7.2. CẤU TRÚC HỆ THỐNG GPRS. 7.2.1. Cấu trúc logic mạng GPRS Mạng GPRS được xây dựng trên cơ sở cấu trúc mạng GSM hiện tại, cộng thêm một số phần tử mới. Một mạng GPRS gồm các phần tử sau đây: • Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN – Serving GPRS Support Node). • Nút hỗ trợ cổng GPRS (GGSN – Gateway GPRS Support Node). • Trung tâm vận hành bảo dưỡng GPRS (OMC – G). • Hệ thống vô tuyến. • Máy điện thoại di động hỗ trợ GPRS. Hình Cấu trúc hệ thống GPRS. SMS GMSC: Gateway MSC for short Message Service MSC có cổng cho dịch vụ nhắn tin ngắn. SMS IWMSC: Interworking MSC for Short Message Service MSC liên mạng cho dịch vụ nhắn tin ngắn. SMS C: Short Message Service Center Trung tâm dịch vụ nhắn tin. MSC: Mobile Switching Center Trung tâm chuyển mạch (tổng đài) di động. VLR: Visitor Location Register Bộ đăng ký tạm trú. HLR: Home Location Register Bộ đăng ký thường trú. BSC: Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc. PCU: Packet Control Unit khối (đơn vị) điều khiển gói. BTS: Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc. SGSN: Serving GPRS Support Node Nút hỗ trợ dịch vụ của GPRS. GGSN: Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ cổng GPRS. BG: Border Gateway Cổng ngoại biên. EIR: Equipment Identity Register Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị. DNC: Data Networking System or Domain Name Server Hệ thống dữ liệu hoặc máy chủ tên miền. 7.2.1. Chức năng các phần tử trong mạng GPRS. a. Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN) Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN Serving GPRS Support Node) phụ trách việc phân phân phát và định tuyến các gói số liệu giữa máy cầm tay MS và các mạng truyền số liệu bên ngoài. SGSN không chỉ định tuyến các gói số liệu giữa máy di động MS và nút hỗ trợ cổng GPRS GGSN mà còn đăng ký cho các máy di động GPRS mới xuất hiện trong vùng phục vụ của nó. SGSN có các chức năng chính như sau: ❖ Quản trị di động: Bao gồm qản lý việc nhập mạng, rời mạng của thuê bao GPRS, quản lý vị trí hiện diện của thuê bao trong vùng phục vụ, thực hiện các chức năng bảo mật, an ninh cho mạng. ❖ Định tuyến và truyền tải các gói dữ liệu đi đến hay được xuất phát từ vùng phục vụ của SGSN đó. ❖ Quản lý các trung kế logic bao gồm các kênh lưu lượng gói dữ liệu lưu lượng các bản tin ngắn (SMS) ❖ Thiết lập hay huỷ bỏ các giao thức dữ liệu gói PDP phục vụ cho việc truyền tải các gói dữ liệu PDU giữa thuê bao GPRS và GGSN thông qua hai giao diện Gn và Gb. ❖ Thực hiện kỹ thuật nén dữ liệu được truyền tải giữa SGSN và máy di động nhằm nâng cao hiệu quả của các kết nối trong mạng ❖ Cung cấp các khả năng kết nối với các phần tử khác trong mạng như : SGSN MSCVLR, HLR, BSC ... ❖ Cung cấp khả năng tương tác với mạng GSM khi cả hai công nghệ này cùng sử dụng chung một nguồn tài nguyên. ❖ Điều hành việc xếp hàng của các gói dữ liệu trao đổi giữa trạm gốc BSS và nút hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN) Cung cấp dữ liệu ơhục vụ cho việc tính cước, các thông tin phục vụ tính cước được thu thập tại SGSN chỉ liên quan đến phần sử dụng mạng vô tuyến của các thuê bao. b. Nút hỗ trợ cổng GPRS (SGSN) Nhìn về mặt hệ thống, GGSN (Gateway GPRS Support Node) đóng vai trò như một GMSC (Gate Mobile Switching Center Trung tâm chuyển mạch cổng di động). GGSN cungcấp mộtgiaodiện cổng phục vụ cho việc trao đổi dữ liệu gói bên ngoài (PDN). Nó cung cấp địa chỉ định tuyến cho các dữ liệu được phân phối tới máy di động và gửi các số liệu xuất phát từ máy di động tới địa chỉ đã được chỉ định. GGSN cũng tương tác với các mạng chuyển mạch gói ngoài và được kết nối với SGSN theo giao thức IP dựa trên mạng đường trục GPRS. GGSN có hai giao diện Gi và Gn, trong đó giao diện Gi phục vụ cho việc trao đổi dữ liệu giữa thuê bao GPRS với các mạng thiết bị đầu cuối thuộc mạng dữ liệu bên ngoài được kết nối với GGSN. Giao diện Gn phục vụ cho việc truyền tải dữ liệu báo hiệu giữa GGSN và SGSN, kết nối này được thực hiện qua mạng IP (mạng đường trục GPRS). GGSN còn được nối với bộ đăng ký thường trú HLR qua giao diện Gc để thu thập thông tin định tuyến cũng như các dữ liệu về thuê bao GPRS. GGSN có các chức năng chính sau: ❖ Cung cấp giao diện giữa mạng GPRS với các mạng dữ liệu bên ngoài. Nhìn từ phía các mạng bên ngoài GPRS đóng vai trò như một bộ định tuyến đến tất cả các thuê bao được phục vụ bởi GPRS. ❖ Định tuyến và truyền tải dữ liệu giữa GPRS và các mạng dữ liệu GPRS. ❖ Quản trị các phiên làm việc GPRS, thiết lập thông tin về phía các mạng bên ngoài. ❖ Cung cấp khả năng chuyển đổi khuôn dạng các gói dữ liệu được trao đổi giữa mạng GPRS và các mạng dữ liệu khác. Điều này cho phép các gói dữ liệu X.25 và IP được truyền tải với cùng khuôn dạng về cước thông qua mạng GPRS. ❖ Cung cấp dữ liệu phục vụ cho việc tính cước, các thông tin được thu thập tại GGSN chỉ liên quan đến phần sử dụng dữ liệu bên ngoài. ❖ Điều khiển việc truy nhập trên GGSN ❖ Chức năng bảo mật khi kết nối Internet. c. Sự kết hợp giữa nút hỗ trợ dịch vụ SGSN và nút hỗ trợ cổng GGSN. Các chức năng của SGSN và GGSN có thể kết hợp với nhau trong cùng một khối vật lý hoặc có thể tách biệt thành các khối riêng biệt. SGSN và GGSN có các chức năng định tuyến IP, chúng có thể kết hợp với các bộ định tuyến IP (router). Khi SGSN và GGSN thuộc về hai mạng di động mặt đất công cộng PLMN (Public Land Mobile Network) khác nhau, chúng được kết nối thông qua giao diện Gn (giao diện giữa SGSN và GGSN nằm trong cùng một PLMN) công thêm chức năng về an ninh được yêu cầu khi trao đổi thông tin giữa các PLMN khác nhau, các chức năng về an ninh này được xây dựng tuỳ thuộc vào thoả thuận của các nhà khai thác. Khi đưa mạng GPRS vào khai thác, dựa trên mạng GSM hiện có thì các phần tử của mạng GSM cùng trở thành phần tử của mạng GPRS. d. Hệ thống trạm gốc BSS. Phần BSS cung cấp tất cả các chức năng điều khiển và truyền dẫn thông tin phần vô tuyến của mạng, bao gồm : Khối điều khiển dữ liệu gói PSU (Packet Control Unit) Khối điều khiển dữ liệu gói PCU có nhiệm vụ kết hợp các chức năng điều khiển kênh vô tuyến GPRS với phần hệ thống trạm gốc BSS cảu mạng GSM hiện tại, PCU được đặt tại bộ điềukhiểntrạm gốc BSC và phục vụ BSC đó. PCU quản lý các chức năng về chuyển tiếp khung (nếu PCU được kết nối với GSM qua mạng chuyển tiếp khung), quản lý các thông tin báo hiệu về dịch vụ mạng, báo hiệu BSSGP (giao thức GPRS BSS), định tuyếnn các bản tin báo hiệu, quản lý tải tin các lớp RLCMAC (Điều khiển kết nối vô tuyến Điều khiển truy nhập trung gian) và truyền tải dữ liệu của người sử dụng. Dữ liệu của người sử dụng sẽ được chuyển từ BTS tới BSC thông qua đường lên CCU (Channel Control Unit), sau đó truyền qua đường E1 tới PCU. Tại PCU các khối dữ liệu RLC sẽ được sắp xếp lại trong khung (điều khiển liên kết logic), sau đó được chuyển tới SGSN. Báo hiệu BSSGP và NS (dịch vụ mạng) sử dụng gaio thức chuyển tiếp khung, làm nhiệm vụ báo hiệu giữa PCU và SGSN. PCU được kết nối với GSN thông qua mạng chuyển tiếp khung hoặc cũng có thể được kết nối trực tiếp với GSN. Bộ điều khiển trạm gốc BSC Trong mạng GPRS, BSC (Base Station Controller) đóng vai trò trung tâm phân phối, định tuyến dữ liệu và thông tin báo hiện GPRS. BSC cũng cung cấp tất cả các chức năng liên quan đến phần BSS của mạng. BSC có thể thiết lập, giám sát và huỷ bỏ kết nối của các cuộc gọi chuyển mạch kênh cũng như chuyển mạch gói. BSC còn cung cấp các chức năng về chuyển vùng, thiết lập các tham số của các tế bào (cell) trong mạng. Trạm gốc BTS BTS (Base Transceiver Station) cung cấp khả năng ấn định các kênh vật lý tại các khe thời gian chocuộcgọi chuyển mạch trong mạng GSM và dữ liệu chuyển mạch gói GPRS. BTS kết hợp với PCU để thực hiện các chức năng về vô tuyến trong mạng GPRS. Dữ liệu gói của người sử dụng sẽ được chuyển từ BTS tới BSC qua đường lên CCU. CCU trong BTS thực hiện mã kênh bao gồm sửa lỗi trước (FEC), nó thực hiện việc đo kênh vô tuyến, sự ánh xạ của GPRS và báo hiệu trên giao diện Abis trên đường truyền tới BSC. e. Phần hệ chuyển mạch. Trung tâm chuyển mạch di động Bộ đăng kỷ tạm trú MSC VLR MSCVLR (Mobile Switching Center Visitor Location Register) được sử dụng cho việc đăng ký và liên lạc với thuê bao nhưng không đóng vai trò gì trong việc định tuyến dữ liệu GPRS. Một MSC có thể được kết nối với một hoặc nhiều SGSN tuỳ thuộc vào lưu lượng thông tin. Trong hệ thống GPRS, MSCVLR không được dùng cho thủ tục nhận thực thuê bao như trong hệ thống GSM mà thay vào đó là HLR, do đó SGSN sẽ nhận bộ ba thông số dành cho việc nhận thực từ bộ đăng ký thường trú trung tâm nhận thực HLRAUC. Bộ đăng kỷ thường trú trung tâm nhận thực HLR AUC Bộ đăng ký thường trú HLR (Home Location Register) lưu giữ tất cả các thông tin về thuê bao GSM cũng như GPRS. Thông tin về thuê bao GPRS được trao đổi giữa HLR với SGSN. Thêm vào đó, như trên đã trình bày, HLR được sử dụng trực tiếp cho việc nhận thực thuê bao thay cho MSCVLR trong hệ thống GSM. Trung tâm nhận thực AUC (Authentication User Center) cung cấp bộ ba thông số dành cho việc nhận thực và thực hiện mã hoá đường truyền. Thủ tục nhận thực trong GPRS và GSM là như nhau, chỉ có quá trình mã hoá đường truyền là thay đổi so với hệ thống GSM, sự thay đổi này không tác động gì đến AUC, do đó không cần cập nhật AUC. Bộ đăng kỷ nhận dạng thiết bị EIR Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR (Equipment Identity Register) vẫn thực hiện chức năng như trong hệ thống GSM. EIR lưu giữ tất cả các dữ liệu liên quan đến thiết bị đầu cuối MS. EIR được nối đến MSC qua đường báo hiệu để kiểm tra sự được pháp của thiết bị, một thiết bị không được phép sẽ bị cấm. f. Thiết bị đầu cuối GPRS (MS) Thiết bị đầu cuối GPRS có thể hoạt động được ở 3 chế độ : • Chế độ 1 (Class 1) : ở chế độ này máy đầu cuối di động có thể sử dụng cả hai dịch vụ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói đồng thời.
Trang 17.2 CẤU TRÚC HỆ THỐNG GPRS.
7.2.1 Cấu trúc logic mạng GPRS
Mạng GPRS được xây dựng trên cơ sở cấu trúc mạng GSM hiện tại, cộng thêm một số phần tử mới Một mạng GPRS gồm các phần tử sau đây:
• Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN – Serving GPRS Support Node)
• Nút hỗ trợ cổng GPRS (GGSN – Gateway GPRS Support Node)
• Trung tâm vận hành bảo dưỡng GPRS (OMC – G)
Trang 2SMS - IWMSC: Interworking MSC for Short Message Service - MSC liên mạng cho dịch vụ nhắn tin ngắn.
SMS - C: Short Message Service Center - Trung tâm dịch vụ nhắn tin
MSC: Mobile Switching Center - Trung tâm chuyển mạch (tổng đài) di động
VLR: Visitor Location Register - Bộ đăng ký tạm trú
HLR: Home Location Register - Bộ đăng ký thường trú
BSC: Base Station Controller - Bộ điều khiển trạm gốc
PCU: Packet Control Unit - khối (đơn vị) điều khiển gói
BTS: Base Transceiver Station - Trạm thu phát gốc
SGSN: Serving GPRS Support Node - Nút hỗ trợ dịch vụ của GPRS
GGSN: Gateway GPRS Support Node - Nút hỗ trợ cổng GPRS
BG: Border Gateway - Cổng ngoại biên
EIR: Equipment Identity Register - Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị
DNC: Data Networking System or Domain Name Server - Hệ thống dữ liệu hoặc máy chủ tên miền
7.2.1 Chức năng các phần tử trong mạng GPRS.
a Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN)
Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN - Serving GPRS Support Node) phụ tráchviệc phân phân phát và định tuyến các gói số liệu giữa máy cầm tay MS và cácmạng truyền số liệu bên ngoài SGSN không chỉ định tuyến các gói số liệu giữa máy
di động MS và nút hỗ trợ cổng GPRS - GGSN mà còn đăng ký cho các máy di độngGPRS mới xuất hiện trong vùng phục vụ của nó
SGSN có các chức năng chính như sau:
Trang 3❖ Quản trị di động: Bao gồm qản lý việc nhập mạng, rời mạng của thuê bao GPRS, quản
lý vị trí hiện diện của thuê bao trong vùng phục vụ, thực hiện các chức năng bảo mật, anninh cho mạng
❖ Định tuyến và truyền tải các gói dữ liệu đi đến hay được xuất phát từ vùngphục vụ của SGSN đó
❖ Quản lý các trung kế logic bao gồm các kênh lưu lượng gói dữ liệu lưu lượngcác bản tin ngắn (SMS)
❖ Thiết lập hay huỷ bỏ các giao thức dữ liệu gói PDP phục vụ
cho việc truyền tải các gói dữ liệu PDU giữa thuê bao GPRS và GGSN thông qua hai giao diện Gn và Gb
❖ Thực hiện kỹ thuật nén dữ liệu được truyền tải giữa SGSN và máy di độngnhằm nâng cao hiệu quả của các kết nối trong mạng
❖ Cung cấp các khả năng kết nối với các phần tử khác trong
mạng như : SGSN - MSC/VLR, HLR, BSC
❖ Cung cấp khả năng tương tác với mạng GSM khi cả hai công nghệ này cùng
sử dụng chung một nguồn tài nguyên
❖ Điều hành việc xếp hàng của các gói dữ liệu trao đổi giữa trạm gốc BSS vànút hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN)
Cung cấp dữ liệu ơhục vụ cho việc tính cước, các thông tin phục vụ
tính cước được thu thập tại SGSN chỉ liên quan đến phần sử dụng
mạng vô tuyến của các thuê bao
b Nút hỗ trợ cổng GPRS (SGSN)
Nhìn về mặt hệ thống, GGSN (Gateway GPRS Support Node) đóng vai trò nhưmột GMSC (Gate Mobile Switching Center - Trung tâm chuyển mạch cổng diđộng) GGSN cungcấp mộtgiaodiện cổng phục vụ cho việc trao đổi dữ liệu gói bên
Trang 4ngoài (PDN) Nó cung cấp địa chỉ định tuyến cho các dữ liệu được phân phối tớimáy di động và gửi các số liệu xuất phát từ máy di động tới địa chỉ đã được chỉ định.GGSN cũng tương tác với các mạng chuyển mạch gói ngoài và được kết nối vớiSGSN theo giao thức IP dựa trên mạng đường trục GPRS.
GGSN có hai giao diện Gi và Gn, trong đó giao diện Gi phục vụ cho việc traođổi dữ liệu giữa thuê bao GPRS với các mạng thiết bị đầu cuối thuộc mạng dữ liệubên ngoài được kết nối với GGSN Giao diện Gn phục vụ cho việc truyền tải dữ liệubáo hiệu giữa GGSN và SGSN, kết nối này được thực hiện qua mạng IP (mạngđường trục GPRS)
GGSN còn được nối với bộ đăng ký thường trú HLR qua giao diện Gc để thuthập thông tin định tuyến cũng như các dữ liệu về thuê bao GPRS GGSN có cácchức năng chính sau:
❖ Cung cấp giao diện giữa mạng GPRS với các mạng dữ liệu bên ngoài Nhìn
từ phía các mạng bên ngoài GPRS đóng vai trò như một bộ định tuyến đến tất
cả các thuê bao được phục vụ bởi GPRS
❖ Định tuyến và truyền tải dữ liệu giữa GPRS và các mạng dữ
liệu GPRS
❖ Quản trị các phiên làm việc GPRS, thiết lập thông tin về phía các mạng bênngoài
❖ Cung cấp khả năng chuyển đổi khuôn dạng các gói dữ liệu
được trao đổi giữa mạng GPRS và các mạng dữ liệu khác Điều này chophép các gói dữ liệu X.25 và IP được truyền tải với cùng khuôn dạng vềcước thông qua mạng GPRS
❖ Cung cấp dữ liệu phục vụ cho việc tính cước, các thông tin được thu thập tạiGGSN chỉ liên quan đến phần sử dụng dữ liệu bên ngoài
❖ Điều khiển việc truy nhập trên GGSN
Trang 5❖ Chức năng bảo mật khi kết nối Internet.
c Sự kết hợp giữa nút hỗ trợ dịch vụ SGSN và nút hỗ trợ cổng GGSN.
Các chức năng của SGSN và GGSN có thể kết hợp với nhau trong cùng mộtkhối vật lý hoặc có thể tách biệt thành các khối riêng biệt SGSN và GGSN có cácchức năng định tuyến IP, chúng có thể kết hợp với các bộ định tuyến IP (router).Khi SGSN và GGSN thuộc về hai mạng di động mặt đất công cộng PLMN (PublicLand Mobile Network) khác nhau, chúng được kết nối thông qua giao diện Gn (giaodiện giữa SGSN và GGSN nằm trong cùng một PLMN) công thêm chức năng về anninh được yêu cầu khi trao đổi thông tin giữa các PLMN khác nhau, các chức năng
về an ninh này được xây dựng tuỳ thuộc vào thoả thuận của các nhà khai thác
Khi đưa mạng GPRS vào khai thác, dựa trên mạng GSM hiện có thì các phần tửcủa mạng GSM cùng trở thành phần tử của mạng GPRS
d Hệ thống trạm gốc BSS.
Phần BSS cung cấp tất cả các chức năng điều khiển và truyền dẫn thông tinphần vô tuyến của mạng, bao gồm :
* Khối điều khiển dữ liệu gói PSU (Packet Control Unit)
Khối điều khiển dữ liệu gói PCU có nhiệm vụ kết hợp các chức năng điều khiểnkênh vô tuyến GPRS với phần hệ thống trạm gốc BSS cảu mạng GSM hiện tại, PCUđược đặt tại bộ điềukhiểntrạm gốc BSC và phục vụ BSC đó PCU quản lý các chứcnăng về chuyển tiếp khung (nếu PCU được kết nối với GSM qua mạng chuyển tiếpkhung), quản lý các thông tin báo hiệu về dịch vụ mạng, báo hiệu BSSGP (giao thứcGPRS BSS), định tuyếnn các bản tin báo hiệu, quản lý tải tin các lớp RLC/MAC(Điều khiển kết nối vô tuyến/ Điều khiển truy nhập trung gian) và truyền tải dữ liệucủa người sử dụng
Dữ liệu của người sử dụng sẽ được chuyển từ BTS tới BSC thông qua đường
Trang 6lên CCU (Channel Control Unit), sau đó truyền qua đường E1 tới PCU Tại PCU cáckhối dữ liệu RLC sẽ được sắp xếp lại trong khung (điều khiển liên kết logic), sau đóđược chuyển tới SGSN Báo hiệu BSSGP và NS (dịch vụ mạng) sử dụng gaio thứcchuyển tiếp khung, làm nhiệm vụ báo hiệu giữa PCU và SGSN PCU được kết nốivới GSN thông qua mạng chuyển tiếp khung hoặc cũng có thể được kết nối trực tiếpvới GSN.
Bộ điều khiển trạm gốc BSC
Trong mạng GPRS, BSC (Base Station Controller) đóng vai trò trung tâmphân phối, định tuyến dữ liệu và thông tin báo hiện GPRS BSC cũng cung cấp tất
cả các chức năng liên quan đến phần BSS của mạng BSC có thể thiết lập, giám sát
và huỷ bỏ kết nối của các cuộc gọi chuyển mạch kênh cũng như chuyển mạch gói.BSC còn cung cấp các chức năng về chuyển vùng, thiết lập
các tham số của các tế bào (cell)trong mạng
e Phần hệ chuyển mạch.
* Trung tâm chuyển mạch di động / Bộ đăng kỷ tạm trú - MSC / VLR
MSC/VLR (Mobile Switching Center/ Visitor Location Register) được sử dụng
Trang 7cho việc đăng ký và liên lạc với thuê bao nhưng không đóng vai trò gì trong việcđịnh tuyến dữ liệu GPRS Một MSC có thể được kết nối với một hoặc nhiều SGSNtuỳ thuộc vào lưu lượng thông tin Trong hệ thống GPRS, MSC/VLR không đượcdùng cho thủ tục nhận thực thuê bao như trong hệ thống GSM mà thay vào đó làHLR, do đó SGSN sẽ nhận bộ ba thông số dành cho việc nhận thực từ bộ đăng kýthường trú/ trung tâm nhận thực - HLR/AUC.
* Bộ đăng kỷ thường trú / trung tâm nhận thực HLR /AUC
Bộ đăng ký thường trú HLR (Home Location Register) lưu giữ tất cả các thôngtin về thuê bao GSM cũng như GPRS Thông tin về thuê bao GPRS được trao đổigiữa HLR với SGSN Thêm vào đó, như trên đã trình bày, HLR được sử dụng trựctiếp cho việc nhận thực thuê bao thay cho MSC/VLR trong hệ thống GSM
Trung tâm nhận thực AUC (Authentication User Center) cung cấp bộ ba thông
số dành cho việc nhận thực và thực hiện mã hoá đường truyền Thủ tục nhận thựctrong GPRS và GSM là như nhau, chỉ có quá
trình mã hoá đường truyền là thay đổi so với hệ thống GSM, sự thay đổi này không tác động gì đến AUC, do đó không cần cập nhật AUC
* Bộ đăng kỷ nhận dạng thiết bị - EIR
Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR (Equipment Identity Register) vẫn thựchiện chức năng như trong hệ thống GSM EIR lưu giữ tất cả các dữ liệu liên quanđến thiết bị đầu cuối MS EIR được nối đến MSC qua đường báo hiệu để kiểm tra sựđược pháp của thiết bị, một thiết bị không được phép sẽ bị cấm
f Thiết bị đầu cuối GPRS (MS)
Thiết bị đầu cuối GPRS có thể hoạt động được ở 3 chế độ :
• Chế độ 1 (Class 1) : ở chế độ này máy đầu cuối di động có thể sử dụng cả haidịch vụ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói đồng thời
Trang 8Chế độ 2 (Class 2) : ở chế độ này máy đầu cuối di động không thể sử dụng cảhai dịch vụ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói đồng thời, nhưng có thể sửdụng hai dịch vụ này theo kiểu liên tiếp nhau, trên cơ sở các dịch vụ này đượclựa chọn tự động Máy đầu cuối di động có thể nhận được nhắn tin cho dịch vụchuyển mạch kênh trong khi đang truyền tải dữ liệu dưới dạng
gói Khi đó máy đầu cuối diđộng có thể tạm dừng việc truyền tải dữ liệu trong khoảng thời gian thực hiện
kết nối này kết thúc, máy đầu cuối di động sẽ tự độngchuyển về trạng thái truyền tải dữ liệu
• Chế độ 3 (Class 3) : ở chế độ này chỉ cho phép máy đầu cuối di động sử dụngmột dịch vụ chuyển mạch kênh hay chuyển mạch gói tại một thời điểm Sựlựa chọn này được thực hiện bằng nhân công
hoặc mặc định Máy đầu cuối di động nào chỉ hỗ trợ GPRS luôn hoạt động ở chế độ này
g Thiết bị cung cấp dịch vụ SMS - nhắn tin ngắn (SMS - GMSC và SMS - IWMSC)
SMS GMSC (Tổng đài di động có cổng cho dịch vụ nhắn tin ngắn) và SMS IWMSC (Tổng đài di động liên mạng cho dịch vụ nhắn tin ngắn) được kết nối vớiSGSN qua giao diện Gd nhằm cung cấp khả năng truyền tải các bản tin ngắn trên cáckênh vô tuyến
-CHƯƠNG 8 : CÁC GIAO DIỆN VÀ GIAO THỨC TRONG MẠNG GPRS
Các giao thức của GPRS cung cấp các chức năng điều khiển và truyền tải dữ liệu trên mặt phẳng báo hiệu và mặt phẳng truyền dẫn.
8.1 Mặt phẳng truyền dẫn.
Trang 9Mặt phẳng truyền dẫn bao gồm các cấu trúc giao thức phân lớp phục vụ cho việc truyền tải dữ liệu của người sử dụng, kết hợp với các thủ tục điều khiển phục
vụ cho việc truyền tải như : điều khiển luồng, phát hiện và sửa lỗi …
Hình 2.1 Cấu trúc phân lớp giao thức
• Giao thức GTP (GPRS Tunnelling Protocol – giao thức tạo đường hầm GPRS): Giao thức này phục vụ cho việc truyền tải dữ liệu giữa các GSN trong mạng đường trục GPRS Tất cả các PTP, PDP, PDU đều đựoc kết hợp bởi GTP GTP cũng có thể cung cấp khả năng điều khiển luồng giữa các GSN.
• Giao thức TCP/UDP (Transmission Control Protocol/ User Datagram Protocol – giao thức điều khiển truyền dẫn/ Giao thức dữ liệu gói người sử dụng): TCP chuyển các khối điều khiển dữ liệu gói (PDU) của GTP trong mạng đường trục GPRS cho các giao thức cần thiết để liên kết dữ liệu tin cậy (như X.25) TCP cung cấp khả năng điều khiển luồng và bảo vệ chống lại sự thất thoát hay ngắt quãng các PDU của GTP UDP chuyển các PDU cảu GTP cho các giao thức không cần phải có một liên kết dữ liệu tin cậy (ví dụ như IP) UDP cung cấp khả năng bảo
vệ chống lại việc PDU của GTP bị ngắt quãng và chuyển các bản tin báo hiệu giữa các GSN.
• Giao thức IP (Internet Protocol): Là giao thức được dụng trong mạng đường trục GPRS, phục vụ cho việc báo hiệu và định tuyến dữ liệu.
• Giao thức SNDCP (SubNetwork Dependent Convergence Protocol – Giao thức hội tụ phụ thuộc phân hệ mạng): Giao thức phụ trách chuyển đổi các đặc tính lớp mạng và các đặc tính dưới lớp mạng SNDCP thực hiện các chức năng:
Trang 10- Ghép kênh các gói dữ liệu từ một hay nhiều ứng dụng vào một liên kết logic
- Nén thông tin điều khiển và dữ liệu của người dùng trước khi được chuyển
từ lớp mạng xuống lớp điều khiển kết nối logic LLC.
- Phân mảnh và tập hợp dữ liệu : thông tin sau khi được nén sẽ được phân mảnh cho phù hợp với kích cỡ của khung LLC.
• Điều khiển kết nối logic (LLC – Logital Link Control): Cung cấp liên kết
dữ liệu tin cậy giữa máy đầu cuối và SGSN đang phục vụ máy đầu cuối đó LLC sẽ cung cấp các dịch vụ cần thiết cho việc bảo dưỡng liên kết dữ liệu được mã hoá giữa máy đầu cuối và SGSN LLC hỗ trợ các thủ tục:
- Phục vụ truyền tải các PDU của LLC giữa các máy đầu cuối và SGSN ở chế độ xác nhận và chế độ không xác nhận.
- Phát hiện và khôi phục các PDU của LLC bị thất lạc hoặc ngắt quãng.
- Điều khiển luồng và mã hoá các PDU của LLC giữa máy đầu cuối và SGSN Các kết nối logic này được truyền mang tính trong suốt đối với BSC Tất các bản tin báo hiệu tới BSC sẽ đi từ máy di động qua BSC tới SGSN rồi mới quay trở lại BSC.
• Chuyển tiếp (Relay): Trong BSC chức năng này sẽ được chuyển tiếp các PDU của LLC giữa giao diện Um và Gb Tại SGSN, nó sẽ chuyển tiếp các PDU của PDP (Packet Data Protocol – Giao thức dữ liệu gói) giữa các giao diện Gb và Gn.
• Giao thức BSSGP (BSS GPRS Protocol – giao thức GPRS của BSS): Giao thức này có trách nhiệm vận chuyển các thông tin về định tuyến và cấp độ phục vụ (GoS) giữa BSC và SGSN, BSSGP không thực hiện chức năng sửa lỗi.
• Dịch vụ mạng: Truyền tải các khối điều khiển dữ liệu PDU dựa trên giao thức BSSGP.
• Điều khiển liên kết vô tuyến/ Điều khiển truy nhập không gian (RLC/MAC – Radio Link Radio/ Medium Access Control): Chức năng LLC cung cấp một liên kết tin cậy trên giao diện vô tuyến Còn chức năng MAC điều khiển các thủ tục báo hiệu truy nhập trên kênh vô tuyến và thực hiện sắp xếp các khung LLC vào các kênh vật lý
• GSM RF (Tần số vô tuyến GSM): tạo lập nên khung TDMA.
Trang 118.2 Mặt phẳng báo hiệu
Mặt phẳng báo hiệu bao gồm các giao thức điều khiển và hỗ trợ cho các chức năng được thực hiện ở mặt phẳng truyền dẫn, nó bao gồm:
• Điều khiển việc truy nhập mạng GPRS như nhập mạng và rời mạng.
• Điều khiển thiết lập các kết nối trong mạng như quá trình khởi hoạt một địa chỉ PDP.
• Điều khiển việc định tuyến trong mạng, hỗ trợ khả năng di dộng của MS.
• Điều khiển việc ấn định, cấp phát tài nguyên.
• Cung cấp các dịch vụ bổ sung.
8.2.1 Giao diện Gb
Giao diện Gb là giao diện giữa BSS và SGSN Hình 2.2 mô tả giao diện Gb SGSN với một hay nhiều khối điều khiển gói PCU (Packet Control Unit) được kết nối với nhau qua giao diện Gb Nó cho phép nhiều người sử dụng có thể cùng chia
sẻ nguồn tài nguyên chung Các bản tin báo hiệu và dữ liệu người dùng có thể được gửi trên cùng nguồn tài nguyên vật lý.
GMM/SM (GPRS Mobility Management/ Session Management – Quản lý di động GPRS/ Quản lý phiên): Giao thức này hỗ trợ cho chức năng quản trị di động trong mạng GPRS như nhập mạng, rời mạng, cập nhật vùng định tuyến, cập nhật vùng định vị, khởi tạo/ huỷ bỏ PDP context.
Giao diện này hỗ trợ:
- Dùng chung hạ tầng mạng: cho phép lưu lượng trên giao diện A (trong GSM) và Gb có thể cùng đi trên một con đường E1.
- Kết hợp các liên kết: Cho phép kết hợp nhiều giao diện Gb trên nhiều đường E1 về một đường E1.
- Điều khiển luồng.