xây dựng hệ thống sms trường đại học giao thông vận tải tp. hồ chí minh

Nổi bật là một số dịch vụ của các nhà cung cấp như: tính năngSMS Parents trong gói phần mềm quản lý nhà trường SMAS 2.0 của công ty viễnthông quân đội Viettel; ứng dụng School SMS quản l

MỤC LỤC

  

MỤC LỤC I

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT IV DANH MỤC HÌNH ẢNH VI DANH MỤC BẢNG BIỂU IX

LỜI MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Tình hình nghiên cứu 1

3 Mục đích nghiên cứu 1

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

5 Phương pháp nghiên cứu 2

6 Các kết quả đạt được của đề tài 2

7 Kết cấu của Luận văn tốt nghiệp 3

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 4

1.1 Lý do chọn đề tài 4

1.2 Mục đích nghiên cứu 4

1.3 Phương pháp nghiên cứu 4

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4

1.4.1 Ý nghĩa khoa học 4

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn 5

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TOÀN CẦU GSM 6

2.1 Giới thiệu 6

2.1.1 Hệ thống thông tin di động GSM 6

2.1.2 Cấu trúc mạng GSM 8

2.1.3 Chức năng các thành phần 10

2.2 Tổng quan về tin nhắn SMS 15

2.2.1 Giới thiệu về SMS 15

2.2.2 Cấu trúc tin nhắn SMS 18

2.2.3 Các loại tin nhắn SMS 19

2.2.4 SMS Center 20

2.3 Tìm hiểu về modem 3G Viettel HSPA 21

2.3.1 Thông số kỹ thuật 21

2.3.2 Cấu tạo modem 3G 23

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRA CỨU THÔNG TIN 25

3.1 Phân tích hệ thống đang sử dụng 25

3.1.1 Mô hình 25

3.1.2 Đặc điểm tính năng của hệ thống 26

3.2 Phân tích các giải pháp thay thế 27

3.2.1 Liệt kê các giải pháp 27

3.2.2 Giới thiệu giải pháp sử dụng modem GSM 28

3.3 Thiết kế hệ thống 30

3.3.1 Định hướng xây dựng sản phẩm 30

3.3.2 Chức năng của sản phẩm 30

3.3.3 Một số tiền đề có sẵn 30

3.3.4 Mô hình và phương thức hoạt động 32

3.3.5 Yêu cầu phần cứng 33

3.3.6 Các vấn đề cần giải quyết 34

3.3.7 Kiến trúc hệ thống và phối hợp hoạt động 34

3.3.8 Thuật toán điều phối giao tiếp với thiết bị modem 36

3.3.9 Transaction SQL đảm bảo toàn vẹn dữ liệu 37

3.3.10 Thiết kế cơ sở dữ liệu 39

CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG HỆ THỐNG SMS TRA CỨU VÀ GỬI THÔNG TIN 48

4.1 Giới thiệu hệ thống GTS SMS Gateway 48

4.2 Lưu đồ chức năng hệ thống 49

4.2.1 Lưu đồ xử lý chức năng tra cứu thông tin 49

4.2.2 Lưu đồ xử lý chức năng gửi thông tin nội bộ 54

4.3 Triển khai chương trình 56

4.3.1 Khởi tạo kết nối với cổng COM 56

4.3.2 Đóng kết nối giải phóng cổng COM 57

4.3.3 Gửi tin nhắn 58

4.3.4 Đọc tin nhắn 60

4.3.5 Xoá tin nhắn 61

4.3.6 Ghi tập tin cấu hình Xml 62

4.3.7 Đọc thiết lập hệ thống từ tập tin cấu hình 63

4.3.8 Tạo chuỗi kết nối cơ sở dữ liệu 64

4.4 Cài đặt và vận hành hệ thống 65

4.4.1 Giao diện chương trình 65

4.4.2 Vận hành và kiểm thử hệ thống 81

CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 88

5.1 Những vấn đề đạt được 88

5.2 Những hạn chế 88

5.3 Hướng phát triển 89

KẾT LUẬN 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

Tiếng Việt 91

Tiếng Anh 91

PHỤ LỤC 92

A MÃ LỖI THIẾT BỊ MODEM 92

B CÚ PHÁP TIN NHẮN 93

C THÊM MỘT CÚ PHÁP NHẮN TIN 94

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

   A

B

C

CEPT Conference of European Posts and Telegraphs

E

ETSI European Telecommunication Standards Institute

G

H

I

IMEI International Mobile Equipment Identity

IMSI International Mobile Subscriber Identity

ISDN Integrated Services Digital Network

M

MSC Mobile Switching Center

MSISDN Mobile Subscriber Intergrated Services Digital Network number

N

O

OMC Operation & maintenance Center

P

R

S

T

TMSI Temporary Mobile Subscriber Identity

U

USIM Universal Subscriber Identity Module

V

DANH MỤC HÌNH ẢNH

  

Hình 2.1: Mạng tế bào vô tuyến 7

Hình 2.2: Cấu trúc chung của một mạng GSM 8

Hình 2.3: Thống kê dịch vụ SMS năm 2012[7] 16

Hình 2.4: Tốc độ phát triển nhanh chóng của SMS[7] 17

Hình 2.5: Cấu trúc một tin nhắn SMS 18

Hình 2.6: Một mẫu modem Viettel HSPA 21

Hình 2.7: Cấu tạo modem 3G Viettel HSPA 23

Hình 2.8: Quy trình tháo lắp thiết bị 24

Hình 3.1: Mô hình hệ thống Bulk SMS của FiboSMS 25

Hình 3.2: Sơ đồ kết nối các thành phần của hệ thống 32

Hình 3.3: Mô hình hoạt động của các môđun 35

Hình 3.4: Cấu trúc bảng MSGIN 39

Hình 3.5: Cấu trúc bảng MSGOUT 40

Hình 3.6: Cấu trúc bảng DANHBA 41

Hình 3.7: Cấu trúc bảng GROUPS 42

Hình 3.8: Cấu trúc bảng INGROUP 42

Hình 3.9: Cấu trúc bảng SINHVIEN 43

Hình 3.10: Cấu trúc bảng MONHOC 44

Hình 3.11: Cấu trúc bảng DIEM 45

Hình 3.12: Cấu trúc bảng CAUTRUCSMS 46

Hình 3.13: Biểu đồ quan hệ thực thể 47

Hình 4.1: Lưu đồ tiến trình Đọc SMS 50

Hình 4.2: Lưu đồ tiến trình Xử Lý SMS 51

Hình 4.3: Lưu đồ tiến trình Gửi SMS 53

Hình 4.4: Lưu đồ môđun Gửi SMS Hàng Loạt 55

Hình 4.5: Lưu đồ kết nối với cổng COM 57

Hình 4.6: Lưu đồ đóng kết nối với cổng COM 58

Hình 4.7: Lưu đồ gửi SMS 59

Hình 4.8: Lưu đồ đọc tin nhắn 61

Hình 4.9: Lưu đồ xoá tin nhắn 62

Hình 4.10: Lưu đồ ghi tập tin xml 62

Hình 4.11: Lưu đồ đọc thiết lập hệ thống 63

Hình 4.12: Lưu đồ xây dựng chuỗi kết nối cơ sở dữ liệu 64

Hình 4.13: Màn hình thiết lập kết nối tới cổng COM 65

Hình 4.14: Giao diện màn hình chính 66

Hình 4.15: Giao diện màn hình cài đặt 67

Hình 4.16: Giao diện màn hình cài đặt kết nối COM 68

Hình 4.17: Giao diện màn hình cài đặt kết nối SQL 69

Hình 4.18: Giao diện màn hình cài đặt Gateway 70

Hình 4.19: Giao diện màn hình thông tin hệ thống 71

Hình 4.20: Giao diện màn hình tin nhắn đến 72

Hình 4.21: Giao diện màn hình quản lý cú pháp tin nhắn 72

Hình 4.22: Giao diện màn hình thêm cú pháp nhắn tin 73

Hình 4.23: Lưu đồ thành phần xử lý trong tiến trình Xử Lý SMS 74

Hình 4.24: Giao diện màn hình gửi tin nhắn theo danh bạ 75

Hình 4.25: Giao diện danh sách gửi theo danh bạ 76

Hình 4.26: Giao diện danh sách gửi chọn từ nhóm 76

Hình 4.27: Giao diện màn hình quản lý danh bạ 77

Hình 4.28: Giao diện màn hình nhập danh bạ 78

Hình 4.29: Giao diện màn hình quản lý nhóm 79

Hình 4.30: Giao diện màn hình tổng quan 80

Hình 4.31: Chọn Run AutoRun.exe trong hộp thoại AutoPlay 81

Hình 4.32: Chọn ngôn ngữ và chế độ cài đặt 81

Hình 4.33: Kết thúc quá trình cài đặt 82

Hình 4.34: Cài đặt xong trình điều khiển cho thiết bị 82

Hình 4.35: Thiết bị đã nhận được tín hiệu sóng 83

Hình 4.36: Xác định cổng COM thiết bị kết nối đến 83

Hình 4.37: Chọn số điện thoại nhận tin nhắn 84

Hình 4.38: Xác nhận đã chọn xong danh sách người nhận 84

Hình 4.39: Màn hình khi đã nhập nội dung và chọn người nhận 85

Hình 4.40: Thông báo kết quả gửi tin nhắn 85

Hình 4.41: Tin nhắn từ hệ thống đến điện thoại của người nhận 86

Hình 4.42: Chức năng tra cứu đang hoạt động 86

Hình 4.43: Người dùng gửi tin nhắn truy vấn và nhận phản hồi 87

DANH MỤC BẢNG BIỂU

  

Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật modem 3G Viettel HSPA 22

Bảng 3.1: So sánh chức năng các dịch vụ của Fibo SMS Hosting 26

Bảng 3.2: Tính năng tổng quát của dịch vụ Fibo SMS Hosting 26

Bảng 3.3: Bảng giá gói dịch vụ LC SMS của Fibo SMS Hosting 27

Bảng 3.4: Yêu cầu phần cứng cài đặt hệ thống 33

Bảng 4.1: Tham số kết nối cổng COM 56

Bảng 4.2: Tham số gửi tin nhắn 59

Bảng 4.3: Tham số đọc tin nhắn 60

Bảng 4.4: Tham số xoá tin nhắn 61

Bảng 4.5: Tham số kết nối cơ sở dữ liệu 64

Bảng 4.6: Chức năng của cài đặt kết nối 65

Bảng 4.7: Chức năng của màn hình chính 66

Bảng 4.8: Chức năng của màn hình cài đặt 67

Bảng 4.9: Chức năng của màn hình cài đặt kết nối COM 68

Bảng 4.10: Chức năng của màn hình cài đặt kết nối SQL 69

Bảng 4.11: Chức năng của màn hình cài đặt Gateway 70

Bảng 4.12: Chức năng của màn hình quản lý cú pháp nhắn tin 73

Bảng 4.13: Chức năng của màn hình thêm cú pháp nhắn tin 74

Bảng 4.14: Chức năng của màn hình gửi tin nhắn theo danh bạ 75

Bảng 4.15: Chức năng của màn hình quản lý danh bạ 77

Bảng 4.16: Chức năng của màn hình nhập danh bạ 78

Bảng 4.17: Chức năng của màn hình quản lý nhóm 79

LỜI MỞ ĐẦU

  

1 Tính cấp thiết của đề tài

Vấn đề sử dụng tin nhắn để hỗ trợ thông tin trong các lĩnh vực kinh doanh đãxuất hiện từ rất sớm và được xem là những công cụ kinh doanh rất hiệu quả, nhưngviệc áp dụng tin nhắn hỗ trợ trong lĩnh vực giáo dục còn hạn chế

SMS đang trở thành một loại hạ tầng thông tin không thể thiếu trong cuộcsống thường ngày từ vui chơi giải trí, thương mại, xã hội với mức độ phổ biến rấtcao Sự phổ biến của SMS làm nên điểm mạnh của giải pháp, đó là việc truyềnthông, giao tiếp rất nhanh chóng và dễ dàng Tỉ lệ người sử dụng điện thoại của ViệtNam hiện tại đạt mức xấp xỉ 70% dân số, với tình hình này việc phổ cập thông tinqua SMS là điều thuận tiện nhất và tiết kiệm công sức hơn nhiều so với giao tiếptruyền thống Hệ thống sẽ tạo một kênh thông tin tiện lợi, nhanh chóng với chi phíhợp lý giữa nhà trường với các phụ huynh, học sinh cũng như giáo viên và cả nhânviên của trường

2 Tình hình nghiên cứu

Vấn đề ứng dụng SMS trong doanh nghiệp đã được triển khai từ rất sớm đểphục vụ cho quảng bá sản phẩm cũng như thông tin doanh nghiệp đến đông đảongười dùng di động, nhưng những ứng dụng sử dụng SMS trong trường học thì vẫnđang còn khá mới lạ Nổi bật là một số dịch vụ của các nhà cung cấp như: tính năngSMS Parents trong gói phần mềm quản lý nhà trường SMAS 2.0 của công ty viễnthông quân đội Viettel; ứng dụng School SMS quản lý tình trạng học tập của họcsinh của công ty TNHH Fibo; hệ thống Sổ Liên Lạc Điện Tử của công ty TNHHviễn thông Sao Xanh

3 Mục đích nghiên cứu

Với mục đích tạo ra một hướng tiếp cận thông tin mới cho sinh viên, phụhuynh, cán bộ giảng viên của trường Đại Học Giao thông Vận tải TP.HCM Người

dùng có thể lấy được các thông tin một cách linh động hơn thông qua tin nhắn điệnthoại, từ đó nâng cao mối quan hệ nhà trường, phụ huynh và sinh viên Đồng thời

hệ thống còn mở ra một hướng mới cho công tác trao đổi thông tin trong nhà trườnggiữa các phòng ban một cách nhanh chóng, kịp thời và tiết kiệm chi phí

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

 Khảo sát thực trạng và nhu cầu của trường trong việc trao đổi thông tin

 Tìm hiểu các lựa chọn và so sánh để tìm giải pháp tốt nhất

 Xây dựng và thực nghiệm được hệ thống thông tin SMS

5 Phương pháp nghiên cứu

 Tham khảo tài liệu số về hệ thống GSM trên mạng

 Tham khảo tài liệu giấy từ nguồn luận văn của thư viện trường

 Tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn

6 Các kết quả đạt được của đề tài

Sau một thời gian nghiên cứu tìm hiểu, tiếp cận và thực hiện luận văn đã đạtđược những yêu cầu ban đầu đề ra:

 Tìm hiểu và nắm bắt được những khái niệm cũng như cấu trúc cơ bản về hệthống thông tin di động toàn cầu GSM

 Tiếp cận được những nền tảng lập trình ứng dụng kết hợp đồ hoạ cao tạo nêngiao diện người dùng thân thiện và dễ sử dụng

 Lập trình được hệ thống tra cứu kết quả học tập của sinh viên Hệ thống còn cókhả năng gửi tin nhắn thông báo tin tức theo nhóm hoặc theo số điện thoại chỉđịnh

 Thống kê hoạt động hệ thống dưới dạng biểu đồ trực quan

 Xây dựng thành công ứng dụng tổng đài SMS (GTS SMS Gateway) hỗ trợ tracứu và thông tin nội bộ trường Đại học Giao thông Vận tải Tp Hồ Chí Minh.Ngoài ra hệ thống còn được cải tiến những chức năng:

 Lập trình phương pháp gửi nhận và xử lý tin nhắn linh hoạt giúp hệ thống có thểtạo ra nhiều cú pháp nhắn tin, không phụ thuộc vào sự lập trình sẵn, giúpchương trình có thể mở rộng tối đa chức năng dựa vào cơ sở dữ liệu.

 Tiếp nhận và xử lý tin nhắn nhóm từ điện thoại di động gửi đến, với chức năngnày người dùng chỉ cần gửi một tin nhắn với cú pháp theo mẫu và nội dung cầngửi đến hệ thống, hệ thống sẽ xác thực quyền quản trị nhóm và gửi nội dungthông báo đến tất cả các thành viên trong nhóm

7 Kết cấu của Luận văn tốt nghiệp

Luận văn tốt nghiệp gồm có 05 (năm) chương

Chương 1 Giới thiệu về đề tài.

Nội dung chương 1 chủ yếu đề cập đến lý do chọn đề tài, mục đích, phươngpháp thực hiện đề tài và ý nghĩa của đề tài

Chương 2 Tìm hiểu về hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM.

Chương 2 trình bày các khái niệm cũng như tìm hiểu một cách tổng quan hệthống thông tin di động toàn cầu, các kiến thức nền tảng về tin nhắn SMS

Chương 3 Phân tích thiết kế hệ thống tra cứu thông tin.

Chương 3 tập trung vào phân tích hệ thống đang sử dụng, đưa ra các giảipháp và thiết kế hệ thống tra cứu thông tin, thiết kế cơ sở dữ liệu

Chương 4 Xây dựng hệ thống SMS tra cứu và gửi thông tin.

Chương 4 đi sâu thể hiện các chức năng và các thuật toán đã phân tích ởchương 3 bằng lưu đồ, trình bày các bước để triển khai xây dựng hệ thống SMS tracứu và gửi thông tin

Chương 5 Kết quả và hướng phát triển.

Chương 5 trình bày các vấn đề sau khi xây dựng ứng dụng, các kết quả đạtđược cũng như những mặt hạn chế và những hướng phát triển cho ứng dụng

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Lý do chọn đề tài

Dịch vụ SMS xuất hiện đầu tiên trên hệ thống vô tuyến vào năm 1991 ở châu

Âu Đến nay SMS đang trở thành một loại hạ tầng thông tin không thể thiếu trongcuộc sống thường ngày từ vui chơi giải trí, thương mại, xã hội, mức độ phổ biến của

nó là rất cao Những lợi ích mà dịch vụ SMS mang lại tập trung ở những điểm như

sự thuận tiện, tính linh hoạt và tính hợp nhất của dịch vụ nhắn tin và truy nhập dữliệu SMS cũng loại bỏ sự cần thiết phải có các thiết bị riêng biệt cho việc nhắn tin

do các dịch vụ có thể tích hợp vào một thiết bị vô tuyến đầu cuối đơn nhất là diđộng Hướng tới sự thuận tiện và linh hoạt trong hoạt động trao đổi thông tin giữanhà trường và sinh viên, phụ huynh, tôi đã chọn nghiên cứu đề tài “Xây dựng hệthống SMS trường Đại học Giao thông Vận tải thành phố Hồ Chí Minh”

1.2 Mục đích nghiên cứu

 Nghiên cứu tổng quan về hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM và hệ thốnggửi, nhận tin nhắn SMS

 Khảo sát thực trạng và nhu cầu của trường trong việc trao đổi thông tin

 Xây dựng và thực nghiệm được hệ thống thông tin SMS

1.3 Phương pháp nghiên cứu

 Tham khảo tài liệu số về hệ thống GSM trên mạng

 Tham khảo tài liệu giấy từ nguồn luận văn của thư viện trường

 Tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn

 Triển khai thực nghiệm trên hệ thống đã xây dựng để kiểm chứng lý thuyết đãnghiên cứu được

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1.4.1 Ý nghĩa khoa học

 Cung cấp một bộ tài liệu học tập và tham khảo cho các khoá sau

 Cung cấp bộ tài liệu tập huấn sử dụng và triển khai hệ thống SMS cho trườngĐại học Giao thông Vận tải Tp Hồ Chí Minh

ở Pháp và Đức Tuy nhiên mỗi quốc gia phát triển một hệ thống riêng của mình,không hề tương thích về thiết bị và cả phương pháp hoạt động với bất kỳ quốc gianào khác Những người châu Âu đã sớm nhận ra điều này Vào năm 1982, Hội nghịchâu Âu về Bưu chính và Viễn thông (Conference of European Posts andTelegraphs, viết tắt: CEPT) đã thành lập một nhóm nghiên cứu đặc biệt về điệnthoại di động (Groupe Spécial Mobile, viết tắt: GSM) để phát triển một chuẩn tếbào số mới đáp ứng với nhu cầu ngày càng tăng của mạng di động châu Âu Vàonăm 1989, công việc quản lý tiêu chuẩn và phát triển mạng GSM được chuyển giaocho viện Tiêu chuẩn viễn thông châu Âu (European Telecommunication StandardsInstitute, viết tắt: ETSI), và các tiêu chuẩn, đặc tính cũng như thông số kỹ thuật củaGSM đã được công bố vào năm 1990 “Vào cuối năm 1993 đã có hơn 1 triệu thuêbao sử dụng mạng GSM của 70 nhà cung cấp dịch vụ trên 48 quốc gia Vào cuốinăm 1995, GSM vượt ngưỡng 10 triệu, vào năm 1998 con số đó là 100 triệu và đến

2004 GSM cán mốc 1 tỉ thuê bao” (số liệu dịch từ Wikipedia tiếng Anh)[10]

GSM là chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di động trên thế giới Khả năngphủ sóng rộng khắp nơi của chuẩn GSM làm cho nó trở nên phổ biến, cho phépngười sử dụng có thể sử dụng điện thoại di động của họ ở nhiều vùng GSM khácvới các tiêu chuẩn tiền thân của nó về cả tín hiệu và tốc độ cũng như chất lượng

cuộc gọi và được xem là một hệ thống điện thoại di động thế hệ thứ 2 (SecondGeneration, viết tắt: 2G) Lợi thế chính của GSM là chất lượng cuộc gọi tốt hơn, giáthành thấp và kèm theo dịch vụ tin nhắn GSM cho phép nhà điều hành mạng có thểtriển khai thiết bị từ nhiều người cung ứng và dịch vụ luôn sẵn sàng ở mọi nơi, vìthế người sử dụng có thể dùng điện thoại của họ ở khắp nơi trên thế giới Hệthống thông tin di động toàn cầu GSM là hệ thống thông tin di động số Cellulargồm nhiều ô (cell) Cell chính là đơn vị nhỏ nhất của mạng, có hình dạng trên lýthuyết là một hình lục giác Trong mỗi ô có một trạm vô tuyến gốc (BaseTransceiver Station, viết tắt: BTS) liên lạc với tất cả các trạm di động (MobileStation, viết tắt: MS) có mặt trong ô Khi trạm di động di chuyển ra ngoài vùng phủsóng của ô, nó phải được chuyển giao sang làm việc với BTS của ô khác.

Hình 2.1: Mạng tế bào vô tuyến

“Công nghệ GSM đã vào Việt Nam từ năm 1993 qua việc cung cấp hệ thốngđầu tiên ở miền Bắc Đến năm 2006, ba mạng GSM của Việt Nam là Mobifone,VinaPhone và Viettel đã có tổng cộng 11 triệu thuê bao, chiếm 95% số người dùng

điện thoại di động tại Việt Nam” [2, tr 8] “Tính đến hết tháng 11/2012, số thuê baođiện thoại phát triển mới tại Việt Nam đã đạt trên 11,2 triệu thuê bao, nâng tổng sốthuê bao điện thoại của cả nước lên 135,9 triệu, trong đó có 120,9 triệu thuê bao diđộng”[5] Công nghệ SIM thuận tiện và chuyển vùng quốc tế với hầu hết các quốcgia, đáp ứng những nhu cầu căn bản hiện tại của khách hàng như thoại, nhắn tin,truyền số liệu tốc độ thấp, GSM được dự đoán sẽ vẫn còn tiếp tục thống trị thịtrường thoại di động toàn cầu trong thời gian tới.

2.1.2 Cấu trúc mạng GSM

Một mạng GSM bao gồm một số thực thể có chức năng và giao diện đượcchỉ định

Hình 2.2: Cấu trúc chung của một mạng GSM

Mạng GSM có thể được chia làm ba phân hệ chính là phân hệ vô tuyến, phân

hệ chuyển mạch, phân hệ khai thác và hỗ trợ

Phân hệ vô tuyến (Radio Subsystem, viết tắt: RSS) bao gồm:

 Trạm di động MS chính là các thuê bao di động

 Hệ thống trạm gốc (Base Station Subsystem, viết tắt: BSS) hay còn gọi là mạnglưới truy cập (Access Network, viết tắt: AN) điều khiển kết nối vô tuyến vớitrạm di động.

Phân hệ chuyển mạch (Network Switching Subsystem, viết tắt: NSS) bao gồm:

 Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động (Mobile Switching Center, viết tắt:MSC) thực hiện việc chuyển đổi các cuộc gọi giữa những thuê bao di động vớinhau và giữa những thuê bao cố định và di động

 Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng (Public Switched Telephone Network,viết tắt: PSTN) là một hệ thống chuyển mạch điện, truyền tải cuộc gọi bằng tínhiệu tương tự (analog)

 Bộ định vị thường trú (Home Location Register, viết tắt: HLR) chứa các thôngtin liên quan đến hợp đồng thuê bao của người dùng, mang tính cố định, khôngthay đổi

 Bộ định vị tạm trú (Visitor Location Register, viết tắt: VLR) chứa các thông tinliên quan đến thuê bao lấy từ HLR và vị trí của thuê bao trong vùng VLR đó,thông tin này chỉ mang tính tạm thời

 Trung tâm xác thực (Authentication Center, viết tắt: AuC) là một cơ sở dữ liệulưu trữ một bản sao của khoá bí mật trong thẻ SIM của mỗi thuê bao, được sửdụng để xác thực và mã hoá tín hiệu

 Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị (Equipment Identification Register, viết tắt: EIR)cho phép kiểm soát và khống chế các điện thoại di động

 Trung tâm chuyển mạch cổng di động (Gateway Mobile Switching Center, viếttắt: GMSC) có nhiệm vụ lấy thông tin về vị trí thuê bao và định tuyến cuộc gọiđến tổng đài đang quản lý thuê bao ở thời điểm hiện thời

Phân hệ khai thác và hỗ trợ (Operation and Support Subsystem, viết tắt: OSS) baogồm:

 Trung tâm quản lý mạng (Network Management Center, viết tắt: NMC) đượcđặt tại trung tâm của hệ thống, chịu trách nhiệm cung cấp chức năng quản lý chotoàn bộ mạng.

 Trung tâm vận hành và bảo dưỡng (Operation and Maintenance Center, viết tắt:OMC) cung cấp các chức năng chính để điều khiển và giám sát các bộ phậntrong mạng như BTS, MSC, cơ sở dữ liệu,… nhằm quản lý thiết bị di động, tínhcước

2.1.3 Chức năng các thành phần

2.1.3.1 Phân hệ vô tuyến RSS

Phân hệ vô tuyến là chiếc cầu nối giữa MS và tổng đài, liên kết thuê bao di động vớicác dịch vụ viễn thông

 Trạm di động MS

Bao gồm các thiết bị di động (Mobile Equipment, viết tắt: ME) và một thẻnhận dạng thuê bao (Subscriber Identity Module, viết tắt: SIM) Thiết bị di động làphần cứng để thuê bao có thể truy cập vào mạng, xử lý giao diện vô tuyến và cungcấp các giao diện với người dùng như màn hình, bàn phím, loa Ở nhiều nơi trên thếgiới, các thiết bị di động được xác định duy nhất nhờ vào số nhận dạng quốc tế(International Mobile Equipment Identity, viết tắt: IMEI)

SIM là một thẻ thông minh gắn chặt với người dùng trong vai trò là một thuêbao duy nhất, được thiết kế tách rời để có thể làm việc với nhiều thiết bị di độngkhác nhau SIM chứa số nhận dạng thuê bao (International Mobile SubscriberIdentity, viết tắt: IMSI) để xác định thuê bao trong hệ thống, một khoá bí mật để xácthực và các thông tin về dịch vụ khác

 Hệ thống trạm gốc BSS

Gồm hai thành phần chính đó là trạm thu phát gốc BTS và bộ điều khiểntrạm gốc (Base Station Controller, viết tắt: BSC) Mỗi BTS bao gồm các thiết bịanten thu/phát xử lý các giao thức vô tuyến liên kết với các trạm di động, đồng thời

BTS cũng tạo ra một khu vực phủ sóng gọi là tế bào (cell) Bộ phận quan trọng củaBTS là khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ (Trancoder and Rate Adapter Unit,viết tắt: TRAU) có nhiệm vụ chuyển đổi mã thông tin từ các kênh vô tuyến 16 Kb/stheo tiêu chuẩn GSM sang các kênh thoại tiêu chuẩn 64 Kb/s trước khi chuyển đếntổng đài Thành phần thứ hai của hệ thống trạm gốc BSS là BSC có chức năng như

là một tổng đài con, có vai trò chính là quản lý và chuyển giao các kênh ở giao diện

vô tuyến Một BSC có thể quản lý từ hàng chục đến hàng trăm BTS tuỳ thuộc vàolưu lượng của mỗi BTS

2.1.3.2 Phân hệ chuyển mạch NSS

Phân hệ chuyển mạch bao gồm chức năng chuyển mạch,các cơ sở dữ liệu vềthông tin của thuê bao di động, trung tâm xác thực phục vụ cho việc bảo mật thôngtin của thuê bao

 Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSC

Thành phần chính của phân hệ chuyển mạch đó là trung tâm chuyển mạchdịch vụ di động, hoạt động như một nút chuyển đổi của mạng chuyển mạch côngcộng PSTN hoặc mạng số tích hợp đa dịch vụ (Integrated Services Digital Network,viết tắt: ISDN), được cung cấp thêm tất cả các chức năng cần thiết để xử lý các thaotác như đăng ký, xác thực, cập nhật vị trí và định tuyến cuộc gọi đối với một thuêbao di động MSC là một tổng đài thực hiện tất cả các chức năng chuyển mạch vàbáo hiệu của MS nằm trong vùng địa lý do MSC quản lý

Chức năng chính của tổng đài MSC:

o Xử lý cuộc gọi (Call processing)

o Điều khiển chuyển giao (Handover Control)

o Quản lý di động (Mobility Management)

o Tương tác mạng IWF (Interworking Function) qua GMSC

MSC thường là một tổng đài lớn điều khiển và quản lý một số bộ điều khiển trạmgốc BSC

 Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN

Mạng PSTN dùng modem tương tự loại truyền không đồng bộ hay truyềnđồng bộ để kết nối thiết bị mạng vào mạng điện thoại công cộng PSTN đã đượcdùng như là hệ thống chuyển mạch điện thoại trong nhiều năm Hệ thống này truyềntải các cuộc gọi điện thoại bằng tín hiệu tương tự (analog) sử dụng cáp đồng xoắn từnhà và văn phòng đến nhà truyền tải PSTN là một hệ thống chuyển mạch điện, tức

là toàn bộ mạch được thiết lập cho người gọi và người nghe Các trạm chính củanhà truyền tải được nối kết với nhau bằng nhiều loại phương tiện truyền thông gồmcáp đồng, cáp quang, và các tháp truyền sóng ngắn Các cuộc gọi thường đượcchuyển qua dạng dữ liệu số (digital) để truyền tải qua các phương tiện này

 Bộ định vị thường trú HLR

HLR là cơ sở dữ liệu tham chiếu quan trọng của một mạng GSM, có chứcnăng quản lý thông tin liên quan tới việc cung cấp các dịch vụ viễn thông cho thuêbao di động HLR không phụ thuộc vào vị trí hiện thời của thuê bao di động Mộtmạng điện thoại mặt đất công cộng (Public Land Mobile Network, viết tắt: PLMN)

có thể có một hoặc vài HLR tuỳ theo số lượng thuê bao di động và được tổ chứctheo dạng phân tán hoặc tập trung HLR lưu trữ các dữ liệu cá biệt của mỗi thuê bao

di động gồm:

o Bộ nhận dạng thuê bao đi động quốc tế (International Mobile SubscriberIdentity, viết tắt: IMSI) duy nhất cho mỗi thuê bao GSM trên toàn thếgiới

o Số thuê bao di động (Mobile Subscriber Intergrated Services DigitalNetwork Number, viết tắt: MSISDN) được đánh theo quy định của mỗimạng di động

o Các thông tin thuê bao về dịch vụ thoại và phi thoại

o Danh sách các dịch vụ mà thuê bao được và bị hạn chế sử dụng

o Số hiệu VLR hiện tại của thuê bao.

o Khi mạng có thêm thuê bao mới thì các thông tin về thuê bao sẽ đượcđăng ký vào HLR

 Bộ định vị tạm trú VLR

VLR là cơ sở dữ liệu về thuê bao thứ 2 trong GSM, phụ trách một hay nhiềuMSC và có chức năng lưu trữ số liệu tạm thời của các thuê bao đang nằm trongvùng phục vụ của MSC VLR chứa thông tin về tất cả các MS hiện đang nằm trongvùng phục vụ của MSC, nó cũng làm nhiệm vụ cập nhật vị trí của MS cho HLR(thông qua vị trí của MSC) Dữ liệu của VLR dùng để thực hiện việc tính cước cuộcgọi Khi thuê bao di động tắt máy hay rời khỏi vùng phục vụ của MSC thì các sốliệu liên quan cũng sẽ hết giá trị Một VLR bao gồm các dữ liệu như:

o Các số nhận dạng: IMSI, MSISDN và số nhận dạng trạm di động tạmthời

o Số hiệu nhận dạng MSC đang phục vụ MS

o Danh sách các dịch vụ mà MS được và bị hạn chế sử dụng

o Trạng thái của MS (bận/rỗi)

 Trung tâm xác thực AuC

Mỗi thẻ SIM đều chứa một khoá bảo mật, được lưu trữ thêm một bản sao ởAuC Khối trung tâm này có chức năng giải mã thông tin thuê bao di động thôngqua khoá bảo mật của nhà sản xuất, nhằm hai mục đích bảo mật thông tin thuê bao

và nhà cung cấp dịch vụ AuC cũng được kết nối đến HLR, chức năng là cung cấpcho HLR các tần số nhận thực và các khoá mật mã để sử dụng cho bảo mật Đường

vô tuyến cũng được AuC cung cấp mã bảo mật để chống nghe trộm, mã này đượccung cấp riêng biệt cho từng thuê bao Cơ sở dữ liệu của AuC còn ghi nhiều thôngtin cần thiết khác khi thuê bao đăng ký nhập mạng và được sử dụng để kiểm tra khithuê bao yêu cầu cung cấp dịch vụ, tránh việc sử dụng dịch vụ một cách trái phép

 Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR

Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị là một cơ sở dữ liệu chứa một danh sách củatất cả các thiết bị di động hợp lệ trên mạng EIR có chức năng kiểm tra tính hợp lệcủa thiết bị di động thông qua số liệu nhận dạng di động quốc tế IMEI và chứa các

số liệu về phần cứng của thiết bị Một thiết bị di động thuộc một trong các danhsách sau:

o Danh sách trắng (white list): được phép truy cập và sử dụng dịch vụ đãđăng ký

o Danh sách xám (gray list): có nghi vấn cần kiểm tra về lỗi thiết bị, phầnmềm hoặc dịch vụ nhưng chưa đến mức bị loại trừ khỏi hệ thống

o Danh sách đen (black list): bị cấm không cho truy cập vào hệ thống.Nhờ có EIR mà người ta vẫn có thể tìm lại được những thiết bị di động đã mất

 Trung tâm chuyển mạch cổng di động GMSC

GMSC là tổng đài MSC cổng có nhiệm vụ liên lạc với các mạng bên ngoài,phục vụ cho các cuộc gọi từ mạng bên ngoài vào các thuê bao di động bên trongmạng GSM hoặc ngược lại Các tổng đài cổng có nhiệm vụ lấy thông tin về vị trícủa thuê bao và định tuyến cuộc gọi đến tổng đài MSC đang quản lý thuê bao ở thờiđiểm hiện tại

2.1.3.3 Phân hệ khai thác và hỗ trợ OSS

Hệ thống khai thác và hỗ trợ OSS thực hiện chức năng khai thác, bảo dưỡng

và quản lý toàn hệ thống GMS Mục đích chính của OSS là đảm bảo theo dõi tổngquan hệ thống và hỗ trợ các hoạt động bảo dưỡng của các cơ quan khai thác và bảodưỡng khác nhau

 Khai thác

Là hoạt động cho phép nhà khai thác mạng theo dõi hành vi của mạng nhưhiệu suất, tải của hệ thống, mức độ chặn, số lượng tài nguyên chuyển giao giữa haikhu vực phủ sóng cấp tế bào v.v Nhờ vậy mà nhà khai thác có thể giám sát đượcchất lượng dịch vụ mà họ cung cấp cho khách hàng

 Bảo dưỡng

Là hoạt động sửa chữa các sự cố, hỏng hóc phát sinh tại các thành phần bêntrong mạng Trung tâm vận hành và bảo dưỡng OMC được xây dựng theo nguyêntắc đóng vai trò giao tiếp trung gian giữa thuê bao (gồm các phần tử của mạng viễnthông như MSC, HLR, VLR, BSC…) và máy tính chủ Hiện nay các thiết bị ở hệthống viễn thông hiện đại có khả năng tự phát hiện hay dự báo một số sự cố thôngqua kiểm tra

 Quản lý thuê bao

Gồm các hoạt động quản lý đăng ký thuê bao Nhiệm vụ đầu tiên là nhập vàxoá thuê bao khỏi mạng Tính cước viễn thông và gửi đến thuê bao cũng là mộtnhiệm vụ quan trọng trong chức năng quản lý thuê bao của OSS Khi đó HLR vàthẻ SIM đóng vai trò như một bộ phận quản lý thuê bao

 Quản lý thiết bị di động

Chức năng này được bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR đảm nhiệm thựchiện EIR lưu trữ toàn bộ dữ liệu liên quan đến trạm di động MS và kết nối đếnMSC thông qua đường báo hiệu để kiểm tra tính hợp lệ của thiết bị

Việc quản lý hiệu quả của các mạng viễn thông hiện đại phụ thuộc nhiều vàocác hệ thống khai thác và hỗ trợ, hệ thống này rất quan trọng trong việc sử dụnghiệu quả tiềm năng mạng và nhân lực khi mà cả hai yếu tố này còn đang hạn chế.Các hệ thống OSS tạo thuận tiện cho việc đưa nhanh các dịch vụ mới vào mạngtrong môi trường kinh doanh cạnh tranh

2.2 Tổng quan về tin nhắn SMS

2.2.1 Giới thiệu về SMS

Dịch vụ thông điệp ngắn (Shot Message Service, viết tắt: SMS) sử dụng giaothức truyền thông tiêu chuẩn để cho phép điện thoại cố định hoặc các thiết bị điệnthoại di động có thể trao đổi tin nhắn văn bản ngắn SMS là dịch vụ đã được chấpnhận toàn cầu, nó là một thành phần không thể thiếu của mạng GSM Điều thú vị là

SMS ban đầu được các nhà khai thác mạng đưa vào sử dụng chỉ để tận dụng khảnăng dư thừa của các mạng GSM, không ai có thể tiên đoán được sự phát triển cực

kỳ mạnh mẽ của SMS như hiện nay Lịch sử của SMS được bắt đầu vào tháng 12năm 1982 khi kế hoạch hành động đầu tiên của Hội nghị châu Âu về Bưu chính vàViễn thông (CEPT) được phê duyệt Kế hoạch này bao gồm việc trao đổi tin nhắnvăn bản trực tiếp giữa các trạm điện thoại di động hoặc truyền qua hệ thống xử lýtin nhắn (Message Handling System, viết tắt MHS) đang được sử dụng trong thờiđiểm đó

Khái niệm SMS được phát triển trong quá trình hợp tác giữa hai nhà khaithác mạng GSM của Pháp và Đức vào năm 1984 Ý tưởng chính cho việc dùng tinnhắn SMS ban đầu chỉ là để tối ưu hoá hệ thống điện thoại, sử dụng các nguồn lực

dư thừa trong hệ thống để vận chuyển thông điệp với chi phí tối thiểu SMS xuấthiện trong truyền thông không dây năm 1991 ở châu Âu và cho tới tháng 12 năm

1992 thông điệp từ máy tính cá nhân đến một điện thoại di động lần đầu tiên đã xuấthiện tại Anh.Theo công ty nghiên cứu thị trường Gartner (Anh), số lượng tin nhắnSMS lưu thông trong năm 2006 là 936 tỷ với doanh thu 39,5 tỷ USD

Thống kê mới nhất từ báo cáo The Mobile Economy 2013[7] của tổ chứcGSMA, đã có 9,6 nghìn tỷ tin nhắn SMS được gửi đi trong năm 2012 và dự đoán sẽtăng lên đến 28,2 nghìn tỷ vào năm 2017 Ước tính từ 2012 đến 2016 các nhà mạngtrên thế giới sẽ tích luỹ được khoảng 1,6 tỷ USD chỉ từ việc thu phí dịch vụ truyềnthông hội tụ (Rich Communication Services, viết tắt: RSC)

Hình 2.3: Thống kê dịch vụ SMS năm 2012[7].Hiện người dùng ở các nước châu Á-Thái Bình Dương là những người gửitin nhắn nhiều nhất trên thế giới Theo nhận xét của Gartner: “Tin nhắn di động làdịch vụ dữ liệu di động thành công nhất trong lịch sử 30 năm của ngành viễn thông

di động” Hãng nghiên cứu thị trường cho rằng, các dịch vụ tin nhắn hiện đại, hấpdẫn hơn, như tin nhắn nhanh IM, tin nhắn hình và tin nhắn video, vẫn không thể phổdụng bằng SMS bởi cước phí cao và những thủ tục rườm rà Tính tiện lợi, nhanhgọn, giá rẻ và sẵn có trên mọi thiết bị di động là nguyên nhân chính dẫn tới sự tăngtrưởng đáng ngạc nhiên nói trên của thị trường SMS Một nguyên nhân khác đó làngười dùng cảm thấy hài lòng với tính bảo đảm sẽ gửi đến tận nơi cần đến của tinnhắn SMS và có thể nhận được những thông tin cập nhật thông qua SMS

Hình 2.4: Tốc độ phát triển nhanh chóng của SMS[7].Hiện nay, các nhà cung cấp dịch vụ di động, ngoài việc triển khai mạng diđộng GSM, CDMA (Code Division Multiple Access) cũng đã và đang triển khaicác mạng di động trên công nghệ 3G Việc triển khai các công nghệ mạng di độngvới sự cạnh tranh gia tăng giữa các công ty kinh doanh dịch vụ di động sẽ thúc đẩyviệc sử dụng các dịch vụ di động trong đó có cả dịch vụ SMS

Như vậy, với sự gia tăng nhanh chóng của thị trường điện thoại di động trongnước trong những năm qua cho thấy thị trường của SMS là rất lớn Hiện nay, cácdịch vụ trên nền tảng SMS đã nở rộ, phát triển mạnh mẽ và chiếm doanh số rất đáng

kể trong các công ty cung cấp dịch vụ viễn thông (VinaPhone, MobiPhone, Viettel,S-Fone )

2.2.2 Cấu trúc tin nhắn SMS

Dịch vụ SMS là khả năng gửi và nhận các thông điệp dưới dạng văn bảngiữa các điện thoại di động, văn bản gồm các ký tự và ký số Một tin nhắn SMS cóthể chứa tối đa là 140 byte (1120 bit) dữ liệu Vì thế, một tin nhắn SMS có thể mãhoá theo hai phương pháp:

 Mã hoá ký tự 7 bit: mỗi tin nhắn có thể chứa 160 ký tự, phù hợp với các ngônngữ dùng ký tự Latinh

 Mã hoá ký tự 16 bit (Unicode): mỗi tin nhắn có thể chứa 70 ký tự, phù hợp vớicác ngôn ngữ không dùng ký tự Latinh.

Tin nhắn SMS hoạt động tốt với nhiều ngôn ngữ có hỗ trợ mã Unicode, baogồm cả tiếng Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc và Ả Rập Hình 2.5 mô tả cấu trúcmột tin nhắn SMS

Hình 2.5: Cấu trúc một tin nhắn SMS

Nội dung của một tin nhắn SMS được chia thành 5 phần:

 Instructions to air interface: chỉ thị dữ liệu kết nối với giao diện vô tuyến

 Instructions to SMSC: chỉ thị dữ liệu kết nối với trung tâm dịch vụ tin nhắn ngắn(Short Message Services Center, viết tắt: SMSC)

 Instructions to handset: chỉ thị dữ liệu kết nối với thiết bị di động

 Instructions to SIM (optional): chỉ thị dữ liệu kết nối với SIM

 Message body: nội dung tin nhắn

2.2.3 Các loại tin nhắn SMS

2.2.3.1 Tin nhắn SMS thông thường

Tin nhắn SMS thông thường có độ dài tiêu chuẩn là 160 ký tự Latinh Nộidung văn bản trong tin nhắn gồm các ký tự và ký số có trong bảng ký tự Latinh.Ngoài tin nhắn dạng văn bản thì SMS cũng có thể mang dữ liệu nhị phân, giúp gửinhạc chuông, danh thiếp điện tử (vCards) và kể cả cấu hình WAP cho điện thoại diđộng

2.2.3.2 Tin nhắn SMS chuỗi

Tin nhắn SMS chuỗi ra đời nhằm khắc phục nhược điểm duy nhất về độ dàikhiêm tốn của tin nhắn SMS thông thường Một tin nhắn SMS chuỗi có thể chứanhiều hơn 160 ký tự Latinh Hệ thống xử lý tại điện thoại di động của người gửi sẽthực hiện việc tách tin nhắn chuỗi ra làm nhiều phần rồi gửi các phần này đi như làmột tin nhắn thông thường và tất cả các phần sẽ được ghép nối hiển thị tại máy diđộng của người nhận Tuy nhiên SMS chuỗi lại được hỗ trợ ít rộng rãi hơn SMSthông thường trên các thiết bị không dây

2.2.3.3 Flash SMS

Tin nhắn Flash SMS là một dạng tin nhắn có nội dung xuất hiện trực tiếptrên màn hình của thiết bị di động mà không cần đến bất kỳ sự can thiệp nào củangười dùng Không như tin nhắn SMS thông thường sẽ được thiết bị di động lưuvào hộp thư đến, Flash SMS không được tự động lưu mà biến mất ngay khi người

sử dụng thoát khỏi tin nhắn Dạng SMS này chủ yếu được sử dụng để tương tác mộtchiều, như các trường hợp của hệ thống báo cháy, hệ thống cấp mật khẩu dùng mộtlần hoặc được dùng để quảng cáo sản phẩm mà không gây phiền phức cho kháchhàng

2.2.3.4 Silent SMS

Tin nhắn tàng hình, silent ping hay thông điệp tàng hình đều là tên gọi chung

và cũng là cách nói trực quan nhất về Silent SMS Silent SMS được sử dụng nhiềunhất hiện nay với mục đích xác định vị trí của thuê bao di động, nhằm tạo ra một hồ

sơ cá nhân đầy đủ Thuê bao nhận được tin nhắn dạng Silent SMS sẽ không hề nhậnbiết được vì tin nhắn sẽ không hiển thị lên màn hình và cũng không gây ra bất kỳ tínhiệu âm thanh hay báo cáo nào khi nhận được Silent ra đời cũng nhằm một mụcđích đặc biệt đó là thu thập dữ liệu về thuê bao chẳng hạn như nhận dạng thuê baoIMSI theo chỉ thị của cảnh sát Theo số liệu từ Wikipedia[9], ở Đức trong năm 2010

đã có gần nửa triệu Silent SMS được gửi đi bởi cảnh sát liên bang, hải quan và cácdịch vụ bí mật phục vụ cho cơ quan bảo vệ hiến pháp

2.2.4 SMS Center

Trung tâm dịch vụ tin nhắn ngắn SMSC là một thành phần của mạng điệnthoại di động Một SMSC có trách nhiệm xử lý các hoạt động liên quan tới SMScủa một mạng không dây Khi một tin nhắn SMS được gửi đi từ điện thoại di độngthì trước tiên nó sẽ được gửi đến SMSC đầu tiên, sau đó sẽ được SMSC chuyển tớithuê bao nhận tin nhắn Nhiệm vụ của một SMSC là luân chuyển các tin nhắn SMS

và điều chỉnh quá trình này cho đúng với với chu trình định sẵn SMSC có thể lưutrữ tin nhắn nếu như thao tác gửi không thành công (trường hợp thuê bao khônghoạt động hoặc ở ngoài vùng phủ sóng) và gửi lại khi thuê bao hoạt động

Chức năng của hệ thống SMSC có thể tóm tắt như sau:

 Nhận tin nhắn SMS, thực hiện thao tác lưu và gửi các SMS

 Quản lý các giao diện bên ngoài, cung cấp các giao diện chuẩn

 Xử lý dữ liệu phân tán Nhận dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau như Mobile,Web…

 Thống kê lưu lượng tự động

 Sao lưu và phục hồi dữ liệu khi hệ thống có lỗi

Một nhà mạng thường quản lý SMSC của riêng họ và đặt chúng trong hệthống mạng không dây của mình, tuy nhiên họ cũng có thể sử dụng SMSC của bênthứ ba nằm ngoài hệ thống Địa chỉ SMSC thường là một số điện thoại thôngthường đúng với định dạng quốc tế và địa chỉ này được cấu hình sẵn trong thẻ SIMcủa mỗi nhà mạng

2.3 Tìm hiểu về modem 3G Viettel HSPA

Modem USB 3G sau đây sẽ gọi tắt là modem 3G, là một modem wirelesslàm việc cùng với mạng wireless GSM, truyền và nhận dữ liệu thông qua sóng vôtuyến modem 3G là một thiết bị mở rộng bên ngoài được kết nối với máy tínhthông qua cổng USB (Universal Serial Bus, viết tắt: USB) hoặc cáp nối tiếp Giốngnhư một thiết bị di động, một modem 3G cần thẻ SIM với một sóng mang wireless

để hoạt động

Hình 2.6: Một mẫu modem Viettel HSPA.

Modem 3G Viettel HSPA là modem USB 3G đa chế độ, hoạt động trênmạng HSUPA/HSDPA/UMTS/EDGE/GPRS/GSM Thiết bị được tích hợp tínhnăng của một modem và một máy điện thoại di động (nhắn tin SMS, thoại, internettốc độ cao), với giao diện USB kết nối với máy tính xách tay hoặc máy tính để bàn

2.3.1 Thông số kỹ thuật

Bảng 2.1 mô tả chi tiết thông số kỹ thuật của modem 3G Viettel HSPA (thamkhảo thông số kỹ thuật của VIETTEL E173Eu-1 HSPA USB Stick)[4]

Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật modem 3G Viettel HSPA

Giao diện USB 2.0 tốc độ cao

Tiêu chuẩn mạng HSUPA/HSDPA/UMTS/EDGE/GPRS/GSM

Dải băng tần HSUPA/HSDPA/UMTS: 2100MHz

Thẻ nhớ Hỗ trợ thẻ nhớ MicroSD lên đến 8GB.

USIM & SIM Chuẩn SIM 6 chân tiếp xúc

Tự động cài đặt Hỗ trợ

Hoạt động: –10℃ đến +45℃

Hệ điều hành hỗ trợ Windows Vista, Windows XP, Windows 7,

MAC OS, Linux

Kích thước D 71 mm × W 26 mm × H 12.5 mm (gồm nắp)

Trọng lượng < 40g

Chứng nhận Chứng nhận CE, ROHS, SAR, REACH

2.3.2 Cấu tạo modem 3G

Hình 2.7 mô tả cấu tạo của một modem 3G gồm có 5 phần

Hình 2.7: Cấu tạo modem 3G Viettel HSPA.

 Đầu kết nối USB với máy tính (1): sử dụng chuẩn USB 2.0 tốc độ cao, hỗ trợ bachế độ tốc độ là 1,5 Mbps; 12 Mbps; 480 Mbps

 Lỗ buộc dây (2): sử dụng để luồn qua nắp nhằm tránh thất lạc nắp của USB

 Đèn tín hiệu (3): chỉ thị trạng thái hiện tại của USB

o Xanh lá cây, cứ sau 3 giây nhấp nháy hai lần: USB đang bật

o Xanh lá cây, cứ sau 3 giây nhấp nháy một lần: USB đang đăng ký vớimột mạng 2G

o Xanh lá cây, đứng yên: USB được kết nối với mạng 2G

o Xanh da trời, cứ sau 3 giây nhấp nháy một lần: USB đang đăng ký vớimột mạng 3G/3G+

o Xanh da trời, đứng yên: USB được kết nối với mạng 3G

o Lục lam, đứng yên: USB được kết nối với một mạng 3G+

o Tắt: USB được tháo bỏ khỏi máy tính

 Khe cắm thẻ SIM/USIM (4): chứa một thẻ môđun nhận dạng thuê bao (SIM)hoặc thẻ module nhận dạng thuê bao toàn cầu (Universal Subscriber IdentityModule, viết tắt: USIM)

 Khe cắm thẻ microSD (5): microSD là một định dạng thẻ nhớ dùng bộ nhớ flash

có thể tháo ra được, xuất phát từ SanDisk TransFlash và sử dụng phần lớn trongcác điện thoại di động

Quy trình lắp thẻ SIM và microSD như hình 2.8

Hình 2.8: Quy trình tháo lắp thiết bị

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRA CỨU THÔNG TIN

3.1 Phân tích hệ thống đang sử dụng

3.1.1 Mô hình

Hiện tại trường Đại học Giao thông Vận tải Tp Hồ Chí Minh đang sử dụngdịch vụ SMS Hosting (Bulk SMS) của nhà cung cấp FiboSMS (www.fibosms.com)

Hình 3.1: Mô hình hệ thống Bulk SMS của FiboSMS

FiboSMS sử dụng công nghệ ảo hoá SMS cung cấp hạ tầng và giao diện lậptrình ứng dụng (API) cho người dùng có thể sử dụng để tạo nên sản phẩm của cánhân FiboSMS cho phép các nhà phát triển dịch vụ có thể tích hợp hệ thống SMSvào ứng dụng Cơ chế hoạt động của SMS Hosting là xác thực định danh bằng tênđăng ký và mật khẩu, sau đó người dùng có thể bắt đầu xây dựng giải pháp SMS.Khách hàng sử dụng API của FiboSMS cung cấp để lập trình thành ứng dụng cánhân

Hệ thống hiện tại của trường Đại học Giao thông Vận tải Tp Hồ Chí Minhđang sử dụng là một ứng dụng gửi hàng loạt tin nhắn, nhằm mục đích thông báo tintức đến cán bộ, nhân viên trong trường.

3.1.2 Đặc điểm tính năng của hệ thống

Hiện tại FiboSMS cung cấp 3 gói dịch vụ SMS Hosting:

 LC SMS: gửi đi tin nhắn của khách hàng với SIM ngẫu nhiên

 BN SMS: sử dụng một tên thương hiệu đã được đăng ký trước với nhà mạng đểgửi tin nhắn của khách hàng

 2Ways SMS: là dạng SMS tương tác, cung cấp nội dung cho người dùng

Bảng 3.1 so sánh đặc điểm của hai dịch vụ LC SMS và 2Ways SMS

Bảng 3.1: So sánh chức năng các dịch vụ của Fibo SMS Hosting

Bảng 3.2 trình bày các đặc điểm tổng quát về tính năng của dịch vụ SMS Hosting

Bảng 3.2: Tính năng tổng quát của dịch vụ Fibo SMS Hosting

Tính năng tổng quát

Độ dài tin nhắn 160 ký tự

Fibo SMS API

Hỗ trợ giao thức SMTP/SMPP

(Short Message Peer to Peer Protocol) Có

Gói dịch vụ của trường Đại học Giao thông Vận tải Tp Hồ Chí Minh đang

sử dụng là gói LC SMS, có bảng giá như bảng 3.3 (chưa bao gồm 10% thuế VAT)

Bảng 3.3: Bảng giá gói dịch vụ LC SMS của Fibo SMS Hosting

LC SMS (đầu số di động ngẫu nhiên)

3.2 Phân tích các giải pháp thay thế

3.2.1 Liệt kê các giải pháp

Với sự phát triển của công nghệ cũng như phần cứng thiết bị hiện nay, cónhiều giải pháp để xây dựng một hệ thống gửi, nhận SMS có chức năng tương tựnhư dịch vụ mà trường Đại học Giao thông Vận tải Tp Hồ Chí Minh đang sử dụng.Trước đây, phương pháp phổ biến nhất ở Mỹ và một số nước khác là sử dụng giaothức SNPP (Simple Network Paging Protocol) Giao thức SNPP là giao thức địnhnghĩa một phương thức mà một máy nhắn tin có thể nhận được một tin nhắn trênmạng Internet, lúc bấy giờ nó được hỗ trợ bởi hầu hết các nhà cung cấp SNPP làmột giao thức khá đơn giản chạy trên nền TCP/IP tương tự như FTP, HTTP, SMTP

sử dụng cổng 444, gửi được tin nhắn với tập lệnh và nội dung khá hạn chế Ngườidùng hiện nay đã không còn sử dụng nhiều máy nhắn tin nữa, thay vào đó là thiết bị

di động chẳng hạn như điện thoại di động

Giải pháp thứ hai triển khai hệ thống nhắn tin thông qua modem GSM, sửdụng SIM điện thoại di động Giải pháp này bao gồm một máy chủ SMS Server vàcác máy trạm Máy chủ SMS Server là máy chứa phần mềm quản lý SMS được lắpđặt modem GSM và một SIM để có thể thực hiện chức năng gửi tin nhắn cho thuêbao di động Các máy trạm có thể truy xuất chức năng thông qua phần mềm cài đặt

ở máy trạm hoặc sử dụng thông qua website để gửi thông tin cho máy chủ, sau khi

xử lý máy chủ chuyển dữ liệu qua cổng giao tiếp với modem GSM và phát lệnh gửitin nhắn, modem sẽ gửi tin nhắn đến tổng đài SMSC và nhiệm vụ của tổng đài làchuyển tin nhắn đến thiết bị của người nhận Giải pháp sử dụng modem GSM phụthuộc vào tốc độ xử lý của modem Các điện thoại di động hiện nay đều được tíchhợp sẵn một modem GSM tốc độ thấp, nhưng với tốc độ gửi, nhận SMS như vậy thìkhó có thể đáp ứng được chế độ làm việc liên tục 24/24 giờ với nhiều lý do Mộtmodem GSM chuyên dụng có giá từ 2,5 triệu đồng sử dụng kết nối cổng COM(chuẩn giao tiếp RS232) hoặc cổng USB, hoạt động liên tục với tốc độ gửi 1000SMS/giờ sẽ đáp ứng được yêu cầu của giải pháp

Giải pháp thứ ba xây dựng SMS Gateway bằng cách sử dụng các giao thứckhác nhau như giao thức tin nhắn ngang hàng (Short Message Peer to Peer, viết tắt:SMPP) Giải pháp này cho phép gửi và nhận SMS với tốc độ cao, tuy nhiên khá đắt

đỏ trong cả đầu tư ban đầu, chi phí khởi tạo, duy trì hàng tháng và phức tạp trongthủ tục đăng ký với nhà mạng

Đối với các tổ chức kinh tế, xã hội cũng như giáo dục có nhu cầu trung bìnhtrong việc gửi, nhận SMS thì giải pháp xây dựng hệ thống sử dụng modem GSM làtối ưu và hiệu quả kinh tế nhất

3.2.2 Giới thiệu giải pháp sử dụng modem GSM

Modem GSM là một modem không dây làm việc với các mạng GSM, cóphương pháp làm việc tương tự như một modem quay số, sự khác biệt chính làmodem quay số gửi, nhận dữ liệu qua đường cáp điện thoại, trong khi modem GSMgửi, nhận dữ liệu thông qua sóng vô tuyến Thông thường một modem GSM có thể

là một thiết bị ngoài hoặc cũng có thể là một thẻ cắm mở rộng và được kết nối vớimáy tính qua cổng COM hoặc cổng USB Kết nối qua cổng COM dùng loại cápFBUS và kết nối qua cổng USB sử dụng cáp DKU-5, DKU-2 hoặc hay sử dụngnhất là cáp USB

Do hạn chế về kinh phí thực hiện nên modem GSM được sử dụng để thựcnghiệm sẽ là modem 3G có tốc độ gửi, nhận dữ liệu thấp hơn nhưng có các tínhnăng tương tự và hỗ trợ khá đầy đủ tập lệnh so với các modem GSM có trên thịtrường Thiết bị phần cứng của giải pháp bao gồm một modem 3G được gắn SIM vàkết nối với máy tính qua cổng USB Thiết bị modem 3G sau khi kết nối với máytính có thể được điều khiển bằng tập lệnh để gửi và nhận tin nhắn Phần mềm củagiải pháp bao gồm một máy chủ SMS Gateway có nhiệm vụ tiếp nhận, xử lý yêucầu gửi SMS rồi gửi SMS đến người nhận

Gửi thông tin đến người nhận:

 Tuỳ vào loại thông điệp nhận được, máy chủ SMS Gateway sẽ đọc thông tintruy vấn từ cơ sở dữ liệu và ra lệnh cho modem gửi tin nhắn đến SMSC của nhàkhai thác mạng SMSC có trách nhiệm lưu tạm tin nhắn và phân tích đường đicủa tin nhắn sau đó gửi nó đến người nhận

Tiếp nhận yêu cầu:

 Đối với chức năng tra cứu thông tin (điểm, thông tin, trợ giúp…) người sử dụngkhông cần chứng thực vẫn có thể sử dụng Riêng chức năng gửi tin nhắn nhóm,người dùng phải có quyền quản lý nhóm thì mới gửi được

 Người dùng nhắn tin theo đúng cú pháp đến máy chủ SMS Gateway Máy chủ

sử dụng các tập lệnh thao tác với modem để đọc tin nhắn đến, đồng thời phântích, lưu trữ vào cơ sở dữ liệu hoặc chuyển cho các phân hệ xử lý khác Sau khimáy chủ xử lý xong, lập tức thực hiện thao tác gửi thông tin đến người nhận

3.3 Thiết kế hệ thống

3.3.1 Định hướng xây dựng sản phẩm

Sản phẩm xây dựng sẽ theo một số định hướng nhất định sau:

 Xây dựng được một hướng tiếp cận, trao đổi thông tin mới cho sinh viên, phụhuynh, cán bộ giảng viên của trường Đại Học Giao thông Vận tải TP.HCMthông qua tin nhắn SMS

 Tự động hoá được mọi hoạt động quản lý gửi, nhận và phản hồi tin nhắn

 Tiết kiệm chi phí, thời gian cũng như chủ động hơn trong công tác liên lạc nội

bộ và quản lý học sinh

 Thay thế được giải pháp hiện tại trường Đại học Giao thông Vận tải Tp Hồ ChíMinh đang sử dụng

3.3.2 Chức năng của sản phẩm

Đáp ứng các định hướng xây dựng, sản phẩm sẽ có các chức năng:

 Gửi tin nhắn đến nhiều người hoặc nhóm người chỉ định, phục vụ cho mục đíchcung cấp tin tức dạng thông báo, quảng bá

 Nhận và phản hồi tin nhắn, phục vụ cho mục đích truy vấn thông tin của ngườidùng ở dạng tương tác lấy thông tin

 Quản lý được các tin nhắn đến, tin nhắn phản hồi của hệ thống

 Quản lý danh bạ, các nhóm, danh sách thuê bao trong nhóm

 Quản lý được cú pháp nhắn tin truy vấn

 Quản lý được các thiết lập cấu hình hệ thống

 Thống kê được lưu lượng tin nhắn, thành viên nhóm, tỷ lệ gửi thành công dướidạng biểu đồ trực quan