Đồ án nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4g cho mạng di động viettel mobile tại tỉnh quảng nam

LỜI CẢM ƠN Là sinh viên năm cuối trường, em tự hào bảo vệ đồ án tốt nghiệp Đứng trước hội đồng bảo vệ em xin chân thành cảm ơn nhà trường năm qua tạo điều kiện cho chúng em học tập nghiên cứu, tạo hội cho chúng em phát triển tư Em xin chân thành cảm ơn tập thể cán giảng viên khoa Công nghệ thơng tin ứng dụng tận tình dạy dỗ, bảo chúng em ngày hôm Và em gởi lời cảm ơn chân thành đền thầy Trần Trung Tín người hướng dẫn em suốt trình thực đồ án tốt nghiệp Trong trình thực đồ án có khó khăn mà em khó để vượt qua nhờ giúp đỡ tận tình thầy bạn bè cuối em hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp Đồ án em khơng tránh khỏi thiếu sót kiến thức em cịn chưa tốt mong hội đồng đóng góp ý kiến thảo luận bảo em rút kinh nghiệm sau Cuối em chân thành cảm ơn hội đồng dành thời gian cho chúng em hôm i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG xii DANH MỤC HÌNH xiii LỜI MỞ ĐẦU 14 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G 16 Giới thiệu hệ thống thông tin di động 4G-LTE 16 1.1 1.1.1 Giới thiệu hệ thống 4G-LTE 16 1.1.1.1 Các chuẩn mạng 4G 16 1.1.1.2 Khái niệm 16 1.1.1.3 Chất lượng thoại 4G LTE 17 1.1.2 Thực tiễn 4G LTE Việt Nam 18 Mơ hình tham chiếu hệ thống thông tin di động 4G 18 1.2 1.2.1 Bốn miền mơ hình tham chiếu 18 1.2.1.1 Miền dịch vụ ứng dụng 18 1.2.1.2 Miền tảng dịch vụ 19 1.2.1.3 Miền tảng chuyển mạch gói 20 1.2.1.4 Miền truy cập vô tuyến 20 1.2.2 Mơ hình tham chiếu nhìn từ tảng dịch vụ 21 1.2.2.1 Lợi ích người sử dụng 22 1.2.2.2 Các dịch vụ tiên tiến 22 1.2.2.3 Quản lý hệ thống 27 1.2.3 Mơ hình tham chiếu sở hạ tầng hệ thống 27 1.2.3.1 Các ví dụ điển hình giao diện cho mạng truy cập vơ tuyến 27 1.2.3.2 Cấu hình chức cho nút/ thiết bị đầu cuối hệ thống di động 4G 28 Các công nghệ ứng dụng hệ thống di động 4G 29 1.3 1.3.1 Kỹ thuật truyền dẫn dung lượng lớn tốc độ cao 29 1.3.2 Các đặc điểm công nghệ 4G 30 1.3.2.1 Hỗ trợ lưu lượng IP 30 ii 1.3.2.2 Hỗ trợ tính di động tốt 30 1.3.2.3 Hỗ trợ nhiều công nghệ vô tuyến khác 31 1.3.2.4 Không cần liên kết điều khiển 31 1.3.2.5 Hỗ trợ bảo mật đầu cuối – đầu cuối 32 Mạng hệ sau NGN hệ thống di động 4G 33 1.4 1.4.1 Mạng hệ sau NGN 33 1.4.1.1 Đặc điểm mạng NGN 33 1.4.1.2 Cấu trúc mạng NGN 34 1.4.2 Mối liên quan mạng hệ sau NGN hệ thống di động 4G 35 CHƯƠNG 2: MƠ HÌNH CẤU TRÚC MẠNG 4G 37 2.1 Mơ hình cấu trúc mạng 37 2.1.1 Vấn đề tích hợp 37 2.1.2 Mạng có tính mở 38 2.1.3 Đảm bảo chất lượng dịch vụ cho ứng dụng đa phương tiện IP 39 2.1.4 Đảm bảo tính an tồn, bảo mật thông tin 39 2.1.5 Mạng đảm bảo tính di động 39 2.1.6 Mạng phải đảm bảo tốc độ 39 2.2 Mơ hình mạng 4G 40 2.2.1 Mơ hình cấu trúc mạng 3G 3,5G 40 2.2.1.1 Mạng thông tin di động hệ ba WCDMA 40 2.2.1.2 Mạng thông tin di động hệ 3,5G HSDPA HSUPA 40 2.2.1.3 Nhận xét 41 2.2.2 Mơ hình mạng thơng tin di động 4G 42 2.3 Chức phần tử mơ hình 44 2.3.1 Các phần tử lớp truy nhập vô tuyến 44 2.3.1.1 Thiết bị đầu cuối 44 2.3.1.2 Điểm truy nhập vô tuyến RAP (Radio Access Point) 45 2.3.1.3 Bộ điều khiển truy nhập vô tuyến RAC (Radio Access Controller) 47 2.3.2 Lớp mạng lõi 48 2.3.3 Lớp chức 49 2.3.4 Lớp dịch vụ 53 iii 2.4 Công nghệ IP IP di động 53 CHƯƠNG 3: DỊCH VỤ VÀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG 4G 55 3.1 Dịch vụ mạng 4G 55 3.1.1 Các loại dịch vụ cung cấp 55 3.1.2 Một số loại hình dịch vụ điển hình cho 4G 56 3.1.2.1 Đặc tính yêu cầu dịch vụ mạng di động 4G 59 3.1.2.2 Tính chất kiến trúc dịch vụ mạng di động 4G 59 3.1.2.3 Xu hướng dịch vụ mạng 4G 60 3.2 Chất lượng dịch vụ mạng 4G 61 3.2.1 Khái niệm QoS 61 3.2.1.1 Khái niệm QoS theo ITU 61 3.2.1.2 Khái niệm QoS theo ETSI 64 3.2.2 Kiến trúc QoS 64 3.2.3 Các tham số QoS mạng di động 4G 67 3.2.4 Thách thức chất lượng dịch vụ mạng di động 4G 68 3.2.5 Bảo mật dịch vụ 69 3.2.5.1 Mức độ bảo mật cao 4G 69 3.2.5.2 Các vấn đề cần bảo mật 69 3.2.5.3 Các giải pháp tạm thời 70 CHƯƠNG 4: LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI HỆ THỐNG 4G CHO MẠNG VIETTEL Ở TỈNH QUẢNG NAM 71 4.1 Đặc điểm mạng thông tin di động Viettel 71 4.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển mạng Viettel 71 4.1.2 Mạng di động Viettel 73 4.1.3 Mạ ng truyền dẫn Viettel 74 4.1.4 Mạng Viettel Internet 75 4.1.5 Mạng Viettel PSTN 76 4.1.6 Sơ đồ kết nối tổng thể mạng viễn thông Viettel theo cấu trúc phân lớp 77 4.1.7 Sự chuẩn bị Viettel tỉnh Quảng Nam để phát triển từ hệ thống GSM lên 4G 77 4.2 Thực tiễn tình hình khai thác mạng tỉnh Quảng Nam 78 4.2.1 Khái quát tỉnh Quảng Nam 78 iv 4.2.2 Tình hình khai thác mạng Viettel 79 4.3 Tiến trình triển khai lên 4G từ mạng 2,5G viettel tỉnh Quảng Nam 81 4.3.1 Kết hợp GPRS vào mạng GSM 81 4.3.2 Triển khai mạng UMTS 82 4.3.3 Mạng lõi sở IP 83 4.3.4 Mạng sở IP triển khai mạng 3,5G 83 4.3.5 Triển khai mạng 4G 85 KẾT LUẬN 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 89 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 2G 2nd Generation Hệ thống thông tin di động hệ 3G 3rd Generation Thế hệ 4G 4th Generation Thế hệ AAA Adaptive Array Antenna Ăngten dãy thích nghi AAA Aunthentication, Authorization & Chứng thực, ủy quyền Accounting thành toán AAL ATM Adaptive Layer Lớp thích ứng ATM AMC Adaptive Modulation and Coding Điều chế mã hóa thích ứng AMPS Advance Mobile Phone Service Dịch vụ điện thoại tiên tiến AR Access Router Bộ định tuyến truy cập ARQ Automatic Repeat Request Kỹ thuật yêu cầu lặp tự động ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ phát không đồng BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá BER Bit Error Rate Tốc độ lỗi bít BSC Base Station Controller Bộ điều khiển tạm gốc BSS Base Station System Hệ thống trạm gốc BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo mã CN Core Network Mạng lõi CPCH Common Packet Channel Kênh gói chung CPCH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung CPCHPCP Common Packet Channel Power Phần điều khiển công suất Control Part kênh gói chung CQI Channel Quality Indicator Chỉ thị chất lượng kênh CRC Cyclic Redundance Check Kiểm tra vòng dư CS Circuit Switching Chuyển mạch kênh CSCF Call Session Control Function Chức điều khiển phiên gọi vi DCH Dedicated Channel Kênh riêng DPCCH Dedicated Physical Control Channel Kênh điều khiển vật lý dành riêng DTX Discontinuos Transmission Phát không liên tục EDGE Enhanced Data Rates for GSM Tốc độ số liệu tăng cường phát Evolution triển GSM European Telecommunications Viện tiêu chuẩn viễn thông Standards Institute châu Âu FACH Forward Access Channel Kênh truy nhập đường xuống FDD Frequency Division Duplex Ghép song công phân chia ETSI theo tần số GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS cổng Gi Interface Between GGSN and External Giao diện GGSN Network mạng bên Gateway MSC Trung tâm chuyển mạch di GMSC động cổng Gn Interface Between Two GSNs Giao diện hai GSN Gp Interface Between Two GGSNs Giao diện hai GGSN Gr Interface Between SGSN and HLR/AuC Giao diện SGSN với HLR/AuC Gs Interface Between SGSN and Serving Giao diện SGSN với MSC/VLR MSC/VLR Global System for Mobile Hệ thống thơng tin di động communication tồn cầu GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu GPRS General Packet Radio System Hệ thống vơ tuyến gói chung GTP-U User Plane Part of the GPRS Tunelling Phía người sử dụng giao Protocol thức Tunel GPRS Gx Any G Interface Giao diện G HARQ Hybrid Automatic Repeat Request Yêu cầu phát lại tự động GSM nhanh vii HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú HSCSD High Speed Circuit Switched Data Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao HSDPA High Speed Downlink Packet Access Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao HS-DSCH High Speed Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao HSPDSCH High Speed Physical Downlink Shared Kênh chia sẻ đường xuống vật Channel lý tốc độ cao HSS Home Subscriber Server Nhà Subscriber Server HS-SCCH Shared Control Channel for HS-DSCH Kênh điều khiển chia sẻ cho HS-DSCH HS-SICH Shared Information Channel for HS- Kênh thông tin chia sẻ cho DSCH HS-DSCH Internet Protocol Multimedia Giao thức Internet Multimedia Subsystem Subsystem IP Internet Protocol Giao thức Internet M3UA MTP3-User Adaptation Layer Lớp thích ứng người sử dụng- IMS MTP3 MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường MCS Modulation and Coding scheme Lược đồ điều chế mã hóa MEHO Mobile Evaluated Handover Chuyển giao định thuê bao MGCF Media Gateway Control Function Chức điều khiển cổng phương tiện MGW Media Gateway Cổng đa phương tiện MIMO Multi Input Multi Output Ăngten đa đầu vào đa đầu MRFC Multimedia Resource Function Điều khiển chức tài Controller nguyên đa phương tiện Multimedia Resource Function Xử lý chức tài nguyên đa Processor phương tiện MRFP viii MSC Mobile Switching Centre Trung tâm chuyển mạch di động MTP3b Message Transfer Part Level Mức phần truyền tin NEHO Network Evaluated Handover Chuyển giao định mạng NW Network Mạng PDN Packet Data Network Mạng liệu gói PDU Protocol Data Unit Đơn vị số liệu giao thức PRACH Physical Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lý PS Packet Switching Chuyển mạch gói QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ cầu phương QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha cầu phương RAB Radio Access Bearer Kênh mang truy nhập vô tuyến RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến RANAP Radio Access Network Application Part Phần ứng dụng mạng truy nhập vô tuyến RLB Radio Link Budget Quỹ đường truyền RLC Radio Link Control Điều khiển liên kết vô tuyến RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNS Radio Network Subsystem Phân hệ mạng vô tuyến RR Round Robin Phương pháp vòng RRC Radio Resource Control Điều khiển tài nguyên vô tuyến SCCP Signalling Connection Control Part Phần điều khiển nối thông báo hiệu SCTP Simple Control Transmission Protocol Giao thức truyền dẫn điều khiển đơn giản SDU Service Data Unit Đơn vị số liệu phục vụ ix SEG Security Gateway SGSN Serving GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS phục vụ SGW Signalling Gateway Báo hiệu cổng SMS Short Message Service Dịch vụ tin ngắn SSCF-NNI Service Specific Co-ordination Chức điều phối đặc thù Function- Network Node Interface dịch vụ giao diện nút mạng Service Specific Connection Oriented Giao thức định hướng theo nối Protocol thông đặc thù dịch vụ SIP Session Initiation Protocol Giao thức tạo phiên TCH Traffic Channel Kênh lưu lượng TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển phát TDD Time Division Duplex Ghép song công phân chia SSCOP theo thời gian TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối TFCI Transport Format Combination Chỉ thị tổ hợp khuôn dạng phát Indicator TFRC Transport Format Resource Tổ hợp tài nguyên khuôn dạng Combination phát Transport Format and Resource Điều khiển khuôn dạng tài Indicator nguyên phát TPC Transmit Power Control Điều khiển công suất phát TSN Transmission Sequence Number Số chuỗi phát UDP User Datagram Protocol Giao thức datagram người sử TFRI dụng UE User Equipment Thiết bị người dùng UMTS Universal Mobile Telecommunications Hệ thống viễn thông di động System tồn cầu Universal Subcriber Identity Module Mơđun thị thuê bao toàn USIM cầu x Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tỉnh Quảng Nam Mạng truyền dẫn Viettel chia làm lớp:  Lớp trục quốc gia (National Backbone Layer)  Lớp lõi hay gọi lớp liên tỉnh (Core Layer)  Lớp hội tụ hay gọi lớp nội tỉnh (Convergence Layer)  Lớp truy nhập (Access Layer) Mạng truyền dẫn hạ tầng truyền tải thông tin cho mạng viễn thông khác như: Mạng IP, A/P/F, Mobile… Nó cung cấp đường kết nối từ BTS – BSC, NodeB – RNC, DSLAM – Site Router, core vùng trung tâm, khu vực vớinhau… 4.1.4 Mạng Viettel Internet Hình 4.4 Mạng Viettel Internet Chức thành phần mạng Internet  DSLAM: Tập trung liệu thuê bao  Site Router:  Kết nối đến DSLAM, NodeB, khách hàng dịch cáp quang chuyển dữliệu từ thành phần lên mạng lõi  Dùng công nghệ: MPLS, BGP  Core xã, Core huyện, Core tỉnh, Core khu vực: SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C 75 Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tỉnh Quảng Nam  Tập trung lưu lượng từ lớp chuyển lên lớp  Định tuyến liệu  Router P: Dùng để chuyển mạch nhanh vùng, khu vực; kết nối sangphần chuyển mạch gói lớp Core di động  BRAS: Dùng để quản lý địa chỉ, tính cước, điều khiển bảo mật… 4.1.5 Mạng Viettel PSTN Hình 4.5 Mạng PSTN Viettel Chức thành phần mạng PSTN  DLU: Dùng để tập trung lưu lượng thuê bao  Host: Là dạng tổng đài trung chuyển lưu lượng nội tỉnh  Tandem: Dùng để chuyển lưu lượng thuê bao liên tỉnh Vớicác tỉnh trừHNI HCM, Tadem dùng để trung chuyển lưu lượng nội tỉnh  TOLL: Dùng để chuyển lưu lượng khu vực từ HNI đến DNG SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C 76 Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tỉnh Quảng Nam 4.1.6 Sơ đồ kết nối tổng thể mạng viễn thông Viettel theo cấu trúc phân lớp Hình 4.6 Tổng thể mạng Viettel 4.1.7 Sự chuẩn bị Viettel tỉnh Quảng Nam để phát triển từ hệ thống GSM lên 4G  Phát triển dịch vụ: Song song với việc giảm giá cước, cần phát triển dịch vụ theo hướng lên thông tin di động hệ thứ tư GPRS, EDGE…nhằm thu hút thuê bao tiến gần đến tương thích với hệ thống 4G Sẽ xuất khó khăn lớn việc đồng thời giảm giá cước phát triển dịch vụ, giá cước giảm làm giảm lợi nhuận tức thời doanh nghiệp, dẫn đến cản trở phát triển dịch vụ Nhưng hai vấn đề mà nhà khai thác viễn thông cần phải thực muốn cạnh tranh hiệu bối cảnh mở cửa thị trường viễn thông  Quy hoạch mạng: Quy hoạch mạng vấn đề cần quan tâm mạng di động Khi mạng lưới phát triển lớn, số lượng thuê bao tăng tượng nhiễu lân cận tăng tương ứng Do vấn đề tối ưu hố mạng thơng tin di động q trình phát triển lên thông tin di động hệ thứ ba cần thiết  Xây dựng sở hạ tầng viễn thông: Điều kiện tiên để phát triển hệ thống di động băng rộng mạng xương sống backbone phải có dung lượng đủ lớn cơng nghệ tương thích với mạng core network 3G, 4G Nói cách khác, SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C 77 Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tỉnh Quảng Nam thước hết phải phát triển dịch vụcó tốc độ linh hoạt nhưATM… Đồng thời phải tăng tốc độ cho kết nối vào Internet mục đích việc tăng tốc độ truyền liệu cho thuê bao tăng tốc độ thuy cập Internet Mơ hình phát triển cơng nghệ di động từ 2G lên 4G: Hình 4.7 Mô hình phát triển lên 4G từ hệ thống GSM 4.2 Thực tiễn tình hình khai thác mạng tỉnh Quảng Nam 4.2.1 Khái quát tỉnh Quảng Nam Quảng Nam có tọa độ địa lý từ 108026’16” đến 108044’04” độ kinh Đông, từ 15023’38” đến 15038’43” độ vĩ Bắc Phía bắc giáp thành phố Đà Nẵng tỉnh Thừa Thiên Huế, phía nam giáp tỉnh Quảng Ngãi tỉnh Kon Tum, phía đơng giáp biển Đơng, phía tây giáp tỉnh Sê Kơng nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào Hiện Quảng Nam có hai thành phố trực thuộc tỉnh Tam Kỳ Hội An 16 huyện trải rộng từ miền núi đến vùng đồng duyên hải Trung tâm hành tỉnh Quảng Nam đặt thành phố Tam Kỳ Quảng Nam có địa hình nghiêng dần từ tây sang đơng, hình thành ba kiểu cảnh quan sinh thái rõ rệt là: kiểu núi cao phía tây, kiểu trung du dải đồng ven biển phía đơng Vùng đồi núi chiếm 72% diện tích tự nhiên với nhiều núi cao 2.000m như: núi Lum Heo cao 2.045m, núi Tiên cao 2.032m (Phước Sơn), Hòn Tà Xiêu cao 2.053m (Tây Giang), núi Ngọc Niay cao 2.259m, Ngọc Kring cao 2.025m, núi Ngọc Linh cao 2.598m (nằm ranh giới Quảng Nam Kon Tum, đỉnh núi cao dãy Trường Sơn) Ngồi ra, vùng ven biển phía đông sông Trường Giang dải cồn cát chạy dài từ Điện Ngọc (Điện Bàn) đến Tam Quan (Núi Thành) Bề mặt địa hình bị chia cắt sơng Thu Bồn, sông Tam Kỳ sông Trường Giang Quảng Nam nằm vùng khí hậu nhiệt đới, có mùa rõ rệt mùa mưa mùa khô Nhiệt độ trung bình 25,4oC, mùa đơng nhiệt độ vùng đồng xuống 20oC Độ ẩm trung bình khơng khí đạt 84% Lượng mưa trung bình 2.000 - 2.500mm, phân bố không theo thời gian không gian, mưa tập trung từ tháng đến tháng 12, chiếm 80% lượng mưa năm; mùa mưa trùng với mùa SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C 78 Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tỉnh Quảng Nam bão, nên bão đổ vào miền Trung thường gây lở đất, lũ quét huyện trung du miền núi gây ngập lũ vùng ven sông tỉnh Theo kết điều tra đến ngày 1.4.2009, tổng số dân địa bàn tỉnh Quảng Nam 1.419.503 người, xếp thứ 19/63 tỉnh, thành nước đứng thứ khu vực miền Trung Dân số nữ có 727.138 người (tỉ lệ 51.22%) Dân số phân bố không đồng có khác biệt lớn theo vùng, theo mơ hình thưa dần từ đông sang tây, phụ thuộc lớn vào địa hình Tỉ lệ dân khu vực thành thị tăng 3.82% nông thôn dân giảm 2.87% Từ năm 1999 đến 2009, dân số tỉnh Quảng Nam tăng thêm 45.016 người Qua kỳ điều tra, dân số tăng bình quân năm giảm dần, từ 1.96% (1979 - 1989) 1.26% (1989 - 1999) 0.33% (1999 - 2009) Được biết, tỉ lệ tăng dân số năm khu vực miền Trung 0.41%/năm, nước 1.2%/năm 4.2.2 Tình hình khai thác mạng Viettel Để đẩy mạnh phát triển thuê bao di động, kế hoạch lãnh đạo Chi nhánh Quảng Nam tâm thực phát triển xây dựng đưa vào sử dụng thêm nhiều trạm thu phát sóng (BTS) Nếu đến cuối năm 2005, Viettel Quảng Nam đưa vào sử dụng 25 trạm BTS, đến hết tháng 12/2006 địa bàn Quảng Nam có 50 trạm BTS Đặc biệt, việc đưa vào sử dụng trạm BTS Cù Lao Chàm (tháng 10/2006), Viettel Quảng Nam hoàn thành kế hoạch đề ra: đến hết năm 2006 toàn địa bàn Quảng Nam từ vùng sâu, vùng xa đến hải đảo phủ sóng di động Viettel Song song với việc mở rộng phạm vi phủ sóng, Viettel Quảng Nam trọng đẩy mạnh phát triển kênh phân phối Tháng 7/2006, địa bàn Quảng Nam có cửa hàng nhất, đến tháng 8/2006 Viettel Quảng Nam đồng loạt khai trương thêm cửa hàng Đến nay, cửa hàng thức Quảng Nam kinh doanh đa dịch vụ: điện thoại cố định, di động, Internet, bán máy điện thoại Ngoài ra, Viettel Quảng Nam cịn có 21 đại lý 300 điểm bán Với nỗ lực Viettel Quảng Nam, đến tháng 9/2006 số thuê bao di động phát triển với tốc độ nhảy vọt Năm 2005 có 8.200 th bao di động đến hết năm 2006 Viettel Quảng Nam phát triển lên tới 56.000 thuê bao di động, tăng 34% so với kế hoạch đề Cũng từ tháng 9/2006, doanh thu Viettel Quảng Nam tăng SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C 79 Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tỉnh Quảng Nam vọt Tuy không cho biết cụ thể doanh thu, ông Sơn cho biết tháng 12/2006 Viettel Quảng Nam tăng tới 707% doanh thu so với kế hoạch đề Kế hoạch quảng cáo Viettel Quảng Nam trọng, đặc biệt đẩy mạnh công tác PR (public relation) Nếu trước năm 2006, công tác PR Quảng Nam thường bị động, hoạt động theo đạo Tổng cơng ty Viettel nên chương trình tài trợ, từ thiện, tổ chức kiện nhỏ lẻ thiếu tính chuyên nghiệp Sang năm 2006, Viettel Quảng Nam thực hoạt động PR mang tính chuyên sâu, như: Tài trợ cho chương trình thời đài Phát Truyền hình Quảng Nam năm, đọc tin hoạt động Viettel đài phát huyện định kỳ hàng tháng Công tác từ thiện đẩy mạnh, như: Tặng 156 sổ tiết kiệm trị giá 15 triệu đồng/sổ cho bà xã Bình Minh, huyện Thăng Bình (địa bàn thiệt hại lớn bão số năm 2006); Tài trợ xây dựng trường cấp xã Bình Minh với kinh phí 1,5 tỉ đồng; Xây tổng cộng 27 nhà tình nghĩa cho gia đình sách, gia đình có cơng với cách mạng gia đình bị đổ nhà cửa bão số năm 2006 Về kế hoạch năm 2007, Viettel Quảng Nam tâm xây dựng đưa vào sử dụng thêm 30 trạm BTS, phát triển 60.000 thuê bao di động mới, mở 90% số huyện, thị có cửa hàng thức kinh doanh đa dịch vụ Viettel Hình 4.8 Hệ thống cửa hàng Vettel tỉnh Quảng Nam SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C 80 Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tỉnh Quảng Nam 4.3 Tiến trình triển khai lên 4G từ mạng 2,5G viettel tỉnh Quảng Nam Đểcó thể đưa bước phát triển theo giai đoạn, cần xem xét xu hướng phát triển mạng 3G tương lai Phiên 3GPP R5 hướng tới việc phát triển mạng toàn IP Các bước chuyển đổi cho nhà khai thác GSM ởnước ta triển khai mạng lõi dữliệu gói GPRS (IP) đến WCDMA sẽlà phương án phù hợp với điều kiện mạng lõi IP GPRS phải sửdụng làm cơsởcho mạng lõi mạng 3G WCDMA Đểtiến lên 4G, có thểchia thành giai đoạn Giai đoạn đầu kết hợp GSM với GPRS, giai đoạn thứhai thiết lập mạng UMTS, giai đoạn ba chuyển sang mạng lõi cơsởIP, giai đoạn mạng cơsởIP, cuối triển khai mạng 4G Các bước chi tiết giới thiệu nhưsau: 4.3.1 Kết hợp GPRS vào mạng GSM Thực chất vấn đề chủyếu nhằm vào việc chuẩn bịmột mạng lõi IP cho 3G tương lai gần với hai nút mạng cho dịch vụdữliệu gói GGSN SGSN GGSN kết nối với mạng GSM có qua SGSN PCU (Packet Control Unit) PCU lắp đặt phía BSC với mục đích bổsung chức điều khiển gói cho BSC q trình khai thác dịch vụGPRS Cấu trúc mạng GPRS xây dựng hệthống GSM Hệthống mạng truy cập GSM giữnguyên mà chỉcần nâng cấp phần mềm CụthểBTS, BSC phải nâng cấp phần mềm, MS phải có chức GPRS, HLR/VLR, AuC EIR cần nâng cấp phần mềm đểquản lý dịch vụdữliệu Phân hệmạng lõi bổsung thêm phần chuyển mạch gói với hai nút chính: Nút hỗtrợdịch vụGPRS(SGSN) nút hỗtrợcổng GPRS(GGSN) Bằng cách này, với nâng cấp không đáng kể, hệthống có thểcung cấp dịch vụdữliệu gói cho thuê bao di động thích hợp với dịch vụdữliệu khơng đối xứng Giai đoạn chủyếu nhằm vào việc chuẩn bịmột mạng lõi IP cho 3G tương lai gần với hai nút mạng cho dịch vụdữliệu gói GGSN SGSN Chức định tuyến thực thực thông qua điểm hỗtrợ, bao gồm: GGSN SGSN Bên cạnh có mạng backbone đểnối điểm GGSN SGSN với nhau, cổng biên giới đểkết nối với mạng PLMN khác Ngoài cịn có server quản lý tên miền đểphục vụcho mục đích biên dịch địa SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C 81 Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tỉnh Quảng Nam Hình 4.9 Cấu trúc mạng GSM-GPRS Đểtăng tốc độtrên giao diện vô tuyến, EDGE thay thếphương thức điều chếGMK GSM (1bit/ symbol) điều chế8-PSK, tương ứng với 3bit/symbol Tốc độsymbol củamột kênh vật lý EDGE 271 kbit/s, tức 69,2 kbp/khe thời gian, gấp lần so với tốc độ22,8 kbit/s /khe thời gian dùng GSMK Bằng việc sửdụng lại cấu trúc GPRS, EDGE có thểcung cấp dịch vụtruyền dữliệu gói với tốc độtừ11,2 kbit/s đến 69,2 kbit/s cho khe thời gian Ngồi ra, EDGE cịn hỗtrợphương thức sửdụng nhiều khe thời gian đểtăng tốc độtruyền gói lên 554 kbit/s Việc triển khai EDGE hệthống GSM đòi hỏi phải nâng cấp hạtầng vơ tuyến, cịn phần core network sẽkhơng có nhiều thay đổi node GPRS, SGSN, GGSN nhiều độc lập với tốc độtruyền dữliệu Đối với giao thức truyền suốt, EDGE sẽthực hịên cơchếtương tích kết nối (lin adaptation) đểthay đổi phương thức mã hoá điều chếnhằm cung cấp khe thời gian có chất lượng đáp ứng yêu cầu vềtốc độbit BER 4.3.2 Triển khai mạng UMTS Trong giai đoạn này, bên cạnh việc sửdụng BTS GSM sẵn có, trạm triển khai Node B (Node B Universal BTS), kết nối với mạng di động qua RNC (Radio Network Controler) Các RNC có thểnối trực tiếp với SGSN nối với MSC Lúc MSC SGSN thay đổi cho mục đích thích ứng với mạng UMTS nên gọi MSCu SGSNu Những thay đổi cần thiết đểtừng bước xoá bỏmạng GSM thếhệhai, phát triển lên mạng 3G Các Node B trạm thu phát gốc chung (Node B Universal BTS) tích hợp đầu tưvềtừcác site GSM tồn (tầng vĩmô, MCell, InCell) Chúng linh hoạt đểsửdụng lại/ triển khai site tồn SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C 82 Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tỉnh Quảng Nam Trong giai đoạn tiến hành triển khai thử nghiệm mạng 3G Tam Kỳ,Hội An Quế Sơn Dự kiến thời gian tiến hành thử nghiệm từ tháng 10/2013 đến 12/2013 4.3.3 Mạng lõi sở IP Trong giai đoạn này, Viettel Mobile sẽtập trung cho việc phát triển mạng lõi thông qua việc xây dựng mạng lõi IP có tốc độcao, sửdụng cơng nghệtiên tiến Song song với trình này, Viettel Mobile sẽnâng cấp MSC Server, MGW MGW nâng cấp lên để đảm bảo có tính năng:  Giao diện Gigabit Ethernet cho kết nối với mạng lõi IP  Chức nén tín hiệu thoại GSM, có khảnăng chuyển đổi mã tín hiệu PCM sang IP ngược lại Để đáp ứng việc phát triển thoại dữliệu, Viettel Mobile tiến hành đồng thời việc nâng cấp MSC Server MGW với việc mởrộng dung lượng chúng Giai đoạn dựkiến thực từ tháng năm 2013 với khảnăng đáp ứng triệu thuê bao GSM 20.000 thuê bao 3G Hình 4.10 Mạng lõi sở IP 4.3.4 Mạng sở IP triển khai mạng 3,5G Trên cơsởmạng lõi IP mạng 3G xây dựng, Viettel Mobile sẽtập trung phát triển dịch vụ3G cung cấp cho khách hàng Điều thực thông qua việc phát triển lên IMS 3,5G cho toàn mạng Cấu trúc mạng IMS tảng IP core sẽđảm bảo việc cung cấp dịch vụ đa phương tiện tương lai cho khách hàng SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C 83 Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tỉnh Quảng Nam Đây trình chuyển dịch mạng di động sang hướng IP cơsởmột tảng dịch vụIP linh động IMS Đồng thời với công nghệtiên tiến 3,5G giải vấn đề mạng truy nhập vô tuyến Với công nghệHSDPA HSUPA cho phép cải thiện đáng kểtốc độdữliệu tới người sửdụng Đây tảng bước chuẩn bịcho việc phát triển lên mạng 4G Viettel Mobile Mơ hình cấu trúc mạng thểhiện hình 4.12 Hình 4.11 Mơ hình 3,5G Viettel Mobile Các khía cạnh kỹthuật thực nội dung HSDPA bao gồm: • Phát kênh chia sẻ • Điều chếvà mã hóa thích ứng • Kỹthuật phát đa mã • Yêu cầu lặp lại tự động nhanh HARQ Đểnâng cấp từcông nghệWCDMA lên HSDPA, cần phải thay đổi phần cứng phần mềm RNC, Node B (BS), UE Sựthay đổi ởlớp điều khiển truy nhập mơi trường (MAC: Medium Access Control), Node B có thêm MAC-hs để điều khiển tài nguyên kênh HS-DSCH Node B cải tiến đểcó thểliên tục giám sát chất lượng tín hiệu nhờnhận tin vềchất lượng kênh thời, cho phép kích hoạt giao thức HARQ từlớp vật lý, giúp cho trình phát lại nhanh Lớp điều khiển truy nhập môi trường (MAC-Medium Access Control) đặt Node B, cho phép truy nhập nhanh tới giá trị đo lường tuyến kết nối, lập lịch gói hiệu quảhơn nhanh hơn, điều khiển chất lượng chặt chẽhơn Bằng cách sửdụng kỹthuật mã hóa Turbo tốc độthay đổi, điều chế16QAM, SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C 84 Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tỉnh Quảng Nam nhưhoạt động đa mã mởrộng, kênh HSDSCH hỗtrợtốc độdữliệu đỉnh từ120Kbps tới 10 Mbps Hình 4.12 Thay đổi RNC và Node B HSUPA sửdụng kỹthuật, công nghệcủa HSDPA áp dụng cho kênh đường lên 4.3.5 Triển khai mạng 4G Hình 4.13 Mô hình cấu trúc mạng 4G Viettel Mobile Sau giai đoạn 4, mạng có dựa IP, có tốc độkhá cao Tronggiai đoạn cần nâng cấp giao diện vô tuyến, nâng cấp mạng thâm nhập vô tuyến, thiết bị đầu cuối, đểnó có tính linh hoạt q trình giao tiếp với Ngồi ra, thay thếdần IPv4 thành IPv6 Đưa sốgiao thức chuẩn cho mạng đểdễdàng việc tích hợp mạng với Với cấu trúc này, Viettel Mobile có thểcung cấp nhiều loại hình dịch vụkhác nhau, có tốc độcao, chất lượng tốt Lúc này, mạng có thểtích hợp với nhiều mạng khác nhưWiMAX, WLAN,… SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C 85 Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tỉnh Quảng Nam KẾT LUẬN Cùng với phát triển nhanh chóng mặt đời sống xã hội, nhu cầu người ngày tăng tất lĩnh vực Đặc biệt lĩnh vực thông tin, người mong muốn thông tin cập nhập nhanh nhất, liệu lấy với tốc độ cao Trong thông tin di động, công nghệ WCDMA đời bước phát triển lớn, làm tăng tốc độ truy cập mạng lên đến 2Mbps, hỗ trợ nhiều loại hình dịch vụ Internet di động đa phương tiện với chất lượng cải thiện so với 2,5G Trong giai đoạn tiếp theo, người ta phát triển cơng nghệ cơng nghệ HSDPA Với nhiều kỹ thuật mới, công nghệ đạt tốc độ truyền liệu lên đến 10Mbps Tuy nhiên, công nghệ HSDPA chưa đáp ứng hết nhu cầu phát triển dịch vụ người Người sử dụng mong muốn mạng có tốc độ truyền liệu cao nữa, chất lượng dịch vụ tốt, đặc biệt có khả tích hợp với mạng không dây khác Với yêu cầu đó, mạng thơng tin di động hệ đời Khả truyền liệu tốc độ cao lên đến 160Mbps, chất lượng dịch vụ tốt, khả tích hợp dễ dàng với mạng khác, phần đáp ứng nhu cầu người Viettel nhà cung cấp dịch vụ viễn thông, di động hàng đầu Việt Nam Với mong muốn phục vụ người dùng nước nói chung địa bàn tỉnh Quảng Nam nói riêng dịch vụ chất lượng cao, Viettel không ngừng vận động, nâng cấp, phát triển mạng điện thoại di động Việc nghiên cứu xu hướng phát triển cơng nghệ dịch vụ khơng nằm ngồi mục tiêu Cơng nghệ 4G với tính ưu việt lợi ích việc cung cấp sử dụng dịch vụ xu hướng tất yếu cho nhà cung cấp dịch vụ di động Chúng mong muốn đề tài tài liệu có ích cho Viettel Mobile góp phần việc định hướng phát triển công nghệ cho mạng di động Viettel Mobile địa bàn tỉnh Quảng Nam Với điều kiện Quảng Nam sở hạ tầng viễn thông mà Viettel quản lý, việc nâng cấp từng bước mạng lưới thông tin di động nhằm tiến tới 4G, trước mắt đáp ứng nhu cầu dịch vụ GPRS đề cập hợp lý cần thiết Qua từng bước phát triển trên, ta tận dụng nguồn sở vật chất sẵn có, đồng SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C 86 Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tỉnh Quảng Nam thời tiếp cận công nghệ đại nhằm xây dựng mạng lưới thông tin di động đại, đáp ứng nhu cầu người sử dụng Việc phát triển thông tin di động hệ thứ tư xu hướng tất yếu mà tất khu vực đất nước Việt Nam phải thực hiện, địa bàn tỉnh Quảng Nam Tuy nhiên, phạm vi, mức độ thời gian triển khai khác điều kiện cụ thể từng khu vực SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C 87 Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tỉnh Quảng Nam TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Thông tin di động hệ Tác giả: TS Nguyễn Phạm Anh Dũng – Nhà xuất bưu điện – 2001 [2] Hệ thống thông tin di động 3G xu hướng phát triển Tác giả: TS Đặng Đình Lâm, TS Chu Ngọc Anh, ThS Nguyễn Phi Hùng, ThS Hoàng Anh – Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 2004 [3] “The IMSIP Multimedia Concepts and Services in the Mobile Domain” Các tác giả: Miikka Poikselka, Georg Mayer, Hisham Khartabil, Aki Niemi [4] Tính tốn mạng thơng tin di động số cellular Tác giả: Vũ Đức Thọ - Nhà xuất Giáo Dục – 2003 [5] “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile” Tác giả: Nguyễn Đình Chiến, Nguyễn Quốc Hùng, Bùi Đức Thắng, Lê Giang Quân, Phan Thanh Trung, Trần Thị Mai Hoa [6] “Nghiên cứu hệ thống thông tin di động hệ thứ 4” Tác giả: Ths Đỗ Văn Hòa [7] http://vi.scribd.com/doc/52926035/4g [8] http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/luan-van-thac-sy-ap-dung-ly-thuyet-hang-doide-tinh-hieu-nang-he-thongthong-tin-di-dong-3g.1353243.html [9] http://vi.wikipedia.org/wiki/3G [10] http://www.spkt2.net/showthread.php?15868-T%E1%BB%95ng-quanv%E1%BB%81-h%E1%BB%87-th%E1%BB%91ng-th%C3%B4ng-tin-di%C4%91%E1%BB%99ng-th%E1%BA%BF-h%E1%BB%87-3g [11] http://www.ebook.edu.vn/?page=1.6&view=18914 [12] http://luanvan.net.vn/luan-van/do-an-nghien-cuu-he-thong-thong-tin-didong-tien-4g-lte-long-term-evolution-21679/ [13] http://123doc.vn/document/86510-nghien-cuu-ve-he-thong-thong-tin-didong-the-he-thu-4-4g-pdf.htm [14] http://vi.wikipedia.org/wiki/H%E1%BB%87_th%E1%BB%91ng_th%C3%B4ng_tin_ di_%C4%91%E1%BB%99ng_to%C3%A0n_c%E1%BA%A7u SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C 88 Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tỉnh Quảng Nam NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C 89 ... tin di động việc nghiên cứu tìm hiểu hệ thống thơng tin di động 4G cần thiết Với việc thực đề tài ? ?Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tỉnh Quảng Nam? ??,có... CCVT03C 36 Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tỉnh Quảng Nam CHƯƠNG 2: MƠ HÌNH CẤU TRÚC MẠNG 4G 2.1 Mơ hình cấu trúc mạng Mạng 4G đời cách mạng tốc độ... CCVT03C 34 Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tỉnh Quảng Nam Hình 1.11 Cấu trúc vật lý mạng NGN 1.4.2 Mối liên quan mạng hệ sau NGN hệ thống di động 4G Trong