the wireless data handbook - freetwanclik.free.fr/electricity/electronic/pdfdone15...i getting...
TRANSCRIPT
-
THE WIRELESS DATA HANDBOOK
����������������������������������������B����C:3�8���
���&!�%�D�000B�%�2���&>'����9��:
9'1=�E)�"(�����*����6�!�����F)�"(����"*-�-�.����!�����
-
THE WIRELESS DATA HANDBOOK
FOURTH EDITION
James F. DeRose JFD Associates
A WILEY-INTERSCIENCE PUBLICATION
JOHN WILEY & SONS, INC. New York / Chichester / Weinheim / Brisbane I Singapore / Toronto
-
This book is printed on acid-free paper. @
Copyright 0 1999 by John Wiley & Sons, Inc. All rights reserved.
Published simultaneously in Canada,
No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system or transmitted in any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording, scanning or otherwise, except as permitted under Sections 107 or 108 of the 1976 United, States Copyright Act, without either the prior written permission of the Publisher, or authorization through payment of the appropriate per-copy fee to the Copyright Clearance Center, 222 Rosewood Drive, Danvers, MA 01923, (978) 750-8400, fax (978) 750-4744. Requests to the Publisher for permission should be addressed to the Permissions Department, John Wiley & Sons, Inc., 605 Third Avenue, New York, NY 10158-0012, (212) 850-6011, fax (212) 850-6008, E-Mail: [email protected].
For ordering and customer service, call l-800~CALL-WILEY.
ISBN O-471-22458-8
Libraty of Congress Cataloging in Publication Data:
DeRose, James F The wireless data handbook I James F. DeRose. - 4th ed.
p+ corn. “A Wiley-Interscience publication.” ISBN O-47 l-3 165 l-2 (alk. paper) 1. Wireless communication systems. 1. Title.
TK5103.2D47 1999 62 1.3645’6-dc2 1 99-30369
Printed in the United States of America,
10987654321
-
CONTENTS
PREFACE
I GETTING STARTED
1 A Short History of Data Radio
1.1 In the Beginning / 3
1.2 Private Networks Lead the Way / 4
1.3 Rise of Public Packet Switched Networks I 5
1.4 Circuit Switched Skims the Early Cream / 6
1.5 Packet Switched Gates Creak Open / 7
1.6 New Wireless Data Alternatives / 8
1.7 Summary / 8
References I 9
2 Data Network Types
2.1 A Rough Sort of Two-Way Systems / 11
2.2 Private Systems / 11
2.2.1 Overview / 11
2.2.2 Estimating Private Users / 15
2.3 Public Systems / 16
2.3.1 Satellite Systems / 16 2.3.1.1 One-Way Paging / 17
2.3.2 Terrestrial Systems / 17
2.3.2.1 Packet Confusion / 18
2.4 Summary I 18
References / 19
3
11
V
����������������������������������������B����C:3�8���
���&!�%�D�000B�%�2���&>'����9��:
9'1=�E)�"(�����*����6�!�����F)�"(����"*-�-�.����!�����
-
vi CONTENTS
3 Key Public Network Characteristics
3.1 Coverage / 20
3.2 Penetration I 21
3.3 MessageLength / 21
3.4 Message Rates I 22
3.5 Device Speed I 23
3.6 Connectivity I 23
3.7 Summary 1 24
20
4 Public Terrestrial Packet Switched Networks
4.1 Messaging/Dispatch Orientation / 25
4.2 Alphanuneric Paging Orientation I 26
4.3 Representative Nationwide Networks I 27
4.3.1 Advanced Radio Data Information System / 27
4.3.2 BellSouth Wireless Data / 30
4.3.3 SkyTe12 I 31
4.4 Representative Regional Networks / 32
4.4.1 Cellular Digital Packet Data / 32
4.4.1.1 Ameritech / 34
4.4.1.2 AT&T Wireless / 34
4.4.1.3 Bell Atlantic Mobile / 35
4.4.1.4 GTE MobileCorn / 36
4.4.1.5 CDPD Summary / 36
4.4.2 Cellular Control Channel I 38
4.4.2.1 Cellemetry / 38
4.4.2.2 Aeris Communications / 40
4.5 Representative Metropolitan Networks / 42
4.5.1 Introduction I 42
4.5.2 Metricom Ricochet I 42
4.5.3 Teletrac I 44
4.6 Notable Closings / 46
4.6.1 AirTouch CDPD / 46
4.6.2 Cellular Data Incorporated / 46
4.6.3 Cincinnati Microwave I 47
4.6.4 CoveragePLUS / 47 4.6.5 Electrocom Automation / 47
25
-
CONTENTS vii
4.6.6
4.6.7
4.6.8
4.6.9
4.6.10
4.6.11
4.6.12
4.6.13
4.6.14
4.6.15
4.6.16 4.6.17
Geotek I 48
Global Vehicle Tracking System / 49
Kustom Electronics / 49
Magnavox (Nav-Corn) Automatic Vehicle Location / 50
Mobile Data International / 50
Motorola Tracknet/Diversified Computer Systems (DCP) / 50
Navtech / 50
Pacific Communication Sciences / 5 1
Pinpoint Communications I 5 1
RAMTrack I 52
RadioMail I 52 Skywire I 52
References I 52
5 Public Terrestrial Circuit Switched Networks
5.1 Representative Nationwide Networks / 57
5.1.1 HighwayMaster: A Stubborn Fighter / 57
5.1.2 Nextel: Good Field, No Hit / 60
5.1.3 PeopleNet: A New Kid on the Block / 61
5.2 Representative Regional Networks / 62
5.2.1 Data over Analog Cellular Voice Channels / 62
5.2.1.1 Modern Pools / 63
5.2.2 Broadband PCS: GSM I 65
5.2.2.1 Introduction / 65
5.2.2.2 Representative GSM Carriers / 65
5.2.2.3 The GSMAlliance / 67
5.3 Notable Closings I 68
5.3.1 AirTouch Cellular and CTA / 68
5.3.2 Rockwell/GTE Mobile I 68
References I 68
6 Public Satellite Networks
6.1 Introduction / 70
6.2 Geostationary Satellite Systems / 7 1
6.2.1 GEOS Overview / 71 6.2.2 OmniTRACS / 71
57
70
-
. . . VIII CONTENTS
6.2.3 AMSC Skycell I 72 6.2.4 GEOS Summary / 74
6.3 Low Earth-Orbiting Satellites / 74 6.3.1 LEOS Overview / 74 6.3.2 Orbcomm I 74 6.3.3 GlobalStar / 75 6.3.4 LEOS Summary / 76
6.4 Notable Closings / 77 6.4.1 Geostar / 77 6.4.2 MARCOR Humminbird / 77 6.4.3 Meteorburst Approaches I 77
6.4.3.1 Introduction / 77
6.4.3.2 Broadcomm / 78
6.4.3.3 Pegasus Messaging / 78
6.4.3.4 Transtrack / 78
References I 78
7 Hybrid Networks
7.1 Terrestrial Packet/Satellite / 80 7.1.1 AMSUARDIS Multimode System / 80 7.1.2 BSWD/Norcom / 81
7.2 Terrestrial Packet/Circuit Switched Cellular / 82 7.2.1 CS-CDPD / 82
7.2.2 BSWD Strategic Network / 82
References I 83
II BUSINESS 101: PRICE AND QUANTITY FIXATIONS
8 Fitting Applications to Public Offerings
8.1 Network Price Positioning / 87
8.2 Representative Public Packet Switched Networks / 87 8.2.1 ARDIS Examples / 88
8.2.1.1 Short-Message Service / 88
8.2.1.2 Basic Message Unit Pricing / 89
8.2. I.3 DataPak Pricing / 90
8.2.1.4 Two- Way Messaging Services / 90
80
87
-
CONTENTS ix
8.2.1.5 “All-You-Can-Eat” Pricing / 91
8.2.2 BSWD Examples / 92
8.2.2.1 Wireless Lotus Notes / 92
8.2.2.2 WyndMail Pricing / 92
8.2.2.3 Two-Way Paging / 93
8.2.3 CDPD Examples / 93
8.2.3.1 Low-Volume Usage / 93
8.2.3.2 High-Volume Usage / 95
8.2.3.3 “All You Can Eat” Plans / 95
8.3 Comparative Pricing: Nationwide Carriers I 97
8.3.1 Mobile Office I 97
8.3.2 Electronic Mail / 97
8.3.3 Nationwide Two-Way Paging I 99
8.4 Establishing a Representative Packet Switched Price Curve / 101
8.4.1 ARDIS / 101
8.4.1.1 Internal TrafJic: RadioMail / 101
8.4.1.2 External From/To/Date Trafsic: RadioMail / 102 8.4.1.3 ARDIS Test Results / 103
8.4.2 BAM CDPD I 104
8.4.2.1 Test Conditions / 104
8.4.2.2 BAM Test Results / 104
8.4.3 Creating a Representative Packet Curve I 105
8.5 Establishing a Representative Circuit Switched Cellular Curve / 106
8.5.1 Data Using Voice Tariffs / 106
8.5.1.1 Selecting a Representative Cellular Tariff / 106
8.5.1.2 Establishing the Connect Time / 106
8.5.1.3 Estimating the Customer Data/Message Rate / 107
8.5.1.4 Application Variables / 108
8.6 Summary / 110
References / 111
9 Subscriber Growth: History and Barriers
9.1 Approach I 112
9.2 Public Packet Switched Networks / 113
9.2.1 Cross-Network Applications: E-mail / 113
9.2.1.1 RadioMail / 113
9.2.1.2 WyndMail / 114
112
-
X CONTENTS
9.2.1.3 Zup-it / 114
9.2.2 ARDIS I 114
9.2.3 BSWD / 117 9.2.4 CDPD / 118
9.2.5 Geotek I 120
9.2.6 Metricom Ricochet / 121 9.2.7 SkyTe12 / 122
9.2.8 Teletrac / 124
9.2.9 Analog SMRS I 124
9.2.10 Public Packet Switched Summary / 125
9.3 Public Circuit Switched Subscribers / 127 9.3.1 Data over Cellular / 127
9.3.1.1 Practical Counting Problems / 128
9.3.1.2 Search for the Right Ballpark / 129
9.3.1.3 Sanity Checks / 129 9.3.1.4 Realistic Expectations / 134
9.3.2 BroadbandPCS: GSM I 134 9.3.2.1 Voice Subscriber Growth / 134
9.3.2.2 Data Estimates / 135 9.3.3 ESMR: Nextel Digital Subscribers I 135
9.4 Public Satellite Networks I 136
9.4.1 AMSC / 136
9.4.2 OmniTRACS / 137
9.5 summary I 139
References / 140
10 Market Opportunity
10.1 Second Era of Low Hanging Fruit / 144
10.2 Some Unpleasant History / 148 10.2.1 Job-Based Market Opportunity Approach / 148
10.2.2 1996 Projections: 1987 Work / 149 10.2.3 Analyzing the Data / 153
10.3 A New(er) Look at Jobs / 153
10.4 summary / 159
References / 160
144
-
11 Airtime Price Projections
CONTENTS Xi
161
11.1 Great Expectations / 161
11.2 Subscriber Capacity Potential / 161
11.3 List Price History: CDPD / 162
11.4 Voice/Data Channel Resource Competition: CDPD / 163
11.4.1 Choosing a Representative Carrier / 163
11.4.2 Establishing a Representative Voice Profile / 164
11.4.3 Estimating Voice Capacity per Cell / 164
11.4.4 Estimating Voice Revenue per Sector / 165
11.45 Calculating the Required Data Revenue / 166
11.5 Estimating Future Data Price Levels / 167
References / 168
III BUSINESS 102: OTHER THINGS ARE IMPORTANT TOO
12 Coverage Versus Capacity
12.1 Introduction / 171
12.2 Key Coverage Philosophies / 172
12.2.1 ARDIS / 172
12.2.2 BSWD / 173
12.2.3 ARDIS Versus BSWD: Representative 90% Coverage Contours / 174
12.2.4 Improving Building Penetration with More Base Stations / 175
12.2.5 CDPD / 176
12.2.6 Other Coverage Considerations / 177
12.2.6.1 Transmit Power Levels / 177
12.2.6.2 External Antennas / I79
12.2.6.3 Repeaters / 179
12.3 Estimating Coverage Without Field Tests I 179
12.3.1 License Examinations / 179
12.3.2 CoverageMaps / 182
12.3.2.1 Obfuscation, Not Illumination / 182
12.3.2.2 Useful But with Careless Errors / 183
12.3.2.3 Misleading / 185
171
-
xii CONTENTS
12.3.3 ZIP Code Predictors I 187
12.4 Field Tests / 190
12.4.1 Simplified Approaches / 190
12.4.2 External Approaches / 191
12.4.3 Summary Field Test Results / 192
12.4.3.1 Street-Level Tests / 192
12.4.3.2 In-Building Tests / 195
12.5 Capacity Cost of Better In-Building Penetration / 196
12.5.1 Agreeing on a Baseline / 196
12.5.2 Single-Base-Station Cities / 197
12.5.3 Putting Multiple Base Stations to Work / 197
12.5.4 Future Outlook: Coverage Versus Capacity / 199
12.6 Summary / 199
References I 200
IV SOME PRIMITIVE TECHNICAL CONSIDERATIONS
13 Understanding Airtime Protocols 203
13.1 The Packet Revisited / 203
13.1.1 Message Segmentation: The Flag / 203
13.1.2 Address Field I 204
13.1.3 Control Field / 204
13.1.4 Information Field / 206
13.1.5 Frame Check Sequence Field / 207
13.2 Error-Handling Approaches I 207
13.2.1 Philosophy / 207
13.2.2 Error Detection Versus Correction Basics / 208
13.2.3 Error Detection Versus Correction: Vendor Examples / 208
13.2.4 ARQ Alternatives / 212
13.2.4.1 ARQ Variations / 212
13.2.4.2 Practical Results / 213
13.2.5 Data Flow Example / 214
13.3 Fade Rate Versus Fade Duration / 214
13.3.1 Characteristics of a Fading Channel / 214
13.3.2 Fade Rate / 215 13.3.3 Fade Duration / 217
-
CONTENTS -” XIII
13.3.4 Optimum Target Velocity / 218
13.4 Synchronization Errors I 22 1
13.5 Inbound Access: Contention Mode I 222
13.5.1 ALOHA / 222
13.52 Slotted ALOHA / 223
13.5.3 SlottedCSMA I 223
13.6 Retransmission Rates / 225
References I 228
14 Estimating Airlink Capacity: Packet Systems
14.1 Introduction / 230
14.2 Illustrative Single-Base-Station Comparison / 230
14.2.1 ARDIS / 231
14.2.2 CDPD / 233
14.3 Multicell Capacity / 238
14.3.1 Base Station Quantity Mismatch / 238
14.3.2 CDPD Sector Impact / 239
14.3.3 CDPD Channel Hopping / 241
14.3.4 Busy-Cell-Factor Impact / 241
14.3.5 Message Rate Activity I 243
14.4 Dealing with TCP/IP Impact / 244
References I 246
15 Enabling “Soft” Technologies
15.1 Alphabet Soup / 247
15.2 Modulation I 247
15.2.1 Circuit Switched I 247
15.2.2 Packet Switched I 250
15.2.2.1 Narrow-Band Low-Speed Devices / 250
15.2.2.2 Narrow-Band Medium-Speed Devices / 251
15.2.2.3 Wide-Band High-Speed Devices / 251
15.3 Error Detection: V.421V.42 Fast and MNP4llO I 252
15.4 Data Compression: V.42BIS and MNP5/7 I 253
15.5 On-Going Enhancements to Alphabet Soup Modems / 254
References I 255
230
247
-
xiv CONTENTS
V PUTTING IT TOGETHER
16 Device Alternatives 259
16.1 Introduction: Combinations and Permutations I 259
16.2 Modem Complexity / 261
16.3 Cellular Spearheads Modem Development / 262
16.4 Voice/Data Push-Pull / 263
16.4.1 Positioning Tussles / 263
16.4.2 Voice Devices Swallow Modems / 263
16.4.2.1 Voice Devices Try to Do It All / 263
16.4.2.2 A Compromise: SmartPhones / 264
16.4.2.3 Annoying Residual Problems / 265
16.4.3 Data Devices Swallow the Radio / 267
16.4.3.1 External Radio Modems / 268
16.4.3.2 PC Card Radio Modems / 269
16.4.3.3 Under-the-Cover Solutions / 271
References I 277
17 Connectivity
17.1 Introduction / 279
17.2 Defining the Problem / 279
17.2.1 Origins / 279
17.2.2 Connectivity Goals / 280
17.3 Supporting Software I 282
17.3.1 Radio Modems / 282
17.3.1.1 Single-Network Implementations / 282
17.3.1.2 Multiple-Network Implementations / 283
17.3.2 Exploiting Gateways / 285
17.4 Nongateway Host Connectivity Options / 288
17.4.1 All Wireless / 288
17.4.2 Dial-Up / 289
17.4.3 Public Data Networks / 290
17.4.4 Leased-Line Connections / 291
References / 291
279
-
18 Systems and Subsystems
18.1 Control Approaches / 292
18.2 Decentralized: Metricom Ricochet / 293
18.3 Partially Decentralized: BSWD / 294
18.4 Partially Centralized: CDPD / 296
18.5 Centralized: ARDIS / 298
185.1 System Approach / 298 18.5.2 System Details / 299
18.5.3 Network Availability / 300
References / 301
292
19 User Applications 302
CONTENTS Xv
19.1
19.2
19.3
19.4
Vertical Versus Horizontal / 302
Vertical Application Examples: Field Service / 304 19.2.1 IBM’s DCS / 304
19.2.2 Pitney Bowes’ AIM I 309
19.2.3 Sears / 310
19.2.4 A Generic Approach I 310
Horizontal Application Examples: E-mail / 3 16
19.3.1 The Search for the “Killer App” / 316
19.3.2 Limiting the Search / 317 19.3.2.1 Overview / 317
19.3.2.2 Standardization Muddles / 318
19.3.3 Gateway Example: RadioMail / 320
19.3.3.1 Structure / 320 19.3.3.2 Key Functions / 320
19.3.4 Wireless E-mail Service Example: BSWD I 321
Horizontal Application Example: Two-Way Paging / 321
19.4.1 Introduction / 321 19.4.2 BSWD Makes Its Move / 322
19.4.3 ARDIS Counterattacks / 324
19.4.4 Meanwhile, At SkyTel . . . I 325
19.5 Summary I 325
References I 325
-
xvi CONTENTS
20 Network Mythologies 328
20.1
20.2
20.3
20.4
20.5
20.6
20.7
20.8
20.9
20.10
Introduction / 328
CDPD is an Open Standard; ARDIS and BSWD are Proprietary / 328
ARDIS has Limited Capacity / 329
ARDIS is Old Technology / 330
BSWD has Inferior In-Building Coverage / 330
Packet Provides Faster Access than Circuit Because it is Always Connected / 330
CDPD has High User Bit Rates / 33 1
20.7.1 Big Claims and Shrinking Claims / 33 1 20.7.2 Combinatorial Pinging: A CDPD Static Bit Rate
Test / 331
20.7.3 Realistic CDPD Bit Rates in a Busy Channel / 332
CDPD will Move to Higher Bit Rates When They are Available / 333
ARDIS, BSWD, CDPD (Pick a Name) Will be Out of Business Soon I 334
When Wireless Data Succeeds, It Will be a Great Business! / 334
20.10.1 ARDIS / 334
20.10.2 BSWD / 336
20.10.3 CDPD / 337
References I 338
VI APPENDIXES
Appendix A Acronyms 343
Appendix B IBM Auto-alert
Appendix C TCP/lP Count: BAM Inbound Message
Appendix D Number of ARDIS Subscribers
Appendix E Number of BSWD Subscribers
Appendix F Number of CDPD Subscribers
351
352
354
362
367
-
CONTENTS xvii
Appendix G Number of HighwayMaster Subscribers 370
Appendix H Number of OmniTRACS Subscribers 371
Appendix I Connecticut Base Station Sites 375
Appendix J ARDIS Cost-Benefit Example 378
Appendix K CDPD Log Sample (January 30,1995) 380
Index 383
-
PREFACE
This fourth edition of the Wireless Data Handbook will begin to reach readers in 1999, the centennial year of Marconi’s first sale of data radio to the British Navy. For the army of fresh, young people now turning their impressive energy and intellect to this growing field, it is fitting to have enough historical perspective to understand the work of their predecessors.
As the title states, this book is devoted to data with only passing reference to voice-and then only as voice and data impact each other. It is also focused on wide area, mostly mobile, applications; it does not cover in-building, wireless LANs. By far the greatest emphasis is on public wide area networks, with a conscious effort to make fair business comparisons among the many competing alternatives.
While key technology, which includes airtime protocols, must be discussed, this book is mostly application and business oriented. The necessary technical discussions tend to deal with practical matters, such as the impact of long message lengths on user transmission success. The mathematics require no more than high school algebra. This is not an engineering manual. If you need to calculate path losses, understand turbo coding, or approximate chi-square probability distributions, this is not your book.
The core of this book is a nuts and bolts examination of realistic wireless applications and the networks that can serve them in the short term. Considerable emphasis is placed on deflating unrealistic vendor claims. The time horizon is short, with the most extended market opportunity projection ending in 2005. This book is not visionary. You will find no refrigerators scanning milk carton expiration dates in order to wirelessly place a replenishment order at your local supermarket.
For carriers, the market opportunity estimates tend to be bearish. In my view the estimates are realistic and no apology is made for failing to project a hockey stick upsurge in short term network revenues.
After 42 years of struggling in a market that was always on the brink of exploding. I concluded about ten years ago that the model was wrong. One of the original assumptions was that available spectrum was rare and precious, with limited subscriber capacity. It would be controlled by a very few network operators, who could command premium prices for a limited number of highly profitable applications.
But there has been no practical spectrum shortage. In 1985 CTIA and Telocator successfully lobbied for an additional 12 MHz of spectrum for cellular since the
xix
-
xx PREFACE
combined five year forecast for the top 30 markets was projected to be 1.5 million subscribers. The “. . . population will suffer an unacceptable decline in their grade of service or be denied cellular service unless the additional allocation is granted.” Now we have perhaps 40 times that many cellular subscribers, with a plethora of noncellular voice alternatives.
There is a local analogy. When I moved to Stamford, CT in 1982 there was a single, presumably profitable, restaurant which featured tablecloths. Today Stamford has 15 yellow pages of restaurant listings, with every ethnic variation. Individual restaurant owners make a living, but most are privately for sale in this fiercely competitive environment.
So it is with wireless networks. There are no realistic capacity restrictions in the near term. A dozen network alternatives are routinely available for prospective customers. Only one or two network offerings are profitable, and casualties are legion. Most networks are (privately) for sale-or at least open to a deal. Prices are dropping with hard fought competitive bidding to gain market share. Inappropriate solutions are being touted by some carriers who ignore actual limitations such as realistic data transmission rates.
Wide area, wireless data is growing very nicely but is not dominated by any one service provider. The long held dream of a new, uniquely profitable, business opportunity is in ashes. End users are the real beneficiaries of this struggle, and I’m now happy to be one of the latter.
Stamford, CT 06902 December 1998 jderoseQ2way.net
James F. DeRose
-
ABOUT THE AUTHOR
James F. DeRose has been a data radio consultant since 1987. He is the author of numerous reports in the field; this is the fourth edition of the Wireless Data Handbook.
For thirty-two years Mr. DeRose was a designer, manager, and executive for IBM in its first golden age, specializing in telecommunications product development. He began his career on SAGE in 1955; his enthusiasm for his first data radio application (AWACS) was fueled by the devastating collapse into the sea of the “Texas Tower” wireline predecessor.
Mr. DeRose worked on the Gemini/Apollo project, managed the development of the 1966 NYSE Floor Trading System, and was Systems Manager for IBM’s initial SNA product line, the 3600 Banking System. For three years he endured the hardship of acting as Planning & Advanced Technology Manager for all communications products developed at IBM’s lab on the French Riviera. From 1983 to 1985 he was the Director of IBM’s Data Radio Project, a precursor to the present-day ARDIS.
Mr. DeRose was a member of the Computer Science graduate faculty and Director of the Telecommunications program at Iona College. He is a Sloan Fellow and Stanford graduate (MMS).
He lives on Long Island Sound where he and his wife Judy spend summers luring their seven grandchildren onto the sailboat with the excuse that it’s good experience for them.
He can be contacted at jderoseQ2way.net.
xxi
-
I
GETTING STARTED
����������������������������������������������������
����������
�������������������
��������� ��!�"#��$%&'�()'�*+,��� ��$$�#-�-%.��������+
-
1
A SHORT HISTORY OFDATA RADIO
1.1 IN THE BEGINNING
���������������������������������������������������������������������������
����������������� !����������"��#���������������$%����&����������'�����
���#�������"
������(������ ��������'��������'����)������*�������#
��
�� �������� ������� �������#������� &������� �������������� �������'�
������
+�����(�������
��'���������'��������������������������������������
��� ���,� ��� ������� )������� ���� ��� ������ �� �����(��� (���� �� -�'��
��������� �� ����� ����.(���� ����� ����� �''��������� ���� ��� ���/� ��� �������
����������'������������������������#����� ����������� �'(���01�(������
������'����������������������������
���2����2��� ��� (��� ���3�����4����� ����-�'�����''������������ ���
�������� ����� ������ �������� �('����� ��
��� ���� ����� ������ +����� ����
�����5�� ��6��*���+
��7���������������"
�������#�������6)8�96�'����
)���� �8
��:�� �� �� ���� �����'������ ��'��� ����� ����� �
'�� �� �������� ��
���������������������������������(��#�����������������(
�����������
�����'����� ����������������������������6���������������������(���
���������'������������#������������'���������������(��#�
��� ��� ������%$��������� ������������������ ��� ;0�//
-
9�������.�������8���,�3����������3��������4�,����������8���,�,�����,���,�������4�������
�����,��6��,���#�8��#����4����
��� ��(%� ,���� ��,��� ��,���� ������,� ���,�� �3� )"""� -���� ��� �����,� *-�/�
��������8�� 7���� ���,������ �3� ���� ����0� -�� ��'%� ���� =������� �������
? 2�9G��#&)"���,��������8�,�$1""�-��$����������������'"���-4��,����������
��������7��.��3��������(���,�+�������'���������������������������������������
������;4��� 7���� �8����-���� 9��� ������ 7��� ���� 3��� ����������� �D���������� �3� ����
.��7��,���-����
1.2 PRIVATE NETWORKS LEAD THE WAY
�����'����5�-��������,�8��������-����,������,����������3���������,����������
�4���,� -�� -���.� ������� 3���� ���� B�7� 2�3��������� ?���������� ?,������������
*B2??/�� ������ 8��,����� ����4,���� H4������5��������� ���8����GB9
-
���7�������.����7�����,���,��������*��7#������#8�������/��������,������������
-��.���4�����7��������������4�,�����4��,����������3��;4���������,J������-�������������
7���� ,���-�������� �8����
���� ��8������ ��������� ��� �����8�� -������ ��#-4��,���
������������ 9��� ��,#4���� ,�8���� 7��� ���,� ���,�� ������������� ���������,� ��,��
��,������,����������,4���,�8����������������3�������8�,�������������7��.����,��
1.3 RISE OF PUBLIC PACKET SWITCHED NETWORKS
C3� �;4��� -4������� ����������� 7���� ���� �������� �3� ���� ��� ���������� ��5� ��,
5�������� �����,� ��� 7��.� ��������� ��� �� �����,� ���7��.� �
������� 9��� �������
�
���4���������������7����������4�!�(����������4-����-����7�������4��������-���-�
��1%�����������5����������,���������������-��.��7���������3����������3���7��������
3�4���
�4�� ,4����� ���� ����,� ��1&K��1(� ������ 7���� �����4�� -4������� ,������������
-��7���� ���� �7���;4�������4,� ���������� ��5�-������4�,������,� �����
��������
,�8�������� -�������� ����� 7�4�,� ���,��� ���,� ����#�4�� �3� ����� ������������ ��8���
���4����,� ��� ����� �D���������� �4�������� ��� ��� 8��� ���� ����#�D����� ��5
��3��������� ��7��.��5����������,� �� ��4�,���������3� ���� ��3�����4��4��� �������
���������� �����8�,��������#�8����-������ ���������,���,�-��4��,�8���������3� ���
�7��� ��,���,�������7��.��9���������� ���-4��,� ��4-�������7��.� ����������� ���
���4�,�����3����7�����J����,�-������,�������#��.��������������3�-������5���,
5��������3��������D�*��,��3�������������/����������-4���������������
?3���� ���� �������� �3� ���� J����� 8���4��� ��������������5�������� 4�8����,� ���� �7�
4-������.����7�����,����7��.��������������,��� ��7��.�* /��9�����������4��,
��#������ -���� ��������� -4�� 7���� ����� ������������ ������� ��,�3��,� 3��� -���
��3����������,�������8����-������� �-���������������������1'�*2��������-����
5�-���D� ��� �7�,��� ���� ����� ����/�� ?�� ��5� �D����,�� ��.���� �����.��� 7��� ��
�D�����,�������� ,�33��4��� ���.�� ��� 7��� 3�4�� ������ -�3���� #�������� ��,� ∼�&(�D�������4�����0�B���?�����������������4�������,�����.�)"����������������8���-�4�����
������4�-��0� �7�A��.���1��������-����,�B���?��������������,������&(����������
�3�����������������������������8������������4�8���D����,��-4�������-���4�������7��
�D���,���������7��"
��8���������3���������������������3����,����������7�����34�-����,������������-�����
��������������3�5�������6������#�8����-������ ��7�����������������9���8���4��
7��������,����-����5���4�����������������������������������������,�������������
5���������9���?,8����,��,���������3����������������*?��/�7�������4���,���
���4�������"��9��������������-�������������4�4���8��4������8��������!���7�,�8�����
�� ��7� ������� -��� ����� ��������� �,,�������� 3��;4�������� �������� ���-������� ��,
�D�����,��������,4�,������,,�,���������8��������8����-�������9����4�������-�������
���7�����7������∼$"�"""����������,��3����$�����������∼1"�"""���������������3���������,;4�������3����1�����4��,���������.�������������������4�4�����4�����
C���4���'�����$����������,�,�������������-��7���������7��?�����������7���
�����8�,� 7���� 5�������� -�4���� �4�� ��5�� 9����� 7���� �4������ �������� 3��� ����
�������������L�����4���7���5�������6��,���������,�7�����������������.��������;4���,
1.3 RISE OF PUBLIC PACKET SWITCHED NETWORKS 5
-
��3�����4��4��� ��8��������� ���������� ��� ,��8�� ����:������ ���.����)� 7���� �����
2�8��G5����� ,�8������ 2�8��G5����� �4-��;4������ 3����,�� ?�� ���� ������ �3� ���%
5���������,���,������������7��.������������7�����������3���M���,�,����4����,�7���
������������3���4����3�����:���������.������4��������4���4��������,4���������,�?��
���?��������5�-�������������������������*?5��/��?5���7�����.������3�4����,�-�
����3���������?�����,�7�������>����,�L���������8����*>L�/�����������7����,�8����
���-���4
���,�-��5����������4�������?�����,��4�����34�����������,�7����?5��
��� ���-���,� �����������G���������� ,�8����� 3��� ��4�.��� 9��� �7�� ��������� 7���� ���
����������
���C���-������"�?5�����4���,�����4-����,�������8����-���,�4���2�������6�
��7����5�-���D�,��������������������4�,�-�������.��3���������8��������N�,�;4���
-���� ��������G��8������� ���,#���,� ��,���N��,� �� ���8������� ����� ����:�����
�
���������� 7���� ���� ���� ��� �4������� ?56�� 3���4��� ��� �����8�� ��� �,�;4���
�4-����-���-����7����D�����,�����������34��
������4���5�-������-����������������������;4���?5�������� ������)�7�������
��8���������3�O&""������������4�����������,�,���������3�����4��4���,��������������
J4��,�� �����7�,����8������7��������8�,�����4������&����-����7������������D�����8�
��8������3�������������?���
�������#��,����$�?5�������,������8��∼)%�"""��������4-����-����&�*�������8�������� ���.���/� ��,� ��8����� ������4���� -4������� �������������� ?�� ��� ?���
�4-����-������7������������7��!�?5�������,�∼&'�"""�4�������������������3���������,;4�������3����(�$���,���-�-���������,�∼%"�"""��������#��,����%��������4������4��,�""P� ����������� �������� �3� ?5� ���5����� �1�� ���1��(� ��������� ���� ������
������4����������������*���/�
1.4 CIRCUIT SWITCHED SKIMS THE EARLY CREAM
�����1&�����3�����,����4���������8���,���7#���,������������������������������4����
4����� ��,������ ��,���� �8��� 8����� ����4���� E����4����F� >����� ������,� ������ ,���
�������������4�����������4��,���,���������,�������9����������7�������������,�-��3��
-��������,������-������������������������������,�����3����������3��������������
���������������J����������������������������������������������������4�4�����3�����
����-������4���������7��������3�D������������,����4���,���3����4���4-����,������,��
4�����
������������)�>L����,����,������������������3������7�������,�3�����������������4���
��-��������������7���������33�����*59�C�/��-������������4-�����7�����,����7��.
���,������� 9���� ���4���,� ��� 8���� �,8�������4�� �������� ���4��� ������ 7���� ����
����������� �������������-�4�������&�>L����,��
��D��������("�"""�'�����������
4����� 7���� ����� ��,4��,� ����33� ������������� �����3�������� ����� �4-����-���� ����
G?�����,������8�,��3������8����������3��33������4���������4��������,����7���
������� �3� ����4���� ��������N�8��� ���4��� �� ��������4��7��� ������,� ��� ������� ���
���N��,�>L�� ���-����� ���� ���8������� �����������7�,����.��� �7�����,����4�����
?����-��������������������1�
6 A SHORT HISTORY OF DATA RADIO
-
����� ��������� 3����,� ,�,�����,� ����4��� �7�����,� ,���� ������:������� �������� ��
�����6���������������4����,���������3����,�,4����������������3����&��%������,#���$
����� ��������� ��,� ����4���� ��,��� ����� ��� ��������� ��� ��� ������ ����� �������� 9��
�������-����������3�������,����������������8��,�3�������4�����������8����������,��
3�������������������������������?�������������������������������,������������������8������
��������� ���� �-������ ���,������4����-��7����8�������,�,������������4����� ����33�����
3����7��?���������������D��������������3�����4����C�������433����� A��7������������
O"��(�������4���3���,������������,��,4�������.���4����1
9����,8�����3���7#�����*QO&""/��3���#,����*4�,���)"������,�/������#���,�*∼���)""-�/���,������,����������������-4�����������������8����.����7�����,�,������������
����������3��������������������9����7�4�,�4����������-���,,�����,�-��������������
7����3���#�������.����������
1.5 PACKET SWITCHED GATES CREAK OPEN
��� ���������� ����4���� ���������� -����7�������� ��,� ���7��������� -����� ��� �����4���
�8��4������.����7�����,�,����7���������D����������3����4���������������7����.������
��������� ����� ���,�,� ��� ,������� ���� ���,� ?��G���� �D�������� ��� �-�������
��8�����������������4�,���;4����3�����������*�L�/��5�������������,��������-��
�������� -���,� ��� ���� ����#���,� ��,��� ,���� ���.� ������� ����,4��� *#B?L/
���������2�����������,�-��.�����4��-���-���4����3�-4��������������������8��8���
3����5�-���D���,�������4���
9���.������4��3����������������7���7�������5��������7�4�,���.��#B?L�������
���������5����������7��������4-�������34��,����4������������,�3����3��������J�7���3
8��������9��� ���4���7�������4����������� L��.������� *�L/� ��������������� -�
�4�����������������,�8��,����
�L�7������������������.���������������,�;4�������3����(������)'����.������,
��8�������;4�8���������������8���������4����3������������,�?��9�4�����,������,�
�����,��������������������)"�E,4����������.��3�����������4��������F�������������
�3����1�3�3��������������,�����L������������,�.�����������4������?���������,
B���?��������������4���8���,��9�������������������.���:�,��7�������������������
������������ �4-����-��� ���������� ��� ��7�� ��-�-���∼�(�"""� ������ ��� ����#��,���%�
9�������������������-������������������������������7�,��8��������������4�3��,������
?��������5�-���N3����� ������.���7�����LN�������,)�� ����� E�����3� ����-������
�4������������������4�����,��������,����,�3����������������,����������4���8���4�����
,����,�3���������7�,�����8����F������� ���-�4����)�!�E�����6�����������-����,����
��������,�������������.���0��4�������������������7�������4������*���/����?���
3��� ������7�,�� ���4������F� ?��������� ����4���,� ����� ��� 7���� ���� ��� �� ������7�,�
���������3���?�����,�����E��������������������������4������-4��,��4���L�F))
9���������������4����3�������D�������������������,��8����������������,�7���L���������
����������������7����,��7�,�����,��,�������3�7����������.����7�����,�,��������-�4�
���-����������,�
1.5 PACKET SWITCHED GATES CREAK OPEN 7
-
1.6 NEW WIRELESS DATA ALTERNATIVES
��� ���� ���������� ������ @4������6�� ���7#-��#������ ,���#����� C���9?��� ������
���,���-�����������7������������������4�.������������4-����-���������,#���&����
����3�����;4�������3����1�C���9?�����,����
�,�)&"�"""�4�����7���,7�,����,�7��
�� ������ �4������� 9���� �������������� ��������,� ������������ ����� �3� 7���� ����
�33���,�8������?5�����,������������������������8���+���7��5���������.�,��33��������
��������������C���9?����4-����-����,4�������������,����%K���1�
�����3����������4��������4�,������.��������������
���4������@4��������������,
��������.��������-����7��������4����3�?�����5����-4�����������������������4�����������
���������
�������9���3��������������3�����4����3���������4��������������������3��
����������4������7���������4����7���������������������������9��������������������
�������������,�������4���,������3��;4�����8������������3��������������������������
C�����,���#��������������8���-����� ����
���� ������$��9���3����������������7��
5�������6��8������7�����,������#-��#����������������������������������������3���,
�����������,��4�-����3����������,�������������������33���������-����������7�����7���
���7��8��������������������4���-���3�������������������
9��������������������,����5�-����9�������4����������9������������*59��6�/
�����7#-��,�������������4������������8�����*L��/�������������������,����������
��������-������(�59��6���4-��,�������.�9����-������������������7�#7�����������8���
7���������7#-��,�,�8�����-4����-��5���������9����7��������4,���������������3��������
�33�������� ����� 3����7�,� -�� ?���� -����� ��� �����,4��� ��������8�� �7�#7��
������ 7���� ,�8����� -4���� -�� �������#��#5������ *�5/�� 9�� ������ 3��� ����
4�,����.���������������8����,����������4�����4����3������������D�����8�����7��.
4���,����?�������������3����1����J����4������������4,�,�����������������������9����
7������������8��������������������8����#�������,��������,�������8������ �D9����3��4��,
��� ������������ ��-����� 7���� ���� ��7� ,������� 8����� ,������� ���8����� 7��� �-��� ��
�����,4�����������,#�������#������������4����7�����,�,�������8������������������3����$�
5���� ����� '"�"""� ,���� ���-��� 8����� �����4������ 7���� ��� ��������� -�� ���� ����,
;4�������3����(�)&� �D����,����������8��,�����4��������������������������,�3����
��7���.������������8�������������-����,��=��9�.��7������,�33������,������������������
�����,4��,�����8����G,�����������������'�-4��7���-��.�4��-��C���-������1�
���������8�������.�����,�����2D�����-�������8�����������7�������������3�,�8����
��� ���1�� 7���� $"�"""� ,�8����� ��� -�� ,�����,� -�� ������ 9��� ��,��� ��,���� ��,
��3�����4��4��������4
���,�-���4-��,��������3�?5L��9���,����������4������������,�8����
��4�,�-��4��,������4-������.����7�����,���������3��������,���3������������.��
�����-4��������������������34�4���
1.7 SUMMARY
C8������������,���,������������������1���7��������,�����8��8�,�3������7#-��#����
��������� �������� ����� ����#����� ��8���� �������� ,�8����,� 3��� ;4���#��������
������:������� �4��� ��� ������ ,����������� ��� J4��� ���� ���� ,���,�� �� �����.�-��
8 A SHORT HISTORY OF DATA RADIO
-
���8�������� �3� ������������� �������,� �������-��� ����,�� ���������� ������
����#7�������#���,��4-����7�������������������-����������������
H��������������,��8��������4,����������������4������4�����4��������3�����8����
����4�������������7������������7�4�����.�-�����7�����,����,#���,����������,�����3���
���7������������4�����9�����1(�����������3��4���4�������4�����������������
����,�,������8��������3��������,��������������������4�����������4,�������D����8��������
�������-��� 3���� ��,����� ������4�,� �
��������� ,�8��������� ������ 7���� �� ����
4��������-������7�����������D�,����-����������-��4��������������,������3���7��.���
-������������,������������������
?,���������4�������,������8��-����,���
������������������������-4���������4����
������4����28�����������������������������������������.��������7�����������8���-��
��7�������3����7��.�4������������5�������������433�����8����������-4������4������
��.���������8�����������������3����������8����������34�4����
REFERENCES
�� =���������.������������������������ ������ �����')�
)� ?��B�8�����!�����"�������#����������� ��
��&����)1�
&� L�� 2�� =������ ����� E���4���� ����4���������!� 5����������F� ���� $������������
%�&�'�����L���8������5�������3���5�-���� ��7��.���%����������-�������)#�(#�&�
REFERENCES 9
-
�%� %����������-�������'#%#�&�
�1� ��� ���,������8������5������� 3������������������433����9��������� ��� ������,� ��
$����������������� ��%#)(#�$�
��� �L����4��@4�������������������������.�����"#�1#�(�
)"� >��H������?��9�4���5��.������
-
11
2
DATA NETWORK TYPES
2.1 A ROUGH SORT OF TWO-WAY SYSTEMS
��������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������
�������������� �������!�����������������������������������������������"���������
���������������#������$���������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������%���������&�'��
�����������������������������������������������������������������������������������
������������������
2.2 PRIVATE SYSTEMS
2.2.1 Overview
������������������������������������������������������(�����������������������
������� ������� �� ��������� ������ !���� ������� !������� ��� ������)��� ��� �� ���� �����*
���������������������������������������������+�������,������"�����������-.
��������� ��#�� /������ �������� ������� ����� ��������� ���0������� ��������� ��� ���
�������1�
����������1�
�������" 11#�������������������������������1�������
��0��������� ���� ���0������� %������� �����&(� ����������� ���� ����� ��������� ����� ��
������������������'�������������������������������������������������������������
�����������������$������������������������
�����������������������������������������������������'��������������������������
��������������2��������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������
����������
�������������������
��������� ��!�"#��$%&'�()'�*+,��� ��$$�#-�-%.��������+
-
-;;;���������������������������������,C��������������-7.-�����������,CD���������
���������������������������������54�:�
��� -7.7�� ������ -.� ������ ��������� E!� 1������� :������� �������� F����
!����������������������������������������������������-�������������F����������
���� �������A� ����� ��������� ���� ����������� �������� ��� C��� -77-�� ����� ?;� )����
����������� E!� ��������� ����� ��� ������ ���������� %���� ��������� ����������
����������������5C�C������4����"����,:84#����������������������������������
���� �������� ����������������� ��� ������� ���� ������&>�E!������� %����� �����
������ ������������ ��� ���� ���� E!� ��������&� '���� ���� ���� �������� ��������� ��
���-77@�E!��������������������������-?;;���������������������,:84<
������0������������������
���-7.A� �������!�������������������������������������������������������������
����������������������������������������C������4������������������"C4�#�����-77A
���� ��!�� ������� ��0����� ���� ��������� ���� ��� �� ������� ����������� ������@
����������������������������������������������'����
�����������������������
-77>� ������� !������� ������ ��� �������� ������ ������������������ �� ������ ����� ��� -@
�����������14�4�
'9'� 8�������� "����� C1��#� ����������� ��������� ����� ������� !������
%������ ��� ������ ������C1��D�� "��4���� 14�4� �����#� ��� ������� ���� ��������
��������.;;�CB)�����������������������������"-77
-
�����������������������������������������������������'�����������������������
������������������������� ������A�-������������������������������A;K���������
�������������������������������� ���������������������������������������������
���������������������"�����������#��������������������������������������������
���������� ��������� �������� ������ �������� ����� ����� ������� ����� ���� ������ ��
J@;LJ@@� ����������8����� ��������� ��� ������� ������������� ����� ����� ������ ��
��������� ������� ��� ������ ������ ��� ����� ������� ���� ������ ����� �������� ����
�������������J@@;����������������
�����������������������������)�����������������������������������������
���������������������-;;;����������������������������������������������������'���
��������� ���������������������������
� � 1����"J#
M������� I��� '����
B�������
� 1����������$����� A �-A?5������������� B������������������ � � ->�;;; ->;�;;; -�;.>� G����������� -? @;; 7?�;;; 7?;�;;; .�;;;� 5�������������� -?
-
��� ����� ������ �,CD�� ����� :������ ����� ���� ������ 7;;� ��� 1������ ��� -7.
-
������-@� !���� ������� :�������� ���� !������� '��������� ":�!'#� ���� >7� ����
1��������������������������������������������������������������?;;�������-?
2.2.2 Estimating Private Users
��� ���� -7.;�� ������ ����� ���� ���������� ��� �������� ������(� ���� �������� 1����
1�
�����������!�����������������E��������F������C4��� ����C��������
���������������������� �������!������������,C���������������������������������������
������� ��� �2��� �������� ��� �������� ����� ������ ����� ���������� ,��� ����������
�������!����������������������������,C���������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������
�����������������������+����1����C��������������������������������������������
�����������������,��-7.7���������������������������������������
C���������������C4�� ���������������� ������������� ��� �������������� ������� ���
��������������������'���1���������������4�������������������������������0������
������ ���-7.=��,��-77=����������%��?;��������������������"���������#� �� �� �� ���
���������������������������-7..�&-=����C���-77.������������������%�����-A;�;;;
"������ ���������#� ������ ��� ������� ������� ����� >;� ���������&-.� 1�������� �����
��������� ���� ������� �������� ������� ������ ��� -77-�� '�� ���� �������� ��� ���� ���
���������� ��������� ����������� �� ����������� ������ ��� ���� ������ �������� ����
����������������������������������������-;��������������
������A�A��������������������������'�������������������������������������
����������� �������,C�����������������������������������������'���-77;������
���� �������� ��� ������ ����� ����� ���� ������� ��� �� ������� ������� ��� �������� ������
:������ ���� �������������������������������������������*���������������������������
����������
��� �������������������������������� ��� ���0���������� �����������������������
������������ ��������� ������ ������������ ��� ��������� ���������� ������� ��� ���
�������������'����������������-A@�;;;����������������������������������������������
Figure 2-2 U.S. private systems installed base: two-way data.
2.2 PRIVATE SYSTEMS 15
-
����� ������� ��� -77=�� ��������� ��� -77.� ��� �������� ��� ��� ����� ����C��������� ��
��������������������������������������������������4���'1�������������������'����
��������� ������������ �������� ��������� ��� �������!����������C$�1/C���������
�������������������������������������'���������������������������������������
���������������������������������������
2.3 PUBLIC SYSTEMS
������������������������������������������������������������������������������
���� ������������ ����������� 8������ ������ ������������� ���� ����������� �������� �����
������������������������������������������������������
2.3.1 Satellite Systems
1�
������� �������� ����� ������������ �������� ������ ��������� ���� ����������
���������-7..��8��������������������������������������������������������������������
��������-77.�����������������������������
�����M����
D��/��'51:��'����
����� ����� �������� ����������� ���������C:1� ���������� '��� ����� ��� ���
��������������������������"G!/:#������������1�������?���������������������������������
���������������������
1������� ���������� ������� ������������������ ��� ������ ���0���������������������
����� ������� ���� ��� ���� ��������������� ������ ��� ���� I������ :������� ��� �����
����������������������������%�������&������������������������'�������������������
���������������������������������������������������$��������������������������������
���������������������������������
C������ ������� ���������� ���������� ������� ���� ��������� ���������� �����*� �����
����������0�������������� ����'��������������������������������������������
G!/:�� :��������� ������� ���� ������������ ���������� ����� ���� ������� ��� ����