L i m đ uờ ở ầ
CNTT Vi t-Nh tệ ậ 1
DANH M C HÌNH VỤ Ẽ
CNTT Vi t-Nh tệ ậ 2
1. L ch s phát tri nị ử ể
Vào cu i nh ng năm 1940, l n đ u tiên d ch v đi n tho i qua sóng radio đ c gi i thi u, vàố ữ ầ ầ ị ụ ệ ạ ượ ớ ệ
đã đ c thi t k cho ng i dùng trong nh ng chi c xe ôtô t i các m ng đi n tho i vi nượ ế ế ườ ữ ế ớ ạ ệ ạ ễ
thông công c ng. Sau đó, vào th p niên 60, m t h th ng b i Bell Systems đ c ra m t, g i làộ ậ ộ ệ ố ở ượ ắ ọ
IMTS, hay " Improved Mobile Telephone Service", . Then, in the 60’s, a system launched by
Bell Systems, called IMTS, or, “Improved Mobile Telephone Service", mang l i khá nhi u c iạ ề ả
ti n nh quay s tr c ti p và băng thông r ng h n. T r t s m các h th ng t ng t đãế ư ố ự ế ộ ơ ừ ấ ớ ệ ố ươ ự
đ c d a trên IMTS và đ c t o ra trong cu i th p niên 60 và 70 . H th ng đó đ c g i làượ ự ượ ạ ố ậ ệ ố ượ ọ
"t bào" vì vùng ph sóng l n đ c chia thành các khu v c nh h n ho c "cells", m i t bàoế ủ ớ ượ ự ỏ ơ ặ ỗ ế
đ c ph c v b i m t máy phát công su t th p và máy thu.ượ ụ ụ ở ộ ấ ấ
Công ngh 1G th h đ u tiênệ ế ệ ầ
1G là m t h th ng t ng t , và đ c phát tri n trong 70ộ ệ ố ươ ự ượ ể , 1G có hai c i ti n chínhả ế , đó là sự
sáng ch ra b vi x lý, và s bi n đ i liên k t gi a đi n tho i và trang web di đ ng . Hế ộ ử ự ế ổ ế ữ ệ ạ ộ ệ
th ng tho i di đ ng nâng cao (AMPS) ố ạ ộ l n đ u tiên đ c đ a ra b i M và là m t h th ng diầ ầ ượ ư ở ỹ ộ ệ ố
đ ng 1G. D a vào FDMA, nó cho phép ng i dùng th c hi n cu c g i tho i trong 1 qu cộ ự ườ ự ệ ộ ọ ạ ố
gia.
Công ngh 2G th h th haiệ ế ệ ứ
2G xu t hi n đ u tiên vào kho ng cu i nh ng năm 1980, h th ng 2G s hóa các tín hi uấ ệ ầ ả ố ữ ệ ố ố ệ
tho i, cũng nh đi u khi n liên k t H th ng k thu t s m i này đã cho ch t l ng và khạ ư ề ể ế ệ ố ỹ ậ ố ớ ấ ượ ả
năng t t h n r t nhi u (vd nhi u ng i h n có th s d ng đi n tho i c a h cùng m t lúc),ố ơ ấ ề ề ườ ơ ể ử ụ ệ ạ ủ ọ ộ
chi phí th p h n cho ng i dùng. D a vào TDMA, m ng l i th ng m i đ u tiên s d ngấ ơ ườ ự ạ ướ ươ ạ ầ ử ụ
b i công chúng là h th ng thông tin di đ ng toàn c u (GSM).ở ệ ố ộ ầ
Công ngh 3G th h th baệ ế ệ ứ
H th ng 3G h a h n nhi u d ch v nhanh h n, nh tho i, fax và kh năng chuy n nh ngệ ố ứ ẹ ề ị ụ ơ ư ạ ả ể ượ
d li u trên Internet. M c đích c a 3G là cung c p các d ch v này b t c lúc nào, b t c n iữ ệ ụ ủ ấ ị ụ ấ ứ ấ ứ ơ
nào trên toàn th gi i, chuy n vùng li n m ch gi a các vùng đ c đ a ra b i ITU IMT-2000ế ớ ể ề ạ ữ ượ ư ở
là m t tiêu chu n toàn c u cho 3G và đã m ra cánh c a m i đ cho phép các d ch v sáng t oộ ẩ ầ ở ử ớ ể ị ụ ạ
và ng d ng, ví d gi i trí đa ph ng ti n, và các d ch v xác đ nh v trí, cũng nh nhi u thứ ụ ụ ả ươ ệ ị ụ ị ị ư ề ứ
khác. Năm 2001, Nh t B n cho m ng 3G đ u tiên ra m t. Công ngh 3G h tr kho ng 144ậ ả ạ ầ ắ ệ ỗ ợ ả
Kbps, v i s chuy n đ ng t c đ cao, 384 Kbps trong m ng c c b , và lên t i 2Mbps cho cácớ ự ể ộ ố ộ ạ ụ ộ ớ
tr m c đ nh, nh trong m t tòa nhà.ạ ố ị ư ộ
Công ngh 4G th h th t ệ ế ệ ứ ư
Đ i v i tiêu chu n 1G và 2G, băng thông t i đa là 9,6 Kbit / giây, ch m h n kho ng 6 l n soố ớ ẩ ố ậ ơ ả ầ
v i ISDN (tích h p các d ch v k thu t s m ng). Giá đã tăng g p 3 v i thi t b c m tayớ ợ ị ụ ỹ ậ ố ạ ấ ớ ế ị ầ
m i h n đ đ t t c đ 28.8kbps. Đây là t c đ m c mà trong khu v c đông ng i, khi m ngớ ơ ể ạ ố ộ ố ộ ặ ự ườ ạ
đang b n, t l r t m ng đáng k . Đi n tho i th h th ba, t c đ d li u (t i xu ng) t i đaậ ỷ ệ ớ ạ ể ệ ạ ế ệ ứ ố ộ ữ ệ ả ố ố
là 384 kbps, t i lên th ng kho ng 200kbps, và 64kbps.ả ườ ả
Đi n tho i di đ ng th h th t s có m c giá cao h n so v i truy n d li u 3G. V i 4G t cệ ạ ộ ế ệ ứ ư ẽ ứ ơ ớ ề ữ ệ ớ ố
đ truy n d li u di đ ng d ki n s lên t i 100 megabit / giây khi đang di chuy n vàộ ề ữ ệ ộ ự ế ẽ ớ ể
1000gigbits / giây c đ nh. Đây là m t hi n t ng c a băng thông r ng, ch có th so sánh v iố ị ộ ệ ượ ủ ộ ỉ ể ớ
các máy tr m băng thông đ c k t n i tr c ti p v i m ng LAN.ạ ượ ế ố ự ế ớ ạ
Đ hi u đ c 4G, chúng ta c n hi u v 3G. V y làm th nào 3G b t đ u? Ý t ng khôngể ể ượ ầ ể ề ậ ế ắ ầ ưở
đ n t các nhà khai thác m ng l i mà t s n xu t thi t b . Trong năm 1996 1996 Nipponế ừ ạ ướ ừ ả ấ ế ị
Telephone & Telegraph (NTT) và Ericsson đã b t đ u phát tri n 3G; sau đó năm 1997 t i Mắ ầ ể ạ ỹ
CNTT Vi t-Nh tệ ậ 3
TIA (Telecommunications Industry Association) ch n CDMA (Code Division Multiple Access)ọ
cũng tri n khai 3G; và vào năm 1998 ểETSI (European telecommunications Standards Institute)
ch n CDMA; Cu i cùng, năm 1998 CDMA băng thông r ng hay là W-CDMA và CDMA2000ọ ố ộ
đ c Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) đ a ra. ượ ư
Hai tiêu chu n phát thanh chính đ c s d ng cho 3G là W-CDM và ẩ ượ ử ụ CDMA2000. W-CDMA
đ c s d ng châu Âu, CDMA2000 đ c s d ng t i Hoa Kỳ. Trong công ngh CDMA,ượ ử ụ ở ượ ử ụ ạ ệ
m t tín hi u mang d li u, này sau đó đ c truy n v i m t tín hi u v i t c đ nhanh h n, cóộ ệ ữ ệ ượ ề ớ ộ ệ ớ ố ộ ơ
băng thông r ng h n, nó s d ng TDM ộ ơ ử ụ (Time Division Multiplexing). CDMA200 s d ngử ụ
CDM (common code divisionmultiplexing). Ti p theo s nói v các công ngh truy c p khácế ẽ ề ệ ậ
nhau, đó là FDMA, TDMA và CDMA.
Các h th ng t ng t thông th ng nh t là FDMA(ệ ố ươ ự ườ ấ Frequency Division Multiple Access). Nó
là m t ph ng pháp mà ph mà đ c c t ra thành các t n s khác nhau và sau đó đo n nàyộ ươ ổ ượ ắ ầ ố ạ
đ c cung c p cho nh ng ng i s d ng. T i m t th i gian ng i s d ng ch ch đ c giaoượ ấ ữ ườ ử ụ ạ ộ ờ ườ ử ụ ỉ ỉ ượ
cho m t t n s . B i vì t n s này đ c khóa l i, cho đ n khi cu c g i đ c k t thúc, ho cộ ầ ố ở ầ ố ượ ạ ế ộ ọ ượ ế ặ
thông qua b i t n s khác. Khi m t cu c g i thích h p di n ra, hai t n s là c n thi t, m tở ầ ố ộ ộ ọ ợ ễ ầ ố ầ ế ộ
đ g i và m t đ nh n. FDMA đã ch đ c s d ng cho các h th ng t ng t th h đ uể ử ộ ể ậ ỉ ượ ử ụ ệ ố ươ ự ế ệ ầ
tiên, đi u này là do s lãng phí băng thông l n nêu trên . ề ự ớ TDMA giúp s d ng toàn b ph cóử ụ ộ ổ
s n, nh là FDMA . Thay vì chia tách t n s thành các khe, nó chia theo th i gian, trên t t cẵ ư ầ ố ờ ấ ả
t n s . M i thuê bao đ c cho m t khe th i gian, ng c l i v i t n s . Do đó nhi u ng i cóầ ố ỗ ượ ộ ờ ượ ạ ớ ầ ố ề ườ
th s d ng trên trên m t t n s , và có khe th i gian khác nhau, b i vì các khe th i gian đ cể ử ụ ộ ầ ố ờ ở ờ ượ
chuy n r t nhanh, nó có v nh là kênh k t n i liên t c. TDMA đ c s d ng cho m ng 2G. ể ấ ẻ ư ế ố ụ ượ ử ụ ạ
CDMA (Code Division Multiple Access) s d ng ph ng th c lây lan ph . B ng cách đó nóử ụ ươ ứ ổ ằ
đ c mã hóa cao, vì v y không có gì ng c nhiên khi nó đ c phát tri n và s d ng b i quânượ ậ ạ ượ ể ử ụ ở
đ i. ộUnlike FDMA, CDMA cho phép ng i dùng s d ng t t c các t n s có s n cùng m tườ ử ụ ấ ả ầ ố ẵ ộ
lúc. M i cu c g i đ c xác đ nh b i mã đ c bi t c a nó. CDMA là băng thông r t hi u qu .ỗ ộ ọ ượ ị ở ặ ệ ủ ấ ệ ả
Nó cũng cho phép s d ng m m m i, nó có th giao ti p v i nhi u h n m t tr m g c t i b tử ụ ề ạ ể ế ớ ề ơ ộ ạ ố ạ ấ
kỳ m t th i gian.ộ ờ
Evolution of the mobile value chain towards 4G.
2. Công ngh 4G và các đ c đi m ệ ặ ể
2.1. S phát tri n c a di đ ng h ng t i 4Gự ể ủ ộ ướ ớ
H ệh th ng thông tin di đ ngệ ố ộ h th t (4G) có xu h ng khác nhau v i nh ng ng i khácệ ứ ư ướ ớ ữ ườ
nhau: đ i v i m t s đó ch là công su t cao h n ố ớ ộ ố ỉ ấ ơ (e.g., 100 Mb/s), giao di n vô tuy n m i,ệ ế ớ
trong khi đ i v i nh ng ng i khác nó là m t nh h ng l n nhau c a các công ngh m ngố ớ ữ ườ ộ ả ưở ẫ ủ ệ ạ
LAN không dây và di đ ng mà s d ng m t bi n th c a giao th c IPv6 qu n lý di đ ngộ ử ụ ộ ế ể ủ ứ ả ộ
Đi n tho i di đ ng ệ ạ ộ (e.g., Hierarchical Mobile IPv6) cho h th ng IETF AAA công nghệ ố ệ
chuy n vùng li n m ch. Đi u này đ c ch p nh n r ng rãi t m nhìn bây gi phác th o m tể ề ạ ề ượ ấ ậ ộ ầ ờ ả ộ
c s h t ng m ng không đ ng nh t bao g m các h th ng truy c p không dây khácơ ở ạ ầ ạ ồ ấ ồ ệ ố ậ
nhau(e.g., GSM/GPRS, UMTS, DVB-T, HAPS,WLAN) thêm vào đó, ng i s d ng ườ ử ụ có thể
k t n i và truy c p các ng d ng ph bi n trên s k t h p hi u qu nh t c a các h th ngế ố ậ ứ ụ ổ ế ự ế ợ ệ ả ấ ủ ệ ố
có s n.ẵ
CNTT Vi t-Nh tệ ậ 4
Các d ch v m ng có b t c đâu, b t c khi nào, là m t trong nh ng y u t quan tr ngị ụ ạ ở ấ ứ ấ ứ ộ ữ ế ố ọ
thu hút các cá nhân và t ch c đ xây d ng các c s h t ng m ng m i kích thích s phátổ ứ ể ự ơ ở ạ ầ ạ ớ ự
tri n c a vi n thông, và thúc đ y n n kinh t . Ý t ng táo b o đã đ c th c hi n theo cáchể ủ ễ ẩ ề ế ưở ạ ượ ự ệ
c a nó vào m ng vi n thông công c ng mang l i các yêu c u m i cho thi t k m ng, vàủ ạ ễ ộ ạ ầ ớ ế ế ạ
phác th o m t s thay đ i c a mô hình hi n t i c a vi c cung c p d ch v cho khách hàng.ả ộ ự ổ ủ ệ ạ ủ ệ ấ ị ụ
Các mô hình truy n thông m i đang n i lên m t ng i s d ng có th truy c p các d ch về ớ ổ ộ ườ ử ụ ể ậ ị ụ
đ c l p ho c xác đ nh v trí c a mình m t cách minh b ch, v i các thi t b đ u cu i có thộ ậ ặ ị ị ủ ộ ạ ớ ế ị ầ ố ể
ch n các công ngh truy c p a thích v trí hi n t i ọ ệ ậ ư ở ị ệ ạ (ad-hoc, wired, wireless LAN, or
cellular), và di chuy n gi a các công ngh liên t c mà không có s gián đo n đáng k . ể ữ ệ ụ ự ạ ể
Th ng nh t, an toàn, đa d ch v , ki n trúc m ng đa h đi u hành đ c h tr trong m ngố ấ ị ụ ế ạ ệ ề ượ ỗ ợ ạ
4G. Th h 4G cho phép h tr vi c cung c p nhi u lo i d ch v , truy c p m ng khác nhau,ế ệ ỗ ợ ệ ấ ề ạ ị ụ ậ ạ
t đ n gi n đ n ph c t p đa ph ng ti n th c t o, bao g m các d ch v liên l c tho i, từ ơ ả ế ứ ạ ươ ệ ự ế ả ồ ị ụ ạ ạ ự
chúng đ a ra m t thách th c trong truy n gói tin d a trên các môi tr ng truy n thông diư ộ ứ ề ự ườ ề
đ ng.ộ
Do không đ ng nh t c a các công ngh truy c p, Giao th c Internet phiên b n 6 (IPv6) đangồ ấ ủ ệ ậ ứ ả
đ c nh m t i m c tiêu nh là chu n chung trên nhi u công ngh truy c p, và th c hi nượ ắ ớ ụ ư ẩ ề ệ ậ ự ệ
nh ng gi i pháp c b n đ c l p c a các công ngh c b n. Tuy nhiên, s đi u ch nh cho phùữ ả ơ ả ộ ậ ủ ệ ơ ả ự ề ỉ
h p v i ch t l ng d ch v (QoS), Ch ng th c, C p phép, Thanh toán và Tr l i ợ ớ ấ ượ ị ụ ứ ự ấ ả ạ (AAAC) và
di đ ng vào ki n trúc Internet b n đ a đ t ra nhi u khó khăn và là m t thách th c th t s .ộ ế ả ị ặ ề ộ ứ ậ ự
Vì v y, m c tiêu chính c a bài vi t này là trình bày m t gi i pháp cho QoS h tr trong cácậ ụ ủ ế ộ ả ỗ ợ
môi tr ng đi n tho i di đ ng. Trong bài này, chúng ta th o lu n các ph ng pháp mà choườ ệ ạ ộ ả ậ ươ
phép chúng ta t o ra và khai thác các b n ch t n i t i gi a các tho thu n d ch v th hi nạ ả ấ ộ ạ ữ ả ậ ị ụ ể ệ
trong h s ng i dùng và các m ng l i c ch ki m soát có kh năng theo dõi s d ngồ ơ ườ ạ ướ ơ ế ể ả ử ụ
m ng cho m i d ch v và m i ng i s d ng, đ cung c p các d ch v này trong khi ng iạ ỗ ị ụ ỗ ườ ử ụ ể ấ ị ụ ườ
dùng di chuy n và thay đ i công ngh thi t b đ u cu i truy c pể ổ ệ ế ị ầ ố ậ
Ki n trúc đ xu t h tr các d ch v m ng m t cách an toàn và tin c y đ c. C giao di nế ề ấ ỗ ợ ị ụ ạ ộ ậ ượ ả ệ
ng i dùng và nhà m ng và giao di n liên đi u hành đ c đ nh nghĩa, vì v y nhi u nhà cungườ ạ ệ ề ượ ị ậ ề
c p d ch v có th h tr l n nhau. ấ ị ụ ể ỗ ợ ẫ
Ki n trúc này có th h tr các d ch v đa ph ng ti n và đã đ c t i u hóa cho d ch vế ể ỗ ợ ị ụ ươ ệ ượ ố ư ị ụ
tho i. Các d ch v tho i hi n nay trong s các yêu c u cao nh t v thi t k m ng, áp đ tạ ị ụ ạ ệ ố ầ ấ ề ế ế ạ ặ
gi i h n c ng nh c v hi u su t m ng. Đ x lý các d ch v này chúng ta s s d ngớ ạ ứ ắ ề ệ ấ ạ ể ử ị ụ ẽ ử ụ
Expedited Forward (EF) khái ni m v khuôn kh d ch v khác nhau. 4G s cung c p l ngệ ề ổ ị ụ ẽ ấ ượ
băng thông hài lòng cho ng i dùng. Phù h p v i t c đ m ng n i b hi n t i, m ng 4G sườ ợ ớ ố ộ ạ ộ ộ ệ ạ ạ ẽ
cung c p t c đ 100Mbps trong khi di chuy n. Đi u này là đ cho video ch t l ng studio,ấ ố ộ ể ề ủ ấ ượ
CNTT Vi t-Nh tệ ậ 5