5.4.1. Xu hướng phát triển
Xu hướng công nghiệp hiện nay đó là:
Các hệ thống thông tin di động 3G đang được cải tiến dần nhằm đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của người sử dụng.
Các mạng lõi 3G đang được phát triển thống nhất tới một mạng lõi chuyển mạch gói chung sử dụng giao thức IETF.
Các nhà cung cấp dịch vụ hướng tới phát triển các dịch vụ đa phương tiện dựa trên IP.
Hội tụ các mạng vô tuyến (di động, WLAN…) và hữu tuyến. Các tổ chức: OHG, ITU, ARIB, ETSI, TIA.
Mạng lõi IP thống nhất có khả năng:
Tăng cường khả năng chuyển vùng toàn cầu giữa các hệ thống IMT-2000. Hỗ trợ triển khai các mạng IMT-2000 hiệu quả về mặt chi phí dựa trên các giao diện mở đã được chuẩn hoá.
Tiến tới khả năng cung cấp dịch vụ trong suốt, không phụ thuộc vào nhà khai thác và công nghệ mạng truy nhập.
Tăng tính hấp dẫn của các dịch vụ IMT-2000. Lợi ích của việc thống nhất mạng:
Đối với thuê bao:
+ Được cung cấp dịch vụ toàn cầu (chuyển vùng toàn cầu). + Truy cập đơn giản hơn.
+ Giá cả thấp hơn. + Dịch vụ đa dạng hơn.
Đối với nhà khai thác mạng và nhà cung cấp dịch vụ: + Chi phí thấp.
+ Tăng doanh thu.
+ Đáp ứng nhanh hơn đối với các sự thay đổi về nhu cầu của khách hàng. + Tạo khả năng phát triển ứng dụng và dịch vụ chung.
Đối với các nhà cung cấp thiết bị Internet và viễn thông: + Thâm nhập được vào các thị trường mới và rộng hơn. + Chi phí sản xuất, nghiên cứu phát triển và hỗ trợ thấp.
Xu hướng sử dụng IP trong thông tin di động
Cấu trúc mạng tương lai được xác định trên cơ sở hai động lực chính là các hệ thống thông tin di động 3G và Internet. Hướng phát triển tới cấu trúc mạng toàn IP
cung cấp các dịch vụ 3G được xác định với một khái niệm mới là môi trường thường trú ảo (VHE). Theo hướng này, có hai giải pháp để hỗ trợ các dịch vụ VoIP trong các cấu trúc mạng 3G: giải pháp thứ nhất dựa trên cấu trúc dịch vụ IN tập trung truyền thống, giải pháp thứ hai triển khai trên cơ sở một cấu trúc mạng phân bố mới có thiết bị điều khiển các cuộc gọi VoIP sử dụng các giao diện cấu trúc dịch vụ mở.
Kể từ năm 1999 việc tiêu chuẩn hoá 3G theo 3GPP đã cho thấy hai xu hướng phát triển về mạng có ảnh hưởng đến các tiêu chuẩn 3G, đó là:
Phát triển mạng theo hướng toàn IP. Về mặt công nghệ, cấu trúc mạng toàn IP sẽ thay thế toàn bộ công nghệ truyền tải theo chuyển mạch kênh thành chuyển mạch gói, tăng khả năng hỗ trợ đa phương tiện cho mạng lõi 3G.
Phát triển hướng tới một cấu trúc dịch vụ mở (OSA). Xu hướng này đòi hỏi các nhà khai thác mạng phải có khả năng cho phép các nhà cung cấp dịch vụ thuộc bên thứ ba có thể truy nhập tốt vào cấu trúc mạng 3G qua các giao diện chuẩn hóa có tính mở. Các cơ quan quản lý viễn thông trên khắp thế giới hiện đang quan tâm tới việc thúc đẩy triển khai xu hướng này vì nó giúp đẩy nhanh quá trình tự do hóa thị trường viễn thông bằng cách tăng cường khả năng cung cấp dịch vụ giữa các mạng và đầu cuối khác nhau. Trong chuẩn hóa của 3GPP thì khả năng cung cấp dịch vụ này được hiểu qua khái niệm Môi trường thường trú ảo (VHE). Có thể hiểu khái niệm này là môi trường cho phép các nhà cung cấp dịch vụ bên thứ ba có thể phát triển các ứng dụng và dịch vụ 3G trên một vài loại mạng và đầu cuối của mình. Điều này có nghĩa là cần có các giao diện ứng dụng chuẩn có tính mở giữa các loại mạng này.
Xu hướng thứ nhất sẽ liên quan tới thiết kế cấu trúc mạng 3G còn xu hướng thứ hai liên quan tới thiết kế cấu trúc dịch vụ 3G. Vấn đề đặt ra là cần phải đánh giá được ảnh hưởng của thiết kế các mạng lõi 3G trên cơ sở toàn IP tới cấu trúc dịch vụ 3G và từ đó xem xét các lộ trình khả thi để tích hợp khả năng mạng và khả năng dịch vụ trong triển khai cấu trúc mạng 3G toàn IP.
Tiến tới thống nhất các mạng toàn IP
Có tới hai xu hướng mạng toàn IP cho 3G được đưa ra là cấu trúc của mạng all-IP do 3GPP và all-IP do 3GPP2 đề xuất. Các hệ thống 3G được chuẩn hoá nhằm thống nhất về mạng lõi như vậy còn được gọi là 3,5G. Có rất nhiều điểm giống nhau như điều khiển phiên dựa trên SIP, QoS dựa trên TFT và chính sách, sử dụng IPv6
trong tiêu chuẩn, nhưng các nỗ lực thống nhất chung vẫn là chưa đủ. Các nhà khai thác ở những nước mà phải triển khai cả hai tiêu chuẩn rất ủng hộ cho việc phối hợp thống nhất này. Tuy nhiên, những khác biệt trong cấu trúc 3GPP R99 và 3GPP2 Packet NW không cho thấy sự hội tụ mà ngày càng mở rộng ra. Như vậy với điểm chung duy nhất là cổng VoIP, việc thống nhất các mạng lõi sẽ còn nhiều khó khăn.
Hình 5.4: Mạng lõi IP thống nhất
5.4.2. Những yếu tố thúc đẩy 4G
Mạng 3G tạo ra bước phát triển lớn trong sự tiến triển của thông tin di động cá nhân. Trên thực tế, mạng 3G có khả năng hỗ trợ loại hình dịch vụ Internet di động đa phương tiện với chất lượng dịch vụ cải thiện đáng kể so với hệ thống 2,5G. Giao diện vô tuyến WCDMA được thiết kế để hỗ trợ vùng phủ sóng cải thiện dung lượng cao với tốc độ bit trung bình (384kbps) trong trường hợp vùng phủ sóng hạn chế và lên tới 2Mbps (trong nhà). Việc ghép kênh thống kê giao diện vô tuyến cũng cải thiện đáng kể hiệu suất ở chế độ truyền dẫn chuyển mạch gói. Tuy nhiên, 3G vẫn còn tồn tại những hạn chế như:
-Việc đạt được tốc độ truyền số liệu cao là rất khó đối với công nghệ WCDMA do can nhiễu giữa các dịch vụ.
- Khó có thể tạo ra một dải đầy đủ các dịch vụ đa tốc độ với yêu cầu về hiệu năng QoS khác nhau do những hạn chế đối với mạng lõi gây ra bởi tiêu chuẩn giao diện vô tuyến.
- Ngoài ra, dải tần ở băng tần 2Ghz dành cho hệ thống 3G sẽ sớm bị bão hòavà có những ràng buộc khi kết hợp chế độ song công phân chia theo tần số.
Vì đó, việc ra đời một hệ thống mới là xu thế tất yếu. Hệ thống mới chính là 4G, hướng phát triển công nghệ là hệ thống vô tuyến tích hợp (tích hợp mạng lõi IP + mạng truy nhập di động 3G và truy nhập vô tuyến Wimax & Wi-fi). Hệ thống vô tuyến tích hợp với mạng truy nhập vô tuyến diện rộng sẽ làm xuất hiện những khái niệm dịch vụ có hiệu quả hơn nữa: các thiết bị di động truy nhập mạng diện rộng, các thiết bị cảm biến và các thông tin truy nhập đại diện cho người dùng. Hệ thống 4G yêu cầu sự linh động cao để có khả năng hỗ trợ cho:
- Lưu lượng người sử dụng.
- Các giao diện vô tuyến và các loại đầu cuối. - Các môi trường truyền dẫn vô tuyến.
- Các loại hình chất lượng dịch vụ. - Các đặc tính di động.
Để có thể đáp ứng những yêu cầu như vậy, hệ thống 4G phải linh động và có khả năng thích nghi ở mọi khía cạnh. Do vậy, đối với hệ thống này phần mềm có vai trò quan trọng hơn cơ sở hạ tầng phần cứng. Hiện nay, 4G đang trong quá trình xây dựng chuẩn. Khi đưa vào ứng dụng nó sẽ cải thiện được các dịch vụ dữ liệu, tốc độ bít có thể đạt tới: 20-100Mbps, sử dụng phương thức điều chế OFDM, MC-CDMA
Trong cuộc sống ngày nay điện thoại di động đã trở lên rất thân thiện với con người và làm cho con người gần lại nhau hơn nối liền khoảng cách, tuy nhiên GSM đã bộc lộ những nhược điểm của mình vì thế các nhà khai thác mạng GSM đã có kế hoạch chuyển đổi mạng GSM sang một mạng mới. Mạng thông tin di động thế hệ thứ 3 (3G) được triển khai sẽ đáp ứng được nhu cầu truyền số liệu của người sử dụng, tốc độ truyền của mạng này có thể đạt đến 3 Mbps.
Các dịch vụ 3G vô tuyến cung cấp rất nhiều dịch vụ dữ liệu hấp dẫn như :khả năng kết nối internet di động, điện thoại thấy hình, gửi nhận mail di động, các dịch vụ đa phương tiện như chụp ảnh, quay phim kỹ thuật số và được truyền qua các máy cầm tay vô tuyến, …
Với công nhệ 3G người dùng có thể tiết kiệm thời gian, tăng năng suất, hiệu quả làm việc, cải thiện dịch vụ khách hàng, … bởi người dùng có thể làm việc ở bất cứ đâu và bất cứ lúc nào.
Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên trong bản đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo góp ý của các thầy (cô) để em củng cố thêm kiến thức khi tốt nghiệp và làm việc trong thực tế.
Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo kỹ sư NGUYỄN PHÚC NGỌC đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này.
[1]. TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng, “Thông tin di động thế hệ 3 (2 tập),” Nxb Bưu điện, 2001.
[2]. TS. Nguyễn phạm Anh Dũng, “Lý thuyết trải phổ và đa truy nhập vô tuyến”,Nxb Bưu điện, 2004
[3]. Đinh Thị Thái Mai, “Hệ thống thông tin hiện đại”, ĐH Công Nghệ Hà Nội. [4]. KS. Nguyễn Văn Thuận, “Hệ thống thông tin di động W-CDMA”, Học viện bưu chính viễn thông, 2004.
[5]. M.R.Karim and M.Sarrap, “W-CDMA and CDMA 2000 for 3G Mobile Networks,” McGraw-Hill Telecom professional, 2002.
[6]. Hedberg, Tetal, “Evolving WCDMA,” Ericsson White Paper, March 2001.
[7] http://www.didongcdma.com
[8] http://www.3gpp.org