2.2 Kiến trúc mạng CDMA2000 1x
2.2.2 Nhiệm vụ chức năng các thành phần
Hệ thống mạng CDMA2000 1x bao gồm các khối hệ thống mạng riêng chia theo chức năng sau đây:
2.2.2.1 Mạng lõi
Mạng lõi bao gồm 1 trung tâm chuyển mạch (MSC): MSC là hệ thống phần cứng và phần mềm tích hợp với các khối sau:
- Trung tâm chuyển mạch di động MSC.
- Bộ đăng ký tạm trú VLR.
- Bé ®¨ng ký th−êng tró HLR.
- Điểm chuyển mạch dịch vụ SSP.
- Điểm điều khiển dịch vụ SCP.
- Cổng MSC (GMSC).
- Khối điều khiển dữ liệu gói vô tuyến BSS/PCF.
- Các thành phần mạng dữ liệu gói : PDSN/ Home Agent/ Foreign Agent/ AAA Server.
- Hệ thống khai thác và bảo trì (OMP).
♦ Trung tâm chuyển mạch MSC
MSC là nơi tập trung chuyển mạch kết nối các cuộc gọi của toàn hệ thống, thực hiện chuyển giao mềm thuê bao giữa các BTS, quản lý thuê bao, xử lý mọi ứng dụng trên mạng, và là trung tâm giám sát và khai thác mạng.
Bên cạnh đó, MSC còn là điểm giao tiếp giữa mạng CDMA2000 1x với các mạng PSTN nhằm phục vụ chuyển mạch giữa các thuê bao này với các thuê bao cố định, với các mạng di động của các nhà khai thác khác. Giao tiếp vật lý giữa MSC và PSTN là E1 SS7. MSC cung cấp giao tiếp với các mạng dữ
liệu IP/Internet thông qua nút dịch vụ dữ liệu gói (PDSN).
♦ Bộ đăng ký định vị tạm trú VLR
VLR chứa các dữ liệu về mọi thuê bao đang ở trong vùng phục vụ của MSC, gán cho các thuê bao từ vùng phục vụ MSC/VLR khác tới một số thuê bao tạm thời. VLR còn thực hiện trao đổi thông tin về thuê bao chuyển vùng giữa HLR nơi thuê bao đăng ký. Dữ liệu thuê bao lưu giữ trong VLR chính xác hơn trong HLR.
♦ Điểm chuyển mạch dịch vụ SSP
Điểm chuyển mạch dịch vụ là một thực thể của mạng thông minh (IN Network), có nhiệm vụ thực hiện chức năng chuyển mạch cho các dịch vụ liên quan của mạng thông minh.
♦ Bộ đăng ký định vụ thường trú HLR/AC
HLR là kho dữ liệu thông tin về khách hàng cần quản lý nh−:
- Lưu giữ thông tin về thuê bao (thuê bao và trạng thái thuê bao).
- Thông tin vị trí đăng kí của đầu cuối di động - Thông tin MDN, IMSI (MIN)
- Module AC (Authentication Center): thực hiện chức năng bảo mật an toàn thông tin dữ liệu.
9 Lưu trữ thông tin nhận thực thuê bao 9 Ngăn chặn xâm nhập bất hợp pháp
♦ Điểm điều khiển dịch vụ SCP
Là thành phần lõi và quan trọng nhất của hạ tầng cung cấp các dịch vụ mạng thông minh. Các chức năng cơ bản đối với module điều khiển dịch vụ là:
- Nhận thông điệp truy xuất thông tin thuê bao từ SSP, truy xuất cơ
sở dữ liệu thuê bao để trả lời cho SSP thực hiện chuyển mạch dịch vụ hay không.
- Thực hiện các dịch vụ khác nhau ở các mức logic khác nhau trên cơ sở các báo cáo sự kiện độc lập của SSP.
- Gửi chỉ dẫn điều khiển tới cho các SSP t−ơng ứng.
♦ Cổng MSC (GMSC)
Để thực hiện định tuyến các cuộc gọi thoại hay dữ liệu tới và đến một mạng đích khác, GMSC có các chức năng cơ bản nh− sau:
- Hỗ trợ kết nối tới nhiều loại mạng đích khác nhau: Mạng PSTN, mạng di động khác.
- Hỗ trợ khả năng lưu trữ thông tin cước để thực hiện đối soát cước, thu thập và báo cáo c−ớc.
- Hỗ trợ khả năng làm việc với một phần mềm quản lý mạng và quản lý phần tử mạng của một nhà khai thác thứ 3.
♦ Khối điều khiển dữ liệu gói BSS/PCF
Cung cấp các chức năng truy nhập vô tuyến cho phân hệ trạm gốc từ
đầu cuối đến trạm thu phát gốc. Thực hiện chức năng logic của tổ hợp BTS và đầu cuối vô tuyến.
2.2.2.2 Mạng truy cập vô tuyến – RAN
Mạng truy cập vô tuyến là cửa ngõ giao tiếp vô tuyến với đầu cuối (cố
định và di động nội vùng). Mạng đ−ợc hình thành với toàn bộ BTS (trạm thu phát gốc) và BSC (hệ điều khiển trạm gốc) của hệ thống.
Thuê bao kết nối vào mạng thông qua các BTS. Liên lạc giữa các thiết bị đầu cuối thuê bao với các BTS là liên lạc vô tuyến. Mỗi BTS nối đến MSC qua một (hoặc nhiều) đ−ờng E1 tuỳ vào dung l−ợng tải thực tế qua mỗi BTS cụ thể.
♦ BTS
BTS trao đổi thông tin với MS qua giao diện vô tuyến UM. Một BTS bao gồm các thiết bị thu phát, anten và xử lý tín hiệu đặc thù. Có thể coi BTS nh− một “modem” vô tuyến phức tạp.
♦ BSC
BSC làm việc nh− thiết bị chuyển mạch. Một BSC có thể quản lý nhiều BTS, phụ thuộc vào lưu lượng các BTS này. BSC gồm khối giao diện với MSC, các khối chức năng điều khiển BTS, khối giao diện với OMC (trung tâm vận hành và bảo d−ỡng) và khối chuyển mạch. Các chức năng của BSC:
- Quản lý mạng vô tuyến : Quản lý các ô và kênh logic của chúng về lưu l−ợng ở 1 ô, chất l−ợng vô tuyến, số cuộc gọi bị mất, số lần chuyển giao thành công/ thất bại …
- Điều khiển nối thông MS : BSC có nhiệm vụ thiết lập, theo dõi và giải phóng các đấu nối đến MS. Dựa vào cường độ tín hiệu và chất lượng thoại đo ở MS, BSC quyết định công suất phát tốt nhất để giảm nhiễu, nâng cao chất l−ợng nối thông. BSC còn điều khiển quá trình chuyển giao để MS chuyển sang ô chất l−ợng tốt hơn, chuyển giao giữa các kênh lưu lượng trong một ô khi chất lượng nối thông quá thấp nhưng không đ−ợc phép chuyển sang ô khác hoặc chuyển giao để cân bằng tải giữa các ô.
- Quản lý mạng truyền dẫn : BSC quản lý, giám sát đ−ờng truyền từ BTS
đến MSC để đảm bảo thông tin đúng và chính xác.
2.2.2.3 Mạng dữ liệu gói – PDN (Packet Data Network)
Mạng dữ liệu gói làm nhiệm vụ giao tiếp giữa mạng CDMA2000 1x với các mạng gói nhằm cung cấp các ứng dụng gói cho đầu cuối của mạng CDMA2000 1x. Về cơ bản mạng PDN có các thành phần chức năng chính nh− sau:
- Khối thực hiện Chức năng kiểm soát gói (Packet Control Function):
Khối này th−ờng đ−ợc tích hợp trong phần chuyển mạch lõi của BSC/MSC.
- Khối thực hiện chức năng Nút dịch vụ dữ liệu gói (PDSN), hỗ trợ các dịch vụ nh− SIP (Simple IP: thuê bao dùng dịch vụ trên IP khi di chuyển giữa các mạng gói khác nhau phải thực hiện lại kết nối) hoặc MIP (Mobile IP: thuê bao dùng dịch vụ trên IP khi di chuyển giữa các mạng gói khác nhau không cần thực hiện lại kết nối), và một số ứng dụng khác của mạng dự liệu gói.
- Khối thực hiện chức năng AAA: hỗ trợ nhân lực, xác thực ng−ời dùng và tính c−ớc.
- Khối thực hiện chức năng kiểm soát an ninh mạng : Firewall
- Khối thực hiện chức năng kết nối với mạng Internet: Bộ định tuyến Router.
Mạng dữ liệu gói kết nối đến MSC thông qua PDSN. Thuê bao có khả
năng sử dụng các dịch vụ dữ liệu gói do mạng dữ liệu gói này cung cấp. Kết nối giữa PDSN và mạng IP/Internet là giao diện Ethernet. Chuẩn giao tiếp giữa PDSN và MSC là: R-P A10 – A11.
2.2.2.4 Giải pháp quản lý mạng
• Sơ đồ khối
Sơ đồ khối mạng quản lý nh− đ−ợc nêu trong hình 2.3. Mạng quản lý
đ−ợc thực hiện chủ yếu thông qua module OMP của MSC và các Server đặc dông.
Các thành phần chính của mạng quản lý là máy chủ đầu cuối mạng (Network Terminal Server - NTS) và Bộ xử lý OA&M.
Nhà khai thác hệ thống có khả năng quản lý MSC và các trạm gốc từ một thiết bị đầu cuối đơn giản thông qua các trạm làm việc đầu cuối GUI cũng nh− thông qua các trạm làm việc giao diện dòng lệnh đơn giản. Trạm làm việc đầu cuối GUI cung cấp nhiều cửa sổ truy cập, giúp truy cập vào tất cả các chức năng thông qua các trình đơn quen thuộc với người sử dụng. Hệ thống các tài liệu trực tuyến mở rộng cũng đ−ợc tích hợp sẵn vào hệ thống.
Hỡnh 2.3: Sơ đồ khối mạng quản lý.
Hệ thống quản lý phần tử (EMS) là phần mềm OA&M dựa trên web và có một giao diện GUI. Nó đ−ợc sử dụng để quản lý các AP (Application Proccesor).
OMP cung cấp khả năng phân chia các tiến trình phần mềm giữa ECP và OMP. Khả năng này cho phép ng−ời điều hành mạng thêm, xoá và hiệu chỉnh thông tin khách hàng và cấp quyền dịch vụ. Bằng cách phân chia các tiến trình giữa ECP và OMP, tính năng hệ thống sẽ tăng lên đáng kể.
OMP sử dụng xử lý từ xa để cung cấp dữ liệu tính cước. Thông điệp tự
động (AMA) cho bộ thu thập chủ (tính năng AMA dung l−ợng cao). Ngoài ra, OMP thăm dò mỗi phần tử của hệ thống (AP, SS7N, EIN, CDN …) từng giờ. Các phần tử này gởi dữ liệu đến ECP, ECP này gửi tiếp các tập tin của dữ liệu đã thu thập đến OMP để lưu trữ. OMP cũng cung cấp các thủ tục để gửi các số đo từ OMP đến một bộ xử lý ngoài tuyến qua FTP.
Về kết nối nội bộ, OMP kết nối với ECP/AP thông qua kết nối Ethernet.
• Chức năng quản lý mạng
Mạng quản lý hỗ trợ các ứng dụngOA&M (vận hành, quản trị và bảo trì) tập trung bao gồm:
- Quản lý cấu hình – cài đặt, nâng cấp phần mềm, gia hạn bản quyền, khởi động lại hệ thống, giám sát trạng thái và điều khiển mạng.
- Quản lý lỗi – quản lý tính tin cậy , khả năng dự phòng và khả năng chịu lỗi; cảnh báo xâm nhập bất hợp pháp; phát hiện và cô lập lỗi, phục hồi từ lỗi, kiểm tra hệ thống.
- Quản lý hiệu suất lao động – giám sát và phân tích hiệu suất hoạt
động, đảm bảo duy trì hiệu suất cao.
- Bảo mật – bảo mật mức truy cập/ mật khẩu.