Lời mở đầu

Ngày nay, trong ngành công nghiệp viễn thông đang diễn ra sự hội tụcủa viễn thông với công nghệ thông tin, hội tụ của các dịch vụ thoạitruyền thống và các dịch vụ dữ liệu mới. Điều này có ảnh hưởng lớn đếnmạng viễn thông, đòi hỏi mạng viễn thông phải có cấu trúc mở, linhhoạt, cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau cho người sử dụng, hiệuquả khai thác cao, dễ phát triển... Để đáp ứng các yêu cầu này, một sốnhà sản xuất thiết bị viễn thông và một số tổ chức nghiên cứu về viễnthông đã đưa ra các ý tưởng và mô hình về cấu trúc mạng thế hệ sauNGN.

Trong xu thế đó, ngành viễn thông Việt Nam cũng đang có những bướcchuyển biến và phát triển mới. Mạng viễn thông của Tổng Công ty Bưuchính viễn thông đã được số hoá với các thiết bị hiện đại và các loạihình dịch vụ ngày càng gia tăng cả về số lượng và chất lượng. Bên cạnhVNPT, một số công ty khác cũng đã và đang từng bước tham gia vàoviệc khai thác thị trường cung cấp các dịch vụ viễn thông.

Trong phần báo cáo của mình chúng em xin trình bày sự

hiểu biết của mình về những vấn đề sau:

Phần 1 – Đặt Vấn Đề :

+ Chương I : Tổng quan hệ thống thông tin di động GSM

+ Chương II : Khái niệm chung về báo hiệu

Phần 2 – Giải Quyết Vấn Đề :

+ Chương I : Báo hiệu kênh riêng ( CAS )

+ Chương II : Báo hiệ kênh chung ( CCS )

Phần 3 - Kết luận

Phần I : Đặt Vấn Đề

Chương I : Tổng quan mạng di động GSM

I .1. Tổng quan mạng GMS

Cấu hình mạng GSM :

Trong đó:

SS : Switching System - Hệ thống chuyển mạch

AUC : Trung tâm nhận thực

VLR : Bộ ghi định vị tạm trú

HLR : Bộ ghi định vị thường trú

EIR : Equipment Identified Reader - Bộ ghi nhận dạng

thiết bị

MSC : Mobile Switching Central - Trung tâm chuyển

mạch các nghiệp vụ di động

BSS : Base Station System - Hệ thống trạm gốc

BTS : Base Television Station - Đài vô tuyến gốc

BSC : Base Station Control - Đài điều khiển trạm gốc

MS : Máy di động

OSS :Operating and Surveilance System - Hệ thống khaithác và giám sát.

OMC : Operating and Maintaining Central - Trung tâmkhai thác và bảo dưỡng

ISDN : Mạng số liên kết đa dịch vụ

PSTN : Mạng điện thoại mặt đất công cộng

CSPDN : Mạng chuyển mạch số công cộng theo mạch

PLMN : Mạng di động mặt đất công cộng

I.2 . Cấu trúc địa lý của mạng

Mọi mạng điện thoại đều cần một cấu trúc nhất định đểđịnh tuyến các cuộc gọi vào đến tổng đài cần thiết và cuốicùng đến thuê bao bị gọi. Trong mạng di động cấu trúc nàyrất quan trọng do tính lưu thông của các thuê bao trongmạng.

Về mặt địa lý một mạng di động gồm :

Vùng mạng.

Vùng phục vụ.

Vùng định vị.

Ô (Cell).

I.3. Hệ thống trạm gốc BSS

Có thể nói BSS là một hệ thống các thiết bị đặc thù riêngcho các tính chất tổ ong vô tuyến của GSM. BSS giao diệntrực tiếp với các trạm di động ( MS ) thông qua giao diệnvô tuyến. Vì thế nó bao gồm các thiết bị phát và thu đườngtruyền vô tuyến và quản lý các chức năng này. Mặt khácBSS thực hiện giao diện với các tổng đài SS. Tóm lại BSS thực hiện đấu nối các MS với tổng đài và nhờ vậy đấu nốinhững người sử dụng các trạm di động với các người sửdụng viễn thông khác. BSS cũng phải được điều khiển và vìvậy nó được đấu nối với OSS.

BSS bao gồm hai loại thiết bị : BTS giao diện với MS vàBSC giao diện với MSC.

I.4. Trạm di động MS

Trạm di động là thiết bị duy nhất mà người sử dụng có

thể thường xuyên nhìn thấy của hệ thống. MS có thể là thiết

bị đặt trong ôtô hay thiết bị xách tay hoặc cầm tay. Loại

thiết bị nhỏ cầm tay sẽ là thiết bị trạm di động phổ biến

nhất. Ngoài việc chứa các chức năng vô tuyến chung và xử

lý giao diện vô tuyến, MS còn phải cung cấp 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 các thiết bị

khác như giao diện với máy tính cá nhân, Fax ... Hiện nay

người ta đang cố gắng sản xuất các thiết bị đầu cuối gọn

nhẹ để đấu nối với trạm di động

Chương II: Khái quát chung về báo hiệu

II.1. Giới thiệu chung

II.2.Các loại báo hiệu

II.2.1.Báo hiệu đường dây thuê bao

Để bắt đầu một cuộc gọi, một thuê bao nhấc máy, hành

động này tạo ra một tín hiệu gửi đến tổng đài để báo cho

tổng đài biết rằng thuê bao muốn tạo một cuộc gọi.

II.2.2. Báo hiệu liên đài

Báo hiệu liên đài gồm các thông tin được trao đổi giữa

các tổng đài, đó là các tín hiệu báo hiệu đường và các tín

hiệu báo hiệu thanh ghi.

II.3. Các chức năng của báo hiệu

Chức năng giám sát

Các chức năng tìm chọn

Các chức năng vận hành - quản lý mạng

Phần II : Giải quyết vấn đề

Chương I : Báo hiệu kênh riêng (báo hiệu kênh liên kết ) CAS

I.1. Tổng quan

Báo hiệu kênh riêng CAS ( Channel Associated Signalling) có hiệu suấtbáo hiệu không cao do 1 cuộc gọi chiếm 2 kênh (kênh cho thoại và kênhcho báo hiệu). Khi đó kênh báo hiệu này tồn tại trong suốt thời gian cuộcgọi dù cuộc gọi có truyền tin hay không (thông thường các thông tin báohiệu lại chỉ được truyền trước khi và sau khi kết thúc cuộc gọi). Dẫn đến sựlãng phí không thuận tiện nhất là cho các cuộc gọi chiém nhiều thời gian(như các cuộc gọi truyền dữ liệu…

Vì sử dụng mã để báo hiệu nên số lượng các thông tin báo hiệu rất ít do đó hạn chế các khả năng điều khiển , thông tin báo hiệu cho các dịch vụ giátrị gia tăng qua mạng

Kênh báo hiệu được truyền kết hợp cùng tuyến với kênh cuộc gọi do vậy khả năng tìm kiếm và định tuyến kém cho các đầu cuối không cố định, đồng thời làm tăng lưu lượng mạng báo hiệu trong quá trình tìm kiếm thuêbao di động do đó hạn chế khả năng ứng ngày càng cao của các dịch vụ giátrị gia tăng ..

Hình 3.1 Mô hình mạng báo

hiệu CAS đi cùng với mạng

thông.

I.2. Hệ thống báo hiệu R2 của CCITT

Hệ thống báo hiệu R2 là hệ thống báo hiệu kênh riêng

(CAS), được thiết kế cho chức năng trao đổi thông tin báo

hiệu giữa các tổng đài trong mạng viễn thông số hợp nhất

hoặc mạng kết hợp số với tương tự. Mỗi tín hiệu trao đổi là

tổ hợp của một cặp tần số (MFC).

Hệ thống báo hiệu R2 gồm hai loại tín hiệu tạo thành, đó là:

- Tín hiệu báo hiệu đường.

- Tín hiệu báo hiệu thanh ghi.

a) Báo hiệu đường

Các tín hiệu trong báo hiệu đường được phân chia theo hướng đi và hướng về.

Hướng đi gồm các tín hiệu:

- Tín hiệu chiếm đường

- Tín hiệu giải phóng hướng đi

Hướng về gồm các tín hiệu:

- Tín hiệu xác nhận chiếm

- Tín hiệu trả lời

- Tín hiệu giải phóng hướng về

- Tín hiệu khoá

b) Báo hiệu thanh ghi

Khi thực hiện chuyển mạch một cuộc gọi có liên quan đến nhiều tổng đài, cần phải chuyển các thông tin về các con số giữa các tổng đài đó để kết cuối cuộc gọi được chính xác đến thuê bao mang muốn. Thông tin về các con số được chuyển theo hướng đi, nhưng để điều khiển quá trình thiết lập gọi, cần phải chuyển một số các tín hiệu theo hướng ngược lại.

Các tín hiệu hướng đi gồm:

- Thông tin con số địa chỉ

- Thuộc tính thuê bao chủ gọi

- Thông tin thông báo kết thúc gửi địa chỉ bị gọi

- Thông tin về con số của thuê bao chủ gọi cho tính cước chi tiết

Các tín hiệu hướng về gồm:

- Tín hiệu thông báo tổng đài bị gọi sẵn sàng nhận các con số địa chỉ của thuê bao chủ gọi.

- Các tín hiệu điều khiển xác nhận kiểu thông tin.

- Thông tin kết thúc quá trình chọn, thông tin này để giải phóng thanh ghi và thiết lập tuyến thoại. Đồng thời nó còn đưa ra các thông tin về trạng thái tổ hợp của thuê bao bị gọi.

- Thông tin tính cước.

Thông tin địa chỉ mang một lượng tin lớn và nó có các nguyên lý cơ bản để chuyển thông tin giữa các tổng đài trong mạng như sau:

- Kiểu từng chặng (Link – By – Link)

- Kiểu thông suốt ( End – To – End)

- Kiểu hỗn hợp (Mixed)

Ta có thể mô tả các kiểu báo hiệu này bằng ví dụ giữa thuê bao chủ

gọi A thiết lập cuộc gọi trung kế với thuê bao bị gọi B. Mỗi thuê bao có

mã vùng riêng và việc liên lạc được thực hiện theo từng cặp.

Tuỳ thuộc vào vị trí của tổng đài và sự phân cấp quản lý của

mạng mà ta sẽ sử dụng kiểu báo hiệu nào cho hợp lý

Chương II : Báo hiệu kênh chung CCS

II.1. Tổng quan

Báo hiệu kênh chung (CCS: Common Channel

Signalling) khắc phục được nhược điểm của phương thức

báo hiệu kênh riêng về mặt hiệu suất sử dụng kênh báo

hiệu. Với phương thức báo hiệu kênh chung, kênh báo hiệu

phân phát cho kênh tiếng nói chỉ trong từng khoảng thời

gian báo hiệu. Người ta sử dụng một tuyến thông tin số liệu

riêng biệt chuyên dùng cho công việc báo hiệu.

Hệ thống báo hiệu kênh chung CCS có một chùm kênh

báo hiệu. Chùm kênh này chỉ được phân phát cho một kênh

tiếng nói có nhu cầu báo hiệu trước nhất. Như vậy các kênh

tiếng nói cần được xếp theo thứ tự chờ kênh báo hiệu rỗi.

Dung lượng kênh báo hiệu phụ thuộc vào nội dung báo

hiệu, tần suất sử dụng mỗi kênh tiếng nói. Chính vì vậy

thiết bị báo hiệu có thể được tập chung hoá, chế tạo gọn

gàng hơn. Nó tạo ra ưu điểm về mặt kinh tế. Tuy nhiên

phương thức báo hiệu này chỉ sử dụng cho các tổng đài

SPC để trao đổi báo hiệu liên đài giữa các bộ vi xử lý.

II.2. Hệ thống báo hiệu số 7 của CCITT

II.2.1. Điểm báo hiệu

Điểm báo hiệu (SP-Signalling Point) là nút chuyển mạch

hoặc xử lý trong mạng báo hiệu có thể thực hiện các chức

năng của hệ thống báo hiệu số 7 của CCITT. Tổng đài điện

thoại có chức năng như là điểm báo hiệu thì phải là tổng đài

loại điều khiển bằng chương trình đã lưu trữ SPC vì báo

hiệu số 7 là thông tin số liệu giữa các bộ xử lý. Tất cả các

điểm báo hiệu trong mạng báo hiệu số 7 được nhận dạng

bằng một mã duy nhất (14 bit) được gọi là mã của điểm báo

hiệu.

II.2.2. Kênh báo hiệu / Chùm kênh báo hiệu

Hệ thống báo hiệu kênh chung sử dụng các kênh báo hiệu

(SL) để chuyển tải thông tin báo hiệu giữa hai điểm báo

hiệu. Về mặt vật lý, kênh báo hiệu bao gồm kết cuối báo

hiệu ở mỗi đầu của kênh và vài loại môi trường truyền dẫn

(thường là khe thời gian ở đường truyền PCM) đấu nối 2

kết cuối báo hiệu.

Một số các kênh báo hiệu song song đấu nối trực tiếp hai

điểm báo hiệu với nhau tạo thành chùm kênh báo hiệu.

II.2.3. Các phương thức báo hiệu

Các điểm báo hiệu mà thông tin báo hiệu đi qua được gọi là các điểm chuyển giao

báo hiệu (STP).

II.2.4. Các loại điểm báo hiệu

Điểm báo hiệu nơi mà thông tin báo hiệu được tạo ra được gọi là điểmnguồn.

Điểm báo hiệu nơi mà thông tin báo hiệu đi đến đích gọi là điểm đích.

Điểm báo hiệu nơi mà thông tin báo hiệu thu được trên một kênh báo hiệuvà sau đó chuyển giao cho các kênh khác mà không xử lý nội dung của tin báo thì được gọi là điểm chuyển giao báo hiệu (STP).

ở phương thức báo hiệu gần kết hợp, tin báo được chuyển qua một hoặcnhiều STP trên đường từ điểm nguồn tới điểm đích.

II.2.5. Tuyến báo hiệu / Chùm tuyến báo hiệu

Tuyến báo hiệu là một đường đã được xác định trước để tin báo đi qua mạng báo hiệu giữa điểm báo hiệu nguồn và điểm báo hiệu đích. Tuyến báohiệu bao gồm một chuỗi SP/STP và được đấu nối với nhau bằng các kênhbáo hiệu. Tất cả các tuyến báo hiệu mà thông tin báo hiệu có thể sử dụng đểđi qua mạng báo hiệu giữa điểm báo hiệu nguồn và điểm báo hiệu đíchđược gọi là chùm tuyến báo hiệu cho mối quan hệ báo hiệu đó.

II.2.6. Các bản tin báo hiệu

Ở báo hiệu kênh chung, thông tin báo hiệu được truyền tải theo cáchkhác so với các hệ thống báo hiệu truyền thống mà các tín hiệu đượctruyền tải ở dạng xung, các tone, các mã tone ...

ở hệ thống báo hiệu số 7 (SS7) của CCITT, thông tin báo hiệu đượctruyền tải ở các khối tín hiệu, tức là các gói các con số nhị phân (0,1) bố trí như là bản ghi số liệu với các trường, trong đó các tổ hợp bit có ý nghĩa khác nhau. Thực chất SS7 của CCITT là một dạng thông tin sốliệu chuyển mạch gói.

Trong SS7 của CCITT có 3 loại đơn vị tín hiệu :

Khối tín hiệu tin báo (MSU - Message Signal Unit) chứa các thông tin báo hiệu.

Khối tín hiệu trạng thái kênh (LSSU - Link State Signal Unit) được sửdụng để điều hành các kênh báo hiệu.

Khối tín hiệu làm đầy FISU được sử dụng như là làm đầy các tín hiệuvà để chấp nhận.

Hình 4.5 Các đơn vị tín hiệu trong SS7 của CCITT

ở hình trên :

F = cờ hiệu CK = kiểm tra

SF = trường trạng thái SIF = trường thông tin báo

hiệu

SIO = octet thông tin dịch vụ

LI = phần tử chỉ thị độ dài

II.2.7. Các khuôn dạng và mã tin báo

Đơn vị tín hiệu bao gồm một số trường. Một trường (ở MSU), đó là

trường thông tin báo hiệu (SIF - Signalling Information Field) phải làm

việc với các phần của người sử dụng, tất cả các trường khác chứa thông

tin cho phần chuyển giao báo hiệu (MTP). Trường thông tin báo hiệu

chứa thông tin báo hiệu ở phần của người sử dụng và nhãn hiệu.

`

Phần III : Kết luận

Báo hiệu là 1 thực thể không thể thiếu trong các hệ thốngthông tin nói chung và mạng di động GSM nói riêng . Hệ thốngcàng hiện đại và phức tạp thì càng phải có hệ thống báo hiệumạnh và chính xác.Trong bài viết này chúng em đã trình bày“Giới thiệu các phương thức báo hiệu”. Qua quá trình tìmhiểu và được sự giúp đỡ của thầy giáo trong quá trình làm bàichúng em đã hoàn thành bài báo cáo của mình. Do vốn kiến thứccòn hạn chế nên không thể tránh được một số sai sót .Chúng emmong được đóng góp ý kiến để bài viết của mình được hoànthiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn củathầy giáo Ths. Hoàng Trọng Minh.