Cơ sở lý luận về phát triển mạng viễn thông 4GKhái niệm về mạng viễn thông, dịch vụ viễn thông và mạng 4G Khái niệm về viễn thông và mạng viễn thông Viễn thông- trong tiếng Anh là teleco
Trang 1CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN VỀ TÌNH HÌNH ĐẦU TƯ
VÀ PHÁT TRIỂN MẠNG VIỄN THÔNG
VÀ MẠNG 4G
Trang 2Cơ sở lý luận về phát triển mạng viễn thông 4G
Khái niệm về mạng viễn thông, dịch vụ viễn thông và mạng 4G
Khái niệm về viễn thông và mạng viễn thông
Viễn thông- trong tiếng Anh là telecommunication ( xuấtphát từ tele của tiếng Hy Lạp có nghĩa là xa và communicarecủa tiếng La tinh có nghĩa là thông báo) miêu tả một cáchtổng quát tất cả các hình thức trao đổi thông tin qua mộtkhoảng cách nhất định mà không phải chuyên chở nhữngthông tin này đi một cách cụ thể ( như hình thức thư tín ).Theo nghĩa hẹp hơn thì ngày nay viễn thông được hiểu như làcách thức trao đổi thông tin, dữ liệu thông qua kỹ thuật điện,điện tử và các công nghệ hiện đại khác ( Huurdeman, 2003 )
Theo định nghĩa của Liên minh Viễn thông Quốc tế(International Telecommunication Union- ITU) thì thuật ngữviễn thông chính thức được công nhận vào năm 1932 và được
định nghĩa như sau: “Tất cả việc truyền đi điện báo hay điện
thoại của tín hiệu, chữ viết, hình ảnh và âm thanh bởi đường cáp, sóng phát thanh, các hệ thống khác hoặc các quá trình của sóng điện từ” (ITU- International Telecommunication
Trang 3Convention, 1932) Cho đến nay, Liên minh ITU đã định
nghĩa lại viễn thông là: “Tất cả sự truyền dẫn hoặc nhận tín
hiệu, dấu hiệu, chữ viết, hình ảnh, âm thanh hoặc các dạng thông tin số khác thông qua đường cáp, sóng vô tuyến điện hoặc các phương tiện điện từ khác” Với định nghĩa này, Liên
mình ITU đã định đề truyền dẫn là một yếu tố cơ bản của viễnthông (ITU- Radio Regulations Articles, 2012
Theo luật Viễn thông của Quốc hội khoá XII, số
41/2009/QH12 ngày 23/11/2009 có nêu: “Viễn thông là việc
gửi, truyền, nhận và xử lý ký hiệu, tín hiệu, số liệu, chữ viết, hình ảnh, âm thanh hoặc dạng thông tin khác bằng đường cáp, sóng vô tuyến điện, phương tiện quang học và phương tiện điện từ khác” (Luật Viễn thông Việt Nam, 2009)
Như vậy, định nghĩa về viễn thông của luật Viễn thôngViệt Nam có tính chất lọc và kế thừa của Liên minh Viễnthông Quốc tế, và trong khuôn khổ của luận văn này, ngườiviết sẽ sử dụng định nghĩa viễn thông của ITU làm cơ sở
Theo định nghĩa của Liên minh Viễn thông Quốc tế(International Telecommunication Union- ITU), mạng viễnthông là tập hợp các thiết bị, các kỹ thuật và các thủ tục để
Trang 4các thiết bị kết nối của khách hàng có thể truy cập vào mạng
và trao đổi thông tin hữu ích Các yêu cầu đặt ra cho mạngviễn thông là phải có khả năng cung cấp các đường truyền tốc
độ khác nhau, linh hoạt, có độ tin cậy cao, đáp ứng các loạihình dịch vụ khác nhau (ITU- Radio Regulations Articles,2012)
Theo luật Viễn thông của Quốc hội khoá XII, số41/2009/QH12 ngày 23/11/2009 thì: “Mạng viễn thông là tậphợp thiết bị viễn thông được liên kết với nhau bằng đườngtruyền dẫn để cung cấp dịch vụ viễn thông, dịch vụ ứng dụngviễn thông” (Luật Viễn thông Việt Nam, 2009) Một số địnhnghĩa bổ sung cho mạng viễn thông cũng được nếu rất đầy đủtrong bộ luật, bao gồm:
Mạng viễn thông công cộng là mạng viễn thông dodoanh nghiệp thiết lập để cung cấp dịch vụ viễn thông, dịch
vụ ứng dụng viễn thông cho công chúng nhằm mục đích sinhlợi
Mạng viễn thông dùng riêng là mạng viễn thông do tổchức hoạt động tại Việt Nam thiết lập để cung cấp dịch vụviễn thông, dịch vụ ứng dụng viễn thông cho các thành viên
Trang 5của mạng không nhằm mục đích sinh lợi trực tiếp từ hoạtđộng của mạng.
Mạng nội bộ là mạng viễn thông do tổ chức, cá nhânthiết lập tại một địa điểm có địa chỉ và phạm vi xác định mà
tổ chức, cá nhân đó được quyền sử dụng hợp pháp để phục vụliên lạc nội bộ không nhằm mục đích sinh lợi trực tiếp từ hoạtđộng của mạng
Internet là hệ thống thông tin toàn cầu sử dụng giao thứcInternet và tài nguyên Internet để cung cấp các dịch vụ và ứngdụng khác nhau cho người sử dụng dịch vụ viễn thông
Điểm kết cuối của mạng viễn thông công cộng là điểmđấu nối vật lý thuộc mạng viễn thông theo các tiêu chuẩn, quychuẩn kỹ thuật để bảo đảm việc đấu nối thiết bị đầu cuối vàomạng viễn thông và phân định ranh giới kinh tế, kỹ thuật giữadoanh nghiệp viễn thông và người sử dụng dịch vụ viễnthông
Khái niệm về dịch vụ viễn thông
Theo luật Viễn thông của Quốc hội khoá XII, số41/2009/QH12 ngày 23/11/2009 và một số định nghĩa của các
tổ chức uy tín như ITU và WTO, dịch vụ viễn thông là dịch
vụ gửi, truyền, nhận và xử lý thông tin giữa hai hoặc một
Trang 6nhóm người sử dụng dịch vụ viễn thông, bao gồm dịch vụ cơbản và dịch vụ giá trị gia tăng.
Dịch vụ cơ bản: Là dịch vụ chủ yếu mà các doanhnghiệp viễn thông cung cấp cho thị trường Dịch vụ viễnthông cơ bản bao gồm tất cả các dịch vụ viễn thông công cộng
và cá nhân có liên quan đến việc truyền dẫn dữ liệu giữa 2điểm của thông tin cung cấp bởi khách hàng Một số dịch vụviễn thông cơ bản theo định nghĩa của tổ chức WTO: Dịch vụthoại (cố định, không dây, vệ tinh), dịch vụ truyền dẫn dữ liệuInternet, dịch vụ điện tín, dịch vụ điện báo, dịch vụ nhắn tin
Dịch vụ giá trị gia tăng: Là những dịch vụ ngoài gọinhằm bổ sung, tạo ra những giá trị tăng thêm cho khách hàng,làm cho khách hàng có sự cảm nhận tốt hơn về dịch vụ cơbản Dịch vụ GTGT của mạng thông tin di động là dịch vụtăng thêm giá trị thông tin của người sử dụng dịch vụ bằngcách hoàn thiện loại hình, nội dung thông tin trên cơ sở sửdụng mạng thông tin di động hoặc Internet
Khái niệm về mạng 4G
4G là viết tắt của Fourth Generation- hệ thống công nghệviễn thông di động thế hệ thứ 4, là tiêu chuẩn được công nhậnbởi ITU- Liên minh Viễn thông Quốc tế đối với sự phát triển
Trang 7của công nghệ viễn thông di động vào tháng 3 năm 2008.Hiện có hai hệ thống 4G đã triển khai là chuẩn MobileWiMAX, ra đời lần đầu tiên ở Hàn Quốc vào năm 2007 vàchuẩn LTE, triển khai ở NaUy vào năm 2009.
Công nghệ LTE ( viết tắt của Long- term Evolution)được phát triển bởi tổ chức 3GPP và WirelessMAN-Advanced được phát triển bởi tổ chức IEEE ( Institute ofElectrical and Electronics Engineers) được chọn là tiêu chuẩnchính thức của 4G khi ITU thông qua vào năm 2010 tại Thuỵ
và đa phương tiện đáp ứng nhiều hơn; cải thiện quản lý vàkiểm soát tài nguyên vô tuyến để nâng cao chất lượng dịch vụ
và khả năng mới cho giao diện vô tuyến như các kênh vôtuyến băng rộng và nhiều đầu vào cũng như nhiều đầu ra cho
Trang 8việc sử dụng nhiều anten ở cả máy phát và kết thúc nhận đểcải thiện hiệu suất truyền thông (ITU, 2012)
Các tiêu chuẩn hiện hành về các yêu cầu cho Advanced (ITU, 2010) là:
IMT-Tốc độ dữ liệu đỉnh của 1 Gbps cho tốc độ tải xuống và
500 Mbps cho tải lên
Tải xuống cao nhất quang phổ hiệu quả lên đến 15 bps/
Hz và tải lên cao nhất hiệu quả quang phổ của 6.75 bps / Hzvới một cấu hình ăng ten của 4 x 4 hoặc ít hơn trong tải xuống
và 2 x 4 hoặc ít hơn trong tải lên
Hỗ trợ di chuyển lên đến 350 km/h trong Advanced
IMT-Hệ thống IMT- Advanced sẽ hỗ trợ băng thông khả năng
mở rộng và kết hợp với băng thông truyền dẫn quang phổ hơn40MHz trong tải lên và tải xuống
Đặc điểm của ngành viễn thông và mạng 4G
Đặc điểm của ngành viễn thông
Bản chất của ngành viễn thông là một ngành dịch vụ, dovậy ngành viễn thông có đầy đủ đặc điểm của ngành dịch vụ
Trang 9và có thêm một số đặc điểm riêng biệt chỉ có ở ngành viễnthông
Những đặc điểm chung của ngành dịch vụ có thể kể đếnnhư sau:
Thứ nhất, dịch vụ nói chung mang tính vô hình Khácvới hàng hoá hữu hình, dịch vụ không tồn tại dưới dạng vậtthể mà là kết quả của quá trình tương tác giữa người cung cấp
và người tiêu dùng dịch vụ Với dịch vụ, người tiêu dùngkhông thể cảm nhận được dịch vụ trực tiếp bằng các giácquan thông thường (sờ, nhìn, ngửi, nghe, nếm…) mà chỉ cóthể “trải nghiệm” quá trình phục vụ do người cung cấp dịch
vụ thực hiện
Thứ hai, dịch vụ có tính không đồng nhất Dịch vụ là kếtquả tương tác giữa khách hàng, người cung cấp dịch vụ vàtiện nghi phục vụ nên chất lượng dịch vụ phụ thuộc vào nănglực, trình độ nghiệp vụ của người cung cấp dịch vụ (nhân viênphục vụ), đánh giá chủ quan của khách hàng, tính tiện lợi củatrang thiết bị phục vụ Do dịch vụ có tính vô hình nên cũngkhông thể tiêu chuẩn hoá dịch vụ bằng những thông số kỹthuật như đối với hàng hoá Cùng một loại dịch vụ và tiệnnghi phục vụ nhưng người cung cấp khác nhau thì chất lượng
Trang 10dịch vụ cũng khác nhau, thậm chí cùng một người cung cấp,nhưng mỗi khách hàng lại đánh giá khác nhau về chất lượngdịch vụ Chẳng hạn như trong cùng một tour du lịch có thể cóngười khen mà cũng có người chê (Philip Kotler, 1997)
Thứ ba, dịch vụ có tính không tách rời Quá trình sảnxuất (cung cấp) dịch vụ và tiêu dùng xảy ra đồng thời Trongnền kinh tế hàng hoá, sản xuất hàng hoá tách khỏi lưu thông,phân phối và tiêu dùng Giữa người trực tiếp sản xuất ra hànghoá và người tiêu dùng hàng hoá luôn có những khoảng cáchnhất định về không gian và thời gian Hàng hoá có thể đượclưu kho để dự trữ, có thể vận chuyển đi nơi khác theo nhu cầucủa thị trường Khác với hàng hoá, tiêu dùng dịch vụ diễn rađồng thời với cung ứng dịch vụ Vì thế, trong hoạt động dịch
vụ không có hiện tượng tồn kho hoặc dự trữ sản phẩm dịch
vụ Do không thể lưu giữ được nên dịch vụ không có khảnăng hư hỏng và không thể chuyển quyền sở hữu như đối vớihàng hoá (Philip Kotler, 1997)
Ngoài những đặc điểm chung nói trên thì ngành viễnthông còn có những đặc điểm riêng như:
Trang 11Quá trình sản xuất, kinh doanh viễn thông mang tính dâychuyền:
Đặc điểm của ngành viễn thông là quá trình sản xuất của
nó được phân bổ trên khắp lãnh thổ đất nước, thậm chí ởnhiều quốc gia khác nhau chứ không kết thúc trong một doanhnghiệp, một công ty Để cung cấp dịch vụ viễn thông chokhách hàng cần có sự phối hợp của nhiều đơn vị liên quantrong ngành viễn thông tham gia, mỗi đơn vị thực hiện mộtcông việc nhất định trong dây chuyền cung cấp dịch vụ Từngđơn vị riêng biệt không thể tạo ra được sản phẩm viễn thônghoàn chỉnh, chỉ có thể thực hiện các công việc cần thiết như
xử lý lưu lượng, phục vụ hệ thống truyền mạch, truyền dẫn…
Do vậy, cần phải có các quy định thống nhất về việc khai thácdịch vụ viễn thông, quy trình khai thác, bảo dưỡng thiết bịthông tin, chính sách đầu tư phát triển mạng lưới phù hợp,thống nhất các tiêu chuẩn trên phạm vi một quốc gia và thếgiới
Quá trình sản xuất gắn liền với quá trình tiêu thụ sảnphẩm
Trang 12Dịch vụ viễn thông được sản xuất và tiêu dùng cùng thờiđiểm, nghĩa là quá trình sử dụng không thể tách rời khỏi quátrình sản xuất, hay nói cách khác, hiệu quả của quá trìnhtruyền dẫn thông tin được tiêu dùng ngay trog quá trình sảnxuất Vậy nên, đòi hỏi người tiêu dùng khi sử dụng các dịch
vụ viễn thông phải có mặt tại địa điểm thuộc vùng phủ sónghoặc những nơi có đặt bưu điện Do vậy, cần thiết phải xâydựng được hạ tầng mạng lưới thông tin dày đặc, phủ sóng ởnhiều nơi để phục vụ được nhu cầu sử dụng của khách hàng
Tải trọng không đồng đều theo thời gian và không gianTải trọng là lượng thông tin được truyền đến yêu cầumột trạm thu phát nào đó của doanh nghiệp viễn thông trongmột khoảng thời gian nhất định Ngành viễn thông là ngànhtruyền dẫn thông tin, để quá trình truyền dẫn thông tin có thểdiễn ra cần phải có thông tin, và mọi thông tin đều xuất phát
từ phía khách hàng Như vậy, nhu cầu về truyền dẫn thông tinquyết định sự tồn tại và phát triển của ngành viễn thông.Lượng thông tin phụ thuộc vào nhu cầu truyền dẫn thông tincủa khách hàng Tuy nhiên, nhu cầu truyền dẫn thông tin rất
đa dạng, nó xuất hiện không đồng đều về không gian và thờigian Nhu cầu về truyền dẫn thông tin có thể xuất hiện ở bất
Trang 13kỳ nơi nào, ở đâu có con người thì ở đó có nhu cầu về thôngtin Do vậy, cần bố trí các phương tiện thông tin trên phạm vi
cả nước, bố trí mạng lưới đồng nhất về kỹ thuật, nghiệp vụ đểmạng lưới quốc gia có thể hoà nhập vào mạng lưới quốc tế.Nhu cầu về truyền dẫn thông tin xuất hiện không đồng đềutheo thời gian và phụ thuộc vào nhịp sinh hoạt của xã hội, nhucầu tăng cao vào giờ làm việc của các cơ quan, doanh nghiệp,vào các kỳ báo cáo, các ngày lễ tết…Chính điều này gây ảnhhưởng lớn đến việc tổ chức sản xuất kinh doanh của ngànhviễn thông
Đặc điểm của mạng 4G
Cải thiện tốc độ truyền dữ liệu là yếu tố quan trọng nhất
mà 4G mang lại Về lý thuyết, theo định nghĩa của Liên minhViễn thông Thế giới ( ITU ), 4G có thể tăng tốc độ tải xuốngcủa thiết bị lên đến 100 Mbps khi di chuyển và xấp xỉ đạt 1GBPs trong điều kiện đứng yên
Mạng 4G là mạng thông tin không dây tiên tiến, manglại trải nghiệm kết nối di động băng thông vượt trội so với cácthế hệ trước Mạng 4G có công suất cao hơn, nghĩa là có thể
hỗ trợ một lượng lớn người dùng tại một thời điểm bất kỳ
Trang 14Một trạm phát 3G có thể phục vụ cùng lúc khoảng 60 đến 100người dùng dịch vụ 3G đủ nhanh và đáng tin cậy Tuy nhiên,một tháp 4G LTE có thể phục vụ tới 300- 400 người.
Công nghệ 4G hỗ trợ truyền dữ liệu tốc độ cao hơn, dovậy các ứng dụng đa truyền thông như thoại có hình hay cácđoạn video chạy trên Youtube sẽ mượt hơn Đặc biệt, 4G cókhả năng giảm độ trễ xuống ở mức rất thấp, lý tưởng cho cácdịch vụ đòi hỏi đáp ứng theo thời gian thực
Hiệu suất 4G sử dụng phổ tần cao hơn 3G, cho phépdung lượng dữ liệu truyền lớn hơn Đó là nhờ công nghệ này
đã sử dụng các chương trình mã hoá thông minh hơn, nénđược nhiều hit dữ liệu hơn trong mỗi herzt trên phổ tần số sovới 3G
Hệ thống 4G là mạng lưới IP được thiết kế theo kiến trúcđồng đẳng, có khả năng tự cấu hình bù đắp giữa các thiết bị
để truyền tải thông tin, đáp ứng nhanh hơn cho nhiều ngườidùng đồng thời Tương tự, sự cố mất điện và hỏng thiết bịthường làm tê liệt mạng 3G Nhưng nhờ các cảm biến và phầnmềm tiên tiến, một mạng 4G sẽ tự biết điều chuyển lưu lượng
Trang 15truyền qua các trạm phát khác cho đến khi khắc phục xong sựcố.
Quá trình phát triển của mạng 4G
Việc phát triển hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 4( 4G) là để giải quyết các vấn đề tồn tại trong hệ thống diđộng thế hệ thứ 3 ( 3G) Đó là việc cung cấp các loại hìnhdịch vụ ngày càng đa dạng hơn, từ tín hiệu thoại chất lượngcao sang tín hiệu video độ phân giải cao, các kênh vô tuyến cótốc độ dữ liệu cao Khái niệm 4G được sử dụng rộng rãi chocác hệ thống điện thoại tế bào (cell phone) và bao gồm cáckiểu hệ thống viễn thông truy cập vô tuyến băng thông rộng
Để tiến lên thế hệ thứ 4, mạng thông tin di động không dây đãtrải qua quá trình phát triển từ 1G, 2G, 3G
Mạng thông tin di động 1G
Năm 1980, kỷ nguyên điện thoại di động đã bắt đầu và
kể từ đó truyền thông di động đã trải qua những thay đổi đáng
kể và trải nghiệm những tiến bộ vượt bậc Thế hệ đầu tiên của
hệ thống điện thoại di động sử dụng truyền dẫn analog chodịch vụ thoại Trong năm 1979, các hệ thống di động đầu tiêntrên thế giới được triển khai hoạt động là của Nippon
Trang 16Telephone và Telegraph (NTT) tại Tokyo, Nhật Bản Hai nămsau, kỷ nguyên di động mới tiến vào Châu Âu Hai hệ thốngphổ biến nhất là Nordic Mobile Telephones (NMT) và TotalCommunication Systems Access (TACS) Khác với NMT vàTACS, một số hệ thống tương tự khác cũng đã được giớithiệu trong năm 1980 trên khắp Châu Âu Tất cả các hệ thốngnày cung cấp bàn giao và khả năng chuyển vùng nhưng cácmạng di động không thể hoạt động tương tác giữa các quốcgia Đây là một trong những nhược điểm không thế tránh khỏicủa mạng di động thế hệ đầu tiên (Kumar, 2010)
Mạng thông tin di động 2G
Hệ thống điện thoại di động thế hệ thứ hai (2G) đượcgiới thiệu vào cuối những năm của thập niên 1980 Dịch vụ
dữ liệu tốc độ thấp được triển khai phổ biến tương tự với dịch
vụ thoại truyền thống So với các thế hệ đầu tiên, hệ thống thế
hệ thứ hai (2G) sử dụng công nghệ đa truy nhập số, chẳng hạnnhư TDMA (Time Division Multiple Access) và CDMA(Code Division Multiple Access) Do đó, các hệ thống thế hệđầu tiên, hiệu suất phủ sóng cao hơn, dịch vụ dữ liệu tốt hơn
và chuyển vùng tiên tiến hơn đã được cung cấp bởi hệ thống2G Tại Châu Âu, Global System for Mobile Communications
Trang 17(GSM) đã được triển khai để cung cấp một tiêu chuẩn thốngnhất cho cả khu vực Điều này cho phép các dịch vụ liềnmạch thông qua Châu Âu bằng các phương tiện chuyển vùngquốc tế GSM sử dụng công nghệ TDMA để hỗ trợ nhiềungười dùng (Kumar, 2010)
vi rộng lớn của các dịch vụ cao cấp hơn trong khi đạt đượcdung lượng mạng lớn hơn thông qua cải thiệu hiệu quả quangphổ Dịch vụ bao gồm diện rộng điện thoại bằng giọng nóikhông dây, các cuộc gọi video và dữ liệu không dây băngthông rộng, tất cả trong một môi trường di động Các tínhnăng khác bao gồm HSPA (High Speed Packet Access) với