Сотовые цифровые пакетные данные (CDPD) — это служба цифровых дейтаграмм с коммутацией пакетов. Она основана на AMPS и полностью совместима с AMPS.
GSM — это в основном сеть с коммутацией каналов. Используя услуги GSM, мобильный компьютер со специальным модемом может позвонить так же, как и на проводной телефон. Однако эта система проблематична, поскольку технология имеет несколько недостатков. Вот они:
1. Первая проблема заключается в частой передаче обслуживания между базовыми станциями, иногда даже со стационарными пользователями, и каждая передача обслуживания приводит к потере приблизительно 3000 мс данных.
2. Во-вторых, GSM ассоциируется с более высокой частотой ошибок.
3. Наконец, беспроводные вызовы обходятся дороже, и затраты быстро растут, потому что плата взимается за минуту, а не за отправленный байт.
Для решения этих проблем используются службы цифровых дейтаграмм с коммутацией пакетов. Фактически любой свободный канал 30 кГц может быть временно доступен для доставки кадров данных с полной скоростью 19,2 кбит/с. Поскольку CDPD содержит довольно много служебных данных, чистая скорость передачи данных приближается к 9600 бит/с.
Тем не менее, беспроводная система дейтаграмм без установления соединения для доставки IP-пакетов с использованием существующей системы сотовой связи является интересным предложением для многих пользователей, поэтому ее использование быстро растет.
CDPD внимательно следует модели OSI. Физический уровень связан с деталями модуляции и радиопередачи. Канальные, сетевые и транспортные протоколы также присутствуют, но не используются. Система CDPD включает в себя 3 типа станций: мобильные хосты, базовые станции и станции базового интерфейса.
Эти станции связываются со стационарными хостами и стандартными маршрутизаторами, которые можно найти в любой глобальной сети. Мобильные хосты — это портативные компьютеры пользователя.
Базовые станции — это передатчики, которые общаются с мобильными хостами. Базовые интерфейсные станции — это специальные узлы, которые связывают все базовые станции в зоне провайдера CDPD со стандартными маршрутизаторами для дальнейшей передачи через Интернет или другую глобальную сеть.
CDPD определяет три типа интерфейсов. E-интерфейс называется внешним по отношению к поставщику CDPD, который подключает область CDPD к сети. Этот интерфейс должен быть хорошо определен, чтобы позволить CDPD подключаться к ряду различных сетей.
I-интерфейс называется внутренним для провайдера CDPD, и соединяет две области CDPD вместе. A-интерфейс называется радиоинтерфейсом, и используется между базовой станцией и мобильными хостами.
С помощью сжатия, шифрования и исправления ошибок, данные передаются по радиоинтерфейсу. Единицы по 274 бита, сжатые с использованием кода и с исправлением ошибок. Зашифрованные биты данных заключены в блоки по 378 бита. К каждому блоку добавляются семь 6-битных флаговых слов, чтобы сформировать 420-битовые блоки.
Каждый 420-битный блок разбивается на семь 60-битных микроблоков, которые доставляются последовательно. Каждый микроблок состоит из 6-битного флагового слова, которое используется для индикации состояния канала.
В полнодуплексном режиме эти микроблоки передаются по нисходящему каналу 19,2 кбит/с. или восходящему 19,2 кбит/с. каналу. В результате и нисходящий, и восходящий канал распределяются во времени как последовательность 60-битных микроблоков. Каждый микроблок завершается через 3,125 микросекунды.
Каждая ячейка CDPD состоит только из одной пары нисходящей / восходящей линии связи, доступной для передачи данных. Канал нисходящей линии связи прост в обращении, поскольку на каждую ячейку приходится только один отправитель: базовая станция. Все доставленные на него кадры транслируются, и каждый мобильный хост выбирает те, которые предназначены для него или для всех.
Сложной частью технологии CDPD является восходящий канал, за который все мобильные хосты, желающие передавать, должны соревноваться. Когда у мобильного хоста есть кадр для доставки, он проверяет канал нисходящей линии связи на наличие бита флага. Этот бит указывает, занят ли текущий слот восходящей линии связи. Если он занят, он ждет следующего временного интервала; он пропускает случайное количество слотов и пытается снова.
Если он обнаруживает, что канал восходящей линии связи все еще занят, его время ожидания удваивается с каждой неудачной попыткой. Наконец, когда он обнаруживает, что канал свободен, он начинает передачу своего микроблока. Суть этого алгоритма известна как множественный доступ Digital Sense.
Он используется для предотвращения перехода всех мобильных хостов на восходящий канал, как только он переходит в режим ожидания. Это несколько похоже на протокол CSMA с p-сохраняемостью, который использует слоты дискретных элементов на обоих каналах.
Дополнительным преимуществом CDPD является то, что пользователи данных являются пользователями второго сорта. Когда новый голосовой вызов должен быть назначен каналу, который в настоящее время используется для CDPD, базовая станция передает специальный сигнал по нисходящей линии связи, закрывая канал.
Если базовой станции уже известен номер нового канала CDPD, она объявляет его. В противном случае мобильные хосты должны найти его среди спроектированного набора потенциальных каналов CDPD.
Так работает технология сотовой цифровой пакетной передачи данных (CDPD)?