Mạng di đông GSM ppsx

Đỗ Trung Anh - Điện tử k49 LỜI NÓI ĐẦU Hiện viễn thông giới Viêt Nam phát triển không ngừng Các công nghệ đời mang lại nhiều lợi ích to lớn cho người sử dụng Internet, mobile, VoiIP thiếu sống Trong cơng nghệ đó, thơng tin di động có bước nhảy vọt cơng nghệ số người sử dụng Ở Việt Nam có nhà cung cấp di động, Vinaphone, Mobiphone, VietTel, Evn, Sfone, HT Mobile nâng số thuê bao lên 20 triệu thuê bao, số tăng mạnh theo năm Công nghệ mạng di động thời kỳ chuyển lên hệ 3G với nhiều tính ưu việt xem phim, duyệt web, multimedia message … Tuy nhiên mạng GSM phần lớn nhà cung cấp sử dụng, mạng GSM phù hợp với kinh tế nhu cầu đơng đảo th bao Ngồi tính gọi điện thoại, tính mạng di động, tính gửi tin nhắn SMS giúp th bao gửi thơng tin với chi phí nhỏ nhiều so với gọi điện Khi đời sống người dân tăng lên, điện thoại trở thành thiết bị thiếu Người sử dụng không muốn điện thoại với hai chức gọi nhắn tin bên cạnh họ muốn điện thoại trở thành công cụ đắc lực việc tra cứu, giải trí, tìm thơng tin Trước mong muốn đó, nhà cung cấp giá trị gia tăng đời, nhằm đáp ứng nhu cầu thuê bao Nhiệm vụ nhà cung cấp cung cấp trả lại dịch vụ nội dung đến thuê bao, có yêu cầu từ thuê bao qua tin nhắn SMS Hệ thống cung cấp quản trị nội dung dịch vụ giá trị gia tăng SMS mạng GSM, với mục đích cấp loại hình dịch vụ gia tăng phong phú đem lại nhiều lợi ích cho người sử dụng Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung Đỗ Trung Anh - Điện tử k49 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Mạng di động GSM Giới thiệu mạng di động GSM Một mạng lưới GSM đặc trưng giao tiếp thoại số hỗ trợ truyền dịch vụ liệu tốc độ thấp Giao diện vô tuyến GSM dựa vào truy nhập phân chia theo thời gian(TDMA) Với TDMA, băng thông Radio chia sẻ nhiều thuê bao cách đặt nhiều khe thời gian sóng mang Radio tới thuê bao Với GSM liệu truyền qua kết nối chuyển mạch Tốc độ truyền liệu lên tới 14,4Kps đạt kết nối khe đơn Một khe đơn thiết lập gọi liệu chuyển mạch( CSD ) Tốc độ bit cao lên tới 57.6 Kbps đạt cách đặt nhiều khe thời gian cho kết nối liệu Trang thái nhiều khe thời gian gọi liệu tốc độ cao.(HSCSD ) Một dịch vụ GSM phổ biến dịch vụ tin nhắn ngắn( SMS ) Dịch vụ cho phép thuê bao chuyển đổi tin nhắn văn ngắn Kỹ thuật mạng tế bào Hình 1.1 Mơ hình mạng tế bào Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung Đỗ Trung Anh - Điện tử k49 Băng thông vô tuyến cho thông tin không dây mạng di động khan Để sử dụng hiểu nguồn băng thông GSM dựa kỹ thuật mạng tế bào Với kỹ thuật nguồn băng thông vô tuyến(đặc trưng tần số, khe thời gian ) sử dụng đồng thời nhiều thuê bao mà khơng có giao thoa chúng phân tách khoảng cách tối thiểu Khoảng cách tối thiểu hai thuê bao phụ thuộc vào đường truyền sóng radio môi trường, nơi mà hai thuê bao đặt Trong mạng GSM, tế bào nhỏ, khả sử dụng lại tần số cao Kỹ thuật mạng GSM Phần tử GSM hình Hình 1.2 Mạng GSM Mạng GSM bao gồm hệ thống nhỏ: Base Station SubSystem( BSS ), Network SubSystem(NSS), Operation SubSystem(OSS) Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung Đỗ Trung Anh - Điện tử k49 Điện thoại di động Điện thoại di động (Mobile Station ) thiết bị cho phép truyền nhận tín hiệu vơ tuyến mạng tế bào Một MS thiết bị cầm tay đơn giản phức tạp PDA MS bao gồm thiết bị di động(ME ) phần nhận thực thuê bao(SIM ) Nhận thực thiết bị di động quốc tế lưu trữ ME xác thực thiết bị gắn vào mạng di động SIM cung cấp đầu số mạng tới th bao để hình thành nên thẻ thơng minh Một vi điện tử thường đưa thẻ thông minh đưa vào khe thiêt bị di động Tin nhắn thương lưu trữ MS Hầu hết thiết bị cầm tay có sim có khả lưu trữ Hình 1.4 SIM Trạm thu phát di động Trạm thu phát di động (BTS) thi hành giao diện vô tuyến với trạm di động vùng bao phủ (cell site) Cái bao gồm mã hố, giải mã, cân tín hiệu mã hố lỗi Nhiều BTS kết nối với Trạm kiểm soát (BSC) Một BTS xử lý 20, đến 40 gọi đồng thời Trạm kiểm soát BSC cung cấp tập chức cho việc quản lý kết nối BTS kiểm sốt Chức có chức hoạt động chuyển giao, cấu hình vị trí tế bào, quản lý nguồn sóng radio điều chỉnh mức độ cơng suất tần số BTS Thêm vào BSC nhận mạch tập trung hướng đến MSC Trong mạng GSM thông thường, BSC kiểm soát 70 BTS Trung tâm chuyển mạch đăng ký tạm trú( MSC VLR ) Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung Đỗ Trung Anh - Điện tử k49 Trung tâm chuyển mạch Mobile thể chức chuyển mạch hệ thống đảm nhiệm thiết lập, giải phóng, định tuyến Nó có chức toán giao diện mạng khác Bộ phận đăng ký tạm trú chứa thông tin động người sử dụng gắn với mạng bao gồm vị trí địa lý người sử dụng Qua MSC mạng di động giao tiếp với mạng khác PSTN, ISDN, CSPDN, PSPN Bộ đăng ký thường trú Là phần tử mạng, chứa mô tả chi tiết cho thuê bao Một HLR thông thường quản lý hàng trăm ngàn thuê bao Trong mạng GSM, tín hiệu dựa vào giao thức báo hiệu số Ứng dụng SS7 thi hành sử dụng giao thức MAP cho tín hiệu đặc trưng di động Đặc biệt MAP sử dụng cho chuyển giao vị trí thơng tin th bao HLR trì IMSI MSISDN GPRS GPRS dạng mở rộng GSM cho phép thuê bao gửi nhận liệu qua kết nối chuyển mạch gói Sử dụng GPRS đặc biệt thích hợp cho ứng dụng có đặc tính sau:  Truyền Burst tín hiệu( Khi mà thời gian truyền thành công lớn trễ truyền trung bình )  Tần số truyền khối lượng nhỏ liệu  Truyền không liên tục khối lượng lớn liệu Khái niệm nằm sau chuyển mạch gói GPRS dựa khả nó, cho phép lựa chọn ứng dụng để chia sẻ nguồn tài nguyên cách cho phép truyền ứng dụng có liệu để truyền Một liệu truyền ứng dụng, nguồn tài ngun vơ tuyến giải phóng cho cho việc sử dụng ứng dụng khác Nguồn tài nguyên Radio sử dụng hiệu chế GPRS cho phép nhiều nguồn Radio đặt vào kết nối chuyển mạch gói kết nối chuyển mạch thơng thường GSM Kết kết nối chuyển mạch gói đạt tốc độ bít cao hơn, cấu hình đa khung Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung Đỗ Trung Anh - Điện tử k49 cho uplink downlink bảng Tuy nhiên, với trạm MS, tối đa slot hoạt động lúc cho nguồn Uplink DownLink Khả time slot phụ thuộc vào kênh mã hoá đuợc sử dụng WAP Wap( Wireless Application Protocol ) kết cộng tác người sử dụng thiết bị không dây, diễn diễn đàn Wap Forum Kỹ thuật Wap giúp xây dựng ứng dụng( Trình duyệt, tin nhắn ) hoạt động thiết bị không dây Mục đích diễn đàn Wap cung cấp framework cho phát triển ứng dụng thoả mãn: Cùng hoạt động: Ứng dụng hoạt động nên thiết bị hãng khác  Khả phân cấp: Hoạt động mạng di động có khả phân loại dịch vụ nhu cầu thuê bao  Có độ tin cậy cao: Framework mang lại platform ổn định cho việc triển khai dịch vụ  Bảo mật: Framework đảm bảo người sử dụng liệu truyền an tồn qua mạng di động phục vụ, bao gồm bảo vệ dịch vụ, thiết bị, độ tin cậy liệu thuê bao Kỹ thuật Wap cung cấp kỹ thuật gần với mô hình World Wide Web Trong mơ hình web, nội dung hiển thị sử dụng định dạng mô tả tiêu chuẩn Thêm vào ứng dụng mơ tả trình duyệt web lấy nội dung sẵn có cách sử dụng giao thức vận chuyển tiêu chuẩn Mô hình web bao gồm phần tử quan trọng sau:  Mơ hình đánh tên tiêu chuẩn: Các đối tượng qua mạng xác định URI  Loại liệu: Các đối tượng liệu mạng phân loại Kết trình duyệt xác định xác loại liệu  Định dạng liệu tiêu chuẩn: Trình duyệt hỗ trợ số loại định dạng nội dung tiêu chuẩn HTML Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung Đỗ Trung Anh - Điện tử k49  Giao thức tiêu chuẩn: Trình duyệt web hỗ trợ số giao thức tiêu chuẩn cho việc truy nhập nội dung mạng, sử dụng rộng rãi giao thức HTTP Hình 1.5 Mơ hình WAP Giới thiệu SMS Dịch vụ tin nhắn cho phép tin nhắn dạng text gửi nhận điện thoại di động với Văn text bao gồm từ số hỗn hợp alphanumeric SMS tạo phần tiêu chuẩn pha GSM.Tin nhắn gửi vào thán 12 năm 1992 từ máy tính tới động mạng Vodafone GSM Anh Quốc Mỗi tin nhắn có độ dài 160 ký tự sử dụng ngôn ngữ latinh, 70 ký tự sử dụng ngôn ngữ latinh ngôn ngữ Arap Trung Quốc Khơng có nghi ngờ thành công SMS Chỉ riêng thị trường châu Âu đạt tỉ tin nhắn tháng thời điểm tháng 12 năm 1992, nhờ tiên phong nhà quản lý mạng sản xuất điện thoại Xu hướng thị trường vòng hai năm tiếp theo, giao thức ứng dụng không dây (WAP), đường phát triển Các kiểu ứng dụng SMS bao gồm thông báo cho người sử dụng di động tin nhắn voicemail, nhắc nhở người bán hàng yêu cầu báo cho lái xe địa cần đến… Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung Đỗ Trung Anh - Điện tử k49 1.2 Giới thiệu dịch vụ tin nhắn SMS 1.2.1 Mô tả dịch tin nhắn SMS Được phát triển phần tiêu kỹ thuật ETSI giai đoạn dành cho GSM,dịch vụ gửi tin nhắn ngắn (SMS) cho phép trạm di động thiết bị kết nối mạng khác trao đổi tin ngắn Công việc tiêu chuẩn cho SMS khởi sướng ETSI tiến hành phạm vi hoạt động 3GPP Kể từ giới thiệu mạng GSM, SMS ứng dụng công nghệ mạng khác GPRS CDMA Các dịch vụ gửi tin nhắn cho phép thuê bao trao đổi tin nhắn chứa số lượng nhỏ ký tự Các tin nhắn khơng gửi từ thiết bị di động mạng GSM/UMTS mà từ phạm vi rộng thiết bị khác host internet, telex, fax SMS cơng nghệ có thời gian phát triển lâu dài hỗ trợ 100% thiết bị cầm tay mạng GSM hầu hết mạng GSM toàn giới 1.2.2 Phạm vi ứng dụng Các ứng dụng cho khách hàng Bao gồm nhóm dịch vụ như: nhắn tin cá nhân, dịch vụ thông tin, dịch vụ download, ứng dụng chat Khách hàng truy cập vào dịch vụ để thay đổi máy điện thoại theo ý muốn, nhận thông tin từ server xa, hay đơn giản trao đổi thông tin với bạn bè Các ứng dụng cao cấp SMS Nhóm dịch vụ dành riêng cho nhu cầu chuyên nghiệp, cao cấp Bao gồm: định vị phương tiện giao thông, giám sát máy móc từ xa Ứng dụng cho nhà cung cấp SMS Các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng SMS công nghệ chủ chốt cho phép thực hóa số dịch vụ bao gồm:  Khóa SIM điện thoại khách hàng Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung Đỗ Trung Anh - Điện tử k49  Cập nhật SIM khách hàng từ xa, cách gửi tin nhắn đến thiết bị khách hàng  Chỉ thị trạng thái chờ tin nhắn thiết bị khách hàng 1.2.3 Các tính SMS Gửi tin nhắn Trong SMS, thuật ngữ gửi tin (submission) để việc truyền đoạn tin nhắn từ máy điện thoại khách hàng (SME) tới SMSC cung cấp dịch vụ Hình 1.6 tương tác SME SMSC cho việc gửi tin nhắn Tin nhắn SMS truyền điện thoại thông trung tâm dịch vụ tin nhắn ngắn (SMSC) SMSC phần mềm đặt mạng hoạt động quản lý q trình hàng đợi tin nhắn, hóa đơn gửi biên lai thu cần thiết Rất nhiều hoạt động ngàynay đưa WEB truyền đến SMSC, gửi tin nhắn ngắn tới điện thoại từ WEB Một số websites cho miễn phí tin nhắn SMS Ở Bắc Mỹ, SMS thực mạng không dây kỹ thuật số, xây dựng từ sớm công ty BellSouth Mobility, PrimeCo, and Nextel Những mạng không dây kỹ thuật số xây dựng mạng GSM, CDMA TDMA Sự thống mạng lưới từ liên kết kết đạt cuối mạng lưới khơng dây rộng lớn phủ sóng tồn quốc quốc tế, hỗ trợ nhiều mơt công nghệ không dây Hệ thống nhà cung cấp dich vụ địi hỏi thiết bị dễ dàng kết nối đồng bộ, giúp cho việc quản trị phương thức hoạt động dễ dàng, cung cấp dung lượng thuê bao tồn tại, thông lượng tin nhắn, phát triển tương lai dịch vụ Giải pháp trung tâm dịch vụ tin nhắn ngắn xây dựng phương pháp mạng thông minh (IN) tốt phù hợp với yêu cầu trên, thêm vào lợi ích việc thi hành mạng IN SMS cung cấp chế dành cho việc truyền tinh nhắn ngắn từ thiết bị không dây khác Dịch vụ yêu cầu sử dụng SMSC, hoạt động hệ thống lưu trữ xử lý dành cho tin nhắn Mạng không dây cung cấp chế yêu cầu tìm kiếm trạm đich truyền tin nhắn SMSC trạm không dây Sự tương phản với thiết bị truyền tin nhắn tồn khác alphanumeric paging, yếu tố dịch vụ thiết kế để cung cấp việc đảm bảo cho tin nhắn text truyền tới đích Thêm vào đó, SMS hỗ trợ số chế vào cho phép kết nối với nguồn tin nhắn đích khác Điểm đặc biệt để nhận dịch vụ máy thu phát di động hoạt động nhận truyền tin nhắn thời điểm nào, độc lập với âm hay liệu gọi trình (trong vài q trình thi hành, phụ thuộc vào khả MSC SMSC) SMS chắn gửi tin nhắn qua mạng Trạng thái Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung Đỗ Trung Anh - Điện tử k49 tạm thời không thực nhận trạm nhận không hoạt động, tin nhắn lưu trữ SMSC thiết bị đích hoạt động Một tin nhận cách thành cơng SMSC, SMSC yêu cầu HLR định tuyến để gửi tin đến SME nhận Ở lớp truyền dẫn, đoạn tin chuyển đổi phần TPDU loại SMS-SUBMIT TPDU chứa tham số sau: Loại tin(SMS-SUBMIT)  Yêu cầu cho tin từ chối bị lặp  Thời gian sống cho tin  Yêu cầu cho tuyến đáp lại  Yêu cầu báo cáo trạng thái  Tham chiếu tin  Địa SME nhận  Nhận dạng giao thức  Cơ chế mã hóa liệu  Phần đầu (header) liệu thuê bao  Dữ liệu khách hàng (cùng với kích thước) Về việc nhận tin dịch vụ SMSC, SMSC cung cấp báo cáo việc gửi tin cho SME gửi tin Có hai loại tin cung cấp: tin báo cáo tích cực (positive submission report) cho việc gửi thành công hay tin báo cáo “tiêu cực” (negative submission report) cho việc gửi thất bại Nếu báo cáo việc gửi tin không nhận sau khoảng thời gian mặc định, SME kết luận việc gửi thất bại Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung 10 Đỗ Trung Anh - Điện tử k49 Hình 1.18 Cơ chế đánh số PDU 1.3.4 Phương thức truyền không đồng Phương thức truyền đồng xuất trước phát triển ứng dụng Gửi PDU yêu cầu ( request ), sau đợi cho phúc đáp lại luân phiên dễ dàng qua việc quản lý tồn cửa sổ, hiểu trình tự tránh tắc nghẽn Tuy nhiên cho ứng dụng, để sử dụng hiểu băng thông phiên truyền SMPP, truyền không đồng mang lại hiểu cao Theo biểu đồ giải thích chế Hình 1.19 Phương thức truyền khơng đồng 1.3.5 Xử lý lỗi Lỗi kết nối ESME MC kết nối liên quan đến lý sau: Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung 21 Đỗ Trung Anh - Điện tử k49  Địa IP port không xác  Khơng thể nhận biết PDU Khi generic_nack PDU đưa trở lại bên gửi với số thứ tự PDU gây lỗi Trạng lệnh thường ESME_RINVCMDID, xác định ESME MC nhận PDU  PDU di dạng Điều xảy mà thực thể gửi bị lỗi gửi PDU không theo tiêu chuẩn Sự đáp lại phụ thuộc vào dạng PDU nhận Nếu command_id lý để loại bỏ, phiên nhận đáp lại với genericc_nack trạng thái lệnh ESME_RINVCMDID Nếu command_length PDU q lớn, khơng có giá trị, ESME MC đáp lại với generick_nack trạng thái lệnh đặt ESME_RINVCMDLEN  Độ dài trường không xác định Nếu trường PDU dài ngắn, PDU dị dạng Nhưng ESME MC nhận PDU đáp lại submit_sm_resp PDU thích hợp để sử dụng đặt trạng thái lệnh lỗi Ví dụ ESME submits với 20 ký tự có thời gian truyền định kỳ Trạng thái lệnh đặt ESME_RINVSCHED  Dữ liệu PDU khác lạ bị cho khơng có giá trị Ví dụ mơt Email Gateway đưa dịch vụ chuyển đổi tin nhắn SMS thành Email Địa Email dựa vào nội dung tin nhắn Nếu ESME phát tin nhắn gửi MC chứa đinh dạng không xác loại bỏ tin nhắn Mã lỗi thông thường ESME_RX_R_APPN, nghĩa loại bỏ tin đảm bảo khơng truyền lại thời điểm sau  PDU khơng cho phép trạng thái phiên thời Ví dụ đơn giản ESME trạng thái Bound_RX, cố gắng để truyền tin cách gửi PDU submit_sm cố gắng để gửi tin qua phiên trạng thái mở mà khơng có binding trước Trạng thái lệnh PDU submit_sm_resp ESME_RINVBNDSTS Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung 22 Đỗ Trung Anh - Điện tử k49 1.3.6 Điều khiển luồng tránh tắc nghẽn Trong giao thức SMPP, ESME MC gửi tin với tốc độ gửi vượt khả bên nhận tắc nghẽn xảy Nếu dựa vào chế windowing khơng đủ, ESME tiếp tục làm đầy cửa sổ nhận MC với request chưa hồi đáp tắc nghẽn xảy Do đó, để giải vấn đề này, PDU response có thêm trường TLV gọi trạng thái tắc nghẽn Trường chứa số nguyên từ đến 100 để miêu tả trạng thái tắc nghẽn từ rỗi (số 1) bị tắc nghẽn (100) ESME MC sử dụng giá trị để phát tình trạng tải bên nhận điều chỉnh tốc độ gửi tin cho thích hợp với giá trị tối ưu trạng thái tắc nghẽn vào khoảng 80 đến 90 Khi mà bắt đầu phiên SMPP, ESME MC truyền yêu cầu với số cửa sổ tối đa N Nều ESME MC hỗ trợ Trạng thái tắc nghẽn TLV, đáp ứng đến ESME/ MC tăng giảm tốc độ truyền theo trạng thái tắc nghẽn định Nếu TLV hỗ trợ, cửa sổ N loại bỏ mà TLV thị tốt hơn, ngăn ngừa việc đo tránh tắc nghẽn Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung 23 Đỗ Trung Anh - Điện tử k49 Có thể minh hoạ việc sử dụng trường congestion_state hình vẽ sau: Hình 1.20 : Điều khiển luồng tắc nghẽn 1.3.7 Vấn đề bảo mật mã hoá Giao thức SMPP khơng định nghĩa chế mã hố Do nội dung trao đổi phiên làm việc SMPP bị đánh cắp thay đổi truyền qua môi trường mạng Internet Lớp Transport Secure Lớp Socket Secure (SSL) dạng tiêu chuẩn TLS mang lại kết nối bảo mật hai thực thể sử dụng chế mã hoá uỷ quyền VPN bảo mật Giải pháp bảo mật VPN thay đổi từ hệ thống sang hệ thống Tuy nhiên cách tiếp cận thông thường mã hố gói liễu lớp Data Kết phiên không bảo mật từ VPN tới VPN khác đóng gói suốt sử dụng nhiều chế mã hoá ESME MC khơng cần phải hỗ trợ mã hố trực tiếp Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung 24 Đỗ Trung Anh - Điện tử k49 Mã hoá đường hầm Cách khác để bảo mật phiên truyền SMPP dùng bảo mật đường hầm Đây nơi mà kết nối ESME – MC không tạo trực tiếp từ thực thể tới thực thể khác mà kết nối đến server đường hầm bảo mật Server đường hầm đường cấu hình để phù hợp với kết nối khơng bảo mật ESME MC Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung 25 Đỗ Trung Anh - Điện tử k49 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG 2.1.Mô tả hoạt động hệ thống Khi thuê bao nhắn tin đến đầu số hệ thống thực chức SUBMIT ESME, hệ thống nhắn tin đầu số ngắn 8234 Sau qua giao diện vô tuyến mạng qua phần tử mạng GSM bao gồm, BTS, HLR, VLR MSC Tin nhắn đẩy đến SMSC phân lưu trữ tin nhắn công ty di động Vinaphone, mobilephone, Viettel ESME nằm hãng cung cấp dịch vụ giá trị gia tăng có chức kết nối đến SMSC nhờ giao thức chuyển đổi tin nhắn SMPP SMSC đẩy tin nhắn đến ESME qua đường cáp quang lease line Tại tin nhắn phần mềm exchangeSMS, ESME, Provider_content nằm Server Application truy nhập sở liệu Database Serve xử lý trả cho User Quá trình trả lại tin nhắn ngược lại với trình gửi tin nhắn Tin nhắn từ ESME truyền đến SMSC hãng di động Tại tin nhắn gửi đến BTS trả lại cho thuê bao 2.2 Hệ thống mạng kết nối đến hãng di động Hiện hầu hết công ty cung cấp nội dung (CP – Content Provider) có kết nối Leased Line cáp đồng qua mạng NGN đến mạng điện thoại di dộng Hệ thống kết nối có tốc độ thấp (64-256Kbps) độ ổn định không cao tượng nhiễu xuyên âm mạng cáp đồng Vấn đề chất lượng kết nối nguyên nhân gây suy giảm chất lượng dịch vụ CP như: nghẽn mạng (tin nhắn từ thuê bao di động không đến CP ngược lại), kết nối không ổn định (dịch vụ bị gián đoạn), tốc độ thấp (khơng cung cấp content có kích thước lớn video/sound clip), … Nắm bắt tồn để giải triệt để vấn đề đường truyền, cần xây dựng hệ thống cáp quang trực tiếp kết nối đến mạng điện thoại di dộng Tại thời điểm (tháng 1/2007) hệ thống có kết nối trực tiếp cáp quang tốc độ cao đến Công ty Thông tin di động VMS kết nối Leased Line tốc độ cao đến Vinaphone Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung 26 Đỗ Trung Anh - Điện tử k49 Viettel Mobile Kết nối cáp quang trực tiếp đến hầu hết nhà cung cấp mạng điện thoại di động như: VMS, VinaPhone, Hanoi Telecom, Viettel Ưu điểm hệ thống kết nối trực tiếp cáp quang so với kết nối thuê bao cáp đồng CP là: Tốc độ cao: 100Mbps(hơn 1000 lần so với tốc độ 64Kbps) Có đủ khả cung cấp dịch vụ địi hỏi băng thơng lớn Chống nhiễu tốt: cáp quang không chịu ảnh hưởng nhiễu điện từ cáp đồng Độ bền vật lý cao: cáp quang có vỏ bọc dày, có lõi thép chịu lực Khoảng cách kết nối xa: tín hiệu khơng bị suy hao nhiều cáp đồng qua khoảng cách lớn Hình 2.1 Sơ đồ kết nối Sơ đồ kết nối Tuy hạ tầng mạng cáp quang có nhiều ưu điểm so với cáp đồng thuê bao chi phí đầu tư cao đòi hỏi đội ngũ kỹ thuật trình độ cao để trì vận hành nên khơng phải CP có khả triển khai vận hành hệ thống Chức phận hệ thống: Thiết bị kết nối server dịch vụ Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung 27 Đỗ Trung Anh - Điện tử k49  Cisco 28xx serries router  Cisco 36xx multi-layer switch  Cisco ASA 55xx series Firewall  NetLink FO to Ethernet converter  NTU: Loop Telecom, Alcatel, Planet, Các thiết bị kết nối chuyên dụng đảm bảo hoạt động ổn định với độ an toàn cao Đối với server dịch vụ, hệ thống sử dụng tảng máy chủ dòng SPARC IV SUN Microsystems Hệ điều hành SUN Solaris 10 kiến trúc SPARC chứng minh hệ thống ổn định việc cung cấp dịch vụ gia tăng (VAS – Value Added Services) cho mạng viễn thông Hệ thống server dịch vụ IBM x86 sử dụng hệ điều hành ứng dụng mã mở thành phần quan trọng kiến trúc hệ thống Linux OS, Appache Web server, IPTables Firewall, … với độ ổn định cao cập nhật phiên nhật chứng minh qua thực tế hoạt động hàng chục năm qua toàn giới Sơ hệ thống máy chủ sau: SMPP Gateway: SUN V240 Server, OS: Solaris 10 Application server: SUN V240 Server, OS: Solaris 10 Database server: SUN V440 Server, OS: Solaris 10, Oracle 10i Web, Wap server: IBM x346 Server, OS: Fedora Core 6, Appache, BIND, Tomcat, MySQL Firewall: IBM x346 Server, OS: Fedora Core 6, IP Tables/Netfilter, Nessus Mô tả thiết bị SMPP GW Server chứa phần mềm ESME, có tác dụng kết nối đến SMSC đặt hãng di động Viettel, Mobiphone Server hoạt động liên tục 24/24 chịu trách nhiệm q trình truyền nhận tin Phần lớn băng thông từ hãng di động truyền đẩy tới server Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung 28 Đỗ Trung Anh - Điện tử k49 Application Server: Các phần mềm ứng dụng exchangeSMS chạy Server để thực chức khác hệ thống Database Server Toàn liệu hệ thống đẩy Database Server Server cài đặt hệ quản trị sở liệu Oracle ứng dụng cho liệu lớn Và hệ quản trị sở liệu Mysql ứng dụng cho liệu nhỏ Web Server WapServer chứa liệu Web Wap chủ yếu băng thông đến từ mạng Internet tập trung server FireWall: Đảm bảo bảo mật hệ thống, FireWall đặt tại vị trí cửa ngõ vào Server hệ thống Khi lưu lương vào hệ thống phải qua FireWall Tránh trường hợp xâp nhập trái phép từ bên LeaseLine Router router định tuyến tĩnh đến hãng di động, tập trung băng thông đến từ hãng di động Router giúp cho trình truyền tin từ hãng di động đến hãng hoạt động liên tục không bị đứt quãng Internet Router router kết nối đến ISP ( hãng cung cấp Internet ) Router quản lý lưu lượng đến từ Internet Nhờ bố trí Server Router hợp lý, trình truyền tin từ hãng di động đảm bảo, tránh cố tin, tắc nghẽn mạng, độ bảo mật cao 2.3 Hệ thống phần mềm cung cấp nội dung cho thuê bao Để thực trình cung cấp nội dung cho thuê bao Cần phần mềm với chức khác việc xử lý tin nhắn, lấy thông tin gửi tin nhắn đến thuê bao Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung 29 Đỗ Trung Anh - Điện tử k49 2.3.1 Sơ đồ khối hệ thống Hình 2.2 Hệ thống phần mềm cung cấp nội dung cho thuê bao 2.3.2 Hoạt động hệ thống Hệ thống cung cấp loại hình dịch vụ chính, loại hình dịch vụ truy cập nội dung trực tiếp ( Không cần nhà cung cấp nội dung loại hình dịch vụ nhỏ khơng địi hỏi liệu lớn, q trình nhập liệu tay qua hệ thống quản trị.) Loại hình thứ loại hình dịch vụ truy cập nội dung gián tiếp qua nhà cung cấp nội dung Loại hình dịch vụ đòi hỏi liệu lớn Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung 30 Đỗ Trung Anh - Điện tử k49 Đối với loại hình truy cập nội dung gián tiếp hoạt động hệ thống sau: Khi tin nhắn gửi đến SMSC công ty điện thoại di động, SMSC phân tích đầu số Nếu đầu số giá trị gia tăng 8x34, SMSC gửi tiếp tin nhắn tới ESME giao thức SMPP nằm server SMPPgateway Tin nhắn đẩy đến bảng sở liệu provider_receive_queue, Database Server Phần mềm exchangeSMS Application Server xử lý tin nhắn nằm provider_receive_queue Với dịch vụ khác exchangeSMS truy cập đến nhà cung cấp content Provider để lấy liệu đẩy đến bảng sở liệu provider_send_queue Tin nhắn trả cho thuê bao ESME truy cập đến sở liệu provider_send_queue gửi đến SMSC trả lại cho thuê bao Ví dụ: Khi thuê bao hãng Viettel, với đầu số 0988456956 gửi tin nhắn tra cứu thơng tin thị trường chứng khốn với cú pháp dịch vụ CP KQ đến số 8234 Ở tin nhắn CP KQ FPT Tin nhắn lưu SMSC hãng VietTel Tai SMSC phân tích đầu số tin nhắn đến 8234 SMSC biết thuê bao muốn gửi đến nhà cung cấp dịch vụ 8x34 SMSC đẩy tin nhắn đến ESME nhà cung cấp dịch vụ 8x34 Tin nhắn, số điện thoại thuê bao, số điện thoại 8234 lưu vào provider_receive_queue Dựa vào mã dịch vụ CP exchangeSMS biết dịch vụ thuê bao 0988456956 muốn tra cứu thị trường chứng khoán ExchangeSMS yêu cầu nhà cung cấp nội dung, content_provider, trả thông tin chứng khoán hãng FPT là: FPT phien 1532.0(08/05/2007) -Tran: 511 -San: 463 -TC: 487 D1 +Gia: 500(13) +KL: D2 +Gia: 498(11) Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung 31 Đỗ Trung Anh - Điện tử k49 +KL: 116630 D3 +Gia: 500(13) +KL: 35380 Tin nhắn trả về, số điện thoại thuê bao, số dịch vụ 8234 exchangeSMS ghi vào bảng sở liệu Provider_send_queue hãng ViệtTel ESME quét liệu liên tục bảng Provider_send_queue, đẩy cho SMSC hãng Viettel Tại hãng Viettel trả lại tin nhắn cho thuê bao 0988456956 Đối với loại hình truy cập nội dung trực tiếp hoạt động hệ thống sau: Khi tin nhắn đến ESME, ESME xác định loại dịch vụ truy cập nội dung trực tiếp ESME phân tich tin nhắn để lấy thông số cần thiết bao gồm: Số điện thoại thuê bao gửi đến, số điện thoại dịch vụ, MADV, MA1, MA2 ESME truy cập trực tiếp đến bảng sở liệu ORACLE nằm Database Server Tại truy vấn sở liệu trả lại tin nhắn trả lại cho ESME Phần mềm ESME phần mềm trung tâm hệ thống, có chức xử lý tin nhắn trả lại cho SMSC 2.3.3.1 Mô tả phần mềm ESME cung cấp liệu trực tiếp đến thuê bao Khi có tin nhắn kiện ServerPDUEvent xuất PDU kiện giá trị isRequest= true Chương trình gọi hàm debugString PDU để lấy thơng tin tin nhắn đến Qua phân tích chuỗi ký tự debugString ta lấy thơng tin tin nhắn, bao gồm, số điện thoại nguồn, tin nhắn, số điện thoại đích Chương trình gọi hàm SplitString() lớp doString để phân tích tin nhắn Qua tin nhắn đến ta lấy MA1, MA2 DV Khởi tạo lớp Process để truy nhập vào sở liệu dịch vụ qua MA1, MA2, DV, điện thoại đến ( Ví dụ 8234 ) Sau lấy liệu trả (resMess), chương trình gọi hàm hàm response có chức submit đến SMSC hãng cung cấp dịch vụ Chương trình submit lấy số điện thoại nguồn 8234, địa đích số diện thoại thuê bao Tin nhắn trả lại thông số đặc trưng cho tin nhắn Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung 32 Đỗ Trung Anh - Điện tử k49 2.3.3.2 Lưu đồ thuật tốn Hình 2.3 Lưu đồ thuật tốn Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung 33 Đỗ Trung Anh - Điện tử k49 PHẦN KẾT LUẬN Các dịch vụ giá trị gia tăng phong phú đa dạng, từ dịch vụ đơn giản tra cứu Xổ Số, dowload Ringtone, hình nền, đến dịch vụ phức tạp dịch vụ tra cứu thơng tin chứng khốn, dịch vụ xem điểm cho học sinh sinh viên … Hệ thống tận dụng nguồn nội dung có sẵn Internet, bảng biểu, số liệu … Hệ thơng mở, có dịch vụ việc thêm dịch vụ thuận tiện đơn giản, khơng địi hỏi tốn nhiều chi phí thời gian Tính đa dạng dịch vụ cần phải phát triển nhiều để đáp ứng nhu cầu ngày tăng thuê bao TÀI LIỆU THAM KHẢO - www.ebook.edu.net.vn - http://www.smsforum.net/ - http://www.sun.com - http://smssolutions.net/ - http://www.google.com.vn/ … Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung 34 Đỗ Trung Anh - Điện tử k49 MỤC LỤC Lời nói đầu Chương Cơ sở lý thuyết 1.1 Mạng di động GSM 1.2 Giới thiệu dịch vụ tin nhắn GSM 1.2.1 Mô tả dịch tin nhắn SMS 1.2.2 Phạm vi ứng dụng 1.2.3 Các tính SMS 1.3 Giao thức SMPP 15 1.3.1 Giới thiệu giao thức SMPP 15 1.3.2 Hoạt động PDU giao thức SMPP 16 1.3.3 Cơ chế đánh số PDU 20 1.3.4 Phương thức truyền không đồng 21 1.3.5 Xử lý lỗi 21 1.3.6 Điều khiển nguồn chống tắc nghẽn 23 1.3.7 Vấn đề bảo mật mã hóa 24 Chương Xây dựng hệ thống 26 2.1 Mô tả hoạt động hệ thống 26 2.2 Hệ thống mạng kết nối với hãng di động 26 2.3 Hệ thống phần mềm cung cấp nội dung cho thuê bao 29 2.3.1 Sơ đồ khối hệ thống 30 2.3.2 Hoạt động hệ thống 30 2.3.3.1 Mô tả phần mềm ESME cung cấp liệu trực tiếp đến thuê bao 32 2.3.3.2 Lưu đồ thuật toán 33 Kết luận 34 Tài liệu tham khảo 34 Giáo viên hướng dẫn : GV Nguyễn thu Nga– Th.s Nguyễn Hoàng Trung 35 ... CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Mạng di động GSM Giới thiệu mạng di động GSM Một mạng lưới GSM đặc trưng giao tiếp thoại số hỗ trợ truyền dịch vụ liệu tốc độ thấp Giao di? ??n vô tuyến GSM dựa vào truy nhập... đường truyền sóng radio mơi trường, nơi mà hai thuê bao đặt Trong mạng GSM, tế bào nhỏ, khả sử dụng lại tần số cao Kỹ thuật mạng GSM Phần tử GSM hình Hình 1.2 Mạng GSM Mạng GSM bao gồm hệ thống... có chức tốn giao di? ??n mạng khác Bộ phận đăng ký tạm trú chứa thông tin động người sử dụng gắn với mạng bao gồm vị trí địa lý người sử dụng Qua MSC mạng di động giao tiếp với mạng khác PSTN, ISDN,