Nghiên cứu đánh giá thông tin Di động và phát triển mạng 5G hiện nay

Nghiên cứu đánh giá thông tin Di động và phát triển mạng 5G hiện nay. Điện thoại di động đã trở thành công cụ liên lạc cơ bản và hết sức phổ biến ngày nay nó không những được sử dụng để gọi điện, mà còn để truy cập internet, gửi tin nhắn, và ghi chép lại mọi thứ.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỒ ÁN CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ MẠNG 5G HIỆN NAY Giảng viên hướng dẫn: ThS VƯƠNG XUÂN CHÍ Sinh viên thực hiện: Đặng Cao Thành Thái MSSV: 1900009036 Chuyên ngành: Kỹ thuật máy tính Mơn học: Đờ án sơ Khóa: 2019 Lớp: 19DTH3A Trường Đại học Nguyễn Tất Thành Khoa Công Nghệ Thơng Tin     CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc     NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CƠ SỞ (Sinh viên phải đóng tờ vào báo cáo) Họ tên: Đặng Cao Thành Thái .MSSV: 1900009036 Chuyên ngành: Kỹ thuật Máy Tính Lớp: 19DTH3A Email: thaidang0201@gmail.com SĐT: 0333018197 Tên đề tài: Đánh giá mạng 5G Gíao viên hướng dẫn: Vương Xuân Chí Thời gian thực hiện: / /2021 đến / /2021 Nhiệm vụ/nội dung (mô tả chi tiết nội dung, yêu cầu, phương pháp… ) : MÔ TẢ ĐỀ TÀI: Điện thoại di động trở thành công cụ liên lạc phổ biến- ngày khơng sử dụng để gọi điện, mà cịn để truy cập internet, gửi tin nhắn, ghi chép lại thứ NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP: - Nghiên cứu Thông tin di động GSM - Những vấn đề thông tin Di động phát triển từ 1G đến 5G - Sự phát triển công nghệ 5G - Các công nghệ áp dụng cho 5G YÊU CẦU: - Có kiến thức, hiểu biết cơng nghệ Mạng Đọc hiểu tài liệu tiếng Anh, kỹ trình bày văn máy tính tốt - Có tác phong làm việc chăm chỉ, tinh thần trách nhiệm cao, có khả làm việc độc lập làm việc nhóm tốt Nội dung u cầu thơng qua Bộ môn TP.HCM, ngày 29 tháng 06 năm 2021 TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) TS Nguyễn Kim Quốc ThS Vương Xuân Chí LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn biết ơn sâu sắc tới Thầy ThS.Vương Xuân Chí tận tình hướng dẫn động viên chúng em nhiều trình làm đồ án sở lần Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Bộ môn Tin học trường Đại Học Nguyễn Tất Thành, người dạy cung cấp cho em kiến thức quý báu tạo cho chúng em môi trường học thật tốt để em dễ dàng tiếp cận công nghệ, kỹ thuật tương lai Xin cảm ơn bạn bè, người tơi sánh bước, đóng góp, động viên tơi lúc gặp khó khăn, tạo điều kiện giúp tơi hồn thành tốt đề tài LỜI NÓI ĐẦU Thời điểm tại, mạng 4G bắt đầu đưa vào sử dụng, đến năm 2020, nhà phân tích cho rằng, liên tục xảy tình trạng tải thông tin Nguyên nhân, cho dù tăng vọt doanh số bán hàng loại điện thoại thơng minh (smartphone) máy tính bảng (tablet) đồng nghĩa với khối lượng liệu ngày lớn, có phần nhỏ lượng truy cập thiết bị này, lại phần lớn lượng thông tin từ việc kết nối “vật thể” với nhau, ví dụ tivi, đồng hồ, đồ gia dụng, máy điều nhiệt chí khóa cửa , tất số hóa, người sử dụng thực kết nối, giao tiếp, điều khiển chúng lúc nơi Ưu điểm mạng 4G tải khối lượng liệu lớn phức tạp so với hệ thống di động trước, nhiên, với tốc độ phát triển công nghệ chóng mặt vài năm nữa, công nghệ 4G đáp ứng Tại Đại hội giới di động 2012 - Mobile World Congress 2012 (MWC 2012) tổ chức Barcelona - Tây Ban Nha vào tháng vừa qua, chủ tịch Google, Eric Schmidt vẽ viễn cảnh, robot dự hội nghị truyền video HD qua mạng không dây, AT&T, Qualcomm, Sony Intel tạo "ngôi nhà kết nối", nơi mà chí quần áo truyền tín hiệu Vì mạng khơng dây cần phải hiểu tính loại thiết bị biết phải đáp ứng Đây khó khăn thực cho nhà mạng, điều địi hỏi ngành cơng nghiệp di động giới cần phát triển mạng thơng minh xử lý hàng tỉ kết nối mà ổn định có chất lượng dịch vụ tốt, đáng mong đợi Chính việc đời hệ thông tin di động 5G điều diễn tương lai không xa Và lý mà em chọn đề tài “Đánh giá mạng 5G nay” làm đề tài cho báo cáo tốt nghiệp Bài báo cáo nêu yêu cầu đặt hệ thống thông tin di động 5G với kỹ thuật tiên tiến xem ứng viên sáng giá việc xây dựng triển khai cho hệ thống tương lai Nội dung đồ án gồm: Chương 1: Q trình phát triển hệ thống thơng tin di động Chương 2: Kiến trúc hệ thống thông tin di động 5G Chương 3: Ứng dụng triển khai hệ thống thông tin di động 5G Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô khoa Kỹ thuật Công nghệ tạo điều kiện, giúp đỡ trang bị cho em kiến thức quý báu Em xin chân thành cảm ơn thầy TS Vương Xuân Chí hướng dẫn tận tình giúp đỡ em hồn thành tốt đồ án thời hạn Tuy nhiên, hạn chế mặt thời gian lực thân nên nội dung đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong thấy giáo bạn quan tâm đóng góp ý kiến thêm để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Tp.HCM, ngày tháng năm 2022 Sinh viên thực Đặng Cao Thành Thái PHẦN NHẬN XÉT + CHẤM ĐIỂM CỦA GIẢNG VIÊN Điểm giáo viên hướng dẫn: Điểm giảng viên chấm vòng 2: Giảng viên chấm vòng TPHCM, Ngày …… tháng …… năm Giáo viên hướng dẫn MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH ẢNH iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .v LỜI NÓI ĐẦU x CHƯƠNG 1: QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG .1 1.1 Hệ thống thông tin di động hệ thứ (1G) 1.2 Hệ thống thông tin di động hệ thứ hai (2G) 1.3 Hệ thống thông tin di động 2,5G .5 1.4 Hệ thống thông tin di động hệ thứ ba (3G) 1.5 Hệ thống thông tin di động tiền 4G (pre-4G) 1.6 Hệ thống thông tin di động hệ thứ tư (4G) 11 1.7 Hệ thống thông tin di động hệ thứ năm (5G) 12 CHƯƠNG 2: KIẾN TRÚC CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G 15 2.1 Kiến trúc hệ thống 5G .15 2.1.1 Mạng truy nhập vô tuyến đám mây C-RAN 16 2.1.2 Mạng di chuyển MN 18 2.1.3 Truyền thông D2D 19 2.2 Mạng lõi Nano 21 2.2.1 Công nghệ Nano 22 2.2.2 Điện toán đám mây 30 2.2.3 Mạng All IP 32 2.3 Các lớp mạng 33 2.3.1 Lớp Kiến trúc không dây mở (OWA – Open Wireless Architecture) 34 2.3.2 Lớp mạng (Network Layer) 34 2.3.3 Lớp Giao thức vận chuyển mở (OTP – Open Transport Protocol) 35 2.3.4 Lớp ứng dụng (Application layer) 36 2.4 Kỹ thuật truyền dẫn 36 2.4.1 Dạng sóng 36 2.4.2 Điều chế 39 2.4.3 Ghép kênh 40 2.4.4 Đa truy nhập 42 2.4.5 Anten 47 2.5 An ninh mạng hệ thống thông tin di động 5G .51 2.5.1 Thiết bị người sử dụng UE 51 2.5.2 Mạng truy nhập 54 2.5.3 Mạng lõi 59 2.5.4 Các mạng IP bên 61 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG VÀ TRIỂN KHAI HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G 63 3.1 Mạng không dây “thực sự” 63 3.2 Triển khai hệ thống thông tin di động 5G .66 3.2.1 Những thách thức phải đối mặt .66 3.2.2 Thực tế triển khai hệ thống thông tin di động 5G 67 KẾT LUẬN 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO .xii DANH MỤC HÌNH ẢNH Số hiệu 1.1 1.2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 Tên hình ảnh Lộ trình phát triển hệ thống thơng tin di động Khối khả hệ thống 5G tương lai Kiến trúc hệ thống 5G (Nguồn: METIS) Sự thay đổi từ RAN sang C-RAN Mạng di chuyển MN Mạng dày đặc UDN Các trường hợp can thiệp lẫn truyền thông D2D Mạng lõi Nano hệ thống 5G Điện thoại Nano “trong suốt” Trang 13 15 17 18 19 21 22 24 2.8 Morph – Khái niệm công nghệ cho tương lai 24 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 2.19 2.20 2.21 2.22 2.23 2.24 2.25 2.26 2.27 2.28 2.29 2.30 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 Cảm biến Nano Qubit Nanodot Mật mã lượng tử Điện toán đám mây Các lớp mạng hệ thống 5G Lớp mạng (Network Layer) Lịch sử trình kết nối (Nguồn: Cisco) So sánh công nghệ milimeter-wave công nghệ So sánh phương thức điều chế Đa truy nhập phân chia theo búp sóng BDMA Nguyên lý hoạt động BDMA Cấu trúc khung TDD-BDMA Cấu trúc khung FDD-BDMA Đa truy nhập không trực giao NOMA So sánh OFDMA NOMA Mơ hình kênh MIMO với Anten phát Anten thu Anten Massive MIMO Mô hình Cell sử dụng Anten Massive MIMO Phần mềm độc hại (Malware) Hệ thống botnet Ví dụ cơng MITM Internet of Everything Ngôi nhà thông minh Thành phố thông minh Địa điểm thử nghiệm Thành Đô (Trung Quốc) SK Telecom Nokia hợp tác thành lập “Trung tâm nghiên cứu 5G” Một địa điểm triển lãm Verizon MWC 2015 25 27 28 29 31 34 35 37 38 42 43 44 45 45 46 47 48 49 50 52 54 58 63 64 65 68 69 69 10 Số nhận dạng mạng vô tuyến Cell tạm thời C-RNTI (Cell Radio Network Temporary Identifier) số thứ tự gói tin  Định vị vị trí UE dựa C-RNTI: C-RNTI cung cấp số nhận dạng UE (UEID) tạm thời cấp độ Cell Nó ấn định mạng thơng qua tín hiệu điều khiển tài ngun vơ tuyến RRC (Radio Resource Control) có UE liên kết với Cell Kẻ cơng tận dụng thơng tin C-RNTI để xác định UE có Cell hay khơng, qua tiến đến định vị vị trí UE Một giải pháp đề xuất để giải vấn đề này, tái phân bổ định kì C-RNTI Tái phân bổ định kì C-RNTI cho UE Cell thời gian dài gây khó khăn cho kẻ cơng để lấy thông tin liên quan đến diện UE Cell Khơng thế, cịn làm cho kẻ công phân biệt UE di chuyển đến Cell khác UE chuyển sang C-RNTI khác  Định vị vị trí UE dựa số thứ tự gói tin: Việc sử dụng số thứ tự gói tin liên tục cho user hay gói tin điều khiển trước sau chuyển giao tạo điều kiện cho kẻ công xác định phép ánh xạ C-RNTI cũ Định vị vị trí UE dựa số thứ tự gói tin áp dụng trình chuyển đổi chế độ từ nhàn rỗi sang hoạt động số thứ tự gói tin giữ cách liên tục Qua đó, kẻ cơng theo dõi UE dựa số thứ tự gói tin liên tục dịng gói tin Để giải vấn đề này, số thứ tự gói tin khơng nên đánh liên tục trình chuyển giao hay trình chuyển đổi chế độ  Tấn công dựa báo cáo trạng thái Bộ đệm giả: Trong mạng LTE, báo cáo trạng thái đệm dùng thông tin đầu vào để lập danh sách gói tin, cân tải truyền thuật tốn điều khiển, kẻ cơng tận dụng đối tượng để đạt ý đồ Những kẻ cơng gửi báo cáo trạng thái đệm giả thay cho UE để thay đổi chế độ thuật toán eNB gây vấn đề dịch vụ lên UE Bằng cách thay đổi chế độ thuật toán lập danh sách gói tin, kẻ cơng dễ dàng ăn cắp tài ngun băng thơng, từ tiến tới cơng DoS Bên cạnh đó, cách thay đổi chế độ cân tải thuật toán điều khiển eNB, kẻ cơng gây DoS lên UE tiến vào Cell, ngăn cản không cho UE truy nhập vào mạng Cell Để giải kiểu công này, việc sử dụng “vé” truy nhập lần với tin báo cáo trạng thái đệm đề xuất Các UE phải xuất trình “vé” cho eNB để cấp phép truy nhập Các “vé” khác báo cáo trạng thái đệm gửi chu kỳ Thu nhận không liên tục DRX (Discontinuous Reception)  Tấn công chèn tin: 52 Trong mạng LTE, UE phép trì chế độ hoạt động phận thu vô tuyến tắt để tiết kiệm lượng tiêu thụ Điều thực thông qua chu kỳ DRX Tuy nhiên, chu kỳ DRX dài, UE phép truyền tải gói tin cách sử dụng đường truyền khẩn cấp Tính lỗ thủng an ninh Kẻ cơng đưa đơn vị liệu giao thức điều khiển C-PDU (Control Protocol Data Unit) vào hệ thống chu kỳ DRX để gây công DoS lên UE vào Một giải pháp đề xuất để giảm thiểu tình trạng này, gửi u cầu dung lượng thông qua báo cáo trạng thái đệm Uplink 3.1.1.12Tấn công HeNB FemtoCell Trong viễn thông, Femtocell trạm gốc nhỏ với công suất thấp, thường lắp đặt microCell picoCell hộ gia đình, doanh nghiệp… HeNB cụm từ ghi tắt Home eNodeB, HeNB có chức giống eNB, triển khai quy mô nhỏ BS Cell nhỏ, FemtoCell… Phần đề cập đến công liên quan đến HeNB FemtoCell với số biện pháp đối phó với cơng  Tấn cơng vật lý HeNB: Tấn cơng vật lý HeNB dạng công mà kẻ cơng sửa đổi chí thay thành phần HeNB Kiểu công gây ảnh hưởng đến người sử dụng lẫn nhà khai thác mạng di động Ví dụ, việc sửa đổi thành phần RF HeNB can thiệp đến thiết bị không dây khác làm chúng hoạt động sai lệch Đặc biệt trường hợp giám sát tình trạng bệnh nhân thơng qua thiết bị truy nhập mạng, việc sai lệch thơng số thiết bị gây ảnh hưởng khơng nhỏ đến tình hình sức khỏe bệnh nhân Cịn phía nhà khai thác mạng, HeNB có RF bị biến đổi ảnh hưởng nghiêm trọng đến mạng MacroCell xung quanh Như vậy, rõ ràng HeNB cần phải đảm bảo an ninh vật lý để ngăn chặn cơng Đồng thời, kỹ thuật điện toán đáng tin cậy nên sử dụng để phát có thay đổi thành phần quan trọng HeNB xảy  Tấn cơng cấu hình HeNB: Kiểu cơng dạng làm sai lệch cấu hình Danh sách điều khiển truy cập ACL (Access Control List) HeNB Đầu tiên, kẻ công truy cập vào ACL, bao gồm danh sách Nhóm thuê bao khép kín CSG (Closed Subscriber Group) Sau đó, thay đổi ACL, nhờ mà thiết bị bất hợp pháp truy cập vào mạng Ngồi ra, kẻ cơng cịn thay đổi ACL để thiết bị hợp pháp truy cập vào mạng, thay đổi mức độ truy cập thiết bị Kết là, thiết bị hợp pháp chịu ảnh hưởng DoS, thiết bị bất hợp pháp sử dụng miễn phí dịch vụ Vì vậy, cần phải đảm bảo an ninh việc xây dựng, bảo trì lưu trữ ACL 53  Tấn công giao thức HeNB: Một kiểu công giao thức gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến người sử dụng đầu cuối cơng Man-in-the-middle Man-in-the-middle (MITM) hình thức cơng mà đó, kẻ cơng nằm vùng đường kết nối với vai trò máy trung gian việc trao đổi thông tin hai thiết bị nhằm nghe trộm, đánh cắp thông tin, thay đổi luồng liệu Hình 2.30 Ví dụ cơng MITM Có nhiều hình thức công MITM phổ biến, chẳng hạn như: công giả mạo ARP Cache, Tấn công giả mạo DNS,… Các HeNB dễ bị công theo dạng tin xác thực Để giải công MITM, HeNB nên xác thực lần kết nối với mạng Việc sử dụng thẻ mạch tích hợp tồn cầu UICC (Universal Integrated Circuit Card) hay tin xác thực giải pháp để hạn chế công  Tấn công liệu người dùng nhận dạng bảo mật: Nghe liệu người sử dụng mạng E-UTRAN thiết bị kiểu công nguy hiểm loại công Những kẻ cơng cài đặt HeNB riêng chúng cấu hình vào chế độ truy cập mở Sau đó, thiết bị mục tiêu sử dụng HeNB bất để gửi yêu cầu truy nhập vào mạng lõi mà không hay biết Kết kẻ cơng dễ dàng nghe tồn dịng liệu người sử dụng mạng Kiểu công chủ yếu khai thác vào tuyến liệu cho người sử dụng khơng bảo vệ HeNB Vì lý này, liệu không bảo vệ không nên để lại khu vực an toàn bên HeNB để tránh công nghe Hơn nữa, người sử dụng đầu cuối nên khai báo họ kết nối với HeNB kiểu đóng mở  Tấn công chức quản lý tài nguyên vô tuyến RRM: 54 Làm xáo trộn chức quản lý tài nguyên vô tuyến RRM kiểu cơng mà đó, HeNB cung cấp sai lệch thông tin tài nguyên vô tuyến Để đạt điều này, kẻ công truy nhập vào HeNB thay đổi phương diện quản lý tài nguyên Hậu gây tượng gia tăng mức số lượng thiết bị chuyển giao Như vậy, cần phải tăng cường an ninh cho giao diện cấu hình HeNB để tránh kiểu công Mạng lõi Do việc sử dụng kiến trức mở dựa IP nên hệ thống di động 5G phải đối mặt với nguy cao bị công IP, dạng công phổ biến Internet Các cơng dạng bao gồm:  Tấn công DDoS nhằm vào mạng lõi: Tấn công DDoS trở thành vấn đề vô nghiêm trọng hệ thống mạng Khi mạng di động 5G đưa vào hoạt động, hàng triệu người kết nối, ảnh hưởng công DoS DDoS mạng lõi gia tăng Trong truyền thông 5G, cơng DDoS gây botnet với số lượng lớn thiết bị nhiễm mã độc Sau hai ví dụ cơng mở rộng mạng lõi 5G:  Khuếch đại tín hiệu: Kiểu cơng gây botnet số lượng lớn thiết bị nhiễm mã độc Cell, qua làm cạn kiệt nguồn tài ngun mạng Cell Kiểu cơng lợi dụng phần mào đầu tín hiệu để gửi yêu cầu thiết lập giải phóng kênh liệu vơ tuyến riêng mạng Do đó, lượng lớn kênh liệu riêng khởi động đồng thời, buộc thành phần mạng khác phải xử lý khối lượng lớn tín hiệu để đáp ứng nhu cầu cho kênh liệu Sau chiếm kênh liệu riêng, bot không sử dụng nó, sau thời gian khơng hoạt động, kênh liệu bị vơ hiệu hóa kèm theo thủ tục vơ hiệu hóa kênh liệu Các thiết bị độc hại botnet tiến hành lặp lặp lại bước tương tự để khuếch đại cơng, qua làm giảm hiệu suất mạng  Bão hòa máy chủ thuê bao thường trú HSS: HSS nút quan trọng Lõi gói tiến hóa EPC, bao gồm sở liệu chủ chốt User đồng thời cịn chứa thơng tin liên quan đến thuê bao nhằm hỗ trợ cho trình xử lý gọi chuyển giao HSS cung cấp chức hỗ trợ cho việc xác thực cấp quyền truy cập Một mạng có nhiều HSS dựa số lượng thuê bao di động, suất thiết bị tổ chức mạng Dễ dàng thấy việc công DDoS vào HSS gây hậu Nếu HSS bị bão hịa, khả cập nhật lưu trữ, chí cịn có khả làm sai lệch thông tin thuê bao, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến mạng 55 lõi di động  Tấn công DDoS nhằm vào thực thể bên mạng lõi: Trong tương lai, mạng di động 5G trở thành cánh mở để kẻ công thiết lập công DDoS vào thực thể mạng bên khác như: mạng doanh nghiệp, cơng ty, bệnh viện… Vì mạng kết nối với mạng lõi nên dù không trực tiếp nhằm vào mạng lõi, cơng DDoS có khả làm giảm hiệu suất Các mạng IP bên ngồi Trong thời đại truyền thơng 5G, mạng IP bên ngồi (như mạng doanh nghiệp) mục tiêu công DDoS của công phần mềm độc hại Phần tập trung vào cách thức mà mạng doanh nghiệp bị nhiễm phần mềm độc hại thông qua thiết bị di động hệ thống giải pháp để giảm thiểu vấn đề Sự phát triển mạnh mẽ điện thoại thông minh giúp cho sở hữu cho riêng Những điện thoại thông minh không giúp họ lĩnh vực cá nhân mà cịn giúp họ hồn thành tốt cơng việc Đã có khơng doanh nghiệp thiết kế phần mềm riêng phục vụ cho mục đích kinh doanh họ, giúp họ dễ dàng quản lý trình sản xuất, giao dịch… Với tiềm hệ thống 5G, việc sử dụng điện thoại thông minh cài đặt phần mềm trở nên phổ biến Tuy nhiên, việc truy cập vào mạng doanh nghiệp điện thoại thông minh ẩn chứa nhiều nguy an ninh mạng Những điện thoại thông minh hồn tồn có khả nhiễm phần mềm độc hại, nhờ mà kẻ cơng khai thác liệu doanh nghiệp Một ví dụ, gần đây, ứng dụng DreamDroid đưa vào thị trường Android thu hút nhiều ý người sử dụng Vậy, cần kẻ công cài đặt mã độc vào ứng dụng đưa lên thị trường, người dùng thuộc doanh nghiệp tải cài đặt, thiết bị họ vơ tình bị nhiễm phần mềm độc hại, nhờ mà kẻ cơng xâm nhập trái phép vào mạng doanh nghiệp Một đặc tính khác điện thoại thơng minh tương lai mà kẻ cơng tận dụng để xâm nhập vào mạng doanh nghiệp, khả kết nối đa dạng Những điện thoại không hỗ trợ kết nối với mạng di động (2G/3G/4G/5G) mà hỗ trợ kết nối WiFi, Bluetooth, USB, NFC… Kẻ cơng làm dụng công nghệ kết nối để truyền phần mềm độc hại đến điện thoại thơng minh Nói cách khác, điện thoại thông minh nhân viên doanh nghiệp vơ tình trở thành cầu nối để kẻ cơng cơng vào mạng doanh nghiệp… Ví dụ, trường hợp điện thoại thơng minh nhân viên kết nối với máy tính văn phịng, máy tính tất nhiên kết nối với mạng nội doanh nghiệp, bot-master xâm nhập vào điện thoại nhân viên thông qua WiFi (hoặc dạng kết nối khác) qua dễ dàng đưa mã độc vào mạng doanh nghiệp thông qua kết nối USB từ điện 56 thoại đến máy tính Để tránh việc mạng doanh nghiệp bị nhiễm phần mềm độc hại từ điện thoại thơng minh nhân viên, có cách phổ biến, thực quét định kỳ tất điện thoại thơng minh tồn nhân viên phần mềm chống mã độc Tuy nhiên, phương pháp tốn cho doanh nghiệp Có giải pháp khác mang hiệu kinh tế đề xuất, lấy mẫu chiến lược (Strategic Sampling) Lấy mẫu chiến lược phương pháp xác thực định kỳ lấy mẫu điện thoại đại diện an ninh Sau đó, điện thoại bị lấy mẫu kiểm tra độ tin cậy Mức độ đại diện an ninh thiết bị xác định thông qua mức độ ảnh hưởng nhân viên sở hữu thiết bị lược sử Co-location thiết bị Kết luận chương: Chương trình bày kỹ thuật truyền dẫn tiêu biểu, ứng dụng vào hệ thống 5G Những kỹ thuật cung cấp khả hoàn toàn vượt trội so với kỹ thuật Tuy nhiên, nhược điểm chung chúng, tính phức tạp xử lý tín hiệu thiết kế phần cứng Các thiết bị xử lý tín hiệu phải xử lý lượng lớn thông tin với độ phức tạp cao mà đảm bảo chất lượng, đồng thời kích thước chúng phải thực nhỏ gọn Đây lý khiến cho Nano trở thành công nghệ cốt lõi việc xây dựng hệ thống thông tin di động 5G Việc nắm bắt công nghệ, kỹ thuật tiên tiến phần giúp có nhìn tổng quan hệ thống thông tin di dộng 5G, giúp cho việc tiếp cận hệ thông tin di động Việt Nam trở nên dễ dàng 57 CHƯƠNG ỨNG DỤNG VÀ TRIỂN KHAI HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G Giới thiệu chương: Chương đề cập đến khả ứng dụng hệ thống 5G, bên cạnh cịn nêu lên thách thức tình hình triển khai hệ thống thực tế giới Mạng không dây “thực sự” 5G thời đại mạng khơng dây “thực sự”, cánh để hướng đến giới Internet of Everything – IoE, nơi mà, tên nó, thứ (con người, thiết bị, đồ vật, máy móc…) có khả kết nối khơng dây với với Internet Hình 3.1 Internet of Everything Với việc thứ liên kết với nhau, người gần làm việc họ muốn nơi lúc Sau vài ví dụ cho khả IoE: - Tự động hóa: ta trải nghiệm khả lái xe tự động ô tô tham gia giao thông Những xe tích hợp nhiều cơng nghệ, từ camera có khả cho tầm nhìn , cảm biến lắp đặt xung quanh xe để xác định khoảng cách phương tiện, nhận dạng người tính tự động lái theo lịch trình đề trước Bên cạnh đó, xe cịn có khả cung cấp dịch vụ đáp ứng nhu cầu giải trí 58 người xe TV, Internet… Người sử dụng việc ngồi tận hưởng chuyến hoàn toàn tự động, thoải mái mà đảm bảo an tồn - Ngơi nhà thông minh: Mọi thứ nhà thơng minh hóa Từ vật dụng cố định (TV, tủ lạnh, máy điều hòa…) vật dụng cá nhân (máy tính xách tay, điện thoại, máy tính bảng…), chí hệ thống an ninh, hệ thống chiếu sáng,… tất kết nối với với người sử dụng Ngôi nhà thơng minh tự động quản lý lưu lượng truy cập kết nối, tăng giảm phù hợp thiết bị để đảm bảo tiết kiệm lượng ngơi nhà Khơng thế, chủ ngơi nhà thực thao tác thiết bị nhà thông qua di động/máy tính xách tay/máy tính bảng lúc đâu mà họ muốn Hình 3.2 Ngơi nhà thông minh - Thành phố thông minh: thành phố có: o Tịa nhà thơng minh: Những tịa nhà có khả ngơi nhà thơng minh quy mô lớn o Giao thông thông minh: Tự động hóa phương tiện giao thơng, tuyến đường, tăng cường an tồn giao thơng, giảm thiểu tắt nghẽn, hạn chế chất thải từ phương tiện yêu cầu hệ thống giao thông thông minh o Năng lượng thơng minh: Có khả tự điều tiết nhu cầu lượng đến người sử dụng để nâng cao hiệu suất lượng, khả quản lý tiết kiệm chi phí 59 Hình 3.3 Thành phố thơng minh - Chăm sóc sức khỏe: Người bệnh khơng thiết phải bênh viện, họ đưa nhà giám sát, chăm sóc từ xa thông qua hệ thống kết nối thông minh Bên cạnh đó, vật dụng cá nhận tích hợp chức giám sát sức khỏe phát triển mạnh mẽ Chẳng hạn đồng hồ đeo tay tích hợp khả giám sát nhịp tim người sử dụng, kết giám sát truyền tải đến bác sĩ - Giáo dục thơng minh: Việc học thực đâu Mọi người truy cập, kết nối với hình thành lớp học online, kết hợp với thiết bị, công cụ tương tác thông minh, việc học thực hành thực trở nên dễ dàng thuận tiện hết Triển khai hệ thống thông tin di động 5G Những thách thức phải đối mặt Sự đời hệ thống thơng tin 5G xem cách mạng lớn ngành viễn thông thiết bị sử dụng lẫn phương thức truyền dẫn Không thể phủ nhận ưu điểm tiềm tàng mạng 5G, nhiên, việc triển khai vào thực tiễn chuyện dễ dàng, phải đối mặt với nhiều thách thức  Thách thức cơng nghệ: - Nhiễu xun kênh: Đây vấn đề hệ thống viễn thông nào, 5G ngoại lệ Một điều đáng nói, mạng 5G, số lượng kết nối gia tăng cách khủng khiếp, việc xuất nhiều số lượng kênh truyền diện tích nhỏ điều tất yếu, điều khiến cho vấn đề giải nhiễu xuyên kênh trở nên quan trọng hết 60 - Khả Điều khiển truy nhập môi trường MAC: Việc xuất với mật độ dày đặc điểm truy cập thiết bị đầu cuối dẫn đến thông lượng người sử dụng bị giảm (do giới hạn tài ngun), độ trễ cao Chính vậy, việc đời mạng 5G phải với khả Điều khiển truy nhập môi trường hiệu quả, đảm bảo thông lượng độ trễ cho người sử dụng - Quản lý lưu lượng: Việc lượng lớn thiết bị, hệ thống liên kết, truyền thông với Cell phải đảm bảo luôn sẵn sàng không phép xảy tắc nghẽn, tải Đây thách thức lớn mà hệ thống 5G phải giải  Thách thức triển khai: - Đa dịch vụ: Một yêu cầu cho mạng 5G khả cung cấp đa dịch vụ cho mạng không đồng nhất, cho thiết bị hoạt động địa hình khác Việc triển khai hệ thống 5G phải kèm với đời tiêu chuẩn để cung cấp linh hoạt, bao quát dồi dịch vụ không dây đáp ứng kỳ vọng người sử dụng - Cơ sở hạ tầng: Hệ thống 5G đặt yêu cầu lớn công nghệ trang thiết bị Anten Massive MIMO, thiết bị hỗ trợ ghép kênh, điều chế mới, điện thoại 5G… tất phải thiết kế nhỏ gọn, tiết kiệm phải đảm bảo u cầu chất lượng Cơng nghệ NANO xem hướng giải quyết, nhiên, nay, việc phát triển cơng nghệ NANO cịn thách thức lớn nhân loại - Truyền thông, hàng hải viễn thám: Để hướng đến mạng truyền thông không dây “thực sự”, hệ thống 5G phải đáp ứng khía cạnh - Bảo mật an ninh mạng: Đây vấn đề tối quan trọng hệ thống viễn thơng Hệ thống 5G cần phải đảm bảo khả bảo vệ an toàn liệu cá nhân người sử dụng, phải phát hiện, xử lý ngăn chặn mối đe dọa an ninh mạng bối cảnh mà số lượng thiết bị kết nối lên đến hàng chục tỷ Thực tế triển khai hệ thống thông tin di động 5G Hiện nay, nhiều tổ chức, quốc gia tiến hành đưa dự định tiến hành thử nghiệm cho hệ thống thông tin di động 5G tương lai Năm 2013, Samsung tiến hành thử nghiệm mạng 5G tần số 28 GHz với 64 Anten truyền dẫn tín hiệu Trong thử nghiệm này, Samsung đạt tới mốc download 940 MB/s (7,5 Gb/s) đứng yên 150 MB/s (1,2 Gb/s) di chuyển với tốc độ khoảng 110 km/h Gần đây, NTT DoCoMo, nhà mạng động lớn Nhật Bản công bố trở thành nhà mạng giới tiến hành thử nghiệm mạng 5G môi trường thực tế đạt tốc độ lên 61 tới Gb/s Nhà mạng sử dụng kỹ thuật beamforming, beam-tracking bước sóng milimet dải tần 70 GHz để đạt thành Theo DoCoMo, việc sử dụng beamforming theo dõi thiết bị đổi quan trọng để khắc phục vấn đề truyền sóng di động milimet bước đột phá giúp mạng 5G đạt tốc độ cao không mơi trường phịng thí nghiệm mơi trường thực tế bên Trong năm 2015, hãng Huawei (Trung Quốc) DoCoMo kết hợp với để tiến hành thử nghiệm kết nối không dây 5G quy mô rộng, sử dụng băng tần GHz Địa điểm thử nghiệm Thành Đô (Trung Quốc), thử nghiệm nhằm kiểm thử công nghệ Massive MIMO đa người dùng đầu tiên, thực kết nối đồng thời 24 thiết bị môi trường thông tin di động macro cell để truyền trực tiếp hình ảnh video hoạt động thử nghiệm đến gian hàng Triển lãm CEATEC JAPAN 2015 diễn Chiba (Nhật Bản) Cuộc thử nghiệm đem lại thành công đáng kể, tốc độ tải xuống trung bình lên đến 3,6 Gb/s kênh băng tần siêu rộng 100 MHz Hình 3.4 Địa điểm thử nghiệm Thành Đơ (Trung Quốc) Cũng năm 2015, nhà mạng Hàn Quốc SK Telecom hợp tác với Nokia Networks để thử nghiệm số công nghệ ứng viên cho 5G Theo đó, việc sử dụng đồng thời cơng nghệ truyền dẫn điều chế biên độ cầu phương QAM (Quadruple Amplitude Modulation), đa đầu vào – đa đầu (8x8 MIMO) băng thông 400 MHz, thử nghiệm SK Telecom Nokia Networks đạt tốc độ đỉnh lên đến 19,1Gbps Ngày 28/09/2015, Đối thoại Cấp cao Kinh tế - Thương mại Trung Quốc-châu Âu lần thứ diễn Bắc Kinh, Trung Quốc Liên minh châu Âu (EU) ký thoả thuận hợp tác chiến lược 62 phát triển tiêu chuẩn cơng nghệ cho mạng di động 5G Hình 3.5 SK Telecom Nokia hợp tác thành lập “Trung tâm nghiên cứu 5G” Verizon, nhà mạng không dây lớn nước Mỹ, lên kế hoạch thử nghiệm công nghệ 5G thực tế vào năm 2016 Hiện Verizon xây trạm thu phát sóng 5G trung tâm nghiên cứu Waltham, Massachusetts San Francisco Tham gia Verizon dự án phát triển công nghệ cao đối tác Nokia, Qualcomm, Cisco, Samsung Alcatel-Lucent Hình 3.6 Một địa điểm triển lãm Verizon MWC 2015 Hầu hết tổ chức, quốc gia dự định thương mại hóa hồn tồn hệ thống thơng tin di động hệ thứ (5G) vào năm 2020 Kết luận chương: Hiện nay, tổ chức, quốc gia lớn giới riết tiến hành nghiên cứu, thử nghiệm hệ thống 5G Mặc dù phải đối mặt với thách thức lớn, 63 với phát triển khoa học kỹ thuật, việc triển khai thành cơng hệ thống thơng tin di động 5G tồn giới điều hồn tồn năm tới 64 KẾT LUẬN Đồ án trình bày yêu cầu đặt hệ thống thông tin di động hệ thứ (5G) công nghệ, kỹ thuật tiên tiến cho ứng viên sáng giá việc xây dựng triển khai hệ thống Đồng thời đồ án đề cập đến thách thức việc triển khai hệ thống 5G vào thực tế thực trạng triển khai hệ thống quốc gia lớn Dựa kỹ thuật đề cập, tiến hành nghiên cứu chuyên sâu nguyên lý, chế hoạt động chúng, từ định hướng trình phát triển hệ thống thông tin di động hệ Việt Nam 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [1] [2] [3] [4] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]  Tài liệu tiếng Việt: Trần Xuân Nam, Đinh Thế Cường, Nguyễn Tuấn Minh (Học viện Kỹ thuật Quân sự), Nguyễn Vĩnh Hạnh (Phòng Kỹ thuật, Bộ tư lệnh Lăng), “MIMO – Công nghệ truyền dẫn vô tuyến tốc độ cao”, Tạp chí Khoa học & Cơng nghệ, số (42), năm 2007  Tài liệu tiếng Anh: Jonathan Rodriguez, Fundamentals oF 5G mobile networks, Wiley, 2015 Ma Zheng, Zhang ZhengQuan, Ding ZhiGuo, Fan PingZhi, Li HengChao, “Key techniques for 5G wireless communications: network architecture, physical layer, and MAC layer perspectives”, Science China Information Sciences, Vol 58, April 2015 Asvin Gohil, Hardik Modi, Shobhit K Patel, “5G Technology of Mobile Communication: A Survey”, International Conference on Intelligent Systems and Signal Processing (ISSP), 2013 Yuya Saito, Yoshihisa Kishiyama, Anass Benjebbour, Takehiro Nakamura, Anxin Li, and Kenichi Higuchi, “Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) for Future Radio Access”, Vehicular Technology Conference (VTC Spring), 2013 IEEE 77th, 2013  Tài liệu điện tử: www.pcworld.com.vn www.hucotu.wordpress.com www.company.nokia.com www.arxiv.org www.telecoms.com www.huawei.com www.en.wikipedia.org www.ieeexplore.ieee.org www.itu.int Và tài liệu khác 66 ... TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG .1 1.1 Hệ thống thông tin di động hệ thứ (1G) 1.2 Hệ thống thông tin di động hệ thứ hai (2G) 1.3 Hệ thống thông tin di động 2 ,5G. .. hệ thông tin di động 5G điều di? ??n tương lai không xa Và lý mà em chọn đề tài ? ?Đánh giá mạng 5G nay? ?? làm đề tài cho báo cáo tốt nghiệp Bài báo cáo nêu yêu cầu đặt hệ thống thông tin di động 5G. .. cho hệ thống thông tin di động 2G khơng thống nhất, việc chuyển giao tồn cầu khó thực Hệ thống thơng tin di động 2 ,5G Hệ thống thông tin di động 2 ,5G nâng cấp từ hệ thống thông tin di động 2G Sự