Tổng quan về mạng GPRS

Ch­¬ng i Xu h­íng ph¸t triÓn cña ®td® trªn thÕ giíi I.1 Vµi nÐt vÒ lÞch sö ph¸t triÓn cña hÖ thèng GSM §TD§ ®­îc ®­a ra ®Çu tiªn ë Mü lµ hÖ thèng d©n dông sö dông cÊu tróc « (cell) ë b¨ng tÇn 150 MHz vµo n¨m 1946. Tõ nh÷ng n¨m 60 kªnh th«ng tin di ®éng cã d¶i tÇn 300 KHz víi kÜ thuËt FM ë b¨ng tÇn 450 MHz ®­îc hiÖu suÊt sö dông phæ t¨ng gÊp 4 lÇn so víi tr­íc. Th¸ng 12 n¨m 1971 ng­êi ta ®­a ra hÖ thèng cellular kÜ thuËt t­¬ng tù, ®iÒu chÕ tÇn sè ë d¶i tÇn 850 MHz. Th¸ng 10 n¨m 1983 hÖ thèng §TD§ AMPS (Advanced Mobile Phone Service) cña Mü ®· ®­îc ®­a vµo sö dông vµ ph¸t triÓn m¹nh mÏ. ë ch©u ¢u, c¸c n­íc B¾c ¢u ®· ph¸t triÓn hÖ thèng cellular NMT (Nordic Mobile Telephone) víi b¨ng tÇn 450 MHz (NMT - 450) vµo n¨m 1981 vµ b¨ng tÇn 900 MHz (NMT - 900) vµo th¸ng 10 n¨m 1986. ë n­íc Anh ph¸t triÓn hÖ thèng cellular 900 MHz trªn cë së tiªu chuÈn AMPS cña Mü víi tªn gäi TACS (Total Access Communication System) vµo n¨m 1985. T¹i T©y §øc ph¸t triÓn hÖ thèng cellular ë b¨ng tÇn 450 MHz víi tªn lµ C-450 tõ th¸ng 11 n¨m 1985. Tuy nhiªn do nhu cÇu ngµy cµng t¨ng nhÊt lµ vÒ dung l­îng, c¸c hÖ thèng nµy dÇn dÇn kh«ng tho¶ m·n ®­îc n÷a. MÆt kh¸c do c¸c tiªu chuÈn cña c¸c hÖ thèng kh«ng t­¬ng thÝch nhau lµm cho sù chuyÓn giao kh«ng ®ñ réng nh­ mong muèn. Tr­íc nh÷ng vÊn ®Ò trªn vµo th¸ng 9 n¨m 1987 trong héi nghÞ Ch©u ¢u vÒ b­u chÝnh viÔn th«ng, 17 quèc gia Ch©u ¢u ®ang sö dông ®iÖn tho¹i di ®éng sè ®· kÝ mét biªn b¶n ghi nhí lµm nÒn t¶ng cho m¹ng th«ng tin di ®éng sè thèng nhÊt toµn Ch©u ¢u. N¨m 1988, viÖn tiªu chuÈn viÔn th«ng Ch©u ¢u (ETSI - European Telecommunication Standard Institute) ®· thµnh lËp nhãm chuyªn tr¸ch vÒ dÞch vô th«ng tin di ®éng GSM (Global System for Mobile Telecommunication). Nhãm nµy cã nhiÖm vô ®­a ra c¸c tiªu chuÈn thèng nhÊt cho hÖ thèng th«ng tin di ®éng sè GSM d­íi h×nh thøc c¸c khuyÕn nghÞ lÊy c¸c tiªu chuÈn nµy lµm c¬ së cho m¹ng th«ng tin di ®éng, lµm cho chóng t­¬ng thÝch víi nhau. Thùc hiÖn ®iÒu nµy GSM cã quan hÖ mËt thiÕt víi c¸c tæ chøc tiªu chuÈn viÔn th«ng kh¸c trªn thÕ giíi. Víi GSM viÖc thùc hiÖn l­u ®éng (roaming) ë ch©u ¢u lµ hoµn toµn tù ®éng, ngoµi ra GSM cßn cung cÊp mét sè tÝnh n¨ng kh¸c nh­ th«ng tin sè liÖu tèc ®é cao, Fax vµ c¸c dÞch vô kh¸c ... Ngµy nay hÖ thèng TTD§ toµn cÇu GSM ®· chiÕm tíi h¬n 70% thÞ tr­êng TTD§ toµn thÕ giíi víi h¬n 600 triÖu thuª bao do h¬n 450 nhµ cung cÊp dÞch vô ë 172 quèc gia. Qua ®ã kh¼ng ®Þnh ­u thÕ cña hÖ th«ng GSM víi c¸c hÖ thèng TTD§ kh¸c. C¸c hÖ thèng GSM vÉn ®ang thu hót ®­îc sù quan t©m cña c¸c nhµ khai th¸c dÞch vô míi do GSM cã : HÖ thèng tiªu chuÈn râ rµng DÔ dµng trong triÓn khai, l¾p ®Æt ¸p dông cÊu tróc më cho viÖc roaming quèc tÕ Cung cÊp dÞch vô gia t¨ng gi¸ trÞ Do vËy viÖc chÊp nhËn GSM ®ång nghÜa víi viÖc thu ®­îc lîi nhuËn nhanh, Ýt chÞu rñi ro vµ tho¶ m·n ®­îc nhu cÇu kh¸ch hµng. §iÒu t¹o nªn sù thµnh c«ng cña hÖ thèng GSM ®ã lµ gi¶i ph¸p ®Çu cuèi tíi ®Çu cuèi hoµn thiÖn, tõ h¹ tÇng m¹ng l­íi vµ dÞch vô ®Õn thiÕt bÞ ®Çu cuèi, m¸y cÇm tay vµ hÖ thèng tÝnh c­íc. Qua ®ã GSM trë thµnh tiªu chuÈn chung cho hÖ thèng th«ng tin di ®éng toµn cÇu mang l¹i nhiÒu dÞch vô di ®éng cho kh¸ch hµng ®ång thêi còng kh¼ng ®Þnh vÞ thÕ m¹nh mÏ næi tréi cña m×nh trong thÞ tr­êng c¸c thÕ hÖ th«ng tin di ®éng. GSM t¹o ra mét hµnh lanh quan träng cho sù ph¸t triÓn lÜnh vùc th«ng tin di ®éng trong t­¬ng lai, qua viÖc ®­a ra c¸c gi¶i ph¸p trùc tiÕp dÉn tíi sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ TTD§ thÕ hÖ 3 : GPRS, EDGE vµ W-CDMA. I.2 Nh÷ng h¹n chÕ cña GSM trong thêi k× hiÖn nay VÊn ®Ò lín nhÊt ®Æt ra cho c¸c nhµ khai th¸c dÞch vô th«ng tin di ®éng GSM lµ tèc ®é vµ dung l­îng. HÖ thèng GSM sÏ kh«ng cßn duy tr× ®­îc søc m¹nh vµ thµnh c«ng cña m×nh nÕu nh­ c¸c nhµ khai th¸c sö dông nhiÒu thÕ hÖ c«ng nghÖ GSM kÓ trªn ®Ó khai th¸c trªn cïng mét nÒn t¶ng m¹ng. Khi sè l­îng thuª bao t¨ng lªn nhanh vµ nh÷ng ®ái hái vÒ tèc ®é ®· b¾t ®Çu béc lé nh÷ng h¹n chÕ cña hÖ thèng GSM: ChuyÓn m¹ch kªnh kh«ng thÝch hîp víi c¸c tèc ®é sè liÖu cao Sù l·ng phÝ tµi nguyªn do mét kªnh lu«n ë tr¹ng th¸i më ngay c¶ khi kh«ng cã l­u l­îng ®i qua Do h¹n chÕ vÒ dung l­îng cña tÇn sè sãng mang (mçi tÇn sè chØ cho phÐp tèi ®a 8 kªnh tho¹i cïng lóc) vµ viÖc sö dông l¹i tÇn sè g©y ra nhiÔu trïng tÇn sè (C/I) nªn vÊn ®Ò khã kh¨n ®Æt ra cho c¸c nhµ khai th¸c dÞch vô ë c¸c thµnh phè lín tËp trung thuª bao víi mËt ®é lín lµ lµm thÕ nµo ®Ó ®¸p øng dung l­îng kh¸ch hµng mµ kh«ng lµm suy gi¶m chÊt l­îng dÞch vô. NÒn t¶ng cña viÖc ph©n chia l­u l­îng, phñ sãng cña §TD§ lµ dùa trªn c¬ së m¹ng tÕ bµo. Khi l­u l­îng t¨ng lªn v­ît qu¸ kh¶ n¨ng dung l­îng cña mét tr¹m thu ph¸t th× biÖn ph¸p gi¶i quyÕt lµ ph¶i t¨ng thªm tr¹m. VÊn ®Ò ®Æt ra ë ®©y lµ chóng ta chØ cã thÓ t¨ng lªn ®Õn mét møc giíi h¹n nµo ®ã trong ph¹m vi kho¶ng c¸ch gi÷a 2 tr¹m ®Ó kh«ng bÞ ¶nh h­ëng g©y ra nhiÔu. Hay nãi c¸ch kh¸c lµ b¸n kÝnh cña tÕ bµo phñ sãng cã giíi h¹n. NÕu v­ît qu¸ giíi h¹n nµy th× chÊt l­îng dÞch vô sÏ kh«ng ®¶m b¶o. ChÝnh v× c¸c lÝ do ®ã nªn hiÖp héi GSM thÕ giíi cïng víi céng ®ång GSM ®ang tËp trung nghiªn cøu h×nh thµnh mét lµn sãng c«ng nghÖ míi. §ã lµ sù kÕt hîp thÕ giíi c«ng nghÖ th«ng tin (IT/Internet) víi thÕ giíi TTD§, qua ®ã kÕt hîp søc m¹nh kü n¨ng, kinh nghiÖm cña 2 lÜnh vùc nµy ®Ó t¹o ra hµnh lang ph¸t triÓn míi cho GSM, GPRS, 3G. I.3 C¸c thÕ hÖ TTD§ tiÕp theo I.3.1 TTD§ thÕ hÖ 2+ B­íc ph¸t triÓn tiÕp theo cña tiÕn tr×nh ph¸t triÓn th«ng tin v« tuyÕn thÕ hÖ 2 h­íng tíi thÕ hÖ 3 lµ GPRS. GPRS lµ gi¶i ph¸p cho phÐp chuyÓn t¶i vµ thùc hiÖn c¸c dÞch vô truyÒn sè liÖu trªn m¹ng ®iÖn tho¹i di ®éng. DÞch vô v« tuyÕn gãi chung GPRS cho phÐp ¸p dông nguyªn t¾c v« tuyÕn gãi ®Ó truyÒn d÷ liÖu cña ng­êi sö dông mét c¸ch hiÖu qu¶ gi÷a c¸c m¸y ®Çu cuèi di ®éng GSM vµ m¹ng d÷ liÖu gãi. C¸c gãi d÷ liÖu cã thÓ ®­îc ®Þnh tuyÕn trùc tiÕp tõ m¸y ®Çu cuèi GPRS tíi c¸c m¹ng chuyÓn m¹ch gãi. Phiªn b¶n hiÖn nay cña GPRS hç trî c¸c m¹ng dùa trªn tiªu chuÈn IP nh­ m¹ng Internet/Intranet còng nh­ c¸c m¹ng X.25. §Ó thùc hiÖn thªm chøc n¨ng nµy cÇn n©ng cÊp vµ l¾p ®Æt thªm mét sè thiÕt bÞ chuyÓn m¹ch kªnh d÷ liÖu vµ dÞch vô nh¾n tin ng¾n SMS. Tíi nay ®· cã trªn 70 m¹ng GPRS ®­îc khai th¸c, th­¬ng m¹i ho¸. GPRS lµ c«ng nghÖ ®­îc sö dông ®Ó cung cÊp truyÒn sè liÖu víi tèc ®é cao h¬n. GPRS sö dông ®a khe thêi gian ®Ó t¨ng viÖc truyÒn d÷ liÖu nh­ng GPRS kh«ng ph©n bè c¸c khe thêi gian nµy cho mét ng­êi sö dông mµ nhiÒu ng­êi sö dông cïng dung chung c¸c khe thêi gian ®Ó nhËn vµ truyÒn d÷ liÖu khi cÇn. V× vËy GPRS sö dông c¸c tÇn sè v« tuyÕn hiÖu qu¶ h¬n rÊt nhiÒu vµ lµm t¨ng dung l­îng cña sãng mang. Tuy nhiªn trong ph­¬ng thøc ho¹t ®éng cña GPRS c¸c øng dông cña ng­êi sö dông kh«ng ®­îc ®¸p øng mét c¸ch tøc thêi mçi khi cã yªu cÇu mµ lu«n cã mét ®é trÔ nhÊt ®Þnh trong viÖc truyÒn d÷ liÖu. V× vËy GPRS rÊt thÝch hîp cho c¸c dÞch vô chuyÓn d÷ liÖu d¹ng gãi nh­ hiÓn thÞ Web, truyÒn t¶i h×nh ¶nh hoÆc d÷ liÖu. Thùc tÕ hiÖn nay tèc ®é truyÒn t¶i cao nhÊt cña GPRS kho¶ng 40 Kbit/s tuy nhiªn tèc ®é nµy cã thÓ ®­îc n©ng cao h¬n khi cã c¸c c¶i tiÕn vÒ thiÕt bÞ ®Çu cuèi vµ ¸p dông m· ho¸ míi. Mét ®Æc tÝnh quan träng n÷a cña GPRS lµ ng­êi sö dông cã thÓ ®Æt chÕ ®é lu«n kÕt nèi (always online). ChÕ ®é nµy kh«ng chiÕm dông c¸c khe thêi gian mµ khe thêi gian chØ ®­îc sö dông khi d÷ liÖu ®­îc truyÒn ®i hay nhËn ®Õn nh­ng nã cho phÐp sö dông kÕt nèi dÞch vô liªn tôc. VD: e-mail, intranet... Sù ¸p dông dÞch vô gãi d÷ liÖu v« tuyÕn chung GPRS cho hai chuÈn thÕ hÖ hai lµ GSM vµ TDMA/136 mÆc dÇu ®· n©ng tèc ®é truyÒn d÷ liÖu lªn ®Õn 171,2 Kbit/s vÉn ch­a ®¸p øng ®­îc chuÈn v« tuyÕn thÕ hÖ 3 nh­ IMT-2000 do ®ã sÏ h¹n chÕ trong viÖc øng dông dÞch vô ®a ph­¬ng tiÖn. DÞch vô GPRS t¹o ra tèc ®é cao chñ yÕu nhê sù kÕt hîp cña c¸c khe thêi gian, cho phÐp t¨ng tèc ®é truyÒn lªn 8 lÇn nÕu sö dông c¶ 8 khe thêi gian cña tÇn sè sãng mang. Tuy nhiªn do kü thuËt nµy vÉn dùa vµo kü thuËt ®iÒu chÕ GMSK nguyªn thuû, kü thuËt ®iÒu chÕ nµy lµm h¹n chÕ tèc ®é truyÒn vµ cã thÓ thay thÕ b»ng mét kü thuËt ®iÒu chÕ míi cã thÓ n©ng tèc ®é ®iÒu chÕ lªn 2 ®Õn 3 lÇn. Do ®ã nÕu kÕt hîp viÖc ghÐp khe thêi gian vµ thay ®æi kü thuËt ®iÒu chÕ ta sÏ cã tèc ®é truyÒn ®¹t yªu cÇu cña chuÈn di ®éng thÕ hÖ 3. §ã chÝnh lµ c«ng nghÖ EDGE. §Ó t¨ng tèc ®é truyÒn trong EDGE ng­êi ta sö dông kü thuËt ®iÒu chÕ 8PSK thay thÕ cho kü thuËt ®iÒu chÕ GMSK. Hiªn t¹i GSM/GPRS cung cÊp tèc ®é truyÒn d÷ liÖu tõ 11,2 ®Õn 22,8 Kbit/s cho mét khe thêi gian. EDGE sÏ cho phÐp tèc ®é truyÒn tõ 11,2 ®Õn 59,2 Kbit/s cho mét khe thêi gian vµ nÕu ghÐp nhiÒu khe thêi gian sÏ cho tèc ®é truyÒn tèi ®a 384 Kbit/s. I.3.2 H­íng tíi th«ng tin di ®éng thÕ hÖ 3 (3G) Th«ng tin di ®éng 3GSM lµ mét bé phËn quan träng trong dßng c«ng nghÖ hä GSM, vµ hiÖn ®ang ®­îc ñng hé m¹nh mÏ nh­ lµ mét gi¶i ph¸p c«ng nghÖ tèi ­u cho th«ng tin di ®éng thÕ hÖ 3. N¨m 1992, t¹i Héi nghÞ vÒ Th«ng tin v« tuyÕn thÕ giíi (WARC), c¸c n­íc ®· ®ång ý ph©n bæ d¶i tÇn dïng cho c¸c hÖ thèng 3G lµ b¨ng tÇn 2 GHz. ITU ®É ®Æt tªn cho c¸c hÖ thèng 3G lµ IMT-2000, UMTS hay 3GSM/WCDMA. §ång thêi c¸c c¬ quan vÒ tiªu chuÈn ho¸ ®ang xóc tiÕn viÖc x©y dùng tiªu chuÈn gåm c¸c tham sè ®Ó ®¸p øng yªu cÇu cña th«ng tin di ®éng thÕ hÖ 3 qua dù ¸n cã tªn 3GPP(Third Generation Partnership Project). Tham gia dù ¸n nµy cã nhiÒu tæ chøc tiªu chuÈn cña c¸c n­íc nh­ Liªn minh ch©u ¢u, NhËt B¶n, Hµn Quèc, Trung Quèc, B¾c Mü ... §Õn nay m¹ng 3G ®Çu tiªn ®· ®­îc triÓn khai t¹i NhËt B¶n. Dù kiÕn c¸c m¹ng 3G míi sÏ tiÕp tôc ®­îc triÓn khai trong c¸c n¨m 2002-2003. M¹ng 3G sÏ bao gåm c¸c ®Æc tÝnh sau : DÞch vô tho¹i víi chÊt l­îng cao h¬n nhiÒu so víi m¹ng GSM nhê sö dông bé m· cã kh¶ n¨ng thÝch øng ®a tèc ®é chÊt l­îng cao(AMR). TruyÒn dÉn chuyÓn m¹ch kªnh d÷ liÖu tèc ®é cao, hiÖn nay cho phÐp truyÒn víi tèc ®é 64 Kbit/s. Nã cã thÓ cho phÐp truyÒn h×nh ¶nh video víi chÊt l­îng trung b×nh cho c¸c øng dông cña dÞch vô ®iÖn tho¹i thÊy h×nh. ChuyÓn m¹ch gãi tèc ®é cao, cho phÐp cung cÊp c¸c dÞch vô truyÒn d÷ liÖu víi tèc ®é tõ 384 Kbit/s tíi 2Mbit/s C¸c dÞch vô ®Þnh vÞ C¸c dÞch vô kh¸c nh­ : SMS, th­ ®iÖn tö, b¶n tin hiÓn thÞ b»ng h×nh ¶nh, lêi nãi vµ c¸c dÞch vô th«ng ti ®a ph­¬ng tiÖn kh¸c. ChuyÓn tiÕp cuéc gäi sang c¸c m¹ng GSM/GPRS. HiÖn t¹i 3GPP ®ang khÈn tr­¬ng xóc tiÕn ®Ó x©y dùng tiªu chuÈn 3G, dù kiÕn n¨m 2002- 2003 sÏ cã ®­îc tiªu chuÈn ¸p dông chung. §Õn nay ®· x¸c ®Þnh ®­îc mét sè tham sè nh­ : Tho¹i b¨ng réng (wideband speech) Kh¶ n¨ng th«ng tin ®a ph­¬ng tiÖn ®Çy ®ñ, cho phÐp cung cÊp c¸c dÞch vô hçn hîp gåm c¶ tho¹i, d÷ liÖu vµ h×nh ¶nh video, còng nh­ truy nhËp ®­îc vµo m¹ng Internet (WWW) T¨ng c­êng c¸c dÞch vô ®Þnh vÞ Di ®éng thÕ hÖ 3G GSM GPRS EDGE Trùc tiÕp H×nh I.1: Hai ph­¬ng h­íng triÓn khai thÕ hÖ di ®éng 3G Theo thèng kª cña HiÖp héi GSM thÕ giíi, ®Õn nay ®· cã 80-85% sè l­îng c¸c nhµ khai th¸c th«ng tin di ®éng trªn thÕ giíi, vµ tÊt c¶ c¸c nhµ khai th¸c t¹i ch©u ¢u lùa chän 3GSM/WCDMA lµ tiªu chuÈn míi cho ph¸t triÓn th«ng tin di ®éng thÕ hÖ 3. Tuy 3GSM ®­îc chän lµ nÒn t¶ng cho m¹ng th«ng tin di ®éng t­¬ng lai, nh­ng hiÖn nay c¸c nhµ khai th¸c ®ang nghiªn cøu h­íng ph¸t triÓn ®Õn 3G trªn c¬ së thùc tiÔn tËn dông tèi ®a h¹ tÇng c¬ së GSM hiÖn nay qua viÖc x©y dùng c¸c tiªu chuÈn chuyÓn tiÕp 2,5G nh­ GPRS, EDGE. Trong ®ã nhiÒu khuyÕn nghÞ chän GPRS lµ b­íc chuyÓn tiÕp trung gian dÉn ®Õn 3G. GPRS kh«ng ph¶i lµ ®­êng t¾t nhanh nhÊt ®Ó ph¸t triÓn ®Õn 3G, mµ nã gióp cho c¸c nhµ khai th¸c dÔ dµng thùc hiÖn chuyÓn ®æi thÞ tr­êng vµ m¹ng di ®éng GSM hiÖn t¹i theo h­íng 3G trªn c¬ së ®¶m b¶o tèi ­u ho¸ vèn ®Çu t­, h¹ tÇng hiÖn cã, ®ång thêi còng cung cÊp cho kh¸ch hµng sö dông ngay ®­îc c¸c dÞch vô míi cña m¹ng 3G. Mét h­íng kh¸c ®Ó ph¸t triÓn lªn 3G lµ tõ GSM ®Êu nèi trùc tiÕp víi c¸c m¹ng v« tuyÕn WCDMA. Ph­¬ng thøc nµy cho phÐp sö dông ngay ®­îc hÖ thèng 3G hiÖn ®¹i tèc ®é cao nh­ng chi phÝ ®Ó x©y dùng rÊt tèn kÐm, gi¸ thµnh dÞch vô cao, chËm thu håi ®­îc vèn ®Çu t­. Ch­¬ng Ii Tæng quan vÒ m¹ng GPRS II.1 C¸c ®Æc ®iÓm dÞch vô cña GPRS GPRS cho phÐp ng­êi dïng truyÒn sè liÖu tõ ®Çu cuèi ®Õn ®Çu cuèi mét c¸ch hiÖu qu¶ víi c¸c øng dông cã tÝnh chÊt bïng ph¸t. §ã lµ c¸c øng dông cã mét trong c¸c tÝnh chÊt sau ®©y : TruyÒn sè liÖu gi¸n ®o¹n, kh«ng cã chu kú. TruyÒn sè liÖu cã chu kú víi côm sè liÖu cã kÝch th­íc nhá. TruyÒn sè liÖu kh«ng cã chu kú víi c¸c côm sè liÖu cã kÝch th­íc lín vµi Kb. Trong GPRS cã hai lo¹i dÞch vô sè liÖu ®­îc hç trî. §ã lµ: DÞch vô ®iÓm tíi ®iÓm PTP. DÞch vô ®iÓm tíi ®a ®iÓm PTM. II.1.1 DÞch vô PTP C¸c dÞch vô PTP cung cÊp cho kh¸ch hµng kh¶ n¨ng trao ®æi d÷ liÖu gi÷a 2 ng­êi dïng. Mét ng­êi göi d÷ liÖu cßn ng­êi kia nhËn. Cã 2 lo¹i dÞch vô PTP kh¸c nhau : DÞch vô PTP ®Þnh h­íng kÕt nèi DÞch vô PTP phi kÕt nèi DÞch vô ®Þnh h­íng kÕt nèi cho phÐp ng­êi dïng göi c¸c gãi tin tíi ng­êi kh¸c. Mét chuyÓn m¹ch kªnh ¶o ®­îc thiÕt lËp gi÷a c¸c thuª bao vµ liªn kÕt logic gi÷a c¸c thuª bao ®­îc duy tr×, viÖc truyÒn c¸c b¶n tin lµ tin cËy. Víi lo¹i kÕt nèi ®Þnh h­íng PTP nµy GPRS cã thÓ hç trî c¸c giao thøc nh­ X.25 ... DÞch vô phi kÕt nèi cho phÐp ng­êi dïng göi nh÷ng gãi tin ®¬n lÎ tíi ng­êi kh¸c. Tõng gãi tin lµ nh÷ng thùc thÓ riªng biÖt vµ kh«ng cã quan hÖ víi c¸c gãi cã tr­íc hoÆc cã sau. §©y lµ mét lo¹i dÞch vô datagram vµ viÖc chuyÓn c¸c b¶n tin lµ ®¸ng tin cËy. Lo¹i dÞch vô nµy hç trî c¸c giao thøc Internet IP. II.1.2 DÞch vô PTM DÞch vô PTM ®­a ra cho thuª bao c¬ héi göi b¶n tin tíi nhiÒu ng­êi nhËn chØ víi mét yªu cÇu dÞch vô. Thuª bao cã thÓ ®Þnh nghÜa vïng mµ b¶n tin ®­îc göi vµ nh÷ng thuéc tÝnh kh¸c. DÞch vô PTM chia ra 2 lo¹i : PTM - Multicast PTM - Group Call II.1.3 ChÊt l­îng dÞch vô Mét trong nh÷ng ®iÓm cÇn xem xÐt trong m¹ng GPRS ®ã lµ kh¶ n¨ng ®¸p øng yªu cÇu cña kh¸ch hµng vÒ tèc ®é d÷ liÖu. GPRS cã chøc n¨ng cho phÐp lµm t¨ng hoÆch gi¶m tµi nguyªn cña m¹ng Ên ®Þnh cho GPRS dùa trªn kh¶ n¨ng ph©n bæ ®éng vµ ®­îc ®iÒu khiÓn bëi nhµ khai th¸c. Víi mäi lo¹i dÞch vô mong muèn cung cÊp truyÒn sè liÖu, c¸c kh¸ch hµng t­¬ng lai lu«n muèn cã sù tin cËy r»ng hä sÏ ®­îc ®¶m b¶o mét c¸ch ch¾c ch¾n vÒ chÊt l­îng. Do ®ã c¸c kü thuËt ph¶i bao gåm c¸c c¬ chÕ gióp cho viÖc kiÓm so¸t ®­îc tèt. §Ó lµm ®­îc ®iÒu ®ã ng­êi ta ®­a ra c¸c th«ng sè QoS thÝch hîp : Møc ®é ­u tiªn cña dÞch vô : cao/trung b×nh/thÊp Møc ®é tin cËy : cao/trung b×nh/thÊp §é trÔ : 4 líp §é th«ng t¶i : tèc ®é bit tèi ®a(IRT) vµ tèc ®é it trung b×nh. II.2 C¸c ®Æc tr­ng chÝnh cña GPRS tõ gãc ®é ng­êi dïng II.2.1 Tèc ®é Theo lý thuyÕt, tèc ®é tèi ®a cã thÓ ®¹t ®­îc víi GPRS lµ 171,2 Kbps khi c¶ t¸m khe thêi gian ®Òu ®­îc sö dông ®ång thêi vµ kh«ng cã c¸c biÖn ph¸p chèng lçi. Ng­êi ta cho r»ng, GPRS cã thÓ cung cÊp cho ng­êi sö dông c¸c tèc ®é tõ 9,6 Kbps tíi 115 Kbps. Tèc ®é nµy lín gÊp kho¶ng 2 lÇn tèc ®é truyÒn sè liÖu hiÖn t¹i cña m¹ng cè ®Þnh vµ gÊp kho¶ng 10 lÇn tèc ®é truyÒn sè liÖu trong GSM theo ph­¬ng thøc chuyÓn m¹ch kªnh. II.2.2 TÝnh tøc thêi ViÖc truyÒn sè liÖu theo ph­¬ng thøc cò cña GSM cÇn thêi gian thiÕt lËp kÕt nèi tõ 20-25 gi©y. GPRS cung cÊp c¸c ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho viÖc t¹o c¸c kÕt nèi tøc thêi trong ®ã sè liÖu cã thÓ ®­îc göi hoÆc nhËn mét c¸ch tøc thêi ngay khi cÇn thiÕt. §©y chÝnh lµ lÝ do khiÕn ng­êi dïng cho r»ng hä ë t×nh tr¹ng “lu«n kÕt nèi”. TÝnh tøc thêi lµ mét ­u ®iÓm cña GPRS so víi viÖc truyÒn sè liÖu b»ng ph­¬ng thøc chuyÓn m¹ch kªnh cña GSM. II.2.3 C¸c øng dông míi GPRS cho phÐp cung cÊp nhiÒu øng dông míi cho ng­êi dïng. Nh÷ng øng dông nµy tr­íc ®©y kh«ng thÓ cung cÊp cho ng­êi dïng do c¸c giíi h¹n cña chuyÓn m¹ch kªnh. GPRS cho phÐp ng­êi dïng cã thÓ duyÖt Web, chat, FTP trªn m¸y tÝnh cña hä th«ng qua m¹ng PLMN.  II.3 C¸c ®Æc tr­ng chÝnh cña GPRS tõ gãc ®é m¹ng II.3.1 ChuyÓn m¹ch gãi vµ hiÖu qu¶ sö dông phæ GPRS thùc hiÖn truyÒn sè liÖu ng­êi dïng qua GSM b»ng ph­¬ng thøc chuyÓn m¹ch gãi. ChuyÓn m¹ch gãi ®­a ra nh÷ng ­u ®iÓm ®¸ng kÓ so víi chuyÓn m¹ch kªnh chñ yÕu do b¶n chÊt kh«ng ®èi xøng vµ kh«ng liªn tôc cña sè liÖu cÇn truyÒn qua m¹ng. ChuyÓn m¹ch kªnh ChuyÓn m¹ch gãi A B A B A B A B A B A B A B H×nh II.1: Sù kh¸c biÖt gi÷a chuyÓn m¹ch kªnh vµ chuyÓn m¹ch gãi Trong chuyÓn m¹ch gãi nhiÒu kªnh truyÒn ®­îc dïng chung vµ ®­îc chia sÎ cho nhiÒu ng­êi sö dông m¹ng. GPRS cho phÐp mét ng­êi dïng cã thÓ chiÕm dông c¶ 8 khe thêi gian ®Ó truyÒn sè liÖu mÆt kh¸c còng cã thÓ chia sÎ cho 8 ng­êi dïng. HiÖn t¹i m¹ng GSM dùa trªn c¸c kÕt nèi chuyÓn m¹ch kªnh vµ do ®ã söa ®æi cÊu tróc m¹ng lµ cÇn thiÕt ®Ó hç trî c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch gãi cña GPRS. Tuy nhiªn c¸c ®Æc tÝnh vËt lÝ quen thuéc vµ c¨n b¶n cña giao diÖn v« tuyÕn gÇn nh­ kh«ng bÞ thay ®æi mÆc dï mét lo¹t c¸c kªnh v« tuyÕn GPRS míi ®· ®­îc ®Þnh nghÜa thªm. Tµi nguyªn v« tuyÕn cña m¹ng cã thÓ ®­îc chia sÎ “®éng” gi÷a c¸c dÞch vô tho¹i vµ c¸c dÞch vô sè liÖu. Nh­ vËy sè ng­êi dïng thùc sù mµ mét cell phôc vô phô thuéc vµo øng dông nµo ®ang thùc hiÖn vµ bao nhiªu sè liÖu cÇn truyÒn. §iÒu nµy gióp gi¶m bít sè kªnh dù phßng cho giê cao ®iÓm trong mét cell so víi chuyÓn m¹ch kªnh. Tõ h×nh vÏ cho ta thÊy kh¸c biÖt c¬ b¶n gi÷a ph­¬ng thøc chuyÓn m¹ch kªnh vµ chuyÓn m¹ch gãi. Trong khi chuyÓn m¹ch theo ph­¬ng thøc kªnh cung cÊp mét ®Êu nèi trong toµn bé thêi gian phôc vô th× chuyÓn m¹ch gãi chØ cung cÊp ®Êu nèi khi cã nhu cÇu truyÒn c¸c gãi tin. II.3.2 KÕt nèi m¹ng sè liÖu GPRS cã thÓ kÕt nèi víi c¸c m¹ng sè liÖu X.25 vµ c¸c m¹ng IP. Nh­ng ta cã thÓ thÊy r»ng phÇn lín l­u l­îng truyÒn t¶i qua m¹ng GPRS sÏ tõ Internet hoÆc tËp hîp c¸c Intranet vµ d­íi d¹ng gãi IP. Lóc ®ã m¹ng GPRS sÏ ®ãng vai trß nh­ lµ mét m¹ng con cña Internet víi c¸c MS GPRS ®­îc coi nh­ c¸c m¸y ®Çu cuèi. Do c¸c øng dông trªn Internet ®Òu cã thÓ thùc hiÖn qua GPRS nªn c¸c nhµ khai th¸c m¹ng PLMN cã c¬ héi ®Ó trë thµnh c¸c nhµ cung cÊp dÞch vô Internet kh«ng d©y. II.3.3 Hç trî c¶ TDMA vµ GSM CÇn chó ý r»ng GPRS kh«ng chØ cã thÓ triÓn khai trªn GSM mµ c¸c m¹ng PLMN theo tiªu chuÈn TDMA/IS-136 hiÖn ®ang phæ biÕn ë B¾c Mü còng cã thÓ triÓn khai GPRS ®Ó tiÕn tíi 3G. II.4 C¸c h¹n chÕ cña GPRS III.4.1 Dung l­îng cell giíi h¹n cho tÊt c¶ ng­êi dïng GPRS cã ¶nh h­ëng m¹nh ®Õn dung l­îng cell hiÖn t¹i cña m¹ng. Tµi nguyªn v« tuyÕn trong mét cell lµ h÷u h¹n l¹i ®­îc sö dông cho c¶ dÞch vô tho¹i vµ sè liÖu. §iÒu nµy sÏ lµm gi¶m sè kªnh giµnh cho dÞch vô tho¹i. Sù ¶nh h­ëng nµy phô thuéc vµo sè khe thêi gian dù tr÷ cho GPRS. II.4.2 TrÔ chuyÓn tiÕp C¸c gãi GPRS ®­îc truyÒn ®i b»ng nhiÒu ®­êng kh¸c nhau tíi ®Ých. Trong qu¸ tr×nh truyÒn cã thÓ cã gãi bÞ thÊt l¹c vµ ph¶i truyÒn l¹i. §ã chÝnh lµ nguyªn nh©n cã thÓ g©y ra trÔ truyÒn dÉn trong GPRS. §iÒu nµy lµm cho c¸c øng dông cÇn video trë nªn kÐm chÊt l­îng. II.4.3 Tèc ®é trong thùc tÕ thÊp h¬n Tèc ®é tèi ®a GPRS ®¹t ®­îc theo lý thuyÕt lµ 171,2 Kbps khi mét ng­êi dïng chiÕm c¶ 8 khe thêi gian vµ kh«ng cã lçi. §iÒu nµy lµ kh«ng cã thùc trong thùc tÕ. Do ®ã tèc ®é sÏ thÊp h¬n vµ phô thuéc vµo nhµ khai th¸c còng nh­ thiÕt bÞ. II.5 C¸c øng dông cho GPRS Chat : NhiÒu thµnh viªn trong m¹ng PLMN cã xu h­íng sö dông dÞch vô phi tho¹i ®Ó bµy tá ý kiÕn cña m×nh. GPRS cho phÐp ng­êi dïng cã thÓ tham gia vµo c¸c phßng chat cã s½n trªn m¹ng Internet. Ng­êi dïng cã thÓ sö dông dÞch vô PTM-M cho môc ®Ých nµy. TruyÒn c¸c th«ng tin v¨n b¶n vµ h×nh ¶nh : C¸c th«ng tin nh­ : qu¶ng c¸o, gi¸ c¶, thêi tiÕt, kÕt qu¶ thÓ thao, giao th«ng ... cã thÓ chuyÓn tíi ng­êi sö dông. C¸c th«ng tin nµy kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i ë d¹ng v¨n b¶n mµ cã thÓ lµ h×nh ¶nh, biÓu ®å ... hoÆc c¸c b¶n tin nµy dµi qu¸ 160 ký tù. Lóc ®ã GPRS sÏ ®­îc lùa chän thay thÕ cho SMS. ¶nh tÜnh : C¸c bøc tranh, ¶nh, thiÖp mõng ... cã thÓ truyÒn qua m¹ng di ®éng nh­ lµ trong m¹ng cè ®Þnh. DuyÖt Web : DuyÖt Web víi chuyÓn m¹ch kªnh kh«ng thÓ ®­îc øng dông l©u dµi. V× tèc ®é h¹n chÕ cña chuyÓn m¹ch kªnh, nªn Web Browser ph¶i mÊt nhiÒu thêi gian ®Ó chê th«ng tin. GPRS cho phÐp c¶i thiÖn ®iÒu nµy. Truy nhËp m¹ng LAN tõ xa : Víi tèc ®é vµ tÝnh tøc thêi cña GPRS, ng­êi dïng hoµn toµn cã thÓ truy nhËp vµ lÊy th«ng tin tõ m¹ng LAN cña hä ra trong khi ®ang di chuyÓn hoÆc kh«ng ë gÇn m¸y tÝnh cña m×nh. TruyÒn file : øng dông nµy bao gåm mäi h×nh thøc download sè liÖu qua m¹ng di ®éng. Sè liÖu cã thÓ lµ tµi liÖu hoÆc lµ phÇn mÒm ch­¬ng tr×nh. Nguån sè liÖu cã thÓ lµ c¸c site FTP th«ng th­êng còng cã thÓ lµ Telnet, HTTP, c¬ së d÷ liÖu cña c«ng ty ... II.6 CÊu tróc m¹ng GPRS Internet Intranet PDN EIR Gateway MSC PSTN MSC/VLR BTS ISDN BSC IN ... HLR/AC PCU SSS MS GatewayGSN Serving GSN Operation Maintenane Center OMC BSS GSS GPRS H×nh II.2: CÊu tróc Logic m¹ng GSM/GPRS. GPRS lµ dÞch vô chuyÓn m¹ch gãi chung thùc hiÖn trªn m¹ng GSM, nã cho phÐp m¸y di ®éng truy nhËp ®­îc vµo m¹ng Internet vµ c¸c m¹ng d÷ liÖu gãi PDN kh¸c. ViÖc triÓn khai GPRS ®ßi hái sù thay ®æi lín trong kiÕn tróc m¹ng GSM ®Ó cho phÐp m¹ng lµm viÖc ®­îc víi c¶ sè liÖu cña chuyÓn m¹ch kªnh vµ sè liÖu chuyÓn m¹ch gãi. Ba thùc thÓ míi ®­îc thªm vµo m¹ng. §ã lµ : GGSN : Gateway GPRS Support Node SGSN : Serving GPRS Support Node PCU : Parket Control Unit C¸c phÇn tö nµy liªn kÕt víi c¸c phÇn tö cña m¹ng GSM th«ng qua mét lo¹t c¸c giao diÖn míi ®Þnh nghÜa. C¸c giao diÖn míi ®Þnh nghÜa cho GPRS ®Òu b¾t ®Çu b»ng tiÒn tè G. II.6.1 GGSN GGSN lµ phÇn tö cã chøc n¨ng t­¬ng tù víi GMSC trong GSM. GGSN lµ nót ®­îc truy nhËp bëi m¹ng ngoµi trong tr­êng hîp cÇn truyÒn sè liÖu tíi mét MS trong m¹ng. GGSN sÏ nhËn c¸c gãi sè liÖu ®Þnh tuyÕn chóng tíi SGSN ®ang phôc vô MS ®Ó SGSN truyÒn c¸c gãi nµy tíi MS. GGSN ®­îc kÕt nèi tíi m¹ng PDN qua giao diÖn Gi. ë phÝa trong m¹ng GGSN ®­îc kÕt nèi tíi c¸c SGSN qua giao diÖn Gn. Giao diÖn nµy cho phÐp c¸c PDU cña m¹ng IP vµ m¹ng X.25 bªn ngoµi ®Òu ®­îc truyÒn ®i nh­ nhau trong m¹ng GPRS. II.6.1.1 C¸c chøc n¨ng chÝnh cña GGSN Qu¶n lÝ di ®éng Qu¶n lÝ phiªn. Chøc n¨ng nµy cung cÊp kh¶ n¨ng ®Ó qu¶n lÝ c¸c Packet Data Protocol (PDP) Context trong c¸c nót SGSN vµ GGSN. Nã bao gåm c¸c thñ tôc kÝch ho¹t, thay ®æi vµ ng­ng kÝch ho¹t PDP Context. ChØ cã GGSN míi cã quyÒn kÝch ho¹t PDP Context. NÕu PDP Context ch­a cã ®Þa chØ tÜnh th× GGSN cã thÓ cung cÊp mét ®Þa chØ t¹m thêi hoÆc lÊy mét ®Þa chØ tõ vïng phôc vô (Radius Server) cña ISP cho PDP Context. Qu¶n lÝ gãi. Chøc n¨ng nµy bao gåm tÊt c¶ c¸c thñ tôc cÇn thiÕt cho viÖc ®Þnh tuyÕn vµ truyÒn c¸c gãi d÷ liÖu th«ng qua c¸c nót SGSN hoÆc GGSN. M¹ng ®­êng trôc GPRS cã chøc n¨ng ®Þnh tuyÕn vµ c¸c gãi d÷ liÖu (PDUs) sÏ ®­îc truyÒn tíi ®Ých th«ng qua m¹ng. ViÖc nµy ®­îc thùc hiÖn bëi mét sè giao thøc nh­ GTP hay IP. Ngoµi chøc n¨ng nµy ra th× m¹ng GPRS còng gièng nh­ bÊt k× mét m¹ng IP nµo kh¸c. Trong m¹ng IP th× chøc n¨ng ®Þnh tuyÕn ®­îc thùc hiÖn bëi mét IP router, cßn trong m¹ng GPRS th× GGSN sÏ ®¶m nhiÖm chøc n¨ng ®Þnh tuyÕn. C¸c phÇn mÒm hiÖn nay chØ sö dông ®­îc trong m¹ng IPversion4. C¬ së d÷ liÖu. Khi GGSN thùc hiÖn viÖc kÝch ho¹t mét PDP Context th× nã cã nhiÖm vô ph¶i l­u tr÷ vµ qu¶n lÝ nh÷ng d÷ liÖu sau: NhËn d¹ng thuª bao di ®éng. Giao thøc (PDP type) vµ ®Þa chØ (PDP address) gãi d÷ liÖu. §Þa chØ IP cña SGSN n¬i mµ MS ®ang ho¹t ®éng. ChÊt l­îng dÞch vô QoS.  II.6.1.2 CÊu tróc phÇn cøng cña mét GGSN GGSN Ethernet File server platform HUB File server (with DAT, HDD) File server (with DAT, HDD) SC to SGSN ATM SP platform ABC LIC:STM1 SP:GTP MCP SP:ISP to Internet LIC Gn Gi H×nh II.3: S¬ ®å cÊu tróc phÇn cøng cña mét GGSN ATM SP platform bao gåm c¸c khèi sau : Bé xö lÝ server (SP) chÞu tr¸ch nhiÖm xö lÝ c¸c ho¹t ®éng hÖ thèng vµ c¸c øng dông phÇn mÒm. Card giao diÖn (LIC) cung cÊp c¸c kÕt nèi : Gn, Gi ... Card ®iÒu khiÓn trung t©m kÕt hîp víi SP ®Ó ®iÒu khiÓn ho¹t ®éng cña hÖ thèng. File Server platform bao gåm c¸c SPARC Compact PCI platform ®­îc nèi víi c¸c thiÕt bÞ cña ATM SP platform th«ng qua mét bé HUB. II.6.2 SGSN SGSN lµ phÇn tö cã chøc n¨ng t­¬ng tù víi MSC trong m¹ng GSM. SGSN ph¶i gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò qu¶n lý di ®éng vµ an ninh. SGSN cã thÓ ®­îc kÕt nèi tíi MSC/VLR cña m¹ng GSM qua giao diÖn Gs. II.6.2.1 C¸c chøc n¨ng chÝnh cña SGSN Qu¶n lý di ®éng. ViÖc thiÕt lËp dÞch vô chuyÓn m¹ch gãi ®­îc khëi t¹o tõ MS sÏ ®­îc thùc hiÖn bëi SGSN bao gåm c¸c thñ tôc nhËn d¹ng vµ ®Þnh ®Þa chØ. Sè nhËn d¹ng thuª bao quèc tÕ IMSI ®­îc sö dông t¹i giao diÖn ng­êi dïng. Thuª bao GPRS sÏ ®­îc nhËn thùc qua thñ tôc GPRS attach. HLR sÏ cËp nhËt khu vùc ho¹t ®éng míi cña thuª bao, sau ®ã cung cÊp c¸c th«ng sè cña thuª bao cho SGSN. Nhê ®ã chøc n¨ng qu¶n lÝ di ®éng cña SGSN sÏ thiÕt lËp mét liªn kÕt logic t¹m thêi ®Õn thuª bao di ®éng. Chøc n¨ng nµy lu«n ph¶i thùc hiÖn ®Çu tiªn v× nÕu kh«ng cã thñ tôc GPRS attach th× SGSN sÏ kh«ng nhËn biÕt ®­îc sù cã mÆt cña thuª bao di ®éng trong hÖ thèng cña m×nh. Khi thuª bao di ®éng di chuyÓn sang mét khu vùc thuéc mét SGSN kh¸c th× nã ph¶i khëi t¹o mét thñ tôc cËp nhËt ®Þnh tuyÕn, tuy nhiªn th«ng tin vÒ thuª bao nµy vÉn ®­îc SGSN cò l­u gi÷ cho ®Õn khi hoµn tÊt qu¸ tr×nh cËp nhËt khu vùc míi. Chøc n¨ng an ninh. Chøc n¨ng nhËn thùc cña GPRS ho¹t ®éng t­¬ng tù nh­ cña GSM tuy nhiªn nã do SGSN thùc hiÖn. Thñ tôc nhËn thùc ë GPRS ®­îc khëi t¹o cïng víi qu¸ tr×nh cËp nhËt khu vùc ®Þnh tuyÕn khi mét thuª bao GPRS di chuyÓn ®Õn giíi h¹n qu¶n lÝ cña SGSN hoÆc trong thñ tôc GPRS attach. §Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh nhËn thùc nµy th× SGSN míi sÏ göi ®Õn SGSN cò mét yªu cÇu cËp nhËt ba th«ng sè : Sè ngÉu nhiªn cho viÖc nhËn thùc (RAND) Signed response (SRES) Cipher key (Kc) Qu¸ tr×nh nhËn thùc sÏ so s¸nh th«ng sè SRES ®­îc göi tíi bëi MS víi sè SRES ®­îc cung cÊp bëi SGSN cò. NÕu chóng trïng nhau th× qu¸ tr×nh nhËn thùc lµ hoµn thµnh. Ng­îc l¹i SGSN sÏ th«ng b¸o ®Õn MS vµ tho¸t khái chøc n¨ng an ninh. Qu¶n lÝ phiªn. Qu¶n lÝ phiªn sÏ cung cÊp c¸c chøc n¨ng cho qu¸ tr×nh qu¶n lÝ PDP Context trong c¸c nót cña GPRS bao gåm viÖc kÝch ho¹t, thay ®æi vµ ng­ng kÝch ho¹t PDP Context. Chøc n¨ng qu¶n lÝ phiªn ®­îc thùc hiÖn c¶ ë SGSN vµ GGSN. Nã cung cÊp tÊt c¶ c¸c th«ng tin cÇn thiÕt cña c¸c côm d÷ liÖu gãi cÇn truyÒn (PDUs) cho qu¸ tr×nh khëi t¹o PDP Context gi÷a mét thuª bao vµ mét PDN. Qu¶n lÝ tµi nguyªn. Qu¶n lÝ tµi nguyªn cung cÊp c¸c chøc n¨ng cho ho¹t ®éng cña hÖ thèng ®Æc biÖt lµ c¸c th«ng sè vÒ chÊt l­îng QoS. Nã ®Þnh nghÜa c¸c thñ tôc tÝnh to¸n ®Ó hç trî yªu cÇu tµi nguyªn truyÒn d÷ liÖu cña ng­êi dïng, thñ tôc quyÕt ®Þnh nguån tµi nguyªn cã thÓ cung cÊp ë ®©u, thñ tôc dù tr÷ tµi nguyªn... Qu¶n lÝ gãi d÷ liÖu. Qu¶n lÝ gãi bao gåm tÊt c¶ c¸c chøc n¨ng cÇn cho qu¸ tr×nh ®Þnh tuyÕn vµ truyÒn c¸c gãi d÷ liÖu (PDUs) trong c¸c nót GGSN vµ SGSN. Qu¶n lÝ hÖ thèng nh¾n tin ng¾n SMS. Mét hÖ thèng SMS nÕu truyÒn th«ng qua SGSN vÝ dô nh­ qua kªnh v« tuyÕn cña GPRS sÏ hiÖu qu¶ h¬n lµ truyÒn qua MSC cña GSM. Do ®ã, SGSN thiÕt lËp mét hÖ thèng SMS truyÒn c¸c b¶n tin ng¾n gi÷a c¸c thuª bao cña GPRS vµ GSM víi trung t©m dÞch vô tin ng¾n SMSC. Giao diÖn Gd ®­îc ®Þnh nghÜa ®Ó kÕt nèi SGSN víi SMS-GMSC, nã hç trî cho c¶ dÞch vô nh¾n tin ng¾n th«ng th­êng SMS MO vµ dÞch vô nh¾n tin ®Çu cuèi di ®éng SMS TM. C¬ së d÷ liÖu. SGSN l­u gi÷ c¸c d÷ liÖu gièng nh­ ë MSC/VLR, bao gåm c¸c th«ng tin qu¶n lÝ di ®éng : Sè nhËn d¹ng thuª bao di ®éng GPRS. PDP type vµ PDP address NhËn d¹ng ®iÓm truy nhËp líp m¹ng NSAPI §Þa chØ IP cña GGSN vµ sè TID ChÊt l­îng m¹ng QoS SGSN qu¶n lÝ tÊt c¶ c¸c thuª bao di ®éng GPRS trong khu vùc dÞch vô cña nã b»ng c¸c t¹o ra c¸c context qu¶n lÝ di ®éng vµ context giao thøc ®ãng gãi d÷ liÖu cho thuª bao di ®éng. SGSN còng kÕt nèi víi BSS th«ng qua c¸c frame relay (FR) II.6.2.2 CÊu tróc phÇn cøng cña SGSN CÊu tróc phÇn cøng cña SGSN gåm ba khèi chÝnh lµ : hai khèi ATM SP platform vµ mét khèi ATM MP platform. Trong mét khèi ATM MP platform gåm : Bé xö lÝ chÝnh (MP) lµ trung t©m xö lÝ vµ ho¹t ®éng cña khèi. Nã ®­îc cµi ®Æt c¸c phÇn mÒm øng dông vµ c¸c chøc n¨ng cña GPRS ®­îc thùc hiÖn ë ®©y. Card giao diÖn (LIC) cung cÊp c¸c giao diÖn tíi m¹ng chuyÓn m¹ch ATM: Gd, Gr, Gs ... M¹ng chuyÓn m¹ch ATM (ASN) nèi gi÷a MP vµ LIC bao gåm c¸c bé ghÐp kªnh ATM (AMX) vµ m¹ng lâi ASN. Trong mét khèi ATM SP platform gåm : Bé xö lÝ server (SP) xö lÝ ho¹t ®éng cña hÖ thèng vµ c¸c øng dông phÇn mÒm Card giao diÖn (LIC) cung cÊp c¸c kÕt nèi : Gb,Gi,Gn ... Gb to GMSC to HLR/AC ATM SP platform ATM MP platform LIC:GTP MP:PD/SH ASN LIC:E1 Gn Gi SP:GTP MP:MM/CAP MP:SM to BSS MCP MP:ACC MP:SLT LIC:FR SP:GTP LIC:STM1 LIC:STM1 MCP TCP/IP SC LIC:STM1 LIC:STM1 MP:OAM/ STAT ATM SP platform H×nh II.4: S¬ ®å cÊu tróc phÇn cøng cña mét SGSN II.6.3 PCU Chøc n¨ng chÝnh cña BSS cho GPRS chñ yÕu n»m ë PCU, PCU ph¶i qu¶n lý c¸c chøc n¨ng cña Frame Relay, xö lý c¸c b¸o hiÖu dÞch vô m¹ng, c¸c b¸o hiÖu BSSGP, ®Þnh tuyÕn c¸c b¶n tin, truyÒn sè liÖu ng­êi dïng ... PCU còng ph¶i cã c¸c chøc n¨ng qu¶n lý c¸c kªnh v« tuyÕn GPRS, tiÕn hµnh ®o QoS, chuyÓn ®æi c¸c gãi sè liÖu thµnh d¹ng cã thÓ truyÒn trªn giao diÖn v« tuyÕn. II.7 Giao diÖn trong m¹ng GPRS GPRS cã c¸c giao diÖn sau : III.7.1 Gb : giao diÖn gi÷a SGSN víi BSS Giao diÖn Gb lµ giao diÖn kÕt nèi víi m¹ng ®­êng trôc chuyÓn tiÕp khung. Theo c¸c tiªu chuÈn ETSI, giao diÖn gi÷a BSC vµ SGSN ph¶i lµ c¸c giao diÖn Gb. ViÖc truyÒn c¸c gãi d÷ liÖu ®¬n vÞ (PDU) gi÷a SGSN vµ BSC qua m¹ng chuyÓn tiÕp khung ®­îc coi lµ hoµn toµn trong suèt. Mét SGSN cã thÓ kÕt nèi víi nhiÒu BSC nh­ng mét BSC chØ ®­îc phÐp kÕt nèi víi duy nhÊt mét SGSN th«ng qua mét kÕt nèi vËt lÝ. Giao diÖn kÕt nèi gi÷a SGSN vµ BSC (Gb) cã thÓ ®­îc thùc hiÖn theo ph­¬ng thøc trùc tiÕp ®iÓm - ®iÓm hay thùc hiÖn qua mét m¹ng chuyÓn tiÕp khung. C¸c giao thøc chuyÓn tiÕp khung ®­îc quy ®Þnh trong c¸c tµi liÖu cña (RFF – Frame Relay Forum). Trong c¬ chÕ kÕt nèi ®iÓm - ®iÓm, BSC sÏ ®ãng vai trß nh­ mét ®èi t­îng sö dông cßn SGSN ®ãng vai trß nh­ mét m¹ng. NÕu kÕt nèi gi÷a BSC vµ SGSN ®­îc thùc hiÖn th«ng qua mét m¹ng chuyÓn tiÕp khung th× c¶ BSC vµ SGSN ®Òu ®ãng vai trß nh­ lµ c¸c ®èi t­îng sö dông. Cã 4 ph­¬ng thøc kÕt nèi th«ng qua m¹ng chuyÓn tiÕp khung: KÕt nèi trùc tiÕp cè ®Þnh qua m¹ng cã chuyÓn m¹ch thêi gian kh«ng ®ång bé bit. Ph­¬ng thøc nµy ¸p dông trong tr­êng hîp SGSN vµ BSS ®­îc kÕt nèi th«ng qua mét kÕt nèi cè ®Þnh vµ kh«ng cã chuyÓn tiÕp khung, së dÜ nh­ vËy lµ do MSC sö dông thiÕt bÞ chuyÓn m¹ch thêi gian kh«ng ®ång bé bit. Tèc ®é truyÒn sè liÖu tèi ®a cho mét kÕt nèi cè ®Þnh ¶o lµ 64 Kbit/s. KÕt nèi b»ng m¹ng chuyÓn tiÕp khung ®ång bé bit. Do d÷ liÖu ®­îc truyÒn theo ph­¬ng thøc ®ång bé bit, c¸c khe thêi gian cã thÓ kÕt hîp ®Ó ®¹t ®­îc tèc ®é 2 Mbit/s cho mét kÕt nèi. KÕt nèi b»ng m¹ng chuyÓn tiÕp khung kh«ng ®ång bé. Trong tr­êng hîp nµy, thiÕt bÞ chuyÓn m¹ch thêi gian kh«ng ®ång bé bit cã nhiÖm vô xo¸ bit ®ång bé gi÷a hai khe thêi gian. KÕt qu¶ lµ tèc ®é truyÒn d÷ liÖu tèi ®a cña mét khe thêi gian lµ 64 Kbit/s. KÕt nèi trùc tiÕp. BSS vµ SGSN ®­îc nèi trùc tiÕp b»ng mét ®­êng c¸p ®ång bé bit, kh«ng sö dông chuyÓn tiÕp khung. Tèc ®é tèi ®a lµ 2Mbit/s. II.7.2 Gi : giao diÖn gi÷a GGSN víi m¹ng ngoµi Giao diÖn Gi lµ giao diÖn gi÷a GGSN vµ m¹ng d÷ liÖu gãi ngoµi nh­ c¸c m¹ng Internet/Intranet. Nã sö dông c¸c dÞch vô chuÈn cña m¹ng IP ®Ó truyÒn c¸c gãi d÷ liÖu cña ng­êi dïng. Giao diÖn Gi còng cã chøc n¨ng ®Þnh tuyÕn vµ trao ®æi th«ng tin ®Þnh tuyÕn. C¸c kÕt nèi sau cã thÓ ®­îc hç trî : KÕt nèi tíi c¸c nhµ cung cÊp dÞch vô Internet c«ng céng(ISP). KÕt nèi trùc tiÕp tíi m¹ng Internet. KÕt nèi tíi nhµ cung cÊp dÞch vô ®Þa ph­¬ng. II.7.3 Gn : giao diÖn gi÷a c¸c nót GSN víi nhau trong cïng mét m¹ng Gn lµ giao diÖn gi÷a c¸c nót GSN cña cïng mét m¹ng PLMN. Nã thùc hiÖn kÕt nèi c¸c nót GSN tíi m¹ng IP GPRS ®­êng trôc(backbone). T¹i giao diÖn Gn cung cÊp c¸c giao thøc ®­êng hÇm ®Ó truyÒn c¸c gãi d÷ liÖu tõ GSN ra m¹ng ®­êng trôc. Hai kiÓu m¹ng ®­êng trôc cã thÓ lµ: Mét m¹ng IP bao gåm m¹ng l­íi router víi kh¶ n¨ng ®Þnh tuyÕn c¸c IP datagram. Nót GSN ®­îc kÕt nèi vµo mét trong c¸c router b»ng mét hoÆc mét vµi kÕt nèi ®iÓm tíi ®iÓm hay b»ng mét hoÆc mét vµi giao diÖn Ethernet. Nót GSN kh«ng cÇn cã kh¶ n¨ng ®Þnh tuyÕn. Mét m¹ng ®iÓm tíi ®iÓm ®­îc h×nh thµnh tõ c¸c kÕt nèi líp 2 hoÆc líp 1. Nót GSN cã thÓ ®­îc kÕt nèi b»ng c¸c PVC hoÆc c¸c ®­êng c¸p riªng. M¹ng kiÓu nµy cã thÓ lµ m¹ng ®Çy ®ñ sao cho c¸c nót cã thÓ truyÒn d÷ liÖu tíi bÊt kú nót nµo kh¸c trong m¹ng, hay lµ m¹ng kh«ng ®Çy ®ñ mµ ë ®ã GSN ph¶i cung cÊp mét ®Þnh tuyÕn ®Ó cã thÓ tíi mét nót kh¸c. M¹ng ®­êng trôc GPRS còng cã thÓ lµ sù kÕt hîp cña hai lo¹i m¹ng trªn. II.7.4 Gp : giao diÖn gi÷a c¸c nót GSN cña c¸c m¹ng kh¸c nhau Giao diÖn Gp còng t­¬ng tù nh­ giao diÖn Gn nh­ng nã thùc hiÖn kÕt nèi gi÷a c¸c nót GSN cña hai m¹ng GPRS ®­êng trôc kh¸c nhau. II.7.5 Gr : giao diÖn gi÷a SGSN víi HLR DÞch vô quan träng nhÊt cña mét thuª bao di ®éng lµ cã thÓ truyÒn hoÆc nhËn d÷ liÖu trong khu vùc phôc vô. C¸c th«ng sè ®¨ng ký cña mét thuª bao di ®éng ®­îc SGSN khai b¸o trong HLR vµ cung cÊp nã cho c¸c khu vùc l©n cËn. HLR sÏ göi cho SGSN tÊt c¶ c¸c d÷ liÖu cÇn ®Ó hç trî dÞch vô cho thuª bao di ®éng. SGSN qu¶n lÝ tÊt c¶ c¸c thuª bao di ®éng trong vïng phôc vô cña nã. Nã x¸c ®Þnh ®­îc vÞ trÝ cña thuª bao di ®éng, hç trî giao thøc truyÒn d÷ liÖu gãi vµ c¸c ®iÓm truy nhËp PDN t­¬ng øng. C¸c th«ng tin nµy ®­îc truyÒn nhê giao diÖn Gr. II.7.6 Gd : giao diÖn gi÷a SGSN víi SMS-GMSC/IWMSC(SM-SC) Giao diÖn Gd lµ giao diÖn gi÷a trung t©m dÞch vô b¶n tin ng¾n SMSC vµ SGSN dïng ®Ó truyÒn c¸c b¶n tin ng¾n cho dÞch vô nh¾n tin ng¾n. II.7.7 Gs : giao diÖn gi÷a SGSN víi MSC/VLR Giao diÖn Gs lµ giao diÖn gi÷a MSC/VLR víi SGSN trong tr­êng hîp kÕt hîp gi÷a c¸c dÞch vô chuyÓn m¹ch gãi vµ chuyÓn m¹ch kªnh vÝ dô nh­ viÖc cËp nhËt th«ng tin vÒ vÞ trÝ thuª bao cã thÓ kÕt hîp thµnh mét thñ tôc chung. Gs sö dông dÞch vô cña m¹ng b¸o hiÖu SS7 cho viÖc trao ®æi th«ng tin. II.7.8 Um : giao diÖn gi÷a BTS vµ MS Giao diÖn v« tuyÕn Um lµ giao diÖn gi÷a tr¹m thu ph¸t BTS víi thuª bao di ®éng MS. MSC/VLR HLR SM-SC MS Gs Gr Gd GGSN SGSN BSC GPRS SGSN GGSN PDN Gb Gn Gi CAP Gn Gn Gp SPC Other PLMN H×nh II.5: C¸c giao diÖn trong m¹ng GSM/GPRS. II.8 C¸c thay ®æi cña GPRS so víi GSM §Ó triÓn khai GPRS, ngoµi viÖc bæ sung ba phÇn tö ®Æc tr­ng hç trî GPRS nh­ ®· tr×nh bµy ë phÇn trªn, ta cßn cÇn ph¶i cã nh÷ng thay ®æi ®èi víi c¸c phÇn tö kh¸c ®· cã trong m¹ng GSM. II.8.1 Thay ®æi HLR C¸c th«ng tin míi mµ HLR ph¶i l­u gi÷ thªm nh­ : ®Þa chØ IP, ®Þa chØ SS7 cña SGSN ®ang phôc vô MS, c¸c tham sè QoS, lo¹i PDP ngÇm ®Þnh cña MS, ®Þa chØ PDP cña MS, PDP context cña MS ®­îc l­u gi÷ ë SGSN hay ®· bÞ xo¸ ... C¸c chøc n¨ng míi cña HLR : chÌn th«ng tin thuª bao, xo¸ th«ng tin thuª bao cho SGSN, xö lÝ vµ göi c¸c th«ng tin ®Þnh tuyÕn cho GGSN ... HLR cã thªm hai giao diÖn míi lµ : Gc vµ Gr. Mét ®iÒu dÔ thÊy lµ ®Ó phôc vô ®­îc c¶ GSM vµ GPRS, HLR ®ßi hái mét n¨ng lùc xö lÝ cao h¬n, bé nhí tèt h¬n... Remote SC Um ABC Ethernet O&M MS Abis SGSN Gn GGSN Gi ISP TE MT BTS BSC Gb Local SC PDN PCU Gr GPRS HLR/ Gd GP CAP AC Gs SM-SC SPC MSC/ VLR GSM SGN H×nh II.6: C¸c giao diÖn trong m¹ng GSM/GPRS. II.8.2 Thay ®æi MSC/VLR Thñ tôc qu¶n lý di ®éng cÇn cã sù thay ®æi : ph¶i hç trî Combinated GPRS/ISMI Attach, hç trî Combined RA/LA Update, kh«ng cßn sù cËp nhËt vÞ trÝ ®Þnh kú n÷a, nh¾n gäi MS sö dông dÞch vô chuyÓn m¹ch kªnh trong GPRS nh­ng tr¶ lêi l¹i nhËn trªn giao diÖn A. MSC cã thªm giao diÖn míi Gs gi÷a MSC víi SGSN. II.8.3 Thay ®æi BSS BTS míi cÇn ®­îc n©ng cÊp ®Ó hç trî hai giao thøc hoµn toµn míi lµ LLC vµ MAC. NÕu nhµ khai th¸c muèn sö dông gi¶n ®å m· ho¸ míi cña GPRS th× viÖc thay ®æi víi BTS lµ b¾t buéc.BTS cã thªm giao diÖn míi Gb. II.9 M¹ng truyÒn dÉn trong GPRS GPRS sö dông IP trong m¹ng ®­êng trôc GPRS vµ Frame Relay trong ®­êng truyÒn dÉn SGSN-PCU. M¹ng trôc GPRS trong néi bé m¹ng PLMN lµ mét m¹ng IP kÕt nèi c¸c SGSN vµ GGSN trong m¹ng GPRS ®ã víi nhau. M¹ng trôc nµy truyÒn c¸c sè liÖu vµ b¸o hiÖu cña néi bé m¹ng GPRS ®ã. M¹ng trôc GPRS liªn m¹ng PLMN lµ mét m¹ng IP kÕt nèi c¸c m¹ng trôc néi bé vµ c¸c GSN cña c¸c m¹ng PLMN kh¸c nhau. M¹ng trôc liªn m¹ng nµy cã thÓ lµ m¹ng PDN, Internet, hoÆc c¸c kªnh thuª riªng. §o¹n truyÒn dÉn SGSN-PCU trong c¸c giai ®o¹n ®Çu cña GPRS dïng m¹ng Frame Relay. Theo c¸c tµi liÖu kü thuËt vÒ GPRS th× m¹ng Frame Relay nµy cã thÓ ®­îc thay thÕ b»ng m¹ng ATM. II.10 ThiÕt bÞ di ®éng GPRS Muèn sö dông c¸c dÞch vô GPRS th× ph¶i dïng c¸c thiÕt bÞ di ®éng thÝch hîp cã hç trî GPRS. C¸c MS nµy cho phÐp ng­êi dïng sö dông c¶ hai c«ng nghÖ GSM vµ GPRS. Mét GPRS MS cã thÓ ho¹t ®éng ë mét trong ba chÕ ®é. ChÕ ®é ho¹t ®éng sÏ tuú thuéc vµo c¸c dÞch vô mµ MS tham gia, vÝ dô nh­ chØ GPRS hay c¶ GSM vµ GPRS. Ba chÕ ®é ho¹t kh¸c nhau ®­îc ®Þnh nghÜa d­íi d¹ng c¸c lo¹i di ®éng vµ cã thÓ ®­îc ®Þnh nghÜa nh­ sau : Lo¹i A : Lo¹i nµy hç trî vµo m¹ng ®ång thêi, kÝch ho¹t ®ång thêi, gi¸m s¸t ®ång thêi, yªu cÇu ®ång thêi vµ l­u l­îng ®ång thêi. Do ®ã, thuª bao sö dông MS lo¹i A cã thÓ thùc hiÖn hai dÞch vô GSM vµ GPRS cïng mét lóc, tuú thuéc vµo sù ®ßi hái QoS. Lo¹i B : Lo¹i nµy hç trî vµo m¹ng ®ång thêi, kÝch ho¹t ®ång thêi, gi¸m s¸t ®ång thêi. Tuy nhiªn, lo¹i nµy chØ hç trî h÷u h¹n c¸c yªu cÇu ®ång thêi ®Ó c¸c kªnh ¶o GPRS kh«ng bÞ xo¸ khi cã sù hiÖn diÖn cña l­u l­îng chuyÓn m¹ch kªnh. D­íi nh÷ng ®iÒu kiÖn ®ã, c¸c kÕt nèi ¶o GPRS sÏ ë tr¹ng th¸i “bËn” hoÆc “gi÷”. L­u l­îng ®ång thêi kh«ng ®­îc hç trî bëi MS lo¹i B. Thuª bao cã thÓ tiÕn hµnh hoÆc nhËn cuéc gäi cho mét trong hai dÞch vô mét c¸ch liªn tiÕp nh­ng kh«ng ®ång thêi. ViÖc lùa chän mét trong hai dÞch vô thÝch hîp ®­îc tiÕn hµnh tù ®éng. Lo¹i C : Lo¹i nµy hç trî vµo m¹ng kh«ng ®ång thêi, vÝ dô chØ sö dông lÇn l­ît. NÕu c¶ hai dÞch vô ®Òu ®­îc hç trî, MS lo¹i C cã thÓ tiÕn hµnh hoÆc/vµ nhËn cuéc gäi tõ dÞch vô lùa chän ngÇm ®Þnh hoÆc lùa chän b»ng tay. KÕt luËn Gi¶i ph¸p GPRS cã thÓ ®Èy tèc ®é truyÒn d÷ liÖu lªn 270 Kbps. Môc ®Ých cña ph­¬ng ¸n nµy lµ gi¶i quyÕt vÊn ®Ò dÞch vô cña ®iÖn tho¹i di ®éng. Khi sö dông dÞch vô GPRS vµo m¹ng b­íc ®Çu sÏ n©ng cÊp tèc ®é truyÒn ®Õn 64 Kbps nªn cã thÓ øng dông c¸c dÞch vô th­¬ng m¹i ®iÖn tö, truyÒn d÷ liÖu nhanh chãng v× m¹ng di ®éng ®· kÕt nèi ®­îc víi m¹ng chuyÓn m¹ch gãi PDN sau ®ã khi ®¹t ®Õn tèc ®é 270 Kbps th× c¸c øng dông m¹ng ISDN, dÞch vô ®a ph­¬ng tiÖn còng tõng b­íc ®­îc triÓn khai. MÆt h¹n chÕ cña GPRS lµ tuy ®· ®­îc ®­a vµo ¸p dông trªn thÕ giíi nh­ng gi¸ thµnh cña ®Çu t­ cßn kh¸ cao. H¬n n÷a nÕu dÞch vô GPRS cã l­u l­îng cao th× dung l­îng m¹ng GSM cÇn ph¶i më réng nhÊt lµ phÇn v« tuyÕn v× mçi cuéc truyÒn d÷ liÖu sÏ chiÕm ®Õn 8 khe thêi gian, gÊp 8 lÇn dung l­îng tho¹i, mÆt kh¸c m¹ng GSM lµ khi ph¸t triÓn m¹ng v« tuyÕn dung l­îng lªn cao sÏ bÞ ¶nh h­ëng chÊt l­îng l­íi do viÖc giíi h¹n b¸n kÝnh « phñ sãng. ¦u ®iÓm cña gi¶i ph¸p GPRS lµ dùa trªn nÒn t¶ng m¹ng GSM nªn tËn dông ®­îc thiÕt bÞ. M¹ng di ®éng cña chóng ta hiÖn nay lµ hai m¹ng VinaFone vµ MobiFone ®Òu sö dông c«ng nghÖ GSM do ®ã sÏ tËn dông thiÕt bÞ vµ kh«ng g©y “sèc” cho ng­êi sö dông. MÆt kh¸c gi¶i ph¸p nµy còng cã ­u ®iÓm lµ cã thÓ tõng b­íc th¨m dß thÞ tr­êng dÞch vô ®Ó chän thêi ®iÓm ®Çu t­ n©ng cÊp thÝch hîp. Khi ®­a gi¶i ph¸p EDGE kh«ng thay ®æi nhiÒu vÒ phÇn cøng nªn tiÕt kiÖm ®Çu t­.