4.1.1.1 Phƣơng án 3G theo chuẩn 3GPP R99
Kiến trúc mạng 3G theo chuẩn 3GPP R99 đƣợc biểu diễn nhƣ hình 4.1:
Hình 4.1. Mạng 3G theo chuẩn 3GPP R99
Các kết nối truyền dẫn trong mạng vô tuyến WCDMA (R99) đƣợc thực hiện bằng cách dùng ATM. Việc sử dụng ATM cho mạng 3G dựa trên hai lý do nhƣ :
Kích thƣớc cell và tải lƣu lƣợng khi sử dụng ATM là tƣơng đối nhỏ do đó có ƣu điểm giảm đƣợc bộ nhớ đệm lƣu trữ thông tin. Trong trƣờng hợp ngƣợc lại, khi phải nhớ đệm nhiều thông tin thì đƣơng nhiên trễ sẽ tăng, đồng thời tải lƣu lƣợng tĩnh ở các thiết bị nhớ đệm cũng sẽ tăng lên. Hai yếu tố này đều có ảnh hƣởng xấu tới yêu cầu chất lƣợng dịch vụ đối với lƣu lƣợng thời gian thực.
Đồ án tốt nghiệp Chương IV. Xây dựng quy hoạch mạng 3G tại tỉnh Ninh Bình
Phƣơng án khác là sử dụng IP song hiện nay Ipv4 có một số nhƣợc điểm nghiêm trọng về giới hạn không gian địa chỉ và không đáp ứng QoS. Ngƣợc lại ATM và các lớp tốc độ bit tƣơng ứng của nó lại đáp ứng rất tốt các yêu cầu về QoS. Có một giải pháp là ATM và IP đƣợc kết hợp cho các lƣu lƣợng gói, trong đó giao thức IP sẽ đƣợc sử dụng ở trên đỉnh của ATM. Giải pháp kết hợp này sẽ kết hợp đƣợc ƣu điểm của cả hai giao thức là IP sẽ đảm bảo việc kết nối còn ATM sẽ đảm bảo chất lƣợng kết nối và định tuyến. Do nhƣợc điểm của Ipv4 nên giải pháp thỏa hiệp là trong mạng 3G một phần tử mạng nhất định sử dụng các địa chỉ Ipv4 cố định, còn các lƣu lƣợng thuê bao còn lại sử dụng các địa chỉ Ipv6 đƣợc phân bổ động. Trong trƣờng hợp này, chuyển đổi giữa các địa chỉ Ipv4 và Ipv6 bởi các mạng khác có thể không hỗ trợ Ipv6
Các nút mạng lõi cũng cần phải đƣợc chuyển đổi về mặt kỹ thuật. Các phần tử chuyển mạch kênh cần phải xử lỹ đƣợc cho cả hai loại thuê bao 2,5G và 3G. Yêu cầu này đòi hỏi phải thay đổi trong MSC/VLR và HLR/AC/EIR. Ví dụ, cơ chế bảo mật trong khi thiết lập cuộc gọi là hoàn toàn khác trong nhau trong mạng 2,5G và 3G và nhƣ vậy các phần tử chuyển mạch kênh phải đƣợc nâng cấp để xử lý cho cả hai trƣơng hợp này. Các phần tử chuyển mạch gói thực chất sẽ đƣợc nâng cấp từ GPRS. Sự thay đổi lớn nhất đối với SGSN là chƣc năng của nó gần nhƣ hoàn toàn khác với trong mạng 2,5G. Trong mạng 2,5G, chức năng chính của các SGSN là quản lý di động cho các kết nối gói. Sang mạng 3G, chức năng quản lý di động đƣợc phân chia giữa RNC và SGSN. Điều này có nghĩa là khi thuê bao trong mạng 3G chuyển cell thì các phần tử chuyển mạch gói không nhất thiết can thiệp, song RNC thì phải quản lý quá trình này.
Mạng 3G triển khai theo 3GPP R99 cung cấp các loại dịch vụ giống với mạng 2,5G. Trong giai đoạn này hầu hết các dịch vụ đƣợc chuyển đổi sang dạng gói khi ứng dụng có yêu cầu. WAP là một trong các ứng viên thuộc loại này, bởi vì về bản chất thông tin truyền đi thì WAP là loại chuyển mạch gói. Các dịch vụ chuyển mạch gói chia làm các nhánh dịch vụ, trong đó mỗi nhánh sẽ gồm nhiều loại dịch vụ khác nhau và là các dịch vụ trên cơ sở cơ chế định vị vị trí thuê bao đã sẵn có trong mạng 3G.
4.1.1.2 Phƣơng án 3G theo chuẩn 3GPP R4
Trong giai đoạn 3GPP R4 mới chỉ triển khai việc tách biệt phần kết nối cuộc gọi, phần điều khiển và phần dịch vụ cho phần mạng lõi chuyển mạch kênh. Trong mạng lõi này, lƣu lƣợng dữ liệu thuê bao sẽ đi qua MGW( Media Gateways) là phần đảm bảo kết nối và các chức năng chuyển mạch khi có yêu cầu. Toàn bộ quá trình này đƣợc quản lý bởi một MSC Server đƣợc nâng cấp từ MSC/VLR. Một MSC server có thể điều khiển
thác muốn tăng thêm phần dung lƣợng cho điều khiển thì có thể thiết lập thêm một MSC server, ngƣợc lại khi muốn tăng dung lƣợng chuyển mạch thì thiết lập thêm các MGW.
Khi đã thiết lập một mạng nhƣ trên thì các bƣớc phát triển về công nghệ và yêu cầu chỉ tiêu kỹ thuật sẽ xác định giới hạn tiếp theo của mạng này. Khi Ipv6 càng đƣợc triển khai trên mạng 3G thì số kết nối của mạng 3G có thể chuyển đổi sang Ipv6 càng tăng và do vậy sẽ làm giảm yêu cầu chuyển đổi giữa Ipv4 và Ipv6. Trong giai đoạn này, tỷ trọng lƣu lƣợng giữa dữ liệu chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói sẽ thay đổi đáng kể. Hầu hết lƣu lƣợng sẽ là chuyển mạch gói, và một số dịch vụ chuyển mạch kênh truyền thống ví dụ nhƣ thoại ít nhất sẽ một phần trở thành gói (VoIP). Ví dụ một cuộc gọi GSM truyền thống đƣợc thay bằng một cuộc gọi VoIP qua MGW mà BSS kết nối tới. Trên thực tế có nhiều cách để trieenr khai các cuộc gọi VoIP song ngƣời ta sẽ thêm vào một phân hệ mạng lõi mới có tên là IMS ( IP Multimedia Subsystem ) bởi vì nó sẽ cung cấp các phƣơng pháp thống nhất để xử lý cuộc gọi VoIP. Ngoài ra, IMS còn đồng thời đƣợc sử dụng cho các dịch vụ đa phƣơng tiện trên cơ sở IP. Đƣơng nhiên phân hệ BSS cũng phải đƣợc triển khai nâng cấp để sử dụng IP. Trong trƣờng hợp này,vai trò của CAMEL cũng sẽ thay đổi. Bởi vì rất nhiều dịch vụ sử dụng CAMEL đƣợc chuyển từ phần mạng chuyển mạch sang chuyển mạch gói ở giai đoạn này, CAMEL phải đƣợc thiết lập kết nối với phần mạng chuyển mạch gói, đồng thời là phần tử kết nối giũa phần dịch vụ và phần mạng.
Đồ án tốt nghiệp Chương IV. Xây dựng quy hoạch mạng 3G tại tỉnh Ninh Bình
Hình 4.2 Mạng 3G theo chuẩn 3GPP R4
4.1.1.3 Phƣơng án 3G theo chuẩn 3GPP R5
Trong 3GPP R5, công nghệ sẽ tiếp tục chuyển đổi và toàn bộ các lƣu lƣợng trong mạng 3G sẽ là lƣu lƣợng IP. Lấy ví dụ một cuộc gọi từ thiết bị đầu cuối của mạng tới mạng PSTN thì nó phải chuyển qua mạng 3G theo dạng gói và từ GGSN cuộc gọi VoIP sẽ đƣợc định tuyến qua IMS có các chức năng chuyển đổi để tới PSTN.Hình 4.3 biểu diễn kiến trúc mạng 3G theo chuẩn 3GPP5.
Hình 4.3 Mạng 3G theo chuẩn 3GPP R5