Nghiên cứu khuyến nghị áp dụng công nghệ lte cho các công ty viễn thông việt nam (tt)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - Phạm Phú Kiên NGHIÊN CỨU, KHUYẾN NGHỊ ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ LTE CHO CÁC CÔNG TY VIỄN THÔNG VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 60.52.70 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2011 Luận văn hồn thành tại: HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Hữu Hậu Phản biện 1: PGS.TS.Hoàng Thọ Tu Phản biện 2: PGS.TS Trần Hồng Quân Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Vào lúc: 08 30 ngày 11 tháng 02 năm 2012 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng MỞ ĐẦU Mặc dù hệ thống thông tin di động hệ 2.5 G hay 3G phát triển không ngừng nhà khai thác viễn thông lớn giới bắt đầu tiến hành triển khai thử nghiệm chuẩn di động hệ có nhiều tiềm trở thành chuẩn di động 4G tương lai Đó cơng nghệ LTE (Long Term Evolution) Các thử nghiệm trình diễn chứng tỏ lực tuyệt vời công nghệ LTE khả thương mại hóa cơng nghệ LTE đến gần Trong tương lai không xa, với LTE người sử dụng truy cập tất dịch vụ lúc, nơi: Xem phim chất lượng cao HDTV, điện thoại thấy hình, chơi game, nghe nhạc trực tuyến, tải sở liệu…với tốc độ ‘‘siêu tốc’’ Đó khác biệt mạng di động hệ thứ ba (3G) hệ thứ tư (4G) Tuy mẻ mạng di động băng rộng 4G kỳ vọng tạo nhiều thay đổi khác biệt so với mạng di động Luận văn gồm chương: Chương 1: Tình hình phát triển mạng 3G/B3G công ty Viễn thông Việt Nam Chương tìm hiểu trạng mạng 3G/B3G Cơng ty Viễn thông Việt Nam Các công nghệ sử dụng mạng Chương 2: Tổng quát công nghệ LTE Chương giới thiệu công nghệ LTE, rõ tính ưu việt cơng nghệ Trong chương học viên trình bày so sánh cơng nghệ LTE với công nghệ băng rộng Chương 3: Khuyến nghị áp dụng công nghệ LTE cho công ty Viễn thơng Việt Nam Chương này, học viên trình bày lộ trình phát triển lên cơng nghệ LTE, vấn đề chuyển đổi công nghệ, vấn đề phổ tần số vơ tuyến điện… Chương TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN MẠNG 3G/B3G CỦA CÁC CÔNG TY VIỄN THÔNG VIỆT NAM 1.1 Hiện trạng mạng 3G/B3G công ty Viễn thông Việt Nam 1.1.1 Tổng quát mạng 3G/B3G Để thực hóa tầm nhìn IMT-2000, tiêu chuẩn UMTS nghiên cứu triển khai nhóm 3GPP1 Các tiêu chuẩn phát triển của tiêu chuẩn cho mạng 2G (GSM), nhận trợ giúp đắc lực từ Quốc gia Châu Âu, Nhật Bản số nước Châu Á Các hệ thống tuân theo tiêu chuẩn gọi hệ thống 3GPP Phiên thứ tầm nhìn IMT-2000 tiêu chuẩn nhóm 3GPP2 soạn thảo, gọi hệ thống CDMA2000 Các hệ thống phát triển từ hệ thống IS95 hệ 2; triển khai Mỹ, Hàn Quốc, Nga, Nhật bản, Trung Quốc, Belarus, Romania Bảng 1.1 tiêu chuẩn cho họ thông tin di động có Bảng 1.1 Các tiêu chuẩn cho họ thông tin di động Gerenations 0G (Radio telephony) 1G 2G 2G traditional (2.5G, 2.75G) Families Standards MTS, MTA, MTB, MTC, IMTS, Tương tự MTD, AMT, OLT AMPS AMPS, TCS, ETACS Khác NMT, Hicap, Mobitex, DataTAC GSM/3GPP GSM, CSD 3GPP2 CDMA2000 (IS-95) AMPS D-AMPS (IS-54, IS-136) Khác CDPD, IDEN, PDC, PDS GSM/3GPP HSCSD, GPRS, EGDE/EGPRSE 3GPP2 CDMA2000 1x RTT (IS-2000) Khác WiDEN UMTS 3G (IMT-2000) 3GPP (UTRAN), WCDMA- FDD,WCDMA-TDD, UTRA-TDD, LCL (TD-SCDMA) 3GPP2 CDMA2000x1EV-DO (IS-856) HSPDA, HSUPA, HSPA+LTE (E- 3GPP 3G Traditional (3.5G, 3,75G, 3.9G) 4G (IMT-Advanced) 5G UTRAN) 3GPP2 EV-DO Rev.A, EV-DO Rev.B 3GPP LTE Advanced WiMax IEEE 802.16m Unconfirmed 1.1.1.1 UMTS Bảng 1.2 Quá trính phát triển phiên 3GPP Phiên Năm 3GPP đời Đặc điểm - Tạo UTRAN cho FDD lẫn TDD 3GPP-R9 I/2000 - CAMEL pha - Sử dụng Codec (băng hẹp AMR) - Khái niệm GERAN sử dụng - Tách MSC vào máy chủ MSC cổng 3GPP-R4 II/2001 Media cho dịch vụ tải tin độc lập với miền CS - Sử dụng khái niệm Streaming media - Bản tin Multimedia - Sử dụng IMS; IPv6 miền PS - Truyền tải IP UTRAN 3GPP-R5 II/2002 - Áp dụng HSDPA - Áp dụng Codec (băng rộng AMR) - CAMEL pha - OSA tăng cường - Anten đa đầu vào-đa đầu 3GPP-R6 IV/2004 - IMS pha - Tương tác WLAN-UMTS - MBMS 3GPP-R7 IV/2007 - Giảm độ trễ - Cải thiện QoS ứng dụng thời gian thực - HSPDA+ (Evolution) EDGE Evolution 3GPP-R8 I/2009 - Áp dụng cho LTE - Áp dụng cấu trúc mạng UMTS (ALL IP) 1.1.1.2 CDMA 2000 CDMA2000 công nghệ phát triển lên 3G từ họ CDMAOne (IS-95) 3GPP2 Đây công nghệ cạnh tranh trực tiếp với công nghệ WCDMA thị trường thông tin di động Bảng 1.3 Quá trính phát triển phiên 3GPP2 Gerenations Families Standards 2G 3GPP2 CDMA2000 (IS-95) 3GPP2 CDMA2000 1x RTT (IS-2000) 3GPP2 CDMA2000x1EV-DO (IS-856) 3GPP2 EV-DO Rev.A, EV-DO Rev.B 2G traditional (2.5G, 2.75G) 3G (IMT-2000) 3G Traditional (3.5G, 3,75G) 1.1.1.3 MWIF MWIF diễn đàn công nghiệp thành lập vào đầu năm 1999 nhà khai thác 3G tiên phong, nhà cung cấp thiết bị viễn thông nhà cung cấp thiết bị tương tác với mạng IP MWIF mong muốn phát triển cấu trúc mạng hoàn toàn IP cho mạng lõi lẫn mạng truy nhập, tạo tính đối lập hồn tồn với cấu trúc 3GPP R4 Cấu trúc lõi MWIF loại bỏ hẳn miền CS, ngoại trừ phần tương thích qua thiết bị cổng Cấu trúc MWIF RAN hỗ trợ IP trạm gốc, thay cho ATM 3GPP R4 1.1.2 Những hạn chế cấu trúc mạng 3G Các sơ đồ cấu trúc mạng 3G trình bày có số giới hạn định Xét theo cấu trúc mạng, UMTS làm tăng gấp đôi chức cho loại lưu lượng dự liệu khác nhau, sử dụng nhiều giao thức phức hợp giao thức SIP cải biên phức tạp Xét theo kiến trúc dịch vụ, UMTS CDMA2000 có giới hạn khả lập trình Những giới hạn khác cho UMTS, CDMA2000 MWIF tóm tắt Bảng 1.4 Bảng 1.4 Những hạn chế loại cấu trúc mạng 3G UMTS Phức tạp, có Khả tích phân tách hợp tương miền,Nhóm giao tác với Internet thức vấn đề khác Sự Phân tách PS/CS Tách biệt CS/PS/IMS niền Nhóm giao thức Phức tạp, IP qua ATM, chuyển nối tiếp cách dùng GTP CDMA2000 MWIF Đơn giản Tuy Phức tạp, có nhiên đặc tính phân tách cácmiền chưa đầy đủ hệ Nhóm giao thức thống chưa vấn đề khác triển khai Đồng điều Tương tự khiển cho lưu UMTS lượng Đơn giản cho dự liệu gói, Đơn giản nhất, toàn Sử dụng IP di dùng giao thức động để quản lý di IP quen thuộc động Giá thành Có thể thấp nhất, thấp so với UMTS tính kinh tế sử dụng IP giải pháp IP quen thuộc chuẩn Chưa rõ ràng, ví giải pháp IP Chưa rõ ràng thông dụng không đảm bảo QoS Độc lập AN Phụ thuộc lẫn CN Sử dụng vận tải Giá thành thiết ATM làm bị định tuyến tăng giá thành so với IP quen dung Vấn đề có tính hệ Các dịch vụ thống, sử dụng liệu gói thời SIP cải biên gian thực tiền ẩn khác Ghép nối AN Phụ thuộc lẫn CN Khái niện VHE cho OSA, MExE, Kiến trúc dịch USAT giới vụ khả Tương tự UMTS hạn khơng đủ, lập trình khả lập trình thấp Tính thương Triển khai diện rộng Triển khai rộng rãi mại vài nơi Không có địa rõ ràng chi tiết Chưa triển khai 1.1.3 Hiện trạng mạng 3G/B3G Công ty Viễn thông Việt Nam Hiện nay, Việt Nam băng tần I (2110 - 2170) Mhz chia thành bốn khe cấp phát cho bốn nhà khai thác: VIETTEL, VMS, GPC, EVN Ba nhà khai thác VMS, GPC, Viettel sử dụng công nghệ GSM Họ GSM bao gồm công nghệ 2,5G với dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS (General Packet Radio Service) cơng nghệ 2,75G EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) với việc nâng cao tốc độ truyền liệu cho GSM giải phần nhược điểm việc truyền liệu tốc độ thấp GSM ban đầu Với GSM, đời công nghệ CDMA băng rộng 3G (WCDMA-UMTS) truy nhập gói tốc độ cao HSPA (High Speed Packet Access) giải pháp cho việc nâng cao hiệu mạng Với công nghệ HSPA, nhà mạng triển khai rộng khắp thành phố lớn: Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hải Phịng, Nha Trang… Các mạng EVN Telecom, Sfone sử dụng công nghệ CDMA Thế hệ thứ 2G sử dụng công nghệ CDMA2000 (IS-95); Thế hệ 3G/B3G dùng công nghệ CDMA2000x1EV-DO (IS-856)/ EV-DO Rev.A/ EV-DO Rev.B 1.2 Các công nghệ sử dụng mạng Mạng 3G cịn có số hạn chế tốc độ liệu, khả cung cấp dịch vụ băng rộng qua Internet đảm bảo mức QoS độ trễ Để khắc phục vấn đề mạng hệ ta cần áp dụng số kỹ thuật - công nghệ 1.2.1 Kỹ thuật truy nhập điều chế OFDM sau OFDM 1.2.2 Cấu trúc mạng truy nhập phi thông lệ (không truyền thống) 1.2.3 Kỹ thuật đa anten 1.2.4 Điều chế mã hố thích nghi (AMC) 1.2.5 Vơ tuyến xác định theo phần mềm (SDR) 1.2.6 Vơ tuyến trí tuệ (Cognitive radio) 1.2.7 Anten trí tuệ IA (Intelligent Antenna): 1.2.8 E-UTRAN 1.3 Kết luận chương Chương trình bày tổng qt cơng nghệ 3G/B3G Tìm hiểu trạng mạng 3G/B3G công ty Viễn thông Việt Nam Chương rõ hạn chế mạng 3G, đồng thới giới thiệu công nghệ trội áp dụng cho mạng 3G/B3G Chương TỔNG QT VỀ CƠNG NGHỆ LTE 2.1 Giới thiệu cơng nghệ LTE LTE hệ thứ tư tương lai chuẩn UMTS 3GPP phát triển Các đặc điểm LTE bao gồm mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS phát triển (EUTRAN), giao diện vô tuyến mặt đất UMTS phát triển (E-UTRA), gọi chung 3GPP LTE E-UTRAN mạng truy nhập không dây 3GPP LTE nâng cấp cho mạng di động Thuật ngữ eUTRAN (elvoved UMTS Terrestrial Radio Access Network) hay E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access) liên quan đến LTE Đó chuẩn giao diện vô tuyến phát triển từ công nghệ UMTS, HSDPA HSUPA 3GPP-R5 phiên Khác hẳn với HSPA, LTE’s E-UTRA hệ thống giao diện khơng gian hồn tồn mới, khơng có mối liên quan khơng tương thích với W-CDMA Giao diện E-UTRA cung cấp tốc độ truy nhập liệu cao, động trễ thấp tối ưu cho truyền liệu gói Lần E-UTRA thử nghiệm (2008) với kỹ thuật truy nhập vô tuyến OFDMA cho tuyến xuống CS-FDMA cho tuyến lên 2.1.1 Các đặc điểm E-UTRAN E-UTRAN phát triển phiên 8/2008 (cho LTE), 9/2009 (cho MIMO) 10 (cho tuyến lên SU-MIMO) Các phiên tương thích ngược với mạng trước Mạng truy nhập E-UTRAN có số đặc điểm chung sau: - Tốc độ đỉnh: Tải liệu xuống 292 Mbit/s, tải lên 71 Mbit/s, cho băng thông 20 MHz, tốc độ phụ thuộc vào loại thiết bị đối tượng sử dụng UE (User Equipment) - Trễ truyền liệu thấp (5 ms cho gói IP nhỏ), trễ chuyển giao xác lập kết nối thấp so với loại cơng nghệ truy nhập trước - Hỗ trợ thiết bị đầu cuối có tốc độ di chuyển 350/500 km/h, tùy thuộc băng tần sử dụng Hỗ trợ phương thức ghép đường FDD TDD, FDD bán song công, với loại công nghệ áp dụng - Hỗ trợ tất băng tần phân bổ cho IMT (ITU-R) - Độ rộng băng thông linh hoạt: Các băng thông1,4; 3; 5; 15; 20 MHz chuẩn hóa - Hỗ trợ kích cỡ cell khác nhau, từ vài chục mét (femtocell, picocell) đến 100 km cho macrocell - Cấu trúc đơn giản hóa: Phía mạng E-UTRAN kết hợp loại nút enodeBs - Hỗ trợ khai thác đồng thời với hệ thống khác (GSM/EDGE,…) - Giao diện vơ tuyến loại chuyển mạch gói 2.1.1.1 Tốc độ liệu E-UTRA cho phép tăng tốc độ liệu tức thời theo kích thước phổ tần số phân bổ: 1,4; 3; 5; 15 20 MHz Đối với độ rộng băng thông phân bổ 20 MHz, E-UTRA phải đạt tốc độ liệu cực đại (đỉnh) 100 Mbit/s (5bit/s/Hz) cho DL 50 Mbit/s (2,5bit/Hz) cho UL Cần nhớ băng thông chiếm dụng E-UTRA cao lần so với 3G tốc độ liệu cực đại phụ thuộc vào loại thiết bị UE 2.1.1.2 Độ trễ mặt phẳng C U 2.1.1.3 Tốc độ thông qua E-UTRA 2.1.1.4 Hiệu sử dụng phổ tần số 2.1.1.5 Hỗ trợ di động 2.1.1.6 Vùng phủ sóng 2.1.1.7 MBMS tăng cường 2.1.1.8 Khai thác phổ tần số 2.1.1.9 Phối hợp hoạt động với 3GPP RAT 2.1.1.10 Cấu trúc mạng chuyển đổi 2.1.1.11 Điều phối tài nguyên vô tuyến RR (Radio Resource) 2.1.1.12 Một số vấn đề phức tạp 2.1.2 Các vấn đề nghiên cứu 2.1.3 Lớp giao thức cho giao diện E-UTRAN 10 2.1.3.1 Kiến trúc giao thức E-UTRAN 2.3 So sánh công nghệ LTE với công nghệ Wimax 2.3.1 LTE Wimax 2.3.2 So sánh công nghệ LTE công nghệ Wimax 2.3.2.1 Cấu trúc hệ thống Cấu trúc hệ thống LTE WiMax cho phép cải thiện độ trễ, nâng cao dung lượng băng thông, với mạng lõi đơn giản, tối ưu hóa lưu lượng IP dịch vụ Cả cấu trúc có tích hợp liên tục mạng khơng dây tế bào 3GPP hành, cung cấp hỗ trợ cho công nghệ 3GPP công nghệ 3GPP Bảng 2.4 So sánh LTE WiMax Đặc điểm Tính kế thừa 3GPP LTE IEEE 802.16e IEEE 802.16m RAN1 R1 R2 GSM/GPRS/EDGE IEEE đến d /UMTS/HSPA Mạng lõi 802.16a IEEE 80216a đến UTRAN tiến tới Mạng e WiMax Mạng WiMax mạng lõi E-UTRA forum hồn tồn forum hồn tồn có IMS với cấu IP IP trúc SAE Duplexing Công nghệ TDD, FDD TDD TDD, FDD OFDMA FDMA OFDMA SC-FDMA OFDMA OFDMA 2,11GHz NLOS: 2,11GHz truy nhập:- DL - UL Băng tần, MHz 800/900/1800/1900 800, 2620 MHz) Băng thông, MHz 5; 3,5; 7; 8,75; 10 5; 10; 20; 40 Tốc độ, Mbit/s - DL 288 (4x4) 64 (2x2) 350 (4x4) - UL 98 (2x4) 28 (2x2) 200 (2x4) 350 km/h 120 km/h 350 km/h < ms 20 ms < 10 ms Độ di động Độ trễ - Truy nhập 11 - Chuyển giao < 50 ms 30 - 50 ms Cấu hình MIMO < 20 ms 2x2;2x4;4x2; 4x4 - DL 2x2; 2x4; 4x2; 4x4 2x2 - UL 1x2;1x4; 2x2; 2x4 1x2 5/30/100 1/5/30 1/5/30 > 50/user/sector > 100/user/sector B.kính ph sóng, 1x2; 1x4; 2x2; 2x4 km Số người VoIP lúc dùng > 80/user/sector FDD FDD > 25/user/sector TDD FDD > 50/user/sector TDD So với 3G LTE, WiMax IEEE 802.16m hứa hẹn có nhiều điểm vượt trội Xét bình diện kỹ thuật truyền thơng khơng dây LTE khơng có kỹ thuật vượt trội WiMax di động Điểm khác biệt 3G LTE sử dụng kỹ thuật đa truy nhập SC-CDMA cho tuyến ngược, thay OFDMA WiMax Song nhiều chuyên gia cho khác biệt lại điểm yếu 3G- LTE Thực tế SC-CDMA cho phép cải thiện PAPR (Peak-to-Average-Power Ratio) phía phát cỡ dB, lại làm khoảng 2-3 dB hiệu suất truyền thơng kênh truyền có pha đinh phía thu Nhiều nghiên cứu gần cho thấy thực tế SC-CDMA cho hiệu suất kênh thấp so với OFDMA Lợi WiMax so với 3G LTE WiMax sẵn sàng cho việc triển khai dịch vụ rộng khắp: Thiết bị mạng hồn thiện, thiết bị đầu cuối có mặt năm tới, 3G LTE phải đợi thêm vài năm WiMax cung cấp giải pháp cố định lẫn di động băng rộng với chi phí triển khai thấp, so với chi phí triển khai mạng 3G LTE hoàn toàn Do WiMax thực gây ý nước phát triển mà chưa có 3G, mạng Internet tốc độ cao cáp đồng DSL chưa phát triển rộng khắp So với WiMax, 3G LTE có cơng nghệ trước 2G, 3G với số lượng thuê bao lớn có sẵn Đây lợi triển khai 3G LTE Đặc biệt thiết bị 3G LTE tương thích ngược với mạng di động 2G GSM/GPRS/EDGE UMTS 12 tồn Điều cho phép nhà cung cấp mạng 3G LTE triển khai mạng dần dần, giống họ nâng cấp 2G lên 3G, WiMax phải triển khai từ số khơng 2.3.2.8 Phân tích thị trường IEEE 802.16d e thử nghiệm thương mại hóa tồn cầu EEE 802.16m LTE giai đoạn thử nghiệm LTE phát triển từ mạng UMTS/HSPA cịn WiMax cho ta mơ hình giá thành thấp 2.3.2.9 Kết luận ITU xác định yêu cầu cho 4G với tên gọi IMT Advanced, gồm loại công nghệ: WiMax LTE Cả hai công nghệ giống kỹ thuật truy nhập, phương thức truy nhập vơ tuyến, kích thước FFT, băng thơng kênh, bán kính phủ sóng, cấu hình anten, mức QoS, hỗ trợ di động mạng hoàn toàn IP Tuy nhiên, xét mặt thị trường hai cơng nghệ có khác tính kế thừa, thời gian thương mại hóa WiMax triển khai tồn cầu LTE giai đoạn hồn thiện Đối với nhà mạng lựa chọn WiMax hợp lý Các nhà mạng sở hữu 3GPP UMTS/HSPA nên lựa chọn LTE cách tốt để phát triển lâu dài lên 4G Đối với nhà mạng sử dụng GSM/EDGE cdma2000 chọn WiMax LTE Việc lựa chọn công nghệ tùy thuộc vào lợi thời gian công nghệ mạng kế thừa nhà cung cấp dịch vụ 2.4 Kết luận chương Chương giới thiệu tổng quát cơng nghệ LTE, đặc điểm cơng nghệ Chương thực so sánh công nghệ LTE với cơng nghệ Wi mã, tính ưu việt cơng nghệ Từ đưa khuyến nghị cho nhà mạng lựa chọn công nghệ mạng tương lai 13 Chương KHUYẾN NGHỊ ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ LTE CHO CÁC CÔNG TY VIỄN THÔNG VIỆT NAM 3.1 Lộ trình phát triển Con đường tiến tới di động băng rộng tương lai có vài hướng nhà khai thác di động có thời gian biểu lý cho việc lựa chọn đường khác Tuy nhiên tất thống kết cuối mạng vơ tuyến tồn IP hiệu có khả cung cấp dịch vụ thoại, video liệu Việc lựa chọn giao diện vô tuyến phù hợp để tương thích với dịch vụ dựa IP tương lai chìa khóa quan trọng để đạt tới kết Ngồi để phù hợp với mạng lõi truy nhập họ nhà khai thác mạng phải lựa chọn chúng cho đồng với phát triển thành phần vô tuyến khác thiết bị, ứng dụng dịch vụ Trong nhiều năm chuẩn di động toàn cầu mục tiêu ngành viễn thông Các nhà khai thác theo công nghệ GSM chiếm ưu công nghệ thứ (2G), nhiên có chia sẻ với mạng phát triển theo công nghệ CDMA TDMA (ví dụ mạng số tổ hợp nâng cao iDEN – Integrated Digital Enhanced Network) Với việc chuyển đổi sang hệ thống thông tin di động hệ thứ (3G), hầu hết nhà khai thác TDMA chuyển đổi theo hướng công nghệ họ GSM Khi ngành thơng tin di động cịn phân chia theo dịng cơng nghệ họ GSM CDMA Cùng với bước tiến hóa cơng nghệ mà hội xuất cho công nghệ chuẩn tồn cầu Nhiều nhà khai thác phủ sóng dựa công nghệ mà họ tin tưởng đem lại cho họ khách hàng nhiều lợi ích Cơng nghệ LTE (Long Term Evolution - Tiến hóa lâu dài) Lần giới, chuẩn công nghệ tương lai mở rộng Mỹ, châu Âu, châu Á với cam kết nhà khai thác hàng đầu kế hoạch triển khai LTE trí tồn cầu LTE trở thành công nghệ chủ đạo cho hệ di động băng rộng 14 Tháng 6/2008, Liên minh mạng di động hệ tiếp (Next Generation Mobile Networks Alliance - NGMN) chọn LTE công nghệ phù hợp yêu cầu Hiệp hội GSM (GSMA - GSM Association), Diễn đàn UMTS, 3G Americas tổ chức toàn cầu khác đồng thuận hỗ trợ 3GPP tiến triển lên LTE Ngoài ra, LSTI (LTE/SAE Trial Initiative) chuẩn bị hỗ trợ việc phối hợp triển khai kiểm thử phần thử khác từ chipset, thiết bị nhà cung cấp hạ tầng Hiện tại, LTE giai đoạn đầu trình tiến triển, nhiên vài nhà khai thác dịch vụ thông tin di động hàng đầu giới thông báo họ tiến hành thử nghiệm dự kiến triển khai năm 2011 Tương lai LTE hệ thống ấn tượng chứng tiêu chuẩn rõ ràng có 100 nhà khai thác giới xây dựng kế hoạch triển khai LTE Trong báo cáo “HSPA and LTE Broadband Innovation” Rysavy Research công bố tháng 9/2008 nêu rõ “Do lợi ích thiết thực trào lưu triển khai công nghệ thông tin di động, mà đường phát triển từ EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) tới HSPA (High-Speed Packet Access) sau LTE chắn xảy Các lợi ích nhắc tới bao gồm khả chuyển vùng tồn cầu, kiểm sốt hoạt động phạm vi lớn, nhiều nhà khai thác chấp nhận, bổ sung nhiều dịch vụ tin nhắn, đa phương tiện đa dạng tính cạnh tranh thiết bị cầm tay thiết bị khác.” Mặc dù LTE có bước khởi đầu thuận lợi, khơng triển khai rộng khắp toàn giới thời gian tới Theo báo cáo Rysavy phải tới năm 2015 phần đông thuê bao bắt đầu kết nối tới mạng LTE Thậm chí khoảng thời gian lâu để mạng LTE thay cho mạng GSM/UMTS/HSPA CDMA 2000 Điều có nghĩa nhiều mạng khác tồn phần lớn thời gian thập kỷ tới Michael Thelander, CEO nhà sáng lập nhóm nghiên cứu tín hiệu (SRG - Signals Research Group) cho biết: “Ảo hóa tồn cơng nghiệp vơ tuyến truyền thống quy giao tiếp vô tuyến (LTE), nhiên nhà khai thác hướng tới điều theo công nghệ kế thừa khác Một vài nhà khai thác bắt đầu chuyển hướng mạng 2G họ thập kỷ tới, nhiên họ có 15 thể thập kỷ trước mạng 2G ngừng hoạt động vài nơi Tơi khơng cịn làm việc ngành cơng nghiệp trước nói cơng nghệ 3G ngày hơm nay.” Bởi để tiến lên LTE khoảng vài năm, nhà khai thác di động phải nâng cấp mạng 2G/3G tồn để không ngừng cải tiến trải nghiệm băng rộng di động cho khách hàng Với 3.6 tỷ thuê bao chiếm 89% thị trường di động toàn cầu 750 mạng 219 quốc gia toàn giới, mạng di động theo họ cơng nghệ GSM - HSPA dịch vụ chiếm ưu cho khách hàng di động 10 năm LTE thương mại hóa Chris Pearson, Chủ tịch 3G Americas, nhận định: “Chúng ta có câu chuyện thú vị Chúng ta khơng phải tốt lớn hơn, lớn tốt Và điều áp dụng cho tồn phát triển họ công nghệ 3GPP chúng ta.” Ngày với 85% thị phần băng rộng di động 3G toàn cầu 1100 chủng loại đầu cuối thương mại hóa giới thiệu 132 nhà cung cấp danh mục đầu tư rõ ràng cho dịch vụ liệu di động, rõ ràng UMTS-HSPA tác động chủ yếu phát triển băng rộng di động thời gian tới dự báo cho tương lai Do mang lại nhiều lợi nhuận từ dịch vụ công nghệ UMTSHSPA nên nhiều nhà khai thác theo họ công nghệ chọn phương án triển khai HSPA+ cho bước đệm Đó giải pháp nâng cấp đơn giản mở rộng mạng HSPA tồn tại, HSPA+ hỗ trợ nhà khai thác di động với việc tăng đáng kể cải tiến công nghệ mạng nhằm tạo thuận lợi việc phát triển lên LTE Đây ưu điểm bật nhà khai thác HSPA mà nhà khai thác lựa chọn cơng nghệ CDMA khơng có Bởi LTE u cầu tiến hành với quy mơ lớn tốn nhiều tiền của, vài nhà khai thác UMTS-HSPA đặt kế hoạch sử dụng HSPA+ cầu nối để tiến tới LTE Telstra triển khai thương mạng hóa mạng HSPA+ giới vào tháng 2/2009 Ở Mỹ AT&T T-Mobile USA cam kết phát triển mạng UMTS-HSPA lên HSPA+ nhằm tiếp tục cải thiện chất lượng dịch vụ AT&T thông báo năm họ bắt đầu tiến hành thử nghiệm 16 HSPA+ Các nhà phân tích dự báo vào cuối năm 2011 Mỹ dịch vụ phát triển công nghệ HSPA+ thương mại hóa Neville Ray, Phó chủ tịch cao cấp Điều hành Ứng dụng công nghệ T-Mobile USA, dự đoán “HSPA+ hội lớn cho khách hàng chúng ta” Ray ngành công nghiệp không dây sẵn sàng thực chuyển giao lớn tới HSPA Và với hệ thống phát triển mạnh mẽ, HSPA phát triển lên HSPA+ để cung cấp dịch vụ liệu hấp dẫn nhanh chóng mà phù hợp với nhu cầu sử dụng dịch vụ không dây tiên tiến khách hàng Về lý thuyết giai đoạn đầu triển khai HSPA+ tốc độ đường xuống lớn đạt 21Mbps, tốc độ tăng gấp đơi mà thực cải tiến cơng nghệ HSPA+ sau Tốc độ cầu nối đảm bảo phát triển hướng tới công nghệ tương lai Kris Rinne, Phó chủ tịch cao cấp Kế hoạch Kiến trúc AT&T đồng ý HSPA+ toàn giới bao gồm nhà khai thác, nhà cung cấp hạ tầng nhà sản xuất có khả thúc đẩy hệ thống rộng lớn mà mang lại lợi ích cho nhà cung cấp dịch vụ người sử dụng cuối Rinne chia sẻ “ Những lợi ích đường tương lai tiến tới bao gồm chuyển vùng quốc tế phạm vi toàn cầu mà chung cấp cho khách hàng nhờ có họ cơng nghệ GSM” AT&T, cơng ty có tăng trưởng lợi nhuận liệu hàng năm lên tới 50% năm gần đây, bắt đầu triển khai phạm vi rộng toàn giới mạng theo công nghệ HSPA tần số 850 MHz 1900 MHz năm 2005 Kể từ sau mạng HSPA AT&T hệ thống HSPA dần hoàn thiện “Điều tuyệt vời công nghệ họ GSM dựa vào tiêu chuẩn kỹ thuật 3GPP thiết bị dành cho công nghệ tương lai sử dụng dịch vụ mạng di động họ công nghệ GSM tồn tồn cầu.” Ơng Chris Pearson giải thích “Ví dụ việc triển khai LTE cho phép chuyển vùng mạng GSM - HSPA toàn cầu Vùng phủ sóng GSM - HSPA tồn cầu tài nguyên mà công nghệ băng rộng di động cịn lâu đạt chí sau nhiều năm” 17 Rinne cho biết bán đấu giá phổ tần Mỹ gần bắt đầu xây dựng sở cho phát triển LTE Ví dụ như, AT&T dùng LTE dựa vào phổ tần dịch vụ vô tuyến tiên tiến (AWS - Advanced Wireless Services) 700Mhz (1700 - 2100) Mhz mà họ thắng thầu AT&T thông báo họ tiến hành thử nghiệm LTE năm 2010 dự kiến triển khai thương mại hóa vào cuối năm 2011 “LTE mang lại lợi ích đáng kể thơng qua khả thiết kế bán kính phủ sóng cell mở rộng” Rinene nói: “Hiệu suất sử dụng phổ cao kết hợp với kiến trúc mạng phẳng giúp nhà khai thác giảm bớt chi phí vận hành LTE sử dụng nhiều dải phổ tần khác nhau, điều cho phép nhà khai thác mở rộng phạm vi toàn cầu” Thelander nhận định LTE trở thành công nghệ liệu trung tâm vài năm tới, cơng nghệ mà nhà khai thác sử dụng để tiến hành cung cấp dịch vụ VoIP, đến thiết bị cầm tay LTE có chí chế độ công tác Rinne cho biết thêm “Do LTE thiết kế tương thích ngược với GSM/UMTS/HSPA, nhà khai thác di động AT&T triển khai cơng nghệ tức mà họ muốn tiếp tục cung cấp tới khách hàng với trải nghiệm liền mạch đa dạng dù họ nơi đâu.” Nhiều nhà khai thác sử dụng cơng nghệ EV-DO triển khai LTE việc nâng cấp cơng nghệ họ hướng tới Mạng di động băng siêu rộng (UMB - Ultra Mobile Broadband) khó thực thương mại hóa Trên thực tế nhà khai thác mạng thông tin di động theo họ CDMA hàng đầu giới Verizon, KDDI, KTF SKT thừa nhận họ quy tụ với giới 3GPP, việc lựa chọn LTE cho phương thức truy nhập vô tuyến khác giống họ tiến gần điểm cuối lộ trình cơng nghệ họ Ở Trung Quốc, tương lai phát triển cho mạng thông tin di động theo công nghệ Đa truy cập theo mã đồng phân kênh theo thời gian (TD-SCDMA - Time Division Synchronous Code Division Multiple Access) chuyển mềm dẻo lên LTE phân kênh theo thời gian (TD-LTE - Time Division - LTE) Ngoài nhà khai thác Wimax khởi đầu hướng tới LTE giống hệ thống LTE song công phân chia theo tần số (FDD - Frequency Division Duplex) song công phân 18 chia theo thời gian (TDD - Time Division Duplex) phát triển Clearwire, hãng viễn thông Mỹ, công khai tuyên bố ý định họ đánh giá LTE cho phát triển tương lai Print nghiên cứu LTE để triển khai Hình 3.1: Dự báo thuê bao băng rộng di động toàn cầu năm 2013 HSPA+ LTE tồn nhiều năm tới, nhiên nhà khai thác di động mà tiến tới giới hạn khả công nghệ sử dụng muốn đưa mạng họ tới mức hiệu thông qua ứng dụng mạng truy nhập vô tuyến theo công nghệ đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao (OFDMA - Orthogonal Frequency Division Multiple Access) Việc triển khai LTE cho phép nhà khai thác di động khai thác kênh tần từ 1.4 Mhz tới 20 Mhz phát triển mạng hiệu hạ tầng toàn IP cho phép truyền lưu lượng thoại qua giao thức VoIP Do nhà khai thác yêu cầu giải pháp khác để thích ứng với khách hàng mình, nên tốc độ phát triển LTE phụ thuộc vào thị trường mà họ phủ sóng Rinne cho biết “Họ công nghệ GSM LTE mang lại cho nhà khai thác di động công cụ khả khác mà không quan tâm tới yêu cầu phổ tần họ đâu vịng tăng trưởng Và cho phép khách hàng tận hưởng lợi ích chuyển vùng tồn cầu, đa dạng dịch vụ thiết bị đầu cuối” 19 Hình 3.2: Các bước phát triển cơng nghệ băng rộng di động Tại Việt Nam, nhà mạng Viettel, VNPT tuyên bố thử nghiệm thành công công nghệ LTE 3.2 Vấn đề chuyển giao công nghệ Các yêu cầu liên quan đến việc triển khai bao gồm kịch triển khai, độ linh hoạt phổ, trải phổ, tồn làm việc với LTE với công nghệ truy cập vô tuyến khác 3GPP GSM WCDMA/HSPA 3.3 Vấn đề phổ tần số vô tuyến điện 3.3.1 Độ linh hoạt phổ việc triển khai Nền tảng cho yêu cầu độ linh hoạt phổ điều kiện để LTE triển khai băng tần IMT-2000 hành, nghĩa khả tồn với hệ thống triển khai băng tần này, bao gồm WCDMA/HSPA GSM 3.3.2 Phân bố phổ tần số Lúc đầu, phổ tần số cho LTE xu hướng công nghiệp số nhà sản xuất định Năm 2009: Nhật Bản dùng băng tần số 2,1 GHz Giai đoạn trước 2010 châu Âu: 900 MHz; 2,100 GHz 2,5-2,69 GHz Giai đoạn 2011 thêm băng tần 1,800 GHz sau 2012+ thêm dải tần số: 470-854 MHz 20 Hình 3.3 Phân bố phổ tần số Khuyến nghị: Việc quy hoạch phổ tần số cho nghiệp vụ vô tuyến Việt Nam vấn đề không cần bàn cãi, nhiên cần có ưu tiên quy hoạch chi tiết dải tần “nóng” cho triển khai thử nghiệm, đặc biệt dải tần GHz - Dành băng tần số 3,3-3,4 GHz 5,47-5,85 GHz cho hệ thống truy nhập băng rộng (300 MHz) chủ yếu cho WiMax, thay cho băng tần số 3,3 - 3,4 GHz - Dành băng tần số 2,4 - 2,48 GHz 5,15 - 5,35 GHz cho WiFi - Quy hoạch chi tiết dải tần 2,50 - 2,69 GHz cho LTE (TDD+FDD) - Dành băng tần 3,4 -3,6 GHz cho LTE Advanced 3.4 Kết luận chương Chương trình bày lộ trình phát triển, vấn đề chuyển giao công nghệ, vấn đề tần số vô tuyến điện Từ đưa khuyến nghị cho mạng Viễn thông Việt Nam 21 ... 3G/B3G công ty Viễn thông Việt Nam Chương tìm hiểu trạng mạng 3G/B3G Công ty Viễn thông Việt Nam Các công nghệ sử dụng mạng Chương 2: Tổng quát công nghệ LTE Chương giới thiệu công nghệ LTE, rõ... LTE, rõ tính ưu việt cơng nghệ Trong chương học viên trình bày so sánh công nghệ LTE với công nghệ băng rộng Chương 3: Khuyến nghị áp dụng công nghệ LTE cho công ty Viễn thông Việt Nam Chương này,... nghệ LTE, đặc điểm công nghệ Chương thực so sánh công nghệ LTE với công nghệ Wi mã, tính ưu việt cơng nghệ Từ đưa khuyến nghị cho nhà mạng lựa chọn công nghệ mạng tương lai 13 Chương KHUYẾN NGHỊ