Hệ thống GSM và ứng dụng GSM tại viettel thành phố vinh nghệ an luận văn tốt nghiệp đại học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
===== 

=====

ĐỒ ÁN

TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:

Hệ thống GMS và ứng dụng tại viettel thnh ph
vinh - Ngh An

Th.s Nguyn Hoa L

Giáo viên híng dÉn:

Sinh viªn thùc hiƯn : Nguyễn Thị Hoa
Líp

:

47K - Điện tử viễn thông

1


Vinh - 2011
MỞ ĐẦU
Hiện nay trong cuộc sống hàng ngày thơng tin liên lạc đóng một vai trị rất

quan trọng khơng thể thiếu được, nó quyết định nhiều mặt hoạt động của xã hội, giúp
con người nắm bắt nhanh chóng các giá trị văn hoá, kinh tế, khoa học kỹ thuật rất đa
dạng và phong phú.
Mạng thông tin di động GSM trong thời đại ngày nay đã trở thành thông dụng
ở nước Việt Nam. Nhìn lại cách đây khoảng một thập kỷ, khi đó mọi người khá xa lạ
với điện thoại di động, thì chúng ta đều hiểu rõ rằng, thơng tin di động ở Việt Nam đã
có một bước nhảy vọt lớn.
Ngày nay, thị trường viễn thông thật sôi động. Những cuộc cạnh tranh khốc liệt
trên thương trường giữa các công ty kinh doanh viễn thông, những chỉ số phát triển,
những cuộc chạy đua công nghệ, những kế hoạch phát triển, những hợp đồng giữa
các công ty kinh doanh viễn thông, những cuộc sát nhập để mở rộng thị trường di
động.... những thơng tin đó liên tục cập nhật, cho thấy một tốc độ phát triển vũ bão
của không chỉ thị trường viễn thơng mà cịn là của hệ thống thơng tin di động tồn
cầu.
Chúng ta, những khách hàng, là những người sử dụng hệ thống di động, là
những người được hưởng thụ và hưởng lợi qua những phát triển đó. Phí viễn thơng
ngày càng rẻ, dịch vụ ngày càng hấp dẫn, chất lượng phục vụ ngày càng tốt lên, cuộc
sống ngày càng tiện ích.
Tất cả những thay đổi đó, những niềm phấn khích đó được giải thích bằng ba
chữ GSM. Vậy GSM là gì? Nó tồn tại ở trong cuộc sống thường nhật của chúng ta
như thế nào? Chúng ta phải hành xử với nó ra sao để khai thác tốt nhất những tiện ích
nó mang lại? Để trả lời những câu hỏi đó, em xin phép được trình bày đồ án với đề tài
“ Hệ thống GSM và ứng dụng GSM tại Vietel Thành Phố Vinh – Nghệ An”.

2


Do khn khổ bài viết cũng như cịn hạn chế về kiến thức cho nên khơng tránh
khỏi thiếu sót, em mong nhận được những ý kiến đóng góp thêm để hồn thiện hơn
nữa về kiến thức của mình.

Em xin trân trọng cảm ơn PGS.TS.Nguyễn Hoa Lư cùng thầy cô giáo trong
khoa Điện Tử Viễn Thơng đã tận tình giang dạy hướng dẫn em học tập và thực hiện
đề tài này.
Sinh viên
Nguyễn Thị Hoa

3


MỘT SỐ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Chữ
viết tắt
ADM
AUC
BGM
BSC

Thuật ngữ tiếng Anh
Add/Drop Multiplexer
Authentication Center
Backgroud Music
Base Station Controller

Tiếng Việt tương đương
Bộ ghép kênh xen/rẽ
Trung tâm nhận thực
Nhạc nền
Đài điều khiển trạm gốc

BSSAP
BTS
CAP
CRBT

Base Station System Application Part
Base Transceiver Station
CAMEL Application Part
Colour Ringback Tone

Phần ứng dụng hệ thống
trạm gốc
Trạm thu phát gốc
Phần ứng dụng CAMEL
Nhạc chuông đa âm

Digital Subscriber Line Ac- Bộ ghép kênh truy nhập
DSLAM cess Multiplexer
đường thuê bao số
DWDM

Dense Wavelength Division Ghép kênh phân chia theo
Multiplexing
bước sóng

EIR

Equipment Identity Register

Bộ ghi nhận dạng thiết bị

GGSN

Gateway
Node

Node hỗ trợ GPRS cổng

GMSC

Gateway Mobile Switching Trung tâm chuyển mạch di
Center
động cổng

GPRS
GSM
HLR
ISUP
MAP
MCA

General Packet Radio Service
Global System of Mobile
Home Location Register
ISDN User Part
Mobile Application Part
Miscall Alert System

MSS

GPRS

Mobile Soft Switch

Support

Dịch vụ vơ tuyến chuyển
mạch gói
Hệ thống di động tồn cầu
Bộ ghi dịch thường trú
Phần người dùng ISDN
Phần ứng dụng di động
Hệ thống báo cuộc gọi nhỡ

Chuyển mạch mềm di động

4


Trung tâm chuyển mạch di
động

MSC

Mobile Switching Center

SCCP

Signaling Connection Con- Phần điều khiển kết nối báo
trol Part

hiệu

SDH

Synchronous Digital Hierarchy
Phân cấp số đồng bộ

SGSN

Serving GPRS Support Node Node hỗ trợ cung cấp GPRS

SMSC

Short Message Service Center
Trung tâm dịch vụ nhắn tin

Synchronous Transport Mod- Module chuyển phát đồng bộ
STM-1 ule – 1
-1
TDM
VLR

Time Division Multiplexing
Visiter Location Register

Ghép kênh phân chia theo
thời gian
Bộ ghi dịch tạm trú

VoIP

Voice Over Internet Protocol

Thoại qua giao thức Internet

VSAT
WAP

Very Small Aperture Termi- Dụng cụ đo khẩu độ rất nhỏ
nal
Thiết bị vệ tinh
Wireless Ap
Phần ứng dụng không dây

MỤC LỤC
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN HỆ THỐNG GSM.......................................................6

5


1.1. Giới thiệu chung về GSM.....................................................................................6
1. 2. Lịch sử phát triển hệ thống GSM Viettel..........................................................7
1.3. Các dịch vụ cung cấp của mạng Vietel.............................................................10
CHƯƠNG II. CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN CỦA MẠNG.............................12
2.1 Cấu trúc chức năng.............................................................................................12
2.1.1. Phân hệ chuyển mạch SS...............................................................................13
2.1.2. Phân hệ trạm gốc BSS....................................................................................15
2.1.3. Trạm di động MS...........................................................................................16
2.1.4. Phân hệ khai thác và bảo dưỡng OSS............................................................17
2.2. Cấu trúc địa lý của mạng...................................................................................18

2.3. Chia ơ phủ sóng..................................................................................................20
2.4. Tái sử dụng tần số...............................................................................................21
2.5. Truyền dẫn bên trong GSM..............................................................................27
2.6. Chỉ tiêu kỹ thuật và chất lượng mạng..............................................................32
CHƯƠNG III. ỨNG DỤNG GSM Ở VIETTEL THÀNH PHỐ VINH...............34
3.1. Cấu trúc tổng quan mạng Vietel [ Tổng quang mạng Vietel ].......................34
3.2. Cấu trúc mạng GSM-Viettel tp Vinh................................................................38
3.3. Hoạt động của mạng di động GSM Vietel tại thành phố Vinh.......................45
3.4. Vấn đề khai thác sử dụng hệ thống GSM tại TP Vinh...................................50
3.5. Vấn đề bảo trì bảo dưỡng hệ thống GSM........................................................51
3.6. GSM Việt Nam và tương lai.............................................................................52
KẾT LUẬN.................................................................................................................54

Chương 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG GSM
1.1. Giới thiệu chung về GSM

6


Mạng viễn thông tổ ong là một trong các ứng dụng kỹ thuật viễn thơng có nhu cầu
lớn và phát triển nhanh.
GSM (Global system for mobile communication – hệ thống thơng tin di động tồn
cầu) với tiêu chuẩn thơng số toàn Châu Âu mới, sẽ giải quyết sự hạn chế dung lượng
hiện nay. Thực chất dung lượng sẽ tăng 2 – 3 lần nhờ việc sử dụng tần số tốt hơn và
kỹ thuật ô nhỏ, do vậy số thuê bao phục vụ sẽ tăng lên.
Bạn có thể đem máy di động của mình khi đi du lịch và sử dụng ở một nước khác.
Hệ thống sẽ tự động cập nhật thơng tin về vị trí của bạn cho hệ thống tại nhà bạn. Bạn
cũng có thể gọi đi và nhận cuộc gọi đến mà người gọi không cần biết vị trí của bạn.
Ngồi tính lưu động quốc tế, tiêu chuẩn GSM cịn cung cấp một số tính năng như
thơng tin tốc độ cao, faxcimile và dịch vụ thông báo ngắn. Các máy điện thoại di

động sẽ ngày càng nhỏ hơn và tiêu thụ ít cơng suất hơn các thế hệ trước chúng.
-

Năm 1982 GSM bắt đầu phát triển khi các nước Bắc Âu gửi đề nghị đến CEPT

để quy định một dịch vụ viễn thông chung Châu Âu ở 900MHz.
-

Từ năm 1982 đến năm 1985 người ta bàn luận về việc xây dựng một hệ thống

số hay tương tự. Năm 1985 quyết định hệ thống số. Bước tiếp theo là chọn lựa giải
pháp băng hẹp và băng rộng.
-

Năm 1986 một cuộc kiểm tra ngoài hiện trường đã được tổ chức tại Paris các

hãng khác nhau đã đua tài với các giải pháp của mình.
-

Tháng 05/1987 giải pháp TDMA băng hẹp được lựa chọn, đồng thời các hãng

khai thác đã ký biên bản ghi nhớ MoU(Memorandem of Understanding) thực hiện
các quy định đã hứa sẽ có 1 GSM vận hành vào 01/07/91.
-

Ecrisson với bề dày kinh nghiệm trong việc thiết kế và sản xuất hệ thống tổ

ong. Hệ thống CME20 cho GSM được thiết kế trên cơ sở chuyển mạch số AXE10.
Tồn bộ vùng phục vụ của hệ thống thơng tin di động vô tuyến được chia thành nhiều
vùng phục vụ, gọi là các tế bào vơ tuyến (radio cell). Chính vì thế mạng thơng tin di

động được gọi là mạng thông tin di động vô tuyến tế bào số (Digital Cellular Mobile
Radio Network).

7


Mỗi tế bào có một trạm gốc phụ trách (base station) và được điều khiển bởi hệ
thống tổng đài di động sao cho th bao có thể vẫn duy trì cuộc gọi một cách liên tục
khi di chuyển giữa các tế bào.
Một điểm khác biệt cơ bản so với mạng PSTN là thông tin xác định một thuê
bao không được gắn liền với đường dây thuê bao mà lại nằm trong một thẻ vi mạch
gọi là SIM card (subscriber Identity Module) được cài vào thiết bị di động ME. Như
vậy một thuê bao di động MS phải là sự kết hợp giữa một thiết bị di động ME với
một thẻ SIM.
Hệ thống thơng tin di động có thể kết nối điện thoại PSTN và những mạng dịch vụ
khác nhau, các th bao di động MS hồn tồn có thể kết nối đến các thuê bao điện
thoại cố định cũng như các thiết bị đầu cuối khác
1. 2. Lịch sử phát triển hệ thống GSM Viettel
Chúng ta sơ lược qua về Lịch sử của tổng công ty viễn thông quân đội Viettel,
để có cái nhìn lịch sử về q trình phát triển của mạng di động GSM tại Việt Nam
trong thời gian gần đây.
·Năm 1989: Công ty Ðiện tử thiết bị thông tin, tiền thân của Tổng Công tyViễn
thông Quân đội (Viettel) được thành lập.
·Năm 1995: Công ty Ðiện tử thiết bị thông tin được đổi tên thành Công ty
Ðiện tử Viễn thơng Qn đội (tên giao dịch là Viettel), chính thức được công nhận là
nhà cung cấp viễn thông thứ hai tại Việt Nam, được cấp đầy đủ các giấy phép hoạt
động.
·Năm 2000: Viettel có giấy phép cung cấp thử nghiệm dịch vụ điện thoại
đường dài sử dụng công nghệ VoIP tuyến Hà Nội – Hồ Chí Minh với thương hiệu
178 và đã triển khai thành công. Sự kiện này đánh dấu lần đầu tiên ở Việt Nam, có

thêm một doanh nghiệp kinh doanh dịch vụ viễn thông giúp khách hàng cơ hội được
lựa chọn. Đây cũng là bước đi có tính đột phá mở đường cho giai đoạn phát triển
mới đầy năng động của Công ty viễn thông quân đội và của chính Viettel Telecom.
Thương hiệu 178 đã gây tiếng vang lớn trong dư luận và khách hàng như một sự tiên

8


phong phá vỡ thế độc quyền của Bưu điện, khởi đầu cho giai đoạn cạnh tranh lành
mạnh trong lĩnh vực viễn thông tại thị trường Việt Nam đầy tiềm năng.
·Năm 2003: Thực hiện chủ trương đầu tư vào những dịch vụ viễn thông cơ
bản, Viettel đã tổ chức lắp đặt tổng đài đưa dịch vụ điện thoại cố định vào hoạt động
kinh doanh trên thị trường. Viettel cũng thực hiện phổ cập điện thoại cố định tới tất
cả các vùng miền trong cả nước với chất lượng phục vụ ngày càng cao.
·Năm 2004: Xác đinh dịch vụ điện thoại di động sẽ là dịch vụ viễn thông cơ
bản, Viettel đã tập trung mọi nguồn lực để xây dựng mạng lưới và chính thức khai
trương dịch vụ vào ngày 15/10/2004 với thương hiệu 098. Với sự xuất hiện của
thương hiệu điện thoại di động 098 trên thị trường, Viettel một lần nữa đã gây tiếng
vang lớn trong dư luận và khách hàng, làm giảm giá dịch vụ, nâng cao chất lượng
chăm sóc khách hàng, làm lành mạnh hóa thị trường thơng tin di động Việt Nam.
Được bình chọn là 01 trong 10 sự kiện công nghệ thông tin và truyền thông năm
2004, liên tục những năm sau đó đến nay, Viettel ln được đánh giá là mạng di
động có tốc độ phát triển thuê bao và mạng lưới nhanh nhất với những quyết sách,
chiến lược kinh doanh táo bạo luôn được khách hàng quan tâm chờ đón và ủng hộ.
·Năm 2005: Thủ tướng Phan Văn Khải đã ký quyết định thành lập Tổng Công
ty Viễn thông quân đội ngày 02/3/2005 và Bộ Quốc Phịng có quyết định số
45/2005/BQP ngày 06/4/2005 về việc thành lập Tổng Công ty Viễn thông quân đội.
·Năm 2007: Năm thống nhất con người và các chiến lược kinh doanh viễn
thông! Trong xu hướng hội nhập và tham vọng phát triển thành một Tập đồn Viễn
thơng, Viettel Telecom (thuộc Tổng Công ty Viễn thông quân đội Viettel) được

thành lập kinh doanh đa dịch vụ trong lĩnh vực viễn thông trên cơ sở sát nhập các
Công ty: Internet Viettel, Điện thoại cố định Viettel và Điện thoại di động Viettel.
·Cho đến nay, Viettel Telecom đã ghi được những dấu ấn quan trọng và có
một vị thế lớn trên thị trường cũng như trong sự lựa chọn của những Quý khách
hàng thân thiết:

9


- Dịch vụ điện thoại đường dài trong nước và quốc tế 178 đã triển khai khắp
64/64 tỉnh, thành phố cả nước và hầu khắp các quốc gia, các vùng lãnh thổ trên thế
giới.
- Dịch vụ điện thoại cố định, dịch vụ Internet…phổ cập rộng rãi đến mọi tầng
lớp dân cư, vùng miền đất nước với hơn 1,5 triệu thuê bao
- Dịch vụ điện thoại di động vượt con số 20 triệu thuê bao, trở thành nhà cung
cấp dịch vụ điện thoại di động số 1 tại Việt Nam.
Viettel Telecom cũng đang nghiên cứu, thử nghiệm triển khai cung cấp nhiều
dịch vụ mới với chất lượng ngày càng cao cấp, đa dạng có mức giá phù hợp với từng
nhóm đối tượng khách hàng, từng vùng miền… để Viettel luôn là người bạn đồng
hành tin cậy của mỗi khách hàng dù ở bất kỳ nơi đâu. Mạng Viettel Nghệ An dù rằng
mới phát triển được 10 năm trở lại đây, nhưng hịa chung với xu thế lớn mạnh của
tổng cơng ty Viettel, Viettel Nghệ An (Trụ sở tại TP Vinh) đã thu được nhiều kết quả
tốt đẹp trong hoạt động kinh doanh, và tiếp tục là niềm tin đối với khách hàng trong
tỉnh. Mạng lưới BTS đang dần dần lan tới các vùng sâu vùng xa trên toàn tỉnh, sẵn
sàng phục vụ cho nhu cầu thông tin liên lạc của mọi đối tượng khách hàng, mọi nhu
cầu của khách hàng.
Viettel TP Vinh là một thành phần của Tổng công ty viễn thơng qn đội
Viettel, vì vậy khai thác, sử dụng các loại hình dịch vụ trên GSM trên cơ sở của Tổng
công ty và vận hành theo chỉ đạo của Tổng. Với triết lý “Nói theo cách của bạn“
Viettel đã thu được nhiều kết quả to lớn trong thời gian ngắn, nên dù rằng ra đời sau

các công ty viễn thông đầu đàn như Vinaphone, Mobifone nhưng tới nay Viettel đã
không ngừng vươn lên khơng chỉ bằng mà cịn hơn đàn anh.
Môi trường kinh doanh là một môi trường cạnh tranh khốc liệt. Để được niềm
tin của khách hàng, ngoài việc tận tâm tận lực phục vụ khách hàng, song song đó
cơng ty Viettel khơng ngừng cải tiến phát minh các loại hình dịch vụ, khơng ngừng
cải tiến kỹ thuật, khơng ngừng nâng cấp hệ thống, để đáp ứng nhu cầu ngày càng

10


nhiều và khắt khe của khách hàng, và cũng là góp phần nâng cao chất lượng cuộc
sống người Việt, rút ngắn khoảng cách công nghệ với thế giới.
1.3. Các dịch vụ cung cấp của mạng Vietel
Các dịch vụ cơ bản và các dịch vụ giá trị gia tăng mà mạng đang cung cấp:
Các dịch vụ cơ bản:

o

Thoại

o

Hiển thị số gọi đến

o

Nhắn tin ngắn

o

Giữ cuộc gọi

o

Chờ cuộc gọi

o

Chặn cuộc gọi đến và đi

o

Chuyển cuộc gọi

o

Hộp thư thoại

o

Truyền Fax, dữ liệu

o

Gọi hội nghị

o

Các số điện thoại khẩn cấp
Các dịch vụ giá trị gia tăng

o

Dịch vụ thông báo cuộc gọi nhỡ MCA.

o

Dịch vụ Colour Ring

o

Dịch vụ thanh toán cước trả sau bằng thẻ ATM

o

Dịch vụ Call Me Back

o

Dịch vụ Ứng tiền

o

Dịch vụ thanh toán cước trả sau bằng thẻ nạp tiền trả trước (Pay 199)

11


o

Dịch vụ GPRS: MMS, Email, WAP, Tải nhạc chuông đa âm, âm thanh
thực, hình nền, games, màn hình chờ,... qua GPRS.

o

Dịch vụ Imuzik

o

Dịch vụ Daily Express

o

Dịch vụ chìa khóa vàng USSD

o

Dịch vụ Topup

o

Dịch vụ I – Share

o

Dịch vụ Mclip

o

Dịch vụ Pixshare

o

Dịch vụ Video call

o

Dịch vu Mobile Internet 3G

o

Dịch vu Mstore

o

Dịch vụ MobiTV

o

Dịch vụ I – Web

o

Dịch vụ Web Surf

o

Dịch vụ Yahoo chat

o

Dịch vụ Icomic

o

Dịch vụ Call Blocking – SMS blocking

o

Dịch vụ Roaming

o

Dịch vụ Inmarsat

12


Chương 2. CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN CỦA MẠNG
2.1 Cấu trúc chức năng
Theo khuyến nghị của GSM, sơ đồ mô hình hệ thống có dạng như sau:

SS
AUC
ISDN
VLR

HLR

EIR

PSPDN
MSC
CSPDN
BSS

PSTN

OSS

BSC
BTS

PLMN

MS
--------

: Truyền báo hiệu
: Truyền lưu lượng

Hình 2.1. Mơ hình mạng GSM
Các ký hiệu :
AUC

: Trung tâm nhận thực

VLR

: Bộ ghi định vị tạm trú

BTS

: Trạm thu phát gốc

SS

: Hệ thống con chuyển mạch

ISDN

: Mạng liên kết số đa dịch vụ

13


HLR

: Bộ ghi định vị thường trú

EIR

: Bộ ghi nhận dạng thiết bị

BSC

: Bộ điều khiển trạm gốc

MS

: Trạm di động

BSS

: Hệ thống con trạm gốc

OSS

: Trung tâm khai thác và bảo dưỡng

PSPDN

: Mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói

PSTN

: Mạng điện thoại chuyển mạch cơng cộng

CSPDN

: Mạng số liệu công cộng chuyển mạch theo mạch

PLMN

: Mạng di động công cộng mặt đất

MSC

: Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động
2.1.1. Phân hệ chuyển mạch SS

Phân hệ chuyển mạch 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 th
bao. Chức năng chính của SS là quản lý thơng tin giữa những người sử dụng mạng
GSM với nhau và với mạng khác.
SS bao gồm các thiết bị:
* Tổng đài MSC
Trong SS, chức năng chuyển mạch chính được MSC thực hiện, nhiệm vụ chính
của MSC là điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến những người sử dụng mạng GSM.
Một mặt MSC giao tiếp với hệ thống con BSS, mặt khác giao tiếp với mạng ngoài.
MSC làm nhiệm vụ giao tiếp với mạng ngoài được gọi là MSC cổng (GMSC).
Để kết nối MSC với các mạng khác cần phải thích ứng các đặc điểm truyền
dẫn GSM với các mạng đó. Các thích ứng này được gọi là các chức năng tương tác
IWF (Interworking funtions). IWF bao gồm một thiết bị để thích ứng giao thức và
truyền dẫn. IWF cho phép kết nối với các mạng PSTN, ISDN, PSPDN, CSPDN và có
thể được thực hiện kết hợp trong cùng các chức năng MSC hay trong thiết bị riêng.

14


SS cũng cần giao tiếp với mạng ngoài để sử dụng các khả năng truyền tải của
các mạng này cho việc truyền tải số liệu của người sử dụng hoặc báo hiệu giữa các
phần tử của mạng GSM.
Ví dụ, mạng báo hiệu kênh chung số 7 (SS7) bảo đảm hợp tác, tương tác giữa
các thiết bị của SS trong một hay nhiều mạng GSM. MSC thường là một tổng đài lớn
điều khiển và quản lý một số bộ điều khiển trạm gốc BSC. Một tổng đài MSC thích
hợp cho một vùng đô thị và ngoại ô dân cư vào khoảng một triệu (với mật độ thuê
bao trung bình).
* Bộ đăng ký định vị thường trú HLR
Ngồi MSC, SS cịn bao gồm các cơ sở dữ liệu. Bất kể vị trí của thuê bao, mọi

thông tin liên quan đến việc cung cấp các dịch vụ viễn thông đều được lưu giữ trong
HLR, kể cả vị trí hiện thời của MS. HLR thường là một máy tính đứng riêng có khả
năng quản lý hàng trăm ngàn th bao nhưng khơng có khả năng chuyển mạch. Một
chức năng nữa của HLR là nhận dạng thông tin nhận thực AUC, mà nhiệm vụ của
trung tâm này là quản lý số liệu bảo mật về tính hợp pháp của thuê bao.
* Bộ đăng ký định vị tạm trú VLR
VLR là một cơ sở dữ liệu được nối với một hay nhiều MSC và có nhiệm vụ lưu
giữ tạm thời số liệu thuê bao của các thuê bao hiện đang nằm trong vùng phục vụ của
MSC tương ứng và đồng thời lưu giữ số liệu về vị trí của các th bao nói trên ở mức
độ chính xác hơn HLR.
Các chức năng VLR thường được liên kết với các chức năng MSC.
* Tổng đài cổng GMSC
SS có thể chứa nhiều MSC, VLR và HLR. Để thiết lập một cuộc gọi liên quan
đến GSM mà không cần biết đến vị trí hiện thời của thuê bao MS, trước hết cuộc gọi
phải được định tuyến đến một tổng đài cổng GMSC để lấy thơng tin về vị trí của thuê
bao và định tuyến cuộc gọi đến MSC nào hiện đang quản lý thuê bao đó. Để thực

15


hiện việc này, trước hết các tổng đài cổng phải dựa trên số thoại danh bạ của thuê bao
để tìm đúng HLR cần thiết và hỏi HLR này. GMSC có giao diện với các mạng bên
ngoài để kết nối mạng bên ngoài với mạng GSM. Ngoài ra, tổng đài cổng GSM cịn
có giao diện với mạng báo hiệu số 7 để có thể tương tác với các phần tử khác của
NSS. Do tính kinh tế cần thiết của mạng nên không bao giờ tổng đài cổng GSM đứng
riêng mà thường được kết hợp với GSM.
* Mạng báo hiệu kênh chung số 7 (CCS7)
Nhà khai thác mạng GSM có thể có mạng báo hiệu CCS7 riêng hay chung phụ
thuộc vào quy định của từng nước. Nếu nhà khai thác có mạng báo hiệu này riêng thì
các điểm chuyển báo hiệu STP (Signalling Transfer Point) có thể là một bộ phận của

NSS và có thể được thực hiện ở các điểm nút riêng hay kết hợp trong cùng một MSC
tuỳ thuộc vào điều kiện kinh tế. Nhà khai thác GSM có thể dùng mạng riêng để định
tuyến các cuộc gọi giữa GMSC và MSC hay thậm chí định tuyến cuộc gọi ra đến
điểm gần nhất trước khi sử dụng mạng cố định. Lúc này các tổng đài quá giang TE
(Transit Exchange) có thể sẽ là một bộ phận của mạng GSM và có thể được thực hiện
như một nút đứng riêng hay kết hợp với MSC.
2.1.2. Phân hệ trạm gốc BSS
BSS giao diện trực tiếp với các trạm di động MS thông qua giao diện vơ tuyến
nên nó bao gồm các thiết bị phát và thu đường vô tuyến và quản lý các chức năng
này. Mặt khác BSS thực hiện giao diện với các tổng đài NSS. Tóm lại, BSS thực hiện
đấu nối các MS với tổng đài, tức là kết nối thuê bao di động MS với những người sử
dụng viễn thông khác. Do vậy, BSS phải phối ghép với NSS bằng thiết bị BSC.
Ngoài ra, do BSS cũng cần phải được điều khiển nên nó được đấu nối với OSS. BSS
gồm hai thiết bị: BTS giao diện với MS và BSC giao diện với MSC.
* Đài vô tuyến gốc BTS
Một BTS bao gồm các thiết bị phát, thu, anten và khối xử lý tín hiệu đặc thù
cho giao diện vơ tuyến. Có thể coi BTS là các Modem vơ tuyến phức tạp có thêm một

16


số chức năng khác. Một bộ phận quan trọng của BTS là khối chuyển đổi mã và thích
ứng tốc độ TRAU (Transcode/Rate Adapter Unit). TRAU thực hiện quá trình mã hóa
và giải mã tiếng đặc thù cho GSM. Đồng thời ở 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
được đặt xa BTS, chẳng hạn đặt giữa BSC và MSC.
* Đài điều khiển trạm gốc BSC
BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả các giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều
khiển từ xa của BTS và MS. Các lệnh này chủ yếu là các lệnh ấn định, giải phóng
kênh vơ tuyến và quản lý chuyển giao. Một phía BSC được nối với BTS cịn phía kia

được nối với MSC của NSS. Trong thực tế, BSC là một tổng đài nhỏ có khả năng tính
tốn đáng kể. Vai trị chủ yếu của nó là quản lý các kênh ở giao diện vô tuyến và
chuyển giao ơ HO. Một BSC trung bình có thể quản lý hàng chục BTS, tạo thành một
hệ thống trạm gốc. Tập hợp các trạm gốc trong mạng gọi là phân hệ trạm gốc. Giao
diện quy định giữa BSC và MSC là giao diện A, còn giao diện giữa BSC và BTS là
giao diện Abis.
2.1.3. Trạm di động MS
MS là một thiết bị phức tạp, có khả năng như một máy tính nhỏ. Nó bao gồm
hai thiết bị: thiết bị di động ME và module nhận dạng thuê bao SIM. SIM có dạng
như một card thơng minh hoặc được chia nhỏ hơn gắn trên giá, nó như một loại khố,
có thể tháo khỏi MS một cách dễ dàng. Khơng có SIM, máy di động không thể gọi
được trừ các trường hợp khẩn cấp được mạng cho phép. SIM lưu giữ thông tin liên
quan đến thuê bao và nó có thể được phân biệt qua chỉ số nhận dạng IMSI.
Ngoài việc chứa các chức năng vô tuyến chung và xử lý cho giao diện vơ
tuyến, MS cịn phải cung cấp các giao diện với người sử dụng (như micro, loa, màn
hiển thị, bàn phím để quản lý cuộc gọi) hoặc giao diện với một số thiết bị đầu cuối
khác như giao diện với máy tính cá nhân, Fax ...
Như vậy ta nhận thấy MS có 3 chức năng chính như sau:

17


- Thiết bị đầu cuối: Để thực hiện các dịch vụ người sử dụng (thoại, fax, số
liệu...)
- Kết cuối di động: Để thực hiện truyền dẫn ở giao diện vô tuyến vào mạng.
- Thích ứng đầu cuối: Làm việc như một cửa nối thông thiết bị đầu cuối với kết
cuối di động.
2.1.4. Phân hệ khai thác và bảo dưỡng OSS
Hiện nay OSS được xây dựng theo nguyên lý của mạng quản lý viễn thông
TMN (Telecommunication Management Network). Lúc này, một mặt hệ thống khai

thác và bảo dưỡng được nối đến các phần tử của mạng viễn thông (các MSC, BSC,
HLR và các phần tử mạng khác trừ BTS vì thâm nhập đến BTS được thực hiện qua
BSC). Mặt khác hệ thống khai thác và bảo dưỡng lại được nối đến một máy tính chủ
đóng vai trị giao tiếp người máy. OSS thực hiện ba chức năng chính là: khai thác và
bảo dưỡng mạng, quản lý thuê bao và tính cước, quản lý thiết bị di động.
Dưới đây ta xét tổng quát các chức năng nói trên:
* Chức năng khai thác và bảo dưỡng mạng
Khai thác là các hoạt động cho phép nhà khai thác mạng theo dõi hành vi của mạng
như: Tải của hệ thống, mức độ chặn, số lượng chuyển giao giữa hai ơ... nhờ vậy nhà
khai thác có thể giám sát được toàn bộ chất lượng của dịch vụ mà họ cung cấp cho
khách hàng và kịp thời xử lý các sự cố. Khai thác cũng bao gồm việc thay đổi cấu
hình để giảm những vấn đề xuất hiện ở thời điểm hiện thời, để chuẩn bị tăng lưu
lượng trong tương lai, để tăng vùng phủ sóng. Việc thay đổi mạng có thể được thay
đổi “mềm” qua báo hiệu (chẳng hạn thay đổi thông số handover để thay đổi biên giới
tương đối giữa hai ô) hoặc được thực hiện “cứng” đòi hỏi can thiệp tại hiện trường
(chẳng hạn bổ sung thêm dung lượng truyền dẫn, thay đổi công suất phát hoặc lắp đặt
thêm một trạm mới). Ở các hệ thống viễn thông hiện đại, việc khai thác được thực
hiện bằng máy tính và được tập trung ở một trạm.

18


Bảo dưỡng có nhiệm vụ phát hiện, định vị và sửa chữa các sự cố và hỏng hóc.
Nó có một số quan hệ với khai thác. Các thiết bị ở mạng viễn thơng hiện đại có khả
năng tự phát hiện một số sự cố hay dự báo sự cố thông qua sự kiểm tra. Trong nhiều
trường hợp người ta dự phịng cho thiết bị để khi có sự cố có thể thay thế bằng thiết
bị dự phòng. Sự thay thế này có thể được thực hiện tự động, ngồi ra việc giảm nhẹ
sự cố có thể được người khai thác thực hiện bằng điều khiển từ xa. Bảo dưỡng cũng
bao gồm cả các hoạt động tại hiện trường nhằm thay thế thiết bị có sự cố.
* Chức năng quản lý thuê bao

Chức năng quản lý thuê bao được bắt đầu từ việc nhập và xoá thuê bao ra khỏi
mạng. Đăng ký thuê bao cũng có thể rất phức tạp, bao gồm nhiều dịch vụ khác nhau
và các chức năng bổ sung. Nhà khai thác phải có khả năng xâm nhập vào các thơng
số nói trên. Một nhiệm vụ quan trọng khác của khai thác là tính cước cuộc gọi. Cước
phí phải được tính và gửi đến thuê bao. Quản lý thuê bao ở mạng GSM chỉ liên quan
đến HLR và một số thiết bị OSS riêng, chẳng hạn mạng nối HLR với các thiết bị giao
tiếp người - máy ở các trung tâm giao dịch với thuê bao. Sim card cũng đóng vai trị
như một bộ phận của hệ thống quản lý thuê bao.
* Chức năng quản lý thiết bị di động
Quản lý thiết bị di động được thực hiện bởi bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR
(Equipment Identity Register). EIR lưu giữ tất cả các dữ liệu liên quan đến máy di
động MS. EIR được nối đến MSC qua đường báo hiệu để kiểm tra tính hợp lệ của
thiết bị. Ở GSM, EIR được coi là thuộc hệ thống con SS.
Đối với mạng Vinaphone không sử dụng chức năng này.
2.2. Cấu trúc địa lý của mạng
Mọi mạng điện thoại cần một cấu trúc địa lý nhất định để định tuyến các cuộc
gọi vào đến tổng đài cần thiết và cuối cùng đến thuê bao bị gọi. Trong một mạng di
động, cấu trúc này rất quan trọng do tính lưu thơng của các th bao trong mạng. Cấu
trúc đó được thể hiện như hình dưới:

19


Vùng phục vụ GSM
(Tất cả các nước thành viên)
Vùng phục vụ PLMN
(Một hay nhiều vùng trong một nước)
Vùng phục vụ MSC
(Vùng được điều khiển bởi một MSC)
Vùng định vị

(Vùng tìm gọi)
Ơ (Cell)
(Vùng có trạm gốc riêng)

Hình 2.2. Phân cấp cấu trúc địa lý GSM
Với mạng GSM, cấu trúc địa lý được phân thành các vùng sau:
* Vùng mạng
Tất cả các cuộc gọi vào mạng sẽ được định tuyến đến một hay nhiều tổng đài
vô tuyến cổng (GMSC). GMSC làm việc như một tổng đài trung kế vào cho mạng
GSM. Đây là nơi thực hiện chức năng hỏi định tuyến cuộc gọi cho các cuộc gọi kết
cuối di động, nó cho phép hệ thống định tuyến đến một tổng đài vô tuyến cổng.
* Vùng phục vụ MSC
Một mạng được chia thành một hay nhiều vùng phục vụ MSC. Vùng phục vụ
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 nối đến MSC phục vụ, MSC
nơi mà thuê bao MS đang ở trong vùng phục vụ của nó. Có thể nói, vùng phục vụ

20