Đang tải... (xem toàn văn)
Trong một x• hội phát triển thì nhu cầu về thông tin là một nhu cầu cấp thiết và quan trọng. Việc sử dụng máy điện thoại để trao đổi thông tin là đ• được coi là không thể thiếu. ở nước ta trong thời gian gần đây, cùng với dà phát triển của nền kinh tế nói chung và ngành bưu chính viễn thông nói riêng, điện thoại cố đinh đ• ngày càng phổ biến rộng r•i bởi các ưu thế về giá thành lắp đặt, dẽ dàng sử dụng cũng như cước phí rẻ..v.v.. Xu hướng phát triển trong tương lai của mạng điênh thoại cố đinh của nước ta là rất lớn bởi sự giảm hơn nữa về giá thành cũng như mở rộng các dịch vụ mới. Một trong các dịch vụ mở rộng đó là dịch vụ nhắn tin ngắn(SMS Short Message Service). Dịch vụ này đ• được một số nước trên thế giới đưa vào khai thác trên mạng cố đinh. Với Việt Nam thi đây là một dịc vụ mới còn dang trong giai đoạn nghiên cứu và lên kế hoạch thực hiện. Một trong các yêu cầu để triển khai được dịch vụ này là phải có được các điện thoại có khả năng SMS. Đề tài này sẽ đi vào nghiên cứu các cơ sở lý thuyết chung cho việc thực hiện SMS cho mạng PSTN, và thiết kế sơ đồ khối tổng quát cho thiết bị đầu cuối có khả năng SMS. Đề tài sẽ có 3 phần: 1. Giới thiệu tổng quan về dịc vụ nhắn tin ngắn SMS 2. Các cơ sở lý thuyết chung cho việc thực hiện SMS trên mạng PSTN 3. Thiết kế sơ đồ khối tổng quát cho điện thoại có khả năng SMS
Mục lục I. Giới thiệu chung về SMS 4 1. Lịch sử phát triển của SMS 4 2. Sự thành công và các yếu tố kích thích phát triển của SMS 4 2.1. Sự thành công của SMS .4 2.2. Các yếu tố kích thích phát triển của SMS 6 3. SMS trong PSTN 6 3.1. Sơ lợc tình hình phát triển SMS trong PSTN 6 3.2. nhu cầu và khả năng áp dụng SMS trong PSTN tại Việt Nam 6 II. Cơ sở lý thuyết chung cho việc truyền SMS trong PSTN.8 1. Cấu trúc mạng tổng quan và nguyên lý chung .8 1.1. Cấu trúc mạng tổng quan .8 1.2. Nguyên lý chung .8 1.3. Sơ lợc về cấu trúc phân lớp 9 2 SMTE(Short Message Terminal Equiment) 10 2.1. Chức năng và cấu tạo điện thoại truyền thống 13 2.1.1. Cấu tạo của điện thoại truyền thống .13 2.1.2. Các chức năng cơ bản của điện thoại .13 2.2. Sự phát triển theo hớng tích hợp nhiều chức năng 13 2.3. Điện thoại có chức năng SMS 14 2.3.1. Các yêu cầu đối với điện thoại có khả năng SMS 14 2.3.2. Khảo sát một số điện thoại có chức năng SMS của các hãng .15 3. SMSC(Short Message Service Centre) 17 3.1. Nhiệm vụ của SMSC 17 3.2. Cấu trúc của SMSC 19 3.2.1. Cấu trúc tổng quan của hệ thống 19 3.2.2. Các thành phần của hệ thống .19 3.2.3. Các giao diện chuẩn .20 4. Protocol 20 4.1. Tổng quan 20 4.1.1. Các chồng giao thức chuẩn 20 4.1.2. Các dịch vụ trên nền CTSI 25 4.2. Giao thức 1 của ETSI .27 4.2.1. Tổng quan .27 4.2.2. Mối liên hệ giữa các thực thể SM và PSTN 27 4.2.3. Kiến trúc giao thức 29 4.2.3.1. Lớp Vật lý .29 4.2.3.2. Lớp Liên Kết Dữ Liệu .31 4.2.3.3. Lớp Truyền Tải .33 4.2.3.4. Các yêu cầu đối với Gateway 33 4.2.3.5. Các yêu cầu đối với SMTE 34 1 4.2.3.6. Sự mở rộng tới tiêu chuẩn GSM 38 4.2.3. Đồ thị dòng các bản tin .39 III. Thiết kế sơ đồ khối tổng quát điện thoại cố định có SMS .61 1. Đặt vấn đề .61 2. thiết kế sơ đồ khối tổng quát điện thoại cố đinh có khả năng SMS .61 Tài liệu tham khảo 64 Các từ viết tắt .65 2 Lời nói đầu Trong một xã hội phát triển thì nhu cầu về thông tin là một nhu cầu cấp thiết và quan trọng. Việc sử dụng máy điện thoại để trao đổi thông tin là đã đợc coi là không thể thiếu. ở nớc ta trong thời gian gần đây, cùng với dà phát triển của nền kinh tế nói chung và ngành bu chính viễn thông nói riêng, điện thoại cố đinh đã ngày càng phổ biến rộng rãi bởi các u thế về giá thành lắp đặt, dẽ dàng sử dụng cũng nh cớc phí rẻ v.v Xu hớng phát triển trong tơng lai của mạng điênh thoại cố đinh của nớc ta là rất lớn bởi sự giảm hơn nữa về giá thành cũng nh mở rộng các dịch vụ mới. Một trong các dịch vụ mở rộng đó là dịch vụ nhắn tin ngắn(SMS Short Message Service). Dịch vụ này đã đợc một số nớc trên thế giới đa vào khai thác trên mạng cố đinh. Với Việt Nam thi đây là một dịc vụ mới còn dang trong giai đoạn nghiên cứu và lên kế hoạch thực hiện. Một trong các yêu cầu để triển khai đợc dịch vụ này là phải có đợc các điện thoại có khả năng SMS. Đề tài này sẽ đi vào nghiên cứu các cơ sở lý thuyết chung cho việc thực hiện SMS cho mạng PSTN, và thiết kế sơ đồ khối tổng quát cho thiết bị đầu cuối có khả năng SMS. Đề tài sẽ có 3 phần: 1. Giới thiệu tổng quan về dịc vụ nhắn tin ngắn SMS 2. Các cơ sở lý thuyết chung cho việc thực hiện SMS trên mạng PSTN 3. Thiết kế sơ đồ khối tổng quát cho điện thoại có khả năng SMS 3 I. giới thiệu chung về sms 1. Lịch sử phát triển của SMS Dịch vụ tin nhắn(SMS Short Message Service) là dịch vụ gửi và nhận bản tin ngắn, đầu tiên đợc cung cấp cho các điện thoại di động, sau đó đợc áp dụng cho các điện thoại cố định, các máy fax, các hộp th điện tử và các thiết bị điện thoại khác. bản tin nhắn có thể bao gồm các kí tự chữ và số. SMS đựơc tạo ra nh là một phần của chuẩn GSM pha 1. Lần đầu tiên SMS đ- ợc gửi từ PC tới điện thoại di động là vào tháng 12 năm 1992 trên mạng Vodaphone GSM ở Anh. Nếu mã hoá dữ liệu theo luật 7bit thì mỗi bản tin nhắn có thể có độ dài tới 160 kí tự khi sử dụng bảng chữ cái Latinh. Hoặc là 70 kí tự khi sử dụng bảng chữ cái phi Latinh ( ví dụ nh là chữ cái Arap hoặc Trung Quốc). Nừu luật mã hoá là8bit thì mỗi tin nhắn có thể dài140 kí tụ Latinh. Tuy nhiên độ dài của tin nhắn có thể dài ngắn còn phụ thuộc vào các giao thức khác nhau. 2. Sự thành công và các yếu tố kích thích sự phát triển của SMS 2.1. Sự thành công của dịch vụ SMS Tuy ra đời cha lâu nhng dịch vụ SMS đã phat triển hết sức nhanh chóng. Tại châu Âu đã đạt đợc con số 1 tỉ bản tin/tháng vào tháng 4 năm 1999, và tiếp tục tăng gấp đôi trong vòng 6 tháng. Thống kê tơng đối thi trờng SMS tại châu Âu nh sau: Nớc Số SM/tháng Đức 200 triệu Italy 150 triệu Phần lan 75 triệu Anh 70 triệu Nauy 70 triệu Thuỵ điển 70 triệu Bồ đào nha 60 triệu Pháp 60 triệu Tây ba nha 60 triệu Đan mạch 50 triệu Bỉ 25 triệu Hy lạp 15 triệu Tổng cộng 1 tỷ Thống kê một số nhà khai thác dịch vụ SMS : 4 Dới đây là bảng thống kê của một số nhà khai thác dịch vụ mobile hàng đầu : Nhà khai thác dịch vụ Thời điểm Số khách hàng Số SMS/tháng Số lợng SMS trung bình/ Khách hàng Tỷ lệ tăng tr- ởng hàng năm Sonera 8/98 1.2 Triệu 20 Triệu 17 bản tin 800% Sonera 3/99 1.6 Triệu 40 Triệu 25 bản tin 200% Vodafone (PRE-PAY) 2/99 1.2 Triệu 19 Triệu 16 bản tin n/a Vodafone (POST-PAY) 2/99 3.8 Triệu 8 Triệu 2.1 bản tin 200% Vodafone (TOTAL BASE) 2/99 5 Triệu 27 Triệu 5.5 bản tin n/a Mannesmann D2 3/99 5 Triệu 100 Triệu 20 bản tin 800% 2.2. Các yếu tố kích thích sự phát triển của dịch vụ SMS Nhắn tin liên mạng quốc gia Việc nhắn tin liên mạng giữa các nhà cung cấp dịch vụ trong cùng một khu vực tạo cho khách hàng của cả hai mạng một cơ hội sử dụng dịch vụ nhắn tin SMS giống nh dịch vụ thoại. Các khách hàng có thể gọi điện cung nhu nhắn tin cho nhau từ các mạng khác nhau. Dịch vụ nhắn tin ngắn trả tr ớc Đây là một nguyên nhân rất quan trọng quyết định sự phát triển mạnh mẽ của dich vụ SMS. Nhắn tin SMS trả trớc(SMS for prepayment) cho phép khách hàng co thể trả tiền trớc cho dich vụ mà không cần phải đăng ký với nhà khai thác Ví dụ nh ở mạng Vodaphone ở Anh có 3 triệu khách hàng trả sau và 2 triệu khách hàng trả trớc nhng khách hàng trả trớc có số tin nhắn SMS nhiều gấp đôi số khách hàng trả sau. Dự doán văn bản đ ợc bấm trên máy Sự đơn giản hoá việc nhắn tin cũng làm cho tăng l lợng tin nhắn đợc gửi đi. Vì vậy sự ra đời các thật toán dự báo tin nhắn đợc bấm đã làm giảm một cách đáng kể việc bấm phím. Sự tích hợp các thuât toán nay vào các may điện thoại đã làm cho dịch vụ SMS ngày càng phat triển. Chuẩn hoá các giao thức Việc chuẩn hoá các giao thức đã tạo ra một môi trờng tiêu chuẩn cho sự phát triển của các nhà hoach định,phát triển và triển khai dịch vụ của các nhà kinh doanh. Chuẩn hoá gioa thức cũng làm cho ngời sử dụng dễ dàng hơn trong việc trả lời tin nhắn và truy nhập tới các dịch vụ tin nhắn khác thông qua giao diện menu trên máy. Sự phát triển của các thiết bị đầu cuối 5 Việc cho ra đời các thiết bị đầu cuối dễ sử dụng cũng góp phần làm tăng việc sử dụng tin nhắn. 3. SMS trong PSTN Nh đã nói tới ở trên, dịch vụ SMS đã phat triển rất mạnh mẽ trong mạng di động. Vì vậy mà một ý tởng có một dịch vụ tơng tự cho mạng cố đinh là điều tất nhiên. Các ứng dụng tiềm tàng của SMS (nh là person-to-person chatting,nhận e- mail và e-commer) đã hấp dẫn các nhà cung cấp kinh doanh cung câp một dich vụ tơng tự cho các thuê bao của mạng cố định. Đồ án này sẽ đi vào nghiên cứu các giải pháp công nghệ cho viêc truyền SMS trên mạng PSTN, và đa ra thiết kế điênh thoại cố định có khả năng truyền SMS. 3.1. Sơ lợc tình hình phát triển SMS trong PSTN Trên thế giới: SMS cho mạng cố định không có gì la mới mẻ, nó cũng đã chiếm một thị phần đáng kể và trở thành một nhu cầu không the thiếu. Cụ thể, cách đây hơn 2 năm, một số nhà quản lý mạng cố định tại một số nớc đã triển khai hoặc đã có kế hoạch thực hiên nh ; Đức, Bỉ, Italy, Tây Ba Nha,Trung Quốc, Singapore, Malaisia, úc .theo thống kê của LogicaCMG thì mỗi tháng có hơn hai triệu tin nhắn đợc gửi qua mạng. Trong thời gian tới việc tích hợp thêm một số dịc vụ khác (nh là nhắn tin MMS .)sẽ làm tăng số lợng thuê bao lên rất nhanh. Về mặt giải pháp, hiên nay trên thé giới, một số hãng (ZTE, Gladsis, ) đã nghiên cứu và chào hàng hệ thống nhắn tin ngắn hợp nhất. đây là các hệ thống đợc nghiên cứu và phát triển trong nhiều năm, có tính ổn đinh cao và phong phú về thể loại dịch vụ. Tại Việt Nam : Hiện nay ở nứoc ta chỉ có dịch vụ SMS trong mạng di động theo chuẩn GSM. Sắp tới sẽ có SMS với cả mạng di động theo công nghệ CDMA của S_phone. Về Fixed Line SMS thi cho tới thời điểm hiện tai cha có nhà cung cấp dịch vụ nào phát triển. Trung tâm CNTT dã nghiên cứu chế tạo thành công hai hệ thống Nhắn tin ngắn cho mạng di động và cả Nhắn tin hợp nhất Infogate. Hai hệ thống này có tinh chat mở nh vậy sẽ dễ dàng cho việc phát triển và tích hợp dịch vụ nhắn tin ngắn cho mạng cố định. 3.2. Nhu cầu và khả năng áp dụng SMS trong PSTN tại Việt Nam Thực tế cho thấy là nhu cầu thông tin của khách hàng hiện nay đang ngày càng cao và càng đa dạng. Nhu cầu gửi tin nhắn của khách hàng không chỉ còn bó hẹp trong mạng di động, mà nó đã mở rộng tới việc gửi tin nhắn giữa các thuê bao mạng cố định với nhau, hay giữa các thuê cố định với các thuê bao di động, thuê bao Internet và các thuê bao của mạng nhắn tin quốc gia. Việc phát triển và tích hợp dịch vụ Nhắn tin ngắn cho mạng cố định với tin nhắn di động và Internet đã đa thêm một loại dịch vụ mới vào mạng lới, đáp ứng đợc nhu cầu của 6 khách hàng, đồng thời cũng thể hiện đợc vai trò làm chủ công nghệ của các kỹ s Việt Nam. Về nhu cầu sử dụng cũng nh phát triển dịch vụ: Hiện nay, trong nớc mạng điện thoại cố định đã đợc phát triển rất rộng khắp, với mật độ thuê bao lớn. Cụ thể theo nguồn tin trên trang chủ của VNPT (http:/ www.vnpt.com.vn) thì hiện tại trên toàn quốc có hơn 6 triệu thuê bao, trong đó 1/3 là thuê bao di động còn lại 2/3 (trên 4 triệu) là thuê bao cố định. Với mật độ thuê bao này, giả sử có 300.000 (7,5% thuê bao cố định hiện tại hoặc 5% tổng số thuê bao trên toàn quốc) thuê bao sử dụng dịch vụ, mỗi thuê bao 1 ngày sẽ gửi 3 tin nhắn, mức cớc cho một tin nhắn là 100VND thì doanh thu trên một ngày của dịch vụ SMS for Fixed line sẽ là:= 300.000 x 3 x 100 = 90 triệu. Số thuê bao cố định sử dụng dịch vụ 300.000 thuê bao Số tin nhắn /1 thuê bao/ 1 ngày 3 tin nhắn Cớc phí / 1 tin nhắn 100 VND Tổng doanh thu/ 1 ngày 90 triệu VND Cũng tại trang chủ của VNPT chúng ta đợc biết mục tiêu phát triển năm 2003 đối với thuê bao điện thoại nói chung là số thuê bao mới là: 1.386 triệu thuê bao, tăng hơn 9% so với năm 2002. 95% số xã có máy điện thoại. Đây cũng chính là điểm mạnh để phát triển, triển khai dịch vụ này. 7 II. Cơ sở lý thuyết chung cho việc truyền SMS trong PSTN 1. Cấu trúc mạng tổng quan và nguyên lý chung 1.1. Cấu trúc mạng tổng quan Hình 1: Tổng quan hệ thống Hình 1 cho ta cái nhìn tổng quan về cấu truc của hệ thống SMS trong mạng PSTN. Hệ thống bao gồm một SMTE (Short Mesage Terminal Equiment), một SMSC (Short Mesage Service Centre). SMTE sẽ đợc nối với mạng thông qua truy nhập của mạng PSTN. SMSC sẽ đợc nối với mạng thông qua một giao diện tốc độ sơ cấp, ví du nh SS7, R2 hay mot kiểu kết nối khác. Chú ý : Cấu trúc của SMSC trong hình 1 chỉ là một ví dụ có thể. Cấu trúc của SMSC sẽ đợc nói tới ở phần sau. 1.2. Nguyên lý chung Để gửi và nhận tin nhắn, một đờng thông tin voice_band đợc thiết lập trong PSTN giữa SMTE và SMSC bằng cách sử dụng các thủ tục điều khiển cuộc gọi cơ bản phụ thuộc vào loại truy nhập dã kể trên. Hình 2 cho ta thấy nguyên lý chung để truyền SMS từ SMTE gửi tới SMTE nhận. Quá trình truyền một bản tin bao gồm hai bớc: Bớc 1:(SM_ Subsmission) Trong bớc này SM(Short Message) đợc truyền từ SMTE gửi tới SMSC. - SMTE sẽ thiết lập một kết nối chuyển mạch kênh tới SMSC bằng cách nắm lấy đờng dây và quay số của SMSC theo phơng thức pulse hoặc tone. Nh đã chi ra trên hình, mạng sẽ cung cấp một Caller ID (tức là Calling line Identity) của SMTE cho SMSC. SMSC sẽ sử dụng thông tin này để nhận dạng SMTE cung nhu cho hoạt động tính cớc sau này. - Sau khi kết nối voice-band đợc thiết lập.SM sẽ đợc SMTE gửi tới SMSC, SMSC sẽ hoạt động theo nguyên lý store-and-forwad SM - Sau khi SM đã đợc truyền xong, liên kết sẽ đợc giải phóng, kết thuc quá trình gửi tin từ SMTE tới SMSC. Bớc 2:(SM_Delivery) Trong bớc này SM sẽ đợc gửi từ SMSC tới SMTE nhận. 8 - SMSC sẽ thiết lập cuộc gọi tới SMTE nhận cũng bằng cách quay số của SMTE nhận. Mạng sẽ cung cấp Caller ID của SMSC cho SMTE đích. SMTE sẽ sử sụng thông tin này để nhận dạng SMSC và để quyết định phơng thức kết nối trở lại SMSC một cách tự động(phơng thc kết nối trở lai của SMTE tới SMSC là phụ thuộc vào giao thức đợc sử dụng) - Giống nh trong bớc1 SM sẽ đợc truyêng từ SMSC tới SMTE, Sau khi kết nối đợc thiết lập - Khi cuộc truyền đã hoàn tất, kết nối sẽ đợc giải phóng. Thông tin CLI đợc cung cấp qua tín hiệu DTMF hoặc FSK nh mô tả trong chuẩn EN 300 659-1 của ETSI. Hình 2: nguyên lý chung để truyền SM 1.3. Sơ lợc về cấu trúc phân lớp Hình 3: Chồng giao thức trong quá trình truyền SMS qua kết nối PSTN/ISDN Chồng giao thức SMS đợc trình bày ở hình 3. Chồng giao thức này gồm 3 lớp. 9 - Lớp SM Transfer Layer (SM-TL): cung cấp các giao diện cho các ứng dụng để gửi và nhận SM - Lớp SM Data Link Layer (SM-DLL): cung cấp khả năng phát hiện lỗi đảm bảo quá trình truyền tin tin cậy, cũng nh điều khiển thời gian đáp ứng của các thực thể ngang hàng. Cung cấp các dịch vụ cho lớp SM-TL làm cho lớp SM-TL có thể gửi và nhận bản tin với các thiết bị cùng loại. - Lớp SM Physical Layer (SM-PhL): Cung cấp các dịch vụ cho lớp SM- DLL, thực hiện truyền các bản tin trên băng thoại. Các bản tin đợc truyền giữa SMSC và SMTE sử dụng phơng thức điều chế FSK 1200 baud. SMTE có thể truyền bản tin tới SMSC theo phơng thức DTMF 2. SMTE (Short Message Terminal Equiment) Máy điện thoại đã ra đời cách đây trên 100 năm và đợc sử dụng trên khắp thế giới. Vì vậy có rất nhiều chủng loại sản phẩn khác nhau đã tồn tại và đợc ngời sử dụng chấp nhận (từ máy điện thoại điện cơ cho đến máy điện thoại bấm phím, từ máy có chức năng đơn giản đến máy điện thoại đa chức năng), nhng nhìn chung chúng có cấu trúc cơ bản là nh nhau để đảm bảo các chức năng cơ bản nh là: báo hiệu gọi đến, gửi số bị gọi, đàm thoại. Với nhiệm vụ là nghiên cứu thiết kế máy điện thoại có khả năng SMS, vì vây phần này sẽ đi vào tìm hiểu về máy điện thoại bấm phím. 10
