Quy hoạch mạng 3g cho thành phố vieng chan luận văn tốt nghiệp đại học

Đồ án tốt nghiệp Chơng I. Tổng quan về hệ thống UMTS Tt Học viện công nghệ bu chính viễn thông Đồ án tốt nghiệp đại học truyền dẫn wdm và ứng dụng trên mạng truyền dẫn đờng trục bắc-nam Ngời thực hiện : Nguyễn Văn A SVTH: Soulivanh Phommasy 48k-ĐTVT 8 TRNG I HC VINH KHOA IN T VIN THễNG Đồ án tốt nghiệp đại học Đề tài: Quy hoạch mạng 3g cho thnh ph vieng chan Ngời hớng dẫn: PGS.TS. NGUYN HOA L Ngời thực hiện : SOULIVANH PHOMMASY Mssv : 0751088451 Lớp : 48K-ĐTVT Vinh 2011 Đồ án tốt nghiệp Chơng I. Tổng quan về hệ thống UMTS đề tài đồ án tốt nghiệp đại học Họ và tên : Soulivanh Phommasy Lớp : 48K-ĐTVT Ngành : Điện tử - Viễn thông Tên đề tài : Quy hoạch mạng 3g cho thnh ph vieng chan Nội dung đồ án : Đồ án tập trung nghiên cứu phơng pháp quy hoạch mạng thông tin di động thế hệ ba UMTS. Trên cơ sở đó khảo sát và đánh giá hiện trạng mạng thông tin di động mạng Enterprise of Telecommunication Lao. Trong khuôn khổ của đồ án chỉ thực hiện tính toán quy hoạch mạng Enterprise of Telecommunication Lao tại khu vực Thủ đô VIEN CHAN. Nội dung đồ án đợc trình bày bao gồm 3 chơng: Chơng I : Tổng quan về hệ thống UMTS Chơng II : Phơng pháp quy hoạch mạng UMTS Chơng III : Quy hoạch mạng UMTS cho LAOS TELECOM Ngày giao đề tài : Ngày nộp tề tài : Ngày tháng năm 2011 Giáo viên hớng dẫn PGS.TS. NGUYN HOA L Nhận xét của giáo viên hớng dẫn SVTH: Soulivanh Phommasy 48k-ĐTVT TRNG I HC VINH KHOA IN T VIN THễNG -------oOo------- Cộng hoà x hội chủ nghĩa việt namã độc lập tự do hạnh phúc ------ooo------ 9 Đồ án tốt nghiệp Chơng I. Tổng quan về hệ thống UMTS . . . . . . . . . . . . . . . . . Điểm: (Bằng chữ: ) Ngày tháng năm 2011 Nhận xét của giáo viên phản biện . SVTH: Soulivanh Phommasy 48k-ĐTVT 10 §å ¸n tèt nghiÖp Ch¬ng I. Tæng quan vÒ hÖ thèng UMTS . . . . . . . . . . . . . . . . §iÓm: (B»ng ch÷ : ) Ngµy th¸ng n¨m 2011 SVTH: Soulivanh Phommasy 48k-§TVT 11 Đồ án tốt nghiệp Chơng I. Tổng quan về hệ thống UMTS Chơng I . Tổng quan về hệ thống umts 1.1. Lịch sử phát triển của hệ thống thông tin di động Lịch sử các hệ thống viễn thông có thể tính từ năm 1831 khi Michael Faraday phát minh ra định luật cảm ứng điện từ và năm 1873, James Cler Maxwell chứng tỏ khả năng truyền của sóng điện từ trong không khí. Đó là những phát minh quan trọng, đặt nền móng cho sự phát triển của viễn thông nói chung và của thông tin di động sau này. Kỷ nguyên của các hệ thống vô tuyến tế bào sử dụng kỹ thuật Analoge bắt đầu vào năm 1979 với sự kiện mạng điện thoại di động đầu tiên đợc NTT thơng mại hoá ở Nhật Bản. Các hệ thống Analoge tiếp tục phát triển cho đến khi hệ thống thông tin di động sử dụng kỹ thuật số ra đời năm 1991 đợc đánh dấu bằng việc triển khai mạng GMS đầu tiên tại Phần Lan. Các sự kiện quan trọng đối với sự phát triển của các hệ thống thông tin di động, đặc biệt của hệ thống thông tin di động UMTS kể từ năm 1991. Sự phát triển nhanh của công nghệ viễn thông và công nghệ thông tin ngày nay khẳng định một xu thế tất yếu đó là sự hội tụ của viễn thông và tin học. Vậy ta thấy đ- ợc hệ quả là: dịch vụ viễn thông ngày càng có nhiều thay đổi. Để đáp ứng yêu cầu ngày càng tăng của khách hàng về dịch vụ viễn thông mới, các hệ thống thông tin di động phải đợc thay đổi sang hệ thống thông tin di động thế hệ ba là hệ thống thông tin di động băng rộng, hệ thống này có khả năng phục vụ ở tốc độ bit lên tới 2 Mbps. ở Lào, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của thông tin liên lạc nói chung, thông tin di động nói riêng, trong những năm gần đây thông tin di động ra đời nh một tất yếu khách quan nhằm đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin trong thời kỳ đổi mới của đất nớc. Trong thời kỳ đầu, vào năm 1993, công nghệ AMPS 1800 đã khởi đầu mạng thông tin di động đầu tiên ở Lào do Enterprise of Post and Telecommunication Lao (EPTL nay là LTC) cung cấp, mang tính chất thử nghiệm với vùng phủ chỉ ở thủ đô Viêng Chăn. Sau đó vào năm 1994, mạng điện thoại di động Lao Telecom sử dụng kỹ thuật GSM đã đợc triển khai và chính thức đa vào hoạt động ở Lào do công ty Lao Telecommunication Company (LTC) cung cấp dới vốn đầu t của chính phủ Lào và Shinawatra International Public Co., Ltd (Thailand) sử dụng thiết bị của hãng SVTH: Soulivanh Phommasy 48k-ĐTVT 12 Đồ án tốt nghiệp Chơng I. Tổng quan về hệ thống UMTS ASBELL( ALCATEL-ShanghaiBell) và ERICSSON. Hiện nay LTC là nhà cung cấp dịch vụ thông tin di động lớn nhất Lào, cho đến nay LTC có hơn 250.000 thuê bao có vùng phủ sóng trên cả nớc. Năm 2000, mạng Thông tin di động số thứ hai do Công ty Viễn thông nhà nớc Lào (Enterpries Telecommunication Lao - ETL) dựa trên tiêu chuẩn GSM 900/1800 (ETL Mobile) ra đời hoạt động trên cơ sở vốn đầu t của chính phủ Lào, sử dụng thiết bị của nhà cung cấp là ASBELL( ALCATEL-ShanghaiBell) và ERICSSON. Hiện nay số thuê bao lên đến hơn 150.000. Đến năm 2002 mạng Thông tin di động số thứ ba (LAT Moblie) của Lao Asia Telecommunication State Enterpries dựa trên tiêu chuẩn GSM 900/1800 đợc đa vào khai thác, hoạt động trên cơ sở vốn đầu t của Bộ Quốc phòng, SIEMENS và MOTOROLA là nhà cung cấp thiết bị, hiện nay có khoảng hơn 50.000 thuê bao. Tháng 10 năm 2003, thị trờng thông tin di động Lào trở nên hết sức sôi động với sự xuất hiện của Orange-một nhà khai thác mới ngoài 3 nhà khai thác trên. Đó là Millicom Lao Co,.Ltd (liên kết giữa Lào, Hutchison3 của Sweden và Orange của UK) gọi là mạng Tango dựa trên tiêu chuẩn GSM 900/1800 đợc đa vào hoạt động với vùng phủ sóng hơn 8 tỉnh TP trên cả nớc, cho đến nay có hơn 60.000 thuê bao. Hiện nay, Bộ Bu điện, Giao thông Vận tải và Xây dựng Lào cùng với Lao Telecom (LTC) và ETL Mobile (ETL) đang nghiên cứu và sẽ triển khai mạng thông tin di động thế hệ thứ 2,5 (2,5 G) là dịch vụ GPRS trong cuối năm nay để xây dựng cơ sở hạ tầng thông tin di động nhằm chuẩn bị cho việc thử nghiệm hệ thống thông tin di động 3G trong những năm tới. Riêng mạng thông tin di động Lao Telecom trong giữa tháng 08/2004 này vừa triển khai thử nghiệm xong hệ thống thông tin di động nội vùng Win-Phone, với mục tiêu nhằm triển khai tại các thành phố lớn nh là: Thủ đô VIENTCHAN, TP. SAVANNAKHET, LUANGPRABANG và TP. CHAMPASAK và đã đợc đông đảo ngòi dân sử dụng. 1.2. Các đặc trng cơ bản của hệ thống UMTS Một số đặc trng cơ bản của hệ thống UMTS nh sau: Dải tần : Hệ thống mặt đất: Đờng lên: 1920 1980MHZ (FDD). SVTH: Soulivanh Phommasy 48k-ĐTVT 13 Đồ án tốt nghiệp Chơng I. Tổng quan về hệ thống UMTS 1900 1920MHz (TDD). Đờng xuống: 2110 2170MHz (FDD). 2020 2025MHz (TDD). Hệ thống vệ tinh: Đờng lên : 1980-2010MHz. Đờng xuống: 2170-2200MHz. Tốc độ bít và vùng phủ: Tốc độ bít cực đại tới 2 Mbps hoặc cao hơn ở các hệ thống 3.5G Cung cấp vùng phủ toàn cầu nhờ vệ tinh. Tốc độ dữ liệu phụ thuộc vào vùng phủ nh trong bảng dới đây: Bảng 1.1. Tốc độ dữ liệu và vùng phủ Tốc độ Kiểu vùng phủ 2.048Mb/s Pico-cell/micro-cell 384kb/s Medium cell 144kb/s và 64kb/s Large cell 14.4kb/s Ver large cell 9.6kb/s Global cell 4.75kb/s 12.2kb/s Voice Dịch vụ: Có khả năng cung cấp đồng thời các dịch vụ VBR với yếu cầu chất l- ợng khác nhau trên một kết nối duy nhất. Các dịch vụ đa phơng tiện phong phú mà mạng 3G có thể cung cấp là: Truyền hình hội nghị, quản lý thông tin cá nhân, lập biểu, nhóm làm việc, fax màu Truyền thông: Báo, tạp chí, qoảng cáo, Mua sắm: Thơng mại điện tử, tiền điện tử, ví điện tử, giao dịch tự động, đấu giá Giải trí: Tin tức, thể thao, trò chơi, video, âm nhạc SVTH: Soulivanh Phommasy 48k-ĐTVT 14 Đồ án tốt nghiệp Chơng I. Tổng quan về hệ thống UMTS Giáo dục: Th viện trực tuyến, máy tìm kiếm, học từ xa Sức khoẻ: Chữa bệnh, theo dõi và chuẩn đoán từ xa Tự động hoá: Đo đạc từ xa Truy nhập các thông tin cá nhân: Thời gian biểu, đặt vé từ xa, cảnh báo vị trí Chất lợng: Chât lợng cao, có thể đạt tới BER=10 -6 Tính bảo mật cao, chống nghe trộm Chuyển mạng: Cho phép thực hiện chuyển mạng toàn cầu giữa các nhà khai thác 3G khác nhau. Hỗ trợ chuyển giao giữa các hệ thống khác nhau để cân bằng tải tăng c- ờng vùng phủ. 1.3. Lộ trình phát triển từ thế hệ hai lên thế hệ ba Từ những năm đầu của thập niên 80 đã bắt đầu xuất hiện các hệ thống thống thông tin di động thế hệ thứ nhất (1G) sử dụng kỹ thuật tơng tự nh là: NMT, C-Nets, AMPS, TACS,Một thập kỷ sau, các kỹ thuật số chẳng hạn nh GSM, CdmaOne, DAMPS là hệ thống thông tin di động thế hệ hai đã đợc xuất hiện và đợc thơng mại hoá với bớc nhảy vợt bậc thay thế cho hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất. Với hai kỹ thuật đó điểm chung đều nhằm vào các dịch vụ thoại- dịch vụ mà phổ biến nhất lúc bấy giờ. SVTH: Soulivanh Phommasy 48k-ĐTVT 15 Đồ án tốt nghiệp Chơng I. Tổng quan về hệ thống UMTS Hình 1.1. Lộ trình phát triển của hệ thống TTDĐ từ thế hệ thứ hai đến thế hệ th ba Ngày nay, cùng với sự bủng nổ của Internet và sự gia tăng nhu cầu trong việc sử dụng các kỹ thuật dịch vụ mới, đặc biệt là dịch vụ truyền thông số liệu tốc độ cao, các dịch vụ Video-giải trí, đòi hỏi các nhà khai thác mạng cung cấp rất nhiều tính năng mới cho mạng và các dịch vụ giá trị gia tăng trên cơ sở mạng hiện có và buộc phải triển khai mạng lên thế hệ tiếp theo là thế hệ thứ ba (3G-UMTS) mới có thể cung cấp đợc nhu cầu của khách hàng. Do vậy, để đáp ứng đợc các dịch vụ mới về truyền thông máy tính và hình ảnh, đồng thời đảm bảo tính kinh tế thì hệ thống thông tin di động thế hệ hai (PDC, GSM,IS136, IS95) sẽ từng bớc chuyển đổi sang hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba WCDMA/UMTS, tuỳ theo điều kiện sẵn có của từng nhà khai thác. Hình 1-1 sẽ tổng kết quá trình phát triên của hệ thống thông tin di động từ thế hệ thứ hai đến thế hệ thứ ba sử dụng các công nghệ khác nhau. 1.4. Cấu trúc của hệ thống UMTS Hệ thống UMTS đợc phát triển cho các nớc sử dụng hệ thống thông tin di động thế hệ hai là GSM vốn chiếm hớn 65% thị phần thuê bao di động trên thế giới. Mục tiêu ban đầu hệ thống UMTS không phải tơng thích với hệ thống GSM nhng phần mạng lõi của hệ thống UMTS lại đợc phát triển theo hớng tận dụng lại tối đa thiết bị của hệ thống GSM. UMTS nhận đợc sự ủng hộ lớn nhất trớc hết nhờ tính linh hoạt của SVTH: Soulivanh Phommasy 48k-ĐTVT 16 Đồ án tốt nghiệp Chơng I. Tổng quan về hệ thống UMTS lớp vật lý trong việc hỗ trợ các kiểu dịch vụ khác nhau đặc biệt là các dịch vụ tốc độ bit thấp và trung bình. Với những tính năng trên, hệ thống UMTS mang lại những u điểm sau: Cải thiện những hệ thống thông tin di động hiện tại: cải thiện dung lợng, cải thiện vùng phủ sóng. Đem lại tính linh hoạt cao trong việc cung cấp dịch vụ. Thực hiện truy nhập gói hiệu và tin cậy Mang lại tính linh hoạt cao trong vận hành: hỗ trợ hoạt động không đồng bộ giữa các trạm gốc nên triển khai thuận lợi trong nhiều môi trờng. Hệ thống UMTS đợc sử dụng hai giải pháp là FDD và TDD. Trong đó FDD sử dụng công nghệ WCDMA, còn TDD sử dụng công nghệ TD/CDMA. Tuy vậy, giải pháp FDD đợc phát triển rộng rãi hơn vì có nhiều u điểm đặc biệt trong việc sử dụng băng tần đối xứng. Còn giải pháp TDD chủ yếu dùng cho các ô quy mô nhỏ nh ô micro hay ô picro. Trong các phần tử của mạng UMTS, một số phần tử về cơ bản có chức năng giống nh trong hệ thống GSM. Các phần tử còn lại có chức năng nh sau: USIM: Môđun nhận dạng thuê bao UMTS, tơng tự nh thẻ SIM trong mạng GSM. ME: Thiết bị di động, chính là phần máy di động không kể USIM. UE: Thiết bị ngời sử dụng, tơng tự nh MS trong mạng GSM. Node B: Trạm gốc trong UMTS, tơng tự BTS trong hệ thống GSM. Node B và Iub, nó cũng tham gia vào việc quản lý các tài nguyên vô tuyến. RNC: Bộ điều khiển mạng vô tuyến, chức năng tơng tự nh BSC trong mạng GSM. SGSN: Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS, có chức năng tơng tự nh MSC/VLR nhng đ- ợc sử dụng cho phần dịch vụ chuyển mạch gói. GGSN: Nút hỗ trợ cổng GPRS, có chức năng giống nh GMSC nhng liên quan đến các dịch vụ PS. SVTH: Soulivanh Phommasy 48k-ĐTVT 17