TỔNG QUAN MẠNG DI ĐỘNG
Tóm tắt sơ lược lịch sử phát triển
Hệ thống thông tin di động từ lâu đã là một ước mơ lớn của con người, và ước mơ này đã trở thành hiện thực ngay khi kỹ thuật cho phép Sự thực hiện đầu tiên bằng sóng vô tuyến được thực hiện từ cuối thế kỷ 19 Tuy nhiên, việc đưa hệ thống thông tin di động vào phục vụ chỉ được thực hiện sau chiến tranh thế giới lần thứ 2, khi mà công nghệ điện tử cho phép Đó là một dịch vụ thông tin đặc biệt, nó cho phép nối thông các cuộc gọi không cần dây dẫn Ngay đó ngay cả khi di chuyển, các thuê bao di động vẫn trao đổi thông tin được với nhau Do sự phát triển ngày càng cao của công nghệ điện tử và thông tin, mạng thông tin ngày càng phổ biến, giá cả ngày một hạ và độ tin cậy ngày càng tăng lên Quá trình phát triển của mạng thông tin đã trải qua các giai đoạn sau:
- Giai đoạn thứ nhất: Sau 1946, khả năng phục vụ nhỏ, chất lượng không cao, giá cả dắt.
- Giai đoạn thứ hai: Từ 1970 – 1979, cùng với sự phát triển của các thiết bị điện tử tổ hợp cỡ lớn và các bộ vi xử lý, ta có thể thực hiện được một hệ thống phức tạp hơn Bởi vì vùng phủ sóng của anten phát của các máy di động bị hạn chế nên hệ thống được chia thành một vài trạm nhận cho một trạm phát.
- Giai đoạn thứ ba: Từ1979 -1990, là mạng tổ ong tương tự Các trạm thu phát được đặt theo các ô tổ ong Mạng này cho phép sử dụng lại tần số và cho phép chuyển giao giữa các ô trong cuộc gọi Các mạng điển hình là:
+ AMPS (Advanced Mobile Phone Service): được đưa vào hoạt động tại Mỹ năm 1979.
+NMT ( Nordic Mobile Telephone): là hệ thống của các nước Bắc Âu và được đưa vào sử dụng vào tháng 12/1981.
+TACS ( Total Access Communication System): được đưa vào phục vụ tại Vương quốc Anh năm 1985.
Tất cả các mạng trên dựa trên mạng truyền điện thoại tương tự bằng điều chế tần số Chúng sử dụng tần số 450 hoặc 900 Mhz Vùng phủ sóng của nó chỉ ở mức quốc gia và phục vụ được vài trăm thuê bao Hệ thống lớn nhất ở Anh là TACS đạt hơn một triệu thuê bao vào năm 1990.
- Giai đoạn thứ tư:Năm 1990, Vương quốc Anh đưa ra hệ thống DCS (Digital Cellular System) DCS dựa trên hệ thống GSM với việc sử dụng tần số 1800Mhz.
Hiện nay, để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về các dịch vụ viễn thông mới, các hệ thống thông tin di động đang tiến tới thế hệ thứ ba Ở thế hệ thứ ba này, các hệ thống thông tin di động có xu thế hoà nhập thành một tiêu chuẩn duy nhất và có khả năng phục vụ ở tốc độ lên đến 2Mbit/s. Ở Việt Nam, hệ thống thông tin di động số GSM được đưa vào từ năm 1993, hiện nay đang được hai công ty VMS và GPC khai thác rất hiệu quả Từ năm 2004 này công ty Vietel cũng đã cung cấp dịch vụ này.
Hiện nay song song với hệ thống điện thoại di động tế bào GSM thì còn có một công nghệ mới, trước đây chỉ sử dụng cho mục đích quân sự là CDMA và được đưa ra thương mại bởi hãng Qualcomm IS-95 (Interim Standard – 95A) với tên gọi là CDMA- ONE vào năm 1991 IS-95 sử dụng phương pháp đa truy cập phân chia theo mã (CDMA) là nền tảng cho sự mở rộng dung lượng thuê bao, hạn chế công suất phát để chống nhiễu và nâng cao hiệu suất sử dụng dãi tần hạn chế Công nghệ CDMA ra đời hứa hẹn sự đột phá mới trong sự phát triển của hệ thống thông tin di động bởi khả năng chống nhiễu và tốc độ truyền tin cao đáp ứng cho các yêu cầu dịch vụ đa phương tiện.
Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 được nghiên cứu để phát triển các dịch vụ mới cũng như cải thiện chất lượng các dịch vụ truyền thống và nâng cao tính hiệu quả sử dụng băng tần vô tuyến Trong rất nhiều hệ thống thế hệ ba thì nổi bật nhất là:
Hệ thống thông tin di động đa năng UMTS (Universal Mobile Telecommunication
System) do CEPT đề xuất; và hệ thống thông tin di động mặt đất công cộng tương lai
- FPLMTS (Future Public Land Mobile Telecommunication Systems) do ITU-R phát triển.
Và hiện nay đang nghiên cứu xu thế OFDM để triển khai cho mạng thông tin di động tương lai, hay còn gọi là 4G Với mạng di động sử dụng kỹ thuật OFDM sẽ
Tuy nhiên với OFDM các kỹ thuật điều chế còn có sự kết hợp của ghép kênh và đa thâm nhập khá phức tạp còn phải nghiên cứu thử nghiệm trong thời gian tới.
Cấu trúc của mạng di động GMS
Cấu trúc của mạng di động gồm ba phân hệ chính là SS (Switching Subsystem) phân hệ chuyển mạch, BSS (Base Station Subsystem ) phân hệ trạm gốc và OSS phân hệ khai thác và bảo dưỡng ( Operation and Support Subsystem)
Hình 1.1 Cấu trúc mạng GSM
EIR Equipment Identifed Reader Bộ ghi nhận dạng thiết bị
CSPDN Circuit Switching Public Data
Mạng chuyển mạch số công cộng theo mạch
MS Mobile Station Trạm di động
BSS Base Station System Hệ thống trạm gốc
SS Switching System Hệ thống chuyển mạch
OSS Operation and Support System Hệ thống khai thác và hỗ trợ
BTS Base Transcver Station Trạm thu phát gốc
BSC Base Station Controller Phần điều khiển trạm gốc
MSC Mobile Switching Centre Trung tâm chuyển mạch
VLR Visting Located Register Thanh ghi định vị tạm trú
HLR Home Located Register Thanh ghi định vị thường trú AUC AUthentication Centre Trung tâm nhận thực
PSTN Public Service Telephone Network Mạng điện thoại phục vụ công cộng PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất
PSPDN Packet Switching Public Data Network Mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói
Hệ thống được thực hiện như một mạng gồm nhiều ô vô tuyến cạnh nhau để cùng đảm bảo toàn bộ vùng phủ sóng của vùng phục vụ Mỗi ô có một trạm vô tuyến gốc BTS làm việc ở một tập hợp các kênh vô tuyến Các kênh này khác với các kênh được sử dụng ở các ô lân cận để tránh giao thoa nhiễu Một bộ điều khiển trạm gốc BSC điều khiển nhóm BTS BSC điều khiển các chức năng như một trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động MSC điều khiển một số trạm BTS MSC điều khiển các cuộc gọi đến và đi từ mạng chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN, mạng số liên kết đa dịch vụISDN, mạng di động mặt đất công cộng PLMN, và có thể là các mạng riêng.
Cấu trúc địa lý của mạng
Mọi mạng điện thoại đều có một cấu trúc nhất định để định tuyến các cuộc gọi đến tổng đài cần thiết và cuối cùng đến thuê bao bị gọi Trong mạng di động cấu trúc này rất quan trọng do tính lưu thông của các thuê bao trong mạng.
Về mặt địa lý một mạng di động bao gồm :
Hình 1.2 Ví dụ về phân cấp cấu trúc địa lý của mạng di động cellular (GSM) a Vùng mạng
Các đường truyền giữa mạng GSM/PLMN và mạng PSTN/ISDN khác hay các mạng PLMN khác sẽ ở mức tổng đài trung kế quốc gia hay quốc tế Trong một mạng GSM/ PLMN tất cả các cuộc gọi kết cuối di động đều được định tuyến đến một tổng đài vô tuyến cổng (GMSC) GMSC làm việc như một tổng đài trung kế vào cho GSM/PLMN Đây là nơi thực hiện chức năng hỏi định tuyến cuộc gọi cho các kết cuối di động
Hình 1.3 Vùng mạng GSM/PLMN b Vùng phục vụ: MSC/VLR
Vùng phục vụ là bộ phận của mạng được MSC quản lý Để định tuyến cuộc gọi đến thuê bao di động, đường truyền qua mạng sẽ được nối đến MSC ở vùng phục vụ MSC nơi thuê bao đang ở.
Vùng phục vụ là bộ phận của mạng được định nghĩa như một vùng mà ở đó có thể đạt đến một trạm di động nhờ việc trạm MS này được ghi lại ở một bộ ghi tạm trú, một vùng mạng GSM/PLMN được chia thành một hay nhiều vùng phục vụ MSC/LVR. c Vùng định vị (LA: Location Area )
Mỗi vùng phục vụ MSC/VLR được chia thành một số vùng định vị Vùng định vi là một phần của vùng phục vụ MSC/VLR mà ở đó một MS có thể chuyển động tự do mà không cần cập nhật thông tin về vị trí tổng đài MSC/VLR Hệ thống có thể nhận dạng vùng định vị bằng cách sử dụng nhận dạng vùng đinh vị LAI Vùng định vị hệ thống sử dụng để tìm một thuê bao đang ở trạng thái hoạt động. d Ô (Cell)
Vùng định vị được chia thành một số ô Ô là một vùng bao phủ vô tuyến được mạng nhận dạng bằng nhận dạng ô toàn cầu (CGI –Cell Global Identity).
Trạm di động tự nhận dạng ô bằng cách sử dụng mã nhận dạng trạm gốc (BISC Base station Identity Code ).
Các vùng ở GSM có mối liên hệ chặt chẽ với nhau Mối quan hệ giữa các vùng củaGSM (được thể hiện ở hình 1.3).
Chức năng các khối trong mạng
Trạm di động là thiết bị duy nhất mà người sử dụng có thể thường xuyên nhìn thấy của hệ thống MS có thể là thiết bị đặt trong ô tô hay thiết bị xách tay hay cầm tay Loại thiết bị nhỏ cầm tay sẽ là thiết bị trạm di động phổ biến nhất Ngoài việc chứa các chức năng vô tuyến chung và xử lý giao diện vô tuyến, MS còn phải cung cấp giao diện với người sử dụng (như mic, loa, màn hình, bàn phím để quản lý cuộc gọi) hoặc giao diện với một số thiết bị khác như giao diện với máy tính cá nhân, fax… Hiện nay người ta đang cố gắng sản suất các thiết bị đầu cuối gọn nhẹ để đấu nối với trạm di động Việc lựa chọn các thiết bị đầu cuối hiện để mở cho các nhà sản suất Ta có thể liệt kê ba chức năng chính:
- Thiết bị đầu cuối thực hiện các chức năng không liên kết qua mạng GSM
- Kết cuối trạm di động thực hiện các chức năng liên quan đến truyền dẫn ở giao diện vô tuyến.
- Bộ thích ứng đầu cuối làm việc như một cửa nối thông thiết bị đầu cuối với kết cuối di động Cần sử dụng bộ thích ứng đầu cuối khi giao diện ngoài trạm di động tuân theo tiêu chuẩn ISDN để đấu nối đầu cuối – modem.
Cấu trúc của một máy di động:
Máy di động gồm thiết bị di động ME (Mobile equipment) và modun nhận dạng thuê bao SIM
Modun nhận dạng thuê bao:
SIM là một modun tháo rút được để cắm vào mỗi khi thuê bao muốn sử dụng
MS và rút ra khi MS không có người hoặc lắp đặt ở MS khi ban đầu đăng ký thuê bao.
Các khai thác mạng GSM là các khai thác khi thiết lập, hoạt động xóa một cuộc gọi Khi sử dụng ở ME, SIM đảm bảo các chức năng sau nếu nó nằm trong khai thác của mạng GSM:
- Lưu giữ thông tin bảo mật liên quan đến thuê bao (như IMSI) và thực hiện các cơ chế nhận thực và tạo khóa mật mã.
- Khai thác PIN người sử dụng (nếu cần mã PIN) và quản lý.
- Quản lý thông tin liên quan đến thuê bao di động chỉ được thực hiện khai thác mạng GSM khi SIM có một IMSI đúng.
- SIM phải có khả năng sử lý một số nhận dạng cá nhân (PIN), kể cả khi không bao giời sử dụng nó PIN bao gồm 4 đến 8 chữ số Một PIN ban đầu được nạp bởi bộ hoạt động dịch vụ ở thời điểm đăng ký Sau đó người sử dụng có thể thay đổi PIN cũng như độ dài PIN tùy ý Người sử dụng cũng có thể sử dụng chức năng PIN hay không bằng một chức năng SIM-ME được gọi là chức năng cấm PIN Việc cấm này giữ nguyên cho đến khi người sử dụng cho phép lại kiểm tra PIN Nhân viên được phép của hãng khai thác có thể chặn chức năng cấm PIN khi đăng ký thuê bao, nghĩa là thuê bao khi bị chặn chức năng cấm PIN không còn lựa chọn nào khác là sử dụng PIN Chặn SIM nghĩa là đặt nó vào trạng thái cấm khai thác mạng GSM, có thể dùng khóa giải tỏa chặn cá nhân để giải tỏa chặn
1.4.2 Hệ thống trạm gốc BSS.
BSS là một hệ thống các thiết bị đặc thù riêng cho tính chất tổ ong vô tuyến của GSM. BSS giao tiếp trực tiếp với các trạm di động (MS) thông qua giao diện vô tuyến Vì thế nó gồm các thiết bị phát và thu đường truyền vô tuyến và quản lý các chức năng này Mặt khác BSS thực hiện giao diện với các tổng đài SS Tóm lại BSS thực hiện đấu nối các MS với các tổng đài và nhờ vậy đấu nối những người sử dụng các trạm di động với các người sử dụng các trạm viễn thông khác BSS cũng phải được điều khiển, vì vậy nó được đấu nối với OSS, chức năng của BSS như sau:
- BSS thực hiện việc giám sát các đường ghép nối vô tuyến, liên kết kênh vô tuyến với máy phát và quản lý cấu hình các kênh này.
- Điều khiển việc thay đổi tần số vô tuyến của đường ghép nối và sự thay đổi công suất phát vô tuyến.
- Thực hiện mã hoá kênh và tín hiệu thoại số, phối hợp với tốc độ truyền thông tin.
- Quản lý quá trình Handover ( chuyển giao ).
- Thực hiện bảo mật kênh vô tuyến.
Hệ thống con BSS gồm hai phần:
- Bộ điều khiển vô tuyến BSC.
- Một hay nhiều trạm thu phát gốc BTS. a Trạm thu phát gốc (BTS –Base transceiver station)
Một BTS bao gồm các thiết bị thu phát, anten và xử lý tín hiệu đặc thù cho giao diên vô tuyến Có thể coi BTS là các Modem vô tuyến phức tạp có thêm một số các chức năng khác Một bộ phận quan trọng của BTS là TRAU 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 truyền, trường hợp truyền số liệu TRAU là một bộ phận của BTS, nhưng cũng có thể đặt cách xa BTS và thậm chí trong nhiều trường hợp được đặt giữa BSC và MSC.
Các chức năng của BTS là:
- Biến đổi truyền dẫn (dây dẫn –vô tuyến).
- Các phép đo vô tuyến
- Truyền dẫn không liên tục.
- Giám sát và kiểm tra. b BSC
BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển từ xa BTS và MS Các lệnh này chủ yếu là lệnh ấn định, giải phóng kênh vô tuyến và quản lý chuyển giao (Handover) Một phía BSC được nối với BTS còn phía kia được nối với MSC của SS 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
BSC có các chức năng chính sau:
- Giám sát các trạm vô tuyến gốc.
- Quản lý mạng vô tuyến.
- Điều khiển nối thông đến các máy di động.
- Định vị và chuyển giao.
- Khai thác bảo dưỡng của BSS.
- Quản lý mạng truyền dẫn.
- Chức năng chuyển đổi máy (gồm cả ghép 4 kênh lưu thông GSM toàn bộ tốc độ vào một kênh 64kbit/s).
- Mã hóa tiếng (giảm tốc độ bít xuống 13kbit/s) sẽ được thực hiện ở BSC Vì vậy một đường PCM có thể truyền được 4 cuộc nối tiếng.
Nếu khoảng cách giữa BSC và BTS nhỏ hơn 10m, các kênh thông tin có thể nối trực tiếp (chế độ combine) Nếu khoảng cách này lớn hơn thông tin phải qua giao diện A – bit (chế độ Remote) Một BSC có thể quản lý nhiều BTS theo cấu hình hỗn hợp của hai kiểu trên
1.4.3 Hệ thống vận hành và bảo dưỡng OSS Để đưa hệ thống GSM vào khai thức và quản lý cần có hệ thống OSS Nhiệm vụ của nó là phối hợp hoạt động giữa một số hoặc tất cả các phần của BSS và SS, có thể can thiệp vào các phần của BSS và SS qua các thiết bị đầu cuối Chẳng hạn việc quản lý thuê bao có thể được làm bằng cách đưa vào các số liệu thuê bao ở thiết bị đầu cuối được nối với HLR.
Trong quá khứ việc lắp đặt các thiết bị đầu cuối chỉ có thể được thực hiện riêng biệt giữa các thành phần, nhưng ngày nay nhờ có sự phát triển của công nghệ cũng như để đáp ứng hệ thống thông tin phức tạp và yêu cầu chất lượng thông tin ngày một cao thì trung tâm vận hành và bảo dưỡng ra đời gọi là mạng quản lý viễn thông TMN. Mạng này được nối một bên với các thành phần của mạng thông tin (MSC, BSC, HLR), một bên được nối với các thiết bị có giao diện với con người Nhiệm vụ chính của OSS là quản lý số liệu thuê bao, qua việc đăng ký hay bãi bỏ thuê bao được thực hiện tại HLR Trong phân hệ OSS có trung tâm khai thác và bảo dưỡng OMC ( Operation and Maintenance Center ) OMC cung cấp một điểm trung tâm mà từ đó điều khiển và giám sát các thực thể của mạng ( như: các mạng cơ sở, các mạng chuyển mạch, cơ sở dữ liệu…) cũng như giám sát chất lượng dịch vụ mà mạng cung cấp.
Có hai loại OMC như sau :
- OMC (R) : Operation and Maintenance Center: Radio part : điều khiển BSS
- OMC (S) : Operation and Maintenance Center: Switch part : điều khiển SS OMC cung cấp các chức năng sau:
- Quản lí, cảnh báo sự kiện.
- Quản lí việc thực hiện.
- Quản lí sự an toàn.
1.4.4 Hệ thống chuyển mạch (mạng lõi của GSM) a Cấu trúc mạng core của GSM
Hệ thống con 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 SS là quản lý thông tin giữa những người sử dụng mạngGSM với nhau và với mạng khác.
Hệ thống con chuyển mạch SS bao gồm các khối chức năng sau:
- Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động (MSC: Mobile Services
- Bộ ghi định vị tạm trú (VLR: Visitor Location Register)
- Bộ ghi định vị thường trú (HLR: Home Location Register)
- Trung tâm nhận thực (AUC: Authentication Center)
- Bộ nhận dạng thiết bị (EIR: Equipment Identity Register)
- Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng (GMSC: Gateway Mobile Services Switching Center)
Hình 1.4 Cấu hình mạng lõi trong GSM b Chức năng các khối trong mạng core của GSM.
1 Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng GMSC/ MSC. Ở SS, chức năng chuyển mạch chính được MSC thực hiện Nhiệm vụ chính của MSC là điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến những người sử dụng mạng GSM Một mặt MSC giao tiếp với phân hệ BSS, mặt khác nó giao tiếp với mạng ngoài MSC làm nhiệm vụ giao tiếp với mạng ngoài được gọi là GMSC Việc giao tiếp với mạng ngoài để đảm bảo thông tin cho người sử dụng mạng GSM đòi hỏi cổng thích ứng (các chức năng tương tác IWF: Interworking Function) SS cũng cần giao tiếp với mạng ngoài để sử dụng các 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 các bộ điều khiển trạm gốc Để kết nối MSC với một số mạng khác, cần phải thích ứng các đặc điểm truyền dẫn của GSM với các mạng này Các thích ứng này được gọi là các chức năng tương tác IWF (Interworking Function) bao gồm một thiết bị để thích ứng giao thức và truyền dẫn Nó cho phép kết nối với các mạng: PSPDN (Packet Switched Public Data Network: mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói), hay CSPDN (Circuit Switched Public Data Network: mạng số liệu công cộng chuyển mạch kênh), nó cũng tồn tại khi các mạng khác chỉ đơn thuần là PSTN hay ISDN IWF có thể được thực hiện trong cùng chức năng MSC hay có thể ở thiết bị riêng, ở trường hợp hai thì giao tiếp giữa MSC và IWF được để mở. Để thiết lập một cuộc gọi đến người sử dụng GSM, trước hết cuộc gọi phải được định tuyến đến một tổng đài cổng GMSC mà không cần biết đến hiện thời thuê bao đang ở đâu Các tổng đài cổng 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 (MSC tạm trú) Để vậy trước hêt các tổng đài cổng phải dựa trên số thoại danh bạ của thuê bao để tìm đúng HLR cần thiết và hỏi HLR này Tổng đài cổng có một giao diện với các mạng bên ngoài với mạng GSM Về phương diện kinh tế, không phải bao giờ tổng đài cổng cũng đứng riêng mà thường được kết hợp với MSC.
2 Bộ ghi định vị thường trú HLR
Là cơ sở dữ liệu quan trọng nhất của mạng GSM, lưu trữ các số liệu và địa chỉ nhận dạng cũng như các thông số nhận thực của thuê bao trong mạng Các thông tin lưu trữ trong HLR gồm: nhận dạng thuê bao IMSI, MSISDN, VLR hiện thời, trạng thái thuê bao, khoá nhận thực và chức năng nhận thực, số lưu động trạm di động MSRN
HLR chứa những cơ sở dữ liệu bậc cao của tất cả các thuê bao trong GSM. Những dữ liệu này được truy nhập từ xa bởi các MSC và VLR của mạng.
3 Bộ ghi định vị tạm trú VLR
VLR là cơ sở dữ liệu thứ hai trong mạng GSM Nó được nối với một hay nhiềuMSC và có nhiệm vụ lưu giữ tạm thời số liệu thuê bao của các thuê bao hiện đang nằm trong vùng phục vụ của MSC tương ứng và đồng thời lưu giữ số liệu về vị trí của các thuê bao nói trên ở mức độ chính xác hơn HLR Mỗi MSC có một VLR Ngay sau khi lưu động vào một cùng MSC mới, VLR liên kết với MSC sẽ yêu cầu số liệu về
VAI TRÒ, TÍNH NĂNG, CẤU TRÚC VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ GHI ĐỊNH VỊ THƯỜNG TRÚ HLR (Home Location Register)
Vai trò và tính năng của bộ ghi định vị thường trú HLR trong mạng GSM
Hình 2.1 Vai trò của ngHLR.
HLR kết nối đến các khối trong mạng thông qua các giao diện để thực hiện chức năng của mình nhờ hai kiểu giao tiếp là IP/TDM Dưới đây là bảng giao diện và giao thức được hỗ trợ bởi ngHLR.
Giao diện Từ HLR kết nối đến Chức năng Kiểu giao thức vật lý
C MSC/GMSC/SMC HLR cung cấp thông tin về định tuyến.
D VLR HLR làm việc với VLR qua giao diện D thực hiện chức năng quản lý thông tin vị trí, authen trong phần CS
Gr SGSN HLR làm việc với SGSN qua giao diện Gr thực hiện chức năng quản lí thông tin vị trí trong phần PS.
Gc GGSN HLR làm việc với GGSN qua giao diện Gc thực hiện chức năng quản lí việc thiết lập trong phần PS.
J gsmSCF (SCP) HLR làm việc với SCP qua giao diện J thực hiện chức năng xử lí các bản tin CAMEL
Lh GMLC HLR làm việc với GMLC qua giao diện Lh thực hiện chức năng xử lí các bản tin MAP
Hình 2.2 Các tầng giao diện trên nên IP và TDM.
2.1.2 Một số tính năng cơ bản của HLR (Basic features in HLR).
- Xử lí tính di động trong HLR.
Nói chung HLR theo dõi các thuê bao di động trong mạng Điều này cho phép các thuê bao được kích hoạt lại bất cứ nơi nào khi họ đang ở trong khu vực dịch vụ GSM.Tính năng này bao gồm bốn chức năng chính:
• Tiếp nhận tin nhắn tham số
• Thủ tục phục hồi HLR
Ngay sau khi một thuê bao di động di chuyển vào một MSC / VLR mới thì HLR cập nhật thông tin định vị HLR chỉ thị VLR trước đó xóa dữ liệu thuê bao di động vừa rời khỏi và cập nhật cho VLR mới với các dữ liệu thuê bao có liên quan Các dữ liệu thuê bao gồm MSISDN (Mobile Station ISDN Number ), loại, danh sách dịch vụ bearer và danh sách Teleservice Nếu tình trạng của thuê bao đã bị cấm bởi các biện pháp quản lí, trạng thái tham số thuê bao và thông tin dịch vụ được bổ sung bao gồm các dịch vụ đang hoạt động và liên quan đến VLR HLR sẽ gửi thông tin tham số, tức là xác thực dữ liệu thuê bao khi có yêu cầu từ VLR Các dữ liệu thuê bao bao gồm một chuỗi các thông số, chẳng hạn như: MSISDN, loại, tình trạng thuê bao (trừ thông tin), danh sách dịch vụ bearer, danh sách dịch vụ viễn thông và các dịch vụ hỗ trợ được cung cấp. VLR cũng có thể yêu cầu HLR để cung cấp dữ liệu thuê bao cho một thuê bao điện thoại di động được chỉ định Để tránh mất dữ liệu thuê bao và các thông tin liên quan đến vị trí của MS, một bản sao lưu định kỳ được thực hiện Quá trình phục hồi có nghĩa rằng HLR gửi một thông điệp cho tất cả các VLR, nơi đăng ký thuê bao di động cho HLR, và yêu cầu cập nhật thông tin vị trí HLR có thể thực hiện như là một phần tử độc lập hoặc có thể tích hợp như một thuê bao mô-đun trong trung tâm tổng đài dịch vụ di động/thanh ghi định vị tạm thời (MSC/VLR), để trở thành một MSC/VLR/ HLR Với các HLR là một phần của mạng, VLR giữ chức năng tổng đài, HLR xử lí nhiệm vụ quản lí liên kết với các thuê bao Để thực hiện một cuộc gọi của thuê bao, thông tin của thuê bao phải được chuyển từ HLR đến VLR trong MSC nơi thuê bao đăng kí bằng cách tạo ra một HLR AM, HLR AM này có thể kết hợp chức năng HLR với các ứng dụng di động khác trong cùng một nút vật lí.
-Xử lí cuộc gọi cơ bản trong HLR.
Tính năng này cung cấp cho GMSC với thông tin định tuyến hoặc thông tin chuyển tiếp cho các cuộc gọi đến.HLR sẽ làm những kiểm tra cần thiết như tính xác thực của các thuê bao, trạng thái dịch vụ chặn cuộc gọi, trạng thái dịch vụ chuyển tiếp cuộc gọi liên quan Tùy thuộc vào các kiểm tra, HLR sẽ gửi một yêu cầu về số chuyển vùng tới VLR hoặc mã một lỗi tới GMSC Các mã lỗi bao gồm các lý do như: không biết thuê bao ( thuê bao không được nhận thực), gọi bị chặn, chuyển tiếp vi phạm hoặc thuê bao ngoài vùng phủ sóng Cuối cùng số chuyển vùng trạm di động( Mobile Station Roaming Number MSRN) các thông tin chuyển tiếp cuộc gọi hoặc mã lỗi được gửi đến GMSC.
HLR gửi dữ liệu chuyển tiếp để GMSC nếu “gọi chuyển tiếp vô điều kiện”là động tác đang thực hiện, và trong một số trường hợp nếu “gọi chuyển tiếp trên MS”không thể truy cập là hoạt động hiện tại.Tăng cường xử lý cuộc gọi cơ bản có nghĩa là HLR sẽ có thể xử lý các loại khác nhau của các dịch vụ cơ bản, không chỉ là thoại.
HLR sẽ có thể xử lý:
• Chấm dứt các cuộc gọi điện thoại di động.
• Dịch vụ bổ sung cho mỗi nhóm dịch vụ cơ bản
Chấm dứt cuộc gọi với khả năng thông báo ISDN
Khi HLR nhận được một MSISDN với khả năng thông báo ISDN (ISDN-BC) từ GMSC, ISDN-BC lần đầu tiên được dịch đến một GSM-BCvà sau đó tới một mã dịch vụ cơ bản nào đó, mã này được so sánh với mã dịch vụ cơ bản kết nối với thuê bao. Nếu kết quả là đúng, cuộc gọi được chấp nhận thì GSM-BC và HLC nếu có sẽ được gửi cho VLR số chuyển vùng yêu cầu.
Chấm dứt cuộc gọi mà không có khả năng thông báo ISDN.
Nếu HLR nhận được MSISDN chính mà không có BC, một trong những nhóm dịch vụ cơ bản, nhóm dịch vụ mà được định nghĩa cho mỗi thuê bao như mặc định được sử dụng HLR kiểm tra xem các thuê bao đăng ký vào bất cứ dịch vụ cơ bản hay không. Khi nhận được một MSISDN thêm vào, HLR chuyển cho mã dịch vụ cơ bản HLR sau đó kiểm tra liệu các thuê bao có đăng ký dịch vụ cơ bản , nếu có GSM-BC, VLR sẽ yêu cầu số chuyển vùng.
-Quản lí hiệu suất xử lí trong HLR
HLR cung cấp một loạt các số liệu thống kê và các phép đo lưu lượng truy cập Các số liệu thống kê nói chung được thu thập cho tất cả các loại xử lý lưu lượng vận chuyển và bảo trì các ứng dụng Sự sửa lại có thể dễ dàng được thực hiện về cả nội dung và định dạng của các báo cáo
Bộ đếm thường xuyên thu thập từ các ứng dụng HLR tới các cơ sở dữ liệu ở khoảng thời gian cố định Các chương trình báo cáo lấy thông tin từ cơ sở dữ liệu khi người điều khiển muốn có một báo cáo.
HLR cũng bao gồm bộ đếm trong cơ sở dữ liệu đo lường cụ thể lưu lượng đối với điện thoại Các bộ đếm thu thập thông tin trên mạng điện thoại di động liên quan đến tính di động, khả năng và hiệu suất có liên quan đến đường truyền vô tuyến, phân tán lưu lượng truy cập và tải.
-.Xử lí đăng kí cơ bản
Tính năng này cung cấp khả năng cơ bản của hệ thống cho phép các nhân viên bảo trì để quản lý dữ liệu cho trạm di động (MS) thuê bao, cung cấp cho các nhà điều hành phương tiện để quản lí cơ sở dữ liệu thuê bao trong HLR,có thể được hiện đầy đủ thông tin về các dịch vụ của thuê bao Các quản trị viên đăng ký có thể dễ dàng sửa đổi các mục đăng ký thuê bao Khả năng cấp cho GSM hỗ trợ trong HLR cho các nhà điều hành một cơ hội để cung cấp đầy đủ dịch vụ căn bản cho thị trường.
Nhà điều hành có thể xử lý dữ liệu thuê bao một cách linh hoạt hơn Có thể chỉnh sửa và in ra các dữ liệu GSM không ghi tên, in ra một danh sách các thuê bao có điều kiện, và để xác định một số MSISDN bổ sung cho người sử dụng dịch vụ dữ liệu.
-.Vận hành và bảo dưỡng trong HLR
Tính năng này có chứa các chức năng hoạt động cơ bản và bảo trì trong HLR.Điều này bao gồm quản lý các địa chỉ gọi Địa chỉ gọi riêng bao gồm số hệ thống con (xác định người dùng SCCP). Điều này cũng bao gồm các sửa đổi và in ấn các thông số nhất định về mức độ HLR. Những thông số này trước đây đã được danh sách tham số kiểm soát.
-Hạn chế chuyển vùng trong HLR
Các tính năng cung cấp cho các nhân viên vận hành và bảo dưỡng khả năng để hạn chế chuyển vùng một số khu vực VLR / SGSN Hạn chế này có hiệu lực cho tất cả các thuê bao đăng ký trong HLR.
Nếu số lượng VLR / SGSN tương ứng với một khu vực giới hạn, thuê bao sẽ được đánh dấu trong một khu vực giới hạn và kết quả là các thuê bao bị cấm chuyển vùng trong toàn bộ PLMN tạm trú.
Cấu trúc của ngHLR trong mạng VMS
2.2.1 Cấu trúc của HLR trước khi migration (HLR phân tán)
Sơ đồ báo hiệu trước khi migration được mô tả trong hình 3.3
Hình 2.3 Cấu trúc HLR deployment.
Trong mạng có 5 HLR huawei ( các HLR màu vàng) với tổng dung lượng là 20 triệu thuê bao Trong đó 1 HLR đặt tại trung tâm 4 và 3 HLR lắp đặt tại trung tâm 2,1 HLR tại trung tâm 2 các HLR còn lại là các HLR Ericsson (HLR màu đậm).
Các HLR được triển khai độc lập tại mỗi trung tâm và số lượng HLR được sử dụng nhiều nên không khai thác triệt để được khả năng của hệ thống Mỗi HLR có một dung lượng riêng vì vậy không thể sử dụng được hết tài nguyên được cung cấp. Mặt khác do cấu trúc mạng phức tạp nên khó khăn để bảo trì, ra mắt dịch vụ mới, không có dự phòng vật lý nên độ tin cậy của mạng là thấp Đồng thời không có cơ sở để chuyển đổi hạ tầng cho tương lai.
Vì vậy việc VMS nâng cấp lên một kiểu HLR là việc cần thiết Đó chính là nguyên nhân chuyển sang mạng có ngHLR hiện nay, hay còn gọi là HLR tập trung.
2.2.2 Cấu trúc mạng mới sau khi migration ( di dời)
Hình dưới đây mô tả kiến trúc của mạng VMS mới hiện nay.
Hình 2.4 Kiến trúc mạng ngHLR mới năm 2013 của VMS
Các kết nối trong mạng:
- Hệ thống HLR sẽ được chia thành hai phần: FE và BE Mỗi BE hỗ trợ 100 triệu thuê bao Mỗi FE ở Hà Nội có thể hỗ trợ 16 triệu thuê bao, mỗi FE ở Hồ Chí Minh có thể hỗ trợ tới 24 triệu thuê bao.
- Tất cả các FE kết nối tới các STP mỗi trung tâm thông qua IP FE tại trung tâm 1 sẽ kết nối tới các STP của các trung tâm 1, 3, 5 Các FE tại trung tâm 2 kết nối với các STP của trung tâm 2, 4 FE trao đổi báo hiệu với các thiết bị trong mạng thông qua các STP này.
- Khi mạng hoạt động bình thường, chỉ có BE ở HCM làm việc và tất cả các FE sẽ gửi bản tin trực tiếp đến BE ở HCM Giữa các BE có cơ chế đồng bộ dữ liệu Tại khu vực miền Bắc, các node mạng sẽ gửi bản tin trực tiếp tới các STP của trung tâm 1, trung tâm 3, trung tâm 5 rồi gửi tới các FE tại Hà Nội Đồng thời, tại khu vực miền Nam, tất cả các bản tin sẽ được gửi trực tiếp tới các STP của trung tâm 2 và trung tâm
4, sau đó tiếp tục được gởi tới các FE của HCM Kết nối STP liên khu vực (Bắc –Nam) sẽ chỉ được sử dụng làm dự phòng khi xảy ra lỗi với tất cả các FE trong khu vực.
- Bản tin phẩn hồi từ ngHLR sẽ được gửi đến đúng MSC và được chuyển tiếp bởi cặp STP tương ứng Vì vậy, HLR sẽ cấu hình SCCPGT chi tiết cho từng MSC Đối với các cuộc gọi quốc tế, HLR sẽ cấu hình một dải lớn đầu số SCCPGT.
- Cặp BE làm việc theo chế độ active/standby, khi xảy ra sự cố đối với active BE, thì standby BE sẽ chuyển thành active BE.
Sau khi nâng cấp hệ thống lên ngHLR, mạng đã tránh được sự quanh co của tín hiệu, cấu trúc màn đơn giản hơn
- Dung lượng lớn và tích hợp cao từ đó tiết kiệm được điên năng tiêu thụ, tạo điều kiện dễ dàng cho việc bảo trì hệ thống và thiết bị.
- Người dùng có thể cấp lại thẻ SIM của họ trong khu vực từ xa Nó có thể cải thiện sự hài lòng của khách hàng
-Hai địa điểm triển khai cơ sở dữ liệu dự phòng;
Không có gián đoạn dịch vụ ngay cả khi một máy chủ sụp đổ Các ngHLR sẽ hỗ trợ giải pháp dự phòng địa lý; Các ngHLR sẽ hỗ trợ dự phòng đầy đủ trong vòng một nút vật lý Vì vậy độ tin cậy của hệ thống là rất cao.
- Khi có các mạng khác như UMTS, IMS thì yêu cầu hội tụ thông tin là rất cần thiết, và ngHLR đã đáp ứng được yêu cầu này.
- Dễ dàng ra mắt các dịch vụ chức năng khác
Tuy nhiên, trong khi nâng cấp lên ngHLR cũng gặp không ít khó khăn:
- Phải chuyển toàn bộ dữ liệu sang kiểu HLR mới nên đòi hỏi hãng viễn thông cần phải chuẩn bị kĩ, tránh xảy ra rủi ro, dịch vụ không được gián đoạn.
- Cơ sở hạ tầng phải thay đổi, do không hoàn toàn hợp với hệ thống.
- Các nhân viên phải năng động, cố gắng làm quen với hệ thống mới.
2.2.3 Cấu trúc của ngHLR về vật lý và logic a.Cấu trúc vật lý của ngHLR:
NgHLR bao gồm hai thành phần mạng:
+ FE (front end) – server node (signaling processing)
+ BE (back end) – data node (database)
Hình 2.5 Cấu trúc của ngHLR
- FE có nhiệm vụ nhận và xử lý các bản tin báo hiệu Gồm các phân hệ xử lý báo hiệu và phân hệ O&M.
- BE nhận lưu trữ dữ liệu thuê bao, bao gồm phân hệ dữ liệu dịch vụ, phân hệ O&M.
- Về cấu trúc vật lý FE và BE có thể triển khai tích hợp hoặc tách biệt Có nghĩa là FE và BE ở cùng một bảng mạch hay tách rời ở hai bộ máy riêng biệt. ngHLR bao gồm phân hệ xử lý báo hiệu (FE), phân hệ quản lý dữ liệu thuê bao, phân hệ về sữ liệu dịch vụ, phân hệ về lưu trữ dữ liệu (BE) và phân hệ về O&M (signaling processing subsystem, subscriber data management system, data service subsystem, data storage subsystem, và O&M system). b Cấu trúc logic
+ Cấu trúc logic của FE (Front End)
Hình 2.6 Cấu trúc logic của FE
- Module xử lý báo hiệu BSG (Broadband Signal Gateway): xử lý báo hiệu TDM ở mức MTP2 và MTP3, xử li báo hiệu IP ở mức SCTP và M3UA.
- Module xử lí cuộc gọi CCU ( Call Control Unit): nhận bản tin từ BSG và xử lí giao thức MAP.
- Module xử lý dữ liệu DSG ( Data Service Gateway): nhận/gửi các bản tin từ CCU và chuyển các yêu cầu đến phân hệ về dữ liệu dịch vụ.
- Module giao tiếp DPU (Dispatch Unit): chuyển tiếp các gói tin IP nhận được đến BSG hoặc DSG thích hợp dựa trên năm yếu tố ( địa chỉ IP nguồn, số cổng nguồn, địa chỉ IP đích, số cổng đích, và số lượng giao thức) được chứa trong các gói tin nhận được Nhận các gói dữ liệu IP từ BSG hoặc các DSG và gửi chúng đến node mạng đích.
+ Cấu trúc logic của BE ( Back End)
- BE thực hiện lưu trữ dữ liệu thuê bao, truy cập và các chức năng quản lý BE bao gồm phân hệ quản lý dữ liệu thuê bao, phân hệ dịch vụ dữ liệu, phân hệ lưu trữ dữ liệu và hệ thống phụ O&M.
-) Phân hệ quản lí dữ liệu thuê bao: cung cấp dữ liệu thuê bao với các hệ thống phụ khác
-) Xử lý các tin nhắn được gửi từ hệ thống provisioning và LMT Web.
-) Tương tác với DSG, sau đó tương tác với DRU, để cập nhật các dữ liệu thuê bao được lưu trữ trong DSU.
-) Tương tác với các FE để xử lý tin nhắn thông báo đăng kí.
- Phân hệ dịch vụ dữ liệu: cung cấp hệ thống dữ liệu cho các hệ thống con khác thông qua các kênh truy cập dữ liệu.
- Phân hệ lưu trữ dữ liệu: Cung cấp dịch vụ cơ sở dữ liệu vật lý cho hệ thống con khác thông qua các kênh truy cập DBMS.
- Phân hệ O&M: cung cấp chức năng O&M cho các hệ thống con khác thông qua kênh O&M.
Hình 2.7 Cấu trúc logic của BE
1) Module định tuyến dữ liệu DRU (Data Routing Unit):
DRU cung cấp chức năng định tuyến dữ liệu.
Các dữ liệu thuê bao được lưu trữ trong các DSU clusters Căc cứ vào sự nhận được thuê bao, DRU xác định DSU cluster trong đó dữ liệu thuê bao được lưu trữ , và sau đó lựa chọn một DSU node dựa trên chế độ cân bằng tải để cung cấp dịch vụ dữ liệu
Hoạt động của ngHLR
Trên thực tế ngHLR có rất nhiều hoạt động quan trọng đối với hệ thống mà ta không thể kể hết ra được, do vậy dưới đây là một vài hoạt động của ngHLR mà em được biết. thấy.
2.3.1 Giám sát đăng ký chuyển tiếp cuộc gọi
Giám sát của đăng ký chuyển tiếp cuộc gọi được kích hoạt cho tất cả các chuyển tiếp đến số đăng ký, cho kết nối các thuê bao điện thoại di động với số MSISDN 3.415.100.001.
Giám sát của đăng ký chuyển tiếp cuộc gọi không được kích hoạt cho tất cả các chuyển tiếp đến số đăng kí, cho kết nối thuê bao di động trong phạm vi loạt số có MSISDN là 3.415.
2.3.2 Quản lý di động bằng kích hoạt thuê bao
HGMMI: MSISDN = 3.415.100.001, DP = 0, SK = 248, GSA = 12.345.678;
Các điểm phát hiện 0, kết hợp với các khóa dịch vụ 248 và chức năng kiểm soát dịch vụ cho địa chỉ GSM 12.345.678, được định nghĩa cho các thuê bao di động với số MSISDN 3.415.100.001.
Kích hoạt tất cả các điểm được xác định cho các thuê bao di động với số MSISDN 3.415.100.001, được bắt đầu.
Chìa khóa dịch vụ 249 sẽ được kết hợp với các điểm xác định 0, cho các thuê bao di động với số MSISDN 3.415.100.001.
Kích hoạt điểm xác định 0 cho các thuê bao di động với số MSISDN 3.415.100.001, kết thúc.
Tất cả các điểm được xác định, và các dữ liệu liên quan được loại bỏ cho các thuê bao di động với số MSISDN là 3.415.100.001.
HGCMI: MSISDN = 3.415.100001, OCTDP = 2, SK = 1.234.333, GSA = 98.765.432, DEH = 0; lệnh xóa dữ liệu CAMEL của thuê bao.
Khóa dịch vụ 1.234.333 và chức năng kiểm soát dịch vụ địa chỉ GSM là 98.765.432 sẽ được kết hợp với điểm tìm thấy CAMEL khởi đầu là 2, cho các thuê bao di động với số MSISDN 3.415.100.001 Trong trường hợp có lỗi trong vấn đề quay số giữa chức năng kiểm soát dịch vụ và chức năng chuyển đổi dịch vụ GSM cuộc gọi sẽ bị kết thúc. HGCMI: MSISDN = 3415100001, TCTDP = 12, SK = 66, GSA = 1.122.334, DEH 1;
Khóa dịch vụ 66 và chức năng kiểm soát dịch vụ cho địa chỉ GSM 1.122.334 sẽ được kết hợp với điểm tìm thấy kích hoạt CAMEL kết thúc là 12 đối với các thuê bao di động với số MSISDN 3.415.100.001 Trong trường hợp có lỗi trong vấn đề quay số giữa chức năng điều khiển dịch vụ và chức năng chuyển đổi dịch vụ cuộc gọi được tiếp tục.
HGCMC: MSISDN = 3.415.100.001, OCTDP = 2, SK = 250, GSA = 434.566.765, DEH = 1;
Khóa dịch vụ 250 và chức năng kiểm soát dịch vụ cho địa chỉ GSM 434.566.765 sẽ được kết hợp với các điểm tìm thấy kích hoạt CAMEL khởi đầu là 2, cho các thuê bao di động với số MSISDN 3.415.100.001 Trong trường hợp có lỗi trong vấn đề quay số giữa chức năng điều khiển dịch vụ và chức năng chuyển đổi dịch vụ cuộc gọi được tiếp tục.
HGCMC: MSISDN = 3.415.100.001, TCTDP = 12, SK = 250, DEH = 0;
Khóa dịch vụ 250 sẽ được kết hợp với các điểm tìm thấy kích hoạt CAMEL kết thúc là 12 cho các thuê bao di động với số MSISDN 3.415.100.001 Trong trường hợp có lỗi trong cuộc đối thoại giữa GSM chức năng điều khiển dịch vụ và GSM chức năng chuyển đổi dịch vụ cuộc gọi bị kết thúc.
Dữ liệu CAMEL của thuê bao với điểm tìm thấy kích hoạt khởi đầu là 2 và dữ liệu thuê bao với điểm tìm thấy kích hoạt CAMEL kết thúc là 12 được loại bỏ cho các thuê bao điện thoại di động với số MSISDN 3.415.100.001.
XÂY DỰNG CẤU HÌNH HỆ THỐNG CỦA ngHLR
Quy trình cấu hình dữ liệu
3.1.2 Quy trình cấu hình Hardware data. a Tìm hiểu về cấu hình subrack, rack, broad của HLR và nguyên tắc cấu hình
-Rack được thiết lập vĩnh viễn 0 Các rack còn lại được đánh số theo thứ tự của các rack.
+ Đánh số subrack (bao gồm cả số hợp lý và số vật lý)
-Rack tích hợp có thể được cài đặt lên đến hai subrack OSTA, con số vật lý của các subrack này có thể là 0 và 1.
+ Quy tắc gán các số logic của subrack
- Các Subrack trong cùng một rack được đánh số tuần tự theo vị trí lắp đặt (từ dưới lên).
- Các Subrack trong rack khác nhau được đánh số tuần tự theo số rack (từ nhỏ đến lớn).
-Tất cả subracks mang tính phổ quát về phần cứng Các bảng được đưa ở phía trước và phía sau của bảng nối đa năng.
-Các khe đối với bảng phía trước được đánh số từ 0 đến 13 từ trái sang phải.
-Các khe đối với bảng sau được đánh số từ phải sang trái Số lượng khe cắm lại được ánh xạ tới các khe phía trước.
-Có hai khe cắm được sử dụng để cài đặt các bộ cấp nguồn ở dưới cùng của subrack. Khe cắm bên trái được đánh số 14, và khe cắm bên trái được đánh số 15.
- Cấu hình theo nguyên tắc cha- con Có nghĩa là để cấu hình đối tượng B cần phải cấu hình đối tượng A trước, hay các đối tượng con chỉ có thể được cấu hình khi các đối tượng cha đã được cấu hình.
- Cấu hình theo quan hệ tham chiếu Trong thời gian cấu hình của dữ liệu B, thông số cụ thể trong dữ liệu A phải được tham chiếu Mối quan hệ cấu hình này được gọi là mối quan hệ tham chiếu Các đối tượng tham chiếu có thể được cấu hình chỉ sau khi các đối tượng được tham chiếu được cấu hình. b Quy trình cấu hình Hardware data
Quá trình cấu hình có thể tham khảo tại phụ lục.
Hình 3.1 Cấu hình Hardware data
3.1.3 Quy trình cấu hình basic data ( dữ liệu cơ bản)
Quy trình cấu hình dữ liệu cơ bản gồm hai quy trình chính là cấu hình dữ liệu cơ bản bản và cấu hình kết nối giữa ngHLR và USCDB.
Hình 3.2 Cấu hình dữ liệu cơ bản cho ngHLR
Module cũng được gọi là khối xử lí,nó chứa các hàm dịch vụ.
Các module ở đây có thể bao gồm các kiểu dưới đây:
+ Dispatch Unit (DPU): chuyển tiếp các gói tin IP và làm việc ở chế độ active/stanby. + Boardband Signaling Unit (BSU): kết thúc kết nối TCP/SCTP và làm việc bằng cách tải và chia sẻ.
+ Central Database ( CDB): bảo dưỡng dữ liệu hệ thống và làm việc bằng cách tải và chia sẻ.
+ Media Gateway Control (MGC): thực thi các hàm kiểm soát cổng kết nối phương tiện và làm việc ở chế độ active/ standby.
Start Cấu hình thông tin vị trí (NET LOCATION)
Cấu hình dữ liệu module (ADD MODULE)
Cấu hình địa chỉ IP DPU (ADD IPADDR)
Hình 3.3 Cấu hình kết nối giữa ngHLR và USCDB
3.1.4 Quy trình khai báo local office data
Hình 3.4 Khai báo local office
Trong quy tình khai báo local office, ba khối cấu hình cuối có thể có hoặc không Việc cấu hình thông tin đài địa phương ở đây có nghĩa là cấu hình các thông tin về mã điểm báo hiệu (SPC), mã vùng, mã nước.
SET OFI: OFN="ETSI", LOT=CMPX, NN=YES, SN1=NAT, NPC="654321",NNS=SP24, LAC="755", LNC=K'86, SIN=K'654321, ENI=NN, NONENI=NN; Trên đây là một câu lệnh được sử dụng để cấu hình thông tin như điểm báo hiệu, mã vùng, mã nước của đài địa phương.
- LOT: định nghĩa kiểu đài địa phương, có thể là một đài thu phí quốc gia hoay một đài thu phí di động quốc tế
- NN: nó là cờ hợp lệ trong mạng hoạt động quốc gia, cờ này ra hiệu cho điểm báo hiệu của đài địa phương được hợp lệ trong mạng quốc gia Ngoài cờ này, còn có các cờ hợp lệ mạng quốc tế, mạng riêng quốc gia, mạng riêng quốc tế Thông số NN phải được cấu hình cơ bản trên kế hoạch thống nhất của mạng địa phương
- SN1: định nghĩa mạng tìm kiếm đầu tiên Các thông số này được sử dụng để cài đặt chuỗi mạng tìm kiếm
- NPC: định nghĩa mã điểm báo hiệu(SPC) của đài địa phương trong mạng hoạt động quốc tế khi mà đài địa phương được hợp lệ ở mạng quốc tế
- NNS: định nghĩa chiều dài của SPC của đài địa phương trong mỗi mạng báo hiệu độ dài SPC thay đổi tùy theo mạng báo hiệu Trong mạng hoạt động quốc gia và mạng dịch vụ quốc tế, mạng riêng quốc tế , độ dài SPC thông thường là 24 bitps Trong mạng riêng quốc gia và mạng hoạt động quốc tế, độ dài thông thường là 14 bitps.
- LAC: định nghĩa mã vùng của đài
- LNC: định nghĩa mã nước của đài
3.1.5 Quy trình khai báo báo hiệu và node mạng mới a Quy trình khai báo báo hiệu với STP ( kết nối dung IP hoặc TDM)
Hình 3.5 Quy trình khai báo STP
Trong đó, ở bên khai báo dùng IP ta có hai khâu chính là cấu hình dữ liệu M3AU và cấu hình dữ liệu SCCP Còn bên dùng TDM, thì lần lượt là cấu hình dữ liệu MTP và cấu hình dữ liệu SCCP.
Cấu hình M3 tín hiệu liên kết
Khi HLR được cấu hình tác động qua lại với HLR trong các mạng GSM , liên kết M3 phải được cấu hình đầu tiên Sau đây có HLR trong mạng GSM là một \ví dụ.
/ / Thêm một local entity OPC xác định SPC địa phương, có nghĩa là, SPC của HLR. ADD M3LE: LENM = "UGC_GHLR", OPC = "444444", LET = AS;
/ / Thêm một thực thể đích DPC chỉ định SPC đích, có nghĩa là, SPC của HLR hoặc SCP Khi UGC3200 tác động qua lại với một thiết bị khác thông qua liên kết M3, DPC được thiết lập đến SPC của thiết bị ngang hàng.
ADD M3DE: DENM = "GHLR", LENM = "UGC_GHLR", DPC = "111111", DET AS;
/ / Thêm một thiết lập liên kết.
ADD M3LKS: LSNM = "GHLR", ADNM = "GHLR", WM = IPSP;
ADD M3LNK: LNKNM = "GHLR", LOCIP1 = "154.104.2.6", LOCPORT = 2912, PEERIP1 = "164.137.64.26", PEERPORT = 2912, CS = C, LSNM = "GHLR";
ADD M3RT: RTNM = "GHLR", DENM = "GHLR", LSNM = "GHLR";
Cấu hình SCCP lớp dữ liệu giữa HLR được cấu hình và HLR trong mạng GSM
/ / Thêm một SCCP DSP từ đến HLR SPC của HLR là 111111 Lưu ý rằng DPNM (DSP name) trong ADD SCCPDSP khác DENM (tên thực thể đích) được xác định trong M3DE ADD Hai tham số này không được tham chiếu bằng nhau.
ADD SCCPDSP: DPNM = "G_HLR", NI = NAT, UBND huyện = "111111", OPC "444444";
/ / Thêm một hệ thống con SCCP của HLR.
ADD SCCPSSN: SSNNM = "GHLR_HLR", NI = NAT, SSN = HLR, SPC "111111", OPC = "444444"; b Quy trình khai báo node mạng mới (MSC/VLR, SGSN/GGSN, SMSC và IN)
Trong thực tế: MSC, SGSN/GGSN, IN, SMSC kết nối với HLR thông qua STP nên chỉ cần add SCCPGTG tổng quát đẩy sang STP là đủ.
Quy định cho cấu hình dữ liệu GT
Các dữ liệu GT được sử dụng chủ yếu trong dòng tín hiệu trong thời gian cập nhật vị trí, gọi, và liên trạm chuyển giao MS / UE Khi không phục vụ như một đài kết thúc, dữ liệu GT không liên quan đến việc cập nhật vị trí của MS / UE.
- Nói chung, các loại kết quả dịch được cấu hình như "DPC + GT" cho tín hiệu chuyển giao STP, loại kết quả dịch được cấu hình như "DPC" cho tín hiệu được gửi thông qua liên kết trực tiếp.
Sự cố khi cấu hình sai
Trong quá trình cấu hình, vận hành và khai thác đôi khi cũng sẽ xảy ra các sự cố ngoài ý muốn Do đó, khi khai thác các nhân viên vận hành thường xuyên phải tiến hành kiểm tra cấu hình hệ thống Dưới đây là một số lệnh kiểm tra cấu hình của M3UA.
- Lệnh kiểm tra cấu hình và trạng thái M3UA link:
- Kiểm tra cấu hình và trạng thái M3UA route:
- Kiểm tra cấu hình và trạng thái M3UA link set
- Kiểm tra cấu hình và trạng thái Destination Entity
Trong đó, LST là list, DSP là display, M3UA ở đây là lớp thích ứng người dùng choMTP level 3 trong mạng báo hiệu số 7 Khi ta gõ lệnh kiểm tra cấu hình, máy tính sẽ hiện lên một bảng kiểm tra hiện rõ các thông tin của HLR muốn kiểm tra theo từng vị trí subrack Hình dưới cho thấy rõ điều này:
Khi kiểm tra mà có lỗi link được gây ra bởi cấu hình data sai, ta phải liên hệ đến người vận hành ở peer end để kiểm tra xem có phải link chưa được added hay không
- Nếu có: xem cửa sổ Browse Alarm để kiểm tra có phải cảnh báo đã được xóa sau khi người vận hành ở peer end đã add link Phải thì nhiệm vụ kết thúc, nếu không ta sẽ tiếp tục sửa như khi kiểm tra có link nào chưa được add hay không
- Nếu không: chạy lệnh LST M3LNK để lấy thông tin local IP address, local port number, peer IP address, peer port number, và client/server mode của M3UA link Sau đó kiểm tra có phải cấu hình của M3UA link, bao gồm local IP address, local port number, peer IP address, peer port number và client/server mode có thống nhất giữa local end và peer end hay không. nếu không: Chạy lệnh RMV M3LNK để xóa link, rồi chạy lệnh ADD M3LNK để add link đúng M3UA đúng Bảo đảm rằng local IP address, local port number, peer IP address, peer port number, và client/server mode là thống nhất giữa local end và peer end Chờ 10 giây rồi chạy lệnh DSp M3LNK để kiểm tra trạng thái link của M3UA.Kiểm tra nếu link M3UA đang ở trạng thái Active thì kết thúc Còn không, ta sẽ kiểm tra có phải lỗi link được gây ra ở peer end bởi việc xóa hay thay đổi M3UA link hay không, như trường hợp không thống nhất local IP address, local port number, peer IP address, peer port number Nếu không thì liên hệ bộ phận kĩ thuật HuaWei, còn có thì ta khắc phục lỗi ở peer end, nếu cảnh báo đã được xóa thì nhiệm vụ kết thúc.
Ngoài ra, ta còn thường xuyên kiểm tra báo hiệu của SCCP Layer, hay cấu hình trạng thái Hardware, software.
Ví dụ như: Kiểm tra cấu hình và trạng thái SCCP SSN
Và kiểm tra cấu, hình trạng thái SCCP DSP
Kiểm tra cấu hình và trạng thái Board.
Vấn đề cấu hình hệ thống, và xử lí lỗi của hệ thống là rất khó tìm hiểu Việc tìm hiểu này chỉ giúp ta làm rõ một số vấn đề cơ bản vủa việc cấu hình và kiểm tra xử lí lỗi của bộ ghi định vị thường trú HLR.
