Nhiệm vụ hàng đầu của các nhà khai thác mạng di động hiện nay là phải xây dựng hệ thống mạng di động theo hướng tích hợp nhiều dịch vụ và phát triển phù hợp với tiến trình chuyển đổi t[r]
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
Nguyễn Ngọc Phương
NGHIÊN CỨU MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
THẾ HỆ MỚI NGN-MOBILE VÀ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG TẠI VIỆT NAM
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Hà Nội - 2007
Trang 2ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
Nguyễn Ngọc Phương
NGHIÊN CỨU MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
THẾ HỆ MỚI NGN-MOBILE VÀ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG TẠI VIỆT NAM
Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật vô tuyến và thông tin liên lạc
Mã số: 2.07.00
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS Nguyễn Cảnh Tuấn
Hà Nội - 2007
Trang 3LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan, bản luận văn này là nghiên cứu của bản thân dưới sự hướng dẫn của PGS TS Nguyễn Cảnh Tuấn Nếu có gì sai phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm
Người làm cam đoan
Nguyễn Ngọc Phương
Trang 41
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
BẢNG DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 3
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 6
MỞ ĐẦU 7
CHƯƠNG 1 9
XU THẾ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 9
1.1 Mạng thông tin di động hiện tại 9
1.1.1 Mạng di động GSM 10
1.1.2 Mạng đa truy cập phân chia theo mã CDMA 15
1.1.3 Sự khác nhau giữa mạng GSM và mạng CDMA 20
1.1.4 Những bất cập của các mạng di động hiện tại 23
1.2 Xu thế phát triển sang NGN-Mobile [7, 9] 23
CHƯƠNG 2 25
MẠNG NGN-MOBILE 25
2.1 Nguyên tắc cấu trúc của mạng NGN-Mobile 25
2.2 Cấu trúc phân lớp của mạng NGN-Mobile 26
2.2.1 Cấu trúc dựa trên Softwitch 29
2.2.2 Cấu trúc dựa trên IMS 32
2.3 Xu hướng chuyển đổi lên mạng NGN-Mobile [2, 3, 7] 38
2.3.1 Xu hướng chuyển đổi từ mạng GSM lên mạng NGN-Mobile [9] 39
2.3.2 Xu hướng chuyển đổi từ mạng CDMA lên mạng NGN-Mobile [9, 10] 44
CHƯƠNG 3 55
KHẢ NĂNG TRIỂN KHAI MẠNG NGN-MOBILE TẠI VIỆT NAM 55
3.1 Cấu trúc mạng NGN-Mobile Việt Nam 55
3.1.1 Mục tiêu xây dựng cấu trúc mạng NGN-Mobile [2, 3] 55
3.1.2 Nguyên tắc xây dựng cấu trúc mạng NGN-Mobile tại Việt Nam [2, 9] 56
3.1.3 Các phương án xây dựng cấu trúc mạng NGN-Mobile tại Việt Nam 60
3.2 Kết nối mạng NGN-Mobile với các mạng khác 64
3.2.1 Kết nối mạng NGN-Mobile với mạng GSM (3GPP-ETSI TS 29.162) 64
3.2.2 Kết nối mạng NGN-Mobile với mạng PSTN (3GPP-ETSI TS 29.163) 65
3.2.3 Kết nối mạng NGN-Mobile với mạng NGN-cố định 66
Trang 52
3.3 Lộ trình triển khai mạng NGN-Mobile tại Việt Nam 67
3.3.1 Lộ trình triển khai mạng NGN-Mobile từ mạng GSM 67
3.3.2 Lộ trình triển khai mạng NGN-Mobile từ mạng CDMA 69
KẾT LUẬN 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO 73
Trang 63
BẢNG DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
3G-1X EV-DO 3rd Generation
Evolution-Data Only 3G 1x Phát triển - Tối ưu hóa dữ liệu
3G-1X EV-DV 3rd Generation
Evolution-Data and Voice
3G 1x Phát triển - Tối ưu hóa dữ liệu
và tiếng nói
ATM Asynchronous Transfer
Mode
Phương thức truyền không đồng bộ
ADSL Asynmetric Digital
Subscriber Line Đường truyền thuê bao số
AMG Access Media Gateway Trạm cổng truy nhập
API Application Program
Interface Giao diện chương trình ứng dụng
BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc
BTS Base Transmission System Trạm thu phát gốc
CDMA Code-Division Multiple
Access
Truy cập đa luồng phân chia theo
mã
CdmaOne CDMA for 2G CDMA sử dụng trong mạng 2G
Signalling Báo hiệu kênh liên kết
CCS7 Common Channel Signalling
CSCF Call Session Control
Function
Chức năng điều khiển phiên của cuộc gọi
DSL Digital Subscriber Line Đường truyền thuê bao số
GSM Global System for Mobile
Communication
Hệ thống dùng chung cho mạng
di động
GPRS General Packet Radio
Service Dịch vụ vô tuyến gói chung
Trang 74
GGSN Gateway GPRS Service
Node
Điểm trung gian kết nối dịch vụ GPRS
HSS Home Subscriber Server Máy chủ quản l ý thuê bao
HLR Home Location Register Bộ ghi địa chỉ thường trú
IPv4 IP Version 4 Giao thức IP phiên bản 4
IPv6 IP Version 6 Giao thức IP phiên bản 6
ISDN Integrated Services Digital
Network Mạng số dịch vụ tích hợp
IMS Internet Protocol Mutimedia
Subsystem
Hệ thống hỗ trợ Multimedia giao thức Internet
IM-SSF IP Mutimedia Service
Switching Function
Chức năng chuyển mạch dịch vụ Multimedia giao thức Internet
ITU International Telecommunication Union Hiệp hội viễn thông quốc tế
MMD Multi Media Domain Miền đa phương tiện
MPLS Multi Protocol Label Switch Chuyển mạch nhãn đa giao thức
MG Media Gateway Cổng giao tiếp thiết bị
MGCP Media Gateway Control
Protocol Giao thức điều khiển MG
MPLS MultiProtocol Label Switch Chuyển mạch nhãn đa giao thức
MSC Mobile Switching Center Trung tâm chuyển mạch di động
NGN Next Generation Network Mạng thế hệ mới
PBX Private Branch Exchange Tổng đài chi nhánh
PDSN Packet Data Serving Node Điểm dịch vụ dữ liệu
PSTN Public Switched Telephone
Network
Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng
PSD Packet Switched Data Dữ liệu chuyển mạch gói
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến
SCM Session Control Manager Quản l ý điều khiển phiên
SGSN Serving GPRS Service Node Điểm dịch vụ GPRS
Trang 85
STP Signal Transfer Point Điểm truyền tín hiệu
SIGTRAN SIGnalling TRANsport Truyền tín hiệu
SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên
TCP Transfer Control Protocol Giao thức điều khiển truyền
TDM Time Division Multiplex Ghép kênh phân chia theo thời
gian
UMTS Universal Mobile
Telecommunications System
Hệ thống viễn thông di động toàn cầu Công nghệ 3G
UTRAN UMTS Terrestrial Radio
Access Network
Mạng truy nhập vô tuyến dành cho UMTS
VoIP Voice over Internet ProtocolGiao thức truyền tiếng nói qua
mạng Internet
VOD Video On Demand Video theo yêu cầu
VLR Visitor Location Register Bộ ghi địa chỉ tạm trú
Trang 96
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Cấu trúc tổng quan mạng GSM 11
Hình 1.2: Các thành phần của mạng GSM 12
Hình 1.3: Cấu trúc tham chiếu cơ bản của 3GPP R99 (Nguồn: 3GPP) 15
Hình 1.4: Cấu trúc tổng quan mạng CDMA 19
Hình 2.1: Cấu trúc phân lớp của mạng NGN - Mobile 27
Hình 2.2: Khái niệm Softswitch 30
Hình 2.3: Cấu trúc phân lớp chức năng của Softswitch so với cấu trúc của tổng đài chuyển mạch kênh truyền thống 31
Hình 2.4: Kiến trúc tham chiếu R00 (R4 và R5) (Nguồn: 3GPP) 35
Hình 2.5: Kiến trúc phân lớp chức năng của IMS 36
Hình 2.6: Cấu trúc tham chiếu cơ bản của 3GPP R99 (Nguồn: 3GPP) 41
Hình 2.7: Kiến trúc tích hợp theo R00 (R4/R5) 43
Hình 2.8: Kiến trúc mạng UMTS trong tương lai 44
Hình 2.9: Hệ thống CDMA2000 1X 47
Hình 2.10: Cấu trúc mạng lõi CDMA2000 theo hướng NGN 53
Hình 2.11: Tiến trình phát triển mạng lõi CDMA2000 theo hướng NGN 53
Hình 3.1: Mô hình triển khai mạng NGN-Mobile 58
Hình 3.2: Mô hình kết nối mạng NGN-Mobile với mạng GSM 65
Hình 3.3: Mô hình kết nối mạng NGN-Mobile với mạng PSTN 66
Hình 3.4: Mô hình kết nối mạng NGN-Mobile với mạng NGN-cố định 67
Hình 3.5: Mô hình mạng NGN-Mobile theo hướng WCDMA 69
Hình 3.6: Mô hình mạng NGN-Mobile theo hướng CDMA2000 71
Trang 107
MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, mạng di động của Việt Nam phát triển rất nhanh chóng cả về qui mô và chất lượng dịch vụ Nhiệm vụ hàng đầu của các nhà khai thác mạng di động hiện nay là phải xây dựng hệ thống mạng di động theo hướng tích hợp nhiều dịch vụ và phát triển phù hợp với tiến trình chuyển đổi trên thế giới
Để đáp ứng nhu cầu của một nền kinh tế mở, việc đầu tiên là phải gắn vai trò phương tiện giao tiếp với nhiệm vụ mở rộng giao thương kinh tế của các vùng miền Trong đó, ngành Bưu chính Viễn thông có vai trò làm cầu nối các vùng miền kinh tế với thế giới bên ngoài Các mạng thế hệ tiếp theo NGN dự báo một sự chuyển đổi từ mục tiêu “một mạng, một dịch vụ” sang cung cấp nhiều dịch vụ trên một mạng duy nhất Dựa trên giao thức Internet (IP), sự chuyển đổi NGN dựa trên việc mở rộng các mạng băng rộng, thoại qua IP (VoIP) tăng, hội tụ di động cố định và tivi IP (IPTV) Những mạng mới này đang được xây dựng nhờ sử dụng một số công nghệ, bao gồm không dây và di động, sợi quang và cáp, hoặc nhờ việc nâng cấp thành các đường dây đồng hiện nay Trong khi đó, một số các nhà khai thác đang tập trung vào việc nâng cấp các mạng lõi hoặc truyền tải thành NGN, một số nhà khai thác khách đang đảm bảo các mạng truy nhập của họ có thể đến tận người sử dụng cuối
Về xây dựng mạng lưới NGN cố định, năm 2004, VNPT đã hoàn tất triển khai một mạng NGN phục vụ cho truyền dẫn liên tỉnh Hiện tại đơn vị quản lý và khai thác mạng lưới NGN này là công ty Viễn Thông Liên Tỉnh - VTN Các dịch vụ
do mạng NGN mang lại hiện tại có thể thấy đó là: dịch vụ giải trí bình chọn 1900, 1800; các dịch vụ mạng riêng ảo nội hạt và liên tỉnh
Theo kế hoạch, cuối năm 2008 VNPT sẽ hoàn thành triển khai toàn bộ mạng lưới NGN cố định, bao gồm: hoàn tất phần mạng lõi dựa trên công nghệ IP và mở rộng phần truy nhập tới mạng nội hạt Việc hoàn tất triển khai NGN sẽ giúp cho VNPT giảm chi phí đầu tư mở rộng mạng lưới, giảm chi phí vận hành khai thác và bảo dưỡng Các dịch vụ trên nền NGN mà VNPT sẽ mang lại là băng rộng, chất lượng cao như: điện thoại IP, truyền dữ liệu tốc độ cao, dịch vụ video theo yêu cầu, truyền hình Internet
Trang 1173
TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT
1 Nguyễn Phạm Anh Dũng (1999), Thông tin di động GSM, NXB Bưu điện, Hà
Nội
2 Ngô Mỹ Hạnh (2006), Mạng thế hệ sau và tiến trình chuyển đổi, NXB Bưu điện,
Hà Nội
3 Thanh Hiếu, Phương Phương (2005), Các dịch vụ mạng thế hệ sau - Công nghệ
và chiến lược,, NXB Bưu điện, Hà Nội
4 Dương Văn Thành (2006), Chuyển mạch mềm và ứng dụng trong mạng viễn thông thế hệ sau, NXB Bưu điện, Hà Nội
TIẾNG ANH
5 Dr Jonathan Castro (2001), The UMTS Network and Radio Access Technology, John
Wiley & Sons, Ltd, England
6 Jjyh-Cheng Chen, Tao Zhang (2004), IP-Based Next-Generation Wireless Networks,
John Wiley & Sons, Inc England
7 Juha Korhonen (2001), Introduction to 3G Mobile Communications, Artech House, Inc,
British
8 Miikka Poikselka, Georg Mayer, Hisham Khartabil and Aki Niemi (2004), The IMS IP Multimedia Concepts and Services in the Mobile Domain, John Wiley &
Sons, Ltd, England
9 M.R Karim And M Sarraf (2002), W-CDMA and cdma2000 for 3G Mobile Networks,
McGraw-Hill company, USA
10 Qualcomm Incorporated (2002), CDMA 120 - cdmaOne and CDMA2000 Concepts and Terminology, USA
11 Tapio Kaijanen (2002), NGN & 3G, ETSI bids for the future, ETSI Board
member, USA