CÁC DỊCH VỤ GSM CƠ BẢN VÀ CÁC DỊCH VỤ NÂNG CAO

Chia sẻ: Nguyem Xuan Tung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:45

Thêm vào BST

Báo xấu

104
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thoại (Voice) Dịch vụ thoại được nhà điều hành mạng thiết lập đầu tiên từ năm 1991 (giai đoạn 1). Có hai dịch vụ thoại là: Dịch vụ thoại thông thường và dịch vụ khẩn cấp. Với các tín hiệu thoại được mã hóa số, thì cả hai dịch vụ sử dụng kết nối điểm điểm, song công, đồng bộ.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: CÁC DỊCH VỤ GSM CƠ BẢN VÀ CÁC DỊCH VỤ NÂNG CAO

CÁC DỊCH VỤ GSM CƠ BẢN VÀ CÁC DỊCH VỤ NÂNG CAO Tài liệu:  Được dịch từ chương 7 và 8 của Ebook GSM Architecture, Protocols and Services.  Người dịch: Sinh viên Quy Nhơn. Sai sót là rất nhiều, mong sự góp ý chân thành !!! tungben9x@yahoo.com
A.CÁC DỊCH VỤ GSM I. Các dịch vụ GSM truyền thống 1. Các dịch vụ viễn thông Thoại (Voice) Dịch vụ thoại được nhà điều hành mạng thiết lập đầu tiên từ năm 1991 (giai đoạn 1). Có hai dịch vụ thoại là: Dịch vụ thoại thông thường và dịch vụ khẩn cấp. Với các tín hiệu thoại được mã hóa số, thì cả hai dịch vụ sử dụng kết nối điểm điểm, song công, đồng bộ. Điểm khác nhau cơ bản giữa hai dịch vụ này là dịch vụ thông thường yêu cầu một IWF quốc tế, trong khi dịch vụ khẩn cấp đặt trong biên giới của một mạng quốc gia. Truyền dẫn fax Một dịch vụ viễn thông thiết lập tiếp theo (giai đoạn 2), sự lắp đặt dịch vụ fax trong sáng cho nhóm fax 3 thì đã được định ra. Dịch vụ fax được gọi là dịch vụ trong sáng bởi vì nó sử dịch vụ mang trong sáng cho dữ liệu fax. Việc mã hóa và truyền dẫn của dữ liệu fax sử dụng giao thức theo khuyến cáo ITU-T 30. Nhà hoạt động mạng cũng có sự lựa chọn để thiết lập Fax trên một dịch vụ mang không trong sáng để cải tiến các chất lượng truyền dẫn. Dịch vụ fax trong sáng được truyền đi trên một kênh dung lượng mà được dùng cho thoại hoặc fax. Các tùy chọn khác được xác định như một chuyển tiếp fax với sự tiếp nhận cuộc gọi tự động. Dịch vụ này có thể được đưa ra bởi nhà điều hành mạng khi mà đa đánh số được dùng như một giải pháp liên kết mạng. Trong trường hợp đa đánh số, khách hàng được được gán một vài số MSISDN, và một sự chia sẻ tiểu sử liên kết mạng đã được lưu cho mỗi số. Với cách này, dịch vụ viễn thông có thể được kết hợp với mỗi MSISDN, dịch vụ fax cũng là một trong số đó. Nếu một thuê bao được gọi trên số fax GSM, thì các nguồn được yêu cầu trong IWF của MSC cũng giống như là trong MS có thể được kích hoạt. Trong trường hợp của dịch vụ fax trong sáng, các cuộc gọi fax nhận một số giống như số cuộc gọi thoại và được chuyển mạch tới bên nhận fax một cách bình thường. II. Các dịch vụ GSM phổ biến: SMS và MMS SMS Là một dịch vụ quan trọng trong hệ thống GSM ngày nay, một dạng dịch vụ phổ biến tại bên người dùng và tạo ra doanh thu cho bên nhà cung cấp, có khả năng để nhận và gửi bản tin ngắn tại MS: SMS, TS21 và TS22. Các dịch vụ này được xem như là giai đoạn thứ 3 và được đưa ra vào cuối năm 1996 trên toàn bộ các mạng GSM. TS21 là một phiên bản điểm điểm của SMS, còn TS22 được xác định như là một tùy chọn thiết lập dung lượng để gửi tin nhắn ngắn tới một MS. Sự kết hợp SMS với các dịch vụ bổ xung khác, các hệ thống hộp thư với sự thông báo tự động của các bản tin được nhận mới nhất hoặc chi phí cho việc truyền dẫn bản tin ngắn, thể hiện ý nghĩa vượt trội rõ ràng cách mà dịch vụ được đưa ra bởi mạng GSM so với các dịch vụ được cung cấp bởi mạng cố định. Với SMS, nhà điều hành mạng thiết lập một trung tâm dịch vụ, khi đó tiếp nhận các tin nhắn từ mạng cố định và xử lý chúng theo chế độ lưu và chuyển tiếp. Giao diện thì không có được sự xác định riêng biệt và có thể dùng đến báo hiệu DTMF, yêu cầu đặc biệt, email, fax. Sự phân phát tin nhắn có thể tuy biến thời gian và không phụ thuộc vào vị trí hiện hành của MS. Một trung tâm dịch vụ có chấp nhận các bản tin ngắn từ MS, khi đó, cũng có thể chuyển tiếp tới thuê bao trong mạng cố định. Sự truyền dẫn bản tin ngắn sự dụng giao thức kết nối vô hướng, bảo vệ và chuyển mạch gói. Bên nhận của bản tin phải có báo nhận bằng MS hoặc trung tâm dịch vụ; trong trường hợp lỗi, việc truyền lại sẽ diễn ra. TS21 và TS22 chỉ là các dịch vụ viễn thông nếu như được sử dụng với các dịch vụ viễn thông khác, bản tin ngắn có thể được truyền và phát trong quá trình một cuộc gọi đang diễn ra.
Một biến thể của SMS là dịch vụ quảng bá cell TS23, SMSCB. Các bản tin SMSCB thì được quảng bá trên một vùng giới hạn của mạng. Chúng có thể được nhận bởi các MS trong chế độ rảnh rỗi và bên nhận sẽ không báo nhận. Bản thân một MS thì không gửi các bản tin SMSBC. Với dịch vụ này, các bản tin bao gồm một sự chỉ định hạng mục, nên MS có thể chọn một hạng mục quan tâm mà chúng muốn nhận và lưu trữ. Chiều dài tối đa của SMSBC là 93 kí tự, nhưng sử dụng bộ phân kết hợp thì mạng có thể phát các bản tin dài hơn, lên tới 15 chuỗi bản tin SMSBC. Bảng 7.1 SMS, EMS và MMS Dịch vụ Năm ra đời Kích cỡ Nội dung SMS 1995 160 byte Văn bản EMS 2000 160 byte Văn bản, hình ảnh, hoạt ảnh MMS 2001 100 kbyte Văn bản, hình ảnh, video EMS EMS là sự mở rộng của SMS. SMS bị giới hạn chỉ có thể văn bản, để giải quyết sự hạn chế này, EMS đã được ra. EMS được phát triển bởi các nhà sản xuất GSM như một chuẩn 3GPP mở. Nó cho phép gửi các ảnh không màu 16x16 hoặc 32x32 pixel, và các ảnh được điều chỉnh trong thiết bị cầm tay. Chuổi ảnh có thể bao gồm sáu ảnh. Phong cữ có thể được định dạng trong EMS và bao gồm các âm sắc của ba bát độ. Các dải của âm sắc có thể là 150, 225, 300, 450 ms và có thể lên tới 80 nốt. Tuy nhiên trước khi EMS trở nên phổ biến thì chuẩn MMS ra đời và EMS đã bị bỏ qua. MMS MMS tương tự như SMS và EMS, tuy nhiên nó có khả năng cao hơn trong kích thước và độ linh hoạt. Chuẩn MMS được phát triển bởi tập đoàn công nghiệp và trở thành chuẩn 3GPP. Ngoài khả năng văn bản, MMS có khả năng để truyền hình ảnh, giai điệu, các chuỗi đa phương tiện. MMS có thể truyền tới 100 kbyte dữ liệu và có thể điều khiển thoại mã AMR, ảnh, âm nhạc và cả video. Đứng ở góc độ mạng lưới, một trung tâm MMS, gọi là MMS-C được yêu cầu đến, trung tâm này có trách nhiệm cho việc lưu trữ, chuyển đổi và chuyển tiếp dữ liệu MMS. MMS-C cũng lưu trữ thông tin về khác hàng, như là khả năng của thiết bị đầu cuối, điều này cho phép tránh truyền dẫn các bản tin MMS truyền tới MS trong những định dạng mà thiết bị đầu cuối không thể điều khiển. Sự so sánh giữa SMS, EMS, và MMS được thể hiện trong 7.1. Kiến trúc MMS Kiến trúc mạng dịch vụ bản tin đa phương tiện (MMSNA) bao gồm toàn bộ các thành phần để cung cấp một MMS hoàn chỉnh tới một người dùng. Điều này cũng gồm các sự liên kết giữa các nhà cung cấp dịch vụ. Môi trường dịch vụ bản tin đa phương tiện MMSE là một tập hợp của các thành phần mạng MMS riêng biệt, mà được điều khiển bởi một sự quản lý đơn lẻ. Trong trường hợp chuyển vùng, mạng được viếng thăm có một phần MMSE của người dùng trong câu hỏi, khi các thuê bao của một nhà nhà cung cấp dịch vụ khác có phần trong MMSE khác. Một nguyên tắc quan trong được đưa ra bởi máy chủ/Chuyển tiếp MMS, khi đó có trách nhiệm cho việc lưu trữ và điều khiển các bản tin đến và đi. Nó cũng có sự tính cước các bản tin giữa các hệ thống khác nhau. Máy chủ/chuyển tiếp MMS có thể là một thành phần logic đơn lẻ hoặc là có thể chia sẻ hai thành phần đơn lẻ, một máy chủ chuyển tiếp MMS và một máy chủ MMS. Máy chủ/Chuyển tiếp MMS cũng cho phép để tạo ra sự tính cước dữ liệu, khi nhận các bản tin đa phương tiện (MM) từ một thành phần hoặc phân phối MM tới một thành phần của kiến trúc. Dữ liệu người dùng MMS gồm thông tin có liên quan tới người dùng, cấu hình và dung lượng dữ liệu. Dữ liệu người
dùng có thể là một thực thể đơn lẻ hoặc nó có thể được phân phối. “Đại lý” người dùng MMS là một ứng dụng lớp chức năng, cung cấp người dùng khả năng để xem, viết và điều khiển MM. “Đại lý” MMS được đặt ở thiết bị di động. Cuối cùng, các ứng dụng dịch vụ giá trị VAS gia tăng đưa ra các dịch vụ giá trị gia tăng tới người dùng. Một vài ứng dụng VAS có thể được kết nối tới một MMSE. Hình 7.1 Kiến trúc mạng dịch vụ bản tin đa phương tiện. III. Tổng quan về các dịch vụ GSM trong giai đoạn 2+ Các chuẩn GSM luôn luôn được nâng cấp: Giai đoạn 1 của sự thiết lập bao gồm các dịch vụ viễn thông cơ bản - trước tiên là thoại và một vài dịch vụ bổ xung khác, khi đó được đưa ra bởi các nhà điều hành vào năm 1991, lúc này GSM đã giới thiệu ra thì trường. Sự chuẩn hóa giai đoạn hai hoàn thành trong năm 1991 và tung ra thị trường vào năm 1996. Thực chất thì ETSI thêm khá nhiều các dịch vụ bổ xung, khi mà khái GSM bắt đầu hình thành và được chập nhận từ ISDN cố định. Các dịch vụ mới này được tạo ra và cần thiết để gia công lại các phần lớn của chuẩn GSM. Mạng lưới mà hoạt động theo các chuẩn được sửa lại được gọi là GSM giai đoạn 2. Tùy nhiên, các mạng và thiết bị đầu cuối của giai đoạn hai duy trì sự tương thích với các thiết bị đầu cuối và thiết bị mạng của giai đoạn 1, sự phát triển chuẩn mới có khả năng tương thích chính xác với thế hệ trước đó. GSM giai đoạn 2+ đưa ra nhiều mong đợi từ truyền dẫn vô tuyến tới truyền tin và xử lý cuộc gọi. Tuy nhiên, không có sự duyệt xét hoàn chỉnh cho chuẩn GSM; chính xác là các vùng đối tượng đơn lẻ thì được xử lý như là các đơn vị chuẩn hóa
riêng biệt, với mục đích đó, cho phép chúng được thiết lập và giới thiệu một cách độc lập. Do đó, hệ thống GSM có thể phát triển theo từng giai đoạn và sự chuẩn hóa có thể theo cách linh hoạt trong môi trường cần đến. Tuy nhiên với cách tiếp cận này, sự xác nhận duy nhất của một hệ thống GSM là không thể cho phép. Kí hiệu GSM 2+ để chỉ ra sự mở đầu (Mouly và Pautet 1995), chỉ ra một quá trình phát triển không có mốc thời gian kết thúc hoặc thời điểm ra đời của các dịch vụ mới. Các chuẩn GSM thì được đưa ra trong cách gọi là phiên bản (phiên bản 97, 98, 99 và 2000). Một danh sách lớn câu hỏi kĩ thuật đã được giải quyết, và chỉ có một vài cái còn lại được thể hiện trong phần sau. Hình 7.2 thể hiện sự phát triển của GSM, từ khởi phát là các dịch vụ thoại số tới thế hệ thứ 3 của truyền dẫn di động (UMITS/IMT 2000). Nó thể hiện các dịch vụ của giai đoạn 2+. Phần lớn các dịch vụ đó được đưa ra bởi các nhà cung cấp mạng ngày nay và có thể được sử dụng với thiết bị di động cải tiến. Hình 7.2 Sự phát triển của GSM VI. Dịch vụ mang và dịch vụ viễn thông của GSM giai đoạn 2+. 1.Trường cuộc gọi thoại cải tiến Các hệ thống GSM giai đoạn 2+ đưa ra các đặc điểm không phù hợp cho truyền dẫn nhóm. Ví dụ, các dịch vụ cuộc gọi nhóm hoặc dịch vụ “nhấn để gọi” (“push to talk”) đã được biết từ hệ thống vô tuyến cá nhân hoặc hệ thống vô tuyến số trung kế với sự thiết lập kết nối nhanh thì đã không được đưa ra. Tuy nhiên, các dịch vụ này thì cần thiết cho các nhóm người dùng gần gũi nhau. Về khía cạnh riêng, các nhà hoạt động xe lửa có một yêu cầu to lớn cho đặc điểm này. Vào năm 1992, một tổ chức quốc tế, Union Internationale des Chemins De Broglie Fer (UIC), đã chọn hệ thống GSM (Mouly và Pautet 1995)như chuẩn của họ. Hệ thống GSM này dựa trên hệ thống truyền dẫn đường ray quốc tế thay thế cho một tập hợp của các hệ thống vô tuyến không tương thích. Trong phần này, chúng ta sẽ đề cập đến các dịch vụ viễn thông thoại đã chuẩn hóa mà đưa ra cho truyền dẫn nhóm : Dịch vụ thoại quảng bá (VBS) và Cuộc gọi
thoại nhóm (VGCS). Ngoài ra, quyền ưu tiên đa mức cải tiến (Enhanced Multilevel Precedence) và Dịch vụ quyền ưu tiên trước (Pre-emption Service) thì được dùng để gán và điều khiển các quyền ưu tiên tới người dùng và cuộc gọi của họ. Toàn bộ các dịch vụ được chỉ ra trên được xem như là Trường cuộc gọi thoại cải tiến ASCI.  Dịch vụ thoại quảng bá VBS VBS cho phép người dùng để quảng bá một bản tin thoại tới một vài người dùng khác trong một vùng địa lý xác định trước. Người khởi tạo cuộc gọi có thể chỉ gửi (người nói) còn một vài người khác có thể chỉ nge (người nghe). Hình 7.3 đưa ra một mô hình minh họa của một quá trình VBS. Người dùng di động là những người có những lợi ích riêng trong nhóm thuê bao VBS xác định trước và sẽ nhận các cuộc gọi quảng bá của nhóm đó. Quyền hạn đặc biệt thì cần thiết cho việc gửi chính xác các cuộc gọi quảng bá và cho việc nhận các cuộc gọi đó. Thuê bao nhóm VBS được lưu trữ trong thẻ SIM của người dùng, và nếu như thuê bao không muốn nhận cuộc gọi VBS thì họ có thể tắt thẻ SIM đó. Ngoài ra đối với các thuê bao di động GSM, một nhóm được xác định trước của kết nối điện thoại cố định có cũng có thể tham gia trong dịch vụ VBS. Hình 7.3 Quy trình VBS Khái niệm hệ thống và đăng kí cuộc gọi nhóm Diện tích trong một cuộc gọi thoại quảng bá được gọi là diện tích cuộc gọi nhóm. Như thể hiện trong hình 7.4, nhìn chung vùng diện tích này bao gồm một vài cell. Diện tích cuộc gọi nhóm có thể bao gồm một vài cell của một vài MSC và của một vài PLMN. Một MSC chịu trách nhiệm cho một điều khiển VBS. Nó được gọi là MSC neo (anchor MSC). Nếu một thoại quảng bá cũng được phát trong các cell mà không nằm trong vùng dịch vụ của MSC đó, thì các MSC của các cell kia cũng được yêu cầu đến. Chúng được xem như là sự chuyển tiếp MSC.
Hình 7.4 Ví dụ về diện tích cuộc gọi nhóm. Dữ liệu VBS được được lưu trong một Bộ cuộc gọi nhóm GCR. Hình 7.5 thể hiện kiến trúc GSM được mở rộng. GCR bao gồm cuộc gọi quảng bá phân bổ cho mỗi nhóm VBS, khi đó, cần đến chuyển tiếp cuộc gọi và xác nhận. Một vài ví dụ sau. Hình 7.5 Sự mở rộng kiến trúc GSM với GCR  Khi nào các cell thuộc về diện tích nhóm cuộc gọi ?  Khi nào MSC thì chịu trách nhiệm MSC neo ?  Trong đó, các cell nào là thành viên nhóm đang phân bổ, cell nào là bản tin thoại để quảng bá ?  Các MSC khác là bản tin thoại để được chuyển tiếp tới các thành viên nhóm, những người mà hiện đang nằm trong vùng cuộc gọi nhóm.
 Khi nào các kết nối điện thoại cố định bên ngoài là bản tin quảng bá được đánh địa chỉ ?  Khi nào các kết nối điện thoại cố định được cho phép hoạt động như người nghe ? Thiết lập cuộc gọi và các kênh logic Một MS có ý định để khởi tạo một cuộc gọi thoại quảng bá thì nó gửi một yêu cầu tới BSS. Yêu cầu bao gồm nhóm ID của nhóm VBS được gọi. Sau đó, MSC có trách nhiệm hỏi tiểu sử người dùng từ VLR và kiểm tra để xem người dùng được cho phép như người người nge cho cuộc gọi nhóm hay không. Tiếp theo, một vài phân bổ VBS riêng biệt được yêu cầu từ GCR. Nếu cuộc gọi quảng bá có thể sẽ được phát đi trên các cell mà không thuộc MSC hiện hành, thì một MSC neo được xác định. MSC neo chuyển tiếp các phân bổ VBS tới toàn bộ các MSC chuyển tiếp, sau đó, thì tác động đến toàn bộ các BTS để phân bổ một kênh lưu lượng trong các cell tương ứng và sau đó để gửi một bản tin thông báo trên NCH ( kênh này được dùng để thông báo cho MS về các cuộc gọi nhóm và quảng bá). Khi một MS nhận một bản tin và cũng có sự thuê bao tới nhóm VBS tương ứng thì nó thay đổi kênh dung lượng và lắng nge quảng bá thoại trong đường xuống. Người nghe được thông báo về sự thiết lập kết nối thành công và có thể bắt đầu nói. Bản tin thông báo thì được lặp lại theo chu kỳ trên NCH đến khi người nghe kết thúc cuộc gọi. Trái ngược với thủ thuật paging trong các cuộc gọi GSM thông thường, các thuê bao di động riêng rẻ và MS của họ thì không được địa chỉ hóa bằng TMSI hoặc IMSI, mà với VBS thì dùng đến nhóm ID. Hơn nữa, MS không báo nhận sự nhận của các cuộc gọi VBS tới mạng lưới. Để thực hiện các dịch vụ, các kênh dung lượng không được phân bổ tới các thuê bao riêng rẻ, nhưng tín hiệu thoại của người nghe thì được quảng bá tới tất cả bên nghe trong một cell trên một nhóm kênh. Do đó, trong một cell riêng, chỉ một kênh đầy đủ tốc độ được chiếm giữ. Dịch vụ cuộc gọi thoại nhóm VGCS Một dịch vụ truyền dẫn nhóm khác là VGCS. VGCS xác định một dịch vụ truyền dẫn nhóm người dùng gần gũi, trong đó, việc nói có thể được truyền đi trong một một nhóm trong suốt quá trình gọi và được thực hiện bởi bộ phận “nhấn để nói” giống như vô tuyến di động. Nguyên tắc này thể hiện ở hình 7.6: Người dùng một khởi tạo một cuộc gọi nhóm và nói, trong khi những người khác thì nghe. Tiếp theo, người dùng 1 giải phóng kênh và thay đổi sang chế độ nghe. Bây giờ, mỗi thuê bao có thể áp dụng để thành người nghe. Ví dụ người dùng 4 yêu cầu kênh và mạng gán một kênh cho nó. Họ nói, giải phóng kênh và chuyển sang chế độ nghe. Cuối cùng, cuộc gọi nhóm được kết thúc bằng bộ khởi tạo. Luồng thông tin trong VBS là đơn công, còn trong VGCS là bán song công. Các khái niệm cơ bản trong VBS như diện tích cuộc gọi nhóm, nhóm ID, GCR MSC neo/chuyển tiếp thì cũng được dùng trong VGCS.
Hình 7.6 Tiến trình cuộc gọi nhóm Kênh logic Một kênh lưu lượng thì được phân bổ trong mỗi cell của diện tích nhóm cuộc gọi. Toàn bộ thành viên nhóm nge trong kênh đó ở đường xuống, và chỉ có người nói mới sử dụng đường lên. Do đó, mạng phải điều khiển nguồn vô tuyến lên. Mạng chỉ ra đường xuống tới tất cả các MS còn đường lên thì được sử dụng hoặc không. Nếu như kênh truyền rỗi, thì các thành viên nhóm có thể gửi các AB (Acess Burst). Sự va chậm xảy ra cũng được giải quyết, và mạng chọn một người dùng và anh ta có thể nói. Bảng 7.2 Phân loại ưu tiên trong eMLPP Quyền ưu tiên đa mức nâng cao và quyền chọn trước Dịch vụ ưu tiên cho phép mạng xử lý các cuộc gọi với một sự phân loại ưu tiên. Nếu lượng tải mạng thì lớn, thì các cuộc gọi với ưu tiên cao có thể được xử lý trong phương thức và các nguồn dàng cho các các cuộc gọi có ưu tiên thấp. Nghĩa là, một cuộc gọi với ưu tiên thấp có thể bị ngưng lại bởi vì một cuộc gọi với ưu tiên cao đi tới. Các thuộc tính trong GSM thì được điều khiển bởi eMLPP. Nó là dịch vụ bổ xung cho các dịch vụ thoại điểm điểm cũng như là VBS và VGCS. Nguyên tắc của eMLPP dưa trên phương pháp quyển ưu tiên đa mức và quyền chọn trước MLPP (Khuyến nghị ITU-T Q.735, 2008) được dùng trong báo hiệu SS7. MLPP được nâng cấp với các chức năng cho điều khiển quyền ưu tiên tại giao diện không gian, Bảng 7.2 thể hiện toàn bộ các mức ưu tiên của eMLPP. Ngoài năm mức ưu tiên được dùng trong MLPP, và hai mức ưu tiên cao hơn được xác định. Bảng còn thể hiện một cuộc gọi với ưu tiên cao hơn có thể có thể kết thúc một cuộc gọi có ưu tiên thấp hơn. Điều này là một chú ý quan trọng, chỉ có nhà điều hành mới có thể sử dụng các cuộc gọi lớp ưu tiên A và B, ví dụ như một cuộc gọi khẩn cấp trên VBS hoặc VGCS có thể được khởi tạo trong các trường hợp thảm họa. Các cuộc gọi sử dụng trong lớp ưu tiên này có thể chỉ dùng trong vùng dịch vụ của một MSC. Năm lớp ưu tiên còn lại có thể
được dùng trong toàn bộ PLMN và cũng được dùng trong sự kết hợp PLMN của ISDN. Cuộc gọi ưu tiên cao nhất mà một thuê bao được cho phép sử dụng thì được lưu trong SIM và trong HLR. 2. Các dịch vụ dữ liệu mới và tốc độ dữ liệu cao: HSCSD, GPRS, và EDGE. Trong thảo luận ở phần B, ta sẽ thấy tốc độ tối đa 9.6 kbit/s trong mạng GSM thông thường là thấp hơn so với mạng cố định. Mong muốn tốc độ dữ liệu cao hơn trong mạng GSM là động cơ thúc đẩy để đưa ra các tốc độ dữ liệu cao hơn và các dịch vụ linh hoạt hơn. Từ đó, một trong các nhóm chuẩn hóa GSM xác định dịch vụ HSCSD, sau đó, là dịch vụ dữ liệu gói, GPRS, đã được chuẩn hóa và đưa ra bởi nhiều nhà điều hành mạng. Đây là dịch vụ mang chuyển mạch gói tuyệt vời tại giao diện không gian. Như với HSCSD, khả năng đa khe thời gian MS thì được yêu cầu (ví dụ, bốn cho đường xuống và hai cho đường đường lên). GPRS sẽ được bàn đến trong phần B, giới thiệu chi tiết hơn về kiến trúc hệ thống, giao thức, giao diện không gian, đa truy cập và kết hợp với internet. Để tăng tốc độ dữ liệu và hiệu quả phổ trên một khe thời gian, EDEG được phát triển, cũng được miêu tae trong phần B. Nó sử dụng các mô hình điều chế yêu cầu cao hơn, và một chuỗi các mô hình mã hóa khác nhau. Việc kết hợp EDGE với GPRS và HSCSD chúng ta có EGPRS và ECSD, ngày nay sự kết hợp này đưa ra tốc đô cao hơn là HSCSD và GPRS. V. Các dịch vụ bổ xung trong GSM giai đoạn 2+. 1. Các dịch vụ bổ xung cho thoại Phần lớn các đặc điểm dịch vụ bổ xung được biết từ ISDN đã được thiết lập trong GSM. Tính di động của người dùng tạo ra sự cần thiết cho các dịch vụ bổ xung mới. Ví dụ như các dịch vụ bổ xung được được biết từ ISDN hoặc mới hơn đươc xác định là sự tìm kiếm truy cập di động, chuyển tiếp bản tin ngắn, tiểu sử đa người dùng, chuyển tiếp cuộc gọi hoặc sự bổ xung cho các cuộc gọi tới thuê bao bận (CCBS). Ví dụ của dịch vụ CCBS thể hiện vai trò của HLR được thay đổi từ chức năng gốc là một cơ sở dũ liệu tới một chức năng như là thành phần điều khiển dịch vụ, giống như điểm điều khiển dịch vụ SCP của mạng thông minh IN. Dịch vụ CCBS được dựa trên cơ cở “gọi lại sau nếu bận”. Nếu một thuê bao được gọi thì không chấp nhận một cuộc gọi vì một kết nối khác đang tiến hành, thì thuê bao đang gọi có thể kích hoạt dịch vụ CCSB, trong trường hợp này, mạng sẽ tự động thiết lập kết nối với bên được gọi tại thời điểm người đó kết thúc kết nối kia. Tính di động thêm sự phức tạp để thiết lập các dịch vụ này. Trong mạng cố định, sự thiết lập sẽ yêu cầu thiết lập hàng đợi cho các yêu cầu gọi lại sau trong trung tâm chuyển mạch của thuê bao gọi và thuê bao được gọi. Trong một mạng di động, yêu cầu thêm các chuyển mạch bổ xung, bởi vì sau khi kích hoạt dịch vụ CCBS, thuê bao gọi có thể chuyển vùng tới các trung tâm chuyển mạch khác. Nếu sự thiết lập dịch vụ chỉ trong MSC, thì sẽ có một giải pháp tập trung hoặc các danh sách hàng đợi sẽ được đưa ra để được chuyển tiếp tới MSC mới. Giải pháp chính là tập trung trong HLR, khi đó, giải pháp này lưu trữ các hàng đợi gọi lại trong MSC hiện hành. Nếu MS chuyển đổi MSC, thì hàng đợi gọi lại sẽ được chuyển tới MSC mới. Trong trường hợp này, HLR như là một máy chủ và điều khiển cuộc gọi vượt quá chức năng là cơ sở dữ liệu. 2. Dịch vụ vị trí GSM phiên bản 99 đưa ra một dịch vụ vị trí, tạo ra khả năng để xác định vị trí thuê bao chính xác tới vài mét. Một động cơ cho dịch vụ này là một đạo luật của Mỹ yêu cầu vị trí của thuê bao phải được xác định trong trường hợp các cuộc gọi khẩn cấp. Từ sự quản lý di động GSM, mạng biết được cell hiện hành của người dùng, Tuy nhiên, độ chính xác vị trí ở đây thì không có ý nghĩa trong nhiều trường hợp, và
do đó, sự nghiên cứu đã được bắt đầu để tìm ra một giải pháp hiệu quả hơn. Phương pháp được gọi là “thời gian tới” TOA, mạng lắng nghe các chuyển giao AB của MS và sau đó, cho phép để định vị nó. Ngược lại với phương pháp này là phương pháp “quan sát thời gian khác nhau cải tiến” E-TOD, MS đo đạc thời gian khác nhau của các khối tín hiệu được nhận từ các trạm cơ sở khác nhau. Cả hai phương pháp đều chỉ làm việc nếu như một MS có sự liên hệ với ít nhất là ba trạm cơ sở. Sự chính xác của E-ODT nằm khoảng từ 50 tới 125m, và của TOA thì tệ hơn. Mô hình E-OTD yêu cầu một phần mềm cập nhật đặt trên các thiết bị di động giống như sự điều chỉnh trong mạng, đối với phương pháp TOA, nó có ý nghĩa chính để điều chỉnh các thành phần mạng. Tuy nhiên, chức năng của TOA được cung cấp bởi sự đồng bộ của mạng tế bào. Khả năng này được không được cung cấp trong các mạng bất đồng bộ. Có cách chính xác nhất để tìm ra vị trí của một MS là tích hợp một bộ nhận GPS trong thiết bị di động. MS nhận một định vị từ vệ tinh GPS. Nhưng một sự bất tiện của cách tiếp cận này là MS không thể luôn luôn ngắm tới vệ tinh. Ngoài sự thiết lập kĩ thuật, hai nút mạng mới được xác định là: Trung tâm cỗng vị trí di động GMLC và trung tâm phục vụ vị trí di động SMLC. GMLC hoạt động như một giao diện tới các ứng dụng mà sử dụng thông tin định vị của người dùng trong cách riêng nào đó-nên được gọi là vị trí gốc hoặc dịch vụ nhận biết vị trí. Ví dụ các dịch vụ điều hướng (Nhà ga gần nhất ở đâu ? hoặc Toà nhà nào nằm bên trái của tôi ?) Nhà cung cấp dịch vụ lưu trữ các vị trí của nhà ga, các vị trí du lịch trong cơ sở dữ liệu và thêm vào các thông tin hữu ích khác. Khi một người dùng yêu cầu, nhà cung cấp có thể biết trước vị trí của thuê bao và gửi các thông tin được yêu cầu. Các ứng dụng khác bao gồm theo dõi xe, tin tức địa phương, thời tiết và thông tin giao thông, tính cước. VI. Các nền tảng dịch vụ Các phương thức phát triển của các chuẩn GSM yêu cầu sự kết hợp khăn khít giữa nhà sản xuất và nhà hoạt động mạng. Sự chuẩn hóa quốc tế các dịch vụ và giao diện dẫn tới một bộ đặc tính chung hiệu quả trong các mạng GSM, nổi bật nhất là khả năng chuyển vùng quốc tế. Nhiều chỉ số hiệu suất đã được chuẩn hóa, giá cả thấp hơn, bởi vì nhà sản xuất và nhà điều hành cộng tác để thỏa thuận về giá. Nói một cách khác, các nhà điều hành mạng đưa ra các dịch vụ khác nhau để cho phép sự cạnh tranh thuận lợi. Sự chuẩn hóa dịch vụ và chỉ số hiệu suất dịch vụ giảm sự khác biệt cho các nhà cạnh tranh. Hơn thế, thời gian trên thị trường thì được kéo dài bởi vì quá trình chuẩn quá được kéo dài ra. Với các lý do đó, khái niệm nền tảng dịch vụ được đưa ra trong GSM cả ở phía mạng và thiêt bị đầu cuối. Các nền tảng này được đưa ra như các bộ phận, chức năng, giao thức được xác định và điều khiển các dịch vụ và các ứng dụng. Các dịch vụ/ứng dụng có thể có nhà điều hành riêng biệt, nên một quá trình chuẩn hóa quốc tế thì không cần đến. Các chức năng chung được yêu cầu có thể khả dụng trong mỗi MS và nút mạng, và chúng có thể được dùng và kết hợp trong một cách linh hoạt cho sự cài đặt dịch vụ. Các dịch vụ bổ xung được chú ý như là một dạng đơn giản nhất của nền tảng dịch vụ. Một khái niệm mở rộng thì cũng được gọi là nút dịch vụ, như máy chủ mail thoại và SMS-C. Tuy nhiên, cả hai khái niệm có sự không thuận lợi; các dịch vụ bổ xung là các đối tượng để chuẩn hóa quốc tế, nói theo cách khác, các dịch vụ thì không khả dụng để người dùng chuyển vùng sang mạng nước ngoài, vì các nhà cung cấp mạng bị bắt buộc để thiết lập toàn bộ các dịch vụ bổ xung. Tình trạng này giống như các nút dịch vụ, khi đó, thông thường chỉ có khả năng truy cập trong mạng chủ. Chúng ta có thể kết luận rằng hai kiểu nền tảng này cho phép xác định các dịch nhà
điều hành riêng biệt/dọc trong cách được giới hạn, và sử dụng chúng trong mạng ngoài thì không khả dụng hoặc phức tạp hơn. Sự mở rộng của khái niệm nền tảng, khi đó được đưa ra bởi chuẩn ETSI giai đoạn 2+, cố gắng để giải quyết tình trạng khó xử này. Thay vì các dịch vụ xác định hoặc các dịch vụ bổ xung được chuẩn hóa một các trực tiếp hoặc được bổ xung, chỉ có những bộ phận đã được chuẩn hóa mới cho phép đưa ra các dịch vụ mới. Với các tiếp cận này, cho phép giới hạn sự thiết lập của một dịch vụ tới một vài chuyển mạch trong mạng chủ của thuê bao, trong khi đó, các chuyển mạch nội hạt (được viếng thăm) cung cấp chỉ một bộ cố định chức năng cơ bản và khả năng để giao tiếp với chuyển mạch mạng chủ gồm dịch vụ logic. Nhóm của các tiêu chuẩn GSM trong giai đoạn 2+ được biết đến với tên là sự hỗ trợ của các dịch vụ nhà điều hành riêng biệt (SOSS), hoặc là các ứng dụng tùy chọn cho mạng di động logic cải tiến (CAMEL). Còn ở phía thiết bị đầu cuối đó là công cụ ứng dụng SIM (SAT) và môi trường thi hành trạm di động (MexE). Chúng ta sẽ tìm hiểu các phần này ở phần tiếp theo. 1. CAMEL: GSM và IN CAMEL thể hiện sự tập hợp của hai kỹ thuật là GSM và IN. Khái niệm cơ bản của IN là để cho phép sự thiết lập linh hoạt, giới thiệu và điều khiển các dịch vụ trong mạng công cộng và để sử dụng việc phân chia các chức năng chuyển mạch trong các chức năng cơ bản phía các điểm chuyển mạch dịch vụ SSP, và chức năng điều khiển dịch vụ tập trung trong các điểm điều khiển dịch vụ SCP. Các thành phần mạng giao tiếp với các thành phần khác trên mạng báo hiệu sử dụng giao thức SS7 mở rộng được gọi là phần ứng dụng mạng thông minh INAP. Sự tiếp cận này cho phép sự tập trung, linh hoạt và giới thiệu nhanh chóng của các dịch vụ mới. Ở đây có một vài đặc trưng trong GSM tương đồng với IN. Mặc dùng chuẩn GSM sử dùng hoặc thuật ngữ IN hoặc là giao thức IN, nhưng kiến trúc mạng GSM dựa theo quan điểm của IN. Trong kiến trúc GSM, sự chia nhỏ thành các đơn vị chức năng như là HLR, MSC, sử dụng báo hiệu SS7 và sự mở rộng MAP của nó thì tương đồng với kiến trúc IN, trong kiến trúc IN, có sự chia nhỏ thành SSP và SCP và giao tiếp sử dụng INAP. Quan điểm của CAMEL là tiếp tục sự thiết lập của các dịch vụ GSM trong một cách tương tự như trong IN. Điều này được phản ánh trong việc chia nhỏ một bộ các chức năng xử lý cuộc gọi trong MSC hoặc GMSC từ các chức năng điều khiển dịch vụ thông minh trong mạng chủ của thuê bao. HLR trong GSM có chức năng tương tự như SCP. Hơn nữa, CAMEL cung cấp các SCP được dành riêng cho nó. Hãy tưởng tượng rằng các SCP đặc biệt dành cho sự chuyển đổi các số ngắn gọn trong mạng riêng ảo hoặc cho sự mở rộng SMS trong tương lai. Với cấu hình đó, sự thiết dịch vụ với các dịch vụ logic của nó được cần thiết chỉ một lần duy nhất. Nhà điều hành mạng đưa ra dịch vụ có vai trò dựa trên các đặc trưng và hiệu suất của dịch vụ. Các dải đầy đủ của các chức năng chung được cung cấp tại SSP, các dịch vụ mới có thể được cung cấp ngay lập tức trong mỗi mạng, và khả năng không ngắt quảng dịch vụ được đảm bảo cho việc chuyển vùng thuê bao. Cơ sở chịu trách nhiệm và điều khiển cho việc giới thiệu dịch vụ mới nằm trong SOSS/CAMEL với nhà điều hành mạng, hợp đồng đối tác của thuê bao. Điều này tăng khả năng tương thích giữa cho các nhà điều hành mạng. Các dịch vụ nhà điều hành riêng biệt có thể được giới thiệu một cách nhanh chóng mà không cần tới quá trình chuẩn hóa, và do đó chúng có khả năng phổ biến toàn cầu. Hình 7.7 thể hiện kiến trúc CAMEL. Các thông số kĩ thuật CAMEL yêu cầu một phiên bản GSM riêng biệt cho IN. Tương tự với IN, GSM xác định một chức năng xử lý cuộc gọi cơ sở như chức năng chuyển mạch dịch GSM (gsmSSF) và một
chức năng dịch vụ logic là chức năng điều khiển dịch vụ GSM (gmsSCF).Ngoài ra, giao diện báo hiệu MAP vẫn tồn tại trong giai đoạn 1 và 2 cho truyền dẫn giữa mạng chủ và mạng viếng thăm, giao diện báo hiệu mới cũng cần thiết cho truyền dẫn giữa chuyển mạch cơ bản và chuyển mạch logic trong mạng chủ và mạng logic. Với báo hiệu, một phần ứng dụng mới của SS7 được xác định là CAP, nó có chức năng tương tự với INAP. Các chức năng và giao thức này biểu hiện cấu trúc cơ bản cho việc thực hiện các dịch vụ thông minh và đưa ra các dịch vụ một cách linh hoạt. Điều kiện trước quyết cho CAMEL là xác định một mô hình cuộc gọi mở rộng được chuẩn hóa với các điểm kích thích tương ứng và thông số kĩ thuật của dải dịch vụ phải khi đó được cung cấp bởi SSP. Một cách chính xác là mô hình dịch vụ mở rộng mới cũng phải bao gồm một mô hình của trạng thái khách hàng, bởi vì ngoài quá trình xử lý cuộc gọi mong đợi, nó cũng bao gồm các sự kiện như là sự cập nhật vị trí. Với mỗi thuê bao, mô hình trạng thái được lưu trữ trong HLR và được cung cấp từ mạng chủ tới mạng viếng thăm. Theo cách này, SSP/MSC có một bộ các điểm kích hoạt với địa chỉ SCP tương ứng cho mỗi thuê bao chuyển vùng trong vùng diện tích của nó. Khi một điều kiện kích hoạt được thỏa mãn, xử lý chuyển tiếp và cuộc gọi trong SSP/MSC bị ngắt và SCP được được kết nối. SCP bây giờ có thể phân tích ngữ cảnh theo sự thiết lập cuộc gọi, đưa ra các chỉ dẫn tới SSP để thực hiện các chức năng riêng biệt. Chức năng đặc trưng của SSP là để thiết lập chuyển tiếp cuộc gọi, kết thúc cuộc gọi hoặc các tác động khác đến thuê bao. Trên cơ sở mô hình trạng thái này và giao thức điều khiển tương ứng giữa SSP và SCP, chúng ta hi vọng sẽ thấy được một sự biến đổi lớn của các dịch vụ nhà điều hành riêng biệt trong tương lai. Hình 7.7 Kiến trúc chức năng cho CAMEL 2. Nền tảng dịch vụ bên phía thiết bị đầu cuối Bộ dụng cụ ứng dụng SIM (SAT) SAT là một bước tiến dài phía nhà cung cấp các dịch vụ riêng biệt đứng. Thẻ SIM GSM được cung cấp đầy đủ bởi nhà điều hành mạng, bởi vì nó bao gồm các chức năng bảo mật. Từ thực tế, hình thức này được đưa ra để thiết lập SIM với các chức năng bổ xung và các chức năng nhà điều hành riêng biệt. Không cần một giao diện chuẩn tới thiết bị di động, nhưng điều này chỉ khả dụng trong một phương thức giới hạn và chỉ trong sự liên hệ khăn khít với các nhà sản xuất thiết bị. SAT xóa bỏ các giới hạn này bằng việc xác định một giao diện được chuẩn hóa giữa thiết bị di động và thẻ SIM. Với cách này, các ứng dụng nhà điều hành riêng biệt có thể chạy trên thẻ SIM và có thể điều khiển các chức năng xác định và được chọn lựa của thiết bị đầu cuối. Các ứng dụng tương ứng có thể được mang trong PLMN hoặc bên ngoài
PLMN trên các máy chủ dành riêng, điều này tạo ra khả năng thiết lập đầy đủ các dịch vụ mới. Truyền dẫn giữa ứng dụng thẻ SIM và các phần tương tác của nó trong mạng thì được thiết lập trên SMS, nhưng trong tương lai gần các dịch vụ mang khác có thể khả dụng. Các chức năng được xác định trong khung SAT có thể được phân loại thành dữ liệu tải SIM và SIM chủ động. Giao diện chức năng giữa thẻ SIM và thiết bị đầu cuối thì thông qua các bộ phận chủ động SIM. Chúng bao gồm:  Hiển thị văn bản  Truyền dẫn các bản tin SMS  Thiết lập kết nối được kích thích bởi thẻ SIM  Chạy âm thanh trong thiết bị động  Đọc các thông tin từ thiết bị vào thẻ SIM Với các bộ phận đó, sẽ có nhiều đặc điểm mới được đưa ra, như tải dữ liệu tới SIM. Điều này bao gồm tải các lệnh cũ hoặc mới và các ứng dụng để cài đặt. Với bộ công cụ, thẻ SIM có thể cho phép hiển thị các tùy chọn mạng mới và của nhà điều hành tới người dùng, và đọc sự kích hoạt người dùng từ thiết bị di động. Quan trọng hơn là các chức năng cho việc điều khiển cuộc gọi, mỗi kiểu số có thể được phân tích bằng thẻ SIM. Điều này cho phép nhà điều hành riêng biệt xử lý các số điện thoại, quy chiếu số hoặc các chức năng ngăn chặn. Hơn nữa, các chức SAT được nâng cấp với các phần bảo mật và mã hóa. Môi trường thực thi ứng dụng di động Được viết ngắn gọn là MExE, được dùng khi thiết lập một nền tảng ứng dụng chung trong thiết bị đầu cuối. Thành phần quan trọng nhất là máy ảo cho thực hiện mã Java và WAP. Cả hai kĩ thuật mở ra của sổ của các dịch vụ mới và ứng dụng mới. Với một máy ảo chạy trên thiết bị di động, các ứng dụng có thể được tải lên và thực thi. Điều này yêu cầu một tác quá trình tính toán nhanh trong MS. WAP sẽ được thảo luận trong phần sau. VII. Giao thức ứng dụng không giây -WAP WAP là một bước phát triển chính trong việc xây dựng internet không dây, khi đó, mọi người di chuyển có thể truy cập internet thông qua thiết bị không dây để lấy thông tin như email, báo, báo cáo cơ quan, định hướng và tỉ số thể thao khi họ cần và ở nởi mà họ muốn. WAP được chú ý như một bước quan trọng trong việc phát triển mạng lưới GSM ngày nay theo hướng “internet di động”. Trong một vài năm gần đây, WAP đã được phát triển và chuẩn hóa bởi diễn đàn 199a;199b. Một vài liên doanh công nghệ đã được bắt đầu bởi Nokia, Ericsson, Phone.com và Motorola trong tháng 10 năm 1997 và ngày nay có vài trăm thành viên. Quan điểm của WAP là để truyền đẫn nội dung Internet và các dịch vụ tương tác khác tới MS, tạo ra khả năng truy cập tới người dùng di động. Với mục đích này, WAP xác định một kiến trúc, hệ thống giao thức và một môi trường ứng dụng cho truyền dẫn và hiện thị WWW giống như các trang cho thiết bị di động. Động lực thúc đẩy cho sự phát triển của WAP là sự giới hạn bởi thiết bị và các mạng tế bào được so sánh với máy tính và mạng cố định. Sự giới hạn về hiển thị và đầu vào (màn hình nhỏ và bàn phím số, không có chuột) cũng như là sự giới hạn về bộ nhớ và xử lý công suất. Hơn nữa, mức tiêu thụ năng lượng của MS càng thấp càng tốt. Về phía mạng, truyền dẫn không dây có băng thông thấp, xác suất lỗi bit cao hơn độ bền vững kết nối thấp hơn so với kết nối có dây. Giao thức và các môi trường ứng dụng xác định cho WAP được xem là có sự giới hạn. Giao thức của kiến trúc WAP thì dựa trên sự điều chỉnh, tối ưu hóa và nâng cấp ngăn xếp IP được dùng trong WWW. WAP tập trung vào các ứng dụng được điều chỉnh theo khả năng của điện thoại di động và theo sự cần thiết của người dùng.
Ngôn ngữ đánh dấu không dây - WML Với những yêu cầu đã đề cập, WML đã được phát triển. Nó thể hiện một phần phụ bên ngoài của ngôn ngữ HTML được dùng trong WWW. WML được xác định như môt kiểu tài liệu của ngôn ngữ đánh dấu cho phép mở rộng (XML). Nó bao gồm một vài thẻ điện thoại riêng biệt và chỉ yêu cầu một bàn phiếm điện thoại cho đầu vào. Việc hiển thị được xác định bởi định dạng đồ họa đơn sắc Wireless Bitmap. Một trình duyệt siêu nhỏ chạy trên mỗi thiết bị đầu cuối WAP, dịch các tài liệu WML được nhận và hiển thị nội dung của chúng tới người dùng. Một trình duyệt siêu nhỏ cũng được xem như là trình duyệt WML và nó là phần nhỏ của trình duyệt Wed được dùng trong PC. Để thực hiện được điều này, sự hiển thị của các tài liệu WML không bị giới hạn bởi các điện thoại di động cổ điển, song vẫn tồn tại các trình duyệt WML cho các thiết bị khác nhau. Các thiết bị có thể liên kết với các thiết bị khác thông qua hồng ngoại hoặc Bluetooth, hoặc chúng có riêng một giao diện vô tuyến GSM/GPRS. Các tài liệu WML được tổ chức trong các thẻ và các lớp (Xem hình 7.8). Khi một người dùng chọn một dịch vụ, một lớp của các thẻ được tải tới MS. Người dùng có thể xem các thẻ đó với trình duyệt WML, tạo ra đầu vào và sự di chuyển giữa các thẻ. Mỗi thẻ được thiết kế cho sự tương tác một người dùng. Hình 7.9 thể hiện sự tạo ra tài liệu WML và HTML một cách tự động và đồng thời. W3C xác định XSL. Sử dụng các tầng kiểu XSL, các tài liệu WML và HLTM có thể được tạo từ XML. Hình 7.8
Hình 7.9 Tạo ra tài liệu WML và HTML 2. Kiến trúc giao thức Hình 7.10 Kiến trúc WAP Kiến trúc WAP được thể hiện ở hình 7.10. Như đã đề cập ở trước, WAP dựa trên ngăn giao thức WWW và dùng các giao thức đó để yêu cầu truyền dẫn không dây và các thiết bị di động nhỏ. Với các ứng dụng, một môi trường trình duyệt nhất quán được xác định: Môi trường ứng dụng không dây WAE. Nó bao gồm các chức năng và định dạng sau:  WML  Một ngôn ngữ kịch bản đơn giản WMLS, dựa trên JavaScript  Giao diện chương trình cho điều khiển các dịch vụ di động WTA  Các định dạng dữ liệu cho ảnh, thẻ điện tử và đầu vào cho danh mục điện thoại và lịch. Giao diện WTA cho phép các trình duyệt siêu nhỏ tương tác với các chức năng điện thoại. Ví dụ, nó xác định cách mà các cuộc gọi được khởi tạo từ trình duyệt siêu nhỏ hoặc cách mà các điểm vào từ danh bạ điện thoại sau đó được gửi đi. Nhiệm vụ chính của giao thức phiên không dây WSP là thiết lập và kết thúc một phiên làm việc giữa MS và cỗng WAP. Hỗ trợ cả kết nối đinh hướng và kết nối vô hướng. Trong trường hợp kết nối vô tuyến bị bẻ gãy, phiên làm việc có thể dừng lại trong một chu kỳ thời gian xác định trước và khởi động lại sau.
Hình 7.11 kiến trúc hệ thống WAP và chuyển đổi YÊU CẦU/ĐÁP TRẢ Giao thức chuyển đổi không dây WTP là một giao thức chuyển tiếp hạng nhẹ định hướng. Nhiệm vụ của nó là đảm bảo chuyển đổi an toàn các yêu cầu của MS và các bản tin đáp trả của cỗng WAP (xem hình 7.11). Do đó, nó tạo nên cơ sở cho sự tương tác trình duyệt. WTP bao gồm các chức năng cho sự báo nhận các bản tin, truyền lại cho các bản tin lỗi hoặc bị mất và xóa các bản tin sao chép. Ngoài ra, dịch vụ khối dữ liệu có nhận và không báo nhận được xác định cho các dịch vụ quảng bá (push), khi đó, máy chủ có thể gửi một nội dung tới MS mà không cần tới yêu cầu khởi tạo từ MS. Ví dụ, máy chủ có thể gửi một cảnh báo nguy hiểm. Giao thức bảo mật lớp vận chuyển không dây WTLS có thể được dùng. Nó dựa trên giao thức bảo mật lớp vận chuyển TLS, khi đó được dùng trong internet và được biết tới như socket an toàn SSL. WTLS đưa ra các chức năng bảo mật cơ bản, như tích hợp dữ liệu, mã hóa, nhận dạng người dùng và xác thực giữa máy chủ mà MS. Hơn nữa, từ chối bảo vệ dịch vụ tấn công cũng được cung cấp. Chức năng của WTLS có thể tạo ảnh hưởng (hoặc không) tới các ứng dụng và bảo mật của người dùng mạng. Ví dụ, nếu một ứng dụng sử dụng kĩ thuật bảo mật chính xác, thì các chức năng của WTLS sẽ không được dùng cần đến. WTLS cũng có thể sử dụng cho truyền dữ liệu an toàn giữa hai MS. Giao thức truyền dẫn dữ liệu được biết đến là giao thức dữ liệu không dây WDP. Ví dụ như, nó được dùng thay UDP cho các dịch vụ mang mà không dựa trên cơ sở IP. Các dịch vụ mang GSM cho WAP có thể là các dịch vụ chuyển mạch kênh hoặc GPRS, đưa ra sự chuyển tiếp dữ liệu nhanh chóng và khối hóa đơn. Hình 7.10 chỉ ra các giao thức không phải WAP cũng có thể truy cập các lớp riêng của ngăn xếp WAP. Hơn thế, các giao thức không phải WAP cũng phải luôn được sử dụng. Các ứng dụng biết trước có thể chỉ yêu cầu các dịch vụ của WTP và các lớp bên dưới. Hình 7.12 đưa ra một ví dụ, WAP hoạt động trên GPRS như một vật mang. 3. Kiến trúc hệ thống
Hình 7.11 thể hiện kiến trúc hệ thống WAP điển hình. Nguyên tắc là nội dung được lưu trong một đường phân phối trong mạng và cuối cùng đưa tới người dùng, tương tự như nguyên tắc của WWW. Máy chủ lưu trữ nội dung một cách trực tiếp như một tài liệu WML hoặc nội dung được tạo ra với các kịch bản. MS tải nội dung này từ máy chủ tới trình duyệt. Theo lý thuyết, nội dung có thể được lưu trong dạng HTML và sau đó được chuyển đổi sang WML, tuy nhiên trong thực tế thì ứng dụng và nội dụng được lưu trong dạng WML là hiệu quả nhất. Như thể hiện trong hình 7.11, một cỗng WAP hoạt động như một giao diện diện giữa máy chủ bên ngoài và MS. Nhiệm vụ chính của nó gồm:  Chuyển đổi yêu cầu từ ngăn giao thức WAP tới ngăn giao thức WWW và ngược lại.  Mã hóa và giải mã tài liệu WML trong dạng nhị phân. Cỗng WAP cũng thể hiện một máy chủ proxy và hoạt động như một cache cho nội dụng được yêu cầu thường xuyên. Ví dụ tiếp sau thể hiện giao thức giữa một người dùng di động, cỗng WAP, và máy chủ ngoài: Một thuê bao có ý định để xem một tài liệu được lưu trong máy chủ. Trình duyệt gửi một yêu cầu WSP tới địa chỉ máy chủ. Yêu cầu đó được chuyển tiếp tới cỗng WAP, sau đó được chuyển đổi thành yêu cầu HTTP và kết nối tới máy chủ. Tiếp theo, máy chủ phát nội dung được yêu cầu trong dạng WML tới cỗng WAP, cỗng WAP viết nội dung vào cache của nó và gửi dạng mã hóa nhị phân tới MS. Cuối cùng là sự biểu hiện thẻ đầu tiên của lớp trên trình duyệt tới người dùng. Nếu máy chủ truyền dẫn tài liệu dưới dạng HTML, thì cỗng sẽ chuyển sang dạng WML. B. CÁC DỊCH VỤ DỮ LIỆU CẢI TIẾN TRONG GSM: GPRS, HSCSD VÀ EDGE I. GPRS Truyền dẫn dữ liệu gói đã được chuẩn hóa trong GSM giai đoạn 2, khi đó, đưa ra sự truy cập tới mạng dữ liệu chuyển mạch gói công cộng. Tuy nhiên trên giao diện không gian sự truy cập chiếm một kênh lưu lượng chuyển mạch kênh đầy đủ cho một chu kỳ cuộc gọi. Trong trường hợp lưu lượng khối, sự truy cập dẫn tới một sự sử dụng nguồn không hiệu quả. Một giải pháp được đưa ra ở đây, các dịch vụ mang chuyển mạch gói được đưa ra và là các sự sử dụng hiệu quả các kênh lưu lượng. Lý do là, một kênh gói sẽ chỉ được phân bổ khi cần thiết và và sẽ được giải phóng sau khi truyền dẫn gói. Với nguyên tắc này, nhiều người dùng có thể chia sẻ một kênh vật lý. Để giải quyết vấn đề sử dụng không hiệu quả, GPRS được phát triển trong GSM giai đoạn 2+. Nó đưa ra một dịch vụ mang chuyển mạch gói tuyệt vời cho GSM tại giao diện không gian. GPRS là sử cải tiến to lớn và là sự đơn giản hóa của sự truy cập không dây tới các mạng dữ liệu gói. Các mạng dựa trên IP và X.25, sự điều chỉnh và nâng cấp phải được tạo ra trong cơ sở hạ tầng mạng cũng như trong MS. Người dùng của GPRS đạt lợi nhuận từ tốc độ dữ liệu cao và thời gian truy cập ngắn. Trong GSM thông thường, thiết lập kết nối mất một vài giây và tốc độ truyền dữ liệu thì bị hạn chế tới 9.6 kbit/s. Trong thực tế, GPRS đưa ra tốc độ giống như ISDN lên tới 40-50 kbit/s và thời gian thiết lập phiên làm việc dưới một giây. Hơn thế, GPRS hỗ trợ hóa đơn thân thiện người dùng hơn là đưa ra từ các dịch vụ chuyển mạch kênh. Trong các dịch vụ chuyển mạch kênh, hóa đơn dựa trên thời gian kết nối. Điều này là không thuận tiện cho các ứng dụng với dung lượng khối, vì người dùng phải trả tiền cho nhứng khoảng thời gian mà các gói không được gửi. Với chuyển mạch gói, hóa đơn dựa trên số lượng dữ liệu được truyền đi và chất lượng dịch vụ QoS. Thuận lợi cho người dùng là họ có thể trực tuyến trong thời gian dài hơn mà sẽ trả tiền theo phần dữ liệu được truyền đi. Nhà hoạt động mạng có thể sử dụng
các nguồn vô tuyến trong nhiều cách hiệu quả và đơn giản việc truy cập tới các mạng dữ liệu bên ngoài. 1. Kiến trúc hệ thống của GPRS Để tích hợp GPRS vào kiến trúc GSM, một lớp các nút mạng mới được đưa ra, được gọi là các nút hỗ trợ GPRS (GSN). GSN có trách nhiệm cho việc phân phối và định tuyến các gói dữ liệu giữa MS và mạng dữ liệu gói bên ngoài PDN. Hình 8.1 thể hiện kiến trúc hệ thống đó. Hình 8.1 Kiến trúc hệ thống và giao diện Một nút hỗ trợ phục vụ GPRS (SGSN) phân phối các gói từ đến và đi từ MS trong vùng dịch vụ nó phục vụ. Nhiệm vụ vủa nó bao gồm định tuyến và vận chuyển, các chức năng cho đấu nối/tách của MS và xác nhận, quản lý liên kết logic. Bộ vị trí của SGSN lưu trữ thông tin vị trí và tiểu sử người dùng của toàn bộ người dùng GPRS đã đăng kí với SGSN. Nút hỗ trợ cỗng GPRS hoạt động như một giao diện tới các mạng dự liệu bên ngoài. Nó chuyển đổi các gói GPRS đến từ SGSN thành dạng giao thức dữ liệu gói PDP và gửi chúng tới các mạng tương ứng. Một hướng khác, địa chỉ PDP của các gói dữ liệu liệu đến thì được chuyển thành dạng địa chỉ GSM cho người dùng đích. Các gói được đánh địa chỉ lại thì được gửi tới SGSN. Với mục đích này, GGSN lưu trữ các địa chỉ SGSN hiện hành và tiểu sử của nguồi dùng đã đăng kí trong bộ vị trí của nó. Nhìn chung, có nhiều mối quan hệ giưac SGSN và GGSN: Một GGSN là giao diện tới một mạng bên ngoài của một vài SGSN; một SGSN có thể đinh tuyến các gói của nó tới các GGSN khác nhau. Hình 8.1 thể hiện các giao diện giữa các nút hỗ trợ GPRS và mạng GSM. Giao diện Gb kết nối BSC với SGSN. Thông qua giao diện Gn và Gp, dữ liệu người dùng và báo hiệu được truyền giữa các GSN. Giao diện Gn được dùng nếu SGSN và GGSN được đặt trong cùng PLMN, còn Gp được dùng khi chúng đặt trong các PLMN khác nhau. Toàn bộ các GSN được kết nối thông qua mạng sương sống GPRS dựa trên IP. Trong xương sống này, GSN đóng gói các gói PDN và truyền chúng đi sử dụng giao thức được gọi là giao thức ống GPRS. Trong nguyên tắc này, chúng ta có thể phân biệt hai kiểu xương sống GPRS là:  Xương sống cùng PLMN là mạng dựa trên IP được nắm giữ bởi nhà cung cấp mạng GPRS kết nối các GSN của mạng GPRS.
 Mạng lưới xương sống liên PLMN kết nối các GSN khác mạng GPRS. Chúng được thiết lập nếu như có thỏa thuận giữa các nhà cung cấp mạng GPRS. Hình 8.2 thể hai mạng lưới xương sống của hai PLMN khác nhau. Các cỗng giữa các PLMN và xương sống liên PLMN được gọi là cỗng biên giới (BG). Nhiệm vụ chính của cỗng này là thực hiện chức năng bảo mật để bảo vệ các xương sống cùng PLMN chống lại sự tấn công và người dùng không có quyền hạn. Ví dụ định tuyến được trình bày trong phần sau. Giao diện Gn và Gp được xác định giữa hai SGSN. Điều này cho phép SGSN chuyển đổi tiểu sử ngừoi dùng khi một MS di chuyển từ một SGSN này tới một SGSN khác. Hình 8.2 kiến trúc hệ thống GPRS, giao diện và định tuyến Qua giao diện Gf, SGSN có thể hỏi và kiểm tra IMEI của một MS đang cố gắng để đăng kí với mạng. Giao diện Gi kết nối PLMN với mạng dữ liệu công cộng bên ngoài. Trong chuẩn GPRS, giao diện tới mạng IP và X.25 cũng được hỗ trợ. GPRS cũng bổ xung một vào điểm nhập tới các bộ đăng kí GSM. Với MM (Mobility Management), điểm vào của người dùng trong HLR được mở rộng với một liên kết tới SGSN hiện hành của nó. Hơn nữa, tiểu sử GPRS riêng biệt và PDP hiện hành cũng được lưu trữ, Giao diện Gr được dùng để chuyển đổi thông tin đó giữa HLR và SGSN. Một MS đăng kí với một SGSN mới, HLR sẽ gửi tiểu sử người dùng tới SGSN mới đó. Trong một phương thức đơn giản, tuyến báo hiệu giữa GGSN và HLR có thể được dùng bởi GGSN để hỏi về vị trí và tiểu sử của người dùng, người chưa biết trong GGSN. Ngoài ra, MSC/VLR có thể được mở rộng với các đầu vào chức năng và đăng kí khi đó cho phép sự kết hợp hiệu quả giữa chuyển mạch gói và các dịch vụ chuyển mạch kênh thông thường. Ví dụ, sự kết hợp giữa cập nhật GPRS và GSM, và các phương thước đấu nối. Hơn nữa, yêu cầu paging của chuyển mạch cuộc gọi GSM