Cấu hình hệ thống thông tin di động CDMA

Chương II : cấu hình hệ thống thông tin di động cdma 2.1 Cấu hình chung của mạng thông tin di động tế bào CDMA PSTN/ PLMN Access Network SMSC MSC/VLR HLR/ AuC IWF VMS AIN LAN Switch Internet DCN Packet Core Network AAA PDSN (FA) CAN BSC BSC LAPD 3G BTS 3G BTS 3G BTS 3G BTS Public Circuit Network Hình 2.1 Cấu hình chung mạng CDMA Trong đó : MSC : Trung tâm chuyển mạch VLR (Visitor Location Register) : Bộ đăng ký thuê bao tạm chú BSC : Bộ điều khiển trạm gốc BTS : Trạm thu phát gốc BSM : Bộ quản lý trạm gốc PDSN(FA) : Mạng dịch vụ dữ liệu gói (đưn vị ngoại lai) HA: đơn vị thường chú AAA : Nhận thực, quản lý và tính cước HLR : Bộ đăng ký định vị thuê bao thường chú AuC : trung tâm nhận thực SMSC : Trung tâm dịch vụ bản tin ngắn OMC : trung tâm điều hành và bảo dưỡng VMS : Hệ thống thư thoại FMS : Hệ thống thư fax IWF : Chức năng liên kết CAN : Mạng ATM trung tâm SCP : Bộ xử lý trung tâm dịch vụ SMS : Hệ thống quản lý dịch vụ IP : Ngoại vi thông minh MT : Thiết bị đầu cuối di động (Máy di động) Các thành phần của mạng MSC ( Trung tâm chuyển mạch di động) MSC là khối trung tâm của hệ thống có chức năng sau: Chức năng xử lý cuộc gọi: Cuộc gọi thoại ,cuộc gọi số liệu,và cuộc gọi quá giang Dịch số Nhắn tin Bảo mật Đăng ký định vị và chuyển giao Giao tiếp trạm làm việc có chức năng bảo trì và vận hành GUI và sử lý đò hoạ Theo dõi thuê bao di động Thống kê và tính cước Điều khiển quá tải Chức năng MAP (Phần ứng dụng di động ) Chức năng liên kết làm việc với mạng Giao tiếp với mạng PSTN /IN/Nhà cung cấp ở xa VMF/FMS/IWF/HLR/SMSC/OMD (Máy chủ vận hành và bảo dưỡng trong mạng DCN)/Giao tiếp với hệ thống tính cước Giao tiếp với BSC (3G IOS) VLR ( Bộ đăng ký định vị thường chú) VLR là khối chức năng cung cấp thông tin khác nhau để cho các thuê bao di động trong MSC/VLR của hệ thống thông tin di động CDMA có thể thay đổi vị trí của chúng một cách tự do, thiết lập và giải phóng cuộc gọi, cung cấp các dịch vụ khác nhau. Các chức năng này gồm: Đăng ký định vị Thay đổi thông tin thuê bao di động Thẩm vấn vị trí Thẩm vấn định ttuyến tới thuê bao di động bị gọi Nhận thực SMS (Dịch vụ bản tin ngắn) NDSS (lựa chọn hệ thống nối trực tiếp đến mạng) BSC ( Bộ điều khiển trạm gốc) BSC nằm giữa MSC và BTS nó có nhiều chức năng khác nhau như quản lý trạng thái BTS, chức năng quản lý tài nguyên vô tuyến, chức năng chuyển giao cứng và chuyển giao mềm giữa MS và BSC, điều khiển công suất. BSC còn có thể đổi dữ liệu thoại dạng EVRC sang dạng PCM và ngược lại, nó cũng triệt tiếng dội sảy ra do bộ hybird của thuê bao hữu tuyến và trì hoãn. Các chức năng chính của BSC: Điều khiển chuyển giao Truyền mẫu tin trong suốt Chuyển mã Chọn lựa Xử lý dịch vụ bổ xung Định tuyến gói Quản lý tài nguyên cuộc gọi Báo hiệu giữa MSC và BTS Xử lý 3G IOS Vận hành và bảo dưỡng… BTS ( Trạm thu phát gốc) BTS nằm giữa MT và BSC. Nhiệm vụ chức năng chủ yếu của nó là truyền dẫn vô tuyến, nó điều khiển và duy trì các cuộc gọi cho máy di động, giúp MT nhận được trạm gốc lúc ban đầu, gửi dữ liệu cần thiết, phân bổ kênh lưu lượng theo yêu cầu và tạo tuyến cho các cuộc gọi. Các chức năng đó gồm có: Quản lý tài nguyên các cuộc gọi và điều khiển cuộc gọi Truyền dẫn Xử lý lỗi Đo và thống kê Xử lý tín hiệu vô tuyến, đo và kiểm tra vô tuyến và TPTL( Transmit Power Tracking Loop: Vòng giám sát công suất phát) Định tuyến và truyền gói BSM ( Bộ quản lý trạm gốc) Thiết bị chính của BSM là trạm làm việc ( Workstation) và các thiết bị phụ trợ như máy in, X- terminal. BSM có chức năng điều khiển vận hành và bảo dưỡng các bộ xử lý cuộc gọi và bộ mã hoá thoại, chúng làm việc như là một bộ điều khiển của BSC và tất cả các thiết bị của BTS. BSM truy cập NMS qua giao diện mạng LAN và sử dụng giao thức TCP/IP. BSM cung cấp các chức năng sau: Vận hành và bảo dưỡng BTS và BSC Nạp chương ttrình cho BTS và BSC Thu thập và xử lý cảnh báo Quản lý và xử lý thông tin liên quan đến vận hành Giao diện với nhân viên điều hành Quản lý chất lượng Xử lý lỗi Xử lý thống kê Truyền dữ liệu thông qua giao diện với OMD PDSN ( Mạng dịch vụ dữ liệu dạng gói) PDSN truy nhập vào mạng vô tuyến thông qua giao thức mạng ANSI-41, và cung cấp chức năng giao diện internet bằng thủ tục IP đơn giản và giao diện internet bằng giao thức IP di động dựa trên giao diện tuyến (link) giao thức PPP tuỳ thuộc vào sự khởi tạo cuộc gọi dữ liệu gói của thiết bị di động MT, bên cạnh đó nó còn cung cấp các chức năng: như nhận thực và cho phép truy nhập mạng internet của thuê bao, chức năng truy cập server để tính cước. HA ( Home Agent) HA phân phối các gói đến các nút mạng di động. Nó hoạt động như một bộ định tuyến (router) trong mạng chủ của mạng di động mà nó có thông tin định vị hiện tại của các nút di động. HA được hỗ trợ các chức năng sau: Kiểm tra tính di động Nhận thực dịch vụ dữ liệu gói Định tuyến gói đến FA (PDSN) Quản lý và thông tin bảo mật với FA AAA ( Nhận thực, Cho phép hỗ trợ tính cước) AAA có thể tạo thành từ máy micro/mini workstation trong mạng CDMA. Nó cung cấp các chức năng sau: Liên kết hoạt đông với FA (foreign agent) PDSN thông qua hệ thông bảo an đẻ tính cước cho thuê bao và nhận thực uỷ thác Cung cấp hồ sơ thuê bao và thông tin chất lượng dịch vụ đến FA(PDSN) Định địa chỉ IP động cho Simple IP/Mobile IP HLR (thanh ghi định vị thường chú) HLR là một thành phần mạng, nó xử lý thông tin về thuê bao di động hoặc các thành phần mạng cấu hình được yêu cầu với cơ sở dữ liệu thời gian thực dung lượng cao. HLR nhận các thông tin định vị của các thuê bao di động di chuyển giữa các vùng được điều khiển bởi VLR của hệ thống chuyển mạch và lưu trữ nó vào bộ nhớ cơ sở dữ liệu trong HLR theo thời gian thực. Đăng ký định vị và giải phóng Xử lý cuộc gọi Quản lý thông tin thuê bao Nhận dạng thuê bao và liên quan đến kế hoạch đánh số Thông tin liên quan đến hoạt động của thuê bao Thông tin liên quan đến các dịch vụ bổ xung Thông tin liên quan đến tính cước Đăng ký và huỷ bỏ dịch vụ bổ xung Quản lý, vận hành và bảo trì hệ thống Giao tiếp với nhân viên điều hành Quản lý hỗ trợ (MTP,SCCP,TCAP) lớp thấp báo hiệu số 7 Quản lý thông tin định tuyến AuC (Trung tâm nhận thực) AuC thi hành quản lý thông tin và quyết định giả thuật ... AuC bao gồm các chức năng sau: Nhận thực cuộc gọi đăng ký vị trí Nhận thực cuộc gọi xuất phát Kết thúc cuộc gọi Thủ tục trả lời yêu cầu đặc biệt Thủ tục nâng cấp SSD, yêu cầu BS(Hệ thống trạm gốc) Nâng cấp thông số SMSC ( Trung tâm dịch vụ bản tin ngắn) SMC (trung tâm bản tin ngắn) là một hệ thống trao đổi mẫu tin dạng mẫu tự giữa SME (Short Message Entity- thực thể bản tin ngắn) và mạng CDMA. Các loại đầu cuối bản tin ngắn SME thuọoc VMS (Hệ thống thư thoại ), E-mail, InP (Nhà cung cấp thông tin ) FAX, PC(máy tính cá nhân). SMC được nối vớiHLR và MSC /VLR thông qua CCS7 (báo hiệu kênh chung số 7), với hệ thống quảng bá trạm gốc CBS (Cell Broadcast System) thông qua TCP/IP hoặc X.25. Các chức năng gồm có: Đệ trình bản tin Quản lý bản tin Phân phối bản tin Công nhận bản tin Các dịch vụ nhấc máy Chuyển bản tin ngắn xuất phát từ máy di động Quảng bá cell Tái phân phát bản tin OMC ( Trung tâm vận hành và bảo dưỡng) OMC là khối chức năng tích hợp mà nhờ nó nhân viên điều hành mạng có thể giám sát và điều khiển hệ thống bởi các phương tiện truyền dẫn mạng số liệu. OMC chịu trách nhiệm với tất cả các hoạt động có bản chất kỹ thuật và quản lý, các hoạt đọng này cần phải thay đổi theo các thay đổi của điều kiên bên trong và bên ngoài. Điều này làm tăng hoạt động tích hợp và độ tin cậy của mạng do đó giảm thiểu các chi phí vận hành bảo dưỡng. Trung tâm OMC cung cấp các giao diện thân thiện cho các nhân viên điều hành làm việc với các phần phụ của mạng. OMC hoạt động như là một công cụ được tập chung để hỗ trợ chức năng quản lý mạng hàng ngày và cung cấp cơ sở dữ liệu cho công việc thiết kế, hoạch định và tối ưu mạng. Các chức năng chính của OMC gồm: Giám sát các trạng thái hệ thống Quản lý sự cố và cảnh báo Quản lý lỗi Quản lý chất lượng Quản lý bảo mật VMS ( Hệ thống thư thoại ) Nếu thuê bao di động không nhận được bả tin trực tiếp, Hệ thống VMS sẽ lưu bản tin thoại lại và thông báo cho máy thuê bao biết để kiểm tra bản tin. VMS thực hiện các chức năng sau: Gửi bản tin Kiểm tra trạng thái gửi bản tin Gửi liên tục bản tin Gán ngày gửi bản tin Gán ngày xoá bản tin Chuyển đổi bản tin Thay đổi chức năng chuyển đổi bản tin Thông báo kết thúc Thông báo kết thúc đặc biệt Chọn phương pháp và thứ tự nhận bản tin FMS ( Hệ thống thư fax) Hệ thống FMs cho phép các thue bao dịch vụ này có thể gửi fax đến nhiều thuê bao khác nhau cùng lúc thông qua hệ thống hộp thư thoại, kiểm tra hoặc nhận các bản tin đã lưu lại trong hệ thống và gửi đến thuê bao thư thoại. FMS gồm những chức năng sau: Gửi chung Dịch vụ board (Board service) Chức năng gửi Chức năng nhận IWF ( Chức năng liên kết làm việc) IWF cung cấp các chức năng cần thiết cho thuê bao di động có các dịch vụ dữ liệu truy cập vào mạng và thực hiện thông tin dữ liệu thông qua thiết bị đầu cuối dữ liệu. Nó bao gồm các chức năng sau: Liên kết làm việc với MSC (Frame Relay và sử lý ISDN tốc độ cơ bản PRI ) Chuyển mạch cuộc gọi dữ liệu Các modem data/fax Xử lý thủ tục chuyển tiếp dữ liệu BSC Chuyển đổi thủ tục Xử lý cuộc gọi và quản lý tài nguyên CAN ( Mạng ATM trung tâm ) CAN giao tiếp với nhiều BSC, PDSN để cấu hình mạng dữ liệu gói và cung cấp tín hiệu chuyển giao và lưu lượng chuyển giao giữa các BSC và đường số liệu cho giao tiếp internet . Mặc dù CAN không phải là node cấu hình chuẩn nhưng nó được cung cấp cho việc cải thiện hoạt động chung của mạng CAN có các chức năng sau: Cung cấp đường truyền ATM Giao tiếp BSC Giao tiếp thiết bị quản lý BSC Giao tiếp PSDN SCP ( Bộ xử lý điều khiển dịch vụ ) SCP có trương trình luận lý dịch vụ và dữ liệu được yêu cầu cho cho các dịch vụ mạng thông minh, bộ xử lý điều khiển dịch vụ có các chức năng sau: Cung cấp chức năng WIN pha 1, pha 2 Cung cấp môi trương thực thi luận lý dịch vụ Cung cấp dữ liệu thuê bao có liên quan đến các dịch vụ mạng thông minh Cung cấp các chức năng vận hành và bảo dưỡng hệ thống SMS ( Hệ thống quản lý dịch vụ ) SMS là một thành phần mạng thực hiện điều khiển quản lý dịch vụ, điều khiển cung cấp dịch vụ, điều khiển phát triển dịch vụ. IP (Mạng ngoại vi thông minh) IP bao gồm các tài nguyên đặc biệt như thông báo khách hàng, nhận giọng nói, tổng hợp giọng nói, ghi âm thoại, thu tín hiệu DTMF, chuyển đổi thủ tục, thu phát fax.IP cung cấp giao diện linh hoạt giữa người sử dụng mạng thông minh. Chức năng: Thu, tái tạo, biên tập thoại Phân tích DTMF Gửi, nhận fax Giao diện với nhân viên khai thác Vận hành và bảo dưỡng hệ thống Hỗ trợ thủ tục WIN MT (Thiết bị đầu cuối thuê bao) MT (còn gọi là MS: mobile station ) là hệ thống cung cấp các dịch vụ thông tin vô tuyến cho thuê bao đứng yên hoặc di động. MT chứa ME (Mobile equipment) để truyền tín hiệu vô tuyến và ứng dụng điều khiển và USIM (môđun nhận dạng dịch vụ của người sử dụng) để cung cấp dịch vụ và bảo mật cho người dùng. Chức năng của MT: Xử lý cuộc gọi Modem (Xử lý tín hiệu số băng tần gốc) Xử lý tín hiệu analog băng tần IF/RF Mã hoá hình ảnh và âm thoại Hỗ trợ mô-đun nhận thực người sử dụng Giao tiếp các thiết bị ngoại vi Giao tiếp người dùng Cung cấp các dịch vụ truyền thông đa dịch vụ như thoại, dữ liệu, hình ảnh. Kết nối gữa các thành phần Giao tiếp giữa MSC và BTS Giao tiếp giữa MSC và BTS được thực hiện thông qua BSC. BSC nằm giữa MSC và BTS. Một BSC có thể nối với 16 BTS để thực hiện chức năng giao tiếp giữa các tín hiệu hữu tuyến và vô tuyến trên cơ sở các tiêu chuẩn IS-95 với máy động và nhằm sử lý các chức năng thông thường mà các BTS đòi hỏi Các chức năng chính của BSC: Chức năng truy nhập lẫn nhau giữa MSC và MS Chức năng chuyển giao Chức năng tự bảo dưỡng của BSC Chức năng quản lý BTS Giao tiếp giữa MSC và HLR Giao tiếp giữa MSC và HLR để thực hiện việc chuyển hoặc yêu cầu dữ liệu phục vụ cho: Đăng ký vị trí của thuê bao di động Yêu cầu thông tin thuê bao Quản lý thông tin thuê bao Đăng ký, huỷ đăng ký dịch vụ giá trị gia tăng Kích hoạt, không kích hoạt MS Chuyển, lưu trữ dữ liệu cước và quản lý mật khẩu thuê bao Giao tiếp giữa các MSC Giao tiếp giữa các MSC dùng cho việc thu phát các thông tin để thiết lập cuộc gọi, các thông tin để đăng ký vị trí và chuyển giao dữ liệu giữa các MSC. Có các dịch vụ cơ bản và các dịch vụ gia trong chức năng thiết lập cuộc gọi giữa các MSC bao gồm thiết lập cuộc gọi bình thường, kiểm tra liên tục, thử lại tự động, huỷ bỏ, bản tin thiết lập cuộc gọi, phong toả, giải toả trung kế trong dịch vụ cơ bản và chuyển cuộc gọi, gọi 3 bên, gọi hội nghị, chờ cuộc gọi, truy tìm số khởi tạo cuộc gọi, cấm khởi tạo, hiển thị số khởi tạo, cấm hiển thị số khởi tạo và bảo lưu cuộc gọi trong các dịch vụ gia tăng. Giao tiếp giữa MSC và PSTN Giao tiếp này cần thiết cho sự kết nối giữa mạng PSTN tới thuê bao di động và ngược lại trong trường hợp thiết lập cuộc gọi giữa thuê bao di động và thuê bao PSTN. (Nó cần thiết cho sự liên kết giữa mạng di động và mạng PSTN) Giao tiếp giữa MSC/BSC/BTS và OMC OMC là hệ thống vận hành và bảo dưỡng thu thập thông tin về lỗi, trạng thái của MSC, BSC, BTS dữ liệu thống kê, dữ liệu cước..., cơ sở thuê bao và chức năng báo hiệu No7 qua mạng truyền dẫn số liệu. Giao tiếp giữa MSC và VMS/FMS Giao tiếp giữa MSC và VMS/FMS là cần thiết dể thu phát thông tin FAX và thoại giữa các thuê bao thông qua hộp thư thoại.