L ỜI CAM ð OAN
2.6. Mạng truyền dẫ n
Truyền dẫn trờn hệ thống UTRAN sẽ chắc chắn dựa trờn ATM. Người ta
ủó thảo luận việc liệu tiờu chuẩn UTRAN cú nờn bao gồm cả lớp truyền dẫn hay là nờn ủể mở. Nghĩa là, tại thời ủiểm này một số nhà cung cấp thiết bị muốn nú phải mang tớnh chất mở ủể cho phộp nhà khai thỏc tự do lựa chọn. Thủ tục mạng lừi sẽ ủược ứng dụng cho truyền dẫn giữa cỏc trạm thu phỏt vụ tuyến và trung tõm chuyển mạch thụng qua bộ ủiều khiển trạm gốc (Iu, Iub). Việc sử dụng ATM cho phộp một số lượng khổng lồ cỏc gúi dữ liệu ủược truyền một cỏch hiệu quả với thời gian trễ thấp nhất. Một thủ tục ATM cho phộp khoảng 300 cuộc gọi
ủược truyền ủồng thời trờn một luồng E1/T1. ATM cũng thớch hợp với cỏc mạng cú sự kết hợp của lưu lượng chuyển mạch kờnh và chuyển mạch gúị
Lưu lượng gúi sẽ tăng rất lớn trong tương lai và một mạng chuyển mạch gúi là rất cần thiết. ATM cú xu hướng ủược chuẩn hoỏ và ủược sử dụng như một phương tiện chuyờn chở dữ liệu và một lớp tương thớch ATM mới - AAL2, ủược
ủề xuất chuẩn hoỏ nhằm hỗ trợ cỏc gúi nhạy cảm với ủộ trễ (gúi mang thụng tin thoại).
Như ủó ủề cập, ủể sử dụng mạng hiện tại, một số nhà cung cấp tin rằng ATM là khụng cần thiết và dự ủịnh ủưa ra giải phỏp thay thế là dựng trực tiếp IP trờn mạng truyền dẫn SONET/SDH chứ khụng dựng IP trờn nền ATM. Việc này cú thể ủưa ủến một mạng chi phớ thấp hơn mà tận dụng ủược cỏc kỹ thuật trải phổ. Tuy nhiờn, cho ủến thời ủiểm này IP vẫn chưa chứng tỏ ủược sẽ là một tiờu chuẩn sẵn sàng ủỏp ứng một cỏch an toàn cỏc thụng tin ủũi hỏi thời gian thực và khụng cú trễ. Nú cũng chưa chứng tỏ rằng sẽ cú khả năng quản lý lưu lượng của chuyển mạch kờnh.
Trong trường hợp chỳng ta phải phụ thuộc hoàn toàn vào IP, nú sẽ ủược cải tiến hoặc lưu lượng chuyển mạch kờnh sẽ khụng cần thiết ủối với UMTS. Khi ủú tất cả cỏc thụng tin thoại và cỏc ứng dụng thời gian thực sẽ ủược chuyờn chở trờn IP sử dụng thủ tục H.323 hiện ủang sử dụng cho Voice Over IP và Multimediạ
CHƯƠNG 3
CÁC ðIỀU KIỆN VỀ KỸ THUẬT, CễNG NGHỆ
CHO QUÁ TRèNH CHUYỂN ðỔI LấN 3G 3.1. Khả năng chuyển ủổi 2G lờn 3G
3.1.1. Phõn tớch cỏc khả năng chuyển ủổi
Bốn cụng nghệ cellullar 2G chớnh hiện nay là:
- Hệ thống GSM: theo tờn gọi cú nghĩa là hệ thống toàn cầu cho ủiện thoại di
ủộng, là hệ thống 2G xuất hiện ủầu tiờn, ủược ủưa ra vào năm 1992. GSM dựa trờn kỹ thuật chuyển mạch kờnh. Dịch vụ truyền dữ liệu tốc ủộ thấp (<9,6 kbps) ủó ủược cung cấp ngay từ ủầu khi triển khai hệ thống và chủ yếu ủược sử dụng ủể truyền e-mail từ cỏc mỏy tớnh xỏch taỵ
- Hệ thống PDC: ủược sử dụng ở Nhật, sử dụng cụng nghệ TDMẠ
- cdmaOne (IS-95): dựa trờn cụng nghệ CDMA băng hẹp. Hệ thống ủó trở nờn rất phổ biến ở Hàn Quốc và Bắc Mỹ.
- Ngoài hệ thống PDC của Nhật với lo ngại khụng phỏt triển ủược thị trường ra ngoài nước nờn khụng nõng cấp tiếp mà triển khai thẳng cụng nghệ 3G mới, cỏc hệ thống khỏc ủều cú kế hoạch chuyển ủổi tới 2,5G và 3G. Tổng quan về cỏc phương ỏn chuyển ủổi ủược trỡnh bày trong hỡnh sau:
Hỡnh 3.1 Quỏ trỡnh chuyển ủổi từ hệ thống 2G lờn 3G
- GSM sẽ vẫn là hệ thống chủ yếu của dịch vụ thụng tin di ủộng ở Việt Nam. - Dải phổ 1800 là cần thiết ủể tăng dung lượng.
- Thiết kế và quy hoạch mạng sẽ ủúng vai trũ chủ chốt nhằm nõng cao chất lượng mạng.
- Tớnh cước cho GPRS là một vấn ủề nổi cộm. Cho ủến thời ủiểm hiện tại vẫn chưa ủưa ra ủược tiờu chuẩn chung.
- Tớnh cước cỏc dịch vụ GPRS cần phải ủược xem xột kỹ lưỡng. Cú rất nhiều vấn ủề liờn quan tới việc tớnh cước dựa trờn lưu lượng.
- EDGE là con ủường tiến hoỏ tới thế hệ thứ ba và cũng là một bổ trợ cho UMTS.
- UMTS là ủề xuất của Chõu Âu cho thụng tin di ủộng thế hệ thứ bạ Giao diện vụ tuyến ủó ủược lựa chọn và sẽ dựa trờn cụng nghệ CDMA băng rộng (W- CDMA).
- Người ta mong ủợi rằng cỏc nước Chõu ỏ hiện ủang khai thỏc cỏc hệ thống GSM sẽủi theo tiờu chuẩn 3G của Chõu Âụ
- ðối với mạng GSM hiện ủang hoạt ủộng ở 168 nước cung cấp dịch vụ cho 500 triệu thuờ bao thỡ việc triển khai tiờu chuẩn UMTS trờn nền hệ thống GSM là hoàn toàn phự hợp với quy luật tự nhiờn.
3.1.2 Cỏc ủiều kiện và những vấn ủềủặt ra cho cỏc bước chuyển ủổi
Việc chuyển ủổi từ mạng GSM lờn 3G sẽ phải kể ủến ba khớa cạnh chớnh ủược thực hiện theo sơ ủồ:
3.1.2.1. Sự chuyển ủổi về kỹ thuật
Sự chuyển ủổi về kỹ thuật là con ủường phỏt triển chỉ rừ phương thức ủể triển khai cỏc phần tử mạng và loại cụng nghệ ủể thực thi kỹ thuật ủú. ðõy chớnh là bước phỏt triển trực tiếp theo cỏc xu hướng chung về mặt cho cụng nghệ.
Bởi vỡ cỏc phần tử mạng là yếu tố tạo lập nờn mạng, nờn về mặt lý thuyết sự
chuyển ủổi về mặt kỹ thuật sẽ tương ứng với sự phỏt triển mạng. Trong giai ủoạn một, do tớnh chất mở của cỏc giao diện ủược ủịnh nghĩa trong chỉ tiờu kỹ thuật hệ
2G 3G
Sự chuyển ủổi về kỹ thuật
Sự chuyển ủổi về mạng
Sự chuyển ủổi về dịch vụ
thống, mạng 3G cú thể ủược kết hợp từ nhiều chủng loại thiết bị của nhiều hóng khỏc nhaụ Sự chuyển ủổi về kỹ thuật cú thể xử lý ủược ủiều này tuy nhiờn với sự khỏc nhau về tốc ủộ và bước triển khai cụ thể trong mối kết hợp của cỏc thiết bị giữa cỏc hóng khỏc nhau và yờu cầu thớch ứng với cỏc thay ủổi của chỉ tiờu kỹ
thuật 3G nờn trong nhiều trường hợp nếu khụng xem xột thấu ủỏo thỡ kết quả cú thể khụng như mong muốn.
3.1.2.2. Sự chuyển ủổi về dịch vụ
Khỏc với chuyển ủổi về mặt kỹ thuật, sự chuyển ủổi dịch vụ dựa trờn nhu cầu của người sử dụng và nhu cầu này cú thể là thực tế hoặc chỉ là tưởng tượng. ðụi khi cỏc nhà khai thỏc mạng và chế tạo thiết bị cung cấp cỏc dịch vụ vượt qua sự kỳ vọng của cỏc thuờ baọ Rừ ràng nếu hai yếu tố này khụng tương ủồng thỡ việc kinh doanh cỏc dịch vụ thụng tin di ủộng sẽ khú khăn.
3.1.2.3. Sự chuyển ủổi về mạng
Chỉ tiờu kỹ thuật của GSM ủảm bảo tớnh mở của cỏc giao diện quyết ủịnh nờn thành phần chuẩn của hệ thống GSM. Bởi vỡ cú giao diện mở này, nhà khai thỏc mạng cú thể sử dụng cỏc thiết bị mạng khỏc nhau từ cỏc hóng cung cấp thiết bị mạng GSM khỏc nhaụ Tớnh mở của giao diện ủược thể hiện là nú xỏc ủịnh một cỏch nghiờm ngặt cỏc chức năng hệ thống thực hiện tại giao diện này, ủồng thời xỏc ủịnh rừ cỏc chức năng nào cho phộp nhà khai thỏc cú thể sử dụng trong nội bộ mạng tại hai phớa của giao diện nàỵ
3.2. Cấu trỳc hệ thống GSM ủang tồn tại
Mạng lưới ủược chia ra về mặt ủịa lý thành 3 mạng nhỏ hơn, thao tỏc bởi cỏc trung tõm khỏc nhaụ Mạng hiện tại sẽ là cơ sở khi chuyển ủổi sang mạng cú tốc
thành bốn phõn hệ chớnh NSS (Network Subsystem), BSS (Base Station Subsystem), NMS (Network Management Subsystem), MS (Mobile Station):
3.2.1. Phõn hệ ủiều khiển trạm gốc BSS
Tất cả cỏc cuộc gọi ủược kết nối thụng qua BSS. Bộ ủiều khiển trạm gốc BSC (Base Station Controller) là phần chớnh của BSS và nú ủiều khiển mạng vụ tuyến. BSC duy trỡ kết nối với MS và kết nối với NSS. Trạm thu phỏt gốc BTS (Base Transceiver Station) là một phần của mạng ủảm bảo duy trỡ giao diện Um. Mó hoỏ và ủồng bộ tốc ủộ TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit) là một phần của BSS, nú duy trỡ tốc ủộ mó hoỏ.
Giao diện mở nằm giữa MS và BSS là giao diện Um thực hiện chức năng truy nhập vụ tuyến giữa MS và mạng di ủộng dựa trờn tiờu chuẩn GSM 900 với phổ 8MHz. Khoảng phổ này ủủ ủể mang dung lượng thoại trờn mạng với chất lượng tốt. Khi dung lượng thoại và dung lượng dữ liệu tăng lờn, sự tăng phổ vụ tuyến là cần thiết ủể ủảm bảo tốt chất lượng thoại và nõng cao tốc ủộ truyền dữ
Hỡnh 3.3. Cấu trỳc mạng GSM hiện tại Quản lý mạng (NMS) ISDN PSTN PSPDN X25 CSPDN MS Um BSC GMSC BSS NSS MSC/VLR A BTS TRAU HLR/AuC/EIR
liệụ Tốc ủộ dữ liệu luụn ủược nhấn mạnh trong lộ trỡnh tiến ủến UMTS là tốc ủộ dữ liệu trong ủiều kiện khụng cú can nhiễụ ðiều này trong thực tế rất hiếm xảy rạ Hầu như tất cả cỏc liờn kết ủều chịu sự ảnh hưởng của một số can nhiễu trờn mạng vụ tuyến. Trong tiờu chuẩn GSM, thuật toỏn mó hoỏ tiếng núi là rất hiệu quả và những can nhiễu nhỏ khụng làm ảnh hưởng ủến chất lượng tiếng núị Khi truyền dữ liệu qua kờnh vụ tuyến, can nhiễu xảy ra nhiều hơn, yờu cầu phải ủưa thờm vào cỏc bớt kiểm tra lỗị Như vậy, số bớt thụng tin sẽ giảm ủi, núi cỏch khỏc tốc ủộ dữ liệu bị giảm ủị Kết luận là cần cú một mạng vụ tuyến chất lượng thật cao trước khi ủưa ra bất kỳ một dịch vụ dữ liệu mới nàọ
Một giải phỏp ủỏng quan tõm ủể duy trỡ chất lượng mạng lưới khi gia tăng dung lượng thoại và dữ liệu là tăng thờm phổ. Phổ gia tăng trong trường hợp này là băng tần 1800 MHz. Bằng việc sử dụng cả băng tần 1800 MHz, chỳng ta cú thể xõy dựng mạng vụ tuyến cú cấu trỳc hai băng tần (900/1800 MHz). Băng tần 900 MHz sẽ ủược dựng ủể tăng khả năng phủ súng và vẫn dựng ủể chuyển tải thoạị Băng tần 1800 MHz sẽ ủược sử dụng ủể cung cấp thờm dung lượng chuyển tải hầu hết lưu lượng dữ liệụ Vỡ cú nhiều kờnh dữ liệu trờn băng tần 1800 MHz nờn cú thể giả thiết can nhiễu trờn cỏc kờnh này ớt ủi, như vậy tốc ủộ
dữ liệu sẽ cao hơn. Băng tần GSM 1800 là giải phỏp tốt ủể tăng dung lượng trờn mạng vỡ cú thể lắp ủặt trờn chớnh cỏc BTS hay chớnh cỏc cabinet hiện cú. ðiều này tạo cho GSM 1800 giỏ thành rẻ khi cung cấp cỏc dịch vụ thoại và dữ liệu trong tương laị
3.2.2. Phõn hệ ủiều khiển chuyển mạch NSS
Tất cả cỏc cuộc gọi luụn luụn ủược kết nối với nhau và thụng qua NSS. Trung tõm chuyển mạch MSC là một phần của NSS nú ủiều khiển tất cả cỏc cuộc gọị MSC chia làm hai phần MSC/VRL cú chức năng duy trỡ kết nối, quản
lý di ủộng, trao ủổi thụng tin với BSS và GMSC cú chức năng quản lý thụng tin và kết nối với những mạng khỏc.
Mạng lưới hiện tại gồm cỏc chuyển mạch MSC. Những MSC này chuyển mạch cuộc gọi trong nội bộ mạng và liờn kết nối với cỏc mạng khỏc. Khi chuyển
ủổi mạng lờn mức tiến hoỏ hơn, cỏc MSC sẽ ủược nõng cấp về phần cứng & phần mềm ủể tạo khả năng chuyển mạch lưu lượng dữ liệu lưu chuyển qua mạng. Thay vỡ chuyển mạch thoại và chuyển mạch dữ liệu thụng thường như hiện nay, cỏc MSC sẽ chuyển mạch nhiều gúi dữ liệụ
Bộ ủăng ký vị trớ tạm trỳ VLR (Visitor Location Register) chức năng chớnh là lưu trữ dữ liệu thuờ bao, cung cấp dịch vụ và quản lý di ủộng.
Bộủăng ký vị trớ thường trỳ HLR (Home Location Register) là nơi mà thụng tin về cỏc thuờ bao ủược lưu trữ cố ủịnh. Chức năng chớnh của HLR là dữ liệu về
thuờ baọ
Trung tõm nhận thực AuC và nhận dạng thiết bị EIR là một phần cuả NSS duy trỡ bảo mật thụng tin. AuC duy trỡ bảo mật thụng tin và nhận dạng thuờ bao cựng với VLR. EIR duy trỡ nhận dạng thiết bị di ủộng (phần cứng) liờn kết với thụng tin bảo mật cựng với VLR.
Tờn chung cho trung tõm dịch vụ gọi node mạng tương ứng là phần dịch vụ giỏ trị gia tăng VAS (Value Ađitional Service):
Phần cứng dịch vụ giỏ trị gia tăng. VAS ủơn giản nhất cũng gồm hai loại thiết bị: trung tõm dịch vụ tin ngắn SMSC (Short Message Service Center) và hệ
thống thư thoại VMS (Voice Mail System). Về mặt kỹ thuật, VAS ủảm bảo cung cấp một số loại dịch vụ nhất ủịnh bằng cỏch sử dụng cỏc giao diện chuẩn với mạng GSM và nú cú thể cú hoặc khụng cú cỏc giao diện ra cỏc mạng khỏc. Trờn
quan ủiểm phỏt triển dịch vụ, VAS là bước ủầu tiờn ủể tạo doanh thu với cỏc dịch vụ giỏ trị gia tăng trờn mạng GSM.
Khỏi niệm mạng thụng minh IN (Intelligent Network) ủược tớch hợp cựng với mạng GSM. Về mặt kỹ thuật, nú làm thay ủổi cơ bản cỏc phần tử của mạng chuyển mạch nhằm thờm vào chức năng IN, ngoài ra bản thõn mạng IN là một bộ phận tương ủối phức tạp. IN cú khả năng phỏt triển dịch vụ hướng tới tớnh cỏ nhõn và nhà khai thỏc mạng cú thể nhờ IN ủểủảm bảo an toàn kinh doanh, vớ dụ, cỏc thuờ bao trả trước hầu hết ủược triển khai nhờ cụng nghệ IN.
3.2.3. Phõn hệ khai thỏc và bảo dưỡng mạng NMS
NMS là phần khai thỏc và bảo dưỡng mạng. Nú cũng cần cho việc ủiều khiển mạng. Việc theo dừi vận hành và chất lượng bảo dưỡng và cung cấp dịch vụ của mạng thụng qua NMS.
3.2.4. Phõn hệ mỏy con MS
MS là tổ hợp của thiết bị ủầu cuối ME và module nhận dạng dịch vụ của thuờ bao SIM.
MS = ME + SIM.
3.3. Giai ủoạn HSCSD
Trong giai ủoạn ủầu, thuờ bao GSM sử dụng ủường truyền dữ liệu chuyển mạch gúi, ủối xứng với tốc ủộ 9,6 Kb/s. Do sức ộp của Internet và thư ủiện tử lờn
ủường truyền dữ liệu di ủộng tăng nhanh, hơn nữa thực tế cho thấy sự phỏt triển này ủó bịủỏnh giỏ quỏ thấp tại thời ủiểm thiết kế mạng GSM.
Hiện nay về mặt kỹ thuật cú hai giải phỏp sau:
- Tối ưu tốc ủộ mó hoỏ kờnh. Thực hiện ủược việc này ta ủó làm tăng tốc ủộ bit từ 9,6 Kb/s lờn 14,4 Kb/s.
- Làm cho dữ liệu ủi qua giao diện Um nhiều hơn bằng cỏch sử dụng một vài kờnh lưu lượng thay vỡ một kờnh. Giải phỏp này ủược gọi là dữ liệu chuyển mạch kờnh tốc ủộ cao HSCSD (High Speed Curcuit Switched Data) như hỡnh vẽ.
Trong mụi trường tối ưu, một thuờ bao HSCSD cú thể ủạt ủến tốc ủộ truyền dữ liệu 40-50Kb/s. Giải phỏp kỹ thuật này cú hạn chế là lỏng phớ tài nguyờn và giỏ cước sẽ cao hơn. Việc sử dụng giải phỏp HSCSD phụ thuộc rất nhiều vào chớnh sỏch giỏ của nhà khai thỏc mạng. Một vấn ủề khỏc là phần lớn lưu lượng dữ liệu về bản chất là khụng ủối xứng, ủiển hỡnh là dựng ủường truyền