CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP DÙNG CHUNG HẠ TẦNG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
2.1 Nguyên lý dùng chung hạ tầng nội mạng
Đối với các nhà mạng, dùng chung hạ tầng nội mạng là sử dụng chung nền tảng hạ tầng thiết bị đối với mạng 2G/3G và thậm chí là 4G trong tương lai tại lớp mạng truy nhập vô tuyến (RAN), tức bao gồm từ BTS/NodeB tới các BSC/RNC.Nếu như trước dây tại cùng 1 vị trí nhà trạm, trạm 2G và trạm 3G của bao gồm các tủ thiết bị truyền dẫn, tủ nguồn, tổ acquy, khối vô tuyến, anten hay thậm chí là cột riêng rẽ thì sau khi sử dụng giải pháp dùng chung, trạm 2G/3G tích hợp gần như chỉ còn có sự tách biệt ở khối thu phát vô tuyến.
Hình 2-1: Ví dụ về bộ kết hợp GSM và UMTS trong một khối SingleRAN so với hai khối GSM và UMTS truyền thống
Nhiều bộ phận của các trạm di động có thể gộp chung lại với nhau như phân hệ nguồn, phân hệ xử lý truyền dẫn, phân hệ xử lý giám sát cảnh báo hay bộ phận xử lý cao tần để tạo thành một module chung. Vậy với thiết bị trạm 2G và thiết bị trạm 3G của cùng một nhà cung cấp hoàn toàn có thể sử dụng chung 1 khối phân phối nguồn, 1 khối xử lý truyền dẫn chung, một khối điều khiển giám sát cảnh báo chung, khối cao tần chung và cả antten phát thu nếu như anten này hỗ trở dải tần đủ rộng.Các nhà sản xuất thiết bị đã cho ra đời thế hệ thiết bị nhà trạm mới gồm các module 2G, 3G tích hợp trong cùng một tủ có kích thước nhỏ gọn (thường được gọi là các MBTS).
Đối với các MBTS này sẽ gồm có khối xử lý băng gốc, khối xử lý cao tần và antenna. Khối xử lý băng gốc bao gồm chứa các module truyền dẫn, module xử lý tín hiệu băng gốc (mã hoá, điều chế, giải mã, giải điều chế), module đồng bộ, module nguồn được tích hợp thành các card phù hợp. Khối này thường được gọi là BBU. Thiết bị xử lý băng gốc của một MBTS có thể triển khai nhiều kịch bản: trạm tích hợp 2G/3G, trạm tích hợp 2G/4G, trạm tích hợp 3G/4G (sử dụng 1 khối BBU) hay thậm chí là trạm tích hợp 2G/3G/4G (sử dụng 2 khối BBU).
Đối với khối xử lý cao tần, hiện tại các nhà sản xuất thiết bị nhà trạm đều sử dụng công nghệ SDR đối với việc chế tạo các khối này. Các khối xử lý cao tần có thể hỗ trợ 2 hệ thống bất kì cùng lúc: GSM và UMTS, GSM và LTE hay UMTS và LTE.
Ngoài các khối cơ bản như khối xử lý băng tần gốc và khối xử lý cao tần, các thiết bị khác của nhà trạm hoàn toàn có thể được chia sẻ giữa các thiết bị 2G/3G/4G. Các thiết bị có thể kể đến như khối giám sát môi trường EMU thực hiện việc giám sát môi trường xung quanh của phòng thiết bị, khối giám sát nguồn PMU cung cấp khả năng quản lý cấp nguồn, khối điều chỉnh nhiệt độ TCU giám sát nhiệt độ luồng khí vào ra tủ thiết bị. Tất nhiên việc cấu hình các thông số vật lý, logic đối với các thiết bị này phải có sự thống nhất giữa các mode GSM/UMTS/LTE.
Với công nghệ xử lý IP hiện tại, truyền dẫn IuB/IP và Abis/Ip có thể được xử lý chung trên một card truyền dẫn với mức độ ưu tiên xử lý QoS của gói tin khác nhau.
Hình 2-2 : Phân bổ băng thông của một trạm sử dụng chung truyền dẫn FE/GE đối với các dịch vụ 2G/3G
Đối với các BSC/RNC cũng có những điểm tương đồng về cấu trúc. Như hình vẽ dưới là sơ đồ khối cấu trúc chung của một BSC/RNC. Ta thấy với mỗi BSC/RNC đều gồm 4 phân hệ cơ bản: phân hệ truyền dẫn, phân hệ đồng bộ thời gian, phân hệ xử lý dịch vụ và phân hệ quản lý. Trong đó phân hệ truyền dẫn có nhiệm vụ truyền phát dữ liệu trên giao diện Abis/Iub với các trạm BTS/NodeB, truyền phát dữ liệu thoại trên giao diện A/Iu-CS về MSS, truyền phát dữ liệu gói trên giao diện Gb/Iu-PS về SGSN/GGSN, truyền phát dữ liệu trên giao diện IuR đối với với các RNC lân cận (giao diện IuR). Phân hệ đồng bộ thời gian có nhiệm vụ cung cấp đồng bộ cho toàn bộ hệ thống BSC/RNC, bản thân trong phân hệ có chứa bộ đồng bộ nội và có thể tiếp nhận đồng bộ từ hệ thống đồng bộ chuẩn từ ngoài đưa đến. Phân hệ xử lý dịch vụ gồm các module có chức năng xử lý báo hiệu, xử lý dữ liệu thoại, dữ liệu gói, v.v… Phân hệ quản lý có nhiệm vụ quản lý trạng thái các thành phần, lưu trữ, giám sát hoạt động của BSC/RNC và có các module giao tiếp với hệ thống quản lý giám sát bên ngoài. Phân hệ chuyển mạch có nhiệm vụ truyền tải dữ liệu, xung đồng bộ giữa các phân hệ trên.
Hình 2-3: Sơ đồ khối một bộ điều khiển vô tuyến trung tâm RNC
Từ cấu trúc chung của các BSC/RNC ta có thể thấy được khả năng tích hợp chung đối của BSC và RNC ở các bộ phần nguồn, phân hệ đồng bộ thời gian, phân hệ chuyển mạch, phân hệ truyền dẫn cũng như phân hệ quản lý giám sát.