- Thiết bị đầu cuối:
4.2. TIẾN TRÌNH TRIỂN KHAI LÊN 4G TỪ 2.5G CỦA MẠNG VIETTEL
Để có thể đưa ra được các bước phát triển theo mỗi giai đoạn, chúng ta cần xem xét xu hướng phát triển mạng 3G trong tương lai. Phiên bản 3GPP R5 đã hướng tới việc phát triển một mạng toàn IP. Các bước chuyển đổi cho các nhà khai thác GSM ở nước ta hiện nay là triển khai mạng lõi dữ liệu gói GPRS (IP) rồi mới đến WCDMA sẽ là phương án phù hợp nhất với một điều kiện duy nhất là mạng lõi IP của GPRS phải được sử dụng làm cơ sở cho mạng lõi của mạng 3G WCDMA. Để tiến lên 4G, có thể chia thành 5 giai đoạn. Giai đoạn đầu kết hợp GSM với GPRS, giai đoạn thứ hai thiết lập mạng UMTS, giai đoạn ba chuyển sang mạng lõi cơ sở IP, giai đoạn là mạng cơ sở IP, và cuối cùng là triển khai mạng 4G. Các bước chi tiết được giới thiệu như sau:
Giai đoạn này dự kiến hoàn thành trong năm 2006. Thực chất vấn đề ở đây là chủ yếu nhằm vào việc chuẩn bị một mạng lõi IP cho 3G trong tương lai gần với hai nút mạng cho dịch vụ dữ liệu gói là GGSN và SGSN. GGSN được kết nối với mạng GSM đang có qua SGSN và PCU (Packet Control Unit). PCU được lắp đặt phía BSC với mục đích bổ sung chức năng điều khiển gói cho BSC trong quá trình khai thác dịch vụ GPRS.
Cấu trúc mạng GPRS được xây dựng trên nền của hệ thống GSM hiện tại. Hệ thống mạng truy cập của GSM được giữ nguyên mà chỉ cần nâng cấp phần mềm. Cụ thể BTS, BSC phải được nâng cấp phần mềm, MS phải có chức năng GPRS, HLR/VLR, AuC và EIR cũng cần được nâng cấp phần mềm để quản lý dịch vụ dữ liệu. Phân hệ mạng lõi được bổ sung thêm phần chuyển mạch gói với hai nút chính: Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS(SGSN) và nút hỗ trợ cổng GPRS(GGSN). Bằng cách này, với nâng cấp không đáng kể, hệ thống có thể cung cấp dịch vụ dữ liệu gói cho thuê bao di động rất thích hợp với các dịch vụ dữ liệu không đối xứng. Giai đoạn này chủ yếu nhằm vào việc chuẩn bị một mạng lõi IP cho 3G trong tương lai gần với hai nút mạng cho dịch vụ dữ liệu gói là GGSN và SGSN.
Chức năng định tuyến chính được thực hiện thực hiện thông qua các điểm hỗ trợ, bao gồm: GGSN và SGSN. Bên cạnh đó có một mạng backbone để nối các điểm GGSN và SGSN với nhau, và một cổng biên giới để kết nối với các mạng PLMN khác. Ngoài ra còn có server quản lý tên miền để phục vụ cho mục đích biên dịch địa chỉ.
Hình 4.2: Cấu trúc mạng GSM-GPRS
Để tăng tốc độ trên giao diện vô tuyến, EDGE thay thế phương thức điều chế GMK của GSM (1bit/ symbol) bằng điều chế 8-PSK, tương ứng với 3bit/symbol. Tốc độ symbol của một kênh vật lý trong EDGE là 271 kbit/s, tức là 69,2 kbp/khe thời gian, gấp 3 lần so với tốc độ 22,8 kbit/s /khe thời gian nếu dùng GSMK.
Bằng việc sử dụng lại cấu trúc của GPRS, EDGE có thể cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu gói với tốc độ từ 11,2 kbit/s đến 69,2 kbit/s cho một khe thời gian. Ngoài ra, EDGE còn hỗ trợ phương thức sử dụng nhiều khe thời gian để tăng tốc độ truyền gói lên 554 kbit/s.
Việc triển khai EDGE trong các hệ thống GSM đòi hỏi phải nâng cấp hạ tầng vô tuyến, còn phần core network sẽ không có nhiều thay đổi vì các node của GPRS, SGSN, GGSN đều ít nhiều độc lập với tốc độ truyền dữ liệu. Đối với các giao thức truyền trong suốt, EDGE sẽ thực hịên cơ chế tương tích kết nối (lin adaptation) để thay đổi các phương thức mã hoá và điều chế nhằm cung cấp các khe thời gian có chất lượng đáp ứng các yêu cầu về tốc độ bit và BER.
Giai đoạn hai: Triển khai mạng UMTS
Trong giai đoạn này, bên cạnh việc sử dụng các BTS GSM sẵn có, các trạm mới triển khai là các Node B (Node B Universal BTS), được kết nối với mạng di động qua các RNC (Radio Network Controler). Các RNC có thể nối trực tiếp với SGSN hoặc nối với MSC. Lúc này MSC và SGSN được thay đổi cho mục đích thích ứng với mạng UMTS nên gọi là MSCu và SGSNu. Những thay đổi này là cần thiết để từng bước xoá bỏ mạng GSM thế hệ hai, phát triển lên mạng 3G. Các Node B là các trạm thu phát gốc chung (Node B Universal BTS) tích hợp đầu tư về từ các site GSM đang tồn tại (tầng vĩ mô, M-Cell, InCell). Chúng rất linh hoạt để sử dụng lại/ triển khai các site đang tồn tại.
Trong giai đoạn này chúng ta tiến hành triển khai thử nghiệm mạng 3G tại Hà Nội, Đà Nẵng và Thành phố Hồ Chí Minh. Dự kiến thời gian tiến hành thử nghiệm là từ tháng 10/2006 đến 12/2006.
Hình 4.3: Mô hình triển khai mạng UMTS
Giai đoạn 3: mạng lõi cơ sở IP
Trong giai đoạn này, Viettel Mobile sẽ tập trung cho việc phát triển mạng lõi thông qua việc xây dựng một mạng lõi IP có tốc độ cao, sử dụng những công nghệ tiên tiến. Song song với quá trình này, Viettel Mobile sẽ nâng cấp MSC Server, MGW. MGW sẽ được nâng cấp lên để đảm bảo có những tính năng:
-Giao diện Gigabit Ethernet cho kết nối với mạng lõi IP.
-Chức năng nén tín hiệu thoại GSM, có khả năng chuyển đổi mã tín hiệu PCM sang IP và ngược lại.
Để đáp ứng việc phát triển thoại và dữ liệu, Viettel Mobile tiến hành đồng thời việc nâng cấp MSC Server và MGW cùng với việc mở rộng dung lượng của chúng.
Giai đoạn này dự kiến được thực hiện từ tháng 6 năm 2007 với khả năng đáp ứng được 4 triệu thuê bao GSM và 1 triệu thuê bao 3G.
Hình 4.4: Mạng lõi cơ sở IP
Giai đoạn 4: Mạng cơ sở IP và triển khai mạng 3,5G
Trên cơ sở mạng lõi IP và mạng 3G đã được xây dựng, Viettel Mobile sẽ tập trung phát triển dịch vụ 3G cung cấp cho khách hàng. Điều này được thực hiện thông qua việc phát triển lên IMS và 3,5G cho toàn mạng. Cấu trúc mạng IMS trên nền tảng IP core sẽ đảm bảo được việc cung cấp các dịch vụ đa phương tiện trong tương lai cho khách hàng. Đây là quá trình chuyển dịch mạng di động sang hướng IP trên cơ sở một nền tảng dịch vụ IP linh động của IMS.
Đồng thời với các công nghệ tiên tiến trong 3,5G cũng giải quyết được các vấn đề đối với mạng truy nhập vô tuyến. Với các công nghệ HSDPA và HSUPA cho phép cải thiện đáng kể tốc độ dữ liệu tới người sử dụng. Đây là nền tảng và là bước chuẩn bị cho việc phát triển tiếp theo lên mạng 4G của Viettel Mobile. Mô hình cấu trúc mạng được thể hiện trên hình 4.5.
Hình 4.5: Mô hình mạng 3,5G Viettel Mobile
Các khía cạnh kỹ thuật thực hiện trong nội dung HSDPA bao gồm: ←• Phát kênh chia sẻ
←• Điều chế và mã hóa thích ứng ←• Kỹ thuật phát đa mã
←• Yêu cầu lặp lại tự động nhanh HARQ.
Để nâng cấp từ công nghệ WCDMA lên HSDPA, thì cần phải thay đổi phần cứng và phần mềm của RNC, Node B (BS), và UE. Sự thay đổi chính đó là ở lớp điều khiển truy nhập môi trường (MAC: Medium Access Control), Node B có thêm MAC-hs để điều khiển tài nguyên của kênh HS-DSCH. Node B cũng được cải tiến để có thể liên tục giám sát chất lượng tín hiệu nhờ nhận được các bản tin về chất lượng kênh hiện thời, cho phép kích hoạt giao thức HARQ từ lớp vật lý, giúp cho các quá trình phát lại nhanh hơn. Lớp điều khiển truy nhập môi trường (MAC-Medium Access Control) được đặt tại Node B, do đó cho phép truy nhập nhanh hơn tới các giá trị đo lường tuyến kết nối, lập lịch gói hiệu quả hơn và nhanh hơn, cũng như điều khiển chất lượng chặt chẽ hơn. Bằng cách sử dụng kỹ thuật mã hóa Turbo tốc độ thay đổi, điều chế 16QAM, cũng như hoạt động đa mã mở rộng, kênh HS- DSCH hỗ trợ tốc độ dữ liệu đỉnh từ 120Kbps tới hơn 10 Mbps.
Hình 4.6: Thay đổi ở RNC và Node B
HSUPA sử dụng các kỹ thuật, công nghệ của HSDPA nhưng được áp dụng cho kênh đường lên.
Giai đoạn 5: Triển khai mạng 4G
Hình 4.7: Mô hình cấu trúc mạng 4G Viettel Mobile
đoạn 5 này chúng ta cần nâng cấp giao diện vô tuyến, nâng cấp mạng thâm nhập vô tuyến, thiết bị đầu cuối, để nó có tính linh hoạt trong quá trình giao tiếp với nhau. Ngoài ra, thay thế dần IPv4 thành IPv6. Đưa ra một số giao thức chuẩn cho các mạng để dễ dàng trong việc tích hợp các mạng với nhau. Với cấu trúc này, thì Viettel Mobile có thể cung cấp được nhiều loại hình dịch vụ khác nhau, có tốc độ cao, chất lượng tốt. Lúc này, mạng có thể tích hợp được với nhiều mạng khác nhau như WiMAX, WLAN,…
4.4 KẾT LUẬN
Với điều kiện của Việt nam và cơ sở hạ tầng viễn thông mà Viettel đang quản lý, việc nâng cấp từng bước mạng lưới thông tin di động nhằm tiến tới 4G, và trước mắt đáp ứng nhu cầu dịch vụ GPRS như đã đề cập ở trên là hợp lý và cần thiết. Qua từng bước phat triển như trên, ta có thể tận dụng nguồn cơ sở vật chất sẵn có, đồng thời tiếp cận được công nghệ hiện đại nhằm xây dựng một mạng lưới thông tin di động hiện đại, đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng.
Việc phát triển các thông tin di động thế hệ thứ tư là một xu hướng tất yếu mà tất cả các quốc gia trên thế giới đều phải thực hiện. Tuy nhiên, phạm vi, mức độ và thời gian triển khai sẽ khác nhau đối với điều kiện cụ thể của từng quốc gia, từng khu vực.
KẾT LUẬN
Cùng với sự phát triển nhanh chóng về mọi mặt của đời sống xã hội, thì nhu cầu của con người cũng ngày càng tăng trên tất cả các lĩnh vực. Đặc biệt trong lĩnh vực thông tin, con người mong muốn thông tin được cập nhập nhanh nhất, dữ liệu được lấy với tốc độ cao. Trong thông tin di động, công nghệ WCDMA ra đời là một bước phát triển lớn, nó làm tăng tốc độ truy cập mạng lên đến 2Mbps, hỗ trợ nhiều loại hình dịch vụ Internet di động đa phương tiện với chất lượng được cải thiện so với 2,5G. Trong giai đoạn tiếp theo, người ta phát triển một công nghệ mới đó là công nghệ HSDPA. Với nhiều kỹ thuật mới, công nghệ này có thể đạt tốc độ truyền dữ liệu lên đến 10Mbps. Tuy nhiên, công nghệ HSDPA cũng chưa đáp ứng được hết được nhu cầu phát triển dịch vụ của con người. Người sử dụng mong muốn mạng có tốc độ truyền dữ liệu cao hơn nữa, chất lượng dịch vụ tốt, đặc biệt là có khả năng tích hợp được với các mạng không dây khác. Với yêu cầu đó, mạng thông tin di động thế hệ 4 ra đời. Khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao lên đến 160Mbps, chất lượng các dịch vụ tốt, khả năng tích hợp dễ dàng với các mạng khác, đã phần nào đáp ứng được nhu cầu của con người.
Viettel hiện là một trong những nhà cung cấp dịch vụ viễn thông, di động hàng đầu ở Việt Nam. Với mong muốn phục vụ người dùng các dịch vụ chất lượng cao, Viettel không ngừng vận động, nâng cấp, phát triển mạng điện thoại di động của mình. Việc nghiên cứu các xu hướng phát triển về công nghệ và dịch vụ mới cũng không nằm ngoài mục tiêu này. Công nghệ 4G với những tính năng ưu việt của nó cũng như lợi ích trong việc cung cấp và sử dụng dịch vụ là một xu hướng tất yếu cho các nhà cung cấp dịch vụ di động. Chúng tôi mong muốn đề tài này sẽ là tài liệu có ích cho Viettel Mobile cũng như góp phần nào trong việc định hướng về phát triển công nghệ cho mạng di động Viettel Mobile.