HỆ THỐNG GSM

8/3/2019 HỆ THỐNG GSM

http://slidepdf.com/reader/full/he-thong-gsm 1/35

CHƯƠNG I

XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐTDĐ TRÊN THẾ GIỚI

I.1 VÀI NÉT VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG GSM

ĐTDĐ được đưa ra đầu tiên ở Mỹ là hệ thống dân dụng sử dụng cấu trúc ô

(cell) ở băng tần 150 MHz vào năm 1946.

Từ những năm 60 kênh thông tin di động có dải tần 300 KHz với kĩ thuật

FM ở băng tần 450 MHz được hiệu suất sử dụng phổ tăng gấp 4 lần so với trước.

Tháng 12 năm 1971 người ta đưa ra hệ thống cellular kĩ thuật tương tự, điều

chế tần số ở dải tần 850 MHz.Tháng 10 năm 1983 hệ thống ĐTDĐ AMPS (Advanced Mobile Phone

Service) của Mỹ đã được đưa vào sử dụng và phát triển mạnh mẽ.

Ở châu Âu, các nước Bắc Âu đã phát triển hệ thống cellular NMT (Nordic

Mobile Telephone) với băng tần 450 MHz (NMT - 450) vào năm 1981 và băng

tần 900 MHz (NMT - 900) vào tháng 10 năm 1986.

Ở nước Anh phát triển hệ thống cellular 900 MHz trên cở sở tiêu chuẩnAMPS của Mỹ với tên gọi TACS (Total Access Communication System) vào năm

1985.

Tại Tây Đức phát triển hệ thống cellular ở băng tần 450 MHz với tên là

C-450 từ tháng 11 năm 1985.

Tuy nhiên do nhu cầu ngày càng tăng nhất là về dung lượng, các hệ thống

này dần dần không thoả mãn được nữa. Mặt khác do các tiêu chuẩn của các hệ

thống không tương thích nhau làm cho sự chuyển giao không đủ rộng như mong

muốn.

Trước những vấn đề trên vào tháng 9 năm 1987 trong hội nghị Châu Âu về

bưu chính viễn thông, 17 quốc gia Châu Âu đang sử dụng điện thoại di động số đã

---------------------------------------------------------------------------------------------------



kí một biên bản ghi nhớ làm nền tảng cho mạng thông tin di động số thống nhất

toàn Châu Âu.

Năm 1988, viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI - European

Telecommunication Standard Institute) đã thành lập nhóm chuyên trách về dịch vụ

thông tin di động GSM (Global System for Mobile Telecommunication). Nhóm

này có nhiệm vụ đưa ra các tiêu chuẩn thống nhất cho hệ thống thông tin di động

số GSM dưới hình thức các khuyến nghị lấy các tiêu chuẩn này làm cơ sở cho

mạng thông tin di động, làm cho chúng tương thích với nhau. Thực hiện điều này

GSM có quan hệ mật thiết với các tổ chức tiêu chuẩn viễn thông khác trên thế

giới.

Với GSM việc thực hiện lưu động (roaming) ở châu Âu là hoàn toàn tự

động, ngoài ra GSM còn cung cấp một số tính năng khác như thông tin số liệu tốc

độ cao, Fax và các dịch vụ khác ...

Ngày nay hệ thống TTDĐ toàn cầu GSM đã chiếm tới hơn 70% thị trường

TTDĐ toàn thế giới với hơn 600 triệu thuê bao do hơn 450 nhà cung cấp dịch vụ ở

172 quốc gia. Qua đó khẳng định ưu thế của hệ thông GSM với các hệ thốngTTDĐ khác.

Các hệ thống GSM vẫn đang thu hút được sự quan tâm của các nhà khai

thác dịch vụ mới do GSM có :

- Hệ thống tiêu chuẩn rõ ràng

- Dễ dàng trong triển khai, lắp đặt

- Áp dụng cấu trúc mở cho việc roaming quốc tế

- Cung cấp dịch vụ gia tăng giá trị

Do vậy việc chấp nhận GSM đồng nghĩa với việc thu được lợi nhuận nhanh,

ít chịu rủi ro và thoả mãn được nhu cầu khách hàng.

Điều tạo nên sự thành công của hệ thống GSM đó là giải pháp đầu cuối tới

đầu cuối hoàn thiện, từ hạ tầng mạng lưới và dịch vụ đến thiết bị đầu cuối, máy---------------------------------------------------------------------------------------------------



cầm tay và hệ thống tính cước. Qua đó GSM trở thành tiêu chuẩn chung cho hệ

thống thông tin di động toàn cầu mang lại nhiều dịch vụ di động cho khách hàng

đồng thời cũng khẳng định vị thế mạnh mẽ nổi trội của mình trong thị trường các

thế hệ thông tin di động.

GSM tạo ra một hành lanh quan trọng cho sự phát triển lĩnh vực thông tin di

động trong tương lai, qua việc đưa ra các giải pháp trực tiếp dẫn tới sự phát triển

của công nghệ TTDĐ thế hệ 3 : GPRS, EDGE và W-CDMA.

I.2 NHỮNG HẠN CHẾ CỦA GSM TRONG THỜI KÌ HIỆN NAY

Vấn đề lớn nhất đặt ra cho các nhà khai thác dịch vụ thông tin di động GSM

là tốc độ và dung lượng.

Hệ thống GSM sẽ không còn duy trì được sức mạnh và thành công của

mình nếu như các nhà khai thác sử dụng nhiều thế hệ công nghệ GSM kể trên để

khai thác trên cùng một nền tảng mạng.

Khi số lượng thuê bao tăng lên nhanh và những đỏi hỏi về tốc độ đã bắt đầu

bộc lộ những hạn chế của hệ thống GSM:

- Chuyển mạch kênh không thích hợp với các tốc độ số liệu cao- Sự lãng phí tài nguyên do một kênh luôn ở trạng thái mở ngay cả khi

không có lưu lượng đi qua

Do hạn chế về dung lượng của tần số sóng mang (mỗi tần số chỉ cho phép

tối đa 8 kênh thoại cùng lúc) và việc sử dụng lại tần số gây ra nhiễu trùng tần số

(C/I) nên vấn đề khó khăn đặt ra cho các nhà khai thác dịch vụ ở các thành phố

lớn tập trung thuê bao với mật độ lớn là làm thế nào để đáp ứng dung lượng khách

hàng mà không làm suy giảm chất lượng dịch vụ.

Nền tảng của việc phân chia lưu lượng, phủ sóng của ĐTDĐ là dựa trên cơ

sở mạng tế bào. Khi lưu lượng tăng lên vượt quá khả năng dung lượng của một

trạm thu phát thì biện pháp giải quyết là phải tăng thêm trạm. Vấn đề đặt ra ở đây

là chúng ta chỉ có thể tăng lên đến một mức giới hạn nào đó trong phạm vi khoảng---------------------------------------------------------------------------------------------------



cách giữa 2 trạm để không bị ảnh hưởng gây ra nhiễu. Hay nói cách khác là bán

kính của tế bào phủ sóng có giới hạn. Nếu vượt quá giới hạn này thì chất lượng

dịch vụ sẽ không đảm bảo.

Chính vì các lí do đó nên hiệp hội GSM thế giới cùng với cộng đồng GSM

đang tập trung nghiên cứu hình thành một làn sóng công nghệ mới. Đó là sự kết

hợp thế giới công nghệ thông tin (IT/Internet) với thế giới TTDĐ, qua đó kết hợp

sức mạnh kỹ năng, kinh nghiệm của 2 lĩnh vực này để tạo ra hành lang phát triển

mới cho GSM, GPRS, 3G.

I.3 CÁC THẾ HỆ TTDĐ TIẾP THEO

I.3.1 TTDĐ thế hệ 2+

Bước phát triển tiếp theo của tiến trình phát triển thông tin vô tuyến thế hệ 2

hướng tới thế hệ 3 là GPRS.

GPRS là giải pháp cho phép chuyển tải và thực hiện các dịch vụ truyền số

liệu trên mạng điện thoại di động. Dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS cho phép áp

dụng nguyên tắc vô tuyến gói để truyền dữ liệu của người sử dụng một cách hiệu

quả giữa các máy đầu cuối di động GSM và mạng dữ liệu gói. Các gói dữ liệu cóthể được định tuyến trực tiếp từ máy đầu cuối GPRS tới các mạng chuyển mạch

gói. Phiên bản hiện nay của GPRS hỗ trợ các mạng dựa trên tiêu chuẩn IP như

mạng Internet/Intranet cũng như các mạng X.25.

Để thực hiện thêm chức năng này cần nâng cấp và lắp đặt thêm một số thiết

bị chuyển mạch kênh dữ liệu và dịch vụ nhắn tin ngắn SMS.

Tới nay đã có trên 70 mạng GPRS được khai thác, thương mại hoá. GPRS

là công nghệ được sử dụng để cung cấp truyền số liệu với tốc độ cao hơn.

GPRS sử dụng đa khe thời gian để tăng việc truyền dữ liệu nhưng GPRS

không phân bố các khe thời gian này cho một người sử dụng mà nhiều người sử

dụng cùng dung chung các khe thời gian để nhận và truyền dữ liệu khi cần. Vì vậy

---------------------------------------------------------------------------------------------------



GPRS sử dụng các tần số vô tuyến hiệu quả hơn rất nhiều và làm tăng dung lượng

của sóng mang.

Tuy nhiên trong phương thức hoạt động của GPRS các ứng dụng của người

sử dụng không được đáp ứng một cách tức thời mỗi khi có yêu cầu mà luôn có

một độ trễ nhất định trong việc truyền dữ liệu. Vì vậy GPRS rất thích hợp cho các

dịch vụ chuyển dữ liệu dạng gói như hiển thị Web, truyền tải hình ảnh hoặc dữ

liệu.

Thực tế hiện nay tốc độ truyền tải cao nhất của GPRS khoảng 40 Kbit/s tuy

nhiên tốc độ này có thể được nâng cao hơn khi có các cải tiến về thiết bị đầu cuối

và áp dụng mã hoá mới.

Một đặc tính quan trọng nữa của GPRS là người sử dụng có thể đặt chế độ

luôn kết nối (always online). Chế độ này không chiếm dụng các khe thời gian mà

khe thời gian chỉ được sử dụng khi dữ liệu được truyền đi hay nhận đến nhưng nó

cho phép sử dụng kết nối dịch vụ liên tục. VD: e-mail, intranet...

Sự áp dụng dịch vụ gói dữ liệu vô tuyến chung GPRS cho hai chuẩn thế hệ

hai là GSM và TDMA/136 mặc dầu đã nâng tốc độ truyền dữ liệu lên đến 171,2Kbit/s vẫn chưa đáp ứng được chuẩn vô tuyến thế hệ 3 như IMT-2000 do đó sẽ

hạn chế trong việc ứng dụng dịch vụ đa phương tiện.

Dịch vụ GPRS tạo ra tốc độ cao chủ yếu nhờ sự kết hợp của các khe thời

gian, cho phép tăng tốc độ truyền lên 8 lần nếu sử dụng cả 8 khe thời gian của tần

số sóng mang. Tuy nhiên do kỹ thuật này vẫn dựa vào kỹ thuật điều chế GMSK

nguyên thuỷ, kỹ thuật điều chế này làm hạn chế tốc độ truyền và có thể thay thế

bằng một kỹ thuật điều chế mới có thể nâng tốc độ điều chế lên 2 đến 3 lần. Do đó

nếu kết hợp việc ghép khe thời gian và thay đổi kỹ thuật điều chế ta sẽ có tốc độ

truyền đạt yêu cầu của chuẩn di động thế hệ 3. Đó chính là công nghệ EDGE.

Để tăng tốc độ truyền trong EDGE người ta sử dụng kỹ thuật điều chế

8PSK thay thế cho kỹ thuật điều chế GMSK. Hiên tại GSM/GPRS cung cấp tốc độ---------------------------------------------------------------------------------------------------



truyền dữ liệu từ 11,2 đến 22,8 Kbit/s cho một khe thời gian. EDGE sẽ cho phép

tốc độ truyền từ 11,2 đến 59,2 Kbit/s cho một khe thời gian và nếu ghép nhiều khe

thời gian sẽ cho tốc độ truyền tối đa 384 Kbit/s.

---------------------------------------------------------------------------------------------------



I.3.2 Hướng tới thông tin di động thế hệ 3 (3G)

Thông tin di động 3GSM là một bộ phận quan trọng trong dòng công nghệ

họ GSM, và hiện đang được ủng hộ mạnh mẽ như là một giải pháp công nghệ tối

ưu cho thông tin di động thế hệ 3.

Năm 1992, tại Hội nghị về Thông tin vô tuyến thế giới (WARC), các nước

đã đồng ý phân bổ dải tần dùng cho các hệ thống 3G là băng tần 2 GHz. ITU đẫ

đặt tên cho các hệ thống 3G là IMT-2000, UMTS hay 3GSM/WCDMA. Đồng

thời các cơ quan về tiêu chuẩn hoá đang xúc tiến việc xây dựng tiêu chuẩn gồm

các tham số để đáp ứng yêu cầu của thông tin di động thế hệ 3 qua dự án có tên

3GPP(Third Generation Partnership Project). Tham gia dự án này có nhiều tổ chức

tiêu chuẩn của các nước như Liên minh châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung

Quốc, Bắc Mỹ ... Đến nay mạng 3G đầu tiên đã được triển khai tại Nhật Bản. Dự

kiến các mạng 3G mới sẽ tiếp tục được triển khai trong các năm 2002-2003.

Mạng 3G sẽ bao gồm các đặc tính sau :

- Dịch vụ thoại với chất lượng cao hơn nhiều so với mạng GSM nhờ sử

dụng bộ mã có khả năng thích ứng đa tốc độ chất lượng cao(AMR).- Truyền dẫn chuyển mạch kênh dữ liệu tốc độ cao, hiện nay cho phép

truyền với tốc độ 64 Kbit/s. Nó có thể cho phép truyền hình ảnh video

với chất lượng trung bình cho các ứng dụng của dịch vụ điện thoại thấy

hình.

- Chuyển mạch gói tốc độ cao, cho phép cung cấp các dịch vụ truyền dữ

liệu với tốc độ từ 384 Kbit/s tới 2Mbit/s

- Các dịch vụ định vị

- Các dịch vụ khác như : SMS, thư điện tử, bản tin hiển thị bằng hình ảnh,

lời nói và các dịch vụ thông ti đa phương tiện khác.

- Chuyển tiếp cuộc gọi sang các mạng GSM/GPRS.

---------------------------------------------------------------------------------------------------



Di độngthế hệ 3G

GSM

GPRS

EDGE Trựctiếp

Hiện tại 3GPP đang khẩn trương xúc tiến để xây dựng tiêu chuẩn 3G, dự

kiến năm 2002- 2003 sẽ có được tiêu chuẩn áp dụng chung. Đến nay đã xác định

được một số tham số như :

- Thoại băng rộng (wideband speech)

- Khả năng thông tin đa phương tiện đầy đủ, cho phép cung cấp các dịch

vụ hỗn hợp gồm cả thoại, dữ liệu và hình ảnh video, cũng như truy nhập

được vào mạng Internet (WWW)

- Tăng cường các dịch vụ định vị

Hình I.1: Hai phương hướng triển khai thế hệ di động 3G

Theo thống kê của Hiệp hội GSM thế giới, đến nay đã có 80-85% số lượng

các nhà khai thác thông tin di động trên thế giới, và tất cả các nhà khai thác tại

châu Âu lựa chọn 3GSM/WCDMA là tiêu chuẩn mới cho phát triển thông tin di

động thế hệ 3. Tuy 3GSM được chọn là nền tảng cho mạng thông tin di động

tương lai, nhưng hiện nay các nhà khai thác đang nghiên cứu hướng phát triển đến

3G trên cơ sở thực tiễn tận dụng tối đa hạ tầng cơ sở GSM hiện nay qua việc xây---------------------------------------------------------------------------------------------------



dựng các tiêu chuẩn chuyển tiếp 2,5G như GPRS, EDGE. Trong đó nhiều khuyến

nghị chọn GPRS là bước chuyển tiếp trung gian dẫn đến 3G. GPRS không phải là

đường tắt nhanh nhất để phát triển đến 3G, mà nó giúp cho các nhà khai thác dễ

dàng thực hiện chuyển đổi thị trường và mạng di động GSM hiện tại theo hướng

3G trên cơ sở đảm bảo tối ưu hoá vốn đầu tư, hạ tầng hiện có, đồng thời cũng

cung cấp cho khách hàng sử dụng ngay được các dịch vụ mới của mạng 3G.

Một hướng khác để phát triển lên 3G là từ GSM đấu nối trực tiếp với các

mạng vô tuyến WCDMA. Phương thức này cho phép sử dụng ngay được hệ thống

3G hiện đại tốc độ cao nhưng chi phí để xây dựng rất tốn kém, giá thành dịch vụ

cao, chậm thu hồi được vốn đầu tư.

---------------------------------------------------------------------------------------------------



CHƯƠNG II

TỔNG QUAN VỀ MẠNG GPRS

II.1 CÁC ĐẶC ĐIỂM DỊCH VỤ CỦA GPRS

GPRS cho phép người dùng truyền số liệu từ đầu cuối đến đầu cuối một

cách hiệu quả với các ứng dụng có tính chất bùng phát. Đó là các ứng dụng có một

trong các tính chất sau đây :

- Truyền số liệu gián đoạn, không có chu kỳ.

- Truyền số liệu có chu kỳ với cụm số liệu có kích thước nhỏ.

- Truyền số liệu không có chu kỳ với các cụm số liệu có kích thước lớn

vài Kb.

Trong GPRS có hai loại dịch vụ số liệu được hỗ trợ. Đó là:

- Dịch vụ điểm tới điểm PTP.

- Dịch vụ điểm tới đa điểm PTM.

II.1.1 Dịch vụ PTP

Các dịch vụ PTP cung cấp cho khách hàng khả năng trao đổi dữ liệu giữa 2

người dùng. Một người gửi dữ liệu còn người kia nhận.Có 2 loại dịch vụ PTP khác nhau :

- Dịch vụ PTP định hướng kết nối

- Dịch vụ PTP phi kết nối

Dịch vụ định hướng kết nối cho phép người dùng gửi các gói tin tới người

khác. Một chuyển mạch kênh ảo được thiết lập giữa các thuê bao và liên kết logic

giữa các thuê bao được duy trì, việc truyền các bản tin là tin cậy. Với loại kết nối

định hướng PTP này GPRS có thể hỗ trợ các giao thức như X.25 ...

Dịch vụ phi kết nối cho phép người dùng gửi những gói tin đơn lẻ tới người

khác. Từng gói tin là những thực thể riêng biệt và không có quan hệ với các gói có

trước hoặc có sau. Đây là một loại dịch vụ datagram và việc chuyển các bản tin là

đáng tin cậy. Loại dịch vụ này hỗ trợ các giao thức Internet IP.---------------------------------------------------------------------------------------------------



II.1.2 Dịch vụ PTM

Dịch vụ PTM đưa ra cho thuê bao cơ hội gửi bản tin tới nhiều người nhận

chỉ với một yêu cầu dịch vụ. Thuê bao có thể định nghĩa vùng mà bản tin được gửi

và những thuộc tính khác.

Dịch vụ PTM chia ra 2 loại :

- PTM - Multicast

- PTM - Group Call

II.1.3 Chất lượng dịch vụ

Một trong những điểm cần xem xét trong mạng GPRS đó là khả năng đáp

ứng yêu cầu của khách hàng về tốc độ dữ liệu. GPRS có chức năng cho phép làm

tăng hoặch giảm tài nguyên của mạng ấn định cho GPRS dựa trên khả năng phân

bổ động và được điều khiển bởi nhà khai thác.

Với mọi loại dịch vụ mong muốn cung cấp truyền số liệu, các khách hàng

tương lai luôn muốn có sự tin cậy rằng họ sẽ được đảm bảo một cách chắc chắn

về chất lượng. Do đó các kỹ thuật phải bao gồm các cơ chế giúp cho việc kiểm

soát được tốt. Để làm được điều đó người ta đưa ra các thông số QoS thích hợp :- Mức độ ưu tiên của dịch vụ : cao/trung bình/thấp

- Mức độ tin cậy : cao/trung bình/thấp

- Độ trễ : 4 lớp

- Độ thông tải : tốc độ bit tối đa(IRT) và tốc độ it trung bình.

II.2 CÁC ĐẶC TRƯNG CHÍNH CỦA GPRS TỪ GÓC ĐỘ NGƯỜI

DÙNG

II.2.1 Tốc độ

Theo lý thuyết, tốc độ tối đa có thể đạt được với GPRS là 171,2 Kbps khi cả

tám khe thời gian đều được sử dụng đồng thời và không có các biện pháp chống

lỗi. Người ta cho rằng, GPRS có thể cung cấp cho người sử dụng các tốc độ từ 9,6---------------------------------------------------------------------------------------------------



Kbps tới 115 Kbps. Tốc độ này lớn gấp khoảng 2 lần tốc độ truyền số liệu hiện tại

của mạng cố định và gấp khoảng 10 lần tốc độ truyền số liệu trong GSM theo

phương thức chuyển mạch kênh.

II.2.2 Tính tức thời

Việc truyền số liệu theo phương thức cũ của GSM cần thời gian thiết lập kết

nối từ 20-25 giây. GPRS cung cấp các điều kiện thuận lợi cho việc tạo các kết nối

tức thời trong đó số liệu có thể được gửi hoặc nhận một cách tức thời ngay khi cần

thiết. Đây chính là lí do khiến người dùng cho rằng họ ở tình trạng “luôn kết nối”.

Tính tức thời là một ưu điểm của GPRS so với việc truyền số liệu bằng phương

thức chuyển mạch kênh của GSM.

II.2.3 Các ứng dụng mới

GPRS cho phép cung cấp nhiều ứng dụng mới cho người dùng. Những ứng

dụng này trước đây không thể cung cấp cho người dùng do các giới hạn của

chuyển mạch kênh. GPRS cho phép người dùng có thể duyệt Web, chat, FTP trên

máy tính của họ thông qua mạng PLMN.

---------------------------------------------------------------------------------------------------



II.3 Các đặc trưng chính của GPRS từ góc độ mạng

II.3.1 Chuyển mạch gói và hiệu quả sử dụng phổ

GPRS thực hiện truyền số liệu người dùng qua GSM bằng phương thức

chuyển mạch gói. Chuyển mạch gói đưa ra những ưu điểm đáng kể so với chuyển

mạch kênh chủ yếu do bản chất không đối xứng và không liên tục của số liệu cần

truyền qua mạng.

Chuyển mạch kênh Chuyển mạch gói

A B A B

A B

A B

A B

A B A B

Hình II.1: Sự khác biệt giữa chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói

Trong chuyển mạch gói nhiều kênh truyền được dùng chung và được chia

sẻ cho nhiều người sử dụng mạng. GPRS cho phép một người dùng có thể chiếm

dụng cả 8 khe thời gian để truyền số liệu mặt khác cũng có thể chia sẻ cho 8 người

dùng.

---------------------------------------------------------------------------------------------------



Hiện tại mạng GSM dựa trên các kết nối chuyển mạch kênh và do đó sửa

đổi cấu trúc mạng là cần thiết để hỗ trợ công nghệ chuyển mạch gói của GPRS.

Tuy nhiên các đặc tính vật lí quen thuộc và căn bản của giao diện vô tuyến gần

như không bị thay đổi mặc dù một loạt các kênh vô tuyến GPRS mới đã được định

nghĩa thêm. Tài nguyên vô tuyến của mạng có thể được chia sẻ “động” giữa các

dịch vụ thoại và các dịch vụ số liệu. Như vậy số người dùng thực sự mà một cell

phục vụ phụ thuộc vào ứng dụng nào đang thực hiện và bao nhiêu số liệu cần

truyền. Điều này giúp giảm bớt số kênh dự phòng cho giờ cao điểm trong một cell

so với chuyển mạch kênh.

Từ hình vẽ cho ta thấy khác biệt cơ bản giữa phương thức chuyển mạch kênh

và chuyển mạch gói. Trong khi chuyển mạch theo phương thức kênh cung cấp

một đấu nối trong toàn bộ thời gian phục vụ thì chuyển mạch gói chỉ cung cấp đấu

nối khi có nhu cầu truyền các gói tin.

II.3.2 Kết nối mạng số liệu

GPRS có thể kết nối với các mạng số liệu X.25 và các mạng IP. Nhưng ta

có thể thấy rằng phần lớn lưu lượng truyền tải qua mạng GPRS sẽ từ Internet hoặctập hợp các Intranet và dưới dạng gói IP. Lúc đó mạng GPRS sẽ đóng vai trò như

là một mạng con của Internet với các MS GPRS được coi như các máy đầu cuối.

Do các ứng dụng trên Internet đều có thể thực hiện qua GPRS nên các nhà khai

thác mạng PLMN có cơ hội để trở thành các nhà cung cấp dịch vụ Internet không

dây.

II.3.3 Hỗ trợ cả TDMA và GSM

Cần chú ý rằng GPRS không chỉ có thể triển khai trên GSM mà các mạng

PLMN theo tiêu chuẩn TDMA/IS-136 hiện đang phổ biến ở Bắc Mỹ cũng có thể

triển khai GPRS để tiến tới 3G.

II.4 CÁC HẠN CHẾ CỦA GPRS---------------------------------------------------------------------------------------------------



III.4.1 Dung lượng cell giới hạn cho tất cả người dùng

GPRS có ảnh hưởng mạnh đến dung lượng cell hiện tại của mạng. Tài

nguyên vô tuyến trong một cell là hữu hạn lại được sử dụng cho cả dịch vụ thoại

và số liệu. Điều này sẽ làm giảm số kênh giành cho dịch vụ thoại. Sự ảnh hưởng

này phụ thuộc vào số khe thời gian dự trữ cho GPRS.

II.4.2 Trễ chuyển tiếp

Các gói GPRS được truyền đi bằng nhiều đường khác nhau tới đích. Trong quá

trình truyền có thể có gói bị thất lạc và phải truyền lại. Đó chính là nguyên nhân

có thể gây ra trễ truyền dẫn trong GPRS. Điều này làm cho các ứng dụng cần

video trở nên kém chất lượng.

II.4.3 Tốc độ trong thực tế thấp hơn

Tốc độ tối đa GPRS đạt được theo lý thuyết là 171,2 Kbps khi một người dùng

chiếm cả 8 khe thời gian và không có lỗi. Điều này là không có thực trong thực tế.

Do đó tốc độ sẽ thấp hơn và phụ thuộc vào nhà khai thác cũng như thiết bị.

II.5 CÁC ỨNG DỤNG CHO GPRS

Chat : Nhiều thành viên trong mạng PLMN có xu hướng sử dụng dịch vụ phi thoại để bày tỏ ý kiến của mình. GPRS cho phép người dùng có thể tham gia

vào các phòng chat có sẵn trên mạng Internet. Người dùng có thể sử dụng dịch vụ

PTM-M cho mục đích này.

Truyền các thông tin văn bản và hình ảnh : Các thông tin như : quảng cáo,

giá cả, thời tiết, kết quả thể thao, giao thông ... có thể chuyển tới người sử dụng.

Các thông tin này không nhất thiết phải ở dạng văn bản mà có thể là hình ảnh,

biểu đồ ... hoặc các bản tin này dài quá 160 ký tự. Lúc đó GPRS sẽ được lựa chọn

thay thế cho SMS.

Ảnh tĩnh : Các bức tranh, ảnh, thiệp mừng ... có thể truyền qua mạng di

động như là trong mạng cố định.

---------------------------------------------------------------------------------------------------



InternetIntranetPDN

Duyệt Web : Duyệt Web với chuyển mạch kênh không thể được ứng dụng

lâu dài. Vì tốc độ hạn chế của chuyển mạch kênh, nên Web Browser phải mất

nhiều thời gian để chờ thông tin. GPRS cho phép cải thiện điều này.

Truy nhập mạng LAN từ xa : Với tốc độ và tính tức thời của GPRS, người

dùng hoàn toàn có thể truy nhập và lấy thông tin từ mạng LAN của họ ra trong khi

đang di chuyển hoặc không ở gần máy tính của mình.

Truyền file : Ứng dụng này bao gồm mọi hình thức download số liệu qua

mạng di động. Số liệu có thể là tài liệu hoặc là phần mềm chương trình. Nguồn số

liệu có thể là các site FTP thông thường cũng có thể là Telnet, HTTP, cơ sở dữ

liệu của công ty ...

II.6 CẤU TRÚC MẠNG GPRS

PSTN

ISDN

IN ...

SSS

MS

OMC BSS GSS GPRS

Hình II.2: Cấu trúc Logic mạng GSM/GPRS.

GPRS là dịch vụ chuyển mạch gói chung thực hiện trên mạng GSM, nó cho

phép máy di động truy nhập được vào mạng Internet và các mạng dữ liệu gói PDN

---------------------------------------------------------------------------------------------------

OperationMaintenane

Center

BTS

BSC

PCU

EIR

MSC/VLR

Gateway MSC

HLR/AC

ServingGSN

GatewayGSN



khác. Việc triển khai GPRS đòi hỏi sự thay đổi lớn trong kiến trúc mạng GSM để

cho phép mạng làm việc được với cả số liệu của chuyển mạch kênh và số liệu

chuyển mạch gói. Ba thực thể mới được thêm vào mạng. Đó là :

- GGSN : Gateway GPRS Support Node

- SGSN : Serving GPRS Support Node

- PCU : Parket Control Unit

Các phần tử này liên kết với các phần tử của mạng GSM thông qua một loạt

các giao diện mới định nghĩa. Các giao diện mới định nghĩa cho GPRS đều bắt

đầu bằng tiền tố G.

II.6.1 GGSN

GGSN là phần tử có chức năng tương tự với GMSC trong GSM. GGSN là

nút được truy nhập bởi mạng ngoài trong trường hợp cần truyền số liệu tới một

MS trong mạng. GGSN sẽ nhận các gói số liệu định tuyến chúng tới SGSN đang

phục vụ MS để SGSN truyền các gói này tới MS.

GGSN được kết nối tới mạng PDN qua giao diện Gi. Ở phía trong mạng

GGSN được kết nối tới các SGSN qua giao diện Gn. Giao diện này cho phép cácPDU của mạng IP và mạng X.25 bên ngoài đều được truyền đi như nhau trong

mạng GPRS.

II.6.1.1 Các chức năng chính của GGSN

- Quản lí di động

- Quản lí phiên.

Chức năng này cung cấp khả năng để quản lí các Packet Data Protocol (PDP)

Context trong các nút SGSN và GGSN. Nó bao gồm các thủ tục kích hoạt, thay

đổi và ngưng kích hoạt PDP Context. Chỉ có GGSN mới có quyền kích hoạt PDP

Context. Nếu PDP Context chưa có địa chỉ tĩnh thì GGSN có thể cung cấp một địa

chỉ tạm thời hoặc lấy một địa chỉ từ vùng phục vụ (Radius Server) của ISP cho

PDP Context.---------------------------------------------------------------------------------------------------



- Quản lí gói.

Chức năng này bao gồm tất cả các thủ tục cần thiết cho việc định tuyến và

truyền các gói dữ liệu thông qua các nút SGSN hoặc GGSN. Mạng đường trục

GPRS có chức năng định tuyến và các gói dữ liệu (PDUs) sẽ được truyền tới đích

thông qua mạng. Việc này được thực hiện bởi một số giao thức như GTP hay IP.

Ngoài chức năng này ra thì mạng GPRS cũng giống như bất kì một mạng IP nào

khác. Trong mạng IP thì chức năng định tuyến được thực hiện bởi một IP router,

còn trong mạng GPRS thì GGSN sẽ đảm nhiệm chức năng định tuyến. Các phần

mềm hiện nay chỉ sử dụng được trong mạng IPversion4.

- Cơ sở dữ liệu.

Khi GGSN thực hiện việc kích hoạt một PDP Context thì nó có nhiệm vụ phải

lưu trữ và quản lí những dữ liệu sau:

Nhận dạng thuê bao di động.

Giao thức (PDP type) và địa chỉ (PDP address) gói dữ liệu.

Địa chỉ IP của SGSN nơi mà MS đang hoạt động.

Chất lượng dịch vụ QoS.

---------------------------------------------------------------------------------------------------



File server platform

ATM SP platform

to Internet

II.6.1.2 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA MỘT GGSN

HÌNH II.3: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA MỘT GGSN

ATM SP PLATFORM BAO GỒM CÁC KHỐI SAU :

BỘ XỬ LÍ SERVER (SP) CHỊU TRÁCH NHIỆM XỬ LÍ CÁC HOẠT

ĐỘNG HỆ THỐNG VÀ CÁC ỨNG DỤNG PHẦN MỀM.

CARD GIAO DIỆN (LIC) CUNG CẤP CÁC KẾT NỐI : GN, GI ...

CARD ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM KẾT HỢP VỚI SP ĐỂ ĐIỀU

KHIỂN HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG.

---------------------------------------------------------------------------------------------------

File server (with DAT, HDD)

File server (with DAT, HDD)

LIC:STM1

SP:GTP

SP:ISP

LIC

MCP

HUB

GGSN

Ethernet

SC

ABC

to

Gi

Gn



FILE SERVER PLATFORM BAO GỒM CÁC SPARC COMPACT

PCI PLATFORM ĐƯỢC NỐI VỚI CÁC THIẾT BỊ CỦA ATM

SP PLATFORM THÔNG QUA MỘT BỘ HUB.II.6.2 SGSN

SGSN là phần tử có chức năng tương tự với MSC trong mạng GSM. SGSN

phải giải quyết các vấn đề quản lý di động và an ninh.

SGSN có thể được kết nối tới MSC/VLR của mạng GSM qua giao diện Gs.

II.6.2.1 Các chức năng chính của SGSN

- Quản lý di động.

Việc thiết lập dịch vụ chuyển mạch gói được khởi tạo từ MS sẽ được thực

hiện bởi SGSN bao gồm các thủ tục nhận dạng và định địa chỉ. Số nhận dạng thuê

bao quốc tế IMSI được sử dụng tại giao diện người dùng.

Thuê bao GPRS sẽ được nhận thực qua thủ tục GPRS attach. HLR sẽ cập

nhật khu vực hoạt động mới của thuê bao, sau đó cung cấp các thông số của thuê

bao cho SGSN. Nhờ đó chức năng quản lí di động của SGSN sẽ thiết lập một liên

kết logic tạm thời đến thuê bao di động. Chức năng này luôn phải thực hiện đầu

tiên vì nếu không có thủ tục GPRS attach thì SGSN sẽ không nhận biết được sự có

mặt của thuê bao di động trong hệ thống của mình. Khi thuê bao di động di

chuyển sang một khu vực thuộc một SGSN khác thì nó phải khởi tạo một thủ tục

cập nhật định tuyến, tuy nhiên thông tin về thuê bao này vẫn được SGSN cũ lưu

giữ cho đến khi hoàn tất quá trình cập nhật khu vực mới.

- Chức năng an ninh.Chức năng nhận thực của GPRS hoạt động tương tự như của GSM tuy

nhiên nó do SGSN thực hiện.

Thủ tục nhận thực ở GPRS được khởi tạo cùng với quá trình cập nhật khu

vực định tuyến khi một thuê bao GPRS di chuyển đến giới hạn quản lí của SGSN

---------------------------------------------------------------------------------------------------



hoặc trong thủ tục GPRS attach. Để thực hiện quá trình nhận thực này thì SGSN

mới sẽ gửi đến SGSN cũ một yêu cầu cập nhật ba thông số :

Số ngẫu nhiên cho việc nhận thực (RAND)

Signed response (SRES)

Cipher key (Kc)

Quá trình nhận thực sẽ so sánh thông số SRES được gửi tới bởi MS với số

SRES được cung cấp bởi SGSN cũ. Nếu chúng trùng nhau thì quá trình nhận thực

là hoàn thành. Ngược lại SGSN sẽ thông báo đến MS và thoát khỏi chức năng an

ninh.

- Quản lí phiên.

Quản lí phiên sẽ cung cấp các chức năng cho quá trình quản lí PDP Context

trong các nút của GPRS bao gồm việc kích hoạt, thay đổi và ngưng kích hoạt PDP

Context.

Chức năng quản lí phiên được thực hiện cả ở SGSN và GGSN. Nó cung cấp

tất cả các thông tin cần thiết của các cụm dữ liệu gói cần truyền (PDUs) cho quá

trình khởi tạo PDP Context giữa một thuê bao và một PDN.- Quản lí tài nguyên.

Quản lí tài nguyên cung cấp các chức năng cho hoạt động của hệ thống đặc

biệt là các thông số về chất lượng QoS. Nó định nghĩa các thủ tục tính toán để hỗ

trợ yêu cầu tài nguyên truyền dữ liệu của người dùng, thủ tục quyết định nguồn tài

nguyên có thể cung cấp ở đâu, thủ tục dự trữ tài nguyên...

- Quản lí gói dữ liệu.Quản lí gói bao gồm tất cả các chức năng cần cho quá trình định tuyến và

truyền các gói dữ liệu (PDUs) trong các nút GGSN và SGSN.

- Quản lí hệ thống nhắn tin ngắn SMS.

---------------------------------------------------------------------------------------------------



Một hệ thống SMS nếu truyền thông qua SGSN ví dụ như qua kênh vô

tuyến của GPRS sẽ hiệu quả hơn là truyền qua MSC của GSM. Do đó, SGSN thiết

lập một hệ thống SMS truyền các bản tin ngắn giữa các thuê bao của GPRS và

GSM với trung tâm dịch vụ tin ngắn SMSC. Giao diện Gd được định nghĩa để kết

nối SGSN với SMS-GMSC, nó hỗ trợ cho cả dịch vụ nhắn tin ngắn thông thường

SMS MO và dịch vụ nhắn tin đầu cuối di động SMS TM.

- Cơ sở dữ liệu.

SGSN lưu giữ các dữ liệu giống như ở MSC/VLR, bao gồm các thông tin

quản lí di động :

Số nhận dạng thuê bao di động GPRS.

PDP type và PDP address

Nhận dạng điểm truy nhập lớp mạng NSAPI

Địa chỉ IP của GGSN và số TID

Chất lượng mạng QoS

SGSN quản lí tất cả các thuê bao di động GPRS trong khu vực dịch vụ của

nó bằng các tạo ra các context quản lí di động và context giao thức đóng gói dữ

liệu cho thuê bao di động. SGSN cũng kết nối với BSS thông qua các frame relay

(FR)

II.6.2.2 Cấu trúc phần cứng của SGSN

Cấu trúc phần cứng của SGSN gồm ba khối chính là : hai khối ATM SP

platform và một khối ATM MP platform.

Trong một khối ATM MP platform gồm : Bộ xử lí chính (MP) là trung tâm xử lí và hoạt động của khối. Nó

được cài đặt các phần mềm ứng dụng và các chức năng của GPRS được

thực hiện ở đây.

---------------------------------------------------------------------------------------------------



Card giao diện (LIC) cung cấp các giao diện tới mạng chuyển mạch

ATM: Gd, Gr, Gs ...

Mạng chuyển mạch ATM (ASN) nối giữa MP và LIC bao gồm các

bộ ghép kênh ATM (AMX) và mạng lõi ASN.

Trong một khối ATM SP platform gồm : Bộ xử lí server (SP) xử lí hoạt động của hệ thống và các ứng dụng

phần mềm

Card giao diện (LIC) cung cấp các kết nối : Gb,Gi,Gn ...

---------------------------------------------------------------------------------------------------



ATM SP platform

ATM MP platformATM SP platform

to BSS

GiGb

to HLR/AC to GM

Gn

TCP/IP

Hình II.4: Sơ đồ cấu trúc phần cứng của một SGSN

II.6.3 PCU

Chức năng chính của BSS cho GPRS chủ yếu nằm ở PCU, PCU phải quản

lý các chức năng của Frame Relay, xử lý các báo hiệu dịch vụ mạng, các báo hiệu

BSSGP, định tuyến các bản tin, truyền số liệu người dùng ...

PCU cũng phải có các chức năng quản lý các kênh vô tuyến GPRS, tiến

hành đo QoS, chuyển đổi các gói số liệu thành dạng có thể truyền trên giao diện

vô tuyến.

II.7 GIAO DIỆN TRONG MẠNG GPRSGPRS có các giao diện sau :

II. 7.1 Gb : giao diện giữa SGSN với BSS

Giao diện Gb là giao diện kết nối với mạng đường trục chuyển tiếp khung.

Theo các tiêu chuẩn ETSI, giao diện giữa BSC và SGSN phải là các giao diện Gb.

---------------------------------------------------------------------------------------------------

LIC:FR

SP:GTP

MCP

LIC:STM1

LIC:E1

MP:SM

MP:SL

LIC:STM1

AS

N

MP:PD/SH

MP:MM/CAP

MP:ACC

LIC:STM1

MP:OAM/STAT

LIC:GTP

SP:GTP

MCP

LIC:STM1

SC



Việc truyền các gói dữ liệu đơn vị (PDU) giữa SGSN và BSC qua mạng chuyển

tiếp khung được coi là hoàn toàn trong suốt. Một SGSN có thể kết nối với nhiều

BSC nhưng một BSC chỉ được phép kết nối với duy nhất một SGSN thông qua

một kết nối vật lí.

Giao diện kết nối giữa SGSN và BSC (Gb) có thể được thực hiện theo

phương thức trực tiếp điểm - điểm hay thực hiện qua một mạng chuyển tiếp

khung. Các giao thức chuyển tiếp khung được quy định trong các tài liệu của (RFF

– Frame Relay Forum). Trong cơ chế kết nối điểm - điểm, BSC sẽ đóng vai trò

như một đối tượng sử dụng còn SGSN đóng vai trò như một mạng. Nếu kết nối

giữa BSC và SGSN được thực hiện thông qua một mạng chuyển tiếp khung thì cả

BSC và SGSN đều đóng vai trò như là các đối tượng sử dụng.

Có 4 phương thức kết nối thông qua mạng chuyển tiếp khung:

• Kết nối trực tiếp cố định qua mạng có chuyển mạch thời gian không

đồng bộ bit. Phương thức này áp dụng trong trường hợp SGSN và BSS

được kết nối thông qua một kết nối cố định và không có chuyển tiếp

khung, sở dĩ như vậy là do MSC sử dụng thiết bị chuyển mạch thời giankhông đồng bộ bit. Tốc độ truyền số liệu tối đa cho một kết nối cố định

ảo là 64 Kbit/s.

• Kết nối bằng mạng chuyển tiếp khung đồng bộ bit. Do dữ liệu được

truyền theo phương thức đồng bộ bit, các khe thời gian có thể kết hợp để

đạt được tốc độ 2 Mbit/s cho một kết nối.

•

Kết nối bằng mạng chuyển tiếp khung không đồng bộ. Trong trườnghợp này, thiết bị chuyển mạch thời gian không đồng bộ bit có nhiệm vụ

xoá bit đồng bộ giữa hai khe thời gian. Kết quả là tốc độ truyền dữ liệu

tối đa của một khe thời gian là 64 Kbit/s.

---------------------------------------------------------------------------------------------------



• Kết nối trực tiếp. BSS và SGSN được nối trực tiếp bằng một đường

cáp đồng bộ bit, không sử dụng chuyển tiếp khung. Tốc độ tối đa là

2Mbit/s.

---------------------------------------------------------------------------------------------------



II. 7.2 Gi : giao diện giữa GGSN với mạng ngoài

Giao diện Gi là giao diện giữa GGSN và mạng dữ liệu gói ngoài như các

mạng Internet/Intranet. Nó sử dụng các dịch vụ chuẩn của mạng IP để truyền các

gói dữ liệu của người dùng. Giao diện Gi cũng có chức năng định tuyến và trao

đổi thông tin định tuyến.

Các kết nối sau có thể được hỗ trợ :

• Kết nối tới các nhà cung cấp dịch vụ Internet công cộng(ISP).

• Kết nối trực tiếp tới mạng Internet.

• Kết nối tới nhà cung cấp dịch vụ địa phương.

II.7.3 Gn : giao diện giữa các nút GSN với nhau trong cùng một mạng

Gn là giao diện giữa các nút GSN của cùng một mạng PLMN. Nó thực hiện

kết nối các nút GSN tới mạng IP GPRS đường trục(backbone). Tại giao diện Gn

cung cấp các giao thức đường hầm để truyền các gói dữ liệu từ GSN ra mạng

đường trục.

Hai kiểu mạng đường trục có thể là:

• Một mạng IP bao gồm mạng lưới router với khả năng định tuyến các

IP datagram. Nút GSN được kết nối vào một trong các router bằng một

hoặc một vài kết nối điểm tới điểm hay bằng một hoặc một vài giao diện

Ethernet. Nút GSN không cần có khả năng định tuyến.

• Một mạng điểm tới điểm được hình thành từ các kết nối lớp 2 hoặc

lớp 1. Nút GSN có thể được kết nối bằng các PVC hoặc các đường cáp

riêng. Mạng kiểu này có thể là mạng đầy đủ sao cho các nút có thểtruyền dữ liệu tới bất kỳ nút nào khác trong mạng, hay là mạng không

đầy đủ mà ở đó GSN phải cung cấp một định tuyến để có thể tới một nút

khác.

Mạng đường trục GPRS cũng có thể là sự kết hợp của hai loại mạng trên.

---------------------------------------------------------------------------------------------------



II.7.4 Gp : giao diện giữa các nút GSN của các mạng khác nhau

Giao diện Gp cũng tương tự như giao diện Gn nhưng nó thực hiện kết nối

giữa các nút GSN của hai mạng GPRS đường trục khác nhau.

II.7.5 Gr : giao diện giữa SGSN với HLR

Dịch vụ quan trọng nhất của một thuê bao di động là có thể truyền hoặc

nhận dữ liệu trong khu vực phục vụ. Các thông số đăng ký của một thuê bao di

động được SGSN khai báo trong HLR và cung cấp nó cho các khu vực lân cận.

HLR sẽ gửi cho SGSN tất cả các dữ liệu cần để hỗ trợ dịch vụ cho thuê bao di

động. SGSN quản lí tất cả các thuê bao di động trong vùng phục vụ của nó.

Nó xác định được vị trí của thuê bao di động, hỗ trợ giao thức truyền dữ liệu gói

và các điểm truy nhập PDN tương ứng. Các thông tin này được truyền nhờ giao

diện Gr.

II.7.6 Gd : giao diện giữa SGSN với SMS-GMSC/IWMSC(SM-SC)

Giao diện Gd là giao diện giữa trung tâm dịch vụ bản tin ngắn SMSC và

SGSN dùng để truyền các bản tin ngắn cho dịch vụ nhắn tin ngắn.

II.7.7 Gs : giao diện giữa SGSN với MSC/VLR Giao diện Gs là giao diện giữa MSC/VLR với SGSN trong trường hợp kết

hợp giữa các dịch vụ chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh ví dụ như việc cập

nhật thông tin về vị trí thuê bao có thể kết hợp thành một thủ tục chung.

Gs sử dụng dịch vụ của mạng báo hiệu SS7 cho việc trao đổi thông tin.

---------------------------------------------------------------------------------------------------



II.7.8 Um : giao diện giữa BTS và MS

Giao diện vô tuyến Um là giao diện giữa trạm thu phát BTS với thuê bao di

động MS.

Gs Gr Gd

GPRS

Gb Gn Gi

CAP Gn Gn Gp

Other PLMN

Hình II.5: Các giao diện trong mạng GSM/GPRS.

II.8 CÁC THAY ĐỔI CỦA GPRS SO VỚI GSM

Để triển khai GPRS, ngoài việc bổ sung ba phần tử đặc trưng hỗ trợ GPRS

như đã trình bày ở phần trên, ta còn cần phải có những thay đổi đối với các phần

tử khác đã có trong mạng GSM.

II.8.1 Thay đổi HLR

Các thông tin mới mà HLR phải lưu giữ thêm như : địa chỉ IP, địa chỉ SS7của SGSN đang phục vụ MS, các tham số QoS, loại PDP ngầm định của MS, địa

chỉ PDP của MS, PDP context của MS được lưu giữ ở SGSN hay đã bị xoá ...

Các chức năng mới của HLR : chèn thông tin thuê bao, xoá thông tin thuê

bao cho SGSN, xử lí và gửi các thông tin định tuyến cho GGSN ...

---------------------------------------------------------------------------------------------------

MS BSC SGSN GGSN PDN

HLR MSC/VLR SM-SC

SPC SGSN GGSN



HLR có thêm hai giao diện mới là : Gc và Gr. Một điều dễ thấy là để phục

vụ được cả GSM và GPRS, HLR đòi hỏi một năng lực xử lí cao hơn, bộ nhớ tốt

hơn...

Remote SC

Um ABC Ethernet O&M

MS A bis SGSN Gn GGSN Gi ISP

TE MT BTS BSC G b Local SC

PDN

PCU Gr

GPRS

HLR/ Gd GP CAPAC Gs

MSC/VLR

GSMSGN

Hình II.6: Các giao diện trong mạng GSM/GPRS.

II.8.2 Thay đổi MSC/VLR

Thủ tục quản lý di động cần có sự thay đổi : phải hỗ trợ Combinated

GPRS/ISMI Attach, hỗ trợ Combined RA/LA Update, không còn sự cập nhật vị trí

định kỳ nữa, nhắn gọi MS sử dụng dịch vụ chuyển mạch kênh trong GPRS nhưng

trả lời lại nhận trên giao diện A.

MSC có thêm giao diện mới Gs giữa MSC với SGSN.

---------------------------------------------------------------------------------------------------

SM-SC SPC



II.8.3 Thay đổi BSS

BTS mới cần được nâng cấp để hỗ trợ hai giao thức hoàn toàn mới là LLC

và MAC. Nếu nhà khai thác muốn sử dụng giản đồ mã hoá mới của GPRS thì việc

thay đổi với BTS là bắt buộc.BTS có thêm giao diện mới Gb.

II.9 MẠNG TRUYỀN DẪN TRONG GPRS

GPRS sử dụng IP trong mạng đường trục GPRS và Frame Relay trong

đường truyền dẫn SGSN-PCU.

Mạng trục GPRS trong nội bộ mạng PLMN là một mạng IP kết nối các

SGSN và GGSN trong mạng GPRS đó với nhau. Mạng trục này truyền các số liệu

và báo hiệu của nội bộ mạng GPRS đó.

Mạng trục GPRS liên mạng PLMN là một mạng IP kết nối các mạng trục

nội bộ và các GSN của các mạng PLMN khác nhau. Mạng trục liên mạng này có

thể là mạng PDN, Internet, hoặc các kênh thuê riêng.

Đoạn truyền dẫn SGSN-PCU trong các giai đoạn đầu của GPRS dùng mạng

Frame Relay. Theo các tài liệu kỹ thuật về GPRS thì mạng Frame Relay này có

thể được thay thế bằng mạng ATM.II.10 THIẾT BỊ DI ĐỘNG GPRS

Muốn sử dụng các dịch vụ GPRS thì phải dùng các thiết bị di động thích

hợp có hỗ trợ GPRS. Các MS này cho phép người dùng sử dụng cả hai công nghệ

GSM và GPRS.

Một GPRS MS có thể hoạt động ở một trong ba chế độ. Chế độ hoạt động

sẽ tuỳ thuộc vào các dịch vụ mà MS tham gia, ví dụ như chỉ GPRS hay cả GSM

và GPRS. Ba chế độ hoạt khác nhau được định nghĩa dưới dạng các loại di động

và có thể được định nghĩa như sau :

Loại A : Loại này hỗ trợ vào mạng đồng thời, kích hoạt đồng thời, giám sát

đồng thời, yêu cầu đồng thời và lưu lượng đồng thời. Do đó, thuê bao sử dụng MS

---------------------------------------------------------------------------------------------------



loại A có thể thực hiện hai dịch vụ GSM và GPRS cùng một lúc, tuỳ thuộc vào sự

đòi hỏi QoS.

Loại B : Loại này hỗ trợ vào mạng đồng thời, kích hoạt đồng thời, giám sát

đồng thời. Tuy nhiên, loại này chỉ hỗ trợ hữu hạn các yêu cầu đồng thời để các

kênh ảo GPRS không bị xoá khi có sự hiện diện của lưu lượng chuyển mạch kênh.

Dưới những điều kiện đó, các kết nối ảo GPRS sẽ ở trạng thái “bận” hoặc “giữ”.

Lưu lượng đồng thời không được hỗ trợ bởi MS loại B. Thuê bao có thể tiến hành

hoặc nhận cuộc gọi cho một trong hai dịch vụ một cách liên tiếp nhưng không

đồng thời. Việc lựa chọn một trong hai dịch vụ thích hợp được tiến hành tự động.

Loại C : Loại này hỗ trợ vào mạng không đồng thời, ví dụ chỉ sử dụng lần

lượt. Nếu cả hai dịch vụ đều được hỗ trợ, MS loại C có thể tiến hành hoặc/và nhận

cuộc gọi từ dịch vụ lựa chọn ngầm định hoặc lựa chọn bằng tay.

---------------------------------------------------------------------------------------------------



KẾT LUẬN

Giải pháp GPRS có thể đẩy tốc độ truyền dữ liệu lên 270 Kbps. Mục đích

của phương án này là giải quyết vấn đề dịch vụ của điện thoại di động. Khi sử

dụng dịch vụ GPRS vào mạng bước đầu sẽ nâng cấp tốc độ truyền đến 64 Kbps

nên có thể ứng dụng các dịch vụ thương mại điện tử, truyền dữ liệu nhanh

chóng vì mạng di động đã kết nối được với mạng chuyển mạch gói PDN sau đó

khi đạt đến tốc độ 270 Kbps thì các ứng dụng mạng ISDN, dịch vụ đa phương

tiện cũng từng bước được triển khai.

Mặt hạn chế của GPRS là tuy đã được đưa vào áp dụng trên thế giới nhưng

giá thành của đầu tư còn khá cao. Hơn nữa nếu dịch vụ GPRS có lưu lượng cao

thì dung lượng mạng GSM cần phải mở rộng nhất là phần vô tuyến vì mỗi cuộc

truyền dữ liệu sẽ chiếm đến 8 khe thời gian, gấp 8 lần dung lượng thoại, mặt

khác mạng GSM là khi phát triển mạng vô tuyến dung lượng lên cao sẽ bị ảnh

hưởng chất lượng lưới do việc giới hạn bán kính ô phủ sóng.

Ưu điểm của giải pháp GPRS là dựa trên nền tảng mạng GSM nên tận dụng

được thiết bị. Mạng di động của chúng ta hiện nay là hai mạng VinaFone vàMobiFone đều sử dụng công nghệ GSM do đó sẽ tận dụng thiết bị và không

gây “sốc” cho người sử dụng.

Mặt khác giải pháp này cũng có ưu điểm là có thể từng bước thăm dò thị

trường dịch vụ để chọn thời điểm đầu tư nâng cấp thích hợp. Khi đưa giải pháp

EDGE không thay đổi nhiều về phần cứng nên tiết kiệm đầu tư.

CHƯƠNG I......................................................................1

---------------------------------------------------------------------------------------------------



XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐTDĐ TRÊN THẾ GIỚI...........1I.2 NHỮNG HẠN CHẾ CỦA GSM TRONG THỜI KÌ HIỆN NAY.3I.3 CÁC THẾ HỆ TTDĐ TIẾP THEO.....................................4

I.3.1 TTDĐ thế hệ 2+ ...............................................................4II.1 CÁC ĐẶC ĐIỂM DỊCH VỤ CỦA GPRS...........................10

II.1.1 Dịch vụ PTP..................................................................10II.1.2 Dịch vụ PTM .................................................................11II.1.3 Chất lượng dịch vụ........................................................11II.2.1 Tốc độ..........................................................................11II.2.2 Tính tức thời.................................................................12II.2.3 Các ứng dụng mới........................................................12II.3.2 Kết nối mạng số liệu.....................................................14II.3.3 Hỗ trợ cả TDMA và GSM................................................14

III.4.1 Dung lượng cell giới hạn cho tất cả người dùng...........15II.4.2 Trễ chuyển tiếp............................................................15II.4.3 Tốc độ trong thực tế thấp hơn......................................15

II.5 CÁC ỨNG DỤNG CHO GPRS......................................15II.6 CẤU TRÚC MẠNG GPRS............................................16

II.6.1.2 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA MỘT GGSN...................19GGSN...........................................................................19

...........................................................................................19HÌNH II.3: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA MỘT GGSN...19

ATM SP PLATFORM BAO GỒM CÁC KHỐI SAU :....................19BỘ XỬ LÍ SERVER (SP) CHỊU TRÁCH NHIỆM XỬ LÍ CÁC HOẠTĐỘNG HỆ THỐNG VÀ CÁC ỨNG DỤNG PHẦN MỀM................19CARD GIAO DIỆN (LIC) CUNG CẤP CÁC KẾT NỐI : GN, GI .... .19CARD ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM KẾT HỢP VỚI SP ĐỂ ĐIỀUKHIỂN HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG.....................................19FILE SERVER PLATFORM BAO GỒM CÁC SPARC COMPACT PCIPLATFORM ĐƯỢC NỐI VỚI CÁC THIẾT BỊ CỦA ATM SPPLATFORM THÔNG QUA MỘT BỘ HUB..................................20

MCP.............................................................................24

MCP.............................................................................24HLR...................................................................................29GGSN................................................................................29BSC...................................................................................29SGSN.................................................................................29PDN...................................................................................29GGSN................................................................................29

---------------------------------------------------------------------------------------------------



SGSN.................................................................................29II.8 CÁC THAY ĐỔI CỦA GPRS SO VỚI GSM......................29

II.8.1 Thay đổi HLR..................................................................29II.8.2 Thay đổi MSC/VLR...........................................................30II.8.3 Thay đổi BSS..................................................................31

II.9 MẠNG TRUYỀN DẪN TRONG GPRS............................31II.10 THIẾT BỊ DI ĐỘNG GPRS ........................................31

HỆ THỐNG GSM

Documents

Transcript of HỆ THỐNG GSM