Luận văn thạc sĩ nghiên cứu triển khai cấu trúc mạng lõi mạng truy nhập mạng thông tin di Động 3g dựa trên cấu trúc mạng lõi 2g 2 5g

Hệ thắng thông tỉn đi động 3G đã được các nước trên thế giới triển khai rộng rãi, cung cáp đã dang cáo loại địch vụ bảng rông đáp ứng nhu cầu người dùng và xu hướng pháp triển của nghàn

_ BO GIAO DUC VA DAO TAO |

TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI

LUAN VAN THAC SI KHOA HOC

NGÀNH: KỸ THUAT BIEN TU

NGHIEN CUU TRIEN KHAI CAU TRUC MANG LOI, MANG 'TRUY NHẬP MẠNG THONG TIN DI DONG 3G DUA TREN

CAU TRUC MANG LOI 2G/2,5G

TRAN TUAN ANH

Tả Nội 2009

BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI

LUAN VAN TIIAC Si KITOA I1I0C

NGIIIÊN CỨU TRIÊN KIIAI CÂU TRÚC MẠNG LOI, MẠNG

TRUY NHAP MANG THONG TIN DI DONG 3G DUA TREN CAU

Tời cam đoan

Tôi xin cam đoan hận van “Aghién cứu triển

khi cẩu trúc mạng lõi, mạng uy nhập mạng thông

tin di d6ng 3G dựa trên mạng lối 2G/2,5G” là công trình nghiên cửu cửa riêng tôi, không sao chép từ bất cứ

tài liệu nào

TS xin chân thánh cảm ơn TS Vũ Văn Yêm đã lần linh: tướng dẫn tôi hoàn thành tốt luận vẫn này.

LOINOI DAU

1iiện nay, thú trường viễn thông Việt Nam đang phát triển mạnh mế với 7 đoanh nghiệp

đã được Bộ thông tin và Truyễn [hông câp Ciấy phép thiết lập rưạng và cùng cấp địch vụ viễn thông di dệng mặt đất thể hệ thử hai (2G) bao gồnt Tập đoán Bưu chỉnh Viễn thông

Việt Nam (VNPI); Tổng Cfy Viễn thông Quân đôi (Viettel), Cty Thông tin đi động

(WMS), Cty cô phần địch vụ Bưn chính Viễn thống Sài gờn (SPT), Củy Cổ phản Viễn

thông Hà Nội (HaNoi Teleeom), Cty Thông tin Viễn thông Diện lực (EVN Telecom);

Cty Cổ phan Viễn thông đi động Toàn Cầu (Gtal Mobile) Áp lực cạnh tranh siifa các nhà

khai thác địch vụ viễn thông đặc biệt là dich vụ thông tin di động ngày cảng tầng Hạ tằng

mạng thông tin di động 2G, 2,5G đã được khai thác tối đa cho các dịch vụ truyền thông

Tuy nhiên, để có hạ lằng rnạng thích hợp căng cấp các địch vụ trên nên IPZIntzrnel, các

địch vụ tuyển thông đa phương tin multimedia, cae dich vy gia ting m dịch vụ

hội tụ Di động-Cô định , nhất la địch vụ truyền tiếng nói dudi dang gởi Vo[P đồng thời

cho phép hạ giả thành cung cấp các địch vụ này thì nhà khai thác cần phải có những bước

chuyển đối, nâng cấp hạ tằng mạng

Trên thể giới có một sô lỗ chúc lớn ntur 3GPP, ETSI, ITU, TISPAN, , di nghiên cứu

nâng cấp, phát triển cầu trúc rạng đi đông tho hưởng NGN (gợi tt là NGN mobile)

và đưa ra các tiêu chuẩn đối với hệ thông thông tin đi đông thế hệ thứ 3 (3G) Hệ thắng

thông tỉn đi động 3G đã được các nước trên thế giới triển khai rộng rãi, cung cáp đã dang cáo loại địch vụ bảng rông đáp ứng nhu cầu người dùng và xu hướng pháp triển của nghành viễn thông

Để thí trường viễn thông Việt Nam phát triển đáp ứng nhu câu của thời đại, Bộ Thông tỉ

và Truyền thông đã phát động cuộc thi tuyến lấy giấy phép 3G và ngày 18/2/2009 nhận

được 6 bộ hồ sơ thí tuyển của các đoanh nghiệp viễn thêng hàng đầu Việt Nam như VNPT, VMS, Viettel, Giz1 Mobils, SPT và một hộ hỗ sơ liên danh thí tuyển 3G giữa HaNoi Telecom va EVN Telecom Ngày 2/4/2009, Bộ Thông tin và Truyền thông

{T'T&L1) đã chỉnh thức công bé tên của 4 nhà cmg cấp dịch vụ viễn thông trùng tuyển 3G gồm: Viettel, VinaPhone, Mobil'one và cuối cũng là lién danh gitta EVN ‘'elecom va

Hanoi Telecom.

Để nó hướng chuyển đổi, nâng cấp hạ tổng mạng phù hợp, các nhà khai thác cần lim hiểu kinh nghiệm triển khai cúa các nước trên thể giới, quả trình chuẩn hóa các tiêu chuẩn phát triển 3G, nghiên cứu lựa chọn công nghệ thích hợp Do đó, Tôi đã chọn để tài

“Nghiên cứu triển khai cầu trúc mạng lõi, mạng truy nhập mạng thong thin di ding

3G dựa trên mạng lõi 2G/2,5SŒ” để nghiên cửu vá làm luận văn tốt nghiệp Luận văn được chia thành 5 chương:

«_ Chương 1: Giới thiệu chung vẻ các tổ chức viễn thông lớn trên thế giới, quá trình

phát triển mạng thông tin di động

© Chương ?: Nghiên cửu lý thuyết quy hoạch và tối ưu mạng lõi chuyển mạc

kênh

œ _ Chương 3: Nghiên cứu lý thuyết quy hoạch và tôi tì mạng lối chuyễn mạch gồi

» _ Chương 4: Triển khai mạng thông tin di động 3G đối với mạng Vinaphone

œ_ Chương 5: Các chỉ tiên đánh gia chất hượng rnạng truy nhập vô tuyển 3G

Mặc dù đã cỗ gắng trong quá trình nghiên cửu hoàn thiện luận văn, xong vẫn còn nhiều sai sói Kính mơng nhận được sự thông cổm và ý kiến đóng góp của quý Thây cô và bạn

đọc

‘Ti xin chân thành cám ơn quý Thầy cô Irường Dại hợc Bách khoa Hà Nội và đặc biệt la T8 Vũ Văn Yêm đã tận lình giúp đỡ Tôi hoàn thành lỏi chương trình học lập và luận văn lỗi nghiệp

Người Viết

TRẤN TUẦN ANH

Quá trình chuẩn hóa tiêu chuẩn 3G

Tình hình triển khai 3G cũa các nước rên hỗ giới TH HH HH re,

5d lược cầu trúc hệ thông GSM/GPRS hiện tại à coi mới

Quy hoạch mạng chỉ tiét

Mạng lõi chuyển mạch kênh theo 3GPP R4 se eeenoeeirrrre

2.3.1 Câu trúc mạng lối

2.3.2 Định cỡ mạng lỗi dhyên mạchk kênh

2.3.3 Quy hoạch mãi phẳng người dùng,

2.3.4 Quy hoạch ruặi phẳng điều khiển

Quy hoạch chủ tiết mạng lõi chuyển mạch kênh

2.4.1 Quy hoạch chỉ tiết Control Plane

2.47 Định tuyển mặt phẳng điển khiển

2.4.3 Quy hoạch chỉ tiết mặt phẳng người đùng set

Xiểm kê mạng lồi chuyén mach kénh

4 Phin tích kết quả kiểm kê c aocee

3.1.3 Giao điện kết nỗi giữa GPRS với mang GSM

Dinh dia chi IP 3.2.1 Các kiên mang

3.2.2 Ky hiệu các dâu chấm thập phân (DDX)

3.2.3 Phân chia địa chỉ mang (Sưbnetfing) «ca onoienorriec

Các giao thức dinh tuyén IP (IP Routing Protocols)

3.6.2 Giao diện Iu-P§

3.6.3 Quy hoạch giao đến Gn

3.6.5 Quy hogch giao dién Gp

"réi wu mang Lai chuyển mạch gói

Quy hoạch và tôi ưu mạng lõi chuyền mạch gỏi se

§I

84

„Ö 86

91 Ö° 92

93

93

94

96 -.09

38

2.1 Phương pháp toi uu mang lối gỏi - - 123

3.7.2 Các khía cạnh chỉnh của việc tối ưu mang li gồi 124

3.7.3 Cac chi sd KPI - - - 12?

Các dịch vụ dự kiến triển khai ceeeeeeeeierrrereeoeoee 139

"Phục tế triên khai mạng 3G Vinaphone - 140

Các tham số vùng phủ sóng - 142 Các tham số miền chuyển mạch kênh (C§)

3.2.1 Tỷ lệ lỗi thiết lập cuộc gọi thoại Ớ§ eeeeceee 14Ố 3.2.2 Tỷ lệ rơi cuộc gọi thoại miễn chuyễn mạch kênh C§ se, 147 3.2.3 Tỷ lệ lỗi khổi đường lần (UL BLER) chọ cuộc gọi thoại miễn CS 148 3.2.4 Tỷ lệ lỗi khỏi đường xuống (ĐI BI,ER) cho cuộc gọi (hoại miễn C8 149

5.2.5 'Tÿ lệ lỗi chuyển giao 3G-2G cuộc gọi thoại trong miễn C% 150

5.2.6 'Tỷ lệ lỗi thiết lập cuộe gọi dữ liện miễn Œ% - 151 5.2.7 Tỷ lệ rơi cuộc goi dit ligu mién CS - - 152

u miền C8 153

3.28 ai đường lên (UL BLER) cho cuộc gọi dit

5.2.9 Tỷ lệ lỗi khôi dường xuống (DL BLER) cho cuộc sọi đữ liệu miễn CS

154

Các tham số miẫn PS (chuyén mạch gój) -225 sec 184

3.3.1 Lỗi thiết lập cuộc gọi đữ liệu miễn PB 155 3.3.2 Tỷ lệ rơi cuộc gọi dữ liệu niễn P§ «eo T5Ổ

5.3.3 Tỷ lệ lỗi chuyên giao 3G/2G mniên P§ 157

5.3.4 Thời gian giản đoạn đo chuyển giao 3G/2G miễn PS 158

5.3.5 TY 1616 thiét lip HSDPA

3.3.6 Tỷ lê cuộc gợi rơi HSDPA

5.3.7 Thông lượng PSD

5.3.8 Thông lượng HSDPA cuc soi

3.3.9 Thông lượng H8UPA noeneteointrirerrirrrrrre

1 163

3.4 KêtTuận c

Tổ chức nghiên cứu rang thể hệ thứ 3 (theo tiêu chuẩn WCDM.A)

Tổ chức thứ 2 nghiên cứu rạng thế hệ thứ 3 (theo tiêu chuẩn cdrna2000) Lớp thích nghỉ ATM loại 2

Lớp thích nghỉ ATM loại 5

Mã thoại đa tốc độ thích nghỉ

Hộ mã hóa/piãi mã thoại đa tốc đô thích nghĩ

Kỹ thuật truyền tải ứng dụng

Chả độ truyền tải bất đồng bộ

Trung tầm nhận Thực thuê bao

Tỷ lê lỗi bít Điều khiển cuộc gợi độc lập với Bearcr Chủ

Nhém mach

tiến đổi với mạng đi đông

Nut dan xếp cuộc gọi

Mạng lối

Phân lớp phản chung Miễn chuyển mạch kênh Máy chủ tên miễn

'Truyền cuộc gọi không liền tục

Cải tiễn tốc độ đ liệu đổi với mạng GSM Giao thức công mở rộng.

May cha điều khiến cổng

Mạng truy nhập vỏ tuyển GSM/EDGE Nút hỗ trợ công kết nổi GPRS

Trung tâm chuyển mạch đi động cổng

1Iệ thông vô tuyển gói thông thông tin đi động toàn cần (tiên chuẩn Châu Ấn) dựa trên TDMA,

sử dung thẻ SIM để nhận dạng thê bao

Cổng kết nổi

Hộ ghi vị trí thưởng trú

Truy nhập võ tuyên đường xuống tốc độ cao

Kênh điều khiên vật lý chỉ định tốc độ cao

Truy nhập gói tốc độ cao Kênh điều khiên chia số tốc độ cao Truy thập võ tuyễn đường lên lộc độ cao

Giao thức bản tin điều khiển Internet

Giao thức cổng nội bộ

Phan hệ đa phương tiên trên nên IP

Mang théng minh Giao thức Internet

Mang sé tich hop dich vụ

Tổ chức viễn thông quốe lễ

Pap ing thơại lương ing

Đơn vị tín hiệu ban tin

Phần truyền tải bản tin (băng rộng) Tầng khỏng truy nhập (Non Access)

Phân hệ quân lý mạng Trạm gỗc 3G

Phân thệ mạng

Mạng đi đồng mặt đất công công

Diễm đa kết nổi Miền chuyển mạch gối

Mạng diện thoại chuyến mạch công công Chất lượng địch vụ

Bosrer truy nhập vô tuyển

Bộ niận dạng vùng định tuyển

Mạng truy nhập vô tuyến Phần ứng dung RAN

Diễu khiển kết nỗi vô tưyễn

Phần điều khiển mạng vỏ tuyẫn

Phân hệ rạng vô tuyến

Điều khiến tài nguyên vô tuyển

Quản lý tài nguyên vô tryển

Giao thức điền khiển truyền tái thời gian thựe

Giao thức thời gian thực

Giao thức luéng thời gian thực

Lớp thích ứng chế độ không đồng bộ báo hiệu Phần điều khiển kết nôi thời gian thức

Điểm điều khiên địch vụ

'Tốc độ điền khiển tài nguyên

Phân hề tài nguyên của bộ chúa giao thúc truyền tài thời gian thực Phần truyền tải điều khiển đơn

Giao thúc mô tã phiên Khỏi đữ liệu địch vụ Núi hỗ trợ dich vu GPRS

Giao thúc dịnh hướng kết nói chủ tiết địch vụ

Phân lớp hội tụ chỉ tiết địch vụ

Luỗng tài nguyên của bộ chứa giao thức truyền tải thời gian thực

Hộ chuyển đổi mã

Giao thức điều khiển truyền tái

Khối mã hóa và đồng bộ tóc độ

Nat chuyển mạch chuyên liễp

Giao thức gói đữ liệu người dùng, Thiết bị người dùng

Phát hiện lỗi không đồng đâu Báo vệ lỗi không đồng đầu

Dịch vụ viễn thông đi động toàn câu

Bộ định vị tải nguyên toàn cầu

Phan nhận dang thug bao UMTS

Ba phat hiện thoái tích cực

My chủ hộp thư thoại 'Thoại qua giao thức IP Mạng riêng áo

Giao thức dự phòng định tuyên ảo

Giao thúc ứng dụng không dây

Ma trận lưu lượng toàn trình

vi dụ Bảng quy hoạch định tuyến

Ví dụ về định nghĩa báo hiệu đổi với MSC (NA, Quốc gia)

Ví dụ băng định nghĩa bộ kết nỗi bảo hiệu eo

Quy hoạch đánh số đối với mạng se reerrre

Các loại bộ mã hóa/giải mã AMR, ccsnnueheieereeree

'Tôc độ bít đã liêu trong IP HacEbone cccSnieriree

Giao điện kết nói giữa các phẩn tử 2 tt 121211c1 e xe

Các nguyên nhân thiết lập RRC nen

Tlinh 1-1, Quan hé giita cdc co quan tiêu chuẩn hóa theo 3GPP 3

Hình 1-2 Câu trúc chức năng của PCG và TSG trong 3GPP 4 Hình 1-3 Hiện trạng triển khai 3G WCDMA csieiiinoecee Ổ Hình 1-4 Hiện trạng triển khai 3G HSDPA trận thể giỏi oeieeieo.7

Minh 1-7 Cac khia canh phái triển - - - 11

11ỉnh L-8: Cau thie mang 3G theo 3GPP Release 99 - - -12 Hình 1-9 Cấu trúc mang 3G trong 3GPP Release 4 - 15

Hình 1-10 Câu trúc mang 3G theo 3GPP Release 5

Hình 2-1 Quá trình thiết kế mạng,

Hình 2-2 Định ngiữa lưu lượng liền chuyển mạch - 25

Hình 2-4 Ví dụ mạng đối với định tuyển - - 33 Hình 2-5 Quy hoạch báo hiệu chỉ tiết - - 34 Hinh 2-6, Cau trite mang MSC server .esessesseccesssseesstecseteneersesieenseetamsssetnnesnee SP

Hình 2-8 Cầu Irúe phân tan ola MGW - Al Hinh 2-9 Clu trae Lap bung cia MGW 42 Tình 2-10 Khái mệm lớp chuyển liễp MGW - AA

11ỉnh 2-11 Các lớp giao thức mặt phẳng người đừng, - -Ö-46 Hinh 2-12 Thục hiện SIGTRAN theo Release 4 (TCAP, phiin img dựng khá năng giao

Tình 2-19 Các giao thức và giao điện báo hiệu - - 64

Hình 2-20 Sirkét hop SCTP/ap két hgp (CCSU) - - 62

Tĩïnh 2-22 Tập kết nổi bảo hiện - - - 64

Tinh 2-29 Cau tric phân tích mặt phẳng người đùng - ~74

Hfinh 2-30 Théng tin cau trac Hén két mat phẳng người đủng - 76

Linh 2-31 Phan tích số và định tuyến trong MSS

Hinh 2-32 Phản tích số và các thành phần định tuyén trong MGW (AAL2)

Hinh 2-33 Chức năng quán ly lưu lượng của các thành phẫn mạng

Hinh 3-5 Cac giao thite LGP va EGP - - 104

Hình 3-6 Ngăn xếp giao thức mạng lõi gói GPRS, - - 107

Hình 3-7 Ngăn xếp giao thức giữa 2 G8N co eiseoeoo TÚ

Hình 4-1 Câu trúc mạng UMTS/GSM _ - 134

Hình 4-2 cầu Irủc mạng 3G Vinaphone tại Hà Nội tính dễn ngày 12/10, 14]

Tỉnh 5-2 1azn đồ thiết lập cuộc gọi miền chuyên mạch kênh 146

1iỉnh 5-3 Lưu đồ cuộc gọi chuyển giao interRAT - - 151

Hình 5-4 Lưu đồ thiết lập cuộc gợi miễn chuyễn mạch gói (P8) 158

Chương 1 Giới thiệu chung

1.1 Quá trình chuẩn hóa tiêu chuẩn 3G

Hệ thông thông di động thể hệ thứ 3 (3G) ra đời với mục tiêu là thực hiện một hệ thống thông tìn di

động đuy nhất trên toàn thế giới Khác với các dịch vụ được cưng cấp bởi những hệ thông thông tin

đi động hiện nay chủ yếu là thoại, hệ thing 3G nhằm vào các dịch vụ bang rông như truy nhập

Internat tée độ cao, truyền hình và ảnh chải lượng cao tương đương xuạng hiểu tuyển

Đôi với bất kỳ công nghệ nào, điểu kiện tiền quyết cho việc phát triển trên phạm vỉ toàn thế giới

phải là xây đựng được bộ tiêu chuẩn cho công nghệ này và thân thủ tiền chuẩn phải là yêu cầu bắt

Tiên các quy tác riêng Trơng Tĩnh vực thông ứn đã động, một yêu lỗ quan Họng cần được xem xói tới 1ä hiện nay trên thể giới tốn tại đồng Thời nhiều công nghệ thông tin đi động khác nhau, cảc công

nghệ này đang cạnh tranh với nhan đã chiếm thị phần Nhn cầu thông nhất các công nghệ

một hệ thông duy nhật đã xuật hiến từ lâu nhưng quả trình thông nhất nảy gặp nhiễu trở ngại Trước

y về

tiết, mỗi công nghệ đều có các cơ quan hoặc tố chức tiêu chuẩn hóa liên quan, diễu này cũng dồng

nghĩa với viêo trên thế giái có nhiều cơ quan, tổ chức tiên chuẩn hóa khác nhau Cho đến nay, tham

gia trực liếp vào quá trình tiêu chuẩn hóa các công nghệ 2,5G và 3G gồm cỏ các lỗ chức sau:

= ITU-T: Cu thế là nhóm SSG (Special Study Group}

= ITU-R: Ch thé la Working Group SF-WGSF

= 3GPP: 3“ Global Parmership Project

= 3GPP2: 3” Global Partnership Project 2

«LETT: Internet Engineering Task Foran

= Cac té chite phat triển tiên chuẩn khu vực (SDO — Standard Development Organization)

Ngoài ra, còn có các tổ chức khác trong đó có sự tham gia của nhả khai thác để thích tng và hài hòa

1

sản phẩm trên cơ sở các tiêu chuẩn chung,

= OHG: Operator's Harmonisation Group

= 3GAP: cu thé la Working Group 8F-WGSF

= MWIF Mobile Wireless Internet Foran

'Tuy hoại động theo các hướng khác nhau, dựa trên nên tàng công nghệ khác nhau nhưng các tổ chức

trên về co bản có câu trúc và nguyên tắc hoạt động tương tự nhau Mục tiêu hoạt đồng của các tổ chức này đến nhằm xây địmg và để xuất hộ tiên chuẩn cho 3G Đông thời các tổ chức này có mỗi

quan hệ hợp tác dễ giải quyết vẫn đề kết nổi liên mạng chuyễn vùng toàn cầu Bên cạnh đỏ, sự xuất hiện của OHG và MWIF phân ảnh nỗ lực cho khả năng Roaming vả nối ghép giữa các mạng lôi 2G

Sự xmật hiện của [EII:, 3G 1P và MWH: phản ánh nỗ lực để có được một mạng lõi chung toàn IP, tuy

ring điều này có thê phải đến 3,5G và 4G ruới thành hiện thục

Phin tiếp là tổng quan về quả trình hình thành, phát triển và mỗi quan hệ giữa các tỗ chức xây dựng

tiêu chuẩn cho hệ thông thông tin đi động

11.1 Tổ chức3GPP

3GPP được thành lập năm 1998, với 6 thành viên chỉnh là

cơ quan phải triển tiêu chuẩn SDO

gdm ETSI (Chiu Au), ARIB (Nhat Ban), TTA (Han Quốc), TI (Bắc Mỹ), TTC (Nhật Bản) và

CWTS (Tring Quéc) Ngoài ra, có các đổi tác tư vẫn về thị trường là 3GIP (Mỹ),

GSM Association (Ireland), Ipvé forum (Anh), UMTS Forum (M5) va 3G Americas (Mj)

3GPP có một số quan sát viên là các tổ chức phát trign tigu chun khu vue c6 dé tiém ning &f be

thanh thành viên chính thức trong tương lai Các quan sắt viên hiện tại là:

= TIA Teleconumumications Endustries.Association - của Mỹ

= TSACC Telecommunications Standards Advisory Council of Canada - của Canada

= ACIF Australian Communications Industry Forum cia Ue

Cơ chế hoạt động của 3GPP như sau:

= _ Các thành viên chính thức sẽ thực hiện các nhiệm vụ như:

+ Phê chuẩn và đuy trì phạm vi cia 3GPP

+ _ Đưa ra các quyết định đưa vào sử dụng hay châm đứt sự hoạt động của các nhóm tiêu,

chuẩn kỹ thuật và phên chuẩn phạm vi và trách nhiệm của từng nhóm + _ Phân phối nhân lực vả vật lực cho các nhóm

" _ Các thành viên chính thức và các đối tác tư vẫn thị trường phôi hợp với nhau để

Mỗi quan hệ giữa các thành viên, đôi tác thi trường trong 3GPP va ITU được thẻ hiên như trong

+ Duy tr sự thỏa thuận của dự ản hợp danh

+ Phê chuẩn các ứng dụng của các đổi tác 3GPP

+ Đưa ra các quyết định liên quan đến việc giải tán 3GPP

Hình 1-1

3GPP được chia thành các nhóm tiéu chuan ky thuat (TSG — Technical Specification Group) chịu

rad

— | E000 des | Tn

Hình 1-1 Quan hệ giữa các cơ quan tiêu chuân hóa theo 3GPP

trách nhiệm vẻ từng lĩnh vực nhất định như:

Các nhóm kỹ thuật trên được quản lý bởi một nhóm phôi hợp hoạt đông dự ản PCG (Project Co-

TSG-SA: Về địch vụ và câu trúc

TSG-CN: vẻ tiêu chuẩn hỏa mang lõi

TSG-T: vé thiết bị đầu cuỗi

TSG-GERAN: về mạng truy nhập cho GSM va 2,5G

TSG-RAN: vé mang truy nhập cho 3G

ordination Group) Cầu trúc chức năng của PCG và các T§G trong 3GPP được thể hiện như trong

Hình 1-2

Giấu truc hiến rang GRP

Cắt liểu chuẩn kỹ HHuật

Hình 1-2 Cấu trúc chức năng cửa PCG và TSG trong 3GPP

112 Tổ chức 3GPP2

3GPP2 được thành lập vào cuỗi nâm 1998 với 5 thành viên chỉnh thức là các tổ chức phát triển tiêu

chuẩn như: ARIB (Nhật Bản), CWTS (Trung Quốc), TIA (Bắc Mỹ), TTA (Hàn Quốc) va TTC

(Nhật Bản) Ngoài ra tổ chức này còn có một số đối tác tư vẫn thị trưởng như CŒUX3, MWIE và løv6

Forum

VỀ câu trúc chức năng trước hết 3GPP có một ban chi dao du dn — PCS (Project Steering

Committee) PSC si quan ly toin bé edng tac tiều chuẩn hóa theo các nhóm tiên chuẩn kỹ thuật —

‘PSG 3GPP2 hiện nay cd 4 nhém TSG, bao gồm:

= TSG-A: Nghién cửu về các giao điện mạng truy nhập

= TSG-C: vé CDMa2000

=_T§G-S: về các khía cạnh dịch vụ và hệ thông

= _ TSG-X: về hoạt động liên kết các hệ thông

Các tiên chuẩn của 3GPP2 được phát triển theo các pha sau

= Pha 0: Bao trùm toàn bộ các tiêu chuẩn đã được các SDO hoàn thiện

= Pha 1: Chủ yêu lả các chỉ tiệu kỹ thuật cho phiên bản 1 để thừa kế toàn bộ phần 2G IS-95A,

và IS-9SB Hoan thiện vào năm 2000

=_ Pha 2: Bắt đầu từ giữa năm 2001 nhằm hé tro kha nang [P Multimedia Phién ban dau tién

hodn thiện năm 2002, các phiền ban sau trong năm 2003

4

= _ Pha 3: Thêm các chức năng theo hưởng 1uạng lối IP

Ngoài ra, hiện nay CDMA200 IxEV của 3GPP2 đã được ITU chỉnh thức chấp Thuận lá 3G

1.13 Mỗi quan hệ giữa 3GPP, 3GPE2 và 1TU

‘trong dé ITU-T SSG ¢6 3 nhém lam việc với 7 vấn để, giải quyết 9% công tác chuẩn hóa và

mạng, tập trung vào các mảng: giao điện NNI, quản lý di động, yêu cầu giao thức và phát triển giao

thức Ngược lại, U-R WPEF có trách nhiệm giải quyết 90% công tác chuẩn hỏa về giao điện vô

âp trung vào các nhiệm vụ

= Cac chỉ tiêu toàn diện của một hệ thẳng 1M1-2000

= Tiếp tục chuấn hóa toàn cầu bằng cách kết hợp với các cơ quan liêu chuẩn SDO và các Project (3GPP, 3GPP2)

= Xac định mục tigu sau IMT-2000: 3,5G vẻ 4G

= Tap trưng vào phần mạng mặt đất (tăng tộc độ đữ liệu, nung theo hướng TP, .)

= _ Phối hợp véi ITU-R WPSD vé vé tinh, véi ITU-T va ITU-D về các vẫn để liên quan

'Vai trò cũ lừng thành phân trơng mỗi quan hệ giữa các tổ chúc này 06 thể được rút gợn rửnt sau:

= _3GPP và 3GPP2 đâm bão phải triển công nghệ và êu giao điện vô cho toàn cần

=_ Co tô chức tiêu chuẩn Khu vực — SDO: thích ứng các tiêu chuẩn chưng cho từng khu vực

= ITU-T va ITU-R: dim bao kha ning trong thich và roaming toàn cần với các chỉ tiêu chỉnh yêu Cụ thể rõ việc phân công và trách nhiệm qua ITU-R.M 1457 và ITU-T Q.REE

= Hiện nay, cả 3GPP, 3GPP2, TTU và TETF tiếp tục phối hợp chặt để giải quyết mạng lõi

chung toàn IP theo các công nghệ 3,5G và 4G.

1.2 Tinh hinh trién khai 3G của các nước trên thé giới

Tính đến 19/1/2009 theo sô liệu của Hiệp hội GSM - GSMA (GSM Association), các công nghệ

thông tin di động dựa trên nền GSM đã có những phát triển mạnh mẽ với 3.54 tỉ thuê bao chiếm 89,5% thị trường di động toàn cầu Sự phát triển của các công nghệ truy nhập vô tuyển theo nhánh GSM (bao gồm GSM, GPRS, EGDE, WCDMA, HSPA và LTE) đảm bảo khả năng tương thích

ngược, đảm bảo sự phát triển bên vững đổi với các nhả cung cáp địch vụ di đông Tiếp nỗi sự phát

triển của GSM, GPRS hiện nay đã được sử dụng phỏ biển ở hầu hết các mạng GSM trên thề giới

GPRS là bước cải tiên đầu tiên nhằm cung cấp các dịch vụ số liệu cho các mạng di động dựa trên nên công nghệ GSM Với đặc tỉnh *luôn luôn kết nỗi” GPRS đem lại sự tiện dụng cho người sử

dụng với tốc đô số liệu trung bình khoảng 40 Kb/s tương đương với tốc độ đial-up Tiếp theo đó, với

những nảng cấp trong phân vô tuyến EGDE cỏ khả năng hỗ trợ tốc đỏ số liệu gấp 3 lần so với GPRS đảm bảo hỗ trợ tốt hơn cho thuê bao với các dịch vụ số liêu đòi hỏi băng thông cao Tỉnh đến

19/1/2009, trên toàn thể giới đã cỏ 413 mạng EDGE đã được thương mại hỏa ở 184 quốc gia Tiếp

nổi xu hưởng cải thiện tốc độ truyền sỏ liệu trong mạng di đông, hệ thông thông tin di đông 3G theo

nhánh GSM (còn gọi là 3GSM) sử dụng công nghệ truy nhập vô tuyển WCDMA đem lại những cải

thiện đáng kẻ vẻ tốc độ truyền số liệu cho phép cung cấp nhiều dịch vụ đa phương tiên thời gian

thực với nội dung phong phú Tính đắn 19/1/2009 đã có 264 mạng WCDMA được thương mại hóa

Số lương thuê bao 3G WCDMA tại thời điểm này đã đạt 286,9 triệu

đẫn đầu so với các tiêu chuẩn 3G khác

264 nhà khai thắc trên 115 Quốc gia đã triển khai 3GAVCDMA:

Trên 93,5 % nhà khai thác mạng WCDMA đã triển khai HSPA

|Nguôn- GSA (Global

Imobile suppliers association) Cac Quéc gia đã trin khai 3G'WCDMA

Trong các công nghệ truy nhập vô tuyển 3G theo nhánh công nghệ GSM, HSPA 1a céng nghé voi những cải tiễn trong phân truy nhập vô tuyên của WCDMA nhằm cải thiện tốc đô truyền dẫn HSPA

là thuật ngữ dùng chung cho 2 công nghệ: HSDPA và HSUPA HSDPA đem lại những cải thiện

đáng kể đổi với tốc độ số liệu đường xuống (tăng từ 5-10 lần so với công nghệ truy nhập vô tuyên

'WCDMA) Với những cải tiễn này, cho phép mạng 3G cung cấp các địch vụ Internet tốc độ cao, cải

thiện tốc độ tải ñle, hỗ trợ cung cấp các địch vụ video thời gian thực, chất lượng cao Tính đến

31/12/2008, trên thế giới có 93,5% nhà khai thảc mạng WCDMA đã thương mại HSPA Trong đỏ,

có khoảng 278 nhà khai thác ở 118 quốc gia trên thể giới có những hợp đồng liên quan đến HSDPA Tại thời điểm này đã có 247 mạng HSPDA được triển khai ở 110 quốc gia trên thẻ giới Trong số

các nhà khai thác đã trién khai HSDPA, 69 % nhà khai thác hỗ trợ tốc độ tải số liệu đường xuông

3,6 Mb/s và 34% nhà khai thắc triển khai mạng với tốc đô đường xuông 7.2 Mb/s

278 mạng cam kết sử đụng HSPA trên 118 Quoc gia

247 nhà khai thác đã triển khai HSPA trên 110 Quốc gia Lãnh tha

66 mạng HSUPA đã được triển khai trên 47 Quốc gia/ Lãnh thổ

Các Quốc gia đã triển khai 3G/HSPA

Các Quốc gia đã cam kết triển khai 3G/HISP.A

Hình 1-4 Hiện trạng triển khai 3G HSDPA trên thế giới Đầu năm 2007, trên thi trưởng đã xuất hiện các sản phẩm thiết bị mạng HSUPA với khả năng nâng

c đô truy nhập đường lên của WCDMA Tính đến cuỗi 31/12/2008 cỏ 79 nhà khai thác đã cỏ

những hợp đồng liên quan đền công nghệ HSUPA vả 66 hệ thông HSUPA đã được triển khai ở 47 quốc gia trên thể giới Bước phát triển tiếp theo của HSPA, HSPA Evolved (còn được gọi là

cap

HSPA+) với yêu cầu đảm bảo tốc đô truy nhập đường xuống lên tới 42 Mb/s với tốc độ truy nhập

7

đường lên 11 Mb/s và đã có ít nhất 13 nhả khai thác có những hợp đồng liên quan đến công nghệ HSPA+

Hiện nay, công nghệ LTE được coi là một phần quan trong của mạng dì động toàn IP thê hệ mới, là

bước phát triển tiếp theo của HSPA LTE hiện đang trong quả trình chuẩn hóa bởi tổ chức tiêu

chuẩn 3GPP Những vẫn đề liên quan đến mặt yêu cầu công nghệ và câu trúc hệ thông LTE đã được thông nhất trong 3GPP vào cuôi năm 2007; những công việc chuẩn hóa còn lại dự kiên sẽ được hoàn

thành vào cuối năm 2008 Với sự hỗ trợ đảng kề từ nhiều nhà sản xuất và khai thác lớn trên thể giới,

GSMA dự đoán công nghệ này sẽ được thương mại hóa vào khoảng năm 2010

1.3 Sơ lược cấu trúc hệ thống GSM/GPRS hiện tại

Hiện nay, các nha cung cấp địch vụ thông tin đi động ở Việt Nam đã triển khai, tận dụng hạ tầng

mang cung cấp tôi đa các dịch vụ trên mạng GSM, cung cấp dịch truyền thông như thoại, các dịch

vụ giá trị gia tăng, các dịch vụ trên nền chuyển mạch gói (GPRS) Với câu trúc tổng thể của mạng,

thành 4 phân hệ chính gồm:

Dau cudi di dong (MS)

Phân hệ tram gốc (BS8)

Phân hệ mạng (NSS) 1à phân hệ diều khiến chuyển mạch

Phan hé quan ly mang (NMS) điêu khiển vận hành khai thác và bảo đưỡng mạng

Đặc điểm của cic thimh phin trong mang:

MS là lô hợp của thiết bị đầu cnỗi ME và modul nhận dựng địch vụ của thud bao SIM

MS = ME + SIM

Bô điểu khiển trạm gốc (BSC) 1a phan chính của TìSS thực hiện điều khiển mạng vô tryển

B8§C đuy trì kết nổi voi MS và két ndi voi NSS Tram thu phát gốc (BTS) là một phân của

mạng đâm bảo duy trì giao điện Um (giao diện mở giữa Mỹ và HTS) Mã hoá và đẳng bộ tốc

độ (TRAU) là một phần của BSS thục hiện duy trì tốc độ mí hoá

Trung tam chuyển mạch MSC là một phần của NSS thưc hiện điền khiển tất cả các cuộc gọi

MSC chia Iam hai phan MSC/VRL có chức năng đuy trì kết nói, quản lý di động, trao đổi

thẳng tin với BSS và GMSC có chức năng quản lý thông tin và kết nổi với những mạng

khác

Bô đãng ký vị trí thường trú (ILR) là nơi mà thông tin về các thuê bao được lưu trữ cổ định Chức năng chính của HLR là đữ liệu về thuê bao

Bộ đăng ký vị trí tạm trú (VLR) chức năng chính là lưu trữ dữ liệu thuê bao, cũng cấp địch

vụ và quản lý đi đông

'Trung tâm nhận thực AuC và nhận dang thiét bi EIR là một phần cuả NSS duy trì bảo mật

thông tin AnC duy trì bảo mại thông lin và nhận dạng thuê bao cùng với VILR EIR duy trì

nhận dạng thiết bị đi động (phản cứng) liên kết với thông tin bảo mật củng với VLR

Hệ thông cung cấp dịch vụ giá trị gia tăng (VAS) đơn giản nhất cũng gỏm hai loại thiết bị:

trung tâm dịch vu tin ngắn (SMSC) va hé thing thu thoại (VMS) Về mặt kỹ thuật, VAS

đẫm bảo cung cấp một số loại địch vụ nhật định bằng cách sử dụng các giao tiện chuẩn với mang GSM và có thể có hoặc không cỏ các giao điện ra các mạng khác

Mạng thông mình (TN) được tích hợp cùng với mạng GSM Vẻ mặt kỹ thuật, nó làm thay đối

9

co ban cic phin tt cia mang chuyén mach nhằm thêm vào chúc năng IX, ngoài ra bản than mang IN lả một bộ phận tương đối phức tạp IN có khá năng phát triển địch vụ hướng tới tỉnh cá nhâu và nhà khái thác mạng có thể nhờ TN để đảm bảo an loàn kinh doanh, ví dụ, các thuê bao trả trước hẳu hết được triển khai nhở công nghệ IN

ĐỂ có thể cưng cấp các dịch vụ trên nền chuyển ruạch gói cần bỗ sung thêm các núi ruạng xử lý chuyên mạch gói nhu SGSN (Serving GPRS Support Nuit) va GGSN (Gateway GPRS Support Nat)

và thay đổi phần cứng và phần mềm đôi với MS, BTS, BSC dé hd to GPRS Giai phap GPRS 1 ky

thuật nhằm cung cấp khả năng IP di động và khả năng Internet cho các thuê bao di động,

Một số nhà khai thác đã triển khai thử nghiệm sũ dụng kỹ thuật EDGE (Psnhanecd Datu Ralcs [or

Global’ GSM Evolution) để cải thiện tốc độ bịt thông tin (với kỹ thuật điều chế mới áp dung cho giao điện vô tuyến 8-PSK, một ký tự có thể mạng một tễ hợp 3 trít thông tin) Kỹ thuật này kết hợp

với các kỹ thuật mã hóa kênh phức tạp có thể thể dạt được tốc dỗ đữ liệu 48 kbiUs so với 9,6 kbits

cho một kênh (SM truyền thẳng và trong trường hợp này một bịt thông tin chính là một ký tự tại

giao điện võ tuyến Khi sử dụng công nghệ này cần có tnột số nông cấp đổi với các thiết hị nưạng lối

So đồ câu trúc mạng khi triển khai EDGE như trong Hình 1-6 Đứng trên quan điểm phát triển

mạng, nói chung công nghệ LĐGt có cả tru điểm và nhược điểm Líu điểm chính của công nghệ này

1à có thể đạt được tốc đô truyền đữ liêu gần như tương đương với yên cầu phủ sóng ở vùng đô thị

của công nghệ UMTS Nhược điểm là tốc độ đữ hệu này khó đạt được cho toàn bộ các thuê bao trên

†oàn cell phủ sóng Nếu yên cầu cho toàn bộ một vừng với cồng nghệ EDGE thi số lượng cell trong

vùng phủ này sẽ phải từng lên đáng kế Nói cách khác, EDGE 1à giải pháp đất giá về công nghệ sử dung cho mốt số trưởng hợp Tương lai của công nghệ EDGE theo khúa cạnh nảy còn phải được kiểm chứng khi nó phải thực sự canh tranh với các giải pháp thực sự của 1G

Hình 1-6: Tác động của EDGE lên hệ thống

1.4 Tiến trình nâng cấp hệ thống 2G lên 3G

1.4.1 Tiến trình nâng cấp chung từ 2G lên 3G

Khi nâng cấp, triển khai hệ thông 3G trên nên 2G cần quan tâm để các khía cạnh phát triển như trong Hình 1-7

Sự liến tiễn về mật kỹ thuật >

26 ‘Sy tién triển về mạng > | 36

Sy tin tién ve dich vu >

Hình 1-7 Các khía cạnh phát triển

Sự tiền triển về kỹ thuật lả con đường phát triển chỉ rõ phương thức để triển khai các phần tử mạng

và loại công nghệ đẻ thực thi kỹ thuật đỏ Đây chỉnh là bước phát triển trực tiếp theo các xu hưởng

chung về mặt cho công nghệ Bởi vì các phần tử mang 1a yếu tô tạo lập nên mạng, nên về mặt lý thuyết sự tiền triển về mặt kỹ thuật sẽ tương ứng với sự phát triển mạng Trong giai đoạn đầu tiên,

do tính chất mở của các giao điện được định nghia trong chi tiêu kỹ thuật hệ thông, mạng 3G có thể

"1

được kết hợp từ nhiều chủng loại thiết bị của nhiều hãng khác nhau Sự tiễn triển về kỹ thuật có thể

xử lý được điều này tuy nhiên với sự khác nhau vẻ tốc đô và bước triển khai cu thé trong moi ket

hợp của các thiết bị giữa các hãng khác nhau và yêu cầu thích ứng với các thay đổi của chỉ tiều kỹ:

thuật 3G nên trong nhiều trường hợp nêu không xem xét thâu đảo thì kết quả có thể không như

iong tind

Khác với tiền triễn về mặt kỹ thuật, sự tiền triển dịch vụ dựa trên nhu cầu của người sử dụng và nhu cầu này có thể lả thục tế hoặc chỉ là tưởng tượng Đôi khi các nhà khai thác mạng và chế tạo thiết bị

cung cấp các địch vụ vượt qua sự kỳ vọng của các thuê bao Nếu hai yếu tô này không tương đồng

thì việc kinh đoanh các dịch vụ thông tin di đông sẽ khó khăn

'Trong luận văn này em xin tập trung vào trình bày sự triển khai, nâng cấp vẻ mặt kỹ thuật, cụ thể là

về cầu trúc mạng lõi và mang truy nhap

1.42 Câu trúc mạng 3G theo các phiên ban chuẩn hóa của tổ chức 3GPP

Củng với sự phát triển của kỹ thuật sử dụng nhằm nâng cấp cải tiễn chất lượng của hệ thông thông

tin di đông, cho tới nay tổ chức 3GPP đã đưa ra 8 phiên bản (Release) chuẩn hóa cau trúc hệ thông tin di đông, với đặc điềm của từng phiền bản như:

142.1 Cau trac mang 3G theo 3GPP Release 99

Ta co cau trite mang 3G trong Release 99 nhur trong Hinh 1-8

N PS Domain

© Internet

Hình 1-8: Cấu trúc mạng 3G theo 3GPP Release 99

12

3G đưa ra phương pháp truy nhập vô luyễn mới WCDMA WCDMA và những biến thể cửa nó

mang tỉnh toản cầu, do đó tắt cả mạng 3G có thể chấp nhận việc truy nhập bởi thuê bao ở mạng 3G pal ky Ngoài lĩnh toàn cau, WCDMA đã được nghiên cứu rải kỹ trong phòng thí nghiệm và đã

chứng tỏ được hiệu quả sử dụng phổ tần tốt hơn (frong các diêu kiện xác định) và phủ hợp hon cho

việc trnyên đữ liệu gói so với các truy nhập vô tuyển trên cơ sở TIDMA Công nghệ WCDMA và các

thiết bị Iruy nhập vô tuyển của nó không lương thích với các thiết bị mạng GSM, điền đó giải thích

tại sao khi thêm WCDMA vào mạng lại gần thêm một số thánh phần mời như RNC (Radio Networic Controller ) va BS (Base Station)

Các mút mạng lõi cũng cần phải được chuyển đối vẻ mặt kỹ thuật Các phân tử chuyễn mạnh kênh

Trong trường hợp này, về tên vẫn giữ nguyên như trong mạng 2G song chúc năng sẽ có những khác

biệt 'Thay đổi lớn nhất đổi với cáo SGSN là chúc năng của nó gần như hoàn toàn khác với trong mạng 2G Trơng mụng 2G, chức răng chỉnh của gác SGSN là quân lý đi động cho các kết nỗi gồi

Sang mạng 3G, chức năng quản lý đi động được phân chia giữa RNC và SGSN Điều này có ngiữa

1ä khi thuê bao trong mạng 3G chuyển cell thí cáo phân tử chuyển mạch gói không nhật thiết can

thi song RNC thi phải quản lý quả trình này

Cáo kết nội truyền din trong mang Iruy nhập vô tuyển WCDMA được thục hiện bằng cách ding ATM (3GPP R99) Dự ân tiền chuẩn hóa ER.AMES đã thảo luận rất nhiễu về việc có sử đụng ATM:

cho mạng 3G hay không và cnỗi cùng quyết định sử dụng A'TM được dựa trên hai lý do sau:

“ _ Kích thước cell và tải lưu lượng khi sử dụng ATM là tửơng đêi nhỏ do đó có tr điểm giảm được bộ nhỏ độm lưu trữ thông tin Trong trường hợp ngược lại, khi phải nhớ độm nhiều

thông tin thí đương nhiên trễ sẽ tăng, đồng thời tái lưu lượng fĩnh ớ các thiết bị nhớ đệm

cũng sẽ tăng lên Ilai yến tố nay đều eo ảnh hưởng xấu tới yên cầu chất lượng địch vụ đối với hm lượng thời gian thực

nay TDv4 có một số cáo nhược điểm nghiễn

về giới hạn không gian địa chi vả không đáp ứng Qo§ Ngược lại thi ATM và các lớp tốc độ

bit trong tng của nó lại đáp tmg rất tốt các yêu câu về Qo Có một giải pháp là A'TM va IP được kết hợp cho các lưu lượng gối, trong đó giao thức IP sẽ được sử dụng ở trên định của

13

ATM Giải pháp kết hợp này sẽ kết hợp được ưu điểm của cô hai giao thức là IP sẽ dâm bảo

việo kết nổi còn ATM sẽ đảm bảo chất lượng kết nỗi và định tuyển Do nhược điểm cúa IPv4 niên giải pháp thoả hiệp là trong mang 3G mội số phần từ mạng nhất định sử đụng các địa chỉ

IPv4 cổ định, côn các hưu lượng thuê bao còn lại sử dụng các địa chỉ IPvó được phân bố đông Trong trường hợp này, để thích ứng mạng 3G với các mạng khác, mạng lõi IP 3G phải

có thiết bị chuyển đổi giữa cáo địa chỉ TPv4 và IPv6 bởi vì các trạng khác có thể Không hỗ

trợ IPvó

Khải niệm IN được phát triển trực tiếp từ mạng PSTN/ISDN và đo vậy chắc chấn sẽ có một vài

nhược điểm khi chua đề cập trục tiếp cho mạng di đông Vấn để chủ yếu với công nghệ IN chuẩn là không (hễ truydn các thông tn về địch vụ giữa các mạng Nói cách khác, nếu ruột thuô bao sử dụng

truyền thỏng tin địch vụ giữa các mang và vai trò của công nghệ này sẽ tăng lên khi triển khai 3G,

lúc đó hầu như mọi hoạt động qua mạng 3G đền íf nhiều có sự tham gia eta CAMEL

Mạng 3G triển khai theo 3GPP R99 cung cấp các loại dich vụ giéng với rạng 2,5G rong giai đoạn này hầu hết các địch vụ được chuyển đổi sang đạng gỏi khi mg đụng có yêu cầu WAP là một

trong các ứng cử viên thuộc loại này, bởi vì về bân chất thông tin truyền di thi WAP là loại chuyển mạch gói Các địch vụ chuyển mạch gói chia làm các nhánh địch vụ, trong đỏ mỗi nhánh sẽ gồm

nhiễu loại dich vụ khác nhan và là các địch vụ trên cơ sở cơ chế định vị vị tí thuê bao đá

trong mang 36,

Bước phát triển tiếp sau 3GPP R99 Theo xu hưởng chỉnh đó là tánh biệt phần kết nói cuộc gọi, mật

phẳng điều khiển và phần dịch vụ, đồng thời yên cần chuyển đổi mạng theo hưởng hoàn toàn trên cơ

sở TP Trên quan điểm phái triển dich vụ, các bước phát riển này phải làm cho mạng 3G có thể cưng cấp tốt các dịch vu đa phương tiện, vi đụ các dịch vụ kết hợp đồng thời thoại và hình ảnh

Phương án này có một số ưu nhược điểm như sau:

+ Cung cap ca dich vu 2G va 3G, địch vụ chuyển mạch kênh và gói

+ Bảo đám an toản đầu tư

~ Thiét bj nang cap dan dan toi mang lõi 3G

= Nhuge diém:

+ Phức tạp đo có cả hai thành phần CS và PS

+ Phần CS phức tạp do phải phục vụ cả 2G và 3G, khó mở rộng

+ Việc quản lý hệ thông sẽ phức tạp

14.22 Cấu trúc mạng3G theo 3GPP Release 4

Câu trúc mang lõi 3G theo Release 4 như trong Hình 1-9

Theo phiên bản 3GPP Release 4 việc triển khai mới chỉ tách biệt phần kết nội cuộc gọi, mặt phẳng điều khiển và phân địch vụ cho phần mạng lõi chuyển mạch kênh

Trong mmạng lõi này, lưu lượng dữ liêu thuê bao sẽ đi qua MGW là phần đâm bảo kết nỗi và các

chức năng chuyển mạch khi có yêu cầu Toàn bộ quá trình này được quản lý bởi một MSC Server

được nâng cấp từ MSC/VLR Một M§C server có thể điều khiên nhiều MGW và do vậy mang lõi

15

xrạch kênh cĩ thể mở rộng đễ đàng, Khi nhà khai thác muốn lãng thêm phần dung lượng

cho điều khiển thì cĩ thể thiết lập thẽm mét MSC server, ngược lại khi muốn tăng đưng lượng

1uạch thì thiết lập thêm các MCW

Khi đã thiết lập một mạng như trên thì các bước phát triển về cơng nghệ và yêu chu chi liêu kỹ thuật

sẽ xác định giới hạn Hiếp theo của nang này KHủ IPv6 càng được triển khai nhiều trên mạng 3G thì

số kết nổi của mạng 3G cĩ thể chuyển đổi sang IPv6 cảng tăng và do vậy sẽ làm giảm yêu cầu

đổi giữa 1Pv4 và IPv6 Trơng giai đoạn này, tý trọng Im lượng giữa đữ liêu chuyển mạch

kênh và chuyên mạch gĩi sẽ thay đĩi dàng kễ Hau hét lun lugng sé là chuyễn mạch gĩi và một số

địch vụ chuyển mạch kênh truyền thơng vi dụ như thoại it nhất sẽ một phân trở thành gĩi (VoIP,

Voics over TP) Vi đụ một cuộc goi GSM huyền thơng được thay bằng ruột cuộc gợi VoÏP qua MGW ma BSS két ndi tới Trên thực tẾ cĩ nhiều càch để triễn khai các cuộc gọi VolP song người ta

sẽ thêm vào một phân hệ mạng lãi mới cĩ tên là !MS bởi vì nĩ sẽ cung cấn các phương pháp thơng

nhất để xử lý cuộc gợi VoIP Ngồi ra, TMS cịn đồng thời được sử đụng cho các địch vụ đa phương

tiện trên cơ sở IP Đương nhiên phản hệ BSS cũng phải dược triển khai nắng cấp để sử dung IP song

Thời điểm cịn chưa xác định rong trường hợp nảy, vai trị của CAMEL cững sẽ thay đổi Bởi vì rât

nhiễu dịch vụ sử đụng CAMEI, được chuyển từ phầu ruạng chuyỂn rạch kênh sang chuyển rạch

gĩi nên ớ giai đoạn nảy, CAMEL phải được thiết lập kết nổi với phần mạng chuyển mạch gỏi, đồng

thời là phần tử kết nỗi giữa phân dịch vụ và mạng,

Phương án này cĩ một sẽ ưa nhược điểm nu sau:

=_ Lu điểm: khắc phục được một số nhược điểm của phương án I

+ 'Tách riêng phần kết nỗi cuộc gọi, mặt phẳng điều khiển và phân địch vụ cho phân mạng

Tải chuyên mạch kênh

Tồn bơ lưu lượng đi qua MGW, được quản tý bằng một MSC Server tách rời (nâng

cấp từ MSC/VLR.) + PhẳnCN C§ cĩ thể được tự do mở rộng khi đùng nhiều MGW

+ — IPv6 thay thé dan IPv4 (giam yêu câu chuyên dỗi IPy4 <-> IPv6)

+ Cho phép tuyển tải lam fugng higu qua hon nih chnydu mych géi Mat cue goi GSM

truyền thống sẽ được thay bing VoIP qua MGW Phan hé đa phương tiên IP (MS)

được thêm vào đáp ứng các địch vụ đa phương tiên trén IP va VoIP

16

= Nhuoe diém

+ Lâm thay đổi căn bản phân chuyển mạch kênh (CS); van con ca hai phan (chuyền mach

kênh CS và chuyển mach gỏi PS)

+ _ Không sử dung giao diên A nita ma thay the bang Iu Do do, phan BSS cũng phải dùng

1P song còn chưa xác định cụ thể ở thời diém nay

+ Vai trỏ của CAMEL sẽ thay đổi, phải lâp kết nói với phần PS và sẽ trở thành yêu tô đâu

nỗi giữa hạ lâng địch vụ và mang

1.4.2.3 CAu tric mang 3G theo 3GPP Release 5

IMS = IP Multimedia Subsystem

Hình 1-10 Cấu trúc mạng 3G theo 3GPP Release 5

Trong 3GPP R5, công nghẻ sẽ tiếp tuc chuyển đổi và toàn bộ các lưu lượng trong mang 3G sẽ là lưu

luong IP Lay vi du mét cuộc gọi tir thiét bi dau cudi của mang tới mang PSTN thì nỏ phải chuyển

qua mang 3G theo đang gói và từ GGSN cuốc gọi VolP sẽ được định tuyên qua IMS có các chức

năng chuyển đổi để tới PSTN

Trên quan điểm của đầu cudi di déng thi mạng luôn luôn giống nhau trong các giai đoạn phát triển

theo các Hình 1-8, Hình 1-9, Hình 1-10 Tuy nhién, trong nội bộ mạng thì hầu như mọi thứ thay đổi

Thay đổi chính trước hết là công nghệ truyền tải mà trong triển khai 3GPP R99 là ATM và sau này

3GPP R4 và R5 chuyển sang IP Bởi vì hệ thống cần phải tương thích ngược nên nhà khai thác luôn

có một lựa chọn là sử dụng công nghệ truyền tải ATM hoặc IP, hoặc là có giải pháp cho cả hai công nghệ này Như đã giải thích trước đây, ATM có thể manh là hỗ trợ QoS ngay từ đầu, sau đó công nghệ IP sẽ có cơ chế bảo đảm QoS triển khai cho không chỉ cho ATM mã cỏn cho nhiều loại phân

17

hg mang khée nhau

Sang giai đoạn này, dich vụ vá mạng trở nên quan trọng hơn là bản thân công nghệ, do vậy loại công ngh8 truy nhập vô tuyến được sử dưng sẽ giám ý nghửa quan trọng của mình Tiêu chuẩn để lựa chọn loại công nghệ truy nhập vô tuyến sử đhng là khả năng cung cấp đủ băng thông cho các địch vụ yêu cầu Trong tương hủ, các mạng lõi 3G sẽ có các giao điện cho một vải công nghệ truy nhập vô tuyển, ví dụ như GSM, EDGE, cảma2000, WCDMA và WLAN Dương nhiên nó sẽ đặt ra nhiều

yên cầu cho các nhà ché tao thiét bi dan cuối và yêu cân thị trường sẽ phải có các đầu cnỗi xử lý

được nhiễu loại công nghệ truy nhập vỏ tuyên Đâu cuỗi 3G đần dần sẽ trở thành vật bắt ly thân với

nhiều chức năng như một điện thoại, ví, card ID và hộ chiến, v.v

Phuơng án nảy có mội số ưu nhược điểm sau:

" Luđiểm

+ Tần tại duy nhất phần chuyển mạch goi PS

+ _ Sử đụng hiệu quả va dé dang quan lý toàn bộ lưu lượng trên mạng 3G vì đâu là IP

+ _ Công nghệ truyền tải trong mạng cỏ thể tương thích ngược nên rhà khai thác sẽ phải

chọn ATM hoặc IP hoặc kết hợp cả hai công nghệ này

¡ Công nghệ truy nhập vô tuyên sẽ giảm tâm quan trọng đi 'trong tương lai, các mạng lỗi

3Œ sẽ có nhiều công nghệ Iruy nhập vô tuyển khác nhau

ö vẫn đỗ gần xem xót thêm (nhược điển):

+ Môi tưởng thường trủ ảo (VHE}: đấp ứng yêu cẳu hội lạ cde mang đi động, cổ định và

Internet, Cho phép thuê bao được cung cấp dịch vụ như đang ở mạng thường trù kế cả

hi roaming

1 Quan ly chit ương địch vụ: đo IP 1a dich vu “best effort”

+ Báo mật -> IPv6, IP-VPN

! Mở rộng không gian địa chỉ; -> IPv6

+ Dac tính kết nỗi vô tuyển khác hữu tuyến,VID:BER cao hơn

+ Tinh di ding đầu cuối

18

14.24 Cấu tric mang 3G the 3GPP Release 6,7 va 8

Nhw di trinh bay @ trén, voi cfu tric mang theo 3GPP Releas 5 có thể hỗ trợ truyền tái All IP và hệ

thing đa địch vụ trên nên IP (MS), có thể sử đụng HSDPA để cải thiên tốc độ truyền tái đữ liệu

đường xuống rung rụng tray nhập vô luyễn Để tiếp tục cải liên năng cấp lốc độ và chất lượng

xrang, 3GPP đã nghiền cửu và đưa rủ các phiên bản tiếp [heo như:

» Ielease 6: Nêu ra khá năng và phương án triển khai IISUPA để cải thiện tốc độ đường lên qua

cấu trúc mạng Irung Releasc 99 và Rclcase 5 Bố sung thêm các địch vụ MBMS (Multimedia

‘broadcast Multicast Service) vi RMS (Rich Multimedia Services) trên nên IMS

» Release 7: Nang cấp cải tiển các đặc tính về giao điện võ tryễn đưa ra giải pháp IISPA (ISPA

+) với viậc sử đụng ky thugt MIMO (Multiple Input-Multipte Output) duéng xuống và điều chế 64/16QAM trong đường U1⁄DL để đạt được tốc độ đữ liệu cao hơn Bên cạnh đó sử dụng CPC

(Continuous Packet Camecbivily) giảm DPCCIT galing, CQI reporing và giảm hoạt đông kênh H$-SCCH để giảm nức tiêu thự công suất vẫn duy trì sự liên tục

«_ Release 8: Nghiên củu các giải pháp mang liền tiền I.TE: dựa trên kỹ thuật OFDM, sử dụng băng

Lin lừ 1,25 MH+ đến 20 MH¿

15 Kết Luận

'thông qua những phân tích trên, ta có thể thấy được sự phát triển lớn mạnh của ngành công nghiệp truyền thông, Các rũà cung cấp thiết bị mạng lõi (hông lín dĩ động đã sản xuất rø những thiết bị

mạng lỗi, mạng truy nhập cũng như thiết bị đầu cuôi 3G có thể đáp ứng nhu cầu ngày cảng cao của

người tiêu đùng, đặc biệt là về tốc đô truy nhập và các ứng dựng trên điện thoại di động Lần hết các

nh khai thúc mạng thông tin đi động đã và dang uiễn khai hiện quá hệ thông 3G

Theo thông kê sơ hộ, tính đốn giữa năm 2009 dân sô Việt Nam đại xáp xỉ 86 triệu người, trong đỏ số

Tượng thuê bao di động trên toàn quốc lớn hơn 70 triệu thuê bao Mặc dủ số lượng thuê bao áo tương

đổi lớn, xong qua đó có thể thây được nhu cầu sử dụng thông tin đi động tại Việt Nam ngày căng

phát triển Các nhà khai thác thông tin di động lại Việt Nam dang cạnh tranh nhằm chiêm thị phần, phát triển thuê bao và đoanh thư cúa công ty Khi số lượng người dùng điện thoại di động là tương,

đỗi lớn so với tỷ lệ dân số trên toàn quốc, cuộc cạnh trảnh giffa các nhà khai thắc không chỉ là về số

lượng thuê bao, các nhà khai thác càn da đang hóa địch vụ cung cáp, nâng cao tốc độ cũng như chất

Tượng dịch vụ Đề thực hiện diễu dỏ, việc äp dụng các công nghệ tiên tiền, triển khai hệ thống 3G là

19

1ihu cầu lắt yêu Tủy theo chiến lược phát triển, tink hink mang Ludi b mở có, nối nhà k

Đánh giá mạng: Nêu ra những ưu nhược điểm của mạng và đưa ra nguyên tắc chỉ đạo thực

hiện định e5 mạng liên quan đến phân bổ user, lưu lượng và quá trình thâm nhập của địch

vụ Những nguyễn lý đỏ được đưa vào xem xét trong các bước thực hiện quy hoạch tiếp

theo

Định cỡ mạng: Đưa ra mỏ hình mạng liên quan đến dự báo của nhà khai thảe về số lượng

thuê bao và các loại hình dịch vụ Mô hình chính xác nhật cẳn đảm bảo được về mặt kỹ thuật

và lỗi tru về giả thành đầu tư KếI quả thu được từ việc định cỡ mạng là rột phần quan trọng

cửa quả trình quy hoạch chính của mạng, dưa ra cầu trúc mạng được lựa chọn, số thành phẩn mang dua ra trong thai gian triển khai các pha

Quy hoạch mang chỉ tiết đưa ra văn bản cân thiết đổi với việc thực hiện mạng và đựa trên kế hoạch chính chuỗn bị trước các bước triển khai

Sau bước quy hoach chi tiét mang, cần chuẩn bị và kiểm tra các thành phân mạng định nghĩa

trong pha định cỡ sẵn sảng cho việc triển khai mang.

eee ¬ Dung lượng cäc lhành phân —”\ Cu trdemang

= Du bito thus bão vã dịch vụ,

Định cð mang

~ Kế hoạch hoạch bao hidu va Roaming chị ti!

~ Kế hoạch Naming va numbering (danh z6)

REL Request for information

EP, Request for proposal

FO: Request for quote

Đổi tương chính của việc đánh giá mạng là nghiên cứu cầu trúc mạng hiện tai va dua ra ban bao cao

tỉnh khả thì của các thành phần mạng nảy liên quan đến việc thiết kế mạng sau đỏ Trong qua trinh đánh giả mạng, cần xác định sự phát triển của mang và đưa ra các yêu cầu đa kết nỗi của các site

mới đề cĩ thể thực hiện mạng một cách linh hoạt Pha đảnh giá mạng cĩ thể thực hiện đổi với mạng

sắp triển khai hoặc các thành phản mạng mở rộng từ mạng dang ton tại Cũng cân xem xét đảnh giá đổi với mang đã lên kế hoạch hộc đã chuẩn bị vốn đầu tư

Một vài khía cạnh liên quan đến mạng cẩn được xem xét để đảm bảo việc quy hoạch và thiết kế

Nhiệm vụ của quá trình đánh giá mạng:

Cân tập hợp các thơng tin về mang bao gồm:

» _ Cơng nghệ và yêu cầu giải pháp

21

= _ Cáo thành phẩn mạng, số lượng, dụng lượng và vị trí site

=_ Độ khá đụng của silz/ dung lượng dự trữ

=_ Cáo yêu cầu truyền dẫn và các giao điện

“ _ Mạng truyền dẫn hiện tại dang sử dung

=_ Cáo địch vụ yêu cầu và kế hoạch triển khai sản phẩm mới

=- Dự báo vỗ số thuê bao

bao gồm tắt cá các Thông tin ở trên, mỗi dự án có thể chỉ cần một vải thông tin đó,

Đự báo thuê bao:

Một đầu vào quan trọng và là tham số chủ chốt đối với định cỡ mạng lả dự đoán số thuê bao và sự tăng trưởng về thuê bao đổi với các pha tiếp theo trong việc triển khai mang Những thông tin nay

thường được cung cấp bở bộ phản kinh doanh của nhà khai thác Nếu thiếu các đữ liệu về dự bảo số thuê bao có thể sử dụng dự báo vẻ sự thâm nhập thị trường của dịch vụ

Nếu sự thâm nhập thí trường cúa địch vụ được giả định, sự điều tra đân số ở những khu trung tâm

tập trung đông đân cũng có thế được sử đụng để xác định số thmê bao của những vũng đó đổi

mỗi pha triển khai mạng và đối với rỗi loại dịch vụ Sự phán bố địa lý của các thuê bao tỷ lệ thuận với sự phân bô dân ou, Didu 46 thuận lợi giả sử sự chuyển vùng vị tí ở những khu trung tâm tập trung đông đân hoặc thành phố để giảm chỉ phí uuyển đần Số lượng (huê bao tại thời điểm kết thúc pha triển khai chuyển sang pha mới có thể liệt kê dưới dạng bảng, cho phép kỹ sư thiết kế mạng

thiết lập số lượng các thành phần mạng yêu cầu (ví dụ về đự báo số thuê bao như trong Băng 2-1).

Bang 2-1 Dy bao si thué bao

Cần nghiên cứu chỉ tiết những dịch vụ đang tồn tại và những dịch vụ đã quy hoạch để quyết định

tác động của nó tới hệ thông Môi số địch vụ cơ bản như, thoại, các địch vụ giá trì gia lăng, Internet,

IN (intelligent network), Chi tiét cae dich vu duoc hé try béi mang và việc sứ đựng chủng cần được dẫn chứng cụ thể bằng văn bản Xem xét dự báo và sự phát triển đổi các loại dịch vụ khác

nih

Sự thâm nhập dich vụ có thể cưng cập dẫu vào quan trọng số thud bao trong mang sit dung dich vy Théng tin này được cưng cắp tit bé phin marketing và có thể được sử dựng để định cỡ lưu lượng đo

dich vụ đưa ra

Quy hoạch đánh số và tên mạng

tờ 3

Quy ước về đánh số va (Gn nang 14 ral quan trọng, nó cản được xzru xét trong quả trình đánh giá

mạng Dôi với một mạng đang tồn tại, cần nghiên cửu nguyên lý đánh số và tến đang sử dụng Mã

điểm báo hiện thành phần mang, số kỹ thuật (vi du, dia chi gÌobal, số roaming, số hanđover, ),

phan phôi phạm vi số thuê bao và phạm ví số IMSI déi với mỗi HLUE Thông tỉn này là quan trọng

khi chuẩn bị văn bản thiết kế chỉ tiết đổi với việc chuẩn bị đữ Hệu nguồn đốt với các thành phan

Trạng,

Đổi với một mạng viền thông cần thực hiện đánh số một cách tỷ mí, kỹ hưỡng Một số hoặc một

vùng số khi đã được chỉ dịnh và sửa dụng trong mạng, nêu có bất kỳ sự thay dỗi nào cũng có thể dẫn:

đến những sự có không lường trước đối với mạng Nguyên lý đánh số và tên cần đàm hảo cho yêu

cầu định địa chỉ và mở rộng các thành phẫn mạng trơng tương lại

Mô hình lưu lượng của mật thành phẩn chuyến mạch

Mô hình lu lượng có ý nghĩa quan trọng để xác định chính đữ liệu lên quan đến lưu lượng ruạng

(Hint 2-2) Nhà khai thác có thể cưmg cấp đữ liệu lưu lượng mới nhất của mạng dang lồn tại

Đâu vào mô hình lưu lượng chính gồm:

=_ Sự phát triển thuê bao theo các pha: Pha 1, phá 2, phá 3,

= _ Sự phân bỏ thuê bao theo khu vực

= TẾ

ệ thuê bao 2G và 3G

= Lam ugg? VLR gắn với thuê bao (2G, 3G)

=_ Thời gimn Inmg bình giữ cuộc gợi ( voic¿ và viđco)

ôc gợi dữ liệu mriển CS đổi với Ling số guộ gợi

= Chia sé phir trim lum long

Giả sử rằng MOC + MTC = 100%, do đó cả hai giá lrị là cần thiết Tỷ Tệ lưu Tượng số thuê bạo của xmạng và lưu lượng trả lời cuộc gọi đến cũng cần thiết,

Chủ ý răng, sự phân bổ lưu lượng thay đổi cùng với sự thay đối của mạng Trong pha dầu triển khai

mot mang mdi, số thuê bao của mang mii là ít và phái triển từng bước cùng với sự phát triển thue bao của mạng Trang một số rrạng, lim lượng của một thud bao trong cac site, vũng là khác nhau

Cần thực hiện xem xét thật chính xác đối với từng mỏ hình mạng

Điều chỉnh theo đặc trưng cửa quốc gia