II. Chơng IV: triển khai GPRS trên mạng
2. Triển khai dịch vụ GPRS
2.2- Cấu hình mạng khi triển khai dịch vụ GPRS
Các thuê bao số liệu di động đã xuất hiện vào cuối năm 2001, đầu năm 2002 với số lợng còn rất ít so với các thuê bao điện thoại di động. Dự báo, cùng với sự gia tăng về nhu cầu dịch vụ số liệu trên mạng di động, lợng thuê bao số liệu di động sẽ tăng dần từ năm 2002 (chiếm 5%) đến năm 2008 (chiếm 30%) và năm 2010. Nh vậy, thời điểm này là thích hợp cho việc triển khai dịch vụ GPRS trên mạng Vinaphone (vì đã xuất hiện nhu cầu) và phù hợp với năng lực hiện có của mạng (vì tỷ lệ thuê bao di động số liệu cha lớn). Qua đó có thể kích thích nhu cầu
của khách hàng và tích luỹ cũng nh rút ra những kinh nghiệm cần thiết cho việc điều hành khai thác mạng khi cung cấp dịch vụ mới.
Về thiết bị, có nhiều giải pháp của các hãng khác nhau cung cấp GPRS một cách hiệu quả. Các thiết bị này đều dựa trên các công nghệ tiên tiến nh ATM, Ethernet...Tuy nhiên trong giai đoạn đầu để triển khai GPRS, mạng Vinaphone có thể sử dụng sản phẩm tích hợp chung các nút hỗ trợ của Ericsson hay Siemens để cung cấp dịch vụ vì chúng có một số u thế nh: vừa đáp ứng đợc yêu cầu kỹ thuật, nhu cầu khách hàng và giảm giá thành đầu t ban đầu vì đây là thiết bị dung lợng vừa phải. Ngoài ra các thiết bị này dựa trên công nghệ ATM, phù hợp với môi tr- ờng dịch vụ băng rộng và đa phơng tiện sau này. Cho phép mở rộng dễ dàng khi nhu cầu tăng cũng nh có khả năng nâng cấp lên 3G.
Khả năng kết nối mạng của Vinaphone với mạng của các nhà khai thác trong việc cung cấp dịch vụ GPRS, đợc xem xét trên cơ sở các mạng PLMN, PDN và Internet hiện có tại Việt Nam nh sau:
- PLMN: hiện nay ngoài Vinaphone, VMS còn có S-Fone và mới đây Công ty Điện tử Viễn thông Quân Đội (Viettel) cũng bắt đầu triển khai dịch vụ thông tin di động tại Việt Nam.
- PDN:Mạng số liệu gói, hình thành trên hệ thống tổng đài chuyển mạch chuyển mạch gói 1100 TPX của Acatel đợc đặt tại Hà Nội, TP Hồ Chí Minh và Đà Nẵng. Trong đó tổng đài Gateway đợc đặt tại Hà Nội.
- Internet: SIP và IAP lớn nhất hiện nay tại Việt Nam là VDC. Kết nối Internet quốc tế bằng các sóng mang 2M, 256K qua trạm mặt đất Gateway quốc tế đặt tại Hà Nộ và TP Hồ Chí Minh.
Về địa điểm khai thác sử dụng dịch vụ GPRS, trớc mắt hớng tới các khu vực giàu tiềm năng nh các thành phố lớn, nơi tập trung nhiều đơn vị, doanh nghiệp, tổ
chức, cá nhân, cơ quan đại diện trong và ngoài nớc, các khu vực chế xuất, công nghiệp, du lịch dịch vụ...
M SC B SS MS G SN -2 5 B G In te rn et P ST N P D N In tr a- B ac kb on e In te r- B ac kb on e M SC M SC B SS B SS M S M S G SN -2 5 G SN -2 5 B G B G P L M N k há c H à N ội Đ à N ẵn g T P . H C M H ìn h IV .1 - C ấu tr úc m ạn g th ử ng hi ệm c un g cấ p dị ch v ụ G P R S
kết luận
Việc xây dựng cơ sở hạ tầng cho 3G yêu cầu lợng vốn bỏ ra rất lớn. Do đó, GPRS thực sự là một bớc quá độ cần thiết, có hiệu quả và tính kinh tế cao để đa một mạng thông tin di động GSM sẵn có tiến lên thế hệ điện thoại di động thứ ba.
Đối với việt Nam, việc hội nhập thông tin di động thế hệ thứ ba trải qua bớc quá độ sử dụng công nghệ GPRS là hoàn toàn hợp lý. Nó giúp cho các nhà khai thác có thể tận dụng đợc cơ sở hạ tầng đang tồn tại, đồng thời có thể đáp ứng đợc nhu cầu ngày càng gia tăng của ngời sử dụng.
Trong quá trình thực hiện đồ án tôi đã thu thập đợc rất nhiều kiến thức về điện thoại di động. Những kiến thức này rất có giá trị khi tôi tiếp tục nghiên cứu về các công nghệ 3G, chúng cũng rất hữu ích khi tôi có điều kiện làm việc trong các lĩnh vực về thông tin di động sau này.
Một lần nữa xin chân thành cảm ơn thầy giáo hớng dẫn TS. Phạm Văn Bình và các thầy cô trong khoa Điện tử – Viễn thông đã chỉ bảo và giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
Do trình độ và thời gian nghiên cứu còn hạn hẹp, nên mặc dù đã cố gắng nh- ng sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận đợc sự chỉ bảo, góp ý của các thầy cô và bè bạn đồng nghiệp.
Sinh viên thực hiện
phụ lục 1: bảng tra cứu các từ viết tắt
A
AA Anonymous Access Truy nhập ngầm định
AB Access Burst Cụm truy nhập
AC(AuC) Authentication Center Trung tâm nhận thực ACCH Associated Control Channel Kênh điều khiển quảng bá AGCH Access Grant Channel Kênh cho phép truy nhập AMPS Advanced Mobile Phone System Hệ thống điện thoại di động
tiên tiến
APN Access Point Number Tên điểm truy nhập ARFCH Absolute Radio Frequency Channel Tần số sóng mang
ATM Asynchronous Transfer Mode Cơ chế truyền không đồng bộ AVDR Average Drop Call Rate Tỷ lệ rớt cuộc gọi trung bình
B
BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá
BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá
BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bit
BG Border Gateway Cổng ngoại biên
Bm Full Rate TCH TCH toàn tốc
BSC Base Station Controler Bộ điều khiển trạm gốc BSIC Base Station Identity Code Mã nhận dạng trạm gốc BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc
BSSAP Base Station Application Part Phần ứng dụng trạm gốc BSSAP+ Base Station System Phần ứng dụng hệ thống
Application Part + trạm gốc
BSSMAP Base Station Management Phần ứng dụng quản lý trạm gốc Application Part
BTS Base Tranceiver Station Trạm thu phát gốc
C
C/A Carrier to Adjcent Tỷ số sóng mang/ nhiễu lân cận CCBR SDCCH Blocking Rate Tỷ lệ nghẽn mạch trên SDCCH CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung
CCDR SDCCH Drop Rate Tỷ lệ rớt mạch trên SDCCH
CCH Control Channel Kênh điều khiển
CCS7 Common Channel Signalling No7 Mạng báo hiệu kênh chung số 7 CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã
Cell Cellular Ô (tế bào)
CI Cellular Identity Nhận dạng ô (xác định vùng LA) C/I Carrier to Interference Tỷ số sóng mang/ nhiễu đồng
C/R Carrier to Reflection Tỷ số sóng mang/ sóng phản xạ
CS Circuit Switched Chuyển mạch kênh
CSSR Call Successful Rate Tỷ lệ cuộc gọi thành công
D
DCCH Deticated Control Channel Kênh điều khiển dành riêng DNS Domain Name System Hệ thống tên miền
DUP Data User Part Phần ngời sử dụng dữ liệu
E
EIR Equipment Identification Register Bộ ghi nhận dạng thiết bị ETSI European Telecomunication Viện tiêu chuẩn viễn thông
Standard Institute Châu Âu
F
FDMA Frequency Division Đa truy nhập phân chia theo
Multiple Access tần số
FACCH Fast Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết nhanh FCCH Frequency Correction Channel Kênh hiệu chỉnh tần số
G
GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ cổng GPRS GMM/SM GPRS Mobility Management Quản lý di động và
And Section Management quản lý phiên GPRS
GoS Grade of Service Cấp độ phục vụ
GPRS General Packet Radio System Dịch vụ vô tuyến gói chung GSM Global System for Mobile Hệ thống thông tin
Comunication di động toàn cầu
GTP GPRS Tunneling Protocol Giao thức Tunneling GPRS
H
HLR Home Location Register Bộ đăng ký định vị thờng trú
HON Handover Number Số chuyển giao
I
IHOSR Incoming HO Successful Rate Tỷ lệ chuyển giao thành công đến IMEI International Mobile Số nhận dạng di động quốc tế
Equipment Identity
IMSI International Mobile Số nhận dạng thuê bao di động
Subciber Identity quốc tế
ISDN Intergrated Service Mạng số đa dịch vụ Digital Network
ISP Internet Service Provider Nhà cung ứng dịch vụ Internet ISUP ISDN User Part Phần ngời sử dụng ISDN IWF Inter Working Funcion Chức năng tơng tác
Kc Ciphering Key Khoá mật mã
Ki Subcriber Authentication Key Khoá nhận thực thuê bao
L
LA Location Area Vùng định vị
LAC Location Area Code Mã vùng định vị
LAI Location Area Identifier Số nhận dạng vùng định vị LAPD Link Access Proceduces Các thủ tục truy nhập đờng
on D channel truyền trên kênh D
LAPDm Link Access Proceduces Các thủ tục truy nhập đờng
on Dm channel truyền trên kênh Dm
Lm Half Rate TCH TCH bán tốc
LLC Logical Link Control Điều khiển kênh logic
M
MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập không gian MAP Mobile Application Part Phần ứng dụng di động
MCC Mobile Country Code Mã quốc gia của mạng di động MM Mobile Management Quản lý di động
MNC Mobile Network Code Mã mạng thông tin di động MNRF Mobile station Not Cờ không đạt tới di động
Reachable Flag
For GPRS Flag
MS Mobile Station Trạm di động
MSC Mobile Service Switching Center Tổng đài di động MSIN Mobile Station
Identification Number Số nhận dạng trạm di động MSISDN Mobile Station ISDN Number Số ISDN của trạm di động MSRN Mobile Station Roaming Number Số lu động của thuê bao di động MTP 2 Message Transfer Part layer 2 Phần chuyển giao tin báo lớp 2
N
NB Normal Burst Cụm bình thờng
NMC Network Management Center Trung tâm quản lý mạng NMS Network Management Subsystem Phân hệ quản lý mạng
NSS Network Subsystem Phân hệ mạng
NSAPI Network layer service Nhận dạng điểm truy nhập Access Point identifier dịch vụ lớp mạng
O
OHOSR Outgoing HO Successful Rate Tỷ lệ chuyển giao thành công ra OMS Operation & Mainternance Phân hệ khai thác và
Subsystem bảo dỡng
OSI Open System Interconnection Liên kết hệ thống mở OSS Operation and Surport Subsystem Phân hệ khai thác và hỗ trợ
P
PACCH Packet Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết gói PAGCH Packet Access Grant Channel Kênh u tiên truy cập gói PCH Paging Channel Kênh tìm gọi (nhắn tin) PCU Packet Control Unit Đơn vị điều khiển gói PDN Packet Data Network Mạng dữ liệu gói PDP Packet Data Protocol Giao thức dữ liệu gói
PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng PSPDN Packet Switch Public Mạng số liệu công cộng chuyển
Data Network mạch gói
PSTN Public Switched Telephone Mạng chuyển mạch điện thoại
Network công cộng
P-TMSI Packet TMSI TMSI gói
R
RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên RAC Routing Area Code mã vùng định tuyến
RAI Routing Area Identity Nhận dạng vùng định tuyến RLC Radio Link Control Điều khiển kênh vô tuyến
RF Radio Frequency Tần số sóng mang
RR Radio Resource Management Quản lý tài nguyên vô tuyến
S
SACCH Slow Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết chậm SCCP Signalling Connection Control Part Phần điều khiển kết nối báo hiệu SDCCH Standalone Dedicated Kênh điều khiển dành riêng
Control Channel đứng một mình (độc lập) SIM Subcriber Identity Modul Modun nhận dạng thuê bao SMS Short Message Service Dịch vụ bản tin ngắn
SN Subcriber Number Số thuê bao
SNDCP Sub Network Dependent Giao thức chuyển đổi độc lập Convergence Protocol phân mạng
T
TACH Traffic and Associated channel Kênh lu lợng và liên kết TCAP Transaction Capabilities Phần ứng dụng các khả năng
Application Part thông dịch
TCBR TCH Blocking Rate Tỷ lệ nghẽn mạch TCH TCDR TCH Drop Rate Tỷ lệ rớt mạch trên TCH
TCH Traffic Channel Kênh lu lọng
TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo
thời gian
TLLI Temporary Logical Link Idebtity Nhận dạng kênh logic tạm thời TMSI Temporary Mobile Station Idebtity Nhận dạng máy di động tạm thời TRAU Transcoder/Rate Adapter Unit Bộ thích ứng tốc độ và chuyển mã
TRx Tranceiver Máy thu – phát
TUP Telephone User Part Phần ngời sử dụng điện thoại
U
UDP User Datagram Protocol Giao thức dữ liệu ngời sử dụng
V
Phụ lục 2: tài liệu tham khảo
1. Thông tin di động số cellular Vũ đức Thọ
Nhà xuất bản giáo dục – 1997
2. Địa chỉ website trên Internet: www.mobileGPRS.com
3. Motorola System Development, wray castle, General Packet Service (GPRS). 4. GSM 07.60: “Digital Cellular Telecommunications System (phase 2+);Genrral
Packet Radio Service (GPRS); Mobile Station (MS) Supporting GPRS”. 5. Thông tin di động số
Ngời dịch: Nguyễn Phạm Anh Dũng Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật – 1993 6. Security over GPRS – august 1998
Doctor Phi lane Doctor Lionel Sacks
7. Motorola Data & GPRS Course Wray Castle Limited.
8. ETSI TS GSM 04.65 Version 8.0.0 – Mobile Station (MS) Serving GPRS Support
MụC LụC
LờI Mở ĐầU... 1
CHƯƠNG i: tổng quan hệ thống THÔNG TIN DI ĐộNG gsM I. Giới thiệu về mạng thông tin di động GSM...3
1 - Hệ thống thông tin di động toàn cầu (GSM)...3
2 - Các chức năng của hệ thống GSM...5
3 - Băng tần sử dụng trong hệ thống thông tin di động GSM...7
4 - Phơng pháp truy nhập trong thông tin di động... 8
II. Cấu trúc hệ thống thông tin di động GSM...9
1 - Cấu trúc hệ thống...9 2 - Chức năng các phần tử trong mạng GSM...11 2.1 - Phân hệ chuyển mạch SS...11 2.2 - Phân hệ trạm gốc BSS...14 2.3 - Hệ thống khai thác và hỗ trợ OSS...15 2.4 - Trạm di động MS...15
III. Mạng báo hiệu và các khía cạnh mạng...16
1 - Các giao thức báo hiệu trong hệ thống GSM...16
2 - Các giao diện trong hệ thống GSM...19
3.1 - Quản lý tài nguyên vô tuyến...20
3.2 - Quản lý di động...22
3.3 - Quản lý truyền thông...23
IV. Giao tiếp vô tuyến...24
1 - Khái niệm về các kênh vô tuyến ...24
1.1 - Kênh vật lý...25
1.2 - Kênh logic...26
2 - Sắp xếp các kênh logic ở các kênh vật lý...28
V. Các dịch vụ trong GSM...29 1 - Dịch vụ thoại...29 2 - Dịch vụ số liệu...30 3 - Dịch vụ bản tin ngắn...30 4 - Các dịch vụ phụ...31 VI. Kết luận...31
Chơng II: các đặc điểm cấu trúc chức năng mạng GPrs I. Giới thiệu...33
1- GPRS là gì?...33
2- Các đặc điểm của mạng GPRS...35
3- Một số ứng dụng của GPRS...38
4- Các điểm khác nhau của mạng GPRS với GSM...39
1- Các giao diện và điểm tham chiếu...40
2- Các phần tử trong mạng GPRS...43
3- Cấu trúc giao thức GPRS...47
III. Các chức năng của GPRS...49
1- Các chức năng điều khiển truy nhập mạng...49
2- Chức năng định tuyến và truyền dẫn gói...52
3- Các chức năng quản lý di động...55
3.1- Các trạng thái của MS...55
3.2- Chức năng gán/tách GPRS (GPRS attach/detach)...57
3.3- Chức năng bảo mật...58
3.4- Chức năng quản lý vị trí...59
3.5- Chức năng quản lý thuê bao...60
4- Các chức năng quản lý kênh kết nối logic...60
5- Các chức năng quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến...61
5.1- Chức năng quản lý Um...61
5.2- Chức năng lựa chọn cell...61
5.3- Chức năng Um – Tranx...61
5.4- Chức năng quản lý đờng kết nối...62
6- Quản lý mạng...62
Chơng III: các thủ tục trao đổi báo hiệu trong mạng GPRS I. Giao thức GTP...63
1- Giới thiệu...63
II. Các bản tin báo
hiệu...68
1- Các bản tin quản lý đờng kết nối (Path Management)...68
2- Các bản tin quản lý Tunnel (Tunnel Management)...68
2.1- Yêu cầu/ Đáp ứng khởi tạo PDP context...69
2.2- Yêu cầu/Đáp ứng cập nhật PDP context...69
2.3- Yêu cầu/Đáp ứng xoá PDP context...70
2.4- Yêu cầu/ Đáp ứng khởi tạo AA PDP context...70
2.5- Yêu cầu/ Đáp ứng xóa AA PDP context...70
2.6- Dấu hiệu lỗi...71
2.7- Yêu cầu khai báo PDU...71
3- Các bản tin quản lý vị trí...72
3.1- Gửi thông tin định tuyến đối với yêu cầu/Đáp ứng của GPRS...72
3.2- Yêu cầu/Đáp ứng báo lỗi...73
3.3- Yêu cầu/Đáp ứng khai báo vị trí hiện tại của MS...73
4- Các bản tin quản lý di động (Mobile Management)...73
4.1- Yêu cầu/Đáp ứng nhận dạng...73
4.2- Yêu cầu/Đáp ứng Context của SGSN...74
4.3- SGSN Context Acknowledge...74
5- Các phần tử thông tin...75
III. Báo hiệu giữa GSN và các phần tử khác trong mạng...79
1- Các giao thức của báo hiệu số 7...80