Xem mẫu
- NguyÔn Hμ D−¬ng - Líp §TVT4 - Kho¸ 41 §å ¸n tèt nghiÖp
PhÇn I :Tæng quan m¹ng th«ng tin
di ®éng GSM
Ch−¬ng 1
CÊu tróc m¹ng GSM
1.1 Tæng quan m¹ng GSM
CÊu h×nh m¹ng GSM :
SS
VLR HLR AUC
ISDN
MSC
PSPDN EIR
CSPD
PSTN
BSS
PLMN
BSC
OSS
BTS
TruyÒn b¸o
TruyÒn l−u l−îng MS
H×nh 1.1 CÊu tróc m¹ng GSM
4
- NguyÔn Hμ D−¬ng - Líp §TVT4 - Kho¸ 41 §å ¸n tèt nghiÖp
Trong ®ã:
SS : Switching System - HÖ thèng chuyÓn m¹ch
AUC : Trung t©m nhËn thùc
VLR : Bé ghi ®Þnh vÞ t¹m tró
HLR : Bé ghi ®Þnh vÞ th−êng tró
EIR : Equipment Identified Reader - Bé ghi nhËn d¹ng thiÕt bÞ
MSC : Mobile Switching Central - Trung t©m chuyÓn m¹ch c¸c nghiÖp
vô di ®éng
BSS : Base Station System - HÖ thèng tr¹m gèc
BTS : Base Television Station - §μi v« tuyÕn gèc
BSC : Base Station Control - §μi ®iÒu khiÓn tr¹m gèc
MS : M¸y di ®éng
OSS :Operating and Surveilance System - HÖ thèng khai th¸c vμ gi¸m
s¸t.
OMC : Operating and Maintaining Central - Trung t©m khai th¸c vμ
b¶o d−ìng
ISDN : M¹ng sè liªn kÕt ®a dÞch vô
PSTN : M¹ng ®iÖn tho¹i mÆt ®Êt c«ng céng
CSPDN : M¹ng chuyÓn m¹ch sè c«ng céng theo m¹ch
PLMN : M¹ng di ®éng mÆt ®Êt c«ng céng
MS : M¸y di ®éng
HÖ thèng GSM ®−îc chia thμnh hÖ thèng chuyÓn m¹ch (SS hay NSS) vμ
hÖ thèng tr¹m gèc (BSS). HÖ thèng ®−îc thùc hiÖn nh− mét m¹ng gåm
nhiÒu « v« tuyÕn c¹nh nhau ®Ó cïng ®¶m b¶o toμn bé vïng phñ sãng cña
vïng phôc vô. Mçi « cã mét tr¹m v« tuyÕn gèc (BTS) lμm viÖc ë mét tËp
hîp c¸c kªnh v« tuyÕn. C¸c kªnh nμy kh¸c víi c¸c kªnh ®−îc sö dông ë c¸c
« l©n cËn ®Ó tr¸nh nhiÔu giao thoa. Mét bé ®iÒu khiÓn tr¹m gèc (BSC) ®iÒu
khiÓn mét nhãm BTS. BSC ®iÒu khiÓn c¸c chøc n¨ng nh− chuyÓn giao vμ
®iÒu khiÓn c«ng suÊt. Mét trung t©m chuyÓn m¹ch c¸c nghiÖp vô di ®éng
(MSC) ®iÒu khiÓn mét sè BSC. MSC ®iÒu khiÓn c¸c cuéc gäi ®Õn vμ tõ
m¹ng chuyÓn m¹ch ®iÖn tho¹i c«ng céng (PSTN), m¹ng sè liªn kÕt ®a dÞch
vô (ISDN), m¹ng di ®éng mÆt ®Êt c«ng céng (PDN) vμ cã thÓ lμ c¸c m¹ng
riªng. ë m¹ng còng cã mét sè c¸c c¬ së d÷ liÖu ®Ó theo dâi nh− :
Bé ®¨ng ký ®Þnh vÞ th−êng tró (HLR) chøa c¸c th«ng tin vÒ thuª bao
nh− c¸c dÞch vô bæ sung, c¸c th«ng sè nhËn thùc vμ th«ng tin vÒ vÞ trÝ
cña MS.
5
- NguyÔn Hμ D−¬ng - Líp §TVT4 - Kho¸ 41 §å ¸n tèt nghiÖp
Trung t©m nhËn thùc (AUC ) ®−îc nèi ®Õn HLR. Chøc n¨ng cña
AUC lμ cung cÊp cho HLR c¸c th«ng sè nhËn thùc vμ c¸c kho¸ mËt
m· ®Ó sö dông cho b¶o mËt.
Bé ghi ®Þnh vÞ t¹m tró (VLR) : lμ mét c¬ së d÷ liÖu chøa th«ng tin vÒ
tÊt c¶ c¸c MS hiÖn ®ang phôc vô cña vïng MSC. Mçi MSC cã mét
VLR.
Thanh ghi nhËn d¹ng thiÕt bÞ (EIR) ®−îc nèi víi MSC qua mét
®−êng b¸o hiÖu. Nã cho phÐp MSC kiÓm tra sù hîp lÖ cña thiÕt bÞ.
HÖ thèng khai th¸c vμ hç trî (OSS) ®−îc nèi ®Õn tÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ ë hÖ
thèng chuyÓn m¹ch vμ nèi ®Õn BSC.
1.2 CÊu tróc ®Þa lý cña m¹ng
Mäi m¹ng ®iÖn tho¹i ®Òu cÇn mét cÊu tróc nhÊt ®Þnh ®Ó ®Þnh tuyÕn c¸c
cuéc gäi vμo ®Õn tæng ®μi cÇn thiÕt vμ cuèi cïng ®Õn thuª bao bÞ gäi. Trong
m¹ng di ®éng cÊu tróc nμy rÊt quan träng do tÝnh l−u th«ng cña c¸c thuª
bao trong m¹ng.
VÒ mÆt ®Þa lý mét m¹ng di ®éng gåm :
− Vïng m¹ng.
− Vïng phôc vô.
− Vïng ®Þnh vÞ.
− ¤ (Cell).
1. Vïng m¹ng
C¸c ®−êng truyÒn gi÷a m¹ng GSM/PLMN vμ m¹ng PSTN/ISDN kh¸c
hay c¸c m¹ng PLMN kh¸c sÏ ë møc tæng ®μi trung kÕ quèc gia hay quèc tÕ.
Trong mét m¹ng GSM/PLMN tÊt c¶ c¸c cuéc gäi kÕt cuèi di ®éng ®Òu ®−îc
®Þnh tuyÕn ®Õn mét tæng ®μi v« tuyÕn cæng (GMSC). GMSC lμm viÖc nh−
mét tæng ®μi trung kÕ vμo cho GSM/PLMN. §©y lμ n¬i thùc hiÖn chøc n¨ng
hái ®Þnh tuyÕn cuéc gäi cho c¸c kÕt cuèi di ®éng.
GMSC
GMSC_PLMN
X X
ISDN
PLMN
6
- NguyÔn Hμ D−¬ng - Líp §TVT4 - Kho¸ 41 §å ¸n tèt nghiÖp
X
PSTN
H×nh 1.2 Vïng m¹ng GSM/PLMN : C¸c ®−êng
2. Vïng phôc vô : MSC / VLR c¸c m¹ng kh¸c nhau vμ m¹ng
truyÒn gi÷a
GSM/PLMN
Vïng phôc vô lμ bé phËn cña m¹ng ®−îc mét MSC qu¶n lý. §Ó ®Þnh
tuyÕn mét cuéc gäi ®Õn thuª bao di ®éng, ®−êng truyÒn qua m¹ng sÏ nèi
®Õn MSC ë vïng phôc vô MSC n¬i thuª bao ®ang ë.
Vïng phôc vô lμ bé phËn cña m¹ng ®−îc ®Þnh nghÜa nh− mét vïng mμ ë
®ã cã thÓ ®¹t ®Õn mét tr¹m di ®éng nhê viÖc tr¹m MS nμy ®−îc ghi l¹i ë
mét bé ghi t¹m tró,
Mét vïng m¹ng GSM/PLMN ®−îc chia thμnh mét hay nhiÒu vïng phôc
vô MSC/VLR.
3. Vïng ®Þnh vÞ (LA: Location Area)
Mçi vïng phôc vô MSC/VLR ®−îc chia thμnh mét sè vïng ®Þnh vÞ. Vïng
®Þnh vÞ lμ mét phÇn cña vïng phôc vô MSC/VLR mμ ë ®ã mét MS cã thÓ
chuyÓn ®éng tù do mμ kh«ng cÇn cËp nhËt th«ng tin vÒ vÞ trÝ cho tæng ®μi
MSC/VLR ®iÒu khiÓn vïng ®Þnh vÞ nμy. Vïng ®Þnh vÞ nμy lμ vïng mμ ë ®ã
mét th«ng b¸o t×m gäi sÏ ®−îc ph¸t qu¶ng b¸ ®Ó t×m MS bÞ gäi. Vïng ®Þnh
vÞ cã thÓ cã mét sè « vμ phô thuéc vμo mét hay vμi BSC nh−ng nã chØ
thuéc mét MSC/VLR. HÖ thèng cã thÓ nhËn d¹ng vïng ®Þnh vÞ b»ng c¸ch
sö dông nhËn d¹ng vïng ®Þnh vÞ LAI (Location Area Identity). Vïng ®Þnh
vÞ ®−îc hÖ thèng sö dông ®Ó t×m mét thuª bao ®ang ë tr¹ng th¸i ho¹t ®éng.
4. ¤ (Cell)
Vïng ®Þnh vÞ ®−îc chia thμnh mét sè «. ¤ lμ mét vïng bao phñ v« tuyÕn
®−îc m¹ng nhËn d¹ng b»ng nhËn d¹ng « toμn cÇu (CGI - Cell Global
Identity).
Tr¹m di ®éng tù nhËn d¹ng mét « b»ng c¸ch sö dông m· nhËn d¹ng tr¹m
gèc (BSIC - Base Station Identity Code).
C¸c vïng ë GSM cã mèi quan hÖ chÆt chÏ víi nhau. Mèi quan hÖ gi÷a c¸c
vïng cña GSM ®−îc thÓ hiÖn ë h×nh 1.3.
7
- NguyÔn Hμ D−¬ng - Líp §TVT4 - Kho¸ 41 §å ¸n tèt nghiÖp
Vïng phôc vô GSM (tÊt c¶ c¸c n−íc thμnh viªn)
Vïng phôc vô PLMN (mét hay nhiÒu vïng ë mét n−íc)
Vïng phôc vô MSC (vïng ®−îc ®iÒu khiÓn bëi mét MSC)
Vïng ®Þnh vÞ (Vïng ®Þnh vÞ vμ t×m gäi)
Cell («)
(vïng cã mét tr¹m gèc riªng)
H×nh 1.3 VÝ dô vÒ ph©n cÊp cÊu tróc ®Þa lý cña m¹ng
di ®éng cellular (GSM)
1.3 HÖ thèng chuyÓn m¹ch (SS - Switching Subsystem)
HÖ thèng chuyÓn m¹ch bao gåm c¸c chøc n¨ng chuyÓn m¹ch chÝnh cña
GSM còng nh− c¸c c¬ së d÷ liÖu cÇn thiÕt cho sè liÖu thuª bao vμ qu¶n lý di
®éng cña thuª bao. Chøc n¨ng chÝnh cña SS lμ lμ qu¶n lý th«ng tin gi÷a
nh÷ng ng−êi sö dông m¹ng GSM víi nhau vμ víi m¹ng kh¸c.
1.3.1 Trung t©m chuyÓn m¹ch c¸c nghiÖp vô di ®éng (MSC - Mobile Service
Switching Centre)
ë SS chøc n¨ng chÝnh chuyÓn m¹ch chÝnh ®−îc MSC thùc hiÖn, nhiÖm vô
chÝnh cña MSC lμ ®iÒu phèi viÖc thiÕt lËp cuéc gäi ®Õn nh÷ng ng−êi sö
dông m¹ng GSM. Mét mÆt BSC giao tiÕp víi hÖ thèng con BSS, mÆt kh¸c
giao tiÕp víi m¹ng ngoμi ®−îc gäi lμ MSC cæng. ViÖc giao tiÕp víi m¹ng
ngoμi ®Ó ®¶m b¶o th«ng tin cho nh÷ng ng−êi sö dông m¹ng GSM ®ßi hái
cæng thÝch øng ( c¸c chøc n¨ng t−¬ng t¸c IWF :Interworking Function ). SS
còng cÇn giao tiÕp víi m¹ng ngoμi ®Ó sö dông c¸c kh¶ n¨ng truyÒn t¶i cña
c¸c m¹ng nμy cho viÖc truyÒn t¶i sè liÖu cña ng−êi sö dông hoÆc b¸o hiÖu
gi÷a c¸c phÇn tö cña m¹ng GSM. Ch¼ng h¹n SS cã thÓ sö dông m¹ng b¸o
hiÖu kªnh chung sè 7 (CCS 7), m¹ng nμy ®¶m b¶o ho¹t ®éng t−¬ng t¸c gi÷a
c¸c phÇn tö cña SS trong nhiÒu hay mét m¹ng GSM. MSC th−êng lμ mét
tæng ®μi lín ®iÒu khiÓn vμ qu¶n lý mét sè c¸c bé ®iÒu khiÓn tr¹m gèc
8
- NguyÔn Hμ D−¬ng - Líp §TVT4 - Kho¸ 41 §å ¸n tèt nghiÖp
(BSC). Mét tæng ®μi MSC thÝch hîp cho mét vïng ®« thÞ vμ ngo¹i « cã d©n
c− vμo kho¶ng mét triÖu (víi mËt ®é thuª bao trung b×nh ).
§Ó kÕt nèi MSC víi mét sè m¹ng kh¸c cÇn ph¶i thÝch øng c¸c ®Æc ®iÓm
truyÒn dÉn cña GSM víi c¸c m¹ng nμy. C¸c thÝch øng nμy ®−îc gäi lμ c¸c
chøc n¨ng t−¬ng t¸c. IWF ( Interworking Function ) bao gåm mét sè thiÕt
bÞ ®Ó thÝch øng giao thøc truyÒn dÉn. Nã cho phÐp kÕt nèi víi c¸c m¹ng :
PSPDN ( Packet Switched Public Data Network : m¹ng sè liÖu c«ng céng
chuyÓn m¹ch gãi ) hay CSPDN ( Circuit Switched Public Data network :
m¹ng sè liÖu c«ng céng chuyÓn m¹ch theo m¹ch) , nã còng tån t¹i khi c¸c
m¹ng kh¸c chØ ®¬n thuÇn lμ PSTN hay ISDN. IWF cã thÓ ®−îc thùc hiÖn
trong cïng chøc n¨ng MSC hay cã thÓ ë thiÕt bÞ riªng, ë tr−êng hîp hai
giao tiÕp gi÷a MSC vμ IWF ®−îc ®Ó më.
1.3.2 Bé ghi ®Þnh vÞ th−êng tró (HLR - Home Location Register)
Ngoμi MSC, SS bao gåm c¶ c¸c c¬ së d÷ liÖu. C¸c th«ng tin liªn quan ®Õn
viÖc cung cÊp c¸c dÞch vô viÔn th«ng ®−îc l−u gi÷ ë HLR kh«ng phô thuéc
vμo vÞ trÝ hiÖn thêi cña thuª bao. HLR còng chøa c¸c th«ng tin liªn quan
®Õn vÞ trÝ hiÖn thêi cña thuª bao. Th−êng HLR lμ mét m¸y tÝnh ®øng riªng
kh«ng cã kh¶ n¨ng chuyÓn m¹ch nh−ng cã kh¶ n¨ng qu¶n lý hμng tr¨m
ngμn thuª bao. Mét chøc n¨ng con cña HLR lμ nhËn d¹ng trung t©m nhËn
thùc AUC mμ nhiÖm vô cña trung t©m nμy lμ qu¶n lý an toμn sè liÖu cña
c¸c thuª bao ®−îc phÐp.
1.3.3 Bé ghi ®Þnh vÞ t¹m tró (VLR - Visitor Location Register)
VLR lμ c¬ së d÷ liÖu thø hai trong m¹ng GSM. Nã ®−îc nèi víi mét hay
nhiÒu MSC vμ cã nhiÖm vô l−u gi÷ t¹m thêi sè liÖu thuª bao cña c¸c thuª
bao hiÖn ®ang n»m trong vïng phôc vô cña MSC t−¬ng øng vμ ®ång thêi
l−u gi÷ sè liÖu vÒ vÞ trÝ cña c¸c thuª bao nãi trªn ë møc ®é chÝnh x¸c h¬n
HLR. Mçi MSC cã mét VLR. Ngay khi MS l−u ®éng vμo mét vïng MSC
míi, VLR liªn kÕt víi MSC sÏ yªu cÇu sè liÖu vÒ MS nμy tõ HLR. §ång thêi
HLR sÏ ®−îc th«ng b¸o lμ MS ®ang ë vïng phôc vô nμo. NÕu sau ®ã MS
muèn thùc hiÖn mét cuéc gäi, VLR sÏ cã tÊt c¶ c¸c th«ng tin cÇn thiÕt dÓ
thiÕt lËp cuéc gäi mμ kh«ng cÇn hái HLR. Cã thÓ coi VLR nh− mét HLR
ph©n bè.
D÷ liÖu bæ sung ®−îc l−u gi÷ ë HLR gåm :
T×nh tr¹ng cña thuª bao (bËn, rçi, kh«ng tr¶ lêi ... ).
NhËn d¹ng vïng ®Þnh vÞ (LAI).
NhËn d¹ng cña thuª bao di ®éng t¹m thêi (TMSI).
Sè l−u ®éng cña tr¹m di ®éng (MSRN).
9
- NguyÔn Hμ D−¬ng - Líp §TVT4 - Kho¸ 41 §å ¸n tèt nghiÖp
C¸c chøc n¨ng VLR th−êng ®−îc liªn kÕt víi chøc n¨ng MSC.
1.3.4 Tæng ®μi di ®éng cæng (GMSC - Gate MSC)
SS cã thÓ chøa nhiÒu MSC, VLR, HLR. §Ó thiÕt lËp mét cuéc gäi ®Õn
ng−êi sö dông GSM, tr−íc hÕt cuéc gäi ph¶i ®−îc ®Þnh tuyÕn ®Õn mét tæng
®μi cæng ®−îc gäi lμ GMSC mμ kh«ng cÇn biÕt hiÖn thêi thuª bao ®ang ë
®©u. C¸c tæng ®μi cæng cã nhiÖm vô lÊy th«ng tin vÒ vÞ trÝ cña thuª bao vμ
®Þnh tuyÕn cuéc gäi ®Õn tæng ®μi ®ang qu¶n lý thuª bao ë thêi ®iÓm hiÖn
thêi ( MSC t¹m tró ). §Ó vËy, tr−íc hÕt c¸c tæng ®μi cæng ph¶i dùa trªn sè
danh b¹ cña thuª bao ®Ó t×m ®óng HLR cÇn thiÕt vμ hái HLR nμy. Tæng
®μi cæng cã mét giao diÖn víi c¸c m¹ng bªn ngoμi th«ng qua giao diÖn nμy
nã lμm nhiÖm vô cæng ®Ó kÕt nèi c¸c m¹ng bªn ngoμi víi m¹ng GSM. Ngoμi
ra tæng ®μi nμy còng cã giao diÖn b¸o hiÖu sè 7 ( CCS 7 ) ®Ó cã thÓ t−¬ng
t¸c víi c¸c phÇn tö kh¸c cña SS. VÒ ph−¬ng diÖn kinh tÕ kh«ng ph¶i bao
giê tæng ®μi cæng còng ®øng riªng mμ th−êng ®−îc kÕt hîp víi MSC.
1.3.5 Trung t©m nhËn thùc (AUC - Authentication Center)
Trung t©m nhËn thùc AUC cã chøc n¨ng cung cÊp cho HLR c¸c th«ng sè
nhËn thùc vμ c¸c kho¸ mËt m·.
Trung t©m nhËn thùc liªn tôc cung cÊp c¸c bé ba cho tõng thuª bao. C¸c
bé ba nμy ®−îc coi nh− lμ sè liÖu liªn quan ®Õn thuª bao. Mét bé ba
(RAND, SRES, ho¸ mËt m· (Kc) ) ®−îc sö dông ®Ó nhËn thùc mét cuéc gäi
®Ó tr¸nh tr−êng hîp Card thuª bao (Card th«ng minh) bÞ mÊt. Ýt nhÊt ph¶i
lu«n cã mét bé ba míi (cho mét thuª bao) ë HLR ®Ó lu«n cã thÓ cung cÊp
bé ba nμy theo yªu cÇu cña MSC/VLR. AUC chñ yÕu chøa mét sè c¸c m¸y
tÝnh c¸ nh©n gäi lμ PC - AUC ®Ó t¹o ra c¸c bé ba vμ cung cÊp chóng ®Õn
HLR.
PC - AUC ®−îc coi nh− mét thiÕt bÞ vμo/ra (I/O).
Trong AUC c¸c b−íc sau ®©y ®−îc thùc hiÖn ®Ó t¹o ra bé ba :
Mét sè ngÉu nhiªn kh«ng thÓ ®o¸n ®−îc (RAND) ®−îc t¹o ra.
RAND vμ Ki ®−îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n tr¶ lêi ®−îc mËt hiÖu (SRES)
vμ kho¸ mËt m· (Kc) b»ng hai thuËt to¸n :
o SRES = A3 (RAND , Ki)
o Kc = A8 (RAND , Ki)
RAND, SRES vμ Kc cïng ®−îc ®−a ®Õn HLR nh− mét bé ba.
Qu¸ tr×nh nhËn thùc sÏ lu«n diÔn ra mçi lÇn thuª bao truy cËp vμo m¹ng
cña hÖ thèng.
Qu¸ tr×nh nhËn thùc diÔn ra nh− sau :
10
- NguyÔn Hμ D−¬ng - Líp §TVT4 - Kho¸ 41 §å ¸n tèt nghiÖp
VLR cã tÊt c¶ c¸c th«ng tin ®−îc yªu cÇu ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh nhËn
thùc (Kc, SRES, RAND). NÕu c¸c th«ng tin nμy kh«ng s½n cã ë VLR th×
VLR sÏ yªu cÇu chóng tõ HLR / AUC.
1. Bé ba (Kc, SRES, RAND) ®−îc l−u gi÷ trong VLR.
2. VLR göi RAND qua MSC vμ BSS tíi MS (kh«ng ®−îc m· ho¸).
3. MS sö dông c¸c thuËt to¸n A3 vμ A8 vμ tham sè Ki ®−îc l−u gi÷
trong SIM card cña MS, cïng víi RAND nhËn ®−îc tõ VLR, sÏ tÝnh
to¸n c¸c gi¸ trÞ cña SRES vμ Kc.
4. MS göi SRES kh«ng m· ho¸ tíi VLR.
5. Trong VLR gi¸ trÞ cña SRES ®−îc so s¸nh víi SRES mμ nhËn ®−îc
tõ m¸y di ®éng. NÕu hai gi¸ trÞ nμy lμ phï hîp th× nhËn thùc lμ thμnh
c«ng.
6. NÕu m· ho¸ ®−îc sö dông, th× Kc tõ bé ba mμ ®· ®−îc dù ®Þnh tr−íc
sÏ ®−îc göi tíi BTS.
7. M¸y di ®éng tÝnh to¸n Kc tõ RAND vμ Ki (Ki ë trong SIM) b»ng
thuËt to¸n A8.
8. Dïng Kc, thuËt to¸n A5 vμ sè siªu siªu khung sù m· ho¸ gi÷a MS vμ
BSS b©y giê cã thÓ x¶y ra qua giao diÖn v« tuyÕn.
1.3.6 Chøc n¨ng t−¬ng t¸c (IWF - Interworking Function)
IWF cung cÊp chøc n¨ng ®Ó ®¶m b¶o hÖ thèng GSM cã thÓ giao tiÕp víi
nhiÒu d¹ng kh¸c nhau cña c¸c m¹ng sè liÖu t− nh©n vμ c«ng céng ®ang
®−îc sö dông.
C¸c ®Æc ®iÓm c¬ b¶n cña IWF gåm :
Sù thÝch hîp tèc ®é d÷ liÖu.
Sù chuyÓn ®æi giao thøc.
Mét sè hÖ thèng yªu cÇu nhiÒu kh¶ n¨ng cña IWF h¬n c¸c hÖ thèng kh¸c,
®iÒu nμy phô thuéc vμo m¹ng mμ IWF ®−îc nèi tíi.
CCS 7
Phô thuéc quy ®Þnh cña tõng n−íc, mét h·ng khai th¸c GSM cã thÓ cã
m¹ng b¸o hiÖu CCS 7 riªng hay chung. NÕu h·ng khai th¸c cã m¹ng b¸o
hiÖu nμy riªng th× c¸c ®iÓm chuyÓn giao b¸o hiÖu ( STP : Signaling
Transfer Point ) cã thÓ sÏ lμ mét bé phËn cña SS vμ cã thÓ ®−îc thùc hiÖn ë
c¸c ®iÓm nót riªng hay trong cïng mét MSC tuú thuéc vμo hoμn c¶nh kinh
tÕ. T−¬ng tù mét nhμ khai th¸c GSM còng cã thÓ cã quyÒn thùc hiÖn mét
m¹ng riªng ®Ó ®Þnh tuyÕn c¸c cuéc gäi gi÷a GMSC vμ MSC hay thËm chÝ
®Þnh tuyÕn cuéc gäi ra ®Õn ®iÓm gÇn nhÊt tr−íc khi sö dông m¹ng cè ®Þnh.
11
- NguyÔn Hμ D−¬ng - Líp §TVT4 - Kho¸ 41 §å ¸n tèt nghiÖp
Lóc nμy c¸c tæng ®μi qu¸ giang ( TE :Transit Exchange ) cã thÓ sÏ lμ mét
bé phËn cña m¹ng GSM vμ cã thÓ ®−îc thùc hiÖn nh− mét nót ®øng riªng
hay kÕt hîp víi MSC.
1.4 HÖ thèng tr¹m gèc BSS
Cã thÓ nãi BSS lμ mét hÖ thèng c¸c thiÕt bÞ ®Æc thï riªng cho c¸c tÝnh
chÊt tæ ong v« tuyÕn cña GSM. BSS giao diÖn trùc tiÕp víi c¸c tr¹m di ®éng
( MS ) th«ng qua giao diÖn v« tuyÕn. V× thÕ nã bao gåm c¸c thiÕt bÞ ph¸t vμ
thu ®−êng truyÒn v« tuyÕn vμ qu¶n lý c¸c chøc n¨ng nμy. MÆt kh¸c BSS
thùc hiÖn giao diÖn víi c¸c tæng ®μi SS. Tãm l¹i BSS thùc hiÖn ®Êu nèi c¸c
MS víi tæng ®μi vμ nhê vËy ®Êu nèi nh÷ng ng−êi sö dông c¸c tr¹m di ®éng
víi c¸c ng−êi sö dông viÔn th«ng kh¸c. BSS còng ph¶i ®−îc ®iÒu khiÓn vμ v×
vËy nã ®−îc ®Êu nèi víi OSS.
BSS bao gåm hai lo¹i thiÕt bÞ : BTS giao diÖn víi MS vμ BSC giao diÖn
víi MSC.
1.4.1 Tr¹m thu ph¸t gèc (BTS - Base Transceiver Station)
Mét BTS bao gåm c¸c thiÕt bÞ ph¸t thu, anten vμ xö lý tÝn hiÖu ®Æc thï
cho giao diÖn v« tuyÕn. Cã thÓ coi BTS lμ c¸c Modem v« tuyÕn phøc t¹p cã
thªm mét sè c¸c chøc n¨ng kh¸c. Mét bé phËn quan träng cña BTS lμ
TRAU (Transcoder and Rate Adapter Unit : khèi chuyÓn ®æi m· vμ thÝch
øng tèc ®é ). TRAU lμ thiÕt bÞ mμ ë ®ã qu¸ tr×nh m· ho¸ vμ gi¶i m· tiÕng
®Æc thï riªng cho GSM ®−îc tiÕn hμnh, ë ®©y còng thùc hiÖn thÝch øng tèc
®é trong tr−êng hîp truyÒn sè liÖu. TRAU lμ mét bé phËn cña BTS, nh−ng
còng cã thÓ ®Æt c¸ch xa BTS vμ thËm chÝ trong nhiÒu tr−êng hîp ®−îc ®Æt
gi÷a BSC vμ MSC.
C¸c chøc n¨ng chÝnh cña BTS lμ :
BiÕn ®æi truyÒn dÉn (d©y dÉn - v« tuyÕn).
C¸c phÐp ®o v« tuyÕn.
Ph©n tËp anten.
MËt m·.
NhÈy tÇn.
TruyÒn dÉn kh«ng liªn tôc.
§ång bé thêi gian.
Gi¸m s¸t vμ kiÓm tra.
12
- NguyÔn Hμ D−¬ng - Líp §TVT4 - Kho¸ 41 §å ¸n tèt nghiÖp
Mçi BTS cã thÓ cã tèi ®a 4 bé thu ph¸t (TRX - Transceiver). Bé kÕt hîp
ph¸t cho phÐp ®Êu nèi 16 TRX trªn cïng mét anten. Cã thÓ ®Êu nèi 32
TRX ®Õn cïng mét cÆp anten thu.
1.4.2 BSC
BSC cã nhiÖm vô qu¶n lý tÊt c¶ giao diÖn v« tuyÕn th«ng qua c¸c lÖnh
®iÒu khiÓn tõ xa BTS vμ MS. C¸c lÖnh nμy chñ yÕu lμ c¸c lÖnh Ên ®Þnh, gi¶i
phãng kªnh v« tuyÕn vμ qu¶n lý chuyÓn giao ( Handover ). Mét phÝa BSC
®−îc nèi víi BTS cßn phÝa kia ®−îc nèi víi MSC cña SS. Trong thùc tÕ
BSC lμ mét tæng ®μi nhá cã kh¶ n¨ng tÝnh to¸n ®¸ng kÓ. Vai trß chñ yÕu
cña nã lμ qu¶n lý c¸c kªnh ë giao diÖn v« tuyÕn vμ chuyÓn giao. Mét BSC
trung b×nh cã thÓ qu¶n lý tíi vμi chôc BTS phô thuéc vμo l−u l−îng cña c¸c
BTS nμy. Giao diÖn gi÷a BSC víi MSC ®−îc gäi lμ giao diÖn A, cßn giao
diÖn gi÷a nã víi BTS ®−îc gäi lμ giao diÖn Abis.
BSC cã c¸c chøc n¨ng chÝnh sau :
Gi¸m s¸t c¸c tr¹m v« tuyÕn gèc.
Qu¶n lý m¹ng v« tuyÕn.
§iÒu khiÓn nèi th«ng ®Õn c¸c m¸y di ®éng.
§Þnh vÞ vμ chuyÓn giao.
Qu¶n lý t×m gäi.
Khai th¸c vμ b¶o d−ìng cña BSS.
Qu¶n lý m¹ng truyÒn dÉn.
Chøc n¨ng chuyÓn ®æi m¸y (gåm c¶ ghÐp 4 kªnh l−u th«ng GSM toμn
bé tèc ®é vμo mét kªnh 64 kbit/s).
M· ho¸ tiÕng (gi¶m tèc ®é bÝt tiÕng xuèng 13 kbit/s) sÏ ®−îc thùc hiÖn ë
BSC. V× vËy mét ®−êng PCM cã thÓ truyÒn ®−îc 4 cuéc nèi tiÕng.
1.5 Tr¹m di ®éng MS
Tr¹m di ®éng lμ thiÕt bÞ duy nhÊt mμ ng−êi sö dông cã thÓ th−êng xuyªn
nh×n thÊy cña hÖ thèng. MS cã thÓ lμ thiÕt bÞ ®Æt trong «t« hay thiÕt bÞ x¸ch
tay hoÆc cÇm tay. Lo¹i thiÕt bÞ nhá cÇm tay sÏ lμ thiÕt bÞ tr¹m di ®éng phæ
biÕn nhÊt. Ngoμi viÖc chøa c¸c chøc n¨ng v« tuyÕn chung vμ xö lý giao diÖn
v« tuyÕn, MS cßn ph¶i cung cÊp giao diÖn víi ng−êi sö dông ( nh− micro,
loa, mμn hiÓn thÞ, bμn phÝm ®Ó qu¶n lý cuéc gäi ) hoÆc giao diÖn víi mét sè
c¸c thiÕt bÞ kh¸c nh− giao diÖn víi m¸y tÝnh c¸ nh©n, Fax ... HiÖn nay ng−êi
ta ®ang cè g¾ng s¶n xuÊt c¸c thiÕt bÞ ®Çu cuèi gän nhÑ ®Ó ®Êu nèi víi tr¹m
13
- NguyÔn Hμ D−¬ng - Líp §TVT4 - Kho¸ 41 §å ¸n tèt nghiÖp
di ®éng. ViÖc lùa chän c¸c thiÕt bÞ ®Çu cuèi hiÖn ®Ó më cho c¸c nhμ s¶n
xuÊt. Ta cã thÓ liÖt kª ba chøc n¨ng chÝnh :
− ThiÕt bÞ ®Çu cuèi thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng kh«ng liªn quan ®Õn m¹ng
GSM.
− KÕt cuèi tr¹m di ®éng thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng liªn quan ®Õn truyÒn
dÉn ë giao diÖn v« tuyÕn.
− Bé thÝch øng ®Çu cuèi lμm viÖc nh− mét cöa nèi th«ng thiÕt bÞ ®Çu
cuèi víi kÕt cuèi di ®éng. CÇn sö dông bé thÝch øng ®Çu cuèi khi giao
diÖn ngoμi tr¹m di ®éng tu©n theo tiªu chuÈn ISDN ®Ó ®Êu nèi ®Çu cuèi
- modem.
* CÊu tróc cña mét m¸y di ®éng :
M¸y di ®éng gåm thiÕt bÞ di ®éng ME (Mobile Equipment) vμ modun
nhËn d¹ng thuª bao SIM (Subcriber Identity Module)
Modun nhËn d¹ng thuª bao :
SIM lμ mét modun th¸o rót ®−îc ®Ó c¾m vμo mçi khi thuª bao muèn sö
dông MS vμ rót ra khi MS kh«ng cã ng−êi hoÆc l¾p ®Æt ë MS khi ban ®Çu
®¨ng ký thuª bao. Cã hai ph−¬ng ¸n ®−îc ®−a ra :
- SIM d¹ng card IC.
- SIM d¹ng c¾m.
1/ SIM d¹ng card IC : lμ mét modun ®Ó cã mét giao tiÕp víi bªn ngoμi theo
c¸c tiªu chuÈn ISO vÒ c¸c card IC. SIM cã thÓ lμ mét bé phËn cña card ®a
dÞch vô trong ®ã viÔn th«ng di ®éng GSM lμ mét trong sè c¸c øng dông.
2/ SIM d¹ng c¾m : lμ mét modun riªng hoμn toμn ®−îc tiªu chuÈn ho¸
trong hÖ thèng GSM. Nã ®−îc dù ®Þnh l¾p ®Æt b¸n cè ®Þnh ë ME.
C¸c khai th¸c m¹ng GSM lμ c¸c khai th¸c khi thiÕt lËp, ho¹t ®éng xo¸
mét cuéc gäi. Khi sö dông ë ME, SIM ®¶m b¶o c¸c chøc n¨ng sau nÕu nã
n»m trong khai th¸c cña m¹ng GSM :
L−u gi÷ c¸c th«ng tin b¶o mËt liªn quan ®Õn thuª bao (nh− IMSI) vμ
thùc hiÖn c¸c c¬ chÕ nhËn thùc vμ t¹o kho¸ mËt m·.
Khai th¸c PIN ng−êi sö dông (nÕu cÇn cã PIN) vμ qu¶n lý.
Qu¶n lý th«ng tin liªn quan ®Õn thuª bao di ®éng chØ cã thÓ thùc hiÖn
khai th¸c m¹ng GSM khi SIM cã mét IMSI ®óng.
SIM ph¶i cã kh¶ n¨ng xö lý mét sè nhËn d¹ng c¸ nh©n (PIN), kÓ c¶ khi
kh«ng bao giê sö dông nã. PIN bao gåm 4 ®Õn 8 ch÷ sè. Mét PIN ban ®Çu
®−îc n¹p bëi bé ho¹t ®éng dÞch vô ë thêi ®iÓm ®¨ng ký. Sau ®ã ng−êi sö
dông cã thÓ thay ®æi PIN còng nh− ®é dμi PIN tuú ý. Ng−êi sö dông còng
14
- NguyÔn Hμ D−¬ng - Líp §TVT4 - Kho¸ 41 §å ¸n tèt nghiÖp
cã thÓ quyÕt ®Þnh cã sö dông chøc n¨ng PIN hay kh«ng b»ng mét chøc
n¨ng SIM-ME ®−îc gäi lμ chøc n¨ng cÊm PIN. ViÖc cÊm nμy gi÷ nguyªn
cho ®Õn khi ng−êi sö dông cho phÐp l¹i kiÓm tra PIN. Nh©n viªn ®−îc phÐp
cña h·ng khai th¸c cã thÓ chÆn chøc n¨ng cÊm PIN khi ®¨ng ký thuª bao,
nghÜa lμ thuª bao khi bÞ chÆn chøc n¨ng cÊm PIN kh«ng cßn lùa chän nμo
kh¸c lμ sö dông PIN. NÕu sö dông PIN sai ng−êi dïng nhËn ®−îc mét chØ
thÞ. Sau khi ®−a vμo 3 lÇn sai liªn tiÕp SIM bÞ chÆn, thËm chÝ c¶ khi rót
SIM ra hay t¾t MS. ChÆn SIM nghÜa lμ ®Æt nã vμo tr¹ng th¸i cÊm khai th¸c
m¹ng GSM, cã thÓ dïng kho¸ gi¶i to¶ chÆn c¸ nh©n ®Ó gi¶i to¶ chÆn. Kho¸
gi¶i to¶ chÆn c¸ nh©n lμ mét sè cã 8 ch÷ sè. NÕu ®−a ch÷ sè sai vμo ng−êi
dïng nhËn ®−îc chØ thÞ. Sau 10 lÇn liªn tiÕp ®−a vμo sai, SIM bÞ chÆn ngay
c¶ khi rót SIM ra hay t¾t MS.
Ngoμi ra SIM ph¶i cã bé nhí kh«ng mÊt th«ng tin cho mét sè khèi th«ng
tin nh− :
Sè seri : Lμ sè ®¬n trÞ x¸c ®Þnh SIM vμ chøa th«ng tin vÒ nhμ s¶n
xuÊt, thÕ hÖ ®iÒu hμnh, sè SIM, ...
Tr¹ng th¸i SIM (chÆn hay kh«ng chÆn).
Kho¸ nhËn thùc.
Sè nhËn d¹ng thuª bao di ®éng quèc tÕ (IMSI).
Kho¸ mËt m·.
Sè tr×nh tù kho¸ mËt m·.
NhËn d¹ng thuª bao di ®éng t¹m thêi (TMSI).
Lo¹i ®iÒu khiÓn th©m nhËp thuª bao.
Sè nhËn d¹ng c¸ nh©n (PIN).
1.6 HÖ thèng khai th¸c vμ b¶o d−ìng OSS
OSS thùc hiÖn ba chøc n¨ng chÝnh sau :
− Khai th¸c vμ b¶o d−ìng m¹ng.
− Qu¶n lý thuª bao vμ tÝnh c−íc.
− Qu¶n lý thiÕt bÞ di ®éng.
D−íi ®©y ta xÐt tæng qu¸t c¸c chøc n¨ng nãi trªn.
1.6.1 Khai th¸c vμ b¶o d−ìng m¹ng
Khai th¸c lμ c¸c ho¹t ®éng cho phÐp nhμ khai th¸c m¹ng theo dâi hμnh vi
cña m¹ng nh− : t¶i cña hÖ thèng , møc ®é chËm, sè l−îng chuyÓn giao
(handover) gi÷a hai «... , nhê vËy nhμ khai th¸c cã thÓ gi¸m s¸t ®−îc toμn
15
- NguyÔn Hμ D−¬ng - Líp §TVT4 - Kho¸ 41 §å ¸n tèt nghiÖp
bé chÊt l−îng cña dÞch vô mμ hä cung cÊp cho kh¸ch hμng vμ kÞp thêi xö lý
c¸c sù cè. Khai th¸c còng bao gåm viÖc thay ®æi cÊu h×nh ®Ó gi¶m nh÷ng
vÊn ®Ò xuÊt hiÖn ë thêi ®iÓm hiÖn thêi, ®Ó chuÈn bÞ t¨ng l−u l−îng trong
t−¬ng lai, ®Ó t¨ng vïng phñ. ViÖc thay ®æi m¹ng cã thÓ ®−îc thùc hiÖn
"mÒm" qua b¸o hiÖu ( Ch¼ng h¹n thay ®æi th«ng sè handover ®Ó thay ®æi
biªn giíi t−¬ng ®èi gi÷a hai « ), hoÆc thùc hiÖn cøng ®ßi hái sù can thiÖp t¹i
hiÖn tr−êng (ch¼ng h¹n bæ sung thªm dung l−îng truyÒn dÉn hay l¾p ®Æt
mét tr¹m míi ). ë hÖ thèng viÔn th«ng hiÖn ®¹i khai th¸c ®−îc thùc hiÖn
b»ng m¸y tÝnh vμ ®−îc tËp trung ë mét tr¹m.
B¶o d−ìng cã nhiÖm vô ph¸t hiÖn, ®Þnh vÞ vμ söa ch÷a c¸c sù cè vμ háng
hãc. Nã cã mét sè quan hÖ víi khai th¸c. C¸c thiÕt bÞ ë m¹ng viÔn th«ng
hiÖn ®¹i cã kh¶ n¨ng tù ph¸t hiÖn mét sè sù cè hay dù b¸o sù cè th«ng qua
tù kiÓm tra . Trong nhiÒu tr−êng hîp ng−êi ta dù phßng cho thiÕt bÞ ®Ó khi
cã sù cè cã thÓ thay thÕ b»ng thiÕt bÞ dù phßng. Sù thay thÕ nμy cã thÓ ®−îc
thùc hiÖn tù ®éng, ngoμi ra viÖc gi¶m nhÑ sù cè cã thÓ ®−îc ng−êi khai th¸c
thùc hiÖn b»ng ®iÒu khiÓn tõ xa. B¶o d−ìng còng bao gåm c¶ c¸c ho¹t ®éng
t¹i hiÖn tr−êng nh»m thay ®æi thiÕt bÞ cã sù cè.
HÖ thèng khai th¸c vμ b¶o d−ìng cã thÓ ®−îc x©y dùng trªn nguyªn lý
TMN ( Telecommunication Management Network : m¹ng qu¶n lý viÔn
th«ng ). Lóc nμy mét mÆt hÖ thèng khai th¸c vμ b¶o d−ìng ®−îc nèi ®Õn
c¸c phÇn tö cña m¹ng viÔn th«ng ( c¸c MSC , BSC , HLR vμ c¸c phÇn tö
m¹ng kh¸c trõ BTS , v× th©m nhËp ®Õn BTS ®−îc thùc hiÖn qua BSC ). MÆt
kh¸c hÖ thèng khai th¸c vμ b¶o d−ìng l¹i ®−îc nèi ®Õn m¸y tÝnh chñ ®ãng
vai trß giao tiÕp ng−êi m¸y. Theo tiªu chuÈn GSM hÖ thèng ®−îc gäi lμ
OMC ( Operation and Mainternance Center : Trung t©m khai th¸c vμ b¶o
d−ìng ).
1.6.2 Qu¶n lý thuª bao
Bao gåm c¸c ho¹t ®éng qu¶n lý ®¨ng ký thuª bao. NhiÖm vô ®Çu tiªn lμ
nhËp vμ xo¸ thuª bao khái m¹ng. §¨ng ký thuª bao còng cã thÓ rÊt phøc
t¹p , bao gåm nhiÒu dÞch vô vμ tÝnh n¨ng bæ sung. Nhμ khai th¸c ph¶i cã
thÓ th©m nhËp vμo tÊt c¶ c¸c th«ng sè nãi trªn. Mét nhiÖm vô quan träng
kh¸c cña nhμ khai th¸c lμ tÝnh c−íc c¸c cuéc gäi. C−íc phÝ ph¶i ®−îc tÝnh
vμ göi ®Õn thuª bao. Qu¶n lý thuª bao ë m¹ng GSM chØ liªn quan ®Õn HLR
vμ mét sè thiÕt bÞ OSS riªng ch¼ng h¹n m¹ng nèi HLR víi c¸c thiÕt bÞ giao
tiÕp ng−êi m¸y ë c¸c trung t©m giao dÞch víi thuª bao. Sim card còng ®ãng
vai trß nh− mét bé phËn cña hÖ thèng qu¶n lý thuª bao.
1.6.3 Qu¶n lý thiÕt bÞ di ®éng
16
- NguyÔn Hμ D−¬ng - Líp §TVT4 - Kho¸ 41 §å ¸n tèt nghiÖp
Qu¶n lý thiÕt bÞ di ®éng ®−îc bé ®¨ng ký nhËn d¹ng thiÕt bÞ EIR (
Equipment Identity Register ) thùc hiÖn. EIR l−u gi÷ tÊt c¶ c¸c d÷ liÖu liªn
quan ®Õn tr¹m di ®éng MS. EIR chøa sè liÖu phÇn cøng cña thiÕt bÞ _ ®ã lμ
NhËn d¹ng thiÕt bÞ di ®éng quèc tÕ (IMEI). IMEI lμ duy nhÊt ®èi víi mét
thiÕt bÞ di ®éng (ME) nh−ng nã kh«ng ph¶i lμ duy nhÊt víi thuª bao mμ
®ang sö dông nã ®Ó thiÕt lËp hay nhËn mét cuéc gäi. EIR ®−îc nèi víi MSC
qua mét ®−êng b¸o hiÖu.Nã cho phÐp MSC kiÓm tra sù hîp lÖ cña thiÕt bÞ,
b»ng c¸ch nμy cã thÓ cÊm mét MS cã d¹ng kh«ng ®−îc chÊp thuËn. C¬ së
d÷ liÖu cña EIR chøa danh s¸ch c¸c IMEI ®−îc tæ chøc nh− sau :
Danh s¸ch tr¾ng : Chøa c¸c IMEI mμ ®−îc dïng ®Ó Ên ®Þnh tr−íc sù
hîp lÖ cña thiÕt bÞ di ®éng.
Danh s¸ch ®en : Chøa c¸c IMEI cña MS mμ ®−îc th«ng b¸o lμ bÞ mÊt
c¾p hay bÞ tõ chèi phôc vô v× mét sè lý do kh¸c.
Danh s¸ch x¸m : Chøa c¸c IMEI cña MS mμ cã vÊn ®Ò (TD : phÇn
mÒm bÞ lçi). Tuy nhiªn chóng ch−a ®ñ lý do x¸c ®¸ng ®Ó ®−a vμo danh s¸ch
®en.
1.6.4 Trung t©m qu¶n lý m¹ng (NMC : Network Management Center) :
NMC cung cÊp kh¶ n¨ng ph©n phèi viÖc qu¶n lý m¹ng ®−îc ph©n vïng
ho¸ theo ph©n cÊp cña mét hÖ thèng GSM hoμn chØnh. NMC chÞu tr¸ch
nhiÖm cho khai th¸c vμ b¶o d−ìng ë møc m¹ng. NMC n»m ë ®Ønh cña cÊu
tróc m¹ng vμ cung cÊp qu¶n lý m¹ng toμn cÇu.
1.6.5 Trung t©m khai th¸c vμ b¶o d−ìng (OMC : Operation and
Maintenance Center) :
OMC cung cÊp mét ®iÓm trung t©m mμ tõ ®ã ®iÒu khiÓn vμ gi¸m s¸t c¸c
thùc thÓ kh¸c cña m¹ng (nh− : c¸c tr¹m c¬ së, c¸c chuyÓn m¹ch, c¬ së d÷
liÖu ...) còng nh− gi¸m s¸t chÊt l−îng dÞch vô mμ ®−îc m¹ng cung cÊp.
Cã hai lo¹i OMC lμ :
OMC (R) - Operation and Maintenance Center - Radio Part : ®iÒu
khiÓn BSS.
OMC (S) - Operation and Maintenance Center - Switch Part : ®iÒu
khiÓn NSS.
OMC cung cÊp c¸c chøc n¨ng sau :
- Qu¶n lý, c¶nh b¸o sù kiÖn.
- Qu¶n lý viÖc thùc hiÖn.
- Qu¶n lý cÊu h×nh.
- Qu¶n lý sù an toμn.
NMC Giao thøc
Q3
17
- NguyÔn Hμ D−¬ng - Líp §TVT4 - Kho¸ 41 §å ¸n tèt nghiÖp
18
nguon tai.lieu . vn