CHƯƠNG 3: KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG MẠNG THÔNG TIN
3.4.4 Mạng thông tin di động W-CDMA (UTRAN – 3G) 3GPP R
3GPP R99
Hình 3.10: Phương án mạng 3G (3GPP R99)
Hình 3.10 mô tả mạng 3G triển khai theo chỉ tiêu kỹ thuật của 3GPP R99. 3G đưa ra phương pháp truy nhập vô tuyến mới W-CDMA và những biến thể của nó mang tính toàn cầu, do đó tất cả mạng 3G có thể chấp nhận việc truy nhập bởi thuê bao ở mạng 3G bất kỳ. Ngoài tính toàn cầu, W- CDMA đã được nghiên cứu rất dễ trong phòng thí nghiệm và đã chứng tỏ
được hiệu quả sử dụng phổ tốt hơn (trong các điều kiện xác định) và phù hợp hơn cho việc truyền dữ liệu gói so với các truy nhập vô tuyến trên cơ sở
TDMA. Công nghệ W-CDMA và các thiết bị truy nhập vô tuyến của nó không tương thích với mạng GSM, điều đó giải thích tại sao khi thêm W- CDMA vào mạng lại cần thêm một số thành phần mới như RNC và BS. Mặt
khác, trong các yêu cầu cơ bản của UMTS là khả năng hoạt động đồng thời GSM/UMTS, ví dụ như việc chuyển giao giữa hai hệ thống khi truy nhập vô tuyến thay đổi từ GSM sang W-CDMA và ngược lại trong một cuộc gọi. Khả
năng này đòi hỏi hai yêu cầu cụ thể:
• Thứ nhất, giao diện vô tuyến GSM phải thay đổi sao cho có thể phát quảng bá các thông tin hệ thống về mạng vô tuyến W-CDMA tại
đường xuống. Đương nhiên mạng truy nhập vô tuyến W-CDMA cũng có thể phát quảng bá thông tin hệ thống về mạng GSM tại đường xuống.
• Thứ hai, nhằm giảm thiểu chi phí khai thác, các chỉ tiêu kỹ thuật quy
định trong 3GPP cho khả năng đảm bảo các chức năng liên mạng của hệ thống để các MSC/VLR 2G nâng cấp có thể xử lý được truy nhập vô tuyến băng rộng UTRAN.
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 được chuyển đổi sang dạng gói khi ứng dụng có yêu cầu. WAP là một trong những ứng cử 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 khác nhau.
Bước phát triển cụ thể sau 3GPP R99 hiện nay còn chưa đạt mức cụ thể
mà chỉ được xác định các xu hướng chung. Các xu hướng chính đó là việc tách biệt phần kết nối cuộc gọi, phần điều khiển và phần dịch vụ, đồng thời yêu cầu chuyển đổi mạng theo hướng hoàn toàn trên cơ sở IP. Trên quan điểm phát triển dịch vụ, các bước phát triển này phải làm cho mạng 3G có thể cung cấp tốt các dịch vụ đa phương tiện, ví dụ các dịch vụ kết hợp đồng thời thoại và hình ảnh.
3GPP R4
Hình 3.11: Phương án thực hiện 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, lưu lượng dữ liệu thuê bao sẽ đi qua cổng đa phương tiện MGW (Media Getaways) là phần đảm bảo kết nối và các chức năng chuyển mạch khi có yêu cầu. Toàn bộ quá trình này được quản lý bởi một MSC Server được nâng cấp từ MSC/VLR. Một MSC Server có thể điều khiển nhiều MGW và do vậy mạng lõi chuyển mạch kênh có thể mở rộng dễ
dàng. Khi nhà khai thác muốn tăng thêm phần dung lượng cho điều khiển thì có thể thiết lập thêm một MSC Server, ngược lại khi muốn tăng dung lượng chuyển mạch thì thiết lập thêm các MGW.
Khi đã thiết lập một mạng như trên thì các bước phát triển về công nghệ và chỉ tiêu kỹ thuật sẽ xác định giới hạn tiếp theo của mạng này. Khi IPv6 càng được phát triển nhiều trên mạng 3G thì số kết nối của mạng 3G có
thể chuyển sang IPv6 ngày càng tăng và do vậy sẽ làm giảm yêu cầu chuyển
đổi giữa IPv4 và IPv6. Trong giai đoạn này, tỉ trọng lưu lượng giữa dữ liệu chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói sẽ thay đổi đáng kể. Hầu hết lưu lượng sẽ là chuyển mạch gói và một số dịch vụ chuyển mạch kênh truyền thống ví dụ như thoại ít nhất sẽ một phần trở thành gói VoIP. Ví dụ một cuộc gọi GSM truyền thống được thay bằng một cuộc gọi VoIP qua MGW mà BSS kết nối tới. Trên thực tế có nhiều cách để triển khai các cuộc gọi VoIP song người ta sẽ thêm các phương pháp thống nhất để xử lý cuộc gọi VoIP. Ngoài ra IMS còn đồng thời được sử dụng cho các dịch vụ đa phương tiện trên cơ sở
IP. Đương nhiên phân hệ BSS cũng phải được triển khai nâng cấp để sử dụng IP song thời điểm còn chưa xác định.
3GPP R5
Hình 3.12: Phương án 3GPP R5 (toàn IP)
Trong 3GPP R5 công nghệ sẽ tiếp tục phát triển và toàn bộ các lưu lượng trong mạng 3G sẽ là lưu lượng IP. Lấy ví dụ một cuộc gọi từ thiết bị
dạng gói và từ GGSN, cuộc gọi VoIP sẽ được định tuyến qua IMS có các chức năng chuyển đổi để tới PSTN.
Trên quan điểm của đầu cuối di động thì mạng luôn luôn giống nhau trong các giai đoạn phát triển theo các hình 3.10, 12, 13. Tuy nhiên, trong nội bộ mạng thì hầu như mọi thứ thay đổi. Thay đổi chính trước hết là công nghệ
truyền tải mà trong triển khai 3GPP R99 là ATM và sau này 3GPP R4 và R5 chuyển sang IP. Do hệ thống cần phải tương thích ngược nên nhà khai thác luôn có lựa chọn là sử dụng công nghệ truyền tải ATM hoặc IP, hoặc là có giải pháp cho cả hai công nghệ này. ATM có thế mạnh là hỗ trợ QoS ngay từ đầu, sau đó công nghệ IP sẽ có cơ chế bảo đảm QoS triển khai cho không chỉ
cho ATM mà còn cho nhiều loại phân hệ khác nhau.
Sang giai đoạn này, dịch vụ và mạng trở nên quan trọng hơn là bản thân công nghệ, và do vậy loại công nghệ truy nhập vô tuyến sử dụng sẽ giảm ý nghĩa quan trọng của mình. Tiêu chuẩn để lựa chọn loại công nghệ truy nhập vô tuyến sử dụng là khả năng cung cấp đủ băng thông cho các dịch vụ
yêu cầu. Trong tương lai, các mạng lõi 3G sẽ có giao diện cho một vài công nghệ truy nhập vô tuyến, ví dụ như GSM, EDGE, cdma2000, W-CDMA và WLAN. Đương nhiên nó sẽ đặt ra nhiều yêu cầu cho các nhà chế tạo thiết bị đầu cuối và yêu cầu thị trường sẽ phải có các đầu cuối xử lý được nhiều loại công nghệ truy nhập vô tuyến. Đầu cuối 3G dần dần sẽ trở thành vật bất ly thân với nhiều chức năng như một điện thoại, ví, card ID, …