GPRSCDMA无线数传(DTU)
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与无线数传（DTU）相关概念
❖ 二、数据中心 ▪ 数据中心是指对下位机回传的信息进行采集、 汇总和处理，并对下位机进行一定控制和管理 的上位机系统，他包括完整的计算机硬件设备 和特定的完整软件功能。
❖ 三、透明传输 ▪ 透明传输就是对IP包不作任何操作和改变，只 是简单的发送过程。通俗的讲就是，透明传输 时，数据在发送前和发送后的格式、内容都不 发生变化，远端数据中心接收的数据与现场采 集的数据是一样的，数据在传输过程中不发生 变化。
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DTU与无线Modem的区别
硬件组成 软件组成 外围设备
接口 易用度 特色功能
无线Modem
DTU
无线处理器+射频
数据处理器+无线Modem
无线协议栈+AT指令控制
TCP/IP协议栈+数据透明传输
计算机、工控机
数据采集器、低端串口设备
但除正常传输的数据外，网络上经常会有一些其他主机发来的 数据，例如目的端口是445这样的UDP包，这些数据包不是 DTU或者数据中心发送的，是一些垃圾数据，这是DTU终端或 者数据中心不能控制的了。
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DTU工作过程
初始化
搜寻无线网络
拨号上网
RS232
RS232/RS485/RS422，网口难，需熟悉AT指令 无容易，无需关心如何拨号
网络优化、掉线重拨机制、网络状态检 测、多数据中心模式等
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DTU与有线数据通信的比较
覆盖范围 建设费用 施工难度 施工周期 计费方式 运行费用 通信速率
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GPRS/CDMA流量统计方法
❖ 一、登陆网络，TCP建立 PPP握手阶段：30×16=480字节 TCP连接阶段：40×3＝120字节 注册包：61+40=100字节 总共统计一下，共约须700字节。统计的流量就是 700*8=5600bit 注：即使中心不开，DTU仍然进行TCP连接的尝试，会产生流量.
较大数据实 时传输
光纤 区域 极高 极高 极长 租赁 极高 极高
低 较高 较高 较高 较大数据实 时传输
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DTU与无线数据通信的比较
覆盖范围 建设费用 施工难度 施工周期 计费方式 运行费用 通信速率
误码率 可靠性 群收群发 传输延时 网络协议 维护成本
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关于SIM卡和UIM卡
❖ SIM 卡 和 UIM 卡 我 们 通 常 习 惯 称 呼 为 手 机 卡 ， 是 DTU 必 备 的 配 件 ， 没 有 SIM 卡 或 UIM卡，DTU无法找到GPRS或CDMA网络， 从而无法通信。这和手机必须插入手机卡 是一样的道理，因此DTU也有“工业手机” 之别称。对于GPRS数据卡来说，有的SIM 卡是不能上Internet网的，如大多数地区 的 神 州 行 卡 是 不 能 Internet 网 ， 只 能 上 WAP网，即使访问网页也是通过移动内的 代理服务器实现的。
数据收发
建立通信链路 wEwaws.tthcemeengtalTleeryc.chom.
DTU功能特性
❖ 支持RS232三线或九线标准，串 ❖ 应用层心跳机制，保持应用层稳
口速率最高可达230400 bps
定连接，适时检测连接状况
❖ 串口保护电路，最大限度保护设 ❖ 支持中国移动WMMP平台，可进
与无线数传（DTU）相关概念
❖ 一、上位机和下位机 ▪ 上位机和下位机是一个相对的概念，在通信中， 有主从关系的一对设备，负责提交信息的终端 设备是下位机，负责处理提交信息的设备是上 位机。DTU设备大多数情况下就属于下位机， 而负责处理DTU回传信息的数据中心就是上位 机，典型的应用方式是多台DTU对应一个数据 中心。但是上位机和下位机不一定都是一一对 应，他们可以是一个下位机对应一个或多个上 位机，也可以是一个上位机对应一个或多个下 位机，具体的对应方式要视应用而定。
备内部电路
行远程管理
❖ 掉线自动重拨机制(采用业界独 ❖ 高速嵌入式处理器优化数据传输
有状态机算法)
❖ 设备上电联网成功率100%
❖ 支持静态IP或域名方式连接远程 主机
❖ 防雷保护设计
❖ ❖
稳定性：7x24小时
设备断网后自动联网成功率 100%
❖ 支持多中心端，可做数据备份 ❖ 在UDP传输模式下，较高发送频
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DTU通信模式
❖ TCP Client模式 ▪ DTU主动连接中心服务器，一旦TCP连接上，中心服务 器和DTU之间就可以随时互相交换数据了。
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DTU原理框图
时钟模块 看门狗模块
工业DTU原理框图
MCU
存储模块 指示灯模块
RS232/RS485收发器模块
无线 模块
用户接口模块
天线及其 接口模块
SIM/UIM卡接口
电源模块
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❖ 6、可对各监测点仪器设备进行控制 ▪ 通过数据监控中心，可实现对现场设备的远程控制，例 如：远程开关控制，远程复位控制，远程状态查询，远 程参数配置，远程固件升级等。
❖ 7、系统的传输容量，扩容性能好 ▪ 数据中心要和每一个现场设备实现实时连接。DTU能很 好地满足传输突发性数据的需要；由于系统采用成熟的 TCP/IP通信架构，具备良好的扩展性能，一个监控中心 可轻松支持几千个现场采集点的通信接入。
❖ 4、系统建设成本低 ▪ 由于采用无线运营商平台，无需建设网络，只需安装设 备就即可，建设成本低；也免去了网络维护费用。
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DTU数据传输系统的优点
❖ 5、系统运营成本相对较低 ▪ 采用GPRS/CDMA通信，全国范围内，可按流量收费， 从而实现了系统较低的通信成本。
DTU 全国 一般 较低 较短 流量无月租 较低 较高 较低 较高 支持
短 支持
低
短信 全国
低 低 较短 0.1元/条 较高 低 较高 一般 不支持 长 不支持 低
超短波/电台 不大于20KM
高 高 长 占频费 一般 较高 高 低 不支持 短 不支持 高 wEwaws.tthcemeengtalTleeryc.chom.
LOGO
GPRS/CDMA无线数传（DTU）
北京东方讯科技发展有限公司
DTU在远程监控系统中的位置
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无线数传（DTU）概念
❖ DTU是Data Terminal unit的简写，意为数据终 端设备。广义地讲，在进行通信时，传输数据的 链路两端负责发送数据信息的模块单元都称之为 DTU，在它的作用下对所传信息进行格式转换和 数据整理校验。狭义地讲，DTU一般特指无线通 讯中的下位GPRS/CDMA发射终端设备。我们这 里讲的DTU一般指狭义的DTU。
❖ 多工作模式选择(透明和非透明) 率（每5s发送一个256B数据包）
❖ 设备永远在线
的情况下，丢包率3%以下
❖ 软硬件多重看门狗机制 ❖ 内嵌完备的PPP/TCP/IP协议栈 ❖ 协议扩展功能 ❖ 内置PPP心跳机制，防止被基站
休眠
❖ 外部供电频繁断电上电，联网成 功率100%，联网时间在 20s~70s之内
❖ 语音数据切换功能(可选) ❖ 支持本地数据激活(可选)
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DTU应用特性
❖ 支持二次开发 ❖ 整体方案的成本优势 ❖ 利用现有公网,建设费用低 ❖ 网络无需维护 ❖ 无本地与长途的区别（GPRS类产品） ❖ 按流量计费；适用于广域及中小数据流量 ❖ 适用于复杂的网络结构
❖ 狭义的DTU又称无线数传，又可称为无线数传终 端、无线数传模块、无线数传终端、无线IP MODEM、无线数传模块、无线模块等，设备内嵌 PPP、TCP、UDP等多种协议，可实现用户设备到 数据中心远程数据通信；提供工业级产品接口， 与用户设备即插即用，安装简单、使用方便。
❖ DTU一般分为GPRS DTU和CDMA DTU两种。
DTU数据传输系统的优点
❖ 1、可靠性高 ▪ 与短信息方式相比，DTU采用面向连接的TCP协议通信， 避免了数据包丢失的现象，保证数据可靠传输。中心可 以与多个监测点同时进行数据传输，互不干扰。无线网 络本身具备完善的频分复用机制，并具备极强的抗干扰 性能，避免了传统数传电台的多机频段“碰撞”现象。
❖ 8、GPRS/CDMA传输功耗小，适合野外供电环境 ▪ 虽然与远在千里的数据中心进行双向通信，DTU设备在 工作时却只需与附近的移动基站通信即可,其整体功耗与 一台普通GSM手机相当, 比传统数传电台小得多。因此 GPRS/CDMA传输方式非常适合在野外使用太阳能供电 或蓄电池供电的场合下使用。
❖ 2、实时性强 ▪ DTU具有实时在线的特性，数据传输时延小，并支持多 点同时传输，因此监测数据中心可以多个监测点之间快 速，实时地进行双向通信，满足大多数系统对数据采集 和传输实时性的要求。
❖ 3、监控范围广 ▪ 2G网络已实现全国范围内覆盖，并且扩容无限制，接入 地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。
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无线通信之CDMA
❖ 我们通常所说的CDMA实际指的是CDMA20001X，原意是指CDMA2000的第一阶段(速率高于 IS-95 ， 低 于 2Mbit/s) ， 可 支 持 308kibit/s 的 数 据传输、网络部份引入分组交换，可支持移动IP 业务。
❖ 三、GPRS采用信道捆绑和增强数据速率改进实现 高速接入，目前GPRS的设计可以在一个载频或8 个信道中实现捆绑，将每个信道的传输速率提高 到 14.4Kbps, 因 此 GPRS 方 式 最 大 速 率 是 8x14.4=115.2Kbps. GPRS发展的第二步是通 过增强数据速率改进（EDGE）将每个信道的速率 提高到48Kbps, 因此第二代的GPRS设计速率为 384Kbps.
误码率 可靠性 实时性 维护成本
应用场合
DTU 全国 一般 较低 较短 流量无月租 较低 较高 较低 较高 较高 极低 分散、实时 数据传输
有线拨号 全国 较低 一般 一般
时间+次数 高
一般 高
一般 极低 一般 对实时无要 求的场合
有线专线 区域 较高 较高 较长 租赁 较高 较高 较低 较高 较高 较高
❖ CDMA2000-1X （ 第 一 阶 段 ） 采 用 扩 频 速 率 为 SR1 ， 即 指 前 向 信 道 和 反 向 信 道 均 用 码 片 速 率 1.2288Mbit/s的单载波直接序列扩频方式。因此 它可以方便地与IS-95(A/B)后向兼容，实现平滑 过渡。运营商可在某些需求高速数据业务而导致 容量不够的蜂窝(CDMA one)上，用相同载波部 署CDMA2000-1X系统，从而减少了用户和运营 商的投资。
❖ 二、数据传输 PPP封装 ＋ IP封装 ＋ TCP封装 ＋ 数据 例如DTU发送心跳只有FE，它产生的流量：TCP+IP包头40个 字节，数据部分1个字节，PPP头7E 21，PPP尾校验和2位＋1 个7E，总共是40＋1＋5＝46个字节，统计流量就是46×8＝ 368bit
心跳回应产生的流量同上。 ❖ 三、垃圾数据
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无线通信之GPRS
❖ GPRS 是 通 用 无 线 分 组 业 务 的 缩 写 （ General Packet Radio System),是介于第二代和第三代 之间的一种技术，通常称为2.5G，目前通过升级 GSM网络实现。称之为2. 5G是比较恰当的，因 为它是一个混合体，采用TDMA方式传输语音，采 用分组的方式传输数据。
与无线数传（DTU）相关概念
❖ 二、数据中心 ▪ 数据中心是指对下位机回传的信息进行采集、 汇总和处理，并对下位机进行一定控制和管理 的上位机系统，他包括完整的计算机硬件设备 和特定的完整软件功能。
❖ 三、透明传输 ▪ 透明传输就是对IP包不作任何操作和改变，只 是简单的发送过程。通俗的讲就是，透明传输 时，数据在发送前和发送后的格式、内容都不 发生变化，远端数据中心接收的数据与现场采 集的数据是一样的，数据在传输过程中不发生 变化。
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DTU与无线Modem的区别
硬件组成 软件组成 外围设备
接口 易用度 特色功能
无线Modem
DTU
无线处理器+射频
数据处理器+无线Modem
无线协议栈+AT指令控制
TCP/IP协议栈+数据透明传输
计算机、工控机
数据采集器、低端串口设备
但除正常传输的数据外，网络上经常会有一些其他主机发来的 数据，例如目的端口是445这样的UDP包，这些数据包不是 DTU或者数据中心发送的，是一些垃圾数据，这是DTU终端或 者数据中心不能控制的了。
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DTU工作过程
初始化
搜寻无线网络
拨号上网
RS232
RS232/RS485/RS422，网口难，需熟悉AT指令 无容易，无需关心如何拨号
网络优化、掉线重拨机制、网络状态检 测、多数据中心模式等
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DTU与有线数据通信的比较
覆盖范围 建设费用 施工难度 施工周期 计费方式 运行费用 通信速率
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GPRS/CDMA流量统计方法
❖ 一、登陆网络，TCP建立 PPP握手阶段：30×16=480字节 TCP连接阶段：40×3＝120字节 注册包：61+40=100字节 总共统计一下，共约须700字节。统计的流量就是 700*8=5600bit 注：即使中心不开，DTU仍然进行TCP连接的尝试，会产生流量.
较大数据实 时传输
光纤 区域 极高 极高 极长 租赁 极高 极高
低 较高 较高 较高 较大数据实 时传输
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DTU与无线数据通信的比较
覆盖范围 建设费用 施工难度 施工周期 计费方式 运行费用 通信速率
误码率 可靠性 群收群发 传输延时 网络协议 维护成本
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关于SIM卡和UIM卡
❖ SIM 卡 和 UIM 卡 我 们 通 常 习 惯 称 呼 为 手 机 卡 ， 是 DTU 必 备 的 配 件 ， 没 有 SIM 卡 或 UIM卡，DTU无法找到GPRS或CDMA网络， 从而无法通信。这和手机必须插入手机卡 是一样的道理，因此DTU也有“工业手机” 之别称。对于GPRS数据卡来说，有的SIM 卡是不能上Internet网的，如大多数地区 的 神 州 行 卡 是 不 能 Internet 网 ， 只 能 上 WAP网，即使访问网页也是通过移动内的 代理服务器实现的。
数据收发
建立通信链路 wEwaws.tthcemeengtalTleeryc.chom.
DTU功能特性
❖ 支持RS232三线或九线标准，串 ❖ 应用层心跳机制，保持应用层稳
口速率最高可达230400 bps
定连接，适时检测连接状况
❖ 串口保护电路，最大限度保护设 ❖ 支持中国移动WMMP平台，可进
与无线数传（DTU）相关概念
❖ 一、上位机和下位机 ▪ 上位机和下位机是一个相对的概念，在通信中， 有主从关系的一对设备，负责提交信息的终端 设备是下位机，负责处理提交信息的设备是上 位机。DTU设备大多数情况下就属于下位机， 而负责处理DTU回传信息的数据中心就是上位 机，典型的应用方式是多台DTU对应一个数据 中心。但是上位机和下位机不一定都是一一对 应，他们可以是一个下位机对应一个或多个上 位机，也可以是一个上位机对应一个或多个下 位机，具体的对应方式要视应用而定。
备内部电路
行远程管理
❖ 掉线自动重拨机制(采用业界独 ❖ 高速嵌入式处理器优化数据传输
有状态机算法)
❖ 设备上电联网成功率100%
❖ 支持静态IP或域名方式连接远程 主机
❖ 防雷保护设计
❖ ❖
稳定性：7x24小时
设备断网后自动联网成功率 100%
❖ 支持多中心端，可做数据备份 ❖ 在UDP传输模式下，较高发送频
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DTU通信模式
❖ TCP Client模式 ▪ DTU主动连接中心服务器，一旦TCP连接上，中心服务 器和DTU之间就可以随时互相交换数据了。
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DTU原理框图
时钟模块 看门狗模块
工业DTU原理框图
MCU
存储模块 指示灯模块
RS232/RS485收发器模块
无线 模块
用户接口模块
天线及其 接口模块
SIM/UIM卡接口
电源模块
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❖ 6、可对各监测点仪器设备进行控制 ▪ 通过数据监控中心，可实现对现场设备的远程控制，例 如：远程开关控制，远程复位控制，远程状态查询，远 程参数配置，远程固件升级等。
❖ 7、系统的传输容量，扩容性能好 ▪ 数据中心要和每一个现场设备实现实时连接。DTU能很 好地满足传输突发性数据的需要；由于系统采用成熟的 TCP/IP通信架构，具备良好的扩展性能，一个监控中心 可轻松支持几千个现场采集点的通信接入。
❖ 4、系统建设成本低 ▪ 由于采用无线运营商平台，无需建设网络，只需安装设 备就即可，建设成本低；也免去了网络维护费用。
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DTU数据传输系统的优点
❖ 5、系统运营成本相对较低 ▪ 采用GPRS/CDMA通信，全国范围内，可按流量收费， 从而实现了系统较低的通信成本。
DTU 全国 一般 较低 较短 流量无月租 较低 较高 较低 较高 支持
短 支持
低
短信 全国
低 低 较短 0.1元/条 较高 低 较高 一般 不支持 长 不支持 低
超短波/电台 不大于20KM
高 高 长 占频费 一般 较高 高 低 不支持 短 不支持 高 wEwaws.tthcemeengtalTleeryc.chom.
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GPRS/CDMA无线数传（DTU）
北京东方讯科技发展有限公司
DTU在远程监控系统中的位置
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无线数传（DTU）概念
❖ DTU是Data Terminal unit的简写，意为数据终 端设备。广义地讲，在进行通信时，传输数据的 链路两端负责发送数据信息的模块单元都称之为 DTU，在它的作用下对所传信息进行格式转换和 数据整理校验。狭义地讲，DTU一般特指无线通 讯中的下位GPRS/CDMA发射终端设备。我们这 里讲的DTU一般指狭义的DTU。
❖ 多工作模式选择(透明和非透明) 率（每5s发送一个256B数据包）
❖ 设备永远在线
的情况下，丢包率3%以下
❖ 软硬件多重看门狗机制 ❖ 内嵌完备的PPP/TCP/IP协议栈 ❖ 协议扩展功能 ❖ 内置PPP心跳机制，防止被基站
休眠
❖ 外部供电频繁断电上电，联网成 功率100%，联网时间在 20s~70s之内
❖ 语音数据切换功能(可选) ❖ 支持本地数据激活(可选)
wEwaws.tthcemeengtalTleeryc.chom.
DTU应用特性
❖ 支持二次开发 ❖ 整体方案的成本优势 ❖ 利用现有公网,建设费用低 ❖ 网络无需维护 ❖ 无本地与长途的区别（GPRS类产品） ❖ 按流量计费；适用于广域及中小数据流量 ❖ 适用于复杂的网络结构
❖ 狭义的DTU又称无线数传，又可称为无线数传终 端、无线数传模块、无线数传终端、无线IP MODEM、无线数传模块、无线模块等，设备内嵌 PPP、TCP、UDP等多种协议，可实现用户设备到 数据中心远程数据通信；提供工业级产品接口， 与用户设备即插即用，安装简单、使用方便。
❖ DTU一般分为GPRS DTU和CDMA DTU两种。
DTU数据传输系统的优点
❖ 1、可靠性高 ▪ 与短信息方式相比，DTU采用面向连接的TCP协议通信， 避免了数据包丢失的现象，保证数据可靠传输。中心可 以与多个监测点同时进行数据传输，互不干扰。无线网 络本身具备完善的频分复用机制，并具备极强的抗干扰 性能，避免了传统数传电台的多机频段“碰撞”现象。
❖ 8、GPRS/CDMA传输功耗小，适合野外供电环境 ▪ 虽然与远在千里的数据中心进行双向通信，DTU设备在 工作时却只需与附近的移动基站通信即可,其整体功耗与 一台普通GSM手机相当, 比传统数传电台小得多。因此 GPRS/CDMA传输方式非常适合在野外使用太阳能供电 或蓄电池供电的场合下使用。
❖ 2、实时性强 ▪ DTU具有实时在线的特性，数据传输时延小，并支持多 点同时传输，因此监测数据中心可以多个监测点之间快 速，实时地进行双向通信，满足大多数系统对数据采集 和传输实时性的要求。
❖ 3、监控范围广 ▪ 2G网络已实现全国范围内覆盖，并且扩容无限制，接入 地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。
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无线通信之CDMA
❖ 我们通常所说的CDMA实际指的是CDMA20001X，原意是指CDMA2000的第一阶段(速率高于 IS-95 ， 低 于 2Mbit/s) ， 可 支 持 308kibit/s 的 数 据传输、网络部份引入分组交换，可支持移动IP 业务。
❖ 三、GPRS采用信道捆绑和增强数据速率改进实现 高速接入，目前GPRS的设计可以在一个载频或8 个信道中实现捆绑，将每个信道的传输速率提高 到 14.4Kbps, 因 此 GPRS 方 式 最 大 速 率 是 8x14.4=115.2Kbps. GPRS发展的第二步是通 过增强数据速率改进（EDGE）将每个信道的速率 提高到48Kbps, 因此第二代的GPRS设计速率为 384Kbps.
误码率 可靠性 实时性 维护成本
应用场合
DTU 全国 一般 较低 较短 流量无月租 较低 较高 较低 较高 较高 极低 分散、实时 数据传输
有线拨号 全国 较低 一般 一般
时间+次数 高
一般 高
一般 极低 一般 对实时无要 求的场合
有线专线 区域 较高 较高 较长 租赁 较高 较高 较低 较高 较高 较高
❖ CDMA2000-1X （ 第 一 阶 段 ） 采 用 扩 频 速 率 为 SR1 ， 即 指 前 向 信 道 和 反 向 信 道 均 用 码 片 速 率 1.2288Mbit/s的单载波直接序列扩频方式。因此 它可以方便地与IS-95(A/B)后向兼容，实现平滑 过渡。运营商可在某些需求高速数据业务而导致 容量不够的蜂窝(CDMA one)上，用相同载波部 署CDMA2000-1X系统，从而减少了用户和运营 商的投资。
❖ 二、数据传输 PPP封装 ＋ IP封装 ＋ TCP封装 ＋ 数据 例如DTU发送心跳只有FE，它产生的流量：TCP+IP包头40个 字节，数据部分1个字节，PPP头7E 21，PPP尾校验和2位＋1 个7E，总共是40＋1＋5＝46个字节，统计流量就是46×8＝ 368bit
心跳回应产生的流量同上。 ❖ 三、垃圾数据
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无线通信之GPRS
❖ GPRS 是 通 用 无 线 分 组 业 务 的 缩 写 （ General Packet Radio System),是介于第二代和第三代 之间的一种技术，通常称为2.5G，目前通过升级 GSM网络实现。称之为2. 5G是比较恰当的，因 为它是一个混合体，采用TDMA方式传输语音，采 用分组的方式传输数据。