淺談 CDPD (Cellular Digital Packet Data)
林一平
國立交通大學資訊工程系教授
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無線數據網路 (Wireless Data Network) 是90年代通信的熱門話題. 早期的無線數據網路如 ARDIS 及 RAM 由於架設成本較高且數據傳輸 速度較低, 其營業成長並不如行動電話服務快速. 近年來行動電話系統 更增加數據能力以期進入數據通信市場. 例如 GSM 的數據服務 GPRS (General Packet Radio Service) 及 PACS 的 Data Protocols. 當 中最早發展的無線數據技術則數與 AMPS 結合之 CDPD (Cellular Digital蘯acket Data).
將 CDPD 技術引進 AMPS 系統的原因在於 (美國) FCC 規定 AMPS 的 電話通電率須高達 98% (亦即 Blocking Probability 須小於 2%). 欲達到此要求, 大部份的無線線路 (Radio Channels) 在某些時段是 無人使用的. 就經濟觀點, 無人使用的無線線路應可加以利用來傳送 數據資料. 因此有設立 CDPD 加值網路之動機.
CDPD 與其他行動電話數據技術不同之處在於兩個特點: 第一, AMPS 並不知道 CDPD 的存在. 第二, AMPS 的運作須不受 CDPD 影響. 第 一個特點的好處在於增加 AMPS 的數據通信能力而不須對 AMPS 的基 地臺及交換機做任何變動. 其他行動電話數據技術如 GPRS 則須將 GSM 的基地臺做相當的變動, 而設立數據功能的成本則相對增加. 第二個 CDPD 特點是基於經濟利益的考慮. 就行動電話經營者的觀點, 其主要的收入來自電話業務, 而數據服務則屬加值業務. 因此數據服 務的提供以不干擾電話業務為原則.
欲達到第一個特點之要求, CDPD 另設有基地臺 MDBS (Mobile Data Base Station). MDBS 與 AMPS 基地臺可共用相同的無線傳輸設備 如天線及發射機. 安裝 CDPD 系統時將 MDBS 接到 AMPS 的基地臺 而 AMPS 的基地臺本身並不做任何變動.
CDPD 第二個特點之要求極難達成. 由於 AMPS 的基地臺本身並不做任 何變動, MDBS 必須使用一特殊裝置叫 SNIFFER 來偵測是否有 AMPS 未使用的無線線路 (Radio Channels) 可供 CDPD 使用. 同時 MDBS 須隨時留意 AMPS 是否有意使用已被 CDPD 佔用的線路. 若此情況發 生, 則 MDBS 必須馬上釋放該線路以供 AMPS 使用. 正在使用此線路的 CDPD 用戶則會失去與 CDPD 之接觸而需再與MDBS 連繫以建立通信管 道. 此現象稱為 Emergency Hop 或 Forced Hop. CDPD 用戶在 Emergency Hop 的過程中可能會失去部分資料. 這些資料必須重新再 傳送.
另一個 CDPD 要解決的問題是所謂的 "線路強佔" 問題 (Channel Sealing 或 Channel Staling). AMPS 基地臺在選擇一無線線路前會 先測試其品質之優劣. 若線路品質不能達到一定標準則不使用. 然而 AMPS 無法區分品質不佳是由於雜訊干擾或是因為 CDPD 的佔用. 對於 CDPD 在使用的線路, AMPS 可能長期不會選用此線路, 因而造成 CDPD 強佔線路的現象. 為避免強佔現象, CDPD 要求數據用戶每隔 10 秒鐘 由一線路跳到另一線路. 此方式稱為 Planned Hop 或 Timed Hop.
CDPD 的應用極為廣泛. 試舉數例說明.
截至一九九五年八月, 在美國提供 CDPD 服務之業者有 Ameritech, Bell Atlantic, NYNEX, Comcast, GTE, AT&T/McCaw, SNET Mobility 及 Sprint Cellular. 這些業者最大的挑戰在於如何降低 CDPD 服務之收費 價格以吸引顧客.