a. Mạng thông tin di động thế hệ ba WCDMA
2.3.4 Lớp dịch vụ
Có chức năng cung cấp các dịch vụ theo yêu cầu của ngƣời dùng, có chất lƣợng cao nhƣ: Các dịch vụ thông tin định vị, dịch vụ đa phƣơng tiện chất lƣợng cao, dịch vụ điều khiển từ xa… Với mô hình này, lớp dịch vụ là lớp cung cấp các nội dung về dữ liệu cho ngƣời sử dụng.
2.4 CÔNG NGHỆ TRÊN IP VÀ IP DI ĐỘNG
Trong hệ thống thông tin di động 4G thì IP di động (MIP: Mobile IP) là một vấn đề rất quan trọng. Vấn đề thách thức đối với IP di động là phải chuyển các ứng dụng IP đến các kết cuối di động. Hiện nay có hai phiên bản MIP là MIPv4 và MIPv6 đƣợc thiết kế để đảm bảo hỗ trợ di động bên trong mạng IPv4 và mạng IPv6 tƣơng ứng. Trong hệ thống thông tin di động 4G, trong giai đoạn đầu, chúng ta sử dụng cả hai loại này, sau đó sẽ dần thay thế IPv4 để đƣợc mạng toàn IPv6. Bởi vì MIPv6 có nhiều ƣu điểm hơn hẳn so với MIPv4 nhƣ:
50
Đánh địa chỉ: Chúng ta thấy rằng với độ dài 32bit thì MIPv4 không thể đánh hết địa chỉ cho các thiết bị đầu cuối đƣợc, còn ở MIPv6 thì số bit dùng để đánh địa chỉ là 128bit đủ sức để đánh địa chỉ cho toàn bộ các thiết bị.
Việc định tuyến tối ƣu chỉ là một bộ phận thêm vào cho MIPv4 nhƣng nó lại là một bộ phận tích hợp của MIPv6.
Định tuyến tối ƣu MIPv4 vẫn đòi hỏi truyền đƣờng hầm lƣu lƣợng giữa các máy tính đối tác và nút di động. Trong MIPv6 các gói có thể gửi đi không theo tunnel mà chỉ cần bổ sung thêm một tiêu đề định tuyến…
Các loại truy nhập trong mạng 4G
Trong giai đoạn phát triển đầu của mạng 4G, thì tồn tại cả hai giao thức IP là MIPv4 và MIPv6, do đó yêu cầu phải có sự chuyển đổi địa chỉ trong quá trình truy nhập khi cần thiết.
Truy nhập từ MS đến các dịch vụ có các khả năng sau:
MS IPv4 truy nhập dịch vụ IPv4 qua mạng IPv4:
Cả MS, loại dịch vụ, và cả mạng sử dụng chung một giao thức đó là IPv4.
Trƣờng hợp này thƣờng xảy ra khi chúng là các dịch vụ và thiết bị đầu cuối của 2,5G và 3G. Khi MS và dịch vụ trong cùng mạng, địa chỉ IPv4 cá nhân đƣợc sử dụng, còn khi dịch vụ ở ngoài mạng thì phải sử dụng địa chỉ IPv4 công cộng để định tuyến, do đó bộ phiên dịch địa chỉ mạng NAT (NAT: Network Address Translator) đƣợc sử dụng.
MS IPv6 truy nhập dịch vụ IPv6 qua mạng IPv6
Trong trƣờng hợp này, cả MS, loại hình dịch vụ và mạng cũng đều sử dụng cùng giao thức IPv6. Với địa chỉ IPv6, chúng ta không cần hỗ trợ của bộ phiên dịch địa chỉ mạng (NAT). Khi cả dịch vụ và ngƣời dùng nằm cùng trong một mạng thì chúng ta có thể dùng địa chỉ vị trí IPv6.
MS IPv6 truy nhập dịch vụ IPv6 thông qua mang IPv4
Thƣờng xảy ra trong giai đoạn đầu phát triển IPv6, yêu cầu có tunnel của IPv6 qua IPv4. Có hai trƣờng hợp xảy ra:
a) MS IPv6 ở trong mạng IPv6 nhƣng phần mạng ngoài kết nối tới dịch vụ là IPv4. b) MS IPv6 roam tới một mạng IPv4
51
Trƣờng hợp này ít xảy ra trong mạng 4G. Tuy nhiên khi xảy ra nhiều thì yêu cầu phải có NAT.
MS IPv4 truy nhập dịch vụ của IPv6
Trƣờng hợp này yêu cầu phải có bộ phiên dịch địa chỉ từ địa chỉ IPv4 sang địa chỉ IPv6. Điều này sẽ đƣợc hỗ trợ bởi một Router hoặc một node nào đó
MS IPv4 truy nhập dịch vụ IPv4 thông qua mạng IPv6
Giao tiếp giữa hai mạng dịch vụ:
o Server IPv4 giao tiếp với Server IPv4 thông qua mạng IPv4
o Server IPv6 giao tiếp với Server IPv6 thông qua mạng IPv6
o Server IPv6 giao tiếp với Server IPv6 thông qua mạng IPv4
Trƣờng hợp này thƣờng xảy ra trong giai đoạn đầu chuyển tiếp lên IPv6. Yêu cầu phải có đƣờng hầm (Tunnel) từ IPv6 qua IPv4. Đƣờng hầm này có thể đƣợc thiết lập trƣớc hoặc đƣợc thiết lập tự động.
o Server IPv6 giao tiếp với Server IPv4
Trƣờng hợp này yêu cầu có bộ phiên dịch địa chỉ mạng-phiên dịch giao thức NAT-PT. Nếu Server IPv6 là một IMS, thì ngoài việc chuyển đổi và riêng biệt giao thức IP, cón phải chuyển đổi SIP/SDP qua một ALG.
o Server IPv4 giao tiếp với Server IPv6 Trƣờng hợp này giống trƣờng hợp 4
o Server IPv4 giao tiếp với Server IPv4 thông qua mạng IPv6
Trƣờng hợp này ít xảy ra, bởi khi IPv6 chiếm ƣu thế trong mạng và IPv4 không đủ thì khi đó tất cả dịch vụ sẽ đƣợc triển khai IPv6.
52
Chương 2 đã khái quát được cấu trúc mạng 4G LTE, các đặc tính kỹ thuật và các kỹ
thuật sử dụng trong LTE. Mạng LTE có ưu điểm vượt trội so với 3G về tốc độ, thời gian trễ nhỏ, hiệu suất sử dụng phổ cao cùng với việc sử dụng băng thông linh hoạt, cấu trúc đơn giản nên giá thành giảm. Để tạo nên các ưu điểm đó, LTE đã phối hợp nhiều kỹ thuật, trong đó, nó sử dụng kỹ thuật OFDMA ở đường xuống. Các sóng mang trực giao với nhau, do đó tiết kiệm băng thông, tăng hiệu suất sử dụng phổ tần và giảm nhiễu ISI. Cùng với các ưu điểm đó thì OFDM có khuyết điểm là sự thăng giáng đường bao lớn dẫn đến PAPR lớn, khi PAPR lớn thì đòi hỏi các bộ khuếch đại công suất tuyến tính cao để tránh làm méo dạng tín hiệu, hiệu suất sử dụng công suất thấp vì thế đặc biệt ảnh hưởng đối với các thiết bị cầm tay. Do đó, LTE sử dụng kỹ thuật SC-FDMA cho đường lên. Cùng với các kỹ thuật đó, LTE còn hổ trợ MIMO, MIMO là một phần tất yếu của LTE để đạt được yêu cầu về thông lượng và hiệu quả sử dụng phổ. Cùng với các kỹ thuật này, chương 2 còn trình bày về lập biểu phụ thuộc kênh, thích ứng đường truyền, HARQ với kết hợp mềm. Chuyển giao trong LTE, và chuyển giao giữa LTE với các mạng khác. Đồng thời để cân bằng công suất phát đối với QoS yêu cầu, tối thiểu can nhiễu và tăng tuổi thọ pin của thiết bị đầu cuối, điều khiển công suất đường lên được sử dụng ở LTE, điều khiển công suất kết hợp cả vòng hở và vòng kín, nhưng do tính trực giao ở đường lên của LTE nên tránh được vấn đề gần xa (vấn đề điển hình trong điều khiển công suất của WCDMA) và vì thế ở LTE không cần sử dụng điều khiển công suất vòng kín nhanh.
53
CHƢƠNG 3: DỊCH VỤ VÀ CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG 4G LTE
3.1 DỊCH VỤ TRONG MẠNG 4G LTE
Sự cạnh tranh gay gắt trong lĩnh vực mạng thông tin cũng nhƣ mạng viễn thông đang diễn ra trong những năm gần đây. Khi sự cạnh tranh gia tăng, điều đặc biệt quan trọng đối với các công ty là xác định vị trí thích hợp để mang lại thuận lợi cho bản thân mình, và để chuẩn bị cho môi trƣờng truyền thông mới đang nổi lên. Trong môi trƣờng này, sự hòa nhập, liên kết và cạnh tranh của các thành viên mới tham gia vào thị trƣờng phải hoạt động tích cực để tìm ra phƣơng thức mới, nhằm giữ và thu hút hầu hết các khách hàng có tiềm năng. Các nhà cung cấp dịch vụ hiện nay đang cố gắng tìm ra lối đi riêng cho mình để tạo ra sự khác biệt với các nhà cung cấp khác, chẳng hạn nhƣ tìm kiếm phƣơng thức mới để đóng nhãn và đóng gói dịch vụ, thực hiện giảm các chi phí hoạt động,…
Trong các chƣơng trƣớc chúng ta đã nghiên cứu vì sao phải lên 4G? Vì nó có thể đáp ứng đƣợc: tốc độ truy nhập lên tới 200Mb/s, hỗ trợ roaming toàn cầu, dựa trên mạng lõi thuần IP, tƣơng tác mạnh với các mạng khác cùng tồn tại… Tất cả các yếu tố đó đã mở ra một khả năng cung cấp dịch vụ dồi dào cho mạng 4G. Có ba loại dịch vụ chủ yếu trong 4G: dịch vụ thời gian thực và thời gian không thực, dịch vụ nội dung, dịch vụ quản lý. Các dịch vụ này giúp cho các nhà khai thác có sự điều khiển, bảo mật và độ tin cậy tốt hơn đồng thời giảm chi phí vận hành. Nhờ đó, các nhà cung cấp dịch vụ có thể nhanh chóng có nguồn thu mới. Phần sau sẽ đề cập tới các yêu cầu về dịch vụ trong 4G và một số dịch vụ có thể triển khai trƣớc mắt.
3.1.1 Các loại dịch vụ cung cấp
Cũng giống nhƣ hệ thống thông tin di dộng thế hệ 3, các hệ thống thông tin di động thế hệ 4 cũng sẽ cung cấp các loại dich vụ chính: di động, viễn thông và internet nhƣng với tốc độ cao hơn lên đến 200Mb/s và điều đáng quan tâm hơn là các dịch vụ đa phƣơng tiện. Với khả năng cung cấp các dịch vụ tốc độ bit cao, các hệ thống thông tin di động thế hệ 4 cung cấp các dịch vụ chất lƣợng tốt, đảm bảo: Điện thoại thấy hình, tải dữ liệu nhanh, các dịch vụ thông tin về vị trí, các dịch vụ thƣơng mại di động, các dịch vụ phân phối nội dung, các dịch vụ hỗ trợ tải dữ liệu, các dịch vụ điều khiển từ xa, các dịch số
54
liệu tốc độ bít thấp, dịch vụ số liệu bít cao… Cũng có thể phân chia dịch vụ thành hai loại chính: Dịch vụ cơ sở và dịch vụ đa phƣơng tiện. Các dịch vụ cơ sở gồm:
Các dịch vụ xa (Teleservice): “ Là một kiểu dịch vụ viễn thông cung cấp các khả
năng đầy đủ bao gồm cả chức năng thiết bị đầu cuối để thông tin giữa hai ngƣời sử dụng theo các giao thức đƣợc thỏa thuận giữa các cơ quan quản lý ” bao gồm: điện thoại, các cuộc gọi khẩn, dịch vụ bản tin ngắn, các dịch vụ nhóm thoại, phát thanh thoại.v.v
Các dịch vụ mang (Bearer Service): “ Là một loại dịch vụ viễn thông cung cấp
khả năng để truyền dẫn tín hiệu giữa hai giao diện người sử dụng – mạng”.
Các dịch vụ bổ sung (Supplementary): gồm có:
Các dịch vụ bổ sung bao gồm
Các dịch vụ bổ sung cho gọi
Các dịch vụ bổ sung đa phía
Các dịch vụ bổ sung cho một cộng đồng
Các dịch vụ bổ sung tính cƣớc
Các dịch vụ bổ sung hạn chế cuộc gọi Các dịch vụ đa phƣơng tiện gồm:
o Các dịch vụ điểm tới điểm đối xứng: Truyền hình hội nghị (chất lƣợng cao,
thấp), điện thoại thấy hình, điện thoại, truy nhập Internet thƣ điện tử, điện thoại IP
o Các dịch vụ điểm tới điểm không đối xứng: Y tế từ xa có hình ảnh, thƣ
tiếng, truy xuất cơ sở dữ liệu nhƣ mua hàng theo catalog video, video theo yêu cầu (tin tức, thể thao, phim), báo điện tử, xuất bản điện tử, Fax.
o Các dịch điểm đa điểm đa phương: Các dịch vụ phân phối thông tin gồm có
tin tức, dự báo thời tiết, truyền hình di động, truyền thanh di động… Sau đây xin đƣa ra một số dịch vụ điển hình cho mạng 4G.