объединенная энергетическая компания), 2009 г.
Целью проекта является обеспечение технического и коммерческого учета тепловой энергии на объектах г. Москвы, обслуживаемых МОЭК, а это 70% всех жилых зданий и производственных сооружений столицы.
Рассмотрим систему удаленного доступа к приборам теплоучета, реализованную в АСКУПЭ. Компания «КОМКОР» (торговая марка «АКАДО-Телеком») строит корпоративную мультисервисную сеть для ОАО «МОЭК», в рамках которой обеспечивается доступ к приборам теплоучета по цифровым каналам АКАДО, где они есть, и по GPRS-каналам GSM-оператора МТС. Задача по обеспечению информационной безопасности передачи данных решается с помощью специальной услуги МТС для корпоративных клиентов (выделенный APN, локальный статический IP-адрес). Системные интеграторы (НПО «Тепловизор» и ООО «Евроком») применяют в АСКУПЭ модемы AnCom RM/D (более 800 точек учета).
При инсталляции модемов основные проблемы были связаны с выбором места установки GSM-антенны в подвальных помещениях. Была выработана следующая методика:
Все рассмотренные ниже операции проводятся с SIM-картой выбранного в системе GSM-оператора;
Поиск зон наличия сигнала (хотя бы минимального уровня) – с помощью сотового телефона, часто это рядом с окнами, отдушинами или специфическими местами у стен;
Контроль зон с помощью модема AnCom RM/D и ПО NetMonitor GSM_RM. Измеряется уровень сигнала, количество и тип видимых GSM-сот. Необходимо обеспечить:
Уровень более минус 95 (RxLev: -65…-95);
MNC видимых сот должна совпадать с MNC оператора SIM-карты (при недоступности сот оператора SIM-карты для доступа к экстренным службам выдается информация о доступных сотах других операторов);
Видимость более 3 сот, одна из которых желательно GSM-1800 – в ней больше свободных слотов (BCCHfreq: GSM-900 с 1 по 124 и GSM-1800 с 512 по 885);
Наличие высокого уровня сигнала, но 1…2 соты GSM-900 может в отдельных случаях не обеспечить устойчивого GPRS-соединения из-за их высокой загруженности (не предоставляется IP-адрес);
Контроль работы GPRS (предоставление IP-адреса со стороны сети) с помощью модема (включен режим выдачи технологической информации) и ПО GTem (наличие GSM-связи не всегда гарантирует работу GPRS);
Контроль работы в системе (штатные настройки).
Определен общий подход к организации GPRS-связи:
Неверно пытаться использовать антенны с очень длинным проводом (затухание на 5 м провода RG58 на частоте 1800 составляет 4,5 дБ);
В большинстве случаев правильнее перенести модем в зону уверенного приема, используя для связи между модемом и прибором теплоучета интерфейс RS-485;
Как следствие, использование модемов, встроенных в прибор теплоучета, часто затруднено;
Тайм-ауты обеспечения устойчивости связи необходимо выбирать с учетом периода опроса приборов теплоучета (в том числе в тестовом режиме) и периода обрыва неиспользуемых socket у GSM‑оператора;
Целесообразно использовать антенну с малым затуханием в кабеле и высоким коэффициентом усиления (например, Ant K996A 900/1800 МГц: усиления, дБи – 5/4; затухание в кабеле 5 м, дБ – 1,8/2,5).
Система телеметрии узлов учета газа «MOSCAD» реализована ООО «Индасофт», 2007–2009 г.
Система коммерческого учета, обеспечивающая контроль над режимами газопотребления, мониторинг состояния оборудования узла учета и охранной сигнализации. Проведены монтаж и пусконаладка первой и второй очереди: 1464 объекта в 15 регионах РФ. Получен существенный опыт применения GPRS-связи в различных регионах.
Особенности реализации заключаются в идеологии «активного контрольного пункта»: удаленный контроллер самостоятельно отслеживает изменения технологических параметров и принимает решение по отправке данных на верхний уровень в соответствии с заранее заданными настройками, а не ожидает своей очереди в циклическом опросе узлов учета.
Использование специализированного протокола MDLC компании Motorola гарантирует доставку данных в диспетчерский пункт региональной газовой компании, удаленное конфигурирование и программирование всех контроллеров в системе. Через интернет-шлюз региональной газовой компании и сервер связи данные поступают в контроллер верхнего уровня ACE 3600. Контроллер «разбирает» MDLC-пакет, извлекает данные узла учета газа, обрабатывает их, помещает во внутреннюю базу данных и инициирует передачу на сервер данных, который обеспечивает предоставление данных диспетчерским системам региональной газовой компании.
Защита информации от несанкционированного доступа обеспечивается на уровне протокола MDLC благодаря изоляции модемов системы телеметрии от остальных GPRS-абонентов сотового оператора путем выделения их в отдельную группу со своей точкой доступа (APN-сервер) и созданием VPN‑туннеля. Параметры надежности обеспечиваются за счет резервирования оператора GSM‑связи (две SIM-карты).
Заключение
Беспроводной GPRS-модем AnCom RM/D является важным элементом любой современной распределенной системы учета энергоносителей. Обеспечивая в системе надежную связь, GPRS-модемы позволяют объединить сотни и тысячи удаленных приборов учета в единую информационную сеть. Использование GPRS-модемов AnCom RM/D в автоматизированных системах учета позволяет в реальном масштабе времени получать точную, достоверную информацию о потреблении энергоносителей, устранить влияние человеческого фактора, предотвратить аварийные ситуации, следить за техническим состоянием приборов и помещений и, как следствие, в целом повысить экономический эффект от применения приборов учета.
И.В. Дианов, технический директор,
ООО «Аналитик-ТС», г. Москва,
В последние пару лет уже стали регулярными появления сообщений о
выпуске все новых и новых моделей устройств, относящихся к особому
классу аппаратных средств - GPRS-модемы. Что же это такое?
Предельно коротко GPRS-модемы можно охарактеризовать как еще один
тип устройств беспроводной передачи данных. Принципиальным же их
отличием от других приборов этой группы является то, что они работают
с использованием одного из вариантов технологии пакетной передачи
информации, реализуемой в сетях сотовой связи стандарта GSM и получившей
наименование General Packet Radio Service, или сокращенно - GPRS.
Освоение этой технологии две крупнейшие российские компании сотовой
связи - "Вымпелком" и "Мобильные ТелеСистемы"
- начали еще в 2000 г., а сейчас общее число сотовых сетей в мире,
внедривших GPRS, уже исчисляется сотнями. Вовсю решаются и вопросы
организации международного роуминга для абонентов, работающих в
этом режиме. Все основные свойства и особенности работы и параметров
этого типа беспроводных модемов, обусловленные использованием такого
технического решения, становятся более ясны после ознакомления с
сущностью самой технологии GPRS. На эту тему наш журнал уже писал
около полутора лет тому назад, поэтому сейчас мы только кратко напомним
основную суть.
Зачем был создан GPRS?
Нынешний этап развития нашего индустриального общества привел к
тому, что для успешной работы многих современных "информационных
производств" не требуется, чтобы человек был территориально
"привязан" к какому-либо отдельному станку, помещению
или даже всему производственному комплексу, а лишь необходимо, чтобы
он просто постоянно находился "на связи". Многочисленные
современные средства телекоммуникаций, и в первую очередь мобильных,
отчасти позволяют решить эту задачу. Но если человек, например,
по характеру своей работы должен участвовать в коллективной обработке
больших массивов данных, тут уже телефон не очень спасает положение.
Ведь часами заниматься диктовкой или сверкой по телефону множества
цифр в каких-нибудь сводках или отчетах - занятие не из приятных.
Да и эффективной такую работу назвать трудно. Другое дело, если
эти данные, буквально одним нажатием на клавишу, можно быстро передать
любому необходимому абоненту и столь же просто получить другие.
В этом случае для успешной совместной работы становится уже совершенно
не важно где вы находитесь: в офисе, дома, в купе поезда, в другом
городе или за границей...
В общем, по оценкам аналитиков, потребности людей в мобильной передаче
данных в обозримом будущем будут возрастать ежегодно не менее чем
в полтора раза.
Конечно, нельзя забывать, что возможность передачи данных в сотовой
связи была реализована почти с самого начала работы таких сетей,
но вот только на практике эта возможность долгое время оказывалась
почти теоретической - пользоваться ею люди не очень хотели - буквально
единицы процентов от общего числа абонентов по всему миру! И основных
причин здесь было две: медленно и дорого. Действительно, например,
даже современная сотовая связь второго поколения стандарта GSM обеспечивает
передачу данных со скоростью всего 9,6 кбит/с. Представить себе
насколько эта скорость "современна" можно просто вспомнив,
что пользователи модемов на обычных телефонных линиях полностью
отказались от таких скоростей уже боле пяти лет тому назад. Да и
сам метод связи по голосовому каналу с поминутной оплатой делал
нахождение в онлайне, хоть и возможным, но весьма дорогостоящим.
Вот для устранения этих недостатков и была придумана технология
GPRS. Ее целью было существенное повышение скорости передачи данных
по каналам сотовой связи, а также обеспечение режима "постоянной
подключенности" абонентов, наподобие того, как это реализовано
в локальных вычислительных сетях. Но в отличие от локальных сетей,
рабочей зоной здесь оказывается уже вся зона охвата используемой
сотовой сети, а с учетом роуминга - практически все области Земли,
где действуют сотовые сети GSM. Такой охват сегодня не доступен,
фактически, никаким другим беспроводным технологиям, за исключением
спутниковых. В этом состоит одно из принципиальных достоинств технологии
GPRS.
Техническая сущность GPRS
Прежде всего, необходимо отметить, что технология GPRS ориентирована
на применение только в сетях цифровой сотовой связи стандарта GSM,
реализованных на основе метода временного разделения доступа - Time
Division Multiple Access (TDMA). Именно использованию особенностей
TDMA и обязана своим появлением GPRS.
Упрощенно, суть метода TDMA заключается в следующем. Все время работы
одного радиоканала связи делится на стандартные по длительности
временные интервалы, распределяемые по очереди между несколькими
абонентами. В результате этого, на одной радиочастоте оказывается
возможным передавать сразу несколько разговоров, или организовать
несколько независимых каналов обмена данными. В стандарте GSM максимальное
число таких каналов равно восьми.
Подобное временное разделение канала связи между несколькими пользователями
позволяет увеличить число одновременно обслуживаемых абонентов,
однако все каналы оказываются занятыми только в редкие моменты пиковых
нагрузок в сотовой сети. Остальное же время часть таких каналов
- свободны. Вот на этой особенности и была основана идея технологии
GPRS: в случаях, когда абоненту требуется высокоскоростная передача
информации - временно "отдавать" ему свободные временные
интервалы в данном радиоканале. Таким образом, скорость передачи
информации может сразу возрасти в несколько раз.
Но это еще не все. Сам канал GSM может обеспечить несколько большую
скорость передачи информации, если использовать другие методы кодирования.
Без заметного снижения качества скорость передачи данных может быть
увеличена до 14,4 кбит/с, а потенциально - даже до 22,8 кбит/с.
Вот отсюда и возникают высокие скорости передачи данных в GPRS:
до 115 кбит/с, а в пределе - более 170 кбит/с. Причем именно столь
большие скорости связи позволяют достаточно безболезненно выделять
на некоторое время увеличенные ресурсы одному из пользователей,
не рискуя заметно снизить шансы других абонентов дозвониться до
сети. Действительно, в режиме GPRS, например, получение даже довольно
большого электронного письма размером с целую машинописную страницу
может быть осуществлено всего за десятые доли секунды. А если учесть,
что заложенное в технологии GPRS время задержки выделения радиоресурсов
для передачи пакета данных не должно превышать 1 секунды, то обмен
небольшими объемами информации между пользователями будет происходить
почти мгновенно. Столь существенные изменения в условиях обмена
данными с помощью мобильных терминалов открывают и многочисленные
новые возможности.
Функциональные возможности
Одним из самых больших преимуществ режима GPRS является то, что
абонентское устройство в паузах между приемом и передачей данных
"не занимает линию". Аппаратура оператора сотовой сети
просто "помнит" о том, что пользователь находится в готовности
к передаче или получению данных, а ресурсы радиоканала выделяются
ему только на время обмена информацией. Другими словами, любые GPRS-устройства
могут находиться на связи непрерывно (если, конечно, включены и
расположены в пределах зоны покрытия сети) - в состоянии "постоянного
виртуального соединения". При этом оператору нет нужды требовать
от абонента оплаты всего времени его соединения с мобильной сетью
(фактически составляющего 24 часа в сутки), а только интервалов
активной работы его терминала или объема переданной и полученной
информации.
Большие возможности технология GPRS открывает и перед развитием
систем передачи телеметрии, дистанционного мониторинга, охранных
систем, промышленной электроники и т. п. Удобна технология GPRS
и для операторов сотовых сетей, так как она, являясь модернизацией
существующих сетей GSM по пути их развития к системам связи третьего
поколения, не требует коренной замены оборудования. Правда, абоненты,
с этой точки зрения, наоборот оказываются в проигрыше - для пользования
услугами GPRS обязательно нужны специальные терминалы, поддерживающие
эту технологию.
Пользовательское оборудование
Принятыми сценариями внедрения GPRS предусмотрено поэтапное наращивание
скоростей передачи данных. Сделано это, в частности, из-за ограничений
накладываемых нынешними абонентскими терминалами. Дело в том, что
максимальная скорость приема и передачи информации, которую может
обеспечить мобильный терминал, зависит от количества каналов (числа
тайм-слотов), поддерживаемых им на прием и передачу. Пока все выпускаемые
абонентские терминалы GPRS способны поддерживать от 2 до 4 каналов
для приема информации и 1 или 2 канала - на передачу. Это позволяет
получить максимальную скорость приема до 57,6 кбит/с и передачи
- до 28,8 кбит/с (реальные скорости, зависящие от загрузки сотовой
сети и определяемые фактическим наличием свободных от голосового
трафика тайм-слотов, в процессе работы могут заметно изменяться
и на практике быть существенно ниже). В будущем следует ожидать
появления GPRS терминалов, поддерживающих большее (до 7) количество
каналов на прием и передачу и способных обеспечивать более высокие
скорости связи. С позиций алгоритма функционирования, стандартом
предусмотрено существование GPRS-терминалов трех различных классов:
- модели класса А должны обеспечивать возможность одновременной
работы в телефонном режиме и в режиме GPRS;
- терминалы класса В также поддерживают и голосовые соединения,
и пакетную передачу данных, но эти режимы реализуются не одновременно
- в процессе передачи данных через GPRS абонент не может совершать
и принимать голосовые звонки, однако терминал должен оперативно
реагировать на входящие вызовы и позволять без потери данных приостанавливать
сеанс для ответа на телефонный звонок;
- класс С ориентирован на работу по очереди в режимах - GPRS и телефонном.
Фактически все выпускаемые сейчас в мире мобильные телефоны с поддержкой
GPRS (а это уже более полусотни моделей) относятся к классу B и
имеют средства для их соединения с компьютером через специальный
кабель или инфракрасный порт. А одним из преимущественных воплощений
устройств класса С (хотя не исключены и классы A и B) могут быть
GPRS-модемы, выполняемые либо в виде PC-карты, подключаемой к портативному
компьютеру, либо в форме малогабаритных GPRS-модулей, ориентированных
на использование в самом различном оборудовании - от портативных
компьютеров до средств промышленной электроники.
GPRS-модемы и модули
Число реально доступных сейчас моделей подобных устройств составляет
уже несколько десятков и в самом скором будущем оно, несомненно,
увеличится, ведь их созданием сегодня заняты очень многие известные
фирмы: Ericsson, Motorola, Nokia, Novatel, Olitec, Option International,
Pretec Electronics, Real Time Devices, Siemens, Sony, Wavecom, Xircom
и др., чутко уловившие перспективность этого направления.
В чем же заключаются основные достоинства применения именно специализированных
устройств, по сравнению с использованием обычных мобильных телефонов
с поддержкой GPRS?
Их можно назвать сразу несколько, а обусловлены они, в первую очередь,
особенностями конструктивного исполнения, а также функциональных
возможностей и параметров таких модулей, которые и определяют области
их преимущественного использования. Для простоты пояснений все эти
особенности можно подразделить на несколько групп:
- "Широкие функциональные возможности
". Это не
просто лозунг - многие устройства этого типа рассчитаны на работу
в нескольких (а то и даже во всех!) диапазонах частот, используемых
современными сетями GSM (EGSM-850 МГц, GSM-900 МГц, DCS-1800 МГц,
PCS-1900 МГц), что позволяет применять такие модемы, практически,
по всему миру. Также универсальность использования подобных устройств
обеспечивается и тем, что в них нередко реализуются сразу несколько
технологий передачи данных, возможных в сетях GSM: традиционный
GSM-модем (скорость 9,6 кбит/с), пакетная передача в режиме GPRS
и передача в режиме коммутации линий по технологии HSCSD (High Speed
Circuit Switched Data), близкой по методам и параметрам к GPRS.
Кроме этого, современные GPRS-модемы, как правило, поддерживают
все функции, предусмотренные фазой развития стандарта GSM 2+, включая
SIM Application Toolkit и др. В результате этого, пользователю оказываются
доступны и функции обычного мобильного телефона: голосовая связь,
прием и отправка факсов, SMS и т. п.
- "Все, что нужно для работы и ничего лишнего"
.
Так можно охарактеризовать позицию, с которой осуществляется оптимизация
самой структуры этих устройств. Действительно, в отличие от телефонов,
GPRS-модемы часто имеют сразу несколько пользовательских входов-выходов,
поддерживающих полностью стандартные интерфейсы RS-232, USB и др.,
а также разъемы для подключения внешней антенны и других устройств.
Кроме этого, многие модемы имеют широкие возможности по дистанционной
настройке параметров и оперативному программному управлению их работой.
С другой стороны, модемы максимально облегчены за счет исключения
из их состава таких, неиспользуемых в данном случае частей, как
микрофон, динамик, дисплей, клавиатура и др.
- "Работоспособность в самых различных условиях"
- обеспечивают конструкции модемов и "неприхотливость"
части из них к питающим напряжениям. Чисто конструктивно, существующие
GPRS-модемы можно подразделить на три группы. В первую из них, которую
условно можно назвать "офисной", входят устройства, выполненные
в виде PC-карт Type II (PCMCIA), ориентированные на подключение
и использование совместно с переносными компьютерами. Ко второй
группе могут быть отнесены модели, предназначенные для встраивания
в другие устройства, и поэтому отличающиеся максимальной "облегченностью"
конструкции. Третью же группу составляют модели промышленного назначения,
имеющие, напротив, "защищенное" конструктивное исполнение,
обеспечивающее их надежную работу в широком диапазоне температур,
влажности, давлений, вибраций, электромагнитных полей и других видов
воздействий. Такие модели часто имеют и широкодиапазонный (например,
от 5 до 32 В) внутренний стабилизатор питающих напряжений, обеспечивающий
возможность их прямого подключения к самым различным источникам
(Li-ion аккумуляторы, бортовая сеть автомобиля, различные промышленные
приборы и т. п.). Некоторые модели последних двух групп дополняются
и другими устройствами (приемник системы GPS, аналогово-цифровой
преобразователь и пр.), что еще больше расширяет их функциональные
возможности и области применения.
Особую перспективность применение GPRS-модемов и модулей имеет для
реализации "межмашинных" коммуникаций, в область которых
попадает очень большой круг самых различных приложений: средства
безопасности автомобилей и жилищ, промышленной и домашней автоматики,
телеметрическое оборудование и системы контроля параметров и перемещений
различных объектов, мобильный офис и многое, многое другое. Другими
словами, GPRS-модемы могут оказаться полезными во всех тех случаях,
когда прокладка кабеля связи или развертывание специализированной
беспроводной системы по тем или иным причинам (организационным,
техническим, экономическим) оказываются невозможными или нецелесообразными.
Немаловажным является и то, что получать какое-либо специальное
разрешение на эксплуатацию GPRS-модемов не требуется. Для их использования
достаточно просто купить SIM карту и в дальнейшем оплачивать стандартные
услуги GSM-оператора.
Вообще следует отметить, что GPRS, несмотря на существование и других
технологий высокоскоростной передачи данных по каналам сотовой связи
(например, Cellular Digital Packet Data для сетей стандарта D-AMPS,
High Speed Packet Data - для систем с кодовым разделением сигналов
по стандарту cdmaOne и др.), вследствие нынешнего фактического мирового
господства GSM, просто "обречена" стать на ближайшее десятилетие
(до широкого распространения сетей 3G, Wi-Fi и др.) одной из ключевых
технологий беспроводной передачи данных.
Игорь Сколотнев
Организовать доступ в Интернет на КПК или на ноутбуке сегодня не составляет особых проблем. В принципе, ноутбук это обычный компьютер, который, как правило, имеет все стандартные интерфейсы (Ethernet, USB) или обычный аналоговый модем для коммутируемого доступа по телефонной линии общего пользования (dial-up). С карманным компьютером (если, конечно, это не коммуникатор) будет посложнее для соединения с модемом по USB он должен иметь USB-Hub или какой-нибудь беспроводной интерфейс (соответственно и устройство, организующее ему выход в Интернет, должно обладать таким же беспроводным интерфейсом).
онятно, что и КПК, и ноутбук устройства мобильные, поэтому было бы глупо опутывать их проводами для выхода в Интернет. Поэтому поговорим о беспроводных методах доступа в Интернет с этих мобильных устройств.
Существует несколько способов организации мобильного беспроводного доступа в Интернет. Из них наиболее популярным и универсальным в настоящее время в России является сотовая связь с помощью обычного GSM-телефона, которая позволяет организовать скоростной доступ в Интернет по технологии GPRS (в данном случае шлюзом в Сеть является сотовый телефон). Однако в таком случае иногда возникают проблемы с совместным использованием ноутбука и телефона, поскольку для этого необходимо применять проводное соединение (USB или RS-232), что не очень удобно в походных условиях, или беспроводную связь (Bluetooth, InfraRed, Wi-Fi), что тоже не всегда подходит (ведь по телефону все-таки нужно еще и разговаривать).
GSM/GPRS-модем с USB-интерфейсом
Самым дешевым и универсальным решением для оснащения КПК или ноутбука мобильным Интернетом являются GSM/GPRS-модемы с USB-интерфейсом. И таких устройств сегодня в продаже довольно много.
Некоторые из них представляют собой просто GPRS/GPS-модемы без возможности использования режима разговора, другие же позволяют подключать гарнитуру hands-free, с помощью которой можно говорить по телефону с компьютера.
Однако, несмотря на компактность, такие модели не очень удобны в применении, так как «навешиваются» на КПК или ноутбук посредством дополнительного шнура, требуют отдельного хранения, теряются и вообще ограничивают мобильность (например, для использования USB-устройства с КПК часто нужен еще и дополнительный интерфейс крэдл).
GSM/GPRS PCMCIA-карты
Если у вас нет желания использовать для выхода в Интернет связку из телефона и ноутбука, то вы можете приобрести специальную PCMCIA-карту, которая позволяет организовать высокоскоростной доступ в Глобальную сеть и превратит ваш ноутбук в полнофункциональный мобильный телефон с возможностью вести переговоры, а также отправлять факсы и SMS/MMS-сообщения. Кстати, имейте в виду, что для соединения с Интернетом GSM-оператор и соответствующий тарифный план должны поддерживать GPRS.
Карт с интерфейсом PCMCIA (PC-card Type II) сегодня в продаже не так уж много. Некоторые из них, так же как и вышеописанные, представляют собой просто GPRS/GPS-модемы без возможности использования режима разговора, но такое приобретение не кажется нам удачным. Ведь на скорости GPRS-соединения применение таких средств, как Skype, или других, позволяющих говорить, может вызвать задержки в передаче речи, да и немалый голосовой трафик придется оплатить по расценкам GPRS, что наверняка будет дороже, чем обычный звонок на мобильный телефон, находящийся в другом городе или даже стране.
Так что более привлекательны, на наш взгляд, модемы, которые имеют разъем для подключения гарнитуры, позволяющей говорить по телефону с компьютера, и несложное ПО для эмуляции всех функций телефонного аппарата такое, например, как OvisLink WGP-1500, Billionton PCMCIA GPRS/GSM Wareless modem или Neodrive GPRS-100S (в комплекте поставляется пассивная гарнитура на специальной клипсе наушник и чувствительный микрофон).
Из других особенностей таких модемов можно отметить наличие двух или трех GSM-диапазонов (GSM 900, 1800, 1900), удобное расположение отсека для SIM-карты и оригинальную конструкцию антенны (она бывает съемной). Например, у модема Billionton конструкция антенны позволяет либо прятать ее внутрь устройства, делая его максимально компактным, либо выдвигать, позиционируя для лучшего качества приема. А модем Neodrive GPRS-100S имеет внешнюю поворотную антенну, но, хотя ее конструкция выглядит надежнее, чем у модема Billionton, это устройство менее компактно.
Для выхода в Интернет достаточно установить драйверы для соответствующей PCMCIA-карточки и настроить сетевое подключение, однако если вы хотите воспользоваться всеми функциями телефона, то необходимо установить специальное программное обеспечение. Виртуальная клавиатура и функции этого ПО, как правило, реализованы в привычном «телефонном» дизайне и обеспечивают простую функцию дозвона и ответа на звонок. Конечно, перемещаться по меню такого телефона на большом экране ноутбука гораздо проще, чем рассматривать иконки на маленьком экранчике сотового телефона. Кроме того, такое ПО может предоставлять панели с дополнительными функциями. Из программы можно установить GPRS-соединение, отправить SMS, e-mail и факс, а также управлять записной книжкой, синхронизировать данные с органайзером и выполнять все те операции, что и на телефоне.
Для использования такой карточки в качестве обычного мобильного телефона необходимо, конечно, подключить входящую в комплект гарнитуру (от микрофона и динамиков ноутбука эти устройства не работают). После чего можно отвечать на поступающие звонки или звонить кому-нибудь, как с гарнитуры обычного телефона. Единственное отличие PCMCIA-карты от телефона с гарнитурой заключается в том, что системой можно будет пользоваться только во время работы с ноутбуком, то есть если ноутбук отключен, то воспользоваться таким телефоном не получится.
GSM/GPRS CompactFlash-карты
Однако PCMCIA-интерфейс есть только у ноутбуков, так что КПК с помощью вышеописанных устройств подключить к Интернету не удастся. Но существуют более универсальные решения на базе интерфейсов CompactFlash (CF) или Securе Digital (SD), которые можно использовать как с ноутбуками, так и с КПК.
Например, у компании Neodrive есть модель GPRS-110S, которая по своим характеристикам идентична модели GPRS-100S для PCMCIA, но имеет интерфейс CF, что позволяет подключить ее к карманному компьютеру с таким интерфейсом и превратить его в коммуникатор.
GSM/GPRS CF-, SD-карты, как правило, сложнее, а следовательно, дороже, чем GPRS-модемы на базе PCMCIA. Это связано с необходимостью применения дополнительного аккумулятора, который размещается на устройстве. А к этому аккумулятору соответственно требуются дополнительная индикация его состояния, возможность подачи внешнего питания и штекер для зарядки. Для зарядки аккумулятора в Neodrive GPRS-110S используется специальный USB-переходник, который подключается к разъему питания, расположенному с фронтальной стороны устройства, рядом с антенной.
В комплекте с Neodrive GPRS-110S на специальной клипсе поставляется гарнитура наушник и чувствительный микрофон.
Устройства на базе CompactFlash и Security Digital универсальны для того чтобы использовать их в ноутбуке, необходим лишь специальный адаптер для PCMCIA (у Neodrive GPRS-110S адаптер CF/PCMCIA входит в комплект поставки). Для применения модели GPRS-110S совместно с КПК в комплект поставки входит также программа Pocket PhoneTools, которая по своим функциональным возможностям и интерфейсу похожа на версию PhoneTools для ноутбука, то есть превращает КПК в обычный сотовый телефон (а точнее, в коммуникатор).
К сожалению, при использовании таких GPRS-модемов в качестве телефона невозможно подключить беспроводную гарнитуру Bluetooth, даже если такой интерфейс у КПК есть. Дело в том, что GSM-телефония подобных модемов работает только с их собственными гарнитурами и не использует возможностей компьютера.
Отметим в заключение, что цена таких устройств, предлагаемых на российском рынке, варьируется от 100 до 300 долл.