Dịch vụ roaming GPRS trong thông tin di động GSM

Bằng việc nghiên cứu từ lý thuyết cơ sở đến các ứng dụng thực tiễn và xuthế phát triển dịch vụ roaming GPRS trong mạng thông tin di động GSM , tácgiả đã hoàn thành đề tài của mình dới sự

Danh mục từ viết tắt

CAMEL Customized Appliations for Mobile

network

Các ứng dụng tơng thích cho mạng di động

EIR Equipment Identity Register Bộ nhận dạng thiết bị

GMSC Global Mobile services Swiching

Centre Global System for Mobile

Trung tâm chuyển mạch các dịch

vụ di động cổng

cầu

HLR Home Location Register Bộ đăng ký định vị thờng trú

thờng trú IAM Initial Address Message Bản tin khởi tạo địa chỉ

IMSI International Mobile Subscriber

Indentity

Số nhận dạng thuê bao di động quốc tế

ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số đa dịch vụ tích hợp

MSC Mobiles services Switching Centre Trung tâm chuyển mạch các dịch

vụ di động MSIN Mobile Subscriber Indentification

NC Network Code Mã mạng

NSS Network Switching Subsystem Phân hệ chuyển mạch

OMC Operation & Maintenance Centre Trung tâm vận hành và bảo dỡng OMS Operation and Maintenance Subsystem Phân hệ vận hành và bảo dỡng PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch

công cộng

SCCP Signalling Connection Control Part Phần điều khiển kết nối báo hiệu

SMSC Short Message Service Centre Trung tâm dịch vụ nhắn tin ngắn

TDMA Time-Diveision Multiple Access

Telecommunication Management

Truy cập phân chia theo thời gian

USSD Unstructured Supplementary Service

Data

VLR Visitor Location Register Bộ đăng ký định vị tạm trú

tạm trú VTI Vietnam telecom international

company

Công ty Viễn thông quốc tế Việt Nam

2

Lời nói đầu

Ngày nay, thông tin điện thoại di động đã trở thành nhu cầu thiết yếutrong cuộc sống của chúng ta Khi kinh tế - xã hội phát triển thì nhu cầu thôngtin cũng phát triển theo Dịch vụ điện thoại di động càng trở nên gần gũi với conngời bởi sự tiện dụng của nó, và giá dịch vụ điện thoại di động cũng giảm do sựphát triển của khoa học công nghệ

Các nhà khai thác không chỉ cạnh tranh nhau về giá cả, mà còn cạnhtranh nhau về chất lợng dịch vụ, và sự đa dạng hoá của các dịch vụ cung cấpcho khách hàng, làm thoả mãn nhu cầu khách hàng ngày càng nhiều hơn

Trớc xu thế bùng nổ thông tin di động ở nớc ta hiện nay, cùng với yêucầu, nhu cầu thông tin liên tục, kịp thời không chỉ ở trong nớc mà còn ở nớcngoài, thì dịch vụ roaming GPRS trong mạng thông tin di động GSM đã và đangtrở nên hấp dẫn với khách hàng, đặc biệt là đối với những khách hàng có tính lu

động cao

Bằng việc nghiên cứu từ lý thuyết cơ sở đến các ứng dụng thực tiễn và xuthế phát triển dịch vụ roaming GPRS trong mạng thông tin di động GSM , tácgiả đã hoàn thành đề tài của mình dới sự hớng dẫn nhiệt tình của TS NguyễnCảnh Minh

Trong quá trình nghiên cứu, tác giả đã cố gắng để đề tài đợc hoàn chỉnh.Tuy nhiên, vì thời gian có hạn, kiến thức còn hạn chế nên đề tài không thể đisâu vào mọi vấn đề cần nghiên cứu cũng nh khó tránh khỏi những sai sót, tácgiả rất mong nhận đợc sự góp ý của các thầy giáo, cô giáo cũng nh các bạn đểhoàn thiện hơn nữa

Xin chân thành cảm ơn !

Chơng I tổng quan mạng thông tin di động GSm

Hệ thống thông tin toàn cầu (GSM) là hệ thống thông tin di động số doViện tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (STSI) đa ra năm 1991, hoạt động ở dảitần 900, 1800, 1900 MHz Hiện tại SGM đã đợc phát triển nhanh chóng và đã

đợc tiêu chuẩn hoá, áp dụng công nghệ số đảm bảo chất lợng thoại và sử dụnghiệu quả tài nguyên hệ thống Ngày nay, các mạng điện thoại di động sử dụngcông nghệ GSM đã có mặt tại khoảng 135 nớc trên thế giới

1 Cấu trúc tổng thể:

Mạng thông tin di động số thực chất là mạng di động mặt đất công cộng(PLMN) Một cách tổng thì PLMN hợp tác với các mạng điện thoại khác đểthiết lập cuộc gọi, qua các giao diện PLMN tiếp xúc với bên ngoài, hệ thốngnày bao gồm các mạng ngoài, nhà khai thác và ngời sử dụng nh hình vẽ dới

nhà khai thác

Phân hệ chuyển mạch NSS bao gồm các khối chức năng sau:

- Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động (MSC)

- Bộ đăng ký định vị thờng trú (HLR)

- Bộ đăng ký định vị tạm trú (VLR)

- Trung tâm nhận thực (AUC)

- Bộ nhận dạng thiết bị (EIR)

- Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng (GMSC)

Phân hệ trạm gốc BSS bao gồm các khối chức năng sau:

- Bộ điều khiển trạm gốc (BSC)

- Trạm thu phát gốc (BTS)

Trạm di động MS thực hiện 2 chức năng sau:

- Thiết bị di động (ME)

- Module nhận dạng thuê bao (SIM)

Phân hệ OSS thực hiện các chức năng khai thác, bảo dỡng và quản lý chotoàn bộ hệ thống

động của thuê bao Chức năng chính của NSS là quản lý thông tin giữa n ngời

sử dụng mạng GSM với nhau và với mạng khác [1]

OSC

Hình 1.2 Mô hình mạng GSM T13

* Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động MSC

Trong NSS, chức năng chuyển mạch chiính đợc MSC thực hiện, nhiệm vụchính của MSC là điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến những ngời sử dụngmạng GSM Một mặt MSC giao tiếp với hệ thống con BSS, mặt khác gao tiếpvới mạng ngoài MSC làm nhiệm vụ giao tiếp với mạng ngoài đợc gọi là MSCcổng GMSC

Để kết nối MSC với các mạng khác cần phải thích ứng các đặc điểmtruyền dẫn GSM với các mạng đó Các thích ứng này đợc gọi là các chức năngliên kết mạng (IWF) IWF bao gồm một thiết bị để thích ứng giao thức vàtruyền dẫn IWF cho phép kết nối với các mạng PSTN, ISDN, PSPDN, CSPDN

và có thể đợc thực hiện kết hợp trong cùng các chức năng MSC hay trong thiết

bị riêng

6

NSS cũng cần giao tiếp với mạng ngoài để sử dụng các khả năng truyềntải của các mạng này cho việc truyền tải số liệu của ngời sử dụng hoặc báo hiệugiữa các phần tử của mạng GSM.

Ví dụ, mạng báo hiệu kênh chung số 7 (SS7) bảo đảm hợp tác, tơng tácgiữa các thiết bị của NSS trong một hay nhiều mạng GSM, MSC thờng là mộttổng đài lớn điều khiển và quản lý một số bộ điều khiển trạm gốc BSC Mộttổng đài MSC thích hơp cho một vùng đô thị và ngoại ô dân c vào khoảng mộttriệu (với mật độ thuê bao trung bình)

* Bộ đăng ký định vị thờng trú HLR

Ngoài MSC, NSS còn bao nhiêu các phần tử lu trữ cơ sở dữ liệu Bất kể vịtrí của thuê bao, mọi thông tin liên quan đến việc cung cấp các dịch vụ viễnthông đều đợc lu giữ trong HLR, kể cả vị trí hiện thời của MS HLR thờng làmột máy tính đứng riêng có khả năng quản lý hàng trăm ngàn thuê bao nhngkhông có khả năng chuyển mạch Một chức năng nữa của HLR là nhận dạngthông tin nhận thực AUC, mà nhiệm vụ của trung tâm này là quản lý số liệu bảomật về tính hợp pháp của thuê bao

* Bộ đăng ký định vị tạm trú VLR

VLR là một cơ sở dữ liệu đợc nối với một hay nhiều MSC và có nhiệm vụ

lu giữ tạm thời số liệu thuê bao của các thuê bao hiện đang nằm trong vùngphục vụ của MSC và có nhiệm vụ lu giữ tạm thời số liệu thuê bao của các thuêbao hiện đang nằm trong vùng phục vụ của MSC tơng ứng và đồng thời lu giữ

số liệu về vị trí của các thuê bao nói trên ở mức độ chính xác hơh HLR

Các chức năng VLR thờng đợc liên kết với các chức năng MSC

* Tổng đài cổng GMSC

SS có thể chứa nhiều MSC, VLR và HLR Để thiết lập một cuộc gọi liênquan đến GSM mà không cần biết đến vị trí hiện thời của thuê bao MS, trớc hếtcuộc gọi phải đợc định tuyến đến một tổng đài cổng GMSC dể lấy thông tin về

vị trí của thuê bao và định tuyến cuộc gọi đến MSC nào hiện đang quản lý thuêbao đó Để thực hiện việc này, trớc hết các tổng đài cổng phải dựa trên số thôạidanh bạ của thuê bao để tìm đúng HLR cần thiết và hỏi HLR này GMSC có

giao diện với các mạng bên ngoài để kết nối mạng bên ngoài với mạng GSM.Ngoài ra, tổng đài cổng GMSC còn có giao diện với mạng báo hiệu số 7 để cóthể tơng tác với các phần từ khác của NSS Do tính kinh tế cần thiết của mạngnên không bao giờ tổng đài cổng GMSC đứng riêng mà thờng đợc kết hợp vớiMSC.

* Mạng báo hiệu kênh chung số 7 (CCS7)

Nhà khai thác mạng GSM có thể có mạng báo hiệu CCS7 riêng haychung phụ thuộc vào quy định của từng nớc Nếu nhà khai thác có mạng báohiệu này riêng thì các điểm chuyển báo hiệu (STP) có thể là một bộ phận củaNSS và có thể đợc thực hiện ở các điểm nút riêng hay kết hợp trong cùng mộtMSC tuỳ thuộc vào điều kiện kinh tế Nhà khai thác GSM có thể dùng mạngriêng để đinh tuyến các cuộc gọi giữa GMSC và MSC hay thậm chí định tuyếncuộc gọi ra đến điểm gần nhất trớc khi sử dụng mạng cố định Lúc này các tổng

đài quá giang TE (Transit Exchange) có thể sẽ là một bộ phận của mạng GSM

và có thể đợc thực hiện nh một nút đứng riêng hay kết hợp với MSC

2.2 Phân hệ trạm gốc BSS:

BSS giao diện trực tiếp với các trạm di động MS thông qua giao diện vôtuyến nên nó bao gồm các thiết bị phát và thu đờng vô tuyến và quản lý cácchức năng này Mặt khác BSS thực hiện giao diện với các tổng dài NSS Tóm lạiBSS thực hiện đấu nối các MS với tổng đài, tức là kết nối thuê bao di động MSvới những ngời sử dụng viễn thông khác Do vậy, BSS phải phối ghép với NSSbằng thiết bị BSC Ngoài ra, do BSS cũng cần phải đợc điều khiển nên nó đợc

đấu nối với OSS BSS gồm hai thiết bị: BTS giao diện với MS và BSC giao diệnvới MSC [1]

* Bộ điều khiển trạm gốc BSC:

BSS giao diện trực tiếp với các trạm di động MS thông qua giao diện vôtuyến nên nó bao gồm các thiết bị phát và thu đờng vô tuyến và quản lý cácchức năng này Mặt khác BSS thực hiện giao diện với các tổng đài NSS Tóm lạiBSS thực hiện đấu nối các MS với tổng đài, tức là kết nối thuê bao diộng MS vớinhững ngời sử dụng viễn thông khác Do vậy, BSS phải phối ghép với NSS bằng

8

thiết bị BSC Ngoài ra, do BSS cũng cần phải đợc điều khiển nên nó đợc đấunối với OSS BSS gồm hai thiết bị: BTS gao diện với MS và BSC giao diện vớiMSC [1]

* Bộ điều khiển trạm gốc BSC

BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả các giao diện vô tuyến thông qua cáclệnh điều khiển từ xa của BTS và MS Các lệnh này chủ yếu là các lệnh ấn định,giải phóng kênh vô tuyến và quản lý chuyển giao Một phía BSC đợc nối vớiBTS còn phía kia đợc nối với MSC của NSS Trong thực tế, BSC là một tổng đàinhỏ có khả năng tính toán đáng kể Vai trò chủ yếu của nó là quản lý các kênh

ở giao diện vô tuyến và chuyển giao Một BSC trung bình có thể quản lý hàngchục BTS, tạo thành một trạm gốc Tập hợp các trạm gốc trong mạng gọi làphân hệ trạm gốc Giao diện quy định giữa BSC và MSC là giao diện A, còngiao diện giữa BSC và BTS là giao diện Abis

* Trạm thu phát gốc BTS

Một BTS bao gồm các thiết bị phát, thu, anten và khối xử lý tín hiệu đặcthù cho giao di vô tuyến Có thể bị coi BTS là các Modem vô tuyến phức tạp cóthêm một số chức năng khác Một bộ phận quan trọng của BTS là khối chuyển

đổi mã và thích ứng tốc độ (TRAU) TRAU thực hiện quá trìn mã hoá và giảimã tiếng đặc thù cho GSM Đồng thời ở đây cũng thực hiện quá trình mã hoá vàgiải mã tiếng đặc thù cho GSM Đồng thời ở đây cũng thực hiện thích ứng tốc

độ trong trờng hợp truyền số liệu TRAU là một bộ phận BTS nhng cũng có thể

- Module nhận dạngthuê bao (SIM)

SIM có dạng nh một card thông minh hoặc đợc chia nhỏ hơn gắn trêngiá, nó nh một loại khoá, có thể kháo khỏi MS một cách dễ dàng Không cóSIM, thiết bị di động không thể gọi đợc trừ trờng hợp khẩn cấp đợc mạng cho

phép SIM lu giữ thông tin liên quan đến thuê bao và nó có thể đợc phân biệtqua chỉ số nhận dạng IMSI.

Ngoài việc chứa các chức năng vô tuyến chung và xử lý cho giao diện vôtuyến, MS còn phải cung cấp các giao diện với ngời sử dụng (nh micro, loa,màn hiển thị, bàn phím để quản lý cuộc gọi) hoặc giao diện với một số thiết bị

đầu cuối khác nh giao diện với máy tính cá nhân, máy fax,…

Nh vậy ta nhận thấy MS có 3 chức năng chính nh sau:

- Thiết bị đầu cuối: để thực hiện các dịch vụ ngời sử dụng (thoại, fax, sốliệu…)

- Kết cuối di động: để thực hiện truyền dẫn ở giao diện vô tuyến vàomạng

- Thích ứng đầu cuối: làm việc nh một cửa nối thông thiết bị đầu cuối vớikết cuối di động

2.4 Phân hệ khai thác và bảo dỡng OSS:

Hiện nay OSS đợc xây dựng theo nguyên lý của mạng quản lý viễn thông(TMN) Lúc này, một mặt hệ thống khai thác và bảo dỡng đợc nối đến các phần

tử của mạng viễn thông (các MSC, BSC, HLR và các phần tử mạng khác trừBTS vì thâm nhập đến BTS đợc thực hiện qua BSC) Mặt khác hệ thống khaithác và bảo dỡng lại đợc nối đến một máy tính chủ đóng vai trò giao tiếp ngờimáy OSS thực hiện ba chức năng chính là: khai thác và bảo dỡng mạng, quản

lý thuê bao và tính cớc, quản lý thiết bị di động [1]

Dới đây ta xét tổng quát các chức năng nói trên:

* Chức năng khai thác và bảo dỡng mạng

Khai thác là các hoạt động cho phép nhà khai thác mạng theo dõi hành vicủa mạng nh: tải của hệ thống, mức độ chặn, số lợng chuyển giao giữa hai ô…nhờ vậy nhà khai thác có thể giám sát đợc toàn bộ chất lợng của dịch vụ mà họcung cấp cho khách hàng và kịp thời xử lý các sự cố Khai thác cũng bao gồmviệc thay đổi cấu hình để giảm những vấn đề xuất hiện ở thời điểm hiện thời, đểchuẩn bị tăng lu lợng trong tơng lai, để tăng vùng phủ sóng Việc thay đổi mạng

có thể đợc thay đổi “mềm” qua báo hiệu (chẳng hạn thay đổi thông số handover

10

để thay đổi biên giới tơng đối giữa hai ô) hoặc đợc thực hiện “cứng” đòi hỏi canthiệp tại hiện trờng (chẳng hạn bổ sung thêm dung lợng truyền dẫn hoặc lắp đặtthêm một trạm mới) ở các hệ thống viễn thông hiện đại, việc khai thác đợcthực hiện bằng máy tính và đợc tập trung ở một trạm.

Bảo dỡng có nhiệm vụ phát hiện, định vị và sửa chữa các sự cố và hỏnghóc Nó có một số quan hệ với khai thác Các thiết bị ở mạng viễn thông hiện

đại có khả năng tự phát hiện một số sự cố hay dự báo sự cố thông qua sự kiểmtra Trong nhiều trờng hợp ngời ta dự phòng cho thiết bị để khi có sự cố có thểthay thế bằng thiết bị dự phòng Sự thay thế này, có thể đợc thực hiện tự động,ngoài ra việc giảm nhẹ sự cố có thể đợc ngời khai thác thực hiện bằng điềukhiển từ xa Bảo dỡng cũng bao gồm cả các hoạt động tại hiện trờng nhằm thaythế thiết bị có sự cố

Đối với mạng Vinaphone không có chức năng này

3 Cấu trúc địa lý của mạng

Mọi mạng điện thoại cần một cấu trúc địa lý nhất định để định tuyến cáccuộc gọi vào đến tổng đài cần thiết và cuối cùng đến thuê bao bị gọi vào đếntổng đài cần thiết và cuối cùng đến thuê bao bị gọi Trong một mạng di động,cấu trúc này rất quán trọng do tính lu thông của các thuê bao trong mạng [2]

Với mạng GSM, cấu trúc địa lý đợc phân thành các vùng sau:

* Vùng mạng:

Tất cả các cuộc gọi vào mạng sẽ đợc định tuyến đến một hay nhiều tổng

đài cổng GMSC, GMSC làm việc nh một tổng đài trung kế vào cho mạng GSM

Đây là nơi thực hiện chức năng hỏi định tuyến cuộc gọi cho các kết cuối di

động, nó cho phép hệ thống định tuyến đến một tổng đài vô tuyến cổng

* Vùng phục vụ MSC

Một mạng đợc chia thành một hay nhiều vùng phục vụ MSC Vùng phục

vụ MSC là bộ phận của mạng đợc một MSC quản lý Để định tuyến một cuộcgọi đến một thuê bao di động, đờng truyền qua mạng sẽ nối đến MSC ở vùngphục vụ MSC nơi thuê bao đang ở Có thể nói, vùng phục vụ nh là một bộ phậncủa mạng đợc định nghĩa là vùng liên lạc với MS do vị trí hiện thời của MS đã

đợc lu lại trong VLR

* Vùng định vị (LA)

Mỗi vùng phục vụ MSC đợc chia thành một số vùng định vị, vùng định vị

là một phần của vùng phục vụ MSC mà ở đó một trạm di động có thể chuyển

động tự do mà không cần cập nhật thông tin về vị trí cho tổng dài MSC điềukhiển vùng định vị này Khi có một cuộc gọi đến, hệ thống sẽ phát quảng bámột thông báo tìm gọi trong vùng định vị để tìm thuê bao di động bị gọi Vùng

định vị có thể có một số ô và tuỳ thuộc vào một hay vài NSC nhng nó chỉ thuộcmột MSC và nó đợc nhận dạng bằng chỉ số nhận dạng vùng định vị (LAI).Vùng định vị đợc hệ thống sử dụng để tìm gọi một thuê bao đang ở trạng tháihoạt động

* Ô mạng (Cell)

Vùng định vị đợc chia thành một số ô ô là đơn vị nhỏ nhất của mạng, làmột vùng bao phủ vô tuyến đợc mạng nhận dạng bằng chỉ số nhận dạng ô toàncầu (CGI) Trạm di động tự nhận dạng một ô bằng cách sử dụng mã nhận dạngtrạm gốc (BSIC)

12

Quan hệ giữa các vùng địa lý của mạng GSM đợc minh hoat nh sau:

4 Chia ô phủ sóng

Do tính lu động của MS trên một vùng khá rộng nên việc phân chia vùngphủ sóng thành các ô tế bào là cần thiết Hình dạng của các ô phụ thuộc vàokiểu anten và công suất ra của từng trạm gốc Hai dạng anten thờng sử dụng làanten vô hớng phát đẳng hớng và anten có hớng tập trung năng lợng tại các rẻquạt

Việc bố trí các trạm và đài phát sao cho bao quát đợc toàn bộ vùng phục

vụ gọi là quy hoạch cell, vùng phục vụ của GSM là tập hợp các cell và còn đợcgọi là mạng tổ ong

Thông thờng, quy hoạch cell đợc dựa trên cơ sở xem xét chất lợng phục

vụ GOS, lu lợng thông tin và dự kiến vị trí đặt đài trạm Đồng thời, việc quyhoạch phân bố cell phải tính đến nhiễu giao thoa và nhiễu đồng kênh khi tái sửdụng tần số Quy hoạch cell trong thực tế còn phải xét đến vấn đề truyền sóng

Vùng phục vụ GSM(Tất cả các nước thành viên)

Vùng phục vụ PLMN(một hay nhiều vùng ở một nước)

Vùng phục vụ MSC(Vùng được điều khiển bởi

một MSC)

Vùng định vị(vùng tìm gọi)

Ô (cell)

vô tuyến rất phụ thuộc vào định hình, các tính chất không đồng nhất của bề mặtmặt đất Chính vì vậy, các hình lục giác là mô hình hết sức đơn giản nhng hiệuquả của các hình mẫu phủ sóng vô tuyến.

Nguyên lý cơ sở khi thiết kế các hệ thống tổ ong là các mẫu đợc gọi làcác mẫu sử dụng lại tần số Theo định nghĩa sử dụng lại tần số là sử dụng cáckênh vô tuyến ở cùng một tần số mang để phủ cho các vùng địa lý khác nhau.Các vùng này phải đợc cách nhau ở cự ly đủ lớn để mọi nhiễu thoa đồng kênh(có thể xảy ra) chấp nhận đợc

Có ba kiểu mẫu sử dụng lại tần số: 3/9, 4/12 và 7/12

- Mẫu 3/9 sử dụng các nhóm 9 tần số, trong một mẫu sử dụng lại tần số 3trạm

- Mẫu 4/12 sử dụng các nhóm 21 tần số, trong một mẫu sử dụng lại tần

vị trí đài gần nhất, nhờ vậy tạo nên các ô hình cờ ba lá

Mỗi ô sử dụng các anten phát 600 và hai anten thu phân tập 600 cho mộtgóc phơng vị

Mỗi ô đợc xấp xỉ hoá bằng hình lục giác

Lu lợng phân bố đợc coi là đồng nhất ở tất cả các ô

Bình thờng, kích thớc ô đợc xác định nh là khoảng cách giữa hai đài trạmlân cận Bán kính ô R (bằng cạnh của lục giác) luôn luôn là một phần bakhoảng cách giữa hai trạm Tuỳ theo một số mẫu dới đây, nhóm các ô cạnhnhau đợc gọi là cụm

Sơ đồ 3/9 sử dụng các nhóm 9 tần số, trong một mẫu sử dụng lại tần số 3

đài

14

đinh Mô hình này phù hợp phục vụ INDOOR cho các nhà cao tầng Khoảngcách giữa hai ô đồng kênh trong trờng hợp này là: D = 5,2R

Mẫu 4/12 sử dụng nhóm 12 tần số trong một mẫu sử dụng lại tần số 4

đài Với mô hình này, số kênh trong một cell nhỏ hơn do đó, mô hình này chophép mở rộng kích thớc cell phù hợp với mật độ trung bình và ít nhà cao tầng,

và có thể phục vụ cho cả INDOOR và OUTDOOR Ưu điểm chính của mô hìnhnày là các vấn đề về nhiễu đồng kênh và nhiều kề kênh là không đáng ngại

Hình 1.5 Mô hình mẫu sử dụng tần số 4/12

Bên cạnh hai mô hình 3/9 và 4/12 đã trình bầy ở trên, còn có mô hình tái

sử dụng tần số 7/12, tức là sử dụng nhóm 21 tần số trong một mẫu sử dụng lạitần số 7 đài Mô hình này đợc thể hiện trong hình 1.6 dới đây

Hình 1.6 Mô hình sử dụng lại tần số 7/21

Với mô hình này, số lợng kênh trong một cell là nhỏ do đó có thể phục

vụ cho các vùng mật độ thấp Tuy nhiên, khoảng cách dải tần của các kênh lâncận và các kênh cùng cell tơng đối lớn (D=7,9R), các cell đồng kênh cách xanhau đo dó không có hiện tợng nhiễu đồng kênh và nhiễu kênh lân cận nên chấtlợng cho các vùng khó phủ sóng đợc đảm bảo Do vậy, mô hình này đợc sửdụng khi chia nhỏ các cell thích ứng với mật độ máy di động ngày càng tăng vànhững vùng khó phủ sóng có kích thớc cell tơng đối nhỏ

Trong thực tế mạng Vinaphone đợc quyền sử dụng các kênh tần số từ 1

đến kênh 40, mạng Viettel Mobile đợc quyền sử dụng các kênh tần số từ 42 đếnkênh 81 mạng Mobifone đợc quyền sử dụng các kênh tần số từ 83 đến kênh

122 trong tổng số 124 kênh tần số song công Do vậy, với một dải tần số và sốlợng kênh nhất định, việc tái sử dụng tần số đợc xem xét kỹ lỡng, dựa vào nhiềuyếu tố khác nhau để có sự khai thác triệt để các băng tần số sử dụng, làm tăngdung lợng toàn mạng

Tái sử dụng tần số là một trong những thế mạnh của các hệ thống thôngtin vô tuyến kiểu tế bào Khi tổ chức thông tin theo từng ô nhỏ và mỗi vùng mộttrạm phát, ở các khoảng cách xa, các tín hiệu bị suy giảm đến mức nào đó mà

coi nh không còn tác dụng nữa, khi đó các tần số đã dùng có thể đợc sử dụng lạimột mạng khác và vì thế, số thuê bao đợc phục vụ chắc chắn sẽ tăng lên.

Trong quy hoạch ô, ngời ta gần đúng với các ô bằng một hình lục giác vàvùng phục vụ đợc chia thành một mạng tổ ong Trên một vị trí, ngời ta đặt cácanten thu phát cho ba hớng cách nhau 1020

Đối với một mạng di động cụ thể, tuỳ theo dải tần số, địa hình, … mà

ng-ời ta chọn theo một trong ba mẫu tái sử dụng tần số đã trình bày ở trên Mặtkhác, trong thực tế, các máy phát BTS và MS đều thực hiện tự động điều chỉnhcông suất phát để máy thu luôn nhận đợc công suất tín hiệu cần thiết dù MS ởbất kỳ vị trí nào trong cell Nhờ vậy, nhiễu lẫn nhau do việc tái sử dụng tần số

đợc giữ ở mức tối thiểu

5 Các chuẩn đánh số

Để chuyển mạch đợc một cuộc gọi tới thuê bao di động, ta phải sử dụng

đúng các m……nhll dạng Một thuê bao di động có thể k……i tạo; nhận; hoặcchuyển (divert) cuộc gọi từ bất kỳ vị trí nào trong mạng di động GSM với độ antoàn cao GSM sử dụng nhiều địa chỉ và kế hoạch đánh số để nhận dạng cácnode mạng [1]

Sau đây, là một số nhận dạng trong mạng GSM:

5.1 Số nhận dạng trạm di động mạng số đa dịch vụ tích hợp (MSISDN)

MSISDN chính là số nhận dạng một thuê bao di động

Trong GSM, số MSISDN có cấu trúc nh sau:

5.2 Số nhận dạng thuê bao di động quốc tế (IMSI)

IMSI là một mã nhận dạng ấn định cho mỗi thuê bao di động, nó chophép nhận dạng chính xác trên đờng truyền vô tuyến và trong mạng GSM

IMSI đợc lu trong SIM, HLR và VLR

IMSI có cấu trúc nh sau:

3 digits 2-3 digits

Maximum 15 digits

đến GMSC GMSC sẽ dựa vào số MSRN để định tuyến cuộc gọi tới MSC/VLR(nơi MS đang cập nhật) Khi việc định tuyến hoàn thành, số MSRN đợc giảiphóng MSRN đó ở vào trạng thái "Idle".

Cấu trúc của MSRN cũng giống nh MSISDN:

5.5 Nhãn toàn cầu di động (MGT)

MGT là số chỉ dùng cho cập nhật vị trí

Khi MS bật máy, VLR thông tin với HLR để thực hiện cập nhật vị trí chothuê bao Số IMSI đợc sử dụng trong quá trình cập nhật vị trí, tuy nhiên số IMSIchỉ đợc sử dụng trong mạng GSM PLMN nên khi bản tin báo hiệu đợc truyềnqua mạng PSTN/ISDN sẽ không đợc thực hiện Do đó cần thiết phải chuyển đổi

từ số IMSI thành số GT để cho phép định tuyến bản tin báo hiệu số 7 tới HLR

Số GT này đợc gọi là MGT

MGT có chiều dài thay đổi và nó bao gồm 2 thành phần của E.164 vàE.212

Cấu trúc của MGT = CC+ NDC+ MSIN (E.214)

Nh vậy, việc chuyển đổi số IMSI thành phố MGT nh sau:

và chuẩn này đợc thống nhất chung trên toàn thế giới

Hệ thống thông tin di động GSM đã đáp ứng cơ bản nhu cầu về thoại củacon ngời Cùng với sự phát triển không ngừng về số lợng thuê bao di động trêntoàn thế giới, thì số ngời dùng dịch vụ internet cũng phát triển mạnh mẽ hơn

bao giờ hết Sự phát triển song song của hai dịch vụ trên dẫn đến nhu cầu thuêbao cần cùng một lúc dùng hai dịch vụ trên một thiết bị đầu cuối.

Mặt khác, thông qua interntet, dịch vụ đa phơng tiện đã dần trở thành phổbiến trong cuộc sống hàng ngày Con ngời có thể tìm kiếm thông tin học tập,giải trí, trao đổi thơng mại, mua sắm thông qua mạng Internet Vì vậy mạngthông tin di động có GSM đã và đang phát triển tiếp lên các thế hệ mới nh: dịch

vụ gói dữ liệu vô tuyến chung (GPRS) 2,5G và mạng di động thế hệ thứ 3 (3G)

để đảm bảo tốc độ truyền số liệu ngày càng cao

Các ứng dụng trên càng trở nên hiệu quả hơn một khi có thể sử dụng trêntoàn cầu thông qua việc chuyển vùng (roaming) giữa các mạng của các quốc giatrên thế giới

22

dịch vụ Gprs roaming

I giới thiệu dịch vụ gprs

Hệ thống thông tin di động GSM là một trong những hệ thống thông tin

động đầu tiên xuất hiện trên thế giới Cho đến nay, thông tin di động GSM đã

đ-ợc triển khai trên 190 nớc khác nhau trên thế giới với số thuê bao trên 800 triệu

và chiếm thị phần 70% trong lĩnh vực điện thoại di động Điều đó khẳng định

sự phát triển mạnh mẽ và tính hiệu quả không thể phủ nhận của hệ thống thôngtin di động GSM Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật hiện đại, thôngtin di động ngày càng đợc cải tiến và luôn đi đầu trong mọi lĩnh vực nhằm đápứng nhu cầu ngày càng tăng của xã hội hiện đại Trong xu hớng phát triển liêntục đó, công nghệ chuyển mạch kênh của hệ thống GSM thế hệ thứ hai cần đợcthay thế dần dần bằng công nghệ chuyển mạch gói để đáp ứng nhu cầu về dịch

vụ ngày càng tăng của khách hàng Do đó, sự phát triển của GSM để tiến tới hệthống thông tin di động thế hệ ba 3G là một xu thế tất yếu Trong lộ trình pháttriển đó, để đảm bảo tính kinh tế và sự kế thừa cơ sở hạ tầng mạng hiện có, hệthống GSM sẽ đợc chuyển đổi từng bớc qua hệ thống Dịch vụ vô tuyến góichung GPRS và hệ thống Tốc độ số liệu gói tăng cờng để phát triển GSMEDGE Đây là những bớc trung gian quan trọng để chuyển từ thế hệ hai sangthế hệ ba và đợc gọi là thế hệ 2,5 nh hình vẽ dới đây

GPRS thuộc GSM pha 2+, là một dịch vụ số liệu chuyển mạch gói trên cơ

sở hạ tầng GSM Công nghệ chuyển mạch gói đợc đa ra để tối u việc truyền sốliệu cụm và tạo điều kiện truyền tải cho một lợng dữ liệu lớn GPRS đợc thiết kế

để cung cấp các dịch vụ gói tốc độ cao hơn so với tốc độ truyền số liệu củachuyển mạch kênh của GSM Về mặt lý thuyết GPRS có thể cung cấp tốc độ sốliệu lên đến 171 kbps ở giao diện vô tuyến, tuy nhiên trong thực tế giá trị cực

đại của tốc độ chỉ cao hơn 100 kbps một chút và tốc độ khả thi thờng vào

3 g

Hình 1 - Lộ trình phát triển lên thế hệ 3G

GPRS đảm bảo tốc độ số liệu cao hơn nhng vẫn sử dụng giao diện vôtuyến giống GSM Bằng GPRS, MS có thể truy nhập đồng thời đến nhiều khethời gian hơn Ngoài ra mã hoá kênh ở GPRS cũng khác với mã hoá kênh củaGSM và đợc thể hiện ở bảng sau:

Sơ đồ mã hoá Tốc độ số liệu giao diện vô

tuyến (kbps)

Tốc độ số liệu gần đúng củangời sử dụng (kbps)

Sơ đồ mã hoá kênh thờng đợc dùng nhất cho truyền số liệu gói là Sơ đồ mã hoá

2 (CS-2) Sơ đồ này đảm bảo hiệu chỉnh lỗi khá tốt ở giao diện vô tuyến Mặc

dù CS-3 và CS-4 cung cấp thông lợng cao hơn, nhng chúng nhạy cảm cao vớilỗi ở giao diện vô tuyến Thực ra CS-4 hoàn toàn không đảm bảo hiệu chỉnh lỗi

ở giao diện vô tuyến CS-3 và đặc biệt là CS-4 đòi hỏi phát lại nhiều hơn ở giaodiện vô tuyến, vì thế thông lợng thực sự hầu nh không tốt hơn CS-2 Sơ đồ mãhoá CS-2 cho phép một khe thời gian có thể mang số liệu ở tốc độ 13,4 kbps.Nếu một ngời sử dụng truy nhập đến nhiều khe thời gian, thì tốc độ có thể đạttới 40,2 hay 53,6 kbps

Tất nhiên u điểm lớn nhất của GPRS không chỉ đơn giản là ở chỗ nó chophép tốc độ số liệu cao hơn Ưu điểm lớn nhất của GPRS là nó sử dụng côngnghệ chuyển mạch gói Điều này có nghĩa là một ngời sử dụng chỉ tiêu phí tàinguyên khi ngời này cần phát hoặc thu số liệu Nếu một ngời sử dụng khôngphát số liệu ở một thời điểm, thì các khe thời gian ở giao diện vô tuyến tại thời

điểm này sẽ đợc dành cho các ngời sử dụng khác

Việc GPRS cho phép nhiều ngời sử dụng cùng chia sẻ tài nguyên vôtuyến là một u điểm lớn Điều này có nghĩa rằng mỗi khi một ngời sử dụngmuốn truyền số liệu, thì MS phải yêu cầu đợc truy nhập đến các tài nguyên này

và mạng phải cấp phát các tài nguyên này trớc khi xảy ra truyền số liệu Mặc dù

điều này có vẻ nh nghịch lý với việc dịch vụ luôn đợc kết nối, GPRS hoạt động

sao cho thủ tục yêu cầu-cấp phát không bị phát hiện, vì thế ngời sử dụng và

dịch vụ dờng nh luôn luôn đợc kết nối

24

-cả các ứng dụng dữ liệu cụm chẳng hạn nh truy cập Internet GPRS cho phép hỗtrợ các ứng dụng dữ liệu của mạng cố định hiện tại trên các đầu cuối di động.Dịch vụ GPRS đợc định hớng chủ yếu cho các ứng dụng với các đặc tính lu l-ợng của truyền tải chu kỳ với khối lợng nhỏ và truyền không theo chu kỳ củacác dữ liệu có kích nhỏ hoặc trung bình Điều này tạo khả năng cho hệ thống cóthể phục vụ các dịch vụ và ứng dụng mới Sự truyền tải một lợng lớn dữ liệuvẫn sẽ đợc duy trì qua các kênh chuyển mạch kênh, để tránh trở ngại của phổ vôtuyến gói Các ứng dụng của GPRS có thể tiến hành từ các công cụ thông tintrong một máy tính xách tay PC (th điện tử, truyền tải file, và duyệt trang webWWW) đến các ứng dụng đặc biệt liên quan tới các truyền tải thấp (máy đo từ

xa, điều khiển lu lợng đờng sắt và đờng giao thông, thông tin điều hành taxi và

xe tải, hớng dẫn đờng động lực và giao dịch tiền tệ )

Cấu trúc mạng GPRS đợc xây dựng trên nền tảng mạng GSM đang tồntại Tuy nhiên, nhiều thành phần mạng mới đợc thêm vào cho chức năng chuyểnmạch gói Ta có sơ đồ của mạng GPRS nh sau:

ở đây ta thấy có đơn vị điều khiển gói (PCU: Packet Control Unit), nút

hỗ trợ GPRS phục vụ (SGSN:Serving GPRS Support Node) nút hỗ trợ GPRS

cổng (GGSN: Gateway GPRS Support Node ) Ngoài ra, có một mạng

backbone nối các nút SGSN và GGSN với nhau, một domain name server sửdụng cho mục đích biên dịch địa chỉ và một BG (Border Gateway) để đảm bảo

Hình 2 – Cấu trúc mạng GPRS

• PCU là một phần tử mạng logic chịu trách nhiệm đối với một sốchức năng liên quan đến GPRS nh: điều khiển truy nhập giao diện vô tuyến, lậpbiểu gói trên giao diện vô tuyến, lắp ráp và lắp ráp lại gói PCU có thể đợc đặttại BTS, BSC, hay tại SGSN Một cách logic có thể coi PCU nh là một bộ phậncủa BSC và trên thực tế ta thấy PCU thờng đợc kết hợp vật lý với BSC.

• SGSN tơng tự nh MSC/VLR trong vùng chuyển mạch kênh nhngthực hiện các chức năng tơng tự ở vùng chuyển mạch gói Các chức năng nàybao gồm: quản lý di động, bảo an và các chức năng điều khiển truy nhập Vùngphục dịch vụ của SGSN đợc chia thành các vùng định tuyến (RA: Routing Area

), các vùng này tơng tự nh vùng định vị ở vùng chuyển mạch kênh Khi máy di

động GPRS MS chuyển động từ một RA này đến một RA khác, nó thực hiệncập nhật vùng định tuyến cũng giống nh cập nhật vùng định vị ở vùng chuyểnmạch kênh Chỉ có một sự khác nhau duy nhất là MS có thể thực hiện cập nhậtvùng định tuyến ngay cả khi đang xảy ra phiên số liệu Theo thuật ngữ của

GPRS thì phiên số liệu đang xảy ra này đợc gọi là Ngữ cảnh giao thức số liệu

gói (PDP Context: Packet Data Protocol Context) Trái lại khi một MS đang

tham dự một cuộc gọi chuyển mạch kênh, sự thay đổi vùng định vị không dẫn

SGSN cũng giao diện với bộ ghi định vị thờng trú (HLR) thông qua giaodiện Gr Đây là giao diện trên cơ sở báo hiệu số 7, giao diện này sử dụng MAPtăng cờng dùng cho SGSN Giao diện Gr tơng đơng nh giao diện D giữa VLR vàHLR ở GSM SGSN sử dụng giao diện Gr để cập nhật vị trí các thuê bao GPRS

ở HLR và để nhận đợc thông tin đăng ký của thuê bao liên quan đến GPRS đốivới mọi thuê bao nằm trong vùng phục vụ của SGSN Một SGSN có thể giaodiện với MSC thông qua giao diện Gs Đây là giao diện trên cơ sở báo hiệu số 7

sử dụng SCCP Lớp trên SCCP là một giao thức đợc gọi là BSSAP+, đây là mộtdạng cải biến của BSSAP đợc sử dụng giữa MSC và BSC ở tiêu chuẩn GSM

26

-MSC/VLR (ví dụ thoại) và các dịch vụ số liệu chuyển mạch gói đợc điều khiểnbởi GPRS Chẳng hạn nếu một thuê bao nào đó hỗ trợ cả dịch vụ thoại và dịch

vụ số liệu gói và nó đã nhập mạng SGSN, thì MSC có thể tìm gọi thuê bao nàycho cuộc gọi thoại thông qua SGSN bằng cách sử dụng giao diện Gs SGSN giaodiện với trung tâm dịch vụ bản tin ngắn (SMSC: Short Message Service Center)

thông qua giao diện Gd Giao diện này cho phép các thuê bao GPRS phát và thucác bản tin ngắn trên mạng GPRS (gồm cả giao diện vô tuyến GPRS) Giao diện

Gd là một giao diện trên cơ sở báo hiệu số 7 sử dụng MAP

• GGSN là điểm giao diện với các mạng số liệu gói bên ngoài(Internet chẳng hạn ) Nh vậy số liệu của ngời sử dụng vào hoặc ra mạng thôngtin di động mặt đất (PLMN) sẽ đi qua một GGSN Một SGSN có thể giao diệnvới một hay nhiều GGSN và giao diện này đợc gọi là Gn Đây là giao diện trêncơ sở IP đợc sử dụng để mang báo hiệu và số liệu ngời sử dụng Giao diện Gn

sử dụng giao thức xuyên đờng hầm GPRS (GTP: GPRS Tunneling Protocol).

Giao diện này truyền xuyên số liệu giữa SGSN và GGSN qua mạng đờng trụcIP

GGSN có thể sử dụng giao diện Gc đến HLR Giao diện này sử dụngMAP ở báo hiệu số 7 Cần sử dụng giao diện này khi GGSN cần xác định SGSNhiện đang phục vụ một thuê bao, cũng giống nh việc cổng GMSC hỏi HLR để

định tuyến thông tin cho một cuộc gọi kết cuối ở máy di động Điều khác nhauduy nhất giữa hai trờng hợp này là phiên số liệu thờng đợc MS thiết lập chứkhông phải mạng ngoài Nếu MS thiết lập phiên thì GGSN biết SGSN nào đangphục vụ MS, vì tuyến truyền từ MS đến GGSN đi qua SGSN phục vụ Trong tr-ờng hợp này GGSN không cần hỏi HLR GGSN phải hỏi HLR khi phiên đợckhởi xớng bởi mạng số liệu ngoài Đây là một khả năng tuỳ chọn và nhà khaithác có thể không chọn khả năng này Trong nhiều mạng, khả năng này không

đợc thực hiện và MS buộc phải có một địa chỉ giao thức gói cố định (địa chỉIP) Tuy nhiên, không gian địa chỉ quy định thờng hạn chế (nhất là ở phiên bảnIPv4) nên một địa chỉ cố định cho từng MS thờng không thể thực hiện đợc

SGSN có thể giao diện với các SGSN khác trong mạng Giao diện nàycũng đợc gọi là Gn và cũng sử dụng GTP Chức năng đầu tiên của giao diện này

là đảm bảo truyền xuyên các gói từ một SGSN cũ đến một SGSN mới khi xảy ra

một SGSN khác rất ngắn: đúng bằng thời gian mà SGSN mới và GGSN thiết lậpPDP Context giữa chúng Quá trình này hoàn toàn khác với chuyển giao giữacác MSC ở GSM ở trờng hợp GSM, MSC đầu tiên vẫn duy trì vai trò MSC neocủa nó cho đến khi cuộc gọi kết thúc.

II dịch vụ roaming gprs

Khi dịch vụ GPRS đợc giới thiệu và triển khai, ngời sử dụng dịch vụthông tin di động GSM mong đợi các nhà khai thác có thể triển khai dịch vụchuyển vùng GPRS cũng giống nh chuyển vùng GSM truyền thống Tuy nhiên

để thực hiện đợc điều đó, các nhà khai thác GSM/GPRS cần thiết phải thiết lậpmạng kết nối IP để kết nối các nhà khai thác GPRS với nhau nh là mạng báohiệu số 7 phục vụ cho việc chuyển vùng GSM

GPRS Roaming sử dụng các giao diện tiêu chuẩn hóa, đợc ghi trongGSM 03.60, gồm:

- Giao diện Gr giữa SGSN-HLR

- Giao diện Gd giữa SGSN- SMS-GWMSC

- Giao diện Gn giữa SGSN-GGSN trong cùng một mạng và giaodiện Gp giữa SGSN-GGSN ở hai mạng khác nhau

Hình 3 - Cấu trúc mạng GPRS

1 Kích hoạt Context và đăng ký MS

MS phải luôn thực hiện việc nhập mạng GPRS (GPRS attach) vào SGSNcủa mạng khách để đăng ký nhập mạng Nếu đây là lần nhập mạng đầu tiên ởPLMN mới, SGSN sẽ kết nối tới HLR của mạng chủ HPLMN Lúc này quyềnroaming của ngời sử dụng sẽ đợc kiểm tra

Nếu thuê bao đợc phép roaming, VSGSN sẽ gửi công nhận tới MS Khithuê bao đã nhập mạng, chuyển giao SMS MT và MO có thể tiến hành

Sau đó ngời sử dụng thực hiện thủ tục kích hoạt PDP Context ( PDPContext Activation ) Thủ tục này cùng với cùng với dữ liệu đợc MS phát đi vàdữ liệu thuê bao lu trong SGSN sễ xác định kịch bản roaming (roamingscenario) mà ngời sử dụng sẽ kích hoạt Điều này sẽ đợc giải thích chi tiết ởphần dới

Khi PDP Context đợc kích hoạt, chuyển giao dữ liệu GPRS có thể bắt

đầu Loại PDP trong môi trờng roaming phải là IP (chứ không phải là X.25 hoặcPPP)

Theo kịch bản này, ngời sử dụng chuyển tới mạng khách VPLMN và

đăng ký sử dụng SGSN của mạng khách này - VSGSN Sau đó, ngời sử dụngdùng GGSN trong mạng chủ HPLMN để kích hoạt một context Dữ liệu và báohiệu đợc trao đổi qua mạng Backbone giữa các PLMN (thông qua giao diện Gp)

để thiết lập context Để các PLMN có thể tơng tác qua giao diện Gp phải có cácnhà cung cấp GSN khác và sự thống nhất về các đặc tính GSM Các nhà khaithác GPRS Roaming phải sử dụng phiên bản GPRS Release 97 mức SMG#29hoặc cao hơn làm cơ sở

Kịch bản này đợc trình bày nh hình dới và yêu cầu:

- Các tơng tác SGSN-HLR qua giao diện Gr sử dụng liênkết C7/SCCP giữa các mạng

- Trao đổi DNS giữa các mạng và các trao đổi “.gprsroot” DNS có thể xảy ra (xem chú ý)

- Kết nối mạng backbone giữa các PLMN và quản lý địachỉ

- BG (Border Gateway) để tạo tờng lửa (firewall) và các

chức năng bảo

Mạng bacbone giữa các mạng GPRS

Roaming MS

BG BG

Mạng dữ liệu gói ngoài

Hình 4 - Kịch bản 1-VSGSN và HGGSN sử dụng mạng backbone

quốc tế giữa các PLMN

*Chú ý: GPRS root trỏ tới một root DNS Server đặt bên trong mạng“ ”

GPRS PLMN hoặc trỏ tới một root DNS Server có thể ở ngoài mạng GPRS“ ”

PLMN và đợc điều khiển bởi một tổ chức bên ngoài, ví dụ hiệp hội GSM chẳng hạn Điều này cho phép tất cả các nhà điều hành GPRS chỉ cần ghi rõ thông tin chỉ tại một địa điểm duy nhất và từ đó thông tin phân phối nhờ các DNS.

30

-đăng ký sử dụng SGSN trong mạng khách này Sau đó, thuê bao dùng GGSNcủa mạng khách để kích hoạt context

Không có trao đổi báo hiệu và dữ liệu qua mạng Backbone giữa cácPLMN vì kịch bản này sử dụng mạng backbone bên trong PLMN để thiết lậpcontext

Kịch bản này đợc mô tả nh hình vẻ và nó yêu cầu:

- Các tơng tác SGSN-HLR qua giao diện Gr sử dụng liên kếtC7/SCCP giữa các mạng

- Phân bổ địa chỉ động cho thuê bao

- Truy cập trong suốt tức là không xảy ra nhận thực tại các điểmtruy cập mạng

- Không trao đổi DNS giữa các mạng

- Không kết nối mạng backbone giữa các PLMN và quản lý địachỉ

- Không yêu cầu BG hoặc cấu hình tờng lửa

Hình 5 - Kịch bản 2-VSGSN và VGGSN sử dụng mạng backbone GPRS

bên trong VPLMN

*Chú ý: Sự truy nhập điểm truy nhập mạng không trong suốt có thể xảy ra nhng yêu cầu các server nhận thực tại điểm truy nhập mạng tạm trú và mạng thờng trú phải có cùng dữ liệu nhận thực nghĩa là mạng dữ liệu ngoài phải đảm bảo kết nối thành công cho MS khi truy nhập không trong suốt xảy ra.

3 GPRS và hệ thống tên miền (DNS: Domain Name System)

3.1.Mở đầu

Trong mạng Internet ngày nay, có một số miền mức cao (TLD: TopLevel Domain) cho các tổ chức, công ty đăng ký sử dụng ví dụ nh com, orgv.v… Tên miền logic cho phép ngời sử dụng dể dàng ghi địa chỉ những miền này

Mạng GPRS Backbone của PLMN tạm trú Roaming MS

Mạng dữ liệu ngoài

giữa tên logic và địa chỉ IP, ví dụ: www.mobifone.com.vn → 203.162.100.250

Khi số ngời sử dụng tăng lên hàng triệu ngời thì số miền cũng tăng lênhàng ngàn DNS sử dụng một hệ thống phân cấp để tạo ra hàng ngàn danh mụcDNS toàn cầu một cách hệ thống Hiện tại có 7 TLD cũng nh rất nhiều TLD cấpquốc gia và có 13 root namerver trên toàn thế giới Các nameserver này có danhmục cho tất cả các server tên miền mức cao (chẳng hạn “.com”) Server tênmiền mức cao “.com” chứa tất cả các miền kết thúc là “.com” (ví dụ:www.cnn.com) Danh mục ww.cnn.com trong root server có địa chỉ IP của mộthoặc hơn một www.cnn.com DNS server (thờng có nhiều hơn một phòng trờnghợp lỗi) ibm.com DNS server có địa chỉ của tất cả các máy chủ trong miềnibm.com

Hệ thống DNS toàn cầu hoạt động theo cách phân cấp này, và hầu nh tấtcả các server của một công ty hoặc một ISP DNS đều lu giữ thông tin để tránhliên tục truy vấn root DNS server cùng một câu hỏi

3.2 GPRS và DNS

GPRS cũng là một hệ thống tìm kiếm dựa trên DNS và điều này đợc hiểu

là nó sẽ yêu cầu các tìm kiếm DNS một cách logic để thực hiện SGSN thựchiện điều này nhờ tên điểm truy nhập (Access Point Name) APN đợc tạo nên từcác thông tin:

- Đầu vào ngời sử dụng

- Bản ghi thuê bao của ngời sử dụng

- Dữ liệu SGSN mặc định

SGSN tạo nên APN và sử dụng APN để truy vấn DNS nhằm lấy địa chỉ

IP (hoặc các địa chỉ IP) của GGSN (hoặc các GGSN) để kết nối ngời sử dụng.Sau đó SGSN sẽ chọn một địa chỉ IP để tạo ra GTP tunnel

Các PLMN chịu trách nhiệm lu giữ và cấp phát dữ liệu của các DNSserver trong mạng

Mỗi PLMN sẽ cung cấp một DNS server sơ cấp và thứ cấp cho cho giảipháp roaming APN

Hệ thống GPRS DNS sẽ là một mạng riêng và không có bất kỳ tơng tácnào với hệ thống DNS của Internet

32

-DSN server nội vùng DNS nội vùng của mạng khách sẽ phân giải APN thành

địa chỉ IP của GGSN

Có 2 khả năng xảy ra:

1 VPLMN không thể phân giải APN thành địa chỉ IP của GGSN

Nó phải truy vấu DNS trong mạng chủ HPLMN và sẽ đợc cung cấp địachỉ IP của HGGSN (kịch bản roaming 1-xem hình 2)

2 VPLMN DNS phân giải APN thành địa chỉ IP của GGSN mạngkhách (kịch bản roaming2- xem hình 3)

Truy vấn DNS trong kịch bản roaming thứ nhất (HGGSN đợc sử dụng)

Kịch bản này phức tạp hơn và liên quan tới báo hiệu GPRS , DNS/IPquốc tế

VSGSN BSS

GPRS “Root” DNS

Mạng Bacbone giữa các mạng GPRS

5 2

2a

4 3

BG BG

1

Hình 6 - Phân giải APN sử dụng DNS trong HPLMN

1 MS gửi bản tin kích hoạt PDP Context tới VSGSN trong VPLMN Bảntin này có thể chứa hoặc không chứa APN (nếu bản tin không chứa APN thì một APN mặc định trong VSGSN đợc phân giải)

2 VSGSN kiểm tra APN dựa vào hồ sơ thuê bao ngời sử dụng và tạo ra một truy vấn DNS Truy vấn này đợc gửi tới DNS server có địa chỉ đợc cấu hìnhtrong VSGSN