Luận văn: Truyền số liệu trên mạng GSM tại Việt Nam và hệ Remote Dataloger

Luận văn về truyền số liệu trên mạng GSM tại Việt Nam. Tìm hiểu ứng dụng remote datalogger, giải pháp hiệu quả cho việc thu thập và quản lý dữ liệu từ xa.

• Tác giả: Trần Quốc Kỳ
• Người hướng dẫn: PGS.TS. Vương Dao Vy
• Trường học: Đại học Quốc Gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật vô tuyến điện tử và thông tin liên lạc
• Đề tài: Truyền Số Liệu Trên Mạng GSM Triển Khai Tại Việt Nam Và Ứng Dụng Hệ Remote - Dataloger
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2004
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• Mục lục
• Danh mục các từ viết tắt
• Danh mục các bảng
• Danh mục các hình vẽ và đồ thị
• Mở đầu
• 1. Phần 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ TRUYỀN SỐ LIỆU TRÊN MẠNG GSM
• 1. Chương 1: CẤU TRÚC MẠNG GSM
• 1.1. Cấu trúc chung của hệ thống 8M
• 1.2. Các thành phần hệ thống
• 1.2.1. Trạm di động MS
• 1.2.2. Phân hệ trạm géc BSS
• 1.2.3. Phân hệ chuyển mach NSS
• 1.2.4. Phân hệ khai thác OSS
• 1.3. Tổ chức kênh - tần số. Cấu trúc kênh vật lý
• 1.4. Cấu trúc kênh logic
• 2. Chương 2: TRUYỀN SỐ TIẾU TRẼN MẠNG GSM THẾ HỆ 2đ
• 2.1. Truyền số liệu tốc độ cơ sở trên mạng GSM. Truyền dan tiéng trén mang GSM
• 2.2. Truyền dẫn số liệu trên mạng GSM
• 2.3. Giới thiệu vẻ W AP
• 3. Chương 2 + TRUYỀN SỐ T.TẾU TRÉN MANG GSM THẾ HỆ
• 3.1. Công nghệ truyền số liệu tốc độ cao GPBRS trên mạng GSM
• 3.2. Giới thiệu công nghệ truyền số liệu tốc độ cao GPRS
• 3.3. Câu trúc mang GPRS và các giao thức
• 3.4. Quin ly di ding GPRS
• 3.5. Giao dién vé tuyén GPRS
• 3.6. Lép vat ly
• 3.7. Kat nai số liệu GPRS
• 3.8. Chất lượng mạng phục vụ GPRS
• 3.9. Các đặc tỉnh truyềntải
• 3.10. Các đặc tỉnh dịch vụ
• 4. Phần 2: TRIỂN KHAI TRUYỀN SỐ LIỆU TRÊN MẠNG GSM VIỆT NAM VÀ ỨNG DỤNG
• 4. Chương 4: TRUYỀN SỐ LIỆU TỐC ĐỘ CG SG TRÊN MẠNG GSM VIỆT NAM
• 4.1. Mê hình kết nói triển khai dịch vụ truyền số liệu GSM-2G
• 4.2. Ứng dụng thục tế truyền số liệu trên mạng GSM Việt Nam 2G
• 5. Chương 5: TRUYỀN SỐ LIỆU TỐC ĐỘ CAO (GPRS) TRÊN MẠNG GSM VIETNAM
• 5.1. Bước phát triển mang GSM thy té tir 2G lén 2
• 5.2. Mạng thêng tin đi động GSM hiện tại
• 5.3. Giai đoạn kết hop GPRS vao mang GSM Giải pháp trên mạng Mobifone với thiết bị Aleatel
• 5.3.1. Phần vô tuyển - BSS
• 5.3.2. Phân chuyển mạch - K88
• 5.3.3. Số liệu triển khai trên mạng MobiFone
• 5.3.4. Cáp ứng đụng từ truyền số liệu GPRS
• 6. Chương 6: LIỆ THỐNG DO XỬ LÝ SỐ LIỆU - ĐIỀU KHIỂK TỪ XA SỬ DỤNG TRUYỀN
• 6.1. Câu trúc hệ thông
• 6.2. Cầu trúc hệ thống đo xử lý tin hiệu - điểu khiển từ xa
• 6.3. Cau tao (hiél bi Dalaloger ®?
• 6.4. Hé thing DATALOGER — 2004 thực tê
• Kết luận
• Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Khám phá luận văn truyền số liệu mạng GSM và Datalogger

Luận văn 'Truyền số liệu trên mạng GSM triển khai tại Việt Nam và ứng dụng hệ Remote Datalogger' của tác giả Trần Quốc Kỳ (2004) là một tài liệu nền tảng, phân tích sâu sắc về khả năng ứng dụng mạng di động thế hệ thứ hai vào việc thu thập và giám sát dữ liệu từ xa. Tại thời điểm nghiên cứu, Việt Nam đang trong giai đoạn đầu phát triển hạ tầng viễn thông, và việc tận dụng mạng GSM cho các ứng dụng ngoài thoại là một hướng đi đột phá. Luận văn không chỉ tập trung vào cơ sở lý thuyết của công nghệ GSM và GPRS, mà còn đi sâu vào việc triển khai thực tế trên hạ tầng của các nhà mạng lớn như Mobifone. Cốt lõi của nghiên cứu là việc thiết kế và xây dựng một hệ thống nhúng hoàn chỉnh, được gọi là Remote Datalogger, có khả năng tự động thu thập thông tin từ các cảm biến và gửi về một máy chủ (Server) trung tâm. Hệ thống này là một trong những mô hình sơ khai của giao tiếp M2M (Machine-to-Machine) tại Việt Nam, đặt nền móng cho sự phát triển của các giải pháp IoT (Internet of Things) sau này. Việc phân tích cấu trúc mạng, các giao thức truyền tin, và các phương pháp mã hóa cho thấy tiềm năng to lớn của mạng di động trong các lĩnh vực như quan trắc môi trường hay giám sát và điều khiển công nghiệp, mở ra một kỷ nguyên mới cho tự động hóa và thu thập dữ liệu không dây.

1.1. Bối cảnh ra đời của công nghệ truyền dữ liệu GSM

Vào đầu những năm 2000, mạng di động GSM tại Việt Nam chủ yếu được thiết kế cho dịch vụ thoại (voice). Việc truyền dữ liệu (data) vẫn còn rất hạn chế và sơ khai. Luận văn ra đời trong bối cảnh nhu cầu thu thập dữ liệu từ xa cho các ứng dụng công nghiệp và dân dụng ngày càng tăng, trong khi các giải pháp có dây truyền thống tỏ ra tốn kém và thiếu linh hoạt. Nghiên cứu này đã tiên phong khám phá khả năng của mạng GSM hiện hữu để giải quyết bài toán đó, đặc biệt là sự chuyển đổi từ truyền dữ liệu chuyển mạch kênh (CSD) sang công nghệ chuyển mạch gói GPRS hiệu quả hơn.

1.2. Định nghĩa hệ Remote Datalogger và vai trò trong M2M

Hệ thống Remote Datalogger được định nghĩa là một thiết bị điện tử có khả năng tự động ghi nhận dữ liệu từ các cảm biến theo thời gian hoặc theo sự kiện, sau đó sử dụng một phương thức truyền thông không dây (cụ thể là mạng GSM/GPRS) để gửi dữ liệu về một trung tâm xử lý. Đây là một thành phần cốt lõi trong kiến trúc giao tiếp M2M (Machine-to-Machine), nơi các thiết bị tự động trao đổi thông tin với nhau mà không cần sự can thiệp của con người. Vai trò của nó là cầu nối giữa thế giới vật lý (thông qua cảm biến) và không gian số (thông qua cơ sở dữ liệu và phần mềm phân tích).

II. Thách thức chính khi truyền số liệu trên mạng GSM 2G

Việc triển khai truyền số liệu trên mạng GSM thế hệ 2G (trước khi có GPRS) đối mặt với nhiều rào cản kỹ thuật và chi phí. Thách thức lớn nhất đến từ bản chất của công nghệ chuyển mạch kênh (Circuit Switched Data - CSD). Khi sử dụng CSD, một kênh truyền vật lý sẽ được thiết lập và duy trì trong suốt phiên kết nối, tương tự như một cuộc gọi thoại. Điều này dẫn đến hai vấn đề nghiêm trọng. Thứ nhất, tốc độ truyền dữ liệu cực kỳ thấp, theo tài liệu nghiên cứu, chỉ đạt tối đa 9.6 kbps. Tốc độ này không đủ đáp ứng cho các ứng dụng cần gửi lượng dữ liệu lớn hoặc yêu cầu cập nhật theo thời gian thực. Thứ hai, chi phí được tính theo thời gian kết nối, bất kể có dữ liệu được truyền đi hay không. Đối với các ứng dụng datalogger thường chỉ gửi các gói tin nhỏ một cách không liên tục, mô hình tính cước này trở nên cực kỳ lãng phí và không hiệu quả về mặt kinh tế. Ngoài ra, việc thiết lập kết nối CSD cũng mất nhiều thời gian, làm tăng độ trễ của hệ thống. Những hạn chế này đã thúc đẩy sự cần thiết phải tìm kiếm một giải pháp truyền số liệu hiệu quả hơn, dẫn đến sự ra đời và ứng dụng của công nghệ GPRS.

2.1. Hạn chế về tốc độ và băng thông của mạng GSM 2G

Công nghệ truyền dữ liệu cơ sở trên mạng GSM (CSD) chỉ cung cấp tốc độ tối đa 9.6 kbps. Theo luận văn của Trần Quốc Kỳ, tốc độ này chỉ phù hợp với các ứng dụng rất cơ bản như gửi tin nhắn văn bản hoặc các file kích thước nhỏ. Đối với các hệ thống giám sát và điều khiển cần cập nhật dữ liệu từ nhiều cảm biến nhiệt độ độ ẩm hoặc các thông số khác một cách thường xuyên, băng thông này là một nút thắt cổ chai lớn, làm giảm hiệu quả và khả năng mở rộng của toàn bộ hệ thống.

2.2. Vấn đề chi phí và hiệu quả của truyền dữ liệu kênh CSD

Mô hình tính cước dựa trên thời gian kết nối của CSD là một rào cản lớn. Một hệ thống datalogger có thể chỉ cần gửi một gói tin vài kilobyte mỗi giờ, nhưng vẫn phải trả phí cho toàn bộ thời gian kênh được duy trì ở trạng thái 'online'. Điều này khiến chi phí vận hành tăng cao vô lý. Hiệu quả sử dụng tài nguyên mạng cũng rất thấp, vì kênh truyền bị chiếm dụng ngay cả trong những khoảng thời gian không có dữ liệu nào được gửi đi, gây lãng phí tài nguyên của các nhà mạng như Viettel, Mobifone, Vinaphone.

III. Phương pháp GPRS Bước tiến truyền số liệu trên GSM

Để khắc phục những nhược điểm cố hữu của CSD, công nghệ GPRS (General Packet Radio Service) đã được giới thiệu và phân tích chi tiết trong luận văn. GPRS đại diện cho một cuộc cách mạng trong truyền số liệu di động bằng cách áp dụng nguyên lý chuyển mạch gói (Packet Switching). Thay vì chiếm dụng một kênh riêng, dữ liệu được chia thành các gói nhỏ, mỗi gói chứa thông tin địa chỉ và được gửi đi độc lập qua mạng. Các gói tin từ nhiều người dùng khác nhau có thể chia sẻ chung một tài nguyên kênh vật lý. Điều này mang lại hai lợi ích vượt trội. Một là, tốc độ truyền tải được cải thiện đáng kể. Về lý thuyết, GPRS có thể đạt tới 171.2 kbps bằng cách gộp nhiều khe thời gian (time slot) lại với nhau, mặc dù tốc độ thực tế tại thời điểm đó thường thấp hơn. Hai là, mô hình tính cước thay đổi từ 'theo thời gian' sang 'theo dung lượng'. Người dùng chỉ trả tiền cho lượng dữ liệu thực sự gửi và nhận, khiến GPRS trở thành giải pháp lý tưởng cho các ứng dụng M2M và datalogger. Luận văn cũng mô tả chi tiết các thành phần mạng mới cần có để hỗ trợ GPRS, bao gồm Nút hỗ trợ dịch vụ SGSN (Serving GPRS Support Node) và Nút hỗ trợ cổng GGSN (Gateway GPRS Support Node), đóng vai trò then chốt trong việc định tuyến và quản lý các gói dữ liệu.

3.1. Phân tích công nghệ GPRS và nguyên lý chuyển mạch gói

Nguyên lý chuyển mạch gói là nền tảng của GPRS. Dữ liệu được đóng thành các gói tin theo giao thức TCP/IP. Các gói này sau đó được truyền qua mạng di động một cách hiệu quả, chỉ sử dụng tài nguyên mạng khi thực sự có dữ liệu cần gửi. Luận văn đã so sánh trực tiếp hiệu quả sử dụng băng thông giữa chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh, chứng minh rằng GPRS là công nghệ tối ưu cho các ứng dụng có lưu lượng dữ liệu không liên tục (bursty traffic) – một đặc tính tiêu biểu của các hệ thống IoT và datalogger.

3.2. Cấu trúc mạng GPRS Vai trò của SGSN và GGSN

Để triển khai GPRS, mạng GSM hiện hữu cần được nâng cấp với hai thành phần chính. SGSN chịu trách nhiệm quản lý phiên kết nối, xác thực và theo dõi vị trí của thiết bị đầu cuối trong khu vực nó phục vụ. Trong khi đó, GGSN hoạt động như một cổng kết nối giữa mạng GPRS và các mạng dữ liệu bên ngoài như Internet. Sự phối hợp giữa hai nút này đảm bảo các gói dữ liệu được định tuyến chính xác từ GSM module đến máy chủ đích và ngược lại.

IV. Hướng dẫn xây dựng hệ Remote Datalogger trên mạng GSM

Chương 6 của luận văn tập trung vào việc thiết kế và xây dựng một hệ thống Remote Datalogger thực tế. Cấu trúc hệ thống bao gồm ba thành phần chính: Trạm thu thập dữ liệu (Datalogger), mạng truyền dẫn (GSM/GPRS), và Trung tâm giám sát. Trạm thu thập dữ liệu là một hệ thống nhúng được xây dựng quanh một vi điều khiển, có nhiệm vụ đọc dữ liệu từ các cảm biến (ví dụ: cảm biến nhiệt độ độ ẩm), xử lý sơ bộ và đóng gói dữ liệu. Trái tim của trạm này là một GSM module (các module hiện đại tương đương là SIM800L hoặc SIM900A). Module này chịu trách nhiệm thiết lập kết nối GPRS với mạng di động và gửi các gói dữ liệu đi bằng các giao thức như HTTP hoặc trực tiếp qua TCP/IP. Dữ liệu sau đó được truyền qua hạ tầng mạng của các nhà cung cấp dịch vụ và được định tuyến đến một máy chủ (Server) trung tâm. Tại đây, dữ liệu được lưu trữ vào cơ sở dữ liệu (Database) và được hiển thị trên một giao diện web để người dùng có thể giám sát và điều khiển từ xa. Toàn bộ quy trình, từ lập trình C/C++ cho vi điều khiển đến việc thiết lập máy chủ, đều được mô tả như một quy trình kỹ thuật hoàn chỉnh, làm cơ sở cho nhiều đồ án tốt nghiệp điện tử viễn thông sau này.

4.1. Lựa chọn vi điều khiển và module GSM Arduino SIM800L

Mặc dù luận văn sử dụng các linh kiện của thời kỳ 2004, nguyên tắc lựa chọn vẫn còn nguyên giá trị. Ngày nay, một hệ thống tương tự có thể dễ dàng được xây dựng bằng cách kết hợp một bo mạch vi điều khiển phổ biến như Arduino hoặc Raspberry Pi với một GSM module giá rẻ như SIM800L. Sự kết hợp này cung cấp đủ năng lực xử lý, dễ dàng lập trình và có chi phí thấp, rất phù hợp cho các dự án thử nghiệm và triển khai quy mô nhỏ.

4.2. Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động của hệ thống thu thập

Sơ đồ khối của hệ Datalogger bao gồm: Khối Cảm biến, Khối Xử lý Trung tâm (Vi điều khiển), Khối Truyền thông (GSM Module), và Khối Nguồn. Nguyên lý hoạt động rất rõ ràng: Vi điều khiển định kỳ 'đánh thức' cảm biến để đọc giá trị, định dạng dữ liệu thành một chuỗi hoặc gói tin, sau đó ra lệnh cho GSM module gửi gói tin này lên server thông qua kết nối GPRS. Hệ thống được tối ưu hóa để tiêu thụ năng lượng thấp, cho phép hoạt động bằng pin trong thời gian dài.

V. Top ứng dụng Remote Datalogger triển khai tại Việt Nam

Hệ thống Remote Datalogger sử dụng mạng GSM có tiềm năng ứng dụng vô cùng rộng lớn tại Việt Nam, đặc biệt trong các lĩnh vực yêu cầu giám sát ở những địa điểm xa xôi hoặc khó tiếp cận. Một trong những ứng dụng quan trọng nhất là quan trắc môi trường. Các trạm datalogger có thể được đặt tại các lưu vực sông, khu vực ô nhiễm không khí hoặc các vùng đất nông nghiệp để liên tục thu thập dữ liệu về chất lượng nước, không khí, nhiệt độ, độ ẩm. Dữ liệu này giúp các cơ quan quản lý đưa ra cảnh báo sớm và có biện pháp ứng phó kịp thời. Trong lĩnh vực nông nghiệp thông minh, hệ thống này cho phép nông dân giám sát độ ẩm đất, nhiệt độ chuồng trại, hay điều khiển hệ thống tưới tiêu từ xa, giúp tối ưu hóa năng suất và tiết kiệm tài nguyên. Ngoài ra, các ứng dụng trong công nghiệp cũng rất phổ biến, ví dụ như giám sát mức tiêu thụ điện năng của các máy móc lớn, theo dõi áp suất trong đường ống, hoặc giám sát tình trạng hoạt động của các trạm biến áp. Luận văn đã chỉ ra các kết quả thử nghiệm trên mạng Mobifone, khẳng định tính khả thi và độ ổn định của việc truyền dữ liệu qua GPRS cho các ứng dụng thực tiễn này.

5.1. Giám sát và điều khiển trong công nghiệp và hệ thống SCADA

Trong công nghiệp, hệ thống datalogger không dây hoạt động như một thành phần thu thập dữ liệu phân tán cho các hệ thống SCADA lớn. Thay vì phải kéo dây cáp tín hiệu tốn kém, các trạm đo lường sử dụng GSM module để gửi thông tin về phòng điều khiển trung tâm, giúp giảm chi phí triển khai và tăng tính linh hoạt cho toàn hệ thống.

5.2. Quan trắc môi trường Thu thập dữ liệu nhiệt độ độ ẩm

Đây là ứng dụng điển hình và hiệu quả nhất. Các trạm quan trắc tự động, được trang bị cảm biến nhiệt độ độ ẩm, cảm biến chất lượng không khí (PM2.5), hoặc cảm biến độ pH trong nước, có thể hoạt động độc lập và gửi dữ liệu về trung tâm mỗi vài phút hoặc vài giờ. Công nghệ này đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng mạng lưới cảnh báo thiên tai và ô nhiễm môi trường quốc gia.

VI. Tương lai truyền số liệu GSM và xu hướng công nghệ IoT

Mặc dù công nghệ GSM/GPRS đã cũ, những nguyên lý và kiến trúc được trình bày trong luận văn vẫn là nền tảng vững chắc cho các công nghệ truyền dữ liệu không dây hiện đại. Hệ thống Remote Datalogger chính là một dạng sơ khai của thiết bị IoT (Internet of Things) ngày nay. Tương lai của việc truyền dữ liệu cho các ứng dụng M2M và IoT đã và đang chuyển dịch sang các công nghệ hiệu quả hơn. Mạng 2G/GPRS đang dần bị các nhà mạng loại bỏ để nhường tài nguyên cho 4G và 5G. Đối với các ứng dụng yêu cầu băng thông thấp và tiết kiệm năng lượng, công nghệ NB-IoT (Narrowband-IoT) nổi lên như một sự thay thế hoàn hảo. NB-IoT Việt Nam đang được các nhà mạng lớn triển khai, cung cấp kết nối có độ phủ sóng sâu hơn, chi phí module rẻ hơn và tuổi thọ pin thiết bị có thể lên đến nhiều năm. Bên cạnh đó, mạng 4G LTE-M cũng là một lựa chọn mạnh mẽ cho các ứng dụng IoT yêu cầu độ trễ thấp hơn và tốc độ cao hơn một chút so với NB-IoT. Sự phát triển của các công nghệ này cho thấy hướng đi mà luận văn đã vạch ra từ năm 2004 là hoàn toàn chính xác: tận dụng hạ tầng viễn thông di động để xây dựng một thế giới kết nối thông minh và tự động hóa.

6.1. Đánh giá ưu nhược điểm của giải pháp trong luận văn

Ưu điểm lớn nhất của giải pháp là tính tiên phong, tận dụng được hạ tầng mạng GSM rộng khắp để giải quyết một bài toán thực tiễn với chi phí hợp lý tại thời điểm đó. Tuy nhiên, nhược điểm là tốc độ của GPRS vẫn còn hạn chế và độ trễ cao so với các tiêu chuẩn hiện nay. Hơn nữa, việc mạng 2G đang bị tắt sóng cũng khiến giải pháp này không còn bền vững cho các dự án mới.

6.2. So sánh với các công nghệ mới NB IoT và mạng 4G 5G

So với GPRS, NB-IoT vượt trội về khả năng tiết kiệm năng lượng, độ phủ sóng trong nhà và chi phí module. Nó được thiết kế chuyên biệt cho các ứng dụng IoT tĩnh, có lượng dữ liệu nhỏ. Trong khi đó, mạng 4G/5G cung cấp băng thông cực lớn và độ trễ siêu thấp, phù hợp cho các ứng dụng IoT phức tạp hơn như xe tự hành, giám sát video thời gian thực, hay các ứng dụng trong hệ thống SCADA thế hệ mới. Việc lựa chọn công nghệ phù hợp phụ thuộc hoàn toàn vào yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Vào giai đoạn năm 2004, mạng thông tin di động toàn cầu GSM tại Việt Nam đã phát triển mạnh mẽ về lưu lượng thoại, nhưng dịch vụ truyền số liệu thế hệ 2G vẫn bị giới hạn ở tốc độ chuyển mạch kênh 9,6 kbps. Hạn chế này tạo ra rào cản lớn khi người dùng phải trả cước theo thời gian kết nối thay vì dung lượng thực tế, gây lãng phí tài nguyên kênh vô tuyến và không đáp ứng được nhu cầu truyền dữ liệu gói liên tục. Trước bài toán cấp thiết đó, nghiên cứu được thực hiện nhằm phân tích toàn diện công nghệ truyền số liệu tốc độ cao GPRS (thế hệ 2.5G), khảo sát mô hình triển khai thực tế trên mạng viễn thông MobiFone sử dụng thiết bị Alcatel và ứng dụng vào hệ thống thu thập dữ liệu từ xa Remote Datalogger.

Mục tiêu cụ thể của công trình là làm rõ kiến trúc giao thức chuyển mạch gói, đánh giá hiệu năng vô tuyến và tích hợp thành công thiết bị phần cứng Datalogger model DL-005 truyền dữ liệu qua modem GSM về trung tâm giám sát. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào hạ tầng mạng di động tại Việt Nam trong giai đoạn chuyển tiếp từ 2G lên 2.5G những năm 2003–2004, kết hợp đo kiểm thực nghiệm tại phòng thí nghiệm và trạm phát sóng. Về mặt ý nghĩa thực tiễn, việc ứng dụng giải pháp truyền dữ liệu gói giúp nâng tốc độ truyền dẫn lý thuyết lên tới 171,2 kbps (tốc độ thực tế đạt khoảng 115,2 kbps với 8 khe thời gian), đồng thời cắt giảm hơn 60% chi phí truyền dẫn cho các ứng dụng đo kiểm định kỳ so với phương thức quay số chuyển mạch kênh truyền thống.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên lý thuyết đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) trên băng tần cơ bản 890–960 MHz và mô hình mạng chuyển mạch gói vô tuyến GPRS theo chuẩn của Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI). Cấu trúc khung vật lý GSM gồm 8 khe thời gian trong một khung TDMA kéo dài 4,62 ms, kết hợp cấu trúc 52 đa khung chuyên dụng cho truyền gói dữ liệu.

Khung lý thuyết vận dụng hệ thống các khái niệm và thành phần mạng cốt lõi:

• Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN) thực hiện định tuyến gói, quản lý vị trí di động và xác thực thuê bao.
• Nút hỗ trợ cổng GPRS (GGSN) đóng vai trò cổng kết nối trung gian giữa mạng di động với mạng số liệu ngoài như Internet hoặc X.25.
• Khối điều khiển gói (PCU) chịu trách nhiệm phân bổ tài nguyên vô tuyến và xử lý các khung chuyển đổi mã TRAU mở rộng.
• Bốn sơ đồ mã hóa kênh vô tuyến: CS-1 (9,05 kbps/khe), CS-2 (13,4 kbps/khe), CS-3 (15,6 kbps/khe) và CS-4 (21,4 kbps/khe), cho phép thích ứng linh hoạt theo chất lượng đường truyền sóng vô tuyến.
• Mô hình phân tầng giao thức truyền dẫn gồm BSSGP, LLC, SNDCP, GTP trên nền mạng truyền tải IP/ATM và giao thức ứng dụng không dây WAP trên nền ngôn ngữ WML.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu thứ cấp từ tài liệu kỹ thuật chuẩn quốc tế và nhật ký vận hành (log files) đo kiểm trên hạ tầng mạng thực tế của MobiFone cung cấp ngày 12/04/2004, kết hợp nguồn dữ liệu sơ cấp thu được từ chuỗi thực nghiệm phần cứng Datalogger DL-005.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm bộ dữ liệu giám sát lưu lượng liên tục trong 24 giờ trên các phân hệ trạm gốc BSS và tổng đài NSS khu vực đô thị, cùng 10 dải mẫu đo thực nghiệm điện áp đầu vào chuẩn từ 0V đến 5V để kiểm tra độ tuyến tính của bộ chuyển đổi A/D. Phương pháp chọn mẫu phi xác suất kết hợp kỹ thuật đo ngẫu nhiên theo lát cắt thời gian cao điểm được áp dụng nhằm thu thập chính xác các chỉ số nghẽn mạch và suy hao gói. Lý do lựa chọn phương pháp phân tích định lượng kết hợp thực nghiệm phần cứng là để đảm bảo tính xác thực khi đối chiếu giữa lý thuyết truyền dẫn gói với điều kiện môi trường vô tuyến nhiều tạp âm tại Việt Nam.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình phân tích thực nghiệm và đánh giá mạng lưới mang lại các phát hiện kỹ thuật quan trọng sau:

Thứ nhất, việc kích hoạt truyền dữ liệu đa khe thời gian (Multislot Class) giúp cải thiện vượt bậc tốc độ truyền dẫn thực tế. Khi thiết bị đầu cuối sử dụng cấu hình 3 khe thời gian đường xuống (downlink) và 1 khe thời gian đường lên (uplink), thông lượng tải dữ liệu đạt từ 40 kbps đến 85,6 kbps với sơ đồ mã hóa CS-2, nhanh gấp 4 đến 8 lần so với tốc độ cố định 9,6 kbps của GSM 2G.

Thứ hai, thống kê lưu lượng trên mạng MobiFone ngày 12/04/2004 cho thấy tỷ lệ kích hoạt ngữ cảnh giao thức dữ liệu gói (PDP Context) thành công đạt trên 92% trong điều kiện vận hành bình thường. Tỷ lệ này chứng minh tính tương thích cao của phân hệ trạm phát sóng Alcatel khi bổ sung khối PCU và kết nối giao diện Gb vào SGSN.

Thứ ba, thiết bị Remote Datalogger DL-005 tích hợp vi điều khiển và modem GSM hoạt động với độ tin cậy cao, ghi nhận sai số chuyển đổi tín hiệu điện thế dưới 0,5% trên toàn bộ dải đo 0–5V. Thời gian trễ trung bình để đóng gói và gửi một bản tin đo lường 60 byte từ hiện trường về máy tính trung tâm dao động từ 2,5 đến 4 giây.

Thảo luận kết quả

Hiệu năng vượt trội của công nghệ GPRS bắt nguồn từ cơ chế cấp phát tài nguyên động, cho phép nhiều thuê bao cùng chia sẻ một kênh dữ liệu gói PDTCH thay vì chiếm dụng kênh riêng biệt như chuyển mạch kênh 2G. So sánh với các hệ thống SCADA truyền thống sử dụng đường truyền điện thoại cố định PSTN, giải pháp truyền qua mạng GSM/GPRS giúp loại bỏ hoàn toàn chi phí kéo dây cáp phức tạp và giảm hơn 70% thời gian giữ kênh nhàn rỗi.

Để làm rõ quy luật hoạt động, các kết quả nghiên cứu có thể được mô tả trực quan qua biểu đồ đường thể hiện mối quan hệ tuyến tính giữa điện áp cảm biến đầu vào và số đếm nhị phân đầu ra của thiết bị Datalogger, cũng như biểu đồ cột so sánh lưu lượng dữ liệu GPRS giữa các khung giờ trong ngày. Nghiên cứu chỉ ra rằng ở những vùng có mức tỷ số sóng mang trên nhiễu (C/I) lớn hơn 12 dB, mạng vận hành tối ưu ở mã hóa CS-2 và CS-3, trong khi ở vùng biên suy hao sóng, mạng tự động lùi về mã hóa CS-1 để bảo toàn tính toàn vẹn của dữ liệu mà không làm gián đoạn phiên kết nối.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm tối ưu hóa hiệu quả khai thác truyền số liệu trên mạng di động và mở rộng ứng dụng giám sát từ xa, các đề xuất cụ thể được định hình như sau:

• Tối ưu hóa thuật toán điều khiển công suất và chuyển vùng: Nâng cấp phần mềm trạm gốc BSC để tự động chuyển đổi linh hoạt giữa các sơ đồ mã hóa kênh CS-1, CS-2 và CS-3 dựa trên chất lượng đường truyền vô tuyến thời gian thực. Đội ngũ kỹ thuật vô tuyến của các nhà mạng viễn thông cần chủ trì thực hiện giải pháp này trong lộ trình 6 tháng, hướng tới mục tiêu tăng thông lượng trung bình toàn mạng thêm 35%.
• Mở rộng băng thông truyền tải giao diện phân hệ trạm gốc và mạng lõi: Nâng cấp đường truyền trung kế từ E1 lên mạng truyền tải gói ATM hoặc cáp quang IP tại các nút giao tiếp Gb và Gn. Đơn vị quản lý mạng lõi cần hoàn thiện việc lắp đặt trong thời hạn 12 tháng nhằm giảm độ trễ truyền gói xuống dưới 150 ms.
• Triển khai nhân rộng mô hình Remote Datalogger trong công nghiệp: Ứng dụng thiết bị DL-005 vào hệ thống quan trắc thủy văn tự động, giám sát điện năng từ xa và cảnh báo rò rỉ đường ống dẫn khí. Các doanh nghiệp hạ tầng công nghiệp nên phối hợp với nhóm kỹ sư tự động hóa triển khai thí điểm quy mô 100 trạm đo trong vòng 9 tháng.
• Thiết lập tường lửa chuyên dụng và kênh ảo bảo mật APN: Xây dựng mạng riêng ảo nội bộ phục vụ việc truyền dữ liệu M2M từ trạm đo xa về máy chủ trung tâm. Bộ phận an ninh mạng viễn thông cần hoàn tất cấu hình trong 3 tháng để đảm bảo độ khả dụng hệ thống đạt ngưỡng 99,9%.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình luận văn mang giá trị học thuật và ứng dụng chuyên sâu, phù hợp với bốn nhóm đối tượng:

• Kỹ sư thiết kế và tối ưu mạng viễn thông: Nhận được hướng dẫn chi tiết về cấu trúc phân tầng giao thức GPRS, phương thức tích hợp khối PCU vào BSS Alcatel và kinh nghiệm phân tích bảng tham số định tuyến SGSN/GGSN để xử lý sự cố nghẽn lưu lượng.
• Nhà phát triển thiết bị nhúng và IoT công nghiệp: Tiếp cận sơ đồ nguyên lý phần cứng, giao tiếp tập lệnh AT giữa vi điều khiển với modem GSM và thuật toán chuẩn hóa dữ liệu đo lường điện áp từ 0V đến 5V phục vụ chế tạo module truyền tin từ xa.
• Giảng viên, học viên cao học và sinh viên ngành Điện tử - Viễn thông: Sử dụng làm tài liệu tham khảo giảng dạy về cấu trúc đa khung TDMA, cơ chế quản lý di động ba trạng thái (Idle, Standby, Ready) và nguyên lý hoạt động của cổng WAP.
• Cán bộ quản lý vận hành tại các đơn vị quan trắc môi trường và năng lượng: Nắm bắt giải pháp công nghệ hiện đại hóa mạng lưới giám sát thủ công sang tự động hóa thu thập dữ liệu, giúp tiết kiệm khoảng 40% chi phí nhân sự vận hành hiện trường.

Câu hỏi thường gặp

Công nghệ GPRS khác biệt căn bản như thế nào so với truyền số liệu GSM 2G?

GSM 2G sử dụng kỹ thuật chuyển mạch kênh với tốc độ cố định 9,6 kbps và tính cước theo thời gian kết nối. GPRS 2.5G sử dụng chuyển mạch gói, cho phép gộp nhiều khe thời gian để đạt tốc độ thực tế từ 40 kbps đến 115,2 kbps và tính cước linh hoạt theo dung lượng dữ liệu truyền nhận.

Tại sao tốc độ GPRS thực tế không đạt mức tối đa 171,2 kbps như lý thuyết?

Tốc độ lý thuyết 171,2 kbps chỉ đạt được khi thiết bị sử dụng đồng thời 8 khe thời gian với mã hóa CS-4 trong điều kiện lý tưởng. Trong thực tế mạng MobiFone năm 2004, thiết bị đầu cuối bị giới hạn số khe vô tuyến và mạng ưu tiên dùng mã hóa CS-1 hoặc CS-2 nhằm bảo vệ dữ liệu chống nhiễu sóng.

Thiết bị Remote Datalogger DL-005 truyền dữ liệu về trung tâm theo cơ chế nào?

Thiết bị chuyển đổi tín hiệu điện áp từ cảm biến qua bộ chuyển đổi A/D thành chuỗi số nhị phân, sau đó vi điều khiển ghép gói bản tin và phát lệnh AT qua cổng nối tiếp sang modem GSM. Dữ liệu được gửi qua kênh vô tuyến của mạng di động tới máy chủ trung tâm xử lý trong vòng 2,5 đến 4 giây.

Ba trạng thái quản lý di động chính trong mạng GPRS hoạt động ra sao?

Ba trạng thái gồm Rỗi (Idle), Chờ (Standby) và Sẵn sàng (Ready). Ở trạng thái Rỗi, thiết bị chưa nhập mạng; ở trạng thái Chờ, mạng quản lý thuê bao theo vùng định tuyến (Routing Area); khi chuyển sang trạng thái Sẵn sàng, mạng xác định vị trí chính xác đến từng cell để truyền nhận gói dữ liệu.

Để nâng cấp mạng GSM hiện hữu lên GPRS, nhà mạng cần bổ sung những phần tử nào?

Nhà mạng cần lắp đặt thêm hai nút mạng lõi chuyển mạch gói là SGSN và GGSN, đồng thời tích hợp khối điều khiển gói PCU tại phân hệ trạm gốc BSC/BTS cùng hệ thống cổng tính cước CGF chuyên biệt cho lưu lượng gói.

Kết luận

• Luận văn đã hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý thuyết truyền dữ liệu trên mạng thông tin di động từ GSM 2G chuyển mạch kênh đến GPRS 2.5G chuyển mạch gói.
• Phân tích và làm rõ giải pháp tích hợp thiết bị Alcatel trên mạng MobiFone, khẳng định tỷ lệ kích hoạt dịch vụ thành công đạt trên 92%.
• Thiết kế, chế tạo và thử nghiệm thành công thiết bị phần cứng Remote Datalogger DL-005 với sai số đo lường điện áp dưới 0,5% trên dải 0–5V.
• Đề xuất các giải pháp kỹ thuật tối ưu hóa định tuyến, nâng cao chất lượng dịch vụ QoS và bảo mật kết nối dữ liệu vô tuyến.
• Mở ra hướng ứng dụng thực tiễn rộng rãi cho các hệ thống đo lường, giám sát và điều khiển công nghiệp từ xa tại Việt Nam.

Kế hoạch phát triển tiếp theo là nghiên cứu nâng cấp hệ thống truyền dẫn lên chuẩn EDGE (2.75G) và 3G WCDMA với băng thông mở rộng trong lộ trình 24 tháng tới. Hãy liên hệ với nhóm nghiên cứu hoặc truy cập thư viện chuyên ngành để tiếp cận trọn vẹn tài liệu kỹ thuật và mã nguồn chi tiết của đề tài.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1- Cầu trúc mạng CN kênh song công, Khoảng cách giữa hai tần sẻ là không đổi và bằng 45 MHz Một kênh vỏ tuyên mang 8 khe thời gian TDMA và mỗi khe thời gian là một kênh vật lý trao đỗi thông tin giữa MỸ và mang GSM. 125 kênh tần số được đánh số từ 0 đến 124 được gọi là số kênh tân tuyệt a6i ARFCN (Absolute Radia Frequency Chanel Number) Fy (n) — 890,0MHx 1 (0,2MHy) xn Py (a) = Fy (n) + 45MIz Với 1<=n<= 124 Ngoài băng lần GSM ca ban (phase 1) còn có băng Lan GSM mo réng (phase 2) EGSM và băng tin DCS1800 FGSM: Uplink band: 823 -91SMIIz Downlink band: 927 -960MHz. DCS 800: Uplink band: 1710 -1785MIIz Downlink band: 1805 -1880MHy. Cần trúc của kênh vật lý Các kênh vật lý là một khe thời gian ở một tân số vô tuyến danh dé truyền.

tải thông tin ở đường vô tuyển của GSML Mỗi một kênh tần số vô tuyến được tổ chức thành các khung TDMA đài 4,62ms gồm só 8 khe thời gian nột khe đài 577ps). Tại BTS, cáo khung TDMA ở các kênh tấn số ở cả đường lên và đường xuống đên được đổng bộ, tuy nhiên khung đường lén trễ 3 khe so voi khung đường xuống. Nhờ có trễ này mã có thế sử đựng một khe thời gian có cửng số thứ tự ở cả đường lên lẫn đường xuống để truyền tin bán song cảng Về mặt thời gian, các kênh vậi. lý ở mệt kênh tân số được lỗ chức theo câu trúc khung, đa khung, siêu đa khung, siêu siêu khung như Hinh | -3.

Người ta gọi khuôn mẫu tin tức ở một khe thời gian là một cụm (bursE). Tên tại bốn dạng cụm khác nhau trong hệ thông: -22—- Trần Qui Cơn, 1> Câu trúc mạng CN, - Cum binh thugng (NB): mang các kênh thông tin về lưu lượng và kiểm. - Cum hiệu chỉnh tan sé (FB): ding dé higu chinh Lan sé cho MS theo tiêu chuẩn hệ thông. -_ Cụm đồng bộ (SB): có nhiệm vụ đồng bộ thời gian cho MS, được dùng cho kênh logic SCH.

-_ Cụm truy cập (AT): phục vụ để MS truy cập hệ thống (ngẫu nhiên hoặc chuyển giao). - Cum gia (DB): dược phát di tir BTS tong một só trường hợp. Cụm già không mang thông lin nhưng có cấu trúc giống như NB những các bi mặt mã được thay thẻ bằng các bít hỗn hợp. Câu trúc các kênh logic Các kênh logie dược dặc trưng, bởi thông tin truyền giữa BTS và MS.

logic nảy được đặt vào kênh vật lý nói trên. Có thể chía các kênh logic thánh bai loại: các kênh lưu lượng (TCH) và cáo kênh báo hiệu điều khiển. Các kênh lưu lượng chia thành hai nhánh được định nghĩa nh sau - Bm hay TCI! toan téc (TCI/T), kénh này mang thông tin tiếng hoặc sẻ liệu ð lốc độ khoảng 22,8kbps - Lm hay TCI bản tốc (TCIEID, kênh này mang thông tin tiếng hoặc số liệu ở tổo độ khoảng I I,1kbps Cáo kênh bảo hiệu diéu khiển gồm ba nhánh: kênh diều khiển quãng bá, kênh điền khiển chung, và kênh đành riêng, Các kênh điên khiển quâng bá bao gồm các kênh -_ Các kênh hiện chỉnh tằn số (FCCTD mang thông tin hiệu chỉnh tần số cho các trạm MS, các kênh nảy chỉ sử dụng & đường xuống. -_ Kênh đồng bộ (SCH) mang thông tin để đẳng bộ khung cho trạm di động MS và nhận dạng BTS, kênh này cũng chỉ dùng ở đường xuống.

—23— Trần Qui Chương 1- Cầu trúc mạng CN Kênh điều khiến quảng bá (BCCH) phát quảng bả các thông tin chúng, về 6. Cac ban tru này gợi là thông tin hệ thông, BCCH chỉ sử dụng cho đường xuống. -24— Trần Qui Chương 1- Cầu trúc mạng CN Một siêu siêu khung=2048siêu khung=27 15648khungTDMA(3h28'53760ms) 0|1|2|3|2 2045| 2046| 2047 |2048 1 sigu khung=132Bkhung=6,12s 2 TCH ad 50 1ổa kiiung=26khung=1 20m‹ Ã đa khung=81 khung=235ms = + 0J1| TCH ba 25 oy. TCH 9 b0 Tkhe =156,25bit = 577us TB3]57bit mậtmã| F1| Chuôi hưởng dăn 26B rị 57bit mậtmhTBỶ {opal TBả| [ranted định [raa|cpe,25 |TB3| 38bit mậtmä.

mm '9bit mậtmá_ TR4GĐ8 25 Hình 1-3: TỔ chức khung và cụm —35— Tide Oud Chương 1- Cầu trúc mạng CN Các kênh điều khiển chung (CCCH) gồm: -_ Kênh tìm goi (PCR) sit dung cho đường xuống đề lìm gọi máy dị động. -_ Kênh thâm nhập ngẫu nhiên (EACID được Mỹ dùng để yêu cầu cung cắp một kênh đánh riêng SDCCIT. -_ Kênh cho phép thâm nhập (AGCE) chỉ được sử dụng ở đường xuống để chỉ định mật kênh SDCCH cho MS Các kênh điện khiển đành riêng (DCCH) gêm. - Kẻnh điển khiển đành riêng đứng một mình (SDCCH) chỉ được sử dụng dành riêng cho báo hiệu với một M8 -_ Kênh điều khiến liên kết chậm (SACCH]) liên kết với một TCH bay mật SDCCIL - Kênh điểu khiển liên kết nhanh (FACCH) liên kết voi mét TCH.

FACCH lâm việc ở chế độ lấy lén (lây cắp) bằng cách thay đổi lưu lượng tiếng hay số liệu bằng báo hiệu. Kênh quảng bá (CBCID: Chỉ được đùng ở đường xuống đề phát quảng bá các bản tin ngắn (SMSCI) cho các tế bảo CBCII sử dụng cùng kênh vật lý như kênh SDCCIL —26— Trần Qui Chương-2- Truyền số liệu trén mang GSM the hé 2G CHUONG 2: TRUYEN SO LIEU TREN MANG GSM THE HE 2G * | ang GSM sit dung céng nghé TDMA, dic trumg ctia cong nghé nay là phân || kênh theo thời gian Mỗi sóng mang được chia làm 8 khe thời gian, mỗi “” thuê bao đi động trong ô được cấp một khe thời gian để liên lạc. Mỗi BTS có thể cỏ một hay nhiều sóng mang Hinh 2-4 Mạng GSM là mạng truyền dẫn đa dịch vụ. Nhiều loại thông tin khác nhau được truyền dan trong mạng nảy như: thông tin thoại, các thông tin số liệu khác nhau (văn bản, hình ảnh các file, bản tin vả các bản tin báo hiệu bên trong mạng).

Với mỗi loại thông tin nảy, có thể truyền dan theo các cách khác nhau. Hơn nữa, các phương thức truyền dẫn cũng biến đôi trong hệ thống, từ giao diện nảy qua giao diện khác. BTS Hình 2-4: Khe thời gian dùng trong GSM 2.1- TRUYEN SO LIEU TÓC ĐỘ CƠ SỞ TRÊN MẠNG GSM 2. Truyền dẫn tiếng trén mang GSM Truyền dẫn tiếng (thoại) trong GSM sử dụng mã hoá tiếng với mục đích hiệu suất sử dụng phổ cao và phải bảo vệ chồng lỗi.

== 26 -- Ghương-3: Truyền số liệu trên nang GSM thể hệ 3 Ở Có thể chia đường truyền dấn tiếng bên trong GSM thành các đoạn sau dây: - Trạm dR động MS. - Tirtram đi động đến trạm gốc - Tittram géc BTS dén bé chuyén déi ma riéng (TRAU). - Ta TRAU dén MSC. Tin hiệu âm thanh từ miệng của thuê bao di động được biến đối thành tin hiệu đạng số tắc độ 13kbps (toán tốc) hoặc 6.

Mã hoá bán tắc sẽ được sử dụng ö giai đoạn hai của G8M. Nguyễn Lắc mã hoa liéng GSM 6 téc độ 13kbps được gọi là RPE - LPT (Regula Pulse Excitation - Long Term Prediction: kích thích xung đều - tiên định thời gian dai). Ma hoa nay cho phép nhận được chất lượng khả cao nhưng đời hỏi độ rộng phố tản vô tuyển hẹp. Tin hiệu tiếng ở MS được đưa qua bộ lọc thông thấp, qua bộ biên đồi A/D dé duoc ma hoa PCM đẳng đều với tần số lay mu 8kHz va 13bit mã hoá cho một mẫu.

Ở đâu ra của bộ A/D ta được các khối 20ms mã hoá 260bït làm cho tốc độ của hỏng ra lá 1 3kbps Trên đoạn từ MS tới BTS, tin higu sau khi mã hoá được đưa đến bộ mã hỏa kênh đề tạo ra các khối 456bit/20ms với tốc độ bịt vào khoảng 22. đó được phép xen, tạo thành các cụm, có thể đặt vào khe thời gian dành cho kênh và sau đó được điều chế rỗi phát vào không trung ở đải sóng 900MHz. Tại đầu thu, quá trình được thực hiện ngược lại để nhận được tín hiện mã hoá như ở đầu phát trước khi đưa vào bộ giải điều chế. Trên đoạn từ BTS đến TR.AU, nêu TRAU đặt ở xa (vi dụ như đặt tai BSC), bảo hiệu sẽ được bễ sung vào tiếng (bảo hiệu trong băng) để truyền các thông tin điểu khiển TRAU từ bộ điều khiển chuyển dồi mà từ xa RTH (Remote ‘Transcoder Iandle) đặt ở BTS đến TRAU đặt ở BSC.

Dễng thời, có 60bit bề sung váo 260Dit tiếng trong 20ms, nâng tổng số bít trong 20ms lên 320bit va téc độ của luồng số cho mốt kênh sẽ đạt ] 6kbps ( Hinh 2-5). “mm, =]IETSEHEIE=TET 160 mẫu sa 456 bit /20 ms 13 bit ms 22,8 kbit/s 270 kbit/s aa a ăn Hinh 2-5: So dé truyền dẫn tiéng trong mang GSM -- 28-- Chương-2: Truyễn số liêu trên mang GSM thể hệ 2 G Trong số 60bit bổ sung có 4bit để trồng có tác dụng phân cách giữa các khung 20 1s, như vậy trong một khung 20 ms chỉ cỏ 36bit mang thong tin Neu truyen dần trên đoạn TRAU đặt xa (ở BSC) đến MSC, str dung các đường truyền dân 64kbps luật A theo tiêu chuân G. Truyền dẫn số liệu trên mạng GSM. Thủ tục truyền số liệu trên mạng GSM và với bên ngoài Mang théng tin di dong GSM 1 mang théng tin sổ, các tin hiệu âm thanh sau khi được mã hoá trở thành tin hiệu số, khi đó toàn bộ các thông tin truyền trên mạng GSM lả dạng số hoản toàn, kể cả các tin hiệu vả báo hiệu Như vậy về cơ bản truyền số liệu trên mạng GSM chỉ khác truyền dẫn tiếng nói (thoại) ở phân biến đổi và mã hoá tin hiệu âm thanh từ dang tương tự thành tín hiệu số và ngược lại Các dịch vụ truyền số liêu bao gồm việc trao đỏi thông tin khác nhau như.

text, image, computer file, message. Mot bo phan quan trọng của các thông tin nảy được xử lý ở các thiết bị đầu cuối. GSM giao tiếp với bên ngoài hoặc lả với các thiết bị đầu cuối, hoặc là với các mạng ngoài. Các thiết bị đâu cuổi có thể là PC, đầu cuối máy tỉnh, Videotex.

Các mạng ngoài giao tiếp với GSM co the la PSTN, ISDN. Đề kết nỗi GSM với thê giới bên ngoài người ta sử đụng bai chức ning TAF (Terminal Adaptation Function) va IWF (Network Interworking Function), voi TAF là chức năng thích ửng đâu cuối vả IWE là chức năng tương tác mạng. Các thiết bị nằm giữa TAE và IWF được gọi là các kha năng mang Bearer Capability Thong tin dau cuỏi - đầu cuỏi tt Mạng khác TAF =E=- IWF Xe Hình 2-6: Các mặt phẳng truyền số liệu ~- 20 ~~ Chương-2: Truyền sổ liệu trên mang GSM thể hệ 2 G TAF va IWE phụ thuộc vào khả năng mạng và mạng bèn ngoài. Có thể miều tả các chức năng trên qua Hình 2-6 Dưới đây ta xét thủ tục truyền só liệu trong mạng GSM và mạng GSM kết nói voi một số mạng ngoài: a).