... Tổng quan hệ thống GSM Báo hiệu mạng GSM Quản lý di đ ng mạng GSM Dịch vụ tin nhắn ngắn GSM Roaming quốc tế mạng GSM Thao tác, quản trị, bảo dƣỡng mạng GSM Dịch vụ vô tuyến gói tổng... chức GSM: MSC, BSC (và gián tiếp BTS) Duy trì thao tác thoả đ ng mạng GSM dựa việc quan sát tải, tốc đ , chuyển tiếp Các hoạt đ ng: Network Management System (NMS): điều chỉnh cấu hình mạng. .. Communication TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Kiến trúc GSM (1) GSM PLMN (Public Land Mobile Network) Các nhà cung cấp dịch vụ thiết lập mạng di đ ng the chuẩn GSM bên quốc gia Các hệ thống (subsystem)
MẠNG KHÔNG DÂY & DI ĐỘNG (Mobile & Wireless Network) CHƢƠNG 4 GSM, SMS, ROAMING QUỐC TẾ, OAM, GPRS College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication Nguyễn Hoàng Việt 1 NỘI DUNG Tổng quan về hệ thống GSM Báo hiệu mạng GSM Quản lý di động mạng GSM Dịch vụ tin nhắn ngắn trong GSM Roaming quốc tế trong mạng GSM Thao tác, quản trị, bảo dƣỡng trong mạng GSM Dịch vụ vô tuyến gói tổng quát College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM (Global System for Mobile Communication) GSM là một chuẩn mạng không dây (diện rộng) dạng số Đƣợc dẫn hƣớng bởi các nhà sản xuất, nhà điều hành, các uỷ ban chuẩn hoá của Châu Âu Đƣợc dùng phổ biến trên toàn thế giới College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 3 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Các yêu cầu của GSM (1) Khả năng di động của dịch vụ (Service Portability): Chất lƣợng của dịch vu và bảo mật: Có thể dùng mobile tại bất kỳ quốc gia thành viên nào với roaming quốc tế và cuộc gọi, định số đƣợc chuẩn hoá (với giá khác nhau) Có thể dùng cho các dịch vụ cả cố định và di động Có thể dùng khi đi bộ, lái xe, trên tàu, … (tối đa 250 km/g) Chất lƣợng ít nhất phải tốt bằng hệ thống tƣơng tự (analog) trƣớc đây Có khả năng mật mã hoá Sử dụng tốt tần số vô tuyến (radio frequency): Hiệu quả ở phổ tần cao Có thể đồng tồn tại với các hệ thống trƣớc trong cùng băng tần College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 4 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Các yêu cầu của GSM (2) Mạng hiện đại: Theo khuyến cáo của ITU (International Telecommunication Union) – cho phép cùng thao tác hiệu quả với mạng ISDN Hỗ trợ tiếng nói và dữ liệu tốc độ thấp Hỗ trợ hoán chuyển và di động đã đƣợc chuẩn hoá Các giao diện đã đƣợc chuẩn hoá giữa các subsystem Tối ƣu hoá hệ thống để giảm giá thành cho mobile GSM yêu cầu các mobile độ phức tạp cao hơn các hệ thống tƣơng tự (analog) trƣớc đây Giá cƣớc thuê bao phải kém hơn hoặc bằng các hệ thống tƣơng tự (analog) hiện có College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 5 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Kiến trúc của GSM (1) GSM là một PLMN (Public Land Mobile Network) Các nhà cung cấp dịch vụ thiết lập các mạng di động the chuẩn GSM bên trong mỗi quốc gia Các hệ thống con (subsystem) RSS (Radio Subsystem): bao gồm tất cả các vấn đề liên quan đến vô tuyến NSS (Network and Switching Subsystem): thực hiện các công việc call forwading, handoff, switching OSS (Operation Subsystem): quản trị mạng College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 6 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Kiến trúc của GSM (2) College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 7 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Kiến trúc của GSM (3) College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 8 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Radio Subsystem (RSS) Gồm 2 thành phần: Mobile Station (MS) Base Station Subsystem (BSS) College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 9 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Mobile Station (MS) Thiết bị cuối (terminal) cho việc dùng các dịch vụ GSM Bao gồm một số nhóm chức năng: Mobile Equipment (ME) Terminal Equipment (TE)/Mobile Terminal (MT) Subscriber Identity Module (SIM) College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 10 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Mobile Station (MS) Mobile Equipment (ME) Thiết bị của ngƣời dùng: giao diện vô tuyến, bàn phím, màn hình, … Thực hiện: Cuộc gọi (không có SIM chỉ thực hiện đƣợc gọi khẩn cấp 112) Truyền nhận vô tuyến, chứng thực, chuyển tiếp, mã hoá dữ liệu và mã hoá kênh truyền Nhận diện qua International Mobile Equipment Identity (IMEI) College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 11 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Mobile Station (MS) User ID và Device ID: IMEI (International Mobile Equipment Identity): 15 hexadecimal digits IMSI (International Mobile Subscriber Identity): 15 decimal digits TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity): 32 bits College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 12 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Mobile Station (MS) Terminal Equipment (TE) Là thiết bị ngoại vi của MS Không chứa đựng các chức năng riêng biệt cho GSM Là các PDA (Personal Digital Assistant), PC, … Giao diện: Serial (DTE-DCE) cable PCMCIA (Personal Computer Memory Card Association): một chuẩn khe cắm mở rộng trên laptop IrDA: nối kết hồng ngoại Bluetooth International Mobile Terminal (MT): ME và SIM cũng đƣợc gọi là Mobile Terminal College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 13 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Mobile Station (MS) SIM (Subscriber Identity Module) Smart card, nhƣ thẻ tín dụng, không thích hợp cho handset Plug-in SIM có kích thƣớc nhỏ hơn Chứng thực ngƣời dùng qua PIN (Personal Identity Number), có thể cập nhật bởi thuê bao Chứa thông tin của thuê bao: Thông tin cố định, cập nhật bởi thao tác viên Thông tin thay đổi bởi ngƣời dùng (danh bạ điện thoại, SMS, …) Đƣợc cập nhật thông qua: Đƣợc mở khoá (unlock) bởi PIN unlocking key (PUK) Không khí (OTA: over the air): dùng tin nhắn SMS, đƣợc gởi bởi thuê bao, phần mềm ứng dụng, … đƣợc tạo ra qua SIM Toolkit Bàn phím hoặc thiết bị đầu cuối đƣợc nối kết vào MS Cũng chứa International Mobile Subscriber Identity (IMSI) College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 14 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Base Station System (BSS) Thành phần: gồm một BSC và một hoặc nhiều BTS BSC (Base Station Controller): Quản lý tài nguyên vô tuyến, lảm nhiệm vụ switching trong BSS Cấp phát/Giải phóng kênh vô tuyến Khởi động chuyển tiếp (handoff) đến các BS khác Duy trì cuộc gọi dựa vào độ mạnh tín hiệu nhận đƣợc từ MS (thƣờng mỗi 480ms) Giao tiếp với các BTS dùng giao thức ISDN qua giao diện A-bis BTS (Base Transceiver Station) Chứa các thiết bị truyền, nhận, báo hiệu, anten TRAU (Transcoder/Rate Adapter Unit) Mã hoá/giải mã tiếng nói và điều khiển tốc độ trong truyền dữ liệu College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 15 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Base Station System (BSS) College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 16 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Network and Switching Subsystem (NSS) Chức năng: Hỗ trợ việc quản lý các chức năng hoán chuyển (switching), tiểu sử (profile) của các thuê bao, di động Thành phần: Các MSC (Mobile Switching Center): Gateway MSC (GMSC): tạo nối kết với các mạng khác Internetworking Functions (IWF): tạo nối kết từ mobile network với PSTN Databases: HLR, VLR, EIR, AuC Giao diện: Sử dụng giao thức báo hiệu dùng trong mạng điện thoại (SS7: A F Link) College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 17 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Network and Switching System (NSS) Mobile Switching Center (MSC): Quản lý các tài nguyên mạng Tạo nồi kết liên mạng (internetworking) thông qua GMSC Tích hợp một số database Thực hiện các chức năng xác định cho nhắn tin (paging) và chuyển tiếp cuộc gọi (call forwading) Điểm cuối của hệ thống SS7 Báo hiệu di động: đăng ký vị trí, chuyển tiếp thông tin vị trí Dự phòng cho các dịch vụ mới (fax, data call) Hỗ trợ SMS Phát ra và chuyển tiếp các thông tin kế toán và hoá đơn College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 18 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Network and Switching System (NSS) Databases: Home Location Register (HLR): Quản trị thuê bao di động, lƣu trữ international mobile subscriber identity (IMSI), mobile station ISDN number (MSISDN) và địa chỉ visitor location register (VLR) hiện tại Theo dõi các dịch vụ đƣợc kết hợp với mỗi MS Một HLR có thể đƣợc dùng cho nhiều MSC Visitor Location Register (VLR): Lƣu trữ nhanh (cache) các thông tin đến từ HLR, cần thiết cho điều khiển cuộc gọi và dịch vụ dự phòng cho mỗi mobile đang định vị trong vùng địa lý đƣợc giám sát bởi VLR Đƣợc nối kết với một MSC và thƣờng đƣợc tích hợp vào trong MSC College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 19 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Network and Switching System (NSS) Databases: Authentication Center (AuC) Cơ sở dữ liệu đƣợc bảo vệ, chứa một bản sao của khoá bí mật cho mỗi SIM card của thuê bao Khoá bí mật này đƣợc dùng cho chứng thực và mã hoá thông qua kênh vô tuyến Thƣờng chứa trong HLR Equipment Identity Register (EIR) Chứa một danh sách tất cả các MS hợp lệ trong mạng, mỗi MS đƣợc nhận dạng bởi international mobile equipment identity (IMEI) Đƣợc chia thành 3 database: White list: tất cả đều biết, good IMEI Black list: handset bị mất cắp Gray list: handset/IMEI không chắc chắn/hay thay đổi College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 20 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Operation Sub-System (OSS) Trung tâm bảo trì và thao tác (OMC: Operation and Maintenance Center) Quản trị các khối chức năng GSM: MSC, BSC (và gián tiếp đối với các BTS) Duy trì thao tác thoả đáng của mạng GSM dựa trên việc quan sát tải, tốc độ, chuyển tiếp Các hoạt động: Network Management System (NMS): điều chỉnh cấu hình của mạng Bảo trì thiết bị: phát hiện, định vị và sửa lỗi Quản lý dịch vụ (Service management) Quản lý đăng ký thuê bao mới Điều chỉnh và xoá thuê bao Thông tin tính toán chi phí, phát hiện gian lận, … College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 21 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Operation Sub-System (OSS) College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 22 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Operation Sub-System (OSS) College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 23 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Operation Sub-System (OSS) College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 24 [...]... Quản trị các khối chức năng GSM: MSC, BSC (và gián tiếp đ i với các BTS) Duy trì thao tác thoả đ ng của mạng GSM dựa trên việc quan sát tải, tốc đ , chuyển tiếp Các hoạt đ ng: Network Management System (NMS): điều chỉnh cấu hình của mạng Bảo trì thiết bị: phát hiện, đ nh vị và sửa lỗi Quản lý dịch vụ (Service management) Quản lý đ ng ký thuê bao mới Điều chỉnh và xoá thuê bao Thông tin tính... register (VLR) hiện tại Theo dõi các dịch vụ đ ợc kết hợp với mỗi MS Một HLR có thể đ ợc dùng cho nhiều MSC Visitor Location Register (VLR): Lƣu trữ nhanh (cache) các thông tin đ n từ HLR, cần thiết cho điều khiển cuộc gọi và dịch vụ dự phòng cho mỗi mobile đang đ nh vị trong vùng đ a lý đ ợc giám sát bởi VLR Đ ợc nối kết với một MSC và thƣờng đ ợc tích hợp vào trong MSC College Of Information & Communication... Phát ra và chuyển tiếp các thông tin kế toán và hoá đ n College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 18 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Network and Switching System (NSS) Databases: Home Location Register (HLR): Quản trị thuê bao di đ ng, lƣu trữ international mobile subscriber identity (IMSI), mobile station ISDN number (MSISDN) và đ a chỉ... Computer System & Data Communication 14 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Base Station System (BSS) Thành phần: gồm một BSC và một hoặc nhiều BTS BSC (Base Station Controller): Quản lý tài nguyên vô tuyến, lảm nhiệm vụ switching trong BSS Cấp phát/Giải phóng kênh vô tuyến Khởi đ ng chuyển tiếp (handoff) đ n các BS khác Duy trì cuộc gọi dựa vào đ mạnh tín hiệu nhận đ ợc từ MS (thƣờng mỗi 480ms) Giao... Communication 17 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Network and Switching System (NSS) Mobile Switching Center (MSC): Quản lý các tài nguyên mạng Tạo nồi kết liên mạng (internetworking) thông qua GMSC Tích hợp một số database Thực hiện các chức năng xác đ nh cho nhắn tin (paging) và chuyển tiếp cuộc gọi (call forwading) Điểm cuối của hệ thống SS7 Báo hiệu di đ ng: đ ng ký vị trí, chuyển tiếp thông... thao tác viên Thông tin thay đ i bởi ngƣời dùng (danh bạ điện thoại, SMS, …) Đ ợc cập nhật thông qua: Đ ợc mở khoá (unlock) bởi PIN unlocking key (PUK) Không khí (OTA: over the air): dùng tin nhắn SMS, đ ợc gởi bởi thuê bao, phần mềm ứng dụng, … đ ợc tạo ra qua SIM Toolkit Bàn phím hoặc thiết bị đ u cuối đ ợc nối kết vào MS Cũng chứa International Mobile Subscriber Identity (IMSI) College Of Information... Communication 11 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Mobile Station (MS) User ID và Device ID: IMEI (International Mobile Equipment Identity): 15 hexadecimal digits IMSI (International Mobile Subscriber Identity): 15 decimal digits TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity): 32 bits College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 12 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM. .. Communication 19 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Network and Switching System (NSS) Databases: Authentication Center (AuC) Cơ sở dữ liệu đ ợc bảo vệ, chứa một bản sao của khoá bí mật cho mỗi SIM card của thuê bao Khoá bí mật này đ ợc dùng cho chứng thực và mã hoá thông qua kênh vô tuyến Thƣờng chứa trong HLR Equipment Identity Register (EIR) Chứa một danh sách tất cả các MS hợp lệ trong mạng, mỗi MS đ ợc... Adapter Unit) Mã hoá/giải mã tiếng nói và điều khiển tốc đ trong truyền dữ liệu College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 15 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Base Station System (BSS) College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 16 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM Network and Switching Subsystem (NSS)... đ ng Thành phần: Các MSC (Mobile Switching Center): Gateway MSC (GMSC): tạo nối kết với các mạng khác Internetworking Functions (IWF): tạo nối kết từ mobile network với PSTN Databases: HLR, VLR, EIR, AuC Giao diện: Sử dụng giao thức báo hiệu dùng trong mạng điện thoại (SS7: A F Link) College Of Information & Communication Technology Department of Computer System & Data Communication 17