4.3.1. HSCSD
Trong giai đoạn đầu, thuê bao GSM sử dụng đường truyền dữ liệu chuyển mạch gói, đối xứng với tốc độ 9,6 Kb/s. Do sức ép của Internet và thư điện tử nên đường truyền dữ liệu di động tăng nhanh, hơn nữa thực tế cho thấy sự phát triển này đã bị đánh giá quá thấp tại thời điểm thiết kế mạng GSM. Hiện nay về mặt kỹ thuật có hai giải pháp sau:
Tối ưu tốc độ mã hoá kênh. Thực hiện được việc này ta đã làm tăng tốc độ bit từ 9,6 Kb/s lên 14,4 Kb/s.
Làm cho dữ liệu đi qua giao diện Um nhiều hơn bằng cách sử dụng một vài kênh lưu lượng thay vì một kênh. Giải pháp này được gọi là dữ liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) như hình 4.3.
Hình 4.3: Tác động của mã hoá kênh và HSCSD
Trong môi trường tối ưu, thuê bao HSCSD có thể đạt đến tốc độ truyền dữ liệu 40-50Kb/s. Giải pháp kỹ thuật này có hạn chế là lãng phí tài nguyên và giá cước sẽ cao hơn. Việc sử dụng giải pháp HSCSD phụ thuộc rất nhiều vào chính sách giá của nhà khai thác mạng. Một vấn đề khác là phần lớn lưu lượng dữ liệu về bản chất là không đối xứng, điển hình là dùng đường truyền tốc độ thấp từ thiết bị đầu cuối đến mạng (đường lên) và dùng tốc độ cao cho đường ngược lại (đường xuống). Về mặt kỹ thuật, giao diện chuyển mạch kênh không đối xứng Um không phải là môi trường truy nhập tốt nhất cho kết nối dữ liệu. Điều này đặt ra yêu cầu phải nâng cấp mạng GSM nhằm thích hợp hơn cho việc truyền dữ liệu một cách hiệu quả.
4.3.2. GPRS
a. Dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS
Giải pháp GPRS (hình 4.4) yêu cầu thêm hai nút dịch vụ vào mạng di động là SGSN (Serving GPRS Support Node ) và GGSN (Gateway GPRS Support Node). Bằng việc sử dụng hai nút này MS có thể tạo lập nên một kết nối chuyển mạch gói qua mạng GSM tới một mạng dữ liệu gói bên ngoài, ví dụ mạng Internet.
Hình 4.4: Dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS
GPRS có khả năng sử dụng kết nối không đối xứng khi có yêu cầu và do vậy tài nguyên mạng có thể được sử dụng tốt hơn. Giải pháp GPRS là bước kỹ thuật nhằm cung cấp khả năng IP di động và khả năng Internet cho các thuê bao di động Cellular. Theo quan điểm dịch vụ thì GPRS mở đầu cho bước phát triển để nhiều loại dịch vụ chuyển mạch gói truyền thống có thể được chuyển đổi và sử dụng qua công nghệ GPRS thích hợp hơn cho các kết nối chuyển mạch gói. Một ví dụ điển hình là WAP mà tiềm năng của nó sẽ được khai thác mạnh khi sử dụng GPRS.
Khi kết nối, chuyển mạch gói được sử dụng, chất lượng dịch vụ QoS là vấn đề có tính quan trọng hàng đầu. Về nguyên lý GPRS hỗ trợ QoS nhưng trong thực tế thì không như vậy. Lý do ở đây là lưu lượng GPRS luôn ở mức ưu tiên thứ hai trong GSM, nói cách khác chỉ có các tài nguyên chưa sử dụng ở giao diện Um mới được dành cho lưu lượng GPRS. Rõ ràng không ai có thể đảm bảo luôn dành một độ rộng băng nhất định cho lưu lượng GPRS vì không thể biết trước lượng tài nguyên chưa sử dụng tại giao diện Um.
b. Triển khai GPRS cho mạng di động Viettel
Hình 4.5: Triển khai GPRS cho mạng di động Viettel
(*): Sơ đồ giao diện Gb-Gr-Gs cho dự án GPRS/MPBN-Prev.PB5 của Viettel Hiện nay trung tâm di động khu vực I nằm tại 16 Pháo Đài Láng – Hà Nội, nơi đặt các BSC1, BSC2, MSC1, HLR1 ở hình trên.
GSN: lắp đặt 1SGSN và 1GGSN tại Hà Nội. 1CGSN dùng chung cho toàn mạng, tất cả các BSC được nối về Hà Nội
PCU: nâng cấp phần mềm và trang bị PCU cho 3BSC tại 3 miền Nâng cấp phần mềm cho các thành phần khác của mạng: HLR, BGw Trong đó: + 1CGSN gồm 1SGSN và 1GGSN đặt tại Hà Nội
+ SGSN quản lý 4BSC
+ GGSN nối ra mạng Internet của Viettel + BGw được nối tới SGSN và GGSN - Các giả định về lưu lượng mạng:
+ Hệ số lưu lượng đỉnh =3
+ Mã hoá kênh: CS-2(13,4kb/s);
Số lượng khối PLC/MAC trên 1 gói IP=21
Tỉ lệ dữ liệu ứng dụng trên 1 kênh PSCH =52% ~ 7kb/s (=13,4 * 52%)
Trong pha 1 thì số thuê bao sử dụng GPRS dự tính là 5000 (chỉ tập trung ở Hà Nội & thành phố Hồ Chí Minh)
Dữ liệu tải xuống trong giờ cao điểm = 500 kbytes/BH/user. Tốc độ dữ liệu người dùng = 500*8/3600=1,1kb/s
Định cỡ RF:
Kênh PDCH sử dụng On-demand PDCH Dự kiến 5000 users: trung bình 20 users 1 cell
Dự liệu tải xuống trong giờ cao điểm = 500kbytes/BH/user Tốc độ dữ liệu người dùng = 500*8/3600 = 1,1kb/s
Do GoS=15% nên với 7 kênh TCH (mỗi BTS chỉ dùng 1 tần số), ta có Erlang của 7 kênh thoại = 2,49 Erl.
4.3.3. EDGE
Một kỹ thuật điều chế mới có thể áp dụng tại giao diện vô tuyến là 8-PSK sao cho một ký tự có thể mang tổ hợp 3 bit thông tin và do vậy tốc độ bit sẽ được cải thiện đáng kể. Khi kỹ thuật này được kết hợp với các kỹ thuật mã hóa kênh phức tạp, người ta có thể đạt được tốc độ dữ liệu 48 kb/s so với 9,6 kb/s cho một kênh ở GSM truyền thống và trong trường hợp này một bit thông tin chính là một ký tự tại giao diện vô tuyến. Kỹ thuật làm tăng tốc độ dữ liệu trên được gọi là EDGE (Enhanced Data Rates for Global/GSM Evolution) như hình 4.6. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 4.6: Tác động của EDGE lên hệ thống
Sự phát triển của EDGE chia làm hai giai đoạn:
EDGE giai đoạn 1 được biết như là E-GPRS (Enhanced GPRS). Cũng như vậy BSS đổi thành E-RAN (Mạng truy nhập vô tuyến EDGE). Giai đoạn 1, EDGE xác định các phương pháp điều chế và mã hóa kênh nhằm đạt được tốc độ dữ liệu lên đến 384 Kb/s cho lưu lượng chuyển mạch gói dưới các điều kiện xác định. Giả thiết ở đây là thiết bị đầu cuối sẽ có 8 khe thời gian của giao diện Um
sẽ cho một đường kết nối, do đó 8 x 48 Kb/s=384 Kb/s. Ngoài ra, thiết bị đầu cuối EDGE phải ở gần BTS để sử dụng tốc độ mã hoá kênh cao hơn.
EDGE giai đoạn 2 có tên thương mại là E-HSCSD và nhằm đạt được tốc độ truyền dữ liệu trên cho các dịch vụ chuyển mạch kênh.
Đứng trên quan điểm phát triển mạng thì nói chung công nghệ EDGE có cả ưu điểm và nhược điểm. Ưu điểm chính của công nghệ này là có thể đạt được tốc độ truyền dữ liệu gần như tương đương với yêu cầu phủ sóng ở vùng đô thị của công nghệ UMTS. Nhược điểm là tốc độ dữ liệu này khó đạt được cho toàn bộ các thuê bao trên toàn cell phủ sóng. Nếu yêu cầu cho toàn bộ một vùng với công nghệ EDGE thì chắc chắn số lượng cell phủ sóng trong vùng này sẽ phải tăng lên đáng kể. Nói cách khác, EDGE là giải pháp đắt giá về công nghệ sử dụng cho một số trường hợp. Tương lai của công nghệ EDGE theo khía cạnh này còn phải được kiểm chứng khi nó phải thực sự cạnh tranh với các giải pháp công nghệ thực sự của 3G.