Trung Tâm Thông Tin Di Động Khu Vực VI Đài Điều Hành
Mục lục
Danh mục hình và bảng:
Hình 1.1: Cấu trúc mạng GSM 5
Hình 2.1 : Kiến trúc hệ thống GSM của EVOLIUM ALCATEL 8
Hình 2.2: Các giao diện trong BSS EVOLIUM ALCATEL 9
Hình 2.3: Kiến trúc BSC9120 12
Hình 2.4: các cấu hình của BSC 9120 13
Hình 2.5: kiến trúc BSC 9130 14
Hình 2.6: các thành phần trong BSC 9130 15
Hình 2.7: Mô hình thực tế một Rack ATCA của BSC 9130 17
Hình 2.8: LIU SHELF 16
Hình 2.9: Sơ đồ chức năng TC 18
Hình 2.10: Cấu hình phần cứng 9125 TC 19
Hình 2.11: Truyền dẫn trong TC 9125 20
Hình 2.12: Các cấu hình mạng BTS 21
Hình 2.13: sơ đồ cấu trúc BTS 9100 22
Hình 2.14: các cấu hình tủ MBI 23
Hình 2.15: các cấu hình tủ MBO 23
Hình 3.1: Nguyên lý (E)GPRS 24
Hình 3.3: các giao diện trong mạng GPRS 26
Hình 3.4: Giao diện Ater Mux 27
Hình 3.5: Gb over IP 28
Hình 3.6: PCU và CCU 30
Hình 3.7: Vị trí MFS trong mạng và định tuyến 31
Hình 3.8: Luồng báo hiệu 31
Hình 3.9: Kiến trúc cơ bản MFS 33
Hình 3.10: Kiến trúc MFS chi tiết 34
Hình 3.12: shelf MFS trong công nghệ ATCA 38
Hình 3.12: Các cấu hình của MFS 9130 38
Hình 3.13: Khai báo MFS mới trên OMC-R (1) 43

Bảng 3.2: Các cấu hình của MFS 9130 39
2
Báo cáo thử việc : Tìm hiểu hệ thống RAN 2G Alcatel
Trung Tâm Thông Tin Di Động Khu Vực VI Đài Điều Hành
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM
1.1 Lịch sử
Vào đầu thập niên 1980 tại châu Âu người ta phát triển một mạng điện thoại di động
chỉ sử dụng trong một vài khu vực. Sau đó vào năm 1982 nó được chuẩn hoá bởi
CEPT (European Conference of Postal and Telecommunications Administrations) và
tạo ra Groupe Spécial Mobile (GSM) với mục đích sử dụng chung cho toàn Châu Âu.
Mạng điện thoại di động sử dụng công nghệ GSM được xây dựng và đưa vào sử dụng
đầu tiên bởi Radiolinja ở Phần Lan.
Vào năm 1989 công việc quản lý tiêu chuẩn vá phát triển mạng GSM được chuyển
cho viện viễn thông châu Âu (European Telecommunications Standards Institute -
ETSI), và các tiêu chuẩn, đặc tính phase 1 của công nghệ GSM được công bố vào năm
1990. Vào cuối năm 1993 đã có hơn 1 triệu thuê bao sử dụng mạng GSM của 70 nhà
cung cấp dịch vụ trên 48 quốc gia.
Hệ thống thông tin di động toàn cầu (tiếng Anh: Global System for Mobile
Communications; tiếng Pháp: Groupe Spécial Mobile; viết tắt: GSM) là một công
nghệ dùng chomạng thông tin di động. Dịch vụ GSM được sử dụng bởi hơn 2 tỷ
người trên 212 quốc gia và vùng lãnh thổ. Các mạng thông tin di động GSM cho phép
có thể roaming với nhau do đó những máy điện thoại di động GSM của các mạng
GSM khác nhau ở có thể sử dụng được nhiều nơi trên thế giới.
GSM là chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di động (ĐTDĐ) trên thế giới. Khả năng
phú sóng rộng khắp nơi của chuẩn GSM làm cho nó trở nên phổ biến trên thế giới,
cho phép người sử dụng có thể sử dụng ĐTDĐ của họ ở nhiều vùng trên thế giới.
GSM khác với các chuẩn tiền thân của nó về cả tín hiệu và tốc độ, chất lượng cuộc
gọi. Nó được xem như là một hệ thống ĐTDĐ thế hệ thứ hai (second generation, 2G).
GSM là một chuẩn mở, hiện tại nó được phát triển bởi 3rd Generation Partnership
Project (3GPP) Đứng về phía quan điểm khách hàng, lợi thế chính của GSM là chất

1.3 Mã hóa âm thanh
GSM sử dụng khá nhiều kiểu mã hóa thoại để nén tần số audio 3,1 kHz vào trong
khoảng 6.5 and 13 kbit/s. Ban đầu, có 2 kiểu mã hoá là bán tốc (haft rate -5.6 kbps)và
toàn tốc (Full Rate -13 kbit/s)). Để nén họ sử dụng hệ thống có tên là mã hóa dự đoán
tuyến tính (linear predictive coding - LPC).
GSM được cải tiến hơn vào năm 1997 với mã hóa EFR (mã hóa toàn tốc cải tiến
-Enhanced Full Rate), kênh toàn tốc nén còn 12.2 kbit/s. Sau đó, với sự phát triển của
UMTS, EFR được tham số lại bởi kiểu mã hóa biến tốc, được gọi là AMR-
Narrowband.
Có tất cả bốn kích thước cell site trong mạng GSM đó là macro, micro, pico và
umbrella. Vùng phủ sóng của mỗi cell phụ thuộc nhiều vào môi trường. Macro cell
được lắp trên cột cao hoặc trên các toà nhà cao tầng, micro cell lại được lắp ở các khu
thành thị, khu dân cư, pico cell thì tầm phủ sóng chỉ khoảng vài chục mét trở lại nó
thường được lắp để tiếp sóng trong nhà. Umbrella lắp bổ sung vào các vùng bị che
khuất hay các vùng trống giữa các cell.
Bán kính phủ sóng của một cell tuỳ thuộc vào độ cao của anten, độ lợi anten thường
thì nó có thể từ vài trăm mét tới vài chục km. Trong thực tế thì khả năng phủ sóng xa
nhất của một trạm GSM là 35 km (22 dặm).
Một số khu vực trong nhà mà các anten ngoài trời không thề phủ sóng tới như nhà ga,
sân bay, siêu thị thì người ta sẽ dùng các trạm pico để chuyển tiếp sóng từ các anten
ngoài trời vào.
4
Báo cáo thử việc : Tìm hiểu hệ thống RAN 2G Alcatel
Trung Tâm Thông Tin Di Động Khu Vực VI Đài Điều Hành
1.4 Cấu trúc mạng GSM
Hình 1.1: Cấu trúc mạng GSM
Mạng GSM được chia làm ba hệ thống chính :
- Hệ thống con trạm gốc (BSS)
- Hệ thống con chuyển mạch (NSS)
- Hệ thống core GPRS.

không cho biết vị trí hiện tại cụ thể của thuê bao di động mà chỉ cho biết VLR mà thuê
bao đang hoạt động. Các trường lưu trữ trong HLR bao gồm:
- IMSI: số định nghĩa thuê bao di động quốc tế
- K
i

: khóa nhận thực thuê bao.
- VLR hiện tại của thuê bao.
- Các dịch vụ của thuê bao di động.
- MSRN: số chuyển vùng của thuê bao di động.
Thanh ghi định vị tạm trú (VLR):
VLR là một cơ sở dữ liệu lưu trữ các thông tin tạm thời về thuê bao di động cần thiết
cho MSC để phục vụ cho các thuê bao tạm trú. VLR thường được gắn với MSC. Khi
một thuê bao chuyển tới một MSC mới, VLR kết nối với MSC này sẽ yêu cầu dữ liệu
về thuê bao đó từ HLR. Sau đó, mỗi lần thuê bao thực hiện một cuộc gọi, VLR sẽ có
các thông tin cần thiết cho việc thiết lập cuộc gọi mà không phải hỏi HLR. Các trường
thông tin lưu trữ trong VLR bao gồm:
- Trạng thái hiện thời của thuê bao(bật, mở, bận rỗi…)
- Số LAI hiện tại của thu bao
- TMSI: Số thuê bao tạm thời
- MSRN: số chuyển vùng của thuê bao
Thanh ghi xác định thiết bị(EIR):
EIR là một cơ sở dữ liệu chứa các thông tin về xác định thiết bị di động để chống lại
việc lấy cắp, sử dụng trái phép thiết bị di động. EIR được kết nối với MSC qua đường
báo hiệu, nó cho phép kiểm tra sự hợp lệ của thiết bị.
Trung tâm nhận thực(AC):
AC là khối thực hiện việc nhận thực và mã hóa để kiểm tra tính hợp lệ của thuê bao.
AC kết hợp với HLR cung cấp cho VLR các ghông số đê nhận thực một MS có quyền
truy cập vào mạng hay không.
6

Phần BSS (RAN) trong hệ thống GSM của EVOLIUM ALCATEL bao gồm:
- BTS : Alcate Evolium 9100 BTS
- BSC : BSC 9120 và BSC 9130
- TC : Evolium™ G2 Transcoder và Evolium Alcatel 9125 Compact
Transcoder
- MFS : Alcate 9130 MFS
Có thể chia hệ thống BSS của EVOLIUM ALCATEL thành hai phần chính :
- Phần CS : bao gồm BTS, BSC, TC
- Phần PS : bao gồm BTS, BSC, MFS.
Chương này sẽ đề cập tới những thành phần thuộc phần CS.
OMC-R giám sát một hoặc một vài BSS. OMC-R thực hiện các chức năng :
- Quản lý các phiên bản phần mềm BSS.
- Hoạt động như là trung tâm lưu trữ cấu hình.
- Quản lý lỗi và các báo cáo đo lường hiệu suất.
- Xử lý giám sát lỗi và sự cố.
8
Báo cáo thử việc : Tìm hiểu hệ thống RAN 2G Alcatel
Trung Tâm Thông Tin Di Động Khu Vực VI Đài Điều Hành
2.1 Các giao diện trong BSS EVOLIUM ALCATEL
Hình 2.2: Các giao diện trong BSS EVOLIUM ALCATEL
- Giao diện A-ter mux kết nối giữa:
o BSC tới TC, MFS
o MFS tới TC
- Giao diện “A” sử dụng giữa TC và MSC.
- Giao diện A-bis sử dụng giữa BTS và BSC.
- Giao diện Gb sử dụng giữa MFS và SGSN ( trực tiếp hoặc qua TC)
Tất cả các giao diện trên sử dụng các luồng PCM 30/32, 64Kbps mỗi TS.
Giao diện A-ter mux và A ở các TC có thể được mang trên các luồng STM1 (63 luồng
E1) có thể định tuyến trên mạng SDH làm tăng hiệu suất truyền dẫn.
Giao diện Gb có thể sử dụng qua mạng IP, làm giảm chi phí và dễ dàng định tuyến.

tử mạng.
- Quản lý lỗi:
- Phát hiện lỗi.
- Định vị lỗi.
- Cấu hình lại tài nguyên vô tuyến.
- Quản lý cấu hình: Quản lý cấu hình là quá trình đưa các thành phần thiết yếu
cả phần cứng và phần mềm của mạng vào vận hành và xác định khả năng
hoạt động của chúng.
 Cấu hình phần cứng: cho phép người vận hành điều khiển việc bố
trí phần cứng BSS, với cách đó, các phần tử phần cứng mạng sẽ
hoạt động và tương tác với nhau trong BSS. Người vận hành
mạng cũng có thể quan sát trạng thái cấu hình phần cứn của mạng
và thay đổi các thông số điều khiển những phần tử này.
o Được thể hiện ở BSC Terminal
o Thay đổi ở OMC-R
10
Báo cáo thử việc : Tìm hiểu hệ thống RAN 2G Alcatel
Trung Tâm Thông Tin Di Động Khu Vực VI Đài Điều Hành
 Cấu hình phần mềm, cơ sở dữ liệu: cấu hình phần mềm cho phép
cài đặt phiên bản mới của BSS.
o Lưu trữ ở BSC
o Thay đổi ở OMC-R
 Các tham số logic: có hai loại cấu hình logic:
o Cấu hình logic vô tuyến cho phép thay đổi các thông số điều
khiển giao diện vô tuyến, bao gồm: định nghĩa kênh, cấu hình
lại các CU và TRE và định nghĩa hệ thống nhảy tần.
o Cấu hình logic cell hiển thị và thay đổi các thông số logic và
ngưỡng liên quan tới hoạt động của cell. Cấu hình này được
chia thành các lớp. Nó còn cho phép hiển thị các thông tin bổ
sung về các cell trong quá trình tạo, thay đổi và xóa.

12
Báo cáo thử việc : Tìm hiểu hệ thống RAN 2G Alcatel
Trung Tâm Thông Tin Di Động Khu Vực VI Đài Điều Hành
Bảng 2.1: các cấu hình của BSC 9120
Trong bảng trên giá trị tối đa đối với mỗi mục được đưa ra, nhưng không phải là giá
trị tối đa có thể áp dụng tại một thời điểm. Với kích thước thực sự của BSC, Acatel chỉ
có thể dựa vào yêu cầu lưu lượng thực tế.
Trong cấu hình 6, có 9 Ater Mux TSU với 2 ASMB/TSU do đó có tối đa 18 Ater Mux
cho mỗi BSC cấu hình 6.
2.2.3 BSC 9130
BSC 9130 dựa trên MX platform phát triển trên chuẩn ATCA để phù hợp với kiến
trúc, cơ cấu, các loại board, phần mềm cho các thiết bị mạng của Evolium.
Tiêu chuẩn ATCA được xây dựng dựa trên các chức năng chuẩn qua các switch
Ethernet Gigabyte.
Mô tả và cấu hình BSC 9130
13
Báo cáo thử việc : Tìm hiểu hệ thống RAN 2G Alcatel
Trung Tâm Thông Tin Di Động Khu Vực VI Đài Điều Hành
Hình 2.5: kiến trúc BSC 9130
- Các board LIU ( Line Interface Unit) kết nối các luồng E1 (Abis và Atermux)
- Các MUX (Multiplexer): ghép các kênh lưu lượng E1 từ tất cả các board LIU
thành các khung Ethernet sử dụng giao thức NE1oE.
- Các khung NE1oE được gửi qua SSW (Ethernet Switch) board TP(Trasmission
Processing).
- Board TP tách các khung E1 từ các khung NE1oE và chuyển thành các luồng
lưu lượng. Nói cách khác, các timeslot báo hiệu được tách ra và dữ liệu được
xử lý.
- Các bản tin báo hiệu sau đó được TP chuyển tới CCP (Call Control
Proccessing) qua Ethernet Switch. Đối với các bản tin báo hiệu, CCP xử lý ở
các giao thức lớp cao như RLS/OML và SCCP/BSSAP (các chức năng TCU).

- GbE Base Interface Switch
o SNMP cho quản lý chuyển mạch.
15
Báo cáo thử việc : Tìm hiểu hệ thống RAN 2G Alcatel
Trung Tâm Thông Tin Di Động Khu Vực VI Đài Điều Hành
o Các cổng Ethernet và Serial.
Hình 2.7: Mô hình thực tế một Rack ATCA của BSC 9130
Hình 2.8: LIU SHELF
Các cấu hình BSC:
Có hai lại cấu hình:
- Cấu hình đơn: BSC Evolution với một subrack gồm ít nhất 2 CCP và nhiều
nhất 6 CCP.
- Cấu hình rack đôi: 2 BSC với mỗi subrack gồm các BSC à 2 LIU shelf ở 1
subrack.
- Dung lượng TRX của BSC là 200TRX/CCP lên đến 1000TRX.
16
Báo cáo thử việc : Tìm hiểu hệ thống RAN 2G Alcatel
Trung Tâm Thông Tin Di Động Khu Vực VI Đài Điều
Hành
2.3 TC
Có hai dòng TC: G2 và 9125
2.3.1 Chức năng của TC
Transcoder cung cấp chức năng:
- Nén/giải nén thoại (16Kbps 64 Kbps)
- Thích ứng tốc độ dữ liệu.
- Điều khiển OAM cho chức năng truyền dẫn.
TC thường được đặt ở gần MSC
Sub-Multiplexer (SM) tối ưu liên kết giữa BSC và TC.
Hình 2.9: Sơ đồ chức năng TC
TSCA ở BSC thực hiện chức năng giám sát điều khiển và quản lý cho TC. TSCA

- Tối đa 24 BSC có thể phục vụ bởi 1 TC 9125.
Cấu hình phần cứng:
- Một board MT120 thay thế cho 13 board ở TC G2.
- Board MT120 – WB hỗ trợ W-AMR codec làm tăng chất lượng thoại.
Hình 2.10: Cấu hình phần cứng 9125 TC
18
Báo cáo thử việc : Tìm hiểu hệ thống RAN 2G Alcatel
Trung Tâm Thông Tin Di Động Khu Vực VI Đài Điều
Hành
Khả năng truyền dẫn:
Một board giao diện STM-1 (TCIF), dựa trên công nghệ ATCA cung cấp kết
nối tới TC (A hoặc/và Ater mux) và kết nối IP cho giám sát.
Hình 2.11: Truyền dẫn trong TC 9125
19
Báo cáo thử việc : Tìm hiểu hệ thống RAN 2G Alcatel
Trung Tâm Thông Tin Di Động Khu Vực VI Đài Điều Hành
2.4 BTS
Vùng phủ của BSS được chia thành từng Cell và mỗi cell được quản lý bởi một sector
cua một BTS. Mỗi BTS gồm các thiết bị thu phát đó là antenna và các thiết bị xử lý
tín hiệu cho giao diện vô tuyến.
Hình 2.12: Các cấu hình mạng BTS
Cấu hình mạng:
- Cấu hình mạng CHAIN: một PCM kết nối tối đa tới 15 BTS (chỉ có 1 TRE mội
BTS và sử dụng ghép kênh 16kbps) liên kết nối tiếp và luồng PCM này không
kết nối trực tiếp BTS cuối cùng với BSC.
Trong cấu hình CHAIN, BSC đươc kết nối tới một BTS qua một Abis. BTS
này được kết nối trên port Abiss thứ hai của nó tới BTS thứ hai, và tương tự
như vậy đến BTS cuối cùng.
- Cấu hình mạng RING: một luồng PCM được kết nối tới tối đa 7 BTS nối tiếp
nhau và PCM này loopback tưosi BSC bởi BTS cuối cùng.

amplifier để cho phép kết nối vài TRE tới cùng một tập hợp các antenna.
Các cấu hình phân cứng:
- MBI
21
Báo cáo thử việc : Tìm hiểu hệ thống RAN 2G Alcatel
Trung Tâm Thông Tin Di Động Khu Vực VI Đài Điều Hành
Hình 2.14: các cấu hình tủ MBI
Multistandard Base Station Indoor Cabinet:
o MBI-3 : hỗ trợ 8 TRX
o MBI-5: hỗ trợ 12 TRX
- MBO
Hình 2.15: các cấu hình tủ MBO
Các loại cabinet và cấu hình:
o MBO1- Multistandard BTS Outdoor 1 door
 Hỗ trợ 8 TRX trong 4 subrack
 BBU 90Ah.
o MBO2 – Multistandard BTS Outdoor 2-door
 Hỗ trợ 12 TRX trên 7 subrack.
22
Báo cáo thử việc : Tìm hiểu hệ thống RAN 2G Alcatel
Trung Tâm Thông Tin Di Động Khu Vực VI Đài Điều Hành
Chương 3: PHẦN PS TRONG RAN 2G ALCATEL
3.1 Sơ lược về GPRS:
- GPRS hỗ trợ việc cung cấp các dịch vụ gửi và nhận dữ liệu ở chế độ truyền gói
mà không phải sử dụng tài nguyên ở chế độ chuyển mạch kênh.
- GPRS cho phép tính cước theo dung lượng dữ liệu sử dụng.
- GPRS cung cấp truyền gói dữ liệu cho các ứng dụng có các đặc tính:
o Truyền dẫn dữ liệu không liên tục, không có tính chu kỳ.
o Thường truyền đi từng phần dữ liệu nhỏ.
o Ít khi truyền những khối dữ liệu lớn.

o Điều khiển bảo mật và truy cập.
o Giao tiếp với HLR và VLR cho thủ tục cập nhật vị trí MS.
- GGSN Gateway GPRS Support Node
o Là một phần của mạng lõi GPRS.
o Là một IP router, liên kết tới các mạng dữ liệu.
o Liên kết tới các mạng chuyển mạch gói (PS) khác.
Các nguyên lý của giải pháp Alcatel:
- Đưa GPRS vào BSS một cách hiệu quả và suôn sẻ bằng cách giảm thiểu sự
thay đổi về phần cứng cần thiết đối với cấu trúc mạng có sẵn.
- Chỉ cần nâng cấp phần mềm trên BTS, BSC và OMC-R.
- Các khối chức năng GPRS được thêm vào bởi phần tử mạng MFS (Multi –
BSS Fast Packet Server). Đây là phần tử trung tâm, điều khiển một số BSS và
hỗ trợ các chức năng GPRS:
o Chức năng điều khiển gói (Packet Control Unit – PCU)
o Giao thức giao diện Gb chuẩn.
- Sử dụng tối đa tài nguyên truyền dẫn có sẵn.
o Ở cả giao diện vô tuyến và Abis: sử dụng nguyên lý “lưu lượng theo yêu
cầu”
o Ở Giao diện Ater mux: các timeslot không được sử dụng bởi lưu lượng
chuyển mạch kênh (CS) có thẻ sử dụng bởi lưu lượng chuyển mạch gói
(PS). Các kết nối 2 Mbps mang dữ liệu gói chỉ được sử dụng khi đã sử
dụng hết các tài nguyên CS.
24
Báo cáo thử việc : Tìm hiểu hệ thống RAN 2G Alcatel
Trung Tâm Thông Tin Di Động Khu Vực VI Đài Điều Hành
o Alcatel MFS có thể kết nối một cách trong suốt (transparently) ở giữa
TC và BSC.
- Giảm thiểu chi phí cho các thiết bị mới:
o Chức năng điều khiển gói (PCU) cho một BSC được dùng trên một
board GPU.