Nghiên cứu mạng thông tin di động thế hệ mới NGN - Mobile và khả năng áp dụng tại Việt Nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ





Nguyễn Ngọc Phương









NGHIÊN CỨU MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
THẾ HỆ MỚI NGN-MOBILE VÀ
KHẢ NĂNG ÁP DỤNG TẠI VIỆT NAM








LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội - 2007

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ





Nguyễn Ngọc Phương








NGHIÊN CỨU MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

THẾ HỆ MỚI NGN-MOBILE VÀ
KHẢ NĂNG ÁP DỤNG TẠI VIỆT NAM




Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông
Chuyên ngành: Kỹ thuật vô tuyến và thông tin liên lạc
Mã số: 2.07.00



LUẬN VĂN THẠC SĨ



Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS. Nguyễn Cảnh Tuấn




Hà Nội - 2007

1
MỤC LỤC


MỤC LỤC 1
BẢNG DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 3

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 6
MỞ ĐẦU 7
CHƯƠNG 1 9
XU THẾ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 9
1.1. Mạng thông tin di động hiện tại 9
1.1.1. Mạng di động GSM 10
1.1.2. Mạng đa truy cập phân chia theo mã CDMA 15
1.1.3. Sự khác nhau giữa mạng GSM và mạng CDMA 20
1.1.4. Những bất cập của các mạng di động hiện tại 23
1.2. Xu thế phát triển sang NGN-Mobile [7, 9] 23
CHƯƠNG 2 25
MẠNG NGN-MOBILE 25
2.1. Nguyên tắc cấu trúc của mạng NGN-Mobile 25
2.2. Cấu trúc phân lớp của mạng NGN-Mobile 26
2.2.1. Cấu trúc dựa trên Softwitch 29
2.2.2. Cấu trúc dựa trên IMS 32
2.3. Xu hướng chuyển đổi lên mạng NGN-Mobile [2, 3, 7] 38
2.3.1. Xu hướng chuyển đổi từ mạng GSM lên mạng NGN-Mobile [9] 39
2.3.2. Xu hướng chuyển đổi từ mạng CDMA lên mạng NGN-Mobile [9, 10] 44
CHƯƠNG 3 55
KHẢ NĂNG TRIỂN KHAI MẠNG NGN-MOBILE TẠI VIỆT NAM 55
3.1. Cấu trúc mạng NGN-Mobile Việt Nam 55
3.1.1. Mục tiêu xây dựng cấu trúc mạng NGN-Mobile [2, 3] 55
3.1.2. Nguyên tắc xây dựng cấu trúc mạng NGN-Mobile tại Việt Nam [2, 9] 56
3.1.3. Các phương án xây dựng cấu trúc mạng NGN-Mobile tại Việt Nam 60
3.2. Kết nối mạng NGN-Mobile với các mạng khác 64
3.2.1. Kết nối mạng NGN-Mobile với mạng GSM (3GPP-ETSI TS 29.162) 64
3.2.2. Kết nối mạng NGN-Mobile với mạng PSTN (3GPP-ETSI TS 29.163) 65
3.2.3. Kết nối mạng NGN-Mobile với mạng NGN-cố định 66

2
3.3. Lộ trình triển khai mạng NGN-Mobile tại Việt Nam 67
3.3.1. Lộ trình triển khai mạng NGN-Mobile từ mạng GSM 67
3.3.2. Lộ trình triển khai mạng NGN-Mobile từ mạng CDMA 69
KẾT LUẬN 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO 73



Thank you for evaluating AnyBizSoft PDF Splitter.
A watermark is added at the end of each output PDF file.
To remove the watermark, you need to purchase the software from
/>3
BẢNG DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

VIẾT TẮT
TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT
1G
1st Generation Mạng thế hệ thứ nhất
2G
2st Generation Mạng thế hệ thứ hai
3G
3st Generation Mạng thế hệ thứ ba
3G-1X EV-DO
3rd Generation Evolution
-
Data Only
3G 1x Phát triển - Tối ưu hóa dữ liệu
3G-1X EV-DV
3rd Generation Evolution

-
Data and Voice
3G 1x Phát triển - Tối ưu hóa dữ liệu
và tiếng nói
ATM
A
synchronous Transfer
Mode
Phương thức truyền không
đồng bộ
ADSL

A
synmetric Digital
Subscriber Line
Đường truyền thuê bao số
AMG
A
ccess Media Gateway Trạm cổng truy nhập
API

A
pplication Program
Interface
Giao diện chương trình ứng dụng
BSC
Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc
BTS
Base Transmission System
Trạm thu phát gốc

CDMA
Code-Division Multiple
A
ccess
Truy cập đa luồng phân chia theo
mã
CdmaOne
CDMA for 2G CDMA sử dụng trong mạng 2G
CAS
Channel Associated
Signalling
Báo hiệu kênh liên kết
CCS7

Common Channel Signalling
No .7
Báo hiệu kênh chung số 7
CN
Core Network Mạng lõi
CSCF
Call Session Control
Function
Chức năng điều khiển phiên của
cuộc gọi
DSL
Digital Subscriber Line Đường truyền thuê bao số
GSM
Global System for Mobile
Communication
Hệ thống dùng chung cho mạng

di động
GPRS
General Packet Radio
Service
Dịch vụ vô tuyến gói chung

4
GGSN
Gateway GPRS Service
Node
Điểm trung gian kết nối dịch vụ
GPRS
HSS
Home Subscriber Server Máy chủ quản l ý thuê bao
HLR
Home Location Register Bộ ghi địa chỉ thường trú
IPv4
IP Version 4 Giao thức IP phiên bản 4
IPv6
IP Version 6 Giao thức IP phiên bản 6
ISDN

Integrated Services Digital
Network
Mạng số dịch vụ tích hợp
IMS
Internet Protocol Mutimedia
Subsystem
Hệ thống hỗ trợ Multimedia giao
thức Internet

IM-SSF
IP Mutimedia Service
Switching Function
Chức năng chuyển mạch dịch vụ
Multimedia giao thức Internet
ITU
International
Telecommunication Union
Hiệp hội viễn thông quốc tế
MMD Multi Media Domain
Miền đa phương tiện
MPLS
Multi Protocol Label Switch Chuyển mạch nhãn đa giao thức
MG Media Gateway
Cổng giao tiếp thiết bị
MGCP Media Gateway Control
Protocol
Giao thức điều khiển MG
MPLS MultiProtocol Label Switch
Chuyển mạch nhãn đa giao thức
MSC
Mobile Switching Center Trung tâm chuyển mạch di động
NGN
Next Generation Network Mạng thế hệ mới
PBX
Private Branch Exchange Tổng đài chi nhánh
PDSN
Packet Data Serving Node Điểm dịch vụ dữ liệu
PSTN
Public Switched Telephone

Network
Mạng điện thoại chuyển mạch
công cộng
PSD
Packet Switched Data Dữ liệu chuyển mạch gói
QoS
Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RAN
Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến
SCM
Session Control Manager Quản l ý điều khiển phiên
SGSN
Serving GPRS Service Node Điểm dịch vụ GPRS

5
STP
Signal Transfer Point Điểm truyền tín hiệu
SIGTRAN
SIGnalling TRANsport Truyền tín hiệu
SIP
Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên
TCP
Transfer Control Protocol Giao thức điều khiển truyền
TDM
Time Division Multiplex
Ghép kênh phân chia theo thời
gian
UMTS
Universal Mobile
Telecommunications System

Hệ thống viễn thông di động toàn
cầu Công nghệ 3G

UTRAN
UMTS Terrestrial Radio
A
ccess Networ
k

Mạng truy nhập vô tuyến dành
cho UMTS
VoIP
Voice over Internet Protocol
Giao thức truyền tiếng nói qua
mạng Internet
VOD
Video On Demand Video theo yêu cầu
VLR
Visitor Location Register Bộ ghi địa chỉ tạm trú


6
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Cấu trúc tổng quan mạng GSM 11
Hình 1.2: Các thành phần của mạng GSM 12
Hình 1.3: Cấu trúc tham chiếu cơ bản của 3GPP R99 (Nguồn: 3GPP) 15
Hình 1.4: Cấu trúc tổng quan mạng CDMA 19
Hình 2.1: Cấu trúc phân lớp của mạng NGN - Mobile 27
Hình 2.2: Khái niệm Softswitch 30

Hình 2.3: Cấu trúc phân lớp chức năng của Softswitch so với cấu trúc của tổng đài
chuyển mạch kênh truyền thống
31
Hình 2.4: Kiến trúc tham chiếu R00 (R4 và R5) (Nguồn: 3GPP) 35
Hình 2.5: Kiến trúc phân lớp chức năng của IMS 36
Hình 2.6: Cấu trúc tham chiếu cơ bản của 3GPP R99 (Nguồn: 3GPP) 41
Hình 2.7: Kiến trúc tích hợp theo R00 (R4/R5) 43
Hình 2.8:. Kiến trúc mạng UMTS trong tương lai 44
Hình 2.9: Hệ thống CDMA2000 1X 47
Hình 2.10: Cấu trúc mạng lõi CDMA2000 theo hướng NGN 53
Hình 2.11: Tiến trình phát triển mạng lõi CDMA2000 theo hướng NGN 53
Hình 3.1: Mô hình triển khai mạng NGN-Mobile 58
Hình 3.2: Mô hình kết nối mạng NGN-Mobile với mạng GSM 65
Hình 3.3: Mô hình kết nối mạng NGN-Mobile với mạng PSTN 66
Hình 3.4: Mô hình kết nối mạng NGN-Mobile với mạng NGN-cố định 67
Hình 3.5: Mô hình mạng NGN-Mobile theo hướng WCDMA 69
Hình 3.6: Mô hình mạng NGN-Mobile theo hướng CDMA2000 71

7
MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, mạng di động của Việt Nam phát triển rất nhanh
chóng cả về qui mô và chất lượng dịch vụ. Nhiệm vụ hàng đầu của các nhà khai
thác mạng di động hiện nay là phải xây dựng hệ thống mạng di động theo hướng
tích hợp nhiều dịch vụ và phát triển phù hợp với tiến trình chuyển đổi trên thế giới.
Để đáp ứng nhu cầu của một n
ền kinh tế mở, việc đầu tiên là phải gắn vai trò
phương tiện giao tiếp với nhiệm vụ mở rộng giao thương kinh tế của các vùng miền.
Trong đó, ngành Bưu chính Viễn thông có vai trò làm cầu nối các vùng miền kinh tế
với thế giới bên ngoài. Các mạng thế hệ tiếp theo NGN dự báo một sự chuyển đổi từ

mục tiêu “một mạng, một dịch vụ” sang cung cấp nhiều dịch vụ
trên một mạng duy
nhất. Dựa trên giao thức Internet (IP), sự chuyển đổi NGN dựa trên việc mở rộng
các mạng băng rộng, thoại qua IP (VoIP) tăng, hội tụ di động cố định và tivi IP
(IPTV). Những mạng mới này đang được xây dựng nhờ sử dụng một số công nghệ,
bao gồm không dây và di động, sợi quang và cáp, hoặc nhờ việc nâng cấp thành các
đường dây đồng hiện nay. Trong khi đó, một số các nhà khai thác đang t
ập trung vào
việc nâng cấp các mạng lõi hoặc truyền tải thành NGN, một số nhà khai thác khách
đang đảm bảo các mạng truy nhập của họ có thể đến tận người sử dụng cuối.
Về xây dựng mạng lưới NGN cố định, năm 2004, VNPT đã hoàn tất triển
khai một mạng NGN phục vụ cho truyền dẫn liên tỉnh. Hiện tại đơn vị quản lý và
khai thác mạng lưới NGN này là công ty Viễn Thông Liên Tỉ
nh - VTN. Các dịch vụ
do mạng NGN mang lại hiện tại có thể thấy đó là: dịch vụ giải trí bình chọn 1900,
1800; các dịch vụ mạng riêng ảo nội hạt và liên tỉnh.
Theo kế hoạch, cuối năm 2008 VNPT sẽ hoàn thành triển khai toàn bộ mạng
lưới NGN cố định, bao gồm: hoàn tất phần mạng lõi dựa trên công nghệ IP và mở
rộng phần truy nhập tới mạng nội hạt. Việc hoàn tất triể
n khai NGN sẽ giúp cho
VNPT giảm chi phí đầu tư mở rộng mạng lưới, giảm chi phí vận hành khai thác và
bảo dưỡng. Các dịch vụ trên nền NGN mà VNPT sẽ mang lại là băng rộng, chất
lượng cao như: điện thoại IP, truyền dữ liệu tốc độ cao, dịch vụ video theo yêu cầu,
truyền hình Internet


8
Hiện tại mạng di động GSM, CDMA tại Việt Nam còn nhiều bất cập khi mở
rộng dịch vụ và nâng cấp hệ thống trong tương lai. Xu thế chung của thế giới và của
Việt Nam sẽ cần phải định hướng phát triển mạng di động theo hướng NGN để đơn

giản hóa trong việc triển khai các dịch vụ và mở rộng hệ thống khi có nhu cầu.
Trước các yêu cầu đó, đề tài
“Nghiên cứu mạng thông tin di động thế hệ mới
NGN-Mobile và khả năng áp dụng tại Việt Nam” được lựa chọn để nghiên cứu vừa
có ý nghĩa về mặt lý luận, vừa có ý nghĩa về mặt thực tiễn cao.
Nội dung luận văn gồm có 3 chương:
Chương 1: Xu thế phát triển của mạng thông tin di động
Trình bày tổng quan về mạng thông di động tại Việt Nam và xu thế phát triển
tất yếu sang mạng NGN-Mobile.
Chương 2: Mạng NGN-Mobile
Trình bày về nguyên tắc xây dựng cấu trúc mạng NGN-Mobile, các phần tử
của mạng NGN-Mobile. Xu hướng chuyển đổi từ mạng di động hiện tại sang mạng
NGN-Mobile.
Chương 3: Khả năng triển khai mạng NGN-Mobile tại Việt Nam
Trình bày về cấu trúc mạng NGN-Mobile tại Việt Nam, mô hình kết nối giữa
m
ạng NGN-Mobile với các mạng khác và tiến trình triến khai mạng NGN-Mobile.
Tôi xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Cảnh Tuấn, người đã trực
tiếp giúp đỡ, hướng dẫn, cung cấp tài liệu và phương pháp luận nghiên cứu khoa học
để tôi hoàn thành bản luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô
giáo Khoa Điện tử - Viễn thông - Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội đã
dạ
y dỗ, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập.
Do có những hạn chế về thời gian và tài liệu tham khảo, luận văn không thể
tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Tác giả rất mong nhận được những ý kiến
chỉ bảo của thầy cô và các đóng góp của các bạn đồng nghiệp.

9
CHƯƠNG 1
XU THẾ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

Hiện nay, mạng thông tin di động của Việt Nam phát triển rất nhanh chóng.
Trong vài năm qua, các nhà cung cấp dịch vụ di động và sản xuất thiết bị di động đã
đề cập khá nhiều tới khái niệm 3G. Mãi tới năm 2005, sau nhiều năm trì hoãn, các
dịch vụ 3G mới được triển khai tại Mỹ. Công nghệ di động 3G sẽ mang lại những
dịch vụ dữ liệu băng rộng không dây cho chiếc điện thoạ
i di động. Với khả năng
truyền dữ liệu từ 144Kbps (nhanh gấp gần 3 lần so với kết nối dial-up 65K) tới
2,4Mbps, mạng 3G sẽ cho phép thực hiện các tác vụ như: truy cập Web, nghe nhạc,
xem video, video theo yêu cầu (VOD), tải và chơi game 3D,
1.1. Mạng thông tin di động hiện tại
Hiện nay ở
Việt Nam có 6 nhà cung cấp dịch vụ điện thoại di động. Trong đó,
Saigon Postel (S-Fone), EVN Telecom, Hà Nội Telecom sử dụng công nghệ
CDMA;
Mobifone, Vinaphone và VietTel sử dụng công nghệ GSM.
Các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại di động bao gồm:
Nhà cung cấp Tên Tần số Sử dụng thiết bị
Vietnam Telecom
Services (GPC)
Vinaphone(1996) GSM 900MHz Nokia
Siemens
Motorola
Vietnam Mobile
Telecom Services
(VMS)
MobiFone(1996) GSM 900MHz Kinnevik
Alcatel
Motorola
Vien thong quan doi

(VietTel)
VietTel(2004) GSM 900MHz Ericsson
Saigon Postel
Corporation (SPT)
S-Fone(2003) CDMA 800MHz SLD Telecom
(Korea)
Nortel (Canada)


10
Hanoi
Telecommunications
company
(Hanoi-Telecom)
Hanoi Telecom
(2006)
CDMA 450MHz UT Starcom
Hutchison (Hong
Kong)
Thong tin vien
thong Dien luc
(EVN-Telecom)
VP Telecom
(2006)
CDMA 450MHz Lucent
Technologies
ZTE (China)
1.1.1. Mạng di động GSM
Hiện tại có ba mạng di động GSM (Global System for Mobile
communication) là: Vinaphone, Mobifone, Viettel.

• Mạng Vinaphone: Công ty Dịch vụ Viễn thông GPC (G=GSM; P=Paging;
C=CardPhone) quản lý, sử dụng đầu số “091”, “094”.
• Mạng Mobifone: Công ty Thông tin di động (Vietnam Mobile Telecom
Services Company - VMS) quản lý, sử dụng đầu số “090”, “093”, “0122”.
• Mạng Viettel: Công ty Điện thoại di động Viettel quản lý, sử dụng đầu số
“097”, “098”, “0168”.
Hệ thống GSM là một hệ thống thông tin số của Châu Âu tương thích vớ
i hệ
thống báo hiệu số 7. Chúng sử dụng hệ thống TDMA với cấu trúc khe thời gian sao
cho tạo nên được sự linh hoạt trong truyền thoại, số liệu và thông tin điều khiển.
Hệ thống GSM sử dụng băng tần (890 - 915) MHz để truyền dẫn tín hiệu từ
máy di động đến BS và băng tần (935 - 960) MHz để truyền dẫn tín hiệu từ BS đến
máy di động.
Các tính năng ưu việt c
ủa mạng GSM bao gồm:
- Chuyển vùng quốc tế: nhờ vào các tiêu chuẩn quốc tế, có thể thực hiện cuộc
gọi ở bất kỳ nước nào có mạng GSM
- Tính bảo mật: Các cuộc gọi sử dụng kỹ thuật tương tự rất dễ bị nghe lén nếu
người nào đó có bộ thu cùng tần số với 2 người đang liên lạc. Với kỹ thuật
s
ố, làm được việc này rất khó.

11
- Chất lượng cuộc gọi tốt hơn: kỹ thuật số làm giảm nhiễu, tránh rớt cuộc gọi
khi người dùng chuyển từ ô này sang ô khác, có thể sửa lỗi và tái tạo thông
tin bị mất.
- Hiệu suất cao: cho phép nhiều người sử dụng hơn hệ thống tương tự.
Các hệ thống mạng GSM được nối kết với mạng chuyển mạch liên tỉnh, quốc
tế và nội hạt để thực hiện các cuộc gọi giữa mạng di động và mạng điện thoại cố
định trong nước và quốc tế. Mạng lưới của mạng GSM được xây dựng trên cơ sở

các thiết bị tổng đài chuyển mạch MSC, các BSC và các BTS
[1].

Hình 1.1: Cấu trúc tổng quan mạng GSM

Mạng GSM để cung cấp đầy đủ các dịch vụ cho khách hàng cho nên khá
phức tạp. Mạng GSM bao gồm các thành phần sau:
- Trạm di động - MS.
- Hệ thống trạm gốc - BSS.
- Hệ thống mạng - NSS.
- Phần mạng GPRS (GPRS core network) Phần này là một phần lắp thêm
để cung cấp dịch vụ truy cập internet.

12
- Và một số phần khác phục vụ việc cung cấp các dịch vụ cho mạng GSM
như gọi, hay nhắn tin SMS…
- Máy điện thoại - Mobile Equipment .
- Thẻ
SIM - Subscriber identity module
Cấu trúc của mạng GSM có thể được chia thành ba phần. Trạm di động
(Mobile Station) được người thuê bao mang theo. Hệ thống trạm gốc (Base Station
Subsystem) điều khiển kết nối vô tuyến với trạm di động. Hệ thống mạng (Network
Subsystem), với thành phần chính là Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động
(MSC), thực hiện việc chuyển mạch cuộc gọi giữa các thuê bao di động và giữa các
thuê bao di động với thuê bao của mạng c
ố định. MSC cũng thực hiện các chức năng
quản lý di động. Ở đây không vẽ trung tâm vận hành bảo dưỡng (OMC) với chức
năng đảm bảo vận hành và thiết lập mạng. Trạm di động và hệ thống trạm gốc giao
tiếp thông qua giao diện Um, còn được gọi là giao diện không gian hoặc kết nối vô
tuyến. Hệ thống trạm gốc giao tiếp với MSC qua giao diện A.

SIM: Subcriber Identify Module EIR: Equipment Indentify
ME: Mobile Equipment AuC: Authentication Center
VLR: Visitor Location Register HLR: Home Location Register
Hình 1.2: Các thành phần của mạng GSM




13
Các thành phần của mạng GSM bao gồm:
Trạm di động:
Trạm di động (MS) bao gồm điện thoại di động và một thẻ thông minh xác
thực thuê bao (SIM). SIM cung cấp khả năng di động cá nhân, vì thế người sử dụng
có thể lắp SIM vào bất cứ máy điện thoại di động GSM nào truy nhập vào dịch vụ
đã đăng ký. Mỗi điện thoại di động được phân biệt bởi một số nhận d
ạng điện thoại
di động IMEI (International Mobile Equipment Identity). Card SIM chứa một số
nhận dạng thuê bao di động IMSI (International Subcriber Identity) để hệ thống
nhận dạng thuê bao, một mật mã để xác thực và các thông tin khác. IMEI và IMSI
hoàn toàn độc lập với nhau để đảm bảo tính di động cá nhân. Card SIM có thể chống
việc sử dụng trái phép bằng mật khẩu hoặc số nhận dạng cá nhân (PIN).
Hệ thống trạm gốc:
Hệ thống trạm g
ốc BSS gồm có hai thành phần là Trạm thu phát gốc (BTS)
và Trạm điều khiển gốc (BSC). Hai thành phần này giao tiếp với nhau qua giao diện
Abis, cho phép các thiết bị của các nhà cung cấp khác nhau có thể giao tiếp và hoạt

động cùng với nhau được.
Trạm thu phát gốc - BTS thiết lập kết nối vô tuyến với trạm di động.
Trạm điều khiển gốc - BSC quản lý tài nguyên vô tuyến cho một hoặc vài
trạm BTS. BSC thực hiện chức năng thi
ết lập kênh vô tuyến, phân bổ tần số, và
chuyển vùng. BSC là kết nối giữa trạm di động - MS và tổng đài chuyển mạch di
động MSC.
Hệ thống mạng:
Thành phần trung tâm của hệ thống mạng là tổng đài chuyển mạch di động
MSC. MSC hoạt động giống như một tổng đài chuyển mạch PSTN hoặc ISDN
thông thường, và cung cấp tất cả các chức năng cần thiết cho m
ột thuê bao di động
như: đăng ký, xác thực, cập nhật vị trí, chuyển vùng, định tuyến cuộc gọi tới một
thuê bao roaming (chuyển vùng). MSC cung cấp kết nối đến mạng cố định (PSTN
hoặc ISDN). Báo hiệu giữa các thành phần chức năng trong hệ thống mạng sử dụng
Hệ thống báo hiệu số 7 (SS7).

14
Bộ ghi địa chỉ thường trú (HLR) và Bộ ghi địa chỉ tạm trú (VLR) cùng với
tổng đài chuyển mạch di động MSC cung cấp khả năng định tuyến cuộc gọi và
chuyển vùng cho GSM. HLR bao gồm tất cả các thông tin quản trị cho các thuê bao
đã được đăng ký của mạng GSM, cùng với vị trí hiện tại của thuê bao. Vị trí của
thuê bao thường dưới dạng địa chỉ báo hiệu của VLR tương ứng vớ
i trạm di động.
Chỉ có một HLR logic cho toàn bộ mạng GSM mặc dù nó có thể được triển khai
dưới dạng cơ sở dữ liệu phân bố.
Bộ ghi địa chỉ tạm trú (VLR) bao gồm các thông tin quản trị được lựa chọn từ
HLR, cần thiết cho điều khiển cuộc gọi và cung cấp dịch vụ thuê bao, cho các di
động hiện đang ở vị trí mà nó quản lý. Mặc dù các chức năng này có thể
được triển

khai ở các thiết bị độc lập nhưng tất cả các nhà sản xuất tổng đài đều kết hợp VLR
vào MSC, vì thế việc điều khiển vùng địa lý của MSC tương ứng với của VLR nên
đơn giản được báo hiệu. MSC không chứa thông tin về trạm di động cụ thể, thông
tin này được chứa ở bộ ghi địa chỉ.
Có hai bộ ghi khác được sử dụng cho mụ
c đính xác thực và an ninh . Bộ ghi
nhận dạng thiết bị (EIR) là một cơ sở dữ liệu chứa một danh sách của tất cả các máy
điện di dộng hợp lệ trên mạng với mỗi máy điện thoại được phân biệt bởi số IMEI.
Một IMEI bị đánh dấu là không hợp lệ nếu nó được báo là bị mất cắp hoặc có kiểu
không tương thích. Trung tâm xác thực (AuC) là một cơ sở dữ liệu bảo vệ chứa bản
sao các khoá bảo mật của mỗi card SIM, được dùng để xác thực và mã hoá trên kênh
vô tuyến.
Các nhà khai thác mạng GSM hiện nay chủ yếu đang ở giai đoạn R99[11].
Mạng lõi 3GPP R99 là mô hình mạng có kiến trúc phân tách theo loại hình
dịch vụ (chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh) của mạng lõi UMTS R99. Tiêu chí
của cấu trúc theo R99 bao gồm: tương thích ngược với GSM; hỗ trợ truy nhập các
dịch vụ dữ
liệu tốc độ cao; và quản lý được QoS. Có hai loại mạng truy nhập vô
tuyến có thể kết nối với mạng lõi (CN) của 3GPP: hệ thống BSS của GSM và RNS
của UTRAN. Các mạng truy nhập vô tuyến này kết nối với mạng CN thông qua các
giao diện chuẩn. Cụ thể, BSS của GSM kết nối với miền CS qua giao diện A và
miền PS qua giao diện Gb; UTRAN kết nối với miền CS qua giao diện Iu-cs và tới
miền PS qua giao diện Iu-ps. Miền CS (Circuit-Switched Domain) cung c
ấp các dịch

15
vụ chuyển mạch kênh dựa trên tổng đài MSC (bao gồm cả GSM), trong khi miền PS
(Packet-Switched Domain) cung cấp kết nối IP giữa Mobile và các mạng IP (bao
gồm cả GPRS).

Hình 1.3: Cấu trúc tham chiếu cơ bản của 3GPP R99 (Nguồn: 3GPP)
1.1.2. Mạng đa truy cập phân chia theo mã CDMA
Hiện tại có ba mạng di động CDMA (Code Division Multiple Access) là:
S-Fone, EVN Telecom, HT Mobile.
• Mạng S-Fone: Công ty Cổ phần Dịch vụ Bưu chính Viễn thông Sài Gòn
(SAIGON POSTEL CORP. - tên viết tắt SPT) quản lý, sử dụng đầu số “095”.
• Mạng EVN Telecom: Công ty Thông tin Viễn thông Điện lực quản lý,
sử dụng đầu số “096”.
• Mạng HT Mobile: Công ty cổ phần viễ
n thông Hà Nội - HaNoi Telecom
quản lý, sử dụng đầu số ”092”.
Mạng đa truy cập phân chia theo mã CDMA là một chuẩn tế bào số dùng các
kỹ thuật phổ dải rộng để truyền tín hiệu, khác với kỹ thuật kênh băng hẹp dùng trong
các hệ thống tương tự thông thường. Mạng CDMA kết hợp cả âm thanh số và dữ
liệu số vào trong một mạng truyền thông vô tuyến duy nhất và có thể cung cấp cho
khách hàng các dịch v
ụ âm thanh số, thư thoại, nhận diện số gọi đến và truyền hình
bằng văn bản.

16
Tháng 9/2006, sau khi S-Fone hoàn tất việc nâng cấp hệ thống mạng.
Nhờ khả năng truyền dữ liệu băng rộng vô tuyến với tốc độ lên đến 2,4 Mb/giây,
EV-DO đặc biệt thích hợp cho việc cung cấp các dịch vụ truyền dữ liệu có dung
lượng lớn mà điển hình là VOD/MOD (xem phim/nghe nhạc theo yêu cầu) và
Mobile Internet của S-Fone. Bước tiến này của S-Fone cũng đã góp phần rút ngắn
khoảng cách về trình độ viễn thông củ
a Việt Nam so với khu vực và thế giới. Tuy
nhiên đây mới chỉ là những ứng dụng ban đầu trên nền 3G.
Giữa tháng 1 năm 2007, công ty cổ phần Viễn Thông Hà Nội (Hanoi
Telecom) và Hutchison Telecommunications International Limited (Hutchison

Telecom) đã công bố khai trương mạng HT Mobile - mạng dịch vụ viễn thông di
động toàn quốc mới nhất tại Việt Nam. HT Mobile cũng sử dụng công nghệ
CDMA2000 1X EV-DO, phủ sóng 100% tại các thành phố chính và trên 80% khu
vực đông dân cư của 64 tỉnh/thành (riêng EVDO hiện có tạ
i những khu vực có mật
độ lưu thông mạng cao tại TP HCM, Hà Nội và Đà Nẵng). CDMA2000 1xEV-DO là
một bước tiến trực tiếp của tiêu chuẩn vô tuyến CDMA2000 3G. CDMA2000
1xEV-DO cho phép kết nối vô tuyến tốc độ cao ngang với băng rộng hữu tuyến.
EV-DO đang dẫn đầu việc hội tụ các phương tiện điện tử cá nhân và vô tuyến; cho
phép gửi và nhận email với file đính kèm lớn, chơi game tương tác theo thời gian
thực, nhận và gửi hình ảnh hay phim video có độ nét cao, tải nội dung nhạc/video
hoặc kết nối vào các mạng của văn phòng làm việc - tất cả đều qua điện thoại di
động.
Ngoài việc cung cấp dịch vụ thoại di động truyền thống, HT Mobile còn triển
khai các dịch vụ dữ liệu đa truyền thông tốc độ cao, kể cả việc cung cấp đường
truyền băng thông rộng, cho phép thực hi
ện các cuộc gọi video từ máy tính đến máy
tính (PC to PC) và tải các file đính kèm dung lượng lớn. Dịch vụ dữ liệu của HT
Mobile cho phép khách hàng doanh nghiệp duy trì kết nối khi đang di chuyển với
tốc độ dữ liệu lên đến 2,4 Mb/giây. Hàng loạt dịch vụ giá trị gia tăng khác cũng đã
được HT Mobile công bố bao gồm: WAP Portal, Happy Ring (thư viện nhạc với
trên 1.000 bài hát), dịch vụ truyền thông sáng tạo: MMS, Video Streaming
Dựa trên công nghệ CDMA, HT Mobile đã giới thiệ
u các ý tưởng dịch vụ
khách hàng sáng tạo, bao gồm: Cung cấp dịch vụ đường dây nóng để tư vấn cho

17
khách hàng suốt 24 giờ; công ty đầu tiên trên thị trường cung cấp dịch vụ SMS Care
cho mọi dịch vụ.
Công ty Thông tin Viễn thông Điện lực (EVN Telecom) là doanh nghiệp thành

viên trực thuộc Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), hiện đang sở hữu hai hệ thống
đường trục chạy song song đồng thời trên đường dây tải điện 500kV Bắc - Nam
mạch 1 và mạch 2. Trong thời gian tới, EVNTelecom sẽ đưa hệ thống
đường trục
Bắc - Nam thứ 3 vào hoạt động.
Liên tục từ năm 2003-2004, EVNTelecom đã xây dựng và đưa vào vận hành
cổng quốc tế đầu tiên đặt tại Ba La (TP Hà Đông - Hà Tây) và cổng quốc tế thứ hai
tại thị xã Móng Cái (Quảng Ninh) thông qua hệ thống cáp quang trên đường dây
điện lực với dung lượng lớn hơn 10Gbps. Đầu năm 2005, EVNTelecom tiếp tục đưa
cổng quốc tế thứ ba sử dụng cáp quang trên
đường dây điện lực tại tỉnh Lạng Sơn
vào hoạt động. Hiện nay, EVNTelecom đã có 03 cổng quốc tế hoạt động với độ an
toàn cao, đảm bảo được chất lượng và đáp ứng tối đa nhu cầu của khách hàng, tạo
thế chủ động cung cấp dịch vụ cho khách hàng và hạn chế tối đa mức thiệt hại khi có
sự cố.
Hệ thống m
ạng viễn thông của EVNTelecom sử dụng công nghệ tiên tiến
CDMA 2000-1X, tần số 450Mhz, hỗ trợ EV-DO và tiến tới cung cấp các dịch vụ.
Một ưu điểm nữa của mạng thông tin này là chất lượng thoại tốt, vùng phủ sóng
rộng, tính bảo mật cao và dịch vụ phong phú. Ngoài những dịch vụ giá trị gia tăng
thông thường như các mạng điện thoại khác (nhắn tin, chờ cuộc gọi, hòm thư

thoại…), mạng thông tin này còn cung cấp dịch vụ truy cập internet băng rộng với
tốc độ lên tới 2,457 Mbps.
Bên cạnh đó, EVNTelecom đã đưa ra thị trường mạng thế hệ mới (NGN). Đây
là mạng cho phép hỗ trợ mọi phương thức truyền thông tin như âm thanh, dữ liệu,
hình ảnh và bảo đảm cung cấp mọi dịch vụ, đáp ứng nhu cầu của người sử dụng. Ư
u
điểm lớn nhất của mạng NGN là cho phép triển khai các dịch vụ một cách nhanh
chóng, đa dạng, truy xuất toàn cầu và đáp ứng được sự hội tụ giữa các nguồn thông

tin (thoại, truyền dữ liệu và internet…) với giá thành thấp.

18
Công nghệ EV-DO hoặc 1xEV-DO, hoặc DO, được viết tắt từ 1xEVolution-
Data Optimized (1x Phát triển - Tối ưu hóa Dữ liệu) (ban đầu được đặt tên là
Evolution-Data Only) là một tiêu chuẩn truyền dữ liệu băng rộng vô tuyến cho các
thiết bị không dây được nhiều nhà cung cấp dịch vụ CDMA của Nhật, Hàn Quốc,
Brazil, Israel, Mỹ, úc, Canada, New Zealand, Venezuela, và Mexico thực hiện. Công
nghệ này được tiêu chuẩn hóa bởi thỏa thuận 3GPP2 thành một phần của bộ các tiêu
chuẩ
n CDMA2000.
Thiết kế đầu tiên về công nghệ 1xEV-DO được Qualcomm phát triển vào
năm 1999 để đáp ứng các yêu cầu của IMT-2000 (bộ tiêu chuẩn toàn cầu về các giao
tiếp không dây thế hệ thứ 3 - 3G) về tốc độ tải xuống dữ liệu của các thiết bị di động
hơn 2Mbits/s. Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU) để phê chuẩn 1xEV-DO và đặt
mã tiêu chuẩn là IS-856.
1xEV-DO có nghĩa là phát triển trực tiếp từ tiêu chuẩn giao tiếp vô tuy
ến 1x
(1xRTT hay CDMA2000 1x), và các kênh vô tuyến chỉ thực hiện truyền dữ liệu.
So sánh với mạng 1x (1xRTT hay CDMA2000 1x) vốn đang dùng hiện nay,
hoặc các mạng GPRS và EDGE của đối thủ GSM, 1xEV-DO thật sự nhanh hơn
nhiều, cung cấp tốc độ truyền dữ liệu trong không gian lên đến 2,4576 Mb/s với
Phiên bản Rev. 0, và lên đến 3,1 Mb/s với phiên bản Rev.A. Để sử dụng được tốc độ
này thì máy đầu cuối phải được trang bị các chip 1xEV-DO tương ứng.
Khi triển khai với mạng di động thoại hiện có, 1xEV-DO yêu cầu một khoảng
băng thông 1,25MHz riêng. Phiên bản 1xEV-DO Rev. A, vốn được phát triển từ
phiên bản đầu tiên 1xEV-DO Rev.0, đã được triển khai thực tế tại Nhật Bản và Hàn
Quốc. Rev.A đưa ra cách thức thiết lập truyền dữ liệu gói tốc độ cao ở cả 2 chiều tải
lên và tải xuống. So sánh cụ thể như sau:
Kênh tải xuống (downlink, forward link):

- Rev. 0: 2,4576 Mbit/s
- Rev. A: 3,1 Mbit/s
Kênh tải lên (uplink, reverse link):
- Rev. 0: 0,15 Mbit/s
- Rev. A: 1,8 Mbit/s

19
Đồng thời kỹ thuật giao tiếp vô tuyến của Rev. A cũng được nâng cao nhằm
giảm độ trễ và nâng cao tốc độ. Nhờ vào đó có thể hỗ trợ được các dịch vụ VoIP và
điện thoại có hình (Video Telephony) trên cùng một kênh sóng mang trên nền công
nghệ dữ liệu gói Internet truyền thống.

PSTN
PSTN
/PLMN
/PLMN
BTS
BTS
BSC
BSC
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BSC
BSC
SMSC
SMSC

HLR
HLR
MSC/VLR
MSC/VLR
Radio Access Network
Radio Access Network
MS
MS
MS
MS
PSTN
PSTN
/PLMN
/PLMN
PSTN
PSTN
/PLMN
/PLMN
BTS
BTS
BSC
BSC
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BSC
BSC

SMSC
SMSC
HLR
HLR
MSC/VLR
MSC/VLR
Radio Access Network
Radio Access Network
MS
MS
MS
MS

Hình 1.4: Cấu trúc tổng quan mạng CDMA
Các thành phần của mạng CDMA bao gồm:
Trạm di động (MS - Mobile Station):
Trạm di động MS là máy thu phát của thuê bao hay thiết bị di động mạng
CDMA.
Trạm di động tương tác với Access Network (mạng truy nhập) để sử dụng các
tài nguyên vô tuyến để trao đổi các gói tin. Nhờ vào việc cấp nguồn điện, trạm di
động tự động đăng ký với HLR (Home Location Register) để:
Xác thực thiết bị di động đang trong môi tr
ường của mạng đang truy nhập.
Cung cấp cho HLR vị trí hiện tại của thiết bị di động. Cung cấp cho MSC-S
(Serving Mobile Switching Centre) các thông tin về các dịch vụ thiết bị di động sử
dụng.
Sau khi đăng ký thành công với HLR, thiết bị di động sẵn sàng thực hiện các
cuộc gọi dữ liệu và thoại. Những cuộc gọi này có thể ở hai dạng CSD (circuit-

20

switched data - dữ liệu chuyển mạch kênh) hoặc PSD (packet-switched data - dữ liệu
chuyển mạch gói.
Việc chỉ định địa chỉ IP cho mỗi thiết bị di động có thể được cung cấp bởi
PDSN hoặc một máy phục vụ DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) qua
một HA (Home Agent).
RAN (Mạng truy nhập vô tuyến):
RAN (Radio Access Network) là điểm vào của thuê bao di động cho truyền
thông dữ liệu hay thoại bao gồm:
BTS (Base Station Transceiver Subsystem) có chức năng giao diện giữa
mạng và thiết b
ị di động. Các tài nguyên RF như sự ấn định tần số, phân chia khu
vực và điều khiển nguồn truyền được quản lý bởi BTS. Ngoài ra, BTS còn quản lý
lưu lượng về từ vị trí ô phủ sóng đến BSC (Base Station Controller) để giảm thiểu
bất cứ thời gian trễ nào giữa hai thành phần này. Thông thường một BTS kết nối đến
BSC thông qua đường T1 hoặc trực tiếp đi cáp trong thiết bị cùng vị trí. Các giao
thức
được sử dụng bên trong phương tiện này giữ độc quyền dựa trên nền tảng
HDLC (High-level Data Link Control).
BSC (Base Station Controller) định tuyến các thông điệp thoại và dữ liệu
chuyển mạch kênh giữa các vị trí ô phủ sóng và MSC. BSC có vai trò quản lý tính di
động là điều khiển và chi phối các máy di động từ một vị trí ô phủ sóng tới một vị trí
ô phủ sóng khác nếu thấy cần thiết[10].
1.1.3. Sự khác nhau giữa mạng GSM và mạng CDMA
Mạng GSM (Global System for Mobile communications) - Hệ thống thông
tin di động toàn cầu và mạng CDMA - Đa truy cập phân kênh theo mã là những hệ
thống vô tuyến di động kỹ thuật số tiên tiến được ứng dụng rộng rãi trên toàn thế
giới hiện nay
Với hệ thống kích hoạt thoại, hiệu suất tái sử dụng tần số trải phổ cao và điều
khiển năng lượng, CDMA có những ưu thế vượt trội so v
ới GSM. Các nhà cung cấp

dịch vụ CDMA có thể quản lý số lượng thuê bao cao gấp 5 - 20 lần so với công nghệ
GSM. Về chất lượng các cuộc gọi ở các vùng chuyển giao, thuê bao CDMA có thể

21
kết nối với 2 hoặc 3 trạm thu phát cùng lúc, do đó cuộc điện đàm không bị ngắt
quãng và giảm đáng kể tỷ lệ rớt sóng.
Một trong những lợi thế lớn nhất của CDMA là băng thông. CDMA có thể
kết hợp nhiều dịch vụ gia tăng cho khách hàng (download, truyền tải dữ liệu, tin
nhắn đa phương tiện). Đó là những tiện ích với các khách hàng ở Việt Nam trong
thờ
i gian tới. Những ưu thế mạnh nhất của CDMA có thể được thấy rõ trong hệ
thống điện thoại di động thế hệ 3 (3G), đây là tương lai gần và tất yếu của thị trường
viễn thông Việt Nam. Dù vậy thì GSM lại là hệ thống có cấu trúc mở nên hoàn toàn
không phụ thuộc vào máy điện thoại, người sử dụng có thể mua thiết bị từ nhiều
hãng khác nhau. Trong khi đó v
ới CDMA, điện thoại phải hoàn toàn đồng bộ. Đồng
thời, xét về tính phổ cập, GSM vẫn là công nghệ chiếm đa số trên thế giới, điều này
ảnh hưởng rất lớn đến việc mở rộng và kết nối chuyển vùng (roaming). GSM rõ ràng
sẽ dễ roaming hơn CDMA.
GSM thực chất là phiên bản của công nghệ TDMA - sử dụng phương thức Đa
truy cập phân chia theo thời gian. GSM số hóa và nén dữ
liệu, sau đó chuyển lên
kênh truyền dẫn bằng 2 luồng dữ liệu người dùng khác nhau, mỗi luồng chiếm trên
một khe thời gian riêng. Băng thông lúc đầu chia ta thành những kênh sóng 200 kHz
và sau đó phân kênh dựa trên khe thời gian. Người dùng kênh sóng sẽ thay phiên
nhau tuần tự, do vậy chỉ có một người sử dụng trên một kênh và chỉ có thể sử dụng
được theo những giai đoạn rất ngắn.
CDMA, khác với GSM, sau quá trình số hóa, dữ liệu được trả
i trên toàn bộ
dải phổ rộng. Nhờ vậy, nhiều cuộc gọi có thể tiến hành đồng thời trên cùng một

kênh. Mỗi bit thoại được ấn định một tần số mã đặc trưng và tín hiệu này được
truyền dẫn trên một dải băng thông rộng (1.25 MHz). Tín hiệu sẽ được chọn bằng
thiết bị thu nhận, thiết bị này đã được lập trình để nhận dạng mã
đặc trưng đó.
Với tốc độ truyền dữ liệu cao hơn mạng GSM hiện tại, CDMA là công nghệ
đáp ứng nhanh và hiệu quả các dịch vụ thoại, thoại và dữ liệu, fax, Internet. CDMA
còn rất hữu dụng trong việc cung cấp dịch vụ điện thoại vô tuyến cố định có chất
lượng ngang bằng với hệ thống hữu tuyến nhờ áp dụng kỹ thuật mã hóa tho
ại mới.

22
Ngoài ra, sử dụng công nghệ CDMA sẽ ít tốn pin, thời gian đàm thoại lâu
hơn. Trong thông tin di động, thuê bao di chưyển khắp nơi với nhiều tốc độ khác
nhau, vì thế tín hiệu do thuê bao phát ra có thể bị sụt giảm một cách ngẫu nhiên. Để
bù đắp sự sụt giảm này, trong khi hệ thống GSM phải điều chỉnh máy điện thoại
tăng tối đa mức công suất phát, công nghệ CDMA sử dụng các thu
ật toán điều khiển
nhanh và chính xác, nhờ vậy máy điện thoại chỉ phát ở mức công suất vừa đủ để
đảm bảo chất lượng tín hiệu. Kết quả là làm tăng tuối thọ pin, thời gian chờ và đàm
thoại lâu hơn.
Hệ thống CDMA có bán kính phục vụ của một trạm phủ sóng lớn hơn các hệ
thống GSM, nghĩa là ít trạm gốc hơn, giảm bớ
t chi phí vận hành dẫn đến việc tiết
kiệm cho cả nhà khai thác và người sử dụng mà vẫn đảm bảo chất lượng cuộc gọi
đạt tới mức tối ưu.
Trong hơn một tỷ thuê bao điện thoại di động trên thế giới, khoảng 863,6
triệu thuê bao sử dụng công nghệ GSM, 120 triệu dùng CDMA và 290 triệu còn lại
dùng FDMA hoặc TDMA. Khi chúng ta tiến tới 3G, các hệ thống GSM và CDMA
sẽ tiếp tục phát triể
n trong khi TDMA và FDMA sẽ dần không được sử dụng. Con

đường GSM sẽ tiến tới là CDMA băng thông rộng (WCDMA), trong khi CDMA sẽ
là CDMA2000.
Hiện nay, cơ sở hạ tầng mạng công nghệ thông tin 2G, 2,5G đã được khai
thác tối đa cho các dịch vụ truyền thống. Tuy vậy, cơ sở hạ tầng mạng này cũng
không tồn tại được lâu do người dùng di động bắt đầu có những nhu cầu về các dịch
vụ dữ liệ
u cơ bản như các dịch vụ Internet và Intranet, các dịch vụ truyền thông đa
phương tiện multimedia, các dịch vụ gia tăng mới, các dịch vụ hội tụ di động - cố
định,…, nhất là dịch vụ truyền tiếng nói dưới dạng gói VoIP để bổ sung thêm vào
các dich vụ thoại đơn thuần trên các máy điện thoại. Các nhà khai thác cần phải có
sự đầu tư, các bước chuyển đổi cơ sở hạ
tầng mạng để đáp ứng nhu cầu sử dụng của
khách hàng.