KHÁI QUÁT CHUNG VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNGGSM. ĐẶC ĐIỂM CỦA THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM. CẤU TRÚC HỆ THỐNG GSM. CÔNG NGHỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 2.5G. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ (GPRS)
TRƯỜNG CAO ĐẲNG ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH HÀ NỘI KHOA KỸ THUẬT VIỄN THÔNG ****** BÁO CÁO THỰC TẬP CHUYÊN NGHÀNH HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN: BÙI VĂN THIỆN NGUYỄN DUY HƯNG PHẠM VĂN KHANG TRỊNH QUANG HUY LỚP : 39CDTTT1 NHÓM: HÀ NỘI- 2015 CHƯƠNG KHÁI QUÁT CHUNG VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM 1.1 NHỮNG ĐẶC THÙ CỦA THƠNG TIN DI ĐỘNG Nói đến thơng tin di động nói đến liên lạc thơng qua sóng điện từ (vì vừa liên lạc vừa di chuyển được, ngày lồi người chưa tìm mơi trường truyền khác ưu việt so với sóng điện từ) Sóng điện từ đưa vào sử dụng thông tin liên lạc gần 100 năm gần 30 năm thơng tin di động thực phát triển kết nối toàn giới Để làm rõ điều thực phép tính sau: Mỗi liên lạc người cần đường truyền độc lập (gọi kênh vô tuyến), kênh giả sử có dải thơng 3kHz (3.103 Hz ứng với dải thơng tiếng nói, thực tế dải thơng tiếng nói nhiều hơn), dải tần số vơ tuyến 3GHz (3.109Hz) cho phép 3.109/3.103 = 106 người sử dụng lúc, làm để phục vụ hàng chục triệu người sử dụng lúc, dải tần 3GHz dùng cho nhiều việc khác như: Phát truyền hình, quân đội, nghiên cứu khoa học…, dải tần dành cho thông tin di động phần nhỏ Một phương pháp để giải vấn đề nhiều người dùng độc lập dải tần vô tuyến hạn chế là: Một liên lạc di động sử dụng lại tần số liên lạc di động khác với điều kiện hai liên lạc phải đủ xa khoảng cách vật lý để sóng truyền đến nhỏ sóng truyền hai người liên lạc, để thích hợp với việc quản lý địa bàn có dịch vụ thơng tin di động phải chia thành phần nhỏ, gọi tế bào Hai người sử dụng tế bào đủ cách xa sử dụng lại tần số sóng điện từ thơng qua việc quản lý trạm trung tâm tế bào, lý thuyết kích cỡ tế bào nhỏ, công suất thu phát tế bào khống chế (để không làm phiền đến tế bào khác) phục vụ vô số người sử dụng di động lúc dải tần số vô tuyến bị hạn chế Phương pháp gọi sử dụng lại tần số cách chia nhỏ vùng phục vụ thành tế bào Tóm lại đặc thù thông tin di động là: Phục vụ đa truy cập gắn liền với thiết kế mạng tế bào, hệ tất yếu liên quan vấn đề chống nhiễu, chuyển giao, quản lý di động, quản lý tài nguyên, yếu tố khác nhiều so với thơng tin cố định ln ln địi hỏi công nghệ mới.hau đường truyền dẫn Nút phân thành nhiều cấp kết hợp với đường truyền dẫn tạo thành cấp mạng khác 1.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA THÔNG TIN DI ĐỘNG Để tìm hiểu tồn cảnh lịch sử phát triển thơng tin di động điểm lại số mốc thời gian phát triển thông tin di động Năm 1946 dịch vụ điện thoại di động công cộng giới thiệu lần 25 thành phố Mĩ Mỗi hệ thống dùng phát công suất lớn đặt anten cao phủ sóng với bán kính 50km, kỹ thuật bán song cơng “ấn nút để nói chuyện”, với độ rộng kênh truyền 120kHz (mặc dù băng tần tiếng nói 3kHz) Đây chưa phải hệ thống tế bào tần số chưa sử dụng lại số người sử dụng Năm 1950 hệ thống độ rộng kênh thu hẹp cịn 60kHz số lượng người sử dụng tăng gấp đôi Đến năm 1960 độ rộng kênh 30kHz Những năm 1950-1960 lý thuyết mạng tế bào đời (do AT&T đưa dự án điện thoại tế bào đến năm 1968) nhiên công nghệ điện tử lúc chưa áp ứng Đến năm 1976: Ra đời dịch vụ thông tin di động cải tiến (AMPS) đánh dấu đời điện thoại di động tế bào hệ FCC phân 40MHz phổ khoảng tần 800MHz cho dịch vụ (ứng với 660 kênh kép hay kênh song công) Đến năm 1989 FCC phân thêm 10MHz phổ cho hệ thống AMPS Hệ thống điện thoại tế bào hoạt động môi trường hạn chế giao thoa, dùng lại tần số, đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA) để tăng số lượng người sử dụng Tiếp năm 1991: đời hệ thống tế bào số theo chuẩn tạm thời IS-54 hỗ trợ 3 người sử dụng kênh truyền 30kHz với việc sử dụng kĩ thuật điều chế П/4DQPSK, với kỹ thuật nén tiếng nói sử lý tín hiệu đời tăng dung lượng sử dụng lên lần Kết hợp với kỹ thuật TDMA hệ thống tồn song song với AMPS sở hạ tầng, đựơc gọi đời thông tin di động hệ Cùng năm hệ thống dựa kỹ thuật trải phổ phát triển công ty Qualcomm tuân theo chuẩn tạm thời IS – 95, hỗ trợ nhiều người sử dụng dải tần 1.25MHz sử dụng công nghệ đa truy cập theo mã (CDMA) AMPS yêu cầu SNR > 18 dB CDMA lại yêu cầu SNR thấp lại cho dung lượng cao Do vấn đề tích hợp mạng sở hạ tầng đặt từ đầu năm 1990 Năm 1991 hệ thống thông tin di động GSM châu Âu bắt đầu đưa vào sử dụng biết hệ thống thông tin di động hệ thứ phát triển mạnh Việt Nam chọn hệ di động GSM cho mạng di động quốc gia Năm 1993 mạng di động Mobifone theo chuẩn GSM đưa vào hoạt động khai thác công ty VMS quản lý, đến năm 1996 mạng Vinaphone tuân theo chuẩn GSM công ty GPC quản lý khai thác đưa vào hoạt động song song với mạng Mobifone Từ năm 1995 phủ Mĩ cấp giấy phép dải tần 1800/2100MHz hứa hẹn phát triển cho dịch vụ thông tin cá nhân (PCS) Năm 2000 tổ chức viễn thông quốc tế ITU thống số hướng chuẩn 1.3 ĐẶC ĐIỂM CỦA THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM Một số khuyến nghị CCITT cho mạng thơng tin di động GSM có đặc điểm sau: - Có nhiều loại h.nh dịch vụ chất lượng cao tiện ích thơng tin thoại số liệu - Sự tương thích dịch vụ mạng GSM với dịch vụ mạng chuyển mạch công cộng PSTN, mạng số liệu đa dịch vụ ISDN, nhờ giao - diện chuẩn hoá theo chuẩn chung Tự động định vị cập nhật vị trí Độ linh hoạt cao nhờ sử dụng thiết bị đầu cuối di động khác nhau: Như - máy xách tay, máy gắn ô tô, máy cầm tay Sử dụng băng tần 900MHz có hiệu cao nhờ kết hợp hai kỹ thuật - TDMA FDMA Dễ dàng thích ứng với nhu cầu ngày tăng dung lượng, dễ nâng cấp - mở rộng mạng nhờ kế hoạch sử dụng lại tần số Tính bảo mật cao, chống lại sử dụng trái phép đảm bảo tính cá nhân cho - thuê bao Nhảy tần không liên tục chuyển giao bên ô điều chỉnh tự động công suất phát BTS chức để giảm mức nhiễu giao thoa biểu tượng 1.4 CẤU TRÚC HỆ THỐNG GSM Hệ thống GSM có cấu trúc tổng quát hình Hình Sơ đồ cấu trúc mạng GSM Trong đó: SS: Hệ thống chuyển mạch AUC: Trung tâm nhận thực HLR: Bộ ghi định vị thường trú VLR: Bộ ghi định vị tạm trú MSC: Tổng đài di động EIR: Thanh ghi nhận dạng thiết bị BSS: Hệ thống thu phát gốc (phân hệ trạm gốc) BSC: Bộ điều khiển trạm gốc BTS: Trạm thu phát gốc OSS: Hệ thống khai thác hỗ trợ MS: Trạm di động ISDN: Mạng số đa dịch vụ PSPDN: Mạng chuyển mạch số công cộng theo gói CSPDN: Mạng chuyển mạch số cơng cộng theo mạch PLMN: Mạng di động mặt đất công cộng Hệ thống GSM chia thành hệ thống sau - Hệ thống chuyển mạch – SS - Hệ thống trạm gốc – BSS - Hệ thống khai thác hỗ trợ – OSS - Trạm di động – MS CHƯƠNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 2.5G(GPRS) 2.1 TỔNG QUAN VỀ GPRS Ý tưởng GPRS thảo luận năm 1992 đến năm 1997 phát hàn thành chuẩn Chuẩn chứa tất chức GPRS, bao gồm việ truyền dẫn điểm - điểm số liệu người sử dụng, tương tác với mạng Internet X.25, truyền dẫn SMS nhanh sử dụng giao thức GPRS, cộng thêm vào chức bảo mật, tập hợp cơng cụ tính cước Một năm sau chuẩn bổ sung truyền dẫn điểm - đa điểm (PTM), dịch vụ bổ sung thêm vào chức tương tác với mạng bên ISDN tương tác modem… Công nghệ GPRS cung cấp dịch vụ số liệu mạng GSM, khả thoại mạng không thay đổi Với mạng GSM sử dụng công nghệ TDMAvà FDMA với TS dùng cho kênh thơng tin người sử dụng, đó, mạng GPRS truyền liệu sử dụng TS hay kết hợp nhiều TS đồng thời lúc, cách tốc độ truyền số liệu GPRS lên tới 171.2 kbps (về lý thuyết) sử dụng TS kênh vô tuyến lúc Do tốc độ truyền liệu GPRS nâng cao GPRS cung cấp dịch vụ truy cập vơ tuyến gói cho MS GSM chức định tuyến chuyển mạch gói mạng GSM hệ 2.5G Cơng nghệ chuyển mạch gói đưa để tối ưu việc truyền số liệu dạng cụm tạo điều kiện cho dung lượng truyền tải liệu lớn Đối với người sử dụng th ưu điểm quan trọng GPRS việc tính cước dựa vào lưu lượng truyền tải, họ trả cước cho dung lượng truyền dẫn khơng sử dụng đến Vì thời gian rỗi phổ tín hiệu dành cho người sử dụng khác cách hiệu Các dịch vụ chủ yếu cho ứng dụng với đặc tính lưu lượng truyền tải tuần hoàn với khối lượng truyền dẫn nhỏ truyền tải khơng tuần hồn với khối lượng truyền dẫn có kích cỡ nhỏ trung bình Điều tạo khả cho hệ thống phục vụ dịch vụ ứng dụng Sự truyền tải lượng lớn liệu trì qua kênh chuyển mạch theo mạch, để tránh ảnh hưởng cho phổ vơ tuyến gói Các ứng dụng GPRS tiến hành từ thiết bị truyền thơng tin máy tính xách tay PC (thư điện tử, truyền dẫn file, hiển thị trang web), đến ứng dụng đặc biệt khác cho việc truyền tải liệu dung lượng thấp đo lường Dịch vụ GPRS dùng với gói giao thức chuẩn Giao diện tập giao thức GPRS giao thức ứng dụng dựa giao thức điểm - điểm (PPP) vài điều khiển sử dụng chung GPRS phương thức truyền số liệu gói mạng GSM đ có sẵn, người ta đ thiết kế ba dạng máy là: GPRS nhóm A GPRS nhóm B, GPRS nhóm C Nhóm A: Với nhóm A MS kết nối đồng thời với dịch vụ số liệu GPRS dịch vụ GSM, có nghĩa lúc máy Mobile vừa kết nối với truyền số liệu thoại Nhóm B: Khi MS kích hoạt dịch vụ GPRS dịch vụ GSM, có dịch vụ thực thời điểm, có nghĩa với nhóm B máy di động nhận hay thực gọi thoại kết nối truyền số liệu GPRS Nhưng lúc thoại tạm dừng truyền số liệu GPRS đến thoại kết thúc dịch vụ truyền số liệu GPRS tiếp tục cách tự động Nhóm C: Máy di động có khả dùng truyền số liệu GPRS dịch vụ thoại phải thực tay, có nghĩa người sử dụng có khả dùng dịch vụ truyền số liệu (GPRS) thoại Nhưng muốn chuyển từ thoại sang số liệu GPRS ngược lại phải thực tay máy khơng tự động chuyển Nhằm mục đích tối đa hố hiệu sử dụng, truyền số liệu GPRS cịn chia thành số kiểu chi tiết hơn, với cách sử dụng số lượng TS khác gọi kiểu đa khe GPRS Trong kiểu đa khe, số lượng TS sử dụng truyền tải đường lên đường xuống khác Thông thường số TS đường xuống nhiều nhằm mục địch phục vụ cho dịch vụ yêu cầu tải số liệu xuống nhiều (như bảng 1) Ở số khe kích hoạt xác định số lượng TS mà thiết bị GPRS dùng đồng thời cho hai đường lên xuống Hình ví dụ cụ thể cho số lượng TS GPRS kiểu 3, sử dụng TS cho đường xuống TS cho đường lên Hình Số Ts sử dụng GPRS Như ta thấy kiểu GPRS hỗ trợ cho đường xuống nhiều đường lên Bảng Số khe thời gian sử dụng kiểu GPRS 2.2 CẤU TRÚC, CÁC GIAO DIỆN, VÀ GIAO THỨC TRONG MẠNG GPRS 2.2.1 Cấu trúc mạng GPRS Cấu trúc mạng GPRS xây dựng mạng GSM tồn Tuy nhiên nhiều thành phần mạng thêm vào cho chức chuyển mạch gói Chức định tuyến xử lý nút hỗ trợ Tồn nút hỗ trợ cổng GPRS (GGSN) nút hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN) Thêm nữa, có mạng trục nối nút SGSN GGSN với nhau, cổng đường biên kiểm sốt truyền gói mạng GPRS PLMN khác Một server tên miền sử dụng cho mục đích biên dịch địa 10 o Giao diện Gr: Là giao diện HLR SGSN để chuyển thông tin hồ sơ thuê bao, địa SGSN địa PDP, ví dụ SGSN thơng báo cho HLR vị trí trạm di động trạm di động đăng ký với SGSN o Giao diện Gc: Là giao diện HLR GGSN Có thể sử dụng để GGSN hỏi vị trí hồ sơ thuê bao để cập nhật cho định vị o GGSN Giao diện Gf: Là giao diện EIR SGSN để SGSN hỏi số IMEI trạm di động o Giao diện Gd: Là giao diện trung tâm dịch vụ tin ngắn SMSC SGSN dùng để chuyển tin ngắn cho dịch vụ nhắn tin ngắn Tất giao diện giao diện mạng truyền số liệu áp dụng cho hệ thống GPRS toàn cầu 2.2.3 Các giao thức truyền dẫn báo hiệu GPRS Cấu trúc thông tin liệu gắn liền với nguyên tắc phân chia lớp giao thức phân biệt mặt phẳng báo hiệu truyền dẫn Mặt phẳng báo hiệu chứa giao thức điều khiển hỗ trợ việc truyền thông tin người dùng Các chức có liên quan đến GPRS bao gồm: điều khiển kết nối, định tuyến quản lý di động Mặt phẳng truyền dẫn gồm có giao thức dùng cho truyền thông tun người dùng thủ tục kèm theo điều khiển luồng, phát khôi phục lỗi Cấu trúc giao thức sơ đồ truyền dẫn GPRS mơ tả hình với mặt phẳng trruyền dẫn tới lớp theo mơ hình tham khảo OSI: 23 Hình 5: Cấu trúc giao thức sơ đồ truyền dẫn GPRS Giao thức thiết lập kênh truyền dẫn GPRS (GTP) GTP giao thức cho nút GSN mạng đường trục GPRS Giao thức gồm thủ tục báo hiệu truyền liệu GTP GTP định nghĩa giao diện Gn GSN mạng PLMN giao diện GP GSN mạng PLMN khác GTP sử dụng cho việc truyền gói liệu nhiều giao thức (X25,TCP/IP) mạng đường trục GSN Trong mặt phẳng báo hiệu, GTP mô tả giao thức điều khiển quản lý tuyến truyền dẫn Tuyến cho phép SGSN tạo quyền truy cập mạng GPRS cho MS Báo hiệu dùng cho tạo, thay đổi xoá bỏ kênh truyền Trong mặt phẳng truyền dẫn GTP sử dụng chế thiết lập kênh truyền để cung cấp dịch vụ truyền dẫn liệu gói người dùng Khả lựa chọn tuyến phụ thuộc vào liệu người dùng có cần liên kết tin cậy hay không Giao thức GTP thực SGSN GGSN mối quan hệ nhiều-nhiều Giao thức hội tụ phụ thuộc mạng SNDCP( subnetwork dependent convergenc protocol) Tập hợp thực thể giao thức dựa SNDCP bao gồm giao thức mạng dùng chung Các giao thức sử dụng thực thể SNDCP, thực thể cho 24 phép thực ghép liệu đến nguồn khác nhau, sau gửi tiếp cách sử dụng dịch vụ lớp LLC cung cấp, nhận dạng điểm truy cập dịch vụ mạng NSAPI dẫn tới bối cảnh PDP sử dụng dịch vụ SNDCP cung cấp Một PDP có nhiều bối cảnh PDP NSAPI Tuy nhiên, PDP sử dụng NSAPI cấp phát cách riêng rẽ Mỗi NSAPI trạng thái tích cực sử dụng dịch vụ SAPI cung cấp lớp LLC Nhiều NSAPI liên kết với SAPI 25 CHƯƠNG MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 2.5G (GPRS) 3.1 GIỚI THIỆU VỀ DỊCH VỤ VƠ TUYẾN GĨI CHUNG GPRS Như cơng nghệ khác, sau gần 20 năm phát triển, thông tin di động hệ hai bắt đầu bộc lộ khiếm khuyết nhu cầu dịch vụ truyền liệu dịch vụ băng rộng ngày trở nên cấp thiết Tình trạng phát triển mạng di động 2G nhiều phát sinh loạt vấn đề cần giải phân bổ tần số bị hạn chế, chuyển vùng phức tạp không kinh tế, chất lượng chưa đạt mức điện thoại cố định Hai nhược điểm hệ thống GSM là: chuyển mạch kênh khơng thích ứng với tốc độ số liệu cao, hệ thống GSM kênh trạng thái mở khơng có lưu lượng qua Sự phát triển mạng Internet đòi hỏi khả hỗ trợ truy cập Internet thực thương mại điện tử di động Nhìn chung thuê bao di động nay, đặc biệt với điện thoại di động GSM, thực tế vượt qua ngưỡng 9,6Kbs (nhỏ nhiều so với 56,6Kpbs mà kết nối Internet truyền thống đạt được) Để giải vấn đề ITU đưa chuẩn chung cho thông tin di động hệ dự án gọi IMT-2000 Chuyển sang hệ thứ ba q trình tất yếu, chí phí đầu tư q lớn nên địi hỏi có giải pháp độ mà chấp nhận từ phía nhà sản xuất, nhà khai thác khách hàng Đó cơng nghệ hệ 2G mà tiêu biểu Dịch vụ vơ tuyến gói chung GPRS GPRS khắc phục nhược điểm thông tin chuyển mạch kênh truyền thống cách chia nhỏ số liệu thành gói nhỏ truyền theo trật tự quy định sử dụng tài nguyên vô tuyến người dùng thực cần phát thu Trong khoảng thời gian khơng có số liệu phát, kết nối tạm ngừng họat động kết nối lại có u cầu Thơng 26 qua việc sử dụng hiệu tài nguyên vô tuyến vậy, hàng trăm khách hàng đồng thời chia sẻ băng thông cell phục vụ Tốc độ liệu GPRS tăng lên tới 171Kb/s cách sử dụng 8TS TDMA với tốc độ tối đa khe 21.4Kb/s Tốc độ 10 lần tốc độ cao hệ thống GSM gấp đôi tốc độ truy nhập Internet theo cách truyền thống Chính vậy, có nhiều nhà sản xuất hàng đầu giới đưa thị trường sản phẩm GPRS, phải kể đến NOKIA, ERICSSON, NOTEL Ở Việt Nam nay, việc khai thác mạng Internet đưa dịch vụ thông tin điện tử tới người sử dụng, thương mại điện tử cung cấp ngày thu hút số lượng khách hàng lớn Thông tin di động với kỹ thuật GSM phát triển mạnh mẽ thông qua số lượng thuê bao, vùng phủ sóng số lượng dịch vụ cung cấp cho khách hàng Thực tế cho thấy việc sử dụng dịch vụ số liệu phải theo phương thức chuyển mạch kênh, gây lãng phí tiềm mạng, phần vơ tuyến Điều khơng thể đáp ứng nhu cầu đa dạng đưa vào khai thác dịch vụ thơng tin hình ảnh, Internet, thương mại điện tử Do yếu tố kinh tế kỹ thuật nêu trên, yêu cầu phát triển dịch vụ GPRS cách tốt để sớm đưa hệ thông thông tin di động nước ta tiến lên hệ thứ tương lai 27 3.2 CÁC DỊCH VỤ CỦA GPRS Bảng 3: Các dịch vụ mạng GPRS 3.3 CÁC TÍNH NĂNG MỚI TRONG GPRS Các tốc độ liệu người sử dụng cao kênh lưu lượng TCH giao diện vô tuyến: từ 9.05Kb/s; 13.4Kb/s; 15.6Kb/s 21.4Kb/s với bốn kiểu mã hoá khác (CS1, CS2, CS3, CS4) kết hợp với sử dụng nhiều kênh lưu lượng (8 lênh lưu lượng sử dụng cho người dùng) Các kênh vô tuyến sử dụng, khả ấn định kênh mềm dẻo từ đến TS vô tuyến sử dụng cho máy phát Nhiều người sử dụng chia sẻ khe thời gian, kênh hướng xuống kênh hướng lên xác định độc lập Các tài nguyên vô tuyến sử dụng truyền liệu Cải tiến hiệu truy cập tới tài nguyên vô tuyến vật lý 28 Tính cước dựa liệu truyền Các tốc độ người dùng cao truy cập tới Internet mạng liệu khác 3.4 CÁC CHỨC NĂNG CHÍNH CỦA GPRS 3.4.1 Các chức điều khiển truy cập mạng - Đăng ký: Sự phân công tĩnh động định danh di động giao thức liệu gói (PDP) người dùng, địa người dùng mạng PLMN điểm truy cập người dùng tới mạng chuyển mạch gói bên ngồi - Nhận thực uỷ quyền: Tạo hiệu lực yêu cầu dịch vụ người dùng - Chấp thuận: Tính tốn tài ngun mạng theo u cầu QoS, giới hạn, dự trữ tài nguyên sẵn có - Lọc tin: Lọc tin không chấp thuận khơng u cầu - Thích nghi với đầu cuối: Thích nghi gói liệu từ đầu cuối theo dạng thích hợp với mạng GPRS - Lưu trữ thơng tin tính cước 3.4.2 Các chức điều khiển định tuyến gói - Chuyển tiếp: Các nút với chức chuyển tiếp sử dụng để chuyển tiếp tin - Định tuyến: Xác định nút cho bước nhảy tuyến tới nút đích - Ánh xạ biên dịch địa chỉ: Chuyển đổi địa theo giao thức mạng bên thành địa mạng Địa sử dụng cho việc định tuyến PLMN - Đóng gói: Thêm thông tin điều khiển vào liệu để định tuyến gói 29 nút nút MS - Truyền dẫn: Chuyển giao đơn vị liệu dược đóng gói mạng PLMN tới điểm mà mở gói đơn vị liệu Truyền dẫn liệu theo hai hướng điểm- điểm - Nén liệu: Tối ưu hoá việc sử dụng đường truyền vô tuyến - Mật mã: bảo vệ liệu người dùng báo hiệu qua đường truyền vô tuyến 3.4.3 Quản lý di động Xác định vị trí MS mạng PLMN với mạng PLMN khác 3.4.4 Quản lý tuyến logic - Thiết lập tuyến logic: Khi MS kết nối vào dịch vụ GPRS - Duy trì tuyến logic: Giám sát tình trạng tuyến logic - Giải phóng tuyến logic: Ngừng sử dụng tài nguyên vô tuyến sử dụng kết nối logic 3.4.5 Quản lý tài nguyên vô tuyến - Quản lý Um: Quản lý việc thiết lập kênh vật lý xác định tài nguyên vô tuyến phân phối cho GPRS - Lựa chọn Cell: Lựa chọn Cell tối ưu nhằm nâng cao chất lượng tín hiệu Cell tránh tắc nghẽn - Truyền dẫn Um: Trao đổi liệu gói MS BSS với q trình điều khiển truy nhập phương tiện truyền dẫn qua kênh vô tuyến, ghép kênh gói kênh vơ tuyến vật lý, phân biệt gói MS, phát sửa lỗi, điều khiển luồng - Quản lý đường truyền BSS SGSN: Thiết lập giải phóng tĩnh động đường truyền dựa tải tối đa Cell 3.4.6 Quản lý mạng 30 Các chức khai thác, vận hành bảo dưỡng phù hợp với GPRS 3.5 GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI MẠNG GPRS TRONG GSM GPRS bước phát triển cho dịch vụ truyền số liệu mạng GSM sở cho đường tiến lên 3G, thay đổi cấu trúc phần tử mạng từ GSM lên GPRS giới thiệu Như ta biết chương cấu trúc mạng GSM tại, Việt Nam cấu trúc mạng GSM tương tự vậy, thực kết nối truyền thoại mạng với mạng ngồi, với cho phép truyền tin ngắn tốc độ thấp mạng cố định kênh lưu lượng vào kênh vật lý GPRS cấu trúc mạng có số khác biệt so với mạng GSM, hỗ trợ dịch vụ chuyển mạch gói, truy cập mạng Internet dịch vụ liệu gói yêu cầu tốc độ khác sử dụng kênh lưu lượng động Để thực triển khai mạng GPRS tảng sở hạ tầng mạng GSM cần phải nâng cấp thay đổi số phần tử mạng lắp đặt GGSN để kết nối với mạng Internet, GGSN nối với mạng GSM thông qua SGSN PCU, PCU lắp đặt BSC để bổ xung thêm chức kiểm sốt gói cho BSC trình khai thác dịch vụ GPRS cịn phần tử khác mạng giữ nguyên Với điều kiện Việt Nam, để đáp ứng yêu cầu nâng cấp mạng thông tin di động có tiến lên 3G th phải đáp ứng yêu cầu dịch vụ mạng GPRS trình tiến lên 3G phù hợp với xu hướng phát triển công nghệ Hiện sử dụng sở hạ tầng mạng GSM, thường xuyên nâng cấp để đáp ứng yêu cầu thị trường phát triển công nghệ giới Về cơng nghệ, mạng GSM có đủ điều kiện để tiến lên hệ thông tin di động 2.5G (GPRS/EDGE) 3G (IMT2000) mà khai thác tối đa tài nguyên sẵn có mạng tối đa hiệu 3.5.1 Giải pháp mạng Mobifone tiến lên 2.5G Giải pháp triển khai GPRS mạng GSM Mobifone Về dựa 31 chuẩn ETSI công bố bao gồm giai đoạn tr.nh phát triển GSM 2G lên 3G Giai đoạn đầu kết hợp GPRS với GSM, giai đoạn thiết lập mạng UMTS, mạng 3.5.2 Phần vô tuyến Để đáp ứng yêu cầu trước mắt, mạng cần thay đổi vài đặc điểm đường truyền từ BSC đến BTS để phù hợp với u cầu truyền gói MSC nâng cấp Với GPRS, BSC phân thành hai hướng lưu lượng thoại liệu Để phù hợp với yêu cầu truyền gói giảm thay đổi thiết bị BTS BSC thêm vào việc sử dụng chức PCU theo chuẩn ta cần nâng cấp phần mềm cho BTS BSC cho phù hợp với yêu cầu truyền gói 3.5.3 Phần chuyển mạch Mạng lõi GPRS mạng tích hợp cung cấp giao diện chuẩn với phần tử mạng GSM tồn với mạng liệu gói IP ngồi (Internet, ISDN hay X.25…) mạng GPRS mobifone tổng thể hình1.2 bao gồm phần tử 32 sau Hinh 5: Cấu trúc mạng GPRS mobifone SGSN: phần tử nhiều tính mạng GPRS Nó lưu trữ tồn vị trí trạm di động độc lập thực công việc bảo mật điều khiển thâm nhập mạng Nó đáp ứng việc quản lý di động, quản lý phiên giao dịch tính cước GGSN: quản l hoạt động trao đổi thông tin với mạng liệu gói IP ngồi,như mạng Internet, ISDN… thiết bị cập nhật đặc tính IP dạng giao diện thơng thường HLR: bao gồm liệu đăng ký GPRS thơng tin định tuyến Nó sử dụng cho thuê bao sử dụng chuyển mạch kênh chuyển mạch 33 gói, thực chức điều khiển truy cập mạng trợ giúp chức quản lý di động Cổng đường biên (Border Gateway): thiết bị tuỳ chọn, sử dụng trường hợp thực chuyển vùng mạng PLMN Nó cung cấp định tuyến PLMN chức truyền tải gói, chức bảo mật, thu thập liệu tính cước, giống GGSN bao gồm Border Router, DSN ngoại vi… Cổng tính cước (Charging Gateway): Nó hoạt động thiết bị đa chức GSN hệ thống OSS nhà khai thác,các hệ thốngchăm sóc khách hàng tính cước Nó thu thập, tập hợp, lọc, backup phân phát CDR tới CCBS, cung cấp khả áp dụng cho số dạng cước OMC-G: trung tâm quản lý mạng GPRS, tương tự OMC mạng GSM, thực thêm chức quản lý cảnh báo, quản lý vật lý mạng GPRS, quản lý bảo mật… DSN: thực chuyển đổi tên vùng thành địa IP GGSN, biến đổi tên vùng định tuyến thành địa IP SGSN, địa IP thành IMSI DSN quản lý số địa IP tên điểm truy cập APN chuyển số địa IP tới SGSN để dự phòng DHCP server: sử dụng để ấn định động địa IP cho thuê bao di động MS, chức dựa sở chức DSN Radius server: cung cấp chức trung tâm định vị để phân phát nhận thực 3.5.4 Số liệu triển khai mạng Mobifone Dung lượng Phạm vi cung cấp dịch vụ GPRS: Dung lượng dự kiến thiết kế hệ thống sau: Tại Hà Nội 3000 thuê bao, Thành phố Hồ Chí Minh 7000 thuê bao Đà Nẵng 1000 • thuê bao Lưu lượng sử dụng trung b.nh thuê bao kbps Tỷ lệ người sử dụng GPRS cao điểm 10% Hệ thống GPRS: SGSN ba trung tâm Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh Đà Nẵng với mục tiêu ban đầu cung cấp dịch vụ GPRS cho thành phố lớn 34 • cổng GGSN Hà Nội để kết nối tới SGSN Hà Nội, Đà Nẵng Thànhphố Hồ Chí Minh • Charging Gateway để tính cước dịch vụ GPRS • hệ thống quản lý khai thác Thiết lập mạch v.ng truyền dẫn ATM GGSN với nút SGSN Theo cấu hình thiết kế GGSN Hà Nội kết nối với SGSN trung tâm tuyến truyền dẫn ATM, để an tồn cho kết nối số liệu mạch vịng truyền dẫn ATMđược thiết lập vùng cụ thể: thiết bị đầu cuối ATM Hà Nội thiết bị đầu cuối ATM Đà Nẵng thiết bị đầu cuối ATM Thành phố Hồ Chí Minh Chức phần tử đưa vào mạng: SGSN: chức định tuyến gói số liệu vùng phục vụ Một thuê bao phục vụ SGSN tuỳ thuộc vào vị trí cụ thể thuê bao GGSN: có chức giao tiếp với hệ thống GPRS khác mạng gói IP ngồi… Một số chức GGSN bao gồm: - Định tuyến - Firewall (bức tường lửa) - Gateway/Security (cổng/an toàn) Cả hai SGSN GGSN có chức tạo ghi cước O&M có chức quản l giám sát hoạt động toàn hệ thống.Charging Gateway: chức tiếp nhận ghi cước từ SGSN GGSN Xử lý tổng hợp cước thuê bao sử dụng 3.5.5 Một số ứng dụng GPRS Trên thực tế, việc triển khai GPRS nhằm mục đích cung cấp khả truy cập Internet từ thuê bao di động Ngoài việc truy nhập Internet qua di động, GPRS cung cấp loạt dịch vụ đáng ý cho người sử dụng: - Thư tín điện tử (E-Mail) dịch vụ sử dụng nhiều có hiệu 35 - Dịch vụ trao đổi tệp liệu (file tranfer file download) thực - tương tự thư điện tử Thông tin dạng tiếng nói hình ảnh MMS truyền thơng qua - truyền số liệu Truy nhập thông tin từ xa: Xâm nhập vào máy mạng để tìm - kiếm thơng tin cần biết phép Khả di động: Cho phép trì truyền thông liệu thoại không đổi - người dùng di chuyển Tính tức thời: Cho phép người dùng kết nối cần bất chấp vị trí - phiên đăng nhập dài Khả định vị: Cho phép người dùng có thơng tin thích hợp để xác định vị trí thời họ Kết hợp đặc tính tạo ứng dụng rộng rãi cho người dùng như: Trong mạng máy tính khơng dây: Các ứng dụng văn phòng lưu động, thư điện tử, nhắn tin thời gian thực, truy cập Internet, truyền file, giao dịch tài chình, thẻ tín dụng, thương mại điện tử Trong quản lý lưu lượng: Di động GPRS ô tô, quản lý nhanh, điều khiển tàu hoả, dẫn đường, thu phí xa lộ tự động Trong đo lường từ xa: Thống kê định kỳ, thị lỗi, báo động, điều khiển từ xa Các ứng dụng khác: Tin tức, dự báo thời tiết, Xổ số trực tuyến GPRS công nghệ truyền số liệu mạng thơng tin di động GSM trình bày trên, tốc độ tối đa đạt tới 171.2 kbps (về lý thuyết) nhiên thực tế phụ thuộc vào khả mạng lưới dung lượng mạng cung cấp, chất lượng đường vô tuyến, số người sử dụng đồng thời GPRS mạng truyền số liệu gói người sử dụng phải trả tiền theo dung lượng sử dụng thời gian sử dụng Ngoài việc triển khai lắp đặt phần tử mạng GPRS vào mạng GSM, hai mạng tồn sở hạ tầng, việc sử dụng chung tần số vô tuyến hai mạng có ảnh hưởng đến dung lượng thoại mạng GPRS 36 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG 3G 37 ...CHƯƠNG KHÁI QUÁT CHUNG VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM 1.1 NHỮNG ĐẶC THÙ CỦA THÔNG TIN DI ĐỘNG Nói đến thơng tin di động nói đến liên lạc thơng qua sóng điện từ (vì vừa liên lạc vừa di chuyển được, ngày... tạo thành cấp mạng khác 1.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA THÔNG TIN DI ĐỘNG Để tìm hiểu tồn cảnh lịch sử phát triển thông tin di động điểm lại số mốc thời gian phát triển thông tin di động Năm 1946... hợp mạng sở hạ tầng đặt từ đầu năm 1990 Năm 1991 hệ thống thông tin di động GSM châu Âu bắt đầu đưa vào sử dụng biết hệ thống thông tin di động hệ thứ phát triển mạnh Việt Nam chọn hệ di động GSM