Giải pháp MVNO nhà khai thác di động ảo đầy đủ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG NGUYỄN PHƯƠNG HIỀN GIẢI PHÁP MVNO – NHÀ KHAI THÁC DI ĐỘNG ẢO ĐẦY ĐỦ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MÃ SỐ: 60.52.70 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS - TS. BẠCH NHẬT HỒNG TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI-2011 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ MVNO – GIẢI PHÁP NHÀ KHAI THÁC DI ĐỘNG ẢO Chương 1 trình bày tổng quan về lịch sử hình thành, định nghĩa, các loại mô hình, phân tíc, đánh giá thị trường và thách thức đối với MVNO. 1.1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA MVNO Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất và thứ 2 (GSM) không đủ mang lại sự cạnh tranh thực sự do giới hạn về phổ tần di động. Vì vậy, để đáp ứng yêu cầu trên, mô hình nhà khai thác di động ảo (Mobile Virtual Network Operator – MVNO) ra đời, thu hút được rất nhiều sự quan tâm của các nhà khai thác viễn thông trên toàn thế giới. 1.2 ĐỊNH NGHĨA MVNO MVNO có các đặc tính chính sau: không có phổ tần sóng điện từ và hạ tầng mạng truy nhập; có thương hiệu riêng, số hiệu nhà khai thác di động quốc tế, có SIM riêng và khách hàng riêng; MVNO mua lưu lượng từ ít nhất một MNO. 1.3 CÁC LOẠI MÔ HÌNH MVNO Dựa trên chuỗi giá trị tham gia cung cấp dịch vụ cho khách hàng, MVNO được chia thành ba loại: nhà phân phối; nhà khai thác dịch vụ và MVNO đầy đủ. Trong đó một MVNO đầy đủ sở hữu mạng lõi và hạ tầng cung cấp dịch vụ, họ có mã nhận dạng thuê bao di động quốc tế IMSI, mã mạng di động MNC, SIM, kho số, hệ thống tính cước, quản lý khách hàng… và thương hiệu độc lập với các MNO. 1.4 THỊ TRƯỜNG VÀ CÁC THÁCH THỨC Mô hình MVNO đã xuất hiện cách đây hơn 10 năm, bên cạnh những thành công của nó thì cũng có không ít thất bại và thách thức. 1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 Chương một trình bày tổng quan về MVNO: các khái niệm, cách thức phân loại và giới thiệu các mô hình MVNO, phân tích, đánh giá những khó khăn, thách thức của các nhà khai thác MVNO trong nước và quốc tế. Các mô hình đã trình bày ở trên đều đã được triển khai tại nhiều nước trên thế giới, cũng có không ít những khó khăn, thành công cũng như thất bại. Nội dung chính của đề tài – mô hình MVNO (nhà khai thác di động ảo) đầy đủ sẽ được trình bày trong chương hai của đề tài. Chương 2 MÔ HÌNH MVNO ĐẦY ĐỦ Chương 2 giới thiệu sơ đồ kết nối MVNO – MNO và các thủ tục trong mạng MVNO. Chương này không phân tích chi tiết từng thủ tục cập nhật vị trí, thiết lập hay định tuyến lưu lượng cuộc gọi… mà phân tích sự khác nhau giữa cuộc gọi, thủ tục cập nhật vị trí… giữa MVNO với MNO. 2.1 CÁC THÀNH PHẦN TRONG MẠNG 3G WCDMA Một mạng UMTS bao gồm ba phần: thiết bị di động UE, mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS và mạng lõi. 2.2 CẤU TRÚC MẠNG MVNO ĐẦY ĐỦ DỰA TRÊN MOCN 2.2.1 Sơ đồ kết nối Hình 2.3: Sơ đồ kết nối MVNpO – MNO dựa trên MOCN MOCN (Multi Operator Core Network) là mô hình cho phép nhiều nhà khai thác cùng chia sẻ phổ tần và hạ tầng mạng vô tuyến. Mô hình MOCN cho phép mạng lõi của nhà khai thác MVNO có thể kết nối trực tiếp với hạ tầng mạng vô tuyến của nhà khai thác MNO đã có thỏa thuận kết nối với nó. Các thành phần chủ yếu trong mạng bao gồm: SGSN, GGSN, MSC, GMSC và HLR. 2.2.2 Các thủ tục trong mạng 2.2.2.1 Hiển thị tên mạng Mỗi thuê bao di động được cấp một số IMSI duy nhất, nó dựa vào đó để phân biệt IMSI này nằm trong dải IMSI nào, tương ứng với tên mạng nào, nhờ đó có thể hiển thị tên mạng trên máy di động. 2.2.2.2 Cập nhật vị trí RNC MNO sẽ dựa vào số TMSI/IMSI (đối với miền chuyển mạch kênh), P–TMSI (đối với miền chuyển mạch gói) của thuê bao trong mạng mà nó nhận được để gửi bản tin cập nhật vị trí tới MSC/SGSN MVNO . Vị trí mới của thuê bao sẽ được gửi tới và lưu tại HLR MVNO . 2.2.2.3 Xử lí lưu lượng cuộc gọi thoại qua mạng Về cơ bản, việc xử lí lưu lượng thoại trong mạng MVNO như sau: Đối với các cuộc gọi đi, RNC MNO dựa vào số TMSI hoặc IMSI của thuê bao MVNO/MNO để xác định số nhận dạng NRI của MSC tương ứng và định tuyến cuộc gọi đến mạng tương ứng. Đối với trường hợp gọi đến, lưu lượng RNC MNO dựa vào số nhận dạng NRI (Network Resource Indicator) của MSC MVNO/MNO và số TMSI/IMSI của thuê bao để định tuyến cuộc gọi đến thuê bao. 2.2.2.4 Tin nhắn RNC MNO dựa vào số TMSI/IMSI của thuê bao MVNO/MNO để xác định số nhận dạng NRI của MSC tương ứng và chuyển tin nhắn đến MSC tương ứng. MSC chịu trách nhiệm chuyển tiếp bản tin đến đích. Trong trường hợp tin nhắn gửi đi từ thuê bao MVNO, bản tin sẽ được gửi đến SMSC MVNO và chuyển tiếp tới đích. Nếu mạng MVNO không có SMSC thì tin nhắn sẽ được lưu tại SMSC của MNO trước khi chuyển tiếp đến đích. Đối với tin nhắn đến, RNC MNO dựa vào số nhận dạng NRI của MSC MVNO/MNO và số TMSI/IMSI của thuê bao để chuyển tin nhắn đến thuê bao nhận. 2.2.2.5 Dữ liệu RNC MNO dựa vào số P–TMSI của thuê bao và số nhận dạng NRI của SGSN MVNO/MNO để định tuyến đến thuê bao, SGSN tương ứng. 2.3 CẤU TRÚC MẠNG MVNO ĐẦY ĐỦ DỰA TRÊN GWCN 2.3.1 Sơ đồ kết nối Hình 2.13: Sơ đồ kết nối MVNO – MNO dựa trên GWCN GWCN (Gateway Core Network) hay Common shared network là mô hình mà các nhà khai thác MVNO dùng chung cả mạng vô tuyến và mạng lõi (MSC và SGSN) với MNO. Ưu điểm của mô hình này là vốn đầu tư ban đầu bỏ ra khá ít. Tuy nhiên, nhược điểm của nó là chất lượng mạng của MVNO sẽ phụ thuộc nhiều vào MNO. Các thành phần chủ yếu trong mạng MVNO gồm có: GGSN, GMSC và HLR. 2.3.2 Các thủ tục trong mạng 2.3.2.1 Cập nhật vị trí Khác với trường hợp trên, khi UE trong mạng MNO yêu cầu cập nhật vị trí (ở đây là cả UE MNO lẫn UE MVNO ), VLR MNO sẽ phân biệt thuê bao theo số IMSI. Nếu IMSI UE thuộc dải IMSI của MVNO thì bản tin yêu cầu cập nhật vị trí sẽ được định tuyến đến HLR MVNO . Như vậy, trong trường hợp này, bản tin cập nhật vị trí sẽ không đi trực tiếp tới MSC MVNO như trường hợp trên mà phải thông qua MSC MNO . 2.3.2.2 Xử lí cuộc gọi thoại Đối với các cuộc gọi đi, MSC MNO phân biệt thuê bao chủ gọi là thuê bao MVNO dựa trên MSISDN/IMSI. Lưu lượng từ thuê bao của MVNO thông qua node B và RNC chuyển tới MSC của MNO. Tại đây căn cứ vào thông tin từ bộ định vị tạm trú – VLR (Visitor Location Register), MSC của MNO thực hiện định tuyến cuộc gọi tới MSC và bộ định vị thường trú (Home location register – HLR) của MVNO. Dựa trên thông tin của HLR, MVNO sẽ thực hiện cuộc gọi đến nhà khai thác khác. Đối với các cuộc gọi đến thuê bao di động MVNO do MSC MNO tiếp nhận và xử lý thì MSC MNO phải dựa trên số MSISDN MVNO bị gọi để truy vấn HLR MVNO và định tuyến cuộc gọi đến thuê bao nhận cuộc gọi. 2.3.2.3 Tin nhắn Trường hợp gửi tin nhắn đi, tin nhắn từ thuê bao MVNO được chuyển đến SMSC MVNO lưu trữ và chuyển tiếp đến phía nhận. Đối với các tin nhắn gửi đến thuê bao di động MVNO, SMSC lưu tin nhắn truy vấn HLR MVNO rồi định tuyến tiếp. 2.3.2.4 Dữ liệu Khác với MOCN, đối với trường hợp GWCN thì MVNO không có SGSN riêng mà sẽ đấu qua SGSN MNO . Như vậy, coi GGSN MVNO như GGSN MNO , ta có thể xây dựng thủ tục đăng kí của thuê bao MVNO và quá trình khởi tạo phiên PDP context. 2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 Chương hai đưa ra sơ đồ kết nối mô hình MVNO đầy đủ dựa vào MOCN và GWCN. Ngoài ra, các thủ tục cập nhật vị trí, xử lí cuộc gọi, tin nhắn và dữ liệu trong mạng MVNO cũng được trình bày. Chương 3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH MVNO TẠI VIỆT NAM 3.1 CÁC MÔ HÌNH MVNO CÓ THỂ TRIỂN KHAI TẠI VIỆT NAM Hình 3.1: Sơ đồ kết nối trường hợp MOCN (MVNO có kết nối với mạng khác ngoài MNO) Hình 3.2: Sơ đồ kết nối trường hợp GWCN ((MVNO có kết nối với mạng khác ngoài MNO) Hình 3.3: Sơ đồ kết nối MVNO với các mạng khác (trong trường hợp MVNO có hạ tầng vô tuyến nhưng không có phổ tần và phải thuê lại từ MNO) 3.2 CHƯƠNG TRÌNH FLASH Hình 3.4: Ví dụ về giao diện ActionScript 3 Phần mềm được sử dụng trong đồ án là Adobe Flash Professional CS5 và Flash Develop. Chương trình này được sử dụng để minh họa phương thức truyền lưu lượng (thoại, tin nhắn, dữ liệu) của mạng MVNO. Mục đích xây dựng chương trình này là để người đọc có cái nhìn rõ ràng hơn về các mô hình MVNO đã nêu ra ở chương hai và đầu chương ba. Hình 3.5: Giao diện chương trình minh họa phương thức truyền lưu lượng của mạng MVNO 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 Phần đầu chương ba đưa ra một số mô hình có khả năng triển khai tại Việt Nam, bên cạnh các mô hình MVNO đầy đủ đã phân tích ở chương trước. Phần thứ hai giới thiệu tổng quan Flash actionscript 3.0 và chương trình minh họa cho phương thức truyền lưu lượng của mạng MVNO đã nêu trong chương hai và phần đầu chương 3 của luận văn. . VIỄN THÔNG NGUYỄN PHƯƠNG HIỀN GIẢI PHÁP MVNO – NHÀ KHAI THÁC DI ĐỘNG ẢO ĐẦY ĐỦ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MÃ SỐ: 60.52.70 NGƯỜI. dịch vụ cho khách hàng, MVNO được chia thành ba loại: nhà phân phối; nhà khai thác dịch vụ và MVNO đầy đủ. Trong đó một MVNO đầy đủ sở hữu mạng lõi và hạ