3.2.1. Cấu trúc mạng thông tin di động VMS-MobiFone
Công ty thông tin di động (VMS) là Doanh nghiệp Nhà nước trực thuộc Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt nam (VNPT). Được thành lập vào ngày 16 tháng 04 năm 1993, VMS đã trở thành doanh nghiệp đầu tiên khai thác dịch vụ thông tin di động GMS 900/1800 với thương hiệu MobiFone, đánh dấu cho sự khởi đầu của ngành thông tin di động Việt Nam. Lĩnh vực hoạt động của MobiFone là tổ chức thiết kế xây dựng, phát triển mạng lưới và triển khai cung cấp dịch vụ mới về thông tin di động.
Mạng thông tin di động MobiFone của Công ty Thông tin di động được chia thành 5 Trung tâm khu vực, mỗi trung tâm quản lý một vùng địa lý, cụ thể:
- Trung tâm I: bao gồm Hà Nội, các tỉnh miền Bắc, Tây Bắc Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ (đến Hà Tĩnh). Hệ thống mạng lõi được đặt tập trung tại hai địa điểm ở Hà Nội.
- Trung tâm II: bao gồm Tp.HCM và các tỉnh Đông Nam Bộ. Hệ thống mạng lõi được lắp đặt tập trung tại 3 địa điểm ở Tp.HCM.
Đồ án tốt nghiệp Chương III Triển khai HSPA tại VMS
Trần Văn Hiếu – D07VT2 82
- Trung tâm III: bao gồm Đà Nẵng và các tỉnh miền Trung Trung Bộ từ Quảng Bình đến Khánh Hòa. Hệ thống mạng lõi được lắp đặt tập trung tại hai địa điểm ở Đà Nẵng.
- Trung tâm IV: bao gồm Cần Thơ và các tỉnh miền Tây Nam Bộ. Hệ thống mạng lõi được lắp đặt tập trung tại Cần Thơ và Mỹ Tho.
- Trung tâm V: bao gồm Hải Phòng và các tỉnh Đông Bắc Bắc Bộ. Hệ thống mạng lõi được đặt tập trung tại Hải Phòng.
Trải qua 18 năm xây dựng và phát triển, mạng thông tin di động MobiFone đã từng bước được nâng cấp để đáp ứng các yêu cầu của thị trường, với cấu trúc tổng thể mạng VMS, như sau:
- Tổng đài MSC/VLR: 35 (Alcatel, Ericsson, Huawei), tổng dung lượng 17.800 ksubs.
- Trạm điều kiển vô tuyến BSC: 200 (Alcatel, Ericsson, Huawei), tất cả đều hỗ trợ EDGE.
- Trạm thu phát sóng BTS: 7094 (Alcatel, Ericsson, Huawei), tất cả đều hỗ trợ EDGE.
- Bộ ghi dữ liệu thuê bao thường trú HLR: 13 (Alcatel, Ericsson, Huawei), tổng dung lượng 56.000 ksubs.
- Hệ thống dịch vụ trả tiền trước IN/SCP: 07 node (Alcatel), tổng dung lượng 39.000 ksubs.
- Hệ thống nhắn tin SMSC: 12 (Huawei, ZTE, Comverse, Alcatel), tổng dung lượng 18.000 kBHSM.
- Hệ thống hộp thư thoại VoiceMail: 02 (Alcatel).
- Hệ thống truy nhập kênh vô tuyến dạng gói GPRS: 04 Node (NSN, Alcatel), tổng dung lượng 4.000 ksubs.
- Mạng IP backbone: 07 Nodes, dung lượng xử lý 200 Gbps.
- Báo hiệu sử dụng trên mạng:MAP version 3; PPS CAMEL Phase 2, CAMEL Phase 3.
- Bảo mật (Cipher): A5.
- Nhận thực (Authentication): A3/A8.
- Kết nối với mạng PSTN, PLMN: Qua tổng đài Toll VTN, Tandem HN, HN, HCM.
Hiện tại mạng GSM của MobiFone có thể cung cấp cho các thuê bao di động các dịch vụ sau:
Các dịch vụ cơ bản: - Dịch vụ thoại.
Đồ án tốt nghiệp Chương III Triển khai HSPA tại VMS
Trần Văn Hiếu – D07VT2 83
- Dịch vụ fax.
- Dịch vụ tính cước cho thuê bao.
- Dịch vụ không tính cước cho thuê bao. - Dịch vụ cấm gọi đi/ đến.
- Dịch vụ cấm gọi quốc tế. Các dịch vụ bổ trợ:
- Dịch vụ hiển thị số máy chủ gọi (CLIP).
- Dịch vụ hiển thị số máy bị gọi đầu tiên (CALP). - Các dịch vụ Call Forwarding.
- Dịch vụ chờ cuộc gọi (CW). - Dịch vụ giữ cuộc gọi.
- Dịch vụ hội nghị (MPTY). - Dịch vụ nhóm thuê bao (CUG).
- Dịch vụ cho phép thuê bao chuyển vùng. - Dịch vụ cấm thuê bao chuyển vùng. - Dịch vụ cho phép thuê bao chuyển mạng. - Dịch vụ MCA.
- Dịch vụ RBT. - Dịch vụ LBS.
- Dịch vụ MMS (trên nền GPRS).
- Các dịch vụ nhắn tin nội dung trên nền SMPP.
3.2.2. Phương án triển khai HSPA áp dụng công nghệ HSDPA tại VMS-MobiFone MobiFone
Công nghệ HSDPA phát triển trên nền mạng truy nhập vô tuyến 3G WCDMA với mục tiêu hỗ trợ các dịch vụ truyền số liệu đường xuống tốc độ cao cho các thuê bao 3G WCDMA. Việc triển khai thương mại công nghệ thông tin di động HSDPA của VMS dựa trên các yếu tố cơ bản sau:
- Sản phẩm thiết bị đầu cuối hỗ trợ HSDPA đã rất phong phú, giá thành hạ. - Đảm bảo kết nối liên mạng và tương thích ngược đối với hệ thống hiện có.
- Công nghệ có khả năng cung cấp các dịch vụ mới, hấp dẫn khách hàng và tạo ưu thế cạnh tranh trên thị trường thông tin di động.
- Nhu cầu sử dụng của khách hàng là đủ lớn, đảm bảo doanh thu.
Trong điều kiện hiện nay, cấu trúc mạng 4G chưa rõ ràng. Các công nghệ mạng 4G, các hệ thống tiêu chuẩn vẫn đang được nhiều tổ chức nghiên cứu và chưa có sự thống nhất. Do vậy, công nghệ mạng HSDPA được xem như một giải pháp quá độ phù hợp nhất hiện nay đối với các nhà khai thác.
Đồ án tốt nghiệp Chương III Triển khai HSPA tại VMS
Trần Văn Hiếu – D07VT2 84
Tại thời điểm chính thức cung cấp dịch vụ, những địa điểm được lựa chọn phủ sóng 3G/HSDPA là 6 thành phố: Hà Nội, Tp. HCM, Tp. Huế, Tp. Đà Nẵng, Tp. Cần Thơ và Tp. Hải Phòng để xây dựng quy mô và phương án triển khai, vì các lý do sau:
- Đây là 6 thành phố lớn nhất và có tiềm năng nhất Việt Nam,có mật độ tập trung dân cư cao, thu nhập bình quân/đầu người cao nhất cả nước, và lưu lượng cuộc gọi hiện tại của năm thành phố chiếm tới 55,52 trên tổng số 64 tỉnh.
- 6 thành phố là Trung tâm tại 5 vùng trọng điểm của Việt Nam, là thủ đô, thành phố trọng điểm tại các khu vực miền đông Nam Bộ, miền Trung, miền Tây Nam Bộ, Đông Bắc và miền Bắc tương ứng với 5 Trung tâm Thông tin Di động khu vực của mạng VMS-MobiFone. Các thành phố này chiếm đến trên 55% tổng lưu lượng toàn mạng.
Triển khai HSDPA đáp ứng nhu cầu sử dụng dịch vụ dữ liệu tốc độ trên mạng MobiFone tại các thành phố trọng điểm.
3.2.3. Cơ sở triển khai mạng HSDPA tại MobiFone
Căn cứ dự báo về số lượng thuê bao 3G phát triển, số lượng thuê bao tại 6 thành phố Hà Nội, Hồ Chí Minh. Đà Nẵng, Huế, Cần Thơ và Hải Phòng được chia thành 4 hình thái phủ sóng: vùng mật độ dân cư đô thị dày đặc (dense urban); vùng đô thị (urban); vùng đô thị ngoại vi (sub urban) và vùng nông thôn ngoại thành (rubal).
Phân vùng hình thái phủ sóng cho các thành phố như sau:
Bảng 3.1 Phân vùng hình thái phủ sóng
Thành phố Dense urban Urban Sub urban Rural Hà Nội và HCM 50% 25% 15% 10% Đà Nẵng, Huế, Cần Thơ và Hải Phòng 0% 50% 30% 20%
Với giả thiết là chỉ Hà nội và Hồ Chí Minh là nơi có hình thái mật độ dân cư dày đặc, với các khu đô thị và trung tâm thương mại, có số lượng nhà cao tầng liền kề nhau nhiều, các thành phố khác chỉ có 3 hình thai dân cư như bảng trên.
Theo kinh nghiệm triển khai mạng 3G của một số nhà khai thác lớn trên thế giới những năm đầu triển khai, thực tế sẽ có khoảng 6% số thuê bao di động mạng 2G hiện tại chuyển sang sử dụng các dịch vụ của mạng 3G. Căn cứ vào dự đoán số lượng thuê bao 3G trong những năm tới, căn cứ vào lưu lượng hiện tại của 6 thành phố, chiếm đến 55%
Đồ án tốt nghiệp Chương III Triển khai HSPA tại VMS
Trần Văn Hiếu – D07VT2 85
tổng lưu lượng toàn quốc, số lượng thuê bao sử dụng HSDPA dự báo chiếm khoảng 50% đến 60% tổng số thuê bao 3G tùy thành phố.
Bảng 3.2 Tỷ lệ thuê bao 3G và HSDPA dự kiến Thứ tự Tên thành phố Dự báo tỷ lê thuê
bao sử dụng 3G
Dự báo tỷ lệ thuê bao sử dụng HSDPA 1 Hà Nội 18% 10% 2 TP. Hồ Chí Minh 46% 26% 3 TP. Đà Nẵng 9% 4% 4 TP. Huế 9% 4% 5 TP. Cần Thơ 9% 4% 6 TP. Hải Phòng 9% 4% 7 Tổng cộng 100% 58%
3.2.4. Quá trình áp dụng công nghệ HSPA tại VMS 3.2.4.1. Giai đoạn thử nghiệm ban đầu 3.2.4.1. Giai đoạn thử nghiệm ban đầu
Về mặt giao diện vô tuyến sử dụng chuẩn WCDMA/UMTS R3 là phiên bản đầu tiên của UMTS. Bao gồm hai chế độ:
UTRA FDD: sử dụng hai dải tần số (2×60 MHz) tách biệt cho đường lên và đường xuống:
- Đường lên: 1920-1980 MHz. - Đường xuống: 2110-2170 MHz Độ rộng mỗi sóng mang là 5 MHz.
UTRA TDD: phân kênh đường lên và đường xuống theo thời gian, sử dụng chung dải tần 25 MHz cho cả đường lên và đường xuống: 1900-1920 và 2020-2025 MHz. Độ rộng mỗi sóng mang là 5 MHz.
Sở dĩ chúng ta VMS lựa chọn chuẩn WCDMA bởi vì:
- Đây là giao diện vô tuyến được các nhà sản xuất thiết bị Châu Âu hỗ trợ và phát triển sản phẩm. Thiết bị mạng lưới GSM hiện tại của VMS là so Ericsson và Alcatel cung cấp.
Đồ án tốt nghiệp Chương III Triển khai HSPA tại VMS
Trần Văn Hiếu – D07VT2 86
Như vậy trong giai đoạn đầu VMS thử nghiệm cả hai chế độ TDD và FDD. Về mặt lý thuyết, hệ thống UTRA TDD và FDD đều hỗ trợ các dịch vụ dữ liệu tốc độ rất cao với chất lượng tương đương nhau. Do sử dụng chung một băng tần cho cả đường lên và đường xuống, nhiễu trong hệ thống TDD là vấn đề cần phải được chú trọng trong việc quy hoạch mạng vô tuyến. Trên thực tế, TDD thích hợp với các ô nhỏ có nhu cầu tốc độ số liệu lớn. Người ta đề xuất triển khai các trạm TDD kết hợp trong các vùng phủ sóng của FDD để tăng dung lượng của mạng 3G.
Các thông số tiêu chuẩn cho thử nghiệm cho chuẩn giao tiếp WCDMA FDD và TDD: Bảng 3.3 Các thông số tiêu chuẩn cho thử nghiệm cho chuẩn giao tiếp WCDMA
FDD Chế độ truy nhập WCDMA FDD Băng tần 1920 - 1980 MHz; 2110 - 2170 MHz Độ rộng sóng mang 5 MHz Tốc độ trải phổ 3,84 Mcps Điều chế QPSK
Chuyển giao cùng một tần số Soft Handover Chuyển giao giữa hai tần số Hard Handover Điều khiển công suất 1,5 KHz
Bảng 3.4 Các thông số tiêu chuẩn cho thử nghiệm cho chuẩn giao tiếp WCDMA TDD Chế độ truy nhập WCDMA TDD Băng tần 1900 - 1920 MHz; 2020 - 2025 MHz Độ rộng sóng mang 5 MHz Tốc độ trải phổ 3,84 Mcps Điều chế QPSK
Đồ án tốt nghiệp Chương III Triển khai HSPA tại VMS
Trần Văn Hiếu – D07VT2 87
Chuyển giao cùng một tần số Hard Handover Chuyển giao giữa hai tần số Hard Handover
Điều khiển công suất Đường lên: 200 Hz, Đường xuống: 800 Hz
Mạng lõi:
Tuân thủ theo khuyến nghị của 3GPP-Release 99. Mạng lõi thử nghiệm bao gồm: - SGSN
- GGSN
- Chuyển mạch ATM kết nối SGSN và GGSN - Hỗ trợ các giao diện: Iu, Gr, Gn, Gc, Gi… Giải pháp thử nghiệm 3G của Alcactel và Ericsson:
Mạng VMS lựa chọn cả hai hệ thống thử nghiện 3G của Alcactel và Ericsson. Cụ thể hệ thống của Alcatel được thử nghiệm tại Hà Nội và hệ thống của Erisson được thử nghiệm tại TP Hồ Chí Minh. Bảng 3.5 dưới đây so sánh những giải pháp mà Alcatel và Ericsson đưa ra:
Bảng 3.5 So sánh giải pháp mà Alcatel và Ericsson đưa ra STT Nội dung ALCATEL ERICSSON Chú ý 1 Thiết bị thử nghiệm 1.1 Phần mạng truy nhập 1.1.1 Trạm thu phát 3G (Node B) 03 trạm BTS Evolium Node B cấu hình 3 setor (1 sóng mang/1sector). Bao gồm đầy đủ anten, feeder-40m/1 sợi, phụ kiện lắp đặt… 02 trạm RBS 3202 cấu hình 3 sector (1 sóng mang/1 sector). Bao gồm đầy đủ anten, feeder-30/1 sợi. Trong đó:
- 1 RBS đặt cùng container 20 feet với core network.
- 1 RBS đặt tại địa điểm khác (remote RBS đặt trong
Đồ án tốt nghiệp Chương III Triển khai HSPA tại VMS Trần Văn Hiếu – D07VT2 88 container 5 feet. 1.1.2 Trạm điều khiển thu phát (BSC/RNC). 01 thiết bị RNC 9140, cho phép kết nối tới tối đa 96 trạm thu phát
01 thiết bị RNC3810 cấu hình A cho phép kết nối tới tối đa 8 trạm RBS3202. Alcatel mạnh hơn Ericssn ở điểm này. 1.1.3 Hệ thống quản lý mạng truy nhập 01 hệ thống điều khiển vô tuyến 3G OMC-R A1353-UR chạy trên nền máy chủ SUN 01 hệ thống điều khiển vô tuyến RANOS chạy trên nền máy chủ SUN 420R ở điểm này Alcatel và Ericsson tương đương nhau 1.2 Phần mạng lõi 1.2.1 MSC/VLR/HLR 01 SSP Alcatel1000 Evolium, 01 Combined RCP/HLR 01 MSC/VLR/HLR/AUC tích hợp trên hệ thống AXE 10-APPZ212 30 để phục vụ kế nối mạng PSTN, PLMN, ISDN 1.2.2 Media Gateway 01 Omniswitch ATM Cross- Connect 01 chuyển mạch ATM (MGW R1.0 CN 1.5) để kết nối giữa phần mạng truy nhập RAN, mạng lõi CN và MSC/VLR. 1.2.3 Thiết bị GPRS (GGSN/SGSN) 01 hệ thống PSCN gồm toàn bộ tính năg SGSN/GGSN 01 hệ thống GPRS R3.0
Đồ án tốt nghiệp Chương III Triển khai HSPA tại VMS Trần Văn Hiếu – D07VT2 89 của 3G 1.2.4 Hệ thống quản lý mạng lõi 01 hệ thống quản lý OMC CS HP B2600. Không có OMC cho phần chuyển mạch lõi PSCN (GPRS) 01 hệ thống quản lý mạng lõi CN-OSS chạy trên nền máy chủ SUN 420r Ericsson tốt hơn Alcatel ở điểm này 1.2.5 Hệ thống truy nhập mạng số Kết nối qua GGSN (GPRS) 01 hệ thống truy nhập mạng số liệu dịch vụ (SUN&WINDOW 2000) phục vụ kết nối Internet, WAP, Mail...
Ericsson tốt hơn Alcatel ở điểm này 1.2.6 Hệ thống Billing Gateway – thu thập số liệu tính cước Không có 01 hệ thống Billing Gateway để thử nghiệm tính cước Ericsson tốt hơn Alcatel ở điểm này 2 Các tính năg hệ thống
2.1 Tốc độ truy nhập Tối đa 384 kbps với chuyển mạch gói, 64kbps với chuyển mạch kênh
Tối đa 384 kbps với chuyển mạch gói, 64kbps với chuyển mạch kênh 2.2 Số người truy nhập Internet các dịch vụ số liệu tại một thời điểm
1000 người 10 người Dung lượng hệ thống Alcatel cao hơn 2.3 Các dịch vụ hỗ trợ Thoại truy nhập Internet, wap, truyền số Thoại truy nhập Internet, wap, truyền số liệu
Đồ án tốt nghiệp Chương III Triển khai HSPA tại VMS
Trần Văn Hiếu – D07VT2 90
liệu
3.2.4.2. Tình hình triển khai HSPA sau thử nghiệm tại VMS 3.2.4.2.1.Thiết bị 3.2.4.2.1.Thiết bị
Tại tất cả 64/64 tỉnh thành, phase 1 gồm 3000 trạm Node B,25 RNC, 6 MSC Softswitch và hoàn thành đưa bà sử dụng chính thức trước 15/12/2009 (phase 2 thực hiện lắp đặt và phát sóng vào quý 1 năm 2010 với quy mô thiết bị tương đương với phase 1).
Hiện đã triển khai: lắp đặt tại tất cả các tỉnh thành, thiết bị MSC, RNC đã đưa vào khai thác, thiết bị Node B ưu tiên phát sóng khu vực phía Bắc trước, đã phát sóng các tỉnh sau: Hà Nội, Hà Nam, Ninh Bình, Hải Dương, Bắc Ninh, Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Sơn La, Hà Tây….tiến độ đang triển khai rất nhanh.
Trong đó cấu hình hệ thống cho 5 trung tâm chính được mô tả như bảng dưới đây: Bảng 3.6 Cấu hình hệ thống cho 5 trung tâm chính
Các thiết bị
Hà Nội HCM Đà Nẵng Cần Thơ Hải Phòng Radio Network Controler 4 7 3 3 2 WCDMA Flexi BTS 350 680 235 210 200 SGSN Đã có sẵn Đã có sẵn Đã có sẵn Đã có sẵn Đã có sẵn Flexi ISN Đã có sẵn Đã có sẵn Đã có sẵn Đã có sẵn Đã có sẵn OSS (NetAct) Đã có sẵn Đã có sẵn Đã có sẵn Đã có sẵn Đã có sẵn CS Core Đã có sẵn Đã có sẵn Đã có sẵn Đã có sẵn Đã có sẵn GSM BSS Alcatel Ericsson Ericsson Ericsson Alcatel
Transport Node (Mux) 17 32 12 12 10