Xem mẫu

  1. 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
  2. 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
  3. 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
  4. 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
  5. 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
  6. 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
  7. 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
  8. 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
  9. 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
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. 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
  15. NguyÔn Hμ D−¬ng - Líp §TVT4 - Kho¸ 41 §å ¸n tèt nghiÖp 18
nguon tai.lieu . vn