ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Đào Quốc Trung ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG VÀO THƯƠNG MẠI ĐIỆN TỬ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHÍNH QUY Ngành: Tin học Cán hướng dẫn: Thạc Sỹ Nguyễn Cảnh Hoàng HÀ NỘI - 2005 Khoá luận tốt nghiệp - Ứng dụng công nghệ di động vào thương mại điện tử LỜI CẢM ƠN Tôi xin cảm ơn thầy cô khoa Công nghệ Thông tin trường Đại học Công Nghệ, Đại học Quốc Gia Hà Nội, đặc biệt thầy cô Bộ môn Mạng Truyền Thông giúp đỡ trưởng thành năm học tập tu dưỡng Chân thành cảm ơn cán Trung tâm Nghiên cứu Phát triển Công nghệ Phần mềm Selab tạo điều kiện cho thí nghiệm triển khai tích hợp hệ thống trình làm khoá luận Chúng bày tỏ lòng biết ơn thầy Nguyễn Cảnh Hoàng, anh Đặng Việt Dũng người nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ hoàn thành đề tài khoá luận Cảm ơn bạn Phan Trần Hùng với chia sẻ tài liệu kinh nghiệm trình triển khai đề tài Hà Nội, tháng năm 2005 Ngô Văn Thứ, Đào Quốc Trung, K46, Trường Đại học Công nghệ ĐHQG Hà Nội Trang Khoá luận tốt nghiệp - Ứng dụng công nghệ di động vào thương mại điện tử TÓM TẮT NỘI DUNG Trong khóa luận này, trình bày việc ứng dụng công nghệ di động vào thương mại điện tử Phần đầu khoá luận tổng quan công nghệ di động, khái niệm lĩnh vực điện toán di động số (mobile computing) nghiên cứu sơ qua số công nghệ di động phổ biến GSM, CDMA, WireLess Đặc biệt SMS, phương tiện dùng để xây dựng ứng dụng thử nghiệm cho khoá luận nghiên cứu chi tiết Phần khoá luận dành để trình bày khái niệm thương mại điện tử, số mô hình thương mại điện tử tình hình thương mại điện tử Việt Nam Cũng phần này, dành nhiều thời gian để nghiên cứu khái niệm, cấu trúc nguyên lí mô hình thương mại điện tử cho thiết bị di động (mobile commerce), đưa số ứng dụng điển hình mobile commerce lĩnh vực sống Phần thứ ba khoá luận dành để trình bày ứng dụng thử nghiệm, chế toán giải pháp ví điện tử thương mại địên tử sử dụng SMS Ngô Văn Thứ, Đào Quốc Trung, K46, Trường Đại học Công nghệ ĐHQG Hà Nội Trang Khoá luận tốt nghiệp - Ứng dụng công nghệ di động vào thương mại điện tử MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT NỘI DUNG MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG 1.1 Công nghệ di động 1.1.1 Thiết bị cầm tay 10 1.1.2 GSM 13 1.1.3 CDMA 14 1.1.4 GPRS .19 1.1.5 Phần mềm trung gian 21 1.1.6 Các mạng không dây 23 1.1.7 Máy tính phục vụ 29 1.2 SMS 30 1.2.1 Một số nguyên lí 31 1.2.2 Kiến trúc SMS 32 1.2.3 Các ứng dụng SMS 36 CHƯƠNG II THƯƠNG MẠI DI ĐỘNG 38 2.1 Thương mại điện tử 38 2.1.1 Một số khái niệm 39 2.1.2 Lợi ích thương mại địên tử 40 2.1.3 Các yêu cầu thương mại điện tử 41 2.2 Thương mại điện tử dựa thiết bị di động 42 2.2.1 Cấu trúc hệ thống mobile commerce 43 2.2.2 Các ứng dụng mobile commerce 47 2.2.3 Vấn đề toán bảo mật 50 2.3 Việt Nam với e-Commerce m-Commerce 54 2.3.1 Hiện trạng 54 2.3.2 Đánh giá 56 CHƯƠNG III XÂY DỰNG ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM VỀ VÍ ĐIỆN TỬ HOẠT ĐỘNG DỰA TRÊN TIN NHẮN SMS 57 3.1 Ví điện tử 58 Ngô Văn Thứ, Đào Quốc Trung, K46, Trường Đại học Công nghệ ĐHQG Hà Nội Trang Khoá luận tốt nghiệp - Ứng dụng công nghệ di động vào thương mại điện tử 3.1.1 Khái niệm ví điện tử 58 3.1.2 Tại phải dùng ví điện tử 59 3.2 Thử nghiệm hệ thống toán qua SMS 61 3.2.1 Các yêu cầu mục đích cần đạt 61 3.2.2 Phân tích thiết kế hệ thống 61 Chương IV TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM 78 4.1 Giải pháp SelabSMS Server 78 4.2 Cài đặt ứng dụng thử nghiệm 80 4.3 Kết thử nghiệm 81 KẾT LUẬN 82 5.1 Đánh giá kết khoá luận 82 5.2 Định hướng tương lai 82 Tài liệu tham khảo 84 Ngô Văn Thứ, Đào Quốc Trung, K46, Trường Đại học Công nghệ ĐHQG Hà Nội Trang Khoá luận tốt nghiệp - Ứng dụng công nghệ di động vào thương mại điện tử Bảng thuật ngữ viết tắt BSS base station system BTS base transceiver station EMS enhanced messaging service ETSI European Telecommunication Standard Institute GMSC gateway MSC for short message service GSM global system for mobile communication HLR home location register IWMSC short message service interworking mobile switching center MMS multimedia messaging service MO-SM mobile originated short message MS mobile station MSC mobile switching center MT-SM mobile terminated short message PLMN public land mobile network SC service center SME short message entity SMS GMSC short message service gateway MSC SMSC short message service center VLR visitor location register Ngô Văn Thứ, Đào Quốc Trung, K46, Trường Đại học Công nghệ ĐHQG Hà Nội Trang Khoá luận tốt nghiệp - Ứng dụng công nghệ di động vào thương mại điện tử MỞ ĐẦU Trong vài năm gần đây, phát triển nhanh công nghệ di động tạo thay đổi lớn nhiều lĩnh vực quan trọng thương mại, giáo dục, y tế, giao thông, công nghiệp giải trí Năm 2004, Việt Nam tiêu thụ 1,6 triệu máy điện thoại di động, tăng 50% so với năm 2003 (http://www.vnpt.com.vn/tapchibcvt/) Theo dự báo chuyên gia công nghệ tập đoàn nghiên cứu thị trường GFK (www.gfk.com), năm 2005 doanh số điện thoại di động thị trường Việt Nam tiếp tục tăng với dự tính khoảng 2,4 triệu bán Trong đó, nhà sản xuất không ngừng đưa sản phẩm tích hợp tính công nghệ đại với mức giá hợp lí góp phần tạo nên tăng trưởng chung thị trường di động Việt Nam Chính phủ bưu viễn thông (VNPT) đưa chế đổi với chủ trương xây dựng thị trường di động sôi động, có cạnh tranh lành mạnh nhà cung cấp dịch vụ, đem lại lợi ích thật cho người sử dụng Nhờ vậy, xuất nhà cung cấp dịch vụ S-Fone, CityPhone, Viettel tới VP Telecom Ha Noi Telecom làm cho thị trường di động nước nhà ngày khởi sắc Tại khu vực Châu Á Thái Bình Dương, công nghệ di động trở nên phổ biến Trên 164 triệu điện thoại cầm tay bán năm 2004 (chưa tính số lượng tiêu thụ Nhật Bản, cường quốc công nghệ giới) Đây số ấn tượng thể tiềm phát triển ngành điện toán di động tương lai Về mặt công nghệ, người ta thống kê được, trung bình tháng có phiên sản phẩm tích hợp công nghệ tiên tiến hệ trước (http://www.handheldvn.com/forum/) Hiện nay, điện thoại đa phương tiên hệ thứ (3G) nghiên cứu chế tạo bắt đầu đưa vào sử dụng số mạng di động Mỹ Châu Âu, với chuẩn công nghệ 3G với mạnh vượt trội băng thông truyền liệu tính đa phương tiện Với ưu đó, thiết bị di động nói chung điện thoại di động nói riêng trở thành công cụ số trợ giúp đắc lực cho sống đại Ngô Văn Thứ, Đào Quốc Trung, K46, Trường Đại học Công nghệ ĐHQG Hà Nội Trang Khoá luận tốt nghiệp - Ứng dụng công nghệ di động vào thương mại điện tử Như vậy, với mạnh rõ rệt thiết bị di động tính phổ cập mang tính toàn cầu, việc ứng dụng tiện ích đa dạng nhằm phục vụ sống thương mại vấn đề đáng quan tâm, xét bình diện kinh tế, xã hội công nghệ Trong khoá luận này, tập trung nghiên cứu xu thế, nguyên lí, cấu trúc mô hình thương mại điện tử dựa thiết bị di động Sau đó, xây dựng ứng dụng thử nghiệm sử dụng tin nhắn SMS làm phương tiện để xác nhận thực toán thông qua hệ thống “ví điện tử” Đây ứng dụng nhỏ làm ví dụ minh hoạ cho khả thương mại điện tử dựa thiết bị di động Ngành điện toán di động số (mobile computing) nói chung thương mại điện tử dựa thiết bị di động (mobile commerce) nói riêng lĩnh vực rộng, bao gồm nhiều lĩnh vực khác bảo mật, toán, ngân hàng, công nghệ tác tử di động (mobile agent) Trong khuôn khổ khoá luận xem xét số khía cạnh liên quan tới xu thế, nguyên lí, cấu trúc mô hình thương mại điện tử dựa thiết bị di động Khoá luận không nghiên cứu chi tiết công nghệ liên quan khác thương mại điện tử dựa thiết bị di động như: bảo mật, ngân hàng, toán, công nghệ tác tử di động (mobile agent) Khoá luận bao gồm chương Chương I: Tổng quan công nghệ di động phổ biến nhất, yếu tố cấu thành hệ thống thương mại điện tử nói chung thương mại điện tử cho thiết bị di động (mobile commerce) nói riêng Do khoá luận định huớng đến việc xây dựng ứng dụng toán thông qua thiết bị di động, có sử dụng tin nhắn SMS làm chế điều khiển ví điện tử nên chương tập trung vào nghiên cứu sâu SMS Chương II: Các vấn đề chung thương mại điện tử thương mại điện tử dựa hệ thống di động (mobile commerce) ứng dụng Chương giới thiệu chi tiết thương mại điện tử nói chung sâu vào nghiên cứu mô hình thương mại điện tử dựa thiết bị di động, đồng thời đưa cấu trúc chi tiết mô hình Cuối cùng, tập trung trình bày vấn đề liên quan tới toán nguy an ninh ảnh hưởng tới hệ thống thương mại điện tử nhằm tìm giải pháp toán hợp lí cho giao thương thương mại điện tử Ngô Văn Thứ, Đào Quốc Trung, K46, Trường Đại học Công nghệ ĐHQG Hà Nội Trang Khoá luận tốt nghiệp - Ứng dụng công nghệ di động vào thương mại điện tử Chương III: Tiếp tục đề cập đến việc toán, vấn đề nan giải hệ thống thương mại điện tử thông thường hệ thống thương mại điện tử dựa thiết bị di động Trong đó, tập trung vào giải pháp “ví điện tử” điều khiển thông qua tin nhắn SMS Do chương hướng tới giải pháp cụ thể, tập trung để trình bày phân tích thiết kế hệ thống thử nghiệm: “sử dụng tin nhắn SMS để điều khiển ví điện tử” Chương IV: Trình bày cài đặt ứng dụng thử nghiệm xây dựng dựa hệ thống quản lí điều khiển tin nhắn SMS trung tâm công nghệ phần mềm thuộc đại học công nghệ, ĐHQGHN (seLab) Chương I Ngô Văn Thứ thực Chương II Đào Quốc Trung thực Chương III chương IV Ngô Văn Thứ Đào Quốc Trung thực Trong triển khai ứng dụng thử nghiệm, sử dụng SMS portal Trung tâm Nghiên cứu Phát triển Công nghệ Phần mềm môi trường dịch vụ Ứng dụng triển khai ví điện tử với chế toán qua SMS thực CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG 1.1 Công nghệ di động Vào đầu năm 70 kỷ 19, người ta biết đến điện thoại gắn với phát minh nhà khoa học tiên phong A.G.Bell E.Gay Trong suốt kỷ qua, có nhiều sáng chế phát minh khác thuộc lĩnh vực viễn thông, mở ngành dịch vụ viễn thông đồ sộ Điện thoại trở thành phương tiện liên lạc phổ biến giới Xuất sau điện thoại cố định tròn kỷ, điện thoại di động (Motorola Dyna) giới thiệu New York vào năm 1973 Trong vòng 30 năm qua, giới chứng kiến phát triển vượt bậc ngành công nghệ di động số Điện thoại di động ngày trở nên cần thiết tiện lợi Ở nước phát triển, hầu hết người dân sở hữu thiết bị di động Ngô Văn Thứ, Đào Quốc Trung, K46, Trường Đại học Công nghệ ĐHQG Hà Nội Trang Khoá luận tốt nghiệp - Ứng dụng công nghệ di động vào thương mại điện tử Với bùng nổ công nghệ số, ngày điện thoại di động tích hợp nhiều tính số đại khả chụp ảnh số, chức đa phương tiện, khả kết nối không dây băng thông rộng Chưa kể tới dòng thiêt bị hỗ trợ cá nhân (PDA) có gắn chức điện thoại với hệ điều hành phần mềm kèm theo không thua so với máy tính sách tay Bên cạnh đó, điện thoại hệ thứ (3G) niềm mơ ước người ham mê khám phá công nghệ Ngày 16/03/1993 bưu viễn thông (VNPT) thành lập công ty VMS Mobifone (công ty viễn thông cung cấp dịch vụ di động Việt Nam) nhằm cung cấp dịch vụ di động 090 theo chuẩn công nghệ GSM tần số 900KHz Chỉ sau 12 năm, thị trường di động Việt Nam có tham gia nhiều nhà sản xuất thiết bị di động tiếng giới, nhà cung cấp giải pháp công nghệ dịch vụ có kinh nghiệm từ Châu Âu, với đời số nhà cung cấp dịch vụ di động VNPT Hơn 3,3 triệu thuê bao di động tính đến tháng 12 năm 2004 tỷ lệ tăng trưởng 50% năm làm cho điện thoại di động phổ cập điện thoại cố định Không thế, số thuê bao di động lớn nhiều lần so với số máy tính nối mạng Internet toàn quốc Qua mốc đánh giá tổng quan, thấy tiềm vô lớn thiết bị di động số ứng dụng thực tiễn sổng thương mại Sau số công nghệ di động phổ biến 1.1.1 Thiết bị cầm tay 1.1.1 Phần cứng Một thiết bị cầm tay thiết bị hỗ trợ cá nhân PDA (personal digital assistant) điện thoại có hỗ trợ việc lướt web thường chứa nhiều tính máy tính đại Hơn thế, thiết bị có chứa chức đàm thoại, fax, PIM (quản lí thông tin cá nhân: personal information managers) lịch làm việc, sổ địa Nhưng thiết bị cầm tay khác máy tính sách tay khối lượng, kích thước, giới hạn kỹ thuật mạng giới hạn băng thông Giới hạn băng thông khiến tất ứng dụng đa phương tiện hiển thị đầy đủ trình duyệt rút gọn (microbrowser), nhiên với công nghệ wi-fi không dây Ngô Văn Thứ, Đào Quốc Trung, K46, Trường Đại học Công nghệ ĐHQG Hà Nội Trang 10 Khoá luận tốt nghiệp - Ứng dụng công nghệ di động vào thương mại điện tử chuẩn di động số hệ (3G) vấn đề dần khắc phục Khác với máy tính sách tay, thiết bị di động số thường có tảng công nghệ cảm ứng (penbased systems), sử dụng hình cảm ứng thay bàn phím thông thường Một số thiết bị cầm tay sử dụng công nghệ nhận dạng giao tiếp giọng nói Ngày nay, thị trường thiết bị di động đa dạng chủng loại, mẫu mã, nhà sản xuất Bảng rõ thiết bị phổ biến với tính Bảng 1: Chi tiết số thiết bị di động phổ biến Thiết bị Hệ ĐH Bộ xử lí Compaq iPAQ MS 206 MHz Intel H3870 Pocket PC StrongARM 322002 bit RISC RAM Nhập liệu Tính 64 MB/32 MB Touchscreen Wireless Email/Internet Handspring Treo 300 Palm OS 33 MHz Motorola 16 MB/8 MB 3.5.2H Dragonball VZ Keyboard/ Stylus CDMA network Motorola Accompli 009 Wisdom 33 MHz Motorola MB/4 MB OS 5.0 Dragonball VZ Keyboard GPRS network Keyboard WAP Stylus Wireless Email/Internet Nokia 9290 Symbian Communicator OS 32-bit ARM9 RISC 16 MB/8 MB Palm i705 Palm OS 33 MHz Motorola MB/4 MB 4.1 Dragonball VZ Samsung SPH-i330 Palm OS SONY Clie PEG-NR70V Toshiba E740 16 MB/8 MB Touchscreen/St ylus Color screen Palm OS 66 MHz Motorola 16 MB/8 MB Keyboard/Stylu 4.1 Dragonball Super s/Touchscreen VZ Multimedia MS Pocket PC 2002 400 MHz Intel PXA250 64 MB/32 MB Stylus/Touchsc reen Wireless Internet 1.1.1 Hệ điều hành Mặc dù thị trường thiết bị di động đa dạng, hệ điều hành, thành phần quan trọng để điều khiển hoạt động thiết bị cầm tay lại đề cập với dòng sản phẩm bật Palm OS, Pocket PC, Symbian OS ("Mobile Computing", 2002) Gần đây, với đầu tư mạnh Microsoft, hệ điều hành ‘Microsoft Windows Mobile 2003 Second Edition’ công nghệ NET kèm theo tạo nên cách mạng thực khiến thiết bị cầm tay ngày giống máy tính thực thụ Ngô Văn Thứ, Đào Quốc Trung, K46, Trường Đại học Công nghệ ĐHQG Hà Nội Trang 11 Khoá luận tốt nghiệp - Ứng dụng công nghệ di động vào thương mại điện tử Palm OS Palm OS hệ điều hành cho máy Palm, xuất sớm với nhiều ưu điểm thời lượng dùng pin dài, hỗ trợ nhiều chuẩn công nghệ không dây, có nhiều phần mềm ứng dụng kèm Tiêu chí thiết kế tối ưu cho Palm OS làm thời lượng dùng pin dài gấp đôi so với đối thủ khác Rất nhiều chuẩn công nghệ di động hỗ trợ Bluetooth, Wi-Fi 802.11b, GSM, Mobitext, CDMA Hơn thế, nhiều loại phần mềm phổ biến PC đơn giản hoá tích hợp vào hệ thống ứng dụng bảng tính, sở liệu, xử lí văn bản, xử lí thư tín, tin nhắn, công cụ đa phương tiện Để cạnh tranh với phát triển ngày nhanh hệ điều hành Pocket PC mà người dẫn đầu gã khổng lồ Microsoft, Palm giới thiệu Palm OS chạy máy Palm với xử lí ARM (TI OMAP1510), 16MB RAM, xây dựng công nghệ nhận dạng giọng nói, điều khiển hình cảm ứng, Bluetooth, cộng thêm ứng dụng đa phương tiện Đây bước tiến đáng kể nhằm làm cho Palm không đơn thiết bị hỗ trợ cá nhân Pocket PC Năm 1996, Microsoft giới thiệu Microsoft Windows CE, phiên thu gọn hệ điều hành Windows tiếng Hệ điều hành thiết kế đặc biệt cho thiết bị nhúng bao gồm thiết bị cầm tay Tuy nhiên, hệ điều hành không mang lại hiệu mong muốn yêu cầu cao phần cứng thời lượng dùng pin tới mức báo động, chưa kể đến việc chức nhiều hạn chế Hệ điều hành cải tiến từ hệ điều hành cho desktop 32-bit Microsoft có mặt thị trường muộn Palm OS Sau này, để cạnh tranh với Palm OS, Microsoft cải tiến OS với tên Microsoft Pocket PC nhiều tính hỗ trợ người dùng thiết bị di động, mạnh mẽ đáng tin cậy Microsoft Windows CE bao gồm hỗ trợ Bluetooth, IEEE 802.11b, số công nghệ di động CDPD, CDMA, GSM Ngoài OS cho phép truy cập liệu tập trung từ xa thông qua công nghệ VPN, WAN, LAN, PAN Symbian OS EPOC16 Psion Software hệ điều hành 16bit có từ vài năm trước nhúng nhiều thiết bị di động số; EPOC32 phiên 32 bit hỗ trợ đa tác vụ Vào năm 1998, Psion hợp tác với Ericsson, Nokia, Motorola để thành lập liên doanh nhằm phát triển sản phẩm với tên Symbian OS Ngô Văn Thứ, Đào Quốc Trung, K46, Trường Đại học Công nghệ ĐHQG Hà Nội Trang 12 Khoá luận tốt nghiệp - Ứng dụng công nghệ di động vào thương mại điện tử (http://www.symbian.com/), hệ điều hành cho thiết bị cầm tay Không giống Windows CE, liên doanh phát triển Symbian OS với mục đích từ đâu tạo hệ điều hành cho thiết bị cầm tay có đầy đủ chức mạnh mẽ Những chức OS bao gồm: tích hợp công nghệ di động đa luồng, đa chức năng, tạo môi trường ứng dụng mở, đa tác vụ đồng hoá liệu 1.1.2 GSM GSM bắt đầu nghiên cứu châu Âu từ đầu năm 80 kỷ trước Vào năm 1991, chuẩn công nghệ di động GSM (Global System for Mobile communications) thức đưa vào sử dụng thị trường châu Âu Sau hai năm hoạt động, có 36 mạng GSM thuộc 22 quốc gia xây dựng Và tháng 10 năm 1997, có 50 triệu thuê bao GSM Cho tới nay, GSM không chuẩn công nghệ di động riêng châu Âu nữa, sử dụng rộng rãi hầu hết quốc gia giới Con số thuê bao GSM đạt tới mức đáng kinh ngạc, lớn gấp nhiều lần thuê bao mạng với chuẩn khác CDMA, HBP GSM hoạt động hai dải sóng cao tần 900MHz 1800MHz (Mạng VinaPhone, MobiFone Việt Nam sử dụng giải tần 900MHz) Sử dụng chuẩn ITU-T , truyền thông GSM tách biệt thành gói dịch vụ truyền tải riêng rẽ, dịch vụ đàm thoại, dịch vụ kèm theo khác Các nguyên lí dịch vụ đàm thoại GSM giống dịch vụ điện thoại viễn thông Các dịch vụ GSM mã hoá truyền dạng số Sau ta xét cấu trúc vật lí hệ thống GSM Ngô Văn Thứ, Đào Quốc Trung, K46, Trường Đại học Công nghệ ĐHQG Hà Nội Trang 13 Khoá luận tốt nghiệp - Ứng dụng công nghệ di động vào thương mại điện tử Hình 1: Cấu trúc hệ thống GSM Một mạng GSM tổ hợp số khối chức lớn Ta gom chúng lại thành phần rõ ràng có quan hệ tương hỗ cho MobilebStation : bao gồm người dùng thiết bị họ Base Station Subsystem: điều khiển tín hiệu liên kết với MS The Network Subsystem: phần kiến trúc mạng GSM bao gồm MSC (Mobile services Switching Center) thực việc chuyển phát liệu gọi người dùng (MS) trạm (Mobile Center) việc theo dõi trì, điều khiển mạng người dùng Các khối chức giao tiếp với qua trình điều khiển truyền thông dựa theo giao thức chuẩn Trên đây, vừa trình bày tóm tắt lịch sử, công nghệ cấu trúc mạng GSM, mạng điện thoại di động phổ biến giới thời điểm GSM nhánh mạng di động nghiên cứu để nâng cấp lên chuẩn truyền thông di động 3G Sau tiếp tục trình bày mạng CDMA, nhánh công nghệ nâng cấp để tiến lên chuẩn 3G theo cách tiếp cận khác 1.1.3 CDMA Ngô Văn Thứ, Đào Quốc Trung, K46, Trường Đại học Công nghệ ĐHQG Hà Nội Trang 14 Khoá luận tốt nghiệp - Ứng dụng công nghệ di động vào thương mại điện tử Công nghệ CDMA (Code Division Multiple Access) đời lựa chọn thay cho kiến trúc tế bào GSM góp phần vào tăng trưởng bùng nổ thị trường công nghệ không dây thập kỷ qua CDMA, GSM, đưa cải tiến không ngừng suốt thời kỳ Hiện hai mạng trình chuyển giao sang hệ thống hệ 3G toàn cầu, cho phép tăng băng thông dịch vụ liệu Tuy không phổ cập GSM công nghệ CDMA (spread-spectrum) chứng tỏ tính ưu việt thị phần lớn Mỹ, Châu Á đặc biệt Hàn Quốc CDMSOne hỗ trợ chuẩn truyền thông di động 2G bị quên lãng Chuẩn CDMA IS-95 TIA/EIA (công bố vào tháng 7/1993) thiết lập nguyên tắc tảng cho hệ thống truyền thông không dây số đầu cuối Kiến trúc hệ thống mạng thương mại dựa chuẩn biết với tên CDMA One IS-95 TIA/EIA phiên có sửa đổi IS-95A (công bố vào tháng 3/1995) tạo sở cho phần lớn mạng tảng CDMA 2G triển khai toàn giới Cơ sở hạ tầng CDMA 2G lúc đầu chứng tỏ tính hiệu việc chuyển giao với chất lượng cao, lưu lượng thoại mát thấp Tuy vậy, không tồn lâu người dùng di động bắt đầu có nhu cầu dịch vụ liệu dịch vụ Internet Intranet Các ứng dụng đa phương tiện hay giao dịch thương mại tốc độ cao bổ sung thêm vào dich vụ thoại đơn máy điện thoại họ CDMA2000 chỗ CDMAOne Sự chuyển tiếp sang hệ mạng 3G thực thi với số lượng lớn chuẩn đề nghị Một số thiết kế dựa sở hạ tầng GSM số khác đời trực tiếp từ công nghệ CDMA Cuối tổ chức ITU định chuẩn IMT-2000 bao gồm giao diện vô tuyến khác có CDMA2000 Lưu ý tất giao thức IMT-2000 sử dụng kỹ thuật “spreadspectrum” có liên quan đến cài đặt, hoạt động bảo trì mạng ITU định nghĩa mạng 3G mạng truyền thông dung lượng hệ thống hiệu suất phổ cải tiến so với hệ thống 2G 3G hỗ trợ dịch vụ liệu với tốc độ truyền tối thiểu 144 Kbit/s môi trường di động Mbit/s môi trường cố định Kiến trúc CDMA2000 phải đối mặt với mục tiêu bao gồm số bổ sung mà nhà khai thác lựa chọn để phục Ngô Văn Thứ, Đào Quốc Trung, K46, Trường Đại học Công nghệ ĐHQG Hà Nội Trang 15 Khoá luận tốt nghiệp - Ứng dụng công nghệ di động vào thương mại điện tử vụ cho chiến lược chuyển tiếp dựa sở hạ tầng có, giá số yếu tố khác Những bổ sung bao gồm CDMA2000 1X CDMA2000 1xEV: CDMA2000 1X tăng gấp đôi dung lượng thoại so với mạng CDMAOne, phân bổ tốc độ liệu tối đa 307 Kbit/s cho thuê bao môi trường di động CDMA2000 1xEV bao gồm hai biến thể, hai tương thích ngược với công nghệ CDMA2000 1X CDMAOne CDMA2000 1xEV-DO (Data Only - liệu) có khả phân bổ dịch vụ liệu đa phương tiện truyền MP3, hội nghị truyền hình với tốc độ liệu tối đa 2.4 Mbit/s cho thuê bao môi trường di động CDMA2000 1xEV-DV (Data Voice - liệu thoại) cung cấp dịch vụ liệu đa phương tiện thoại tích hợp đồng thời với tốc độ liệu tối đa 3.09 Mbit/s cho thuê bao Một cấu trúc mạng thiết kế cho truyền thông gói hoá Hình minh hoạ mạng CDMA2000 1X đơn giản hoá, cho thấy hai cấu trúc điện thoại (ANSI-41, xem viết tắt cuối bài) liệu Hình Sơ đồ kiến trúc hệ thống CDMA Trạm di động (MS - Mobile Station) Ngô Văn Thứ, Đào Quốc Trung, K46, Trường Đại học Công nghệ ĐHQG Hà Nội Trang 16 Khoá luận tốt nghiệp - Ứng dụng công nghệ di động vào thương mại điện tử Trong mạng CDMA2000 1X, trạm di động MS - máy thu phát thuê bao hay thiết bị di động mạng CDMA - hoạt động client IP di động Trạm di động tương tác với Access Network (mạng truy nhập) nhằm giành lấy tài nguyên vô tuyến thích hợp để trao đổi gói tin giám sát trạng thái tài nguyên vô tuyến bao gồm “active” (hoạt động), “stand-by” (dự phòng), “dormant” (không hoạt động) Nó chấp nhận gói tin đệm từ máy chủ di động (mobile host) tài nguyên vô tuyến chưa có không đủ để hỗ trợ lưu lượng mạng Nhờ vào việc cấp nguồn điện, trạm di động tự động đăng ký với HLR (Home Location Register) để: Xác thực thiết bị di động môi trường mạng truy nhập Cung cấp cho HLR vị trí thiết bị di động Cung cấp cho MSC-S (Serving Mobile Switching Centre) tập đặc tính cho phép thiết bị di động Sau đăng ký thành công với HLR, thiết bị di động sẵn sàng thực gọi liệu thoại Những gọi hai dạng CSD (circuit-switched data - liệu chuyển mạch kênh) PSD (packet-switched data - liệu chuyển mạch gói), phụ thuộc vào tương thích thân thiết bị di động (hoặc không tương thích) với chuẩn IS-2000 Tài liệu định nghĩa giao thức cho giao diện CDMA khác liên quan đến việc truyền gói tin có tên A1, A7, A9 A11 Các trạm di động MS phải tuân theo chuẩn IS-2000 để bắt đầu phiên liệu dạng gói tin sử dụng mạng 1xRTT1[4] Các trạm di động có khả IS-95 bị giới hạn CSD, các thiết bị đầu cuối IS-2000 tuỳ chọn PSD hay CSD Các tham số chuyển tiếp thiết bị đầu cuối thông qua liên kết không gian (AL - air link) vào mạng xác định kiểu dịch vụ yêu cầu Dữ liệu chuyển mạch kênh có tốc độ tối đa 19.2 Kbit/s thực qua kênh TDM truyền thống Dịch vụ cho phép người dùng lựa chọn điểm gán (point of attachment) vào mạng liệu có sử dụng quay số thông thường Dịch vụ liệu chuyển mạch gói có tốc độ liệu tối đa 144 Kb/s Đối với phiên liệu, phiên PPP (Point-to-Point Protocol) tạo trạm di động PDSN (Packet Data Serving Node) Việc định địa IP cho thiết bị di động cung cấp PDSN máy phục vụ DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) qua HA (Home Agent) RAN (Mạng truy nhập vô Ngô Văn Thứ, Đào Quốc Trung, K46, Trường Đại học Công nghệ ĐHQG Hà Nội Trang 17 Khoá luận tốt nghiệp - Ứng dụng công nghệ di động vào thương mại điện tử tuyến: Radio Access Network) điểm vào thuê bao di động cho truyền thông liệu hay thoại bao gồm: liên kết không gian (air link) Tháp/ăngten vị trí ô phủ sóng (cell) kết nối cáp tới BTS (Um) BTS (Base Station Transceiver Subsystem) Đường truyền thông từ BTS tới BSC (Abis) BSC (Base Station Controller) PCF (Packet Control Function) Đặc biệt, RAN có số trách nhiệm tác động đến việc cung cấp dịch vụ gói tin mạng RAN phải ánh xạ đến danh tính client di động tham chiếu đến danh tính lớp liên kết sử dụng để liên lạc với PDSN, xác nhận tính hợp lệ trạm di động cho dịch vụ truy nhập trì liên kết truyền thiết lập BTS (Base Station Transceiver Subsystem) điều khiển hoạt động liên kết không gian (air link) có chức giao diện mạng thiết bị di động Các tài nguyên RF ấn định tần số, phân chia khu vực điều khiển nguồn truyền quản lý BTS Ngoài ra, BTS quản lý lưu lượng từ vị trí ô phủ sóng đến BSC (Base Station Controller) để giảm thiểu thời gian trễ hai thành phần Thông thường BTS kết nối đến BSC thông qua phương tiện không phân kênh (un-channelized) T1 hay trực tiếp cáp thiết bị vị trí Các giao thức sử dụng bên phương tiện giữ độc quyền dựa tảng HDLC (High-level Data Link Control) BSC (Base Station Controller) định tuyến thông điệp thoại liệu chuyển mạch kênh vị trí ô phủ sóng MSC Nó có vai trò quản lý tính di động điều khiển chi phối “hand-off”[3] từ vị trí ô phủ sóng tới vị trí ô phủ sóng khác thấy cần thiết BSC kết nối với MTX có sử dụng đường T1 phân kênh cho thoại liệu chuyển mạch kênh với đường T1 không phân kênh cho báo hiệu điều khiển thông báo đến PDSN có sử dụng giao thức Ethernet 10BaseT PCF (Packet Control Function) định tuyến liệu gói IP trạm di động phạm vi vị trí ô phủ sóng (cell) PDSN (Packet Data Serving Node) Trong thời gian phiên liệu dạng gói tin, PCF phân bổ kênh phụ sẵn có thấy cần để tuân theo dịch vụ yêu cầu từ thiết bị di động trả trước từ thuê bao PCF trì trạng thái “reachable” RN trạm di động để đảm bảo liên kết bền vững cho gói tin, làm vùng đệm cho gói tin đến từ PDSN tài nguyên vô tuyến hay không đủ để hỗ trợ lưu lượng từ PDSN chuyển tiếp gói tin MS PDSN Ngô Văn Thứ, Đào Quốc Trung, K46, Trường Đại học Công nghệ ĐHQG Hà Nội Trang 18 Khoá luận tốt nghiệp - Ứng dụng công nghệ di động vào thương mại điện tử 1.1.4 GPRS Sự phát triển công nghệ thông tin di động chia thành hệ Hệ thống GSM (Global System for Mobile communications) mà mạng VinaPhone, MobiFone, Viettel nhiều nước giới dùng hệ di động thứ (2G), hệ thống UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) sử dụng công nghệ WCDMA hệ di động thứ (3G) Dịch vụ số liệu truyền thống mạng GSM có tốc độ tối đa 9.6 kbps (kilobit/giây), hệ thống 3G tốc độ tối đa lên đến Mbps (2048 kbps) Để đáp ứng nhu cầu ngày tăng khách hàng việc sử dụng dịch vụ giá trị gia tăng, bước chuyển tiếp đường tiến đến hệ 3G, công nghệ GPRS đời Vì công nghệ GPRS gọi công nghệ hệ 2.5 (2.5G) GPRS (General Packet Radio Services - dịch vụ vô tuyến gói chung) xem dịch vụ mạng thông tin di động GSM, dùng công nghệ chuyển mạch gói để truy cập đến mạng số liệu bên (như mạng LAN, mạng Internet, ) giao thức IP (Internet Protocol) với tốc độ cao Tốc độ tối đa theo lý thuyết lên đến 171.2 kbps sử dụng tối đa kênh lưu lượng không sửa lỗi cho thuê bao, gấp lần tốc độ truyền số liệu qua modem mạng điện thoại cố định gần 20 lần so với dịch vụ số liệu mạng GSM Để đạt đến tốc độ cao cần phải có hỗ trợ từ hai phía, hệ thống mạng máy đầu cuối GPRS Nói cách khác, GPRS phương thức truyền số liệu cho mạng di động GSM, phương thức truyền thống quay số dịch vụ data Nó cho phép thuê bao mạng GSM tiếp cận dịch vụ giá trị gia tăng có yêu cầu đường truyền số liệu tốc độ cao với chi phí tiết kiệm Các dịch vụ bao gồm: WAP, dịch vụ tin nhắn đa phương tiện MMS (Multimedia Messaging Service), truy cập Internet, xem video, Có thể kể số ưu điểm dịch vụ GPRS khách hàng sau: - Tốc độ truy cập số liệu cao hơn, thời gian kết nối nhanh hơn.Người sử dụng GPRS lợi từ việc thời gian truy nhập ngắn tốc độ truyền số liệu cao Đối với dịch vụ data truyền thống, thông thường việc thiết lập kết nối diễn khoảng 30 giây (tương đương với thời gian thiết lập gọi thoại) tốc độ truyền số liệu hạn chế 9.6 kbps GPRS cho phép thời gian thiết lập kết nối không 10 giây tốc độ truyền số liệu cao Chính thời gian kết nối ngắn nên thuê bao Ngô Văn Thứ, Đào Quốc Trung, K46, Trường Đại học Công nghệ ĐHQG Hà Nội Trang 19 Khoá luận tốt nghiệp - Ứng dụng công nghệ di động vào thương mại điện tử GPRS xem “luôn kết nối” với mạng số liệu Ngoài ra, thuê bao GPRS chiếm tài nguyên vô tuyến mạng GSM có yêu cầu truyền tải, sau nó giải toả Điều có lợi khách hàng thuê bao không kết nối liên tục nên máy di động đỡ tốn pin - Phương thức tính cước hiệu tiết kiệm hơn.Dịch vụ data truyền thống không thích hợp cho việc truyền tải liệu dung lượng lớn người sử dụng phải trả tiền cho toàn thời gian chiếm dụng kênh có thời điểm thông tin truyền tải Trái lại, công nghệ chuyển mạch gói GPRS cho phép khách hàng phải trả tiền cho tổng số thông tin thực gửi nhận, điều thuận lợi cho người sử dụng kết nối trực tuyến thời gian dài với mạng - Luôn trạng thái sẵn sàng Khách hàng trạng thái luôn kết nối với mạng, chẳng hạn truy cập web e-mail, đồng thời trạng thái sẵn sàng nhận gọi đến thực gọi đi, vừa đàm thoại vừa truy cập web Tóm lại GPRS cải thiện việc sử dụng tài nguyên vô tuyến, tốc độ truyền số liệu cao hơn, khách hàng phải trả tiền cho số gói tin thực gửi nhận, thời gian thiết lập kết nối ngắn GPRS bước phát triển kịp thời đáp ứng nhu cầu trao đổi liệu ngày cao chuyển tiếp hợp lý thông tin di động hệ thứ GSM thông tin di động hệ thứ UMTS Để sử dụng GPRS dịch vụ cộng thêm, thuê bao phải có máy đầu cuối hỗ trợ GPRS, phải hỗ trợ dịch vụ cộng thêm (như WAP, MMS, video) Ngoài thuê bao phải đăng ký sử dụng dịch vụ data, WAP, GPRS bưu điện tỉnh, thành phố Máy đầu cuối hỗ trợ GPRS chia làm loại sau: - Class A: thuê bao đăng nhập vào dịch vụ GSM GPRS, sử dụng dịch vụ đồng thời (vừa đàm thoại vừa truyền số liệu) - Class B: thuê bao đăng nhập vào dịch vụ GSM GPRS, thời điểm sử dụng dịch vụ mà - Class C: thuê bao đăng nhập vào dịch vụ GSM GPRS Ngô Văn Thứ, Đào Quốc Trung, K46, Trường Đại học Công nghệ ĐHQG Hà Nội Trang 20