Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại Quảng Nam

LỜI CẢM ƠN

Là một sinh viên năm cuối của trường, em rất tự hào mình được bảo vệ đồ án tốt

nghiệp. Đứng trước hội đồng bảo vệ em xin chân thành cảm ơn nhà trường trong 3

năm qua đã tạo điều kiện cho chúng em học tập nghiên cứu, tạo cơ hội cho chúng em

phát triển tư duy của mình. Em cũng xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ giảng viên

của khoa Công nghệ thông tin ứng dụng đã tận tình dạy dỗ, chỉ bảo chúng em được

như ngày hôm nay. Và em cũng gởi lời cảm ơn chân thành đền thầy Trần Trung Tín là

người đã hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này.

Trong quá trình thực hiện đồ án này cũng đã có những khó khăn mà đối với em là

rất khó để vượt qua nhưng nhờ sự giúp đỡ tận tình của thầy cô và bạn bè cuối cùng em

cũng đã hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp của mình.

Đồ án của em sẽ không tránh khỏi những thiếu sót do kiến thức của em còn chưa

tốt mong hội đồng đóng góp ý kiến và thảo luận chỉ bảo để cho em được rút kinh

nghiệm sau này.

Cuối cùng em cũng chân thành cảm ơn hội đồng đã dành thời gian cho chúng em

hôm nay.

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. i

MỤC LỤC ..................................................................................................................... ii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................................... vi

DANH MỤC BẢNG ................................................................................................... xii

DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... xiii

LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 14

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G ......... 16

1.1 Giới thiệu hệ thống thông tin di động 4G-LTE ....................................... 16

1.1.1 Giới thiệu hệ thống 4G-LTE .................................................................... 16

1.1.1.1 Các chuẩn mạng của 4G .................................................................... 16

1.1.1.2 Khái niệm............................................................................................ 16

1.1.1.3 Chất lượng thoại của 4G LTE ............................................................ 17

1.1.2 Thực tiễn 4G LTE tại Việt Nam .............................................................. 18

1.2 Mô hình tham chiếu hệ thống thông tin di động 4G ............................... 18

1.2.1 Bốn miền của mô hình tham chiếu ......................................................... 18

1.2.1.1 Miền dịch vụ và ứng dụng .................................................................. 18

1.2.1.2 Miền nền tảng dịch vụ ........................................................................ 19

1.2.1.3 Miền nền tảng chuyển mạch gói ......................................................... 20

1.2.1.4 Miền truy cập vô tuyến mới ................................................................ 20

1.2.2 Mô hình tham chiếu nhìn từ nền tảng dịch vụ ....................................... 21

1.2.2.1 Lợi ích của người sử dụng .................................................................. 22

1.2.2.2 Các dịch vụ tiên tiến ........................................................................... 22

1.2.2.3 Quản lý hệ thống ................................................................................ 27

1.2.3 Mô hình tham chiếu cơ sở hạ tầng hệ thống .......................................... 27

1.2.3.1 Các ví dụ điển hình và giao diện cho mạng truy cập vô tuyến mới ... 27

1.2.3.2 Cấu hình chức năng cho các nút/ thiết bị đầu cuối trong hệ thống di

động 4G 28

1.3 Các công nghệ ứng dụng trong hệ thống di động 4G .............................. 29

1.3.1 Kỹ thuật truyền dẫn dung lượng lớn tốc độ cao ..................................... 29

1.3.2 Các đặc điểm công nghệ của 4G ............................................................. 30

1.3.2.1 Hỗ trợ lưu lượng IP ............................................................................ 30

1.3.2.2 Hỗ trợ tính di động tốt ........................................................................ 30

1.3.2.3 Hỗ trợ nhiều công nghệ vô tuyến khác nhau ...................................... 31

1.3.2.4 Không cần liên kết điều khiển ............................................................ 31

1.3.2.5 Hỗ trợ bảo mật đầu cuối – đầu cuối .................................................. 32

1.4 Mạng thế hệ sau NGN và hệ thống di động 4G ....................................... 33

1.4.1 Mạng thế hệ sau NGN ............................................................................. 33

1.4.1.1 Đặc điểm mạng NGN ......................................................................... 33

1.4.1.2 Cấu trúc mạng NGN ........................................................................... 34

1.4.2 Mối liên quan giữa mạng thế hệ sau NGN và hệ thống di động 4G ..... 35

CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH CẤU TRÚC MẠNG 4G ................................................... 37

2.1. Mô hình về cấu trúc mạng mới ........................................................................ 37

2.1.1. Vấn đề tích hợp ........................................................................................... 37

2.1.2. Mạng có tính mở ......................................................................................... 38

2.1.3. Đảm bảo chất lượng dịch vụ cho các ứng dụng đa phương tiện trên nền

IP ............................................................................................................................ 39

2.1.4. Đảm bảo tính an toàn, bảo mật thông tin .................................................. 39

2.1.5. Mạng đảm bảo tính di động ........................................................................ 39

2.1.6. Mạng phải đảm bảo về tốc độ ..................................................................... 39

2.2. Mô hình mạng 4G ............................................................................................. 40

2.2.1 Mô hình cấu trúc mạng 3G và 3,5G ............................................................ 40

2.2.1.1 Mạng thông tin di động thế hệ ba WCDMA ........................................... 40

2.2.1.2 Mạng thông tin di động thế hệ 3,5G HSDPA và HSUPA ...................... 40

2.2.1.3 Nhận xét .................................................................................................. 41

2.2.2 Mô hình mạng thông tin di động 4G ........................................................... 42

2.3. Chức năng các phần tử trong mô hình ........................................................... 44

2.3.1 Các phần tử lớp truy nhập vô tuyến ............................................................ 44

2.3.1.1 Thiết bị đầu cuối ..................................................................................... 44

2.3.1.2 Điểm truy nhập vô tuyến RAP (Radio Access Point) ............................. 45

2.3.1.3 Bộ điều khiển truy nhập vô tuyến RAC (Radio Access Controller) ....... 47

2.3.2 Lớp mạng lõi ................................................................................................. 48

2.3.3 Lớp chức năng ............................................................................................. 49

iii

2.3.4 Lớp dịch vụ ................................................................................................... 53

2.4. Công nghệ trên IP và IP di động ..................................................................... 53

CHƯƠNG 3: DỊCH VỤ VÀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG 4G ..... 55

3.1 Dịch vụ trong mạng 4G ..................................................................................... 55

3.1.1 Các loại dịch vụ cung cấp ............................................................................ 55

3.1.2 Một số loại hình dịch vụ điển hình cho 4G ................................................ 56

3.1.2.1 Đặc tính của các yêu cầu về dịch vụ trên mạng di động 4G .................. 59

3.1.2.2 Tính chất của các kiến trúc dịch vụ trong mạng di động 4G ................. 59

3.1.2.3 Xu hướng dịch vụ trong mạng 4G .......................................................... 60

3.2 Chất lượng dịch vụ trong mạng 4G ................................................................. 61

3.2.1 Khái niệm QoS ............................................................................................. 61

3.2.1.1 Khái niệm QoS theo ITU ........................................................................ 61

3.2.1.2 Khái niệm QoS theo ETSI ....................................................................... 64

3.2.2 Kiến trúc QoS ............................................................................................... 64

3.2.3 Các tham số QoS trong mạng di động 4G ................................................... 67

3.2.4 Thách thức về chất lượng dịch vụ trong mạng di động 4G ....................... 68

3.2.5 Bảo mật dịch vụ ............................................................................................ 69

3.2.5.1 Mức độ bảo mật cao trong 4G ............................................................... 69

3.2.5.2 Các vấn đề cần bảo mật ......................................................................... 69

3.2.5.3 Các giải pháp tạm thời ........................................................................... 70

CHƯƠNG 4: LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI HỆ THỐNG 4G CHO MẠNG

VIETTEL Ở TỈNH QUẢNG NAM............................................................................ 71

4.1 Đặc điểm mạng thông tin di động Viettel ........................................................ 71

4.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển mạng Viettel ........................................... 71

4.1.2 Mạng di động Viettel .................................................................................... 73

4.1.3 Mạ ng truyền dẫn Viettel .......................................................................... 74

4.1.4 Mạng Viettel Internet ................................................................................... 75

4.1.5 Mạng Viettel PSTN ...................................................................................... 76

4.1.6 Sơ đồ kết nối tổng thể mạng viễn thông Viettel theo cấu trúc phân lớp ... 77

4.1.7 Sự chuẩn bị của Viettel tỉnh Quảng Nam để phát triển từ hệ thống GSM

lên 4G ..................................................................................................................... 77

4.2 Thực tiễn tình hình khai thác mạng ở tỉnh Quảng Nam ................................ 78

4.2.1 Khái quát về tỉnh Quảng Nam ..................................................................... 78

4.2.2 Tình hình khai thác mạng của Viettel ........................................................ 79

4.3 Tiến trình triển khai lên 4G từ mạng 2,5G của viettel ở tỉnh Quảng Nam .. 81

4.3.1 Kết hợp GPRS vào mạng GSM .................................................................... 81

4.3.2 Triển khai mạng UMTS ............................................................................... 82

4.3.3 Mạng lõi cơ sở IP ......................................................................................... 83

4.3.4 Mạng cơ sở IP và triển khai mạng 3,5G ..................................................... 83

4.3.5 Triển khai mạng 4G ..................................................................................... 85

KẾT LUẬN .................................................................................................................. 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 88

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN .............................................................. 89

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

2G Hệ thống thông tin di động thế 2nd Generation

hệ 2

3G Thế hệ 3

4G 3rd Generation 4th Generation Thế hệ 4

AAA Adaptive Array Antenna Ăngten dãy thích nghi

AAA Aunthentication, Authorization & Chứng thực, ủy quyền và

Accounting thành toán

AAL ATM Adaptive Layer Lớp thích ứng ATM

AMC Adaptive Modulation and Coding Điều chế và mã hóa thích ứng

AMPS Advance Mobile Phone Service Dịch vụ điện thoại tiên tiến

AR Access Router Bộ định tuyến truy cập

ARQ Automatic Repeat Request Kỹ thuật yêu cầu lặp tự động

ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ phát không đồng bộ

BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá

BER Bit Error Rate Tốc độ lỗi bít

BSC Base Station Controller Bộ điều khiển tạm gốc

BSS Base Station System Hệ thống trạm gốc

BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc

CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung

CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo mã

CN Core Network Mạng lõi

CPCH Common Packet Channel Kênh gói chung

CPCH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung

CPCHPCP Common Packet Channel Power Phần điều khiển công suất

Control Part kênh gói chung

CQI Channel Quality Indicator Chỉ thị chất lượng kênh

CRC Cyclic Redundance Check Kiểm tra vòng dư

CS Circuit Switching Chuyển mạch kênh

CSCF Call Session Control Function Chức năng điều khiển phiên

cuộc gọi

DCH Dedicated Channel Kênh riêng

DPCCH Dedicated Physical Control Channel Kênh điều khiển vật lý dành

riêng

DTX Discontinuos Transmission Phát không liên tục

EDGE Enhanced Data Rates for GSM Tốc độ số liệu tăng cường phát

Evolution triển GSM

ETSI European Telecommunications Viện tiêu chuẩn viễn thông

Standards Institute châu Âu

FACH Forward Access Channel Kênh truy nhập đường xuống

FDD Frequency Division Duplex Ghép song công phân chia

theo tần số

GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS cổng

Gi Interface Between GGSN and External Giao diện giữa GGSN và

Network mạng bên ngoài

GMSC Gateway MSC Trung tâm chuyển mạch di

động cổng

Interface Between Two GSNs Giao diện giữa hai GSN Gn

Interface Between Two GGSNs Giao diện giữa hai GGSN Gp

Interface Between SGSN and HLR/AuC Giao diện giữa SGSN với Gr

HLR/AuC

Interface Between SGSN and Serving Giao diện giữa SGSN với Gs

MSC/VLR MSC/VLR

GSM Global System for Mobile Hệ thống thông tin di động

communication toàn cầu

GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu

GPRS General Packet Radio System Hệ thống vô tuyến gói chung

GTP-U User Plane Part of the GPRS Tunelling Phía người sử dụng của giao

Protocol thức Tunel GPRS

Gx Any G Interface Giao diện G

HARQ Hybrid Automatic Repeat Request Yêu cầu phát lại tự động

vii

nhanh

HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú

HSCSD High Speed Circuit Switched Data Số liệu chuyển mạch kênh tốc

độ cao

HSDPA High Speed Downlink Packet Access Truy nhập gói đường xuống

tốc độ cao

HS-DSCH High Speed Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống tốc

độ cao

HSPDSCH High Speed Physical Downlink Shared Kênh chia sẻ đường xuống vật

Channel lý tốc độ cao

HSS Home Subscriber Server Nhà Subscriber Server

HS-SCCH Shared Control Channel for HS-DSCH Kênh điều khiển chia sẻ cho

HS-DSCH

HS-SICH Shared Information Channel for HS- Kênh thông tin chia sẻ cho

DSCH HS-DSCH

IMS Internet Protocol Multimedia Giao thức Internet Multimedia

Subsystem Subsystem

IP Internet Protocol Giao thức Internet

M3UA MTP3-User Adaptation Layer Lớp thích ứng người sử dụng-

MTP3

MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi

trường

MCS Modulation and Coding scheme Lược đồ điều chế và mã hóa

MEHO Mobile Evaluated Handover Chuyển giao quyết định bởi

thuê bao

MGCF Media Gateway Control Function Chức năng điều khiển cổng

phương tiện

MGW Media Gateway Cổng đa phương tiện

MIMO Multi Input Multi Output Ăngten đa đầu vào đa đầu ra

MRFC Multimedia Resource Function Điều khiển chức năng tài

nguyên đa phương tiện Controller

MRFP Multimedia Resource Function Xử lý chức năng tài nguyên đa

viii

phương tiện Processor

MSC Mobile Switching Centre Trung tâm chuyển mạch di

động

MTP3b Message Transfer Part Level 3 Mức 3 của phần truyền bản tin

NEHO Network Evaluated Handover Chuyển giao quyết định bởi

mạng

Network Mạng NW

Packet Data Network Mạng dữ liệu gói PDN

Protocol Data Unit Đơn vị số liệu giao thức PDU

PRACH Physical Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên vật

lý

Packet Switching Chuyển mạch gói PS

Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ cầu phương QAM

Quality of Service Chất lượng dịch vụ QoS

QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha cầu phương

RAB Radio Access Bearer Kênh mang truy nhập vô tuyến

RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên

RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến

RANAP Radio Access Network Application Part Phần ứng dụng mạng truy

nhập vô tuyến

Radio Link Budget Quỹ đường truyền RLB

Radio Link Control Điều khiển liên kết vô tuyến RLC

Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC

Radio Network Subsystem Phân hệ mạng vô tuyến RNS

Round Robin Phương pháp vòng RR

Radio Resource Control Điều khiển tài nguyên vô RRC

tuyến

SCCP Signalling Connection Control Part Phần điều khiển nối thông báo

hiệu

SCTP Simple Control Transmission Protocol Giao thức truyền dẫn điều

khiển đơn giản

SDU Service Data Unit Đơn vị số liệu phục vụ

SEG Security Gateway

SGSN Serving GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS phục vụ

SGW Signalling Gateway Báo hiệu cổng

SMS Short Message Service Dịch vụ tin ngắn

SSCF-NNI Service Specific Co-ordination Chức năng điều phối đặc thù

Function- Network Node Interface dịch vụ giao diện nút mạng

SSCOP Service Specific Connection Oriented Giao thức định hướng theo nối

Protocol thông đặc thù dịch vụ

Session Initiation Protocol Giao thức tạo phiên SIP

Traffic Channel Kênh lưu lượng TCH

Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển phát TCP

Time Division Duplex Ghép song công phân chia TDD

theo thời gian

TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo

thời gian

Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối TE

Transport Format Combination Chỉ thị tổ hợp khuôn dạng phát TFCI

Indicator

TFRC Transport Format Resource Tổ hợp tài nguyên khuôn dạng

Combination phát

TFRI Transport Format and Resource Điều khiển khuôn dạng và tài

Indicator nguyên phát

Transmit Power Control Điều khiển công suất phát TPC

Transmission Sequence Number Số chuỗi phát TSN

User Datagram Protocol Giao thức datagram người sử UDP

dụng

UE User Equipment Thiết bị người dùng

UMTS Universal Mobile Telecommunications Hệ thống viễn thông di động

System toàn cầu

USIM Universal Subcriber Identity Module Môđun chỉ thị thuê bao toàn

cầu

UTRA Universal Terrestrial Radio Access Truy nhập vô tuyến mặt đất

toàn cầu

UTRAN Universal Terrestrial Radio Access Mạng truy nhập vô tuyến mặt

Network đất toàn cầu

Uu Radio Interface for UTRA Giao diện vô tuyến dùng cho

UTRA

VLR Visitor Location Register Thanh ghi định vị tạm trú

WCDMA Wideband Code Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo

Access mã băng rộng

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Các đặc tính và lợi ích của ăngten thông minh .............................................. 46

xii

Bảng 3.1 Các tham số QoS trong mạng 4G .................................................................. 67

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Mô hình tham chiếu hệ thống di động 4G ...................................................... 19

Hình 1.2 Mô hình tham chiếu nền tảng dịch vụ ............................................................ 23

Hình 1.3 Mô hình tham chiều nền tảng dịch vụ: tiện nghi người dùng ........................ 24

Hình 1.4 Mô hình tham chiếu nền tảng dịch vụ: dịch vụ nâng cao ............................... 25

Hình 1.5 Mô hình tham chiếu nền tảng dịch vụ: quản lý hệ thống ............................... 26

Hình 1.6 Giao diện vô tuyến và ngữ cảnh thực tế của truy cập vô tuyến mới .............. 28

Hình 1.7 Ví dụ về cấu hình chức năng cho các nút/ các thiết bị đầu cuối .................... 29

Hình 1.8 Cơ bản về SCS-MC-CDMA ........................................................................... 30

Hình 1.9 Kiến trúc mạng NGN ...................................................................................... 33

Hình 1.10 Cấu trúc logic mạng NGN ............................................................................ 34

Hình 1.11 Cấu trúc vật lý mạng NGN ........................................................................... 35

Hình 2.1 Sự phát triển của các mạng khác nhau dẫn đến mạng 4G .............................. 37

Hình 2.2 Sự kết hợp các mạng khác nhau ..................................................................... 38

Hình 2.3 Người dùng ở các mạng khác nhau có thể truy cập vào hệ thống .................. 38

Hình 2.4 Tốc độ truyền dữ liệu trong mạng 4G ............................................................ 40

Hình 2.5 Mô hình cấu trúc mạng 4G ............................................................................. 43

Hình 2.6 Nguyên lý OFDM ........................................................................................... 47

Hình 3.1 Khái niệm QoS và mối quan hệ QoS với chất lượng mạng ........................... 62

Hình 3.2 Mối liên hệ giữa các khái niệm QoS theo ETSI ............................................. 64

Hình 3.3 Kiến trúc dịch vụ trong mạng thế hệ sau ........................................................ 66

Hình 4.1 Logo công ty Viettel ....................................................................................... 71

Hình 4.2 Mạng di động Viettel ...................................................................................... 74

Hình 4.3 Sơ đồ cấu trúc mạng truyền dẫn Viettel ......................................................... 74

Hình 4.4 Mạng Viettel Internet ..................................................................................... 75

Hình 4.5 Mạng PSTN Viettel ........................................................................................ 76

Hình 4.6 Tổng thể mạng Viettel .................................................................................... 77

Hình 4.7 Mô hình phát triển lên 4G từ hệ thống GSM.................................................. 78

Hình 4.8 Hệ thống các cửa hàng Vettel tại tỉnh Quảng Nam ........................................ 80

Hình 4.9 Cấu trúc mạng GSM-GPRS............................................................................ 82

Hình 4.10 Mạng lõi cơ sở IP ......................................................................................... 83

Hình 4.11 Mô hình 3,5G Viettel Mobile ....................................................................... 84

Hình 4.12 Thay đổi ở RNC và Node B ......................................................................... 85

xiii

Hình 4.13 Mô hình cấu trúc mạng 4G Viettel Mobile .................................................. 85

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, ngành công nghệ đã có những bước tiến ngoạn mục.

Khi sự ra đời của công nghệ 3G chưa kịp khằng định vị thế của mình trên toàn cầu,

người ta đã bắt đầu nói về công nghệ 4G (Fourth Generation) từ nhiều năm gần đây.

Thông tin di động cho phép mọi người đàm thoại mọi lúc, mọi nơi trong vùng phủ

sóng, kể cả khi đang di chuyển.Nên đề tài “Nghiên cứu ứng dụng triển khai công

nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam” được em tích cực

tìm hiểu.Đề tài nghiên cứu của tôi được chia thành 4 chương như sau:

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G

Chương 2: MÔ HÌNH VÀ CẤU TRÚC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI

ĐỘNG 4G

Chương 3: DỊCH VỤ VÀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG 4G

Chương 4: LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI HỆ THỐNG 4G CHO MẠNG

VIETTEL Ở TỈNH QUẢNG NAM

Lý do chọn đề tài:

Cùng với sự phát triển vô cùng mạnh mẽ của các dịch vụ số liệu, trước xu hướng

tích hợp và IP hoá đã đặt ra các yêu cầu mới đối với công nghiệp Viễn Thông di động.

Mạng thông tin di động thế hệ ba (3G) ra đời đã khắc phục được các nhược điểm của

các mạng thông tin di động thế hệ trước đó. Tuy nhiên, mạng di động này cũng có một

số nhược điểm như: Tốc độ truyền dữ liệu lớn nhất là 2Mbps, vẫn chưa đáp ứng được

yêu cầu ngày càng cao của người dùng, khả năng đáp ứng các dịch vụ thời gian thực

như hội nghị truyền hình là chưa cao, rất khó trong việc download các file dữ liệu

lớn,…chưa đáp ứng được các yêu cầu như: khả năng tích hợp với các mạng khác (Ví

dụ: WLAN, WiMAX,…) chưa tốt, tính mở của mạng chưa cao, khi đưa một dịch vụ

mới vào mạng sẽ gặp rất nhiều vấn đề do tốc độ mạng thấp, tài nguyên băng tần ít,…

Trong bối cảnh đó người ta đã chuyển hướng sang nghiên cứu hệ thống thông tin di

động mới có tên gọi là 4G.

Mục đích nghiên cứu:

Với việc đưa ra đề tài nhằm tìm hiểu, nghiên cứu các dịch vụ mà công nghệ 4G

đáp ứng thông qua đó cố gắng đưa vào áp dụng ở Việt Nam cụ thể là trên mạng di

động củaViettelcủatỉnh Quảng Nam. Hiện nay thị trường di động Việt Nam được đánh

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

giá là tăng trưởng đứng thứ 2 trên thế giới sau Trung Quốc, số thuê bao không ngừng

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

tăng, nhu cầu về việc sử dụng các dịch vụ và các dịch vụ đa phương tiện ngày càng

cao và càng đòi hỏi cao hơn trong tương lai. Do đó việc nghiên cứu một công nghệ

mới để đáp ứng các nhu cầu thị trường trong tương lai là rất cần thiết.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

 Đối tượng:

Hệ thống thông tin di động 4G

Mạng di động Viettel Mobile

Địa bàn tỉnh Quảng Nam

 Phạm vi:

Trên thế giới

Trong nước Việt Nam

Khu vực tỉnh Quảng Nam

Phương pháp nghiên cứu:

 Tìm hiểu trên Internet

 Tìm hiểu thông tin trên báo, đài

 Tìm hiểu các tài liệu, giáo trình của thư viện, và do thầy cô cung cấp

 Dựa vào những kiến thức đã học, đã đọc, đã nghiên cứu để khảo sát thực tế áp

dụng trên địa bàn tỉnh Quảng Nam

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:

Với sự bùng nổ về tốc độ của hệ thống thông tin di động 4G, thì hệ thống 4G sẽ

được ứng dụng rộng rãi cho rất nhiều lĩnh vực của cuộc sống. Ở nước ta đang tồn tại

đồng thời nhiều thế hệ của hệ thống thông tin di động (2G, 2.5G, 3G). Việc triển khai

hệ thống di động 4G vẫn là vấn đề trong tương lai xa. Nhưng trước những xu thế phát

triển chung về công nghệ viễn thông, đặc biệt là công nghệ thông tin di động thì việc

nghiên cứu tìm hiểu hệ thống thông tin di động 4G là cần thiết.

Với việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho

mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam”,có thể tạo nên một bước tiến lớn

cho sự phát triển viễn thông của tỉnh Quảng Nam, và cũng tạo tiền đề cho sự phát triển

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

của mạng viễn thông Việt Nam.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI

ĐỘNG 4G

1.1 Giới thiệu hệ thống thông tin di động 4G-LTE

1.1.1 Giới thiệu hệ thống 4G-LTE

1.1.1.1 Các chuẩn mạng của 4G

ITU-R quy định một tập hợp đầy đủ các chuẩn của IMT-Advanced phải bao gồm

các yêu cầu sau:

 Dựa vào gói mạng chuyển mạch all-IP;

 Tốc độ tải cao nhất đạt xấp xỉ 100Mbps tại các thiết bị, phương tiện, có tính di

động cao (như tàu lửa, xe hơi) và 1Gbps tại các vật thể, phương tiện, thiết bị có tính di

động thấp (như người sử dụng điện thoại di động đang đứng yên một chỗ, hoặc đang

đi bộ chậm);

 Có thể tự động chia sẻ và sử dụng tài nguyên mạng để hỗ trợ nhiều người dùng

cùng một lúc;

 Sử dụng các kênh có băng thông được mở rộng lên đến 5-20 MHz, tuỳ chọn

đến 40 MHz;

 Hiệu quả băng thông (là lượng thông tin có thể truyền tải qua một băng thông

sẵn có trong một hệ thống giao tiếp cụ thể nào đó) cao nhất phải đạt mức 15 bit/s/Hz

khi tải về, và 6,75 bit/s/Hz khi tải lên mạng;

 Hiệu quả băng thông của hệ thống phải đạt mức 3 bit/s/mạng khi tải trang và

2,25 bit/s/mạng khi sử dụng trong nhà;

 Truyền tải dữ liệu trên các mạng không đồng nhất phải diễn ra trơn tru, ổn định;

 Có khả năng cung cấp dịch vụ chất lượng cao trong việc hỗ trợ đa phương tiện

thế hệ tiếp theo;

1.1.1.2 Khái niệm

LTE, viết tắt của cụm từ Long-Term Evolution, được thương mại hoá trên thị

trường với cái tên phổ biến là 4G LTE, là công nghệ truyền thông không dây tốc độc

cao dành cho các thiết bị di động và trạm dữ liệu. Trên lý thuyết, LTE hoạt động dựa

trên các công nghệ mạng GSM/EDGE và UMTS/HSPA - cho phép tăng cường hiệu

năng và tốc độ tải mạng nhờ vào việc sử dụng các phương thức vô tuyến khác nhau,

DSP mới (bộ xử lý tín hiệu), bộ điều chỉnh tần số, cùng với những cải tiến ở lõi mạng -

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

đó cũng chính là mục tiêu trước mắt mà LTE đang hướng đến.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

Về đặc tính kỹ thuật, dịch vụ mạng 4G LTE cho tốc độ tải xuống ở mức cao nhất

đạt 300 Mbps, và tốc độ tải lên (mức cao nhất) đạt 75 Mbps với độ trễ trong việc

truyền tải dữ liệu thấp hơn 5 ms. Bên cạnh đó, công nghệ 4G LTE cũng có khả năng

quản lý các thiết bị di động có tốc độ di chuyển nhanh, cũng như những luồng dữ liệu

đa điểm, tại nhiều vị trí khác nhau. Về băng tần hỗ trợ, tiêu chuẩn 4G LTE có thể hoạt

động ở nhiều băng tần khác nhau, cụ thể, ở Bắc Mỹ, băng tần hỗ trợ là 700/800 và

1700/1900, Nam Mỹ là 2500 MHz, ở Châu Âu là 800/1800/2600 MHz, Châu Á là

1800/2600 MHz, và cuối cùng ở Úc là 1800 MHz. Chính vì vậy, một chiếc

smartphone có hỗ trợ LTE ở nước này nhưng có thể sẽ không sử dụng được dịch vụ

LTE ở nước khác.

1.1.1.3 Chất lượng thoại của 4G LTE

 VoLTE

VoLTE là dịch vụ dựa vào giao thức Internet (Internet Protocol) để truyền các

gói dữ liệu và giọng nói. Bằng việc sử dụng băng thông lớn hơn và dải tần số âm 50 -

7000Hz dựa trên mạng 4G LTE, VoLTE có thể mang lại chất lượng cuộc gọi tốt hơn

khoảng 40% (các nhà cung cấp thường hay gọi "HD Voice" hay "chất lượng âm thanh

độ phân giải cao) so với khi gọi bằng mạng 3G vốn có tần số âm hẹp hơn, chỉ 300 -

2400Hz. Dịch vụ này còn có thể giảm thời gian kết nối giữa hai thiết bị với nhau trong

chỉ 1/4 giây, nhanh hơn nhiều so với con số 5 giây của mạng 3G.

 Full-HD Voice

Full-HD Voice thực chất cũng là tính năng giúp nâng cao chất lượng cuộc gọi

như VoLTE. Tuy nhiên so với VoLTE, thì Full-HD Voice hỗ trợ mạnh mẽ hơn khi nó

sử dụng băng thông lớn hơn rất nhiều và dải tần số âm cũng được nới rộng ra từ 20 -

20.000 Hz dựa trên mạng 4G LTE. Bên cạnh đó, ngoài chất lượng cuộc gọi cao, Full-

HD Voice còn giảm thiểu đến mức tối đa thời gian kết nối giữa hai thiết bị. Hiện Full-

HD Voice vẫn chưa thực sự phổ biến, và có lẽ chúng ta phải đợi thêm một thời gian

nữa mới có thể thấy nó xuất hiện rộng rãi trên các thiết bị di động. Một nhược điểm

nho nhỏ của Full-HD Voice là nó yêu cầu người gọi và người nhận cuộc gọi cả hai

phải sử dụng smartphone có hỗ trợ tính năng đó mới có thể sử dụng được.

 Chip 4G LTE tích hợp vào SoC

Thông thường Snapdragon S4, Snapdragon 600, Tegra 3, Tegra 4 thế hệ cũ, là

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

các SoC có vai trò quản lý các tác vụ của toàn bộ hệ thống, còn việc kết nối đến mạng

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

4G LTE sẽ do modem LTE (nằm độc lập với SoC) đảm nhiệm. Tuy nhiên, việc SoC

và chip LTE nằm hai vị trí khác nhau đã dẫn đến rất nhiều nhược điểm làm ảnh hưởng

không tốt đến smartphone/tablet như: mức tiêu hao năng lượng nhiều hơn, diện tích

bên trong phần cứng của máy bị thu hẹp, hiệu năng của hệ thống bị giảm, dẫn đến việc

xử lý của máy cũng trở nên chậm chạp hơn. Thấy rõ được những điểm yếu như vậy,

các hãng sản xuất chip di động như Qualcomm, Samsung, Intel hay Nvidia bắt đầu

tính đến phương án tích hợp thẳng modem 3G/4G LTE vào SoC nhằm khắc phục tất

cả các vấn đề trên.

1.1.2 Thực tiễn 4G LTE tại Việt Nam

Hiện tại, Việt Nam đang thuộc nhóm quốc gia có kế hoạch triển khai mạng LTE.

Mặc dù nhiều nhà mạng đang bước đầu thử nghiệm nhưng người dùng vẫn chưa nhận

được một thông tin chính thức nào.

Theo một số nhận định của chuyên gia nước ngoài am hiểu về thị trường di động

của Việt nam, hiện tại 3G vẫn đang đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng dữ liệu của người

dùng, do đó các nhà mạng trong nước vẫn chưa để ý nhiều đến việc khai thác mạng

4G. Khó có thể nói được thời gian chính xác để triển khai 4G LTE tại nước nhà, nhưng

với tốc độ tăng trưởng chóng mặt của doanh số các thiết bị di động bán ra như hiện

nay thì tương lai về một mạng băng thông rộng không dây sẽ không còn xa.

1.2 Mô hình tham chiếu hệ thống thông tin di động 4G

1.2.1 Bốn miền của mô hình tham chiếu

Mô hình tham chiếu cho các hệ thống di động 4G mô tả theo phương diện mạng

trên hình 1.1. Hệ thống di động 4G bao gồm bốn miền sau: dịch vụ vàứng dụng, nền

tảng dịch vụ, mạng lõi chuyển mạch gói, và truy cập vô tuyến mới. Hệ thống di động

4G có 3 đặc trưng sau:

Cung cấp cho người sử dụng những dịch vụ vàứng dụngở mức độ độc lập cao từ hệ

thống truy cập.

Thực thi kết nối và các dịch vụ liền mạch giữa các hệ thống thông qua mạng gói.

Ba khả năng vô tuyến của truy cập vô tuyên mới nhờ giao diện vô tuyếnđưa ra cấp độ

phổ biến cao.

1.2.1.1 Miền dịch vụ và ứng dụng

Miền dịch vụ vàứng dụng cung cấp các dịch vụ và cácứng dụng của các hệ thống

di động 4G. Các dịch vụđiển hình bao gồm các dịch vụ thông tin về vị trí, các dịch vụ

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

ngăn ngừa/kiểm soát hiểm hoạ, các dịch vụđa phương tiện chất lượng cao, các dịch vụ

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

thương mại di động, các dịch vụ quản lý bản quyền số, các dịch vụ phân phối nội

dung, các dịch vụ hỗ trợ tải phần mềm, các dịch vụ điều khiển từ xa, cũng như nhiều

dịch vụ khác. Các dịch vụ vàứng dụng này không chỉ bao gồm các vấn đề lần đầu tiên

xuất hiện trên các hệ thông di động 4G, mà còn bao gồm các vấn đềđang được cung

cấp hoàn chỉnh trên mạng 3G hiện nay hay trên các hệ thống W-LAN và các phiên bản

nâng cấp của chúng. Thêm vào đó, các dịch vụ và ứng dụng này nên được tạo ra để có

thể sử dụng trong cả truy cập sóng vô tuyến mới của các hệ thống di động 4G và các

hệ thống truy cập hiện hành. Hơn nữa, một đặc tính tác nhân được mong đợi tập trung

vào lĩnh vực dịch vụ vàứng dụng để hỗ trợ sự cung cấp trơn tru các dịch vụ vàứng

dụng.

1.2.1.2 Miền nền tảng dịch vụ

Miền nền tảng dịch vụ cung cấp cơ sở dịch vụ để hỗ trợ triển khai các dịch vụ và

ứng dụng được đưa ra bởi miền dịch vụ và ứng dụng. Cấu trúc cơ bản của cơ sở

dịchvụ này được hỗ trợ bởi ba bộ đặc tính: các đặc tính đa phương tiện, các đặc tính

mạng tốc độ cao/dung lượng lớn, và các đặc tính chất lượng dịch vụ mạng.

Hình 1.1 Mô hình tham chiếu hệ thống di động 4G

Các dịch vụ nền tảng mà 4G LTE cung cấp:

 Service & Application: Miền dịch vụ và ứng dụng; gồm các dịch vụ sau:

 Posional Information Services: Dịch vụ thông tin cá nhân

 Disaster Detection/Admin Services: Dịch vụ phát hiện/quản trị thiên tai

 High Quality Multimedia Services: Dịch vụ đa phương tiện chất lượng cao

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

 Mobile Commerce Services: Dịch vụ thương mại di động

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

 Digital Right Management Services: Dịch vụ quản trị bản quyền số

 Contents Delivery Services: Dịch vụ phân phối nội dung

 Solfware Download Support Services: Dịch vụ hổ trợ tải phần mềm

 Remote Control Services: Dịch vụ điềukhiển từ xa

 Service Platform: Nền tảng dịch vụ; gồm các tác nhân sau:

 Social Systems: Hệ thống xã hội

 Security, AAA and Settlement: Bảo mật, thanh toán

 Application QoS: Chất lượng dịch vụ ứng dụng

 Database/Remote Server: Cơ sở dữ liệu/máy chủ từ xa

 High speed & Large Capacity Network: Mạng dung lượng lớn, tốc độ cao

 Network QoS I/F: Chức năng tương tác chất lượng dịch vụ mạng

 Packet Based Core Netword: Miền mạng lõi chuyển mạch gói

 New Radio Access: Miền truy cập vô tuyến mới

1.2.1.3 Miền nền tảng chuyển mạch gói

Miền mạng lõi chyển mạch gói đóng vai trò kết nối các hệ thống truy cập khác

nhau với miền nền tảng dịch vụ, và không phụ thuộc vào các hệ thống truy cập. Mạng

này cho phép sự kết nối giữa các hệ thống di động 4G cũng như các hệ thống truy cập

khác (ví dụ như 2G/3G, mạng LAN không dây, phát thanh số, và các mạng IP khác,

…), dể cung cấp sự truy cập liền mạch cho người sử dụng.

1.2.1.4 Miền truy cập vô tuyến mới

Truy cập vô tuyến mới – một khả năng truy cập vô tuyến mới cho các hệ thống

4G – có thể được tạm chia thành ba khả năng: khả năng truy cập di động mới, khả

năng truy cập không dây tự do mới, và khả năng mạng di chuyển. Khả năng truy cập di

động mới cho phép truy cập dải tần rộng thậm chí trong các môi trường dịch chuyển

tốc độ cao, và đưa ra khả năng sử dụng tương tự như các dịch vụ tế bào hiện nay. Truy

cập không dây tự do mới thực thi trước hết truy cập băng tần siêu rộng khi di chuyển ở

tốc độ thấp, và đưa ra khả năng sử dụng tương tự như các dịch vụ mạng LAN không

dây hiện nay. Khả năng mạng dịch chuyển là một khả năng để đưa ra truy cập không

dây trong các môi trường có số lượng lớn người di chuyển cùng lộ trình như một

nhóm, như ở trên xe buýt hay tàu hỏa. Nó được yêu cầu để thực thi các khả năng truy

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

cập vô tuyến để sử dụng tài nguyên vô tuyến một cách hiệu quả.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

1.2.2 Mô hình tham chiếu nhìn từ nền tảng dịch vụ

Mô hình tham chiếu nhìn từ phương diện dịch vụ bao gồm 3 yếu tố là các thiết bị

di động, cơ sở hạ tầng mạng di động 4G và nền tảng dịch vụ được mô tả ở hình 1.2.

Các thiết bị di động thực hiện truyền thông đa đường với cơ sở hạ tầng hệ thống

di động 4G và hệ thống mạng khác. Khi một cơ sở hạ tầng hệ thống không thể hoạt

động trong phạm vi có thể truy cập, truyền thông đa hop được thực hiện. Các thiết bị

đầu cuối hỗ trợ giao diện rất phong phú bao gồm đặc tính xem tài liệu điện tử, và các

chức năng trợ giúp, ví dụ như nhận diện chữ viết, hình ảnh, giọng nói được xây dựng

sẵn. Chúng cũng được cung cấp chức năng tăng cường tính bảo mật, chức năng tính

tớn và xác thực, tính năng quản lý bản quyền số và cảm biến sinh trắc học. Những thiết

bị đầu cuối có đặc tính cấu hình lại cho phép người dùng tải xuống,thực thi và tùy biến

nhiều loại chương trình khác nhau. Một đặc điểm khác biệt của mô hình này là có

nhiều yêu cầu về chức năng của các thiết bị đầu cuối cũng như các thiết bị hiệu năng

cao.

Cơ sở hạ tầng hệ thống di động 4G triển khai truyền dẫn dung lượng lớn, tốc độ

cao và truyền dẫn đa phương tiện chất lượng cao. Cơ sở hạ tầng có đặc tính thông báo

QoS giữa các lớp vì vậy sự phối hợp QoS giữa các lớp được thực thi.

Nền tảng dịch vụ bao gồm nhiều máy chủ và tác nhân, cung cấp các đặc tính định

vị dựa trên các hệ thống thông tin vị trí, việc quản lý quyền truy cập của người sử dụng

thông qua xác thực sinh học cũng như việc quản lý và tham chiếu thông tin cá nhân.

Hệ thống cơ sở dữ liệu phân tán và các máy phục vụ nội dung chất lượng cao được kết

nối với nhau. Do đó quyền truy nhập được điều khiển bởi máy chủ chứng thực, video

hoặc nhạc mà đáp ứng nhu cầu người sử dụng và khả năng của các thiết bị đầu cuối có

thể được phân phối bởi các tác nhân từ máy chủ nội dụng. Nền tảng dịch vụ cũng được

gắn kết với các hệ thống xã hội. Trong trường hợp có thảm họa xãy ra, hệ thống mạng

có độ tin cậy cao sẽ được cấu hình để truyền thông quảng bá về nơi diễn ra thảm họa.

Ngoài ra, thiết bị đầu cuối có gẳng các bộ cảm biến sinh học sẽ truyền tự động thông

tin trong các điều kiện khẩn cấp.

Theo khía cạnh dịch vụ, mô hình này có thể chia nhỏ hơn thành 3 loại:

 Tính tiện lợi cho người sử dụng

 Các dịch vụ tiên tiến

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

 Quản lý hệ thống

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

Trong 3 loại này, tính tiện dụng cho người dùng và các dịch vụ tiên tiến được hỗ

trợ bởi quản lý hệ thống. Và đám mây trong hình chỉ ra một nền tảng để đặt các máy

chủ và cơ sở dữ liệu. Chúng được xây dựng dựa trên 3 tiêu chí cơ sở hạ tầng: đa truyền

thông chất lượng cao, truyền tải với tốc độ cao và dung lượng lớn, và QoS I/F.

1.2.2.1 Lợi ích của người sử dụng

Mô tả trong hình 1.3, lợi ích của người sử dụng là một nhóm liên quan tới việc dễ

dàng sử dụng, và bao gồm các đặc tính như giao diện người sử dụng, trợ giúp, khả

năng xử lý/ thời gian sử dụng/giao diện của thiết bị, và khả năng cấu hình lại thiết bị

đầu cuối. Với giao diện người sử dụng, yêu cầu phải thực thi sự hiển thị hình ảnh,

giọng nói với chất lượng cao hơn, và đạt được sự nâng cao về giao diện để đơn giản

hóa các thủ tục nhập thông tin. Các yêu cầu cho các tác nhân bao gồm sự cung cấp các

dịch vụ phù hợp với nhu cầu và hoàn cảnh của người sử dụng, khả năng để yêu cầu và

nhận thông tin vì lợi ích của những người sử dụng, và sự thực hiện đầy đủ của các đặc

tính tác nhân trong các thiết bị đầu cuối, nền dịch vụ và nhà cung cấp dịch vụ. Liên

quan tới khả năng xủa lý/thời gian sử dụng/giao diện của thiết bị đầu cuối, khả năng

xử lý của thiết bị có khả năng truy cập thông tin đa phương tiện chất lượng cao, thời

gian sử dụng lâu hơn giúp người sử dụng không phải quan tâm tới dung lương của pin

và giao tiếp với nhiều loại thiết bị ngoại vi được đưa ra.

1.2.2.2 Các dịch vụ tiên tiến

Các dịch vụ tiên tiến, hình 1.4, là khía cạnh có liên quan đến tính hiện đại của

dịch vụ, và bao gồm các đặc điểm sau: đa truyền thông chất lượng cao, đầu vào thông

tin, vị trí/định vị, và cảm biến/điều khiển từ xa. Để cho phép người dùng nhận được

dịch vụ tiên tiến chất lượng cao thông qua các thiết bị di động 4G, thông tin môi

trường xung quanh người sử dụng sẽ được truyền đi bởi các thiết bị đầu cuối và dưa

trên thông tin này các hệ thống dịch vụ gia tăng khác nhau sẽ hoạt động trên nền tảng

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

dịch vụ.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

Hình 1.2 Mô hình tham chiếu nền tảng dịch vụ

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

Hình 1.3 Mô hình tham chiều nền tảng dịch vụ: tiện nghi người dùng

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

Hình 1.4 Mô hình tham chiếu nền tảng dịch vụ: dịch vụ nâng cao

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

Hình 1.5 Mô hình tham chiếu nền tảng dịch vụ: quản lý hệ thống

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

1.2.2.3 Quản lý hệ thống

Mô tả trong hình 1.5, quản lý hệ thống là khía cạnh liên quan đến cơ chế hỗ trợ

các dịch vụ. Các chức năng của phần này gồm: QoS, bảo mật/xác thực/ủy quyền/thanh

toán, máy chủ từ xa/cơ sở dữ liệu, đặc tính thích ứng môi trường, xã hội. Mô hình

quản lý hệ thống này có mục đích nâng cao tính bảo mật/ xác thực/ tính toán như là

nhân tố cốt lõi của các dịch vụ làm nền tảng cho việc triển khai xã hội di động 4G và

cung cấp cho hệ thống khả năng khắc phục các loại lỗi khác nhau. Khái niệm QoS ứng

dụng phối hợp QoS mạng được sử dụng, do đó truyền dữ liệu liên tục chất lượng cao

chống lại sự tắc nghẽn được cung cấp ngay cả trong điều kiện bất lợi.

1.2.3 Mô hình tham chiếu cơ sở hạ tầng hệ thống

1.2.3.1 Các ví dụ điển hình và giao diện cho mạng truy cập vô tuyến mới

Năm ví dụ điển hình về viễn cảnh trong mạng truy cập vô tuyến mới và các ví dụ

về giao diện cho từng viễn cảnh được thể hiện trong hình 1.6. Trong hình này, R1-

R5cho biết dạng của giao diện vô tuyến, N1-N3 cho biết dạng giao diện mạng.

Viễn cảnh 1 là một ví dụ giới thiệu về khả năng truy cập vô tuyến mới ở môi

trường ngoài trời. Ở mức trung bình, có thể đạt được tốc độ gói vô tuyến nhanh hơn

khi thiết bị đầu cuối gần trạm thu phát gốc (BTS). Viễn cảnh 2 là một ví dụ giới thiệu

về khả năng truy cập di động mới hoặc khả năng truy cập không dây tự do mới ở môi

trường trong nhà quy mô rộng chẳng hạn như ở những tòa văn phòng rộng hoặc các

cửa hàng. Viễn cảnh 3 là một ví dụ giới thiệu về khả năng truy cập không dây tự do

mới ở môi trường trong nhà quy mô nhỏ như ở nhà riêng. Viễn cảnh 4 là ví dụ giới

thiệu về khả năng mạng di chuyển. Trong ví dụ này các nút mạng di chuyển (MNN) sẽ

được cài đặt trong các đối tượng chuyển động ví dụ như tàu hỏa, xe buýt để có thể

truyền thông giữa các trạm cơ sở và trạm di động qua các MNN. Viễn cảnh 5 là ví dụ

về định dạng của một mô hình ad-hoc ở giữa các trạm di động, các trạm di động được

trang bi giao diện vô tuyến R5 cho phép truyền thông vô tuyến giữa các trạm di động.

Chú ý rằng, những trường hợp được giới thiệu này chỉ đơn thuần là một vài ví dụ trong

hệ thống di động 4G, vì vậy có thể định dạng mạng kết nối đa chặng bằng cách kết nối

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

các trạm cơ sở bằng sự kết nối vô tuyến là hoàn toàn có thể hiểu được.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

Hình 1.6 Giao diện vô tuyến và ngữ cảnh thực tế của truy cập vô tuyến mới

Thêm vào đó, sẽ có những đòi hỏi lớn để thiết kế và phát triển 5 giao diện vô

tuyến này có mức độ phổ dụng cao, để các thiết bị đầu cuối của hệ thống di động 4G

có thẻ dễ dàng điều khiển khả năng đa song vô tuyến và có thể sử dụng cho nhiều mục

đích khác nhau cho nhiều môi trường khác nhau.

1.2.3.2 Cấu hình chức năng cho các nút/ thiết bị đầu cuối trong hệ thống di động 4G

Hình 1.7 mô tả các ví dụ về cấu hình chức năng cho các nút/các thiết bị đầu cuối

trong hệ thống di động 4G. Xem xét như là các lớp chức năng, dịch vụ và ứng dụng

(F5), hỗ trợ dịch vụ(F4), điều khiển mạng và truyền tải (F3), quản lý tài nguyên và

đường kết nối (F2) và các chức năng truy cập không dây (F1) được định nghĩa. F5-F3

tương ứng với dịch vụ và miền ứng dụng, nền tảng dịch vụ, mạng lõi chuyển mạch gói

thuốc hình 1.1 tương ứng với nơi mà F5, F4 ứng với trong miền truy cập song vô

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

tuyến mới.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

Hình 1.7 Ví dụ về cấu hình chức năng cho các nút/ các thiết bị đầu cuối

Nói cách khác, khi xem xét như là các loại nút/ thiết bị đầu cuối, thì gồm các

loại: Bridge, bao hàm các lớp chức năng F1-F2; Router bao hàm các lớp chức năng

F1-F3; loại máy chủ quản lý gồm các lớp chức năng F1-F4; và các loại thiết bị đầu

cuối gồm các chức năng F1-F5.

1.3 Các công nghệ ứng dụng trong hệ thống di động 4G

Để đạt được tốc độ truyền dẫn cao, dung lượng lớn trong hệ thống di động 4G,

rất nhiều công nghệ tiên tiến cho thiết bị đầu cuối, cơ sở hạ tầng mạng, nền tảng dịch

vụ cũng như là mạng truy nhập vô tuyến mới đã được nghiên cứu, thử nghiệm và đã

đạt được kết quả đề ra. Sau đây là một số công nghệ được ứng dụng cho hệ thống di

động 4G trong tương lai.

1.3.1 Kỹ thuật truyền dẫn dung lượng lớn tốc độ cao

Để đạt được tốc độ truyền dẫn sấp xỉ 100Mbps ở môi trường ngoài trời và 2Gbps

ở môi trường trong nhà, và để mạng truy cập vô tuyến tương thích với hệ thống mạng

có kiến trúc phân cấp dựa trên nền IP, các công nghệ truyền dẫn sau đã được nghiên

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

cứu và phát triển:

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

 Ghép kênh phân chia theo mã và tần số trực giao có hệ số trải phổ thay đổi:

VSF-OFCDM (Variable Spreading Factor – Orthogonal Frequency and Code Division

Multiplexing).

 Đa truy cập phân chia theo mã đa sóng mang có lựa chọn sóng mang con: SCS-

MC-CDMA (Subcarrier Selecting Multi Carier Code Division Multi Access).

Hình 1.8 Cơ bản về SCS-MC-CDMA

 Đa truy cập phân chia theo tần số trực giao: OFDMA (Orthogonal Frequency

Division Multi Access).

 Đa truy cập phân chia theo tần số đan xen: IFDMA (Interleaved Frequency

Division Multi Access).

1.3.2 Các đặc điểm công nghệ của 4G

1.3.2.1 Hỗ trợ lưu lượng IP

Sự xuất hiện của dịch vụ VoIP đã cho thấy việc truyền thoại có thể dễ dàng thực

hiện qua mạng IP chuyển mạch gói, mặc dù vẫn có khó khăn về trễđầu cuối-đầu cuối

do triển khai trên cơ sở hạ tầng mạng hiện tại. Kiến trúc mạng 4G được xây dựng với

mục tiêu chính là cung cấp dịch vụIP chất lượng cao, khả năng xử lý lưu lượng thoại

và các lưu lượng thời gian thực sẽ chỉ là mục tiêu thứ yếu. Việc cung cấp các dịch vụ

có chất lượng theo yêu cầu qua mạng vô tuyến là một thử thách lớn đối với các hệ

thống 4G.

1.3.2.2 Hỗ trợ tính di động tốt

Trong các hệthống 4G, người dùng sẽ di động trong một vùng có kích thước

đáng kể và giao tiếp thông qua các thiết bị đầu cuối vô tuyến. Người dùng phải có khả

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

năng liên lạc bằng một sốnhận dạng duy nhất. Như vậy, phải cócách để ánh xạ từ số

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

nhận dạng này thành một địa chỉ mà các gói tin được định tuyến đến. Việc ánh xạ địa

chỉ này chắc chắn phải do người dùng điều khiển vì chỉ người dùng mới có thể thay

đổi địa chỉ đích vụ điều chỉnh truy nhập của người gọi. Trong trường hợp đường

truyền từ nguồn tới đích đi qua nhiều vùng mạng khác nhau thì sẽ không tiện lợi nếu

ánh xạ này chỉliên hệ tới một nhà điều hành mạng duy nhất. Mạng 4G sẽ phải có một

phương tiện phù hợp để nhận dạng người dùng và cho phép người dùng điều khiển số

nhận dạng và thực hiện ánh xạ một cách hiệu quả tới một điểm đích chung.

1.3.2.3 Hỗ trợ nhiều công nghệ vô tuyến khác nhau

Các hệ thống di động 1G, 2G và 3G sử dụng phổ tần dành riêng cho mạng di

động mặt đất và được cấp phép bởi một số ít các nhà điều hành mạng ở mỗi nước. Sự

không thống nhất về thời gian cũng như cách thức cấp phát phổ tần đã dẫn đến nhu cầu

về điện thoại đa mode có khả năng hoạt động ở nhiều dải tần khác nhau.

Trong các hệ thống 4G, sử dụng nhiều công nghệ truy nhập vô tuyến khác nhau.

Xu hướng hiện nay là sử dụng phổ tần trong băng tần không cần cấp phép ISM. Công

nghệ Bluetooth (mới được IEEE chuẩn hoá thành tiêu chuẩn 802.15.1) được dùng như

là công nghệ cho mạng cá nhân vô tuyến WPAN. Tiêu chuẩn IEEE 802.11b được

dùng cho mạng nội hạt vô tuyến WLAN cũng ở dải tần này. Các công nghệ này được

sử dụng ngày càng rộng rãi để cung cấp các dịch vụ băng rộng cho người dùng trong

khuôn viên toà nhà văn phòng, trường đại học hoặc ở các khu trung tâm. Ngoài ra còn

có các phiên bản mới của tiêu chuẩn này như 802.11a hoạt động trong dải tần 5 GHz

và 802.11g hoạt độngcùng dải tần với tiêu chuẩn 802.11b, cho phép truyền với tốc độ

lớn hơn. Nút mạng 4G có thể thích ứng các khả năng để khai thác một cách hiệu quả

cả các dải tần còn trống.

1.3.2.4 Không cần liên kết điều khiển

Trong mô hình mạng GSM, người dùng phải đăng kí thuê bao với mạng và mạng

sẽ dò theo thuê bao khi thuê bao di chuyển từ vùng này sang vùng khác, nhằm tối đa

hoá khả năng phục vụ của mạng. Việc sử dụng dịch vụ của mạng GSM được đo và

tính cước thông qua mạng thường trú. Mọi hoạt động của trạm di động cũng cần phải

thông qua mạng thường trú. Thậm chí khi người dùng đã chuyển sang một vùng mới,

người dùng vẫn có sự liên lạc với mạng thường trú để thiết lập đường truyền tới thực

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

thể tính cước trước khi thực hiện cuộc gọi.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

Hai máy đầu cuối GSM không thể liên lạc trực tiếp với nhau mà trước tiên chúng

phải nhận thực với mạng, liên kết với các thông tin tính cước và sau đó mạng sẽ làm

trung gian thực hiện kết nối giữa hai đầu cuối. Chế độ này khiến cho nhà điều hành

phải sử dụng phổ tần, cấp băng tần cho từng cá nhân, thực hiện đo khi mỗi người dùng

truy cập.

Trong trường hợp của băng tần ISM thì việc hạn chế sử dụng băng tần hoàn toàn

không cần thiết. Có thể lập mạng Ad hoc từ một nhóm nút, cho phép các nút giao tiếp

trực tiếp với nhau, thậm chí các nút có thể cộng tác với nhau, chuyển tiếp lưu lượng

của nhau.

Khi không có điều hành mạng, sẽ xảy ra vấn đề là khi một nút di động muốn giao

tiếp với một nút ở ngoài dải hoạt động của nó, thì nó không thểthực hiện được trừ khi

có một nút trung gian chuyển tiếp các gói tin tới nút đó hoặc tới mạng cố định. Như

vậy, nếu có một phương tiện tính cước thời gian thực qua một liên kết thì sẽ không cần

quan tâm tới việc liên kết với thực thể tính cước và khi đó có thể chuyển tiếp lưu

lượng.

Phương thức này có thể được sử dụng trong khu vực dân cư thưa, cho phép các

nút di động cá nhân hoạt động như một nút chuyển tiếp gói giữa các nút ởngoài dải

hoạt động. Trong vùng mật độ dân cư cao hơn cũng cóthể sử dụng phương thức này để

khuyến khích các tổ chức thiết lập các điểm truy nhập tại các khu vực như khuôn viên

trường đại học hoặc các trung tâm buôn bán. Các tổ chức thực hiện công việc này sẽ

trở thành các nhà điều hành của mạng 4G.

1.3.2.5 Hỗ trợ bảo mật đầu cuối – đầu cuối

Tính bảo mật trong các hệ thống di động 2G và 3G được tập trung chủ yếu vào

hai dịch vụ chính. Thứ nhất, người dùng di động phải được mạng nhận thực. Việc

nhận thực này thường dừng lại ở việc liên kết người dùng với bộ phận tính cước. Khi

các tài khoản là tài khoản trảtrước thì bộ phận tính cước thường không lưu trữ thông

tin về người dùng. Trong trường hợp này sẽ không có sự trao đổi thông tin nhận thực

đầu cuối-đầu cuối giữa người dùng và thực thể ngang cấp ở đầu kia.

Dịch vụ bảo mật thứ hai được mạng 2G, 3G cung cấp là mã hóa thông tin. Vì

dịch vụ này không ngăn chặn được sự tấn công khi dùng các thiết bị quét nên nó

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

không thay thế được việc mật mã hoá đầu cuối-đầu cuối.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

Trong mạng 4G, các nút di động và cố định sẽ tương tác với nhau không cần liên

hệ với điều hành mạng. Các giao thức và thủ tục phải có khả năng cho phép người

dùng trong các nút mạng này nhận thực đủ thông tin để nhận dạng người dùng và có

thể kết nối. Đây chính là tính năng bảo mật đầu cuối- đầu cuối.

1.4 Mạng thế hệ sau NGN và hệ thống di động 4G

1.4.1 Mạng thế hệ sau NGN

1.4.1.1 Đặc điểm mạng NGN

Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói

và công nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng thông tin thế hệ mới (NGN) ra đời là mạng

có cơ sở hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai

các dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu,

giữa cố định và di động.

Mạng NGN có bốn đặc điểm chính:

 Nền tảng là hệ thống mạng mở.

 Mạng NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy, nhưng dịch vụ phải thực hiện độc lập

với mạng lưới.

 Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức thống nhất.

 Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng cũng ngày càng tăng,

có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu.

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

Hình 1.9 Kiến trúc mạng NGN

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

1.4.1.2 Cấu trúc mạng NGN

a. Cấu trúc vật lý

Cho đến ngày nay, mạng thế hệ sau vẫn là xu hướng phát triển mới mẻ, chưa có

một khuyến nghị chính thức nào về cấu trúc của nó.

Nhìn chung từ các mô hình, cấu trúc mạng mới có đặc điểm chung là bao gồm

các lớp chức năng: lớp truy nhập và truyền dẫn, lớp truyền thông, lớp điều khiển, lớp

ứng dụng.

Hình 1.10 Cấu trúc logic mạng NGN

b. Cấu trúc vật lý

Cấu trúc vật lý của mạng NGN được mô tả trên hình 1.11. Gồm các thành phần:

 Media Gateway (MG)

 Media GatewayController (MGC – Call Agent – Softswitch)

 Signaling Gateway (SG)

 Media Server (MS)

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

 Application Server (Feature Server)

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

Hình 1.11 Cấu trúc vật lý mạng NGN

1.4.2 Mối liên quan giữa mạng thế hệ sau NGN và hệ thống di động 4G

Trong các hệ thống thông tin di động từ thế hệ 2.5G đến thế hệ 4G, hệ thống

mạng lõi đã triển khai công nghệ chuyển mạch gói. Hệ thống mạng lõi của các hệ

thống thông tin này dựa trên nền tảng mạng NGN.

Dựa theo mô hình tham chiếu của hệ thống di động 4G (hình 1.1), mạng lõi của

hệ thống 4G sử dụng công nghệ chuyển mạch gói. Mạng lõi này được xây dựng dựa

trên nền tảng của mạng NGN hiện tại, nhưng cần nâng cấp tốc độ và dung lượng hệ

thống cũng như các server ứng dụng để đáp ứng yêu cầu về tốc độ, dung lượng, dịch

vụ của hệ thống di động 4G.

Mạng lõi hiện tại sử dụng công nghệ truyền dẫn quang SDH, và công nghệ ghép

kênh theo bước sóng WDM. Công nghệ truyền dẫn quang SDH cho phép tạo trên

đường truyền dẫn tốc độ cao (n*155 Mb/s) với khả năng bảo vệ của các mạch vòng.

Công nghệ WDM cho phép sử dụng độ rộng băng tần rất lớn của sợi quang bằng cách

kết hợp một số tín hiệu ghép kênh theo thời gian với độ dài các bước sóng khác nhau

và ta có thể sử dụng được các của sổ không gian, thời gian và độ dài bước sóng. Công

nghệ WDM cho phép nâng tốc độ truyền dẫn lên 5Gb/s,10Gb/s và 20Gb/s.

Trong hệ thống di động 4G, yêu cầu về tốc độ đạt được cho mỗi thiết bị di động

là 100Mbps ở môi trường di động. Như vậy để đáp ứng tốc độ cho hàng triệu thuê bao

thực hiện liên lạc đồng thời thì yêu cầu tốc độ truyền dẫn của mạng lõi lên tới hàng

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

trăm Tbps. Mà tốc độ truyền dẫn của mạng lõi hiện tại sử dụng công nghệ WDM mới

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

chỉ đạt được tốc độ cỡ vài chục Gbps (60Gbps là tốc độ truyền dẫn hiện tại của

VNPT).

Như vậy để hệ thống mạng NGN có thể đáp ứng được yêu cầu về tốc độ và dung

lượng cho hệ thống di động 4G, cần nâng cấp tốc độ truyền dẫn của mạng NGN bằng

cách đẩy mạnh triển khai công nghệ WDM, hạn chế sử dụng công nghệ không đạt

được tốc độ cao SDH, PDH. Nếu chưa có công nghệ truyền dẫn quang đạt được tốc độ

cao hơn công nghệ WDM thì cần triển khai nhiều đường trục sử dụng WDM.

Như vậy mạng NGN chính là cơ sở hạ tầng hệ thống cho các hệ thống thông tin

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

di động mà yêu cầu mạng NGN có tốc độ, dung lượng khác nhau.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH CẤU TRÚC MẠNG 4G

2.1. Mô hình về cấu trúc mạng mới

Mạng 4G ra đời là cuộc cách mạng về tốc độ truyền dữ liệu, khả năng tương tác,

giao tiếp giữa các mạng khác nhau. Nó là sự kết hợp giữa các mạng khác nhau dựa

trên nền IP. Mục đích chính của mạng là cho phép người dùng có thể truy nhập và khai

thác các dịch vụ trong mạng với tốc độ cao, chất lượng tốt, an toàn, bảo mật. Vì vậy,

để đáp ứng được các nhu cầu và các dịch vụ đó, mạng 4G phải đáp ứng được các yêu

cầu sau:

2.1.1. Vấn đề tích hợp

Mạng 4G phải đáp ứng được yêu cầu tích hợp được các mạng khác như các mạng

di động thế hệ 2, thế hệ 3, thế hệ 3,5G,… và WLAN, WiMAX, và các mạng không

dây khác.

Hình 2.1 Sự phát triển của các mạng khác nhau dẫn đến mạng 4G

Mạng 4G có khả năng kết hợp với các mạng khác nhau dựa trên nền giao thức IP,

với tốc độ cao, nó cung cấp các dịch vụ đa dạng thời gian thực, các ứng dụng chất

lượng cao,… Đây là yếu tố rất quan trọng giúp cho một mạng, công nghệ mới đạt

được thành công. Với sự kết hợp này, người sử dụng có khả năng kết nối tới nhiều

mạng, có thể sử dụng nhiều dạng dịch vụ khác nhau như PSTN, ISDN, internet,

WLAN, WiMAX,…vv, mà không cần quan tâm tới dạng thiết bị đang sử dụng cũng

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

như việc họ đang ở đâu.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

Hình 2.2 Sự kết hợp các mạng khác nhau

2.1.2. Mạng có tính mở

Xem xét các ứng dụng, dịch vụ mạng hiện nay, chúng ta thấy rằng các hệ thống

mạng hiện nay vẫn đang phát triển như là các hệ thống đóng. Trong mạng thế hệ hai,

dịch vụ cung cấp chỉ là những dịch vụ đơn giản như tin nhắn SMS, MMS,… Các

mạng di động thế hệ ba đã bắt đầu cung cấp một số ứng dụng, dịch vụ nhưng còn rất ít,

chất lượng chưa cao. Các nhà cung cấp dịch vụ cũng chỉ trong phạm vi là “third-party”

trong mạng. Điều này có thể được khắc phục trong mạng 4G. Cấu trúc mở của mạng

4G cho phép cài đặt các thành phần mới với các giao diện mới giữa các cấu trúc khác

nhau trên các lớp. Đây là điều rất quan trọng, đặc biệt cho các dịch vụ tối ưu trong

mạng di động với liên kết không dây và các đặc tính di động. Mô hình được xây dựng

ra phải có tính mở. Điều này giúp cho hệ thống trở nên linh hoạt trong quá trình phát

triển. Yêu cầu về mở rộng, nâng cấp hệ thống hay thêm vào các ứng dụng, dịch vụ mới

luôn là một đòi hỏi đối với các mạng viễn thông hiện nay. Do đó mạng phải đảm bảo

cho khả năng đáp ứng các nhu cầu này ngay từ thời điểm hiện tại cho đến tương lai.

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

Hình 2.3 Người dùng ở các mạng khác nhau có thể truy cập vào hệ thống

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

2.1.3. Đảm bảo chất lượng dịch vụ cho các ứng dụng đa phương tiện trên nền IP

Để đảm bảo chất lượng dịch vụ, cần sự kết hợp chặt chẽ giữa các lớp truy nhập,

truyền tải và các dịch vụ Internet. Đặc biệt đối với các vấn đề về độ trễ mạng, băng

thông dịch vụ…vv. Mạng 4G yêu cầu tốc độ truyền dữ liệu cao, độ trễ nhỏ, dịch vụ

thời gian thực, chất lượng cao.

2.1.4. Đảm bảo tính an toàn, bảo mật thông tin

Đây là yêu cầu quan trọng hàng đầu của hệ thống. Hệ thống thông tin càng phát

triển, càng có nhiều người dùng ở các mạng khác nhau cung truy nhập vào hệ thống thì

thông tin bí mật của người dùng càng không đảm bảo an toàn. Tính an toàn của hệ

thống được đánh giá qua khả năng bảo mật trong truyền thông, tính đúng đắn và riêng

tư của các dữ liệu người sử dụng cũng như khả năng quản lý, giám sát hệ thống. Bảo

mật là yêu cầu chung đối với tất cả các hệ thống viễn thông.

2.1.5. Mạng đảm bảo tính di động

Một trong những vấn đề quan trọng của 4G đó là cách để truy nhập nhiều mạng

di động và không dây khác nhau. Có ba khả năng: Sử dụng thiết bị đa chế độ, vùng

phủ đa dịch vụ, hoặc sử dụng giao thức truy nhập chung.

Thiết bị đa chế độ có nhiều chế độ hoạt động khác nhau, ví dụ như đa truy nhập

phân chia theo mã, thông tin di động toàn cầu GSM, chế độ truy nhập vệ tinh,… Do

đó, khi thiết bị nằm ngoài vùng phủ của mạng mình thì nó vẫn có thể truy nhập được

vào thống thông qua các mạng khác. Đối với loại thiết bị này thì vấn đề chất lượng

dịch vụ yêu cầu phải được xử lý tốt.

2.1.6. Mạng phải đảm bảo về tốc độ

Mạng mới ra đời phải có tốc độ truyền dữ liệu cao, đáp ứng được yêu cầu của

người sử dụng. Tốc độ truyền dữ liệu trong mạng mới có thể lên đến 100Mbps, và

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

160Mbps khi sử dụng MIMO (Nhiều đầu vào - Nhiều đầu ra)

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

Hình 2.4 Tốc độ truyền dữ liệu trong mạng 4G

2.2. Mô hình mạng 4G

2.2.1 Mô hình cấu trúc mạng 3G và 3,5G

2.2.1.1 Mạng thông tin di động thế hệ ba WCDMA

Mạng thông tin di động thế hệ ba ra đời đã khắc phục được các nhược điểm của

các mạng thông tin di động thế hệ trước đó. Với việc cấu trúc mạng dùng giao thức IP

kết hợp với công nghệ ATM, cùng với việc hỗ trợ tốc độ lên tới 2Mbps, mạng thông

tin di động thế hệ ba WCDMA có thể hỗ trợ người dùng các dịch vụ như: hội nghị

truyền hình, truy cập internet tốc độ cao, download các file dữ liệu nhỏ,…

Tuy nhiên, mạng di động này cũng có một số nhược điểm như: Tốc độ truyền dữ

liệu lớn nhất là 2Mbps, vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của người

dùng, khả năng đáp ứng các dịch vụ thời gian thực như hội nghị truyền hình là chưa

cao, rất khó trong việc tải xuống các file dữ liệu lớn,…

Mạng thông tin di động thế hệ ba WCDMA chưa đáp ứng được các yêu cầu như:

khả năng tích hợp với các mạng khác (Ví dụ: WLAN, WiMAX,…) chưa tốt, tính mở

của mạng chưa cao, khi đưa một dịch vụ mới vào mạng sẽ gặp rất nhiều vấn đề do tốc

độ mạng thấp, tài nguyên băng tần ít,…

2.2.1.2 Mạng thông tin di động thế hệ 3,5G HSDPA và HSUPA

Cuộc cách mạng của thị trường thông tin di động đưa ra các yêu cầu nâng cấp cải

tiến về cả dung lượng hệ thống lẫn tốc độ truyền dẫn dữ liệu. Mạng thông tin di động

thế hệ ba WCDMA ra đời là một bước phát triển mạnh mẽ về tốc độ và chất lượng

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

dịch vụ. Tuy nhiên, tốc độ dữ liệu tối đa trong WCDMA chỉ đạt tới 2Mbps. Để tăng

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

khả năng hỗ trợ cho các dịch vụ dữ liệu chuyển mạch gói, đặc biệt là nâng cao tốc độ

truyền dữ liệu, mà trước hết là tốc độ đường xuống, 3GPP đã phát triển và chuẩn hóa

trong phiên bản Release 5 một công nghệ mới, đó là công nghệ truy nhập gói đường

xuống tốc độ cao (HSDPA) với những tính năng mới được đề cập trong các phiên bản

R5 của 3GPP cho hệ thống truy nhập vô tuyến WCDMA/UTRA –FDD và được xem

như là một trong những công nghệ tiên tiến cho hệ thống thông tin di động 3,5G.

HSDPA bao gồm một tập các tính năng mới kết hợp chặt chẽ với nhau để cải thiện

dung lượng mạng, và tăng tốc độ dữ liệu đỉnh trên 10 Mbps đối với lưu lượng gói

đường xuống. Những cải tiến về mặt kỹ thuật cho phép các nhà khai thác có thể đưa ra

nhiều dịch vụ tốc độ bit cao, cải thiện chất lượng dịch vụ (QoS) của các dịch vụ hiện

có, và đạt chi phí thấp nhất. Khả năng hỗ trợ tốc độ dữ liệu và tính di động của

HSDPA là chưa từng có trong các phiên bản trước đây của 3GPP.

Các khía cạnh kỹ thuật trong nội dung HSDPA bao gồm:

 Phát kênh chia sẻ.

 Điều chế và mã hóa thích ứng.

 Kỹ thuật phát đa mã.

 Yêu cầu lặp lại tự động nhanh HARQ.

Mục đích của HSDPA là hỗ trợ truy nhập gói đường xuống tốc độ cao bằng cách

sử dụng một kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao (HS-DSCH) và hỗ trợ thoại được

tích hợp trên kênh DCH và dữ liệu tốc độ cao trên kênh HS-DSCH trên cùng một sóng

mang tương tự như DSCH trong Release 99).

Lợi ích của HSDPA như đã trình bày trong các phần trước cho đường xuống khi

hầu hết lưu thông dữ liệu 3G được trông đợi đầu tiên là đường xuống. Release 6 sẽ nói

về cải tiến, nâng cấp đường lên, được gọi là nâng cấp đường lên HSUPA (HSUPA:

High Speed Uplink Packet Access). HSUPA sử dụng tương tự các đặc điểm chính như

HSDPA, nhưng thay vì áp dụng cho đường xuống thì nó lại áp dụng cho đường lên.

Điều này sẽ làm tăng tốc độ truyền đường xuống.

2.2.1.3 Nhận xét

Các mạng thông tin di động thế hệ 3 WCDMA và thế hệ 3,5G HSDPA và

HSUPA ra đời đã phần nào đáp ứng được nhu cầu của người tiên dùng như: tốc độ

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

truyền dữ liệu lên tới 2Mbps đối với mạng WCDMA, 10Mbps đường xuống đối với

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

công nghệ 3,5G), có thể truy nhập được nhiều dịch vụ như: truyền hình hội nghị, truy

nhập Internet tốc độ cao,…

Tuy nhiên, các mạng di động này còn nhiều nhược điểm như: tốc độ truyền dữ

liệu chưa cao, do đó chất lượng của các dịch vụ thời gian thực chưa cao, tốc độ truyền

dữ liệu vẫn còn thấp, đặc biệt là tính di động kém. Khi người dùng đi vào vùng phủ

của loại mạng khác ví dụ như mạng WLAN, WiMAX,… mà không nằm trong vùng

phủ sóng của mình thì mạng không thể phục vụ người dùng được. Ngoài ra, việc sử

dụng IPv4 cũng gây ra các hạn chế như không đủ địa chỉ để triển khai theo yêu cầu của

mạng,… Khả năng triển khai các dịch vụ mới trên các mạng này rất khó do các hạn

chế về tốc độ truyền thông và băng tần,…

Trong tương lai, người sử dụng mong muốn được sử dụng nhiều loại hình dịch

vụ khác nhau với tốc độ truyền cao lên tới hàng trăm Mbps, có chất lượng tốt, có thể

thâm nhập vào mạng từ mọi nơi, có khả năng sử dụng các dịch vụ mới một cách dễ

dàng,…

2.2.2 Mô hình mạng thông tin di động 4G

Phạm vi của mạng 4G sẽ bao phủ toàn bộ từ các phần truyền dẫn vô tuyến,

truyền dẫn trong mạng lõi đến tận các ứng dụng trên thiết bị đầu cuối. Với yêu cầu một

kiến trúc phân lớp cho hệ thống, nhằm đảm bảo tính mở và tính thích ứng cho hệ

thống, các thành phần chức năng trong mạng sẽ được chuẩn hoá theo các chức năng

chung và mỗi chức năng chung này sẽ đại diện cho chức năng trong 1 lớp. Với yêu cầu

này, chúng tôi phân chia cấu trúc mạng trên cơ sở của 4 lớp chức năng, tương ứng với

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

4 phạm vi chức năng của các thành phần trong hệ thống mạng.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

Hình 2.5 Mô hình cấu trúc mạng 4G

Với mô hình trên, tính tích hợp hệ thống đã được giải quyết trên lớp truyền dẫn.

Các hệ thống sử dụng môi trường truyền vô tuyến được tích hợp chung vào mạng

RAN. Với mô hình này, các mạng truy nhập vô tuyến được tích hợp vào một môi

trường chung, có nghĩa thuê bao di động đầu cuối khi ở bất cứ môi trường truyền vô

tuyến nào cũng đảm bảo hoạt động trong mạng.

Tính tương tác giữa các lớp giúp cho mô hình có tính mở trong việc phát triển

công nghệ cũng như dịch vụ trong tương lai. Việc xử lý các công nghệ điều chế, mã

hoá và truy nhập trên các lớp tương tác cũng tạo ra tính thích nghi với các yêu cầu về

dịch vụ, đảm bảo đầy đủ các yêu cầu về tốc độ dịch vụ trong tương lai.

Chức năng mạng truy nhập vô tuyến:

 Có khả năng tích hợp giữa các thiết bị đầu cuối

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

 Đảm bảo tốc độ dịch vụ

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

Chức năng của mạng lõi:

 Kết nối các mạng khác nhau: mạng không dây và mạng có dây.

 Truyền tải traffic trên các tuyến từ nơi gửi đến đích an toàn.

 Định tuyến lưu lượng

 Chuyển đổi dạng dữ liệu all IP

Chức năng điều khiển:

 Cung cấp nền tảng hạ tầng kết nối mạng dịch vụ

 Điều khiển hệ thống:

 Báo hiệu

 Lưu lượng

 Bảo mật (Security)

 Billing

 Mobity và Roaming

Dịch vụ:

Cung cấp dịch vụ sử dụng cho người dùng

2.3. Chức năng các phần tử trong mô hình

2.3.1 Các phần tử lớp truy nhập vô tuyến

Nhiệm vụ chính của mạng truy nhập vô tuyến (Radio Access Network) là tạo và

duy trì các kênh mang truy nhập vô tuyến (RAB) để thực hiện thông tin giữa thiết bị di

động (UE) với mạng lõi (CN). Thiết bị người dùng ở đây có thể là các MS, các thiết bị

xách tay,… Do đó, mạng truy nhập vô tuyến phải có khả năng giao tiếp với các thiết bị

đầu cuối, kể cả khi thiết bị đầu cuối là thiết bị di động không dây thuộc mạng khác.

2.3.1.1 Thiết bị đầu cuối

Thiết bị đầu cuối di động trong mạng 4G phải có sự phát triển trong việc chạy

nhiều dạng ứng dụng khác nhau. Điều này cũng đảm bảo cơ hội tăng lợi nhuận cho các

nhà cung cấp dịch vụ bằng việc cung cấp thêm các dịch vụ giá trị gia tăng. Do vậy, các

thiết bị này phải hoạt động có tính thích nghi và linh động cao. Hiện nay, các thiết bị

đầu cuối di động đang trong quá trình chuyển dịch sang dạng tích hợp hội tụ. Các nhà

sản xuất cũng cung cấp các hệ điều hành (OS) và phần mềm dịch vụ có tính mở, có

kiến trúc dạng lớp và có khả năng chạy trên những phần mềm của các nhà cung cấp

thứ 3. Tính phức tạp của thế hệ thiết bị đầu cuối di động này sẽ phải chưa đựng đầy đủ

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

các điều kiện về phần cứng và phần mềm như sau: Các dạng ứng dụng khác nhau về

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

di động (như email, MMS …) -Thực hiện được nhiều phần mềm ghép ứng dụng (như

dự đoán kiểu gõ, soạn thảo văn bản, kiểm tra phát âm) -Thực hiện trên nhiều dạng hệ

điều hành (như Symbian, SmartPhone, Linux..) -Hoạt động trên nhiều môi trường ứng

dụng (như J2ME, .NET) -Hoạt động trên nhiều phương thức mã hoá vô tuyến (như

cdma2000, GPRS, GSM, W-CDMA, WiFi ….) -Hoạt động trên nhiều phương thức mã

hoá (tiếng nói, hình ảnh…). -Hoạt động trên nhiều phạm vi giao thức mạng (Ipv4,

IPv6 …) -Bộ vi xử lý mạng với các ứng dụng của di động và tính năng chung của PC.

-Có bộ nhớ lớn.

2.3.1.2 Điểm truy nhập vô tuyến RAP (Radio Access Point)

Chức năng chính của RAP là thực hiện xử lý lớp 1 của giao diện vô tuyến (mã

hóa kênh, đan xen, thích ứng tốc độ, trải phổ, …). Nó cũng thực hiện một phần khai

thác quản lý tài nguyên vô tuyến như điều khiển công suất vòng trong. Điểm truy nhập

vô tuyến cũng tương tự như Node B trong 3G, tuy nhiên có một số kỹ thuật mới nhằm

làm tăng tốc độ đường truyền, đó là:

+ Sử dụng Anten thông minh

Anten thông minh là một hệ thống gồm hai hay nhiều anten (phần tử của dãy)

được bố trí phù hợp về mặt hình học và kết nối liên thông về điện để tạo ra một giản

đồ phát xạ định hướng mong muốn. Đối với dãy anten điều khiển pha, pha của các

dòng điện ở mỗi phần tử anten sẽ được điều khiển để thu được giản đồ phủ sóng của

dãy, thường là tập trung búp sóng lớn nhất hoặc nhỏ nhất theo các hướng mong muốn.

Điều khiển pha dòng điện của các phần tử trong dãy là phương thức để điều chỉnh

hướng búp sóng.

Một hệ thống anten thông minh bao gồm một dãy anten, với phần cứng vô tuyến

và khối điều khiển để thay đổi giản đồ phủ sóng theo điều kiện môi trường vô tuyến

nhằm tăng cường hiệu năng của một hệ thống thông tin.

Thực ra, trong hệ thống Anten thông minh, bản thân các phần tử Anten không

thông minh, mà sự thông minh được tạo ra do quá trình xử lý số tín hiệu các tín hiệu

đến các phần tử Anten.

Anten thông minh là một thành phần không thể thiếu được trong mạng 4G. Một

hệ thống anten thông minh là sự kết hợp của nhiều phần tử anten với một khả năng xử

lý tín hiệu để tự động tối ưu mẫu thu và bức xạ của nó dựa vào sự hồi đáp của môi

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

trường tính hiệu. Hệ thống 3.5G dùng Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao (HSDPA

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

– High Speed Downlink Packet Access) dựa trên công nghệ giao diện vô tuyến W-

CDMA dự định cung cấp tốc độ lên đến 10 Mbps bằng cách sử dụng hiệu quả hơn phổ

tần số 3G hiện hành. Hệ thống 4G sẽ dùng một phổ tần khác (có thể là 40 hoặc 60

GHz) và có thể cung cấp lên đến 100 Mbps cho tế bào WAN và đến 1 Gbps đối với

truy suất không dây nội bộ.

Mục đích của hệ thống anten thông minh là để làm tăng chất lượng tín hiệu của

hệ thống vô tuyến bằng cách truyền tập trung các tín hiệu vô tuyến trong khi tăng dung

lượng bằng cách tăng việc dùng lại tần số. Bảng sau sẽ liệt kê các đặc tính và lợi ích

của một hệ thống anten thông minh.

Bảng 2.1 Các đặc tính và lợi ích của ăngten thông minh

+ Một trong những kĩ thuật thích ứng liên kết sẽ được đề cập đến gọi là điều chế

và mã hóa thích ứng (AMC – Adaptation and Modulation Coding).Với kĩ thuật AMC,

điều chế và tỉ lệ mã hóa được thích ứng một cách liên tục và chất lượng kênh thay cho

việc điều chỉnh công suất. Truyền dẫn sử dụng nhiều mã Walsh cũng được sử dụng

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

trong quá trình thích ứng liên kết. Sự kết hợp của hai kỹ thuật thích ứng liên kết trên

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

đã thay thế hoàn toàn kỹ thuật hệ số trải phổ biến thiên của truyền dẫn vô tuyến tốc độ

cao.

+ Ghép kênh phân chia tần số trực giao OFDM: Tín hiệu gửi đi được chia thành

các sóng mang nhỏ, trên mỗi sóng mang đó tín hiệu là “băng hẹp” và vì vậy tránh

được hiệu ứng đa đường, tạo nên một khoảng bảo vệ chèn vào giữa mỗi tín hiệu

OFDM.OFDM cũng tạo nên một độ lợi về phân tập tần số, cải thiện hiệu năng của lớp

vật lý. Nó cũng tương thích với những công nghệ mở rộng nâng cao khác, như là các

anten thông minh và MIMO. Điều này không chỉ tạo nên lợi ích rõ ràng cho thực thi

lớp vật lý, mà còn hợp nhất việc cải thiện hiệu năng lớp 2 nhờ việc đưa ra thêm một

mức độ tự do.

Hình 2.6 Nguyên lý OFDM

+ MIMO: MIMO sử dụng ghép kênh tín hiệu giữa rất nhiều các anten phát và

thời gian hay tần số. Nó kết hợp với OFDM xử lý các tín hiệu thời gian độc lập ngay

khi dạng sóng OFDM được thiết kế chính xác cho kênh. Sự kết hợp giữa OFDM và

MIMO giúp cho việc xử lý đơn giản hơn, hiệu quả thu phát cao.

Ngoài ra lớp thâm nhập dịch vụ còn sử dụng thêm một số kỹ thuật khác như kỹ

thuật SDR,… để tăng thêm tính thích nghi cho UE trong môi trường mạng tích hợp

chung.

2.3.1.3 Bộ điều khiển truy nhập vô tuyến RAC (Radio Access Controller)

Bộ điều khiển truy nhập vô tuyến (RAC) là phần tử điều khiển của lớp truy nhập

vô tuyến. Chức năng RNC dùng để điều khiển lưu lượng và quản lý tài nguyên vô

tuyến của lớp thâm nhập vô tuyến.

Đối với một UE thì RAC thực hiện kết cuối cả đường nối Iu để truyền số liệu

người sử dụng và cả báo hiệu tương ứng từ/tới mạng lõi. RAC cũng kết cuối báo hiệu

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

điều khiển tài nguyên vô tuyến, xử lý số liệu lớp đoạn nối số liệu từ/tới giao diện vô

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

tuyến. Các thao tác quản lý tài nguyên vô tuyến như sắp xếp các thông số vật mang

thâm nhập vô tuyến với các thông số kênh truyền tải giao diện vô tuyến.

Chức năng quản lý tài nguyên vô tuyến: RRM (Radio Resources Management) là

một tập hợp các thuật toán được sử dụng để đảm bảo sự ổn định của đường truyền vô

tuyến và QoS của kết nối vô tuyến bằng cách chia sẻ và quản lý tài nguyên vô tuyến

một cách có hiệu quả.

Trong 4G, thêm một số kỹ năng mới như yêu cầu phát lại tự động nhanh (HARQ:

Hybrid Automatic Repeat Request), lập lịch nhanh, thời gian phát truyền dẫn ngắn

(TTI: Transmission Time Interval). Hai tính năng quan trọng nhất của công nghệ

WCDMA như điều khiển công suất vòng kín và hệ số trải phổ biến thiên không còn

được sử dụng.

2.3.2 Lớp mạng lõi

Mạng lõi phải tích hợp được tất cả các mạng viễn thông khác như các mạng di

động, WLAN, WiMAX, các mạng không dây khác,… Để đạt được điều đó thì trong

mạng lõi phải có:

 Nhờ sự phát triển mạnh mẽ của NGN trên toàn cầu, người ta xây dựng hệ thống

truyền dẫn trong mạng lõi sử dụng giao thức IPv6, đặc biệt việc sử dụng IP di động

một cách linh hoạt giúp cho việc kết hợp giữa các mạng.

 Cổng đa phương tiện (MGW: Multimedia Gateway): Trong mạng lõi, MGW

thực hiện các chức năng chính là:

 Thực hiện chuyển đổi dữ liệu sang gói IP và ngược lại.

 Thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến dữ liệu từ/tới một vùng dịch vụ

của mạng tuỳ thuộc vào vị trí thuê bao. MGW được điều khiển bởi MGCF. Đường

truyền cho các cuộc gọi được thực hiện giữa RNC và MGW. Thông thường MGW

nhận các cuộc gọi từ RNC, chuyển đổi dữ liệu theo định dạng gói IP và định tuyến các

cuộc gọi này đến nơi nhận trên các đường trục gói. Trong nhiều trường hợp đường trục

gói sử dụng “Giao thức truyền tải thời gian thực”(RTP: Real Time Transport Protocol)

trên “Giao thức Internet” (IP).

Ở nơi mà một cuộc gọi cần chuyển đến một mạng khác, PTSN chẳng hạn, có một

cổng các phương tiện khác (MGW), MGW này sẽ chuyển tiếng thoại đóng gói thành

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

PCM tiêu chuẩn để đưa đến PTSN. Như vậy chuyển đổi mã chỉ cần thực hiện tại điểm

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

này. Truyền tải kiểu đóng gói này cho phép tiết kiệm đáng kể độ rộng băng tần, nhất là

khi các MGW cách xa nhau.

 Các router: Trong mạng lõi thì các router thực hiện chức năng chính là định

tuyến cuộc gọi, đưa các gọi số liệu từ/tới các nơi theo đúng yêu cầu. Các router sử

dụng giao thức định tuyến tiên tiến trong mạng IP như BGP (BGP: Border Gateway

Protocol). BGP là giao thức định tuyến một hệ thống mạng “tự trị” AS (AS:

Autonomous System). Hệ thống tự trị ở đây là một mạng hoặc một nhóm mạng có

cùng quản lý chung với cùng chính sách định tuyến chung. BGP được sử dụng để thay

đổi thông tin định tuyến cho Internet và là giao thức được sử dụng giữa các nhà cung

cấp dịch vụ ISP. Khi định tuyến trong mạng, dựa trên bảng định tuyến router gửi cho

các router “láng giềng” để các BGP láng giềng thay đổi thông tin định tuyến. Việc cập

nhập định tuyến BGP chỉ thông báo con đường tối ưu để gói tin tới mạng đích.Cùng

với việc sử dụng Tuyến liên vùng không phân lớp CIDR Classless Interdomain

Routing), đã làm tăng hiệu quả của việc phân lớp sử dụng địa chỉ IP. Khi BGP được sử

giữa một nhóm mạng (AS) thì giao thức đó gọi là BGP ngoài, còn nếu nhà cung cấp

dịch vụ sử dụng BGP để thay đổi định tuyến trong một AS, thì giao thức đó là BGP

trong.

Ngoài ra, mạng lõi còn sử dụng một kỹ thuật mới nữa là Chuyển mạch nhãn đa

giao thức MPLS (MPLS: Multiprotocol Label Switching). Trong môi trường định

tuyến bình thường, các khung truyền từ nguồn đến đích theo từng bước từng bước

một. Định tuyến đánh giá mỗi khung tiêu đề lớp 3 và thực hiện bảng định tuyến để xác

định bước nhảy tiếp theo hướng đến đích. Điều này có khuynh hướng làm giảm dung

lượng mạng bởi vì các yêu cầu CPU tập trung để xử lý mỗi khung. Với sự bùng nổ số

người sử dụng Internet, cùng với việc yêu cầu thay đổi về lưu lượng truyền tải thì

phương pháp cũ không đáp ứng được. MPLS thay đổi kiểu định tuyến từng bước bằng

cách cho phép các đường dẫn cụ thể trong mạng dựa trên chất lượng và băng tần cần

dùng cho các ứng dụng. Nói cách khác, lựa chọn đường dẫn bây giờ có thể đưa vào

lớp 2. Điều này sẽ làm tăng hiệu quả sử dụng lưu lượng trong mạng.

2.3.3 Lớp chức năng

Lớp chức năng điều khiển dùng để điều khiển hệ thống như điều khiển hệ thống

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

báo hiệu, điều khiển lưu lượng, bảo mật thông tin,… đồng thời cung cấp cơ sở hạ tầng

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

cho lớp dịch vụ cung cấp các loại hình dịch vụ khác nhau. Chức năng điều khiển gồm

có:

 Chức năng báo hiệu: Báo hiệu trong mạng lõi là loại báo hiệu tập trung. Do yêu

cầu tích hợp được các mạng khác nhau, do đó phải có phương thức báo hiệu giống

nhau cho các mạng. Ở mạng lõi người ta xây dựng các trung tâm mã điểm báo hiệu

STP dùng để điều khiển báo hiệu trong toàn mạng và để liên kết với các trung tâm mã

điểm báo hiệu của các nhà cung cấp dịch vụ khác trong nước và trên quốc tế. Một đặc

điểm chính trong mạng 4G là tất cả đều hội tụ trên nền IP, do đó giao thức báo hiệu

thực hiện chính trên mạng 4G là SS7oIP. Điều này được thực hiện thông qua Gateway

báo hiệu (SGW – Signalling gateway). Chức năng chính của SGW là kết nối các mạng

báo hiệu khác nhau thông qua việc chuyển đổi giữa các lớp và điều khiển thực hiện

báo hiệu trong nội mạng thông qua giao thức SS7oIP.

 Chức năng bảo mật: Đây là một trong những chức năng quan trọng trong hệ

thống tương lai, nó đảm bảo cho việc thông tin của người sử dụng được an toàn, bí mật

và có tính riêng tư. Chức năng này được thực hiện thông qua Gateway an ninh (SEG -

Security Gateway) để cung cấp về chính sách an toàn (proxy server) và bức tường lửa

(firewall). Proxy server sẽ định ra các chính sách về an ninh trong toàn mạng. Bên

cạnh đó, Firewall sẽ thực hiện phân vùng an ninh và đảm bảo tính bảo mật cho các

vùng mạng. Để thực hiện bảo mật thông tin, dữ liệu sẽ được đi qua Security Gateway

trước khi vào hoặc ra khỏi vùng bảo mật. Vùng bảo mật này thường là mạng được

quản lý chặt chẽ và SEG được đặt ở biên của mạng này. Một nhà cung cấp có thể có 1

hoặc một vài SEG để đảm bảo tính an ninh cho mạng đồng thời phòng ngừa trường

hợp bị sự cố trên 1 SEG đơn lẻ gây ảnh hưởng đến hoạt động của mạng.

 Chức năng về Billing: Chức năng này cung cấp cho mạng khả năng về nhận

thực, tính cước đối với các dịch vụ sử dụng trong mạng. Nó thực hiện nhận các thông

tin về tính cước từ lớp mạng lõi, căn cứ vào các đặc điểm về thông tin tinh cước của

từng UE, từng dịch vụ để chọn lọc thông tin về tính cước. Các thông tin này sau đó

được định dạng lại và được gửi đến các hệ thống tính cước tương ứng và gửi đến các

UE.

 Chức năng về tính di động trong mạng (Mobility): Chức năng này được kế thừa

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

từ các mạng di động thế hệ trước. Nó được thể hiện qua các thành phần cũ của mạng

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

như HLR, VLR, EIR, AUC, MSCS và cơ cấu điều khiển handover, handoff của thuê

bao.

Thanh ghi định vị thường trú (HLR): là một cơ sở dữ liệu được đặt tại hệ thống

chủ của người sử dụng để lưu bản sao chính về lý lịch dịch vụ của người sử dụng. Lý

lịch dịch vụ này bao gồm: thông tin về các dịch vụ được phép, các vùng không được

phép chuyển mạng, và thông tin về các dịch vụ bổ sung như: trạng thái chuyển hướng

cuộc gọi… Các thông tin liên quan đến việc cung cấp các dịch vụ viễn thông được lưu

trong HLR không phụ thuộc vào vị trí hiện thời của thuê bao. HLR thường là một máy

tính đứng riêng không có khả năng chuyển mạng nhưng có khả năng quản lý hàng

trăm ngàn thuê bao.

Bộ ghi định vị tạm trú (VLR): chức năng của VLR là lưu giữ bản sao về lý lịch

của người sử dụng khách cũng như vị trí của UE trong hệ thống đang phục vụ ở mức

độ chính xác hơn HLR.

EIR: thực hiện quản lý thiết bị người sử dụng UE. EIR lưu tất cả các dữ liệu liên

quan đến UE. EIR được nối đến MSC và SGSN qua đường báo hiệu để kiểm tra sự

được phép của thiết bị. Một thiết bị không được phép sẽ bị cấm.

Trung tâm nhận thực (AUC): quản lý các thông tin nhận thực và mật mă hóa liên

quan đến từng cá nhân liên quan đến từng cá nhân thuê bao dựa trên khóa bí mật. Việc

quản lý thuê bao được thực hiện thông qua khóa nhận dạng bí mật duy nhất cho từng

thuê bao.

Khóa này được lưu giữ vĩnh cửu và bí mật trong bộ nhớ của UE.

MSCS – MSC server là bộ phận cải tiến của mạng 3G so với các thế hệ trước.

Khi yêu cầu về dữ liệu sử dụng tăng cao, số thuê bao phát triển cao đã buộc MSC

truyền thống tách thành 2 bộ phận chức năng riêng biệt: MSC Server dùng để điều

khiển chung việc định tuyến cuộc gọi và phần chuyển mạch PS + CS được tập trung

trong chức năng của MGW. Với việc tách ra 2 thành phần chức năng này, MSCS đã

tăng được hiệu quả hoạt động của hệ thống thông qua việc điều khiển tập trung các

MGW. Nó cũng thể hiện được tính linh động đồng thời giúp phần tăng dung lượng hệ

thống.

Chức năng quản lý di động được thực hiện riêng biệt trên mạng lõi và mạng

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

RAN. Những tiến trình về truy nhập vô tuyến được thực hiện trên mạng RAN. Do đó

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

RAN quản lý tính di động ở mức cell, trong khi đó mạng lõi không cần quan tâm đến

cấu trúc cell. Các quá trình quản lý di động bao gồm:

 Quản lý trạng thái UE và vị trí của nó.

 Quản lý UE khi thâm nhập vào mạng.

 Cập nhật các vùng định tuyến.

 Quản lý thay đổi Handover và phân định lại vùng phục vụ cho các UE thực hiện

handover.

Chức năng IP Multimedia: Đây là khối chức năng tiên tiến so với các mạng di

động 2G. Điểm chính của khối chức năng này là thực hiện các chức năng điều khiển,

quản lý các phiên làm việc IP trong mạng 4G. Các thành phần trong IP Multimedia

bao gồm:

HSS (Home Subcriber Server): Đây là cơ sở dữ liệu chính của hệ thống trong đó

lưu giữ toàn bộ các thông tin về thuê bao và các dữ liệu liên quan đến dịch vụ IP

Media. Các thông tin này bao gồm số nhận thực thuê bao, các thông tin đăng ký, các

tham số truy nhập …. Nó bao gồm các chức năng tương tự như của HLR, AUC trong

hệ thống di động chuyển mạch kênh nhưng đối với các thuê bao và dịch vụ chuyển

mạch gói.

CSCF (Call Session Control Function): Chức năng điều khiển trạng thái phiên

cuộc gọi, quản lý việc thiết lập, duy trì và giải phóng các phiên đa phương tiện đến và

từ người sử dụng. Nó bao gồm các chức năng như: phiên dịch và định tuyến.

MRCF (Multimedia Resource Control Function): Chức năng điều khiển tài

nguyên đa phương tiện. Khi có yêu cầu về các phiên làm việc đa phương tiện, MRFC

sẽ điều khiển thực hiện trên MRFP. MRFC cũng đảm nhận chức năng gửi các thông

tin về tính cước.

MRFP (Multimedia Resource Function Process): Cung cấp tài nguyên được yêu

cầu và chỉ dẫn bởi MRFC. MRFP thực hiện những chức năng sau:

 Kết hợp giữa các dòng dữ liệu media đầu vào (có thể từ nhiều nhà cung cấp).

 Là nguồn cung cấp các thông báo về đa phương tiện.

 Xử lý các dòng dữ liệu đa phương tiện như chuyển đổi mã âm thanh ….

MGCF (Media Gateway Control Function): Chức năng điều khiển thiết lập kết

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

nối giữa mạng chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh. Nó xử lý các báo hiệu dịch vụ

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

đến từ các thuê bao chuyển mạch gói và thực hiện chuyển đổi giao thức làm việc giữa

2 mạng.

2.3.4 Lớp dịch vụ

Có chức năng cung cấp các dịch vụ theo yêu cầu của người dùng, có chất lượng

cao như: Các dịch vụ thông tin định vị, dịch vụ đa phương tiện chất lượng cao, dịch vụ

điều khiển từ xa, …Với mô hình này, lớp dịch vụ là lớp cung cấp các nội dung về dữ

liệu cho người sử dụng, đồng thời nó tương tác với nhau.

2.4. Công nghệ trên IP và IP di động

Trong hệ thống thông tin di động 4G thì IP di động (MIP: Mobile IP) là một vấn

đề rất quan trọng. Vấn đề thách thức đối với IP di động là phải chuyển các ứng dụng

IP đến các kết cuối di động. Hiện nay có hai phiên bản MIP là MIPv4 và MIPv6 được

thiết kế để đảm bảo hỗ trợ di động bên trong mạng IPv4 và mạng IPv6 tương ứng.

Trong hệ thống thông tin di động 4G, trong giai đoạn đầu, chúng ta sử dụng cả hai loại

này, sau đó sẽ dần thay thế IPv4 để được mạng toàn IPv6. Bởi vì MIPv6 có nhiều ưu

điểm hơn hẳn so với MIPv4 như:

 Đánh địa chỉ: Chúng ta thấy rằng với độ dài 32bit thì MIPv4 không thể đánh hết

địa chỉ cho các thiết bị đầu cuối được, còn ở MIPv6 thì số bit dùng để đánh địa chỉ là

128bit đủ sức để đánh địa chỉ cho toàn bộ các thiết bị.

 Việc định tuyến tối ưu chỉ là một bộ phận thêm vào cho MIPv4 nhưng nó lại là

một bộ phận tích hợp của MIPv6.

 Định tuyến tối ưu MIPv4 vẫn đòi hỏi truyền đường hầm lưu lượng giữa các

máy tính đối tác và nút di động. Trong MIPv6 các gói có thể gửi đi không theo tunnel

mà chỉ cần bổ sung thêm một tiêu đề định tuyến…

 Các loại truy nhập trong mạng 4G:

Trong giai đoạn phát triển đầu của mạng 4G, thì tồn tại cả hai giao thức IP là

MIPv4 và MIPv6, do đó yêu cầu phải có sự chuyển đổi địa chỉ trong quá trình truy

nhập khi cần thiết.

Truy nhập từ MS đến các dịch vụ có các khả năng sau:

 MS IPv4 truy nhập dịch vụ IPv4 qua mạng IPv4:

Cả MS, loại dịch vụ, và cả mạng sử dụng chung một giao thức đó là IPv4.

Trường hợp này thường xảy ra khi chúng là các dịch vụ và thiết bị đầu cuối của 2,5G

và 3G. Khi MS và dịch vụ trong cùng mạng, địa chỉ IPv4 cá nhân được sử dụng, còn

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

khi dịch vụ ở ngoài mạng thì phải sử dụng địa chỉ IPv4 công cộng để định tuyến, do

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

đó bộ phiên dịch địa chỉ mạng NAT (NAT: Network Address Translator) được sử

dụng.

 MS IPv6 truy nhập dịch vụ IPv6 qua mạng IPv6

Trong trường hợp này, cả MS, loại hình dịch vụ và mạng cũng đều sử dụng cùng

giao thức IPv6. Với địa chỉ IPv6, chúng ta không cần hỗ trợ của bộ phiên dịch địa chỉ

mạng (NAT). Khi cả dịch vụ và người dùng nằm cùng trong một mạng thì chúng ta có

thể dùng địa chỉ vị trí IPv6.

 MS IPv6 truy nhập dịch vụ IPv6 thông qua mang IPv4

Thường xảy ra trong giai đoạn đầu phát triển IPv6, yêu cầu có tunnel của IPv6

qua IPv4. Có hai trường hợp xảy ra: a) MS IPv6 ở trong mạng IPv6 nhưng phần mạng

ngoài kết nối tới dịch vụ là IPv4. b) MS IPv6 roam tới một mạng IPv4

 MS IPv6 truy nhập dịch vụ IPv4

Trường hợp này ít xảy ra trong mạng 4G. Tuy nhiên khi xảy ra nhiều thì yêu cầu

phải có NAT.

 MS IPv4 truy nhập dịch vụ của IPv6

Trường hợp này yêu cầu phải có bộ phiên dịch địa chỉ từ địa chỉ IPv4 sang địa

chỉ IPv6. Điều này sẽ được hỗ trợ bởi một Router hoặc một node nào đó.

 MS IPv4 truy nhập dịch vụ IPv4 thông qua mạng IPv6

Giao tiếp giữa hai mạng dịch vụ:

 Server IPv4 giao tiếp với Server IPv4 thông qua mạng IPv4.

 Server IPv6 giao tiếp với Server IPv6 thông qua mạng IPv6.

 Server IPv6 giao tiếp với Server IPv6 thông qua mạng IPv4

Trường hợp này thường xảy ra tronggiai đoạn đầu chuyển tiếp lên IPv6. Yêu cầu

phải có đường hầm (Tunnel) từ IPv6 qua IPv4. Đường hầm này có thể được thiết lập

trước hoặc được thiết lập tự động.

 Server IPv6 giao tiếp với Server IPv4

Trường hợp này yêu cầu có bộ phiên dịch địa chỉ mạng-phiên dịch giao thức

NAT-PT. Nếu Server IPv6 là một IMS, thì ngoài việc chuyển đổi và riêng biệt giao

thức IP, cón phải chuyển đổi SIP/SDP qua một ALG.

 Server IPv4 giao tiếp với Server IPv6

Trường hợp này giống trường hợp 4

 Server IPv4 giao tiếp với Server IPv4 thông qua mạng IPv6

Trường hợp này ít xảy ra, bởi khi IPv6 chiếm ưu thế trong mạng và IPv4 không

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

đủ thì khi đó tất cả dịch vụ sẽ được triển khai IPv6.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

CHƯƠNG 3: DỊCH VỤ VÀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG

MẠNG 4G

3.1 Dịch vụ trong mạng 4G

Sự cạnh tranh gay gắt trong lĩnh vực mạng thông tin cũng như mạng viễn thông

đang diễn ra trong những năm gần đây. Khi sự cạnh tranh gia tăng, điều đặc biệt quan

trọng đối với các công ty là xác định vị trí thích hợp để mang lại thuận lợi cho bản

thân mình, và để chuẩn bị cho môi trường truyền thông mới đang nổi lên. Trong môi

trường này, sự hòa nhập, liên kết và cạnh tranh của các thành viên mới tham gia vào

thị trường phải hoạt động tích cực để tìm ra phương thức mới, nhằm giữ và thu hút hầu

hết các khách hàng có tiềm năng. Các nhà cung cấp dịch vụ hiện nay đang cố gắng tìm

ra lối đi riêng cho mình để tạo ra sự khác biệt với các nhà cung cấp khác, chẳng hạn

như tìm kiếm phương thức mới để đóng nhãn và đóng gói dịch vụ, thực hiện giảm các

chi phí hoạt động,…

Trong các chương trước chúng ta đã nghiên cứu vì sao phải lên 4G ? Vì nó có thể

đáp ứng được: tốc độ truy nhập lên tới 200Mb/s, hỗ trợ roaming toàn cầu, dựa trên

mạng lõi thuần IP, tương tác mạnh với các mạng khác cùng tồn tại… Tất cả các yếu tố

đó đã mở ra một khả năng cung cấp dịch vụ dồi dào cho mạng 4G. Có ba loại dịch vụ

chủ yếu trong 4G: dịch vụ thời gian thực và thời gian không thực, dịch vụ nội dung,

dịch vụ quản lý. Các dịch vụ này giúp cho các nhà khai thác có sự điều khiển, bảo mật

và độ tin cậy tốt hơn đồng thời giảm chi phí vận hành. Nhờ đó, các nhà cung cấp dịch

vụ có thể nhanh chóng có nguồn thu mới.

3.1.1 Các loại dịch vụ cung cấp

Cũng giống như hệ thống thông tin di dộng thế hệ 3, các hệ thống thông tin di

động thế hệ 4 cũng sẽ cung cấp các loại dich vụ chính: di động, viễn thông và internet

nhưng với tốc độ cao hơn lên đến 200 Mbit/s và điều đáng quan tâm hơn là các dịch vụ

đa phương tiện. Với khả năng cung cấp các dịch vụ tốc độ bit cao, các hệ thống thông

tin di động thế hệ 4 cung cấp các dịch vụ chất lượng tốt, đảm bảo: Điện thoại thấy

hình, tải dữ liệu nhanh, các dịch vụ thông tin về vị trí, các dịch vụ thương mại di động,

các dịch vụ phân phối nội dung, các dịch vụ hỗ trợ tải dữ liệu, các dịch vụ điều khiển

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

từ xa, các dịch số liệu tốc độ bít thấp, dịch vụ số liệu bít cao… Cũng có thể phân chia

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

dịch vụ thành hai loại chính: Dịch vụ cơ sở và dịch vụ đa phương tiện.Các dịch vụ cơ

sở gồm:

 Các dịch vụ xa (Teleservice): “ Là một kiểu dịch vụ viễn thông cung cấp các

khả năng đầy đủ bao gồm cả chức năng thiết bị đầu cuối để thông tin giữa hai người sử

dụng theo các giao thức được thỏa thuận giữa các cơ quan quản lý ” bao gồm: điện

thoại, các cuộc gọi khẩn, dịch vụ bản tin ngắn, các dịch vụ nhóm thoại, phát thanh

thoại.v.v

 Các dịch vụ mang (Bearer Service): “Là một loại dịch vụ viễn thông cung cấp

khả năng để truyền dẫn tín hiệu giữa hai giao diện người sử dụng – mạng”.

 Các dịch vụ bổ sung (Supplementary): gồm có:

 Các dịch vụ bổ sung bao gồm

 Các dịch vụ bổ sung cho gọi

 Các dịch vụ bổ sung đa phía

 Các dịch vụ bổ sung cho một cộng đồng

 Các dịch vụ bổ sung tính cước

 Các dịch vụ bổ sung hạn chế cuộc gọi

 Các dịch vụ đa phương tiện gồm:

 Các dịch vụ điểm tới điểm đối xứng: Truyền hình hội nghị (chất lượng cao,

thấp), điện thoại thấy hình, điện thoại, truy nhập Internet thư điện tử, điện thoại IP

 Các dịch vụ điểm tới điểm không đối xứng: Y tế từ xa có hình ảnh, thư tiếng,

truy xuất cơ sở dữ liệu như mua hàng theo catalog video, video theo yêu cầu (tin tức,

thể thao, phim), báo điện tử, xuất bản điện tử, Fax.

 Các dịch điểm đa điểm đa phương: Các dịch vụ phân phối thông tin gồm có tin

tức, dự báo thời tiết, truyền hình di động, truyền thanh di động,… Sau đây xin đưa ra

một số dịch vụ điển hình cho mạng 4G.

3.1.2 Một số loại hình dịch vụ điển hình cho 4G

 Truyền thông tốc độ cao (High Multimedia): Với khả năng truyền số liệu tốc độ

cao, 4G cho phép truy cập internet với tốc độ rất cao, phục vụ cho các ứng dụng theo

yêu cầu như: video độ phân giải cao, audio chất lượng hoặc các ứng dụng mua bán

trực tuyến với các sản phẩm hữu hình như âm nhạc, phần mềm…

 Dịch vụ thoại (Voice telephony): 4G vẫn cung cấp các dịch vụ thoại khác nhau

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

đang tồn tại như chờ cuộc gọi, chuyển cuộc gọi, gọi ba bên, các thuộc tính AIN khác

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

nhau, Centrex, Class, …Tuy nhiên cần lưu ý là 4G không cố gắng lặp lại các dịch vụ

thoại truyền thống hiện đang cung cấp; dịch vụ thì vẫn đảm bảo nhưng công nghệ thì

thay đổi, chủ yếu dùng thoại trên nền IP.

 Tin nhắn (Messaging): Không giống như dịch vụ tin nhắn thông thường trong

mạng 2G, 3G chỉ đơn thuần là bản tin text. Tin nhắn trong 4G cho phép email đi kèm

và có thể được sử dụng trong việc thanh toán trực tuyến cho các dịch vụ gia đình như

mua vé xem phim, thanh toán hóa đơn điện nước,…

 Dịch vụ dữ liệu (Data Service) cho phép thiết lập kết nối thời gian thực giữa các

đầu cuối, cùng với các đặc tả giá trị giá tăng như tính tin cậy và phục hồi nhanh kết

nối, các kết nối chuyển mạch ảo (SVC- Switched Virtual Connection), và quản lý dải

tần, điều khiển cuộc gọi,… Tóm lại các dịch vụ dữ liệu có khả năng thiết lập kết nối

theo băng thông và chất lượng dịch vụ QoS theo yêu cầu.

 Dịch vụ đa phương tiện (Multimedia Service): cho phép nhiều người tham gia

tương tác với nhau qua thoại, video, dữ liệu. Các dịch vụ này cho phép khách hàng vừa

nói chuyện, vừa hiển thị thông tin. Ngoài ra, các máy tính còn có thể cộng tác với

nhau.

 Tính toán mạng công cộng (PNC: Public Network Computing): Cung cấp các

dịch vụ tính toán dựa trên cơ sở mạng công cộng cho thương mại và các khách hàng.

Ví dụ nhà cung cấp mạng công cộng có thể cung cấp khả năng lưu trữ và xử lý riêng

(chẳng hạn như làm chủ một trang web, lưu trữ/ bảo vệ/ dự phòng các file số liệu hay

chạy một ứng dụng tính toán). Như một sự lựa chọn, các nhà cung cấp dịch vụ mạng

công cộng có thể cung cấp các dịch vụ thương mại cụ thể (như hoạch định tài nguyên

công ty (ERP: Enterprise Resource Planning), dự báo thời gian, hóa đơn chứng

thực,…) với tất cả hoặc một phần các lưu trữ và xử lý xảy ra trên mạng. Nhà cung cấp

dịch vụ có thể tính cước theo giờ, ngày, tuần,… hay theo phí bản quyền đối với dịch

vụ.

 Bản tin hợp nhất (Unified Messaging): Hỗ trợ cung cấp các dịch vụ voice mail,

email, fax mail, pages qua các giao diện chung. Thông qua các giao diện này, người sử

dụng sẽ truy nhập (cũng như được thông báo) tất cả các loại tin nhắn trên, không phụ

thuộc vào hình thức truy nhập (hữu tuyến hay vô tuyến, máy tính, thiết bị dữ liệu vô

tuyến). Đặc biệt kỹ thuật chuyển đổi lời nói sang file văn bản và ngược lại được thực

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

hiện ở server ứng dụng cần phải được sử dụng ở dịch vụ này.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

 Môi giới thông tin (Information Brokering): Bao gồm quảng cáo, tìm kiếm và

cung cấp thông tin đến khách hàng tương ứng với nhà cung cấp. Ví dụ như khách hàng

có thể nhận thông tin trên cơ sở các tiêu chuẩn cụ thể hay trên các cơ sở tham chiếu cá

nhân,…

 Thương mại điện tử (E-Commerce/ M-Commerce): Cho phép khách hàng mua

hàng hóa, dịch vụ được xử lý bằng điện tử trên mạng; có thể bao gồm cả việc xử lý

tiến trình, kiểm tra thông tin thanh toán tiền, cung cấp khả năng bảo mật,… Ngân hàng

tại nhà và đi chợ tại nhà nằm trong danh mục các dịch vụ này; bao gồm cả các ứng

dụng thương mại, ví dụ như quản lý dây chuyển cung cấp và các ứng dụng quản lý tri

thức.

 Trò chơi tương tác trên mạng (Interactive gaming): Cung cấp cho khách hàng

một phương thức gặp nhau trực tuyến và tạo ra các trò chơi tương tác (chẳng hạn như

video games) Thực tế ảo phân tán (Distributed Virtual Reality): tham chiếu đến sự

thay đổi được tạo ra có tính chất kỹ thuật của các sự kiện, con người, địa điểm, kinh

nghiệm,… của thế giới thực, ở đó những người tham dự và các nhà cung cấp kinh

nghiệm ảo là phân tán về địa lý. Dịch vụ này yêu cầu sự phối hợp rất phức tạp của các

tài nguyên khác nhau.

 Quản lý tại gia (Home Manager): Với sự ra đời của các thiết bị mạng thông

minh, các dịch vụ này có thể giám sát và điều khiển các hệ thống bảo vệ tại nhà, các hệ

thống đang hoạt động, các hệ thống giải trí, và các công cụ khác tại nhà. Giả sử như

chúng ta đang xem ti vi và có chuông cửa, không vấn đề gì cả, ta chỉ việc sử dụng điều

khiển ti vi từ xa để xem được trên màn hình ai đang đứng trước cửa nhà mình. Hoặc

chẳng hạn như chúng ta có thể quan sát được ngôi nhà của mình trong khi đang đi xa,

hoặc quan sát được người trông trẻ đang chăm sóc em bé như thế nào khi ta đang làm

việc tại cơ quan.

Ngoài các dịch vụ đã nêu trên còn có rất nhiều dịch vụ khác có thể triển khai

trong môi trường 4G như: các dịch vụ ứng dụng trong y học, chính phủ điện tử, nghiên

cứu đào tạo từ xa, nhắn tin đa phương tiện,… Như vậy các dịch vụ thế hệ sau là rất đa

dạng và phong phú, việc xây dựng, phát triển và triển khai chúng là mở và linh hoạt.

Chính vì vậy nó thuận tiện cho các nhà cung cấp dịch vụ và ứng dụng triển khai dịch

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

vụ đến cho khách hàng trong mạng 4G.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

3.1.2.1 Đặc tính của các yêu cầu về dịch vụ trên mạng di động 4G

 Dịch vụ truy nhập không đồng nhất: các hệ thống 4G sẽ phải cung cấp nhiều

dạng dịch vụ ứng với nhiều loại thiết bị truy nhập đầu cuối của khách hàng, các mạng

truyền dẫn và các tiêu chuẩn dịch vụ được mong đợi. Các kiến trúc dịch vụ đầu cuối sẽ

phải khai thác phương tiện phần mềm để có được sự đồng hợp tác.

 Mạng truy nhập không đồng nhất: Có một loạt các kỹ thuật mạng sẽ được sử

dụng tại cùng một thời gian bao gồm các kỹ thuật dùng trong các mạng cũ như EDGE,

HSCSD, GPRS và cả các mạng peer-to-peer, Wifi, bluetooth…Các kiến trúc 4G phải

cung cấp dịch vụ trong suốt nhờ trừu tượng hóa các mode khác biệt cơ bản trong hoạt

động của mạng.

 Nhãn dịch vụ: Kiến trúc dịch vụ phải là một thực thể thương mại cung cấp các

dịch vụ tăng cường, với nghĩa từ nhà cung cấp dịch vụ này đến nhà cung cấp dịch vụ

khác, điều này được thực hiện nhờ kiến trúc mạng và kiến trúc dịch vụ.

3.1.2.2 Tính chất của các kiến trúc dịch vụ trong mạng di động 4G

 Các mẫu ấn định tài nguyên và dịch vụ mở: Các khung dịch vụ phải được tạo

ra, thiết lập và sắp xếp một cách độc lập trong các miền chồng lấn của các nhà cung

cấp dịch vụ. Việc cung cấp các tài nguyên, khả năng và trạng thái hiện thời cần được

mô tả và trao đổi giữa các nhà cung cấp dịch vụ liên kết với nhau, đó là mục đích “tái

bản lại tài nguyên” tại đó các dịch vụ được kết hợp hay thực hiện các chức năng thông

qua nhà cung cấp địa phương.

 Mẫu nguyên lý và thỏa thuận khả năng mở: Hiển nhiên thỏa thuận khả năng cần

được hiểu trong môi trường có nhiều sự kết hợp và phức tạp hơn các mạng điện thoại

truyền thống. Đây là yêu cầu tự nhiên giống như một thị trường dựa trên khuôn dạng

ấn định dịch vụ. Thực ra đó là các kỹ thuật ấn định động dựa trên các phương pháp

kinh tế như đấu giá điện tử, đi đôi với các hệ thống thanh toán/quảng cáo/thanh toán

thời gian thực cho sử dụng các tài nguyên.

 Quản lý trách nhiệm: Các kỹ thuật quản lý trách nhiệm dựa trên quan hệ giữa

các nhà cung cấp dịch vụ với người sử dụng và giữa các nhà cung cấp dịch vụ với

nhau. Các mối quan hệ đang tồn tại giữa các nhà cung cấp dịch vụ được dựa trên các

hợp đồng giữa các hãng kinh doanh lớn mạnh. Các giả thiết có thể không phù hợp

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

trong trường hợp các nhà cung cấp dịch vụ tăng bất thường. “Better business bureau”

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

cung cấp một tốc độ dịch vụ ở đó chia thành các bên tham gia tin cậy từ các thành viên

không tin cậy.

 Các nhóm dịch vụ kết hợp: Một mẫu được sử dụng cho định hình kết hợp dịch

vụ động thông qua các kỹ thuật hợp tác được yêu cầu. Các tính chất mong muốn có

thểbao gồm khả năng khám phá các liên kết tiềm năng, các kỹ thuật cho thiết lập các

mối quan hệ trách nhiệm, cho quản lý các liên hệ trách nhiệm phân tán và quản lý các

cấp độ thay đổi của các hệ thống trong suốt. Chú ý là không phải tất cả các liên kết đều

là các đối tác tiềm năng. Ví dụ nhà cung cấp WiFi có thể kết hợp với một nhà cung cấp

dịch vụ thoại di động tế bào để cung cấp hai phần tách biệt ứng dữ liệu cần băng thông

lớn và các luồng thoại cần băng thông thấp trong việc hỗ trợ các ứng dụng hội thảo đa

phương tiện của người sử dụng.

 Khả năng chịu lỗi dịch vụ: Các liên minh có thể, nhóm dịch vụ kết hợp cung

cấp cơ hội cho khả năng chịu lỗi tiên tiến. Các tính chất mong muốn trong khía cạnh

này bao gồm khám phá lỗi, đăng kí dịch vụ và phát hiện nhờ mode đa truy nhập.

3.1.2.3 Xu hướng dịch vụ trong mạng 4G

Để xác định được các dịch vụ trong mạng 4G cũng như chiến lược đầu tư của các

công ty, xu hướng phát triển các dịch vụ trong tương lai là vấn đề rất cần xem xét.

 Trước hết chúng ta cần quan tâm đến xu hướng của dịch vụ thoại. Đây là dịch

vụ phổ biến, lâu đời và thu nhiều lợi nhuận nhất từ những ngày đầu cho đến nay. Do

đó, dịch vụ thoại truyền thống sẽ tiếp tục tồn tại trong thời gian dài. Sau đó, một phần

dịch vụ truyền thống này chuyển sang thông tin di động và thoại qua IP.

 Đối với dịch vụ truyền thông đa phương tiện, hiện nay H.323 đã là môi trường

cho giải pháp thoại qua giao thức IP và các dịch vụ đa phương tiện tương đối đơn giản.

Tuy nhiên, sau đó SIP sẽ thay thế cho H.323 do SIP có nhiều ưu điểm hơn và thích

hợp với các dịch vụ truyền thông đa phương tiện phức tạp.

 Trong tương lai, tính cước dịch vụ theo nội dung và chất lượng, không theo thời

gian sẽ chiếm ưu thế.

 Cuối cùng, phương thức truy nhập mạng, ra lệnh, nhận thông tin,… bằng lời nói

(voice portal) sẽ là một chọn lựa trong tương lai. Hiện nay, kỹ thuật chuyển đổi từ lời

nói sang file văn bản và ngược lại đang phát triển mạnh.

Mục tiêu chính của các dịch vụ trong 4G là cho phép khách hàng có thể lấy thông

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

tin họ muốn ở bất kỳ dạng nào, trong bất kỳ điều kiện nào, tại mọi nơi và dung lượng

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

tùy ý. Dựa trên các khuynh hướng được đề cập ở trên, sau đây là một số đặc tính dịch

vụ quan trọng trong mạng 4G:

 Liên lạc thông tin rộng khắp, thời gian thực, đa phương tiện, đảm bảo độ tin

cậy, thân thiện trong việc liên kết các thuê bao, truy nhập tốc độ cao và truyền tải

thông tin với bất kỳ phương tiện nào, vào mọi lúc, tại mọi nơi,…

 Nhiều thực thể và các phần tử mạng thông minh được phân bố trên toàn mạng.

Nó bao gồm các ứng dụng cho phép truy nhập và điều khiển các dịch vụ mạng. Nó

cũng có thể thực hiện các chức năng cụ thể thay thế cho nhà cung cấp dịch vụ hoặc

mạng. Ta có thể xem nó như một tác tử quản lý có thể thực hiện giám sát tài nguyên

mạng, tập hợp các số liệu,…

 Dễ dàng sử dụng. Khách hàng không bịảnh hưởng từ các quá trình tập trung, xử

lý và truyền dẫn thông tin phức tạp của hệ thống. Nó cho phép khách hàng truy xuất và

sử dụng các dịch vụ mạng một cách đơn giản hơn, bao gồm các giao diện người dùng

cho phép tương tác tự nhiên giữa khách hàng và mạng. Khách hàng được cung cấp các

thông tin hướng dẫn, các tùy chọn, các tương tác quản lý xuyên suốt các dịch vụ.

 Cho phép khách hàng quản lý hồ sơ các nhân, tự dự phòng các dịch vụ mạng,

giám sát thông tin tính cước, cá nhân hóa giao diện người dùng, tạo ra và dự phòng các

ứng dụng mới.

 Quản lý thông tin thông minh, giúp người dùng quản lý sự quá tải của thông tin

bằng cách cung cấp cho họ khả năng tìm, sắp xếp và lọc các bản tin hoặc dữ liệu, quản

lý chúng cho mọi phương tiện.

3.2 Chất lượng dịch vụ trong mạng 4G

3.2.1 Khái niệm QoS

3.2.1.1 Khái niệm QoS theo ITU

Định nghĩa về QoS theo tiêu chuẩn E800 của ITU: Chất lượng dịch vụ viễn thông

là kết quả tổng hợp của các chỉ tiêu dịch vụ, thể hiện ở mức độ hài lòng của đối tượng

sử dụng dịch vụ đó.

Hình 3.1 mô tả một cách tổng quát các khái niệm cơ bản về QoS theo khuyến

nghị của ITU-T. Các khái niệm được trình bày trong sơ đồ có thể được áp dụng để

đánh giá mức QoS có thể đạt được trong thực tế, hướng tới mức QoS theo chỉ tiêu

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

hoặc các yêu cầu mô tả đặc tính thiết kế mạng.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

Một dịch vụ được sử dụng chỉ khi nó được cung cấp và người ta mong muốn nhà

cung cấp dịch vụ có sự hiểu biết cụ thể về chất lượng của các dịch vụ mà họ phát hành.

Theo quan điểm của nhà cung cấp dịch vụ, khái niệm NP là một chuỗi các tham số

mạng có thể được xác định, được đo và được điều hành để có thể đạt mức độ hài lòng

của người sử dụng về chất lượng dịch vụ. Nhà cung cấp dịch vụ có nhiệm vụ phải tổ

hợp các tham số NP khác nhau thành một bộ chỉ tiêu để có thể vừa đảm bảo các nhu

cầu lợi ích kinh tế của mình đồng thời phải thoả mãn một cách tốt nhất cho những

người sử dụng dịch vụ.

Trong khi sử dụng dịch vụ, thông thường người sử dụng chỉ biết đến nhà cung

cấp dịch vụ. Mức độ hài lòng của người sử dụng dịch vụ phụ thuộc vào chất lượng

dịch vụ QoS hay những cảm nhận sau cùng của khách hàng về thực hiện dịch vụ

 Hỗ trợ dịch vụ (service support performance)

 Khai thác dịch vụ (service operability performance)

 Năng lực phục vụ (serveability performance)

 An toàn dịch vụ ( service security performance)

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

Hình 3.1 Khái niệm QoS và mối quan hệ QoS với chất lượng mạng

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

Hỗ trợ dịch vụ: là khả năng của một tổ chức cung cấp dịch vụ và trợ giúp trong

việc sử dụng dịch vụ đã cung cấp.

Khai thác dịch vụ: là khả năng vận hành dịch vụ một cách thành công và dễ dàng

của người sử dụng, bao gồm các đặc tính về thiết bị đầu cuối, các âm hiệu và tin báo

dễ hiểu

Mức độ an toàn dịch vụ: là mức độ bảo vệ chống lại sự giám sát trái phép, sử

dụng gian lận, quấy phá, thao tác sai, thảm hoạ thiên nhiên.

Năng lực phục vụ: là khả năng dịch vụ đạt được khi người sử dụng yêu cầu và

tiếp tục được cung cấp mà không có sự suy giảm quá mức trong khoảng thời gian sử

dụng (trong những sự thay đổi xác định và các điều kiện khác nhau). Khả năng phục

vụ là phần phụ thuộc vào đặc tính mạng nhiều nhất và tiếp tục được chia thành ba khái

niệm:

 Năng lực truy nhập đến dịch vụ (service accessibility performance): là khả

năng dịch vụ đạt được trong những sự thay đổi xác định và các điều kiện khác nhau

khi được yêu cầu bởi người sử dụng.

 Năng lực duy trì dịch vụ (service retainability performance): là khả năng của

một dịch vụ tiếp tục được cung cấp trong các điều kiện đưa ra trong khoảng thời gian

sử dụng.

 Mức độ hoàn hảo của dịch vụ (service integrity performance): là mức độ dịch

vụ được cung cấp mà không bị suy giảm quá mức, một khi đã đạt được.

Năng lực tính cước chính là thông sốđánh giá về ghi cước và hoá đơn, trong đó

phần xác suất về tính cước sai, tính cước thừa và tính cước thiếu thuộc về chỉ tiêu của

QoS. Phần đánh giá về độ chính xác ghi cước là chỉ tiêu của chất lượng mạng.

Qua hình vẽ 3.1, chúng ta cũng thấy rằng năng lực phục vụ sẽ có mối liên hệ với

các khái niệm thuộc phần chất lượng mạng như khả năng xử lý lưu lượng, độ tin cậy,

tài nguyên và phương tiện cũng như chất lượng truyền dẫn (gồm cả năng lực truyền

lan). Điều này có nghĩa là QoS có mối quan hệ chặt chẽ với chất lượng mạng. Chất

lượng mạng là khả năng của mạng cung cấp các chức năng liên quan đến thông tin

giữa những người sử dụng (theo ITU-E800).

Dịch vụ viễn thông là các hoạt động trực tiếp hoặc gián tiếp của các doanh

nghiệp cung cấp cho khách hàng khả năng truyền, đưa và nhận các loại thông tin thông

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

qua mạng lưới viễn thông công cộng. QoS được xác định bằng các chỉ tiêu định tính

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

và chỉ tiêu định lượng. Chỉ tiêu định tính thể hiện sự cảm nhận của khách hàng, còn

chỉ tiêu định lượng được thể hiện bằng số liệu đo cụ thể.

Có rất nhiều tổ chức đưa ra các khái niệm QoS như ISO/IEC, RM-ODP, ETSI…

tuy nhiên các khái niệm này không hoàn toàn giống nhau. Sau đây sẽ trình bày thêm

khái niệm QoS theo ETSI.

3.2.1.2 Khái niệm QoS theo ETSI

Theo ETSI thì quan điểm của người sử dụng/khách hàng về mức độ QoS là sự

mô tả các tham số sau: Tổng hợp những kết quả mà người sử dụng/khách hàng nhận

được, bao gồm cảnhững nguyên nhân liên quan đến mạng. Không phụ thuộc vào

những hiểu biết của khách hàng về thiết kế mạng chi tiết. Nắm được các khía cạch của

dịch vụ theo quan điểm của người sử dụng/khách hang. Các khái niệm liên quan đến

mạng được mô tả theo một ngôn ngữ chung, dễ hiểu bởi người sử dụng/khách hàng và

nhà cung cấp dịch vụ. Có sự hiểu biết giữa người sử dụng/khách hàng và nhà cung cấp

dịch vụ.

Hình 3.2 Mối liên hệ giữa các khái niệm QoS theo ETSI

3.2.2 Kiến trúc QoS

Có rất nhiều kiến trúc QoS được đưa ra cho mạng di động 4G. Sau đây sẽ giới

thiệu một kiến trúc QoS:

Để đảm bảo QoS cần phải có kiến trúc QoS. Nó là một framework đảm bảo chất

lượng từ đầu cuối đến đầu cuối và cung cấp các chức năng tích hợp về quản lý điều

khiển QoS, và giao diện QoS.

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

Các nguyên tắc của QoS:

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

 Tích hợp (Integration): có khả năng cấu hình lại, có thể dự đoán truớc và có

thể quản lý được thông qua tất cả các lớp mạng.

 Phân tách (Separation): tách giữa báo hiệu và dữ liệu truyền.

 Trong suốt (Transparency): tách biệt giữa QoS và ứng dụng.

 Thực thi (performance): Xử lý các giao thức một cách có hiệu quả.

Như vậy kiến trúc QoS liên quan đến: QoS specification, QoS mechanism,

Traffic Engineering, QoS supporting protcol.

 QoS specification: -Yêu cầu QoS mức ứng dụng -Kế hoạch chính sách QoS

trong mỗi lớp -Cấu hình và duy trì cơ chế QoS -Theo tính đồng bộ, khả năng thực thi,

mức dịch vụ, chính sách, giá,...

 QoS Mechanism -Cung cấp QoS: sắp xếp QoS, kiểm tra kết quả vào -Điều

khiển QoS: theo trạng thái, theo kế hoạch, chính sách, điều khiển, đồng bộ. Điều này

liên quan đến quản lý lưu lượng -Quản lý QoS: giám sát QoS, duy trì QoS

 QoS supporting protcol -Hỗ trợ chuyển vùng của Micro mobility: CIP, Hawaii,

HMIP

Hỗ trợ chuyển vùng của Macro mobility: MIP v4, MIP v6… Tuy nhiên các tiêu

chuẩn về chất lượng của dịch vụ 4G cũng như 3G vẫn còn là vấn đề đang đuợc các nhà

chuyên môn, các hãng trên toàn thế giới nghiên cứu. Hiện tại chưa có các tiêu chuẩn

cụ thể nào về chất lượng dịch vụ của mạng 4G. Đó cũng là dễ hiểu vì theo kiến trúc

QoS ở trên: Đánh giá của người sử dụng: họ mới sử dụng các dịch vụ thế hệ mới cho

nên chưa có được sự đánh giá về chất lượng. Bên cạnh đó quá trình phát triển mạng

cũng như dịch vụ mạng vẫn đang phát triển mạnh về thiết bị, về chất lượng dịch vụ

theo xu hướng ngày một tốt hơn và hoàn thiện hơn.

 QoS của các ứng dụng: các ứng dụng mới ở giai đoạn đầu của sự phát triển nên

chưa có đánh giá một cách chính xác, cụ thể về QoS.

 Hiệu năng của các thiết bị đầu cuối, hiệu năng của mạng, và hiệu năng của các

phần tử mạng: các hãng sản xuất thiết bị trên thế giới cũng đã tập trung vào vấnđề liên

quan đến chất lượng dịch vụ trong các sản phẩm của mình, đó là một ưu thế cạnh tranh

quan trọng. Tuy nhiên quá trình vẫn đang phát triển.

Các dịch vụ và ứng dụng của mạng di động 4G được phân loại theo tiêu chuẩn

chung của ITU-T/-R. Tuy nhiên đứng trên quan điểm QoS chúng ta có thể phân loại

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

dịch vụ theo năm mức sau:

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

 Đảm bảo chắc chắn (deterministic guarantee)

 Đảm bảo thống kê (Statistical guarantee)

 Mục tiêu đích ( Target objectives)

 Nỗ lực nhất (best effort)

 Không đảm bảo (no guarantee)

 Đảm bảo chắc chắn: luôn luôn cung cấp các dịch vụ với QoS theo yêu cầu

hoặc tốt hơn trong mọi hoàn cảnh.

 Đảm bảo thống kê: cho phép QoS có thể không được như yêu cầu trong một

khoảng thời gian nào đó.

Ba phương pháp cuối không đảm bảo QoS, nhưng chúng ta phân loại để có các

biện pháp kỹ thuật hợp lý để đạt được QoS mong muốn. Với hệ thống target objectives

mạng sẽ cố gắng thoả mãn các yêu cầu, sau đó căn cứ vào mục tiêu mà mạng có thể

đưa ra biện pháp hợp lý như quyết định độ ưu tiên scheduling. Với hệ thống best

effort (ví dụ mạng internet), mạng sẽ cung cấp QoS như nhau cho toàn bộ các thuê

bao. No guarantee cũng tương tự như best effort.

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

Hình 3.3 Kiến trúc dịch vụ trong mạng thế hệ sau

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

3.2.3 Các tham số QoS trong mạng di động 4G

Bảng 3.1 Các tham số QoS trong mạng 4G

Phân loại Tính đúng lúc (Timeliness) Ghi chú Thời gian một bản tin được truyền

Tham số Độ trễ (delay) Thời gian đáp ứng (response time) Jitter

Độ biến động của độ trễhay thời gian phản hồi

Băng thông (Bandwidth)

Khả năng xử lý/s

Độ tin cậy (reliability)

Khoảng thời gian từ khi có sự cố tới lúc bắt đầu hoạt động bình thường MTBF=MTTF+MTTR

MTTF/MTTF+MTTR

Tỷ lệ lỗi mạng

Độ phân giải ảnh Độ phân giải ảnh

Cảm nhận của khách hàng (Perceived QoS) Cước (Cost) Tốc độ dữ liệu mức hệ thống Tốc độ dữ liệu mức ứng dụng Tốc độ truyền tải (Transaction rate) MTTF (Mean time to failure) MTTR (Mean time to repair) MTBF(Mean time between failures) Phần trăm thời gian sửdụng Tỷ lệ lỗi hay mất mát Picture detail - Video smoothness -Video/audio synchronisation Per-use cost

Per-unit cost

Tiền phải trả để thiết lập kết nối, hay truy cập lại tới tài nguyên Tiền phải trả cho một đơn vị dữ liệu hay đơn vị thời gian (tức là cước kết nối và cước per query) Ngăn chặn truy cập thông tin

Tính bảo mật (Security)

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

Sự tin cẩn (Confidentiality) Tính nguyên vẹn (Integrity) Non-repudiation of sending or delivery Sự xác nhận (Authentication) Đảm bảo dữ liệu không thay đổi trong quá trình truyền dẫn Các chữ ký để xác nhận người gửi hay người nhận Kiểm chứng nhận dạng cung cấp dịch vụ để ngăn chặn sự gian lận....

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

3.2.4 Thách thức về chất lượng dịch vụ trong mạng di động 4G

Trong các mạng vô tuyến, chất lượng dịch vụ được dựa trên đo lường hiệu quả

của một hệ thống được phản ánh từ chất lượng truyền dẫn tới các dịch vụ đang có (ví

dụ 4G yêu cầu độ tin cậy đạt tới 99,99%). QoS trong mạng 4G phải đối mặt với rất

nhiều khó khăn. Khi xem xét QoS phải quan tâm tới rất nhiều yếu tố trong mạng 4G

như: đặc tính kênh tốc độ biến thiên, ấn định băng tần, mức độ dung sai lỗi và hỗ trợ

chuyển giao giữa các mạng vô tuyến khác nhau,… Hỗ trợ QoS xuất hiện trong đóng

gói, truyền dẫn, định tuyến và tại cấp độ mạng. QoS có thể khác nhau tại các cấp độ

hoạt động khác nhau. Các đặc tính kênh tốc độ thích ứng cho các ứng dụng thực tế 4G

có độ rộng băng và các yêu cầu truyền dẫn khác nhau. Theo yêu cầu cung cấp một

mạng vững chắc cho truy nhập tới các ứng dụng 4G hỗ trợ đã dề cập ở phía trên, mạng

4G phải đựoc thiết kế trên cả hai phưong diện mềm dẻo và quy mô. Các tính chât kênh

tốc độ thay đổi phải được xem xét trên hiệu năng người sử dụng yêu cầu và đảm bảo

quản lý mạng hiệu quả.

Phổ là một tài nguyên hữu hạn. Trong các hệ thống vô tuyến hiện tại cấp phép

tần số và quản lý phổ hiệu quả là vấn đề mấu chốt. Với các hệ thống 4G, ấn định độ

rộng băng tần vẫn còn là một sự quan tâm lớn. Sự quan tâm khác là đồng hợp tác giữa

các kỹ thuật báo hiệu được định hướng sử dụng trong 4G (ví dụ 3xRTT, W-CDMA).

So sánh với mạng 2G và 2.5G hiện tại, 4G có nhiều khả năng khắc phục lối như

chấp nhận hay loại trừ khi mạng sự cố, vùng phủ kém, rớtcuộc gọi. Kỹ thuật 4G hứa

hẹn cải thiện QoS nhờ sử dụng các kỹ thuât chuẩn đoán và các công cụ báo hiệu. 4G sẽ

hỗ trợ tốt hơn roaming và chuyển giao giữa các mạng khác nhau. 4G thậm chí có thể

hỗ trợ roaming giữa các mạng có công nghệ khác nhau nhờ sử dụng kỹ thuật báo hiệu

LAS-CDMA. Một giải pháp khác là vô tuyến định nghĩa bằng phần mềm cũng có thể

hỗ trợroaming giữa các mạng áp dụng công nghệ khác nhau.

Phần lớn các thách thức về QoS trong 4G đều dang được nghiên cứu và các giải

pháp đang được phát triển. Các nhà nghiên cứu rất tin tưởng 4G sẽ tạo ra chất lượng

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

dịch vụ hơn hẳn mạng 2G và 2.5G hiện tại.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

3.2.5 Bảo mật dịch vụ

3.2.5.1 Mức độ bảo mật cao trong 4G

 Khách hàng/ thuê bao cần phải có tính riêng tư trong mạng và các dịch vụ

được cung cấp, bao gồm cả việc tính cước. Thêm vào đó, họ yêu cầu dịch vụ phải có

tính sẵn sàng cao, cạnh tranh lành mạnh và bảo đảm sự riêng tư của họ.

 Các nhà vận hành mạng, các nhà cung cấp dịch vụ, các nhà cung cấp truy nhập

đều cần phải bảo mật để bảo vệ hoạt động, vận hành và kinh doanh của họ, đồng

thờicó thể giúp họ phục vụ tốt khách hàng cũng như cộng đồng.

 Các quốc gia khác nhau yêu cầu và đòi hỏi tính bảo mật bằng cách đưa ra các

hướng dẫn và tạo ra các bộ luật để đảm bảo tính sẵn sàng của dịch vụ, cạnh tranh lành

mạnh và tính riêng tư.

 Sự gia tăng rủi ro do sự thay đổi trong toàn bộ các quy định và các môi trường

kỹ thuật càng nhấn mạnh sự cần thiết ngày càng gia tăng về tính bảo mật trong mạng.

3.2.5.2 Các vấn đề cần bảo mật

Các vấn đề này được thực hiện trong mọi dạng cấu hình 4G, bao gồm các dạng

truyền dẫn khác nhau và xử lý các nguy cơ sau đây:

 Từ chối dịch vụ: Nguy cơ này tấn công vào các thành phần mạng truyền dẫn

bằng cách liên tục đưa dồn dập dữ liệu làm cho các khách hàng khác không thể sử

dụng tài nguyên mạng.

 Nghe trộm: Nguy cơ này ảnh hưởng đến tính riêng tư của một cuộc nói

chuyện bằng cách chặn đường dây giữa người gửi và người nhận.

 Giả dạng: Thủ phạm sử dụng một mặt nạ để tạo ra một đặc tính giả. Ví dụ anh

ta có thể thu được một đặc tính giả bằng cách theo dõi mật mã và ID của khách hàng,

bằng cách thao tác khởi tạo tin nhắn hay thao tác địa chỉ vào/ra của mạng.

 Truy nhập trái phép: Truy nhập vào các thực thể mạng phải được hạn chế và

phù hợp với chính sách bảo mật. Nếu kẻ tấn công truy nhập trái phép vào các thực thể

mạng thì các dạng tấn công khác như từ chối dịch vụ, nghe trộm hay giả dạng cũng có

thể xảy ra. Truy nhập trái phép cũng là kết quả của các nguy cơ kể trên.

 Sửa đổi thông tin: Trong trường hợp này, dữ liệu bị phá hỏng hay làm cho

không thể sử dụng được do thao tác của hacker. Một hậu quả của hành động này là

những khách hàng hợp pháp không truy xuất vào tài nguyên mạng được. Trên nguyên

tắc không thể ngăn cản khách hàng thao tác trên dữ liệu hay phá hủy một cơ sở dữ liệu

trong phạm vi truy nhập cho phép của họ.

 Từ chối khách hàng: Một hay nhiều khách hàng trong mạng có thể bị từ chối

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

tham gia vào một phần hay toàn bộ mạng với các khách hàng/ dịch vụ/server khác.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

Phương pháp tấn công có thể là tác động lên đường truyền, truy nhập dữ liệu hay sửa

đổi dữ liệu. Trên quanđiểm của nhà vận hành mạng hay nhà cung cấp dịch vụ, dạng

tấn công này gây hậu quả là mất niềm tin, mất khách hàng dẫn tới mất doanh thu.

3.2.5.3 Các giải pháp tạm thời

Các biện pháp đối phó có thể chia thànhhai loại sau: phòng chống và dò tìm.Sau

đây là các biện pháp tiêu biểu:

 Nhận thực

 Chữ ký số

 Điều khiển truy nhập

 Mạng riêng ảo

 Phát hiện xâm nhập

 Ghi nhật ký và kiểm toán

 Mã hóa

Trong mọi trường hợp cần lưu ý rằng các hệ thống vận hành trong các thành

phần của mạng 4G cần phải bảo vệ cấu hình như một biện pháp đối phó cơ bản:

 Tất cả các thành phần không quan trọng (chẳng hạn như các cổng TCP/UDP)

phải ở tình trạng thụ động.

 Các đặc tính truy nhập từ xa cho truy nhập trong và truy nhập ngoài cũng phải

thụ động. Nếu các đặc tính này được đăng nhập, tất cả các hoạt động cần được kiểm

tra.

 Bảng điều khiển server để điều khiển tất cả các đặc tính vận hành của hệ thống

cần được bảo vệ. Tất cả các hệ thống vận hành có một vài đặc tính đặc biệt để bảo vệ

bảng điều khiển này.

 Hệ thống hoàn chỉnh có thể đăng nhập và kiểm tra. Các log file cần phải được

giám sát thường xuyên.

Thêm vào đó, cần phải nhấn mạnh rằng mạng tự nó phải có cách bảo vệ cấu hình.

Ví dụ như nhà vận hành phải thực hiện các công việc sau:

 Thay đổi password đã lộ.

 Làm cho các port không dùng phải không hoạt động được.

 Duy trì một nhất ký password.

 Sử dụng sự nhận thực các thực thể.

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

 Bảo vệ điều khiển cấu hình.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

CHƯƠNG 4: LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI HỆ THỐNG 4G CHO

MẠNG VIETTEL Ở TỈNH QUẢNG NAM

4.1 Đặc điểm mạng thông tin di động Viettel

4.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển mạng Viettel

VIETTEL được thành lập ngày 1/6/1989 tiền thân là Công ty Điện tử thiết bị

thông tin, kinh doanh các dịch vụ truyền thông: khảo sát thiết kế, xây lắp các công

trình thông tin, xuất nhập khẩu các thiết bị viễn thông và dịch vụ bưu chính. 1989-

1995: đây là thời kỳ sơ khai, hình thành. Công ty được rèn luyện và trưởng thành qua

các công trình xây lắp thiết bị, nhà trạm viễn thông và các cột ăng ten cho các tuyến vi

ba.

Hình 4.1 Logo công ty Viettel

Tháng 2/1990: hoàn thành tuyến vi ba số AWA Hà Nội – Vinh đầu tiên cho Tổng

cục Bưu điện, đây cũng là công trình lớn đầu tiên của Công ty.

Tháng 7/1993: Xây dựng tuyến viba băng rộng 140 Mbps.

Và rất nhiều công trình khác cho Tổng cục Bưu điện, Các Công ty, Bưu điện tỉnh

của VNPT và Bộ Công An, Quốc phòng.

Năm 1995 Công ty Điện tử thiết bị thông tin được đổi tên thành Công ty Điện tử

Viễn thông Quân đội (tên giao dịch là VIETTEL).

1996 – 1997: Thời kỳ VIETTEL lập dự án kinh doanh các dịch vụ BCVT (Bưu

chính Viễn thông).

Ngoài việc xây lắp thi công các công trình viễn thông, bán thiết bị, linh kiện điện,

điện tử và viễn thông nhập khẩu còn thực hiện thiết kế, lắp đặt hệ thống tổng đài tự

động, thiết bị vô tuyến điện, thiết bị truyền số liệu, thi công một số tuyến cáp quang…

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

để chuẩn bị cho việc thiết lập mạng và kinh doanh các dịch vụ BCVT thực sự.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

Năm 1996: VIETTEL tích cực chuẩn bị, lập dự án kinh doanh các dịch vụ

BCVT.

Tháng 9/1997 hoàn thiện là lập dự án xin phép kinh doanh 6 loại hình dịch vụ

BCVT: Dịch vụ điện thoại cố định; di động, nhắn tin, Internet, trung kế vô tuyến

Radio trunking; dịch vụ bưu chính.

Năm 1997, thiết lập mạng bưu chính công cộng với dịch vụ phát hành báo chí;

cung cấp dịch vụ trung kế vô tuyến.

Giai đoạn 1998 -2000: VIETTEL được cấp phép kinh doanh dịch vụ BCVT:

Năm 1999: Triển khai thử nghiệm và chính thức kinh doanh dịch vụ trung kế vô

tuyến trên địa bàn thành phố Hà Nội. Nghiên cứu và xây dựng dự án xin phép thử

nghiệm dịch vụ điện thoại đường dài sử dụng công nghệ VoIP.

Tháng 9/1999: Nghiệm thu bàn giao tuyếnđường trục cáp quang 1A,dài gần

2.000 km với 19 trạm chính; là đường trục dầu tiên ở Việt nam do người Việt Nam tự

thiết kết, thi công không có sự tham gia của chuyên gia nước ngoài. Đây là công trình

đánh dấu nhiều sáng kiến mang tính đột phá của VIETTEL như:

Tháng 2/2000: VIETTEL được cấp phép khai thác thử nghiệm dịch vụ VoIP (mã

số 178). Đây là sự kiện quan trọng đánh dấu bước phát triển mới trong sản xuất kinh

doanh BCVT của VIETTEL.

Tháng 9/2000: Thống nhất và ký thoả thuận kết nối cung cấp dịch vụ điện thoại

VoIP đầu tiên ở Việt Nam với VNPT; tiến hành các thủ tục thuê kênh, tập huấn kỹ

thuật để chuẩn bị triển khai dự án; đồng thời làm các thủ tục xin cấp phép dự án VoIP

quốc tế.

Ngày 15/10/2000: Chính thức tổ chức kinh doanh thử nghiệm có thu cước dịch

vụ điện thoại đường dài VoIP trên tuyến Hà Nội – Hồ Chí Minh. Đánh dấu sự kiện lần

đầu tiên có một Công ty ngoài VNPT cung cấp dịch vụ viễn thông tại Việt Nam, bước

đầu phá vỡ thế độc quyền, người sử dụng được lựa chọn dịch vụ viễn thông của nhà

khai thác khác với giá cước rẻ hơn. Lưu lượng bình quân đạt 50K-60K phút/ ngày.

Năm 2001-2003: Triển khai hạ tầng viễn thông, mở rộng các loại hình dịch vụ

viễn thông, liên tục củng cố hoàn thiện mô hình tổ chức.

Đây là thời kỳ một loạt các đơn vị thành viên của VIETTEL được thành lập:

Trung tâm điện thoại cố định; Trung tâm Công nghệ thông tin và dịch vụ kỹ thuật;

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

Trung tâm Mạng truyền dẫn; Trung tâm điện thoại di động là tiền thân của các Công ty

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

thiết lập mạng và cung cấp các dịch vụ viễn thông sau này. Việc thành lập các Trung

tâm theo hướng tách riêng các dịch vụ cố định, di động, Internet….ra để tập trung phát

triển nhanh giai đoạn đầu.

Các dịch vụ liên tục được mở rộng:

 Tháng 7/2001: chính thức kinh doanh dịch vụ VoIP đường dài trong nước;

 Tháng 12/2001: Chính thức kinh doanh dịch vụ VoIP quốc tế;

 Tháng 10/2002: Cung cấp dịch vụ thuê kênh nội hạt và đường dài trong nước;

chính thức cung cấp dịch vụ Internet.

 Tháng 1/2003: Cung cấp dịch vụ kết nối Internet (IXP).

 Tháng 9/2003: Cung cấp dịch vụ điện thoại cố định (PSTN) tại Hà Nội và Hồ

Chí Minh.

 Tháng 11/2003: Khai trương cổng quốc tế vệ tinh tại Sơn Tây

Đáng kể nhất chính là sự triển khai nhanh và mạnh mạng truyền dẫn toàn quốc và

đi quốc tế, với quan điểm “truyền dẫn chính là hạ tầng của hạ tầng”. VIETTEL phối

hợp với đường sắt triển khai tuyến cáp quang 1B dung lượng1Gbps, nhằm phục vụ kết

nối cho các dịch vụ điện thoại của VIETTEL và cho thuê kênh; triển khai cửa ngõ

quốc tế làm cơ sở để cung cấp dịch vụ điện thoại quốc tế và phục vụ kết nối Internet.

Năm 2004 – 2006: tăng tốc phát triển nhanh, định vị thương hiệu trên thị trường.

Năm 2005, Công ty Viễn thông Quân đội chuyển đổi thành Tổng công ty Viễn

thông Quân đội, điều đó cho thấy, từ một công ty nhỏ, đã phát triển trở thành một tập

đoàn lớn mạnh, có uy tín, có thương hiệu trên thị trường.

Liên tục trong hai năm 2004, 2005 VIETTEL được bình chọn là thương hiệu

mạnh, và đặc biệt năm 2006 VIETTEL được đánh giá là thương hiệu nổi tiếng nhất

Việt Nam trong lĩnh vực dịch vụ BCVT doVCCI phối hợp với Công ty.

4.1.2 Mạng di động Viettel

Mạng di động của Viettel có thể chia làm 4 lớp sau:

 Lớp người dùng: Gồm thiết bị đầu cuối người dùng, thiết bị di động…

 Lớp truy nhập: Gồm các trạm BTS, BSC (2G), NodeB, RNC (3G).

 Lớp lõi: Gồm có khối chuyển mạch MSC+MGW (media gateway), các nút hỗ

trợPSR (SGSN, GGSN), HLR, STP…

 Lớp ứng dụng: Các chương trình ứng dụng trên mạng diđộng như OCS, SMS,

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

MCA, BGM…

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

Sơ đồ cấu trúc mạng di động Viettel được thể hiện sơ lược qua mô hình cấu

trúcdạng lớp sau:

Hình 4.2 Mạng di động Viettel

4.1.3 Mạng truyền dẫn Viettel

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

Hình 4.3 Sơ đồ cấu trúc mạng truyền dẫn Viettel

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

Mạng truyền dẫn của Viettel được chia làm 4 lớp:

 Lớp trục quốc gia (National Backbone Layer).

 Lớp lõi hay còn gọi là lớp liên tỉnh (Core Layer).

 Lớp hội tụ hay còn gọi là lớp nội tỉnh (Convergence Layer).

 Lớp truy nhập (Access Layer).

Mạng truyền dẫn là hạ tầng truyền tải thông tin cho các mạng viễn thông khác

như: Mạng IP, A/P/F, Mobile… Nó cung cấp các đường kết nối từ BTS – BSC,

NodeB – RNC, DSLAM – Site Router, giữa các core vùng về trung tâm, giữa các khu

vực vớinhau…

4.1.4 Mạng Viettel Internet

Hình 4.4 Mạng Viettel Internet

Chức năng của các thành phần trong mạng Internet

 DSLAM: Tập trung dữ liệu của các thuê bao

 Site Router:

 Kết nối đến DSLAM, NodeB, các khách hàng dịch cáp quang và chuyển dữliệu

từ các thành phần đó lên mạng lõi.

 Dùng công nghệ: MPLS, BGP.

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

 Core xã, Core huyện, Core tỉnh, Core khu vực:

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

 Tập trung lưu lượng từ lớp dưới và chuyển lên lớp trên.

 Định tuyến dữ liệu.

 Router P: Dùng để chuyển mạch nhanh giữa các vùng, các khu vực; kết nối

sangphần chuyển mạch gói của lớp Core di động.

 BRAS: Dùng để quản lý địa chỉ, tính cước, điều khiển bảo mật…

4.1.5 Mạng Viettel PSTN

Hình 4.5 Mạng PSTN Viettel

Chức năng của các thành phần trong mạng PSTN

 DLU: Dùng để tập trung lưu lượng các thuê bao.

 Host: Là một dạng tổng đài trung chuyển lưu lượng trong nội tỉnh.

 Tandem: Dùng để chuyển lưu lượng của các thuê bao liên tỉnh. Vớicác tỉnh

trừHNI và HCM, Tadem cũng dùng để trung chuyển lưu lượng trong nội tỉnh.

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

 TOLL: Dùng để chuyển lưu lượng giữa các khu vực như từ HNI đến DNG.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

4.1.6 Sơ đồ kết nối tổng thể mạng viễn thông Viettel theo cấu trúc phân lớp

Hình 4.6 Tổng thể mạng Viettel

4.1.7 Sự chuẩn bị của Viettel tỉnh Quảng Nam để phát triển từ hệ thống GSM lên

 Phát triển dịch vụ: Song song với việc giảm giá cước, cần phát triển các dịch

vụ mới theo hướng đi lên thông tin di động thế hệ thứ tư như GPRS, EDGE…nhằm

thu hút thuê bao và tiến gần đến sự tương thích với các hệ thống 4G. Sẽ xuất hiện

những khó khăn lớn trong việc đồng thời giảm giá cước và phát triển dịch vụ, vì giá

cước giảm sẽ làm giảm lợi nhuận tức thời của doanh nghiệp, dẫn đến cản trở sự phát

triển các dịch vụ mới. Nhưng đây là hai vấn đề mà các nhà khai thác viễn thông cần

phải thực hiện nếu muốn cạnh tranh hiệu quả trong bối cảnh mở cửa của thị trường

viễn thông.

 Quy hoạch mạng: Quy hoạch mạng hiện nay đang là một vấn đề cần quan tâm

đối với các mạng di động. Khi mạng lưới phát triển càng lớn, số lượng thuê bao càng

tăng thì hiện tượng nhiễu giữa các lân cận cũng tăng tương ứng. Do đó vấn đề tối ưu

hoá mạng thông tin di động trong quá trình phát triển đi lên thông tin di động thế hệ

thứ ba là rất cần thiết.

 Xây dựng cơ sở hạ tầng viễn thông: Điều kiện tiên quyết để phát triển hệ

thống di động băng rộng là các mạng xương sống backbone phải có dung lượng đủ lớn

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

và công nghệ tương thích với mạng core network của 3G, 4G. Nói một cách khác,

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

thước hết phải phát triển các dịch vụcó tốc độ các và linh hoạt nhưATM… Đồng thời

cũng phải tăng tốc độ cho các kết nối vào Internet vì mục đích chính của việc tăng tốc

độ truyền dữ liệu cho thuê bao là tăng tốc độ thuy cập Internet. Mô hình phát triển của

công nghệ di động từ 2G lên 4G:

Hình 4.7 Mô hình phát triển lên 4G từ hệ thống GSM

4.2 Thực tiễn tình hình khai thác mạng ở tỉnh Quảng Nam

4.2.1 Khái quát về tỉnh Quảng Nam

Quảng Nam có tọa độ địa lý từ 108026’16” đến 108044’04” độ kinh Đông, và từ

15023’38” đến 15038’43” độ vĩ Bắc. Phía bắc giáp thành phố Đà Nẵng và tỉnh Thừa

Thiên Huế, phía nam giáp tỉnh Quảng Ngãi và tỉnh Kon Tum, phía đông giáp biển

Đông, phía tây giáp tỉnh Sê Kông của nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào. Hiện

nay Quảng Nam có hai thành phố trực thuộc tỉnh là Tam Kỳ và Hội An cùng 16 huyện

trải rộng từ miền núi đến vùng đồng bằng và duyên hải. Trung tâm hành chính của tỉnh

Quảng Nam đặt tại thành phố Tam Kỳ.

Quảng Nam có địa hình nghiêng dần từ tây sang đông, hình thành ba kiểu cảnh

quan sinh thái rõ rệt là: kiểu núi cao ở phía tây, kiểu trung du ở giữa và dải đồng bằng

ven biển ở phía đông. Vùng đồi núi chiếm 72% diện tích tự nhiên với nhiều ngọn núi

cao trên 2.000m như: núi Lum Heo cao 2.045m, núi Tiên cao 2.032m (Phước Sơn),

Hòn Tà Xiêu cao 2.053m (Tây Giang), núi Ngọc Niay cao 2.259m, Ngọc Kring cao

2.025m, núi Ngọc Linh cao 2.598m (nằm giữa ranh giới Quảng Nam và Kon Tum, là

đỉnh núi cao nhất của dãy Trường Sơn). Ngoài ra, vùng ven biển phía đông sông

Trường Giang là dải cồn cát chạy dài từ Điện Ngọc (Điện Bàn) đến Tam Quan (Núi

Thành). Bề mặt địa hình bị chia cắt bởi sông Thu Bồn, sông Tam Kỳ và sông Trường

Giang.

Quảng Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, chỉ có 2 mùa rõ rệt là mùa mưa và

mùa khô. Nhiệt độ trung bình 25,4oC, mùa đông nhiệt độ vùng đồng bằng có thể

xuống dưới 20oC. Độ ẩm trung bình trong không khí đạt 84%. Lượng mưa trung bình

2.000 - 2.500mm, nhưng phân bố không đều theo thời gian và không gian, mưa tập

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

trung từ tháng 9 đến tháng 12, chiếm 80% lượng mưa cả năm; mùa mưa trùng với mùa

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

bão, nên các cơn bão đổ bộ vào miền Trung thường gây ra lở đất, lũ quét ở các huyện

trung du miền núi và gây ngập lũ ở các vùng ven sông của tỉnh.

Theo kết quả điều tra đến ngày 1.4.2009, tổng số dân trên địa bàn tỉnh Quảng

Nam là 1.419.503 người, xếp thứ 19/63 tỉnh, thành trong cả nước và đứng thứ 4 ở khu

vực miền Trung. Dân số nữ có 727.138 người (tỉ lệ 51.22%). Dân số phân bố không

đồng đều và có sự khác biệt lớn theo vùng, theo mô hình thưa dần từ đông sang tây,

phụ thuộc lớn vào địa hình. Tỉ lệ dân ở khu vực thành thị tăng 3.82% trong khi ở nông

thôn dân giảm 2.87%.

Từ năm 1999 đến 2009, dân số tỉnh Quảng Nam tăng thêm 45.016 người. Qua 3

kỳ điều tra, dân số tăng bình quân năm giảm dần, từ 1.96% (1979 - 1989) còn 1.26%

(1989 - 1999) và chỉ còn 0.33% (1999 - 2009). Được biết, tỉ lệ tăng dân số hằng năm ở

khu vực miền Trung là 0.41%/năm, cả nước là 1.2%/năm.

4.2.2 Tình hình khai thác mạng của Viettel

Để đẩy mạnh phát triển thuê bao di động, kế hoạch đầu tiên lãnh đạo Chi nhánh

Quảng Nam quyết tâm thực hiện là phát triển xây dựng và đưa vào sử dụng thêm nhiều

trạm thu phát sóng (BTS). Nếu như đến cuối năm 2005, Viettel Quảng Nam mới chỉ

đưa vào sử dụng 25 trạm BTS, thì đến hết tháng 12/2006 trên địa bàn Quảng Nam đã

có 50 trạm BTS. Đặc biệt, việc đưa vào sử dụng trạm BTS đầu tiên tại Cù Lao Chàm

(tháng 10/2006), Viettel Quảng Nam đã hoàn thành kế hoạch đề ra: đến hết năm 2006

trên toàn bộ địa bàn Quảng Nam từ vùng sâu, vùng xa đến hải đảo đều phủ sóng di

động Viettel.

Song song với việc mở rộng phạm vi phủ sóng, Viettel Quảng Nam còn chú

trọng đẩy mạnh phát triển kênh phân phối. Tháng 7/2006, trên địa bàn Quảng Nam

mới chỉ có 1 cửa hàng duy nhất, thì đến tháng 8/2006 Viettel Quảng Nam đồng loạt

khai trương thêm 6 cửa hàng. Đến nay, 7 cửa hàng chính thức tại Quảng Nam đã kinh

doanh đa dịch vụ: điện thoại cố định, di động, Internet, bán máy điện thoại... Ngoài ra,

Viettel Quảng Nam còn có 21 đại lý và trên 300 điểm bán...

Với những nỗ lực của Viettel Quảng Nam, đến tháng 9/2006 số thuê bao di động

phát triển với tốc độ nhảy vọt. Năm 2005 mới chỉ có 8.200 thuê bao di động thì đến

hết năm 2006 Viettel Quảng Nam đã phát triển lên tới 56.000 thuê bao di động, tăng

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

34% so với kế hoạch đề ra. Cũng từ tháng 9/2006, doanh thu Viettel Quảng Nam tăng

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

vọt. Tuy không cho biết cụ thể doanh thu, nhưng ông Sơn cho biết tháng 12/2006

Viettel Quảng Nam tăng tới 707% doanh thu so với kế hoạch đề ra.

Kế hoạch quảng cáo cũng được Viettel Quảng Nam chú trọng, đặc biệt đẩy mạnh

công tác PR (public relation). Nếu như trước năm 2006, công tác PR tại Quảng Nam

thường bị động, hoạt động theo sự chỉ đạo của Tổng công ty Viettel nên các chương

trình như tài trợ, từ thiện, tổ chức sự kiện nhỏ lẻ thiếu tính chuyên nghiệp. Sang năm

2006, Viettel Quảng Nam thực hiện các hoạt động PR mang tính chuyên sâu, như: Tài

trợ cho chương trình thời sự đài Phát thanh Truyền hình Quảng Nam trong một năm,

đọc tin hoạt động Viettel trên các đài phát thanh huyện định kỳ hàng tháng... Công tác

từ thiện cũng được đẩy mạnh, như: Tặng 156 sổ tiết kiệm trị giá 15 triệu đồng/sổ cho

bà con xã Bình Minh, huyện Thăng Bình (địa bàn thiệt hại lớn nhất trong cơn bão số 1

năm 2006); Tài trợ xây dựng trường cấp 2 tại xã Bình Minh với kinh phí 1,5 tỉ đồng;

Xây tổng cộng 27 nhà tình nghĩa cho các gia đình chính sách, gia đình có công với

cách mạng và những gia đình bị đổ nhà cửa trong cơn bão số 6 năm 2006...

Về kế hoạch năm 2007, Viettel Quảng Nam quyết tâm xây dựng và đưa vào sử

dụng thêm 30 trạm BTS, phát triển trên 60.000 thuê bao di động mới, mở 90% số

huyện, thị có cửa hàng chính thức kinh doanh đa dịch vụ của Viettel...

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

Hình 4.8 Hệ thống các cửa hàng Vettel tại tỉnh Quảng Nam

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

4.3 Tiến trình triển khai lên 4G từ mạng 2,5G của viettel ở tỉnh Quảng Nam

Đểcó thể đưa ra được các bước phát triển theo mỗi giai đoạn, cần xem xét xu

hướng phát triển mạng 3G trong tương lai. Phiên bản 3GPP R5 đã hướng tới việc phát

triển một mạng toàn IP. Các bước chuyển đổi cho các nhà khai thác GSM ởnước ta

hiện nay là triển khai mạng lõi dữliệu gói GPRS (IP) rồi mới đến WCDMA sẽlà

phương án phù hợp nhất với một điều kiện duy nhất là mạng lõi IP của GPRS phải

được sửdụng làm cơsởcho mạng lõi của mạng 3G WCDMA. Đểtiến lên 4G, có thểchia

thành 5 giai đoạn. Giai đoạn đầu kết hợp GSM với GPRS, giai đoạn thứhai thiết lập

mạng UMTS, giai đoạn ba chuyển sang mạng lõi cơsởIP, giai đoạn là mạng cơsởIP, và

cuối cùng là triển khai mạng 4G. Các bước chi tiết được giới thiệu nhưsau:

4.3.1 Kết hợp GPRS vào mạng GSM

Thực chất vấn đề ở đây là chủyếu nhằm vào việc chuẩn bịmột mạng lõi IP cho

3G trong tương lai gần với hai nút mạng cho dịch vụdữliệu gói là GGSN và SGSN.

GGSN được kết nối với mạng GSM đang có qua SGSN và PCU (Packet Control Unit).

PCU được lắp đặt phía BSC với mục đích bổsung chức năng điều khiển gói cho BSC

trong quá trình khai thác dịch vụGPRS.

Cấu trúc mạng GPRS được xây dựng trên nền của hệthống GSM hiện tại.

Hệthống mạng truy cập của GSM được giữnguyên mà chỉcần nâng cấp phần mềm.

CụthểBTS, BSC phải được nâng cấp phần mềm, MS phải có chức năng GPRS,

HLR/VLR, AuC và EIR cũng cần được nâng cấp phần mềm đểquản lý dịch vụdữliệu.

Phân hệmạng lõi được bổsung thêm phần chuyển mạch gói với hai nút chính: Nút

hỗtrợdịch vụGPRS(SGSN) và nút hỗtrợcổng GPRS(GGSN). Bằng cách này, với nâng

cấp không đáng kể, hệthống có thểcung cấp dịch vụdữliệu gói cho thuê bao di động rất

thích hợp với các dịch vụdữliệu không đối xứng. Giai đoạn này chủyếu nhằm vào việc

chuẩn bịmột mạng lõi IP cho 3G trong tương lai gần với hai nút mạng cho dịch

vụdữliệu gói là GGSN và SGSN.

Chức năng định tuyến chính được thực hiện thực hiện thông qua các điểm hỗtrợ,

bao gồm: GGSN và SGSN. Bên cạnh đó có một mạng backbone đểnối các điểm

GGSN và SGSN với nhau, và một cổng biên giới đểkết nối với các mạng PLMN khác.

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

Ngoài ra còn có server quản lý tên miền đểphục vụcho mục đích biên dịch địa chỉ.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

Hình 4.9 Cấu trúc mạng GSM-GPRS

Đểtăng tốc độtrên giao diện vô tuyến, EDGE thay thếphương thức điều chếGMK

của GSM (1bit/ symbol) bằng điều chế8-PSK, tương ứng với 3bit/symbol. Tốc

độsymbol củamột kênh vật lý trong EDGE là 271 kbit/s, tức là 69,2 kbp/khe thời gian,

gấp 3 lần so với tốc độ22,8 kbit/s /khe thời gian nếu dùng GSMK.

Bằng việc sửdụng lại cấu trúc của GPRS, EDGE có thểcung cấp dịch vụtruyền

dữliệu gói với tốc độtừ11,2 kbit/s đến 69,2 kbit/s cho một khe thời gian. Ngoài ra,

EDGE còn hỗtrợphương thức sửdụng nhiều khe thời gian đểtăng tốc độtruyền gói lên

554 kbit/s.

Việc triển khai EDGE trong các hệthống GSM đòi hỏi phải nâng cấp hạtầng vô

tuyến, còn phần core network sẽkhông có nhiều thay đổi vì các node của GPRS,

SGSN, GGSN đều ít nhiều độc lập với tốc độtruyền dữliệu. Đối với các giao thức

truyền trong suốt, EDGE sẽthực hịên cơchếtương tích kết nối (lin adaptation) đểthay

đổi các phương thức mã hoá và điều chếnhằm cung cấp các khe thời gian có chất

lượng đáp ứng các yêu cầu vềtốc độbit và BER.

4.3.2 Triển khai mạng UMTS

Trong giai đoạn này, bên cạnh việc sửdụng các BTS GSM sẵn có, các trạm mới

triển khai là các Node B (Node B Universal BTS), được kết nối với mạng di động qua

các RNC (Radio Network Controler). Các RNC có thểnối trực tiếp với SGSN hoặc nối

với MSC.

Lúc này MSC và SGSN được thay đổi cho mục đích thích ứng với mạng UMTS

nên gọi là MSCu và SGSNu. Những thay đổi này là cần thiết đểtừng bước xoá bỏmạng

GSM thếhệhai, phát triển lên mạng 3G. Các Node B là các trạm thu phát gốc chung

(Node B Universal BTS) tích hợp đầu tưvềtừcác site GSM đang tồn tại (tầng vĩmô, M-

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

Cell, InCell). Chúng rất linh hoạt đểsửdụng lại/ triển khai các site đang tồn tại.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

Trong giai đoạn này tiến hành triển khai thử nghiệm mạng 3G tại Tam Kỳ,Hội

An và Quế Sơn. Dự kiến thời gian tiến hành thử nghiệm là từ tháng 10/2013 đến

12/2013.

4.3.3 Mạng lõi cơ sở IP

Trong giai đoạn này, Viettel Mobile sẽtập trung cho việc phát triển mạng lõi

thông qua việc xây dựng một mạng lõi IP có tốc độcao, sửdụng những công nghệtiên

tiến. Song song với quá trình này, Viettel Mobile sẽnâng cấp MSC Server, MGW.

MGW sẽ được nâng cấp lên để đảm bảo có những tính năng:

 Giao diện Gigabit Ethernet cho kết nối với mạng lõi IP.

 Chức năng nén tín hiệu thoại GSM, có khảnăng chuyển đổi mã tín hiệu PCM

sang IP và ngược lại.

Để đáp ứng việc phát triển thoại và dữliệu, Viettel Mobile tiến hành đồng thời

việc nâng cấp MSC Server và MGW cùng với việc mởrộng dung lượng của chúng.

Giai đoạn này dựkiến được thực hiện từ tháng 9 năm 2013 với khảnăng đáp ứng

được 1 triệu thuê bao GSM và 20.000 thuê bao 3G.

Hình 4.10 Mạng lõi cơ sở IP

4.3.4 Mạng cơ sở IP và triển khai mạng 3,5G

Trên cơsởmạng lõi IP và mạng 3G đã được xây dựng, Viettel Mobile sẽtập trung

phát triển dịch vụ3G cung cấp cho khách hàng. Điều này được thực hiện thông qua

việc phát triển lên IMS và 3,5G cho toàn mạng. Cấu trúc mạng IMS trên nền tảng IP

core sẽđảm bảo được việc cung cấp các dịch vụ đa phương tiện trong tương lai cho

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

khách hàng.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

Đây là quá trình chuyển dịch mạng di động sang hướng IP trên cơsởmột nền tảng

dịch vụIP linh động của IMS.

Đồng thời với các công nghệtiên tiến trong 3,5G cũng giải quyết được các vấn đề

đối với mạng truy nhập vô tuyến. Với các công nghệHSDPA và HSUPA cho phép cải

thiện đáng kểtốc độdữliệu tới người sửdụng. Đây là nền tảng và là bước chuẩn bịcho

việc phát triển tiếp theo lên mạng 4G của Viettel Mobile. Mô hình cấu trúc mạng được

thểhiện trên hình 4.12

Hình 4.11 Mô hình 3,5G Viettel Mobile

Các khía cạnh kỹthuật thực hiện trong nội dung HSDPA bao gồm:

• Phát kênh chia sẻ

• Điều chếvà mã hóa thích ứng

• Kỹthuật phát đa mã

• Yêu cầu lặp lại tự động nhanh HARQ.

Đểnâng cấp từcông nghệWCDMA lên HSDPA, thì cần phải thay đổi phần cứng

và phần mềm của RNC, Node B (BS), và UE. Sựthay đổi chính đó là ởlớp điều khiển

truy nhập môi trường (MAC: Medium Access Control), Node B có thêm MAC-hs để

điều khiển tài nguyên của kênh HS-DSCH. Node B cũng được cải tiến đểcó thểliên tục

giám sát chất lượng tín hiệu nhờnhận được các bản tin vềchất lượng kênh hiện thời,

cho phép kích hoạt giao thức HARQ từlớp vật lý, giúp cho các quá trình phát lại nhanh

hơn. Lớp điều khiển truy nhập môi trường (MAC-Medium Access Control) được đặt

tại Node B, do đó cho phép truy nhập nhanh hơn tới các giá trị đo lường tuyến kết nối,

lập lịch gói hiệu quảhơn và nhanh hơn, cũng như điều khiển chất lượng chặt chẽhơn.

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

Bằng cách sửdụng kỹthuật mã hóa Turbo tốc độthay đổi, điều chế16QAM, cũng

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

nhưhoạt động đa mã mởrộng, kênh HSDSCH hỗtrợtốc độdữliệu đỉnh từ120Kbps tới

hơn 10 Mbps.

Hình 4.12 Thay đổi ở RNC và Node B

HSUPA sửdụng các kỹthuật, công nghệcủa HSDPA nhưng được áp dụng cho

kênh đường lên.

4.3.5 Triển khai mạng 4G

Hình 4.13 Mô hình cấu trúc mạng 4G Viettel Mobile

Sau giai đoạn 4, thì mạng đã có dựa trên nền IP, có tốc độkhá cao. Tronggiai

đoạn 5 này chúng ta cần nâng cấp giao diện vô tuyến, nâng cấp mạng thâm nhập vô

tuyến, thiết bị đầu cuối, đểnó có tính linh hoạt trong quá trình giao tiếp với nhau.

Ngoài ra, thay thếdần IPv4 thành IPv6. Đưa ra một sốgiao thức chuẩn cho các mạng

đểdễdàng trong việc tích hợp các mạng với nhau. Với cấu trúc này, thì Viettel Mobile

có thểcung cấp được nhiều loại hình dịch vụkhác nhau, có tốc độcao, chất lượng tốt.

Lúc này, mạng có thểtích hợp được với nhiều mạng khác nhau nhưWiMAX,

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

WLAN,…

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

KẾT LUẬN

Cùng với sự phát triển nhanh chóng về mọi mặt của đời sống xã hội, thì nhu cầu

của con người cũng ngày càng tăng trên tất cả các lĩnh vực. Đặc biệt trong lĩnh vực

thông tin, con người mong muốn thông tin được cập nhập nhanh nhất, dữ liệu được lấy

với tốc độ cao. Trong thông tin di động, công nghệ WCDMA ra đời là một bước phát

triển lớn, nó làm tăng tốc độ truy cập mạng lên đến 2Mbps, hỗ trợ nhiều loại hình dịch

vụ Internet di động đa phương tiện với chất lượng được cải thiện so với 2,5G. Trong

giai đoạn tiếp theo, người ta phát triển một công nghệ mới đó là công nghệ HSDPA.

Với nhiều kỹ thuật mới, công nghệ này có thể đạt tốc độ truyền dữ liệu lên đến

10Mbps. Tuy nhiên, công nghệ HSDPA cũng chưa đáp ứng được hết được nhu cầu

phát triển dịch vụ của con người. Người sử dụng mong muốn mạng có tốc độ truyền

dữ liệu cao hơn nữa, chất lượng dịch vụ tốt, đặc biệt là có khả năng tích hợp được với

các mạng không dây khác. Với yêu cầu đó, mạng thông tin di động thế hệ 4 ra đời.

Khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao lên đến 160Mbps, chất lượng các dịch vụ tốt, khả

năng tích hợp dễ dàng với các mạng khác, đã phần nào đáp ứng được nhu cầu của con

người.

Viettel hiện là một trong những nhà cung cấp dịch vụ viễn thông, di động hàng

đầu ở Việt Nam. Với mong muốn phục vụ người dùng trong nước nói chung và trên

địa bàn tỉnh Quảng Nam nói riêng các dịch vụ chất lượng cao, Viettel không ngừng

vận động, nâng cấp, phát triển mạng điện thoại di động của mình. Việc nghiên cứu các

xu hướng phát triển về công nghệ và dịch vụ mới cũng không nằm ngoài mục tiêu này.

Công nghệ 4G với những tính năng ưu việt của nó cũng như lợi ích trong việc cung

cấp và sử dụng dịch vụ là một xu hướng tất yếu cho các nhà cung cấp dịch vụ di động.

Chúng tôi mong muốn đề tài này sẽ là tài liệu có ích cho Viettel Mobile cũng như góp

phần nào trong việc định hướng về phát triển công nghệ cho mạng di động Viettel

Mobile trên địa bàn tỉnh Quảng Nam.

Với điều kiện của Quảng Nam và cơ sở hạ tầng viễn thông mà Viettel đang quản

lý, việc nâng cấp từng bước mạng lưới thông tin di động nhằm tiến tới 4G, và trước

mắt đáp ứng nhu cầu dịch vụ GPRS như đã đề cập ở trên là hợp lý và rất cần thiết. Qua

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

từng bước phát triển như trên, ta có thể tận dụng nguồn cơ sở vật chất sẵn có, đồng

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

thời tiếp cận được công nghệ hiện đại nhằm xây dựng một mạng lưới thông tin di động

hiện đại, đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng.

Việc phát triển các thông tin di động thế hệ thứ tư là một xu hướng tất yếu mà tất

cả các khu vực trên đất nước Việt Nam đều phải thực hiện, và nhất là trên địa bàn tỉnh

Quảng Nam. Tuy nhiên, phạm vi, mức độ và thời gian triển khai sẽ khác nhau đối với

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

điều kiện cụ thể của từng khu vực.

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Thông tin di động thế hệ 3. Tác giả: TS Nguyễn Phạm Anh Dũng – Nhà xuất

bản bưu điện – 2001.

[2] Hệ thống thông tin di động 3G và xu hướng phát triển Tác giả: TS. Đặng

Đình Lâm, TS. Chu Ngọc Anh, ThS. Nguyễn Phi Hùng, ThS. Hoàng Anh – Nhà xuất

bản khoa học kỹ thuật – 2004.

[3] “The IMSIP Multimedia Concepts and Services in the Mobile Domain” Các

tác giả: Miikka Poikselka, Georg Mayer, Hisham Khartabil, Aki Niemi.

[4] Tính toán mạng thông tin di động số cellular Tác giả: Vũ Đức Thọ - Nhà xuất

bản Giáo Dục – 2003.

[5] “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile”. Tác

giả: Nguyễn Đình Chiến, Nguyễn Quốc Hùng, Bùi Đức Thắng, Lê Giang Quân, Phan

Thanh Trung, Trần Thị Mai Hoa.

[6] “Nghiên cứu về hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 4”. Tác giả: Ths. Đỗ

Văn Hòa

[7] http://vi.scribd.com/doc/52926035/4g

[8] http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/luan-van-thac-sy-ap-dung-ly-thuyet-hang-doi-

de-tinh-hieu-nang-he-thongthong-tin-di-dong-3g.1353243.html

[9] http://vi.wikipedia.org/wiki/3G

[10] http://www.spkt2.net/showthread.php?15868-T%E1%BB%95ng-quan-

v%E1%BB%81-h%E1%BB%87-th%E1%BB%91ng-th%C3%B4ng-tin-di-

%C4%91%E1%BB%99ng-th%E1%BA%BF-h%E1%BB%87-3g

[11] http://www.ebook.edu.vn/?page=1.6&view=18914

[12] http://luanvan.net.vn/luan-van/do-an-nghien-cuu-he-thong-thong-tin-di-

dong-tien-4g-lte-long-term-evolution-21679/

[13] http://123doc.vn/document/86510-nghien-cuu-ve-he-thong-thong-tin-di-

dong-the-he-thu-4-4g-pdf.htm

[14]

http://vi.wikipedia.org/wiki/H%E1%BB%87_th%E1%BB%91ng_th%C3%B4ng_tin_

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

di_%C4%91%E1%BB%99ng_to%C3%A0n_c%E1%BA%A7u

Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

...........................................................................................................................................

SVTH: Nguyễn Mai Việt Ly _ Lớp: CCVT03C

...........................................................................................................................................

Đồ án Tốt nghiệp: Nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile tại tỉnh Quảng Nam

Chủ đề:

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

LỜI MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI

ĐỘNG 4G

Cung cấp cho người sử dụng những dịch vụ vàứng dụngở mức độ độc lập cao từ hệ

thống truy cập.

Thực thi kết nối và các dịch vụ liền mạch giữa các hệ thống thông qua mạng gói.

Ba khả năng vô tuyến của truy cập vô tuyên mới nhờ giao diện vô tuyếnđưa ra cấp độ

phổ biến cao.

CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH CẤU TRÚC MẠNG 4G

CHƯƠNG 3: DỊCH VỤ VÀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG

MẠNG 4G

CHƯƠNG 4: LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI HỆ THỐNG 4G CHO

MẠNG VIETTEL Ở TỈNH QUẢNG NAM

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Tài liệu liên quan

Tài liêu mới

Hỗ trợ

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi