BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP TẠI Viện khoa học kỹ thuật Bưu Điện

Hệ thống thông tin di động 3G UMTS ra đời đã đáp ứng một phần lớn nhu cầu của người sử dụng về tốc độ, các loại hình và chất lượng dịch vụ.. Một hệ thống thông tin di động được coi là 3G

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Phần A : Giới Thiệu Viện khoa học kỹ thuật Bưu Điện

I.Giới thiệu về Viện khoa học kỹ thuật Bưu Điện 4

II.Nội quy, an toàn lao động 5

2.1 NỘI QUY AN TOÀN LAO ĐỘNG 5

2.2 NỘI QUY PHÒNG MÁY 5

2.3 NHIỆM VỤ CỦA NGƯỜI TRỰC CA 6

Phần B : Tổng quan về Hệ thống thông tin di động 3G UMTS và Qui trình lắp đặt trạm BTS CHƯƠNG I : TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G UMTS 7

1.1 Lộ trình phát triển thông tin di động 7

1.2 Đặc điểm cơ bản của 3G UMTS 8

1.3 Dịch vụ CS và dịch vụ PS 9

1.4 Chuyển mạch ATM và IP 9

1.5 Kiến trúc 3G UMTS 9

1.5.1 Thiết bị người sử dụng 10

1.5.2 Mạng truy nhập vô tuyến UMTS (UTRAN) 11

1.5.3 Mạng lõi (CN) 11

1.5.4 Các mạng ngoài 12

1.5.5 Các giao diện 13

1.6 Kiến trúc 3G UMTS R4 13

1.7 Kiến trúc 3G UMTS R5 14

1.8 Kết Luận 16

CHƯƠNG II : QUÁ TRÌNH LẮP ĐẶT TRẠM BTS TRONG THỰC TẾ 17

2.1 Các thành phần của trạm BTS 17

2.2 Các yêu cầu an toàn trong lắp đặt trạm BTS 18

2.1.1 Hệ thống tiếp đất, chống sét 188

2.1.2 Hệ thống nguồn điện cung cấp 19

2.1.3 Nhà trạm 20

2.3 Quá trình lắp đặt Indoor (trong nhà) 20

2.3.1 Lắp đặt cabinet 21

2.3.2 Lắp đặt cầu cáp 22

2.3.3 Chuẩn bị ngõ đi cáp 25

2.3.4 Kết nối jumber, feeder 31

2.3.5 Lắp đặt và đấu nối tủ DDF 35

2.3.6 Lắp đặt và đấu nối tủ nguồn 36

2.4 Lắp đặt Outdoor (ngoài nhà) 38

2.4.1 Qui trình lắp đặt outdoor 38

2.4.2 Lắp đặt anten 38

2.4.3 Lắp đặt Feeder 39

2.4.4 Kiểm tra feeder, jumber, connector 41

2.4.5 Hoàn thành lắp đặt……….………….…… 44

KẾT LUẬN 46

THUẬT NGỮ ViẾT TẮT 47

DANH MỤC HÌNH VẼ 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 51

LỜI NÓI ĐẦU

Trong cuộc sống hàng ngày, thông tin liên lạc đóng một vai trò rất quan trọng và không thể thiếu được, đặc biệt là thông tin di động Nó quyết định nhiều mặt của đời sống xã hội, giúp con người mau chóng nắm bắt các thông tin có giá trị về văn hóa, kinh tế, xã hội, khoa học kĩ thuật, giáo dục…

Ngày nay, với nhu cầu ngày càng rất cao về thông tin nên đòi hỏi những nhà cung cấp dịch vụ phải có những phương tiện hiện đại để đáp ứng nhu cầu của khách hàng mọi lúc, mọi nơi Hệ thống viễn thông ngày nay không còn là điều xa lạ với người dân Việt Nam Hệ thống thông tin di động rất phổ biến ở mọi lúc, mọi nơi, không còn giới hạn cho những người có thu nhập cao trước kia mà trở thành dịch vụ ngày càng phổ cập với mọi đối tượng

Hệ thống thông tin di động 3G UMTS ra đời đã đáp ứng một phần lớn nhu cầu của người sử dụng về tốc độ, các loại hình và chất lượng dịch vụ

Trong hệ thống viễn thông, truyền dẫn đóng một vai trò hết sức quan trọng, có thể nói là nền móng cho cả hệ thống Việc xây dựng và lắp đặt trạm thu phát gốc BTS đóng vai trò cốt lõi cho việc truyền dẫn di động ngày nay Do vậy trong báo cáo thực tập tốt nghiệp em xin trình bày những nét cơ bản về Hệ thống thông tin di động 3G UMTS và Qui trình lắp đặt trạm thu phát gốc BTS

Với kiến thức và thời gian thực tập, nghiên cứu còn hạn chế nên trong bài Báo cáo khó tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự chỉ dẫn, giúp đỡ của thầy cô và các bạn

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo, đặc biệt là tới thầy giáo Trần Hoàng Diệu đã hướng dẫn em trong đợt thực tập vừa qua và giúp em hoàn thành bài báo cáo này

Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, Ngày…Tháng Năm 2013 Sinh Viên

Nguyễn Đình Đàn

Phần A : Giới thiệu về Viện khoa học kỹ thuật Bưu Điện

I Giới thiệu về Viện khoa học kỹ thuật Bưu Điện

Địa chỉ: 122 Hoàng Quốc Việt

Tel : 04-35746799

Fax : 04-37339432

Email : vkt@ptit.edu.vn

Viện trưởng : PGS.TS Lê Hữu Lập

Phó Viện trưởng : Ths.Mai Thúy Anh

Phó Viện trưởng : Ths.Hà Trần minh

Viện khoa học kĩ thuật Bưu Điện là đơn vị nghiên cứu khoa học, được thành lập ngày 8/4/1975 với tiền thân là Viện kỹ thuật và Quy hoạch Bưu điện Viện khoa học kĩ thuật Bưu Điện có bề dày kinh nghiệm trên 30 năm hoạt động trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học với vai trò là một đơn vị nghiên cứu hàng đầu về lĩnh vực kinh tế bưu chính, viễn thông và công nghệ thông tin Trong hơn 30 năm xây dựng và phát triển, Viện luôn hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ, được tặng nhiều bằng khen và cờ thi đua của Ngành Với đội ngũ nghiên cứu có nhiều kinh nghiệm, đủ năng lực chuyên môn, phẩm chất đạo đức, luôn năng động sáng tạo, cập nhật kịp thời kiến thức mới sẵn sàng phục

vụ đắc lực sự nghiệp phát triển của ngành và của xã hội trong thời kỳ hội nhập kinh tế quốc tế

Tên giao dịch tiếng Anh: Research Institute of Posts and Telecommunications (RIPT)

Chức năng và nhiệm vụ:

- Viện Khoa Học Kĩ thuật Bưu Điện có chức năng nghiên cứu, tham mưu, tư vấn

và tham gia đào tào về lĩnh vực khoa học kĩ thuật bưu chính, viễn thông phục

vụ nhu cầu phát triển của Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam và của xã hội, bao gồm:

- Nghiên cứu cơ bản, nghiên cứu đón đầu các công nghệ mới và nghiên cứu ứng dụng vào hệ thống viễn thông Việt Nam

- Nghiên cứu xây dựng dự báo phát triển, các dự án chiến lược và quy hoạch phát triển Tổng công ty

- Nghiên cứu, xây dựng các quy chế quản lý, các đề án tổ chức sản xuất, tổ chức lao động khoa học, xây dựng kế hoạch hóa và hạch toán kinh tế của Tổng công

ty

- Nghiên cứu các vấn đề thuộc lĩnh vực giá cước, thị trường dịch vụ Bưu chính, Viễn thông

- Nghiên cứu các hoạt động về công nghệ, hệ thống mới

- Tham gia các trương trình nghiên cứu của Nhà nước, các tổ chức Bưu chính, Viễn thông quốc tế về lĩnh vực khoa học kĩ thuật Bưu chính, Viễn thông

- Tổ chức biên soạn các tài liệu, nội san, sách về khoa học kĩ thuật có liên quan đến hoạt động của Viện, Học Viện, Tổng công ty

- Quan hệ hợp tác quốc tế trong nghiên cứu và đào tạo về khoa học Bưu chính, Viễn thông, công nghệ thông tin

II Nội quy, an toàn lao động

2.1 NỘI QUY AN TOÀN LAO ĐỘNG

1 Công nhân trước khi đi làm phải tự kiểm tra phương tiện đi lại và mọi phương tiện dụng cụ làm việc ( dây an toàn…) đẩm bảo chắc chắn mới tiến hành công việc

2 Khi tiến hành công việc nhất thiết phải sử dụng các phương tiện dụng cụ trang thiết bị an toàn, trang bị bảo vệ cá nhân đã được cấp phát để đảm bảo an toàn

3 Khi làm việc ở khu vực có điện đèn, điện truyền thanh phải sử dụng các trang thiết bị, dụng cụ an toàn như kìm cách điện, bút thử điện, giấy cách điện, thang, dây an toàn, phải có biện pháp an toàn cho từng công việc Ở những nơi có nguy hiểm phải báo cáo công ty xin cắt điện để làm việc, không được làm việc khi chưa có lệnh sản xuất, phải liên hệ với tổ điện, chi nhánh, sở điện yêu cầu cắt điện và phải kiểm tra lại nếu thấy chưa an toàn thì chưa được tiến hành công việc mà phải báo cáo ngay với người phụ trách để có biện pháp Cấm không được làm bừa, làm ẩu Khi làm việc nhất thiết phải có từ hai người trở lên ( phải có nhóm trưởng chỉ huy)

4 Làm việc trên cao phải có dây an toàn Đầy đủ dụng cụ làm việc và trang bị bảo vệ cá nhân đã được cấp phát, thang phải được đặt đúng tiêu chuẩn an toàn

có người giữ thang Dây an toàn phải được treo ở những nơi đảm bảo độ tin cậy và làm việc ở bất cứ độ cao nào Người làm việc trên cao phải được y tế chấp nhận

5 Khi vận chuyển mang vác nặng phải bố trí đủ người, đủ phương tiện dụng cụ

ở những nơi qu đường giao thông, nơi đông người qua lại phải có biển báo công tác, đèn báo hiệu hoặc người cảnh giới

6 Khi vận hành thiết bị phải thực hiện đúng quy trình, quy phạm đã ban hành

7 Tổ trưởng tổ sản xuất và an toàn viên phải thường xuyên đôn đốc nhắc nhở kiểm tra công nhân viên nghiêm chỉnh chấp hành các quy trình thao tác, sử dụng đầy đủ các trang thiết bị, dụng cụ phòng hộ lao động đã được cấp phát Kiểm tra trật tự nơi làm việc Kiểm điểm tình hình BHLĐ của tổ hàng tuần Thực hiện chấm AT – VSCN

8 Báo cáo kịp thời những hiện tượng thiếu an toàn trong sản xuất và VSCN cho lãnh đạo đơn vị để có biện pháp giải quyết, tránh để xảy ra tai nạn lao động

2.2 NỘI QUY PHÒNG MÁY

1 Trong phòng máy mọi nguyên tắc về an toàn lao động và phòng chống cháy

2 Nhân viên trực ca phải luôn ở bên vị trí trực ca của mình để kịp thời sử lý thông tin Không được ngủ hoặc làm việc riêng trong phòng máy

3 Khi vào phòng máy phải cởi bỏ giầy dép Giầy dép, guốc, nón, mũ và tư trang phải để đúng nơi quy định trong phòng trực ca

4 Không được đưa nước uống, đồ ăn vào trong phòng máy

5 Không được hút thuốc trong phòng máy

6 Người không có nhiệm vụ không được vào phòng máy, phòng trực, nhà ắc quy và nhà máy nổ Không leo trèo lên cột cao anten hoặc tự ý đấu nối các hệ thống cung cấp điện, tín hiệu

7 Khách đến thăm quan hoặc liên hệ công tác phải được kiểm tra đầy đủ giấy tờ trước khi cho vào khu vực kỹ thuật và phải tuân theo mọi sự hướng dẫn của cán bộ phụ trách ca hoặc phụ trách trạm

8 Khách riêng, người nhà cán bộ công nhân viên chức không được vào khu vực của đài, trạm Việc tiếp khách chỉ tiến hành ở khu vực sinh hoạt nhà ở của đài, trạm Trường hợp lưu lại qua đêm phải được trưởng đài, trạm đồng ý và làm thủ tục khai báo tạm trú

2.3 NHIỆM VỤ CỦA NGƯỜI TRỰC CA

1 Bàn giao ca, bàn giao tình hình tồn tại của ca trước ( nội dung bàn giao gồm: tình hình thông tin, tài sản, thiết bị trong trạm )

2 Giải quyết tồn tại của ca trước sau khi nhận ca

3 Thường xuyên giám sát tuyến, luồng, kênh liên lạc qua các hệ thống cảnh báo

4 Phối hợp với các trạm trên tuyến để cùng xử lý sự cố thông tin theo sự điều hành của trạm đầu cuối HNI Không dùng đường truyền nghiệp vụ để nói chuyện riêng, chỉ sử dụng kênh nghiệp vụ để phục vụ việc xử lý điều hành Thời gian sử dụng kênh nghiệp vụ phải ngắn nhất để tránh kênh nghiệp vụ bận liên tục, không có tác dụng phục vụ thông tin

5 Kiểm tra thiết bị kênh qua hệ thống giám sát và đo nhanh: ( mức thu, mức phát, các mức nguồn cung cấp ) Sửa chữa đường điện khi có sự cố

6 Phối hợp đo định kỳ theo lịch chung

7 Ghi chép sổ sách đầy đủ theo quy định và phải rõ ràng, rành mạch, nếu sửa chữa phải có chữ ký xác nhận, báo cáo đầy đủ tình hình thông tin theo quy định của hệ thống điều hành thông tin Bảo quản tốt hồ sơ, tài liệu được cung cấp

8 Sửa chữa dụng cụ trong phòng máy, hàn nối, thay thế cầu chì đối với những trường hợp khi cần thiết

9 Làm vệ sinh cho thiết bị, phòng máy, ắc quy, máy nổ, pin trời (nếu trang bị)

Phần B : Tổng quan về thông ti di động 3G UMTS

và Qui trình lắp đặt trạm BTS

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G UMTS

1.1 Lộ trình phát triển thông tin di động

Hệ thống thông tin di động được chia thành 3 thế hệ chính : thứ nhất (1G), thứ 2 (2G), thứ 3 (3G) đã và đang khai thác Thế hệ thứ tư (4G) đang trong quá trình thử nghiệm và đưa vào sử dụng

Các hệ thống 1G đảm bảo truyền dẫn tương tự dựa trên công nghệ ghép kênh phân chia theo tần số (FDM) với kết nối mạng lõi dựa trên công nghệ ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM)

Khác với 1G, các hệ thống 2G được thiết kế để triển khai quốc tế Thiết kế 2G mạnh hơn về tính tương thích, khả năng chuyển mạng phức tạp và sử dụng truyền dẫn thoại số hóa trên giao diện vô tuyến

Hệ thống 3G được phát triển từ các hệ thống 2G trước đó Một hệ thống thông tin

di động được coi là 3G nếu nó đáp ứng một số yêu cầu được liên minh viễn thông quốc tế (ITU) đề ra sau :

- Hoạt động ở một trong số các tần số được ấn định cho các dịch vụ 3G

- Phải cung cấp dãy các dịch vụ số liệu mới cho người sử dụng bao gồm cả

đa phương tiện

- Phải hỗ trợ truyền dẫn số liệu di động tại 144 kb/s cho người sử dụng di động tốc độ cao và truyền dẫn số liệu lên đến 2Mb/s cho người sử dụng

cố định hoặc di động tốc độ thấp

- Phải cung cấp các dịch vụ số liệu gói

- Phải đảm bảo tính độc lập của mạng lõi với giao diện vô tuyến

Hệ thống 4G được phát triển từ các hệ thống 3G trước đó và wimax đạt tốc độ truyền dẫn số liệu di động từ 100Mb/s đến 1Gb/s

1.2 Đặc điểm cơ bản của 3G UMTS

Hệ thống thông tin di động thứ 3 được xây dựng với mục đích cho ra đời một mạng di động toàn cầu với các dịch vụ phong phú, bao gồm : thoại, nhắn tin, internet

và dữ liệu băng rộng Tại Châu Âu hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 đã được tiêu chuẩn hóa bởi viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI) phù hợp với tiêu chuẩn IMT – 2000 của ITU Hệ thống có tên là “hệ thống viễn thông di động toàn cầu (UMTS)” UMTS được xem là hệ thống kế thừa của hệ thống thế hệ thứ 2 (GSM) nhằm đắp ứng các yêu cầu phát triển của các dịch vụ di động và ứng dụng Internet 3G UMTS được phát triển bởi đề án đối tác thế hệ thứ 3 (3GPP) Sử dụng dải tần quốc tế 2Ghz cho đường lên là :1885 – 2025 Mhz ; đường xuống là : 2110 – 2200 Mhz

Hệ thống 3G UMTS sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng (WCDMA) WCDMA là công nghệ được sử dụng cho phần giao diện vô tuyến của hệ thống 3G UMTS

WCDMA sử dụng trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS) Các bít thông tin được trải

ra trong một băng tần rộng bằng cách nhân dữ liệu cần truyền với các bít giả ngẫu nhiên (gọi là Chip) Các bít này xuất phát từ các mã trải phổ CDMA Để hỗ trợ tốc độ bít cao (2 Mb/s) cần sử dụng các kết nối đa mã và hệ số trải phổ khác nhau

WCDMA có tốc độ chíp là 3,84 Mb/s dẫn đến băng thông xấp xỉ 5 Mb/s nên được gọi là hệ thống băng rộng Với băng thông này WCDMA có thể hỗ trợ các tốc độ

dữ liệu cao của người dùng và đem lại những lợi ích xác định Các nhà vận hành mạng

có thể sử dụng nhiều sóng mang 5 Mhz để tăng thêm dung lượng, cũng có thể sử dụng các lớp tế bào phân cấp Khoảng cách giữa các sóng mang thực tế có thể được chọn trong khoảng từ 4,4 Mhz đến 5 Mhz, tùy thuộc vào nhiễu giữa các sóng mang

WCDMA hỗ trợ tốt các tốc độ dữ liệu người dùng khác nhau Mỗi người sử dụng được cấp các khung có độ rộng 10ms, trong khi tốc độ người sử dụng được giữ không đổi Tuy nhiên dung lượng người sử dụng có thể thay đổi giữa các khung Việc cấp phát nhanh dung lượng vô tuyến thông thường sẽ được điều khiển bởi mạng để đạt được thông lượng tối ưu cho các dịch vụ số liệu gói

WCDMA hỗ trợ hai mô hình hoạt động cơ bản Chế độ phân công phân chia theo tần số (FDD) và song công phân chia theo thời gian (TDD) Trong chế độ FDD đường lên và đường xuống sử dụng các sóng mang 5 Mhz có tần số khác nhau Còn chế độ TDD các đường lên và đường xuống sử dụng cùng tần số nhưng ở các khoảng thời gian khác nhau

WCDMA hỗ trợ hoạt động của các trạm gốc Điều này khác với hệ thống đồng

bộ IS-95, nên không cần chuẩn thời gian toàn cầu như ở hệ thống định vị toàn cầu GPS Việc triển khai các trạm gốc micro và trạm gốc indoor sẽ dễ dàng hơn khi nhận tín hiệu mà không cần GPS

WCDMA áp dụng kỹ thuật tách sóng kết hợp trên cả đường lên và đường xuống dựa trên việc sử dụng kênh hoa tiêu

Giao diện vô tuyến WCDMA được xây dựng có khả năng tách sóng của nhiều người dùng và các anten thích ứng thông minh, giao diện vô tuyến có thể được triển khai bởi các nhà điều khiển mạng như một hệ thống được chọn lựa để tăng dung lượng

và vùng phủ sóng

1.3 Dịch vụ CS và dịch vụ PS

Dịch vụ chuyển mạch kênh (CS service): Là dịch vụ trong đó mỗi đầu cuối được cấp phát một kênh riêng và nó toàn quyền sử dụng tài nguyên của kênh này trong thời gian cuộc gọi, tuy nhiên phải trả tiền cho toàn bộ thời gian này dù có truyền tin hay không

Dịch vụ chuyển mạch gói (PS service): Là dịch vụ trong đó nhiều đầu cuối cùng chia sẻ một kênh và mỗi đầu cuối chỉ chiếm dụng tài nguyên của kênh này khi có thông tin cần truyền và nó chỉ phải trả tiền theo lượng tin được truyền trên kênh

1.4 Chuyển mạch ATM và IP

ATM (Asyncronous Transfer Mode: Chế độ truyền dẫn dị bộ) : Là công nghệ

thực hiện phân chia thông tin cần phát thành các tế bào 53byte để truyền dẫn và chuyển mạch Một tế bào ATM gồm 5byte tiêu đề (có chứa thông tin định tuyến) và 48byte tải tin (chứa số liệu của người sử dụng)

Chuyển mạch hay Router IP (Internet Protocol): Cũng là một công nghệ thực

hiện phân chia thông tin phát thành các gói được gọi là tải tin (Payload) Sau đó mỗi gói được gán một tiêu đề chứa các thông tin địa chỉ cần thiết cho chuyển mạch Trong thông tin di động đo vị trí của đầu cuối di động thay đổi nên cần phải có thêm tiêu đề

bổ xung để định tuyến theo vị trí hiện thời của máy di động Quá trình định tuyến này được gọi là đường truyền hầm (Tulnel) Có hai cơ chế để thực hiện điều này : MIP (Mobile IP : IP di động) và GTP (GPRS Tulnel Protocol : giao thức đường hầm GPRS)

1.5 Kiến trúc 3G UMTS

UMTS R3 hỗ trợ cả kết nối chuyển mạch kênh lẫn chuyển mạch gói: đến 384Mbit/s trong miền CS và 2Mbit/s trong miền PS Các kết nối tốc độ cao này đảm bảo cung cấp một tập các dịch vụ mới cho người sử dụng di động giống như trong các mạng điện thoại cố định và Internet Các dịch vụ này gồm: điện thoại có hình (truyền hình hội nghị), âm thanh chất lượng cao và tốc độ truyền cao tại đầu cuối Một tính năng khác cũng được đưa ra cùng với GPRS là “luôn luôn kết nối” đến Internet UMTS cũng cung cấp thông tin vị trí tốt hơn và vì thế hỗ trợ tốt hơn các dịch vụ dựa trên vị trí

Một mạng UMTS bao gồm ba phần: thiết bị người sử dụng (UE: User Equipment), mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS (UTRAN), mạng lõi (CN: Core Network)

UE bao gồm 3 thiết bị: thiết bị đầu cuối (TE), thiết bị di động (MT) và modun nhận dạng thuê bao UMTS (USIM: UMTS Subcriber Identity Module) UTRAN gồm các

hệ thống mạng vô tuyến (RNS: Radio Network System) và mỗi RNS bao gồm bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC: Radio Network Conller) và các BTS nối với nó Mạng lõi

CN bao gồm miền chuyển mạch kênh (CS), chuyển mạch gói (PS) và HE (Home Enviroment: Môi trường nhà) HE bao gồm AuC, HLR và EIR

Nó đảm nhiệm toàn bộ kết nối vật lý với mạng UMTS Giao diện thứ hai là giao diện

Cu giữa UMTS IC card (UICC) và đầu cuối Giao diện này tuân theo tiêu chuẩn cho các card thông minh

Mặc dù các nhà sản xuất đầu cuối có rất nhiều ý tưởng về thiết bị, họ phải tuân theo một tập tối thiểu các định nghĩa tiêu chuẩn để những người sử dụng bằng các đầu cuối khác có thể truy nhập đến một số các chức năng cơ sở theo cùng một cách

1.5.2 Mạng truy nhập vô tuyến UMTS (UTRAN)

UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network : mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS) liên kết giữa người sử dụng và CN Nó gồm các phần tử đảm bảo các cuộc truyền thông UMTS trên vô tuyến và điều khiển chúng

Một nhiệm vụ quan trọng nữa của RNC là bảo vệ sự bí mật toàn vẹn Sau thủ tục xác thực và thỏa thuận khóa, các khóa bảo mật và toàn vẹn được đặt vào RNC Sau đó các khóa này được sử dụng bởi các hàm an ninh f8 và f9

Nút B

Trong UMTS trạm gốc được gọi là nút B và nhiệm vụ của nó là thực hiện kết nối

vô tuyến vật lý giữa đầu cuối với nó Nó nhận tín hiệu bên giao diện Iub từ RNC và chuyển nó vào tín hiệu vô tuyến trên giao diện Uu

cả kết nối PS của tất cả các thuê bao Nó lưu hai kiểu dữ liệu thuê bao : thông tin đăng

ký thuê bao và thông tin vị trí thuê bao

GGSN

GGSN là một SGSN kết nối với các mạng dữ liệu khác Tất cả các cuộc truyền thông dữ liệu từ thuê bao đến các mạng ngoài đều qua GGSN Cũng như SGSN, nó lưu cả hai kiểu dữ liệu : thông tin thuê bao và thông tin vị trí

BG

BG là một cổng giữa miền PS của PLMN với các mạng khác Chức năng của nút này giống như tường lửa Internet: để đảm bảo mạng an ninh chống lại các tấn công bên ngoài

VLR

VLR là bản sao của HLR cho mạng phục vụ (SN: Serving Network) Dữ liệu thuê bao cần thiết để cung cấp các dịch vụ thuê bao được sao chép từ HLR và lưu ở đây Cả MSC và SGSN đều có VLR nối với chúng

MSC

MSC thực hiện các kết nối CS giữa đầu cuối và mạng Nó thực hiện các chức năng báo hiệu và chuyển mạch cho các thuê bao trong vùng quản lý của mình Chức năng của MSC trong UMTS giống chức năng MSC trong GSM, nhưng nó có nhiều khả năng hơn Các kết nối CS được thực hiện trên giao diện CS giữa UTRAN và MSC Các MSC được nối đến các mạng ngoài qua GMSC

Môi trường nhà

Môi trường nhà (HE: Home Environment) lưu các lý lịch thuê bao của hãng khai thác Nó cũng cung cấp cho các mạng phục vụ (SN) các thông tin về thuê bao và về cước cần thiết để xác thực người sử dụng và tính cước cho các dịch vụ cug cấp Trong phần này ta sẽ liệt kê các dịch vụ cung cấp và các dịch vụ bị cấm

HLR

HLR là một cơ sở dữ liệu có nhiệm vụ quản lý thuê bao di động Một mạng di động có thể chứa nhiều HLR tùy thuộc vào số lượng thuê bao, dung lượng của từng HLR và tổ chức bên trong mạng

AuC

AuC lưu giữ toàn bộ dữ liệu cần thiết để xác thựuc, mật mã hóa và bảo vệ sự toàn vẹn thông tin cho người sử dụng Nó liên kết với HLR và được thực hiện cùng với HLR trong cùng một nút vật lý Tuy nhiên cần đảm bảo rằng AuC chỉ cung cấp thông tin về các vecto xác thực (AV) cho HLR

EIR

EIR chịu trách nhiệm lưu các số nhận dạng thiết bị di động quốc tế IMEI Đây là

số nhận dạng duy nhất cho thiết bị đầu cuối Cơ sở dự liệu này được chia thành ba danh mục: danh mục trắng, xám, đen Danh mục trắng chứa các số IMEI được phép truy nhập mạng Danh mục xám chưa IMEI của các đầu cuối đang bị theo dõi, còn danh mục đen chứa các số IMEI của các đầu cuối bị cấm truy nhập mạng Khi một đầu cuối được thông báo là bị mất cắp, IMEI của nó sẽ bị đặt vào danh mục đen vì thế nó

bị cấm truy nhập mạng Danh mục này cũng có thể được sử dụng để cấm các seri máy đặc biệt không được truy cập mạng khi chúng không hoạt động theo tiêu chuẩn

1.5.4 Các mạng ngoài

Các mạng ngoài không phải là bộ phận của hệ thống UMTS nhưng chúng cần thiết

để đảm bảo truyền thông giữa các nhà khai thác Các mạng ngoài có thể là các mạng điện thoại như: PLMN, PSTN, ISDN hay các mạng dữ liệu như Internet Miền PS kết nối đến các mạng dữ liệu còn miền CS nối đến các mạng điện thoại

1.5.5 Các giao diện

Vai trò của các nút khác nhau của mạng chỉ được định nghĩa thông qua các giao diện khác nhau Các giao diện này được định nghĩa chặt chẽ để các nhà sản xuất có thể kết nối các phần cứng khác nhau của họ

Báo hiệu điều khiển các cuộc gọi chuyển mạch kênh được thực hiện giữa các RNC

và MSC Server Còn đường truyền cho các cuộc gọi chuyển mạch kênh được thực hiện giữa các RNC và MGW Thông thường MGW nhận các cuộc gọi từ RNC và định tuyến các cuộc gọi này đến nơi nhận, trên các đường trục gói Trong nhiều trường hợp đường trục gói sử dụng giao thức truyền tải thời gian thực (RTP) trên giao thức IP Trên Hình… ta thấy lưu lượng số liệu gói từ RNC đi qua SGSN và tới GGSN trên mạng đường trục IP Như vậy cả số liệu và tiếng đều có thể sử dụng truyền tải IP bên trong mạng lõi Đây là mạng truyền tải hoàn toàn IP

Hình 1.3 Kiến trúc 3G UMTS R4

Tại nơi mà một cuộc gọi truyền đến một mạng khác (PSTN) sẽ có một cổng các phương tiện MGW được điều khiển bởi MSC Server cổng (GMSC Server) MGW này

sẽ chuyển tiếng thoại được đóng gói thành PCM tiêu chuẩn để đưa đến PSTN Vì thế chuyển đổi mã chỉ cần thực hiện ở điểm này Ta giả thiết rằng nếu tiếng thoại ở giao diện vô tuyến được truyền với tốc độ 12,2Kb/s thì tốc độ này phải chuyển thành 64Kb/s ở MGW giao diện với PSTN Truyền tải kiểu này cho phép tiết kiệm đáng kể

độ rộng băng tần, đặc biệt là khi MGW đặt cách xa nhau

Trong nhiều trường hợp MSC Server hỗ trợ các chức năng của GMSC Server Ngoài ra, MGW còn có khả năng giao diện với RAN và PSTN Khi đó cuộc gọi đến hoặc từ PSTN có thể chuyển thành nội hạt Nhờ vậy có thể tiết kiệm đáng kể đầu tư

Ví dụ ta xét trường hợp khi một RNC được đặt tại thành phố A thực hiện cuộc gọi nội hạt Nếu không có cấu trúc phân bổ, cuộc gọi cần chuyển từ thành phố A đến thành phố B (nơi có MSC) để đấu nối với thuê bao PSTN tại chính thành phố A Với cấu trúc phân bố, cuộc gọi có thể điều khiển tại MSC Server ở thành phố B nhưng đường truyền các phương tiện thực tế có thể vẫn ở thành phố A, nhờ vậy giảm đáng kể yêu cầu truyền dẫn và giá thành khai thác mạng

HLR tại đây có thể được gọi là Server thuê bao tại nhà (HSS) HSS và HLR có chức năng tương đương nhau, ngoại trừ giao diện với HSS là giao diện trên cơ sở truyền tải gói Trong khi sử dụng giao diện SS7 dựa trên cơ sở báo hiệu số 7 Ngoài ra còn có các giao diện giữa SGSN với HLR/HSS và giữa GGSN với HLR/HSS

Rất nhiều giao diện được sử dụng bên trong mạng lõi là các giao thức trên cơ sở gói sử dụng IP hoặc ATM Tuy nhiên, mạng phải giao diện với các mạng truyền thống qua việc sử dụng các cổng phương tiện MGW Ngoài ra mạng cũng phải giao diện với các mạng SS7 tiêu chuẩn Giao diện này được thực hiện thông qua SS7GW Đây là cổng mà ở một phía nó hỗ trợ truyền tải bản tin SS7 trên đường truyền tải SS7 tiêu chuẩn, ở phía kia nó truyền tải các bản tin ứng dụng SS7 trên mạng gói (IP) Các thực thể như MSC Server , GMSC Server và HSS liên lạc với cổng SS7 (SS7GW) bằng cách sử dụng các giao thức truyền tải được thiết kế đặc biệt mang các bản tin SS7 ở mạng IP Bộ giao thức này được gọi là Sigtran

1.7 Kiến trúc 3G UMTS R5

Bước phát triển tiếp theo của 3G UMTS là đưa ra kiến trúc mạng đa phương tiện

IP (Hình…) trong R5 Bước phát triển này thể hiện sự thay đổi toàn bộ mô hình cuộc gọi Ở đây cả thoại và số liệu đều được sử lý giống nhau trên toàn bộ đường truyền từ đầu cuối của của người sử dụng đến nơi nhận cuối cùng Có thể nói kiến trúc này là sự hội tụ toàn diện cả tiếng và số liệu

Từ hình vẽ ta thấy thoại và số liệu không cần các giao diện cách biệt chỉ có một giao diện Iu duy nhất mang tất cả các phương tiện Trong mạng lõi giao diện này kết cuối tại SGSN và không có MGW riêng

Hình 1.4 Kiến trúc 3G UMTS R5

Ta thấy có một số phần tử mạng mới như : chức năng điều khiển trạng thái kết nối (CSCF), chức năng tài nguyên đa phương tiện (MRF), chức năng cổng các phương tiện (MGCF), cổng báo hiệu truyền tải (TSGW), cổng báo hiệu chuyển mạng (RSGW)

Một nét quan trọng của kiến trúc toàn vẹn IP là thiết bị người sử dụng được tăng cường rất nhiều, nhiều phần mềm được cài đặt ở UE Trong thực tế, UE hỗ trợ giao thức khởi tạo phiên (SIP) UE trở thành một tác nhân người sử dụng SIP Như vậy UE

có khả năng điều khiển các dịch vụ lớn hơn trước rất nhiều

Chức năng điều khiển trạng thái kết nối (CSCF) quản lý việc thiết lập duy trì và giải phóng các phiên đa phương tiện đến và đi từ người sử dụng Nó bao gồm các chức năng như phiên dịch và định tuyến CSCF hoạt động như một Server đại diện

SGSN và GGSN là phiên bản tăng cường của các nút được sử dụng ở GPRS và 3G UMTS R3 và R4 Điểm khác nhau duy nhất là ở chỗ các nút này không chỉ hỗ trợ dịch

vụ số liệu gói mà cả dịch vụ chuyển mạch kênh (như thoại) Vì thế cần hỗ trợ các khả năng chất lượng dịch vụ (QoS) hoặc bên trong SGSN và GGSN, hoặc ít nhất là ở các Router kết nối trực tiếp tới chúng

Chức năng tài nguyên đa phương tiện (MRF) là chức năng lập cầu hội nghị, được

sử dụng để hỗ trợ các tính năng như tổ chức cuộc gọi nhiều phía và dịch vụ hội nghị Cổng báo hiệu truyền tải (TSGW) là một cổng báo hiệu SS7, để đảm bảo tương tác SS7 với các mạng tiêu chuẩn ngoài như PSTN TSGW hỗ trợ các giao thức Sigtran

Cổng báo hiệu chuyển mạng (RSGW) là một nút đảm bảo tương tác báo hiệu với các mạng di động hiện có sử dụng SS7 tiêu chuẩn Trong nhiều trường hợp TSGW và RSGW cùng tồn tại trên một nền tảng

MGW thực hiện tương tác với các mạng ngoài ở mức đường truyền đa phương tiện MGW ở kiến trúc R5 có chức năng như ở R4, MGW được điều khiển bởi chức

năng điều khiển cổng các phương tiện (MGCF) Giao thức điều khiển giữa các thực thể là H.248

MGCF liên lạc với CSCF thông qua giao diện SIP

Cấu trúc toàn IP ở R5 là tăng cường của kiến trúc R3 và R4 Nó đưa thêm vào một vùng mới trong mạng, đó là vùng đa phương tiện IP (IMS) Vùng mới này cho phép mang cả thoại và số liệu trên IP, trên toàn tuyến nối đến máy cầm tay Vùng này sử dụng miền chuyển mạch gói PS cho mục đích truyền tải sử dụng SGSN, GGSN, Gn,

Gi là các nút và giao diện thuộc vùng PS

1.8 Kết Luận

Trong chương này chúng ta đã tìm hiểu một những điều cơ bản nhất về lịch sử phát triển của các hệ thống thông tin di động trên thế giới Đặc biệt chúng ta đi tìm hiểu những nét cơ bản của hệ thống thông tin di động 3G UMTS (R3, R4 và R5), qua

đó giúp chúng ta có cái nhìn tổng quan về hệ thống thông tin di động 3G Từ đó làm

cơ sở để chúng ta đi vào một phần nhỏ của hệ thống thống tin di động trong thực tiễn

CHƯƠNG II : QUÁ TRÌNH LẮP ĐẶT TRẠM BTS TRONG THỰC TẾ

2.2 Các yêu cầu an toàn trong lắp đặt trạm BTS

2.1.1 Hệ thống tiếp đất, chống sét

Ngoài phòng thiết bị

Đối với trạm dùng cột tự đứng hoặc cột dây níu:

- Dây thoát sét từ kim thu sét phải được nối trực tiếp thẳng xuống bãi đất, phải kiểm tra thật kỹ tiếp xúc giữa kim thu sét và dây thoát sét Đảm bảo rằng dây thoát sét không bị đi ngược lên và phải được cố định vào thân cột (mỗi 2m một lần) Ngoài ra, còn phải đảm bảo tách biệt dây thoát sét với phiđơ, cáp RF (nên bố trí đi dây thoát sét đối diện với thang cáp đi phiđơ, cáp RF)

- Để đảm bảo an toàn cho hệ thống, phiđơ phải được tiếp đất ít nhất 3 điểm

• Điểm thứ nhất : tại vị trí cách điểm nối giữa dây nhảy và phiđơ trên cột khoảng 0,3m đến 0,6m

• Điểm thứ hai : tại vị trí trước khi phiđơ uốn cong ở chân cột cách chỗ uốn cong khoảng 0,3m

• Điểm thứ ba : tại vị trí trước lỗ cáp nhập trạm, nếu lỗ cáp nhập trạm và bảng đất ngoài phòng thiết bị gần nhau thì không cần phải dùng thanh đất mà nối trực tiếp đây tiếp đất cho phiđơ vào bảng đất này

(Lưu ý: Lắp vị trí thanh đất và điểm làm đất cho phiđơ thật linh động sao cho dây tiếp đất cho phiđơ phải đi thẳng xuống, hạn chế tối đa bị uốn cong

- Cả ba thanh đồng tiếp đất, chống sét cho phiđơ nêu trên phải nối vào bảng đồng tiếp đất trước lỗ cáp nhập trạm và được nối xuống cọc đất

(Lưu ý: Phải làm thêm tiếp đất cho vỏ phiđơ khi chiều dài phiđơ lớn hơn 20m)

Đối với trạm dùng loại cột cóc (pole):

- Dây thoát sét của từng cột phải đi thẳng và nối với nhau tại một điểm dưới sàn sân thượng rồi nối thẳng trực tiếp xuống bãi đất, sao cho khi có sét đánh ở bất

kỳ cột nào thì sét cũng được thoát xuống đất nhanh nhất

- Phi đơ phải được làm tiếp đất tại ít nhất 2 điểm:

• Điểm thứ nhất : tại vị trí cách điểm nối giữa dây nhảy và phiđơ khoảng

Hình 2.2 Hệ thống chống sét và tiếp đất cho trạm BTS

2.1.2 Hệ thống nguồn điện cung cấp

Hệ thống nguồn AC:

- Phải kiểm tra thật kỹ về nguyên tắc đấu nối, thứ tự pha, màu dây theo quy định,

kích cỡ dây theo thiết kế:

• Tiết diện dây nguồn từ automat điện lực vào automat tổng : 2x16݉݉ଶ

• Tiết diện dây nguồn từ

• Tiết diện dây nguồn dùng cho máy điều hòa và điện sinh họat (đèn neon,

Trước ổn áp : Điện áp 220V ± 20% (VAC), Tần số 50± 5% (Hz)

Sau ổn áp : Điện áp 220V ± 5% (VAC), Tần số 50 ± 5% (Hz)

• Hệ thống nguồn không dùng ổn áp, tủ MP75 (tủ có ổn áp dải rộng)

- Cực âm (-) của mỗi tổ ắc qui nối vào cầu chì

- Cực dương (+) nối trực tiếp vào thanh đồng trong tủ nguồn

- Điện áp ra tủ nguồn DC : (48 - 56V), bình thường là 54 V

- Kiểm tra điện áp của các bộ ăc qui : 48 – 55V, bình thường là 54V khi không có tải, 48V khi có tải

- Kiểm tra điện áp giữa cực dương (0V) với dây đất (PE) ≈ 0V

- Tiết diện dây từ tủ nguồn DC cung cấp cho tủ BTS > 16݉݉ଶ

2.1.3 Nhà trạm

- Phòng máy phải được trang bị khóa chắc chắn để đảm bảo an toàn về thiết bị

- Phải đảm bảo phòng máy được bịt kín

- Lỗ cáp nhập trạm phải được bịt kín bằng keo silicon đảm bảo không bị nước thấm vào

- Hệ thống điều hòa phải hoạt động tốt trước khi bật thiết bị chạy

2.3 Quá trình lắp đặt Indoor (trong nhà)

• Kết nối vào hệ thống Antena

• Lắp tiếp đất cho tủ RBS, DF, Anten, tủ nguồn

• Hoàn tất kiểm tra và dọn rác

2.3.1 Lắp đặt cabinet

Hình 2.3 Lắp đặt chân đế cabinet

Hình 2.4 Cố định và cân chỉnh cabinet

Cabinet đã được cố định

Hình 2.5 Cabinet đã được cố định và lắp đặt

2.3.2 Lắp đặt cầu cáp

Cầu cáp được lắp đặt trên trần nhà hay dưới sàn

Hình 2.6 Chân cầu cáp được gắn trên trần hoặc dưới sàn

Hình ảnh chân cầu cáp được lắp đặt trên tường

Hình 2.7 Chân cầu cáp được gắn lên tường

Cầu cáp được lắp đặt trên tường

Hình 2.8 Cầu cáp được lắp đặt trên tường

Lắp đặt máng phân cáp lên cầu cáp

Hình 2.9 Lắp đặt phân máng cáp lên cầu cáp

Cầu cáp và phân máng cáp đã được lắp đặt hoàn thiện

Hình 2.10 Cầu cáp được lắp đặt hoàn thiện và đi cáp

2.3.3 Chuẩn bị ngõ đi cáp

Hình 2.11 Chuẩn bị ngõ đi cáp từ cabinet lên cầu cáp

Cáp được đi từ cabinet lên cầu cáp