(Luận văn) triển khai hệ thống thông tin di động 4g lte cho mạng di động mobifone tại tỉnh tuyên quang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP lu an NGUYỄN VIỆT PHÚ n va p ie gh tn to d oa nl w lu ll u nf va an TRIỂN KHAI HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G/LTE CHO MẠNG DI ĐỘNG MOBIFONE TẠI TỈNH TUYÊN QUANG oi m z at nh z gm @ m co l LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG an Lu n ac th i va THÁI NGUYÊN 2020 si LỜI CAM ĐOAN Tên là: Nguyễn Việt Phú Sinh ngày: 14/10/1985 Học viên lớp cao học CHK20KTĐT - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên Hiện công tác tại: Tổng công ty Viễn thông MobiFone Xin cam đoan: Đề tài “Triển khai hệ thống thông tin di động 4G/LTE cho mạng di động MobiFone tỉnh Tuyên Quang” Thầy giáo PGS TS Nguyễn Văn Chí hướng dẫn cơng trình nghiên cứu riêng tơi Tất tài liệu tham khảo có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng lu an Tác giả xin cam đoan tất nội dung luận văn nội n va dung đề cương yêu cầu thầy giáo hướng dẫn Nếu sai tơi hồn tồn Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các kết nêu gh tn to chịu trách nhiệm trước hội đồng khoa học trước pháp luật p ie luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác oa nl w Tôi xin cam đoan thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc d an lu Tuyên Quang, Ngày 01 tháng năm 2020 ll u nf va Tác giả luận văn oi m z at nh Nguyễn Việt Phú z m co l gm @ an Lu n va ac th ii si LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập làm luận văn, nhận hướng dẫn, giúp đỡ tận tình Thầy Cơ giáo bạn bè Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới: Thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Chí, người tận tình dạy, giúp đỡ, động viên tơi suốt q trình học tập làm luận văn Những dạy bảo, ý kiến nhận xét, đánh giá, góp ý mang tính gợi mở Thầy vô quý giá giúp hiểu sâu sắc vấn đề học tập nghiên cứu công việc sau Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn Thầy Cô cán thuộc trường Đại học Kỹ thuật Công Nghiệp Thái Nguyên nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi hồn thành tốt khóa học làm luận văn tiến độ quy định lu an Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Gia đình, đồng nghiệp bạn học viên n va lớp 20 Kỹ thuật Viễn Thông động viên, giúp đỡ tơi suốt q trình học p ie gh tn to tập vừa qua d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th iii si MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN iii DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ix CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MẠNG 4G/LTE 1.1 Sự phát triển hệ thống thông tin di động 1.1.1 Hệ thống thông tin di động từ 1G đến 3G 1.1.2 Cấu trúc hệ thống thông tin di động hệ 2G/3G 1.2 Nhu cầu tiến lên 4G LTE lu an 1.2.1 Tăng trưởng liệu người dùng n va 1.2.2 Dung lượng hệ thống thông tin di động (lý thuyết shannon) .6 tn to 1.2.3 Tăng dung lượng hệ thống 1.2.4 Các yếu tố khác tiến lên LTE .8 gh p ie 1.3 Từ 3G tiến lên 4G LTE 1.3.1 LTE nl w 1.3.2 Cải tiến phần mạng lõi .10 d oa 1.3.3 Hệ thống thông tin di động 4G 11 an lu 1.3.4 Các tiêu chuẩn 3GPP cho LTE 11 va 1.3.5 Sự khác biệt mạng 4G LTE 12 u nf 1.3.6 Sự tiến hóa LTE lên 4G 13 ll 1.4 Kết luận Chương 1: 17 m oi CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G LTE 19 z at nh 2.1 Kiến trúc LTE 19 z 2.1.1 Cấu trúc tổng quát 19 gm @ 2.1.2 Thiết bị người dùng 19 l 2.1.3 Mạng truy nhập vô tuyến tiên tiến 21 m co 2.1.4 Mạng Core LTE 22 2.1.5 Cấu trúc roaming 24 an Lu 2.1.6 Vùng mạng (network area) .25 n va 2.1.7 Định danh, địa chỉ, đánh số 26 ac th iv si 2.2 Các giao thức thông tin 27 2.2.1 Mơ hình giao thức 27 2.2.2 Các giao thức truyền tải giao diện vô tuyến 29 2.2.3 Các giao thức truyền tải giao diện mạng cố định .30 2.2.4 Các giao thức người dùng (user plane) 30 2.2.5 Các giao thức báo hiệu .31 2.3 Một vài ví dụ điều khiển gọi 33 2.3.1 Báo hiệu lớp truy nhập .33 2.3.2 Báo hiệu lớp truyền tải liệu 34 2.4 Quản lý tài nguyên 35 2.4.1 Kênh mang EPS .35 lu an 2.4.2 Kỹ thuật đường hầm tunneling sử dụng GTP 38 n va 2.4.3 Kỹ thuật đường hầm sử dụng GRE PMIP 39 2.5 Sơ đồ trạng thái 41 gh tn to 2.4.4 Kênh mang báo hiệu vô tuyến 40 p ie 2.5.1 Quản lý trạng thái di động EPS 41 2.5.2 Quản lý kết nối EPS 42 nl w 2.5.3 Điều khiển tài nguyên vô tuyến .43 d oa 2.6 Ấn định phổ 44 an lu 2.7 Các kỹ thuật dung 4G LTE 45 va 2.7.1 Ghép kênh theo tần số trực giao .46 u nf 2.7.2 OFDMA thông tin di động .51 ll 2.7.3 Đa truy nhập phân chia theo tần số đơn sóng mang 58 oi m 2.8 Quy trình quy hoạch mạng LTE 62 z at nh 2.8.1 Khái quát trình quy hoạch mạng LTE 62 z 2.8.2 Dự báo lưu lượng phân tích vùng phủ 62 gm @ 2.8.2.1 Dự báo lưu lượng 62 l 2.8.2.2 Phân tích vùng phủ 64 m co 2.8.2.3 Quy hoạch chi tiết 64 2.8.2.4 Quy hoạch vùng phủ .64 an Lu 2.8.3 Quy hoạch dung lượng 65 n va 2.8.4 Tối ưu mạng 65 ac th v si 2.9 Kết luận Chương : 66 CHƯƠNG 3: QUY HOẠCH MẠNG 4G/LTE VÀ THỰC TIỄN TRIỂN KHAI ÁP DỤNG TRÊN MẠNG LƯỚI MOBIFONE TỈNH TUYÊN QUANG 66 3.1 Thực trạng hạ tầng mạng thông tin di động MobiFone tỉnh Tuyên Quang 67 3.1.1 Hiện trạng CSHT nhà trạm: .67 3.1.1.1 Phân bố trạm thu phát sóng: 67 3.1.1.2 Hạ tầng cột Ăng-ten: 67 3.1.2 Hiện trạng hạ tầng truyền dẫn: 69 3.2 Đánh giá chung trạng hạ tầng mạng lưới MobiFone: 69 3.2.1 Kết đạt 69 3.2.2 Tồn hạn chế 70 lu an 3.3 Hiện trạng sử dụng dịch vụ thuê bao MobiFone Tuyên Quang: .70 n va 3.4 Định hướng triển khai 4G/LTE tỉnh Tuyên Quang: 71 tn to 3.5 Những thách thức giải pháp triển khai mạng 4G dựa tảng hạ tầng 3G sẵn có tỉnh Tuyên Quang .73 gh p ie 3.5.1 Lựa chọn tần số sử dụng cho LTE 73 3.5.2 Lựa chọn vị trí lắp đặt eNodeB: .75 oa nl w 3.5.3 Nâng cấp mạng truyền dẫn tại: .76 3.5.3.1 Truyền dẫn Viba: 76 d an lu 3.5.3.2 Truyền dẫn quang: .76 va 3.5.4 Hệ thống anten: .77 ll u nf 3.5.5: Hệ thống nguồn DC: .78 oi m 3.5.6 Nâng cấp mạng lõi: 79 3.6 Các giải pháp thiết bị eNodeB: 80 z at nh 3.6.1 Giải pháp hãng Huawei: 80 z 3.6.1.1 Giải pháp tổng thể hãng Huawei: 80 @ 3.6.1.2 Giải pháp thiết bị hãng Huawei: 82 gm l 3.6.2 Giải pháp hãng Nokia Siemens: 82 m co 3.6.2.1 Giải pháp tổng thể hãng Nokia Siemens: 82 3.6.2.2 Giải pháp thiết bị hãng Nokia Siemens: 83 an Lu 3.7 Quy hoạch phát triển mạng vô tuyến 4G/LTE mạng MobiFone tỉnh Tuyên n va Quang 85 ac th vi si 3.7.1 Lựa chọn giải pháp thiết bị: .85 3.7.1.1 Giá thành: 85 3.7.1.2 Khả vận hành khai thác: .85 3.7.1.3 Khả cung ứng thiết bị triển khai lắp đặt: 85 3.7.1.4 Khả tương thích ngược với hệ thống sẵn có MobiFone: 85 3.7.1.5 Dịch vụ hỗ trợ sau bán hàng: 86 3.7.1.6 An tồn, bảo mật thơng tin: 86 3.8 Kết luận Chương 3: 88 KẾT LUẬN 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO .91 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th vii si DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1 Các điểm khác WCDMA LTE giao diện vô tuyến 10 Bảng 2: Các điểm khác UMTS LTE phần mạng CORE 11 Bảng 3: tiêu chuẩn 3GPP từ UMTS lên LTE 11 Bảng 1: Kênh mang báo hiệu vô tuyến 40 Bảng 2: Các băng tần TDD 45 Bảng 3: Các băng tần FDD 45 Bảng 1: Số lượng trạm thông tin di động 2G/3G địa bàn tỉnh Tuyên Quang tính đến tháng 4/2018 .67 Bảng 2: Hiện trạng phân loại hạ tầng cột Ăng-ten thu phát sóng thơng tin di động lu an MobiFone tỉnh Tuyên Quang 68 n va Bảng 3: Số lượng trạm thông tin di động 2G/3G địa bàn tỉnh Tuyên Quang Bảng 4: Thuê bao thông tin di động tỉnh Tuyên Quang 71 gh tn to tính đến tháng 4/2018 .69 p ie Bảng 5: Chi tiết đầu cuối hỗ trợ chế độ mạng MobiFone tỉnh Tuyên Quang: .72 nl w Bảng 6:Nâng cấp mạng lõi PS để triển khai LTE 79 d oa Bảng 7: Quy hoạch số lượng eNode B LTE mạng MobiFone 86 ll u nf va an lu Bảng 8: Danh sách dự kiến trạm lắp đặt 4G pha tỉnh Tuyên Quang 87 oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th viii si DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1 Sự phát triển hệ thống thông tin di động Hình Cấu trúc mức cao GSM UMTS .3 Hình Cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến UTRAN .4 Hình Cấu trúc mạng Core 2G/3G .5 Hình Tăng trưởng liệu người dùng thoại data từ 2007 đến 2011 .6 Hình Dự báo lưu lượng thoại data toàn giới Hình Dung lượng Shannon hệ thống truyền thông với băng thông 5, 10, 20 Mhz lu an Hình Sự phát triển cấu trúc hệ thống từ mạng GSM/UMTS lên LTE n va Hình 9: LTE tiệm cận cách gọi tên chuẩn công nghệ 4G 12 tn to Hình 10: LTE-Advanced - Thế hệ mạng viễn thông thứ 13 Hình 1: Cấu trúc lớp cao LTE 19 gh p ie Hình 2: Cấu trúc bên UE, quy định ETSI .20 Hình 3: Kiến trúc mạng truy nhập vơ tuyến UMTS tiên tiến .21 oa nl w Hình 4: Các phần mạng core LTE 23 Hình 5: Cấu trúc LTE cho thuê bao roaming 25 d an lu Hình 6: Mối quan hệ vùng tìm kiếm, vùng pool MME vùng dịch vụ S- va GW 25 u nf Hình 7: Các định danh sử dụng MME 26 ll Hình 8: Các định danh tạm thời sử dụng máy đầu cuối 27 oi m Hình 9: Cấu trúc giao thức mức cao LTE 27 z at nh Hình 10: Các giao thức truyền tải sử dụng giao diện vơ tuyến 28 z Hình 11: Mối quan hệ tầng truy nhập (access) tầng không truy nhập @ (nonaccess) giao diện vô tuyến 29 gm l Hình 12: Các giao thức truyền tải sử dụng phần tử mạng cố định 29 m co Hình 13: Các giao thức user plan sử dụng LTE 31 Hình 14: Các giao thức báo hiệu sử dụng LTE 32 an Lu Hình 15: Thủ tục trao đổi lực UE 32 n va Hình 16: Ngăn xếp giao thức trao đổi tin báo hiệu RRC UE eNB 33 ac th ix si Hình 17: Thủ tục tái định GUTI (a) Các tin tầng non-access (b) truyền tải tin sử dụng tầng truy nhập .33 Hình 18: Ngăn xếp giao thức sử dụng để trao đổi tin báo hiệu tầng nonaccess máy đầu cuối MME 34 Hình 19: Ngăn xếp giao thức sử dụng để trao đổi liệu máy đầu cuối server bên mạng sử dụng giao diện S5/S8 dựa GTP 35 Hình 20: Kênh mang EPS dành riêng mặc định sử dụng S5/S8 dựa GTP 37 Hình 21: Cấu trúc kênh mang LTE, sử dụng giao diện S5/S8 dựa GTP 37 Hình 22: Triển khai đường hầm đường xuống sử dụng giao diện S5/S8 dựa GTP 38 lu an Hình 23: Triển khai đường hầm đường xuống sử dụng giao diện S5/S8 dựa n va PMIP 39 Hình 25: Sơ đồ trạng thái quản lý kết nối EPS (ECM) 41 gh tn to Hình 24: Sơ đồ trạng thái quản lý di động EPS (EMM) .41 p ie Hình 26: Sơ đồ trạng thái điều khiển tài nguyên vô tuyến 44 Hình 1: Sơ đồ phân bố trạm thu phát sóng địa bàn tỉnh Tuyên Quang 69 nl w Hình 2: So sánh hiệu mặt băng tần HSPA+ LTE 74 d oa Hình 3: Quy hoạch sử dụng tần sốmạng mobifone giai đoạn 2014-2020 74 an lu Hình 4: Thiết bị BBU 3910 75 va Hình 5: Rack 42U thường sử dụng trạm BTS 76 ll u nf Hình 6: hệ thống anten tiêu biểu trạm thu phát sóng di động 78 oi m Hình 7: Mạng PS MobiFone 80 Hình 8:giải pháp SAE Huawei .81 z at nh Hình 9: Thiết bị BTS 3910 Huawei 82 z Hình 10:Giải pháp tổng thể NSN từ R6 HSPA đến Rel hỗ trợ LTE 83 @ Hình 11: Giải pháp thiết bị vô tuyến NSN cho LTE .84 gm l Hình 12: Giải pháp hệ thống MME/SAE GW NSN 84 m co Hình 13: Sơ đồ phân bổ trạm lắp đặt 4G Pha tỉnh Tuyên Quang 88 an Lu n va ac th x si Trong thời gian điện, tủ nguồn DC sử dụng điện từ acquy, điện acquy giảm xuống mức quy định cảnh báo cạn nguồn đưa trung tâm kỹ thuât Nếu lúc khơng triển khai máy phát điện acquy cạn trạm không hoạt động Hệ thống Accu: Thơng thường có hai loại Accu sử dụng: Accu 2V Accu 12V Chúng đấu nối tiếp với để tạo thành tổ accu với tổng điện áp 48V Như vậy, với loại accu 2V cần kết hợp 24 bình cịn accu 12V cần kết hợp 04 bình để tạo thành tổ accu Hiện tại, hệ thống nguồn DC trạm BTS MobiFone Tuyên Quang thiết kế để đảm bảo thời gian dự phòng tối thiểu 03 từ thời điểm điện lưới AC Vì vậy, triển khai thêm hệ thống 4G phải bổ sung thêm tổ lu an accu để đảm bảo thời gian dự phòng cho thiết bị trạm BTS hoạt động n va có cố điện lưới tn to 3.5.6 Nâng cấp mạng lõi: Hỗ trợ CSFB (Circuit Switched Fallback); Hỗ trợ mạng đa cấu trúc HetNet gh p ie (Heterogeneous Network); Hỗ trợ tính tự tổ chức mạng SON (Self Organizing Network); Hỗ trợ VoLTE; Hỗ trợ IPv4 IPv6 Bên cạnh để hỗ trợ cơng nghệ nl w 4G MobiFone tiến hành nâng cấp hệ thống core tại, hệ thống quản lý d oa giám sát hoàn thiện, an lu Để chuẩn bị cho việc triển khai 4G/LTE, MobiFone triển khai nâng cấp hệ va thống sở vật chất, mạng lưới để tạo tảng vững Theo đối thiết bị sử u nf dụng bao gồm phân hệ mạng core truy nhập vô tuyến nhà cung cấp ll thiết bị uy tín Ericsson, Huawei, Nokia – Siemens… triển khai việc m oi thử nghiệm 4G/LTE-A nhằm đáp ứng tuân thủ tiêu chuẩn 3GPP Release 10 trở lên; z at nh Hỗ trợ CA (Carrier Aggregation); Hỗ trợ CSFB (Circuit Switched Fallback); Hỗ trợ z mạng đa cấu trúc HetNet (Heterogeneous Network); Hỗ trợ tính tự tổ chức @ mạng SON (Self Organizing Network); Hỗ trợ VoLTE; Hỗ trợ IPv4 IPv6 gm l Bên cạnh để hỗ trợ công nghệ 4G MobiFone tiến hành nâng cấp hệ m co thống core tại, hệ thống quản lý giám sát hoàn thiện, Hiện mạng lõi VMS có 14 nodes SGSN Node GGSN (của an Lu NSN) với version sau: n va Bảng 6:Nâng cấp mạng lõi PS để triển khai LTE ac th 79 si Hiện Node No of LTE Release/Type Node SGSN 14 SG6.0 GGSN FISN3.2 Option Option - Upgrade to Flexi NS - New Flexi NS1.0 3.0 (Dec-2011) (available now) - Flexi ISN (Q3- - New Flexi NG10 2011) (available now) Thực tế mạng lõi LTE nâng cấp từ hệ thống SGSN/GGSN cũ lên hệ thống cho phép triển khai tính MME, S-GW, P-GW lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m Hình 7: Mạng PS MobiFone z at nh (nguồn: Đề án quy hoạch mạng vô tuyến MobiFone 2014-2020) z 3.6 Các giải pháp thiết bị eNodeB: l 3.6.1.1 Giải pháp tổng thể hãng Huawei: gm @ 3.6.1 Giải pháp hãng Huawei: m co Huawei nhà cung cấp giải pháp viễn thông hàng đầu giới, hãng bắt đầu nghiên cứu LTE từ 10 năm trước an Lu Vào năm 2008, Huawei tiến hành thành công loạt kiểm tra thử n va nghiệm LTE với hãng China Mobile, Softbank, Vodafone nhà mạng hàng ac th 80 si đầu giới khác Năm 2008, với đời tảng Unified BTS cho công nghệ truy nhập LTE, GSM, UMTS, CDMA TD-SCDMA, Huawei hãng cung cấp mô chức dual UMTS/LTE, dual CDMA/LTE dual TDSCDMA/LTE Giải pháp đa băng tần đa chế độ Huawei đảm bảo trình nâng cấp thuận lợi hiệu từ mạng 2G/3G lên mạng LTE Vào tháng 12 năm 2008, Huawei ký kết hợp đồng thương mại LTE giới đánh dấu tiềm mạnh sản phẩm thiết bị LTE Vào Q2/2009, Huawei nhà cung cấp giới thiệu giải pháp sản phẩm thương mại cho LTE Đến năm 2010, TeliaSonera tiến hành xây dựng mạng LTE thương mại dựa công nghệ Huawei lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh Hình 3.8: Giải pháp SAE Huawei Huawei phát triển vài công nghệ vô tuyến tiên tiến chẳng hạn z Adaptive MIMO, Soft Frequency Reuse Advanced Receiver IRC Các công nghệ gm @ đóng vài trị làm tăng độ ổn định kênh vô tuyến, dung lượng cell vùng phủ l tổng thể LTE Giải pháp LTE dựa cấu trúc mạng di động IP phẳng, m co tốc độ cao, trễ truyền thấp hiệu sử dụng tần số cao Các thử nghiệm cho thấy tốc độ liệu tối đa LTE Huawei đạt 173Mbps với tỷ lệ thành công gọi an Lu 99% Tốc độ di chuyển tối đa lên tới 350km/h Một thành tựu khác Huawei n va việc sử dụng khuyếch đại công suất hiệu cao ứng dụng vào ac th 81 si thiết kế vô tuyến Điều giúp cho công suất tiêu thụ giảm đến 23% Huawei giới thiệu giải pháp tổng thể sản phẩm LTE cho thiết bị đầu cuối, OAM, eNodeB, ePCs, truyền dẫn QoS cổng dịch vụ SAE GW eNodeB Huawei hỗ trợ gần toàn băng tần cho di động 700/850/900Mhz, 2.1/2.6GHz với độ rộng băng gốc từ 1.4-20MHz Các giao diện, chức bên đồng cho chia sẻ modul để đảm bảo cho trình chuyển đổi nâng cấp tương lai 3.6.1.2 Giải pháp thiết bị hãng Huawei: Thế hệ BTS thứ ứng dụng giải pháp SingleRAN hội tụ cho phép triển khai toàn cơng nghệ truy nhập vơ tuyến có thiết bị BTS Các eNodeB LTE Huawei bao gồm trạm macro BTS3900 nhà, macro lu an BTS3900A trời trạm phân tán DBS3900 BTS3900 BTS3900A n va sản xuất Quý 2/2010 Nền tảng BTS3900 cho phép triển khai đồng thời tn to GSM UMTS.Với khả cài đặt mạch xử lý chế độ truy nhập khác vào hệ thống xử lý băng gốc BBU, BTS làm việc chế độ gh p ie single mode dual mode Sử dụng chung truyền dẫn quản lý mạng hợp d oa nl w cho GSM, UMTS LTE ll u nf va an lu oi m z at nh z @ 3.6.2.1 Giải pháp tổng thể hãng Nokia Siemens: m co l 3.6.2 Giải pháp hãng Nokia Siemens: gm Hình 9: Thiết bị BTS 3910 Huawei an Lu Hiện mạng lõi PS MobiFone sử dụng dịch vụ thiết bị NSN NSN đưa giải pháp cho phép tương thích ngược với thiết bị có n va ac th 82 si lu an n va Hình 10:Giải pháp tổng thể NSN từ R6 HSPA đến Rel hỗ trợ LTE - Đưa mộ hình cấu trúc mạng đồng cho WCDMA p ie gh tn to Từ Rel Internet HSPA NSN cung cấp giải pháp cho phép: w - Phần lớn chức RNC tập trung NodeB oa nl - Kênh đường hầm kết nối trực tiếp từ GGSN tới NodeB, giảm thời gian trễ d truyền truyền tải qua nút mạng RAN an lu - Có thể triển khai tương thích với trạm gốc WCDMA NSN va - Chi phí truyền dẫn giảm đáng kể oi m nghệ LTE: ll u nf Đến hệ Rel sản phầm phiên 3GPP Rel8 bắt đầu hỗ trợ công z at nh - Cấu trúc mạng đồng tương tự với I-HSPA - Mạng truyền tải IP hoàn toàn z 3.6.2.2 Giải pháp thiết bị hãng Nokia Siemens: @ gm Thiết bị vô tuyến trạm gốc eNodeB: l SAE Gateway MME: Nâng cấp thêm chức MME cho phần tử mạng lõi liệu SGSN an Lu - m co NSN giới thiệu hai giải pháp triển khai phần tử mạng MME cho LTE: n va ac th 83 si lu an va Hình 11: Giải pháp thiết bị vô tuyến NSN cho LTE n (nguồn: Đề án quy hoạch mạng vô tuyến MobiFone 2014-2020) tn to - Triển khai hệ thống MME độc lập (Flexi Network Server) ie gh Hệ thống Flexi Network Gateway tích hợp hai chức Serving Gateway p PDN Gateway: Hỗ trợ băng thông rộng cho liệu VoIP cho LTE với cấu trúc phần cứng nl w - d oa theo tiêu chuẩn công nghiệp ATCA ll u nf va an lu oi m z at nh z @ gm Hình 12: Giải pháp hệ thống MME/SAE GW NSN - m co l (nguồn: Đề án quy hoạch mạng vô tuyến MobiFone 2014-2020) Cấu trúc phần cứng linh hoạt cấu hình tối ưu cho phương án triển an Lu khai khác Như giải pháp nhà cung cấp thiết bị sẵn sàng cho va n phép MobiFone triển khai ac th 84 si 3.7 Quy hoạch phát triển mạng vô tuyến 4G/LTE mạng MobiFone tỉnh Tuyên Quang 3.7.1 Lựa chọn giải pháp thiết bị: Tại mục 3.6, tác giả luận văn nêu hai giải pháp thiết bị nhà cung cấp thiết bị hàng đầu nghành công nghiệp viễn thông Huawei Nokia – Siemens để xây dựng mạng 4G/LTE cho mạng MobiFone tỉnh Tuyên Quang Như vậy, để lựa chọn giải pháp tối ưu, phù hợp với thực tế tỉnh Tuyên Quang Tác giả phân tích tiêu chí sau: 3.7.1.1 Giá thành: Để cung cấp giải pháp thiết bị cho hệ thống 4G/LTE nhà cung cấp thiết bị có cạnh tranh gay gắt giá thành để cung cấp cho nhà mạng lu an Giá thành cho eNodeB Huawei: 7.000 USD giá thành cho eNodeB n va Nokia-Siemens: 9.500 USD tn to Với dự kiến đến hết năm 2020, MobiFone triển khai 150 trạm 4G, lựa chọn giải pháp hãng Huawei tiết kiệm được: 375.000 USD cho dự án p ie gh 3.7.1.2 Khả vận hành khai thác: Cả hai nhà cung cấp Huawei Nokia – Siemens có giao diện vận hành nl w khai thác trực quan, thân thiện dễ sử dụng Tuy nhiên, Tuyên Quang trước d oa sử dụng thiết bị 3G hãng Huawei, lực lượng cán vận hành khai va Huawei an lu thác, ứng cứu thông tin quen thuộc với giao diện tương tác với hệ thống u nf 3.7.1.3 Khả cung ứng thiết bị triển khai lắp đặt: ll Đây tiêu chí quan trọng đánh giá khả triển khai dự án đảm bảo m oi tiến độ, đảm bảo chất lượng thiết bị chất lượng lắp đặt Cả hai nhà cung cấp z at nh Huawei Nokia – Siemens nhà cung cấp giải pháp giầu kinh z nghiệm việc triển khai dự án Việt Nam Họ cam kết khả cung gm @ cấp thiết bị triển khai nhanh chóng, tuân thủ theo tiến độ yêu cầu chủ l đầu tư m co 3.7.1.4 Khả tương thích ngược với hệ thống sẵn có MobiFone: an Lu Với lợi mạng lõi PS MobiFone sử dụng dịch vụ thiết bị n va NSN NSN đưa giải pháp cho phép tương thích ngược với thiết ac th 85 si bị có mạng lưới Khả quan trọng, đảm bảo tính tương thích thơng suốt tồn mạng lưới Bên cạnh đó, Huawei cam kết giải pháp hồn tồn đáp ứng tương thích với hệ thống MobiFone mà không cần phải nâng cấp hay bổ sung thiết bị 3.7.1.5 Dịch vụ hỗ trợ sau bán hàng: Với kinh nghiệm lâu năm làm việc với hai nhà cung cấp Về khả hỗ trợ sau bán hàng nhà cung cấp Huawei đánh giá cao so với Nokia-Siemens Cụ thể sau: Chính sách Huawei dành cho thị trường Việt Nam linh hoạt, từ khâu đáp ứng thiết bị, giải pháp hoàn chỉnh ban đầu đến khả hỗ trợ mở rộng cho tương lai Ví dụ: việc cung cấp license cho phát triển mạng lưới lu an Huawei có sách cho carrier mượn liscense để phát sóng trước nhằm mục tiêu n va mở rộng tn to 3.7.1.6 An tồn, bảo mật thơng tin: Hiện nay, vấn đề an toàn an ninh mạng quan tâm chủ đề gh p ie nóng thị trường viễn thông quốc tế Đặc biệt, Huawei bị nước phương Tây Mỹ, Anh, Australia… cáo buộc mối đe dọa đến an ninh quốc nl w gia Chính phủ Mỹ ban hành lệnh cấm vận ngăn chặn toàn giao dịch d oa liên quan đến Huawei Mặc dù vấp phải vô số cáo buộc tới chưa có an lu chứng xác đáng liên quan tới rủi ro bảo mật Huawei công va bố Vì vậy, vấn đề bảo mật Huawei chưa xác định cách u nf xác chưa có thơng tin cách rõ ràng, có sở ll Vì vậy, tác giả luận văn đánh giá vấn đề bảo mật Huawei chưa phải m oi vấn đề quan trọng giai đoạn trước mắt z at nh Theo kế hoạch, tính đến cuối năm 2020 MobiFone đầu tư khoảng z 150eNodeB (450 cell LTE) triển khai địa bàn tỉnh Tuyên Quang gm @ Bảng 7: Quy hoạch số lượng eNode B LTE mạng MobiFone Mục Thêm 2019 Thêm Cuối năm 2020 2020 m co Stt l (Nguồn: Đề án quy hoạch mạng vô tuyến MobiFone 2014 – 2020) 15 60 Số lượng cell LTE 60 180 150 450 n va Số lượng eNode B LTE an Lu ac th 86 si Trong giao phase năm 2019 Sẽ lắp 15 trạm 4G trang bị lắp vào sở hạ tầng sẵn có, với thứ tự ưu tiên khu vực trung tâm thành phố Tuyên Quang, khu đông dân cư có lưu lượng 3G mức cao Bảng 8: Danh sách dự kiến trạm lắp đặt 4G pha tỉnh Tuyên Quang Sitename LATITUDE LONGITUDE Voice Data 3G (Erlang/day) GB/day 22.10578 105.18497 16.55 139.17 TQG_CHA_YEN_NGUYEN 22.068875 105.172971 14.11 196.58 TQG_SDG_SON_DUONG 21.705962 105.402134 9.13 59.76 TQG_TQG_AN_TUONG 21.783836 105.216766 26.37 104.18 TQG_TQG_BENH_VIEN_A 21.822708 105.198381 26.92 18.27 TQG_TQG_DAI_TRUYEN_HINH 21.82222 105.207677 45.21 44.59 TQG_TQG_HUNG_THANH 21.799043 105.205042 25.50 50.26 TQG_TQG_LONG_BINH_AN 21.727369 105.230045 15.48 59.25 TQG_TQG_LUONG_VUONG ie 21.762843 105.21878 16.99 112.66 TQG_TQG_MINH_XUAN 21.824394 105.217808 26.65 32.09 TQG_TQG_NM_Z113 21.700127 105.240484 38.29 51.03 oa 21.697988 105.226694 37.81 64.33 TQG_TQG_TUYEN_QUANG_PT 21.815236 105.215784 55.66 49.74 21.835863 105.171835 9.03 103.09 21.7747 105.1816 31.15 97.70 lu TQG_CHA_HOA_PHU an n va gh tn to p nl w TQG_TQG_TAN_BINH d an lu TQG_TQG_DH_TAN_TRAO va ll u nf TQG_YSN_HOANG_KHAI oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th 87 si lu an n va p ie gh tn to Hình 13: Sơ đồ phân bổ trạm lắp đặt 4G Pha tỉnh Tuyên Quang 3.8 Kết luận Chương 3: oa nl w Chương tác giả luận văn trình bày: Hiện trạng mạng thông tin di động tỉnh Tuyên Quang Phân tích chi tiết trạng CSHT nhà trạm, hạ tầng d an lu truyền dẫn, trạng sử dụng dịch vụ thuê bao từ đưa đánh giá va chung trạng hạ tầng mạng lưới tỉnh Tuyên Quang ll u nf Đưa định hướng triển khai mạng 4G/LTE tỉnh Tuyên Quang Từ oi m nêu trên, tác giả phân tích thách thức giải pháp triển khai z at nh hệ thống thông tin di động 4G/LTE tỉnh Tuyên Quang Bên cạnh đó, tác giả luận văn nêu giải pháp công nghệ thực tế nhà cung cấp: z Huawei Nokia – Siemens Đã phân tích so sánh giải pháp hai nhà @ gm cung cấp nêu dựa tiêu chí: Giá thành, khả vận hành khai thách, l khả cung ứng thiết bị nhà cung cấp, khả tương thích, dịch vụ hỗ m co trợ sau bán hàng khả an tồn, bảo mật thơng tin Từ đó, đưa lựa chọn giải pháp thiết bị để triển khai trạm thu phát sóng 4G/LTE cho mạng di động an Lu MobiFone tỉnh Tuyên Quang n va ac th 88 si KẾT LUẬN Mạng thông tin di động hệ thứ (4G LTE) hệ di động tiến thời điểm Một số ưu điểm tạo nên khác biệt công nghệ 4G LTE so sánh với công nghệ 3G UMTS 2G GSM bao gồm: Sử dụng đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA cho phép hạn chế tối đa nhiễu xuyên ký tự ISI, tăng tốc độ truyền liêu khách hàng lên tới 100Mbps đường xuống 50Mbps đường lên Đơn giản hóa phần mạng truy nhập vơ tuyến, tích hợp tính RNC/BSC hệ trước vào thiết bị eNB cho phép giảm thiểu thời gian trễ truyền thông tin qua mạng Loại bỏ miền chuyển mạch kênh mạng lõi, sử dụng chuyển mạch lu an gói IP dựa thiết bị định tuyến IP lực cao, phù hợp với tốc độ phát triển n va cao thông tin liệu so với thông tin thoại truyền thống Tài nguyên mạng tn to chia sẻ chung người dùng, tiết kiệm tài nguyên mạng giảm chi phí cho người vận hành p ie gh Áp dụng linh hoạt với băng tần phổ tần số khác từ 1.4 MHz đến 20 Mhz cho phép triển khai linh hoạt nhiều quốc gia vùng địa lý khác nl w Tại Việt Nam, Thông tin truyền thông cấp phép thử nghiệm LTE cho d oa năm công ty VNPT, Viettel, FPT, CMC telcom VTC Theo lộ trình vạch an lu từ năm 2015 Việt nam bắt đầu triển khai 4G LTE mạng di động va nước Tính đến thời điểm nhà mạng lớn có MobiFone triển u nf khai 4G LTE Vietnam cung cấp chất lượng dịch vụ ổn định cho khách hàng ll Qua thời gian nghiên cứu tương đối ngắn đề tài “Triển khai hệ thống m oi thông tin di động 4G/LTE cho mạng di động MobiFone tỉnh Tuyên Quang” có z at nh thể xem tài liệu tham khảo có giá trị ứng dụng cao, giúp kỹ sư, cán kỹ z thuật làm việc trực tiếp mạng thông tin động MobiFone tra cứu hiểu rõ gm @ mạng 4G LTE để áp dụng công việc l Đề xuất hướng nghiên cứu đề tài: Đề tài kết nghiên cứu m co tổng quan triển khai mạng 4G – LTE, q trình triển khai tiếp tục phát triển đề tài triển khai vào thực tế công việc, báo cáo tổng kết rút kinh an Lu nghiệm, hoàn thiện thành tài liệu hoàn chỉnh có tính thực tiễn cao cho cán n va kỹ thuật mạng lưới ac th 89 si Do thực thời gian ngắn, đề tài khơng thể tránh khỏi thiếu sót hạn chế phạm vi nghiên cứu, em mong nhận đóng góp thày cơ, bạn đồng nghiệp lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th 90 si TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Ngọc Minh (2009), Đề tài Nghiên cứu đề xuất phương án ứng dụng công nghệ LTE mạng MobiFone Mai Văn Bình (2014), Đề án quy hoạch mạng vơ tuyến MobiFone giai đoạn 2014:2020 Nguyễn Đăng Nguyên (2011), Đề tài nghiên cứu thủ tục giao diện sử dụng mạng LTE An introduction to LTE - LTE, LTE-advanced, SAE and 4G mobile communications, Christopher Cox – Wiley Publication http://www.3gpp.org http://www.ltemaps.org lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th 91 si PHỤ LỤC – SƠ ĐỒ KẾT NỐI, VÙNG PHỦ VÀ CHẤT LƯỢNG MẠNG 4G/LTE SAU KHI TRIỂN KHAI TẠI KHU VỰC TỈNH TUYÊN QUANG Tuyên Quang 1.1 Sơ đồ kết nối mạng: lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z gm @ (Nguồn: Trung tâm Mạng lưới MobiFone Miền Bắc) m co l an Lu n va ac th 92 si 1.2 KPI Download Upload Throughput sau triển khai 4G/LTE giai đoạn tỉnh Tuyên Quang lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th 93 si