Chương 3 Truy nhập mạng UMTS
3.2 Cấu trúc của mạng UMTS
3.2.2.1 Thành phần chuyển mạch kênh
Thành phần chuyển mạch kênh của hệ thống UMTS đã thừa hưởng rất nhiều tính năng vốn có của hệ thống GSM. Tuy nhiên đã cải tiến quan trọng là khả năng làm việc với phần chuyển mạch gói IP. Phần chuyển mạch kênh chắc chắn vẫn đóng một vai trò căn bản do nó phục vụ dịch vụ thoại, một phần tất yếu của hệ thống thông tin di động mặc dù trong thời đại bùng nổ thông tin, các dịch vụ như Internet, đa phương tiện ngày càng được ưa chuộng và nâng cao tầm quan trọng của phần chuyển mạch gói.
Hình 3.5 Cấu trúc thành phần chuyển mạch kênh của GSM và UMTS
Như ta có thể thấy ở hình trên, cấu trúc chuyển mạch kênh của UMTS không có gì khác so với GSM. Các thành phần vốn có trong GSM đều xuất hiện trong UMTS. Sự thay đổi lớn nhất giữa một hệ thống thế hệ thứ hai với một hệ thống thế hệ thứ ba là ở khả năng tương thích với một giao diện vô tuyến hoàn toàn mới. Trước hết, giao diện vô tuyến có khả năng cung cấp tốc độ dữ liệu cao hơn rất nhiều và có tính linh hoạt cao. Về mặt lý thuyết, tốc độ cao nhất có thể đạt được là 2 Mbps và cũng có rất nhiều tốc độ cơ bản để lựa chọn. Đây là sự thay đổi lớn so với tốc thoại được mã hóa ở tốc độ 13 kbps và không có cơ cấu để đảm bảo việc truyền thông được nhanh chóng và hiệu quả. Hơn nữa, cấu trúc chuyển mạch kênh của UMTS phải có khả năng thiết lập, duy trì và giải phóng tín hiệu ở các tốc độ khác nhau, với độ linh hoạt cao.
UMTS ngay từ đầu đã được thiết kế để có thể cung cấp dịch vụ ở cả hai nền tảng chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói. Trong khi GSM chỉ được thiết kế để cung cấp dịch vụ trên nền chuyển mạch kênh, chỉ đến khi triển khai pha 2 thì nền tảng chuyển mạch gói mới được hỗ trợ. Chính vì thế mà phần truyền dẫn đã được thiết kế để tối ưu hóa, công nghệ ATM với sự linh hoạt của nó đã được chon để sử dụng. ATM đã được thiết kế để làm việc với môi trường đa giao thức. Khối này cung cấp chức năng đấu nối giữa 3G MSC cùng mạng truy nhập vô tuyến UMTS (UTRAN). Trong nhiều trường hợp khối này cũng cung cấp chức năng chuyển đổi tốc độ cho dịch vụ chuyển mạch kênh. ATM khi đó sẽ thực hiện:
• Giao tiếp Iu cho truyền dẫn ATM trong UTRAN và truyền dẫn TDM trong MSC.
• Chuyển đổi tốc độ người sử dụng cho các dịch vụ chuyển mạch kênh.
• Thực hiện giao tiếp giữa 3G và 2G (ví dụ W-CDMA RANAP và GSM BSSAP).
Các thành phần như HLR, VLR vẫn thực hiện nguyên các nhiệm vụ của chúng như trong thế hệ thứ hai. Trên thực tế, việc nâng cấp HLR, VLR lên thế hệ thứ ba có thể thực hiện thông qua việc nâng cấp phần mềm. Điều này có nghĩa là cùng một HLR, VLR sẽ phục vụ cho cả hai loại thuê bao sử dụng dịch vụ của hệ thống 2G và 3G.
Một cải tiến đáng chú ý nữa là việc chuyển giao giữa các cell. Trong hệ thống GSM khi chuyển giao giữa các cell nằm trên hai BSC khác nhau thì cần có sự điều khiển của MSC. Tuy nhiên trong UMTS, thông qua giao diện vô tuyến mới Iur việc này có thể thực hiện không cần sự điều khiển của MSC. Và như thế, không đòi hỏi sự giám sát thời gian thực của MSC và thủ tục thực hiện sẽ nhanh và đơn giản hơn.
Hình 3.6 Quá trình chuyển giao trong GSM
Trong khi GSM, thoại được mã hóa ở tốc độ 13 kbps thì trong UMTS ta có thể mã hóa ở tốc độ có thể thay đổi được trong một dải từ 4-13 kbps. Điều này khiến việc truyền tín hiệu được linh hoạt và ít tốn kém hơn nhưng cũng đòi hỏi phần chuyển mạch có khả năng làm việc ở các tốc độ khác nhau. Tốc độ dữ liệu trong UMTS cho một đầu cuối có thể lên đến 2Mbps cho các dịch vụ đa
phương tiện. Và MSC cần phải có khả năng duy trì cuộc gọi trong khi đầu cuối đồng thời sử dụng các dịch vụ khác nhau.