Đề tài: Công Nghệ Mạng Điện Thoại

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN Môn: Kĩ Thuật Truyền Dẫn Đề tài: Công Nghệ Mạng Điện Thoại Giáo viên hướng dẫn: Th.s Hoàng QuangTrung Nhóm thực gồm: Nguyễn Thị Ngọc Hân Đào Thị Hiệu Lê Thi Quỳnh Anh Nguyễn Thị Huyền 5.Đoàn Thị Hằng Thái Nguyên, tháng 11 năm 2010 Lớp thảo luận Page Mục lục Lời mở đầu …………………………………………………….….……trang Phần I: Mạng điện thoại có dây………………………… ……….…….trang 1.Lịch sử hình thành phát triền …… …… trang 2.Bộ điều khiển PSTN…………………………………… …….…trang 3.Quy chế PSTN……………………………………………… trang Phần II : Công nghệ mạng điện thoại di động…………………….…….trang I- Tổng quan GSM……………………………………… …… … trang 1.Tổng quan…………………………………….………….….…….trang 1.1 Cấu trúc địa lý mạng………………………….… … trang 1.2- Hệ thống chuyển mạch……………………………….….…trang 10 1.3 Hệ thống trạm gốc BSS……………………………….… trang 14 1.4 Trạm di động MS………………………………………… trang 15 1.5 Hệ thống vận hành khai thác bảo dưỡng OSS……… trang 17 Sử dụng tần số GSM ………………………… ……… trang 19 II- Công nghệ CDMA………………………………… …………… trang 23 1.Tổng quan……………………………………………………… trang 23 2.Thủ tục thu/phát tín hiệu……………………………………… trang 24 3.Các đặc tính CDMA…………………………………………trang 24 4-Bước tiến công nghệ CDMA băng rộng………………………trang 29 5.Các công nghệ giao diện vô tuyến cho 3G……………………….trang 30 6-Cấu trúc WCDMA…………………………………………… trang 30 7.CDMA 2000………………………………………………………trang 33 III- Ứng dụng GSM CDMA vào thông tin di động………………trang 35 1.Thế hệ điện thoại thứ 1(1G)……………………………………trang 35 Thế hệ điện thoại thứ 2(2G)……………………………………trang 35 3.2,5G…………………………………………………………… trang 36 Thế hệ thứ 3(3G)……………………………………………….trang 37 3,5G…………………………………………………………….trang 38 hệ thứ 4…………………………………………………… trang 39 Lớp thảo luận Page LỜI NÓI ĐẦU Một phát minh vĩ đại người thời gian khoảng thập niên 80 việc người phát minh điện thoại điện thoại di động Điện thoại đem lại lợi ích vô lớn cho người, lĩnh vực thông tin liên lạc, giúp người xích lại gần không phân biệt khoảng cách xa gần, xóa bỏ khoảng cách không gian địa lý người trực tiếp nói chuyện với điều góp phần to lớn việc trao đổi buôn bán giao lưu kinh tế tham gia cách tích cực vào sống người kể từ điện thoai đời trở thành thiết bị mang tính chuyên biệt trở thành vật dụng thiết yếu người sống sinh hoạt Qua II thập kỷ gần với phát triển không ngừng khoa học công nghệ nói chung công nghệ di động nói riêng có bước tiến đáng kể đáp ứng nhiều dịnh vụ mà người cần thiết Ví dụ: từ dịch từ đơn nghe gọi, nhắn tin,cho đến dịch vụ cao GPRS, VIDEO CALL, MOBI INTERNET v.v Với dịch vụ ngày phong phú cộng với giá cước ngày trở nên bình dân ngày số lượng thuê bao di động ngày tăng nhanh ,Vào khoảng năm 2000 châu âu có 220 triệu thuê bao di động toàn cầu có 580 triệu thuê bao, Anh người lại có thuê bao di động , rong phần Lan số người sử dụng di động vươt số lượng thuê bao cố định Ở việt Nam tính đến ngày 31/1/2010 số lượng thuê bao di động gấp lần thuê bao cố định, với nhà cung cấp dịch vụ di động.Điều cho thấy nghành di động phát triển với tốc độ chóng mặt Sự phát triển điện thoại di động trải qua hệ 1G, 2G, 3G 4G với nhiếu dịch vụ đa dạng GPRS,lướt wet,xem tivi qua di động … với tốc độ truy suất liệu cao.hiện nhà khoa học trình nghiên cưu hệ di động thứ tư 4G cho tốc độ liệu cực cao 2MB/s có khả lên đến 155MB/s số môi trường định Ở nước ta với hòa nhập công nghệ di động công nghệ 3G sử dụng rộng rãi kể từ năm 2009 với nhà cung cấp dịch vụ 3G viettell, mobiphone, vinaphone Đáp ứng nhu cầu ngày cao người tiêu dùng Lớp thảo luận Page Chính quan trọng công nghệ di động sống đam mê nghành công nghệ mẻ giúp chúng em thực báo cáo với chủ đề “ Công nghệ mạng điện thoại” Nội dung nghiên cứu đề tài chúng em gồm : Phần I: Mạng điện thoại có dây ( thuê bao cố định): PSTN (Public switched telephone network) Phần II: Công nghệ mạng điện thoại di động - Công nghệ GSM - Công nghệ CDMA Lớp thảo luận Page Phần I : Mạng điện thoại có dây ( thuê bao cố định) PSTN (Public switched telephone network) 1.Lịch sử hình thành phát triển: Các điện thoại mạng sử dụng tư nhân, nối với theo cặp Người dùng muốn nói chuyện với người khác làm nhiều điện thoại cần thiết cho mục đích Một người sử dụng muốn nói chuyện với người khác họ huýt sáo vào máy phát bên nghe thấy Chẳng bao lâu, chuông bổ sung cho tín hiệu, điện thoại lợi dụng nguyên tắc trao đổi sử dụng mạng điện báo Mỗi điện thoại nối với tổng đài điện thoại nội hạt, trao đổi chuyển với nhánh Mạng kết nối với cách có thứ bậc họ kéo dài thành phố, quốc gia, châu lục đại dương Đây khởi đầu PSTN, thời hạn biết nhiều thập kỷ Tự động hóa giới thiệu xung quay số điện thoại trao đổi, sau trao đổi, địa phức tạp bao gồm tín hiệu tần số, mà đỉnh cao mạng SS7 giao lưu kết nối nhiều vào cuối kỷ 20 Sự tăng trưởng mạng PSTN có nghĩa kỹ thuật lưu thông cần thiết triển khai để cung cấp chất lượng dịch vụ (QoS) đảm bảo cho người sử dụng Công việc A.K Erlang thành lập sở toán học phương pháp cần thiết để xác định yêu cầu lực cấu hình thiết bị số lượng nhân viên cần thiết để cung cấp mức độ cụ thể dịch vụ Trong năm 1970 ngành công nghiệp viễn thông bắt đầu thực mạng chuyển mạch gói dịch vụ liệu sử dụng giao thức X.25 vận chuyển qua nhiều thiết bị đầu cuối, thiết bị sử dụng mạng PSTN Trong năm 1980 ngành công nghiệp bắt đầu lập kế hoạch cho dịch vụ kỹ thuật số giả định họ thực theo nhiều mô hình tương tự dịch Lớp thảo luận Page vụ thoại, hình thành tầm nhìn thiết bị đầu cuối chuyển mạch dịch vụ, gọi băng thông rộng tích hợp dịch vụ mạng kỹ thuật số (B-ISDN) Tầm nhìn B-ISDN bị vượt qua công nghệ đột phá Internet Hôm nay, có phận lâu đời mạng điện thoại sử dụng công nghệ analog cho điều khác vòng dặm cuối cho người dùng cuối, năm gần dịch vụ kỹ thuật số ngày nhân rộng cho người dùng cuối sử dụng dịch vụ DSL, ISDN, FTTx hệ thống cáp modem Có số mạng điện thoại tư nhân lớn mà không liên kết với mạng PSTN, thường cho mục đích quân Ngoài có mạng lưới tư nhân công ty lớn liên kết với PSTN thông qua cổng hạn chế, giống trao đổi chi nhánh lớn tư nhân (PBX) 2.Bộ điều khiển PSTN: Các nhiệm vụ xây dựng mạng lưới bán dịch vụ cho khách hàng rơi vào tay nhà khai thác mạng Các công ty kết hợp để cung cấp dịch vụ PSTN Công ty Điện thoại Bell Hoa Kỳ Ở số nước nhiên, việc cung cấp mạng điện thoại rơi vào phủ đầu tư cần thiết lớn việc cung cấp dịch vụ điện thoại ngày trở thành công ích thiết yếu Ví dụ, Tổng cục Bưu điện Vương quốc Anh mang số công ty tư nhân để hình thành công ty quốc hữu hoá Trong thập kỷ gần đây, nhiên, công ty độc quyền nhà nước chia, bán thông qua tư nhân hoá 3.Quy chế PSTN : Các kiến trúc mạng PSTN có tiến triển năm qua để hỗ trợ số lượng ngày tăng thuê bao, gọi, kết nối với nước khác, quay số trực tiếp Khái niệm ban đầu trao đổi qua điện thoại xếp thành hệ thống phân cấp, gọi không xử lý cụm địa phương, chuyển cho cấp cao lên cho trở định tuyến Điều làm giảm số lượng kết nối cần thiết nhà khai Lớp thảo luận Page thác thân khoảng cách dài giữ địa phương lưu thông riêng biệt Như mô tả trên, trao đổi điện thoại tự động sử dụng kỹ thuật số chuyển đổi chuyển đổi học tương tự Các trung kế kết nối tổng đài dùng kỹ thuật số,gọi mạch hay kênh Tuy nhiên hai dây mạch tương tự sử dụng để kết nối dặm cuối từ trao đổi với điện thoại nhà (cũng gọi vòng lặp địa phương) Để thực gọi điện thoại thông thường từ bên mời cho bên gọi là, tín hiệu âm analog số hóa với tốc độ mẫu kHz cách sử dụng 8-bit điều chế xung mã (PCM) gọi sau truyền từ đầu đến cuối khác thông qua trao đổi qua điện thoại Các gọi chuyển sang sử dụng gọi thiết lập giao thức (thường ISUP) tổng đài điện thoại theo chiến lược định tuyến tổng thể Cuộc gọi thực qua mạng PSTN sử dụng kênh 64 kbit / s, ban đầu thiết kế Bell Labs Các tên đặt cho kênh tín hiệu số (DS0) Các mạch DS0 độ chi tiết chuyển mạch tổng đài điện thoại DS0 A gọi khe thời gian DS0s tổng hợp thời gian phận thiết bị (TDM) ghép kênh để hình thành liên kết cao lực giao tiếp cao Phần II : Công nghệ mạng điện thoại di động : I- Tổng quan GSM Tổng quan Lớp thảo luận Page Hình 1.1 CẤU TRÚC MẠNG GSM Trong đó: SS: Swithching system – hệ thống chuyển mạch AUC: Trung tâm nhận thực VLR: Bộ ghi định vị tạm trú HLR: Bộ ghi định vị thường trú EIR: Equipment Identifed Reader – Bộ ghi nhận dạng thiết bị MSC: Mobile Switching Central –trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động BTS: Base station system –hệ thống trạm gốc BSC: Base station Control – Đài điều khiển trạm gốc MS: Máy di động OSS: Operating and surveilance System –Hệ thống khai thác giám sát OMC: Operating and Maintaining Central –trung tâm khai thác bảo dưỡng ISDN: Mạng số liên kết đa dịch vụ PSTN: Mạng điện thoại mặt đất công cộng CSPDN: Mạng chuyển mạch số công cộng theo mạch PLMN: Mạng di động mặt đất công cộng MS: Máy di động Lớp thảo luận Page Hệ thống GSM chia thành hệ thống chuyển mạch (SS hay NSS) hệ thống trạm gốc (BSS) Hệ thống thực mạng gồm nhiều ô vô tuyến cạnh để đảm bảo toàn vùng phủ sóng vùng phục vụ Mỗi ô có trạm vô tuyến gốc BTS làm việc tập hợp kênh vô tuyến Các kênh khác với kênh sử dụng ô lân cận để tránh giao thoa nhiễu Một điều khiển trạm gốc BSC điều khiển nhóm BTS BSC điều khiển chức trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSC điều khiển số trạm BTS MSC điều khiển gọi đến từ mạng chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN, mạng số liên kết đa dịch vụ ISDN, mạng di động mặt đất công cộng PDN, mạng riêng Ở mạng có số sở liệu để theo dõi như: - Bộ đăng ký định vị thường trú HLR chứa thông tin thuê bao dịch vụ bổ xung thông số nhận thực thông tin vị trí MS - Trung tâm nhận thực AUC nối đến HLR Chức AUC cung cấp cho HLR thông số nhận thực khóa mật mã để sử dụng cho khóa bảo mật - Bộ ghi định vị tạm trú VLR : sở liệu chứa thông tin tất MS phục vụ vùng MSC, Mỗi MSC có VLR - Thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR nối với MSC qua đường báo hiệu cho phép MSC kiểm tra hợp lệ thiết bị,chuyển giao, điều khiển công suất 1.1 Cấu trúc địa lý mạng Mọi mạng điện thoại có cấu trúc định để định tuyến gọi đến tổng đài cần thiết cuối đến thuê bao bị gọi Trong mạng di động cấu trúc quan trọng tính lưu thông thuê bao mạng Về mặt địa lý mạng di động bao gồm : - Vùng mạng GSM/PLMN - Vùng phục vụ MSC/VLR - Vùng định vị LA: Location Area - Ô (Cell):Vùng định vị chia thành số ô Ô vùng bao phủ vô tuyến mạng nhận dạng nhận dạng ô toàn cầu (CGI –Cell Global Identity) Lớp thảo luận Page Hình 1.2 Ví dụ phân cấp cấu trúc địa lý mạng di động cellular (GSM) Hình 1.3 Vùng mạng GSM/PLMN 1.2- Hệ thống chuyển mạch (ss- swictching subsytem) Hệ thống chuyển mạch bao gồm chức chuyển mạch GSM sở liệu cần thiết cho số liệu thuê bao quản lý di động thuê bao Chức SS quản lý thông tin người sử dụng mạng GSM với với mạng khác 1.2.1 Trung tâm chuyển mạch nghiệp vụ di động (MSC –Mobile service switching centre) Ở SS chức chuyển mạch MSC thực hiện, nhiệm vụ MSC điều phối việc thiết lập gọi đến người sử dụng mạng Lớp thảo luận Page 10 +Đặt nhiều angten BS Hai tặp angten thu BS, thu đa đường kết nối với nhiều BS(chuyển vùng mềm) Phân tập angten dễ dàng áp dụng hệ thống FDMA TDMA Phân tập theo thời gian áo dụng cho tất hệ thống số có tốc độ mã truyền dẫn cao với thủ tục sửa sai yêu cầu Dải rộng phân tập theo đường truyền có thê cung cấp nhờ đặc tính hệ thống CDMA dãy trực tiếp mức độ phân tập cao tạo nên hoạt động tốt môi trường EMI lớn Bộ điều khiển đa đường tách dạng sóng PN nhờ sử dụng tương quan song song Máy di động sử dụng tương quan, BS sử dụng tương quan.Máy thu có tương quan song song gọi máy thu quét , xác định tín hiệu thu theo đường tổ hợp, giải điều chế tất tín hiệu thu Fading đa đường xuất tín hiệu thu có độ tin cậy cao khả có fading đồng thời tín hiệu thu thấp Nhiều tách tương quan áp dụng cách đồng thời cho hệ thống thông tin có 2BS thực chuyển vùng mềm cho máy di động 3.2-Điều khiển công suất CDMA Ở hệ thống thông tin di động tổ ong CDMA, máy di động phát chung tần số thời gian nên chúng gây nhiễu đồng kênh đới với Chất lượng truyền dẫn đường truyền vô tuyến người sử dụng trường đa người sử dụng phụ thuộc vào tỷ số Eb/No, Eb lượng bit No mật độ tạp âm trắng GAUSO cộng bao gồm tự tạp âm tập âm quy đổi từ máy phát người sử dụng khác Để đảm bảo tỷ số Eb/No không đổi lớn ngưỡng yêu cầu cần điều khiển công suất máy phát người sử dụng theo khoảng cách với trạm gốc Nếu hệ thống FDMA TDMA việc điều khiển công suất không ảnh hưởng đến dung lượng hệ thống CDMA việc điều khiển công suất bắt buộc điều khiển công suất phải nhanh không dung lượng hệ thống giảm Dung lượng hệ thống CDMA đạt giá trị cực đại công suất phát máy di động điều khiển cho trạm gốc công suất thu tất người sủ dụng Điều khiển công suất sử dụng cho đường lên để tránh tượng gần xa giảm thiểu ảnh hưởng nhiễu lên dung lượng hệ thống Đối với công suất đường xuống không cần điều khiển côn suất hệ thống đơn ô, nhiễu gây người sử dụng khác mức không đổi tín hiệu Lớp thảo luận Page 26 hữu ích Tất tín hiệu phát chung không xảy khác biệt tổn hao truyền sóng đường lên Ngoài việc giảm tượng gần xa, điwwù khiển công suất sử dụng để làm giảm tượng che tối trì công suất phát người sủ dụng, cần thiết để đảm bảo tỷ số lỗ bit mức cho trước mức tối thiểu Như điều khiển công suất giúp phần làm tăng tuổi thọ pin máy cầm tay 3.3-Dung lượng Việc phân tích dung lượng hệ thống thông tin di động phải dựa nhiều thông số khác Thông số có giá trị hiệu suất sử dụng tần số tốc độ bit chuẩn hóa cực đại Các hệ thống CDMA thường coi có dung lượng cao so với hệ thống FDMA TDMA hệ thống hệ số tái sử dụng tần số 1, nghĩa trạm gốc cạnh sử dụng băng tần Tuy nhiên, nhiễu giao thoa đông kênh trở ngại mạng CDMA, nhiễu thường đc gọi nhiễu giao thoa đa thâm nhập(MAI- multiple access interference) hay nhiễu giao thoa đa người sủ dụng(MUI-multiple user interference) 3.4-Bộ mã-giải mã thoại tốc độ số liệu biến đổi Bộ mã-giải mã thoại hệ thống CDMA thiết kế với tốc độ biến đổi 8Kb/s Dịch vụ điện thoại chiều tốc độ số liệu biến đổi cng cấp thông tin ddienj thoại có sử dụng thuật toán mã-giải mã thoại tốc độ số kiệu biến đổi động BS máy di động Bộ mã-giải mã thoại phía phát lấy mẫu tin tín hiệu thoại để tạo gói tín hiệu thoại mã hóa dùng để truyền tới mã-giải mã thoại phía thu Bộ mã-giải mã thoại phía thu giải mã gói tín hiệu thoại thu thành mẫu tín hiệu thoại mã-giải mã thoại thông tin với nấc tốc độ truyền dẫn 9600b/s, 4800b/s, 2400b/s 1200b/s tốc độ chọn theo điều kiện hoạt động theo tin số liệu Thuật toán mã-giải mã thoại chấp nhận CELP(mã dự đoán tuyến tính thực tế), thuật toán dùng co hệ thống CDMA QCELP Bộ mã-giải mã thoại biến đổi sử dụng ngưỡng tương thích để chọn tốc độ số liệu Ngưỡng điều khiển theo cường độ tạp âm tốc độ số liệu chuyển đổi thành tốc độ cao có tín hiệu thoại vào Do đó, tạp âm bị triệt để tạo truyền dẫn thoại chất lượng cao môi trương tạp âm 3.5-Bảo mật gọi Lớp thảo luận Page 27 Hệ thống CDMA cung cấp chúc bảo mật gọi mức độ cao không tạo xuyên âm, việc sử dụng máy thu tìm kiếm sử dụng bất hợp pháp kênh RF khó khăn hệ thống tổ ong số CDMA tín hiệu CDMA trộn Về công nghệ CDMA cung cấp khả bảo mật gọi khả bảo vệ khác, tiêu chuẩn đề xuất gồm khả xác nhận bảo mật gọi đinh rõ EIA/TIA/IS-54-B Có thể mã hóa kênh thoại số cách dễ dàng nhờ sử dụng DES công nghệ tiêu chuẩn khác 3.6-Tái sử dụng tần số phủ sóng Tất BS tái sử dụng kênh băng rộng hệ thống CDMA Giao thoa tổng tín hiệu máy di động thu từ BS giao thoa tạo máy di động BS giao thoa máy di động BS bên cạnh Nói cách khác, tín hiệu cảu máy di động giao hoa với tín hiệu máy di động khác Giao thoa tổng từ tất máy di dộng bên cạnh nửa giao thoa tổng từ máy di động khác BS Hiệu tái sử dụng tần số BS không định hướng khoảng 65%, giao thoa tổng từ máy di động khác BS với giao thoa từ tất BS Hình sau trình bày giao thoa từ BS bên cạnh theo phần trăm Giao thoa từ BS vòng biên thứ tương ứng với 6% giao thoa tổng Lớp thảo luận Page 28 Do đó, giao thoa từ biên thứ gấp lần 6% tức 36%, giao thoa tổng vòng thứ vòng nhỏ 4% Trong trường hợp angten BS định hướng giao thoa trung bình giảm xuống 1/3 angten kiểm soát nhỏ 1/3 số lượng máy di động BS Do đó, dung lượng cung cấp toàn hệ thống tăng lên xấp xỉ lần 4-Bước tiến công nghệ CDMA băng rộng Hiện mở rộng nghiên cứu ứng dụng hệ thống CDMA vai trò sơ đò đa truy cập giao diện vô tuyến IMT-2000/UMTS CDMA chứng tỏ ứng củ viên triển vọng cho hệ thống thông tin cá nhân(TCS), không dây hệ thứ 3(3G) Động lực hướng tới 3G nhu cầu xúc dịch vụ liệu tốc độ cao cần sử dụng phổ hiệu Từ 1985 ITU phát triển IMT 2000 Từ 1990 ETSI bắt đầu tiêu chuẩn hóa UMTS Mục tiêu chủ yếu giao diện vô tuyến IMT-2000 là: +Phủ sóng di động hoàn hảo thông tin 144Kb/s, mong muốn đạt 384Kb/s +Phủ sóng di động hạn chế đới với thông tin 2Mb/s +Nâng cao hiệu suất sử dụng phổ so với hệ thống có +Có độ linh hoạt cao để cung cấp dịch vị Lớp thảo luận Page 29 5.Các công nghệ giao diện vô tuyến cho 3G WCDMA 3G chuẩn hóa băng thông 5MHz có lí cho chuẩn hóa này: -Các tốc đọ mục tiêu 144 364 Kb/s đạt với băng thông dung lượng khả quan Tốc độ đỉnh 2Mb/scos thể đạt điều kiện hạn chế -Hạn chế tài nguyên tham số -5MHz đủ để tăng phân tập môi trường truyền sóng nhiều tia CDMA băng rộng bảo đảm : -Các dịch vụ nhiều tốc độ -Dữ liệu gói -Trải phổ phức hợp -Giải điều chế tương can hướng lên Dành cho pilot riêng cho người dùng -Kênh pilot thêm vào hướng xuống để tạo chùm -Chuyển giao sang tham số khác cách hoàn hảo -Điều khiển công suất nhanh hướng xuống -Dò tìm nhiều người dùng dịch vụ tùy chọn loại WCDMA chủ yếu làm sở tiêu chuẩn hóa giao diện vô tuyến 3G: đồng dị 6-Cấu trúc WCDMA Hình sau giới thiệu quan hệ sơ đồ WCDMA tiêu chuẩn hóa khác: Lớp thảo luận Page 30 6.1 6.1 Các giải pháp kĩ thuật WCDMA khác với CDMA 2000 về: tốc độ chip, cấu trúc kênh hướng xuống, đồng mạng CDMA 2000 có tốc độ 3,6864Mchip/s cho bề rộng băng thông tần 5MHz với hướng xuống trải phổ trực tiếp Tốc độ 1,2288Mchip/s cho đa sóng mang hướng xuống WCDMA trải phổ trực tiếp với tốc độ 4,096Mchip/s loại WCDMA chủ yếu làm sở tiêu chuẩn hóa giao diện vo tuyến 3G: đồng dị CDMA 2000 phát mã trải phổ khác offset mã PN(CDMA 2000 vận hành đồng bộ) WCDMA dùng mã PN khác để phân biệt cell, phân biệt người dùng(WCDMA vận hành dị bộ) Lớp thảo luận Page 31 6.2-Gói liệu WCDMA có kiểu gói liệu sử dụng để truyền Gói liệu ngắn gắn trực tiếp vào cụm truy cập ngẫu nhiên, phương pháp gọi truyền gói liệu kênh chung, sử dụng cho gói liệu ngắn xuất không thường xuyên Khi sử dụng kên chung hướng lên, gói liệu gắn trực tiếp vào cụm truy cập ngẫu nhiên Gói liệu kênh chung thường ngắn xuất ko thường xuyên trễ kết hợp tryền dẫn kênh dành riêng không đáng kể(gói liệu kênh chung sử dụng vòng điều khiển công suất hở) Lớp thảo luận Page 32 Với gói liệu lớn xuất thường xuyên truyền kênh dành riêng Kênh dành riêng giải phóng sau liệu truyền Khi truyền nhiều gói phải có thông tin đồng gói liệu 7.CDMA 2000 Mục đích CDMA 2000 cung cấp tốc độ bit khác nhau:144kb/s, 384kb/s, 2048kb/s Điểm việc tiêu chuẩn hóa tốc độ 144kb/s, 384kb/s với băng thông xấp xỉ MHz Các thông số CDMA 2000 cho bảng sau: Lớp thảo luận Page 33 7.1 Băng thông Hiện có phương pháp xử lý kênh đường xuống: đa sóng mang trải phổ trực tiếp Đa sóng mang trì trực giao CDMA2000 IS-95 Ở hướng xuống có nhiều vấn đề quan trọng điều khiển công suất cân tầng khác nhau(hình 3.18) Truyền đa sóng mang hướng xuống đạt cách sử dụng sóng mang liên tiếp IS-95B, sóng mang có tốc độ 1,2288 Mc/s Đối với phương pháp trải phủ trực tiếp, đường truyền hướng xuống đạt tốc độ chip 3,6864 Mc/s Điểm cho việc thiết kế băng thông CDMA2000 dựa cấu trúc phổ PCS Mĩ Phổ PCS cấp vào băng thông 5MHZ(D,E F) băng thông 15MHz(A,B C) Tốc độ 3,6864 Mc/s đạt dải thông MHz bao gồm dải bảo vệ Với dải thông 15 MHz có sóng mang: 3,6864 Mc/s sóng mang 1,2288 Mc/s Với dải thông 10 MHz có sóng mang 3,6864 Mc/s sóng mang 1,2288 Mc/s Lớp thảo luận Page 34 III- ứng dụng GSM CDMA vào thông tin di động Công nghệ GSM CDMA ứng dụng hệ điện thoại 1G, 2G, 3G,4G Và sau tìm hiểu công nghệ trên: Thế hệ điện thoại thứ 1(1G) 1G : Sự khởi đầu giản đơn (nghe & gọi) 1G chữ viết tắt công nghệ điện thoại không dây hệ (1st Generation) Các điện thoại di động chuẩn analog, sử dụng công nghệ 1G với tín hiệu sóng analog, giới thiệu thị trường vào năm 1980 Một công nghệ 1G phổ biến NMT (Nordic Mobile Telephone) sử dụng nước Bắc Âu, Tây Âu Nga Cũng có số công nghệ khác AMPS (Advanced Mobile Phone Sytem – hệ thống điện thoại di động tiên tiến) sử dụng Mỹ Úc; TACS (Total Access Communication Sytem – hệ thống giao tiếp truy cập tổng hợp) sử dụng Anh, C-45 Tây Đức, Bồ Đào Nha Nam Phi, Radiocom 2000 Pháp; RTMI Italia Thế hệ điện thoại thứ 2(2G) 2G : Công nghệ GSM (nghe gọi, nhắn tin ) Sau đó, xuất điện thoại kỹ thuật số, dùng công nghệ 2G, với sóng Digital Thế hệ thứ hai 2G mạng di động thức mắt chuẩn GSM Hà Lan, công ty Radiolinja (Nay phận Elisa) triển khai vào năm 1991 So với 1G, ba lợi ích chủ yếu mạng 2G : - Những gọi di động mã hóa kĩ thuật số Lớp thảo luận Page 35 - Cho phép tăng hiệu kết nối thiết bị - Bắt đầu có khả thực dịch vụ số liệu điện thoại di động – khởi đầu tin nhắn SMS Những công nghệ 2G chia làm hai dòng chuẩn : TDMA (Time – Divison Mutiple Access : Đa truy cập phân chia theo thời gian), CDMA ( Code Divison Multple Access : Đa truy cập phân chia theo mã), tùy thuộc vào hình thức ghép kênh sử dụng Các chuẩn công nghệ chủ yếu 2G bao gồm: - GSM (thuộc TDMA) có nguồn gốc từ châu Âu, sử dụng tất quốc gia lục địa Ngày nay, công nghệ GSM sử dụng với 80% điện thoại di động giới - IS-95 gọi aka cdmaOne (thuộc CDMA, thường gọi ngắn gọn CDMA Mỹ) sử dụng chủ yếu châu Mỹ số vùng châu Á Ngày nay, thuê bao sử dụng chuẩn chiếm khoảng 17% toàn giới Hiện tại, nước Mexico, Ấn Độ, Úc Hàn Quốc có nhiều nhà cung cấp mạng CDMA chuyển sang cung cấp mạng GSM - PDC (thuộc TDMA) mạng tư nhân, Nextel sử dụng Mỹ, Telus Mobility triển khai Canada - IS-136 aka D-AMPS (thuộc TDMA thường gọi tắt TDMA Mỹ) mạng lớn thị trường Mỹ chuyển sang GSM 3.2,5G 2,5G : Bước đệm 2,5G bước đệm 2G với 3G công nghệ điện thoại không dây Khái niệm 2,5G dùng để miêu tả hệ thống di động 2G có trang bị hệ thống chuyển mạch gói, bên cạnh hệ thống chuyển mạch kênh truyền thống Trong khái niệm 2G 3G thức định nghĩa khái niệm 2,5G lại không Khái niệm dùng cho mục đích tiếp thị Lớp thảo luận Page 36 2,5G cung cấp số lợi ích mạng 3G (ví dụ chuyển mạch gói), dùng sở hạ tầng tồn 2G mạng GSM CDMA GPAS công nghệ nhà cung cấp dịch vụ viễn thông GSM sử dụng Và giao thức, EDGE cho GSM, CDMA 2000 1x-RTT cho CDMA, đạt chất lượng dịch vụ 3G (vì dùng tốc độ truyền liệu 144Kb/s), xem dịch vụ 2,5G chậm vài lần so với dịch vụ 3G thật Thế hệ thứ 3G : Công nghệ đương đại (nghe gọi, nhắn tin, video call, mobile TV hoạt động đòi hỏi đường truyền cao) 3G công nghệ truyền thông hệ thứ 3, cho phép truyền liệu thoại liệu thoại (tải liệu, gửi email, tin nhắn nhanh SMS, hình ảnh,…) Hệ thống 3G yêu cầu mạng truy cập radio hoàn toàn khác so với hệ thống 2G Trong dịch vụ 3G, gọi video thường mô tả dịch vụ trọng tâm phát triển Giá tần số cho công nghệ 3G đắt nhiều nước, nơi bán đầu giá tần số mang lại hàng tỉ euro cho phủ Do chi phí cho quyền tần số phải trang trải nhiều năm trước đạt tới thu nhập 3G đem lại, nên việc xây dựng mạng 3G đòi hỏi khối lượng đầu tư khổng lồ Cũng nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông rơi vào khó khăn tài chính, khiến cho việc triển khai 3G nhiều nước bị chậm trễ, ngoại trừ Nhật Bản Hàn Quốc – nước tạm bỏ qua yêu cầu quyền tần số, mà đặt ưu tiên cao việc phát triển hạ tầng công nghệ thông tin – viễn thông quốc gia Nhật Bản nước đưa 3G vào khai thác thương mại cách rộng rãi Năm 2005, khoảng 40% thuê bao Nhật Bản thuê bao 3G, khiến cho mạng 2G dần biến nước Cũng mà có dự báo vào năm 2006, việc chuyển đổi từ 2G sang 3G hoàn tất Nhật, việc tiến lên hệ 3,5G (với tốc độ truyền liệu lên tới 3MB/s) thực Sự thành công 3G Nhật Bản điện thoại video Lớp thảo luận Page 37 ứng dụng hủy diệt thực tế, việc sử dụng điện thoại video thời gian thực chiếm phần nhỏ dịch vụ 3G Mặt khác, việc tải tệp âm nhạc lại nhiều người sử dụng nhiều nhất, giới trẻ Thực trạng 3G : Tính đến thời điểm tại, giới có xấp xỉ 3,7 tỉ người sử dụng điện thoại di động, số lượng thuê bao hạ tầng GSM 3,06 tỉ thuê bao, số lại chia mạng thuộc CDMA 3G Theo hãng nghiên cứu thị trường Wireless Intelligence, kết nối băng thông rộng di động toàn cầu tăng 850% từ quý I/2007 đến quý I/2008, chủ yếu nhờ phát triển công nghệ 3G (EV-DO HSPA) HSPA giúp thúc đẩy tăng trưởng doanh thu liệu di động đến 46,1% tăng trưởng doanh thu băng thông rộng di động 205% nửa đầu “năm tài 2007-2008”, ông Hugh Bradlow, giám đốc công nghệ hãng viễn thông Teltra (Australia) nhận xét Ngày nay, giới có 760 triệu thuê bao mạng 3G Tăng trưởng thuê bao băng thông rộng 3G bùng nổ Theo hãng phân tích Strategy Analyt-ics dự báo, năm 2012, 3G chiếm 92% thị trường băng thông rộng di động, thị phần dành cho WiMAX 5% Cũng theo dự báo hãng phân tích hãng Gartner, Forward Concepts, năm 2009, doanh thu từ thiết bị 3G toàn giới đạt 114 tỉ USD, dịch vụ 3G đạt 394 tỉ USD Trong đó, thoe dự đoán, năm 2009, nhà cung cấp thiết bị WiMAX giới đạt tỉ USD, khai thác dịch vụ đạt 7,4 tỉ USD 3,5G 3,5G công nghệ HSDPA Cũng 2,5G, công nghệ 3,5G ứng dụng nâng cấp dựa công nghệ có 3G Một đại diện tiêu biểu 3,5G HSDPA (High Speed Downlink Package Access) – công nghệ truy nhập gói đường truyền xuống tốc độ cao) Đây giải pháp mang tính đột phá mặt công nghệ, phát triển sở hệ thống 3G W-CDMA Lớp thảo luận Page 38 HSDPA cho phép download liệu máy điện thoại có tốc độ tương đương tốc độ đường truyền ADSL, vượt qua cản trở cố hữu tốc độ kết nối điện thoại thông thường HSDPA bước tiến nhằm nâng cao tốc độ khả mạng di động tế bào hệ thứ UMTS HSDPA thiết kế cho ứng dụng dịch vụ liệu như: dịch vụ (tải file, phân phối email), dịch vụ tương tác (duyệt web, truy cập server, tìm phục hồi sở liệu), dịch vụ Streaming Thế hệ thứ 4G: công nghệ đa phương tiện di động tương lai (to be continues ) 4G công nghệ truyền thông không dây hệ thứ 4, cho phép truyền tải liệu với tốc độ tối đa điều kiện lý tưởng tới 1-1,5 GB/s Những công nghệ đình đám lên gần WiMAX 802.16m, Wibro, UMB, 3G LTE, DVB – H… dù đáp ứng tốc độ truyền lớn, song xem công nghệ tiền 4G (pre-4G) Tên gọi 4G IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineer) đặt để diễn đạt ý nghĩa “3G nữa” Ở Nhật, nhà cung cấp mạng NTT Docomo định nghĩa 4G khái niệm đa phương tiện di động (mobile multimedia) với khả kết nối lúc nơi, khả di động toàn cầu dịch vụ đặc thù cho khách hàng NTT Docomo xem 4G mở rộng mạng thông tin di động tế bào 3G Quan điểm xem “quan điểm tuyến tính”, mạng 4G có cấu trúc tế bào cải tiến để cung ứng tốc độ lên 100 MB/s Với cách nhìn nhận này, 4G mạng 3G LTE, UMB hay WiMAX 802.16m Nhìn chung khuynh hướng chủ đạo chấp nhận Trung Quốc, Hàn Quốc Bên cạnh đó, 4G hệ 3G tương lai không hẳn giới hạn mở rộng mạng tế bào Ví dụ Châu Âu, 4G xem khả đảm bảo cung cấp dịch vụ liên tục, với khả kết nối nhiều loại hình mạng truy nhập vô tuyến khác nhau, khả lựa chọn mạng vô tuyến thích hợp để truyền tải dịch vụ đến người dùng cách tối ưu Do đó, khái niệm “ABC – Always Best Connect” ( kết nối tốt nhất) xem đặc tính hàng đầu mạng thông tin di động 4G Định nghĩa nhiều công ty viễn thông lớn nhiều nhà nghiên cứu, nhà tư vấn viễn thông chấp nhận Lớp thảo luận Page 39 Dù theo quan điểm nào, tất kỳ vọng mạng thông tin di động hệ thứ tư 4G lên vào khoảng 2010 – 2015 mạng không dây băng thông rộng tốc độ siêu cao KẾT LUẬN Sau thời gian ngắn nghiên cứu đề tài “Công nghệ mạng điện thoại” tìm hiểu học hỏi em hoàn thành xong đề tài Tuy cố gắng khả thân nhiều hạn chế cộng với nghành công nghệ di động nghành liên tục phát triển không ngừng cho nên lượng kiến thức thông tin em đưa hạn chế Vậy nên em mong quý thầy cô bạn xem xét đánh giá giúp em để em có nhìn sâu sắc vấn đề Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy, cô giảng dạy em để em có kiến thức bổ ích Em xin chân thành cảm ơn!!!! Lớp thảo luận Page 40 ... quan trọng công nghệ di động sống đam mê nghành công nghệ mẻ giúp chúng em thực báo cáo với chủ đề “ Công nghệ mạng điện thoại Nội dung nghiên cứu đề tài chúng em gồm : Phần I: Mạng điện thoại có... (Public switched telephone network) Phần II: Công nghệ mạng điện thoại di động - Công nghệ GSM - Công nghệ CDMA Lớp thảo luận Page Phần I : Mạng điện thoại có dây ( thuê bao cố định) PSTN (Public... chuông bổ sung cho tín hiệu, điện thoại lợi dụng nguyên tắc trao đổi sử dụng mạng điện báo Mỗi điện thoại nối với tổng đài điện thoại nội hạt, trao đổi chuyển với nhánh Mạng kết nối với cách có thứ