Nghiên cứu và xây dựng phương án thử nghiệm mạng NGN - MOBILE Việt Nam

Trước các yêu cầu thực tế đó, việc xây dựng cấu trúc mạng NGN-Mobile thử nghiệm, nhằm mục đích đưa ra một công cụ đánh giá khả năng triển khai mạng thông tin di động và cung cấp các dịch

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

LÊ VIỆT HÀ

NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN

THỬ NGHIỆM MẠNG NGN-MOBILE VIỆT NAM

Ngành : Công nghệ Điện tử - Viễn thông

Chuyên ngành : Kỹ thuật Điện tử

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN CẢNH TUẤN

HÀ NỘI - 2008

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ I DANH MỤC BẢNG BIỂU II DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT III

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CÁC MẠNG MOBILE HIỆN TẠI 3

1.1 KHÁI QUÁT QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CÁC MẠNG MOBILE 3

1.2 MẠNG MOBILE CÔNG NGHỆ GSM 7

1.1.2 CẤU TRÚC ĐỊA LÝ MẠNG GSM 7

1.2.2 CẤU TRÚC HỆ THỐNG GSM 9

1.2.3 TRẠM DI ĐỘNG 13

1.2.4 PHÂN HỆ QUẢN LÝ - OSS 14

1.3 MẠNG MOBILE CÔNG NGHỆ CDMA 14

1.3.1 CDMA-ONE 15

1.3.2 CDMA2000 16

1.3.3 CẤU TRÚC VẬT LÝ MẠNG CDMA 16

1.4 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA CÁC MẠNG MOBILE HIỆN TẠI 18

1.5 NHỮNG HẠN CHẾ CỦA CÁC MẠNG DI ĐỘNG HIỆN TẠI 20

1.6 XU THẾ PHÁT TRIỂN THEO NGN-MOBILE 20

CHƯƠNG II: CẤU TRÚC MẠNG NGN-MOBILE 22

2.1 ĐỊNH NGHĨA MẠNG NGN-MOBILE THEO ITU 22

2.2 CẤU TRÚC PHÂN LỚP CỦA NGN-MOBILE 23

2.3 CẤU TRÚC DỰA TRÊN SOFTSWITCH VÀ IMS 25

2.3.1 CẤU TRÚC TRÊN CƠ SỞ SOFTSWITCH 25

2.3.2 CẤU TRÚC TRÊN CƠ SỞ IMS 29

2.4 TIẾN TRÌNH CHUYỂN ĐỔI LÊN NGN-MOBILE 37

2.4.1 TIẾN TRÌNH PHÁT TRIỂN TỪ GSM LÊN NGN-MOBILE 39

2.4.2 TIẾN TRÌNH PHÁT TRIỂN TỪ CDMA LÊN NGN-MOBILE 46

2.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGN-MOBILE TRÊN THẾ GIỚI 54

2.5.1 GIẢI PHÁP NGN-MOBILE CỦA CÁC NHÀ CUNG CẤP THIẾT BỊ 55

2.5.2 CÁC MÔ HÌNH TRIỂN KHAI NGN-MOBILE TRÊN THẾ GIỚI 59

CHƯƠNG III: XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN THỬ NGHIỆM MẠNG NGN-MOBILE

TẠI VIỆT NAM 63

3.1 XÂY DỰNG CẤU TRÚC MẠNG NGN-MOBILE VIỆT NAM 63

3.1.1 YÊU CẦU CHUNG 63

3.1.2 XÂY DỰNG CẤU TRÚC MẠNG 64

3.2 NGUYÊN TẮC TỔ CHỨC MẠNG NGN-MOBILE TẠI VIỆT NAM 66

3.2.1 PHÂN VÙNG MẠNG 66

3.2.2 TỔ CHỨC CÁC LỚP TRONG CẤU TRÚC MẠNG 67

3.2.3 LIÊN KẾT GIỮA NGN-MOBILE VỚI CÁC MẠNG 71

3.3 XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN MẠNG NGN-MOBILE THỬ NGHIỆM 73

3.3.1 YÊU CẦU VÀ CÁC MỤC TIÊU 73

3.3.2 CẤU TRÚC MẠNG MOBILE HIỆN TẠI 74

3.3.3 XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN THỬ NGHIỆM 75

3.3.4 XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC VÀ QUY MÔ MẠNG THỬ NGHIỆM 79

3.3.5 PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG 90

KẾT LUẬN 100

TÀI LIỆU THAM KHẢO 101

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Xu hướng công nghệ và ứng dụng của các mạng Mobile 3

Hình 1.2 Phân cấp cấu trúc địa lý và phân vùng mạng PLMN - GSM 7

Hình 1.3 Vùng dịch vụ và vùng định vị trong GSM 8

Hình 1.4 Cấu trúc vật lý mạng GSM 9

Hình 1.5 Mạng tế bào CDMA cho cấu trúc IS-95 và CDMA2000 17

Hình 1.6 Cấu trúc tổng thể mạng thông tin di động 19

Hình 2.1 Cấu trúc phân lớp của NGN-Mobile 24

Hình 2.2 So sánh cấu trúc chuyển mạch kênh với cấu trúc Softswitch 25

Hình 2.3 Các phần tử và giao thức đặc trưng trong cấu trúc Softswitch 26

Hình 2.4 Cấu trúc lớp chức năng của softswitch 28

Hình 2.5 Cấu trúc lớp chức năng IMS 30

Hình 2.6 Liên kết thực thể trong lớp ứng dụng với CSCF và HSS 31

Hình 2.7 Giao diện Diameter giữa HSS, SLF và CSCF 35

Hình 2.8 Liên kết các thực thể trong IMS với các mạng ngoài 36

Hình 2.9 Mô hình tiến hóa của các mạng di động 38

Hình 2.10 Cấu trúc và giao diện trong 3GPP-R99 40

Hình 2.11 Cấu trúc và giao diện trong 3GPP-R4 42

Hình 2.12 Cấu trúc và giao diện trong 3GPP-R5 43

Hình 2.13 Kiến trúc mạng của 3GPP LTE 45

Hình 2.14 Lộ trình tiến hóa của hệ thống CDMA 46

Hình 2.15 Các bước tiến hóa trong cấu trúc mạng lõi CDMA 51

Hình 2.16 Cấu trúc bổ sung LMSD 52

Hình 2.17 Cấu trúc chuyển đổi R12/R5 của Ericson 56

Hình 2.18 Cấu hình TAO sau chuyển đổi 60

Hình 2.19 Cấu trúc mạng giai đoạn 4 của China Unicom 61

Hình 3.1 Thị phần của các nhà cung cấp di động lớn tại Việt Nam 63

Hình 3.2 Cấu trúc mạng NGN-Mobile 64

Hình 3.3 Nguyên tắc phân vùng mạng 66

Hình 3.4 Tổ chức lớp dịch vụ 67

Hình 3.5 Tổ chức lớp điều khiển 68

Hình 3.6 Tổ chức lớp truyền tải 69

Hình 3.7 Kết nối với mạng GSM-TDM 71

Hình 3.8 Kết nối với mạng PSTN 72

Hình 3.9 Kết nối với mạng NGN cố định 72

Hình 3.10 Mạng di động hiện tại của VNPT 75

Hình 3.11 Liên kết MSOFTX3000 và các thực thể mạng 83

Hình 3.12 Các giao thức liên kết mạng của MSOFT3000 84

Hình 3.13 Cấu trúc chức năng của UMG8900 trong liên kết mạng 85

Hình 3.14 Cấu trúc và vị trí của SGSN9810 trong miền lõi PS 86

Hình 3.15 Giao diện liên kết các thực thể mạng của GGSN9811 86

Hình 3.16 Mô hình mạng truy nhập với RNC-BSC6800 87

Hình 3.17 Cấu trúc iManager2000 88

Hình 3.18 Cấu trúc mạng thử nghiệm NGN-Mobile 89

Hình 3.19 Kiến trúc QoS End to End 98

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Lưu lượng người dùng trong giờ bận 91

Bảng 2: Lưu lượng người dùng trung bình trong BH 91

Bảng 3: Các tham số giả thiết tính toán quỹ đường truyền 92

Bảng 4: Kích thước vùng phủ 92

Bảng 5: Lưu lượng trung bình BH quy đổi của mỗi thuê bao 93

Bảng 6: Lưu lượng người dùng cho mỗi RNC 94

Bảng 7: Thông số QoS cơ bản đối với dịch vụ tải 99

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1G First Generation

1xEV-DO 1x Evolution-Data Only

1xEV-DV 1x Evolution-Data Voice

1xRTT 1x Radio Transmission Technology

2G Second Generation

3G Third Generation

3GPP Third - Generation Partnership Project

3GPP2 Third - Generation Partnership Project 2

3xRTT 3x Radio Transmission Technology

A

AAA Authentication, Authorization, and Accounting

AC Authentication Center

ACM Adaptive Modulation and Coding

A-F Accounting Funtion

AMPS Advanced Mobile Phone Systems

API Aplication Programming Interface

A-RACF Access- Routing Area Code Function

AS Application Server

AS-F Application Server Function

ATM Asynchronous Transfer Mode

AuC Authentication Center

B

BcN Broadband convergence Network

BGCF Breakout Gateway Control Function

BGF Border Gateway Funtion

BICC Bearer Independent Call Control

BSC Base Station Controller

BSS Base Station System-

BSSAP Base Station System Application Part

BTS Base Transceiver Station

C

CA Certification Authority

CA-F Call Agent Funtion

CAMEL Customized Applications for Mobile network Enhanced Logic CAP CAMEL Application Part

CDMA Code Division Multiple Access

CDR Call Detail Record

CG Charging Gateway

CN Core Netwwork

CS Circuit Switched

CSCF Call Session Control Function

CS-MGW Circuit Switched Media Gateway

D

DAMPS Digital Advanced Mobile Phone Service

DHCP Dynamic Host Configuration Protocol

DMB Digital Multimedia Broadcasting

DNS Domain Name System

DS-CDMA Direct Sequence Code Division Multiple Access

E

EDGE Enhanced Data Rates for Global GSM Evolution

EIA Electronic Industries Association

EIR Equypment Identity Register

ETSI European Telecommunications Standards Institute

F

FDD Frequency Division Duplex

FPLMTS Future Public Land Mobile Telecommunications System FTTH Fiber To The Home

G

GMSC Gateway Mobile Switching Center

GERAN GSM EDGE Radio Access Network

GGSN Gateway GPRS Support Node

G-MSC Gateway - Mobile Service Switching Center

GPRS General Packet Radio Service

GSM Global System for Mobile Communications

GSTN General Switched Telephone Network

H

HARQ Hybrid Automatic Repeat-Request

HLR Home Location Register

HLRe Home Location Register emulation

HSPA High-Speed Packet Access

HSPDA High Speed Downlink Packet Access

HSS Home Subscriber Server

I

IAS IMS Application Server

I-CSCF Interrogating Call State Control Function

IETF Internet Engineering Task Force

IMEI International Mobile Equypment Identity

IMS IP Multimedia Session Subsystem

IM-SSF IP Multimedia Service Switching Function

IN Intelligent Network

INAP Intelligent Network Application Part

IP Internet Protocol

IPv4/ IPv6 Internet Protocol version 4/ version 6

ISUP ISDN User Part

ITU International Telecommunications Union

ITU-T ITU Telecommunication Standardization Sector IWF Interworking Function

L

L2TP Layer-2 Tunneling Protocol

LA Location Area

LAN Local Area Network

LDAP Lightweight Directory Access Protocol

LMSD Legacy MS Domain

LTE Long Term Evolution

M

MAP Mobile Application Part

MBMS Multimedia Broadcast and Multicast Service MC-CDMA Multi-Carrier Code Division Multiple Access

MG Media Gateway

MGC Media Gateway Controller

MGCF Media Gateway Control Function

MGW Media Gateway

MIMO Multi In Multi Out

MMD Multimedia Domain

MMS Multimedia Messaging Service

MPLS Multi Protocol Label Switching

MRC Multimedia Resource Controller

MRF Multimedia Resource Function

MRFC Multimedia Resource Function Controller

MRFP Media Resource Function Processor

MS Mobile Station

MSC Mobile-services Switching Center

MSCe Mobile Switching Center emulation

MS-F Media Server Function

MSISDN Mobile Subscriber ISDN Number

MWIF Mobile Wireless Internet Forum

N

NAM Network Architecture Model

N-AMPS Narrowband AMPS

NMS Network Management System

NNI Network to Network Interface

O

OMC Operation and Maintenance Center

OSS Operation and Support System

OSA Open Service Access

OSA-API OSA -Application Programming Interface

OSA-SCS Open Service Access-Serving Capability Server

P

PCF Policy Control Funtions

P-CSCF Proxy Call State Control Function

PDF Policy Decision Function

PDN Packet Data Network

PDNS Packet Data Serving Node

PDP Packet Data Protocol

PDS Packet Data Subsystem

PIN Personal Identity Number

PPP Point-to-Point Protocol

PS Packet Switched

PSPDN Packet Switched Public Data Network

PSS Packet-switched Streaming Services

PSTN Public Switched Telephone Network

Q

QoS Quality of Service

R

RAC Routing Area Code

RACS Resource and Admission Control Subsystem RADIUS Remote Authentication Dial In User Service RAN Radio Access Network

RANAP Radio Access Network Application Part R-F Routing Funtion

RN Radio Network

RNC Radio Network Controller

RNS Radio Network Subsystem

RTCP Real-Time Transport Protocol

S

SCP Service Control Point

SCPe Service Control Point emulation

S-CSCF Serving Call State Control Function

SDMA Spatial Division Multiple Access

SBC Session Border Controllers

SG/ SGW Signal Gateway

SGCP Simple Gateway Control Protocol

SGSN Serving GPRS Support Node

SIGTRAN Signaling Transport Protocol

SIM Subscriber Identity Module

SIP Session Initiation Protocol

SIP-AS SIP-Access Server

SIP-T SIP for Telephone

SLF Subscriber Location Funtion

SMS Short Message Service

TDD Time Division Duplex

TDMA Time Division Multiple Access

TE Terminal Equypment

TFO Tandem Free Operation

TIA Telecommunications Industry Association

TMN Telecommunication Management Network

TMSI Temporary Mobile Subscriber Identity

TRAU Transcoding and Rate Adapter Unit

TrFO Transcoder Free Operation

U

UDP User Datagram Protocol

UE User Equypment

UMB Ultra Mobile Broadband

UMTS Universal Mobile Telecommunications System UNI Network to User Interface

USIM UMTS Subscriber Identity Module

UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network

V

ViG Video Gateway

VLR Visitor Location Register

VMSC Visited Mobile Switching Center

VoIP Voice over IP

VPN Virtual Private Network

W

WB-AMR Wide Band Adaptive Multi-Rate

WCDMA Wideband Code Division Multiple Access

WIMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access WLAN Wireless Local Area Network

MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển không ngừng của thị trường viễn thông Thế giới, thị trường viễn thông Việt Nam cũng đang phát triển một cách mạnh mẽ Áp lực cạnh tranh giữa các nhà khai thác dịch vụ viễn thông, đặc biệt là dịch vụ thông tin di động ngày càng tăng Hạ tầng mạng thông tin di động 2G, 2,5G tại Việt Nam đã được khai thác tối đa cho các dịch vụ truyền thống

Để có hạ tầng mạng thích hợp cung cấp các dịch vụ mới trên nền IP, các dịch vụ truyền thông đa phương tiện multimedia, các dịch vụ hội tụ Di động - Cố định…, với giá thành thấp, đòi hỏi các nhà khai thác cần có những bước chuyển đổi, nâng cấp hạ tầng mạng với những lộ trình cụ thể

Đứng trước xu hướng tự do hóa thị trường, cạnh tranh và hội nhập, việc nâng cấp và chuyển đổi mạng di động hiện tại theo hướng NGN với các công nghệ phù hợp là một giải pháp tất yếu hiện nay đối với các nhà cung cấp dịch vụ

di động Giải pháp này đã được nhiều hãng thiết bị đề xuất và nhiều nhà khai thác triển khai trên thực tế với những kết quả rất khả quan Các tổ chức tiêu chuẩn lớn trên thế giới như 3GPP, ETSI, ITU, 3GPP2, TISPAN… cũng đã chuẩn hoá cấu trúc hệ thống này

Trước các yêu cầu thực tế đó, việc xây dựng cấu trúc mạng NGN-Mobile thử nghiệm, nhằm mục đích đưa ra một công cụ đánh giá khả năng triển khai mạng thông tin di động và cung cấp các dịch vụ tiên tiến phù hợp với hạ tầng truyền dẫn và điều kiện địa lý thực tế tại Việt Nam sẽ có ý nghĩa về mặt thực tiễn Đây chính là mục đích lựa chọn của luận văn: “NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN THỬ NGHIỆM MẠNG NGN-MOBILE VIỆT NAM”

Nội dung luận văn gồm 3 chương:

Chương 1: Tổng quan các mạng Mobile hiện tại

Giới thiệu tổng quan về đặc điểm cấu trúc của các mạng thông tin di động hiện tại, những hạn chế xuất phát từ cấu trúc và khả năng cung cấp dịch vụ của các mạng thông tin di động này Từ đó, đề cập đến xu thế phát triển tất yếu của các các mạng di động theo mô hình NGN

Chương 2: Cấu trúc mạng NGN-Mobile

Trình bày về nguyên tắc, cấu trúc, các phần tử cơ bản của mạng Mobile, tiến trình chuyển đổi các mạng di động sang NGN-Mobile

Giới thiệu một số nghiên cứu và các các giải pháp chuyển đổi sang Mobile của một số quốc gia, các nhà cung cấp thiết bị trên thế giới Thông qua các mô hình đã và đang được triển khai có thể phân tích và rút ra các bài học kinh nghiệm trong việc ứng dụng vào triển khai tại Việt Nam

NGN-Chương 3: Xây dựng phương án thử nghiệm mạng NGN-Mobile tại Việt Nam

Xây dựng nguyên tắc, cấu trúc và các phần tử mạng NGN-Mobile tại Việt Nam Giải quyết các vấn đề liên kết giữa mạng NGN-Mobile Việt Nam với các mạng thông tin hiện có

Trên cơ sở cấu trúc mạng NGN-Mobile đã xây dựng, kết hợp với việc phân tích các mô hình đã được triển khai trên thế giới, lựa chọn phần tử mạng và xây dựng mạng NGN-Mobie thử nghiệm có tính mở, phù hợp với điều kiện thực

tế tại Việt Nam

NGN-Mobile là xu hướng tất yếu cho các mạng di động hiện nay, nhưng lại là một lĩnh vực rất mới, hạn chế về tài liệu Hơn nữa, phạm vi của luận văn đòi hỏi phải tiếp cận nhiều cấu trúc hệ thống trong một phạm vi rộng Chính vì vậy, luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của các Thầy, Cô và các đồng nghiệp

Để hoàn thành luận văn này tôi đã nhận được sự giúp đỡ rất nhiều của các Thầy, Cô và đồng nghiệp Qua đây, cho tôi gửi lời cảm ơn đến các Thầy, Cô trong khoa Điện tử - Viễn thông, Đại học Công nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội, các bạn bè, đồng nghiệp tại: Ban Viễn thông-VNPT, công ty Vinaphone, Mobiphone, Viettel, VTI, VTN… Đặc biệt, cho tôi gửi lời biết ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Cảnh Tuấn, người đã hết sức tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Học viên

Lê Việt Hà

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CÁC MẠNG MOBILE HIỆN TẠI 1.1 KHÁI QUÁT QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CÁC MẠNG MOBILE

Một thế hệ thông tin di động mới thường được đánh dấu bằng những cải tiến quan trọng về đặc điểm cấu trúc và tính năng hoạt động Trong lịch sử, các mạng mobile đã phát triển qua ba thế hệ Các thế hệ mobile thường được định nghĩa thông qua các công nghệ giao tiếp không gian, công nghệ truyền tải, cũng như khả năng cung cấp dịch vụ tới người dùng

Để có cái nhìn khái quát về quá trình phát triển của các thế hệ thông tin di động, có thể mô tả một cách tổng quan các thế hệ mobile, các công nghệ truyền tải và các ứng dụng của nó như sau:

Hình 1.1 Xu hướng công nghệ và ứng dụng của các mạng Mobile

Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất (1G)

Ở thế hệ thứ nhất: công nghệ sử dụng dựa trên cơ sở tế bào tương tự (analog cellular technology) Thế hệ di động này đáp ứng các ứng dụng điện thoại di động cơ bản, dựa trên công nghệ truy cập phân chia theo tần số (FDMA)

để truyền kênh thoại trên sóng vô tuyến đến thuê bao điện thoại di động Nhược điểm của các hệ thống này là chất lượng thấp, vùng phủ sóng hẹp và dung lượng nhỏ Các hệ thống này phát triển ở cả Châu Âu, Bắc Mỹ và Nhật Bản Có thể đưa ra một số mạng di động tiêu biểu của thế hệ 1G như sau:

- Hệ thống di động tổ ong tương tự đầu tiên của hãng NTT được đưa ra năm 1979

- Tiếp sau đó, hệ thống điện thoại di động của Bắc Âu (NMT-Nordic Mobile Telephone) được đưa vào khai thác năm 1981 Hệ thống này hoạt động ở

cả hai băng tần 450-900MHz

- Năm 1983, Mỹ cho ra đời hệ thống thông tin di động tiên tiến Advance Mobile Phone System) Tiếp theo, năm 1985, hệ thống thông tin truy nhập tổng thể (TACS-Total Access Communication) được bắt đầu sử dụng ở nước Anh và sau đó là ở Đức

(AMPS Năm 1991, Mỹ phát triển hệ thống AMPS thành hệ thống AMPS băng hẹp N-AMPS (Narrowband AMPS) Với một số thay đổi về băng tần, hệ thống N-AMPS có thể phục vụ nhiều thuê bao hơn mà không cần thêm các cell mới

Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai (2G)

Các mạng vô tuyến thế hệ thứ 2 bắt đầu xuất hiện từ đầu những năm 1990 Chúng có những cải tiến đáng kể so với các mạng vô tuyến 1G Trong đó, công nghệ truyền dẫn và xử lý tín hiệu số được sử dụng nhằm tăng cường dung lượng

hệ thống vô tuyến và nâng cao hiệu suất phổ

Các tiêu chuẩn cho mạng lõi và mạng truy nhập được cải tiến để nâng cao chất lượng thoại, hỗ trợ chuyển vùng giữa các mạng của các nhà khai thác khác nhau và giữa các quốc gia với nhau

Các mạng tiêu biểu cho 2G có thể kể đến như sau:

- Tại Bắc Mỹ: Hai tiêu chuẩn 2G chính được đưa ra trong những năm

1990 là: IS-136 cho các hệ thống Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA)

và IS-95 cho các hệ thống Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA)

- Tại Châu Âu: Các quốc gia Châu Âu quyết định cùng tham gia phát triển

bộ tiêu chuẩn cho hệ thống vô tuyến 2G và mạng lõi 2G để thay thế các hệ thống

vô tuyến 1G đã được sử dụng tại Châu Âu Kết quả là GSM (Global System for Mobile communications) ra đời GSM hoạt động ở băng tần 900Mhz và 1800Mhz ở Châu Âu và băng tần 800Mhz và 1900Mhz tại Mỹ

- Năm 1993, NTT đưa ra tiêu chuẩn di động số đầu tiên của nước này (JPD-Japanish Personal Digital Cellular System) và phát triển hệ thống thông tin

di động số cá nhân (PDC-Personal Digital Cellular) với băng tần hoạt động là 900-1400MHz

Hệ thống thông tin di động thế hệ 2,5G

Trong quá trình phát triển của mình, rất nhiều mạng di động thế hệ 2G đã ứng dụng công nghệ chuyển mạch gói (những mạng 2G tích hợp công nghệ chuyển mạch gói này còn được biết đến với cái tên 2,5G) Đây có thể coi là một bước ngoặt đáng kể trong quá trình chuyển tiếp giữa 2G và 3G và có tác động rất lớn đến những người sử dụng dịch vụ

Vào năm 1999, DoCoMo lần đầu tiên đưa ra dịch vụ I-mode, đặt dấu mốc quan trọng trong việc chuyển đổi từ 2G sang 2,5G Đây được coi như một động lực hướng đến người dùng của nhà cung cấp dịch vụ I-mode đã trở thành dịch

vụ đầu tiên trên thế giới cho phép các thiết bị cầm tay thông minh sử dụng trình duyệt định vị và truy cập các trang web Các cải tiến trong các dịch vụ dữ liệu không dây, dạng gói, cho phép một người dùng có thể sử dụng dịch vụ trên nhiều thiết bị cầm tay khác nhau Thêm vào đó, chức năng tính toán di động của các dịch vụ này cũng cho phép người dùng thực hiện các tiện ích đa dạng khác như: Telephone Banking, đặt chỗ máy bay, giao dịch chứng khoán, gửi/nhận thư điện

tử, chơi game, xem các bản tin thời tiết, truy cập web…

Một hệ thống tiêu biểu trong các tiện ích tính toán di động có thể kể đến là DPC-P (Pesonal Digital Cellunar Packet) Trong hệ thống DPC-P người ta sử dụng các gói dữ liệu trên giao diện không gian, trong khi vẫn sử dụng mạng chuyển mạch kênh DPC Điều này cho phép người sử dụng có thể tùy chọn các dịch vụ dữ liệu trên cơ sở gói Dịch vụ I-mode hoạt động trên cơ sở các dịch vụ gói này, nhờ vào đó nó vẫn tiếp tục gặt hái được những thành công

Tiếp theo sự thành công của mạng DPC-P, GPRS-General Packet Radio Service được biết như một dịch vụ giá trị gia tăng phi thoại Dịch vụ này cho phép người sử dụng có thể gửi và nhận thông tin qua mạng thông tin di động

Mạng thông tin di động 2,5G có thể dễ dàng kết nối và gửi, nhận thông tin ngay lập tức Chính vì vậy, các thiết bị mobile 2,5G còn được gọi như các thiết

bị “mọi lúc, mọi nơi – always connected, always on” [8] Các kết nối dịch vụ

Internet cung cấp cho người sử dụng trong mạng 2,5G được coi là một chức năng nhảy vọt trong quá trình phát triển của mạng mobile

Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba (3G)

Ngày nay, các mạng thông tin di dộng ngày nay đang tiến tới một hệ thống thế hệ thứ ba (3G) Các mạng di động 3G với đặc điểm: có khả năng mang dung lượng thoại lớn hơn, kết nối dữ liệu di động tốc độ cao hơn, sử dụng các ứng dụng đa phương tiện Các hệ thống di động thế hệ này cũng cung cấp các dịch

vụ thoại với chất lượng tương đương các hệ thống hữu tuyến và dịch vụ truyền

số liệu có tốc độ từ 144Kbps đến 2Mbps (lớn hơn rất nhiều tốc độ 9,6 kbps ở mạng 2G và lớn hơn vài chục lần so với mạng 2,5G)

Các tiêu chuẩn về hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba đã được ITU-R tiến hành chuẩn hoá cho IMT-2000 Tại thời điểm hiện tại, mạng di động 3G dã được triển khai ở một số Quốc gia trên thế giới và một số Quốc gia khác cũng sớm triển khai mạng này trong tương lai gần

Hệ thống thông tin di động 3,5G và 4G

Hệ thống 3,5G là sự nâng cấp của 3G sử dụng các công nghệ như công nghệ truy cập gói dữ liệu tốc độ cao HSPDA (High Speed Downlink Packet Acces), song công phân chia theo thời gian TDD (Time Division Duplex) và các công nghệ đặc quyền như Flash OFDM

Mạng 3,5G và 4G là một sự hội tụ của nhiều công nghệ mạng hiện có và đang phát triển như 2G, 3G, WiMAX, Wi-Fi, IEEE 802.20, IEEE 802.22, pre-4G, UMB, satellite… Nó không hẳn chỉ giới hạn như là một mở rộng của mạng

là ngoài việc truyền âm thanh và truyền số liệu với chất lượng cao còn cho phép

dễ dàng kết nối các thiết bị khác nhau từ các nhà cung cấp thiết bị khác nhau do công nghệ GSM được xây dựng trên cơ sở hệ thống mở để tạo thuận lợi cho các nhà cung cấp dịch vụ

1.1.2 CẤU TRÚC ĐỊA LÝ MẠNG GSM

Trong hệ thống GSM, mạng được phân chia thành các phân vùng địa lý, bao gồm: Tế bào (cell), các vùng định vị (LA), các vùng dịch vụ (MSC/VLR) và các vùng mạng (PLMN)

1.2.1.1 VÙNG MẠNG PLMN

Phân cấp đầu tiên trong các vùng địa lý GSM là vùng mạng PLMN (Public Land Mobile Network) Đây là vùng dịch vụ mà tại đó vùng phục vụ thuộc một nhà khai thác dịch vụ PLMN có thể là một hay nhiều vùng trong một quốc gia tùy theo kích thước của vùng phục vụ

Hình 1.2 Phân cấp cấu trúc địa lý và phân vùng mạng PLMN - GSM

Các đường truyền kết nối giữa mạng di động GSM/PLMN và các mạng khác đều ở mức tổng đài trung kế Quốc gia hay Quốc tế Tất cả các cuộc gọi vào hay ra mạng GSM/PLMN đều được định tuyến thông qua tổng đài vô tuyến cổng G-MSC (Gateway - Mobile Service Switching Center)

1.2.1.2 VÙNG DỊCH VỤ MSC/VLR

Vùng dịch vụ MSC/VLR là một phần của mạng GSM Nó là vùng phục vụ của một MSC Mọi thông tin để định tuyến cuộc gọi tới thuê bao di động hiện đang trong vùng phục vụ của MSC được lưu giữ trong bộ ghi định vị tạm trú VLR Một vùng mạng GSM/PLMN được chia thành một hay nhiều vùng dịch vụ MSC/VLR

1.2.1.4 CELL (Tế bào)

Vùng định vị được chia thành một số cell (tế bào) mà khi MS di chuyển trong đó thì không cần cập nhật thông tin về vị trí với mạng Cell là đơn vị cơ sở

của mạng, là một vùng phủ sóng vô tuyến Mỗi cell được quản lý bởi một trạm

ü Phân hệ chuyển mạch (Switching System – SS)

ü Phân hệ trạm gốc (Base Station System- BSS)

Phân hệ chuyển mạch SS bao gồm các khối chức năng chính sau:

ü Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSC

ü Thanh ghi định vị thường trú HLR

ü Thanh ghi định vị tạm trú VLR

ü Trung tâm nhận thực AuC

ü Thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR

1.2.2.1.a Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động - MSC

MSC (Mobile services Switching Center) đảm nhiệm các chức năng chuyển mạch chính, nhiệm vụ chính của MSC là tạo kết nối và xử lý cuộc gọi đến những thuê bao của GSM Trong quá trình xử lý, MSC vừa giao tiếp với phân hệ BSS đồng thời cũng giao tiếp với mạng ngoài qua tổng đài cổng GMSC (Gateway MSC) Chức năng chính của tổng đài MSC là:

ü Xử lý cuộc gọi (Call Processing)

ü Điều khiển chuyển giao (Handover Control)

ü Quản lý di động (Mobility Management)

ü Tương tác mạng IWF (Interworking Function)

Để kết nối MSC với các mạng khác, cần phải tương thích các đặc điểm truyền dẫn của GSM với các mạng này và được gọi là các chức năng tương tác IWF (Interworking Function) Đây thực chất là thiết bị thích ứng giao thức và truyền dẫn Nó cho phép kết nối với các mạng: PSPDN (Packet Switched Public Data Network), hay CSPDN (Circuit Switched Public Data Network)

1.2.2.1.b Bộ ghi định vị thường trú (HLR - Home Location Register)

Là cơ sở dữ liệu rất quan trọng của mạng lõi GSM, tại đây lưu trữ các số liệu và địa chỉ nhận dạng cũng như các thông số nhận thực thuê bao trong mạng Các thông tin lưu trữ trong HLR gồm: nhận dạng thuê bao IMSI, VLR hiện thời, trạng thái thuê bao, khoá nhận thực và chức năng nhận thực HLR chứa những

cơ sở dữ liệu bậc cao của tất cả các thuê bao trong GSM Những dữ liệu này được truy nhập bởi các MSC và VLR của mạng

1.2.2.1.c Bộ ghi định vị tạm trú (VLR - Visitor Location Register)

VLR là cơ sở dữ liệu thứ hai trong mạng GSM VLR được kết nối với một hay nhiều MSC và có nhiệm vụ lưu trữ tạm thời số liệu thuê bao của các thuê bao hiện đang nằm trong vùng phục vụ của MSC tương ứng, đồng thời lưu trữ số liệu về vị trí của các thuê bao nói trên Về thực chất, VLR chính là cơ sở dữ liệu

trung gian, lưu trữ tạm thời thông tin về thuê bao trong vùng phục vụ MSC/VLR, được tham chiếu từ cơ sở dữ liệu HLR VLR bao gồm:

ü Các số nhận dạng: IMSI, MSISDN, TMSI

ü Số hiệu nhận dạng vùng định vị đang phục vụ MS

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

ü Trạng thái của MS ( bận/rỗi- busy/idle)

1.2.2.1.d Trung tâm nhận thực ( AuC - Aunthentication Center)

Chức năng của AuC là cung cấp cho HLR các 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, các mã này được thay đổi riêng biệt cho từng thuê bao

Cơ sở dữ liệu của AuC còn lưu trữ thông tin khác khi thuê bao đăng ký nhập mạng và được sử dụng để kiểm tra khi thuê bao yêu cầu cung cấp dịch vụ, tránh việc truy nhập mạng một cách trái phép

Khi đăng ký thuê bao, khoá nhận thực Ki sẽ được ghi nhớ vào Simcard của thuê bao cùng với IMSI của nó Đồng thời khoá nhận thực Ki cũng được lưu giữ ở trung tâm nhận thực AuC để tạo ra bộ ba thông số cần thiết cho quá trình nhận thực và mật mã:

- Số ngẫu nhiên RAND

- Mật khẩu SRES: tạo ra từ Ki và số ngẫu nhiên RAND bằng thuật toán A3

- Khoá mật mã Kc: tạo ra từ Ki và số ngẫu nhiên RAND bằng thuật toán A8

1.2.2.1.e Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị (EIR - Equipment Identity Register)

Quản lý thiết bị di động được thực hiện bởi bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR, tại đây lưu giữ tất cả các dữ liệu liên quan đến phần di động ME của trạm di động MS EIR liên kết với MSC thông qua đường báo hiệu để kiểm tra tính hợp

lệ của thiết bị Thủ tục này được thực hiện bằng cách so sánh tham số IMEI (International Mobile Equipment Identity) của thuê bao với với số IMEI hợp lệ, lưu giữ trong EIR, chỉ các thuê bao có số IMEI tươngthích mới được phép truy nhập vào mạng

1.2.2.2 PHÂN HỆ TRẠM GỐC BSS

BSS (Base Station Subsystem) có chức năng:

- Giám sát các đường ghép nối vô tuyến, liên kết kênh vô tuyến với máy phát và quản lý cấu hình của các kênh này

- Điều khiển sự thay đổi tần số vô tuyến của đường ghép nối (Frequency Hopping) và sự thay đổi công suất phát vô tuyến

- Thực hiện mã hoá kênh và tín hiệu thoại số, phối hợp tốc độ truyền tin

- Quản lý quá trình chuyển giao (Handover)

- Thực hiện bảo mật kênh vô tuyến

Phân hệ trạm gốc BSS bao gồm:

• TRAU : Bộ chuyển mã và phối hợp tốc độ

• BSC (Base Station Controler): Bộ điều khiển trạm gốc

• BTS (Base Transceiver Station): Trạm thu phát gốc

1.2.2.2.a Khối BTS (Base Tranceiver Station):

Một BTS bao gồm các thiết bị thu/phát tín hiệu sóng vô tuyến (Tranceiver), anten và bộ phận mã hóa và giải mã giao tiếp với BSC BTS là thiết bị trung gian giữa mạng GSM và thiết bị thuê bao MS, trao đổi thông tin với MS qua giao diện vô tuyến Mỗi BTS tạo ra một hay một số khu vực phủ sóng nhất định gọi là tế bào (cell) BTS thực hiện các chức năng sau:

• Quản lý lớp vật lý truyền dẫn vô tuyến

• Quản lý giao thức cho liên kết số liệu giữa MS và BSC

• Vận hành và bảo dưỡng trạm BTS

• Cung cấp thiết bị truyền dẫn và ghép kênh nối trên giao tiếp A-bis

1.2.2.2.b Khối BSC (Base Station Controller):

BSC có chức năng quản lý toàn bộ giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển Các lệnh này bao gồm lệnh gán/giải phóng kênh vô tuyến và chuyển giao (Handover) BSC giao tiếp với MSC của phân hệ SS thông qua giao diện A,

và sử dụng giao diện A.bis để giao tiếp với BTS Một BSC có thể quản lý vài chục BTS tuỳ theo lưu lượng các BTS này

1.2.2.3.c Khối TRAU (Transcode/Rate Adapter Unit)

Khối thích ứng và chuyển đổi mã, thực hiện chuyển đổi mã thông tin từ các kênh vô tuyến (16 Kb/s) theo tiêu chuẩn GSM thành các kênh thoại chuẩn (64 Kb/s) trước khi chuyển đến tổng đài TRAU là thiết bị mà ở đó quá trình mã hoá và giải mã tiếng đặc thù riêng cho GSM được tiến hành, tại đây cũng thực hiện thích ứng tốc độ trong trường hợp truyền số liệu TRAU là một bộ phận của BTS, nhưng cũng có thể được lắp đặt cách xa BTS và đôi khi còn có thể được lắp đặt trong BSC và MSC

1.2.3 TRẠM DI ĐỘNG (MS - Mobile Station)

Trạm di động là thiết bị được các thuê bao sử dụng MS có thể là: máy cầm tay, máy xách tay hay máy đặt trên ô tô Ngoài việc thực hiện các chức năng vô tuyến và xử lý cho giao diện vô tuyến, MS còn cung cấp các giao diện với người sử dụng (micrô, loa, màn hiển thị, bàn phím…) để quản lý cuộc gọi, hoặc giao diện với một số các thiết bị khác Ba chức năng chính của MS là:

• Thực hiện chức năng truyền dẫn qua giao diện vô tuyến

• Hoạt động như bộ thích ứng đầu cuối liên kết thiết bị đầu cuối với kết cuối di động

• Thực hiện các chức năng không liên quan đến mạng GSM

Về cấu trúc, mỗi MS gồm hai phần: Module nhận dạng thuê bao SIM (subscriber Identity Module) và thiết bị di động ME (Mobile Equipment)

ME là một module phần cứng và phần mềm bao gồm các bộ phận báo hiệu, thu/phát tín hiệu Tại ME không chứa các tham số liên quan đến khách hàng, mà tất cả các thông tin này được lưu trữ trong SIM

SIM là một module riêng được tiêu chuẩn hoá trong GSM SIM chứa các tham số liên quan đến thuê bao SIM thực chất là một vi mạch chuyên dụng gắn trên thẻ, gọi là Simcard Đây là một module rời có thể tháo hoặc lắp dễ dàng trên mỗi ME SIM đảm nhiệm các chức năng sau:

+ Lưu giữ khoá nhận thực thuê bao Ki cùng với số nhận dạng trạm di động quốc tế IMSI, nhằm thực hiện các thủ tục nhận thực và mã hoá thông tin

+ Khai thác và quản lý số nhận dạng cá nhân PIN (Personal Identity Number): xác định quyền sử dụng của người sở hữu hợp pháp PIN là một

số gồm từ 4 đến 8 chữ số, được nạp bởi nhà khai thác khi đăng ký lần đầu

1.2.4 PHÂN HỆ QUẢN LÝ - OSS

Phân hệ khai thác OSS thực hiện ba chức năng chính sau:

+ Khai thác và bảo dưỡng mạng: cho phép nhà khai thác mạng giám sát

toàn bộ hoạt động của mạng như: giám sát lưu lượng cuộc gọi, quản lý số lượng thuê bao trên từng ô tế bào, phân quyền truy cập thuê bao Thông qua chức năng này, nhà cung cấp dịch vụ có thể giám sát được toàn bộ hệ thống và kịp thời xử lý các sự cố Hệ thống khai thác và bảo dưỡng có thể được xây dựng trên nguyên lý TMN (Telecommunication Management Network) Theo đó, hệ thống khai thác và bảo dưỡng liên kết đến các phần tử của mạng để thực hiện chức năng giám sát Các thông số giám sát được kết nối đến một máy chủ đóng vai trò giao tiếp người máy OMC (Operation and Maintenance Center) Tại đây, sẽ điều khiển toàn bộ quá trình hoạt động của mạng

+ Quản lý thuê bao: bao gồm các hoạt động quản lý đăng ký thuê bao

Trong đó, bao gồm các công việc bổ sung và loại bỏ thuê bao, tính cước cuộc gọi… Quản lý thuê bao trong mạng GSM liên quan đến HLR và một số thiết bị tại OSS

+ Quản lý thiết bị di động: quản lý thiết bị di động được thực hiện bởi bộ

đăng ký nhận dạng thiết bị EIR Tại đây lưu trữ toàn bộ dữ liệu liên quan đến trạm di động MS

1.3 MẠNG MOBILE CÔNG NGHỆ CDMA

CDMA - Code Division Multiple Access, còn được gọi là phương thức Đa truy nhập phân chia theo mã, đây là một phương thức đa truy nhập vào kênh truyền vật lý, sử dụng kỹ thuật phân chia theo mã Lý thuyết CDMA đã được xây dựng từ thập niên 50 thế kỷ trước và được ứng dụng trong thông tin quân sự từ những năm đầu thập niên 60 Trong kỹ thuật CDMA, mỗi thuê bao sẽ được gán một mã duy nhất Nhờ mã trải phổ này, tín hiệu của mỗi thuê bao sẽ được dàn trải trên toàn dải tần Tín hiệu truyền sẽ là tín hiệu chồng chập của nhiều người

dùng khác nhau theo thời gian và trên cùng một dải tần số, tín hiệu này chỉ được phục hồi duy nhất ở thiết bị thuê bao với mã ngẫu nhiên tương ứng

Áp dụng lý thuyết truyền thông trải phổ, công nghệ CDMA được sử dụng trong cả hai mạng di động 2G cũng như 3G Tiêu chuẩn CDMA thế hệ 2G được biết đến với tên cdmaOne, bao gồm các tiêu chuẩn IS-95A và IS-95B Ngoài ra,

nó còn là cơ sở nền tảng trong cả hai tiêu chuẩn then chốt của IMT2000 là CDMA2000 và WCDMA

1.3.1 CDMA-ONE

Trái với hệ thống GSM, được nghiên cứu và phát triển bởi sự liên kết của nhóm các tổ chức Công nghệ cdmaOne được công ty Qualcomm Incorporated nghiên cứu Công nghệ này được thương mại hóa lần đầu tiên vào 28/9/1995 bởi tập đoàn Hutchison tại Hồng-Kông và từ đó đến nay được sử dụng trong những mạng thông tin di động chủ chốt tại nhiều quốc gia trên thế giới, trong đó tiêu biểu là hai quốc gia Hàn Quốc và Mỹ

CdmaOne là một họ tiêu chuẩn, đưa ra những nguyên tắc nền tảng cho hệ thống truyền thông không dây số đầu cuối Kiến trúc hệ thống mạng thương mại dựa trên chuẩn này được biết với tên CdmaOne hay IS-95 Bộ tiêu chuẩn IS-95 được phát triển bởi TIA/EIA (TIA/EIA IS-95 Telecommunications Industry Association / Electronic Industries Association Interim Standard - 95) bao gồm hai phiên bản IS-95A và IS-95B

IS-95A: là phiên bản đầu tiên của tiêu chuẩn IS95 được đưa ra năm 1995 Phiên bản này mô tả các đặc điểm của hệ thông tin tế bào sử dụng công nghệ CDMA, bao gồm: cấu trúc của các kênh CDMA 1,25Mhz, điều khiển công suất,

xử lý cuộc gọi, các thủ tục chuyển giao… Tiêu chuẩn này được đưa ra nhằm ứng dụng cho các dịch vụ thoại và các kết nối dữ liệu kiểu quay số (dial-up) với tốc

độ 14,4Kbps

IS-95B: phiên bản IS-95B là phiên bản thứ hai của tiêu chuẩn IS-95 Đây

là tiêu chuẩn được kết hợp giữa IS-95A, ANSI-J-STD-008 và TSB-74 IS-95B định nghĩa các đặc điểm, cấu trúc của hệ thông tin tế bào CDMA 1,8Ghz đến 2Ghz Đồng thời, IS-95B cũng mô tả kết nối giữa hệ thống IS-95 và các hệ thống

khác Ngoài các dịch vụ thoại hiện có, chuẩn này cũng cung cấp cho các thuê bao các dịch vụ dữ liệu chuyển mạch gói với các tốc độ lên đến 64 Kbit/s Với tốc độ dữ liệu tăng lên, các mạng tương thích IS-95B TIA/EIA còn được xem như công nghệ CDMA 2.5G

1.3.2 CDMA2000

CDMA2000 là chuẩn công nghệ thông tin vô tuyến được Qualcomm phát triển từ công nghệ cdmaOne và là một trong các chuẩn của IMT-2000 do ITU đưa ra Trong đó dung lượng hệ thống và hiệu suất phổ được cải tiến so với các

hệ thống 2G Bộ tiêu chuẩn CDMA2000 được phát triển với những phiên bản:

+ Phiên bản thứ nhất: CDMA2000-1xRTT (1X Radio Transmission Technology), là phiên bản CDMA2000 ứng dụng cho thoại và dữ liệu Theo chuẩn này, tốc độ dữ liệu truyền trên kênh chuẩn CDMA 1,25Mhz là 307 Kbps với đường xuống (downlink) và 153 Kbps đối với đường lên (uplink)

+ Phiên bản thứ hai: CDMA2000-1xEV-DO (Evolution-Data Only) Phiên bản này tối ưu với các dịch vụ dữ liệu dung lượng lớn Tốc độ truyền dữ liệu trên các mạng thông tin sử dụng tiên chuẩn đạt có thể đạt 2,4Mbps

+ Phiên bản thứ ba: CDMA2000-1xEV-DV (Evolution-Data Voice) Phiên bản này hỗ trợ truyền dữ liệu kết hợp thoại trên cùng một băng tần với tốc

độ 4,8Mbps

Ngoài ra CDMA2000 còn đưa ra một phiên bản CDMA2000-3x với các tên gọi “3xRTT”, “MC-3x”, “IMT-CDMA” Theo đó, tiêu chuẩn này sử dụng 3 kênh tiêu chuẩn 1,25 Mhz, ứng dụng cho các hệ thống CDMA2000 của các quốc gia đòi hỏi phổ tần 5 Mhz

1.3.3 CẤU TRÚC VẬT LÝ MẠNG CDMA

Cấu trúc của một mạng tế bào CDMA 2G được xây dựng nhằm mục đích đáp ứng các dịch vụ thoại và truyền dữ liệu dựa trên cơ sở hệ thống chuyển mạch kênh Đây cũng là cấu trúc cơ bản để phát triển cho các cấu trúc mạng tế bào CDMA ở các thế hệ tiếp theo Trong chương này, ta sẽ khảo sát một cách tổng quan về cấu trúc này và mở rộng cho các mạng CDMA hiện tại Các thành phần

mạng CDMA đơn giản hoá trong cả hai cấu trúc IS-95 và CDMA 2000 cho các dịch vụ thoại và dữ liệu được mô tả như sau [5]:

BSC (Base Station Controller): có nhiệm vụ điều khiển nhóm các BTS

trong phạm vi quản lý Trong đó, BSC thực hiện việc định tuyến các bản tin thoại và dữ liệu giữa các ô tế bào và MSC Ngoài ra, BSC còn có vai trò quản lý

và điều khiển các thủ tục chuyển giao khi một MS di chuyển từ BTS này sang BTS khác…

Hình 1.5 Mạng tế bào CDMA cho cấu trúc IS-95 và CDMA2000

MSC- Mobile Switching Center: thực hiện chuyển mạch các lưu lượng

giữa các MS và mạng PSTN hoặc giữa MS và MSC khác Thêm vào đó, đối với CDMA 2000, MSC còn có thêm chức năng PDNS (Packet Data Serving Node) nhằm mục đích cung cấp các dịch vụ dữ liệu chuyển mạch gói Thực chất của PDSN là bộ định tuyến dựa trên cơ sở giao thức Internet (IP- Internet Protocol) PDSN thực hiện việc định tuyến lưu lượng dữ liệu tới mạng dữ liệu gói (ví dụ Internet) Thay vì định tuyến lưu lượng chuyển mạch kênh từ MS tới một mạng chuyển mạch kênh của MSC thì PDSN định tuyến các gói tin từ MS tới mạng chuyển mạch gói

AAA (Authentication, authorization, and accounting): đây là một máy chủ

đảm nhiệm các chức năng: nhận thực, phân quyền và tính cước dịch vụ cho PDSN Quá trình nhận thực trên AAA được thực hiện như sau: Khi một MS có yêu cầu dịch vụ dữ liệu chuyển mạch gói, thường phải trải qua ít nhất hai cấp nhận thực Đầu tiên MS thực hiện đăng ký với HLR, nếu thành công MS sẽ thực hiện yêu cầu xác nhận cung cấp dịch vụ, việc này sẽ được thực hiện bởi AAA và sau đó MS có thể thực hiện các dịch vụ chuyển mạch gói trên mạng CDMA

HLR (Home location register): là cơ sở dữ liệu chứa các thông tin về thuê

bao như mã số nhận dạng thuê bao (IMSI)

VLR (Visitor location register): là cơ sở dữ liệu lưu trữ các thông tin về

thuê bao đang hoạt động trong MSC

BTS (Base Station Transceiver Subsystem): điều khiển hoạt động liên kết

không gian (air link) và thực hiện giao diện giữa mạng và MS; Quản lý các tài nguyên tần số radio như phân bổ tần số, phân chia khu vực và điều khiển nguồn Ngoài ra, BTS còn quản lý lưu lượng hướng về, từ vị trí ô phủ sóng đến BSC (Base Station Controller)

Ngoài ra, để cung cấp các dịch vụ dữ liệu chuyển mạch kênh, mạng tế bào CDMA sử dụng IWF (Interworking function) IWF thực hiện chức năng chuyển đổi định dạng dữ liệu nhằm đảm bảo tính tương thích của các bản tin truyền trên mạng

1.4 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA CÁC MẠNG MOBILE HIỆN TẠI

Như đã khảo sát ở các phần trên, ta thấy rằng: về cấu trúc, một mạng thông tin tế bào hiện tại có thể phân chia thành hai phân hệ mạng chính, đó là: mạng truy cập RAN (Radio Access Network) và mạng lõi CN (Core Netwwork)

CN (Core Network): Thành phần chính trong mạng lõi của 1 mạng di động

là MSC MSC hoạt động giống như một tổng đài nội hạt đối với các MS được đăng ký trong vùng MSC

MSC được kết nối với một cơ sở dữ liệu, gồm các khối chức năng HLR

(home location registers), VLR (visitor location registers) và AC (Authentication

Center), quản lý các thông tin liên quan đến việc đăng ký, nhận dạng các thuê

bao và hỗ trợ các dịch vụ trong mạng

Tại CN, một GMSC (Gateway MSC) đóng vai trò như cổng kết nối với các mạng khác Ngoài ra tại mạng lõi của hệ thống thông tin di động còn bao gồm các khối chức năng đảm nhận công việc giám sát và bảo dưỡng mạng

RAN (Radio Access Network): Phần truy nhập Radio của mạng di động

bao gồm các trạm BTS (base transceiver stations), thực hiện chức năng việc thu phát tín hiệu, trao đổi thông tin với cá MS Nhóm các BTS được điều khiển bởi một BSC (Base Station Controller)

Hình 1.6 Cấu trúc tổng thể mạng thông tin di động

Các mạng di động hiện tại tuy cùng cấu trúc mạng nhưng có thể sử dụng các công nghệ khác nhau và đều có đặc điểm chung là:

+ Các mạng di động hầu hết đều tồn tại riêng lẻ, mỗi mạng sử dụng các vùng phủ sóng riêng biệt, các dịch vụ chủ yếu vẫn là thoại và nhắn tin ngắn

+ Công nghệ chuyển mạch chủ yếu trong các MSC vẫn là công nghệ chuyển mạch kênh một số ít các dịch vụ dựa trên nền chuyển mạch gói tuy nhiên lưu lượng của những loại hình dịch vụ này là chưa đáng kể

+ Tốc độ truyền tải trên mạng thấp: Hệ thống GSM đạt 9,6 kbps và 95A đạt 14,4 đối với dịch vụ thoại…

IS-1.5 NHỮNG HẠN CHẾ CỦA CÁC MẠNG DI ĐỘNG HIỆN TẠI

Với những đặc điểm của các mạng di động hiện tại ta có thể thấy rằng: bên cạnh những ưu điểm đạt được mang tính lịch sử, các mạng di động hiện tại còn tồn tại một số đặc điểm sau:

+ Về cấu trúc mạng: cấu trúc của các mạng di động hiện tại đều xây dựng

trên cơ sở cấu trúc tế bào với phần lớn các mạng sử dụng cấu hình chuyển mạch kênh Điều này đang trở nên lạc hậu đối với nhu cầu dịch vụ của các khách hàng,

do hệ thống chuyển mạch kênh có dung lượng thấp và đang trở nên quá tải

Các mạng di động hiện thời hoạt động mang tính độc lập, do đó kém hiệu quả trong việc khai thác, bảo dưỡng và chia sẻ tài nguyên dùng chung như: các trạm BTS và các tài nguyên dịch vụ của các mạng

Kiến trúc mạng lõi sử dụng các thiết bị với công nghệ độc quyền, điều này làm cho các nhà khai thác gần như phụ thuộc hoàn toàn vào các nhà cung cấp, gây nên việc giảm sức cạnh tranh cho các nhà khai thác, đặc biệt là những nhà khai thác nhỏ, đồng thời làm tăng chi phí về giá thành và thời gian khi muốn nâng cấp và ứng dụng các phần mềm mới

+ Về cung cấp dịch vụ: Dịch vụ khai thác trên các mạng di động hiện tại

chủ yếu vẫn là dịch vụ thoại Trong khi đó, sự ra đời của các dịch vụ mới ảnh hưởng rất nhiều đến tốc độ truyền dữ liệu, đồng thời cũng xuất hiện nhiều loại hình dịch vụ với tốc độ truyền dữ liệu trên mạng không đồng nhất Do đó, với cấu trúc của các mạng di động hiện tại không thể đáp ứng được các nhu cầu dịch

vụ này

1.6 XU THẾ PHÁT TRIỂN THEO NGN-MOBILE

Hiện nay, cùng với sự phát triển không ngừng của các công nghệ tiên tiến, ngành Viễn thông nói chung và công nghệ Thông tin di động nói riêng đang có những chuyển đổi vượt bậc Sự tăng trưởng của các dịch vụ thoại và nhắn tin trên các mạng di động ngày nay đang dần bị thay thế bởi sự đa dạng của các loại hình dịch vụ cũng như xu hướng sử dụng các dịch vụ truyền dữ liệu tốc độ cao trong môi trường băng thông rộng Sự hội tụ của các loại hình dịch vụ thông tin

đa phương tiện trên nền IP đòi hỏi các nhà cung cấp dịch vụ thông tin di động

cần chuyển đổi cấu trúc mạng di động hiện tại, phát triển theo cấu trúc mạng mới, tiên tiến hơn dựa trên nguyên tắc của mạng NGN

Với việc chuyển đổi cấu trúc các mạng di động sang NGN Các nhà cung cấp dịch vụ di động có thể giải quyết hoàn toàn những bất cập hiện có đối với cấu trúc hiện tại

Trong cấu trúc NGN, các dịch vụ thoại truyền thống và các dịch vụ dữ liệu băng rộng được hội tụ một cách đồng nhất trên nền IP Tại cấu trúc mạng lõi của cấu trúc NGN mobile, chức năng điều khiển mạng được sử dụng theo kiến trúc phân tán, đảm bảo tính linh hoạt và mềm dẻo, đáp ứng các loại hình dịch vụ cũng như việc định tuyến các gói tin trên nền IP

Cũng tại cấu trúc NGN, lớp điều khiển với các giao diện mở, được phân tách khỏi lớp truyền tải, điều này cho phép lớp điều khiển trong mạng có thể kết nối và cung cấp các dịch vụ thông suốt từ đầu cuối đến đầu cuối với bất kỳ loại giao thức và báo hiệu nào

Chính vì các ưu điểm vượt trội của mạng mobile theo cấu trúc NGN mà ngày nay các nhà cung cấp dịch vụ tại các quốc gia trên thế giới đang trong quá trình chuyển đổi từ các cấu trúc cũ sang mô hình này dưới các tên gọi như mạng 3G, 4G… Đây cũng là nội dung chính tại các cuộc hội nghị, hội thảo trên thế giới đề cập tới xu hướng phát triển cho các mạng di động thời gian gần đây Chính vì những lý do đó, việc chuyển đổi các mạng di động theo kiến trúc NGN đang trở lên cấp thiết và là một xu hướng tất yếu trong giai đoạn hiện nay

CHƯƠNG II: CẤU TRÚC MẠNG NGN-MOBILE

2.1 ĐỊNH NGHĨA MẠNG NGN-MOBILE THEO ITU

NGN, theo định nghĩa của ITU là một mạng chuyển mạch gói, có khả năng cung cấp các dịch vụ viễn thông, sử dụng băng tần rộng và các công nghệ truyền tải hỗ trợ QoS Trong đó, các chức năng liên quan đến dịch vụ không phụ thuộc vào công nghệ truyền tải Hệ thống hỗ trợ tính di động linh hoạt, cho phép cung cấp dịch vụ tới các thuê bao một cách ổn định [6] Theo định nghĩa này của ITU, mạng NGN bao gồm những đặc điểm cơ bản sau:

• Đáp ứng nhu cầu cung cấp các loại hình dịch vụ viễn thông phong phú,

đa dạng, đa dịch vụ, đa phương tiện…, dựa trên cơ sở hạ tầng thống nhất với phương thức truyền tải trên nền IP

• Mạng có cấu trúc đơn giản, có tính mở, dễ mở rộng dung lượng, phát triển các dịch vụ mới

• Độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao, đảm bảo cung cấp các dịch vụ một cách nhanh chóng, tiện lợi

• Nâng cao hiệu quả sử dụng, chất lượng mạng lưới, tăng cường khả năng kiểm soát, tính bảo mật và độ tin cậy trong khi giảm thiểu được chi phí vận hành

Với các tiêu chí cơ bản của NGN như vậy, các nhà khai thác thông tin di động và các tổ chức nghiên cứu về tiêu chuẩn viễn thông trên thế giới đã, đang xây dựng và đưa ra các khuyến nghị, tiêu chuẩn…, nhằm mục đích xây dựng kiến trúc đặc trưng cho mạng NGN-Mobile Vậy NGN-Mobile là gì?

NGN-Mobile hay còn được đề cập đến với cái tên Next Generation Mobile Network (NGMN) là mạng thế hệ tiếp theo của các mạng di động Đây là

cơ sở công nghệ để các mạng di động hiện nay hướng tới

Xuất phát từ quan điểm các nhà khai thác dịch vụ di động cần phát triển các mạng di động của mình theo xu hướng cải tiến các ứng dụng và dịch vụ hướng tới nhu cầu người dùng NGN-Mobile chính là một thành phần tất yếu trong việc hướng tới mục tiêu tính toán mọi lúc, mọi nơi của các dịch vụ di động

đa dạng một cách đích thực Hệ thống thông tin di động UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) hay khái niệm dịch vụ di động thế hệ thứ ba (3G) là một bước công nghệ hướng tới mạng NGN-Mobile Ta có thể thấy rằng NGN-Mobile là sự kết hợp giữa Internet, Intranet với mạng di động và công nghệ băng rộng Rất nhiều các công nghệ và tiêu chuẩn kỹ thuật được đưa ra bởi các tổ chức cũng như các nhóm nghiên cứu trên thế giới Đi đầu trong lĩnh vực này có thể kể tên như sau: 3GPP (3rd Generation Partnership Project); 3GPP2 (3rd Generation Partnership Project-2) hay MWIF (Mobile Wireless Internet Forum) Các kiến trúc 3G cũng như một loạt các khuyến nghị, đề xuất của các

tổ chức này cũng đã được ITU chấp nhận trong bộ tiêu chuẩn IMT-2000 Theo

đó, mạng thông tin di động tổ chức theo mô hình NGN phải hội tụ các yếu tố cơ bản sau:

• Kiến trúc NGN Mobile dựa trên cơ sở hỗ trợ giao thức Internet (IP) kiến trúc này được coi như cấu trúc cơ sở cho tất cả các các phần trong hệ thống và được gọi là mạng toàn IP (ALL-IP Network)

• Được xây dựng trên cơ sở các lớp giao diện chương trình ứng dụng Aplication Programming Interfaces) nhằm mục đích tạo điều kiện thuận lợi cho việc truy cập tài nguyên mạng một cách an toàn và hiệu quả

(APIs-• Trong mạng NGN-Mobile các ứng dụng được triển khai một cách linh hoạt, và nhanh chóng Các loại hình dịch vụ đa dạng, bao gồm các dịch vụ thoại và phi thoại được hỗ trợ trên cơ sở hạ tầng truyền dẫn chung, với các ứng dụng quản lý mạng thông minh

2.2 CẤU TRÚC PHÂN LỚP CỦA NGN-MOBILE

Với các đặc điểm đã đề cập ở phần trên, mạng Mobile theo cấu trúc NGN được chia ra thành các phân lớp với các chức năng cơ bản, bao gồm: Lớp truy nhập, lớp truyền tải, lớp điều khiển, lớp ứng dụng Trong đó lớp điều khiển là lớp xuyên suốt trong cấu trúc phân lớp của mạng NGN-Mobile

Theo cấu trúc phân lớp như vậy, NGN-Mobile đã tách lớp điều khiển ra khỏi lớp truyền tải Điều này cho phép cấu trúc mạng lõi của NGN-Mobile thực hiện việc kết nối và điều khiển cuộc gọi một cách linh hoạt hơn thông qua việc

định tuyến các gói tin trên nền IP Có thể mô tả chức năng các lớp trong cấu trúc NGN-Mobile như sau:

Hình 2.1 Cấu trúc phân lớp của NGN-Mobile

+ Lớp truy nhập: bao gồm mạng truy nhập vô tuyến, cung cấp các kết nối thiết bị đầu cuối thuê bao với mạng

Trong lớp truy nhập, các thiết bị đầu cuối có thể sử dụng các công nghệ truy nhập vô tuyến khác nhau để kết nối vào mạng

+ Lớp truyền tải: bao gồm các nút chuyển mạch IP và hệ thống truyền dẫn, nhằm cung cấp các chức năng chuyển mạch, định tuyến các gói tin trao đổi giữa các thuê bao trong mạng

+ Lớp điều khiển: là lớp trên của lớp truyền tải Khác với chức năng điều khiển ở cấu trúc mạng mobile thông thường, lớp điều khiển của mạng NGN-Mobile ngoài việc thực hiện các chức năng kết nối cuộc gọi, còn thực hiện chức năng quản lý thuê bao, nhận thực, phân quyền truy nhập hay tính cước cho các thuê bao trong mạng…

+ Lớp ứng dụng: Bao gồm các giao thức lớp trên cung cấp các ứng dụng và dịch

vụ trong mạng thông qua lớp điều khiển Trong phân lớp này sử dụng các phần

tử mạng như các máy chủ dịch vụ với các liên kết mở API

2.3 CẤU TRÚC DỰA TRÊN SOFTSWITCH VÀ IMS

Định nghĩa của ITU-T đã đưa ra khái niệm chung về mạng NGN một cách rất khái quát mà không cụ thể hóa cách thức để xây dựng một mạng NGN cụ thể Khi nói đến NGN, hiện nay người ta thường nhắc đến các cấu trúc mạng lõi dựa trên hệ thống Softswitch (chuyển mạch mềm) và IMS (IP Multimedia Subsystem) Đây là hai hệ thống được biết đến rộng rãi trong các mô hình NGN nói chung cũng như các mô hình NGN-Mobile nói riêng Tùy thuộc theo mục đích và tiêu chí cụ thể, mỗi nhà cung cấp hay khai thác mạng có thể lựa chọn hệ thống mạng lõi dựa trên Softswitch hay IMS để xây dựng cấu trúc mạng của mình

Để hiểu rõ hơn về cấu trúc mạng NGN-Mobile theo các mô hình này, ta sẽ khảo sát lần lượt các cấu trúc mạng lõi trên cơ sở từng hệ thống

2.3.1 CẤU TRÚC TRÊN CƠ SỞ SOFTSWITCH

Như ta đã biết, NGN-Mobile là kiến trúc dựa trên nền chuyển mạch gói Trong cấu trúc phân lớp của nó, ta đã đề cập đến thành phần chuyển mạch dựa trên phần tử Softswitch Đây là một phần mềm theo mô hình mở, có thể thực hiện được những chức năng thông tin phân tán trên một môi trường máy tính mở

và có chức năng của mạng chuyển mạch thoại TDM truyền thống

Hình 2.2 So sánh cấu trúc chuyển mạch kênh với cấu trúc Softswitch

Theo ý tưởng thiết kế ban đầu, Softswitch đúng nghĩa là “chuyển mạch dựa trên phần mềm”, dùng để thay thế cho tổng đài chuyển mạch TDM Do mạng điện thoại truyền thống dùng chuyển mạch kênh, nên Softswitch cần có giao diện với cơ sở hạ tầng đã có, bao gồm đường truyền thông TDM (media path) và báo hiệu SS7 Tuy nhiên, vì tính phân tán của mạng IP, cùng sự phát triển cấu trúc mạng thích ứng với sự đa dạng của các dịch vụ, các chức năng của Softswitch được tách ra thành các phần riêng: Media Gateway, Signaling Gateway nằm tại biên mạng (làm nhiệm vụ chuyển đổi lưu lượng sang gói IP; và báo hiệu sang H.248 hay SIP) và phần xử lý cuộc gọi (Call Control)

Do chức năng chính của Softswitch là xử lý cuộc gọi, nên vị trí tương ứng của Softswitch trong mô hình phân lớp chức năng của NGN là lớp điều khiển cuộc gọi và báo hiệu (Call Control and Signaling Layer) Các phần tử trong cấu trúc Softswitch có thể được tích hợp hay tổ chức phân tán trong mạng, bao gồm:

• Bộ điều khiển cổng thiết bị Media Gateway Controller (MGC): Thực hiện chức năng điều khiển và quản lý cuộc gọi

• Signaling Gateway (SG): Thực hiện chức năng cổng kết nối mạng báo hiệu SS7

• Media Gateway (MG): Cung cấp các kết nối vật lý tới các dịch vụ đầu cuối hoặc các mạng truy nhập khác

• Application Server (AS)/Feature Server: Máy chủ dịch vụ cung cấp tính năng hỗ trợ các ứng dụng

Hình 2.3 Các phần tử và giao thức đặc trưng trong cấu trúc Softswitch

Chức năng chuyển mạch trong cấu trúc Softswitch được thực hiện trong hai thành phần chính là MG và MGC (còn được gọi là Call Agent hay Call Controller) thực hiện việc định tuyến cuộc gọi, báo hiệu mạng, tính cước và các chức năng liên quan khác

Mỗi MGC có thể quản lý một hay nhiều MG tùy thuộc vào cấu trúc, vị trí mạng kết nối và kiểu dữ liệu truyền tải trên mạng Để đảm bảo quá trình hoạt động một cách linh hoạt và mềm dẻo, các chức năng trong Softswitch được tổ chức và phân chia thành các lớp chức năng như sau:

• Lớp truyền tải (Transport Layer): gồm các phần tử mạng như MG,

SG thực hiện chức năng truyền tải các bản tin thiết lập và báo hiệu cuộc gọi dưới dạng vật lý Tại lớp truyền tải, tồn tại các phân vùng cho phép Softswitch có thể thực hiện kết nối mềm dẻo với các mạng truy nhập khác nhau, bao gồm: IP Transport Domain; Interworking Domain; Non-IP Access Domain

• Lớp báo hiệu và điều khiển cuộc gọi (Call Control and Signaling Layer): MGC hoạt động trong lớp này Tại đây bao gồm các phân lớp

chức năng điều khiển chính của Softswitch như: kết nối, điều khiển và giám sát phiên/cuộc gọi

• Lớp ứng dụng và dịch vụ (Call Control and Signaling Layer): cung

cấp và hỗ trợ các chức năng điều khiển và logic cho các ứng dụng và dịch vụ thông qua các giao diện mở API, điều này cho phép các nhà khai thác mạng dễ dàng phát triển và cung cấp các dịch vụ cho khách hàng

• Lớp quản lý (Management layer): là lớp đặc biệt xuyên suốt các lớp

chức năng khác Tại lớp này có thể triển khai như một mạng riêng, giám sát và điều phối các thành phần mạng khác Tại đây cung cấp các chức năng quản lý, hỗ trợ thuê bao, lưu trữ và tính cước… Lớp này tương tác với các lớp chức năng khác thông qua giao thức SNMP (Simple Network Management Protocol)

Nhiệm vụ cụ thể của các thực thể chức năng trong Softswitch như sau:

- AS-F (Application Server Function): là thực thể thi hành các ứng

dụng, với vai trò chính là cung cấp các logic dịch vụ và thi hành một hay nhiều các ứng dụng/dịch vụ

- R-F/ A-F (Routing/Accounting): R-F cung cấp thông tin định tuyến cho

MGC-F, trong khi A-F cung cấp các thông tin dùng cho việc tính cước

- MS-F (Media Server Function): cung cấp các dịch vụ tăng cường cho

xử lý cuộc gọi Nó hoạt động như một server để xử lý các yêu cầu từ AS-F hoặc MGC-F Các giao thức ứng dụng trong MS-F bao gồm SIP, MGCP, H.248

Hình 2.4 Cấu trúc lớp chức năng của softswitch

- MGC-F (Media Gateway Control Funtion): cung cấp logic cuộc gọi

và tín hiệu báo hiệu, xử lý cuộc gọi cho một hay nhiều Media Gateway MGC-F bao gồm các đặc điểm chính: Quản lý tài nguyên mạng, khởi tạo và kết thúc các bản tin báo hiệu điểm cuối, duy trì trạng thái tải tin và trạng thái cuộc gọi trên MG MGC-F sử dụng các giao thức H.248 và MGCP

- CA-F (Call Agent Funtion): là một phần chức năng của MGC-F Thực

thể này được kích hoạt khi MGC-F thực hiện việc điều khiển cuộc gọi Các giao thức CA-F và APIs bao gồm: SIP, BICC, H.323, Q.931, Q.SIG, INAP, ISUP, TCAP, BSSAP, RANAP, MAP and CAP…

- IW-F (Inter Working Funtion): là một phần chức năng của MGC-F

Nó được kích hoạt khi MGC-F thực hiện các báo hiệu giữa các mạng báo hiệu khác nhau Các giao thức sử dụng có thể là: H.323/SIP và IP/ATM

- SG-F (Signaling Gateway Function): cung cấp cổng giao tiếp cho các

thông tin báo hiệu giữa mạng IP và mạng PLMN hay với PSTN

- MG-F (Media Gateway Function): Thực hiện chuyển đổi thông tin

giao tiếp từ mạng IP với các mạng truy nhập khác Về bản chất, MG-F cung cấp cổng giao tiếp giữa một mạng IP và một mạng chuyển mạch kênh hay giữa hai mạng gói (ví dụ: IP tới ATM)

Với cấu trúc mạng lõi dựa trên cấu trúc Softswitch, mạng NGN-Mobie có thể kết nối với tất cả các mạng truy nhập hiện có và có thể mở rộng linh hoạt, tiến tới một mạng hội tụ các dịch vụ viễn thông trên nền IP

2.3.2 CẤU TRÚC TRÊN CƠ SỞ IMS

Mục tiêu của mạng NGN-Mobile là cho phép phát triển nhanh chóng các dịch vụ mới có thể truy nhập được từ nhiều loại thiết bị qua các mạng thông tin

di động Vấn đề chính để đạt được sự phối hợp hoạt động này là phải phát triển được tập hợp các chuẩn cho phần truy nhập và phân phát dịch vụ Một cấu trúc mạng trên cơ sở toàn IP là mục tiêu hướng đến của rất nhiều các mạng di động trên thế giới IMS (IP Multimedia Subsystem) chính là cấu trúc mạng có thể đáp ứng những yêu cầu này trong việc liên kết hiệu quả giữa thiết bị và dịch vụ

IMS là một kiến trúc chuẩn, mở, nhằm mục đích chuyển tiếp các dịch vụ

đa phương tiện qua các mạng di động và IP, sử dụng cùng một loại giao diện chuẩn ISC (IMS Servise Control Interface) cho cả các dịch vụ di động cũng như

IP cố định Dựa trên giao thức nền SIP (Session Initiation Protocol), IMS định nghĩa các giao diện điều khiển chuẩn để tạo ra các ứng dụng mới [5]

IMS được 3GPP định nghĩa với phiên bản đầu tiên được thiết kế riêng cho mạng di động, nhằm triển khai các ứng dụng IP trên mạng di động 3G Các phiên bản kế tiếp của IMS đã được định nghĩa độc lập với phần truy nhập Bước tiến này đã thúc đẩy sự phối hợp hoạt động giữa các thiết bị truy nhập khác nhau

và do vậy đã kích thích sự hội tụ về mạng di động và cố định Các kiểu truy nhập

có thể hoạt động với lõi IMS là DSL, WLAN, GPRS… Hiện nay, IMS là sự lựa chọn tối ưu cho việc phân phát dịch vụ hội tụ và đa phương tiện, cũng như cho phép cung cấp các dịch vụ IP trên cả mạng di động và cố định