Giải pháp chuyển mạch mềm ứng dụng trong mạng viễn thông thế hệ sau

TÓM TẮT NỘI DUNG Thị trường viễn thông tại Việt Nam đang trong giai đoạn “chuyển mình”, tất cả các nhà khai thác mạng di động đều thống nhất lựa chọn giải pháp chuyển mạch mềm dựa trên k

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

GIẢI PHÁP CHUYỂN MẠCH MỀM

ỨNG DỤNG TRONG MẠNG VIỄN THỐNG THẾ HỆ SAU

NGÀNH : ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

MÃ SỐ: 23.04.3898

NGUYỄN THU HẰNG

Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS NGUYỄN QUỐC TRUNG

HÀ NỘI 2009

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan luận văn “Giải pháp chuyển mạch mềm ứng dụng trong mạng viễn thông thế hệ sau” là công trình nghiên cứu của riêng tôi, không sao chép từ bất cứ tài liệu nào

Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Quốc Trung đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành tốt luận văn này

BS Base Station Trạm gốc

C

CAMEL Customized Applications for

cuộc gọi

D

DSSS Direct Sequence Spread Spectrum Kỹ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp

E

truyền dữ liệu của mạng GSM

F

GPRS

GSN GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS

H

I

Group

IM-MGW IP Multimedia Media Gateway Cổng đa phương tiện IP

IPOA IP Over ATM IP trên ATM

Network

Union

L

truyền

M

phương tiện truyền thông

ME Mobile Equipment Thiết bị di động

MGCF Media Gateway Control Function Chức năng điều khiển cổng

phương tiện

vụ

vụ

Mobile Terminal Đầu cuối di động

N

Node B Node B Nút B

O

P

Q

R

RANAP Radio Access Network Phần ứng dụng mạng truy nhập

ứng dụng thời gian thực

thực

S

Part

SDU Selection and Distribution Unit Đơn vị phân phối và lựa chọn

SMS Short Message Service Dịch vụ bản tin ngắn

SONET Synchronous Optical Network Mạng truyền dẫn quang đồng bộ

SubSystem

T

thời gian

gian

gian

U

USIM UMTS Subscriber Identity Cấu trúc nhận dạng thuê bao

V

W

WWW World Wide Web

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Cấu trúc mạng GSM 7

Hình 1.2: Kiến trúc mạng 3G WCDMA 22

Hình 1.3: Lộ trình phát triển của các hệ thống thông tin di động 28

Hình 2.1: So sánh cấu trúc chuyển mạch truyền thống và chuyển mạch mềm 31

Hình 2.2: Giải pháp chuyển mạch mềm trong mạng di động (MSS) 32

Hình 2.3: Mạng tích hợp dọc và mạng tích hợp ngang 33

Hình 2.4: Cấu trúc mạng phân lớp 36

Hình 2.5: So sánh cấu trúc MSC truyền thống và giải pháp MSS 39

Hình 2.6: Kiến trúc MSS 39

Hình 2.7: Kiến trúc mạng 3G W-CDMA R3 (R99) 40

Hình 2.8: Kiến trúc 3G-WCDMA R4 41

Hình 2.9: Kiến trúc 3G-WCDMA R5 42

Hình 2.10: Mô hình tham chiếu 3GPP 43

Hình 2.11: Các thành phần mạng WCDMA MSS 44

Hình 2.12: Cơ chế mã hóa thoại thông thường (có chuyển tiếp) 48

Hình 2.13: Tandem Free Operation 49

Hình 2.14: Các thực thể chức năng điều khiển Tandem Free Operation 50

Hình 2.15: Cấu hình TFO giữa các mạng GSM 51

Hình 2.16: Cấu hình TFO giữa các mạng 3G 51

Hình 2.17: Cấu hình TFO giữa mạng GSM và mạng 3G 52

Hình 2.18: TFO/TrFO trong kiến trúc mạng phân lớp 53

Hình 2.19: TFO trong kiến trúc mạng sử dụng MSC truyền thống 54

Hình 2.20: Cơ chế TrFO 54

Hình 2.21: Mã hóa tại rìa mạng PSTN 55

Hình 2.22: Thủ tục TFO/TrFO trong cuộc gọi GSM tới GSM 56

Hình 2.23: Các giao thức, giao diện trong MSS 57

Hình 2.24: Các giao diện trong mạng lõi GSM/WCDMA 59

Hình 2.25: Các giao thức báo hiệu 61

Hình 2.26: Thiết lập kết nối hướng lên 64

Hình 2.27: Thiết lập kết nối hướng xuống 65

Hình 2.28: Transcoder Free Operation 66

Hình 2.29: IPBCP Message Tunnelling 67

Hình 2.30: Giao thức điều khiển Gateway - GCP 68

Hình 2.31: Connection Model 68

Hình 2.32: Physical và Ephemeral Termination 69

Hình 2.33: Truyền tải ATM 70

Hình 2.34: Giao thức IPBCP 71

Hình 3.1: Mô hình giao thức BICC 73

Hình 3.2: Service Node 74

Hình 3.3: Call Mediation Node 74

Hình 3.4: Inerface Serving Node 75

Hình 3.5: Gateway Serving Node 75

Hình 3.6: Cơ chế thiết lập và vận chuyển IP sử dụng đường hầm 75

Hình 3.7: Bản tin khởi tạo địa chỉ 77

Hình 3.8: Bản tin chuyển vận ứng dụng 78

Hình 3.9: Bản tin kết thúc trao đổi thông tin địa chỉ 79

Hình 3.10: Bản tin trả lời 80

Hình 3.11: Bản tin giải phóng kết nối 80

Hình 3.12: Bản tin kết thúc giải phóng kết nối 81

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

TÓM TẮT NỘI DUNG 3

ABSTRACT 3

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4

1.1 Giới thiệu chung các mạng di dộng 4

1.2 Hệ thống thông tin di động 2G 5

1.3 Hệ thống thông tin di động thế hệ 2,5G 15

1.3.1 Hệ thống GPRS 16

1.3.2 Hệ thống EDGE 17

1.4 Hệ thống thông tin di động 3G 18

1.5 Hướng tới hệ thống thông tin di động 4G 27

Chương 2: GIẢI PHÁP CHUYỂN MẠCH MỀM TRONG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 29

2.1 Tổng quan về MSS 29

2.1.1 Giới thiệu 29

2.1.2 Kiến trúc MSS WCDMA 34

2.1.3 Mô hình tham chiếu 3GPP 40

2.1.4 Các phần tử mạng của WCDMA MSS 43

2.1.5 Giải pháp mới (TFO/TrFO) 47

2.2 Các giao thức báo hiệu 57

2.2.1 Các giao thức và giao diện báo hiệu 57

2.2.1.1 Các giao diện trong mạng lõi GSM/WCDMA 57

2.2.1.2 Các giao thức báo hiệu 61

2.2.2 Giao thức BICC - Bearer Independent Call Control (BICC) 61

2.2.3 GCP/ H.248 - Gateway control protocol 67

2.2.4 Q.AAL2 - ATM Adaptation Layer 2 Signaling 70

2.2.5 IP Bearer Control Protocol 71

Chương 3: QUÁ TRÌNH THIẾT LẬP CUỘC GỌI CỦA TỔNG ĐÀI MSS

SỬ DỤNG GIAO THỨC BICC 72

3.1 Giới thiệu về giao thức BICC 72

3.1.1 Khái niệm: 72

3.1.2 Mô hình của giao thức BICC 72

3.2 Những bản tin chính trong quá trình thiết lập cuộc gọi sử dụng giao thức BICC 77

3.2.1 Bản tin khởi tạo địa chỉ (Initial Address Message) 77

3.2.2 Bản tin chuyển vận ứng dụng(Application Transport Message) 77

3.2.3 Bản tin kết thúc trao đổi thông tin địa chỉ (Address Complet Message) 79

3.2.4 Bản tin trả lời (Answer Message) 79

3.2.5 Bản tin giải phóng kết nối (Release Message) 80

3.2.6 Bản tin kết thúc giải phóng kết nối (Release Complet Message) 81

3.3 Tiến trình thiếp lập cuộc gọi 81

3.4 Tiến trình trao đổi thông tin về bộ mã hóa 85

3.5 Tiến trình giải phóng cuộc gọi 87

Kết luận và kiến nghị 88

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 89

LỜI NÓI ĐẦU

Thị trường di động trong những năm gần đây đã có những bước phát triển vô cùng mạnh mẽ Dịch vụ chủ đạo vẫn là thoại và SMS Tuy nhiên, các dịch vụ dữ liệu dựa trên nền IP ngày càng phát triển Nhu cầu của con người

về dịch vụ mới là không giới hạn, đòi hỏi các dịch vụ đa dạng và chất lượng cao Người sử dụng di động mong muốn cùng một thời điểm họ có thể sử dụng nhiều dịch vụ như vừa gọi điện thoại vừa gửi hình ảnh, chia sẻ file cho nhau Các dịch vụ viễn thông trở thành một một thứ "phong cách" trong cuộc sống Sự cạnh tranh giữa các nhà khai thác ngày càng khốc liệt Với các

dự đoán về sự phát triển của thị trường như vây, họ phải có các bước đi phù hợp nhằm đảm bảo sự sống còn của mình Một giải pháp được quan tâm là xu hướng hội tụ Các nhà khai thác đều hướng tới xây dựng mạng có tính hội tụ: một hệ thống các ứng dụng chung chạy trên một hạ tầng mạng lõi duy nhất có thể phục vụ cho nhiều phương thức truy nhập khác nhau Trong lĩnh vực di động, việc chuyển đổi kiến trúc mạng từ chuyển mạch kênh sang chuyển mạch gói dựa trên nền công nghệ IP đang là xu hướng chủ đạo

Trong luận văn này, em tập trung nghiên cứu về giải pháp chuyển mạch mềm trong mạng di động – Mobile Switching Solution Giải pháp này dựa trên kiến trúc mạng phân lớp, mạng tích hợp ngang Đó là kiến trúc mạng có

sự phân tách chức năng điều khiển với chức năng vận chuyển dữ liệu Sự phân tách lớp điều khiển khỏi lớp truyền tải phù hợp với xu hướng phát triển của các hệ thống thông tin di động 3G và phù hợp với các tổ chức tiêu chuẩn 3GPP

Nội dung luận văn của em gồm:

Chương 1: Tổng quan về sự phát triển các hệ thống thông tin di động Chương 2: Giải pháp chuyển mạch mềm trong mạng di động thế hệ thứ 3

WCDMA

Chương 3: Quá trình thiết lập cuộc gọi của tổng đài MSS sử dụng giao

thức BICC

Trong quá trình nghiên cứu, em đã cố gắng hoàn thành bản luận văn của mình một cách hoàn chỉnh Nhưng do thời gian và kiến thức còn nhiều hạn chế nên luận văn không thể tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận được sự chỉ bảo của thầy cô và ý kiến đóng góp của bạn bè để luận văn của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của PGS - TS Nguyễn Quốc Trung và các thầy cô giáo trong khoa Điện tử viễn thông đã giúp em hoàn thành luận văn này

Em xin chân thành cảm ơn!

TÓM TẮT NỘI DUNG

Thị trường viễn thông tại Việt Nam đang trong giai đoạn “chuyển mình”, tất cả các nhà khai thác mạng di động đều thống nhất lựa chọn giải pháp chuyển mạch mềm dựa trên kiến trúc mạng phân lớp, khi mà chức năng điều khiển được tách rời với chức năng vận chuyển dữ liệu Tổng đài MSC truyền thống dần được thay thế bởi tổng đài MSS bao gồm hai thực thể tách biệt nhau: MSC-Server (MSC-S) đóng có nhiệm vụ điều khiển và thiết lập cuộc gọi, MGW dưới sự điều khiển của MSC-S có nhiệm vụ cung cấp tài nguyên

và chuyển mạch cuộc gọi Luận văn này tập trung nghiên cứu giải pháp chuyển mạch mềm trong mạng viễn thông là cơ sở để tiến lên mạng 3G, đồng thời luận văn cũng tập trung nghiên cứu tiến trình thiết lập và xử lý cuộc gọi khi ứng dụng tổng đài chuyển mạch mềm sử dụng giao thức báo hiệu trên nền

IP (BICC) - công nghệ sẽ được ứng dụng phổ biến trong những năm sắp tới

ABSTRACT

Telecommunication in Viet Nam market nowadays is in the edge of evolution, most of operators clearly chose the mobile softswitch solution based on the layered architecture in which the control is separated from the bearer function Classical MSC in the GSM and 3GPP R99 is divided into two parts, namely, the MSC server and the MGW The MSC Server handles the control of CS calls in a GSM and WCDMA network while MGW handles the resources and switching function This thesis concentrates on Mobile softswitch solution_3G based infrastructure, not only that, it researches the call setup and processing that uses IP-based signaling protocol BICC (Bearer Independent call control) - the technique will be deployed years to come

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CÁC HỆ

THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

1.1 Giới thiệu chung các mạng di dộng

Điện thoại di động đã chứng tỏ là một trong những thành tựu nổi bật về công nghệ và thương mại trong những thập niên gần đây Kể từ khi điện thoại

di động ra đời, vị trí của nó trong thị trường đã phát triển một cách chóng mặt,

từ một thiết bị sơ khai, một vật chuyên biệt, rồi trở thành một vật dụng thực

sự cần thiết đối với việc giải trí và kinh doanh Qua hai thập kỷ gần đây, kết hợp với sự sụt giảm đáng kể chi phí cho hoạt động và sự phát triển của những ứng dụng và dịch vụ mới lạ, sự tiến triển trong công nghệ di động đã khẳng định một thị trường lớn mạnh

Sự tiến triển của công cuộc truyền thông di động từ trước đến nay có thể phân ra làm hai thế hệ phát triển Hiện tại, chúng ta sắp bước vào thế hệ thứ ba (3G) của những hệ thống di động Tổng quan mà nói, những hệ thống của thế hệ thứ nhất (1G) dựa trên nền tảng công nghệ tương tự chính là mũi tên chỉ đường cho các thế hệ sau Đến những năm 1990, những hệ thống của thế hệ thứ hai (2G) ra đời dựa trên công nghệ kỹ thuật số Bên cạnh lĩnh vực viễn thông truyền giọng nói bằng kỹ thuật số, với sự góp mặt của những hệ thống 2G, một loạt các dịch vụ số mới với tốc độ truyền dữ liệu thấp đã trở nên phong phú và đa dạng, bao gồm “mobile fax” (chuyển fax di động), gửi thư giọng nói, và dịch vụ gửi tin nhanh (Short Message Service - SMS) Những hệ thống của thế hệ thứ hai (2G) đồng nghĩa với sự toàn cầu hoá các

hệ thống di động Trong việc nhận ra tầm quan trọng của Internet và đồng thời là một bước tiến tiếp tới ngưỡng cửa của công nghệ thế hệ thứ ba (3G), giai đoạn phát triển cuối của loại mạng 2G đã cho ra đời những dịch vụ đa phương tiện di động Sự phát triển đầy kinh ngạc của Internet mô tả hoàn hảo

nhu cầu truy nhập vào các ứng dụng và dịch vụ băng rộng Những loại dịch

vụ này nằm ngoài khả năng của các hệ thống thuộc thế hệ 2G đương thời, là những dịch vụ mà chỉ cung cấp các dịch vụ thoại có tốc độ dữ liệu thấp Sự hội tụ của những công nghệ dựa trên các giao thức Internet và di động ngày nay là động lực chính cho sự phát triển của các hệ thống thuộc 3G Những hệ thống truyền thông di động 3G sẽ có khả năng phân phối các ứng dụng và dịch vụ với tốc độ dữ liệu lên tới và có thể vượt quá 2Mb/s Việc tiêu chuẩn hoá các hệ thống 3G thực hiên bởi Liên đoàn Viễn thông Quốc tế ITU Trên phương diện toàn cầu, người ta sẽ nhìn nhận ra đây là hệ thống Viễn thông Di động Quốc tế 2000 (IMT- 2000) Ở châu Âu, hệ thống 3G này sẽ được coi là

Hệ thống Viễn thông Di động Toàn cầu (UMTS) Cho dù thoại vẫn có thể là ứng dụng chiếm ưu thế trong mấy năm đầu của mạng hệ 3G, những cũng sẽ

có khả năng mạng vận hành những hệ thống với những ứng dụng đa phương tiện di động, chẳng hạn như điện thoại truyền hình ảnh, truy nhập file bằng ftp, tra cứu trang Web… Khi công nghệ 3G mở ra, những ứng dụng mới với băng thông rộng sẽ thâm nhập thị trường theo một khuynh hướng mà việc chuyển phát dữ liệu sẽ cho ra thông lượng lớn nhất

Tuy nhiên, mạng thông tin di động thế hệ thứ ba (3G) vẫn chưa đáp ứng được tất cả nhu cầu của khách hàng cần sử dụng giao tiếp thông tin tốc

độ cao Do đó, đòi hỏi phải có sự ra đời của mạng di động thế hệ thứ tư (4G) Tốc độ dữ liệu di động trên 2Mb/s, và có khả năng lên tới 155Mb/s trong một

số môi trường nhất định, sẽ tiếp tục mở rộng các dịch vụ và ứng dụng trong khả năng phân phối

1.2 Hệ thống thông tin di động 2G

Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai (2G) ra đời là một bước ngoặt trong lịch sử ngành truyền thông thế giới Từ sử dụng toàn bộ các thiết bị với

tín hiệu tương tự sang sử dụng toàn bộ các thiết bị với tín hiệu số đã giúp chất lượng mạng được cải thiện đáng kể

Giai đoạn đầu của quá trình phát triển GSM là phải đảm bảo dịch vụ số liệu tốt hơn Tồn tại hai cơ chế dịch vụ số liệu: chuyển mạch kênh (CS: Circuit Switched) và chuyển mạch gói (PS: Packet Switched)

Các dịch vụ số liệu chế độ chuyển mạch kênh đảm bảo:

- Dịch vụ bản tin ngắn – SMS

- Số liệu dị bộ cho tốc độ 14,4Kbps

Các dịch vụ số liệu chế độ chuyển mạch gói đảm bảo:

BSC : Đài điều khiển trạm gốc

OMC : Trung tâm khai thác và bảo dưỡng

PSPDN : Mạng chuyển mạch gói công cộng

PSDN : Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng

BSS

BSC

BTS

VLR ISDN

OMC PSPDN

PLMN

PSTN

CSPDN

MS

Hệ thống GSM được thiết kế để làm việc ở băng tần 900 MHz

(896-960 MHz) và qui định tám khe thời gian cho mỗi kênh rộng 200 KHz

Cấu trúc của mạng gồm ba phần chính:

(BSS) và thuê bao MS

năng chuyển mạch cần thiết cho các hoạt động độc lập của mạng hoặc cho các hoạt động kết hợp của mạng với các mạng cố định (PSTN/ISDN) hoặc các mạng vô tuyến khác

Subsystem) cung cấp các chức năng cần thiết cho toàn bộ hoạt động của mạng và cho việc thu nhận thông tin về hoạt động của hệ thống

™ Phân hệ vô tuyến (RSS - Radio SubSystem)

¾ Trạm di động (MS - Mobile Station)

MS là một đầu cuối di động, gồm 2 thiết bị: thiết bị di động ME (Mobile Equipment) và module nhận dạng thuê bao SIM (Subscriber Identity Module) SIM là một khối vật lý tách riêng, chẳng hạn là một IC Card hoặc còn gọi là card thông minh Không có SIM, MS không thể thâm nhập đến mạng trừ trường hợp gọi khẩn Liên kết đăng ký thuê bao đều thực hiện với card SIM chứ không phải với MS

¾ Hệ thống trạm gốc (BSS - Base Station System)

BSS là một hệ thống đặc thù riêng cho tính chất tổ ong vô tuyến của GSM BSS giao tiếp trực tiếp với các trạm di động MS thông qua giao diện vô tuyến, vì thế nó bao gồm các thiết bị thu/phát đường vô tuyến và quản lý các chức năng này Mặt khác BSS thực hiện giao tiếp với các tổng đài ở phân hệ chuyển mạch SS Tóm lại, BSS thực hiện đấu nối các MS với tổng đài và nhờ vậy đấu nối những người sử dụng các trạm di động với những người sử dụng viễn thông khác BSS cũng phải được điều khiển, do đó nó được đấu nối với phân hệ vận hành và bảo dưỡng OMS

BSS bao gồm hai loại thiết bị là: Trạm thu phát gốc BTS giao diện với

MS và Bộ điều khiển trạm gốc BSC giao diện với MSC

ƒ Trạm thu phát gốc (BTS - Base Tranceiver Station)

Một BTS bao gồm các thiết bị thu/phát, anten và bộ xử lý tín hiệu đặc thù cho giao diện vô tuyến BTS là thiết bị trung gian giữa mạng GSM và thiết bị thuê bao MS, trao đổi thông tin với MS qua giao diện vô tuyến Có thể coi BTS là các Modem vô tuyến phức tạp có thêm một số các chức năng khác Mỗi BTS tạo ra một hay một số khu vực vùng phủ sóng nhất định gọi là tế bào (cell)

Một bộ phận quan trọng của BTS là khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ (TRAU - Transcode/Rate Adapter Unit) TRAU là thiết bị mà ở đó quá trình mã hoá và giải mã tiếng đặc thù riêng cho GSM được tiến hành, tại đây

cũng thực hiện thích ứng tốc độ trong trường hợp truyền số liệu Khối thích ứng và chuyển đổi mã thực hiện chuyển đổi mã thông tin từ các kênh vô tuyến (16 Kb/s) theo tiêu chuẩn GSM thành các kênh thoại tiêu chuẩn (64 Kb/s) trước khi chuyển đến tổng đài TRAU là một bộ phận của BTS, nhưng cũng có thể được đặt cách xa BTS và thậm chí còn đặt trong BSC và MSC TRAU thường được điều khiển bởi BTS

ƒ Bộ điều khiển trạm gốc (BSC - Base Station Controller)

BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển từ xa Các lệnh này chủ yếu là lệnh ấn định, giải phóng kênh vô tuyến và chuyển giao Một phía BSC được nối với BTS, còn phía kia nối với MSC của phân hệ SS Trong thực tế, BSC được coi như là một tổng đài nhỏ,

có khả năng tính toán đáng kể Vai trò chính của nó là quản lý các kênh ở giao diện vô tuyến và chuyển giao Giao diện giữa BSC và MSC là giao diện A, còn giao diện giữa BTS và BSC là giao diện Abis

di động và TRX gửi đến BSC Dựa vào đó mà BSC sẽ quyết định công suất phát tốt nhất của MS và TRX để giảm nhiễu và tăng chất lượng cuộc đấu nối BSC cũng điều khiển quá trình chuyển giao nhờ các kết quả đo kể trên để quyết định chuyển giao MS sang cell khác, nhằm đạt được chất lượng cuộc gọi tốt hơn Trong trường hợp chuyển giao sang cell của một BSC khác thì nó phải nhờ sự trợ giúp của MSC Bên cạnh đó, BSC cũng có thể điều khiển chuyển giao giữa các kênh trong một cell hoặc từ cell này sang kênh của cell khác trong trường hợp cell này bị nghẽn nhiều

4 Quản lý mạng truyền dẫn: BSC có chức năng quản lý cấu hình các đường truyền dẫn tới MSC và BTS để đảm bảo chất lượng thông tin Trong trường hợp có sự cố một tuyến nào đó, nó sẽ tự động điều khiển tới một tuyến

dự phòng khác

™ Phân hệ chuyển mạch (SS - Switching Subsystem)

Phân hệ chuyển mạch (SS) bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của mạng GSM cũng như các cơ sở dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý di động của thuê bao Chức năng chính của SS là quản lý thông tin giữa những người sử dụng mạng GSM với nhau và với mạng khác

SS cũng cần giao tiếp với mạng ngoài để sử dụng khả năng truyền tải của các mạng này cho việc truyền tải số liệu của người sử dụng hay báo hiệu giữa các phần tử của mạng GSM Chẳng hạn SS có thể sử dụng mạng báo hiệu kênh chung số 7, mạng này đảm bảo hoạt động tương tác giữa các phần

tử của SS trong một hay nhiều mạng GSM

Phân hệ chuyển mạch bao gồm:

ƒ Trung tâm chuyển mạch di động (MSC - Mobile Switching Center) MSC thường là một tổng đài lớn điều khiển và quản lý một số các bộ điều khiển trạm gốc BSC Một tổng đài MSC thích hợp cho một vùng đô thị

và ngoại ô có dân cư vào khoảng một triệu (với mật độ thuê bao trung bình) MSC thực hiện các chức năng chuyển mạch chính, nhiệm vụ chính của MSC

là tạo kết nối và xử lý cuộc gọi đến những thuê bao của GSM, một mặt MSC giao tiếp với phân hệ BSS và mặt khác giao tiếp với mạng ngoài qua tổng đài

di động cổng G-MSC

ƒ Bộ ghi định vị thường trú (HLR - Home Location Register)

HLR lưu giữ các số liệu cố định của thuê bao di động trong mạng như SIM, các thông tin liên quan tới việc cung cấp các dịch vụ viễn thông, không phụ thuộc vào vị trí hiện thời của thuê bao và chứa các thông tin về vị trí hiện thời của thuê bao Thường HLR là một máy tính đứng riêng, không có khả năng chuyển mạch nhưng có khả năng quản lý hàng trăm ngàn thuê bao Một chức năng con của HLR là nhận dạng trung tâm nhận thực thuê bao AUC

ƒ Bộ ghi định vị tạm trú (VLR - Visitor Location Register)

Là một cơ sở dữ liệu chứa thông tin về tất cả các MS hiện đang ở vùng phục vụ của MSC Mỗi MSC có một VLR, thường thiết kế VLR ngay trong MSC Ngay cả khi MS lưu động vào một vùng MSC mới VLR liên kết với MSC sẽ yêu cầu số liệu về MS từ HLR Đồng thời HLR sẽ được thông báo rằng MS đang ở vùng MSC nào Nếu sau đó MS muốn thực hiện một cuộc gọi, VLR sẽ có tất cả các thông tin cần thiết để thiết lập một cuộc gọi mà không cần hỏi HLR Có thể coi VLR như một HLR phân bố VLR chứa thông tin chính xác hơn về vị trí MS ở vùng MSC Nhưng khi thuê bao tắt máy hay rời khỏi vùng phục vụ của MSC thì các số liệu liên quan tới nó cũng hết giá trị Vì vậy, có thể gọi VLR là hệ thống lưu giữ “ Hộ khẩu tạm trú” của các thuê bao vãng lai

ƒ Thanh ghi nhận dạng thiết bị (EIR - Equipment Identity Register): EIR có chức năng kiểm tra tính hợp lệ của ME thông qua số nhận dạng thuê bao di động quốc tế (IMEI - International Mobile Equipment Identity) và

chứa các số liệu về phần cứng của thiết bị ME thuộc một trong ba danh sách sau:

- Nếu ME thuộc danh sách trắng (White List) thì nó được quyền truy nhập và

ƒ Trung tâm nhận thực (AUC - AUthentication Center)

Được nối đến HLR, chức năng của AUC là cung cấp cho HLR các tần

số nhận thực và các khoá mật mã để sử dụng cho bảo mật Đường vô tuyến cũng được AUC cung cấp mã bảo mật để chống nghe trộm, mã này được thay đổi riêng biệt cho từng thuê bao Cơ sở dữ liệu của AUC còn ghi nhiều thông tin cần thiết khác khi thuê bao đăng ký nhập mạng và được sử dụng để kiểm tra khi thuê bao yêu cầu cung cấp dịch vụ, tránh việc truy nhập mạng một cách trái phép

ƒ Tổng đài di động cổng G-MSC:

Tất cả các cuộc gọi vào cho mạng GSM/PLMN sẽ được định tuyến cho tổng đài vô tuyến cổng Gateway-MSC Nếu một người nào đó ở mạng cố định PSTN muốn thực hiện một cuộc gọi đến một thuê bao di động của mạng GSM/PLMN Tổng đài tại PSTN sẽ kết nối cuộc gọi này đến MSC có trang bị một chức năng được gọi là chức năng cổng Tổng đài MSC này gọi là MSC cổng và nó có thể là một MSC bất kỳ ở mạng GSM G-MSC sẽ phải tìm ra vị trí của MS cần tìm Điều này được thực hiện bằng cách hỏi HLR nơi MS đăng

ký HLR sẽ trả lời, khi đó MSC này có thể định tuyến lại cuộc gọi đến MSC cần thiết Khi cuộc gọi đến MSC này, VLR sẽ biết chi tiết hơn về vị trí của

MS Như vậy có thể nối thông một cuộc gọi ở mạng GSM có sự khác biệt giữa thiết bị vật lý và đăng ký thuê bao

ƒ Khối IWF:

Để kết nối MSC với một số mạng khác cần phải thích ứng các đặc điểm truyền dẫn của mạng GSM với các mạng này Các thích ứng này gọi là chức năng tương tác IWF IWF bao gồm một thiết bị để thích ứng giao thức và truyền dẫn IWF có thể thực hiện trong cùng chức năng MSC hay có thể ở thiết bị riêng, ở trường hợp hai giao tiếp giữa MSC và IWF được để mở

™ Phân hệ khai thác và bảo dưỡng (OSS)

OSS (Operation and Support System) thực hiện 3 chức năng chính:

- Quản lý thuê bao và tính cước

- Quản lý thiết bị di động

ƒ Khai thác và bảo dưỡng mạng:

Khai thác: Là hoạt động cho phép nhà khai thác mạng theo dõi hành vi của mạng như tải của hệ thống, mức độ chặn, số lượng chuyển giao giữa hai cell… Nhờ vậy nhà khai thác có thể giám sát được toàn bộ chất lượng dịch vụ

mà họ cung cấp cho khách hàng và kịp thời nâng cấp Khai thác còn bao gồm việc thay đổi cấu hình để giảm những vẫn đề xuất hiện ở thời điểm hiện thời,

để chuẩn bị tăng lưu lượng trong tương lai và mở rộng vùng phủ sóng Ở các

hệ thống viễn thông hiện đại, khai thác được thực hiện bằng máy tính và được tập trung ở một trạm

Bảo dưỡng: Có nhiệm vụ phát hiện, định vị và sửa chữa các sự cố và hỏng hóc, có quan hệ mật thiết với khai thác Các thiết bị ở hệ thống viễn thông hiện đại có khả năng tự phát hiện một số các sự cố hay dự báo sự cố thông qua kiểm tra Bảo dưỡng bao gồm các hoạt động tại hiện trường nhằm

thay thế các thiết bị có sự cố, cũng như việc sử dụng các phần mềm điều khiển từ xa

Hệ thống khai thác và bảo dưỡng có thể được xây dựng trên nguyên lý của TMN (Telecommunication Management Network - Mạng quản lý viễn thông) Lúc này, một mặt hệ thống khai thác và bảo dưỡng được nối đến các phần tử của mạng viễn thông (MSC, HLR, VLR, BSC, và các phần tử khác của mạng, trừ BTS) Mặt khác hệ thống khai thác và bảo dưỡng được nối tới máy tính chủ đóng vai trò giao tiếp người - máy Theo tiêu chuẩn GSM hệ thống này được gọi là trung tâm vận hành và bảo dưỡng (OMC - Operation and Maintenance Center)

ƒ Quản lý thuê bao:

Bao gồm các hoạt động quản lý đăng ký thuê bao Nhiệm vụ đầu tiên là nhập và xoá thuê bao khỏi mạng Đăng ký thuê bao cũng có thể rất phức tạp, bao gồm nhiều dịch vụ và các tính năng bổ sung Nhà khai thác có thể thâm nhập được các thông số nói trên Một nhiệm vụ quan trọng khác của khai thác

là tính cước các cuộc gọi rồi gửi đến thuê bao Khi đó HLR, SIM-Card đóng vai trò như một bộ phận quản lý thuê bao

di động thế hệ thứ 3 (3G) Ưu điểm của các hệ thống này là tận dụng được cơ

sở vật chất sẵn có của mạng GSM, chỉ yêu cầu thay đổi rất ít là có thể khai thác được

1.3.1 Hệ thống GPRS

Một sự phát triển đầu tiên của hệ thống GSM để đạt được tốc độ bit thích hợp với các ứng dụng yêu cầu tốc độ bit trung bình là việc dựa trên nền GSM sẵn có và thêm một lớp trong thủ tục thông tin cho phép vận chuyển các

dữ liệu dạng gói với tốc độ bit khoảng 115 kbit/s và giữ nguyên kiểu (mode) chuyển mạch cho các tốc độ bit thấp khoảng chục kbit/s Hệ thống này có tên

là GPRS GPRS (General Packet Radio Service) là một hệ thống vô tuyến thuộc thế hệ 2,5G, nhưng vẫn là một hệ thống 2G nếu xét về mạng lõi Bằng việc sử dụng lại các tần số, khung truyền dẫn (frame) và các cơ sở vật chất sẵn có của mạng GSM, chỉ có duy nhất có thay đổi về phần mềm trong việc cài đặt hệ thống, giải pháp GPRS sử dụng là mode thông tin khác nhau

Chuẩn GPRS sử dụng khung truyền dẫn TDMA của chuẩn GSM Tùy theo số lượng bit thông tin cần tuyền đi, có thể một khe thời gian hoặc nhiều khe thời gian được sử dụng để chuyển các gói tin Do đó, ở kiểu chuyển mạch kênh được sử dụng để truyền thông tin có tốc độ bit thấp như tiếng nói và kiểu chuyển mạch gói để truyền thông tin tốc độ bit cao hơn như truyền các gói dữ liệu GPRS đã kết hợp các khe thời gian, tạo ra tốc độ bit cao hơn so với GSM GPRS cho phép tăng tốc độ truyền dữ liệu lên 8 lần nều sử dụng cả

8 khe thời gian của tần số sóng mang Tuy nhiên, GPRS vẫn dựa vào kỹ thuật điều chế GMSK nguyên thủy, do đó, vẫn hạn chế tốc độ truyền tin GPRS là nền tảng IP (Internet Protocol) cho mạng GSM và UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), do đó nó được sử dụng cho các ứng dụng WAP (Wireless Application Protocol) và Internet

1.3.2 Hệ thống EDGE

Một giải pháp kỹ thuật khác để đạt được tốc độ bit tương thích với các ứng dụng truyền thông đa phương tiện tốc độ cao đó là giải pháp EDGE (Enhanced Data Rate for GSM Evolution) Giải pháp này sử dụng lại các đặc trưng phổ của chuẩn GSM cho phép tốc độ bit đạt tới 384 kbit/s Chuẩn EDGE cho phép đạt được tốc độ bit này bằng việc kết hợp sử dụng phương thức điều chế pha 8-PSK (8-Phase Shift Keying) và sử dụng hay kết hợp nhiều khe thời gian trong quá trình truyền dẫn như trong mạng GPRS thay vì chỉ sử dụng khe thời gian như trong mạng GSM Bằng việc có thể sử dụng lại hầu hết các cơ sở vật chất của mạng GSM, giải pháp này cho phép giảm giá thành đầu tư Phương thức điều chế 8-PSK; có nghĩa là trong đó kết hợp 3 bits cho 1 ký hiệu sẽ tăng tốc độ bit lên 3 lần so với điều chế GMSK của chuẩn GSM với cùng một dải phổ chiếm dụng Tốc độ bit cơ sở chuyền từ 270 kbit/s lên tới 810 kbit/s hoặc tốc độ truyền số liệu 384 kbit/s cho chuẩn EDGE thay

vì 9,6 kbit/s cho chuẩn GSM Tuy nhiên hiệu suất công suất của phương thức điều chế 8-PSK trong mạng EDGE chỉ bằng 4/9 so với phương thức điều chế GMSK trong mạng GSM Do đó công suất của máy phát EDGE phải lớn gấp đôi so với GSM, điều này sẽ ảnh hưởng tới việc chế tạo thiết bị đầu cuối và các trạm thu phát công suất nhỏ như Micro BTS, pico BTS Để khắc phục khó khăn về công suất của máy đầu cuối người ta đã đưa ra giải pháp trong đó máy đầu cuối ở đường lên sẽ phát tín hiệu sử dụng phương thức điều chế GMSK còn trạm thu phát vô tuyến gốc BTS sẽ phát ở đường xuống tín hiệu điều chế 8–PSK với lý do phần lớn các ứng dụng tốc độ cao đều nằm ở đường xuống (như truy cập internet, ứng dụng dịch vụ đa phương tiện), giải pháp này nhằm hạn chế tính phức tạp cho máy đầu cuối

Hệ thống EDGE, tuy nhiên, vẫn dựa vào chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói và hạn chế tốc độ 384 kbit/s nên sẽ khó khăn cho việc ứng dụng các dịch vụ đòi hỏi việc chuyển mạch linh động hơn và tốc độ truyền dữ liệu lớn hơn (khoảng 2 Mbit/s) trong tương lai

1.4 Hệ thống thông tin di động 3G

Các dịch vụ vô tuyến di động thế hệ thứ 3 mới (3G) không tương ứng với một giao diện thông tin duy nhất và toàn cầu, mà tương ứng với sự kết hợp các hệ thống có nhiều giao diện với nhau Sự kết hợp này được gọi là IMT-2000 và nó kết hợp hệ thống UMTS (Universal Mobile Telephone System), hệ thống UWC-136 và CDMA 2000 ở Mỹ, các hệ thống đang trong quá trình nhiên cứu và phát triển đó là hệ thống CDMA 2000 tương ứng với

sự tiến triển của hệ thống IS-95 và hệ thống UWC-136 là một tiến triển của IS-136 ở Châu Âu, các hệ thống đang được nghiên cứu và phát triển tương ứng với chuẩn UMTS Chuẩn UMTS và CDMA 2000 sử dụng phương pháp truy cập theo mã CDMA, trong khi chuẩn UWC-136 dựa trên phương pháp truy cập theo thời gian TDMA

Mục đích của các chuẩn này là cho phép các dịch vụ truyền thông tin

đa phương tiện tốc độ cao (điện thoại, dữ liệu và hình ảnh) qua mạng internet

và để mở ra một mạng thông tin chung trên toàn thế giới Các chuẩn 3G phải tương thích với các hệ thống 2G và 2G+ Do đó, kỹ thuật thông tin sử dụng băng tần kép hoặc đa băng sẽ được ứng dụng

™ Các tiêu chí chung để xây dựng IMT-2000:

ƒ Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2GHz như sau:

- Đường lên : 1882- 2025 MHz

- Đường xuống : 2110- 2200 MHz

ƒ Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các loại hình thông tin vô tuyến:

- Tích hợp các mạng thông tin hữu tuyến và vô tuyến

- Tương tác cho mọi loại dịch vụ viễn thông

ƒ Có thể hỗ trợ các dịch vụ như sau:

- Các phương tiện tại nhà ảo (VHE - Virtual Home Environment) trên cơ sở mạng thông minh, di động cá nhân và chuyển mạng toàn cầu

- Đảm bảo chuyển mạng quốc tế

- Đảm bảo các dịch vụ đa phương tiện đồng thời cho thoại, số liệu chuyển mạch kênh và số liệu chuyển mạch gói

- Dễ dàng hỗ trợ các dịch vụ mới xuất hiện

™ Các yêu cầu đối với hệ thống thông tin di dộng 3G

Sự phát triển của hệ thống thông tin di dộng thế hệ 3 ngoài việc giải quyết các vấn đề mà hệ thống thông tin di dộng thế hệ thứ 2 (2G) chưa thực hiện được, còn phải có khả năng đáp ứng các yêu cầu ngày càng tăng của con người đối với khả năng truyền số liệu Vì vậy, hệ thống thông tin di dộng thế

hệ 3 phải thực hiện được những mục tiêu cơ bản sau:

- Có khả năng truyền tải đa phương tiện: Hệ thống thông tin di dộng trong tương lai truyền tải dịch vụ hình ảnh tốc độ thấp cho đến tốc độ cao nhất là 2Mbps

- Tăng dịch vụ chuyển mạch gói: Hệ thống thông tin di dộng thế hệ 2 chỉ

có phương thức chuyển mạch kênh truyền thống, hiệu suất kênh tương đối thấp Trong khi đó, hệ thống thông tin di dộng thế hệ 3 tồn tại đồng thời cả chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói

- Tăng phương thức truyền tải không đối xứng: Do dịch vụ số liệu mới như www có đặc tính không đối xứng, truyền tải đường lên thường chỉ cần vài nghìn bit/s, còn truyền tải đường xuống có thể cần vài trăm nghìn bit/s Trong khi đó, hệ thống thông tin di dộng thế hệ 2 chỉ hỗ trợ dịch vụ đối xứng

- Khả năng tăng cường số liệu: Hệ thống thông tin di dộng trong tương lai

sẽ nâng cao khả năng truyền số liệu so với hệ thống thông tin di dộng thế hệ 2

- Chất lượng truyền và chất lượng dịch vụ không thua kém mạng cố định:

Hệ thống thông tin di dộng trong tương lai cung cấp chất lượng truyền tải đạt đến hoặc gần đến chất lượng của hệ thống hữu tuyến, có thể cung cấp tốc độ truyền là 144Kbps cho người đi xe, 384Kbps cho người đi bộ và 2Mbps cho người sử dụng trong nhà

- Hiệu suất phổ tần cao hơn: ứng dụng nhiều kỹ thuật mới như điều khiển công suất nhanh, chuyển giao mềm, hệ thống anten thông minh… đã nâng cao hiệu suất phổ của hệ thống mới một cách hiệu quả

Hệ thống 3G WCDMA

UMTS là một hệ thống được lựa chọn cho các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 UMTS được quản lý bởi liên đoàn viễn thông thế giới ITU trong khuôn khổ dự án IMT-2000 toàn cầu Năm 1998, dự án UMTS đă mở rộng đến các đối tác, các tổ chức ở Mỹ, Nhật và Hàn Quốc Dự án này có tên

là 3GPP (Third Generation Group Project Partnership) Mục đích của UMTS

là để phát triển vùng phủ sóng tốt nhất, tăng số lượng thuê bao, cải tiến sự hội

tụ giữa điện thoại cố định và di động và xúc tiến việc hoàn thành dịch vụ 3G

UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access) là giao diện vô tuyến của UMTS UTRA có 2 kiểu hay phương thức đa truy cập: truy cập theo mã băng rộng W-CDMA (Wide Band Code Division Multiple Access) dành cho chế

độ FDD và phương pháp phân bố theo mã trong miền thời gian TD-CDMA

(Time Division Code Division Multiple Access) cho chế độ TDD Phương thức điều chế được sử dụng cho mỗi kênh là QPSK Tùy theo nhu cầu sử dụng phổ và tốc độ bit truyền, hệ số trải phổ sẽ thay đổi cho phù hợp Kỹ thuật điều chế và trải phổ được kết hợp gọi là HPSK

Tốc độ bit dữ liệu thay đổi tùy theo vận tốc di chuyển và hệ thống UMTS hoạt động theo phương thức truyền dẫn không đồng bộ Tốc độ dữ liệu thay đổi và hệ thống cho phép giảm các ảnh hưởng của fading trong kênh

vô tuyến

W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) là một công nghệ truy nhập vô tuyến được phát triển mạnh ở châu Âu Hệ thống này hoạt động ở chế độ FDD và dựa trên kỹ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS-Direct Sequence Spread Spectrum) sử dụng tốc độ chip 3,84 Mcps bên trong băng tần 5MHz Băng tần rộng hơn và tốc độ trải phổ cao làm tăng độ lợi xử lý và một giải pháp thu đa đường tốt hơn, đó là đặc điểm quyết định để chuẩn bị băng tần cho IMT-2000

W-CDMA hỗ trợ trọn vẹn cả các dịch vụ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói tốc độ cao và đảm bảo sự hoạt động đồng thời của các dịch vụ hỗn hợp với chế độ gói hoạt động ở mức hiệu quả nhất Hơn thế, W-CDMA hỗ trợ các tốc độ số liệu của người sử dụng có tính thay đổi cao, dựa trên thủ tục điều chỉnh tốc độ, trong đó tỷ lệ dung lượng số liệu giữa những người sử dụng

có thể thay đổi từ khung này qua khung khác

Chuẩn W-CDMA hiện thời sử dụng phương pháp điều chế QPSK, một phương pháp điều chế tốt hơn 8-PSK nhiều, cung cấp tốc độ số liệu đỉnh là 2Mbps với chất lượng truyền tốt trong vùng phủ rộng

W-CDMA là công nghệ truyền dẫn vô tuyến mới với mạng truy nhập

vô tuyến mới, được gọi là UTRAN, bao gồm các phần tử mạng mới như RNC (Radio Network Controller) và NodeB (tên gọi trạm gốc mới trong UMTS)

Hình 1.2: Kiến trúc mạng 3G WCDMA

Kiến trúc mạng 3G WCDMA gồm:

™ Thiết bị người sử dụng (UE - User Equipment)

Thiết bị người sử dụng bao gồm thiết bị di động (ME) và Module nhận dạng thuê bao UMTS (USIM) USIM là một vi mạch chứa thông tin liên quan đến thuê bao cùng với khóa an toàn Giao diện giữa UE và mạng là giao diện

Uu

™ Mạng truy nhập (AN - Access Network)

Mạng truy nhập chứa các phần tử sau:

- Bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC – Radio Network Controller): đóng vai trò như BSC ở mạng thông tin di động GSM

- Nút B (NB - Node B): đón vai trò như các trạm BTS ở mạng thông tin di động GSM

Theo quy định của 3GPP, trạm gốc được gọi là nút B Nút B được nối đến bộ điều khiển mạng vô tuyến - RNC RNC điều khiển tài nguyên vô tuyến của các nút B Giao diện giữa nút B và RNC là giao diện Iub Khác với giao diện Abis tương đương của GSM, giao diện Iub được tiêu chuẩn hóa hoàn toàn và để mở, vì thế nó có thể kết nối nút B của nhà sản xuất này với RNC của một nhà sản xuất khác

Khác với ở GSM là các BSC không nối với nhau, mạng truy nhập vô tuyến của 3G WCDMA có cả các giao diện giữa các RNC Mục đích của giao diện này là hỗ trợ tính di động giữa các RNC và chuyển giao giữa các nút B nối đến các RNC

™ Mạng lõi (CN - Core Network)

Mạng lõi CN thực hiện khả năng hỗ trợ cho cả các dịch vụ viễn thông chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói tới các thuê bao di động Các dịch vụ viễn thông này bao gồm cả các dịch vụ cơ bản và các dịch vụ mới Các dịch

vụ chuyển mạch kênh cơ bản bao gồm việc chuyển mạch kênh cho các cuộc gọi thoại và dữ liệu, các chức năng điều khiển cuộc gọi để hỗ trợ các cuộc gọi chuyển mạch kênh điểm - điểm cơ bản Các dịch vụ chuyển mạch gói cơ bản bao gồm việc định tuyến và vận chuyển các gói IP của người dùng Các dịch

vụ mới, được đề cập chung như là các dịch vụ bổ sung hay là các dịch vụ được thêm vào, bao gồm bất cứ dịch vụ nào cung cấp các hữu ích ngoài các dịch vụ cơ bản Ví dụ như các dịch vụ chuyển mạch kênh mới bao gồm các cuộc gọi trả trước, các cuộc gọi miễn thuế, cuộc gọi chuyển tiếp (ví dụ chuyển tiếp một cuộc gọi thoại này đến một cuộc gọi thoại khác hay đến một hòm thư)… Các dịch vụ chuyển mạch gói mới có thể bao gồm tất cả các dịch vụ

hay tất cả các ứng dụng trên nền mạng IP ngoại trừ sự vận chuyển gói đơn giản Một vài ứng dụng là dịch vụ thư điện tử, World-Wide-Web, các dịch vụ dựa vào sự phân vùng, các dịch vụ nhắn tin đa phương tiện, chò trơi trên mạng và dịch vụ thương mại điện tử

Mạng lõi CN được chia thành các khối chức năng như sau:

1 Vùng chuyển mạch kênh (CS)

2 Vùng chuyển mạch gói (PS)

3 Phân hệ đa phương tiện IP (IMS)

4 Các bộ dịch vụ thông tin

¾ Vùng chuyển mạch kênh trong mạng lõi

Vùng CS bao gồm tất cả các thực thể mạng lõi để cung cấp các dịch vụ thoại và dữ liệu chuyển mạch kênh cho các thuê bao di động Vùng chuyển mạch kênh trong mạng lõi được xây dựng dựa trên các kỹ thuật của mạng lõi GSM

Các thực thể mạng chính của nó là:

- Tổng đài di động cổng Gateway MSC

- Cổng Gateway MSC

- Bộ ghi định vị tạm trú VLR

- Bộ phục vụ thuê bao thường trú HSS

- Bộ ghi nhận thực thiết bị EIR và Trung tâm nhận thực AuC

MSC đóng vai trò chuyển mạch và các chức năng điều khiển cuộc gọi cần thiết để cung cấp các dịch vụ chuyển mạch kênh cơ bản cho các đầu cuối

di động Mặt khác, nó cũng giữ chức năng quản lý di động, bao gồm các chức năng đăng ký vị trí và handoff cho các đầu cuối di động MSC liên kết các RAN tới vùng CS trong mạng lõi Một MSC có thể nối với nhiều BSS trong GSM hay với nhiều RNS trong UTRAN