Báo hiệu trong mạng thông tin di động
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM KHOA ĐIỆN-ĐTVT -❧•❧ BÁO CÁO CHUYỂN MẠCH VÀ BÁO HIỆU ĐỀ TÀI BÁO HIỆU TRONG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GVHD: Th.s Lại Nguyễn Duy LỚP: DV14 - NHĨM 6A TP HCM 03.18 GIỚI THIỆU THƠNG TIN NHĨM Phạm Minh Hoàng MSSV: 1451030025 SĐT:0966 317 334 Gmail: hoanggts0306@gmail.com Nguyễn Thành Huy MSSV: 1451030104 SĐT:0126 585 9713 Gmail:nguyenhuy99949@gmail.com Thành viên Nguyễn Phương Tín MSSV: 1451030154 SĐT: 0969298121 Gmail: phuongtin2214@gmail.com Thành viên SĐT: 0938 863 392 Gmail: phanductaivt@gmail.com Thành viên Phan Đức Tài MSSV: 1451030134 SĐT: 0938 747 762 Gmail: quoctruong4696@gmail.com Thành viên Nguyễn Quốc Trường MSSV: 1451030147 SĐT: 0961 357 257 Gmail: Luuhoanvu@gmail.com Nhóm trưởng Lưu Hoàn Vũ MSSV: 1451030159 TP.HCM 03.18 Thành viên NỘI DUNG TỔNG QUÁT 6.1 Tổng quan báo hiệu mạng di động tế bào 6.1.1 Các hệ phát triển mạng di động tế bào 6.1.2 Kiến trúc báo hiệu cho hệ thống GSM 6.1.3 Mạng thông minh 6.2 Thủ tục báo hiệu mạng truy nhập 6.2.1 Xử lý gọi giao diện Iub 6.2.2 Báo hiệu giao diện Iur Iu 6.1.1 CÁC THẾ HỆ PHÁT TRIỂN MẠNG DI ĐỘNG TẾ BÀO Từ cuối năm 1970, với đời công nghệ, mạng vô tuyến di động tế bào Năm 1980 chứng kiến đời mạng vô tuyến di động mặt đất công cộng PLMR (Public Land Mobile Radio) => Hệ thống di động 1G hoạt động dải tần: 450 MHZ, 800 MHZ, 900 MHZ Những năm 1990 có bước tiến với việc áp dụng hệ thống thông tin di động tế bào số (digital cellular system) Hệ thứ hai 2G (2nd Generation) đời tiểu biểu hệ thống GSM Ngoài dịch vụ điện thoại truyền thống, hệ thống vô tuyến di động số hệ thứ hai cung cấp mảng dịch vụ khác thư thoại (voice-mail), truyền số liệu tốc độ thấp, truyền fax, tin ngắn (short message) => 2G hoạt động bang tần: 800 MHZ, 900 MHZ, 1800 MHZ, 1900 MHZ 6.1.1 CÁC THẾ HỆ PHÁT TRIỂN MẠNG DI ĐỘNG TẾ BÀO Chính phát triển nhanh chóng nhu cầu dịch vụ liệu, Internet, thúc đẩy mạnh mẽ công nghiệp vơ tuyến động lực phát triển hệ thống thông tin di động hệ thứ ba 3G (3rd Generation) đa dịch vụ Hệ thống 3G gọi Hệ thống viễn thông di động vạn (UMTS: Universal Mobile Telecommunications System) Dự án IMT-2000 xây dựng yêu cầu chung cho hệ thống thông tin di động 3G nhằm phục vụ nhiều loại hình dịch vụ, với tốc độ tối đa lên tới Mb/s 6.1.1 CÁC THẾ HỆ PHÁT TRIỂN MẠNG DI ĐỘNG TẾ BÀO • • • • • Các yêu cầu hệ thống thơng tin di động 3G Có khả truyền thông đa phương tiện với tốc độ: Có khả cung cấp đa dịch vụ thoại, hội nghị truyền hình (video conferencing), liệu gói Hỗ trợ dịch vụ chuyển mạch kênh lẫn chuyển mạch gói truyền liệu khơng đối xứng (tốc độ bít cao đường xuống tốc độ bít thấp đường lên) Có khả lưu động chuyển vùng quốc gia lẫn quốc tế Có khả tương thích, tồn liên kết với vệ tinh viễn thơng Cơ cấu tính cước theo dung lượng truyền không theo thời gian kết nối 6.1.1 CÁC THẾ HỆ PHÁT TRIỂN MẠNG DI ĐỘNG TẾ BÀO Tiêu chuẩn IMT-2000 bao gồm năm công nghệ sau: • IMT DS (Direct Sequence): Cơng nghệ gọi rộng rãi UTRA FDD WCDMA, UTRA Truy nhập vơ tuyến mặt đất cho UMTS (UMTS Terrestrial Radio Access), FDD song công phân chia theo tần số (Frequency Division Duplex), W W-CDMA băng rộng (Wideband) • IMT MC (MultiCarrier): Hệ thống (còn gọi cdma2000) phiên 3G IS-95 (nay gọi cdmaOne), sử dụng đa sóng mang • IMT TC (Time Code): Đây UTRA TDD, tức kiểu UTRA sử dụng song công phân chia theo thời gian (Time Division Duplex) • IMT SC (Single Carrier): IMT đơn sóng mang, nguyên thuỷ dạng GSM pha 2+ gọi EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) 6.1.1 CÁC THẾ HỆ PHÁT TRIỂN MẠNG DI ĐỘNG TẾ BÀO • • • • IMT FT (Frequency Time): IMT tần số-thời gian, hệ thống viễn thông không dây tăng cường DECT (Digitally Enhanced Cordless Telecommunications) Hiện nay, ITU thực việc phân loại mạng di động quốc tế thành loại hệ thống gồm: Các hệ thống IMT-2000 hệ thống 3G (UMTS, CDMA2000) Hệ thống enhanced IMT-2000 (thế hệ sau 3G) IMT-Advance hệ thống 4G Để tiến tới 4G, LTE coi đường cho phát triển công nghệ phát triển 3GPP 6.1.1 CÁC THẾ HỆ PHÁT TRIỂN MẠNG DI ĐỘNG TẾ BÀO Hình Lộ trình phát triển hệ mạng di động 6.1.2 KIẾN TRÚC BÁO HIỆU CHO HỆ THỐNG GSM: Kiến trúc hệ thống GSM chia làm phần: Mỗi phân hệ có nhiệm vụ riêng cấu trúc thực thể chức phân hệ trạm gốc BSS: gồm có thu phát gốc BTS điều khiển trạm gốc BSC BSS cung cấp quản trị tuyến thông tin thuê bao di động MS NSS phân hệ chuyển mạch mạng NSS: não tồn mạng GSM, bao gồm trung tâm chuyển mạch cho di động MSC nút mạng thông minh đăng ký thuê bao nhà HLR, đăng ký thuê bao khách VLR, đăng ký nhận dạng thiết bị EIR trung tâm nhận thực AuC phân hệ vận hành bảo dưỡng OSS: cung cấp phương tiện để nhà cung cấp dịch vụ điều khiển quản trị mạng Nó gồm trung tâm vận hành bảo dưỡng OMC làm nhiệm vụ khai thác, quản lý, bảo dưỡng 6.1.2 KIẾN TRÚC BÁO HIỆU CHO HỆ THỐNG GSM: Trên giao diện A phân hệ BSS MSC sử dụng phần ứng dụng hệ thống trạm gốc BSSAP BSSAP chia thành phần ứng dụng quản trị hệ thống trạm gốc BSSMAP phần ứng dụng truyền tải trực tiếp DTAP BSSAP sử dụng để trao đổi tin BSC MSC mà BSC thực phải xử lý ví dụ tin quản trị tài nguyên vơ tuyến RR Còn DTAP bao gồm tin mà phân hệ NSS máy di động MS trao đổi với Những tin (ví dụ tin quản trị kết nối CM, tin quản trị di động MM) suốt BSC BSC làm chức chuyển tiếp tin mà không xử lý 13 6.1.2 KIẾN TRÚC BÁO HIỆU CHO HỆ THỐNG GSM: Phần ứng dụng di động MAP giao thức SS7 hỗ trợ cho mạng di động Nó định nghĩa hoạt động thành phần mạng MSC, HLR, VLR, EIR mạng cố định Các lớp truyền tải, phiên trình diễn khơng sử dụng SS7, chức nhóm lớp ứng dụng sử dụng ISUP TUP Các giao thức MAP thiết kế MAP/B MAP/H tuỳ thuộc vào chức giao tiếp Các hoạt động điều hành MAP chia thành phần sau: o Quản lý di động o Vận hành bảo dưỡng o Xử lý gọi o Hỗ trợ dịch vụ bổ sung o Dịch vụ tin ngắn SMS 14 6.1.2 KIẾN TRÚC BÁO HIỆU CHO HỆ THỐNG GSM: Vị trí giao diện hệ thống GSM 15 6.1.3 MẠNG THƠNG MINH Mạng thơng minh (IN – Intelligent Network) mạng viễn thông tách rời dịch vụ nghĩa tách biệt chức điều khiển dịch vụ khỏi chức chuyển mạch IN/1 thể mơ hình thực dịch vụ bên hệ thống chuyển mạch, đặt sở liệu gọi điểm điều khiển dịch vụ (SCP – Service Controll Points) Hai dịch vụ cần đến IN/1 dịch vụ 800 (hay điện thoại miễn phí) xác minh thẻ gọi (hay dịch vụ thực hóa đơn luân phiên [ABS]) 16 6.1.3 MẠNG THÔNG MINH Để giao tiếp với nguyên tắc thực dịch vụ giá trị gia tăng, phần mềm phải triển khai hệ thống chuyển mạch Phần mềm hệ thống chuyển mạch cho phép thừa nhận hệ thống chuyển mạch cần thiết để giao tiếp với SCP thông qua mạng SS7 Mạng IN cho phép hệ thống chuyển mạch hệ thống điều khiển dịch vụ xuất xứ từ nhà cung cấp khác làm việc với cách độc lập trơn tru Mơ hình mang tính khái niệm mạng thơng minh bao gồm mặt phẳng, mặt phẳng tượng trưng cho quan điểm trừu tượng khác nhau, Các quan điểm nhằm vào khía cạnh dịch vụ, tính tổng thể, tính phân phối khía cạnh vật lý mạng IN 17 6.1.3 MẠNG THÔNG MINH Mặt phẳng dịch vụ: Mặt phẳng dịch vụ minh hoạ cho dịch vụ cung cấp mạng IN (Chẳng hạn dịch vụ Prepaid, Freephone ,Tevoting…) Một dịch vụ bao gồm nhiều đặc tính dịch vụ SF Những SF đóng vai trò việc đặc tả thiết kế dịch vụ phức tạp Mơ hình mạng IN 18 6.1.3 MẠNG THÔNG MINH Mặt phẳng chức tổng thể GFP (Global Function Plane): GFP tạo mơ hình chức mạng từ quan điểm tổng thể Vì mạng có cấu trúc IN nhìn nhận thực thể đơn GFP Một chương trình logic dịch vụ (SLP) GFP đại diện nhóm SIB phân phối FE Mặt phẳng chức phân phối DFP (Distributed Functional Plane): DFP gồm thực thể chức FE (Functional Entity) Mỗi SIB thực DFP chuỗi hoạt động thực thể chức cụ thể FEA (Functional Entity Action) thực FE Một số FEA tạo luồng thơng tin FE; có nghĩa trao đổi tin FE thông qua FEA 19 6.1.3 MẠNG THÔNG MINH Mặt phẳng vật lý: Mặt phẳng vật lý mơ hình mạng thơng minh bao gồm thực thể vật lý PE khác tương tác chúng Mỗi PE gồm nhiều FE xác định chức mạng IN 20 6.2 THỦ TỤC BÁO HIỆU MẠNG TRUY NHẬP 21 6.2 THỦ TỤC BÁO HIỆU MẠNG TRUY NHẬP 6.2.1 Xử lý gọi giao diện Iub: 22 6.2 THỦ TỤC BÁO HIỆU MẠNG TRUY NHẬP 6.2.2 Báo hiệu giao diện Iur Iu Kiến trúc mạng UMTS 23 6.2 THỦ TỤC BÁO HIỆU MẠNG TRUY NHẬP 6.2.2.1Mặt điều khiển/ người dùng Iur Giao diện Iur RNC hai giải pháp lớp truyền tải gồm: SCCP tin RNSAP chạy SSCOP SCCP M3UA lớp truyền tải lớp IP 24 6.2 THỦ TỤC BÁO HIỆU MẠNG TRUY NHẬP 6.2.2.2 Mặt điều khiển/ người dùng Iu-CS: Mặt liệu/điều khiển Iu-CS 25 6.2 THỦ TỤC BÁO HIỆU MẠNG TRUY NHẬP 6.2.2.3 Mặt điều khiển/ người dùng Iu-PS: Vùng chuyển mạch gói gồm thực thể liên quan tới truyền dẫn gói, SGSN, GGSN cổng biên 26 ... QUÁT 6.1 Tổng quan báo hiệu mạng di động tế bào 6.1.1 Các hệ phát triển mạng di động tế bào 6.1.2 Kiến trúc báo hiệu cho hệ thống GSM 6.1.3 Mạng thông minh 6.2 Thủ tục báo hiệu mạng truy nhập 6.2.1... chức mạng IN 20 6.2 THỦ TỤC BÁO HIỆU MẠNG TRUY NHẬP 21 6.2 THỦ TỤC BÁO HIỆU MẠNG TRUY NHẬP 6.2.1 Xử lý gọi giao di n Iub: 22 6.2 THỦ TỤC BÁO HIỆU MẠNG TRUY NHẬP 6.2.2 Báo hiệu giao di n Iur... thống thông tin di động 3G nhằm phục vụ nhiều loại hình dịch vụ, với tốc độ tối đa lên tới Mb/s 6.1.1 CÁC THẾ HỆ PHÁT TRIỂN MẠNG DI ĐỘNG TẾ BÀO • • • • • Các yêu cầu hệ thống thông tin di động