Đang tải... (xem toàn văn)
Femtocell là gì? Trong viễn thông, femtocell là một thuật ngữ khá mới liên quan đến khái niệm về trạm gốc điểm truy nhập (Access point base station). Mỗi femtocell chỉ là một trạm thu phát di động nhỏ trong mạng thông tin di động kiểu tế bào, trong đó tích hợp nhiều chức năng của BSC (Base Station Controller) và một số chức năng của MSC (Mobile Switching Center). Femtocell được kết nối đến mạng của các nhà cung cấp dịch vụ qua đường truyền băng rộng (như DSL hoặc cáp quang). Mục đích của các femtocell là dùng để phủ sóng bên trong các tòa nhà, bên trong các công ty; cho phép những nhà cung cấp dịch vụ mở rộng phạm vi phủ sóng ở những khu vực trong khu dân cư sóng yếu hoặc các cao ốc và tầng hầm. Vì thế, femtocell như một cổng kết nối của mạng thông tin di động tế bào đặt tại nhà khách hàng và có thể xem là sự kết hợp giữa mạng cố định và mạng di động. Femtocell được hiểu là ‘trạm cơ sở nhà’(home base station),là điểm truy nhập nhà mạng di động của các thiết bị di động tiêu chuẩn kết nối đến mạng nhà cung cấp dịch vụ di động thông qua các công nghệ nhờ đường dây thuê bao số DSL,kết nối cáp băng rộng,cáp quang hoặc trạm không dây cuối cùng. 2.Lịch sử ra đời Khái niệm ‘trạm cơ sở nhà’ đầu tiên được nghiên cứu bởi phòng thì nghiệm Bell của hãng AlcatelLucent vào năm 1999. Trong năm 2002,Motorola thông báo phát triển sản phẩm trạm cơ sở nhà dựa trên nền tảng công nghệ 3G.Tuy nhiên,cho đến năm 2005 thì khái niệm này mới được chấp nhận rộng rãi. Trong năm 2006,thuật ngữ ‘femtocell’ ra đời. Trong tháng 2 năm 2007,các công ty đã trình bày về femtocells tại hội nghị thế giới về di động tại Barcelona,thông báo đang thử nghiệm về nó. Trong tháng 7 năm 2007,diễn đàn Femto đã được thành lập để đẩy mạnh nghiên cứu,tiêu chuẩn hóa và triển khai toàn thế giới. Đến tháng 12 năm 2008, diễn đàn đã bao gồm hơn 100 công ty viễn thông và sản xuất phần cứng và phần mềm và các nhà cung cấp dịch vị mạng di động. Cũng trong năm Home NodeB(HNB) và Home eNodeB(HeNB) đầu tiên được giới thiệu trong phiên bản 8 của tổ chức 3GPP.Trong phiên bản LTE cũng giới thiệu về macrocell và femtocell trong quá trình triển khai mạng.Femtocell tỏ ra có triển vọng cho các ứng dụng vừa và nhỏ để cung cấp cho khách hàng. Diễn đàn Femto với mục tiêu là định nghĩa tiêu chuẩn cho thiết bị femtocell và các công nghệ được triển khai trên femtocell nhờ các giao thức truyền thông và ứng dụng.Ngoài ra tổ chức 3GPP cũng đóng góp trong việc tiêu chuẩn hóa femtocell. 3.Chuẩn của femtocell Tổ hợp ba diễn đàn về công nghệ băng rộng là 3GPP, Femto và Broadband đã công bố tiêu chuẩn femtocell đầu tiên trên thế giới được 3GPP chính thức xuất bản, mở đường cho việc chuẩn hoá femtocell để tạo ra một số lượng lớn, cho phép tương thích giữa các cổng truy nhập của các nhà cung cấp thiết bị khác nhau và các cổng kết nối femto (femto gateway). Tiêu chuẩn femtocell là một phần của tiêu chuẩn 3GPP phiên bản 8, hoàn toàn độc lập với phần mở rộng TR069 (Technical Report069) của diễn đàn Broadband. Phù hợp với giao diện vô tuyến 3G cho điện thoại di động Phù hợp với hệ thống quản lý từ xa TR069 Phù hợp với giao diện Iu Một điểm giao diện mới giữa femtocell và gateway femtocell được gọi là Iuh Chuẩn femtocell bao gồm bốn phần chính: cấu trúc mạng; các giao diện và can nhiễu vô tuyến; quản lý, dự liệu và an ninh cho femtocell. Về mặt cấu trúc mạng, giao diện chủ yếu giữa hàng triệu femtocell tiềm năng và các gateway trong lõi mạng được gọi là Iuh. Việc sử dụng lại các giao thức 3GPP UMTS sẵn có và mở rộng chúng nhằm mục đích hỗ trợ các nhu cầu triển khai femtocell số lượng lớn. Chuẩn mới chấp nhận giao thức quản lý TR069 của diễn đàn Broadband, được mở rộng để hợp thành một mô hình dữ liệu mới cho femtocell và đã được cộng tác phát triển bởi các thành viên của hai diễn đàn Femto và Broadband. Kết quả là diễn đàn Broadband đã xuất bản thành TR196 (Technical Report 196). TR069 đã thực sự được sử dụng rộng rãi trong các mạng cố định băng rộng và các thiết bị chuyển đổi (settop box) và sẽ cho phép các nhà khai thác di động triển khai hệ thống một cách đơn giản và có thể dự liệu, chẩn đoán và cập nhật phần mềm tự động từ xa. Chuẩn mới cũng sử dụng kết hợp các giải pháp an ninh bao gồm các giao thức IKEv2 (Internet Key Exchange v2) và Ipsec (IP Security) để xác nhận nhà khai thác và thuê bao nhằm đạt được một sự bảo đảm bảo mật trong quá trình trao đổi dữ liệu. Dựa vào thành công đó công nghệ femtocell hợp nhất theo chuẩn 3GPP phiên bản 9, hướng đến LTE femtocell cũng như hỗ trợ chức năng tiên tiến hơn cho femtocell 3G. Tiêu chuẩn femtocell cũng đang được phát triển cho các công nghệ giao diện vô tuyến bổ sung phù hợp với các nhóm công nghệ khác. Trong Rel8, 3GPP được định nghĩa là cách thức cơ bản cho sự phát triển của HNB (Home NodeB) và HeNB (Home eNodeB). Những yêu cầu đó được đề nghị trong TS 22.011. Trong Rel9 cũng đề cập đến những yêu cầu từ Rel8 và những yêu cầu cho HNB và HeNB trong TS22.220. TR23.832 đề cập liến trúc IMS cho HNB (HNB và HNB Gateway) như 1 dung lượng tùy ý của HB, ví dụ như một người khai thác mạng offload CS đến IMS. Từ Rel8, một đặc trưng quan trọng được gọi là CSG( Closed Subscriber Group) được giới thiệu. HNB cung cấp cho những người dùng truy cập bị giới hạn, phụ thuộc vào CSG. 1 hoặc nhiều tế bào
FEMTOCELL CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ FEMTOCELL 1.Khái niệm Femtocell gì? - Trong viễn thông, femtocell thuật ngữ liên quan đến khái niệm trạm gốc điểm truy nhập (Access point base station) - Mỗi femtocell trạm thu phát di động nhỏ mạng thông tin di động kiểu tế bào, tích hợp nhiều ch ức c BSC (Base Station Controller) số chức MSC (Mobile Switching Center) - Femtocell kết nối đến mạng nhà cung cấp dịch vụ qua đ ường truyền băng rộng (như DSL cáp quang) Mục đích c femtocell dùng để phủ sóng bên tòa nhà, bên công ty; cho phép nhà cung cấp dịch vụ mở rộng phạm vi phủ sóng khu v ực khu dân cư sóng yếu cao ốc tầng hầm Vì th ế, femtocell nh cổng kết nối mạng thông tin di động tế bào đ ặt t ại nhà khách hàng xem kết hợp mạng cố định mạng di động - Femtocell hiểu ‘trạm sở nhà’(home base station),là ểm truy nhập nhà mạng di động thiết bị di động tiêu chuẩn kết nối đ ến m ạng nhà cung cấp dịch vụ di động thông qua công nghệ nh đ ường dây thuê bao số DSL,kết nối cáp băng rộng,cáp quang trạm không dây cuối 2.Lịch sử đời - Khái niệm ‘trạm sở nhà’ nghiên cứu phòng nghi ệm Bell hãng Alcatel-Lucent vào năm 1999 - Trong năm 2002,Motorola thông báo phát triển sản ph ẩm trạm c s nhà dựa tảng công nghệ 3G.Tuy nhiên,cho đến năm 2005 khái ni ệm chấp nhận rộng rãi Trong năm 2006,thuật ng ữ ‘femtocell’ đời - Trong tháng năm 2007,các công ty trình bày femtocells t ại h ội ngh ị giới di động Barcelona,thông báo thử nghiệm - Trong tháng năm 2007,diễn đàn Femto đ ược thành l ập đ ể đ ẩy m ạnh nghiên cứu,tiêu chuẩn hóa triển khai toàn giới - Đến tháng 12 năm 2008, diễn đàn bao gồm 100 công ty viễn thông sản xuất phần cứng phần mềm nhà cung cấp d ịch vị m ạng di động - Cũng năm Home NodeB(HNB) Home eNodeB(HeNB) giới thiệu phiên tổ chức 3GPP.Trong phiên LTE gi ới thiệu macrocell femtocell trình triển khai mạng.Femtocell tỏ có triển vọng cho ứng dụng vừa nhỏ để cung cấp cho khách hàng - Diễn đàn Femto với mục tiêu định nghĩa tiêu chuẩn cho thiết bị femtocell công nghệ triển khai femtocell nhờ giao th ức truy ền thông ứng dụng.Ngoài tổ chức 3GPP đóng góp vi ệc tiêu chuẩn hóa femtocell 3.Chuẩn femtocell Tổ hợp ba diễn đàn công nghệ băng rộng 3GPP, Femto Broadband công bố tiêu chuẩn femtocell giới 3GPP thức xuất bản, mở đường cho việc chuẩn hoá femtocell để t ạo m ột số lượng lớn, cho phép tương thích cổng truy nh ập c nhà cung cấp thiết bị khác cổng kết nối femto (femto gateway) Tiêu chuẩn femtocell phần tiêu chuẩn 3GPP phiên 8, hoàn toàn đ ộc l ập với phần mở rộng TR-069 (Technical Report-069) diễn đàn Broadband Phù hợp với giao diện vô tuyến 3G cho điện thoại di đ ộng Phù hợp với hệ thống quản lý từ xa TR-069 Phù hợp với giao diện Iu Một điểm giao diện femtocell gateway femtocell đ ược g ọi Iu-h Chuẩn femtocell bao gồm bốn phần chính: cấu trúc mạng; giao diện can nhiễu vô tuyến; quản lý, dự liệu an ninh cho femtocell Về mặt cấu trúc mạng, giao diện chủ yếu hàng triệu femtocell tiềm gateway lõi mạng gọi Iuh Việc sử dụng l ại giao thức 3GPP UMTS sẵn có mở rộng chúng nhằm mục đích h ỗ tr ợ nhu cầu triển khai femtocell số lượng lớn Chuẩn chấp nhận giao thức quản lý TR-069 diễn đàn Broadband, mở rộng để hợp thành mô hình liệu m ới cho femtocell cộng tác phát triển thành viên c hai diễn đàn Femto Broadband Kết diễn đàn Broadband xuất thành TR3 196 (Technical Report 196) TR-069 thực sử dụng rộng rãi mạng cố định băng rộng thiết bị chuyển đổi (set-top box) cho phép nhà khai thác di động triển khai hệ thống m ột cách đ ơn gi ản dự liệu, chẩn đoán cập nhật phần mềm tự động từ xa Chuẩn m ới sử dụng kết hợp giải pháp an ninh bao gồm giao th ức IKEv2 (Internet Key Exchange v2) Ipsec (IP Security) để xác nh ận nhà khai thác thuê bao nhằm đạt bảo đảm bảo mật trình trao đổi liệu Dựa vào thành công công nghệ femtocell hợp theo chuẩn 3GPP phiên 9, hướng đến LTE femtocell nh hỗ tr ợ ch ức tiên ti ến cho femtocell 3G Tiêu chuẩn femtocell phát triển cho công nghệ giao diện vô tuyến bổ sung phù hợp với nhóm công ngh ệ khác Trong Rel-8, 3GPP định nghĩa cách thức cho phát tri ển HNB (Home NodeB) HeNB (Home eNodeB) Những yêu cầu đ ược đề nghị TS 22.011 Trong Rel-9 đề cập đến yêu cầu từ Rel-8 yêu cầu cho HNB HeNB TS22.220 TR23.832 đề cập liến trúc IMS cho HNB (HNB HNB Gateway) nh dung lượng tùy ý HB, ví dụ người khai thác mạng offload CS đến IMS Từ Rel-8, đặc trưng quan trọng gọi CSG( Closed Subscriber Group) giới thiệu HNB cung cấp cho người dùng truy c ập bị gi ới hạn, phụ thuộc vào CSG nhiều tế bào thành tế bào CSG, đ ược nh ận dạng nhận dạng số độc nhất, gọi CSG Identify Nó mô tả TS25.367 TS22.220 : Service requirements for HNB and HeNB TR23.830 : Architecture aspects of HNB and HeNB TR23.832 : IMS aspects of architecture for HNB TS25.467 : UTRAN architecture for 3G HNB TS25.367 : Mobility procedures for Home Node B (HNB) TS25.469 : UTRAN Iuh interface HNB Application Part (HNBAP) signalling • TR25.820 : 3G Home Node B (HNB) study item • TR25.967 : FDD Home Node B (HNB) RF Requirements • TS32.581 : HNB OAM&P, Concepts and requirements for Type interface HNB to HNB Management System • • • • • • TS32.582 : HNB OAM&P, Information model for Type interface HNB to HNB Management System • TS32.583 : HNB OAM&P, Procedure flows for Type interface HNB to HNB Management System • TR32.821 : Study of Self-Organizing Networks (SON) related OAM Interfaces for Home HNB • TR33.820 : Security of HNB/HeNB • TS25468 : UTRAN Iuh Interface RANAP User Adaptation (RUA) signaling • Nguyên lý hoạt động Femtocell Các giao thức giao tiếp: Điểm truy nhập Femtocell kết nối DSL băng thông rộng kết nối IP để giao diện với mạng GSM UMTS chuy ển m ạch gói mạng chuyển mạch kênh Femtocell làm việc với thiết bị chuẩn phù h ợp với chuẩn giao diện tồn mạng 2G 3G Đi ều đ ảm b ảo dịch vụ liên tục có tính tương thích cao v ới m ạng t ồn t ại tránh yêu cầu tính thích ứng với thiết bị cầm tay Về nguyên tắc, Femtocell kết nối đường liệu đến nhà cung cấp dịch vụ mạng di động thông qua đường truy ền băng thông r ộng nh cáp đồng (DSL) cáp quang thường hỗ tr ợ từ hai đ ến năm điện tho ại di động khu vực Về điều khiển, Femtocell kết nối đường điều khiển (báo hiệu) đến trạm BSC, tổng đài MSC mạng di động ho ạt đ ộng theo s ự ều ển trạm Mục đích Femtocell phủ sóng khu v ực xem cổng kết nối đến mạng di động s ự k ết h ợp gi ữa mạng cố định mạng di động Tiêu chuẩn cấu trúc: Một số đánh giá mức độ thành công triển khai công nghệ Femtocell tính tương hợp điểm truy nhập Femto mạng Những yêu cầu tương hợp đòi hỏi phát triển c ki ến trúc thông thường chuẩn công nghệ phù hợp để đảm bảo ghép nối t ương thích cho điểm truy nhập mạng Để đạt mục tiêu này, diễn đàn Femto phát triển kiến trúc, với thuộc tính tiêu chuẩn đ ược đ ịnh nghĩa cho điểm truy nhập femto (FAP-Femto Access Point) cổng k ết n ối Femto (FGW-Femto Gateway) Các điểm truy nhập Femto (FAP) gồm chức điển hình sau: Quản lý báo hiệu 3GPP, mặt phẳng người sử dụng, quản lý tài nguyên tần số vô tuyến • Chức vận chuyển IP, quản lý QoS, bảo mật lớp 3, qu ản lý TR-069 • Tự cấu hình, chức tường lửa, NAT, bảo mật • Các cổng kết nối Femto (FGW) gồm chức điển hình sau: • • 3GPP RANAP, đồng cung cấp định thời cho mạng Nhận thực cấp phép Femtocell, Che dấu cấu trúc liên kết AP, mạng Chức bảo mật IP Tập hợp định tuyến lưu lượng Femtocell, Tự động cấu hình Cùng với định nghĩa này, diễn đàn Femto 3GPP c ần ph ải tiến hành nhiều công việc thời gian tới để có th ể đ ịnh nghĩa ki ến trúc bao gồm kiến trúc sở “luh” với “lucs” và“lups” h ướng t ới CN Chi tiết yêu cầu cho Femtocell xem xét thuy ết mính 3GPP: TS22.001 nằm m ới: TS 22.220 • • Các nhà cung cấp yêu cầu giao th ức giao tiếp tiêu chu ẩn ph ải sử dụng điểm truy nhập Femto cổng kết nối Femto, gi ữa cổng kết nối Femto mạng di động Trong phát triển dài hạn, phải đ ảm bảo tính tương hợp hoàn toàn FAP FGW từ tất nhà cung cấp Để đạt cần phải tiếp tục hoạt động tiêu chuẩn hóa: Giao diện cổng kết nối Femto điểm truy nhập Femto (biết tới với tên “luh” 3GPP Rel 8) • Các giao thức bảo mật (Rel 3GPP) • UICC TPM (trusted platform module) cho thiết bị nhận thực (FAP) (Rel 3GPP) • Quản lý tính dựa sở TR-069, qu ản lý tiêu chu ẩn • Triển khai giao diện kiểm tra mở cổng kết nối Femto để đảm bảo tính tương hợp Fa (luh) Có thể thấy kiến trúc gồm hai thành phần HNB (a.k.a Femtocell) HNB gateway (a.k.a Femto Gateway) Giữa thành ph ần giao diện Iu-h • Home NodeB (HNB): kết nối với dịch vụ băng rộng gia đình có, HNB cung cấp vùng bao phủ vô ến h ộ theo chuẩn thiết bị cầm tay 3G Sự kết hợp chặt chẽ HNB kh ả node B chuẩn giống điều khiển m ạng vô ến RNC chuẩn HNB Gateway (HNB-GW): Được cài đặt mạng nhà khai thác, HNB Gateway tập hợp lưu lượng từ số lượng lớn HNB đưa lên mạng lõi thông qua chuẩn Iu-cs giao diện Iu-ps Giao diện Iu-h: Nằm HNB HNB-GW, bao gồm giao th ức ứng dụng HNB (HNBAP) cho phép thuận lợi triển khai HNB đ ặc biệt Giao điện đưa phương pháp cho việc truy ền tín hi ệu ều ển Iu Internet CHƯƠNG II.KỸ THUẬT FEMTOCELL Femtocell 3G: The Radio Access Network(RAN):trong UMTS,RAN tương đương BSS mạng GSM.Nó liên kết Ues mạng lõi Radio NetworkController(RNC) tương đương BSC mạng GSM có ch ức điều khiển vài node B thực quản lý tài nguyên vô tuyến(RMM) có khả giao tiếp trực tiếp với RNCs khác thông qua giao diện Iur.Giao tiếp RNC với mạng lõi giao tiếp gọi Iu RNC thực thiện Call Admission Control (CAC) chấp nhận từ ch ối gọi phụ thuộc vào NodeB yêu cầu gọi Femtocell 3G phủ sóng vô tuyến 3G nhà,khu v ực công c ộng tòa nhà văn phòng Mỗi femtocell có thê hỗ trợ 16 người sử dụng th ời ểm phạm vi 600m • Tốc độ tải xuống lên tới 22Mbps tốc độ tải lên tới 6Mbps Dễ cài đặt,chi phí triển khai thấp • CHƯƠNG III:CẤU TRÚC FEMTOCELL VÀ HƯỚNG TRIỂN KHAI Các giải pháp cho phép kết nối từ femtocell đến mạng lõi di động (core network –CN) Trong phần này, nhóm tập trung trình bày trình tích h ợp femtocell vào mạng 3G UMTS dịch vụ thoại mạng chuyển n ối mạch (circuitswitched) lấy làm ví dụ minh họa Điều không ngăn cản vi ệc dùng giải pháp femtocell để tích hợp với mạng GSM/GPRS hay m ạng WiMAX, việc dùng dịch vụ đa ph ương ti ện m ạng chuy ển nối gói thông qua femtocell Trên thực tế, dịch v ụ chuy ển nối gói động lực lớn thúc đẩy người dùng đón nhận femtocell Trong mạng thông tin di động hệ thứ 3G UMTS, trạm phát sóng Node B (bao gồm macro-cell, micro-cell hay pico-cell) kết n ối tr ực ti ếp với khối điều khiển mạng vô tuyến RNC (Radio Network Controller) đường truyền dành riêng E1/T1 Các RNC ghép lưu l ượng d ữ liệu t Node B trước gửi chúng đến mạng lõi di động RNC phân phát l ưu lượng thoại (của mạng chuyển nối mạch) đến tổng đài MSC (Mobile Switching Center) thông qua giao diện Iu-CS d ữ liệu gói (c m ạng chuy ển nối gói) đến SGSN (Serving GPRS Support Node) thông qua giao diện Iu-PS Vì lý giá thành tiện lợi sử dụng, femtocell phải đáp ứng tính (plug-and-play) giống cách mà người ta cài đặt sử dụng trạm truy nhập WiFi Trong tương lai, hàng ngàn femtocell nối kết với kiến trúc mạng lõi di động thông qua mạng công cộng Internet Đi ều đ ặt toán khả mở rộng (scalability), tính bảo mật s ự chuẩn hóa thiết bị giải pháp Dưới đây, tìm hiểu gi ải pháp đ ược đề nghị để kết nối thiết bị femtocell đến mạng lõi di động 1.Kiến trúc dựa UMTS Giải pháp theo hướng giữ nguyên hạ tầng mạng n ằm phía sau RNC Việc liên lạc từ femtocell mạng lõi th ực đ ường hầm IP bảo mật thông qua mạng IP băng rộng công cộng Chúng ta phân loại: Iub IP (nếu đường hầm IP thiết lập 10 femtocell RNC) Iu IP (nếu đường hầm thiết lập RNC MSC/SGSN) Trong khung giải pháp này, Iu-concentrator (còn đ ược g ọi Femtocell Gateway - FGW) đề nghị để điểm tập trung lưu lượng thông tin từ hàng nghìn femtocell trước vào mạng lõi di đ ộng đ ể tăng khả mở rộng (scalability) Giải pháp Iub IP Trong giải pháp này, femtocell đóng vai trò Node B, FGW nằm femtocell RNC minh họa hình Giải pháp thích h ợp có người kết nối với femtocell lúc (ví dụ gia đình hay văn phòng người) Tùy theo số lượng femtocell kết nối với FGW mà FGW RNC thiết kế thiết bị hay thiết bị riêng l ẻ Ở ta xét trường hợp chúng tách biệt liên lạc FGW RNC th ực giao diện Iub Femtocell có số xác thực gồm 16 bit cell-ID FGW có nhiệm vụ ghép lưu lượng từ nhiều femtocell đến chuy ển tiếp chúng đến RNC dùng giao thức FP (Framing Protocol) Giao thức Iub đóng gói gói IP (còn gọi đường hầm Iub) Bảo mật đảm bảo b ởi giao th ức IPSec Ngay lúc đầu lắp đặt, femtocell tạo liên hiệp bảo mật v ới FGW đ ể tránh thông tin thuê bao giả đến từ mạng IP công c ộng Femtocell dùng TR-0691 hay chế tương tự để cấu hình địa IP t máy chủ cấu hình tự động ACS (Auto Configuration Server) RNC FGW thực chức quản lý tài nguyên, đ ặc biệt dành riêng cho chuyển giao femtocell macrocell Nếu mạng lõi không hỗ tr ợ truyền tải IP, RNC làm nhiệm vụ chuyển đổi IP-sang-ATM ngược l ại Các chức quản lý di động MM (Mobility Management) điều khiển gọi CC (Call Control) thực mạng lõi V ới gi ải pháp này, femtocell macrocell thuộc quản lý RNC, s ự chuyển giao femtocell macrocell thuộc loại intra-RNC Trong trường hợp ngược lại, chuyển giao femtocell macrocell interRNC Khi chuyển giao từ macrocell sang femtocell, the CN UE ch ọn femtocell thích hợp, thiết lập báo hiệu Iub tạo đ ường h ầm v ận t ải thông qua mạng IP công cộng FGW femtocell Tài nguyên vô ến gi ữa femtocell UE quản lý giao thức RRC (Radio Resource Control) RNC Một việc thiết lập đường hầm Iub hoàn tất, mạng lõi chuy ển gọi sang femtocell Trong chuyển giao từ femtocell sang macrocell, RNC tiến hành thiết lập kết nối với macrocell tr ước chuy ển g ọi sang 11 macrocell Trong chuyển giao femtocell, RNC đóng vai trò nút neo (anchor) trình thiết lập đường hầm Iub tới femtocell đích đến Trở ngại giải pháp nằm giới hạn mở rộng RNC để đáp ứng hàng ngàn Node-B (bao gồm femtocell) Để khắc ph ục ph ần tình trạng này, FGW đề nghị Mặc dù giao diện Iub giao di ện chuẩn lại có thêm nhiều đặc tính riêng tùy thuộc theo giải pháp nhà cung cấp thiết bị mạng Chính thế, thiếu m ột s ự nh ất quán chung nhà sản xuất thiết bị khác Giải pháp Iu IP Trong giải pháp này, femtocell tích hợp với mạng lõi di đ ộng thông qua FGW minh họa hình Nh ững ch ức c RNC Node B cài đặt femtocell femtocell liên l ạc v ới FGW thông qua giao diện 3G Iu IP Số nh ận diện c femtocell tr ường hợp liên lạc với FGW có dạng địa RNC (12 bits) FGW tạo đường hầm cho thông điệp báo hiệu RANAP t femtocell đ ến m ạng lõi Nếu mạng lõi không hỗ trợ vận tải IP, FGW đảm nhiệm việc chuy ển đ ổi truyền tải IP truyền tải ATM nhờ vào giao th ức truyền tải báo tin SIGTRAN Cũng giống trên, giải pháp Iub IP, l ắp đ ặt, femtocell tạo liên hiệp bảo mật với FGW dùng TR-069 hay m ột c chế tương tự để cấu hình địa IP Thêm vào đấy, femtocell sử dụng ACS để cấu hình thông số quản lý tài nguyên nh thu ật toán thực môi trường femtocell FGW điểm tập trung lưu lượng từ hàng ngàn femtocell g ửi đ ến tách gửi lưu lượng thoại liệu đến tổng đài MSC SGSN giống nh ch ức RNC Ví dụ, thông tin thoại gửi t femtocell đ ến FGW dùng RTP UDP, sau FGW chuyển đổi thông tin thoại sang IP, ATM hay DTM tương ứng với truyền tải mạng lõi Tóm lại, FGW gi ả l ập vai trò mạng lõi di động femtocell gi ả l ập RNC đ ối v ới mạng lõi di động Do vậy, với giải pháp ta không cần b ất c ứ s ự thay đ ổi hạ tầng mạng lõi Để bảo mật thông tin gửi từ femtocell đến FGW qua mạng IP công cộng, giao thức IPSec chọn dùng Một c b ảo m ật cài đặt với FGW Đây điểm kết thúc c đ ường hầm IPSec đến từ femtocell Khi người dùng chuyển giao từ femtocell sang macrocell, thuộc quản lý MSC/SGSN, chuy ển giao thuộc lo ại 12 inter-RNC Nếu không, chuyển giao femtocell macrocell đ ược th ực chuyển giao inter-MSC/SGSN Khi chuy ển từ macrocell sang femtocell, UE CN xác định femtocell thích h ợp d ựa vào danh sách cell cận kề, thiết lập báo hiệu Iu đường hầm truy ền t ải gi ữa femtocell FGW thông qua mạng IP Việc quản lý tài nguyên gi ữa femtocell UE thực nhờ phối hợp giao thức RRC RANAP (nh hình 4) Một đường hầm Iu thiết lập, mạng lõi chuy ển cu ộc g ọi thoại tới femtocell sử dụng giao thức quản lý di động MM giao th ức qu ản lý gọi CC MSC UE Trong trình chuy ển giao theo chi ều ng ược lại, tức từ femtocell sang macrocell, giao thức RANAP MSC giao th ức RRC RNC đích đến thiết lập kết nối macrocell trước g ọi đ ược chuyển giao Đối với chuyển giao femtocell, MSC/SGSN đóng vai trò điểm neo để thiết lập đường truyền đường hầm Iu m ới t ới femtocell đích đến Femtocell có chức quản lý tài nguyên cục femtocell người dùng Tuy nhiên, chất lượng dịch v ụ phụ thu ộc vào s ự k ết n ối với mạng IP công cộng Những vấn đề độ trễ IP hay m ất gói tin dĩ nhiên ảnh hướng đến chất lượng dịch vụ femtocell Đây giải pháp nhanh đơn giản để triển khai femtocell Tuy nhiên, tất dung lượng từ kết nối femtocells đổ mạng lõi, điều có th ể dẫn đến yêu cầu phải nâng cấp mạng lõi Kiến trúc dựa giải pháp UMA/GAN Công nghệ UMA cho phép thực dịch vụ GSM /GPRS băng tần không cấp phép (sử dụng cho Bluetooth WiFi) UMA đ ược 3GPP chuẩn hóa với tên gọi công nghệ GAN (Generic Access Network) UMA/GAN đề nghị thực thể gọi GANC (GAN controller), hay UNC (UMA Network Controller) để thực chức giống nh điều khiển trạm gốc BSC GSM GAN định nghĩa m ột giao di ện Up m ới GANC thiết bị di động UE 3.Kiến trúc dựa IMS Giải pháp nhằm kết nối femtocell trực tiếp với mạng lõi IMS (IP Multimedia Subsystem) Một giải pháp thay h ướng dùng softwitch femtocell kết nối với softwitch thông qua giao diện SIP (Session Initiation Protocol) Việc kết nối trực tiếp với IMS lõi mang lại nhiều lợi ích như: giảm tải lưu lượng cho mạng lõi di động l ưu lượng từ 13 femtocell qua mạng lõi, giảm thời gian truy ền tải gi ảm số nút mạng mà gói thông tin phải qua Cuối cùng, m ột gi ải pháp dài hạn để cung cấp dịch vụ đa phương tiện IMS tương lai Kết luận: Ta thấy có nhiều cách để tích hợp hàng nghìn femtocells v ới m ạng lõi di động Mỗi giải pháp có điểm mạnh điểm yếu riêng, có s ức h ấp d ẫn riêng nhóm nhà cung cấp dịch vụ Trong m ọi tr ường h ợp, ph ần c ứng femtocell không thay đổi, có phần mềm giao di ện báo hi ệu mà femtocell phải hỗ trợ thay đổi Do khả nâng cấp ph ần mềm t xa femtocell m ột yếu tố cần thiết Việc tồn nhiều giải pháp ki ến trúc d ẫn đ ến yêu c ầu v ề t ương vận thiết bị, giải pháp 14 ...CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ FEMTOCELL 1.Khái niệm Femtocell gì? - Trong viễn thông, femtocell thuật ngữ liên quan đến khái niệm trạm gốc điểm truy nhập (Access point base station) - Mỗi femtocell trạm... điểm giao diện femtocell gateway femtocell đ ược g ọi Iu-h Chuẩn femtocell bao gồm bốn phần chính: cấu trúc mạng; giao diện can nhiễu vô tuyến; quản lý, dự liệu an ninh cho femtocell Về mặt cấu trúc... macrocell sang femtocell, the CN UE ch ọn femtocell thích hợp, thiết lập báo hiệu Iub tạo đ ường h ầm v ận t ải thông qua mạng IP công cộng FGW femtocell Tài nguyên vô ến gi ữa femtocell UE quản