Luận văn thạc sĩ giải pháp và lộ trình triển khai mạng di động 5g tại vnpt hải dương

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - Mai Khắc Đạt GIẢI PHÁP VÀ LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI MẠNG DI ĐỘNG 5G TẠI VNPT HẢI DƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng ứng dụng) HÀ NỘI - 2021 e HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - Mai Khắc Đạt GIẢI PHÁP VÀ LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI MẠNG DI ĐỘNG 5G TẠI VNPT HẢI DƯƠNG Chuyên nghành: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Mã số: 8.52.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng ứng dụng) NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐẶNG THẾ NGỌC HÀ NỘI - 2021 e i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn tới PGS.TS Đặng Thế Ngọc, Học Viện Cơng Nghệ Bưu Chính Viễn Thơng, người định hướng dành nhiều thời gian tận tình hướng dẫn giúp đỡ cho học viên suốt trình tìm hiểu nghiên cứu thực luận văn Thầy đưa nhiều ý kiến đóng góp quý báu giúp tơi hồn thiện tốt luận văn Tôi xin chân thành cám ơn thầy Học Viện Cơng Nghệ Bưu Chính Viễn Thơng định hướng cung cấp kiến thức quý báu đồng thời tạo điều kiện cho tơi nói riêng lớp nói chung suốt q trình học tập trường Tôi xin chân thành cảm ơn ! e ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu riêng tôi, thực hướng dẫn PGS.TS Đặng Thế Ngọc, khoa VT1 – Học viện Công nghệ BCVT Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Luận văn khơng chép tài liệu cơng trình nghiên cứu người khác Nếu phát có gian lận nội dung luận văn, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Trường Học viện Cơng nghệ Bưu Chính Viễn Thông không liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền tơi gây q trình thực (nếu có) Hà Nội, Tháng 12 năm 2021 Tác giả luận văn Mai Khắc Đạt e iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .i LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT .vi DANH MỤC BẢNG xii DANH MỤC HÌNH ẢNH xiii LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ MẠNG DI ĐỘNG 5G .2 1.1 Kiến trúc tổng quan mạng di động 5G 1.1.1 Khái lược mạng di động 5G .2 1.1.2 Các tùy chọn triển khai mạng di động 5G 1.1.3 Các giải pháp cho mạng lõi triển khai mạng 5G 12 1.2 Một số công nghệ áp dụng cho mạng di động 5G .16 1.2.1 Mạng định nghĩa phần mềm SDN .16 1.2.2 Ảo hóa chức mạng NFV .17 1.2.3 Cắt lát mạng 17 1.2.4 Phân bổ đưa vào sử dụng dải phổ tần 18 1.2.5 Cơng nghệ tạo búp sóng MIMO cỡ lớn 20 1.2.6 Hệ thống vô tuyến nhận thức 21 1.2.7 Điện toán biên đa truy cập MEC .22 1.3 Các ưu điểm khả đáp ứng nhu cầu dịch vụ tương lai mạng di động 5G 22 1.3.1 So sánh ưu điểm hai mạng 5G 4G 22 1.3.2 Khả đáp ứng nhu cầu dịch vụ mạng di động 5G 23 1.4 Kết luận chương 1: 24 CHƯƠNG - HIỆN TRẠNG MẠNG DI ĐỘNG TẠI VNPT HẢI DƯƠNG 25 2.1 Cấu trúc mạng di động VNPT Hải Dương .25 2.1.1 Cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến 2G 26 e iv 2.1.2 Cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến 3G 27 2.1.3 Cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến 4G 28 2.2 Cấu trúc trạm vô tuyến 3G/4G 28 2.2.1 Sơ đồ khối BBU 4G Huawei 30 2.2.2 Sơ đồ khối RRU 3959/ (3971) LTE Huawei 31 2.3 Cấu trúc mạng truyền tải backhaul VNPT Hải Dương .31 2.3.1 Mạng truyền tải mạng 2G .31 2.3.2 Mạng truyền tải backhaul 3G/ 4G 32 2.4 Đánh giá tham số chất lượng dịch vụ mạng di động 34 2.4.1 Các tiêu chất lượng dịch vụ QoS: 34 2.4.2 Các tiêu chất lượng trải nghiệm khách hàng 40 2.5 Đáp ứng mạng di động 3G/4G VNPT Hải Dương cho dịch vụ tương lai .43 2.6 Kết luận chương 2: 45 CHƯƠNG - LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI MẠNG DI ĐỘNG 5G TẠI VNPT HẢI DƯƠNG 46 3.1 Giải pháp số nước triển khai mạng di động 5G giới 46 3.1.1 Triển khai mạng 5G Hàn Quốc .46 3.1.2 Triển khai mạng 5G Trung Quốc 49 3.1.3 Kinh nghiệm triển khai 5G Nhật Bản, Hoa Kỳ nước châu âu .51 3.2 Giải pháp lộ trình dự kiến triển khai mạng di động 5G tập đoàn VNPT .52 3.2.1 Giai đoạn nghiên cứu, thử nghiệm công nghệ (2019 – 2020) 53 3.2.2 Giai đoạn chuẩn bị sở hạ tầng (2019-2022 tiếp sau đó) 55 3.2.3 Giai đoạn triển khai 58 3.3 Giải pháp lộ trình cho triển khai mạng di động 5G VNPT Hải Dương 62 3.3.1 Giai đoạn chuẩn bị sở hạ tầng 64 e v 3.3.2 Giai đoạn triển khai mạng 5G 69 3.4 Kết luận chương 3: 72 KẾT LUẬN 73 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO .74 e vi DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT 2G Mạng di động 2G 3G Mạng di động 3G 3GPP 3rd Generation Partnership Project Dự án đối tác hệ thứ 4G Mạng di động 4G 5G Mạng di động 5G 5GC 5th Generation Core Mạng lõi 5G 5GS 5G Systems Hệ thống di động 5G AF Application Function Chức ứng dụng AI Artificial Intelligence Trí tuệ nhân tạo AMF Access & Mobility Management Chức quản lý truy cập di Function động API Application Programme Interface Giao diện lập trình ứng dụng AR/VR Augmented Reality/ Virtual Reality Thực tế tăng cường/ Thực tế ảo AS Application Server Máy chủ ứng dụng AUSF Authentication Server Function Chức máy chủ xác thực BBU Baseband Unit Khối băng tần sở BSC Base Station Subsystem Hệ thống trạm gốc BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát vô tuyến sở (2G) CDN Content delivery Network Mạng phân phối nội dung CloudRAN Cloud Radio Access Networks Mạng truy nhập vô tuyến đám mây CoMP Coordinated Multi-Point Đa điểm phối hợp CP Control plane Mặt phẳng điều khiển CPICH Common Pilot Channel kênh dẫn đường chung CPRI Common Public Radio Interface Giao diện vô tuyến công cộng chung CQI Channel Quality Indicator Chỉ báo chất lượng kênh C-RAN Centralized - Radio Access Mạng truy nhập vô tuyến tập e vii Networks trung CS Circuit Switched Chuyển mạch kênh CSCF Call Session Control Function Chức kiểm soát phiên gọi CSG Cổng kết nối với trạm vô tuyến Cell Site Gateway 3G/4G/5G CU/ DU Centralized Unit/ Distributed Unit Đơn vị tập trung/ Đơn vị phân tán CUPS Control and User Plane Separation Phân tách mặt phẳng điều khiển mặt phẳng người dùng Coarse Wavelength Division Ghép kênh phân chia theo bước Multiplexing sóng thơ DC Data Center Trung tâm liệu DP Data plane Mặt phẳng liệu D-RAN Distributed - Radio Access Networks Mạng truy nhập vô tuyến phân tán DWDM Dense Wavelength Division Đa kênh phân chia theo bước sóng Multiplex mật độ cao eLTE evolved LTE Mạng LTE phát triển eMBB Enhanced Mobile BroadBand Băng thông rộng di động nâng cao EMM EPS Mobility Management Quản lý di động hệ thống CWDM EPS (4G) eNB eNodeB Trạm vô tuyến 4G EN-DC E-UTRA-NR Dual Connectivity Kết nối kép E-UTRA với NR en-gNB en-Next Generation NodeB en-gNB gNB kết nối với EPC eNB eNodeB Evolved NodeB Trạm vô tuyến 4G EPC Evolved Packet Core Lõi gói phát triển EPC+ Evolved Packet Core + Lõi gói phát triển tiến hóa EPS Evolved Packet System Hệ thống gói phát triển (Mạng di động 4G) ERAB SS Rate E-UTRAN Radio Access Bearer Setup Success Rate Tỷ lệ thiết lập truy cập vô tuyến E-UTRAN thành công e viii ESM EPS Session Management Quản lý phiên hệ thống EPS (4G) Evolved Universal Terrestrial Radio Mạng truy cập vô tuyến mặt đất Access Network toàn cầu 4G EVPN Ethernet Virtual Private Network Mạng riêng ảo Ethernet FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia tần số FlexE Flex Ethernet Là giao thức hỗ trợ cắt lát E-UTRAN mạng 5G Trạm vô tuyến 5G gNB Next Generation NodeB HSDPA High-Speed Downlink Packet Access Truy cập gói đường xuống tốc độ cao HSS Home Subscriber Storage Máy chủ lưu trữ số liệu thuê bao thường trú IMS IP Multimedia Subsystem Hệ thống đa phương tiện IP IoT Internet of Things Internet vạn vật ISD Inter-Site-Distance Khoảng cách liên trạm ITS Intelligent Transport System Hệ thống truyền tải thông minh ITU International Telecommunication Tổ chức Liên minh viễn thông Union quốc tế LTE Long Term Evolution Hệ thống vô tuyến 4G MAC Medium Access Control Điều khiển truy cập trung bình MAN-E Metropolitan Area Network-Ethernet Mạng truyền tải IP tỉnh/ thành phố Massive Massive Multiple-Input Multiple- MIMO cỡ lớn (Nhiều đầu vào - MIMO Output nhiều đầu số lượng lớn) MEC Multi-access Edge Computing Tính tốn biên đa truy cập MME Mobility Management Entity Thực thể quản lý di động mMTC Massive Machine Type Truyền thông máy số lượng kết Communications nối siêu lớn MN Master Node Node MR-DC Multi-RAT Dual Connectivity Kết nối kép đa công nghệ vô e 61 NSA/ lõi EPC NFVI, giao diện Interface cần thiết khác phục vụ cho 5G NSA tảng 5GC đám mây DC, đồng thời, sử dụng chức EPC 5GC đám mây cho trạm 3G/4G nội tỉnh để giảm trễ, tăng dung lượng tăng trải nghiệm cho dịch vụ 3G/4G Không đầu tư thêm vEPC hệ cũ lỗi thời lãng phí chuyển sang 5GC tảng đám mây hệ thống vEPC sử dụng + Triển khai MEC, CDN DC phục vụ cho triển khai ứng dụng, dịch vụ 5G + Triển khai ứng dụng AI máy chủ MEC nhúng AI vào thực thể mạng để tối ưu vận hành khai thác O&M theo mơ hình mạng điều khiển tự động Giai đoạn 2026-2030 [6]: - Chiến lược chiến khai: Tiếp tục mở rộng vùng phủ sóng 5G toàn quốc - Dịch vụ cung cấp: Cung cấp thêm nhóm dịch vụ yêu cầu độ trễ thấp URLLC (Lái xe tự hành, nhà máy thông minh, tự động công nghiệp, thực tế ảo/ thực tế tăng cường nâng cao, Phẫu thuật từ xa ) - Mơ hình kiến trúc mạng: SA, option 2, 5G NR kết nối tới 5GC; 4G LTE kết nối EPC Lý để triển khai mơ hình SA từ năm 2026 trở có lý do: + Thứ nhất, phải đợi đến 2026, vùng phủ 5G sau năm triển khai có vùng phủ rộng liên tục, cho phép lớp mạng vô tuyến 5G chạy riêng “ký sinh” lớp mạng vô tuyến 4G + Thứ hai, đến năm 2026 nhóm dịch vụ độ trễ thấp – độ tin cậy cao URLLC chín, nở rộ cần triển khai tính lát cắt mạng cần triển khai SA sử dụng 5GC - Tại giai đoạn này, sau 2026 tắt mạng 3G Có lý sau: + Thứ nhất, sau 2026 mạng 4G LTE có vùng phủ rộng đảm bảo phủ sóng cung cấp dịch vụ thoại VoLTE cho toàn thuê bao thay hoàn toàn lực thoại 3G Tại thời điểm này, thiết bị đầu cuối thông minh VoLTE trở nên phổ biến e 62 + Thứ hai, 5G chuyển sang mơ hình SA, hồn tồn khơng có khả tương tác Interworking với mạng 3G, cần tắt để tối ưu mạng lưới giảm chi phí vận hành khai thác + Thứ 3, mặt đầu tư thiết bị tồn dự án 3G VNPT đến thời điểm hết khấu hao Do đó, đến 2026 thời điểm tắt khả thi xét quan điểm đầu tư - Triển khai DC tới mức huyện; Các DC biên (Edge DC) kết nối tới UPE MAN-E huyện, đảm bảo độ trễ E2E 5ms RTT (round-trip time) cho dịch vụ độ trễ thấp URLLC - Triển khai 5GC, MEC/CDN Edge DC mức huyện - Triển khai ảo hoá CloudRAN DC: CloudRAN thực sau cùng, sau thực lõi đám mây mạng CU chuyển lên DC, Tại BBU DU - Giai đoạn này: Thoại 4G VoLTE, chuyển từ 5G 4G cho thoại phần VoNR (sau 2028) Dữ liệu 4G/5G: IoT (NBIoT/ LTE-M 4G, mMTC 5G) 3.3 Giải pháp lộ trình cho triển khai mạng di động 5G VNPT Hải Dương Dựa kinh nghiệm triển khai 5G số nước giới nghiên cứu mục 3.1 (chương 3), vào nghiên cứu lực trạng mạng di động VNPT Hải Dương chương đánh giá dự kiến khả tăng trưởng lưu lượng thoại data tương lai địa bàn, Luận văn cân nhắc thấu đáo số vấn đề triển khai mạng 5G sau: - Cơ sở hạ tầng Hải Dương chưa đủ lực để đáp ứng việc triển khai lắp đặt thiết bị 5G: Số lượng nhà trạm cịn thưa, đặc biệt khu đô thị khu cơng nghiệp lưu lượng cao mật độ trạm thấp, mức thu 4G thấp chưa nói đến triển khai 5G yêu cầu mật độ trạm cao nhiều Tải trọng cột ăng-ten trạm lớn sử dụng đồng thời công e 63 nghệ 2G/3G/4G Công suất máy nắn, accu trạm đủ lực cung cấp cho thiết bị Do cần có thời gian để bổ xung lắp đặt thêm nhiều trạm di động tăng mật độ trạm, nâng cao chất lượng vùng phủ 4G, làm tiền đề để lắp đặt trạm vô tuyến 5G; Thay ăng-ten nhiều cổng dùng chung cho 2G/3G/4G trạm nhằm hạ tải trọng cột, lấy vị trí cho lắp ăng-ten 5G sau này; Thay nâng cấp máy nắn/ accu đảm bảo đủ công suất nuôi thiết bị vô tuyến 5G triển khai (vì thiết bị vơ tuyến 5G tiêu thụ công suất lớn 4G nhiều) - Cơ sở hạ tầng cho việc triển khai trung tâm liệu DC chưa có sẵn, cần có thời gian để chuẩn bị - Mạng cáp quang tỉnh cần mở rộng thiết bị truyền tải backhaul cần thay công nghệ truyền tải để phù hợp truyền tải liệu tốc độ lớn cho mạng 5G - Thời điểm chín muồi công nghệ mạng hỗ trợ cho triển khai 5G chưa đến thị trường thiết bị mạng 5G chưa thực phong phú, giá cao Thời điểm số lượng chủng loại thiết bị di động đầu cuối hỗ trợ 5G không nhiều - Là tỉnh nông nghiệp bắt đầu chuyển mình, thu nhập bình quân đầu người chưa cao, lưu lượng di động thoại data 3G/4G thuộc nhóm thấp 63 tỉnh thành nước Khả phát sinh nhu cầu dịch vụ di động 5G người dân khu đô thị, khu công nghiệp địa phương dự kiến năm tới chưa bùng nổ; Bên cạnh với việc triển khai mở rộng vùng phủ sóng 4G năm 2022 2023, mạng di động Hải Dương dự kiến có khả đáp ứng nhu cầu lưu lượng địa bàn đến năm 2026 - Cuối chi phí đầu tư CAPEX ban đầu cho việc triển khai mạng 5G cho phù hợp lực tài doanh nghiệp có việc đảm bảo đầu tư có hiệu quả, cần tính tốn phù hợp nhu cầu dịch vụ khu vực triển khai tương lại gần cho thu hồi vốn để tái đầu tư mở rộng, e 64 nâng cấp mạng lưới Tránh việc tồn đọng vốn đầu tư thời gian dài làm suy yếu doanh nghiệp, giảm sức cạnh tranh Căn vào cân nhắc cho thấy rõ trước triển khai trạm vô tuyến 5G địa bàn cần có giai đoạn phải chuẩn bị thay thế, nâng cấp, mở rộng sở hạ tầng mạng lưới để sẵn sàng cho việc triển khai mạng 5G Trên sở nắm bắt định hướng, lộ trình triển khai mạng di động 5G bám sát kế hoạch thực giai đoạn cụ thể tập đoàn VNPT Căn vào trạng thực tế mạng di động địa bàn Hải Dương, lực mạng lưới có tốc độ tăng trưởng lưu lượng dịch vụ địa bàn, đồng thời lựa chọn số trạm tập trung 06 huyện/ thị xã/ thành phố có khu thị khu cơng nghiệp có lưu lượng cao, tăng trưởng tốt, có hiệu suất sử dụng thiết bị 50% trở lên làm triển khai thí điểm Luận văn đề xuất giải pháp lộ trình triển khai mạng di động 5G địa bàn VNPT Hải Dương gồm giai đoạn sau: - Giai đoạn 1: Chuẩn bị sở hạ tầng sẵn sàng cho triển khai 5G - Giai đoạn 2: Giai đoạn triển khai mạng di động 5G Về giải pháp công nghệ, cơng ty tập đồn VNPT nên VNPT Hải Dương cần tuân thủ giải pháp cơng nghệ mà tập đồn lựa chọn (được trình bày mục 3.2, đảm bảo tính đồng tồn tập đoàn đồng thiết bị theo phân bổ khu vực vùng miền theo định hướng chung Mỗi giai đoạn có giai đoạn cho bước giai đoạn Các giai đoạn giai đoạn lại đan xen nhằm đảm bảo đồng việc chuẩn bị đến đâu xong triển khai đến đấy, đưa thiết bị vào sử dụng sau đầu tư nhằm đem lại hiệu đầu tư, tránh lãng phí 3.3.1 Giai đoạn chuẩn bị sở hạ tầng 3.3.1.1 Chuẩn bị sở hạ tầng vô tuyến (2022-2024) - Tiếp tục bổ xung thêm số lượng sở hạ tầng nhằm mở rộng chèn lấp đầy vùng phủ sóng 4G LTE khu vực có lưu lượng lớn, đông dân cư, khu thương mại dịch vụ, khu công nghiệp, bao gồm trạm macro smallcell e 65 Việc tiếp tục mở rộng vùng phủ 4G theo chiều rộng chiều sâu (thêm trạm sở hạ tầng, co hẹp mắt lưới tăng mức thu đặc biệt Indoor) nâng cao chất lượng dịch vụ 4G mà tạo mắt lưới cho trạm 5G Mid-Band sau Các sở hạ tầng smallcell lấp đầy vùng phủ tạo thuận lợi cho việc triển khai băng tần mmWave 5G Dự kiến số lượng trạm tăng khoảng đến lần - Rà soát lại khả chịu tải khơng gian trống cột anten để có phương án nâng cấp gia cố cột, nâng cột để sẵn sàng cho lắp đặt thêm khối thu phát AAU, RRU, Antenna 5G - Rà soát lực hệ thống nguồn (máy nắn, accu) để có phương án nâng cấp đảm bảo cấp nguồn cho hệ thông 5G triển khai 3.3.1.2 Chuẩn bị sở hạ tầng mạng truyền tải 5G NodeB GE 100M eNodeB CSG 50Gbps 50Gbps CSG CSG RNC HDG 50Gbps Ring truy nhập CSG TP Chí Linh UPE PE Mobile Ring Truy nhập MAN-E TP Chí Linh 50Gbps 50Gbps Mạng truyền tải VN2 UPE PE1 AGG1 CSG eNodeB 50Gbps GE CSG RING CORE MANE HẢI DƯƠNG AGG2 50Gbps Ring truy nhập CSG TP Hải Dương UPE 50Gbps PE2 Ring truy nhập MAN-E TP Hải Dương AGG3 50Gbps 5GC CSG EPC MSC UPE 50Gbps 50Gbps IMS CSG 100M GE VNPT Hải Dương NodeB VNPT NET eNodeB Hình 3.5 Mơ hình chuẩn bị hạ tầng truyền tải dự kiến cho 5G Hải Dương Mơ hình chuẩn bị sở hạ tầng truyền tải cho 5G dự kiến VNPT Hải Dương ví dụ hình 3.5 Trên ngun tắc tập đồn VNPT, bám theo độ chín dịch vụ, dịch vụ chín đến đâu đầu tư đến nên trước mắt định hướng lộ trình: e 66 - Giai đoạn 2022-2024: Triển khai mạng vòng truy nhập mạng vòng CSG cách hạn chế, tập trung thành lập mạng vòng CSG cho khu vực trạm 4G có lưu lượng cao, nơi dự kiến triển khai trạm vô tuyến 5G Mạng vòng CSG thiết bị router truy nhập tập đồn trang bị hỗ trợ cơng nghệ SDN/FlexE, hỗ trợ giao thức SR/EVPN/Seamless MPLS Trong giai đoạn lựa chọn khu vực lưu lượng 4G cao khu vực thành phố Hải Dương, Chí Linh, huyện Cẩm Giàng, Kinh Môn, Nam Sách, Kim Thành để triển khai mạng vòng CSG số lượng nhỏ - Giai đoạn 2024-2026: Dự kiến nhu cầu dịch vụ eMBB, mMTC Hải Dương gia tăng, triển khai nhân rộng mạng vòng CSG, đồng với việc triển khai số lượng lớn trạm phát sóng 5G - Giai đoạn 2026-2028 trở đi: Dự kiến nhu cầu dịch vụ URLLC địa bàn khởi sắc Khi tiếp cận triển khai nâng cấp thay đến lớp truyền tải mạng MAN-E Khi mạng 5G Hải Dương cung cấp đầy đủ nhóm dịch vụ eMBB, mMTC URLLC - Các mạng vòng CSG triển khai thiết kế khép đầu mạng vòng UPE khác mạng vòng truy nhập MAN-E thuộc mạng thu gom MAN-E tỉnh Các mạng vòng lõi mạng vòng truy nhập mạng MAN-E nâng cấp dần theo tốc độ tăng trưởng lưu lượng mạng MAN-E với giai đoạn phù hợp - Khi triển khai mạng vịng truy nhập CSG, trạm vơ tuyến 5G chưa lắp đặt, mạng vòng CSG tham gia vào đoạn truyền tải backhaul cho mạng 4G 3G có Tồn trạm NodeB eNodeB thuộc khu vực triển khai CSG chuyển đổi sang kết nối mạng vòng CSG, đưa thiết bị switch L2/3 lớp truy nhập khỏi mạng lưới Các router CSG lắp đặt có cổng downlink hỗ trợ tốc độ 10Gbps chuẩn bị cho kết nối vô tuyến 5G, giai đoạn đầu triển khai mua license hỗ trợ 1Gbps phục vụ kết nối cho NodeB eNodeB để phù hợp mạng lưới tiết giảm, làm giãn chi phí ban đầu Khi e 67 triển khai lắp đặt trạm vô tuyến 5G khu vực mua bổ xung license cho cổng 10Gbps CSG khu vực - Trong giai đoạn trên, bám sát tiến độ triển khai tập đoàn, theo độ chín dịch vụ 5G địa bàn, tiếp tục triển khai cáp quang rộng khắp cho mạng băng rộng cố định có, vừa kết hợp qui hoạch hướng tuyến kết nối hạ tầng cáp quang truyền dẫn X-haul chuẩn bị cho triển khai C-RAN D-RAN 3.3.1.3 Chuẩn bị cho triển khai hạ tầng liệu trung tâm DC - Xây dựng lộ trình triển khai hạ tầng DC (Data Center) trung tâm viễn thông tỉnh trung tâm 12 huyện, thị xã, thành phố Tuân thủ theo nguyên tắc quán bám sát độ chín dịch vụ chiến lược phủ sóng vơ tuyến “ốc đảo” định hướng Hình 3.6 mơ tả kết nối vào mạng lõi MAN-E triển khai 01 DC cấp tỉnh CSG 50Gbps 50Gbps CSG CSG RNC HDG 50Gbps Ring truy nhập CSG TP Chí Linh UPE PE Mobile Ring Truy nhập MAN-E TP Chí Linh 50Gbps 50Gbps Mạng truyền tải VN2 UPE CSG 50Gbps CSG PE1 AGG1 50Gbps Ring truy nhập CSG TP Hải Dương UPE RING CORE MANE Ring truy nhậpHẢI DƯƠNG MAN-E TP Hải AGG2 Dương 50Gbps PE2 50Gbps CSG 50Gbps AGG3 UPE DC trung tâm tỉnh DC PDN DC CloudR AN DC MEC DC 5GC VNPT Hải Dương 5GC mMTC/ IoT EPC MSC IMS VNPT NET Hình 3.6 Kết nối MAN-E cho triển khai DC cấp tỉnh - Giai đoạn 2025-2026: Triển khai 01 DC cấp tỉnh trung tâm viễn thông tỉnh để chuẩn bị cho cung cấp nhóm dịch vụ URLLC Dự kiến bao gồm server cho 5GC/ CloudRAN MEC/ CDN thiết kế theo hướng SBA phục vụ cho việc ảo hóa cắt lát mạng, cung cấp dịch vụ thuộc nhóm URLLC Các e 68 server DC kết nối trực tiếp đến PE-AGG thuộc mạng vòng lõi MAN-E tỉnh để đảm bảo tính cân phân bổ dịch vụ theo vùng (đảm bảo độ trễ truyền tải tương đương cho dịch vụ phân vùng khác nhau) dự phòng tuyến truyền tải lưu lượng Hình 3.6 mơ tả kết nối vào mạng lõi MAN-E triển khai 01 DC cấp tỉnh - Giai đoạn 2027-2028: Khi nhu cầu lưu lượng nhóm dịch vụ URLLC tăng mạnh triển khai bổ xung 04 DC biên (Edge DC) cấp huyện trung tâm viễn thơng Cẩm Giàng, Kinh Mơn, Chí Linh, Kim Thành Riêng khu vực thành phố Hải Dương DC đặt trung tâm viễn thông tỉnh quản lý Dự kiến khu vực thành phố, thị xã kinh tế phát triển có khu cơng nghiệp, nhà máy, bệnh viện lớn có tuyến đường giao thông huyết mạch chạy qua - Giai đoạn 2029-2030 trở đi: Nền kinh tế địa phương toàn quốc phát triển, nhu cầu nhóm dịch vụ URLLC mở rộng thực triển khai 07 DC biên cịn lại 07 trung tâm viễn thơng huyện chưa triển khai - Các DC biên kết nối trực tiếp đến UPE MAN-E đặt phịng máy trung tâm viễn thơng huyện 3.3.1.4 Quy hoạch cho việc triển khai mạng lõi 5GC Theo quy hoạch VNPT, mạng lõi 5GC triển khai tỉnh dựa tảng ảo hóa NFV/ SDN Tuân thủ nguyên tắc bám theo dịch vụ chiển lược triển khai vô tuyến 5G “ốc đảo” - Giai đoạn 2025-2026: Triển khai 5GC đám mây trung tâm tỉnh, khai báo cấu hình hạ tầng ảo hóa chức mạng NFVI 01 DC (Data Center) tỉnh, triển khai theo mơ hình NSA Tách mặt phẳng điều khiển mặt phẳng người dùng theo CUPS, chức UPF khai báo DC server tỉnh, chức AMF khai báo đặt trung tâm vùng miền bắc DC vùng VNPT-Net Các dịch vụ mMTC/ IoT triển khai DC vùng, không khai báo DC trung tâm tỉnh Thực đưa chức 5GC vào, mở dần giao diện dịch vụ cần cung cấp để giảm tải server giảm tải chi phí đầu tư ban đầu CAPEX Do mạng di động 4G LTE tồn song song thời gian dài hỗ trợ cho vùng phủ mạng 5G nên e 69 triển khai DC tỉnh khai báo tính lõi 4G EPC, định tuyến kết nối eNodeB thuộc tỉnh quản lý lõi EPC trung tâm tỉnh nhằm giảm trễ cho dịch vụ 4G, nâng cáo chất lượng dịch vụ 4G trải nghiệm khách hàng - Giai đoạn 2027-2030: Khi triển khai DC Server đến huyện, khai báo lõi 5GC cấu hình ảo hóa NFVI DC biên huyện Lúc giai đoạn triển khai 5G theo mơ hình SA tập đồn diện rộng khắp toàn quốc Mặt phẳng điều khiển/ mặt phẳng người dùng tách theo CUPS chức UFP khai báo DC huyện, chức AFM khai báo mức DC tỉnh DC vùng miền bắc 3.3.2 Giai đoạn triển khai mạng 5G Tùy thuộc vào tiến độ triển khai VNPT, vào đánh giá nhu cầu phát sinh dịch vụ tương lại thị trường địa phương, khả đáp ứng lưu lượng dịch vụ hệ thống 4G có, luận văn đề xuất kịch triển khai cho VNPT Hải Dương theo kịch chín muồi gồm pha triển khai sau: NodeB GE 100M eNodeB CSG 10Gbps 50Gbps gNodeB CSG 50Gbps CSG RNC HDG 50Gbps Ring truy nhập CSG TP Chí Linh UPE PE Mobile Ring Truy nhập MAN-E TP Chí Linh 50Gbps 50Gbps Mạng truyền tải VN2 UPE PE1 AGG1 CSG eNodeB 50Gbps GE 10Gbps gNodeB CSG Ring truy nhập CSG TP Hải Dương UPE AGG2 50Gbps CSG AGG3 UPE DC trung tâm tỉnh PDN 100M GE10Gbps eNodeB PE2 Ring truy nhập MAN-E TP Hải Dương 50Gbps 50Gbps NodeB RING CORE MANE HẢI DƯƠNG 50Gbps CloudR AN MEC 5GC eMBB URLLC VNPT Hải Dương gNodeB 5GC mMTC/ IoT EPC MSC IMS VNPT NET Hình 3.7 Mơ hình triển khai mạng 5G Hải Dương giai đoạn 2024-2025 e 70 - Giai đoạn 2024-2025: Lựa chọn khu vực thành phố Hải Dương, Chí Linh, huyện Cẩm Giàng, Kinh Mơn, Nam Sách, Kim Thành (Đây huyện có lưu lượng di động cao nhiều năm tốc độ tăng trưởng nhanh tỉnh) để triển khai thí điểm cung cấp dịch vụ 5G (chỉ eMBB mMTC) Phương án không triển khai dàn trải mà triển khai tập trung phủ sóng 5G “ốc đảo” kín số khu vực giới hạn, nơi tập trung nhiều trạm 4G có lưu lượng cao Mỗi huyện lựa chọn tối đa khu vực để phủ sóng thăm dị nhu cầu thị trường ưu tiên khu vực trung tâm tỉnh, huyện thị khu cơng nghiệp, khu thương mại dịch vụ tập trung Hình 3.7 mơ tả mơ hình triển khai 5G Hải Dương giai đoạn 2024-2045 - Giai đoạn 2025-2026: Dự kiến triển khai vơ tuyến 5G tồn huyện, thị xã lại tỉnh, đồng thời đánh giá kết thu từ giai đoạn triển khai trước bổ xung thêm vùng phủ 5G huyện, thị triển khai Phương án cho đợt đợt đầu lựa chọn phủ sóng kiểu “ốc đảo” khơng dàn trải để đảm bảo có hiệu doanh thu 5G Trong gia đoạn số chức 5GC đưa server DC tai trung tâm tỉnh, trải nghiệm dịch vụ mạng 5G tốt giai đoạn trước - Giai đoạn 2027-2030: Lúc hệ sinh thái từ công nghệ thiết bị đầu cuối hoàn toàn hỗ trợ 5G Nhu cầu dịch vụ URLLC tỉnh phát sinh tăng trưởng mạnh, khu công nghiệp dự kiến thay đổi cơng nghệ chuyển sang hệ thống tự động hóa cao, phát sinh mạnh nhu cầu trò chơi thực tế ảo/ thực tế tăng cường, khám chữa bệnh, phẫu thuật từ xa, giám sát hình ảnh, chuyển động từ xa Đây giai đoạn tăng trưởng mạnh tất nhóm dịch vụ mạng 5G Kế hoạch triển khai diện rộng toàn khu vực, toàn sở hạ tầng xây dựng Giai đoạn triển khai xong DC đến trung tâm huyện mạng lưới nằm giai đoạn dịch chuyển từ mạng NSA ban đầu sang SA Lõi 5GC/ truy nhập vơ tuyến đám mây CloudRAN điện tốn biên di động MEC/ mạng phân phối nội dung CDN khai báo chuyển chức phân tán/ ảo hóa DC tỉnh, DC huyện e 71 - Trong trình triển khai dự kiến tắt thiết bị 3G đưa dần khỏi mạng lưới toàn tỉnh năm 2026 - Giai đoạn đầu triển khai vô tuyến 5G dự kiến sử dụng thiết bị 5G midband trang bị loại MIMO cỡ lớn 32T/32R 16T16R, chí 8T/8R Giai đoạn (khi lưu lượng tăng) thay Ăng-ten 64T/64R (thậm chí 128T/128R), thiết bị thay chuyển đến lắp cho khu vực lưu lượng thấp - Trước năm 2026, lưu lượng thoại chủ yếu chạy hệ thống 4G qua VoLTE fallback hệ thống 3G vùng yếu sóng 4G sau năm 2026 thoại chuyển sang chạy VoNR chuyển VoLTE vùng lõm sóng 5G Hệ thống 4G dự kiến song hành với 5G thời gian dài - Về băng tần sử dụng tuân thủ theo chủ chương tập đoàn VNPT Sử dụng kết hợp ba băng tần: băng thấp 700/ 900MHz, băng trung 2,6GHz/ 3,5GHz (băng 3,5GHz dự kiến sử dụng sau Việt Nam tắt vệ tinh Vinasat-1 vào năm 2023 sau đó), băng cao mmWave 26/ 28GHz Băng tần trung dự kiến thiết lập phủ sóng chủ đạo vô tuyến 5G, kết hợp băng tần mmWave để bổ xung lõm vùng phủ cho trạm băng tần 2,6/ 3,5GHz Đối với băng tần thấp sử dụng cho vùng nông thôn dân cư thưa thớt không tập trung để lấy vùng phủ rộng Bên cạnh sau giải phóng hệ thống 3G vào năm 2026 tái sử dụng băng tần 2,1GHz để CA (Carrier Aggregation) gộp tần tăng băng thông cho trạm vô tuyến 5G đặc biệt sau năm 2027, triển khai CloudRAN, trạm vơ tuyến NR thơng minh sử dụng chung tần số 1,8GHz chung với vô tuyến 4G - Trong giai đoạn triển khai từ 2025-2026, trước mắt ưu tiên triên khai cấu trúc RAN phân tán (DRAN) RAN tập trung (CRAN) có CU/ DU tích hợp BBU chung đặt trạm đặt tập trung nhiều BBU vị trí thuận lợi Vì giai đoạn đầu sở hạ tầng truyền tải chưa đủ lực để triển khai RAN đám mây (CloudRAN) e 72 3.4 Kết luận chương 3: Chương qua nghiên cứu giải pháp, lộ trình kinh nghiệm triển khai mạng di động 5G số nước nhà mạng giới, nghiên cứu định hướng cho giải pháp lộ trình dự kiến triển khai VNPT Căn trạng mạng lưới có, luận văn đề xuất giải pháp lộ trình triển khai cho địa bàn tỉnh Hải Dương Từng giai đoạn triển khai cụ thể lộ trình đề xuất thay đổi sớm muộn từ đến năm tùy thuộc vào tình hình thực tế e 73 KẾT LUẬN Luận văn nghiên cứu tổng quan kiến trúc mạng di động 5G, tùy chọn triển khai đường dịch chuyển từ mạng di động 4G có lên mạng 5G giải pháp, lộ trình triển khai mạng di động 5G số quốc gia nhà cung cấp dịch vụ di động giới Cùng với luận văn tập trung nghiên cứu định hướng, giải pháp lộ trình dự kiến triển khai mạng di động 5G VNPT phân tích trạng mạng lưới di động VNPT Hải Dương Lấy kết nghiên cứu đó, luận văn đưa đề xuất giải pháp lộ trình triển khai cụ thể mạng di động 5G cho địa bàn tỉnh Hải Dương Giải pháp lộ trình đề xuất vừa đảm bảo tính kế thừa mạng lưới mà đáp ứng nhu cầu dịch vụ giai đoạn Trên nguyên tắc không đầu tư dàn trải, đảm bảo tiết kiệm chi phí đầu tư CAPEX ban đầu đảm bảo doanh thu bù đắp sau triển khai Hướng nghiên cứu tiếp theo: Sau luận văn này, học viên định hướng nghiên cứu sâu công nghệ vô tuyến 5G triển khai mạng lưới thời gian tới e 74 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cục tần số vô tuyến điện, (01/2021), Thực tế triển khai 5G nước ASEAN kinh nghiệm quốc tế, [2] VNPT Net Corporation, (2019), 5G OVERVIEW [3] VNPT Net Corporation, (2019), Mạng 5G số vấn đề mạng lõi [4] VNPT Net Corporation, (2019), 5G TRANPORTATION [5] VNPT Net Corporation, (2019), Mạng vô tuyến truy nhập 5G [6] VNPT Net Corporation, (2019), Chiến lược phát triển mạng di động VNPT 2019-2030 [7] Brian Lavallée, (2020), Spotlight on 4G/5G fronthaul networks, [8] Brian Lavallée, (2020), Spotlight on 5G midhaul networks, [9] Brian Lavallée, (2020), Spotlight on 4G/5G backhaul networks, [10] China Telecom, (2018), China Telecom 5G Technology White Paper, http://www.chinatelecom.com.cn/2018/ct5g/201806/P0201806263256851638 26.pdf [11] Ericsson, (2020), How to build a 5G network - SK Telecom 5G – Ericsson, [12] Ericsson, (2020), China Telecom and China Unicom select Ericsson 5G, e 75 [13] Ericsson, (2020), Ericsson selected as China Mobile 5G RAN and core network vendor, [14] Ericsson, (2018), Ericsson brings 5G to life for US operators, [15] Ericsson, (2019), Ericsson and KDDI to deploy 5G network, [16] ETSI, (2020), 5G; System architecture for the 5G System (5GS) (3GPP TS 23.501 version 16.6.0 Release 16) [17] GSMA, (2018), Road to 5G: Introduction and Migration [18] GSMA, (2019), 5G-era Mobile Network Cost Evolution [19] ITU, (2019), 4G to 5G networks and standard releases [20] Nokia, (2021), 5G New Radio Network, [21] Oracle, (2018), The Evolution from 4G to 5G, [22] Samsung, (2021), 5G Standalone Architecture, e ... VỀ MẠNG DI ĐỘNG 5G .2 1.1 Kiến trúc tổng quan mạng di động 5G 1.1.1 Khái lược mạng di động 5G .2 1.1.2 Các tùy chọn triển khai mạng di động 5G 1.1.3 Các giải pháp cho mạng. .. mạng di động 5G so với mạng 4G có, khả cung cấp dịch vụ tương lai e 25 CHƯƠNG - HIỆN TRẠNG MẠNG DI ĐỘNG TẠI VNPT HẢI DƯƠNG 2.1 Cấu trúc mạng di động VNPT Hải Dương Mạng di động VNPT Hải Dương tồn... định hướng giải pháp cơng nghệ lộ trình triển khai mạng di động 5G Việt Nam Định hướng cho giải pháp công nghệ sử dụng, đưa kiến trúc đích mạng di động 5G mong muốn lộ trình triển khai toán cần