Đồ án tốt nghiệp đại học: Ứng dụng giao thức IGRP cho mạng 3G (HV Công nghệ Bưu chính viễn thông)

Đồ án tốt nghiệp

Sv: sử lai

HỌC VIỆN BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG

KHOA VIỄN THƠNG I

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC.
Tên đề tài: Ứng dụng giao thức IGRP cho mạng 3G.
Họ và tên: Mai Thanh Dương.
Lớp : D2001VT.
Khoá : 2001-2006.
Ngành: Điện tử viễn thơng.
Nội dung đồ án:
• Tổng quan về mạng 3G.
• Tìm hiểu về mạng IP.
• Xây dựng mạng 3G.là một mạng IP.
• Giao thức định tuyến và IGRP.
• Ứng dụng giao thức định tuyến IGRP cho mạng 3G
Ngày giao đề tài: 19/5/2005
Ngày nộp đồ án: 27/10/2005.
Ngày 10 tháng 10 năm 2005
Giáo viên hướng dẫn

GVC-Th.s PHẠM KHẮC CHƯ

Mai Thanh Dương

-1-


Đồ án tốt nghiệp

Sv: sử lai

Mục lục
Lời mở đầu
CHƯƠNG I.TỔNG QUAN VỀ MẠNG 3G.........................................................1

I.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG THƠNG TIN DI
ĐỘNG........................................................1
I.1.1 Lộ trình phát triển từ hệ thống IS-95 thế hệ 2 đến cdma2000 thế hệ 3......................2
I.1.2 Lộ trình phát triển từ GSM lên 3G W-CDMA...........................................................5
I.2 Mạng 3G......................................................................................................................8
I.2.1 Mơ hình tham khảo mạng cdma2000.........................................................................9
I.2.2 Mơ hình tham khảo mạng W-CDMA......................................................................13
I.3 MIP.............................................................................................................................17

I.3.1 Tổng quan về MIP....................................................................................................17
I.3.2
MIPv4.......................................................................................................................19
I.3.3
MIPv6.......................................................................................................................20

I.4 Tóm tắt
chương.........................................................................................................21

CHƯƠNG II MẠNG
IP.......................................................................................22
II.1 Giới thiệu về mạng
IP.............................................................................................22
II.1.1 Cấu hình (topology)................................................................................................22
II.1.2 Các thiết bị LAN trong một cấu hình.....................................................................23
II.1.3 Các card mạng NIC (Network Interface Card).......................................................23
II.1.4 Môi trường..............................................................................................................23
II.1.5 Repeater.................................................................................................................24
II.1.6 Hub.........................................................................................................................24
II.1.7
Bridge......................................................................................................................25
II.1.8
Switch......................................................................................................................25
II.1.9 Router.....................................................................................................................26
II.1.10 Mây (cloud)..........................................................................................................27
I.1.11 Các segment mạng.................................................................................................27

Mai Thanh Dương

-2-


Đồ án tốt nghiệp

Sv: sử lai

II.2 Chồng giao thức
TCP/IP........................................................................................27

II.3 Địa chỉ
IP.................................................................................................................29
II.3.1 Khái niệm...............................................................................................................29
II.3.2 Subnet, subnet mask và kỹ thuật subnetting...........................................................32

II.4 SIP ( Section initization
Protocol)..........................................................................35
II.4.1 Mơ hình tham chiếu SIP..........................................................................................35
II.4.2 Kiến trúc mạng của hệ thống SIP............................................................................36
II.4.3 Các phương thức hoạt động của
SIP........................................................................38
II.4.3 Các chức năng của SIP............................................................................................39

II.5 Tóm tắt
chương........................................................................................................41

CHƯƠNG III IP CHO MẠNG 3G....................................................................42
III.1 Mở
đầu....................................................................................................................
42
III.1.1 IP...........................................................................................................................42
III.1.2 3G..........................................................................................................................42
III.1.3 IP cho mạng 3G.....................................................................................................43
III.1.4 Nguyên lý thiết kế một mạng IP............................................................................43
III.2 IP cho 3G................................................................................................................44
III.2.1 Nguyên lý..............................................................................................................44
III.2.2 Kiến trúc tổng thể..................................................................................................45
II.2.3 Định tuyến và tính di động.....................................................................................47
II.2.4 Giao diện.................................................................................................................48

III.3 Q trình phát triển
mạng....................................................................................50
III.3.1. Truyền dẫn trên mạng IP với UMTS
R4...............................................................50
III.2.5 UMTS R5- điều khiển cuộc gọi IP và báo hiệu.....................................................51

III.3 Tóm tắt
chương......................................................................................................55

Mai Thanh Dương

-3-


Đồ án tốt nghiệp

Sv: sử lai

CHƯƠNG IV GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN
IGRP....................................56
IV.1 Router......................................................................................................................56
IV.1.1 Các thành phần của Router....................................................................................56
IV.1.2 Hoạt động định tuyến của Router..........................................................................58
IV.2 Định tuyến và các giao thức định tuyến...............................................................60
IV.2.1 Các cơ sở định tuyến.............................................................................................60
IV.2.2 Định tuyến tĩnh......................................................................................................61
IV.2.3 Định tuyến mặc định.............................................................................................61
IV.2.4 Định tuyến động....................................................................................................62
IV.2.5 Định tuyến Distance-vector...................................................................................65
IV.2.6 Định tuyến Link-state............................................................................................68

IV.3 Giao thức định tuyến IGRP : Interior Gateway Routing Protocol...................71
IV.3.1 Hoạt động của IGRP.............................................................................................72
IV.3.2 Các bộ định thời trong giao thức IGRP và đặc trưng về sự ổn định......................74
IV.3.3 IGRP metric..........................................................................................................75
IV.3.4 Định dạng gói tin IGRP.........................................................................................80
IV.3.4 Cấu hình IGRP......................................................................................................83

IV.4 Tóm tắt
chương......................................................................................................84
CHƯƠNG V. ỨNG DỤNG GIAO THỨC IGRP CHO MẠNG 3G.................85
V.1 Kiến trúc của một mạng 3G toàn
IP......................................................................85
V.2 ứng dụng giao thức IGRP trong mạng 3G............................................................87
Tham khảo

Mai Thanh Dương

-4-


Đồ án tốt nghiệp

Mai Thanh Dương

Sv: sử lai

-5-


Đồ án tốt nghiệp

Sv: sử lai

TỪ VIẾT TẮT
AAA :Authentication Authorization Accounting
AAAL: Local Access Authentication and Acouting server
AC : Authentication Center
BS : Base Station
BSC : Base Station Controller
BTS : Base Transceiver Station
BSS : Base Station System
CDCP: Call Data Collection Point
CDGP: Call Data Generation Point
CDIS : Call Data Information Source
CDRP: Call Data Rating Point
CF : Collection Funtion
CSC : Customer Service Center
CDPD : Cellular Digital Packet Data
CS: Circuit Switching
DCE :Data Circuit Equipment
DF : Delivery Function
EIR : Equipment Identity Register
GMSC: Geteway Mobile Services Switching Center
GGSN: Gateway GPRS Support Node
HA :Home Agent
HSS :Home Subcriber Server
HLR = Home Location Register
ISSLL :InServ over Specific Link Layer
ISDN : Intergrated Service Didital Network
IP : Intelligent Peripheral

IAP : Intercept Access Point
I-CSCF : Interrogating CSCF
IWF : InterWorking Function
IWMSC: InterWorking MSC
MWNE : Manager Wireless Network
MS
: Mobile Station
MC
: Message Center
MSC :Main Switching Center
MT
: Mobile Terminal
MAC : Medium Access Control
MT = Mobile Terminal
LAC : Link Access Control
NPDB : Number Portability Database
OSF
: Operation System Function
OTAF : Over The Air Service Function
PDN : Public Data Network
PDSN : Packet Data Serving Node
PS: Packet Switching

Mai Thanh Dương

-6-


Đồ án tốt nghiệp

Sv: sử lai

PLMN
: Public Land Mobile Network
PDN : Public Data Network
P-CSCF: Proxy CSCF
SCP : Service Controll Point
SN
: Service Node
SME : Short Message Entity
SMS :Short Message Service
SG
:Signalling Gateway
SGSN: Serving GPRS Support Node
S-CSCF: Serving CSCF
TA
: Terminal Adapter
TE
:Terminal Equipment
TE
: Terminal Equipment
UIM : User Identity Mudule
UA: User Agent
UAC: User Agent Client
UAS: User Agent Server
VLR : Visitor Location Register
WAP : Wireless Applycation Protocol
WNE : Wireless Network Entity

Mai Thanh Dương

-7-


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG I:

Sv: sử lai

TỔNG QUAN VỀ MẠNG 3G.

I.1 Lịch sử phát triển của mạng thông tin di động.
Khi con người có hệ thống thơng tin cố định thơng qua các máy để bàn, họ mong
ước có một hệ thống di động để có thể trao đổi thơng tin mọi lúc mọi nơi. Để đáp ứng
yêu cầu đó, mạng thông tin di động ra đời, trải qua nhiều giai đoạn phát triển từ hệ thống
tương tự sử dụng kỹ thuật FDMA đến các hệ thống số TDMA và CDMA. Căn cứ vào
các kỹ thuật sử dụng cho hệ thống, các dịch vụ mà hệ thống có thể đáp ứng được ta chia
lịch sử phát triển của hệ thống thông tin di động thành các thế hệ được biểu diễn theo
bảng sau:
Bảng 1: lịch sử phát triển lên thế hệ 3 của mạng thông tin di động.
Thế hệ thông tin di Hệ thống
động

Các dịch vụ

Thế hệ 1 (1G)

AMPS, TACS, Tiếng thoại
NMT

Thế hệ 2 (2G)

GSM,IS-36,
IS-95

Thế hệ 2.5

GPRS, EDGE, Trước hết là tiếng
CDMA 1x
thoại có đưa thêm
các dịch vụ số liệu
gói

Thế hệ 3 (3G)

CDMA2000,
W-CDMA

Chú thích
FDMA, tương tự

Chủ yếu cho tiếng TDMA, hoặc CDMA
thoại kết hợp với số băng hẹp (8các dịch vụ bản tin 13kbps)
ngắn
TDMA (kết hợp nhiều
khe thoại hoặc nhiều
tần số), CDMA tốc độ
mã cao hơn

Các dịch vụ tiếng Sử dụng CDMA băng
và số liệu gói được rộng
thiết kế để truyền
tiếng và số liệu đa
phương tiện

Sơ đồ hình h 1.1 sau đây tổng kết quá trình phát triển của hệ thống thông tin di
động từ thế hệ 1 đến thế hệ 3.
Đề tài này nghiên cứu về thông tin di động thế hệ 3 trong khi đó các hệ thống trên
thế giới đang sử dụng chủ yếu là thông tin di động thế hệ 2 vì vậy sau đây ta nghiên cứu
hai quá trình phát triển lên 3G .

Mai Thanh Dương

-8-


Đồ án tốt nghiệp

Sv: sử lai

TACS
GSM(900)
NMT
(900)

GPRS

W-CDMA

GSM(1800)

GSM(1900)
GPRS

IS-136
(1900)

IS-95 CDMA
(J-STD-008)
(1900)

EDGE

IS-136
TDMA(800)
AMPS
IS-95 CDMA
(800)

SMR

IDEN
(800)

Cdma2000
1x

Cdma2000
Nx

h1.1: Tổng kết q trình phát triển của thơng tin di động từ thế hệ 1 đến thế hệ 3
I.1.1 Lộ trình phát triển từ hệ thống IS-95 thế hệ 2 đến cdma2000 thế hệ 3.
Mạng IS-95 (cdmaOne) không phải là mạng đầu tiên trên thế giới cung cấp truy
nhập số liệu nhưng đây lại là mạng được thiết kế duy nhất để truyền số liệu. Chúng xử lý
truyền dẫn số liệu và tiếng theo cách rất giống nhau. Khả năng truyền dẫn tốc độ thay
đổi có sẵn ở trong cdmaOne cho phép quyết định lượng thơng tin cần phát, vì thế cho
phép chỉ sử dụng tiềm năng mạng theo nhu cầu. Vì các hệ thống cdmaOne sử dụng
truyền tiếng đóng gói trên đường trục ( ví dụ từ BTS đến MSC) nên khả năng truyền dẫn
số liệu gói đã có sẵn trong các thiết bị. Cơng nghệ truyền dẫn số liệu gói của cdmaOne
sử dụng ngăn xếp giao thức số liệu gói tổ ong (CDPD : Cellular Digital Packet Data)
phù hợp với giao thức TCP/IP.
Bổ sung truyền số liệu vào mạng cdma 2000 sẽ cho phép nhà khai thác mạng tiếp
tục sử dụng các phương tiện truyền dẫn, các phương tiện vô tuyến, cơ sở hạ tầng và các
máy cầm tay sẵn có chỉ cần phải nâng cấp phần mềm cho chức năng tương tác. Nâng
cấp IS-95B cho phép tăng tốc độ kênh để cung cấp tốc độ số liệu 64-115 kbps và đồng

Mai Thanh Dương

-9-


Đồ án tốt nghiệp

Sv: sử lai

thời cải thiện chuyển giao mềm và chuyển giao cứng giữa các tần số. Các nhà sản xuất
đã công bố các khả năng số liệu gói, số liệu kênh, Fax số trên các thiết bị cdmaOne của
họ.
IP di động (giao thức internet cho di động) là sự cải thiện các dịch vụ số liệu gói.

IP di động cho phép người sử dụng duy trì kết nối số liệu liên tục và nhận được một địa
chỉ ID khi di động giữa các bộ điều khiển trạm gốc (BSC) hay chuyển đến các mạng
CDMA khác.
Một trong các mục tiêu quan trọng của ITU IMT-2000 là tạo ra các tiêu chuẩn
khuyến khích sử dụng một băng tần trên toàn cầu nhằm thúc đẩy ở mức độ cao việc
nhiều người thiết kế và hỗ trợ các dịch vụ cao. IMT-2000 sẽ sử dụng các đầu cuối bỏ túi
kích cỡ nhỏ, mở rộng nhiều phương tiện khai thác và triển khai cấu trúc mở cho phép
đưa ra các công nghệ mới. Ngoài ra các hệ thống 3G hứa hẹn đem lại các dịch vụ tiếng
vơ tuyến có các mức chất lượng hữu tuyến đồng thời tốc độ và dung lượng cần thiết để
hỗ trợ đa phương tiện và các ứng dụng tốc độ cao.
Sự phát triển của các hệ thống 3G sẽ mở cánh cửa cho mạch vòng thuê bao vô
tuyến đối với PSTN và truy cập mạng số liệu công cộng, đồng thời cũng đảm bảo các
điều kiện thuận lợi hơn các ứng dụng và các tiềm năng mạng. Nó cũng sẽ đảm bảo
chuyển mạng tồn cầu, di động dịch vụ, ID trên cơ sở vùng, tính cước và truy nhập thư
mục tồn cầu thậm chí có thể hy vọng công nghệ 3G cho phép nối mạng vệ tinh một
cách liên tục.
Một trong các yêu cầu kỹ thuật của cdma2000 là tương thích với hệ thống cũ
cdmaOne về: các dịch vụ tiếng, các bộ mã hoá tiếng, các cấu trúc báo hiệu và các khả
năng bảo mật.
Giai đoạn một của cdma2000 sẽ sử dụng độ rộng băng tần 1,25 Mbps và truyền
số liệu tốc độ đỉnh 144 kbps cho các ứng dụng cố định hay di động. Giai đoạn hai của
cdma200 sẽ sử dụng động rộng băng tần 5Mhz và có thể cung cấp tốc độ số liệu
144kbps cho các dịch vụ số liệu và xe cộ, 2Mbps cho các dịch vụ cố định. Các nhà cơng
nghiệp tiên đốn rằng giai đoạn cdma200 3x sẽ dần tiến đến tốc độ 1Mhz cho từng kênh
lưu lượng. Bằng cách hợp nhất hay bó hai kênh người sử dụng sẽ đạt được tốc độ đỉnh
2Mbps là tốc độ đích của IMT-2000.
Sự khác nhau căn bản giữa giai đoạn một và hai của cdma2000 là độ rộng băng
tần và tốc độ băng thông tổng hay khả năng tốc độ số liệu đỉnh. Giai đoạn hai sẽ đưa các
khả năng tốc độ tiên tiến và đặt nền móng cho các dịch vụ tiếng 3G phổ biến, sử dụng
VoIP. Vì các tiêu chuẩn cdma2000 1x và cdma2000 3x phần lớn sử dụng chung các dịch

vụ vơ tuyến băng gốc nên các nhà khai thác có thể sử dụng một bước tiến căn bản đến
các khả năng đầy đủ của 3G bằng cách thực hiện cdma2000 1x . Cdma2000 giai đoạn
hai sẽ bao gồm mô tả chi tiết các giao thức báo hiệu, quản lý số liệu và các yêu cầu mở
rộng từ vô tuyến 5Mhz đến 10 Mhz và 15 Mhz trong tương lai.
Bằng cách chuyển từ công nghệ giao diện vô tuyến IS-95 hiện nay sang IS-2000
1x của tiêu chuẩn cdma2000, các nhà khai thác đạt được tăng dung lượng vô tuyến gấp
đôi và có khả năng xử lý số liệu gói đến 144kbps. Khả năng của cdma2000 giai đoạn
một bao gồm lớp vật lý mới cho các cỡ kênh 1x1,25 Mhz và 3x1,25 Mhz, hỗ trợ các tuỳ

Mai Thanh Dương

- 10 -


Đồ án tốt nghiệp

Sv: sử lai

chọn đường xuống trải phổ trực tiếp và đa sóng mang 3x và các định nghĩa cho 1x và 3x.
Các nhà khai thác cũng sẽ được hưởng sự cải thiện dịch vụ tiếng với dung lượng tăng 2
lần.
Cùng với sự ra đời của cdma2000 1x các dịch vụ số liệu cũng sẽ được cải thiện.
Giai đoạn hai cũng sẽ hoàn thành cơ cấu MAC (Medium Access Control: điều khiển truy
nhập môi trường) và định nghĩa giao thức đoạn nối vô tuyến (RLP: Radio Link Protocol)
cho số liệu gói để hỗ trợ các tốc độ số liệu gói ít nhất là 144 kbps.
Thực hiện giai đoạn hai của cdma2000 sẽ mang lại rất nhiều khả năng mới và
tăng cường dịch vụ. Giai đoạn hai sẽ tăng cường tất cả các kích cỡ kênh (6x, 9x, 12x) cơ
cấu cho các dịch vụ tiếng, bộ mã hoá tiếng cho cdma2000 bao gồm VoIP. Với giai đoạn
hai các dịch vụ đa phương tiện thực sự sẽ được cung cấp và sẽ mạng lại các cơ hội lợi
nhuận bổ sung cho các nhà khai thác. Các dịch vụ đa phương tiện sẽ có thể thực hiện

được thơng qua MAC số liệu gói, hỗ trợ đầy đủ cho dịch vụ số liệu gói đến 2Mbps, RLP
hỗ trợ tất cả các tốc độ số liệu đến 2Mbps và mơ hình gọi đa phương tiện tiên tiến.
Ở lĩnh vực các dịch vụ và báo hiệu, giai đoạn hai cdma2000 sẽ đem đến cấu trúc
báo hiệu 3G cdma2000 tự sinh đối với điều khiển truy nhập đoạn nối (LAC : Link
Access Control) và cấu trúc báo hiệu lớp cao. Các cấu trúc này đảm bảo hỗ trợ để tăng
cường tính riêng tư, nhận thực và chức năng mật mã. Cấu trúc và thiết bị mạng hiện có
của nhà khai thác sẽ ảnh hưởng đến sự chuyển đổi này. Một mạng được xây dựng trên
cấu trúc mở tiên tiến với lộ trình chuyển đổi rõ ràng có thể nhận được các khả năng của
IS-2000 1x bằng cách chuyển đổi modul đơn giản. Các mạng có cấu trúc ít linh hoạt hơn
có thể địi hỏi các bước chuyển đổi tốn kém để thay thế toàn bộ hệ thống thu phát gốc
BTS. Để đạt được tốc độ đỉnh nhà khai thác có thể nâng cấp phần mềm cho mạng và các
trạm gốc để hỗ trợ giao thức số liệu của IS-2000 1x.
Sẽ phải có điểm phục vụ số liệu gói (PDSN : Packet Data Service Node) để hỗ trợ
kết nối số liệu cho Internet. Nhiều nhà cung cấp các thiết bị đã đưa ra các giải pháp tích
hợp điểm phục vụ số liệu vì thế mở ra lộ trình liên tục tiến tới các cơng nghệ 3G. Hình
vẽ sau cho thấy quá trình phát triển của IS-95.

Mai Thanh Dương

- 11 -


ỏn tt nghip

Sv: s lai
3G

2G
cdmaOne

Cdma200
giai 0đoạn
hai

2 Mbps

Cdma20
giai 0
đoạn
một

IS95B

64kbps

IS95A

14.4kbps

h1.2: L trình phát triển từ cdmaOne đến cdma2000
Các nhà khai thác cdmaOne có khả năng nâng cấp lên hệ thống 3G mà không cần
thêm phổ, cũng không phải đầu tư thêm đáng kể. Thiết kế cdma2000 cho phép triển khai
các tăng cường của 3G trong khi vẫn duy trì hỗ trợ 2G cho cdmaOne hiện có ở dải phổ
mà nhà khai thác đang sử dụng hiện nay.
Cả cdma2000 giai đoạn một và hai đều có thể hồ trộn với cdmaOne để sử dụng
hiệu quả phổ tần tuỳ theo nhu cầu của khách hàng. Chẳng hạn một nhà khai thác có nhu
cầu lớn về dịch vụ số liệu tốc độ cao có thể chọn triển khai giai đoạn một cdma2000 và
cdmaOne với sử dụng nhiều kênh hơn cho cdmaOne. Ở một thị trường khác, người sử
dụng có thể chưa cần nhanh chóng sử dụng các dịch vụ tốc độ số liệu cao thì số kênh sẽ
được tập trung chủ yếu cho cdmaOne. Vì các khả năng cdma2000 giai đoạn hai đã sẵn

sàng, nhà khai thác thậm chí có nhiều cách lựa chọn hơn trong việc sử dụng phổ để hỗ
trợ các dịch vụ mới.
I.1.2 Lộ trình phát triển từ GSM lên 3G W-CDMA
Để đảm bảo đáp ứng được các dịch vụ mới về truyền thơng máy tính và hình ảnh
đồng thời đảm bảo tính kinh tế, tính hệ thống, thơng tin di động thế hệ hai sẽ được
chuyển đổi từng bước sang thế hệ ba. Tổng quát quá trình chuyển đổi này như hình vẽ
GSM

HSCSD

GPRS

EDGE

W-CDMA

h1.3: Lộ trình phát triển từ GSM đến W-CDMA.
Giai đoạn đầu của quá trình phát triển GSM là phải đảm bảo dịch vụ số liệu tốt
hơn. Tồn tại hai chế độ dịch vụ số liệu trong cùng một mạng là chuyển mạch kênh (CS:
Circuit Switching) và chuyển mạch gói (PS:Packet Switching) như sau:

Mai Thanh Dương

- 12 -


Đồ án tốt nghiệp

Sv: sử lai

Các dịch vụ số liệu chế độ chuyển mạch kênh đảm bảo:
-

Dịch vụ bản tin ngắn (SMS :Short Message Service).

-

Số liệu dị bộ cho tốc độ 14,4 kbps.

-

Fax băng tiếng cho tốc độ 14,4 kbps.

Các dịch vụ số liệu chuyển mạch gói đảm bảo:
-

Chứa cả chế độ dịch vụ kênh.

-

Dịch vụ Internet, email...

-

Sử dụng chức năng IWF/PDSN.

Để thực hiện kết nối vào mạng IP, ở giai đoạn này có thể sử dụng giao thức ứng
dụng vô tuyến (WAP : Wireless Application Protocol). Giai đoạn tiếp theo để tăng tốc độ
số liệu có thể sử dụng công nghệ số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao HSCSD, dịch vụ
gói vơ tuyến chung GPRS và tốc độ số liệu tăng cường để phát triển EDGE. Các bước

trung gian này gọi là thế hệ 2,5.

a, Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao HSCSD
Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao HSCSD là một dịch vụ cho phép tăng tốc
độ dịch vụ số liệu chuyển mạch kênh hiện nay 9,6 kbps (hay cải tiến 14,4kbps) của
GSM. Để tăng tốc độ số liệu người sử dụng có thể được cấp nhiều khe thời gian một lúc
hơn. Có thể kết hợp linh hoạt từ 1 đến 8 khe thời gian để đạt được tốc độ số liệu cực đại
là 64kbps cho một người sử dụng. Giao diện vô tuyến của HSCSD thậm chí cịn hỗ trợ
tốc độ lên đến 8x14.4 kbps và như vậy có thể đạt được tốc độ trên 100 kbps.
Một tính năng đặc biệt của HSCSD là nó hỗ trợ cả kết nối đối xứng và khơng đối
xứng (như hình h1.4). Từ hình h1.4 ta thấy ở chế độ HSCSD đối xứng, số khe phát từ
BTS đến MS bằng số khe thời gian theo chiều ngược lại. Ở chế độ bất đối xứng, số khe
theo đường xuống lớn hơn số khe của đường lên. Chế độ phát không đối xứng được sử
dụng khi người dùng muốn truy nhập mạng internet, thông thường dữ liệu tải về lớn hơn
rất nhiều dữ liệu đưa lên mạng.

Mai Thanh Dương

- 13 -


Đồ án tốt nghiệp

Sv: sử lai
HSCSD ®èi xøng

BTS ®Õn MS

0
0

0
1

0
2

0
3

0
4

0
5

0
6

70

0
0

0
1

0
2

0
3

MS đến BTS

0
5

0
6

70

0
0

0
1

0
2

0
3

0
4

0
5

0
6

70

0
0

Đo

HSCSD khôngđối xứng
BTS đến MS

0
0

0
1

0
2

0
3

40

0
5

0
6

0
7

0
0

0
1

0
2

0
3

MS đến BTS

0
5

0
6

70

0

0

0
1

0
2

0
3

0
4

0
5

0
6

70

0
0

Đo

h1.4: Biu thời gian cho HSCSD đối xứng và không đối xứng

b, Dịch vụ gói vơ tuyến chung GPRS.

Mai Thanh Dương

- 14 -


ỏn tt nghip

Sv: s lai
SMS-GMSC
SMS-IWMSC

SM-SC

C

E
Gd
MSC/VLR

HRL
D
Gs

A

Gc

Uu

R
TE

Gr

Gi

MT

BSS

SGSN

GGSN

PDN

TE

Gn
Gn

Gp
Gf
EIR

SGSN
GGSN
Mạng PLMN khác

Báo hiệu

Báo hiệu và l u l ợ ng

h1.5. Cu trỳc mng GPRS
EIR

= Equipment Identity Register.

HLR = Home Location Register.
SMS = Short Message Sevice.
SGSN

= Serving GPRS Support Node.

GGSN= Gateway GPRS Support Node.
MT

= Mobile Terminal.

TE

= Terminal Equipment.

PLMN

= Public Land Mobile Network.

PDN = Public Data Network.
BSS = Base Station System.

IWMSC InterWorking MSC.
GMSC= Geteway Mobile Services Switching Center.
Dịch vụ GPRS hỗ trợ dịch vụ số liệu gói tốc độ cao cho GSM. GPRS khác với
HSCSD ở chỗ là nhiều người sử dụng có thể dùng chung một tài ngun vơ tuyến vì thế
hiệu suất sử dụng tài nguyên vô tuyến sẽ rất cao. Một MS ở chế độ GPRS chỉ dành được
tài nguyên vô tuyến khi nó thực sự có dữ liệu cần phát và ở thời điểm khác, người sử
dụng khác có thể sử dụng chung tài nguyên vô tuyến này. Nhờ vậy băng tần được sử
dụng rất hiệu quả. Cấu trúc của một mạng GPRS như trên hình h1.5.

Mai Thanh Dương

- 15 -


Đồ án tốt nghiệp

Sv: sử lai

Một người sử dụng GPRS có thể sử dụng đến 8 khe thời gian để đạt được tốc độ
trên 100 kbps. Tuy nhiên đây chỉ là tốc độ đỉnh và nếu đồng thời có nhiều người sử dụng
dịch vụ thì tốc độ sẽ thấp hơn nhiều.
c, Tốc độ số liệu tăng cường để phát triển GSM (EDGE)
Nói chung cấu trúc EDGE giống như GPRS tuy nhiên ở đây sử dụng kỹ thuật
điều chế nhiều trạng thái hơn (8-PSK) vì thế nâng cao được tốc độ truyền dẫn.
I.2 Mạng 3G
Như chúng ta đã theo dõi lịch sử phát triển của mạng thông tin di động. Để tiến
tới một hệ thống thông tin di động 3G chúng ta có hai cách phát triển tuỳ theo hiện trạng
mạng sẵn có sử dụng cơng nghệ GSM hay cơng nghệ cdmaOne. Trên thế giới hiện nay
đã có một số nước xây dựng hồn chỉnh hệ thống thơng tin di động 3G như ở Hàn Quốc
và Nhật Bản và với ưu điểm về tốc độ và dịch vụ, 3G sẽ là xu thế tất yếu mà mỗi nhà

khai thác cần phải hướng tới.
Mạng thông tin di động 3G giai đoạn đầu sẽ là mạng kết hợp giữa các vùng
chuyển mạch gói (PS) và các vùng chuyển mạch kênh (CS) để truyền số liệu gói và
tiếng. Các trung tâm chuyển mạch gói sẽ là các chuyển mạch ứng dụng công nghệ
ATM. Trên đường phát triển đến mạng toàn IP chuyển mạch kênh sẽ dần được thay thế
bằng chuyển mạch gói. Các dịch vụ kể cả số liệu thời gian thực (như tiếng và video)
cuối cùng cũng sẽ được truyền trên cùng một mơi trường IP bằng các chuyển mạch gói.
Hình h1.6 cho thấy thí dụ về một kiến trúc tổng quát của thụng tin di ng 3G.

Thôngtin
vịtrí

Đ iều khiển dịch
vụ tiên tiến
Đ ầu cuối số liệu

Thiết bị
SMS

RAN
Mạngbáo hiệu

server

BTS/
RNC
Chức năng
CS

Chức năng

CS

Chức năng
PS

Chức năng
PS

intranet
Thiết bịcổng

BS/
nodeB

Thiết bịchuyển
mạch cổng

Thiết bịchuyển
mạch nội hạt

Internet

PSTN/PLMN

Nodekết hợ p CS vàPS

Đ Çu cuèi tiÕng

h1.6: Kiến trúc tổng quát một mạng di động kết hợp cả PS và CS

Mai Thanh Dương

- 16 -


Đồ án tốt nghiệp

Sv: sử lai

I.2.1 Mơ hình tham khảo mạng cdma2000
Hình h1.7 cho thấy mơ hình tham khảo của mạng cho cdma2000
MS
T3
IP

SCP

T7

SN

T6

T4

T8
ME

MT0

T5

T9

T1

T2

PSTN
TE1

Sm

NPDB

MT1

w

DLE

DCE

TE2

EIR
Z

Al

F

E

TE2

Rm

BTS

TAm

Abis

BSC

Q

PDN

Pi

MSC

A

BS
C

Rx

TE2

Dl

B

ISDN

S
TE2

TE2

Rm

MT2

MC

N

HLR

D

VLR

M2
M1

H

Ui

N1

AC

SME

D1

D1
G

OTAF
V

M3

Ur

TNF

V

UIM
PDSN

P1

AA

P1

WNE

P1

IAP

CDIS

MWNE
d

O1

OSF

DF

O2

c
CF

I

CDSF

X

j

CDCP

CSC

k

CDRP

h1.7: Mơ hình tham khảo mạng cdma2000
AAA :Authentication Authorization Accounting :Nhận thực trao quyền và thanh
toán.
AC

: Authentication Center : Trung tâm nhận thực.

BS

: Base Station : Trạm gốc.

BSC : Base Station Controller: Điều khiển trạm gốc.
BTS : Base Transceiver Station : Trạm thu phát gốc.
CDCP : Call Data Collection Point : Điểm thu thập số liệu cuộc gọi.
CDGP : Call Data Generation Point: Điểm tạo dữ liệu cuộc gọi.
CDIS : Call Data Information Source: Nguồn thông tin dữ liệu cuộc gọi.
CDRP : Call Data Rating Point : Điểm tính cước số liệu cuộc gọi.

CF

: Collection Funtion: Chức năng thu thập.

CSC : Customer Service Center: Trung tâm phục vụ khách hàng.
DCE : Data Circuit Equipment: Thiết bị mạch số liệu.

Mai Thanh Dương

- 17 -


Đồ án tốt nghiệp

DF

Sv: sử lai

: Delivery Function: Chức năng chuyển.

EIR : Equipment Identity Register : Bộ ghi nhận dạng thiết bị.
ISDN : Intergrated Service Didital Network: Mạng số liệu liên kết đa dịch vụ.
IP

: Intelligent Peripheral : Ngoại vi thông minh.

IAP : Intercept Access Point : Điểm truy cập mạng bị chặn.
IWF : InterWorking Function: Chức năng liên kết mạng.
MWNE : Manager Wireless Network: Mạng quản lý vô tuyến.
MS

: Mobile Station: Trạm gốc.

MC

: Message Center : Trung tâm tin nhắn.

MSC

: Main Switching Center: Trung tâm chuyển mạch chính.

MT

: Mobile Terminal : Đầu cuối di động.

NPDB : Number Portability Database: Cơ sở dữ liệu lưu số máy cầm tay.
OSF

: Operation System Function: Chức năng khai thác hệ thống.

OTAF : Over The Air Service Function: Chức năng dịch vụ không gian.
PDN

: Public Data Network : Mạng số liệu công cộng.

PDSN : Packet Data Serving Node : Node phục vụ số liệu gói.
SCP

: Service Control Point : Điểm điều khiển dịch vụ.

SN

: Service Node : Node dịch vụ.

SME

: Short Message Entity :Thực thể bản tin ngắn.

TA

: Terminal Adapter :Tương thích đầu cuối.

TE

:Terminal Equipment :Thiết bị đầu cuối.

UIM

: User Identity Mudule : Modul nhận dạng thuê bao.

VLR : Visitor Location Register : Bộ ghi vị trí thường trú.
WNE : Wireless Network Entity: Thực thể mạng vơ tuyến.
Mơ hình tham khảo bao gồm: Các thực thể mạng và các điểm tham khảo. Dưới
đây ta xét một số thực thể mạng đặc biệt trên hình và chưa được xét ở phần trước.
1. AAA là một thực thể đảm bảo hoạt động giao thức Internet để hỗ trợ nhận thực
trao quyền và thanh toán. Các chức năng IP được định nghĩa trong tài liệu của IETF.
AAA tương tác với PSDN để thực hiện ba chức năng AAA trong việc hỗ trợ PSDN cho
các trạm di động yêu cầu. AAA tương tác với các thực thể AAA khác để thực hiện các
chức năng khi AAA tại nhà nằm ngoài mạng di động đang phục vụ.
2. AC là thực thể quản lý thông tin nhận thực liên quan đến MS. AC có thể hoặc

khơng đặt bên trong HLR. Một AC có thể phục vụ nhiều HLR.

Mai Thanh Dương

- 18 -


Đồ án tốt nghiệp

Sv: sử lai

3. BS là thực thể cung cấp các phương tiện để MS truy nhập mạng bằng đường
vô tuyến. MS bao gồm BTS và BSC.
4. BSC là thực thể đảm bảo điều khiển và quản lý với nhiều BTS. BSC trao đổi
bản tin với cả BTS và MSC. Lưu lượng và báo hiệu liên quan với điều khiển cuộc gọi,
quản lý tính di động và quản lý MS có thể được truyền trong suốt qua BSC.
5. BTS là tực thể đảm bảo truyền dẫn qua điểm tham khảo U ( hay môi trường vô
tuyến).
6. CDCP Là thực thể thu nhận thông tin chi tiết về cuộc gọi.
7. CDGP là thực thể cung cấp các thông tin chi tiết về cuộc gọi cho CDCP ở
khuôn dạng IS-124.
8. CDIS là thực thể có thể là nguồn thơng tin chi tiết về cuộc gọi. Thơng tin này
có thể ở một khuôn dạng riêng không nhất thiết phải ở dạng IS-124.
9. CDRP là thực thể nhận thông tin chi tiết cuộc gọi khn dạng IS-124, khơng
tính cước và cung cấp thơng tin liên quan đến cước phí. Thơng tin này được bổ sung
bằng cách sử dụng IS-124.
!0. CF là thực thể chịu trách nhiệm thu thập thông tin bị chặn cho các cơ quan thi
hành pháp luật.
11. CSC là thực thể mà tại đó các nhà cung cấp dịch vụ có thể nhận các cuộc gọi
điện thoại từ khách hàng muốn đăng ký cho việc cho việc bắt đầu dịch vụ vô tuyến hoặc

các yêu cầu khác.
12. CDE là một kết cuối bảo đảm giao diện giữa mạng với người sử dụng không
phải là ISDN.
13. DF là thực thể làm nhiệm vụ chuyển các cuộc gọi bị chặn đến một hay nhiều
CF.
14. EIR là một thực thể đảm bảo để ghi lại số nhận dạng thiết bị của người sử
dụng.
15. HLR là bộ ghi định vị để ghi lại số nhận dạng của người sử dụng.
16. IP (ngoại vi thông minh) là thực thể thực hiện chức năng tài nguyên đặc biệt
như: thông báo bằng lời (từ băng), thu thập các chữ số, thực hiện việc chuyển đổi tiếng
thành văn bản hoặc văn bản thành tiếng, ghi và lưu các bản tin tiếng, các dịch vụ Fax,
các dịch vụ số liệu...
17. IAP đảm bảo việc truy nhập đến các cuộc thông tin đến hoặc từ thiết bị, các
phương tiện hay các dịch vụ của một đối tượng bị chặn.
18. IWF là một thực thể đảm bảo việc biến đổi thông tin cho một hay nhiều
WNE. Một IWF có thể có giao diện đến một WNE để đảm bảo các dịch vụ biến đổi.

Mai Thanh Dương

- 19 -


Đồ án tốt nghiệp

Sv: sử lai

IWF có thể làm tăng thêm một giao diện được nhận dạng giữa hai WNE để cung cấp các
dịch vụ biến đổi cho cả hai WNE.
19. MWNE là thực thể vô tuyến bên trong thực thể tập thể hay một thực thể mạng
đặc thù bất kỳ cần quản lý vô tuyến của OS bao hàm cả OS khác.

20. MC là thực thể làm nhiệm vụ lưu và phát các bản tin ngắn. MC cũng có thể
đảm bảo các dịch vụ bổ sung cho dịch vụ bản tin ngắn (SMS).
21. MS là đầu cuối được thuê bao sử dụng để truy nhập mạng ở giao diện vơ
tuyến. MS có thể là thiết bị cầm tay, đặt trong xe hoặc đặt cố định. MS là thiết bị vô
tuyến được dùng để kết cuối đường truyền vô tuyến tại thuê bao.
22. MSC là thực thể chuyển mạch lưu lượng được khởi xướng hoặc kết cuối ở
MS. Thông thường một MSC được kết nối với ít nhất một BS. Nó cũng có thể đóng vai
trị cổng khi kết nối với một mạng khác.
23. MT0 là kết cuối MS có khả năng tự truyền số liệu mà không hỗ trợ giao diện
ngoài.
24. MT1 là kết cuối MS cung cấp giao diện người sử dụng ISDN và mạng.
25. MT2 là kết cuối MS cung cấp giao diện kết nối không phải là giao diện người
sử dụng ISDN và mạng.
26. NPDB là một thực thể cung cấp thơng tin về tính cầm tay cho các số danh bạ
cầm tay.
27. OSF được định nghĩa bởi OSF của TMN (mạng quản lý viễn thông). Các
chức năng này bao hàm cả chức năng lớp quản lý phần tử, lớp quản lý mạng, lớp quản lý
dịch vụ và lớp quản lý kinh doanh phân bố ở tất cả các chức năng của hệ điều hành.
28.OTAF là thực thể giao diện theo chuẩn riêng đến CSC để hỗ trợ các hoạt động
trang bị dịch vụ.
29. PDSN là thực thể cung cấp các chức năng giao thức Internet cho mạng di
động. PDSN thiết lập, duy trì và kết nối các phiên của lớp đoạn nốivới MS. PDSN định
tuyến các datagram IP đến PDN. PDSN có thể hoạt động như một tác nhân MIP ngoài
nhà trong mạng di động. PDSN tương tác với AAA để hỗ trợ việc nhận thực, trao quyền,
và tính cước. PDSN có thể giao tiếp với một hay nhiều mạng IP để đảm bảo truy nhập
mạng Internet.
30. PDN đảm bảo cơ chế truyền tải số liệu gói giữa các thực thể mạng và thực
hiện xử lý các khả năng sử dụng các dịch vụ này.
31. SCP là thực thể hoạt động như một cơ sở dữ liệu thời gian thực và hệ thống
xử lý thao tác để đảm bảo chức năng điều khiển dịch vụ và số liệu dịch vụ.

32. SN là thực thể đảm bảo điều khiển dịch vụ, số liệu dịch vụ các tài nguyên đặc
biệt và các chức năng điều khiển cuộc gọi để hỗ trợ các dịch vụ liên quan đến vật mang.

Mai Thanh Dương

- 20 -


Đồ án tốt nghiệp

Sv: sử lai

33. SME là thực thể sắp xếp và giải sắp xếp các bản tin ngắn. SME có thể hoặc
khơng được sắp xếp bên trong HRL, MC, VLR hay MSC.

34. TA là thực thể chuyển đổi báo hiệu và số liệu của người sử dụng giữa giao
diện không phải là ISDN và giao diện ISDN.
35. TAm (bộ thích ứng m) là thực thể biến đổi báo hiệu và số liệu của người sử
dụng giữa giao diện không phải là ISDN và ISDN.
36. TE1 là đầu cuối số liệu đảm bảo giao diện người sử dụng ISDN và mạng.
37. TE2 là đầu cuối số liệu đảm bảo giao diện giữa người sử dụng không phải
ISDN và mạng.
38. UIM chứa thơng tin về th bao và có thể chứa thơng tin đặc thù th bao.
UIM có thể hoặc được kết hợp bên trong đầu cuối di động hoặc có thể rút ra được.
39. VRL là bộ ghi định vị khác với HLR, nó được MSC sử dụng để thu nhận
thông tin cho việc xử lý cuộc gọi đến hoặc từ thuê bao khác.
40. WNE là thực thể mạng ở thực thể tổng thể.
Kiến trúc chung của một hệ thng cdma2000 nh hỡnh v di õy.
MSC
SMS-SC

HLR

BTS
Mạng điện thoại
côngcộng

BSC
BTS

MSC
BTS

Router

BTS

BTS

Router

internet

BSC
PDSN
Mạng số liệu riêng
côngcộng

BTS

AAA

Home Agent

h1.8: Kin trỳc chung ca h thng cdma2000

Mai Thanh Dương

- 21 -


Đồ án tốt nghiệp

Sv: sử lai

I.2.2 Mơ hình tham khảo mạng W-CDMA
Hình h.1.9 cho thấy cấu trúc mạng cơ sở của W-CDMA phiên bản 3.

Mạng lõi gồm các trung tâm chuyển mạch di động (MSC) và các node hỗ trợ
chuyển mạch gói phục vụ (SGSN). Các kênh thoại và chuyển mạch gói được kết nối với
các mạng ngồi thơng qua các trung tâm chuyển mạch kênh và các node chuyển mạch
gói cổng: GMSC và GGSN. Để kết nối trung tâm chuyển mạch kênh với mạng ngồi
cần có thêm phần tử làm chức năng tương tác mạng (IWF). Ngoài các trung tâm chuyển
mạch kênh và các node chuyển mạch gói, mạng lõi còn chứa các cơ sở dữ liệu cần thiết
cho mạng di động như HLR, AUC và EIR.
Mạng truy nhập vơ tuyến có các phần tử sau:
-

RNC: Radio Network Controller : Bộ điều khiển mạng vơ tuyến, đóng vai trị
như BSC ở mạng thế hệ hai.

-

Node B: đóng vai trị như các BTS ở các mạng thông tin di động.

-

UE :User Equipment : thiết bị người sử dụng.

HLR

UE
Uu

Iu-CS
SS7

IuB
(ATM)

Iur

Iu-CS

PCM

PSTN

Iu-PS
MSC/VLR

IuB
NODE B
RNC

IuB
Iu-PS
(ATM)

NODE B

Ga

G1

SGSN

Internet

GGSN

Gb
BSC
Uu

A
BTS

M¹ng truy nhập vô tuyến
(UTRAN)

Mạng lõi
(CN)

h.1.9: Kin trỳc chung ca mng 3G phát hành R3

Mai Thanh Dương

- 22 -


Đồ án tốt nghiệp

Sv: sử lai

UE bao gồm thiết bị di động ME và modul nhận dạng thuê bao UMTS (USIM).
USIM là vi mạch chứa một số thông tin liên quan đến thuê bao cùng với khoá bảo an
(giống như SIM ở GSM). Giao diện giữ UE và mạng gọi là giao diện Uu. Trong các quy
định của 3GPP trạm gốc được gọi là node B. Node B được nối đến một bộ điều khiển
mạng vô tuyến RNC. RNC điều khiển các tài nguyên vô tuyến của các node B được nối
với nó. RNC đóng vai trị giống như BSC ở GSM. RNC kết hợp với các node B nối với
nó được gọi là hệ thống con mạng vơ tuyến RNS (Radio Network Subsystem). Giao
diện giữa node B và RNC được gọi là giao diện Iub. Khác với giao diện Abis tương ứng
ở GSM, giao diện này được tiêu chuẩn hố hồn tồn và để mở vì thế có thể kết nối
node B của nhà sản xuất này với RNC của nhà sản xuất khác.
Khác với GSM các BSC trong mạng W-CDMA không nối với nhau, trong mạng
truy nhập vô tuyến của UMTS (UTRAN) có cả giao diện giữa các RNC. Giao diện này
gọi là Iur có tác dụng hỗ trợ tính di động của thuê bao giữa các RNC và chuyển giao gữa
các node B ở biên RNS. Báo hiệu Iur hỗ trợ chuyển giao.
UTRAN được nối đến mạng lõi thơng qua giao diện Iu. Giao diện Iu có hai phần

tử khác nhau: Iu-CS và Iu-PS để chuyên trách các loại kết nối chuyển mạch kênh và
chuyển mạch gói. Thông tin chuyển mạch kênh thông qua giao diện Iu-CS để đến
MSC/VLR cịn thơng tin gói sẽ được chuyển qua giao diện Iu-PS đến SGSN.
Trong thực tế tiêu chuẩn UMTS cho phép hỗ trợ chuyển giao cứng từ UMTS đến
GSM và ngược lại. Đây là một yêu cầu rất quan trọng vì cần phải có thời gian để triển
khai rộng khắp UMTS nên sẽ có khoảng trống trong vùng phủ của UMTS vì thế các
th bao UMTS có khả năng nhận được dịch vụ của GSM cũ. Nếu UTRAN và GSM
BSS được nối đến các MSC khác nhau chuyển giao giữa các hệ thống đạt được bằng
cách chuyển giao giữa các MSC. Nếu giả thiết rằng nhiều chức năng của MSC/VLR
giống nhau đối với UMTS và GSM thì các MSC cần phải có khả năng hỗ trợ đồng thời
kết nối Iu-PS đến RNC và Gb đến GPRS BSC.

Mai Thanh Dương

- 23 -


Đồ án tốt nghiệp

Sv: sử lai
HSS/
HLR

SS7 GW

Iu-CS
(control)

SS7 GW

H248/IP

H248/IP

RNC

SS7

GMSC Server

MSC Server

Iur
Node B

Iu-CS
(carry)
IuB

RTP/IP
MGW

PCM

PSTN

MGW

IuB
RNC

Node B

Gn
(GTP/IP)

Iu-PS
SGSN

Gi
(IP)

internet

GGSN

h1.10: Kiến trúc mạng 3G phát hành R4
Trong hầu hết sản phẩm của các nhà sản xuất, nhiều phần tử mạng đang được
nâng cấp để hỗ trợ đồng thời GSM/GPRS và UMTS. Các phần tử mạng này gồm có
MSC/VLR, HLR và SGSN, GGSN. Đối với nhiều nhà sản xuất, các trạm gốc được triển
khai cho GSM/GPRS đã được thiết kế để có thể nâng cấp chúng hỗ trợ cả GSM và
UMTS. Phiên bản mạng 3G R3 đảm bảo cho q trình chuyển giao từ GSM lên UMTS
vì nó mang tính kế thừa và phát triển. Để xem xét mức cao hơn của mạng 3G ta xem xét
phiên bản 4.
Hình h1.10 cho thấy kiến trúc cơ sở của 3GPP phát hành R4. Sự khác nhau cơ
bản của phiên bản này so với phiên bản trước là mạng lõi lúc này là mạng phân bố. Thay
cho việc có các MSC chuyển mạch kênh truyền thống như ở các kiến trúc trước, kiến
trúc chuyển mạch phân bố được đưa vào.
Về căn bản các MSC được chia thành MSC server và cổng đa phương tiện MGW.
MSC server chứa tất cả các phần mềm điều khiển cuộc gọi, quản lý di động như một

MSC tiêu chuẩn nhưng nó lại khơng chứa ma trận chuyển mạch. Ma trận chuyển mạch
nằm trong MGW và nó có thể đặt xa MSC server. Báo hiệu điều khiển các cuộc gọi
được thực thiện giữa RNC và MSC server. Thông thường các MGW nhận các cuộc gọi
từ RNC và định tuyến các cuộc gọi này đến nơi nhận trên các đường trục gói. Trong
nhiều trường hợp đường trục gói sử dụng giao thức truyền tải thời gian thực (RTP: Real
Time Protocol) dựa trên giao thức internet.
Bước phát triển tiếp theo của UMTS là kiến trúc mạng đa phương tiện IP. Chúng
được đưa ra với tên gọi R5. Ở phiên bản này trong mạng sẽ khơng cịn phần chuyển
mạch kênh và tất cả là chuyển mạch gói từ đầu cuối đến đầu cuối. Điều này mở ra khả

Mai Thanh Dương

- 24 -


Đồ án tốt nghiệp

Sv: sử lai

năng chúng ta xây dựng một mạng tồn IP. Có thể coi kiến trúc mạng này là sự hội tụ
toàn diện của tiếng và số liu.
Chức năng điều khiển trạng
thái cuộc gọi CSCF
Cx

SS7
R-SGW

CSCF

HSS/
HLR

RNC

Chức năng điều khiển trạng
cổ
ng môI tr ờng MGCF

Cx

Mg
T-SGW

Iur

Node B

Mr

Gr

Mc

Gi

IuB

Iu

IuB
Node B

SS7

MRF

Gn

Gi

PCM

PSTN

MGW
RNC

SGSN

GGSN

Gi

internet

h1.11: Kin trỳc mạng đa phương tiện IP của 3GPP (R5)
I.3 MIP
IP di động (MIP : Mobile IP) là một vấn đề quan trọng trong các hệ thống thơng
tin di động 3G vì mục tiêu cuối cùng của hệ thống này là tiến tới một mạng toàn IP. Vấn

đề thách thức đối với IP di động là phải chuyển các ứng dụng IP đến các kết cuối di
động thậm chí về mặt truyền thống các giao thức IP được thiết kế với giả thiết là các kết
cuối cố định. Có nhiều giải pháp cho di động IP, trong phần này chúng ta xét tổng quan
IP di động là giải pháp được lựa chọn cho di động IP trong các hệ thống thông tin di
động 3G.
I.3.1 Tổng quan về MIP
Đề xuất tốt nhất để xử lý chuyển giao di động vĩ mô là MIP. MIP đã được phát
triển nhiều năm bởi IETF, đầu tiên cho phiên bản 4 và hiện nay cho phiên bản 6. Mặc dù
đã tồn tại nhiều năm và được coi là một giải pháp ngắn hạn nó vẫn chỉ được triển khai
thương mại hạn chế. Đã có các sản phẩm của MIP từ Nextel và IpUnplugged.
Trong MIP, không phụ thuộc vào điểm nối mạng hiện thời, máy di động luôn
luôn được nhận dạng bằng địa chỉ thường trú của nó. Khi ra khỏi mạng nhà máy di động
nhận được một địa chỉ khác gọi là CoA (Care of Address ) liên quan đến vị trí hiện thời
của máy di động. MIP giải quyết vấn đề lưu động bằng cách lưu giữ một chuyển động
giữa nhận dạng cố định và CoA của máy di động. CoA hoạt động như một định vị tạm
thời.

Mai Thanh Dương

- 25 -