Luận văn được hoàn thành tại:
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Người hướng dẫn khoa học: TS Phạm Thị Thúy Hiền
Phản biện 1: TS. Nguyễn Quốc Khương
Phản biện 2: PGS.TS. Nguyễn Thanh Hải
Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện
công nghệ Bưu chính Viễn thông
Vào lúc ......giờ....... ngày 15 tháng 01 năm 2022
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
1
LỜI MỞ ĐẦU
5G là công nghệ di động thế hệ thứ năm và là thế hệ mới nhất hiện nay đem
lại những đặc điểm chính như: tốc độ cực cao (được kỳ vọng lên tới 10 Gb/s), độ trễ
cực thấp (1ms) và dung lượng cực lớn (hỗ trợ số thiết bị đầu cuối trên một đơn vị
diện tích nhiều gấp 100 lần so với 4G LTE). Ngoài ra, công nghệ 5G bao gồm các
kỹ thuật mới gồm: Công nghệ vô tuyến New Radio (NR), công nghệ mạng định
nghĩa bằng phân mềm (SDN), công nghệ ảo hóa các chức năng mạng (NFV), công
nghệ đa anten MIMO hay công nghệ điều khiển búp sóng cải tiến cho anten
(beamforming) để đạt được tốc độ truyền dữ liệu cao.
Mạng 5G có khả năng kết nối cao, nên xử lý tốt với việc gia tăng số lượng
lớn các thiết bị với nhau. Internet vạn vật (IoT) sẽ mở ra một kỷ nguyên mới của
thiết bị kết nối, tất cả mọi thứ từ hệ thống an ninh, văn phòng cho đến thiết bị thu
phát sóng trên xe cũng sẽ được kết nối. Ngoài ra 5G còn có khả năng bổ sung thêm
kiến trúc mới cho mạng truy nhập vô tuyến đám mây. Với các trung tâm dữ liệu
nano hỗ trợ các chức năng mạng dựa trên máy chủ như cổng IoT công nghiệp như
bộ nhớ đệm video và chuyển mã cho định dạng UltraHD (độ nét siêu cao). 5G còn
hỗ trợ cấu trúc liên kết với các mạng không đồng nhất tạo thuận tiện hơn cho người
dùng. 5G còn mang đến sự gia tăng đáng kể trong các trạm gốc và các yêu cầu mới
cho đường truyền kết nối giữa nhà cung cấp dịch vụ với các trạm phân phối tới
người dùng đầu cuối.
Công nghệ 5G đang trên đà phát triển mạnh mẽ, hứa hẹn cho phép kết nối
hàng tỷ thiết bị khác nhau từ đó thay đổi cách người dùng sử dụng thiết bị di động
của mình. Hơn thế nữa, 5G còn thay đổi cách kết nối thiết bị với mạng Internet,
điều này được dự đoán sẽ làm thay đổi các quá trình tiêu dùng, kinh doanh và công
nghiệp hiện nay, làm tăng năng suất, thúc đẩy làn sóng tăng trưởng kinh tế toàn cầu.
Những ưu điểm của công nghệ mới như tốc độ và dung lượng mạng được cải thiện
sẽ mang đế hướng IoT mới như ô tô kết nối (Connected Car), thành phố thông minh
(Smart Cities). Việc triển khai 5G mới đang chỉ ở những giai đoạn đầu tiên nhưng
với việc các nhà khai thác luôn sẵn sàng đầu tư vào các cơ sở hạ tầng cần thiết để
2
khai thác toàn bộ sức mạnh của 5G, nền kinh tế đang đứng trước những cơ hội để
phát triển một các nhanh chóng.
Tại địa bàn Hải Dương, VNPT Hải Dương đang cung cấp các dịch vụ di
động 2G, 3G, 4G và đang xây dựng hạ tầng chuẩn bị cho lắp đặt hệ thống di động
5G. Khi đi vào hoạt động, hệ thống 5G phải đảm bảo các yếu tố theo đúng tiêu
chuẩn kỹ thuật đặt ra, khi đó việc xây dựng hệ thống truyền tải cho mạng truy nhập
5G là vô cùng quan trọng.
Xuất phát từ thực tế trên, em chọn đề tài “Nghiên cứu giải pháp truyền tải
cho mạng truy nhập 5G và ứng dụng tại VNPT Hải Dương.”.
Các nội dung của luận văn được tóm tắt như sau:
- Chương 1: Tổng quan về mạng 5G.
- Chương 2: Mạng truy nhập vô tuyến 5G (5G RAN).
- Chương 3: Giải pháp truyền tải cho mạng truy nhập vô tuyến 5G và ứng
dụng tai VNPT Hải Dương.
3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG 5G
1.1. Giới thiệu chung
Mạng 5G (5th Generation), là thế hệ thứ 5 của mạng di động tiếp theo sau
công nghệ di động 4G. 5G có tốc độ kết nối, truyền tải dữ liệu cao, độ trễ gói
tin nhỏ. Với tốc độ kết nối 4G hiện tại độ trễ có thể kéo dài khoảng 20ms, với mạng
5G độ trễ ước tính sẽ giảm xuống chỉ còn 1ms tương đương với thời gian nháy sáng
của đèn flash máy ảnh. Độ trễ nhỏ giúp tiết kiệm năng lượng, nâng cao chất lượng
dịch vụ.
Mạng 5G sử dụng sóng milimét (Millimetre wave) đại diện cho phổ tín hiệu
RF giữa các tần số từ 20GHz đến 300GHz với bước sóng từ 1~15mm. Hiện tại các
dải tần được sử dụng gồm 24GHz, 38GHz, 60GHz, 70GHz, 80 GHz. Tuy nhiên,
điểm yếu là khoảng cách truyền dữ liệu sẽ bị thu hẹp, đồng nghĩa với việc phải có
rất nhiều trạm phát sóng 5G được xây dựng.
Kiến trúc mạng 5G gồm các máy chủ trung tâm và các máy chủ phân tán
trên toàn hệ thống mạng, ứng dụng mô hình điện toán đám mây. Ở các máy chủ
chứa phần mềm dịch vụ quản lý các kết nối thoại, dữ liệu và internet di động.
1.1.1 Một số chuẩn công nghệ mới trong mạng 5G
- 5G NR hoạt động trên dải tần 50 GHz
- Phổ tần Sub-6GHz
- Gigabit LTE
- Tập hợp sóng mang (Carrier aggregation)
1.1.2 Các chỉ số hiệu năng chính của mạng 5G
Bảng 1.1 Các chỉ số hiệu năng chính của mạng 5G
Yêu cầu
Giá trị kỳ vọng
Tốc độ dữ liệu đỉnh
Đường lên: 20 Gb/s
Đường xuống: 10 Gb/s
Độ trễ
eMBB: 4ms
URLLC: 1ms
Thiết bị kết nối
3000000/ AP
Mật độ kết nối
1 Triệu thiết bị /km2
