GSM (Global System for Mobile Communication):

- Công nghệ GSM hay còn được gọi là hệ thống thông tin di động toàn cầu, dựa trên công nghệ TDMA tiêu chuẩn Châu Âu. Công nghệ đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA là công nghệ truyền sóng kỹ thuật số, cho phép một số người dung truy nhập vào cùng một kênh tần số mà không bị kẹt bằng cách định vị những rãnh thời gian duy nhật cho mỗi người dùng trong mỗi kênh.
- Trên thế giới hiện nay đã có hơn 175 quốc gia với hơn 450 nhà khai thác đang sử dụng hệ thống này và hiện có khoảng trên 1 tỷ thuê bao, chiếm 80% thị phần về thông tin di động toàn thế giới.
I/ Tổng quan mạng GSM:




Mô hình cấu trúc hệ thống của một mạng thông tin di động GSM có sơ đồ như sau:



1. Thành phần GSM:

Mạng GSM được chia thành 2 hệ thống: hệ thống chuyển mạch (NSS) và hệ thống trạm phát (BSS). Mỗi hệ thống được xây dựng trên nhiều thiết bị chuyên dụng khác nhau và được vận hành, bảo trì và quản lý bởi các trung tâm máy tính.

Hệ thống chuyển mạch chuyên xử lý cuộc gọi và các công việc liên quan đến thuê bao. BSS xử lý công việc liên quan đến truyền phát sóng radio. OMC thực hiện nhiệm vụ vận hành và bảo trì mạng, như theo dõi lưu lượng cảnh báo khi cần thiết.
2. Kiến thức dạng địa lý:

Với mọi mạng điện thoại, kiến trúc là nền tảng quan trọng để xây dựng qui trình kết nối cuộc thoại đến đúng đích. Với mạng di động thì điều này lại càng quan trọng: do người dùng luôn di chuyển nên kiến trúc phải có khả năng theo dõi được vị trí của thuê bao.

3. Ô (cell)

Là đơn vị cơ bản của hệ thống tế bào, được định nghĩa theo vùng phủ sóng của BTS. Mỗi ô được cấp một số định danh duy nhất gọi là CGI (Cell Global Identity). Để phủ sóng toàn quốc, người ta cần đến một số lượng rất lớn BTS. Như hiện nay Mobifone đã lắp đặt khai thác trên 1000 trạm BTS

4. Vùng định vị (LA-Location Area):

Nhiều ô được ghép nhóm và gọi là một LA. Trong mạng, vị trí của thuê bao do LA khu vực của thuê bao nắm giữ. Số định danh cho LA được lưu thành thông số LAI (Location Area Identity) ứng với từng thiết bị di động (điện thoại di động) trong VLR. Khi thiết bị di chuyển sang ô của LA khác thì bắt buộc phải đăng ký lại vị trí với mạng, nếu dịch chuyển giữa các ô trong cùng một LA thì không phải thực hiện qui trình trên. Khi có cuộc gọi đến thiết bị, thông điệp được phát ra (broadcast) toàn bộ các ô của LA đang quản lý thiết bị.

5. Vùng phục vụ của MSC:

Nhiều vùng LA được quản lý bởi một MSC. Để có thể kết nối cuộc thoại đến thiết bị di động, thông tin vùng dịch vụ MSC cũng được theo dõi và lưu lại HLR.

6. Vùng phục vụ của nhà khai thác:

Vùng phục vụ của nhà khai thác bao gồm toàn bộ các ô mà công ty có thể phục vụ; nói cách khác, đây chính là toàn bộ của vùng phủ sóng của nhà khai thác mà thuê bao có thể truy nhập vào hệ thống. Mỗi nhà khai thác sẽ có thông số vùng phục vụ riêng. Vi dụ như VMS-Mobifone có thông số vùng phục vụ là 452-01, Vinaphone có thông số vùng phục vụ là 452-02, Viettel có thông số vùng phục vụ là 452-04

Vùng dịch vụ GSM: Vùng dịch vụ GSM là toàn bộ vùng địa lý mà thuê bao có thể truy nhập vào mạng GSM, và sẽ càng mở rộng khi có thêm nhiều nhà khai thác ký thỏa ước hợp tác với nhau. Hiện tại thì vùng dịch vụ GSM đã phủ hàng chục quốc gia, kéo dài từ Ai-xơ-len đến Châu Úc và Nam Phi. Chuyển vùng là khả năng cho phép thuê bao truy nhập mạng của mình từ mạng khác.

Mô hình mạng di động tế bào có thể được trình bày giữa hai góc độ

7. Băng tần:

Hiện tại mạng GSM đang hoạt động trên 3 băng tần: 900, 1800, 1900MHz. Chuẩn GSM ban đầu sử dụng băng tần 900MHz, gọi là phiên bản P-GSM (Primary GSM). Để tăng dung lượng, băng tần dần mở sang 1800 và 1900MHz, gọi là phiên bản mở rộng (E-GSM).

Chính vì thế, thị trường đã xuất hiện nhiều loại điện thoại hỗ trợ nhiều băng tần nhằm tạo thuận lợi cho người dùng thường xuyêng đi nước ngoài và tận dụng được hết ưu thế chuyển vùng quốc tế của mạng GSM hiện nay.

8. Trạm di động MS:

MS là thiết bị tương tác trực tiếp với người sử dụng hệ thống GSM. MS sẽ tự động thực hiện quy trình cần thiết mà không cần đến sự quan tâm hay điều khiển của người dùng. MS gồm 2 phần:

- ME (Mobile Equipment): Thiết bị di động
- SIM (Subscriber Identity Module): Thiết bị nhận diện người đăng ký thuê bao điện thoại di động.

* Mobile Equitment:

ME là thiết bị phần cứng hỗ trợ việc truy cập các dịch vụ mạng, bản thân nó không chứa các thông tin về thuê bao, ME có thể là điện thoại di động, máy phát, máy tính…, mỗi ME có một số định dạng duy nhất IMEI (International Mobile Equitment Identity) do nhà sản xuất quy định với mục đích là giúp nhà khai thác mạng di động quản lý thiết bị, ngăn ngừa sự hoạt động của các ME không hợp lệ.

* Thẻ Sim:

- IMSI (International Mobile Subcriber Identity – số nhận dạng thuê bao di động quốc tế): là số nhận dạng giúp cho mạng GSM có thể định tuyến cuộc gọi đến thuê bao cũng như tính cước.

- TMSI (Temporary Mobile Subcriber Identity – số nhận dạng thuê bao tạm thời): Là số nhận dạng duy nhất do MSC cung cấp cho thuê bao khách, giúp bảo mật cho thuê bao, nó có thể thay đổi giữa các cuộc gọi cũng như đang tiến hành cuộc gọi.

- LAI (Location area Identity – số nhận dạng vùng định vị): Dùng để xác định một vùng định vị trong đó có thuê bao đang di chuyển.

- Ki – Khóa nhận thực thuê bao, dùng trong quá trình nhận thực của thuê bao.

- MSISDN – Số điện thoại thực của thuê bao.

Như vậy, SIM chứa thông tin về các dịch vụ mà thuê bao có thể truy cập. Không có SIM thì người sử dụng ME không thể thực hiện gọi đi hay nhận cuộc gọi được. Do đó, ME có thể được sản xuất rộng rãi nhưng SIM thì chỉ có thể do nhà khai thác cung cấp.

9 . Đăng nhập thiết bị vào mạng:

Khi thiết bị di động ở trạng thái tắt, nó được tách ra khỏi mạng. Khi bật lên, thiết bị dò tần số GSM để tìm kênh điều khiển. Sau đó, thiết bị đo cường độ của tín hiệu từ các kênh và ghi lại. Cuối cùng thì chuyển sang kết nối với kênh có tín hiệu mạnh nhất.

10. Chuyển vùng:

Vì GSM là một chuẩn chung nên thuê bao có thể dùng điện thoại hệ GSM tại hầu hết các mạng GSM trên thế giới. Trong khi di chuyển, thiết bị liên tục dò kênh để luôn duy trì tín hiệu với trạm là mạnh nhất. Khi tìm thấy trạm có tín hiệu mạnh hơn, thiết bị sẽ tự động chuyển sang mạng mới; nếu trạm mới nằm trong LA khác, thiết bị sẽ báo cho mạng biết vị trí mới của mình.

Riêng với chế độ chuyển vùng quốc tế hoặc chuyển vùng giữa mạng của hai nhà khai thác dịch vụ khác nhau thì qúa trình cập nhật vị trí đòi hỏi phải có sự chấp thuận và hỗ trợ từ cấp nhà khai thác dịch vụ.

a/ Thực hiện cuộc gọi từ thiết bị di động vào điện thoại cố định:


1. Thiết bị kiểu yêu cầu một kênh báo hiệu.
2. BSC/TRC sẽ chỉ định kênh báo hiệu.
3. Thiết bị gửi yêu cầu thiết lập cuộc gọi cho MSC/VLR. Thao tác đăng ký trạng thái tích cực cho thiết bị vào VLR, xác thực, mã hóa, nhận dạng thiết bị, gửi số được gọi cho mạng, kiểm tra xem thuê bao có đăng ký dịch vụ cấm gọi ra đều được thực hiện trong bước này.

- Nếu hợp lệ, MSC/VLR báo cho BSC/TRC một kênh đang rỗi.
- MSC/VLR chuyển tiếp số được gọi cho mạng PSTN.
- Nếu máy được gọi trả lời, kết nối sẽ được thiết lập.

b/ Thực hiện cuộc gọi từ điện thoại cố định đến thiết bị di động:


Điểm khác biệt quan trọng so với gọi từ thiết bị di động là vị trí của thiết bị không được biết chính xác. Chính vì thế trước khi kết nối, mạng phải thực hiện công việc xác định vị trí của thiết bị di động.

1. Từ điện thọai cố định, số điện thoại di động được gửi đến mạng PSTN. Mạng sẽ phân tích, và nếu phát hiện ra từ khóa gọi ra mạng di động, mạng PSTN sẽ kết nối với trung tâm GMSC của nhà khai thác thích hợp.

2. GMSC phân tích số điện thoại di động để tìm ra vị trí đăng ký gốc trong HLR của thiết bị và cách thức nối đến MSC/VLR phục vụ.

3. HLR phân tích số điện thoại di động để tìm ra MSC/VLR đang phục vụ cho thiết bị. Nếu có đăng ký dịch vụ chuyển tiếp cuộc gọi đến, cuộc gọi sẽ được trả về GMSC với số điện thoại được yêu cầu chuyển đến.

4. HLR liên lạc với MSC/VLR đang phục vụ.

5. MSC/VLR gửi thông điệp trả lời qua HLR đến GMSC.

6. GMSC phân tích thông điệp rồi thiết lập cuộc gọi đến MSC/VLR

7. MSC/VLR biết địa chỉ LA của thiết bị nên gửi thông điệp đến BSC quản lý LA này.

8. BSC phát thông điệp ra toàn bộ các ô thuộc LA.

9. Khi nhận được thông điệp, thiết bị sẽ gửi yêu cầu ngược lại.

10. BSC cung cấp một khung thông điệp chứa thông tin.

11. Phân tích thông điệp của BSC gửi đên để tiến hành thủ tục bật trạng thái của thiết bị lên tích cực, xác nhận, mã hóa, nhận diện thiết bị.

12. MSC/VLR điều khiển BSC xác lập một kênh rỗi, đỗ chuông. Nếu thiết bị di động chấp nhận trả lời, kết nối được thiết lập.

Trong trường hợp thực hiện cuộc gọi từ thiết bị di động đến thiết bị di động, qúa trình cũng diễn ra tương tự nhưng điểm giao tiếp với mạng PSTN của điện thoại cố định sẽ được thay thế bằng MSC/VLR khác.








Tìm thêm kết quả:
Chủ đề đang được nhiều người quan tâm::