Báo cáo hệ thống thông tin di động 3g UMTS và qui trình lắp đặt trạm BTS

Hệ thống thông tin di động 3G UMTS ra đời đã đáp ứng một phần lớn nhu cầu của người sử dụng về tốc độ, các loại hình và chất lượng dịch vụ.. Phối hợp với các trạm trên tuyến để cùng xử l

MUC LUC

LOI NOI DAU

Phân A : Giới Thiệu Viện khoa học kỹ thuật Bưu Điện

II.Nội quy, an toàn lao động << << < S4 66894668849648444448444448444448444646644666 5 2.1 NỘI QUY AN TOÀN LAO ĐỘNG e-cscscesssksEesksksEsSESESEASESEsEeststsssssssse 5

Phân B : Tổng quan về Hệ thống thông tin di động 3G UMTS va Qui trinh lap đặt trạm BTS

CHUONG I : TONG QUAN HE THONG THONG TIN DI DONG 3G UMTS 7

1.1 Lộ trình phát triển thông tin di động . -« < <<ess<=<<<esesesssssses 7

1.5 Kiém tric 3G UMTS sssesssssssscssscssscsscssccsssssscnsscsscsecssccsssssscnscesssssecsssssssussensseesenses 9

1.5.1 Thiết bị người sử đụïng, «cà TT TT, 10 1.5.2 Mạng truy nhập vô tuyến UMTS (UTRAN) .- 5-52 ccccscccesrresrerreee 11 1.5.3 Mạng lõi (CCÌN) c0 1g ng ngờ 11 K94 n8 ố 12 mh”hhô2 N6 n 13

1.6 Kiến trúc 3G UM TS R4 -< 5< +e<S.AeEAA2 4 0520148040300 004.g06 13 1.7 Kiến trúc 3G UM TS R5 -< << +e<S.A.EA 24.14E04504148040300 003 00 14

1

VI .(,.8:,.,.NNNuaIDỤ ố 20

VNPT 1 ng 21

2.3.2 Lắp đặt cầu CÁ, «s5 th TT TT v1 Tnhh ng ng nh ng 22 2.3.3 Chuẩn bị ngõ đi CẮpD + + tk S3 TT TH TT TT rệu 25 2.3.4 Kết nối junber, ƒ€€(Ả@F- + 5 tt Sex EkEEEESkSEEEEEEETEEEEEEEErkrkrkerrerereree 31

2.3.5 Lắp đặt và đầu nối th DDE vocceeceesesesessssssssssssssssescsssssvsssssssassvseseasavenesenenees 35

2.3.6 Lắp đặt và đầu nối fỦ f8 Ô - 5-2 test EteEerErkEkersrrerereersrsreeered 36

2.4.1 Qui trình lắp đặt OUtđ(OOF - - - + 5 Set EkEEE kg re reo 38 2.4.2 LẮP đặt @HIF€H S33 EkEEE TT TT TT TT TT TT TT Hiệu 38 2.4.3 Lắp điặt F'€€.Ả€F, +5 tt E1 E1 1111113111111 11110511 111105 krro 39

2.4.4 Kiểm tra W242//2781///)/12784,,25, 0080 88n8n8n88.- 41

DANH MUC HINH VE ccsccsccscsscsssssssssssssssscsscsssssssessessessessssesssssussussussessessessssussusees 49 TAI LIEU THAM KHAO cccccccssssccecessceccssscsceuscsceeenscsscecsssceuecess 51

2

LOI NOI DAU

Trong cuộc sống hàng ngày, thông tin liên lạc đóng một vai trò rất quan trọng và không thể thiếu được, đặc biệt là thông tin di động Nó quyết định nhiều mặt của đời sống xã hội, giúp con người mau chóng năm bắt các thông tin có giá trị về văn hóa,

kinh tế, xã hội, khoa học kĩ thuật, giáo dục

Ngày nay, với nhu cầu ngày càng rất cao về thông tin nên đòi hỏi những nhà cung cấp dịch vụ phải có những phương tiện hiện đại để đáp ứng nhu cầu của khách hàng mọi lúc, mọi nơi Hệ thống viễn thông ngày nay không còn là điều xa lạ với người dân

Việt Nam Hệ thống thông tin di động rất phô biến ở mọi lúc, mọi nơi, không còn giới

hạn cho những người có thu nhập cao trước kia mà trở thành dịch vụ ngày càng phố

cập với mọi đối tượng

Hệ thống thông tin di động 3G UMTS ra đời đã đáp ứng một phần lớn nhu cầu của

người sử dụng về tốc độ, các loại hình và chất lượng dịch vụ

Trong hệ thống viễn thông, truyền dẫn đóng một vai trò hết sức quan trọng, có thê nói là nền móng cho cả hệ thống Việc xây dựng và lắp đặt trạm thu phát gốc BTS đóng vai trò cốt lõi cho việc truyền dẫn di động ngày nay Do vậy trong báo cáo thực tập tốt nghiệp em xin trình bày những nét cơ bản về Hệ thống thông tin di động 3G

UMTS và Qui trình lắp đặt trạm thu phát gốc BTS

Với kiến thức và thời gian thực tập, nghiên cứu còn hạn chế nên trong bài Báo cáo khó tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự chỉ dẫn, giúp đỡ của thầy cô và

các bạn

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo, đặc biệt là tới thầy giáo Trần Hoàng Diệu đã hướng dẫn em trong đợt thực tập vừa qua và giúp em hoàn thành bài báo cáo này

Em xin chân thành cảm ơn Ì

Hà Nội, Ngày Tháng Năm 2013

Sinh Viên

Nguyễn Đình Đàn

3

Phân A : Giới thiệu về Viện khoa học kỹ thuật Bưu Điện

I Giới thiệu về Viện khoa học kỹ thuật Bưu Điện

Địa chỉ: 122 Hoàng Quốc Việt

Tel : 04-35746799

Fax : 04-37339432

Email : vkt@ptit.edu.vn

Viện trưởng : PGS.TS Lê Hữu Lập

Phó Viện trưởng : Ths.Mai Thúy Anh

Phó Viện trưởng : Ths.Hà Trần minh

Viện khoa học Kĩ thuật Bưu Điện là đơn vị nghiên cứu khoa học, được thành lập ngày 8/4/1975 với tiên thân là Viện kỹ thuật và Quy hoạch Bưu điện Viện khoa học kĩ

thuật Bưu Điện có bề dày kinh nghiệm trên 30 năm hoạt động trong lĩnh vực nghiên

cứu khoa học với vai trò là một đơn vị nghiên cứu hàng đầu về lĩnh vực kinh tế bưu

chính, viễn thông và công nghệ thông tin Trong hơn 30 năm xây dựng và phát triển,

Viện luôn hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ, được tặng nhiều bằng khen và cờ thi đua của

Ngành Với đội ngũ nghiên cứu có nhiều kinh nghiệm, đủ năng lực chuyên môn, phẩm chất đạo đức, luôn năng động sáng tạo, cập nhật kịp thời kiến thức mới sẵn sàng phục

vụ đắc lực sự nghiệp phát triên của ngành và của xã hội trong thời kỳ hội nhập kinh tế

quốc tế

Tén giao dich tiéng Anh: Research Institute of Posts and Telecommunications (RIPT)

Chire nang va nhiém vu:

- Vién Khoa Học Kĩ thuật Bưu Điện có chức năng nghiên cứu, tham mưu, tư van

va tham gia dao tao vé linh vuc khoa hoc ki thuat buu chinh, vién thong phuc

vụ nhu cầu phát triển của Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam va của xã hội, bao gồm:

- _ Nghiên cứu cơ bản, nghiên cứu đón đầu các công nghệ mới và nghiên cứu ứng

dụng vào hệ thống viễn thông Việt Nam

- _ Nghiên cứu xây dựng dự báo phát triển, các dự án chiến lược và quy hoạch phát triển Tông công ty

- _ Nghiên cứu, xây dựng các quy chế quản lý, các đề án tổ chức sản xuất, tổ chức

lao động khoa học, xây dựng kế hoạch hóa và hạch toán kinh tế của Tổng công

ty

- Nghiên cứu các vẫn đề thuộc lĩnh vực giá cước, thị trường dịch vụ Bưu chính,

Viễn thông

- _ Nghiên cứu các hoạt động về công nghệ, hệ thống mới

- _ Tham gia các trương trình nghiên cứu của Nhà nước, các tô chức Bưu chính, Viễn thông quốc tế về lĩnh vực khoa học kĩ thuật Bưu chính, Viễn thông

4

Tổ chức biên soạn các tài liệu, nội san, sách về khoa học Kĩ thuật có liên quan đến hoạt động của Viện, Học Viện, Tổng công ty

Quan hệ hợp tác quốc tế trong nghiên cứu và đào tạo về khoa học Bưu chính, Viễn thông, công nghệ thông tin

Il Nội quy, an toàn lao động

2.1 NỘI QUY AN TOÀN LAO ĐỘNG

1 Công nhân trước khi đi làm phải tự kiểm tra phương tiện đi lại và mọi phương

tiện dụng cụ làm việc ( dây an toàn ) đầm bảo chắc chăn mới tiên hành công VIỆC

._ Khi tiễn hành công việc nhất thiết phải sử dụng các phương tiện dụng cụ trang thiết bị an toàn, trang bị bảo vệ cá nhân đã được cấp phát để đảm bảo an toàn Khi làm việc ở khu vực có điện đèn, điện truyên thanh phải sử dụng các trang

thiết bị, dụng cụ an toàn như kìm cách điện, bút thử điện, giấy cách điện,

thang, dây an toàn, phải có biện pháp an toàn cho từng công việc Ở những nơi có nguy hiểm phải báo cáo công ty xin cắt điện để làm việc, không được

làm việc khi chưa có lệnh sản xuất, phải liên hệ với tô điện, chi nhánh, sở điện

yêu câu cắt điện và phải kiểm tra lại nếu thấy chưa an toàn thì chưa được tiễn hành công việc mà phải báo cáo ngay với người phụ trách để có biện pháp

Cấm không được làm bừa, làm âu Khi làm việc nhất thiết phải có từ hai

người trở lên ( phải có nhóm trưởng chỉ huy)

Làm việc trên cao phải có dây an toàn Đây đủ dụng cụ làm việc và trang bị bảo vệ cá nhân đã được cấp phát, thang phải được đặt đúng tiêu chuẩn an toàn

có người giữ thang Dây an toàn phải được treo ở những nơi đảm bảo độ tin

cậy và làm việc ở bất cứ độ cao nào Người làm việc trên cao phải được y té

chấp nhận

Khi vận chuyển mang vác nặng phải bố trí đủ người, đủ phương tiện dụng cụ

ở những nơi qu đường giao thông, nơi đông người qua lại phải có biên báo công tác, đèn báo hiệu hoặc người cảnh giới

._ Khi vận hành thiết bị phải thực hiện đúng quy trình, quy phạm đã ban hành ._ Tổ trưởng tô sản xuất và an toàn viên phải thường xuyên đôn đốc nhắc nhở kiểm tra công nhân viên nghiêm chỉnh chấp hành các quy trình thao tác, sử dụng đầy đủ các trang thiết bị, dụng cụ phòng hộ lao động đã được cấp phát Kiểm tra trật tự nơi làm việc Kiểm điểm tình hình BHLĐ của tổ hàng tuần

Thực hiện chấm AT —- VSCN

Báo cáo kịp thời những hiện tượng thiếu an toàn trong sản xuất và VSCN cho lãnh đạo đơn vị để có biện pháp giải quyết, tránh để xảy ra tai nạn lao động

2.2 NOI QUY PHONG MAY

1 Trong phòng máy mọi nguyên tắc về an toàn lao động và phòng chống cháy

nỗ Tuyệt đối không được để các chất cháy nổ, dễ cháy trong phòng máy

5

2 Nhân viên trực ca phải luôn ở bên vi trí trực ca của mình dé kip thoi sw ly

thông tin Không được ngủ hoặc làm việc riêng trong phòng máy

._ Khi vào phòng máy phải cởi bỏ giầy dép Giầy dép, guốc, nón, mũ và tư trang phải để đúng nơi quy định trong phòng trực ca

Không được đưa nước uống, đồ ăn vào trong phòng máy

Không được hút thuốc trong phòng máy

Người không có nhiệm vụ không được vào phòng máy, phòng trực, nhà ắc

quy và nhà máy nô Không leo trèo lên cột cao anten hoặc tự ý đầu nối các hệ

thống cung cấp điện, tín hiệu

Khách đến thăm quan hoặc liên hệ công tác phải được kiêm tra đầy đủ giấy tờ

trước khi cho vào khu vực kỹ thuật và phải tuân theo mọi sự hướng dẫn của cán bộ phụ trách ca hoặc phụ trách trạm

Khách riêng, người nhà cán bộ công nhân viên chức không được vào khu vực của đài, trạm Việc tiếp khách chỉ tiến hành ở khu vực sinh hoạt nhà ở của đài,

trạm Trường hợp lưu lại qua đêm phái được trưởng đài, trạm đồng ý và làm

thủ tục khai báo tạm trú

2.3 NHIỆM VỤ CA NGƯỜI TRỤC CA

1

Bàn giao ca, bàn giao tình hình tồn tại của ca trước ( nội dung bàn giao gồm:

tình hình thông tin, tài sản, thiết bị trong trạm )

Giải quyết tồn tại của ca trước sau khi nhận ca

Thường xuyên giám sát tuyến, luồng, kênh liên lạc qua các hệ thống cảnh báo Phối hợp với các trạm trên tuyến để cùng xử lý sự cố thông tin theo sự điều hành của trạm đầu cuối HNL Không dùng đường truyền nghiệp vụ để nói

chuyện riêng, chỉ sử dụng kênh nghiệp vụ để phục vụ việc xử lý điều hành

Thời gian sử dụng kênh nghiệp vụ phải ngắn nhất để tránh kênh nghiệp vụ bận liên tục, không có tác dụng phục vụ thông tin

Kiểm tra thiết bị kênh qua hệ thống giám sát và đo nhanh: ( mức thu, mức phát, các mức nguồn cung cấp ) Sửa chữa đường điện khi có sự cô

Phối hợp đo định kỳ theo lịch chung

Ghi chép sô sách day đủ theo quy định và phải rõ ràng, rành mạch, nếu sửa chữa phải có chữ ký xác nhận, báo cáo đây đủ tình hình thông tin theo quy định của hệ thống điều hành thông tin Bảo quản tốt hồ sơ, tài liệu được cung cấp

Sửa chữa dụng cụ trong phòng máy, hàn nối, thay thế cầu chì đối với những trường hợp khi cần thiết

Làm vệ sinh cho thiết bị, phòng máy, ắc quy, máy nô, pin trời (nếu trang bị)

6

Phan B : Tổng quan về thông tỉ di động 3G UMTS

và Qui trình lắp đặt trạm BTS

CHƯƠNG I : TONG QUAN HE THONG THONG TIN DI DONG 3G UMTS

1.1 Lộ trình phát triển thông tin di động

Hệ thống thông tin di động được chia thành 3 thế hệ chính : thứ nhất (1G), thứ 2

(2G), thứ 3 (3G) đã và đang khai thác Thế hệ thứ tư (4G) đang trong quá trình thử

nghiệm và đưa vào sử dụng

Các hệ thống 1G đảm bảo truyền dẫn tương tự dựa trên công nghệ ghép kênh phân chia theo tần số (FDM) với kết nối mạng lõi dựa trên công nghệ ghép kênh phân chia

theo thời gian (TDM)

Khác với 1G, các hệ thống 2G được thiết kế để triển khai quốc tế Thiết kế 2G

mạnh hơn về tính tương thích, khả năng chuyên mạng phức tạp và sử dung truyén dan thoại sô hóa trên giao diện vô tuyên

Hệ thống 3G được phát triển từ các hệ thống 2G trước đó Một hệ thống thông tin

di động được coi là 3G nếu nó đáp ứng một số yêu cầu được liên minh viễn thông quốc tế CTU) dé ra sau :

Hoạt động ở một trong số các tan số được ẫn định cho các dịch vụ 3G

- Phai cung cấp dãy các dịch vụ số liệu mới cho người sử dụng bao gồm cả

đa phương tiện

- — Phải hỗ trợ truyền dẫn số liệu di động tại 144 kb/s cho người sử dụng di

động tốc độ cao và truyền dẫn số liệu lên đến 2Mb/s cho người sử dụng

cỗ định hoặc di động tốc độ thấp

- Phai cung cấp các dịch vụ số liệu gÓI

- Phải đảm bảo tính độc lập của mạng lõi với giao diện vô tuyến

Hệ thông 4G được phát triển từ các hệ thống 3G trước đó và wimax đạt tốc độ

truyện dân sô liệu di động từ 100MBb/s đên 1Gb/s

1.2 Đặc điểm co ban cia 3G UMTS

Hé thong thông tin di động thứ 3 được xây dựng với mục đích cho ra đời một

mạng di động toàn cầu với các dịch vụ phong phú, bao gồm : thoại, nhắn tin, internet

và đữ liệu băng rộng Tại Châu Âu hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 đã được

tiêu chuẩn hóa bởi viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI) phù hợp với tiêu chuẩn

IMT - 2000 của ITU Hệ thống có tên là “hệ thống viễn thông di động toàn cầu

(UMTS)” UMTS được xem là hệ thống kế thừa của hệ thống thế hệ thứ 2 (GSM)

nhằm đắp ứng các yêu cầu phát triển của các dịch vụ di động và ứng dụng Internet

3G UMTS được phát triển bởi đề án đối tác thế hệ thứ 3 (3GPP) Sử dụng dái tần quốc tế 2Ghz cho đường lên là :1885 — 2025 Mhz ; dudng xuống là : 2110 — 2200

Mhz

Hệ thống 3G UMTS sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng (WCDMA) WCDMA là công nghệ được sử dụng cho phân giao diện vô tuyến của hệ

thống 3G UMTS

> WCDMA su dụng trải pho chuỗi trực tiếp (DSSS) Các bít thông tin được trai

ra trong một băng tần rộng bang cách nhân dữ liệu cân truyền với các bít giả ngau nhiên (gọi là Chip) Các bít này xuất phát từ các mã trải phô CDMA Để hỗ trợ tốc độ bít cao (2 Mb/s) cần sử dụng các kết nối đa mã và hệ số trải phổ khác nhau

> WCDMA 6 téc d6 chip 14 3,84 Mb/s dan dén băng thông xấp xi 5 Mb/s nên

được gọi là hệ thống băng rộng Với băng thông này WCDMA có thê hỗ trợ các tốc độ

dữ liệu cao của người dùng và đem lại những lợi ích xác định Các nhà vận hành mạng

có thê sử dụng nhiều sóng mang 5 Mhz để tăng thêm dung lượng, cũng có thê sử dụng các lớp tế bào phân cấp Khoảng cách giữa các sóng mang thực tế có thể được chọn trong khoảng từ 4,4 Mhz đến 5 Mhz, tùy thuộc vào nhiễu giữa các sóng mang

> WCDMA hỗ trợ tốt các tốc độ dữ liệu người dùng khác nhau Mỗi người sử

dụng được cấp các khung có độ rộng 10ms, trong khi tốc độ người sử dụng được giữ không đối Tuy nhiên dung lượng người sử dụng có thể thay đôi giữa các khung Việc cầp phát nhanh dung lượng vô tuyến thông thường sẽ được điều khiển bởi mạng để đạt

được thông lượng tối ưu cho các dịch vụ số liệu gi

> WCDMA hỗ trợ hai mô hình hoạt động co bán Chế độ phân công phân chia theo tần số (FDD) và song công phân chia theo thời gian (TDD) Trong chế độ FDD đường lên và đường xuông sử dụng các sóng mang 5 Mhz có tần sô khác nhau Còn chế độ TDD các đường lên và đường xuống sử dụng cùng tần số nhưng ở các khoảng thời gian khác nhau

> WCDMA hé trợ hoạt động của các trạm gộc Điều này khác với hệ thống đồng

bộ IS-95, nên không cần chuẩn thời gian toàn cầu như ở hệ thông định vị toàn câu GPS Việc triển khai các trạm gốc micro và trạm géc indoor sé dé dang hon khi nhận tín hiệu mà không cần GPS

> WCDMA áp dụng kỹ thuật tách sóng kết hợp trên cả đường lên và đường

xuống dựa trên việc sử dụng kênh hoa tiêu

> Giao diện vô tuyến WCDMA được xây dựng có khả năng tách sóng của nhiều người dùng và các anten thích ứng thông minh, giao diện vô tuyến có thê được triển

khai bởi các nhà điều khiến mạng như một hệ thống được chọn lựa để tăng dung lượng

và vùng phủ sóng

8

1.3 Dich vu CS va dich vu PS

Dich vu chuyén mach kénh (CS service): La dich vu trong 46 mỗi đầu cuối được câp phát một kênh riêng và nó toàn quyên sử dụng tài nguyên của kênh này trong thời gian cuộc gọi, tuy nhiên phải trả tiên cho toàn bộ thời gian này dù có truyền tin hay không

Dịch vụ chuyên mạch gói (PS service): Là dịch vụ trong đó nhiêu đâu cuôi cùng chia sẻ một kênh và mỗi đâu cuôi chỉ chiêm dụng tài nguyên của kênh này khi có thông tin cần truyên và nó chỉ phải trả tiên theo lượng tin được truyện trên kênh

1.4 Chuyển mạch ATM và IP

ATM (Asyncronous Transfer Mode: Chế độ truyền dẫn dị bộ) : Là công nghệ thực hiện phân chia thông tin cần phát thành các tế bào 53byte để truyền dẫn và chuyển mạch Một tế bào ATM gồm 5byte tiêu đề (có chứa thông tin định tuyến) và

48byte tải tin (chứa số liệu của người sử dụng)

Chuyển mạch hay Router IP (Internet Protocol): Cũng là một công nghệ thực hiện phân chia thông tin phát thành các gói được gọi là tải tin (Payload) Sau đó mỗi gói được gán một tiêu đề chứa các thông tin địa chỉ cân thiết cho chuyển mạch Trong thông tin di động đo vị trí của đầu cuối di động thay đổi nên cần phải có thêm tiêu đề

bé xung dé dinh tuyén theo vị trí hiện thời của máy di động Quá trình định tuyến này

được gọi là đường truyền ham (Tulnel) Có hai cơ chế để thực hiện điều nay : MIP

(Mobile IP : IP di déng) va GTP (GPRS Tulnel Protocol : giao thicc đường ham

GPRS)

1.5 Kién tric 3G UMTS

UMTS R3 hỗ trợ cả kết nối chuyển mạch kênh lẫn chuyển mạch gói: đến

384Mbit/s trong miền CS và 2Mbit/s trong miền PS Các kết nối tốc độ cao này dam bảo cung cấp một tập các dịch vụ mới cho người sử dụng di động giống như trong các

mạng điện thoại cỗ định và Internet Các dịch vụ này gồm: điện thoại có hình (truyền hình hội nghị), âm thanh chất lượng cao và tốc độ truyền cao tại đầu cuỗi Một tính

năng khác cũng được đưa ra cùng với GPRS là “luôn luôn kết nối” đến Internet

UMTS cũng cung cấp thông tin vi tri tốt hơn và vì thế hỗ trợ tốt hơn các dịch vụ dựa trên vị trí

Một mạng UMTS bao gồm ba phân: thiết bị người sử dụng (UE: User Equipment),

mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS (UTRAN), mạng lối (CN: Core Network)

UE bao gồm 3 thiết bị: thiết bị đầu cuối (TE), thiết bị di động (MT) và modun nhận dang thué bao UMTS (USIM: UMTS Subcriber Identity Module) UTRAN gom các

hệ thong mạng vô tuyến (RNS: Radio Network System) và mỗi RNS bao gồm bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC: Radio Network Conller) và các BTS nối với nó Mạng lõi

CN bao gôm miên chuyển mạch kênh (CS), chuyén mạch gói (PS) và HE (Home

Enviroment: Môi trường nhà) HE bao gồm AuC, HLR và EIR

9

[UE| ,Uu UTRAN lu CN

[Me | — —¬ | Ì, = je / seeasetaplttisetit ema

USIM [[ | [: | Nat B RNC — i SGSN | GGSN | H s

Vì máy đầu cuối bây giờ không chỉ đơn thuần dành cho điện thoại mà còn cung

cấp các dịch vụ dữ liệu mới, nên tên của nó được chuyên thành đầu cuối Đầu cuối hỗ trợ hai giao diện Giao diện Uu định nghĩa liên kết vô tuyến ( giao diện WCDMA )

Nó đảm nhiệm toàn bộ kết nối vat lý với mạng UMTS Giao diện thứ hai là giao diện

Cu gitta UMTS IC card (UICC) va dau cudi Giao dién nay tuan theo tiéu chuẩn cho

các card thông minh

Mac di các nhà sản xuất đầu cuối có rất nhiều ý tưởng về thiết bị, họ phải tuân

theo một tập tôi thiểu các định nghĩa tiêu chuẩn để những người sử đụng bằng các đầu cuối khác có thê truy nhập đến một số các chức năng cơ sở theo cùng một cách

UICC

UMTS IC card 1a mot card thong minh Điều mà ta quan tâm đến nó là dung lượng nhớ và tôc độ xử lý do nó cung câp Ứng dụng USIM chạy trên UICC

USIM

USIM chứa các hàm và dữ liệu cần để nhận dạng và xác thực thuê bao trong mạng

UMTS Nó có thê lưu cả bản sao lý lịch của thuê bao

Người sử dụng phải tự mình xác thực đối với USIM bằng cách nhập mã PIN Điều này đảm bảo răng chỉ người sử dụng đích thực mới truy nhập mạng UMTS Mạng sẽ chỉ cung cấp các dịch vụ cho người nào sử dụng đầu cuối dựa trên nhận dạng USIM được đăng ký

10

1.5.2 Mạng truy nhập vô tuyến UMTS (UTRAN)

UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network : mang truy nhap vo tuyến mặt đất UMTS) lién kết giữa người sử dụng và CN Nó gồm các phần tử đảm bảo các cuộc truyền thông UMTS trên vô tuyến và điều khiển chúng

RNC

RNC (Radio Network Controller : B6 diéu khién mang v6 tuyén) chịu trách nhiệm

cho một hay nhiều trạm gốc và điều khiển các tài nguyên của chúng Đây cũng chính

là điểm truy nhập dịch vụ UTRAN cung cấp cho CN Nó được nối đến CN bằng hai

kết nối, một cho miễn chuyên mạch gói (đến GPRS) và một đến miền chuyển mạch

kénh (MSC)

Một nhiệm vụ quan trọng nữa của RNC là bảo vệ sự bí mật toàn vẹn Sau thủ tục xác thực và thỏa thuận khóa, các khóa bảo mật và toàn vẹn được đặt vào RNC Sau đó các khóa này được sử dụng bởi các hàm an ninh f8 và f9

Nut B

Trong UMTS tram sốc được gọi là nút B và nhiệm vụ của nó là thực hiện kết nối

vô tuyên vật lý giữa đầu cudi với nó Nó nhận tín hiệu bên giao diện Iub từ RNC và chuyên nó vào tín hiệu vô tuyến trên giao diện Uu

cả kết nối PS của tất cả các thuê bao Nó lưu hai kiểu đữ liệu thuê bao : thông tin đăng

ký thuê bao và thông tin vị trí thuê bao

GGSN

GGSN là một SGSN kết nối với các mạng dữ liệu khác Tất cả các cuộc truyền

thông dữ liệu từ thuê bao đên các mạng ngoài đêu qua GGSN Cũng như SGSN, nó lưu cả hai kiêu dữ liệu : thông tin thuê bao và thông tin vị trí

BG

BG là một công giữa miền PS của PLMN với các mạng khác Chức năng của nút này giông như tường lửa Internet: đê đảm bảo mạng an ninh chông lại các tân công bên ngoài

VLR

11

VLR 1a ban sao cua HLR cho mang phuc vu (SN: Serving Network) Di ligu thué

bao can thiét dé cung cấp các dịch vụ thuê bao được sao chép từ HLR và lưu ở đây Cả MSC và SGSN đêu có VLR noi với chúng

MSC

MSC thực hiện các kết nối CS giữa đầu cuối và mạng Nó thực hiện các chức năng

báo hiệu và chuyển mạch cho các thuê bao trong vùng quản lý của mình Chức năng của MSC trong UMTS giống chức năng MSC trong GSM, nhưng nó có nhiều khả

năng hơn Các kết nối CS được thực hiện trên giao diện CS giữa UTRAN và MSC

Các MSC được nối đến các mạng ngoài qua GMSC

Môi trường nhà

Môi trường nhà (HE: Home Environment) lưu các lý lịch thuê bao của hãng khai thác Nó cũng cung câp cho các mạng phục vụ (SN) các thông tin về thuê bao và về cước cần thiết để xác thực người sử dụng và tính cước cho các dịch vụ cug cấp Trong

phan này ta sẽ liệt kê các dịch vụ cung cấp và các dịch vụ bị cắm

HLR

HLR là một cơ SỞ dữ liệu có nhiệm vụ quản lý thuê bao di động Một mạng di

động có thê chứa nhiêu HLR tùy thuộc vào sô lượng thuê bao, dung lượng của từng HLR và tô chức bên trong mạng

AuC

AuC lưu giữ toàn bộ dữ liệu cần thiết để xác thựuc, mật mã hóa và bảo vệ sự toàn

vẹn thông tin cho người sử dụng Nó liên kết với HLR và được thực hiện cùng với HLR trong cùng một nút vật lý Tuy nhiên cần dam bảo rằng AuC chỉ cung cấp thông

tin về các vecto xác thực (AV) cho HLR

EIR

EIR chịu trách nhiệm lưu các số nhận dạng thiết bị di động quốc tế IMEI Đây là

số nhận dạng duy nhất cho thiết bị đầu cuối Cơ sở dự liệu này được chia thành ba

danh mục: danh mục trắng, xám, đen Danh mục trắng chứa các số IMEI được phép

truy nhập mạng Danh mục xám chưa IMEI của các đầu cuối đang bị theo dõi, còn danh mục đen chứa các số IMEI của các đầu cuối bị cắm truy nhập mạng Khi một đầu cuối được thông báo là bị mất cắp, IMEI của nó sẽ bị đặt vào danh mục đen vì thế nó

bị cắm truy nhập mạng Danh mục này cũng có thể được sử dụng để cắm các seri máy

đặc biệt không được truy cập mạng khi chúng không hoạt động theo tiêu chuẩn

1.5.4 Các mạng ngoài

Các mạng ngoài không phải là bộ phận của hệ thống UMTS nhưng chúng cần thiết

dé đảm bảo truyền thông giữa các nhà khai thác Các mạng ngoài có thê là các mạng

điện thoại như: PLMN, PSTN, ISDN hay các mạng dữ liệu như Internet Miễn PS kết

nôi đên các mạng dữ liệu còn miên CS nôi đên các mạng điện thoại

12

1.5.5 Các giao diện

Vai trò của các nút khác nhau của mạng chỉ được định nghĩa thông qua các giao diện khác nhau Các giao diện này được định nghĩa chặt chẽ để các nhà sản xuất có thé kết nối các phần cứng khác nhau của họ

Sự khác nhau cơ bản giữa R3 và R4 là ở mạng lõi (CN) Tại đây chuyển mạch

phân tán và chuyển mạch mềm được đưa vào thay thế cho các MSC truyền thống

Về cơ bản MSC được chia thành các MSC Server và các công phương tiện (MGW) MSC Server chứa tất cả các phần mềm điều khiến cuộc goi va quan ly di dong 6 mot MSC tiêu chuẩn, tuy nhiên nó không chứa ma tran chuyển mạch Ma trận chuyển mạch được nằm trong MGW và được MSC Server điều khiến, có thể đặt ở xa MSC Server

Báo hiệu điều khiển các cuộc gọi chuyển mạch kênh được thực hiện giữa các RNC

và MSC Server Còn đường truyền cho các cuộc gọi chuyên mạch kênh được thực hiện giữa các RNC và MƠOW Thông thường MỚOW nhận các cuộc gọi từ RNC 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 tái thời gian thực (RTP) trên giao thức IP Trên Hình ta thấy lưu lượng số liệu gói từ RNC đi qua SGSN và tới GGSN trên

mạng đường trục IP Như vậy cả số liệu và tiếng đều có thể sử dụng truyền tải IP bên

trong mạng lõi Đây là mạng truyền tải hoàn toàn IP

— 1u-ps -|IMML MU — (cÿ+p/ipy —|MM HM— T" —

IIHI HIU : IIIII lHIlI (IP)

Hình 1.3 Kiến trúc 3G UMTS R4

18

Tai noi ma một cuộc gọi truyén đến một mạng khác (PSTN) sẽ có một công các phương tiện MGW được điều khiến bởi MSC Server công (GMSC Server) MGW nay

sẽ chuyên tiếng thoại được đóng gói thành PCM tiêu chuẩn để đưa đến PSTN Vì thế chuyển đối mã chỉ cần thực hiện ở điểm này Ta giả thiết rằng nếu tiếng thoại ở giao diện vô tuyến được truyền với tốc độ 12,2Kb/s thì tốc độ này phải chuyển thành 64Kb/s ở MGW giao diện với PSTN Truyền tải kiêu này cho phép tiết kiệm đáng kể

độ rộng băng tần, đặc biệt là khi MGW đặt cách xa nhau

Trong nhiều trường hợp MSC Server hỗ trợ các chức năng của GMSC Server Ngoài ra, MGW còn có khả năng giao diện với RAN và PSTN Khi đó cuộc gọi đến

hoặc từ PSTN có thể chuyền thành nội hạt Nhờ vậy có thê tiết kiệm đáng kê đầu tư

Ví dụ ta xét trường hợp khi một RNC được đặt tại thành phố A thực hiện cuộc gọi

nội hạt Nếu không có cấu trúc phân bổ, cuộc gọi cần chuyển từ thành phố A đến thành

phố B (nơi có MSC) để đấu nối với thuê bao PSTN tại chính thành phố A Với cấu

trúc phần bố, cuộc gọi có thể điều khién tai MSC Server 6 thanh phé B nhung đường truyền các phương tiện thực tế có thể vẫn ở thành phố A, nhờ vậy giảm đáng kể yêu cầu truyền dẫn và giá thành khai thác mạng

HLR tại đây có thé duoc goi 1a Server thué bao tai nha (HSS) HSS va HLR có

chức năng tương đương nhau, ngoại trừ giao diện với HSS là giao diện trên cơ sở truyền tải gói Trong khi sử dụng giao diện SS7 dựa trên cơ sở báo hiệu số 7 Ngoài ra còn có các giao diện giữa SGSN với HLR/HSS và giữa GGSN với HLR/HSS

Rất nhiều giao diện được sử dụng bên trong mạng lõi là các giao thức trên cơ sở gói sử dụng IP hoặc ATM Tuy nhiên, mạng phải giao diện với các mạng truyền thống qua việc sử dụng các công phương tiện MGW, Ngoài ra mạng cũng phải giao diện với các mạng S57 tiêu chuẩn Giao diện này được thực hiện thông qua SS7GW Day la công mà ở một phía nó hỗ trợ truyền tái bản tin SS7 trên đường truyền tải SS7 tiêu chuẩn, ở phía kia nó truyền tải các bản tin ứng dụng SS7 trên mạng gói (IP) Các thực

thé nhu MSC Server , GMSC Server và HSS liên lạc với công SS7 (SS7GW) bằng

cách sử dụng các giao thức truyền tải được thiết kế đặc biệt mang các bản tin SS7 ở mạng IP Bộ giao thức này được gọi là Sigtran

1.7 Kiến trúc 34G UMTS Rã

Bước phát triển tiếp theo của 3G UMTS là đưa ra kiến trúc mạng đa phương tiện

IP (Hình ) trong R5 Bước phát triển này thể hiện sự thay đổi toàn bộ mô hình cuộc

gol Ở đây cả thoại và số liệu đều được sử lý giống nhau trên toàn bộ đường truyền từ đầu cuối của của người sử dụng đến nơi nhận cuối cùng Có thể nói kiến trúc này là sự hội tụ toàn diện cả tiếng và sô liệu

Từ hình vẽ ta thay thoại và số liệu không cần các giao diện cách biệt chỉ có một

giao điện lu duy nhất mang tất cả các phương tiện Trong mạng lõi giao diện này kết

cuối tại SGSN và không có MGW riêng

14

Mot nét quan trong cua kiến trúc toàn vẹn IP là thiết bi người sử dụng được tăng

cường rất nhiều, nhiều phần mềm được cài đặt ở UE Trong thực tế, UE hỗ trợ giao thức khởi tạo phiên (SIP) UE trở thành một tác nhân người sử dụng SIP Như vậy UE

có khả năng điều khiến các dịch vụ lớn hơn trước rất nhiều

Chức năng điều khiến trạng thái kết nối (CSCF) quản lý việc thiết lập duy trì và giải phóng các phiên đa phương tiện đến và đi từ người sử dụng Nó bao gồm các chức

năng như phiên dịch và định tuyến CSCF hoạt động như một Server đại diện

SGSN va GGSN 1a phién ban tăng cường của các nút được sử dụng ở GPRS và 3G

UMTS R3 và R4 Điểm khác nhau duy nhất là ở chỗ các nút này không chỉ hỗ trợ dịch

vụ số liệu gói mà cả dịch vụ chuyển mạch kênh (như thoại) Vì thế cần hỗ trợ các khả

năng chất lượng dịch vụ (QoS) hoặc bên trong SGSN và GGSN, hoặc ít nhất là ở các Router kết nối trực tiếp tới chúng

Chức năng tài nguyên đa phương tiện (MRE) là chức năng lập cầu hội nghị, được

sử dụng để hỗ trợ các tính năng như tô chức cuộc gol nhiều phía và dịch vụ hội nghị Cổng báo hiệu truyền tải (TSGW) la mot công báo hiệu SS7, để đảm bảo tương tác SS7 với các mạng tiêu chuẩn ngoài như PSTN TSGW hỗ trợ các giao thức Sigtran

Công báo hiệu chuyên mạng (RSGW) là một nút đảm bảo tương tác báo hiệu với các mạng di động hiện có sử dụng SS7 tiêu chuẩn Trong nhiều trường hợp TSGW và RSGW cùng tôn tại trên một nên tảng

MGW thuc hiện tương tác với các mạng ngoài ở mức đường truyền đa phương

tiện MGW ở kiến trúc R5 có chức năng như ở R4, MGW được điều khiển bởi chức

năng điều khiển cổng các phương tiện (MGCF) Giao thức điều khiến giữa các thực

thể là H.248

MGCTF liên lạc với CSCTF thông qua giao diện SIP

Cấu trúc toàn IP ở R5 là tăng cường của kiến trúc R3 và R4 Nó đưa thêm vào một vùng mới trong mạng, đó là vùng đa phương tiện IP (IMS) Vùng mới này cho phép mang cả thoại và số liệu trên IP, trên toàn tuyến nối đến máy cầm tay Vùng này sử

dụng miễn chuyển mạch gói PS cho mục dich truyén tai str dung SGSN, GGSN, Gn,

Gi 1a c4c nut va giao dién thudc ving PS

1.8 Két Luan

Trong chương này chúng ta đã tìm hiểu một những điều cơ bản nhất về lịch sử phát triển của các hệ thống thông tin di động trên thế giới Đặc biệt chúng ta đi tìm hiểu những nét cơ bản của hệ thông thông tin di động 3G UMTS (R3, R4 và R5), qua

đó giúp chúng ta có cái nhìn tong quan vé hé thong thông tin di động 3G Từ đó làm

cơ sở để chúng ta đi vào một phần nhỏ của hệ thống thống tin đi động trong thực tiến

16

CHƯƠNG II : QUA TRINH LAP DAT TRAM BTS TRONG THUC TE

2.1 Các thành phan cia tram BTS

Ligngning Protection

Lighting Proecton = '— lÁiz ö Wlaáwa Link

brad a Gr FA iar al ce eae

2.2 Các yêu cầu an toàn trong lắp dat tram BTS

2.1.1 Hệ thống tiếp đất, chống sét

Ngoài phòng thiết bị

Đối với trạm dùng cột tự đứng hoặc cột dây niu:

-_ Dây thoát sét từ kim thu sét phải được nối trực tiếp thăng xuống bãi đất, phải kiểm tra thật kỹ tiếp xúc giữa kim thu sét và dây thoát sét Đảm bảo ráng dây thoát sét

không bị đi ngược lên và phải được cố định vào thân cột (mỗi 2m một lần) Ngoài ra,

còn phải đảm báo tách biệt dây thoát sét với phiđơ, cáp RE (nên bỗ trí đi dây thoát sét

đối diện với thang cáp đi phiđơ, cáp RF)

- Dé dam bảo an toàn cho hệ thống, phiđơ phải được tiếp đất ít nhất 3 điểm

e - Điểm thứ nhất : tại vị trí cách điểm nối giữa dây nhảy và phiđơ trên cột

(Lưu ý: Lắp vị trí thanh đất và điểm làm đất cho phiđơ thật linh động sao cho dây tiếp đất cho phiđơ phải đi thăng xuống, hạn chế tối đa bị uốn cong

-_ Cả ba thanh đông tiếp đất, chống sét cho phiđơ nêu trên phải nỗi vào bảng đồng tiếp đất trước lỗ cáp nhập trạm và được nỗi xuống cọc đất

(Lưu ý: Phái làm thêm tiếp đất cho vỏ phiđơ khi chiều dài phiđơ lớn hơn 20m)

Đối với trạm dùng loại cột cóc (pole):

-_ Dây thoát sét của từng cột phải đi thắng và nối với nhau tại một điểm dưới sàn

sân thượng rồi nối thắng trực tiếp xuống bãi đất, sao cho khi có sét đánh ở bất

kỳ cột nào thì sét cũng được thoát xuống đất nhanh nhất

- Phi do phải được làm tiếp đất tại ít nhất 2 điểm:

se - Điểm thứ nhất: tại vị trí cách điểm nối giữa dây nhảy và phiđơ khoảng

; me Bes) a ong bicep:

- _ Phải kiểm tra thật kỹ về nguyên tắc đâu nỗi, thứ tự pha, màu dây theo quy định,

kích cỡ dây theo thiết kế:

e Tiét dién day nguon từ automat điện lực vao automat tổng : 2xl6mm?

e Tiét dién day nguén tir

19

e Tiét dién day nguồn dùng cho máy điều hòa và điện sinh họat (đèn neon,

ỗ căm ) 2x2,5mmm?

° Mau dây theo quy định : màu đen (dây trung tính, N), màu đỏ (dây pha,

L), màu vàng/xanh (dây đất, PE)

Phải đo kiêm hệ thong nguôn AC đạt các chỉ tiêu sau

° Hệ thông nguôn ding 6n 4p Lioa, ti MTP54

Trude 6 ôn áp : Điện áp 220V + 20% (VAC), Tan s6 50+ 5% (Hz)

Sau 6n áp : Điện áp 220V + 5% (VAC), Tan s6 50 + 5% (Hz)

e Hệ thống nguồn không dùng Ổn áp, tủ MP75 (tủ có ôn áp dai rộng)

Dién ap 90 — 285 (VAC) Tan so 50 + 5% (Hz)

Hệ thong nguồn DC :

Kiểm tra cực tính của các thanh 0V và -48V phải tương ứng với cực tính của ắc qui

Cực âm (-) của mỗi tô ắc qui nối vào cầu chì

Cực dương (+) nồi trực tiếp vào thanh đồng trong tủ nguồn

Điện áp ra tủ nguồn DC : (48 - 56V), bình thường là 54 V

Kiểm tra điện áp của các bộ ăc qui : 48 — 55V, bình thường là 54V khi không có tải, 48V khi có tải

Kiểm tra điện áp giữa cực dương (0V) với dây dat (PE) = OV

Tiết diện dây từ tủ nguồn DC cung cấp cho th BTS > 16mm?

Hệ thống điều hòa phải hoạt động tốt trước khi bật thiết bị chạy

2.3 Quá trình lắp dat Indoor (trong nha)

Quy trinh lap dat indoor

Chuẩn bị khu vực lắp đặt

Lắp đặt cầu cáp

Lắp tủ thiết bị BTS

Lắp tủ nguồn DC dự phòng Lắp đặt DF và kết nối cáp Alarm, PCM Kết nối nguồn AC

Kết nối nguồn DC Kết nối vào hệ thống Antena Lắp tiếp đất cho tủ RBS, DF, Anten, tủ nguồn

Hoàn tất kiểm tra và dọn rác

20