GIỚI THIỆU VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM
GIỚI THIỆU VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM
1.1/- Các hệ thống thông tin di động:
- Sự phát triển của công nghệ truyền thông di động là một trong những thành tựu nổi bật nhất về công nghệ và mục đích dịch vụ thương mại trong những thập niên gần đây Sự phát triển của hệ thống thông tin di động toàn cầu trải qua các thế hệ và hiện nay đang bước vào thế hệ thứ 3 ( 3G ) của hệ thống công nghệ thông tin di động Song, nhìn từ một khía cạnh khác thì những hệ thống của thế hệ thứ nhất ( 1G ) là nền tảng cơ bản định hướng cho các thế hệ sau, nhìn chung những hệ tống này được xếp vào loại những mạng quốc gia dựa trên nền tảng công nghệ tương tự Vào những năm 1980 công nghệ này đã được chuyển biến thành loại hình dịch vụ, các mạng đó đã được thiết kế cung cấp chủ yếu cho các thuê bao di động truyền thông chuyển tải giọng nói.
- Hệ thống công nghệ của thế hệ thứ 2 ( 2G ) được xếp vào công nghệ kỹ thuật số, hệ thống này được sự giúp đỡ, ủng hộ của những Công ước quốc tế tạo đà cho khả năng vận hành một chiếc máy điện thoại di động vượt qua khỏi biên giới của một quốc gia Bên cạnh lĩnh vực viễn thông truyền giọng nói bằng kỹ thuật số, với sự góp mặt của những hệ thống 2G, một loạt các dịch vụ số mới,với tốc độ truyền dữ liệu thấp đã trở nên phong phú và đa dạng Bao gồm “Mobile fax” ( chuyển fax di động ), gửi thư giọng nói và dịch vụ gửi tin nhanh( Short message service- SMS ) Cũng tại khoảng thời gian trong giai đoạn phát triển này, những loại hệ thống mới bắt đầu nổi dậy phục vụ cho những thị hiếu riêng biệt; không những đó là những mạng di động mà còn có những giải pháp cho vô tuyến điện ( Cordless ), radio di động cho công cộng, vệ tinh và mạng vô tuyến cục bộ ( W-LAN ) Những hệ thống của thế hệ 2G đó là sự toàn cầu hóa của các hệ thống thông tin di động, trên quan điểm đó tầm quan trọng trong việc chuẩn hóa trên toàn cầu là rõ ràng và cần thiết Ví dụ, GSM chuẩn hóa tại Châu Âu bởi tổ chức Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu ( ETSI ) hiện đang được coi là một tiêu chuẩn toàn cầu dưới sự thừa nhận của hầu hết các quốc gia trên thế giới Giai đoạn phát triển cuối của loại mạng 2G đã cho ra đời nhiều dịch vụ đa phương tiện di động Đồng thời, việc nhận thấy rằng tầm quan trọng của Internet và yêu cầu ngày càng cao của người dùng đó là một bước tiến tiếp tới ngưỡng cửa của công nghệ thế hệ thứ 3 ( 3G ).
- Do yêu cầu của người dùng, trong những năm tới người ta hy vọng việc sử dụng hệ thống thông tin di động sẽ có xu hướng truy cập vào các dịch vụ đa phương tiện băng rộng như ở mạng cố định Yêu cầu những loại hình dịch vụ này nằm ngoài khả năng của các hệ thống thuộc thế hệ 2G đương thời, là những dịch vụ mà chỉ cung cấp các dịch vụ thoại có tốc độ dữ liệu thấp Sự phát triển và hội tụ của những công nghệ dựa trên các giao thức Internet và di động ngày nay chính là động lực cho sự phát triển của các hệ thống thuộc thế hệ thứ 3 ( 3G ) Những hệ thống truyền thông di động 3G sẽ có khả năng phân phối các ứng dụng và dịch vụ với tốc độ dữ liệu lên tới và có thể vượt quá 2 Mb/s.
- Việc tiêu chuẩn hóa hệ thống 3G bởi Liên đoàn Viên thông quốc tế, trên phương diện toàn cầu người ta sẽ nhìn nhận ra đây là hệ thống Viễn thông di động Quốc tế 2000, bao hàm những hệ thống trong hộ gia đình mà cung ứng các dịch vụ tế bào, vô tuyến điện, W-LAN và vệ tinh Ở Châu Âu hệ thống 3G sẽ được coi là hệ thống Viễn thông di động toàn cầu ( UMTS ) Cho dù thoại vẫn có thể chiếm ưu thế trong những năm đầu của thế hệ mạng mạng 3G, song cũng sẽ có nhiều khả năng mạng sẽ vận hành những hệ thống với những ứng dụng đa phương tiện, chẳng hạn như dịch vụ thoại truyền hình ảnh, tra cứu trang Web…Khi công nghệ 3G mở ra, những ứng dụng dịch vụ với băng thông rộng sẽ thâm nhập thị trường theo khuynh hướng dữ liệu truyền tải với thông lượng lớn nhất.
- Các nghiên cứu hiện nay cũng cho thấy những đòi hỏi cần có sự ra đời của hệ thống mạng di động thế hệ thứ tư ( 4G ) với việc truyền tải thông tin, dữ liệu tốc độ cao hơn có thể trên 2 Mb/s và khả năng sẽ đạt được 155 Mb/s trong một số môi trường nhất định, sẽ tiếp tục mở rộng các dịch vụ và ứng dụng trong khả năng phân phối Do vậy việc phát triển hệ thống mạng di động 4G là một tất yếu trong thời gian sắp tới.
1.2/- Hệ thống thông tin di động toàn cầu:
- GSM trước đây được biết như Groupe Speciale Mobile ( nhóm di động đặc biệt ), là nhóm đã phát triển nó, được thiết kế từ sự bắt đầu như một dịch vụ tế bào số quốc tế Giao tiếp vô tuyến của GSM dựa trên công nghệ TDMA ( Time Division Multiple Access: đa truy cập phân chia theo thời gian ) Ý định ban đầu là các thuê bao GSM có khả năng di chuyển qua các biên giới, quốc gia sẽ nhận được các dịch vụ di động và các tính năng đi theo cùng với họ.
- Kiểu GSM của Châu Âu hiện nay đang hoạt động ở tần số 900 MHz cũng như tần số 1.800 MHz Ở Bắc Mỹ, GSM sử dụng cho dịch vụ PCS 1.900 tại vùng Đông Bắc California và Nevada Do PCS 1.900 sử dụng tần số 1.900 MHz, nên các điện thoại không có khả năng kết nối hoạt động với điện thoại GSM hoạt động trong các mạng ở tần số 900 MHz hay 1.800 MHz Tuy nhiên, vấn đề này có thể khắc phục được với các máy điện thoại đa băng hoạt động trong nhiều tần số.
- Vào đầu năm 1980 thị trường hệ thống điện thoại tế bào tương tự đã phát triển nhanh ở Châu Âu Mỗi một nước đã phát triển một hệ thống tế bào độc lập với các hệ thống của các nước khác Sự phát triển không được hợp tác của các hệ thống thông tin di động của các quốc gia, có nghĩa là sẽ không có khả năng cho thuê bao sử dụng cùng một máy di động cầm tay khi di chuyển trongChâu Âu Không chết bị di động, bị hạn chế khai thác trong các biên giới quốc gia, mà còn có một thị trường rất hạn chế đối với mỗi kiểu thiết bị, vì thế tiết kiệm chi phí có thể không khả thi khi thực hiện Ngoài một thị trường trong nước đầy đủ với các mẫu chung, có thể không có một nhà chế tạo nào cạnh tranh được trên thị trường thế giới.
- Hơn nữa, chính phủ các nước nhận thức rõ là các hệ thống thông tin không tương thích với nhau, có thể cản trở tiến trình để đạt được một tầm nhìn chiến lược của họ về một Châu Âu với nền kinh tế thống nhất.
- Với những cân nhắc nêu trên, Hội nghị điện thoại, điện báo gồm 26 quốc gia Châu Âu ( CEPT ) đã thành lập một nhóm nghiên cứu là Groupe Speciale Mobile vào năm 1982 để nghiên cứu và phát triển một hệ thống thông tin liên kết toàn Châu Âu Đến năm 1986 tình hình trở nên khả quan hơn vì một số mạng tế bào tương tự hiện tại có thể sử dụng hết dung lượng vào năm 1990. CEPT khuyến nghị rằng hai khối tần số trong băng tần 900 MHz được dự trữ cho hệ thống mới Tiêu chuẩn GSM chỉ rõ, các băng tần từ 890 MHz đến 915 MHz cho băng thu và từ 935 MHz đến 960 MHz cho băng phát với mỗi băng được chia thành các kênh 200 KHz.
- Hệ thống thông tin di động được CEPT đưa ra đáp ứng được các tiêu chuẩn sau:
+ Cung cấp âm thoại chất lượng cao.
+ Hỗ trợ chuyển vùng quốc tế.
+ Hỗ trợ các thiết bị đầu cuối cầm tay.
+ Hỗ trợ một loạt các dịch vụ và các thiết bị mới.
+ Cung cấp hiệu quả phổ tần số.
+ Cung cấp khả năng tương thích với IDSN.
+ Cung cấp với chi phí dịch vụ và đầ cuối thấp.
- Vào năm 1989 việc phát triển các đặc tính kỹ thuât của GSM đã được chuyển từ CEPT đến Viện tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu ( ETSI ) được chuyển từ CEPT đến Viện tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu ( ETSI ).
- ETSI được thành lập vào năm 1988 để thiết lập các tiêu chuẩn viễn thông cho Châu Âu và hợp tác với các tổ chức tiêu chuẩn khác, các lĩnh vực liên quan đến truyền hình và công nghệ thông tin văn phòng.
- ETSI đã ấn bản các đặc tính kỹ thuật giai đoạn 1 của GSM vào năm
1990, dịch vụ thương mại đã bắt đầu vào giữa năm 1991 Đến năm 1993 đã có
36 mạng GSM tại 22 quốc gia và thêm 25 quốc gia đã lựa chọn hoặc bắt đầu GSM Từ đó, GSM đã được chập nhận ở Nam Phi, Úc và rất nhiều nước, vùng Trung Đông và Viễn Đông Tại Bắc Mỹ GSM được dùng để thực hiện PCS, đến cuối năm 1998 đã có 323 mạng GSM ở 118 nước và vùng lãnh thổ, phục vụ cho
138 triệu thuê bao, tính đến nay đã có hơn 2 tỷ người dùng trên 212 quốc gia và vùng lãnh thổ Hệ thống GSM được gọi là hệ thống thông tin di động toàn cầu ( Global System for Mobilephone Communications ).
- Mạng thông tin di động GSM là mạng thông tin di động số Cellular gồm nhiều ô ( Cell ) Cell là đơn vị nhỏ nhất của mạng, có hình dạng ( trên lý thuyết ) là một tổ ong hình lục giác Trong mỗi cell có một đài vô tuyến gốc BTS ( Base Transceiver Station: phân hệ phát thu của trạm gốc ) liên lạc với tất cả các trạm di động MS ( Mobile Station ) có mặt trong cell Khi MS di chuyển ra ngoài vùng phủ sóng của cell, nó phải được chuyển giao sang vùng làm việc với BTS của cell khác.
CẤU TRÚC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM 2G
CẤU TRÚC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM 2G
Hệ thống thông tin di động gồm nhiều phần tử chức năng Mạng GSM được phân chia thành các phân hệ:
Hình 2.1: Mô hình hệ thống thông tin di động GSM
PSTN: Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng.
ISDN: Mạng số liệu liên kết đa dịch vụ.
PLMN: Mạng di động mặt đất công cộng.
- Phân hệ chuyển mạch NSS ( Network Switching Subsystem ) bao gồm các khối chức năng:
+ Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSC ( Mobile Switching Center ).
+ Bộ ghi định vị thường trú HLR ( Home Location Register ).
+ Bộ ghi định vị tạm trú VLR ( Visitor Location Register ).
+ Trung tâm nhận thực AuC ( Authentication Center ).
+ Bộ ghi nhận dạng thiết bị EIR ( Equipment Identification register ).
+ Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động cổng GMSC ( Gateway Mobile Switching Center ).
- Phân hệ trạm gốc BSS ( Base Station Subsystem ) bao gồm các khối chức năng:
+ Bộ điều khiển trạm gốc BSC ( Base Station Center ).
+ Trạm thu phát gốc BTS ( Base Transceiver Station ).
- Hệ thống khai thác và hỗ trợ OSS ( Operation and Support System ) bao gồm các khối chức năng:
+ Trung tâm quản lý mạng NMC ( Network Management Center ).
+ Trung tâm quản lý và bảo dưỡng OMC ( Operation and Maintenance Center ).
- Trạm di động MS ( Mobile Station ) bao gồm các khối chức năng:
+ Thiết bị di động ME ( Mobile Equipment ).
+ Modul nhận dạng thuê bao SIM ( Subscriber Identily Module ).
2.2/- Chức năng các phần tử trong mạng GSM:
2.2.1/- Phân hệ chuyển mạch NSS:
Phân hệ chuyển mạch bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của GSM cũng như các cơ sở dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý di động của thuê bao Chức năng chính của hệ thống chuyển mạch là quản lý thông tin giữa những người sử dụng mạng GSM và các mạng khác.
- Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSC:
+ MSC là tổng đài thực hiện tất cả các chức năng chuyển mạch và báo hiệu của MS nằm trong vùng địa lý do MSC quản lý MSC khác với một tổng đài cố định là nó phải điều phối cung cấp các tài nguyên vô tuyến cho thuê bao và MSC phải thực hiện thêm ít nhất hai thủ tục:
+ MSC một mặt giao tiếp với BSS, mặt khác giao tiếp với mạng ngoài MSC làm nhiệm vụ giao tiếp với mạng ngoài được gọi là MSC cổng ( GMSC ), có chức năng tương tác IWF ( Interworking Function ) để thích ứng các đặc điểm truyền dẫn của GSM và các mạng ngoài Phân hệ chuyển mạch giao tiếp với mạng ngoài để sử dụng khả năng truyền tải của các mạng này cho việc truyền tải số liệu của người sử dụng hoặc báo hiệu giữa các phần tử của mạng GSM.
+ MSC thường là một tổng đài lớn điều khiển và quản lý một số bộ điều khiển trạm gốc BSC.
- Bộ ghi định vị thường trú HLR:
+ HLR là một cơ sở dữ liệu quan trọng trong mạng có chức năng quản lý thuê bao Một PLMN có thể có một hoặc nhiều HLR phụ thuộc vào lượng thuê bao, HLR lưu hai loại số gán cho mỗi thuê bao di động, đó là:
MSISDN : Số danh bạ ( số thuê bao ).
Cấu trúc: MSIS = CC + NDC + SN Trong đó:
CC: Mã quốc gia ( Ví dụ: Việt Nam: 84 )
NDC: Mã mạng ( Ví dụ: Viettel: 98; Vinaphone: 91; Mobiphone: 90 ).
SN: Số thuê bao trong mạng ( gồm 7 số ).
IMSI : Số nhận dạng thuê bao dùng để báo hiệu trong mạng.
Cấu trúc: IMSI = MCC + MNC + MSIN Trong đó:
MCC: Mã quốc gia ( Ví dụ: Việt Nam: 452 ).
MNC: Mã mạng ( Ví dụ: Viettel: 04; Vinaphone: 02; Mobiphone: 01 ).
MSIN: Số thuê bao trong mạng ( gồm 7 số ).
+ Như vậy, với một số MSISDN sẽ tương ứng với một số IMSI và chỉ tồn tại một số IMSI duy nhất trong toàn hệ thống GSM IMSI được sử dụng để MS truy nhập vào cơ sở dữ liệu Cơ sở dữ liệu chứa các thông tin sau:
Thông tin thuê bao dịch vụ thoại và phi thoại mạng ( Bearer
Giới hạn dịch vụ ( giới hạn roaming ).
Các dịch vụ hỗ trợ, HLR chứa các thông số của dịch vụ này,
Tuy nhiên, nó còn có thể được lưu trong Card thuê bao.
+ Như vậy, HLR không có khả năng chuyển mạch nhưng có khả năng quản lý hàng ngàn thuê bao Khi mạng có thêm một thuê bao mới, thì các thông tin về thuê bao sẽ được đăng ký trong HLR.
- Trung tâm nhận thực AUC: AUC kết nối với HLR, cung cấp các thông số hợp thức hóa và các khóa mã để đảm bảo chức năng bảo mật.
- Bộ ghi định vị tạm trú VLR:
+ VLR là cơ sở dữ liệu lớn thứ hai trong mạng, lưu trữ tạm thời số liệu thuê bao hiện đang nằm trong vùng phục vụ của MSC tương ứng và lưu trữ số liệu về vị trí của thuê bao Khi MS vào một vùng định vị mới, nó phải thực hiện thủ tục đăng ký MSC quản lý vùng này sẽ tiếp nhận đăng ký của MS và truyền số nhận dạng vùng định vị ( LAI ) nơi có mặt thuê bao tới VLR, một VLR có thể phụ trách một hoặc nhiều vùng MSC.
+ Các thông tin cần thiết để thiết lập và nhận một cuộc gọi của MS được lưu trong cơ sở dữ liệu của VLR Đối với một số dịch vụ hỗ trợ, VLR có thể truy vấn các thông tin từ HLR như: IMSI ( nhận dạng máy di động quốc tế ), MSISDN ( ISDN của máy di động ), MSRN ( số chuyển vùng của thuê bao ), TMSI ( số nhận dạng thuê bao di động tạm thời ), số nhận dạng thuê bao di động nội bộ ( LMSI ) và vùng định vị nơi đăng ký MS VLR cũng chứa các thông số gán cho mỗi MS và được nhận từ VLR.
- Bộ ghi nhận dạng thiết bị EIR: Thực thể chức năng này chứa một hoặc nhiều cơ sở dữ liệu lưu trữ các IMEI ( số nhận dạng thiết bị) sử dụng trong hệ thống GSM EIR được nối với MSC qua một đường báo hiệu, nhờ vậy MSC có thể kiểm tra sự hợp lệ của thiết bị.
- Trung tâm chuyển mạch dịch vụ cổng GMSC: Để thiết lập một cuộc gọi phải định tuyến đến tổng đài mà không cần biết vị trí hiện thời của thuê bao.
GMSC có nhiệm vụ lấy thông tin về vị trí của thuê bao và định tuyến cuộc gọi đến tổng đài đang quản lý thuê bao ở thời điểm hiện thời GMSC có giao diện báo hiệu số 7 để có thể tương tác vời các phần tử khác của hệ thống chuyển mạch.
2.2.2/- Phân hệ trạm gốc BSS:
BSS thực hiện với các MS với các tổng đài, do đó liên kết người sử dụng máy di động với những người sử dụng dịch vụ viễn thông khác BSS cũng phải được điều khiển nên được kết nối với OSS.
- Trạm thu phát gốc BTS: BTS giao diện với MS xử lý các tín hiệu đặc thù cho giao diện vô tuyến Một bộ phận quan trọng của BTS là TRAU ( khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ ) TRAU là thiết bị mà ở đó quá trình mã hóa và giải mã tiếng đặc thù riêng cho GSM được tiến hành, ở đây cũng thực hiện thích ứng tốc độ trong trường hợp truyền số liệu TRAU là một bộ phận của BTS, nhưng cũng có thể đặt nó cách xa BTS và thậm chí trong nhiều trường hợp được đặt giữa các BSC và MSC.
- Bộ điều khiển trạm gốc BSC: BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển từ BTS và MS như ấn định, giải phóng kênh vô tuyến và quản lý chuyển giao ( Handover ) Trong thực tế BSC là một tổng đài nhỏ có khả năng tính toán đáng kể Vai trò chủ yếu của nó là quản lý các kênh ở giao diện vô tuyến và chuyển giao Một BSC trung bình có thể quản lý tới vài chục BTS phụ thuộc vào lưu lượng của các BTS này Giao diện giữa BSC với MSC được gọi là giao diện A, còn giao diện giữa nó với BTS được gọi là giao diện Abis.
2.2.3/- Hệ thống khai thác và hỗ trợ OSS:
OSS thực hiện chức năng khai thác, bảo dưỡng và quản lý toàn hệ thống.
- Trung tâm quản lý mạng NMC: NMC được đặt tại trung tâm của hệ thống, chịu trách nhiệm cung cấp chức năng quản lý cho toàn bộ mạng.
+ Giám sát các nút trong mạng.
+ Giám sát các trạng thái các bộ phận của mạng.
+ Giám sát trung tâm bảo dưỡng và khai thác OMC của các vùng cung cấp thông tin đến các bộ phận OMC.
- Trung tâm quản lý và khai thác OMC:
+ OMC cung cấp chức năng chính để điều khiển và giám sát các bộ phận trong mạng ( các BTS, MSC, các cơ sở dữ liệu… ) OMC có các chức năng: quản lý cảnh báo, quản lý sự cố, quản lý chất lượng, quản lý cấu hình và quản lý bảo mật
MỘT SỐ CÔNG NGHỆ TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN
HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM
MẠNG BÁO HIỆU VÀ CÁC KHÍA CẠNH MẠNG
MẠNG BÁO HIỆU VÀ CÁC KHÍA CẠNH MẠNG 3.1/- Các giao thức báo hiệu trong hệ thống GSM:
Mạng thông tin di động GSM sử dụng hệ thống báo hiệu số 7 ( báo hiệu kênh chung ) để thiết lập, giám sát và giải phóng cuộc gọi Báo hiệu số 7 là mạng dữ liệu chuyển mạch gói được thiết kế để trao đổi báo hiệu.
Hình 3.1: Các giao thức báo hiệu trong mạng GSM
Các giao thức này sử dụng trong các giao diện Um và Abis theo chuẩn của ETSI Các giao thức này hỗ trợ các chức năng của BTS và BSC như sau:
- Gửi các thông tin của mạng vào cell Thông tin được cập nhật từ BSC, truyền liên tục tới BTS và lưu trong BTS.
- Nhắn tin được khởi tạo từ MSC cho phép BSC hoạt động thông qua BSSMAP BSC lần lượt cho phép các BTS trong một vùng định vị hoạt động, các BTS gửi các cuộc gọi nhắn, kiểm tra tín hiệu trả lời và gửi thông báo tới BSC BTS cũng nhận các cuộc nhắn tin từ MS và gửi tới BSC.
- Cung cấp và giải phóng kênh điều khiển ( SDCCH ) BSC thực hiện các chức năng này, BTS sẽ xử lý trao đổi các thông tin tới từ MS.
- Cung cấp và giải phóng kênh lưu lượng ( TCH ) để thiết lập, xóa và chuyển giao, BSC thực hiện các chức năng này và BTS xử lý các khối kênh liên quan.
- Nhận định hoàn thành việc chuyển giao BTS báo với BSC khi nó đã phát hiện có tín hiệu của MS trên kênh lưu lượng mới.
- Điều khiển mã hóa/giải mã BTS thực hiện chức năng kích hoạt và giải phóng việc mã hóa theo yêu cầu của BSC.
- Điều khiển các mã thoại và thích ứng tốc độ của các kênh thông tin. Thiết bị thích ứng tốc độ mã hóa ( TRAU ) thường được đặt trong BSC nhưng được điều khiển bởi BTS xác định các kênh lưu lượng.
- Kiểm tra chất lượng truyền dẫn và độ dài tín hiệu trong các kênh hướng lên đang hoạt động và ở chế độ Idle ( rỗi ) Kiểm tra được thực hiện ở BTS và được thông báo tới BSC.
- Giao diện vô tuyến cũng bao gồm các chức năng được tự động xử lý bởi BTS.
- Thông tin đồng bộ và số nhận dạng MS được gửi liên tục tới BTS.
- Chức năng điều khiển tần số được xử lý bởi BTS, các tín hiệu điều khiển này được gửi liên tục từ BTS.
Giao diện vô tuyến cũng có các chức năng: Mã hóa kênh, ghép kênh, quản lý Burst, TDMA và điều chế.
* Các giao thức giữa MSC- BSC và MSC- MS:
Giao thức báo hiệu BSSAP chứa các phần tử sau: các bản tin BSSMAP, DTAP và INTIAL MS.
- Các bản tin DTAP trao đổi giữa MSC và MS để đăng ký và nhận thực khi MS tắt Các bản tin DTAP được chuyển qua BSC và BTS.
- Các bản tin khởi tạo MS ( IMSI ) được truyền giữa MSC và MS để cập nhật vị trí và nhắn tin.
- BSSMAP là giao thức được sử dụng giữa MSC và BSC để nhắn tin, thực hiện cuộc gọi, chuyển giao, cung cấp, duy trì các kênh lưu lượng và để mã hóa trong BTS, MS Giao thức này cũng được dùng để duy trì các khe thời gian trên các kênh PCM giữa MSC và BSC.
* Các giao thức giữa các trung tâm chuyển mạch di động MSC:
Khi thực hiện chuyển giao giữa các MSC, MAP được sử dụng báo hiệu chuyển giao trong khi IUSP được sử dụng để thiết lập và xóa các kết nối.
* Các giao thức giữa GMSC và MSC: IUSP được sử dụng giống như trong PSTN/ISDN.
* Các giao thức giữa MSC và HLR, VLR, AUC và EIR:
MAP được sử dụng cho tất cả các báo hiệu, nó hỗ trợ đăng ký, báo hiệu các số roaming, nhận thực và nhận dạng thiết bị.
* Các giao thức với các mạng ngoài: Sử dụng TUP, IUSP và các giao thức liên quan tới kênh.
3.2/- Các giao diện trong hệ thống GSM:
Um ( vô tuyến ): MS- BTS
A: BSC- MSC B: MSC- VLR F: MSC- EIR G: VLR- VLR H: HLR- AUC
3.3.1/- Quản lý tài nguyên vô tuyến:
Quản lý tài nguyên vô tuyến là một lớp chức năng trong quản lý mạng, được xem xét thông qua việc thiết lập một kênh truyền giữa MS và MSC. Các phần tử chức năng chính là MS, BSS và MSC RR quản lý một phiên RR là thời gian mà thiết bị di động ở một trạng thái xác định sử dụng các kênh vô tuyến Một phiên RR được khởi tạo từ MS thông qua một thủ tục truy nhập mạng hoặc cho cuộc gọi đi hoặc nhận bản tin nhắn Khi nào một kênh được cung cấp cho MS hay phân kênh nhắn sẽ được xử lý trong lớp RR Hơn nữa, lớp
RR cũng quản lý cả các đặc tính vô tuyến như điều khiển công suất, truyền nhận gián đoạn và định thời.
Trong mạng cellular, các kênh vô tuyến và cố định không được cấp phát lâu dài cho một cuộc gọi Cuộc gọi sẽ được chuyển sang một kênh hoặc một cell khác, được gọi là chuyển giao Việc kiểm tra và thực hiện chuyển giao tạo nên một trong những chức năng cơ bản của lớp RR Có 4 loại chuyển giao khác nhau trong hệ thống GSM, được thực hiện giữa:
- Các kênh ( các khe thời gian ) trong cùng một cell.
- Các cell ( BTS ) do một BSC điều khiển.
- Các cell dưới sự điều khiển của nhiều BSC khác nhau nhưng thuộc cùng một MSC.
- Các cell của các MSC khác nhau.
+ Hai loại chuyển giao đầu tiên gọi là chuyển giao cục bộ Để tiết kiệm băng thông báo hiệu, việc chuyển giao chỉ do BSC mà không cần MSC quản lý và chỉ thông báo cho MSC khi hoàn thành chuyển giao Hai loại chuyển giao còn lại là chuyển giao ngoài do các MSC quản lý.
+ Chuyển giao có thể được khởi tạo từ MS hoặc từ MSC Trong khi các khe thời gian ở trạng thái chờ, MS quét kênh điều khiển quảng bá ( BCCH ) trong 16 cell lân cận, chọn ra 6 cell tốt nhất để phục vụ chuyển giao dựa trên độ dài tín hiệu nhận được Thông tin này được truyền tới BSC và MSC ít nhất một giây một lần.
* Chuyển giao trong cùng một BSC: Ở trường hợp này BSC phải thiết lập một đường nối đến BTS mới, dành riêng một TCH của mình và ra lệnh cho MS phải chuyển đến một tần số mới đồng thời cũng chỉ ra một TCH mới Tình huống này không đòi hỏi thông tin gì đến phần còn lại của mạng Sau khi chuyển giao MS phải nhận được các thông tin mới và các ô lân cận Nếu như việc thay đổi đến BTS mới cũng là thay đổi vùng định vị thì MS sẽ thông báo cho mạng về LAI của mình và yêu cầu cập nhật vị trí.
* Chuyển giao giữa hai BSC khác nhau nhưng cùng một MSC/VLR:
Trường hợp này cho thấy sự chuyển giao trong cùng một vùng phục vụ nhưng giữa hai BSC khác nhau Mạng can thiệp nhiều hơn khi quyết định chuyển giao, BSC phải yêu cầu chuyển giao từ MSC/VLR Sau đó có một đường nối thông mới ( MSC/VLR BSC mới BSC mới ) phải được thiết lập nếu có TCH rỗi, TCH này phải được dành cho chuyển giao Sau đó khi MS nhận được lệnh chuyển giao đến tần số mới và TCH mới Ngoài ra, sau khi chuyển giao MS được thông báo về các ô lân cận mới, nếu việc thay đổi BTS cùng với việc thay đổi vùng định vị MS sẽ gửi đi yêu cầu cập nhật vị trí trong quá trình cuộc gọi hay sau cuộc gọi.
* Chuyển giao giữa hai vùng phục vụ MSC/VLR:
- Đây là trường hợp chuyển giao phức tạp nhất, nhiều tìn hiệu được trao đổi trước khi thực hiện chuyển giao.
- Ta sẽ xét hai MSC/VLR, gọi MSC cũ ( tham gia cuộc gọi trước khi chuyển giao ) là tổng đài phục vụ và MSC/VLR mới là tổng đài đích Tổng đài cũ sẽ gửi yêu cầu chuyển giao đến tổng đài đích Sau đó, tổng đài đích sẽ đảm nhận việc chuẩn bị nối ghép tới BTS mới Sau khi thiết lập đường nối giữa hai tổng đài cũ sẽ gửi đi lệnh chuyển giao đến MS.
GIAO TIẾP VÔ TUYẾN
Giao tiếp vô tuyến là tên gọi chung của đấu nối giữa MS và BTS Giao tiếp sử dụng khái niệm TDMA với một khung TDMA cho một tần số mang, một khung gồm 8 khe thời gian ( TS: Time Slot ).
4.1/- Khái niệm về các kênh vô tuyến:
Mạng GSM/PLMN được dành 124 kênh sóng mang, sóng này ở dải tần:
- Đường lên ( MS- BTS ): 890MHz- 915MHz.
- Đường xuống ( BTS- MS ): 935MHz- 960MHz.
Băng tần lên 890,2- 914,8MHz và đường xuống 935,2- 959,8MHz Mỗi tần số sóng mang cách nhau 200KHz, trên mỗi sóng mang thực hiện ghép kênh theo thời gian, thực hiện ghép khung TDMA ta có số kênh bằng: 124 x 8 ( TS )
- Kênh vật lý là một khe thời gian ở một tần số vô tuyến dành để truyền tải thông tin ở đường vô tuyến của GSM Mỗi một kênh tần số vô tuyến được tổ chức thành các khung TDMA dài 4,615ms gồm có 8 khe thời gian ( một khe dài 577μs ) Tại BTS, các khung TDMA ở các kênh tần số ở các đường lêns ) Tại BTS, các khung TDMA ở các kênh tần số ở các đường lên và đường xuống đều được đồng bộ, mỗi MS được cấp một khe thời gian có cùng số thứ tự ở hướng lên hay hướng xuống để truyền bán song công.
- Về mặt thời gian, các kênh vật lý ở một kênh tần số được tổ chức theo cấu trúc khung, đa khung, siêu đa khung, siêu siêu khung như hình vẽ:
1 siêu siêu khung = 2048 siêu khung = 2715648 khung TDMA
1 siêu khung = 1326 khung ( 6,12s) 1 siêu khung = 1326 khung ( 6,12s)
1 đa khung = 26 khung ( 120 ms ) 1 đa khung = 51 khung ( 235 ms )
Hình 4.1: Tổ chức khung, đa khung n 2045 2045 2045
Các kênh logic là các kênh được phân biệt theo chức năng, mang các thông tin điều khiển, báo hiệu giữa BTS và MS Các kênh logic được đặt vào các kênh vật lý nói trên Có thể chia các kênh logic này gồm hai loại kênh: Các kênh lưu lượng ( TCH ) và các kênh báo hiệu điều khiển.
* Kênh lưu lượng ( TCH: Traffic Channel ): Các kênh lưu lượng này gồm hai loại được định nghĩa như sau:
- Bm hay TCH toàn tốc ( TCH/F: Traffic Channel at Fullrate ): Kênh này mang thông tin tiếng hoặc số liệu ở tốc độ khoảng 22,8 Kbps.
- Lm hay TCH bán tốc ( TCH/H: Traffic Channel at Halfrate ): Kênh này mang thông tin tiếng hoặc số ở tốc độ khoảng 11,4 Kbps.
* Kênh báo hiệu điều khiển:
Các kênh báo hiệu điều khiển được chia làm ba loại: Kênh điều khiển quảng bá, kênh điều khiển chung, kênh dành riêng.
- Kênh điều khiển quảng bá ( BCCH: Broadcast Common Control Channel ): Kênh phát quảng bá các thông tin chung về ô Các bản tin này gọi là thông tin hệ thống, BCCH chỉ sử dụng cho đường xuống.
- Các kênh điều khiển chung ( CCCH: Common Control Channel ) gồm:
+ Kênh tìm ( PCH: Paging Channel ): Sử dụng cho đường xuống để tìm gọi máy di động.
+ Kênh truy nhập ngẫu nhiên ( RACH: Random Access Channel ): Được MS dùng để yêu cầu cung cấp một kênh dành riêng SDCCH.
+ Kênh cho phép truy nhập ( AGCH: Access Grant Channel ): Chỉ được sử dụng ở đường xuống để chỉ định một kênh SDCCH cho MS.
- Các kênh điều khiển dành riêng ( DCCH: Dedicated Control Channel ) gồm:
+ Kênh điều khiển dành riêng đứng một mình ( SDCCH: Stand Alone DCCH ): Chỉ được sử dụng dành riêng cho báo hiệu với một MS.
+ Kênh điều khiển liên kết chậm ( SACCH: Slow Associcated Control Channel ): Liên kết với một TCH hay một SDCCH.
+ Kênh điều khiển liên kết nhanh ( FACCH: Fast Associcated Control Channel ): Liên kết với một TCH FACCH làm việc ở chế độ lấy lén bằng cách thay đổi lưu lượng tiếng hay số liệu bằng báo hiệu.
+ Kênh quảng bá ( CBCH: Cellular Broadcast Channel ): Chỉ được dùng đường xuống để phát quảng bá các bản tin ngắn ( SMSCB ) cho các tế bào CBCH sử dụng cùng kênh vật lý như kênh SDCCH.
4.2/- Sắp xếp các kênh logic ở các kênh vật lý:
Xét một BTS với n sóng mang ( truyền song công, mỗi sóng mang Co,…, Cn ) có 8 khe thời gian TS Với Co đường xuống, TSo được dùng chỉ định sắp xếp các kênh điều khiển.
* Ghép các BCH và CCCH ở TSo:
- Tso ở sóng mang Co, đường lên xuống chứa các kênh FCCH, SCH, và BCCH, nó được dùng để thâm nhập BCCH, FCCH, SCH, FCH, AGCH đường xuống riêng RACH ở đường lên.
- Đối với TS1 được sử dụng để sắp xếp các kênh điều khiển dành riêng lên các kênh vật lý, do tốc độ bit trong quá trình thiết lập cuộc gọi và đăng ký khá thấp nên có thể 8 SDCCH ở một TS1, sử dụng TS hiệu quả hơn.
* Các cách ghép kênh ở TS1:
- SDCCH + SACCH đường lên. Ở TS1 thông tin của khe sẽ được sử dụng cho các kênh lưu thông TCH. TS2- TS7 gọi là kênh thông tin lưu không logic với chu kỳ lặp lại là 26 TS.
Tso: Là các kênh điều khiển logic, chu kỳ lặp lại là 51 TS.
TS1: Các kênh điều khiển logic, chu kỳ lặp lại là 102 TS.
- Với các sóng mang C1- CN dành cho Tso- TS7 đều là TCH.
- Mỗi ô chỉ có 1 Co và chỉ có sau TCH ( TS2- TS7 ).
- Với sóng mang bổ xuống, cả TS có thể sử dụng cho TCH.
CÁC DỊCH VỤ TRONG GSM
CÁC DỊCH VỤ TRONG GSM
Các dịch vụ trong GSM thông thường là dịch vụ chuyển mạch kênh Giao diện vô tuyến sau khi đã thực hiện sửa sai là 12 Kbps ( hoặc 13 Kbps cho thoại ) Tốc độ tối đa cho người sử dụng là 9,6 Kbps giữa MS và MSC.
- Là dịch vụ quan trọng nhất của GSM, nó cho phép các cuộc gọi hai hướng diễn ra giữa người sử dụng GSM với thuê bao bất kỳ ở một mạng điện thoại nói chung nào.
- Dịch vụ cuộc gọi khẩn là một loại dịch vụ khác bắt nguồn từ dịch vụ thoại Nó cho phép người dùng có thể liên lạc với các dịch vụ khẩn cấp như cảnh sát hay cứu hỏa mà có thể có hoặc không SIM Card trong máy di động.
- Một dịch vụ khác nữa là VMS, cho phép các bản tin thoại có thể được lưu trữ rồi lấy ra ở thời điểm bất kỳ.
- GSM được thiết kế để đưa ra rất nhiều dịch vụ số liệu Các dịch vụ số liệu được phân biệt với nhau bởi người sử dụng phương tiện ( người sử dụng điện thoại PSTN, ISDN hoặc các mạng đặc biệt… ), bởi bản chất các luồng thông tin đầu cuối ( dữ liệu thô, fax, videotex, teletex… ), bởi phương tiện truyền dẫn ( gói hay mạch, đồng bộ hay không đồng bộ… ) và bởi bản chất thiết bị đầu cuối.
- Các dịch vụ này chưa thật sự thích hợp với môi trường di động Một trong các vấn đề đó là do yêu cầu thiết bị đầu cuối khá cồng kềnh, chỉ phù hợp với mục đích bán cố định hoặc thiết bị đặt trên ô tô.
5.3/- Dịch vụ bản tin ngắn:
Dịch vụ bản tin ngắn khá phù hợp với môi trường di động Các bản tin ngắn độ dài là octet có thể được tiếp nhận bằng thiết bị đầu cuối rất nhỏ.
Có hai loại dịch vị bản tin ngắn:
- Dịch vụ bản tin nhắn truyền điểm- điểm ( giữa hai thuê bao ) Loại này cũng chia làm hai loại:
+ Dịch vụ bản tin ngắn kết cuối di động, điểm- điểm ( SMS- MO/PP ): cho phép người sử dụng GSM nhận các bản tin ngắn.
+ Dịch vụ bản tin nhắn khởi đầu từ Mobile, điểm- điểm ( SMS-MI/PP ): cho phép người sử dụng GSM gửi bản tin đến người sử dụng GSM khác.
- Dịch vụ bản tin ngắn phát quảng bá: cho phép bản tin ngắn gửi đến máy di động trong một vùng địa lý nhất định.
Các dịch vụ sửa đổi và làm phong phú thêm các dịch vụ cơ bản, chủ yếu cho phép người sử dụng lựa chọn cuộc gọi đến và đi sẽ được mạng xử lý như thế nào hoặc cung cấp cho người sử dụng các thông tin cho phép sử dụng dịch vụ hiệu quả hơn.
Các dịch vụ thường là:
- Chặn hướng cuộc gọi ( CB ).
- Hiển thị số máy chủ ( CLIP ).
- Cấm hiển thị số máy chủ gọi ( CLIR ).
- Cho phép thuê bao chuyển vùng.
- Cho phép thuê bao chuyển mạng.
MỘT SỐ THÍ DỤ VỀ CUỘC GỌI TRONG MẠNG GSM
MỘT SỐ THÍ DỤ VỀ CUỘC GỌI TRONG MẠNG GSM
6.1/- Cuộc gọi ra từ MS:
Các chuỗi tín hiệu cho cuộc gọi ra từ MS trình bày ( hình 6.1 ), các tín hiệu báo hiệu ở hình như sau:
MS BTS BSC MSC VLR ISDN
1 Yêu cầu/cần kênh ( RR ) Ấn định kênh tức thì ( RR )
2 Yêu cầu dịch vụ ( IMSI ) ( MM )
Xử lý yêu cầu thâm nhập Bản sao ( CM )
3 Yêu cầu nhận thực ( RAND ) ( MM )
Trả lời nhận thực ( SRES ) ( MM )
Trả lời nhận thực ( SRES )
4 Thiết lập chế độ mật mã ( khóa Kc )
Lệnh chế độ mật mã ( khóa Kc) ( RR ) Công nhận yêu cầu thâm nhập Hoàn thành chế độ mật mã ( RR )
5 Thiết lập ( dịch vụ, số bị gọi ) Gửi thông tin ( dịch vụ, số bị gọi ) Đang tiến hành gọi ( CM ) Hoàn thành gọi Lệnh ấn định ( RR ) Yêu cầu ấn định ( RR )
Hoàn thành ấn định ( RR ) IAM
Công nhận kết nối ( CM )
Hình 6.1: Chuỗi tín hiệu cho báo hiệu của cuộc gọi ra từ MS
1 MS thâm nhập ở mạng kênh RACH cùng với yêu cầu một kênh điều khiển dành riêng Mạng trả lời MS ở kênh AGCH bằng ấn định kênh SDCCH.
2 MS yêu cầu hai dịch vụ CM ( chẳng hạn kết nối chuyển mạch theo mạng, tích cực dịch vụ bổ sung, truyền bản tin ngắn ) ở SDCCH được ấn định. Bản sao “Yêu cầu dịch vụ CM” được BTS gửi trả lại MS theo nguyên lý phân giải xung đột để tránh trường hợp khi nhiều MS cùng phát yêu cầu dịch vụ trên cùng một kênh SDCCH.
3 Trước khi tiếp nhận yêu cầu dịch vụ mạng có thể khởi đầu nhận thực
4 Sau khi nhận thực thành công, mạng khởi đầu mật mã hóa đường vô tuyến ( chỉ khi cần thiết lập một kết nối mới ) Lệnh chế độ mật mã hóa đồng thời cũng là sự chấp nhận yêu cầu dịch vụ từ phía MS.
5 Bây giờ MS có thể bắt đầu báo hiệu điều khiển cuộc gọi thông thường như ta đã biết ở ISDN Mạng ( MSC ) kiểm tra ở VLR xem MS có đăng ký dịch vụ mà nó yêu cầu ở “ thiết lập” trước khi chấp thuận cuộc gọi ( bằng “ đang tiến hành cuộc gọi” ) Cấp phát kênh TCH có thể sớm hoặc muộn.
6.2/- Cuộc gọi vào từ mạng cố định:
Lưu đồ báo hiệu cuộc gọi vào từ mạng cố định được cho ở hình 6.2
MS BTS BSC MSC VLR HLR GMSC HLR
2 Phát thông tin định tuyến
Thông tin định tuyến ( MSRN ) IAM ( MSRN, dịch vụ )
Phát thông tin cuộc gọi vào ( MSRN, dịch vụ ) Tìm gọi ( IMSI, TMSI, LAI )
3 Yêu cầu tìm gọi ( TMSI ) ( RR )
4 Yêu cầu kênh ( RR ) Ấn định kênh tức thì
Trả lời tìm gọi ( TMSI ) ( RR ) Kết quả tìm gọi
Hoàn thành gọi ( dịch vụ )
Khẳng định cuộc gọi (CM
Lệnh ấn định cuộc gọi ( RR ) Yêu cầu ấn định ( RR )
Hoàn thành ấn định ( RR )
ACM ANM Công nhận kết nối ( CM ) Kết quả hoàn thành cuộc gọi
Hình 6.2: Chuỗi tín hiệu báo hiệu cho cuộc gọi vào từ mạng cố định
Các tín hiệu báo hiệu ở hình như sau:
1 Cuộc gọi vào được định tuyến đến tổng đài cổng của MSC ( GSMC ) của mạng GSM trên cơ sở của số MS- ISSDN ( MSISDN ) là số điện thoại của MS.
2 Để chuyển cuộc gọi đến vị trí hiện tại của MS, GMSC yêu cầu thông tin định tuyến ở HLR HLR hoặc lưu trữ thông tin định tuyến ( MSRN- MS: Roanming Number: số lưu động của trạm di động ) ở chính mình hoặc thu nhập thông tin này từ VLR chịu trách nhiệm cho vùng nơi MS có mặt MSRN được gửi trả lời GMSC, sau đó GMSC định tuyến cuộc gọi.
3 Khi cuộc gọi chuyển đến MSC đang quản lý vùng có MS, MSC yêu cầu VLR cung cấp số nhận dạng vùng định vị ( LAI: Location Area Indentily ) và sau đó tìm gọi MS ở vùng này.
4 Khi MS nhận được yêu cầu tìm gọi, nó yêu cầu một kênh SDCCH
( xem bước 1 của cuộc gọi ra ) và trả lời bằng “ trả lời tìm gọi” Sau đó mạng có thể khởi đầu nhận thực và mật mã ( Xem các bước 3, 4 ở cuộc gọi ra ).
5 Bây giờ mạng có thể hoàn thành cuộc gọi vào bằng cách sử dụng báo hiệu điều khiển cuộc gọi bằng báo hiệu như ta đã biết từ ISDN Để tiết kiệm tiềm năng mạng chỉ cấp phát kênh lưu lượng cho cuộc gọi khi cuộc gọi này được MS tiếp nhận ( khẳng định cuộc gọi ).
CÔNG NGHỆ GPRS
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ GPRS
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ GPRS 7.1/- Tổng quan:
7.1.1/- Sự phát triển của thông tin di động cellular sau 2G:
- Liên minh Viễn thông quốc tế ITM ( International Telecommunications Union ) đưa ra chuẩn IMT- 2000 ( IMT: International Mobile Telecommunications ) với các mục tiêu sau:
+ Các mạng celular 3G phải chấp nhận IMT- 2000 là chuẩn toàn cầu, IMT- 2000 phải được thể hiện là để mở cho phát triển lên 4G, IMT- 2000 phải tương thích tối đa với mạng celular trước 3G Mục tiêu này khó đạt được hơn so với các mục tiêu khác dưới đây.
+ Đạt tốc độ số liệu 144Kb/s khi di chuyển bằng ô tô, đạt tốc độ số liệu 384Kb/s khi di chuyển chậm và đạt tốc độ số liệu 2Mb/s khi kết nối di động ở văn phòng ( Tại những vùng trung tâm được ưu tiên ).
+ Đa dịch vụ, băng thông rộng, đa phương tiện: Việc thiết kế mạng không đơn thuần là chỉ tối ưu cho thoại, mà còn phải bảo đảm chất lượng dịch vụ ( QoS: Quality of service ).
+ Cấu trúc mạng phù hợp với NGN ( Next Generation Network ) kết nối theo IP ( Internet Protocol ) và thực hiện truyền dẫn băng thông rộng ở giao diện vô tuyến ( như kỹ thuật truyền dẫn CDMA ).
+ Sử dụng hiệu quả hơn đối với tài nguyên phổ vô tuyến và các tài nguyên mạng.
+ Chất lượng dịch vụ và an ninh, bảo mật không kém PSTN.
+ Kết nối trực tuyến và tính cước theo khối lượng dữ liệu.
- Thực tế từ yêu cầu tương thích trên làm nảy sinh nhiều con đường phát triển lên 3G trên phạm vi thế giới Tại Việt Nam thực tế hiện nay có 2 con đường chủ yếu sau đây:
GSM GSM/GPRS UMTS HSPA LTE
CDMA 2000 1X EV-DO GPRS- General Packet Radio Service: Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp.
UMTS- Universal Mobile Telecommunications System: Hệ thống Viễn thông di động toàn cầu.
HSPA- High Speed Packet Access: Truy cập gói cao tốc.
LTE- Long Term Evolution: Phát triển bền vững.
EV-DO- Evolution for Data Optimized: Đổi mới tối ưu cho số liệu.
- GPRS ( General Packet Radio Service ) là dịch vụ truyền tải mới cho hệ thống GSM, nó cải thiện một cách hiệu quả việc truy nhập tới các mạng truyền số liệu như: X.25; Internet… bằng cách áp dụng nguyên lý gói vô tuyến để truyền số liệu của người sử dụng một cách hiệu quả giữa máy điện thoại di động tới các mạng truyền số liệu Các gói tin có thể truyền trực tiếp từ máy di động GPRS tới các mạng chuyển mạch số liệu.
- Người sử dụng GPRS được lợi từ việc thời gian truy nhập ngắn hơn cũng như tốc độ truyền số liệu cao hơn Trong hệ thống GSM thông thường việc thiết lập kết nối diễn ra trong vài giây và tốc độ truyền số liệu hạn chế 9,6
Kbit/s GPRS cho phép thời gian thiết lập dưới một giây và tốc độ truyền số liệu tối đa đạt trên 115 Kbit/s.
- Chuyển mạch kênh không thích hợp cho lưu lượng lớn, vì người sử dụng phải trả tiền cho toàn bộ thời gian chiếm dụng kênh mặc dù có những thời điểm không có gói tin nào được gửi đi Trái lại, với công nghệ chuyển mạch gói ( GPRS ), khách hàng có thể sẽ chỉ phải trả tiền cho số các gói tin được chuyển đi, điều này thuận lợi cho người sử dụng khi kết nối trực tuyến một thời gian dài với mạng.
- Tóm lại, GPRS cải thiện việc sử dụng tài nguyên vô tuyến, tốc độ truyền số liệu cao hơn, khách hàng chỉ phải trả tiền cho số gói tin gửi và nhận, ngoài ra thời gian truy nhập cũng ngắn hơn.
- Công nghệ GPRS được Viện tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu ( ETSI ) phát triển và chuyển hóa cho dữ liệu gói trong các hệ thống GSM Tại Mỹ GPRS cũng được Hiệp hội Công nghiệp Viễn thông ( TIA ) chấp thuận như là tiêu chuẩn dữ liệu gói cho các hệ thống TDMA/IS- 136 Hiện đã được triển khai tại một số nước trên thế giới.
7.2/- Cấu trúc hệ thống GPRS:
7.2.1/- Cấu trúc logic mạng GPRS:
Mạng GPRS được xây dựng trên cơ sở cấu trúc mạng GSM hiện tại, cộng thêm một số phần tử mới Một mạng GPRS gồm các phần tử sau đây:
* Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS ( SGSN: Serving GPRS Support Node ).
* Nút hỗ trợ cổng GPRS ( GGSN: Gateway GPRS Support Node ).
* Trung tâm vận hành bảo dưỡng GPRS ( OMC- G ).
* Máy điện thoại di động hỗ trợ GPRS.
Hình 7.1: Cấu trúc hệ thống GPRS
: Giao diện số liệu và báo hiệu.
- SMS- GMSC: Gateway MSC for Short Message Service- MSC có cổng cho dịch vụ nhắn tin ngắn.
- SMS- IWMSC: Interworking MSC for Short Message Service- MSC liên mạng cho dịch vụ nhắn tin ngắn.
- SMS- C: Short Message Service Center- Trung tâm chuyển mạch ( tổng đài ) di động.
- VLR: Visitor Location Register- Bộ đăng ký tạm trú.
- HLR: Home Location Register- Bộ đăng ký thường trú.
- BSC: Base Station Cotroller- Bộ điều khiển trạm gốc.
CG Hệ thống tính cước
- PCU: Packet Control Unit- Khối ( đơn vị ) điều khiển gói.
- BTS: Base Transceiver Station- Trạm thu phát gốc.
- SGSN: Serving GPRS Support Node- Nút hỗ trợ dịch vụ của GPRS.
- GGSN: Gateway GPRS Support Node- Nút hỗ trợ cổng GPRS.
- BG: Border Gateway- Cổng ngoại biên.
- EIR: Equipment Identity Register- Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị.
- DNC: Data Networking System or Domain Name Server- Hệ thống dữ liệu hoặc máy chủ tên miền.
7.2.2/- Chức năng các phần tử trong mạng: a./- Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS ( SGSN ):
- Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS ( SGSN: Serving GPRS Support Node ) phụ trách việc phân phát và định tuyến các gói số liệu giữa máy cầm tay MS và các mạng truyền số liệu bên ngoài SGSN không chỉ định tuyến các gói số liệu giữa máy di động MS và nút hỗ trợ cổng GPRS- GGSN mà còn đăng ký cho các máy di động MS mới xuất hiện trong vùng phục vụ của nó.
- SGSN có các chức năng chính sau:
+ Quản trị di động: Bao gồm quản lý việc nhập mạng, rời mạng của thuê bao GPRS, quản lý vị trí hiện diện của thuê bao trong vùng phục vụ và thực hiện các chức năng bảo vệ và an ninh cho mạng.
+ Định tuyến và truyền tải các gói dữ liệu đi đến hay được xuất phát từ vùng phục vụ của SGSN đó.
+ Quản lý các trung kế logic bao gồm các kênh lưu lượng gói dữ liệu lưu lượng các bản tin ngắn ( SMS ).
+ Thiết lập hay hủy bỏ các giao thức dữ liệu gói PDP phục vụ cho việc truyền tải gói dữ liệu PDU giữa thuê bao GPRS và GGSN thông qua hai giao diện Gn và Gb.
+ Thực hiện kỹ thuật nén dữ liệu được truyền tải giữa SGSN và máy di động nhằm nâng cao hiệu quả của các kết nối trong mạng.
+ Cung cấp các khả năng kết nối với các phần tử khác trong mạng như: SGSN – MSC/VLR, HLR, BSC…
+ Cung cấp khả năng tương tác với mạng GSM khi cả hai công nghệ này cùng sử dụng chung một nguồn tài nguyên.
+ Điều hành việc xếp hàng của các gói dữ liệu trao đổi giữa trạm gốc BSS và nút hỗ trợ dịch vụ GPRS ( SGSN ).
- Cung cấp dữ liệu phục vụ cho việc tính cước, các thông tin dịch vụ tính cước được thu nhập lại SGSN chỉ liên quan đến phần sử dụng mạng vô tuyến của các thuê bao. b./- Nút hỗ trợ cổng GPRS ( GGSN ):
CÁC GIAO DIỆN VÀ GIAO THỨC TRONG MẠNG GPRS
CÁC GIAO DIỆN VÀ GIAO THỨC TRONG MẠNG GPRS
Các giao thức của GPRS cung cấp các chức năng điều khiển và truyền tải dữ liệu trên mặt phẳng báo hiệu và mặt phẳng truyền dẫn.
Mặt phẳng truyền dẫn bao gồm các cấu trúc giao thức phân lớp phục vụ cho việc truyền tải dữ liệu của người sử dụng, kết hợp với các thủ tục điều khiển phục vụ cho việc truyền tải dữ liệu như: điều khiển luồng, phát hiện và sửa lỗi.v.v.
Hình 8.1: Cấu trúc phân lớp giao thức
- Giao thức GTP ( GPRS Tunnelling Protocol: Giao thức tạo đường hầm GPRS ): Giao thức này phục vụ cho việc truyền tải dữ liệu giữa các GSN trong mạng đường trục GPRS Tất cả các PTP, PDP, PDU đều được kết hợp bởi GTP. GTP cũng có thể cung cấp khả năng điều khiển luồng giữa các GSN.
- Giao thức TCP/UDP ( Transmission Control Protocol/User Datagram Protocol: Giao thức điều khiển truyền dẫn/Giao thức dữ liệu gói người sử dụng ): TCP chuyển các khối điều khiển dữ liệu gói ( PDU ) của GTP trong mạng đường trục GPRS cho các giao thức cần thiết để liên kết dữ liệu tin cậy ( như X.25 ) TCP cung cấp khả năng điều khiển luồng và bảo vệ chống lại sự
L1 bis thất thoát hay ngắt quãng các PDU của GTP UDP chuyển các PDU của GTP cho các giao thức không cần phải có một liên kết dữ liệu tin cậy ( Ví dụ như
IP ) UDP cung cấp khả năng bảo vệ chống lại việc PDU của GTP bị ngắt quãng và chuyển các bản tin báo hiệu giữa các GSN.
- Giao thức IP ( Internet Protocol ): Là giao thức được dụng trong mạng đường trục GPRS, phục vụ cho việc báo hiệu và định tuyến dữ liệu.
- Giao thức SNDCP ( SubNetwork Dependent Convergence Protocol: Giao thức hội tụ phụ thuộc phân hệ mạng ): Giao thức phụ trách chuyển đổi các đặc tính lớp mạng và các đặc tính dưới lớp mạng.
* SNDCP thực hiện các chức năng:
+ Ghép kênh các gói dữ liệu từ một hay nhiều ứng dụng vào một liên kết logic.
+ Nén thông tin điều khiển và dữ liệu của người dùng trước khi được chuyển từ lớp mạng xuống lớp điều khiển kết nối logic LLC.
+ Phân mảnh và tập hợp dữ liệu: Thông tin sau khi được nén sẽ được phân mảnh cho phù hợp với kích cỡ của khung LLC.
- Điều khiển kết nối logic ( LLC: Logital Link Control ): Cung cấp liên kết dữ liệu tin cậy giữa máy đầu cuối và SGSN đang phục vụ máy đầu cuối đó. LLC sẽ cung cấp các dịch vụ cần thiết cho việc bảo dưỡng liên kết dữ liệu được mã hóa giữa máy đầu cuối và SGSN LLC hỗ trợ các thủ tục:
+ Phục vụ truyền tải các PDU của LLC giữa các máy đầu cuối và SGSN ở chế độ xác nhận và chế độ không xác nhận.
+ Phát hiện và khôi phục các PDU của LLC bị thất lạc hoặc ngắt quãng.
+ Điều khiển luồng và mã hóa các PDU của LLC giữa máy đầu cuối và SGSN Các kết nối logic này được truyền mang tính trong suốt đối với
BSC Tất cả các bản tin báo hiệu tới BSC sẽ đi từ máy di động qua BSC tới SGSN rồi mới quay lại BSC.
- Chuyển tiếp ( Relay ): Trong BSC chức năng này sẽ chuyển tiếp các PDU của LLC giữa giao diện Um và Gb Tai SGSN, nó sẽ chuyển tiếp các PDU của PDP ( Packet Data Protocol: Giao thức dữ liệu gói ) giữa các giao diện Gb và Gn.
- Giao thức BSSGP ( BSS GPRS Protocol: Giao thức GPRS của BSS ): Giao thức này có trách nhiệm vận chuyển các thông tin về định tuyến và cấp độ phục vụ ( GoS ) giữa BSC và SGSN, BSSGP không thực hiện chức năng sửa lỗi.
- Dịch vụ mạng: Truyền tải các khối điều khiển dữ liệu PDU dựa trên giao thức BSSGP.
- Điều khiển liên kết vô tuyến/ Điều khiển truy nhập không gian ( RLC/MAC: Radio Link Control/Medium Access Control ): Chức năng LLC cung cấp một liên kết tin cậy trên giao diện vô tuyến Còn chức năng MAC điều khiển các thủ tục báo hiệu truy nhập trên kênh vô tuyến và thực hiện sắp xếp các khung LLC vào các kênh vật lý.
- GSM RF ( GSM Radio Frequency: Tần số vô tuyến GSM ): tạo lập nên khung TDMA.
Mặt phẳng báo hiệu bao gồm các giao thức điều khiển và hỗ trợ cho các chức năng được thực hiện ở mặt phẳng truyền dẫn, nó bao gồm:
- Điều khiển việc truy nhập mạng GPRS như nhập mạng và rời mạng.
- Điều khiển thiết lập các kết nối trong mạng như quá trình khởi hoạt một địa chỉ PDP.
- Điều khiển việc định tuyến trong mạng, hỗ trợ khả năng di động của MS.
- Điều khiển việc ấn định, cấp phát tài nguyên.
- Cung cấp các dịch vụ bổ sung.
- Giao diện Gb là giao diện giữa BSS và SGSN ( Ở hình 8.2 mô tả giao diện Gb ) SGSN với một hay nhiều khối điều khiển gói PCU ( Packet Control Unit ) được kết nối với nhau qua giao diện Gb Nó cho phép nhiều người sử dụng có thể cùng chia sẻ nhuồn tài nguyên chung Các bản tin báo hiệu và dữ liệu người dùng có thể được gửi trên cùng nguồn tài nguyên vật lý.
- GMM/SM ( GPRS Mobility Management/ Session Management: Quản lý di động phiên/ Quản lý phiên ): Giao thức này hỗ trợ cho các chức năng quản trị di động trong mạng GPRS như nhập mạng, cập nhật vùng định tuyến, cập nhật vùng định vị, khởi tạo/ hủy bỏ PDP context.
* Giao diện này hỗ trợ:
+ Dùng chung hạ tầng mạng: Cho phép lưu lượng trên giao diện A ( trong GSM ) và Gb có thể cùng đi trên một con đường E1.
+ Kết hợp các liên kết: Cho phép kết hợp nhiều giao diện Gb trên nhiều đường E1 về một đường E1.
MS Um BSS Gb SGSN
Hình 8.2: Ngăn xếp giao thức Gb
LLC: Lớp điều khiển liên kết logic.
RLC: Lớp điều khiển kết nối vô tuyến.
MAC: Lớp điều khiển truy nhập trung gian.
GMM/SM: Quản lý di động GPRS/ Quản lý phiên.
GSM RF: tần số vô tuyến GSM.
- Giao diện Gr là giao diện giữa HLR và SGSN để chuyển các thông tin về hồ sơ thuê bao, địa chỉ SGSN hiện tại và địa chỉ PDP Hình 8.3 dưới đây mô tả cấu trúc của giao diện Gr:
Hình 8.3: Ngăn xếp giao thức Gr
MAP ( Mobile Application Port ): Cổng ứng dụng di động.
TCAP ( Transation Capabilities Application Part ): Phần ứng dụng các khả năng giao dịch.
SCCP ( Signaling Connection Control Part ): Phần điều khiển kết nối báo hiệu.
MTP ( Message Transfer Part ): Phần chuyển giao tin báo.
MAP TCAP SCCP MTP3 MTP2 L1
MAPTCAPSCCPMTP3MTP2L1
- Ở giao diện này kết nối SGSN với HLR bởi báo hiệu số 7, cung cấp khả năng truy nhập tới tất cả các nút trong mạng báo hiệu số 7, Bao gồm HLR của nội mạng PLMN khác Tại giao diện này, giao thức MAP hỗ trợ cho khả năng trao đổi tín hiệu giữa SGSN và HLR Còn giao thức TCAP, SCCP, MTP3, MTP2 giống như giao thức được sử dụng hỗ trợ MAP trong mạng GSM.
- Giao diện Gs là giao diện giữa SGSN và MSC/VLR trong trường hợp kết hợp giữa các dịch vụ chuyển mạch gói GPRS và chuyển mạch kênh GSM.
- Cấu trúc giao diện Gs:
Hình 8.4: Ngăn xếp giao thức Gs
- Tại giao diện này, giao thức BSSAP+ là một phần trong các thủ tục BSSAP nhằm hỗ trợ cho việc báo hiệu giữa SGSN và MSC/VLR.
Giao diện Gf là giao diện giữa bộ ghi định vị nhận dạng thiết bị EIR và SGSN để có thể hỏi về số IMEI của trạm di động Tại giao diện này, giao thức MAP hỗ trợ cho báo hiệu giữa SGSN và MSC/VLR.
- Cấu trúc của giao diện Gd:
Hình 8.5: Ngăn xếp giao thức Gd
SGSN ( Serving GPRS Support Node ): Nút hỗ trợ dịch vụ của GPRS.
SMS-GMSC ( Gataway MSC for Short Message Service ): Tổng đài di động liên mạng cho dịch vụ nhắn tin ngắn.
- Gd là giao diện giữa SGSN với SMS- GMSC và giữa SGSN với SMS- IWMSC Tại giao diện này, giao thức MAP hỗ trợ cho việc báo hiệu giữa SGSN và SMS- SMSC phục vụ cho việc truyền tải các bản tin ngắn.
MAP TCAP SCCP MTP3 MTP2 L1
MAPTCAPSCCPMTP3MTP2L1
TRIỂN KHAI GPRS TRÊN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM TẠI VIỆT NAM
TRIỂN KHAI GPRS TRÊN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM TẠI VIỆT NAM
Trước nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng về các dịch vụ mới của mạng di động, đặc biệt là các dịch vụ số liệu thì việc triển khai dịch vụ truyền số liệu tốc độ cao theo nguyên tắc chuyển mạch gói GPRS là rất cần thiết Hiện nay ở Việt Nam có ba nhà cung cấp dịch vụ điện thoại di động lớn nhất là Viettel Telecom VMS ( Mobilephone ) và GPC ( Vinaphone ).
Thực chất ba mạng này hoạt động song song độc lập với nhau nhưng cúng được quản lý bởi một nhà kinh doanh dịch vụ viễn thông là VNPT, cùng sử dụng công nghệ GSM, cơ sở hạ tầng của mạng không có gì khác nhau Tuy nhiên, khi đưa vào triển khai dịch vụ số liệu thì ba mạng có khác nhau về các bước triển khai và lựa chọn thiết bị của các hãng, cả ba mạng đã từng bước thực hiện từ đầu năm 2002 đến nay.
Sau đây là vấn đề đề cập tới hiện trạng và nhu cầu của một trong ba mạng và cấu trúc mạng GPRS chung của ba mạng đó.
9.1/- Đánh giá hiện trạng và nhu cầu:
- VMS là mạng thông tin di động GSM đầu tiên hoạt động tại Việt Nam. Đây là Công ty hoạt động theo hình thức hợp đồng, hợp tác kinh doanh giữa VNPT và tập đoàn Comvik của Thụy Điển.
- Cấu trúc mạng VMS được chia theo ba khu vực:
+ Khu vực 1 ( Hà Nội và tỉnh phía Bắc ): PLMN 1 là loại PLMN của Alcatel gồm một số MSC và các HLR cùng VLR.
+ Khu vực 2 ( TP Hồ Chí Minh và các tỉnh phía Nam ): gồm hai PLMN là loại PLMN của Ericsson Mạng VMS khu vực 2 hiện nay có 4 tổng đài MSC, 2 HLR và các VLR Một MSC của Ericsson đóng vai trò là GMSC cho khu vực 2.
+ Khu vực 3 ( Đà Nẵng và các tỉnh miền Trung ): PLMN 3 là loại PLMN của Ericsson.
Mạng thông tin di động Vinaphone ra đời từ năm 1996, dùng công nghệ GSM của Siemens Tổ chức mạng hình thành trên ba trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động ( MSC ) sử dụng tổng đài EWSD ( Siemens ) đặt tại ba khu vực chính trong nước là Hà Nội, TP Hồ Chí Minh và Đà Nẵng Các MSC đều được nối với nhau và có đường thông ra mạng PSTN cũng như các mạng khác Hệ thống điều khiển trạm gốc BSC gồm 11 trạm, trong đó Hà Nội có 4 trạm, TP Hồ Chí Minh 5 trạm và Đà Nẵng 2 trạm Trong đó, Hà Nội có 87 trạm, TP Hồ Chí Minh có 94 trạm và Đà Nẵng có 33 trạm Đường kết nối giữa BTS và BSC sử dụng hệ thống vi ba hoặc cáp quang.
Hiện nay mạng VMS và Vinaphone cung cấp các dịch vụ:
- Thoại: Là dịch vụ chính hiện nay.
- Dịch vụ nhắn tin ngắn SMS: Đang đi vào khai thác có hiệu quả.
- Các dịch vụ trả trước ( Card ): Đã triển khai và sử dụng rộng rãi.
- Truyền số liệu: Dịch vụ này chưa phát triển do bị hạn chế về tốc độ truyền.
9.3/- Số lượng thuê bao của mạng:
Hai mạng đã phủ sóng toàn quốc, đã thực hiện roaming trong nước và một số nước khác Với ưu thế vượt trội về vùng phủ sóng so với VMS, số thuê bao của mạng Vinaphone đã phát triển nhanh chóng vượt quá cả dự báo trước đây. Tại thời điểm năm 2000 số lượng thuê bao di động của Vinaphone vào khoảng trên 300.000 thuê bao Cho đến năm 2008 là 2.000.000 thuê bao và dự kiến đến năm 2015 sẽ đạt trên 4.000.000 thuê bao.
Theo tổng Công ty Bưu chính Viễn thông, dự báo số lượng thuê bao di động ( của VMS và Vinaphone ) tính tới thời điểm năm 2008 như sau:
Bảng 9.1: Thống kê số liệu dự báo thuê bao di động của VMS và Vinaphone
Căn cứ theo dự báo phát triển thuê bao di động của hai nhà cung cấp dịch vụ di động Vinaphone và VMS, số lượng thuê bao di động cũng như tỷ trọng của các thuê bao có nhu cầu đối với dịch vụ số liệu như sau:
Bảng 9.2: Thống kê nhu cầu đối với dịch vụ số liệu
Dân số (triệu) 78,382 79,793 83,967 84,534 85,239 86,160 Σ thuê bao 1.437.000 1.664.000 1.922.000 2.123.000 2.432.000 2.751.000
Số máy/100 dân 1,6634 1,8965 2,1604 2,3913 2,6100 2,9232 Multimedia cao 38.543 43.129
Như vậy, theo kết quả dự báo ta nhận thấy số lượng thuê bao di động sẽ tăng lên từ 1.437.000 ( năm 2003 ) lên tới trên 4 triệu ( năm 2010 ) Trong đó, số thuê bao di động sử dụng dịch vụ số liệu nói chung xuất hiện vào cuối năm 2001 và sẽ tăng lên từ 5% ( năm 2002 ) lên 30% ( năm 2008 ) Tính từ 2008 đến 2010, trong số thuê bao di động có nhu cầu sử dụng dịch vụ số liệu nói chung ( chiếm 30% tổng số ) thì chỉ có 5% sử dụng dịch vụ đa phương tiện ( Multimedia ) Với kết quả dự báo đó thì trong giai đoạn hiện nay, việc triển khai dịch vụ sô liệu tốc độ cao dựa trên công nghệ chuyển mạch gói vô tuyến GPRS của các nhà khai thác di động GSM tại Việt Nam là hợp lý cả về góc độ đầu tư nâng cấp tận dụng hệ thống GSM hiện có, cũng như đảm bảo khả năng cung cấp dịch vụ phù hợp với nhu cầu về loại hình dịch vụ và mức độ tăng trưởng về số lượng khách hàng.
9.5/- Một số đề xuất triển khai dịch vụ GPRS:
9.5.1/- Những vấn đề liên quan đến dung lượng khi triển khai dịch vụ số liệu trên mạng GSM:
Khi triển kai dịch vụ số liệu, mạng sẽ xuất hiện đồng thời cả lưu lượng thoại và số liệu Đối với phần lưu lượng số liệu thì khả năng thông tải phụ thuộc chính vào chất lượng của giao diện không gian Việc nghễn mạng sẽ giảm đáng kể khả năng thông tải nhất là đối với dịch vụ HSCSD và GPRS khi lưu lượng thoại GSM có mức ưu tiên cao hơn Đối với việc triển khai dịch vụ GPRS, cần lưu ý một số quan điểm quan trọng dưới đây khi xác định dung lượng.
- Trong giai đoạn đầu, khi số lượng thuê bao ít hơn, phần lưu lượng chuyển mạch kênh ( thoại GSM, HSCSD ) thường có mức ưu tiên dịch vụ cao hơn so với lưu lượng GPRS Bởi vậy, trước tiên các cell sẽ được tính toán cho đủ dung lượng đáp ứng cho chuyển mạch kênh với một xác suất nghẽn cho trước, sau đó sẽ tính cho lưu lượng của GPRS nếu mạng còn khả năng cung cấp.
- Thông thường, mạng sẽ dành ra một số lượng nhất định ( 1 hoặc 2 ) khe thời gian gán cho GPRS Do vậy, khả năng thông tải của GPRS sẽ được xác định bởi những khe thời gian này cùng với những khe thời gian khác mà GPRS có thể được cấp phát thêm khi tình trạng tải lưu lượng của chuyển mạch kênh cho phép Trong giai đoạn sau, khi tỷ trọng của thuê bao số liệu trong mạng lớn hơn thì mức ưu tiên của lưu lượng GPRS ngang bằng với chuyển mạch kênh. Các khe thời gian đã được cấp phát và được GPRS sử dụng sẽ không bị thu hồi cho chuyển mạch kênh khi dung lượng của mạng không đủ đáp ứng Lúc này, cuộc gọi đến của chuyển mạch kênh sẽ bị nghẽn.
9.5.2/- Triển khai dịch vụ GPRS: a/- Các phương án chia dung lượng:
Khi đưa dịch vụ GPRS vào hệ thống GSM, việc phân chia dung lượng hiện có của mạng cho GPRS như các dịch vụ truyền thông của GSM được thực hiện theo một trong ba phương án sau:
* Phương án 1: Chia riêng dung lượng:
Theo phương án này, tổng dung lượng của cell được chia thành hai phần riêng biệt, một dành cho lưu lượng GSM, một dành cho lưu lượng GPRS Trong phần dung lượng riêng của mình, đương nhiên chúng phải dành ra một phần cho handover ( chuyển giao ) Với kiểu phân chia này, toàn bộ hệ thống được xem như hai hệ thống riêng rẽ hợp lại Do không có sự điều phối dung lượng giữa hai phần với nhau nên việc điều khiển quản lý tương đối đơn giản Tuy nhiên, điểm bất lợi chính của phương án này là không linh hoạt trong việc điều chuyển dung lượng hệ thống Do vậy hiệu quả sử dụng tài nguyên chung là rất thấp.
* Phương án 2: Dùng chung toàn bộ dung lượng:
- Dung lượng của cell được dùng chung cho cả GSM và GPRS Tuy nhiên trong đó vẫn dành ra một phần dung lượng cho handover của chúng Thông thường thì trong phương án này, mức ưu tiên của GSM thường cao hơn GPRS.
Do vậy, lưu lượng của các dịch vụ truyền thống GSM hoàn toàn có khả năng sử dụng toàn bộ dung lượng cell khi cần.
- Mặt khác trong điều kiện cho phép ( chất lượng không gian tốt, lượng GSM thấp ) thì các kết nối GPRS vẫn hoàn toàn có khả năng đạt được tốc độ tối đa của mình Ưu điểm chính của phương án này là khả năng sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên chung của mạng và dịch vụ số liệu có thể đạt được tốc độ tối đa của mình nếu điều kiện cho phép.
* Phương án 3: Chia sẽ từng phần dung lượng:
