LỜI MỞ ĐẦU
- Mặc dù so với các loại hình dịch vụ viễn thông khác thì thông tin di động ra đời khá
muộn, chỉ mới xuất hiện trong vài chục năm qua. Nhưng do mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho
người sử dụng nên dịch vụ này đã tăng trưởng một cách bùng nổ. Phát triển từ hệ thống thông tin
di động tương tự, hệ thống thông tin di động 2G đánh dấu sự thành công của công nghệ GSM
với 70% thị phần thông tin di động trên toàn cầu hiện nay. Nhưng khi vấn đề internet toàn cầu và
các mạng riêng khác phát triển cả về quy mô và mức độ tiện ích đã xuất hiện nhu cầu về dịch vụ
truyền số liệu mọi lúc mọi nơi. Người sử dụng có nhu cầu về các dịch vụ mới như: truyền số liệu
tốc độ cao, điện thoại có hình, truy cập internet tốc độ cao từ máy điện thoại di động và các dịch
vụ truyền thông đa phương tiện khác. Điều đó khiến cho các hệ thống 2G phải bộc lộ những
nhược điểm, điều này tạo điều kiện xuất hiện hệ thống thông tin di động 3G đáp ứng các nhu cầu
truyền số liệu tốc độ cao và khắc phục những nhược điểm khác của hệ thống 2G
Ở Việt Nam hiện nay, các mạng di động lớn như Mobiphone, Vinaphone, Viettel, liên doanh
EVN Telecom và Vietnammobile…đã dành được quyền cấp phát 3G và đang thực hiện triển
khai công nghệ này với mong muốn đưa đến cho người sử dụng trong thời gian sớm nhất
Chương 1:
GIỚI THIỆU VỀ MẠNG 3G
- Thế giới đang chứng kiến những thay đổi lớn và sự phát triển rất nhanh chóng của ngành
thông tin di động, từ công nghệ 2G chuyển sang 3G là một quãng thời gian 15 năm. Giờ đây
công nghệ 3G đang được nhắc đến nhiều hơn bao giờ hết. Tại sao lại như vậy?
- Đây không phải lần đầu tiên chúng ta trải nghiệm điều này; vào đầu và giữa thập niên
1990, các công nghệ mới, thế hệ thứ 2 (2G) như GSM, TDMA và CDMA đang được tung ra để
đem lại chất lượng thoại tốt hơn, công suất mạng cao hơn, cấu trúc mở, và cách sử dụng phổ
sóng hữu hiệu hơn. Tuy nhiên, bước chuyển tiếp này đã cần đến hơn 15 năm. Thực tế, ngay từ
giữa thập niên 1990, những công nghệ phổ biến nhất với số khách thuê bao toàn cầu cao nhất
vẫn là công nghệ tương đồng AMPS và TACS thuộc thế hệ thứ nhất. Trong khi đó, các nhà khai
thác mới đang trở nên vững vàng tại các thị trường khắp thế giới và họ phải quyết định hoặc bắt
đầu với công nghệ tương đồng và sau đó nâng cấp, hoặc đi thẳng vào một trong các công nghệ
2G mới mẻ hơn.
- Trong khi các nhà sản xuất tiếp tục mời chào thiết bị tương đồng đem lại lợi nhuận cao,
các nhà khai thác có tầm nhìn xa đã chọn các công nghệ GSM, TDMA hoặc CDMA để tăng tối

- Thực tế, các nhà khai thác 3G tại các thị trường hàng đầu thế giới đã ghi nhận tốc độ tiếp
thu nhanh và thu nhập tăng vọt nhờ tung ra các dịch vụ dữ liệu mới mẻ trên các mạng thế hệ mới
của họ. Hầu hết các nhà khai thác 3G khắp thế giới đã ghi nhận thu nhập dữ liệu trung bình tính
trên đầu người sử dụng (ARPU) nằm trong khoảng 10% đến 40% tổng thu nhập tính theo người
sử dụng trên các mạng 3G của họ.
- Tại những quốc gia như Cộng hòa Czech và Mỹ, nơi mà các dịch vụ CDMA2000 1xEV-
DO đã có sẵn trên thị trường, các nhà khai thác sử dụng công nghệ GSM 2G nhận thấy họ khó
mà cạnh tranh bằng giá cả và hiệu suất, điều đó buộc họ phải xem xét những kế hoạch mạnh mẽ
để tung ra WCDMA và HSDPA. Người hưởng lợi từ sự cạnh tranh ngày càng tăng này là khách
hàng và những doanh nghiệp vì họ có thể nhận được dịch vụ tốt hơn với giá rẻ hơn.
- Tuy nhiên, bước chuyển sang 3G không bị giới hạn trong những quốc gia phát triển trên
thế giới. Những thị trường đang lên cũng đang triển khai thiết bị 3G vì những lợi thế tương tự.
Tại những thị trường này, dịch vụ thoại giá rẻ thường có ưu thế hơn dịch vụ dữ liệu băng rộng
và chính tính kinh tế của 3G, nhất là trong các băng tần thấp, đã hỗ trợ quan điểm kinh doanh
của các nhà khai thác đối với bước tiến vào CDMA2000 và WCDMA. Điều này đặc biệt đúng
tại các thị trường đang phát triển nơi mà các dịch vụ đường dây mặt đất không dễ gì có sẵn và
việc sử dụng dịch vụ thoại là tương đối cao.
- Một báo cáo của Signals Research cho biết tổng chi phí sở hữu (TCO) của một mạng 3G,
trong khoảng thời gian 10 năm, thì có lợi hơn 2G xét về vốn và chi phí vận hành; nên việc bắt
đầu với một mạng 3G rõ ràng là tốt hơn.
- Tại sao vậy? Ấy là bởi vì 3G cho phép công suất dữ liệu và thoại cao hơn với cùng một
khối lượng phổ sóng, cùng với những cải thiện trong chi phí vận hành. Ngay cả trong các trường
hợp mà ở đó nhà vận hành GSM/GPRS/EDGE không chuyển sang 3G trong thời gian 10 năm,
CDMA2000 vẫn có thể đạt 12% có lợi hơn trong một mức tăng trưởng thuê bao khiêm tốn và
viễn cảnh tính theo phút sử dụng. Và, khi viễn cảnh tính theo phút sử dụng và tăng trưởng thuê
bao tăng lên, mức hiệu quả so với chi phí của CDMA2000 lại càng nổi bật hơn – với mức tiết
kiệm chi phí từ 18% đến 23%.
- Các công nghệ 3G ở tần số thấp (450 và 850 MHz) thậm chí còn hấp dẫn hơn khi xét đến
chi phí ngày càng giảm. Ở những tần số này, các trạm cơ sở có thể truyền tín hiệu sóng đi xa hơn
và độ phủ sóng được cải thiện cả ở trong lẫn bên ngoài nhà. Điều này có nghĩa rằng người ta cần

• Các khái niệm về các dịch vụ chuyển mạch kênh và các dịch vụ chuyển mạch gói
• Các loại lưu lượng và các loại dịch vù mà 3G WCDMA UMTS có thể hỗ trợ
• Kiến trúc 3G WCDMA UMTS qua các phát hành khác nhau: R3, R4, R5 và R6
• Chiến lược chuyển dịch GSM lên 3G UMTS
1.1.3. Hướng dẫn
• Học kỹ các tư liệu được trình bầy trong chương
• Tham khảo thêm các tái liệu tham khảo cuối tài liệu
2.1 Kiến trúc chung của một hệ thống thông tin di động 3G
Mạng thông tin di động (TTDĐ) 3G lúc đầu sẽ là mạng kết hợp giữa các vùng chuyển
mạch gói (PS) và chuyển mạch kênh (CS) để truyền số liệu gói và tiếng. Các trung tâm chuyển
mạch gói sẽ là các chuyển mạch sử dụng công nghệ ATM. Trên đường phát triển đến mạng toàn
IP, chuyển mạch kênh sẽ dần được thay thế bằng chuyển mạch gói. Các dịch vụ kể cả số liệu lẫn
thời gian thực (như tiếng và video) cuối cùng sẽ được truyền trên cùng một môi trường IP bằng
các chuyển mạch gói. Hình 1.4 dưới đây cho thấy thí dụ về một kiến trúc tổng quát của TTDĐ
3G kết hợp cả CS và PS trong mạng lõi.
RAN: Radio Access Network: mạng truy nhập vô tuyến
BTS: Base Transceiver Station: trạm thu phát gốc
BSC: Base Station Controller: bộ điều khiển trạm gốc
RNC: Rado Network Controller: bộ điều khiển trạm gốc
CS: Circuit Switch: chuyển mạch kênh
PS: Packet Switch: chuyển mạch gói
SMS: Short Message Servive: dịch vụ nhắn tin
Server: máy chủ
PSTN: Public Switched Telephone Network: mạng điện thoại chuyển mạch công cộng
PLMN: Public Land Mobile Network: mang di động công cộng mặt đất
Hình 2.1. Kiến trúc tổng quát của một mạng di động kết hợp cả CS và PS
- Các miền chuyển mạch kênh (CS) và chuyển mạch gói (PS) được thể hiện bằng một
nhóm các đơn vị chức năng lôgic: trong thực hiện thực tế các miền chức năng này được đặt vào
các thiết bị và các nút vật lý. Chẳng hạn có thể thực hiện chức năng chuyển mạch kênh CS
(MSC/GMSC) và chức năng chuyển mạch gói (SGSN/GGSN) trong một nút duy nhất để được

Frame Relay, ATM hoặc IP.
Hình 1.5. cho thấy cấu trúc của CS và PS.
Hình 2.2. Chuyển mạch kênh (CS) và chuyển mạch gói (PS).
Dịch vụ chuyển mạch kênh (CS Service) là dịch vụ trong đó mỗi đầu cuối được cấp phát
một kênh riêng và nó toàn quyển sử dụng tài nguyên của kênh này trong thời gian cuộc gọi tuy
nhiên phải trả tiền cho toàn bộ thời gian này dù có truyền tin hay không. Dịch vụ chuyển mạch
kênh có thể được thực hiện trên chuyển mạch kênh (CS) hoặc chuyển mạch gói (PS). Thông
thường dịch vụ này được áp dụng cho các dịch vụ thời gian thực (thoại).
Dịch vụ chuyển mạch gói (PS Service) là dịch vụ trong đó nhiều đầu cuối cùng chia sẻ
một kênh và mỗi đầu cuối chỉ chiếm dụng tài nguyên của kênh này khi có thông tin cần truyền
và nó chỉ phải trả tiền theo lượng tin được truyền trên kênh. Dịch vụ chuyển mạch gói chỉ có thể
được thực hiện trên chuyển mạch gói (PS). Dịch vụ này rất rất phù hợp cho các dịch vụ phi thời
gian thực (truyền số liệu), tuy nhiên nhờ sự phát triển của công nghệ dịch vụ này cũng được áp
dụng cho các dịch vụ thời gian thực (VoIP).
Chuyển mạch gói có thể thực hiện trên cơ sở ATM hoặc IP.
ATM (Asynchronous Transfer Mode: chế độ truyền dị bộ) là công nghệ thực hiện phân
chia thông tin cần phát thành các tế bào 53 byte để truyền dẫn và chuyển mạch. Một tế bào ATM
gồm 5 byte tiêu đề (có chứa thông tin định tuyến) và 48 byte tải tin (chứa số liệu của người sử
dụng). Thiết bị chuyển mạch ATM cho phép chuyển mạch nhanh trên cơ sở chuyển mạch phần
cứng tham chuẩn theo thông tin định tuyến tiêu đề mà không thực hiện phát hiện lỗi trong từng
tế bào. Thông tin định tuyến trong tiêu đề gồm: đường dẫn ảo (VP) và kênh ảo (VC). Điều khiển
kết nối bằng VC (tương ứng với kênh của người sử dụng) và VP (là một bó các VC) cho phép
khai thác và quản lý có khả năng mở rộng và có độ linh hoạt cao. Thông thường VP được thiết
lập trên cơ sở số liệu của hệ thống tại thời điểm xây dựng mạng. Việc sử dụng ATM trong mạng
lõi cho ta nhiều cái lợi: có thể quản lý lưu lượng kết hợp với RAN, cho phép thực hiện các chức
năng CS và PS trong cùng một kiến trúc và thực hiện khai thác cũng như điều khiển chất lượng
liên kết.
Chuyển mạch hay Router IP (Internet Protocol) cũng là một công nghệ thực hiện phân
chia thông tin phát thành các gói được gọi là tải tin (Payload). Sau đó mỗi gói được gán một tiêu
đề chứa các thông tin địa chỉ cần thiết cho chuyển mạch. Trong thông tin di động do vị trí của

R
b
phục vụ như sau:
• Vùng 1: trong nhà, ô pico, R
b
≤ 2Mbps
• Vùng 2: thành phố, ô micro, R
b
≤ 384 kbps
• Vùng 2: ngoại ô, ô macro, R
b
≤ 144 kbps
• Vùng 4: Toàn cầu, R
b
= 12,2 kbps
Có thể tổng kết các dịch vụ do 3GWCDMA UMTS cung cấp ở bảng 1.1.
Bảng 2.1. Phân loại các dịch vụ ở 3GWDCMA UMTS
Kiểu Phân loại Dịch vụ chi tiết
Dịch vụ di
động
Dịch vụ di động Di động đầu cuối/di động cá nhân/di động dịch vụ
Dịch vụ thông tin
định vị
- Theo dõi di động/ theo dõi di động thông minh
Dịch vụ âm thanh - Dịch vụ âm thanh chất lượng cao (16-64 kbps)
- Dịch vụ truyền thanh AM (32-64 kbps)
- Dịch vụ truyền thanh FM (64-384 kbps)
Dịch vụ
viễn thông
Dịch vụ số liệu - Dịch vụ số liệu tốc độ trung bình (64-144 kbps)

Mbps trong miền CS và 2Mbps trong miền PS. Các kết nối tốc độ cao này đảm bảo cung cấp
một tập các dich vụ mới cho người sử dụng di động giống như trong các mạng điện thoại cố
định và Internet. Các dịch vụ này gồm: điện thoại có hình (Hội nghị video), âm thanh chất lượng
cao (CD) và tốc độ truyền cao tại đầu cuối. Một tính năng khác cũng được đưa ra cùng với
GPRS là "luôn luôn kết nối" đến Internet. UMTS cũng cung cấp thông tin vị trí tốt hơn và vì thế
hỗ trợ tốt hơn các dịch vụ dựa trên vị trí.
Một mạng UMTS bao gồm ba phần: thiết bị di động (UE: User Equipment), mạng truy
nhập vô tuyến mặt đất UMTS (UTRAN: UMTS Terrestrial Radio Network), mạng lõi (CN: Core
Network) (xem hình 1.8). UE bao gồm ba thiết bị: thiết bị đầu cuối (TE), thiết bị di động (ME)
và module nhận dạng thuê bao UMTS (USIM: UMTS Subscriber Identity Module). UTRAN
gồm các hệ thống mạng vô tuyến (RNS: Radio Network System) và mỗi RNS bao gồm RNC
(Radio Network Controller: bộ điều khiển mạng vô tuyến) và các nút B nối với nó. Mạng lõi CN
bao gồm miền chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói và HE (Home Environment: Môi trường
nhà). HE bao gồm các cơ sở dữ liệu: AuC (Authentication Center: Trung tâm nhận thực), HLR
(Home Location Register: Bộ ghi định vị thường trú) và EIR (Equipment Identity Register: Bộ
ghi nhận dạng thiết bị).
Hình 2.5. Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R3
2.3.1. Thiết bị người sử dụng (UE)
UE (User Equipment: thiết bị người sử dụng) là đầu cuối mạng UMTS của người sử dụng.
Có thể nói đây là phần hệ thống có nhiều thiết bị nhất và sự phát triển của nó sẽ ảnh hưởng lớn
lên các ứng dụng và các dịch vụ khả dụng. Giá thành giảm nhanh chóng sẽ tạo điều kiện cho
người sử dụng mua thiết bị của UMTS. Điều này đạt được nhờ tiêu chuẩn hóa giao diện vô
tuyến và cài đặt mọi trí tuệ tại các card thông minh.
2.3.1.1. Các đầu cuối (TE)
Vì máy đầu cuối bây giờ không chỉ đơn thuần dành cho điện thoại mà còn cung cấp các
dịch vụ số liệu mới, nên tên của nó được chuyển thành đầu cuối. Các nhà sản xuất chính đã đưa
ra rất nhiều đầu cuối dựa trên các khái niệm mới, nhưng trong thực tế chỉ một số ít là được đưa
vào sản xuất. Mặc dù các đầu cuối dự kiến khác nhau về kích thước và thiết kế, tất cả chúng đều
có màn hình lớn và ít phím hơn so với 2G. Lý do chính là để tăng cường sử dụng đầu cuối cho
nhiều dịch vụ số liệu hơn và vì thế đầu cuối trở thành tổ hợp của máy thoại di động, modem và

Người sử dụng phải tự mình nhận thực đối với USIM bằng cách nhập mã PIN. Điểu này
đảm bảo rằng chỉ người sử dụng đích thực mới được truy nhập mạng UMTS. Mạng sẽ chỉ cung
cấp các dịch vụ cho người nào sử dụng đầu cuối dựa trên nhận dạng USIM được đăng ký.
2.4.2. Mạng truy nhập vô tuyến UMTS
UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network: Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất
UMTS) là liên kết giữa người sử dụng và CN. Nó gồm các phần tử đảm bảo các cuộc truyền
thông UMTS trên vô tuyến và điều khiển chúng.
UTRAN được định nghĩa giữa hai giao diện. Giao diện Iu giữa UTRAN và CN, gồm hai
phần: IuPS cho miền chuyển mạch gói và IuCS cho miền chuyển mạch kênh; giao diện Uu giữa
UTRAN và thiết bị người sử dụng. Giữa hai giao diện này là hai nút, RNC và nút B.
2.4.2.1. RNC
RNC (Radio Network Controller) chịu trách nhiệm cho một hay nhiều trạm gốc và điều
khiển các tài nguyên của chúng. Đây cũng chính là điểm truy nhập dịch vụ mà UTRAN cung cấp
cho CN. Nó được nối đến CN bằng hai kết nối, một cho miền chuyển mạch gói (đến GPRS) và
một đến miền chuyển mạch kênh (MSC).
Một nhiệm vụ quan trọng nữa của RNC là bảo vệ sự bí mật và toàn vẹn. Sau thủ tục nhận
thực và thỏa thuận khóa, các khoá bảo mật và toàn vẹn được đặt vào RNC. Sau đó các khóa này
được sử dụng bởi các hàm an ninh f8 và f9.
RNC có nhiều chức năng logic tùy thuộc vào việc nó phục vụ nút nào. Người sử dụng được
kết nối vào một RNC phục vụ (SRNC: Serving RNC). Khi người sử dụng chuyển vùng đến một
RNC khác nhưng vẫn kết nối với RNC cũ, một RNC trôi (DRNC: Drift RNC) sẽ cung cấp tài
nguyên vô tuyến cho người sử dụng, nhưng RNC phục vụ vẫn quản lý kết nối của người sử dụng
đến CN. Vai trò logic của SRNC và DRNC được mô tả trên hình 2.7. Khi UE trong chuyển giao
mềm giữa các RNC, tồn tại nhiều kết nối qua Iub và có ít nhất một kết nối qua Iur. Chỉ một trong
số các RNC này (SRNC) là đảm bảo giao diện Iu kết nối với mạng lõi còn các RNC khác
(DRNC) chỉ làm nhiệm vụ định tuyến thông tin giữa các Iub và Iur.
Chức năng cuối cùng của RNC là RNC điều khiển (CRNC: Control RNC). Mỗi nút B có
một RNC điều khiển chịu trách nhiệm cho các tài nguyên vô tuyến của nó.
Hình 2.6. Vai trò logic của SRNC và DRNC
2.4.2.2. Nút B

GGSN (Gateway GPRS Support Node: Nút hỗ trợ GPRS cổng) là một SGSN kết nối với
các mạng số liệu khác. Tất cả các cuộc truyền thông số liệu từ thuê bao đến các mạng ngoài đều
qua GGSN. Cũng như SGSN, nó lưu cả hai kiểu số liệu: thông tin thuê bao và thông tin vị trí.
Số liệu thuê bao lưu trong GGSN:
• IMSI
• Các địa chỉ PDP
Số liệu vị trí lưu trong GGSN:
• Địa chỉ SGSN hiện thuê bao đang nối đến
GGSN nối đến Internet thông qua giao diện Gi và đến BG thông qua Gp.
2.4.3.3. BG
BG (Border Gatway: Cổng biên giới) là một cổng giữa miền PS của PLMN với các mạng
khác. Chức năng của nút này giống như tường lửa của Internet: để đảm bảo mạng an ninh chống
lại các tấn công bên ngoài.
2.4.3.4. VLR
VLR (Visitor Location Register: bộ ghi định vị tạm trú) là bản sao của HLR cho mạng phục
vụ (SN: Serving Network). Dữ liệu thuê bao cần thiết để cung cấp các dịch vụ thuê bao được
copy từ HLR và lưu ở đây. Cả MSC và SGSN đều có VLR nối với chúng.
Số liệu sau đây được lưu trong VLR:
• IMSI
• MSISDN
• TMSI (nếu có)
• LA hiện thời của thuê bao
• MSC/SGSN hiện thời mà thuê bao nối đến
Ngoài ra VLR có thể lưu giữ thông tin về các dịch vụ mà thuê bao được cung cấp.
Cả SGSN và MSC đều được thực hiện trên cùng một nút vật lý với VLR vì thế được gọi là
VLR/SGSN và VLR/MSC.
2.4.3.5. MSC
MSC thực hiện các kết nối CS giữa đầu cuối và mạng. Nó thực hiện các chức năng báo hiệu
và chuyển mạch cho các thuê bao trong vùng quản lý của mình. Chức năng của MSC trong
UMTS giống chức năng MSC trong GSM, nhưng nó có nhiều khả năng hơn. Các kết nối CS

các vectơ nhận thực (AV: Authetication Vector) cho HLR.
AuC lưu giữ khóa bí mật chia sẻ K cho từng thuê bao cùng với tất cả các hàm tạo khóa từ f0
đến f5. Nó tạo ra các AV, cả trong thời gian thực khi SGSN/VLR yêu cầu hay khi tải xử lý thấp,
lẫn các AV dự trữ.
Bộ ghi nhận dạng thiết bị (EIR)
EIR (Equipment Identity Register) chịu trách nhiệm lưu các số nhận dạng thiết bị di động
quốc tế (IMEI: International Mobile Equipment Identity). Đây là số nhận dạng duy nhất cho thiết
bị đầu cuối. Cơ sở dữ liệu này được chia thành ba danh mục: danh mục trắng, xám và đen. Danh
mục trắng chứa các số IMEI được phép truy nhập mạng. Danh mục xám chứa IMEI của các đầu
cuối đang bị theo dõi còn danh mục đen chứa các số IMEI của các đầu cuối bị cấm truy nhập
mạng. Khi một đầu cuối được thông báo là bị mất cắp, IMEI của nó sẽ bị đặt vào danh mục đen
vì thế nó bị cấm truy nhập mạng. Danh mục này cũng có thể được sử dụng để cấm các seri máy
đặc biệt không được truy nhập mạng khi chúng không hoạt động theo tiêu chuẩn.
2.4.4. Các mạng ngoài
Các mạng ngoài không phải là bộ phận của hệ thống UMTS, nhưng chúng cần thiết để đảm
bảo truyền thông giữa các nhà khai thác. Các mạng ngoài có thể là các mạng điện thoại như:
PLMN (Public Land Mobile Network: mạng di động mặt đất công cộng), PSTN (Public
Switched Telephone Network: Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng), ISDN hay các mạng
số liệu như Internet. Miền PS kết nối đến các mạng số liệu còn miền CS nối đến các mạng điện
thoại.
2.4.5. Các giao diện
Vai trò các các nút khác nhau của mạng chỉ được định nghĩa thông qua các giao diện khác
nhau. Các giao diện này được định nghĩa chặt chẽ để các nhà sản xuất có thể kết nối các phần
cứng khác nhau của họ.
√ Giao diện Cu. Giao diện Cu là giao diện chuẩn cho các card thông minh. Trong UE đây
là nơi kết nối giữa USIM và UE
√ Giao diện Uu. Giao diện Uu là giao diện vô tuyến của WCDMA trong UMTS. Đây là
giao diện mà qua đó UE truy nhập vào phần cố định của mạng. Giao diện này nằm giữa
nút B và đầu cuối.
√ Giao diện Iu. Giao diện Iu kết nối UTRAN và CN. Nó gồm hai phần, IuPS cho miền

cổng các phương tiện khác (MGW) được điều khiển bởi MSC Server cổng (GMSC server).
MGW này sẽ chuyển tiếng thoại được đóng gói thành PCM tiêu chuẩn để đưa đến PSTN. Như
vậy chuyển đổi mã chỉ cần thực hiện tại điểm này. Để thí dụ, ta giả thiết rằng nếu tiếng ở giao
diện vô tuyến được truyền tại tốc độ 12,2 kbps, thì tốc độ này chỉ phải chuyển vào 64 kbps ở
MGW giao tiếp với PSTN. Truyền tải kiểu này cho phép tiết kiệm đáng kể độ rộng băng tần nhất
là khi các MGW cách xa nhau.
Giao thức điều khiển giữa MSC Server hoặc GMSC Server với MGW là giao thức ITU
H.248. Giao thức này được ITU và IETF cộng tác phát triển. Nó có tên là điều khiển cổng các
phương tiện (MEGACO: Media Gateway Control). Giao thức điều khiển cuộc gọi giữa MSC
Server và GMSC Server có thể là một giao thức điều khiển cuộc gọi bất kỳ. 3GPP đề nghị sử
dụng (không bắt buộc) giao thức Điều khiển cuộc gọi độc lập vật mang (BICC: Bearer
Independent Call Control) được xây dựng trên cơ sở khuyến nghị Q.1902 của ITU.
Trong nhiều trường hợp MSC Server hỗ trợ cả các chức năng của GMSC Server. Ngoài ra
MGW có khả năng giao diện với cả RAN và PSTN. Khi này cuộc gọi đến hoặc từ PSTN có thể
chuyển nội hạt, nhờ vậy có thể tiết kiệm đáng kể đầu tư.
Để làm thí dụ ta xét trường hợp khi một RNC được đặt tại thành phố A và được điều khiển
bởi một MSC đặt tại thành phố B. Giả sử thuê bao thành phố A thực hiện cuộc gọi nội hạt. Nếu
không có cấu trúc phân bố, cuộc gọi cần chuyển từ thành phố A đến thành phố B (nơi có MSC)
để đấu nối với thuê bao PSTN tại chính thành phố A. Với cấu trúc phân bố, cuộc gọi có thể được
điều khiển tại MSC Server ở thành phố B nhưng đường truyền các phương tiện thực tế có thể
vẫn ở thành phố A, nhờ vậy giảm đáng kể yêu cầu truyền dẫn và giá thành khai thác mạng.
Từ hình 1.10 ta cũng thấy rằng HLR cũng có thể được gọi là Server thuê bao tại nhà (HSS:
Home Subscriber Server). HSS và HLR có chức năng tương đương, ngoại trừ giao diện với HSS
là giao diện trên cơ sở truyền tải gói (IP chẳng hạn) trong khi HLR sử dụng giao diện trên cơ sở
báo hiệu số 7. Ngoài ra còn có các giao diện (không có trên hình vẽ) giữa SGSN với HLR/HSS
và giữa GGSN với HLR/HSS.
Rất nhiều giao thức được sử dụng bên trong mạng lõi là các giao thức trên cơ sở gói sử
dụng hoặc IP hoặc ATM. Tuy nhiên mạng phải giao diện với các mạng truyền thống qua việc sử
dụng các cổng các phương tiện. Ngoài ra mạng cũng phải giao diện với các mạng SS7 tiêu
chuẩn. Giao diện này được thực hiện thông qua cổng SS7 (SS7 GW). Đây là cổng mà ở một phía

vụ (QoS) hoặc bên trong SGSN và GGSN hoặc ít nhất ở các Router kết nối trực tiếp với chúng.
Chức năng tài nguyên đa phương tiện (MRF) là chức năng lập cầu hội nghi được sử dụng
để hỗ trợ các tính năng như tổ chức cuộc gọi nhiều phía và dịch vụ hội nghị .
Cổng báo hiệu truyền tải (T-SGW) là một cổng báo hiệu SS7 để đảm bảo tương tác SS7
với các mạng tiêu chuẩn ngoài như PSTN. T-SGW hỗ trợ các giao thức Sigtran. Cổng báo hiệu
chuyển mạng (R-SGW) là một nút đảm bảo tương tác báo hiệu với các mạng di động hiện có sử
dụng SS7 tiêu chuẩn. Trong nhiều trường hợp T-SGW và R-SGW cùng tồn tại trên cùng một nền
tảng.
MGW thực hiện tương tác với các mạng ngoài ở mức đường truyền đa phương tiện. MGW
ở kiến trúc mạng của UMTS R5 có chức năng giống như ở R4. MGW được điều khiển bởi Chức
năng cổng điều khiển các phương tiện (MGCF). Giao thức điều khiển giữa các thực thể này là
ITU-T H.248.
MGCF cũng liên lạc với CSCF. Giao thức được chọn cho giao diện này là SIP.
Tuy nhiên có thể nhiều nhà khai thác vẫn sử dụng nó kết hợp với các miền chuyển mạch
kênh trong R3 và R4. Điều này cho phép chuyển đồi dần dần từ các phiên bản R3 và R4 sang
R5. Một số các cuộc gọi thoại có thể vẫn sử dụng miền CS một số các dịch vụ khác chẳng hạn
video có thể được thực hiện qua R5 IMS. Cấu hình lai ghép được thể hiện trên hình 2.9

Hình 2.9. Chuyển đổi dần từ R4 sang R5
2.7. Chiến lược dịch chuyển từ GSM sang UMTS
Trong phần này ta sẽ xét chiến lược dịch chuyển từ GSM sang UMTS của hãng Alcatel.
Alcatel dự kiến phát triển RAN từ GSM lên 3G UMTS theo ba phát hành: 3GR1, 3GR2 và
3GR3. Với mỗi phát hành, các sản phẩm mới và các tính năng mới được đưa ra.
2.7.1. 3GR1 : Kiến trúc mạng UMTS chồng lấn
Phát hành 3GP1 dựa trên phát hành của 3GPP vào tháng 3 và các đặc tả kỹ thuật vào
tháng 6 năm 2000. Phát hành đầu của 3GR1 chỉ hỗ trợ UTRA-FDD và sẽ được triển khai chồng
lấn lên GSM. Chiến lược dịch chuyển từ GSM sang UMTS phát hành 3GR1 được chia thành ba
giai đoạn được ký hiệu là R1.1, R1.2 và R1.3 (R: Release: phát hành). Trong các phát hành này
các phần cứng và các tính năng mới được đưa ra. Các nút B được gọi là MBS (Multistandard
Base Station: trạm gốc đa tiêu chuẩn). Tuy nhiên MBS V1 chỉ đơn thuần là nút B, chỉ MBS V2