VI. TRẠM DI ĐỘNG GPRS
6.1. Phân loại trạm di động GPRS theo chếđộ làm việc
Mục đích của việc xác định các chế độ làm việc của trạm di động GPRS là để cho phép thỏa mãn các nhu cầu khác nhau của thị trường máy đầu cuối di động với các tính năng khác nhau (ví dụ như cùng lúc sừ dụng cả các dịch vụ chuyển mạch kênh GSM và các dịch vụ GPRS và số lượng các khe thời gian khác nhau).
Trạm di động GPRS được chia làm ba loại theo chế độ làm việc như sau: > Loại A: Trạm di động GPRS loại A nhập mạng sử dụng cả dịch vụ GPRS và các
dịch vụ GSM. Trạm di động hỗ trợ việc đồng thời nhập mạng GPRS và mạng GSM, khởi tạo đồng thời, theo dõi việc di động đồng thời và sử dụng đồng thời cả tải thoại và tải dữ liệu trên đường truyền. Người sử dụng có thể gọi hoặc nhận cuộc gọi đồng thời cho cả hai loại dịch vụ chuyển mạch kênh và GPRS.
Người sử dụng có thể sử dụng tối thiểu một khe thời gian cho các dịch vụ chuyển mạch kênh và một khe thời gian cho dịch vụ GPRS.
Đối với trạm di động GPRS loại A:
- Cho phép kết nối đồng thời cho dịch vụ thoại và GPRS.
- Trạm di động cần cho phép các kết nối và các cuộc gọi đồng thời cho cả dịch vụ thoại và dịch vụ GPRS.
> Loại B: Trạm di động GPRS loại B nhập mạng sử dụng cả dịch vụ GPRS và các dịch vụ GSM nhưng tại một thời điểm chỉ có thể sử dụng một loại dịch vụ. Khi trạm di động ở chế độ nghỉ đối với cả các dịch vụ thoại và dịch vụ truyền số liệu gói, có thể theo dõi kênh paging cho cả các dịch vụ chuyển mạch kênh và các dịch vụ chuyển mạch gói dựa trên chế độ làm việc của mạng.
Chế độ làm việc thứ nhất của mạng được xác định khi trạm di động ờ chế độ nghỉ đối với cả các dịch vụ thoại và dịch vụ truyền số liệu gói, trạm di động có thể
Chương II -Giải pháp cho việc chuẩn bị tiến lên 3G của mạng thông tin di động VinaPhone
trả lời paging cho cả các dịch vụ chuyển mạch kênh và các dịch vụ chuyển mạch gói. Chế độ làm việc thứ hai của mạng được xác định khi mạng thực hiện thao tác paging cho các dịch vụ chuyển mạch kênh và các dịch vụ chuyển mạch gói trên các kênh paging khác nhau. Trong trường hợp này trạm di động ở che độ nghỉ đối với cả các dịch vụ thoại và dịch vụ truyền số liệu gói sẽ nghe cả hai kênh paging với quyền ưu tiên dành cho dịch vụ chuyển mạch kênh hoặc chuyển sang chế độ làm việc loại c.
Trong trường họp mạng thực hiện việc paging cho cả các dịch vụ chuyển mạch kênh và các dịch vụ chuyển mạch gói trên cùng m ột kênh paging, trạm di động sẽ trả lời các bản tin paging cho cả hai loại dịch vụ.
Khi trạm di động ở chế độ dành riêng, trạm di động không cần thực hiện việc theo dõi kênh paging.
Một chế độ làm việc nữa của mạng được xác định khi trạm di động thực hiện truyền dữ liệu gói, trạm di động có thể nhận được các bản tin paging thông qua kênh dữ liệu gói mà không làm gián đoạn quá trình truyền dữ liệu gói. Đồng thời, các chế độ làm việc của mạng khi bản tin paging cho các dịch vụ GSM không được thực hiện qua các kênh dữ liệu gói. Trong các trường họp này, trạm di động đang truyền dữ liệu gói sẽ cố gắng để nhận được các bản tin nhắn tin.
Khi trả lời các bán tin paging cho các dịch vụ GSM, trạm di động sẽ thiết lập kết nối cho các dịch vụ GSM tiếp theo và dừng các dịch vụ GPRS. Các dịch vụ GPRS chỉ được khôi phục lại khi trạm di động đã quay về trạng thái nghỉ.
Người sử dụng cần lưu ý đối với trạm di động GPRS loại B, việc theo dõi kênh paging, trả lời bản tin paging, thông báo về dịch vụ chuyển mạch kênh hoặc chấp nhận thiết lập cuộc gọi chuyển mạch kênh trong trường hợp trạm di động đang kết nối GPRS có thể làm giảm hiệu năng của các kết nối GPRS đã được thiết lập và trong một số trường họp có thể gây lỗi đối với ứng dụng trên kết nối GPRS đó (ví dụ như việc truyền file có thể bị bãi bỏ do vượt quá thời gian chờ cho phép của giao thức ứng dụng).
Đối với trạm di động GPRS loại B:
- Không cho phép kết nối đồng thòi cho dịch vụ thoại và GPRS.
- Khi trạm di động đang kết nối GPRS với có thể nhận được bản tin paging cho chuyển mạch kênh.
- Cho phép chuyển tự động từ kết nối GPRS sang kết nối thoại và quay trở lại kết nối GPRS mà không cần dừng kết nối GPRS.
Chương II -Giảipháp cho việc chuẩn bị tiến lên 3G của mạng thông tin di động VirtaPhone
- Không cho phép chuyển tự động từ kết nối thoại sang kết nối GPRS và quay trở lại kết nối thoại mà không dừng cuộc gọi thoại.
> Loại C: Trạm di động GPRS loại c chỉ có thể hoặc nhập mạng GPRS hoặc nhập mạng GSM. Nếu trạm di động hỗ trợ cả hai loại dịch vụ chuyển mạch kênh và GPRS, trạm di động GPRS loại c chỉ có thể thực hiện hoặc nhận cuộc gọi của một loại dịch vụ, hoặc chuyển mạch kênh hoặc GPRS đã được lựa chọn trước. Việc thay đổi loại dịch vụ được thực hiện bàng tay. Trạng thái của loại dịch vụ không sử dụng là đã rời mạng có nghĩa là không thể kết nối được. Trạm di động loại c có thể nhận và gửi SMS khi nhập mạng GPRS.
Đối với trạm di động GPRS loại C:
- Chuyển kết nối giữa GPRS và kết nối thoại bằng tay.
- Trạm di động loại c không nhận được bản tin paging chuyển mạch kênh khi đang giữ kết nổi GPRS.
Trạm di động có thể đặt cấu hình lại ví dụ như một trạm di động loại A được đặt cấu hình với 1 khe thời gian cho chuyển mạch kênh cộng 1 khe thời gian cho GPRS có thể được đặt cấu hình lại thành trạm di động loại c với 0 khe thời gian cho chuyển mạch kênh và 2 khe thời gian cho GPRS.
6.2. Phân ¡oại trạm di động GPRS theo số khe thời gian:
6.2.1. Kết nối GPRS dồi xứng và không đối xứng:
Kết nối GPRS sử dụng nhiều khe thời gian có thể thực hiện ở chế độ đối xứng hoặc không đối xứng.
Ở chế độ kết nối đối xứng, trạm di động GPRS sử dụng số khe thời gian như nhau trên đường downlink và đường uplink, ví dụ như:
- Sử dụng hai khe thời gian trên kênh tần số downlink để nhận dữ liệu: Tốc độ bit tối đa trên đường downlink là:
2 X 14.4 Kbps = 28.8 Kbps
- Sử dụng hai khe thời gian trên kênh tần số uplink để gửi dữ liệu: Tốc độ bit tối đa trên đường downlink là:
Chương II-G iảipháp cho việc chuẩn bị tiến lên 3G cùa mạng thông tin di động VinaPhone D o w n lin k 1 0 Ị 1 I 2 3 4 5 6 7 • U plink I 0 I 1 2 3 4 5 6 7 Trạm di động GPRS H ình 25: Kết nố i dữ liệu GPRS ở chế độ đối xứng
Ờ chế độ kết nối không đối xứng, trạm di động GPRS sử dụng số khe thời gian trên đường downlink nhiều hơn số khe thời gian trên đường uplink, ví dụ như: - Sừ dụng bốn khe thời gian trên kênh tần số downlink để nhận dừ liệu: Tốc độ bit
tối đa trên đường downlink là:
4 X 14.4 Kbps = 57.6 Kbps
- Sử dụng một khe thời gian trên kênh tần số uplink để gửi dữ liệu: Tốc độ bit tối đa trên đường downlink là:
1 X 14.4 Kbps = 14.4 Kbps
D o w n lin k 0 1 2 3 4 5 6 7
Uplink 0 1 2 3 4 5 6 7
Trạm di động GPRS
H ình 26: Kết nối dữ liệu GPRS ở chế độ không đối xứng
Do các dịch vụ trên mạng Intemet/Intranet như WEB, WAP ... đa số đều có lưu lượng trên đường downlink cao hon lưu lượng trên đường uplink nên đa số các trạm di động GPRS đều được sản xuất để hoạt động ở chế độ không đổi xứng có nghĩa là số khe thời gian sử dụng trên đường downlink lớn hơn số khe thời gian sử dụng trên đường uplink.
6.2.2. Phân loai tram di đông GPRS theo số khe thời gian:
Theo chế độ nhận và gửi dữ liệu, tiêu chuẩn GPRS phân chia trạm di động GPRS thành hai loại:
Chương II -Giải pháp cho việc chuẩn bị tiến lên 3G của mạng thông tin di động VinaPhone
- Trạm di động loại 2 đòi hỏi gửi và nhận dữ liệu cùng một lúc
Theo số lượng khe thời gian sử dụng trên đường downlink và đường uplink, người ta phân chia trạm di động thành 29 loại khác nhau. Việc phân loại các trạm di động GPRS theo số khe thời gian sừ dụng cho phép xác định số lượng khe thời gian mà trạm di động cùng lúc có thê sử dụng. Việc phân loại này còn cho phép xác định sổ lượng khe thời gian tối đa hoặc tối thiều mà trạm di động có thể sử dụng trên đường downlink và đường uplink.
Ví dụ như đối với trạm di động loại 8, số khe thời gian có thể sử dụng là: - 4 + 1 khe thời gian cho kết nối không đối xứng
1 + 1 khe thời gian cho kết nối đối xứng
Vì nếu phân loại theo chế độ gửi và nhận dữ liệu, đây là trạm di động GPRS loại 1 nên trạm di động có thể thay dổi từ chế độ nhận sang chế độ gửi dữ liệu và ngược lại.
C H Ư Ơ N G I I I
V A N Đ Ê H A N D O V E R
T R O N G H Ệ T H Ó N G G S M / G P R S C Ủ A M Ạ N G T H Ổ N G T I N D I Đ Ộ N G V I N A P H O N E
CH Ư Ơ N G III
Vấn đề hartdover trong hệ thống GSM /GPRS cùa mạng thông tin di động VinuPhone
I. K H A I Q U A T H Ệ T H O N G G P R S C Ư A M Ạ N G T H O N G
T I N D I Đ Ộ N G V I N A P H O N E
1.1. H iện trạng mạng thông tin di động Vina Phone sử dụng công nghệ GSM:
Cấu hình mạng Thông tin di động Vina Phone của Công ty Dịch vụ Viễn thông hiện tại sử dụng công nghệ GSM, được chia làm 3 khu vực:
Mạng khu vực phía Bắc bao gồm các tỉnh phía Bắc đến hết Hà Tĩnh do Trung tâm dịch vụ viễn thông Khu vực I quản lý.
- Mạng khu vực miền Trung từ Quảng Bình đến Bình Định do Trung tâm dịch vụ viễn thông Khu vực III quản lý.
- Mạng khu vực phía Nam bao gồm các tinh phía Nam do Trung tâm dịch vụ viễn thông Khu vực II quản lý.
Mạng thông tin di động Vina Phone của Công ty Dịch vụ Viễn Thông được xây dựng từ tháng 6/1996, toàn bộ thiết bị do hãng Motorola và Siemens cung cấp. MSC tại mỗi khu vực kết nối tới mỗi tổng đài cổng Quốc gia của VTN tại khu vực đó bởi các đường El để định tuyến cuộc gọi giữa thuê bao di động Vina Phone với thuê bao cố định các tỉnh trên cả nước.
MSC tại mỗi khu vực kết nối với tổng đài cổng Quốc tế của VTI tại khu vực đó bởi các đường El để định tuyến các cuộc gọi giữa các thuê bao di động Vina Phone và thuê bao các nước trên thế giới.
MSC tại mỗi khu vực kết nối với Bưu điện tại Khu vực đó: > MSC Hà Nội kết nổi tới Bưu điện Hà Nội > MSC Đà Nang kết nối tới Bưu điện Đà Nang
> MSC Hồ Chí Minh kết nối tới Bưu điện TP Hồ Chí Minh
1.2. Các dịch vụ Vina Phone cung cấp cho khách hàng:
Từ chỗ ban đầu chỉ có dịch vụ thoại, đến nay mạng thông tin di động Vina Phone đã cung cấp cho khách hàng những dịch vụ đầy đủ của một mạng thông tin di động tiên tiến, cụ thể bao gồm những dịch vụ sau:
• Dịch vụ thoại.
• Dịch vụ hiện số thuê bao gọi đến.
• Dịch vụ cấm hiển thị số thuê bao khi gọi đi. • Dịch vụ chờ cuộc gọi.
• Dịch vụ giữ cuộc gọi.
• Dịch vụ chuyển tiếp cuộc gọi. • Dịch vụ hộp thư thoại.
• Dịch vụ nhắn tin ngắn (SMS).
• Dịch vụ truyền Fax, truyền số liệu (Data). • Dịch vụ chặn cuộc gọi.
• Dịch vụ đăng ký danh bạ. • Dịch vụ chuyển vùng quốc tế.
1.3 M ụ c tiêu cho việc nâng cấp hệ thống GSM thành hệ thống GPRS:
Việc đầu tư hệ thống GPRS là thực sự cần thiết nhằm từng bước triển khai hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 ở Việt Nam. Bởi GPRS cho phép cùng tồn tại song song với mạng GSM, tận dụng tối đa khả năng và nguồn tài nguyên rỗi của thiết bị hiện có trên mạngGSM. Nhà khai thác vẫn có thể cung cấp các dịch vụ số liệu di động cao cấp mà không phải xây dựng một mạng hoàn toàn mới. Tăng tốc độ truy cập Internet cho thuê bao di động.
1.4 Sơ đồ hệ thống GPRS th ử nghiệm của mạng Vina Phone
Sơ đồ tổng quát hệ thống GPRS thử nghiệm trong mạng Vina Phone được mô tả trên hình 3.1.
CH Ư Ơ N G III
CẤU TRÚC TỔNG THE HỆ THỐNG GPRS THỬ NGHIỆM TRONG MẠNG VINAPHONE í \ MANG BSS BSSM.NAM C H Ư Ơ N G II I r \ r Vă n đê h a n d o ve r tro ng hệ th ôn g G S M /G P R S cù a m ạn g th ôn g tin di độ ng V in a P h o n
CHƯƠNG III
r ' ’ 1
Vân đê handover trong hệ thông GSM/GPRS của ntạng thông tin di động VinaPhone
a) SGSN:
SGSNl-Hà Nội và SGSN2 -Tp.HCM là 2 thành phần chính của mạng GPRS, SGSN1 được nối với 4 BSC/PCU khu vực Hà Nội SGSN2 được nối với 6 BSC/PCU khu vực Tp HCM và là điểm truy nhập dịch vụ tới mạng GPRS cho thuê bao GPRS. SGSN1, SGSN2 có dung lượng 10000 thuê bao, có thể mở rộng lên đến 300000 thuê bao mà không phải bổ xung thêm phần tử mạng.
SGSN thực hiện các chức năng chính sau:
■ Quản lý di động, quản lý trao đổi số liệu và chuyển tiếp SMS * Hỗ trợ việc truyền SMS qua GPRS
■ Các chứcnăng bảo mật
■ Tìm gọi và tìm gọi theo từng lớp dịch vụ riêng biệt ■ Các chức năng quản lý thuê bao
■ Các chức năng nhận dạng ■ Attach/Dtach
■ Cập nhật HLR
SGSN được mô tả trên hình 3.2 và hình 3.3 như sau:
H ì n h 3 .2 : K h ố i S G S N
• Nguồn cung cấp: 48V • Công suất phát: 1400w • Cân nặng: 150 Kg
CHƯỢNG III
Vấn để handover trong hệ thống GSM/GPRS của mạng thông tin di động VinaPhone
• Dung lượng: 200000 thuê bao • Giao diện:
> Lu: ATM 155Mbit/s cáp đơn mode
> Gn/Gp/Gom: Ethernet lObase-T/100Base-TX, > Gr: ATM 155 Mbps/s cáp đơn mode
--- Host CPU
Network Access Products (T3/DS3, T1/E1/J1) for SS7 DSP Resources IPnexus1' 1 CPC4400 Ethernet Switch CompactPCI Chassis To GGSN SGSN N o d e
H ình 3.3: M ô tả khái quát điểm đi và đến SGSN
b) GGSN
GGSN được đặt Hà Nội có dung lượng 20,000 thuê bao là phần tử mạng GPRS có chức năng kết nối hệ thống GPRS tới các mạng ngoài (mạnglnternet, mạng X25). Thông thường, GGSN là một Router mạnh, có dung lượng lớn. GGSN được mô tả như trên hình 3.4 và hình 3.5.
GGSN thực hiện chức năng sau:
■ Định tuyến gói tin từ MS tới mạng đích
■ Tiếp nhận số liệu kiểm tra địa chỉ thuê bao GPRS * Ket nối với hệ thống GGSN của mạng khác ■ Kết nối số liệu dạng gói
■ Quản lý các phiên kết nối sổ liệu ■ Quản lý tài nguyên hệ thống
■ Quản lý cấu hình ■ Quản lý bảo mật
■ Chống lỗi và bảo dưỡng
CH Ư Ợ N G III
Vấn đề handover trong /lệ thống GSM /GPRS của mạng thông tin di động VinaPhone
Hình 3.4: Khối GGSN
Hình 3.5: Mô tả khải quát điểm đi và đến GGSN
c) BG (Border Gateway)
Phục vụ các thuêbao chuyển vùng giữa các mạng GPRS. BG bao gồm firewall có chức năng bảo vệ mạng phù họp với các thoả thuận Roaming và bộ định tuyến phục vụ cho việc lựa chọn roaming.