3.4.3 Nội dung thiết kế
Mô hình lưu lượng
Các thông số sử dụng cho mạng dịch vụ truy nhập (ASN) và mạng dịch vụ kết nối (CSN) được liệt kê dưới đây:
Thông số Giá trị
Tốc độĐường lên trung bình cho 1
thuê bao 128.0Kbps
Tốc độĐường xuống trung bình cho
1 thuê bao 512.0Kbps
Tỷ lệ thuê bao online đồng thời 1:10
Bảng 3.6: Giả thiết về lưu lượng cho mạng WiMAX Viettel
Mạng dịch vụ truy nhập (ASN)
o Hoạch định tần số: Công tác hoạch định tần sốđược thực hiện dựa trên tài nguyên tần sốđược phân bổ cho Viettel, trong đó có xem xét sử dụng dải bảo vệ và đảm bảo hiệu suất sử dụng tần số tốt nhất có thể.
Phương thức mạng được đề xuất với PUSC 1*3*3 10MHz F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F2 F1 F3 Hình 3.5: Tái sử dụng tần số 1*3*3 o Thiết kế vùng phủ
Việc thiết kế vùng phủ được xây dựng dựa trên yêu cầu bài toán đặt ra và khuyến nghị của đối tác HUAWEI. Yêu cầu về thông số thiết kế được trình bày trong bảng sau:
STT Phần tử Đơn vị Giá trị Ghi chú
1 Tần số MHz 2300
2 Độ rộng kênh MHz 10 3 Số lượng kênh N/A 3
4 Hệ số tổn hao thâm nhập dB 25/20/17/10 sử dụng cho DU,U,SU,RU 5 Yêu cầu về dung lượng N/A N/A
6 Tỉ số thông lượng DL/UL N/A 4:1 N/A 7 Tốc độ UL tại vùng biên kbps 128 N/A
8 Loại đầu cuối N/A Indoor CPE TxPwr28dBm Antenna Gain 5dBi
9 Độ cao anten DU m 26 N/A
10 Độ cao anten U m 28 N/A
11 Độ cao anten SU m 30 N/A
12 Độ cao anten RU m 40 N/A
13 Độ lệch chuẩn DU dB 10 Theo kinh nghiệm 14 Độ lệch chuẩn U dB 8 Theo kinh nghiệm 15 Độ lệch chuẩn SU dB 6 Theo kinh nghiệm 16 Độ lệch chuẩn RU dB 5 Theo kinh nghiệm
17 MIMO N/A 2*2
18 Công suất phát BS dBm 40 19 Độ tăng ích anten BS dBi 18
Tần số sử dụng trong dự án thử nghiệm là 2.3 GHz
Khu vực dịch vụ bao gồm: khu vực thành thị đông dân cư, vùng ngoại ô và nông thôn
Mô hình truyền sóng được lựa chọn để dự báo vùng phủ là: mô hình COST231
o Quy hoạch dung lượng
Với dung lượng DL/UL yêu cầu là 512kbps/128kbps với tỉ lệ thuê bao online đồng thời là 1/10. Mạng WiMAX được thiết kế với giả thiết 2 luồng dữ liệu được sử dụng đồng thời cho mỗi user.
Do vậy dung lượng cực đại của ASN GW được tính như sau:
(512 + 128)/10*6500 = 416000kbps = 416 Mbps (6500: số lượng license thuê bao/1 trạm)
Sử dụng mô hình Monter Carlo, được khuyến nghị bởi diễn đàn WiMAX, với TDD 29:18, 10 MHz, PUSC với tất cả SC, MIMO A/B adatptive, một sector BS có:
- Dung lượng DL trung bình: 13.31 Mbps - Dung lượng UL trung bình: 4.5 Mbps
Mạng dịch vụ kết nối (CSN)
Dựa trên yêu cầu về dung lượng mạng lưới, 1 bộ AGW và 1 bộ AAA được triển khai tại phòng máy trung tâm
3.4.5 Danh sách thiết bị
Dựa vào yêu cầu bài toán, số lượng thiết bị yêu cầu như sau:
Vị trí Phần tử mạng Số lượng DBS3900 ( Baseband Unit) 10 Indoor CPE 90 USB 10 AGW 1 AAA 1 Thái Nguyên M2000 1
3.4.6 Mô tả thiết bị
DBS3900
Bao gồm 2 khối là BBU (Base band) và RRU (Remote Radio). BBU và RRU được nối thông qua sợi quang.
o Khả năng hoạt động của DBS3900 Tần số Đa sóng mang Dải băng 5 MHz, 10 MHz và 20 MHz MIMO Hỗ trợ 2 + 2 MIMO (2Tx-2Rx). Phương thức song công TDD
Đường lên: QPSK và 16QAM
Điều chế và mã
hóa Đường xuống: QPSK, 16QAM, và 64QAM Khả năng cân
bằng tải nHốỗi chéo t trợ cơ chập trung IQ.. ế dự phòng baseband, chia sẻ segment, và thực hiện kết
Dung lượng
dải băng cơ sở Hỗ trợ lên đến 18CS.
Đồng bộđồng
hồ GPS Hỗ trợ cơ chế lấy giờ và đồng bộ GPS
Dùng chung anten GPS với các thiết bị khác của BS trong cùng 1 trạm Hỗ trợ cấu hình tùy chọn của IEEE1588
Yêu cầu dùng chung GPS
Hỗ trợ cơ chế dùng chung hệ thống fi-đơ anten GPS
Nhiệt độ -50 C to +550 C Độẩm 5%RH to 95%RH -48 V (-40 V to -57 V) DC +24 V (+18 V to +30 V) Nguồn cung cấp
AC Ngu300 V, 50/60Hz. ồn AC 1 pha (hộp phân phối tùy chọn) 90 V to
Kích thước
thiết kế 308.4mm × 482.6mm × 200mm (H × W × D)
Trọng lượng < 25 kg trong trường hợp cấu hình đầy đủ
Công suất tiêu thụ trung bình: 300 W (trường hợp 3 sóng mang)
Công suất tiêu thụ toàn hệ
thống Đối với cấu hình đầy đủ, công suất tiêu thụ < 500 W
Bảng 3.9: Đặc tính kỹ thuật của DBS3900
o Các đặc tính nổi bật
- DBS3900 hỗ trợ tối đa 18 sectors và dung lượng cực đại 300 Mb/s. Ngoài ra, DBS3900 có thể hỗ trợ lên đến 600 Mb/s nhờ cấu hình cascade 2 mức.
- Kế thừa và phát triển kiến trúc μTCA (MicroTCA) của chuẩn PICMG, thiết kế linh hoạt và kích thước nhỏ gọn. Nó có thể gắn trên tường, để trên sàn hay trên mặt bàn.
- Hỗ trợ nhiều loại giao diện và phương thức mạng linh động. Giao diện R6 có khả năng cung cấp giao diện quang 100/1000M (ngoài ra có thể lựa chọn giao diện khác như giao diện điện E1/T1, E3/T3 và giao diện quang STM-1/OC-3), giao diện giữa DBS3900 và RRU tương thích với chuẩn OBSAI. DBS3900 có 18 cặp giao diện quang 1.25G/2.5G hỗ trợ các topo đấu nối như mạng vòng, mạng sao, mạng lai…nhằm đáp ứng các điều kiện về truyền dẫn cũng như môi trường kết nối khác nhau.
- Hỗ trợ cơ chế sử dụng nhiều sector để dùng chung module GPS, giảm chi phí đầu tư CAPEX.
- Hỗ trợ 5 loại lớp dịch vụ QoS bao gồm UGS, rtPS, ErtPS, nrtPS và BE. Với sự phối hợp của mạng dịch vụ kết nối (CSN), BSS đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) được cung cấp là tốt nhất
- Tương thích với chuẩn FCC, CE và yêu cầu chứng chỉ UL [9]
Gateway WASN9770
o Khả năng hoạt động của WASN9770
Loại giao diện Chuẩn vật lý Loại cáp
1000Mbps Ethernet optical
interface Fiber jumper LC/PC-LC/PC R6
100Mbps Ethernet interface Category 5 twisted pair 1000Mbps Ethernet optical
interface Fiber jumper LC/PC-LC/PC R3
100Mbps Ethernet interface Category 5 twisted pair OMC 100Mbps Ethernet Category 5 twisted pair
Bảng 3.10: Chuẩn giao diện vật lý và loại cáp kết nối
- Danh mục giao diện: Bảng 3.10 liệt kê các chuẩn giao diện vật lý và các loại cáp kết nối mà WASN9770 hỗ trợ
- Danh mục các thông số cấu hình: Bảng 3.11 liệt kê danh mục các thông số cấu hình của WASN9770 đề xuất cho dự án thử nghiệm:
STT Danh mục thông số Giá trị
1 Số thuê bao IP-CS 6,500
2 Số luồng dữ liệu của hệ thống 1,300
3 Khả năng xử lý báo hiệu 6000 pps
4 Thông lượng dữ liệu 416 Mbps
5 Khả năng chuyển tiếp gói 1.2 Mpps 6 Số lượng domain 1,000
Ghi chú: Tổng số thuê bao thiết lập tài khoản với nhà cung cấp dịch vụ phụ thuộc vào mô hình lưu lượng
Bảng 3.11: Danh mục các thông số cấu hình chuẩn của WASN9770
- Độ tin cậy MTBF: 164000 giờ MTTR: 30 phút Độ khả dụng: 99.9997% - Đồng bộ WASN9770 sử dụng đồng hồ Stratum-3 Độ chính xác tối thiểu: ±4.6 × 10-6 Độ lệch tần số cực đại: 2 × 10-8/ngày Độ lệch tần số ban đầu cực đại: < 1 × 10-8 • Các đặc điểm nổi bật của WASN9770. - Thiết kế tiên tiến
Thiết kế tương thích với chuẩn NGW Stage 2/3, thuận tiện cho việc triển khai nhiều mô hình mạng bao gồm mạng cố định và mạng di động
Phần mềm được phát triển tuân thủ các yêu cầu thiết kế nghiêm ngặt của công nghệ phần mềm, sử dụng kiến trúc top-down và phương pháp thiết kế mô đun, dễ dàng cho việc phát triển và bảo trì phần mềm. Sử dụng một phần thiết kế của hệ thống điều khiển bên trong hệ thống.
Việc thiết kế dựa trên platform về phần cứng và phần mềm all-IP đồng nhất, do đó làm giảm chi phí bảo trì và phát triển hệ thống. - Khả năng kết nối mạng linh hoạt Giao diện mở, sản phẩm đa dạng đáp ứng mọi yêu cầu về kết nối Tích hợp chức năng định tuyến động cho kết nối IP - Cung cấp nhiều tính năng mạnh về dịch vụ
Truy cập nhanh, kiểm soát lỗi, chức năng O & M đối với thuê bao di động
Chức năng chuyển tiếp định tuyến gói dữ liệu cho thuê bao di động - Hỗ trợ nhiều ứng dụng dịch vụđa dạng
- Khả năng mở rộng và tương thích dễ dàng
Với cấu trúc mô đun hóa và phân cấp, việc phát triển các ứng dụng mới và mở rộng ứng dụng sẵn có được thực hiện một cách dễ dàng. Người sử dụng có thể tạo ra các cấu hình khác nhau phù hợp với điều kiện thực tế. Ngoài ra, hệ thống còn có thể cấu hình một số lượng thích hợp các đơn vị xử lý dịch vụ và các đơn vị xử lý dữ liệu dựa trên các yêu cầu của người sử dụng về dung lượng
- Độ khả dụng và hiệu năng cao
Kiến trúc hệ thống hợp lý đảm bảo thiết bị hoạt động với độ tin cậy và hiệu năng cao. Với việc tách biệt mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng người sử dụng, các đơn vị xử lý giao thức được hoạt động độc lập. Do đó nếu một đơn vị xử lý ngừng hoạt động, sẽ không làm ảnh hưởng đến sự hoạt động của các đơn vị khác.
Hệ thống hoạt động mạnh mẽ nhờ vào các chips xử lý có hiệu năng cao, đảm bảo năng lực hoạt động của hệ thống không bị nghẽn trong giờ cao điểm.
Kiến trúc thiết kế dự phòng đảm bảo độ tin cậy cao. Các card tài nguyên dùng chung và các card xử lý giao thức lõi đều được cấu hình dự phòng 1+1, các card giao diện và các card xử lý mặt phẳng người sử dụng được hoạt động ở chế độ dự phòng N+M. Tất cả các card đều hỗ trợ việc thay thế nóng (hot swap), đảm bảo tính ổn định và tin cậy tuyệt đối cho hệ thống WASN9770
Cấu trúc client/server đảm bảo khả năng hoạt động ổn định, dễ dàng nâng cấp hoặc mở rộng
Server hoạt động dựa trên nền HP server và windows server 2003, đảm bảo độổn định và tin cậy cao.
Client sử dụng hệ điều hành Windows XP, cung cấp giao diện thân thiện, dễ vận hành và sử dụng.
Hỗ trợ phương thức đa truy nhập, bằng phương pháp trực tiếp hay từ xa, không chỉ bảo trì toàn bộ hệ thống mà còn có khả năng bảo trì từng phần tử riêng biệt.
Cung cấp chếđộ bảo mật tốt, sử dụng cơ chế truy cập đa cấp
Chức năng của hệ thống O&M bao gồm quản lý cước, giám sát hoạt động của mạng, thống kê lưu lượng, quản lý bảo mật, giám sát dịch vụ, giám sát thuê bao (device), giám sát báo hiệu, cấu hình dữ liệu, cập nhật phần mềm, cảnh báo, backup dữ liệu…Hệ thống O&M còn cung cấp các phương tiện và bổ sung các chức năng liên quan tùy theo tình trạng thực tế mạng lưới và yêu cầu của người sử dụng
Giao diện hệ thống thân thiện, hệ thống quản lý tập trung, linh hoạt và hỗ trợ nhiều tính năng cho tất cả các phần tử trên mạng. [8]
AAA SERVER
o Khả năng hoạt động của AAA SERVER
- Khả năng xử lý: Server sử dụng sản phẩm của bên thứ 3 (third party server). Do vậy, để đánh giá khả năng hoạt động của sản phẩm, cần tham khảo tài liệu kỹ thuật của đối tác thứ 3, lấy ví dụ khả năng hoạt động của server Sun Fire™ V440 của hãng Sun Microsystem.
Khả năng xử lý Ghi chú
Số lượng bản tin nhận thực AAA xử lý trong 1
giây (thuê bao trả sau) > 800 bản tin Số lượng bản tin cước AAA xử lý trong 1 giây
(thuê bao trả sau) > 400 bản tin
Thời gian xử lý nhận thực < 50 ms Số lượng giao dịch AAA trọng 1 giây (thuê bao
Thời gian đáp ứng nhận thực
95% yêu cầu nhận thực đều được xác nhận trong vòng 1 giây và 99% yêu cầu
được xác nhận trong vòng 3 giây
Thời gian đáp ứng Billing
95% yêu cầu về cước đều được xác nhận trong vòng 1 giây và 99% yêu cầu
được xác nhận trong vòng 3 giây Số người sử dụng cực đại 3,000,000 Số lượng thiết bị truy nhập cho phép 1,000
Bảng 3.12: Cấu hình hoạt động của Sun Fire™ V440
- Độ tin cậy (độ khả dụng) Độ khả dụng: > 99.999%
Thời gian chuyển giao giữa 2 node: < 5 phút MTBF: > 120000 giờ
MTTR: < 30 phút
o Các đặc tính nổi bật của AAA SERVER - Giao diện báo hiệu mở
Hỗ trợ các giao thức chuẩn, tương thích với giao thức NWG như các chuẩn RFC (RFC2607, RFC2865, RFC2866, RFC2867, RFC2868, RFC2869, RFC3579) và một phần giao thức RFC3576. Ngoài ra, hệ thống còn có khả năng tương thích với các thiết bị truy nhập của các vendor khác nhau, hỗ trợ SNMP RADIUS MIB (RFC2618/2619/2620/2621) và cung cấp giao diện MIB.
- Nhận thực (Authentication) and Tính cước (Accounting)
Server AAA SERVER thực hiện việc nhận thực và tính cước thông qua các mô đun phần mềm tích hợp, cung cấp thuật toán EAP cho việc xác nhận CHAP và PAP. Ngoài ra hệ thống còn có khả năng thực hiện phương thức thanh toán trả sau.
- Tương thích với nhiều loại hệđiều hành và CSDL khác nhau
Hệ thống có khả năng hỗ trợ linh động nhiều hệ CSDL và hệđiều hành khác nhau nhờ vào thiết kế platform hoạt động độc lập. Nó có khả năng hỗ trợ HĐH WINDOWS 2000/2003, SUN SOLARIS, cũng như trình quản lý CSDL là MS SQL và Oracle
- Khả năng hoạt động ổn định và độ tin cậy cao
Được phát triển dựa trên ngôn ngữ lập trình C++, hệ thống được thiết kế theo phương thức xử lý đa luồng (multi-thread), lập trình hướng đối tượng, giúp cho khả năng xử lý trở nên mạnh mẽ hơn. Hệ thống giám sát được bổ sung nhằm theo dõi quá trình hoạt động, tăng độ tin cậy của hệ thống. Hệ thống còn cung cấp chế độ dự phòng nóng 2 node cluster thông qua cơ chế disk array và phần mềm cluster. Ngoài ra, hệ thống còn có cơ chế dự phòng cho các phần tử quan trọng và thực hiện chế độ hoạt động chia sẻ và tải (load-sharing and balance) nhằm bảo vệ hệ thống hoạt động ổn định trong trường hợp một phần tử chính gặp sự cố.
- Khả năng quản lý dễ dàng, thuận tiện
Hệ thống O&M có kiến trúc Client/Server với giao diện đồ họa thân thiện với người sử dụng, giúp giảm bớt khối lượng công việc vận hành khai thác hệ thống. Hệ thống còn cung cấp giao diện SNMP cho phép phần mềm quản lý của bên thứ 3 truy nhập thông qua giao diện MIB. Ngoài ra, hệ thống còn có khả năng tích hợp tốt với các hệ thống của bên thứ 3 và cung cấp giao diện mở MML và FTP để kết nối với hệ thống Billing. [10]
3.4.7 Tổng kết yêu cầu triển khai mạng lưới
Yêu cầu về phòng máy trung tâm (phòng máy chính):