Báo cáo thực tập tốt nghiệp hệ thống IBS - Nội dung chương 2 pps

Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trang 8

Chương 2: Cấu trúc mạng GSM
CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC MẠNG GSM
2.1 Các đặc tính và phục vụ của GSM
Từ các khuyền nghị của GSM ta có thể tổng hợp nên các đặc tính chủ yếu sau:
• Số lượng lớn các dịch vụ và tiện ích cho các thuê bao cả trong thông tin
thoại và số liệu.
• Sự tương thích của các dịch vụ trong GSM với các dịch vụ của mạng có sẵn
(PSTN-ISDN) bởi các giao diện theo tiêu chuẩn chung.
• Tự động cập nhật vị trí cho mọi thuê bao di động.
• Độ linh hoạt cao nhờ sử dụng các đầu cuối thông tin di động khác nhau như
máy xách tay, máy cầm tay đặt trên ôtô
• Sử dụng băng tần số 900MHz với hiệu quả cao nhờ sự kết hợp giữa TDMA
(Time Division Multiple Access) với FDMA (Frequency Division Multiple
Access)
• Giải quyết sự hạn chế dung lượng nhời việc sử dụng lại tần số tốt hơn
Các dịch vụ được tiêu chuẩn ở GSM:
Các dịch vụ thoại:
• Chuyển hướng các cuộc gọi vô điều kiện
• Chuyển hướng các cuộc gọi khi thuê bao di động không bận
• Chuyển hướng các cuộc gọi khi thuê bao di động bận
• Chuyển hướng cuộc gọi khi không đến được MS
• Chuyển hướng cuộc gọi khi ứ nghẽn vô tuyến
• Cấm tất cả các cuộc gọi ra
• Cấm tất cả các cuộc gọi ra quốc tế
• Cấm tất cả các cuộc gọi ra quốc tế trừ các nước PLMN thường trú
• Cấm tất cả các cuộc gọi đến khi lưu động ở ngoài nước có PLMN thường trú
• Giữ cuộc gọi, đợi gọi, chuyển tiếp cuộc gọi.
• Hoàn thành các cuộc gọi đến các thuê bao bận
• Nhóm và sử dụng khép kín, dịch vụ 3 phía, thông báo cước phí

• Dịch vụ điện thông không trả cước
• Nhận dạng số chủ gọi, số thoại được nối, cuộc gọi hiềm thù.


Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trang 9

Chương 2: Cấu trúc mạng GSM

Các dịch vụ số liệu:
• Truyền dẫn số liệu.
• Dịch vụ bản tin ngắn, hộp thư thoại
• Phát quảng bá trong cell.
2.2 Cấu trúc mạng GSM











Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc mạng GSM

OSS: Hệ thống khai thác và hỗ trợ
AUC: Trung tâm nhận thực
HLR: Bộ ghi định vị thường trú
MSC: Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động

BSS: Hệ thống trạm gốc
BSC: Đài điều khiển trạm gốc
OMC: Trung tâm khai thác và bảo dưỡng
PSPDN: Mạng chuyển mạch gói công cộng
PSDN: Mạng chuyển mạch điện thoại côg cộng
SS: Hệ thống chuyển mạch
SS
AUC


MS


EIR

MSC


HLR

BSS
BSC

BTS


VLR


ISDN

OMC


PSPDN


PLMN


PSTN


CSPDN

Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trang 10

Chương 2: Cấu trúc mạng GSM
VLR: Bộ ghi định vị tạm trú
EIR: Thanh ghi nhận dạng thiết bị
BTS: Đài vô tuyến gốc
MS: Máy di động
ISDN: Mạng số liên kết đa dịch vụ
CSPDN: Mạng chuyển mạch số công cộng theo mạch
PLMN: Mạng di động mặt đất công cộng

2.2.1 Hệ thống GSM
Hệ thống này được chia thành hệ thống chuyển mạch SS và hệ thống trạm gốc
BSS, mỗi hệ thống này có một số chức năng tại đó thực hiện tất cả các chức năng của
hệ thống. Và những khối chức năng này được thực hiện ở các thiết bị khác nhau.

Hệ thống được thực hiện nhự một mạng gồm nhiều cell vô tuyến cạnh nhau để
cùng đảm bảo toàn bộ vùng phủ sóng của vùng phục vụ. Mỗi cell một trạm vô tuyến
gốc BTS làm việc ở một tập hợp các kênh vo tuyến. Các kênh này khác với các kênh
được sử dụng ở các cell lân cận để tránh nhiễu giao thoa.
• Một bộ điều khiển trạm gốc BSC sẽ điều khiển một nhóm BTS. BSC
điều khiển các chức năng như chuyển giao và điều khiển công suất
• Một MSC (trung tâm chuyễn mạch các dịch vụ di động) phục vụ một số
bộ điều khiển trạm gốc, MSC điều khiển các cuộc gọi tới và đi từ mạng chuyển mạch
điện thoại công cộng PSTN, mạng số liên kết đa dịch vụ ISDN, mạng di động mặt đất
công cộng PLMN và các mạng số liệu công cộng PSDN, và có thể là các mạng riêng.
Các khối nói trên đều tham gia vào việc nối thông giữa một trạm di động MS và
một thuê bao di động ở PSDN. Nếu không thể thực hiện một cuộc gọi đến MS ta sẽ
thông cần bất cứ một thiết bị nào khác. Vấn đề nảy sinh khi ta muốn thực hiện một
cuộc gọi kết cuối ở MS, người gọi hầu như không biết MS được gọi ở đâu. Vì thế cần
một số cơ sở dữ liệu mạng để theo dõi MS. Cơ sở dữ liệu quan trọng nhất là bộ đăng
ký thường trú HLR. Khi một thuê bao di động mua một đăng ký từ một hãng khai thác
GSM, thuê bao di động này sẽ được đăng ký ở HLR của hãng này. HLR chứa các
thông tin về thuê bao như các dịch vụ bổ xung và các tần số nhận thực, quyền thâm
nhập của thuê bao, các dịch vụ mà thuê bao đăng ký, các số liệu động về vùng mà ở đó
đang chứa thuê bao của nó (Roaming), trong HLR còn tạo báo hiệu số 7 trên giao diện
với MSC. Ngoài ra sẽ có thông tin về vị trí của MS tức là hiện thời vị trí của MS ở đâu
thuộc MSC nào. Thông tin này thay đổi khi MS di động. MS sẽ gửi thông tin về vị trí
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trang 11

Chương 2: Cấu trúc mạng GSM
thông qua MSC/HLR đến HLR của mình, nhờ vậy đảm bảo phương tiện để thu một
cuộc gọi.
2.2.2 Hệ thống con chuyển mạch (SS)
Hệ thống con chuyển mạch (SS): bao gồm các chức năng chuyển mạch chính
của GSM cũng như các cơ sở dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý di động

của thuê bao. Chức nãng chính của SS là quản lý thông tin giữa những người sử dụng
mạng GSM với nhau và với mạng khác.
MSC thực hiện các chức năng chuyển mạch chính, nhiệm vụ chính của MSC là
điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến những thuê bao của GSM, một mặt MSC giao tiếp
với hệ thống con BSS và mặt khác giao tiếp với mạng ngoài qua G-MSC.
SS cũng cần giao tiếp với mạng ngoài để sử dụng khả năng truyền tải của các
mạng này cho việc truyền tải số liệu của người sử dụng hay báo hiệu giưã các phần tử
của mạng GSM. Chẳng hạn SS có thể sử dụng mạng báo hiệu kênh chung số 7, mạng
này đảm bảo hoạt động tương tác giữa các phần tử của SS trong một hay nhiều mạng
GSM. MSC thường là một tổng đài lớn điều khiển và quản lý một số các bộ điều khiển
trạm gốc BSC. Một tổng đài MSC thích hợp cho một vùng đô thị và ngoại ô có dân cư
vào khoảng một triệu (với mật độ thuê bao trung bình).
• Khối IWF:
Để kết nối MSC với một số mạng khác cần phải thích ứng các đặc điểm truyền
dẫn của GSM với các mạng này. Các thích ứng này gọi là chức năng tương tác IWF.
IWF bao gồm một thiết bị để thích ứng giao thức và truyền dẫn. IWF có thể thực hiện
trong cùng chức năng MSC hay có thể ở thiết bị riêng, ở trường hợp hai giao tiếp giữa
MSC và IWF được để mở.
• Khối HLR :
Giữ các thông tin liên quan tới việc cung cấp các dịch vụ viễn thông không phụ
thuộc vào vị trí hiện thời của thuê bao và chứa các thông tin về vị trí hiện thời của thuê
bao. Thường HLR là một máy tính đứng riêng không có khả năng chuyển mạch nhưng
có khả năng quản lý hàng trăm ngàn thuê bao. Một chức năng con của HLR là nhận
dạng trung tâm nhận thực thuê bao AUC.
• Khối trung tâm nhận thực AUC ;
Được nối đến HLR chức năng của AUC là cung cấp cho HLR các tần số nhận
thực và các khoá mật mã để sử dụng cho bảo mật. Đương vô tuyến cũng được AUC
cung cấp mã bảo mật chống nghe trộm, mã này được thay đổi riêng biệt cho từng thuê
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trang 12

Chương 2: Cấu trúc mạng GSM
bao cơ sở dữ liệu của AUC còn ghi nhiều thông tin cần thiết khác về thuê bao và phải
được bảo vệ chống mọi thâm nhập trái phép.
• Bộ ghi định vị tạm trú VLR;
Là một cơ sở dữ liệu chứa thông tin về tất cả các MS hiện đang ở vùng phục vụ
của MSC. Mỗi MSC có VLR. Ngay cả khi MS lưu động vào một vùng MSC mới. VLR
liên kết với MSC sẽ yêu cầu số liệu về MS từ HLR. Đồng thời HLR sẽ được thông báo
rằng MS đang ở vùng MSC nào. Nếu sau đó MS muốn thực hiện một cuộc gọi, VLR sẽ
có tất cả các thông tin cần thiết để thiết lập một cuộc gọi mà không cần hỏi HLR có thể
coi VLR như một HLR phân bố. VLR chứa thông tin chính xác hơn về vị trí MS ở
vùng MSC.
• Tổng đài di động cổng GMSC :

Tất cả các cuộc gọi vào cho mạng GSM /PLMN sẽ được định tuyến cho tổng
đài vô tuyến cổng Gateway-MSC. Nếu người nào đó ở mạng cố định PSTN muốn thực
hiện một cuộc gọi đến một thuê bao di động của mạng GSM. Tổng đài tại PSTN sẽ kết
nối cuộc gọi này đến MSC có trang bị một chức năng được gọi là chức năng cổng.
Tổng đài MSC này gọi là MSC cổng và nó có thể là một MSC bất kỳ ở mạng GSM.
GMSC sẽ phải tìm ra vị trí của MS cần tìm. Điều này được thực hiện bằng cách hỏi
HLR nơi MS đăng ký. HLR sẽ trả lời khi đó MSC này có thể định tuyến lại cuộc gọi
đến MSC cần thiết. Khi cuộc gọi đến MSC này, VLR sẽ biết chi tiết hơn về vị trí của
MS. Như vậy có thể nối thông một cuộc gọi ở GSM có sự khác biệt giữa thiết bị vật lý
và đăng ký thuê bao.
2.2.3 Trạm di động(MS) :
MS là một đầu cuối di động, có thể đặt trên ô tô hay xách tay. Tại GSM có một
khối nhỏ gọi là modun nhận dạng thuê bao SIM, là một khối vật lý tách riêng chẳng
hạn là một IC Card còn gọi là card thông minh SIM cung với thiết bị trạm hợp thành
trạm di động. Không có SIM, MS không thể thâm nhập đến mạng trừ trường hợp gọi
khẩn. Khi liên kết đăng ký thuê bao với card SIM chứ không phải với MS.
Đăng ký thuê bao có thể có thể sử dụng trạm MS khác như của chính mình.

Điều này làm nẩy sinh vấn đề MS bị lấy cắp, vì không có biện pháp để chặn đăng ký
thuê bao nếu bị lấy cắp thì khi đó sẽ cần một cơ sở dữ liệu chứa số liệu phần cứng của
thiết bị: thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR (nhưng hiện nay ở Việt Nam thì người ta
không dùng thiết bị này nữa bởi vì khi có EIR thì nó yêu cầu máy có chỉ tiêu chất
lượng tốt. Do kinh tế thị trường thì không phải ai cũng có thể mua một máy có chất
lượng đạt yêu cầu ). EIR được nối Với MSC qua một đường báo hiệu. Nó cho phép
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trang 13

Chương 2: Cấu trúc mạng GSM
MSC kiểm tra sự hợp lệ của thiết bị. Bằng cách này có thể cho một MS không được
thâm nhập.
2.2.4 Hệ thống con BSS
Là một hệ thống đặc thù riêng cho tính chất tổ ong vô tuyến của GSM. BSS giao
diện trực tiếp với các trạm di động MS thông qua giao diện vô tuyến, vì thế nó bao
gồm các thiết bị thu phát đường vô tuyến và quản lý các chức năng này. Mặt khác BSS
thực hiện giao diện với các tổng đài SS. Tóm laị, BSS thực hiện đấu nối các MS với
tổng đài và nhờ vậy đấu nối những người sử dụng các trạm di động với những người sử
dụng viễn thông khác BSS cũng phải được điều khiển, do đó nó được đấu nối với OSS.
BSS bao gồm hai loại thiết bị: BTS giao diện với MS và BSC giao diện với
MSC.
• Khối BTS:
Một BTS gồm các thiết bị thu phát, anten và xử lý tín hiệu đặc thù cho giao diện
vô tuyến. Có thể coi BTS là các Modem vô tuyến phức tạp có thêm một số các chức
năng khác. Một bộ phận quan trọng của BTS là TRAU là khối chuyển đổi mã và thích
ứng tốc độ. TRAU là thiết bị mà ở đó quá trình mã hoá và giải mã tiếng đặc thù riêng
cho GSM được tiến hành, tại đây cũng thực hiện thích ứng tốc độ trong trường hợp
truyền số liệu. TRAU là một bộ phận của BTS, nhưng cũng có thể đặt cách xa BTS và
thậm chí còn đặt trong BSC và MSC.
• Khối TRAU:
Khối thích ứng và chuyển đổi mã thực hiện chuyển đổi giữa tiếng 64kbit/s luật

A và tiếng RPE LTP 13 kbit/s cũng như thích ứng tốc độ giữa các khung 3.6, 6, 12
kbit/s sử dụng ở giao diện vô tuyến. TRAU được điều khiển bởi BTS. Nếu nó được đặt
bên ngoài BTS thì việc điều khiển được thực hiện bởi báo hiệu trong băng bằng cách
sử dụng một số bit dự trữ ở trong khung 320 bit của các kênh lưu lượng 16 kbit/s trong
đó chỉ có 13 kbit/s được sử dụng cho việc truyền lưu lượng các bít dự trữ nói trên là
các bit điều khiển.
• Khối BSC:
BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều
khiển từ xa BTS và MS. Các lệnh này chủ yếu là lệnh ấn định, giải phóng kênh vô
tuyến và chuyển giao. Một phía BSC được nôí với BTS còn phía kia nối với MSC của
SS. Trong thực tế BSC là một tổng đài nhỏ có khả năng tính toán đáng kể. Vai trò
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trang 14

Chương 2: Cấu trúc mạng GSM
chính của nó là quản lý các kênh ở giao diện vô tuyến và chuyển giao. Giao diện giữa
BSC và MSC là giao diện A, còn giao diện giữa BTS và BSC là giao diện Abit.

2.2.5 Hệ thống khai thác và hỗ trợ (OSS)
Được nối tới tất cả các thiết bị ở hệ thống chuyển mạch và nối đến BSC. OSS có
các chức năng chính sau:
• Quản lý mạng tế bào :
Tại PLMN lớn cần xử lý rất nhiều số liệu, các thủ tục chi tiết, các công cụ quản
lý phụ thuộc cơ quan chịu trách nhiệm về mạng.
Số liệu tổng đài và số liệu hệ thống điện thoại di động, cơ sở dữ liệu này chứa
tất cả các nội dung của cơ sở dữ liệu về dữ liệu đang được giữ tại MSC/BSC. Có thể
kiểm tra tại chỗ trước đưa nó vào hoạt động.
Số liệu cell: chứa tất cả các dữ liệu ở các cell PLMN.
• Quản lý đăng ký thuê bao:
Bao gồm các hoạt động đăng ký thuê bao. Nhiệm vụ đầu tiên là nhập và xoá
thuê bao khỏi mạng, đăng ký thuê bao rất phức tạp gồm nhiều dịch vụ và tính năng bổ

xung. Nhà khai thác phải có thể thâm nhập tất cả các thông số nói trên. Một nhiệm vụ
quan trọng khác của khai thác là tính cước các cuộc gọi.
• Quản lý chất lượng :
Có một số chức năng đo đạc ở GSM, nội dung chức năng đo đạc sơ cấp này
được thực hiện ở phần tử mạng chịu trách nhiệm về đối tượng đo, chẳng hạn các số
liệu định hướng theo cuộc gọi được thực hiện ở MSC sau, đó số lượng đo sơ cấp được
gửi tới OSS và được lưu trữ ở đấy.
Các phép đo đó là:
• Đo lưu lượng các tuyến
• Đo lưu lượng các loại lưu lượng
• Đo về độ phân tán lưu lượng
Đối tượng chính để đo ở mạng vô tuyến là cell.


Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trang 15

Chương 2: Cấu trúc mạng GSM
2.3. Cấu trúc địa lý của mạng GSM
Mọi mạng điện thoại cần một cấu trúc nhất định để định tuyến các cuộc gọi vào
tổng đài cần thiết và cuối cùng đến thuê bao bị gọi, ở một mạng di động cấu trúc này
rất quạn trọng do tính lưu thông của các thuê bao trong mạng.
• Vùng mạng:
Tổng đài vô tuyến cổng GMSC kết nối các đường truyền giữa mạng
GSM/PLMN và mạng PSTN/ISDN khác hay các mạng PLMN khác sẽ ở mức tổng đài
trung kế quốc gia hay quốc tế. Tất cả các cuộc gọi vào cho mạng GSM sẽ được định
tuyến đến một hay nhiều tổng đài vô tuyến cổng GMSC.
• Vùng phục vụ MSC/VLR:
Vùng MSC là một bộ phận của mạng được một MSC quản lý. Để định tuyến
một cuộc gọi đến một thuê bao di động, đường truyền qua mạng sẽ được nối đến MSC
ở vùng phục vụ MSC nơi thuê bao đang ở.

Vùng phục vụ như là một bộ phận của mạng được định nghĩa như một vùng mà
ở đó có thể đạt đến trạm di động nhờ việc MS này được ghi lại ở một bộ định vị khác
(VLR).
Một vùng mạng GSM được chia thành một hay nhiều vùng phục vụ MSC/VLR.
• Vùng định vị (LA-location Area):
Mỗi vùng phục vụ MSC/VLR được chia thành một số vùng định vị. Vùng định
vị là một phần của vùng phục vụ MSC/VLR 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 đài MSC/VLR điều
khiển vùng định vị này. Vùng định vị này là một vùng mà ở đó thông báo tìm gọi sẽ
được phát quảng bá để tìm một thuê bao di động bị gọi. Vùng định vị có thể có một số
cell và phụ thuộc vào một hay vài BSC nhưng nó chỉ phụ thuộc vào một MSC/VLR.
Hệ thống có thể nhận dạng vùng định vị bằng cách sử dụng nhận dạng vùng
định vị LAI.
Vùng định vị được hệ thống sử dụng để tìm một thuê bao đang ở trạng thái hoạt
động.
• Ô (cell):
Vùng định vị được chia thành một số ô, là một vùng bao phủ vô tuyến được
nhận dạng bằng nhận đạng ô toàn cầu (CGI).
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trang 16

Chương 2: Cấu trúc mạng GSM
Trạm di động tự nhận dạng một ô bằng cách sử dụng mã nhận dạng trạm gốc
(BSIC).
2.4 Các đặc trưng của GSM
Trong các hệ thống điện thoại di động hiện có cung cấp cho các thuê bao và nhà
khai thác nhiều ưu điểm hơn một mạng điện thoại tiêu chuẩn. Nhưng ở đó còn nhiều
hạn chế. GSM đã khắc phục được những hạn chế đó và được thể hiện qua các đặc
trưng sau.
• Tính tương thích:
Do sự phát triển nhanh chóng của các mạng tế bào ở Châu Âu, hiện có nhiều hệ

thống tế bào khác nhau mà không tương thích với nhau. Vì vậy, hiển nhiên là cần phải
có một tiêu chuẩn chung cho hệ thống thông tin di động. Và một hội đồng thực thi đã
được thiết lập với một nhiệm vụ phức tạp là phân định chung-riêng ở mạng tiêu chuẩn
mới. Tiêu chuẩn GSM đã được qui định và phát triển ở các nước Châu Âu đang hoạt
động để khai thác chung với nhau . Kết quả là một hệ thống tế bào đã được thực hiện ở
khắp Châu Âu. Sự thuận lợi do tiêu chuẩn GSM đem lại, sẽ có một thị trường lớn đối
với các thiết bị GSM. Nghĩa là các nhà sản suất sẽ cung cấp các hiết bị với chất lương
cao hơn và giá thành rẻ hơn. Các thành công của GSM đã được chấp nhận và thực hiện
trên khắp thế giới.
Hệ thống thông tin di động số GSM tương thích với hệ thống báo hiệu số 7 và
sử dụng băng tần (890-915 ) MHz để truyền tín hiệu từ máy di động đến trạm gốc và
băng tần (935-960) MHz để truyền dẫn tín hiệu từ trạm gốc đến máy di động.
• Loại bỏ các tạp âm:
Trong các hệ thống điện thọai tế bào hiện nay, máy di động thông tin với cell
bằng các tín hiệu vô tuyến tương tự. Mặc dù kỹ thuật này có thể đảm bảo một chất
lượng thoại rất tốt (nó được sử dụng nhiều đối vớ vô tuyến quảng bá stereo), nhưng nó
dễ bị tạp âm xâm nhập .
Tạp âm sẽ giao thoa với hệ thống hiện hành, có thể được phát sinh bởi các
nguyên nhân sau :
Ø Một nguồn công suất mạnh hoặc kéo dài , gần với hệ thống thông tin di động
(như hệ thống đánh lửa trên ô tô , sét )
Ø Sự truyền dẫn ở các máy di động khác nhau trên cùng một tần số (nhiễu kênh
chung).
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trang 17

Chương 2: Cấu trúc mạng GSM
Ø Sự truyền dẫn ở các máy di động khác nhau, theo kiểu “xuyên ngang “ từ một
tần số lân cận (nhiễu kênh lân cận ).
Ø Nhiễu nền xâm nhập vì tín hiệu quá yếu.

Để đối phó với nhữnh vấn đề gây ra nhiễu trong hệ thống tế bào mới người ta sử
dụng các tín hiệu số thay cho tín hiệu tương tự. Các tín hiệu được phát trên một giao
diện vô tuyến - số có thể được bảo vệ để chống lại các lỗi phát sinh do tạp âm. Việc
bảo vệ này sẽ hình thành từ sự mã hoá của tín hiệu, mà cơ chế là do sự quyết định của
phần mềm và sử dụng giải mã viterbi. Các cơ chế này cho phép phát hiện và sửa chữa
các lỗi ở một tín hiệu. Kết quả là có một giao diện vô tuyến mạnh hơn nhiều.
Thông tin di động số có thể chịu được mức nhiễu cao hơn so với các hệ thống
tương tự hiện có, dẫn đến việc cải thiện cả chất lượng lẫn hiệu quả ở hệ thống thông
tin di động .
• Tính linh hoạt và tăng thêm dung lượng:
Với giao diện vô tuyến tương tự hiện có, mỗi kết nối giữa một thuê bao di động
với một Cell đòi hỏi phải có sóng mang RF riêng, điều đó dẫn đến đòi hỏi ở Cell phải
lắp đặt thêm modul (phần cứng ) RF. Vì vậy, để mở rộng dung lượng của một Cell thì
phải tăng thêm số lượng các kênh và các modul RF có chất lượng tương đương phải
được đưa thêm vào thiết bị của Cell. Do đó, việc mở rộng hệ thống là tốn nhiều thời
gian, tiền của và công sức Như vậy, các hãng khai thác cũng bao hàm cả việc lập kế
hoạch RF rất phức tạp. Để khai thác một cách hợp pháp, tất cả các hệ thống phải sử
dụng một khoảng tần số RF đã đựoc qui định chặt chẽ, chỉ trong khoảng tần số (872-
960 MHz).
Rõ ràng phổ tần số bị nhiều hạn chế và chỉ một số lượng có hạn các cuộc đàm
thoại là có thể chèn được trên một số lượng kênh vô tuyến đã cho, do đó, thường xuyên
có sự quá tải xảy ra tại giờ cao điểm của nhu cầu, kết quả là “ call blocking “ (tức thuê
bao sẽ nghe một cho biết đường truyền đang bận ), hậu qủa là sự không thoả mãn của
thuê bao.
Khi mà giao diện số được sử dụng ở hệ thống GSM sẽ đưa đến việc giải quyết
việc sử dụng phổ vô tuyến có sẵn một cách hiệu quả hơn. Tám cuộc gọi đồng thời được
thực hiện trên một sóng mang RF. Điều đó có nghĩa là mỗi modul RF riêng sẽ đáp ứng
cho 8 thuê bao cùng một lúc, và như vậy hệ thống sẽ được mở rộng, yêu cầu thay đổi
modul RF thường ít hơn so với các hệ thống cũ. Do đó hệ thống là rất linh hoạt vì nó
có thể thay đổi dung lượng bằng một bộ phận khác của mạng bằng cách đặt lại cấu

hình từ cơ sở dữ liệu của hệ thống.
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trang 18

Chương 2: Cấu trúc mạng GSM
• Sử dụng các giao diện tiêu chuẩn:
Trong mạng tế bào mỗi thiết bị được sử dụng là được chế tạo bởi một nhà sản
suất. Điều đó là vì một hãng sản xuất chỉ sản xuất thiết bị đã được thiết kế để thông tin
với nhau. Tình trạng này có thể rất có lợi cho các hãng sản xuất như họ có ảnh hưởng
lớn lên sự định giá các sản phẩm của họ, nhưng lại là điều không có lợi đối với người
sử dụng điện thoại di động và nhà khai thác mạng vì giá thành thiết bị cao.
Với hệ thống thông tin di động số GSM thì ngược lại, vì do các giao diện tiêu
chuẩn như C7 và X25 được sử dụng trong toàn hệ thống. Điều này có nghĩa là các nhà
qui hoạch hệ thống có thể lựa chọn thiết bị với giá thành khác nhau của các hãng sản
xuất khác nhau. Vì vậy, sự cạnh tranh giữa các hãng sản xuất với nhau sẽ tăng lên và
giá thành sẽ hạ xuống.
Ngoài ra, các nhà thiết kế mạng sẽ có nhiều linh hoạt hơn khi đặt mua các cấu
kiện của mạng, tức là họ có tể tạo ra nhiều hiệu quả sử dụng ở các đường truyền mặt
đất mà họ đang khai thác.
• An toàn và bảo mật tuyệt đối:
Vấn đề an toàn được xem đứng đầu danh mục các vấn đề sẽ được cạnh tranh của
các nhà khai thác ở các hệ thống tương tự. Trong một vài hệ thống thế hệ đầu có
khoảng 20% cuộc gọi bị ăn cắp. Để bảo mật số liệu và thoại được tốt, GSM đưa ra đề
nghị bảo mật cả về phương pháp truyền dẫn trên giao diện vô tuyến và cả ở cách thức
lưu lượng được xử lý trước khi truyền dẫn. Các dữ liệu được điều khiển và báo hiệu sẽ
được mật mã cùng với các kỹ thuật nhận thực thuê bao tinh vi sẽ loaị trừ việc ăn cắp
cuộc gọi. ở hệ thống GSM thiết bị di động sẽ được nhận dạng một cách độc lập từ thuê
bao di động. Mỗi máy di động có một số nhận dạng được mã hoá cứng khi sản xuất để
kiểm tra nếu như nó được khai báo là đã bị mất cắp.
Hệ thống GSM đảm bảo ở một mức độ cao tính bảo mật cho các thuê bao, các
cuộc gọi sẽ được số háo, mã háo và sau đó được gài mật mã trước khi phát lên không

gian.
• Chuyển vùng nhanh hơn:
Chuyển vùng xảy ra khi máy di động di chuyển giữa các cell. Một cuộc gọi sẽ
được chuyển từ một kênh này đến kênh khác và từ một cell này đến một cell khác để
duy trì cuộc gọi được liên tục. Trong các hệ thống tương tự hiện có, chỉ có thuê bao rất
tốt mới nhận ra một chuyển vùng đã xảy ra. Còn hệ thống GSM đã giải quyết vấn đề
này và quá trình chuyển vùng được điều khiển chặt chẽ hơn nhiều. GSM cho phép đưa
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Trang 19

Chương 2: Cấu trúc mạng GSM
nhiều yếu tố vào tính toán và được tính toán chi tiết hơn (Đo cường độ tín hiệu của các
cell lân cận).
• Nhận dạng thuê bao:
So với các hệ thống tương tự, mỗi thuê bao di động được nhận dạng bởi số máy
điện thoại mà nó được gắn lên thiết bị di động của nó. Vì vậy nếu thuê bao muốn
thu/phát các cuộc gọi thì cần phải có thiết bị di động. Trong hệ thống GSM, thuê bao
và thiết bi di động được nhận dạng một cách riêng rẽ. Thuê bao được nhận dạng bằng
một card thông minh (Smart card),được biết như một khối nhận dạng thuê bao SIM.
Nghĩa là người sử dụng chỉ cần mua thuê bao ở một hệ thống di động nhưng có khả
năng sử dụng cho nhiều kiểu thiết bị di động khác nhau (Fax, Computer, điện thoại di
động). Nghĩa là khi di chuyển thuê bao chỉ cần mang theo SIM card của nó. Vì SIM
card nhận diện người sử dụng nên bất kỳ nơi nào các cuộc gọi của thuê bao tạo ra, háo
đơn tính cước sẽ luôn luôn được được gửi tới bộ ghi định vị thường trú (HLR) của thuê
bao.
• Tính tương thích với ISDN:
ISDN là một tiêu chuẩn mà hầu hết các nước đang phát triển đã cam kết thực
hiện. Đây là một mạng thông tin mới và tiên tiến được thiết kế để truyền thoại và số
liệu thuê bao trên các đường truyềnthoại tiêu chuẩn. Mạng GSM đã được thiết kế để
khai thác với hệ thống ISDN và sẽ cung cấp các đặc tính có thể tương thích với nó.