Tốc độ trải phổ 3.84 mc s là gì năm 2024
|
1.1 Giới thiệu về công ty Tổng Công ty Viễn thông quân đội (tên viết tắt là: Viettel), tiền thân là Tổng Công ty Điện tử thiết bị thông tin đƣợc thành lập năm 1989 trực thuộc Bộ Quốc phòng. Tổng Công ty ra đời với nhiệm vụ đảm bảo thông tin liên lạc nhằm củng cố quốc phòng – an ninh và đáp ứng nhiệm vụ phát triển kinh tế của đất nƣớc với nhiều ngành nghề, lĩnh vực đƣợc triển khai trên toàn quốc và vƣơn ra thị trƣờng quốc tế. Chi nhánh Viettel Đức Trọng (tỉnh Lâm Đồng) đƣợc hình thành năm 2004 trên chiến lƣợc mở rộng quản lý mạng viễn thông quân đội đến từng địa phƣơng. Công ty là đơn vị kinh doanh các dịch vụ viễn thông với chủ trƣơng “Đi tắt đón đầu, tiến thẳng vào công nghệ hiện đại” , xây dựng các công trình điện và viễn thông, bảo dƣỡng và sửa chữa nhà trạm viễn thông, ứng cứu thông tin trạm BTS… 1.2 Cơ cấu tổ chức bộ máy công ty 1.2.1 Ban giám đốc Anh Nguyễn Tiến Dũng (Giám đốc), anh Nguyễn Minh Hiếu (Phó giám đốc). Chịu trách nhiệm trƣớc Tổng công ty về kết quả hoạt động sản xuất kinh doanh và quản lý toàn bộ các lĩnh vực của Chi nhánh. Thực hiện công tác Đảng, CHƢƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CƠ SỞ THỰC TẬP Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2 công tác chính trị của Chi nhánh, quan hệ với chính quyền địa phƣơng, các doanh nghiệp có liên quan để phối hợp thực hiện các nhiệm vụ đề ra. Trực tiếp chỉ đạo các phòng ban của Chi nhánh. 1.2.2 Phòng kỹ thuật Chịu trách nhiệm quản lý: Anh Nguyễn Minh Hiếu (phó giám đốc). Phòng kỹ thuật có nhiệm vụ phát triển mạng lƣới BTS, ADSL & PSTN. Quản lý toàn bộ tài sản, thiết bị, hạ tầng mạng lƣới trên địa bàn. Có chức năng khảo sát thiết kế và lập dự toán các dự án ADSL, PSTN triển khai lắp đặt và xử lý sự cố cho thuê bao ADSL và PSTN. Tổ chức các hoạt động nghiệp vụ, kỹ thuật nghiệp vụ theo quy trình và quy định của công ty. 1.2.3 Phòng tài chính kế toán Chịu trách nhiệm quản lý: Chị Nguyễn Thị Lan Anh. Thực hiện nhiệm vụ hạch toán, ghi chép theo chế độ tài chính kế toán, Xây dựng kế hoạch và quản lý thu chi của Chi nhánh theo đúng quy trình và định của Tổng công ty. 1.2.4 Phòng tổng hợp Quản lý lao động của Chi nhánh, thực hiện các công tác hành chính: văn thƣ, bảo mật, quản lý xe, quản lý văn phòng,… 1.2.5 Phòng NOC Giám sát cảnh báo, trạng thái hoạt động của các thiết bị viễn thông (trạm BTS, DSLAM, PSTN, node quang truyền dẫn) và follow up các cảnh báo cho đến khi kết thúc. Điều hành việc khắc phục, sửa chữa các thuê bao A, P và KHDN. Tổng hợp báo cáo tình hình hàng ngày/ tuần/ tháng nội dung các sự cố cho Ban giám đốc. 1.2.6 Đội quản lý khai thác hạ tầng. Có nhiệm vụ bảo trì, bảo dƣỡng, sữa chữa nhà trạm, thiết bị BTS, truyền dẫn ADSL & PSTN, mạng cáp và các thiết bịu phụ trợ. Kịp thời ứng cứu thông tin khi có sự cố xảy ra đảm bảo thông tin thông suốt. Chịu trách nhiệm về chất lƣợng, tình trạng hoạt động của các thiết bị, nhà trạm, tuyến cáp đƣợc giao quản lý bảo dƣỡng. Đảm bảo an toàn, an ninh nhà trạm đƣợc phân công phụ trách. CHƢƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CƠ SỞ THỰC TẬP Báo cáo thực tập tốt nghiệp 3 CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VIỄN THÔNG QUÂN ĐỘI VIETTEL Tổng quan về mạng di động, mạng truyền dẫn, mạng ADSL và mạng PSTN đƣợc triển khai phân cấp tại chi nhánh Viettel Đức Trọng. 2.1 Mạng di động Viettel. 2.1.1 Sơ đồ cấu trúc mạng di động Viettel. Mạng di động của Viettel có thể chia làm 4 lớp sau: - Lớp người dùng: Thiết bị đầu cuối ngƣời dung, thiết bị di động… - Lớp truy cập: Gồm các trạm BTS, BSC (2G), NodeB, RNC (3G). - Lớp lõi: Gồm các khối chuyển mạch MSC+MGW các nút hỗ trợ GPSR (SGSN, GGSN), HLR, STP… - Lớp ứng dụng: Các chƣơng trình ứng dụng trên mạng di động nhƣ OCS, SMS, MCA, BGM… Sơ đồ cấu trúc mạng Viettel đƣợc thể hiện sơ lƣợc qua mô hình cấu trúc dạng lớp sau: Hình 2.1: Mạng di động Viettel 2.1.2 Chức năng của các thành phần trong mạng di động Viettel. 2.1.2.1 Lớp ngƣời dùng (Terminal layer) Thiết bị di động và đầu cuối ngƣời dùng 2.1.2.1.1 ME (2G): Đây là máy điện thoại di động, kết nối với BTS qua giao diện Um. CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VIỄN THÔNG QUÂN ĐỘI VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 4 2.1.2.1.2 UE (3G): Đây không chỉ là điện thoại di động mà còn có thể là các thiết bị đầu cuối truy nhập internet nhƣ Modem (Dcom 3G, homegateway), kết nối với NodeB qua giao diện Iu. 2.1.2.2 Lớp truy nhập (Access service layer) 2.1.2.2.1 BTS (2G) Chức năng: BTS thực hiện nhiều chức năng nhƣ: Thu phát vô tuyến, ánh xạ kênh logic vào kênh vật lý, mã hoá/giải mã… Kết nối BSC qua giao diện Abis. Tần số sử dụng 900Mhz hoặc 1800Mhz. 2.1.2.2.2 BSC Là khối chức năng điều khiển, giám sát các BTS, quản lý tài nguyên vô tuyến trong hệ thống, thực hiện một số chức năng nhƣ: - Quản lý một số trạm BTS. - Quản lý mạng vô tuyến: Xử lý các bản tin báo hiệu, điều khiển…. - Quản lý kênh vô tuyến: Ấn định, khởi tạo, giải phóng kênh vô tuyến. - Quản lý chuyển giao. - Tập trung lƣu lƣợng - Kết nối với MSC qua giao diện A, sử dụng giao thức BSSAP cho dịch vụ thoại. BTS kết nối đến SGSN qua giao diện Gb cho dịch vụ data. 2.1.2.2.3 NodeB (3G) Chức năng: NodeB thực hiện một số chức năng nhƣ: Quản lý tài nguyên vô tuyến, điều khiển công suất sao cho tín hiệu nhận đƣợc từ các đầu cuối ngƣời dung là tƣơng đƣơng… Kết nối với RNC qua giao diện Iu bằng mạng Metro Ethenet hoặc IP trên SDH. Tần số: 2110Mhz – 2170Mhz. 2.1.2.2.4 RNC RNC thực hiện một số chức năng sau: Quản lý một số NodeB và điều khiển các tài nguyên của chúng nhƣ: Cấp phát, giải phóng kênh, cấp phát tài nguyên. Một nhiệm vụ quan trọng nữa của RNC là bảo vệ sự bí mật và toàn vẹn. Sau thủ tục nhận thực và thoả thuận khoá, các khoá bảo mật và toàn vẹn đƣợc đặt vào RNC. RNC kết nối với nhau qua giao diện Iub. RNC đƣợc nối đến lớp lõi bằng hai kết nối, một kết nối tới MGW – MSC Server bằng giao diện Iu-CS (luồng thoại) và một kết nối đến SGSN bằng giao diện Iu-PS (luồng data). 2.1.2.3 Lớp lõi (Connectiviy sevice layer) 2.1.2.3.1 MSC (MGW+MSC Server) MSC có trách nhiệm kết nối và giám sát cuộc gọi đến MS và từ MS đi. Có nhiều chức năng đƣợc thực hiện trong MSC nhƣ: - Quản lý di động. CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VIỄN THÔNG QUÂN ĐỘI VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 5 - Quản lý chuyển giao. - Xử lý cuộc gọi. - Xử lý tính cƣớc. - Tƣơng tác mạng (IWF – Internet Working Function): G-MSC. Các MSC có giao diện kết nối với các BSC, RNC qua các luồng STM1 hoặc các luồng GE (IP), Giao diện báo hiệu của MSC với BSC sử dụng giao thức BSSAP. Giao diện kết nối MSC với các thành phần mạng core khác nhƣ MSC khác, STP, HLR, GMSC… bằng các giao diện IP trên mạng MPBN, các giao thức sử dụng gồm SCCP, ISUP, MAP, CAP của báo hiệu số 7. 2.1.2.3.2 SGSN Là nút chính trong miền chuyển mạch gói, chịu trách nhiệm cho tất cả các kết nối PS của tất cả các thuê bao. SGSN chứa thông tin đăng ký thuê bao và thông tin vị trí thuê bao. Kết nối đến BSC qua giao diện Iu-CS dành cho thoại, kết nối đến RNC qua giao diện Iu-PS, kết nối với HLR/Auc qua giao diện Gr (sử dụng báo hiệu MAP) và kết nối với GGSN qua giao diện Gn+. 2.1.2.3.3 GGSN Là một nút cổng dữ liệu giữa mạng PS kết nối với mạng internet, các dữ liệu truyền từ thuê bao ra mạng ngoài đều qua GGSN. GGSN cũng chứa thông tin đăng ký và thông tin vị trí thuê bao. Giao diện kết nối đến mạng internet qua router P của mạng Internet. 2.1.2.3.4 GMSC Là MSC có chức năng cổng để nối ra các mạng ngoài nhƣ PSTN. Tổng đài GMSC có giao diện kết nối với ngoại mạng cho cả di động và cố định qua giao diện kết nối là các STM1. Các giao diện này sử dụng ISUP báo hiệu số 7. GMSC kết nối tới MSC sử dụng giao thức báo hiệu nhƣ: MAP, ISUP, kết nối đến HLR/AuC sử dụng giao thức báo hiệu MAP, kết nối tới tổng đài quốc tế IGW. 2.1.2.3.5 HLR/AuC Là cơ sở dữ liệu thông tin về thuê bao và nhận thực thuê bao. HLR/AuC kết nối đến GMSC qua giao diện C (dung báo hiệu MAP). Ngoài ra, HLR còn kết nối đến VLR (Vistor Location Register - Bộ định vị khách) qua giao diện D (sử dụng báo hiệu MAP). HLR/AuC lƣu giữ các thông tin nhƣ: - Các số nhận dạng IMSI, MSISDN. - Các mã khoá các chân Ki. - Các thông tin về thuê bao. - Danh sách các dịch vụ mà MS đƣợc/hạn chế sử dụng. - Số hiệu VLR đang phục vụ MS. 2.1.2.3.6 STP (Signaling Tranfer Point - Điểm trung chuyển báo hiệu) CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VIỄN THÔNG QUÂN ĐỘI VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 6 Chức năng chính của STP là chuyển tiếp các bản tin báo hiệu (hay chức năng định tuyến báo hiệu). STP là một bộ chuyển mạch gói hoạt động nhƣ một hub gửi các bản tin báo hiệu tới các STP, SCP hay SSP khác. STP định tuyến các bản tin thông qua việc kiếm tra thông tin định tuyến đƣợc gắn kèm với mỗi bản tin báo hiệu và gởi chúng tới điểm báo hiệu cần thiết. Thay vì các node mạng lõi đấu nối báo hiệu trực tiếp với nhau tao ra một mạng mesh phức tạp, STP sẽ đóng vai trò node trung tâm trong mạng báo hiệu, quản lý mạng báo hiệu trong sáng hơn. - Mạng CS cho các cuộc gọi về thoại: UE NodeB RNC MSC Server … - Mạng PS cho các cuộc gọi về data: UE NodeB RNC SGSN GGSN Mạng Inernet. 2.1.2.4 Lớp ứng dụng (Service management layer) Thực hiện chức năng là giao diện kết nối giữa các mạng khác nhau, cung cấp các dịch vụ trên nền di động nhƣ OSC, MCA, BGM, CRBT… - OCS: Hệ thống tính cƣớc thuê bao trả trƣớc. - SMSC: Hệ thống tin nhắn. - MCA Hệ thống cảnh báo cuộc gọi nhỡ. - BGM: Hệ thống nhạc nền. - CRBT: Hệ thống nhạc chuông chờ. 2.2 Mạng truyền dẫn Viettel. 2.2.1 Sơ đồ cấu trúc mạng truyền dẫn Viettel. Sơ đồ mạng truyền dẫn Viettel đƣợc cho nhƣ hình sau: Hình 2.2: Mạng truyền dẫn Viettel. CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VIỄN THÔNG QUÂN ĐỘI VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 7 2.2.2 Chức năng của các thành phần trong mạng truyền dẫn Viettel. Mạng truyền dẫn là hạ tầng truyền tải thông tin cho các mạng viễn thông khác nhƣ: Mạng IP, A/P/F, Mobile… Nó cung cấp các đƣờng kết nối từ BTS – BSC, NodeB – RNC, DSLAM – Site Router, giữa các core vùng về trung tâm, giữa các khu vực với nhau… Mạng truyền dẫn của Viettel cung cấp các kênh: E1 (2Mbps), E3 (45Mbps), STM-1 (155.52 Mbps), STM-4 (622Mbps = 4 x STM-1), STM-16 (2.5 Gbps = 4 x STM-4); các kênh Fast Ethenet (2,4,6,8…100 Mbps). Mạng truyền dẫn của Viettel đƣợc chia làm 4 lớp: - Lớp trục quốc gia (National Backbone Layer). - Lớp lõi hay còn gọi là lớp liên tỉnh (Core Layer). - Lớp hội tụ hay còn gọi là lớp nội tỉnh (Convergence Layer). - Lớp truy nhập (Access Layer). 2.2.2.1 Lớp trục quốc gia. - Công nghệ DWDM dung lƣợng cao - Dung lƣợng N x STM-64. - Độ phủ: Đƣờng trục Bắc – Nam (HNI-HCM), các vòng ring quốc tế. - Độ dài: Từ SLA đến CTO. - Chức năng: Kết nối lƣu lƣợng các vùng miền, truyền tải dịch vụ Bắc – Nam, kết nối các hƣớng đi Quốc tế. 2.2.2.2 Lớp lõi - Công nghệ: Quy hoạch sử dụng công nghệ DWDM. - Dung lƣợng: 400 Gbps (hiện tại chỉ dung 50 Gbps). - Độ phủ: Nội hạt các thành phố lớn (HNI,DNG,HCM), các vòng ring liên tỉnh. - Cơ chế bảo vệ: MSP ring, SNCP. - Quy hoạch mức bảo vệ: 1+3. - Chức năng: Tập trung lƣu lƣợng dịch vụ các Tỉnh, chuyển tải về các trung tâm dịch vụ tại các thành phố Hà Nội, Đà Nẵng, Hồ Chí Minh. 2.2.2.3 Lớp hội tụ - Công nghệ: SHD. - Dung lƣợng: STM-16 trở lên. - Độ phủ: Nội hạt các thành phố, các tuyến liên huyện, thị xã. - Cơ chế bảo vệ: PSP ring, SNCP. - Mức bảo vệ: 1+1. - Chức năng: Kết nối lớp lõi và lớp truy cập, chuyển tải lƣu lƣợng dịch vụ từ lớp truy nhập lên lớp lõi. 2.2.3.4 Lớp truy nhập - Công nghệ: SDH. - Dung lƣợng: STM-1, STM-4. - Cơ chế bảo vệ: PP, SNCP CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VIỄN THÔNG QUÂN ĐỘI VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 8 - Chức năng: Là lớp trực tiếp kết nối với các node accsess của các mạng dịch vụ (BTS/NodeB, DSLAM, PSTN, khách hang thuê kênh…) 2.3 Mạng Viettel Internet. 2.3.1 Sơ đồ cấu trúc mạng Viettel Internet. Mạng Internet của Viettel đƣợc mô tả dƣới dạng phân lớp nhƣ sau: Hình 2.3: Mạng Internet Viettel. 2.3.2 Chức năng của các thành phần trong mạng Internet Viettel. - DSLAM: Tập trung dữ liệu của các thuê bao - Site Router: o Kết nối đến DSLAM, NodeB, các khách hang dịch vụ cáp quang và chuyển dữ liệu từ các phần đó lên mạng lõi. o Dùng công nghệ: MPLS, BGP. - Core xã, Core huyện, Core tỉnh, Core khu vực: o Tập trung lƣu lƣợng từ lớp dƣới và chuyển lên lớp trên. o Định tuyến dữ liệu. CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VIỄN THÔNG QUÂN ĐỘI VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 9 - Router P: Dùng để chuyển mạch nhanh giữa các vùng, các khu vực; kết nối sang phần chuyển mạch gói của lớp Core di động. - BRAS: Dùng để quản lý địa chỉ, tính cƣớc, điều khiển bảo mật… 2.4 Mạng Viettel PSTN. 2.4.1 Sơ đồ cấu trúc mạng PSTN của Viettel. Hình 2.4: Mạng PSTN Viettel. 2.4.2 Chức năng của các thành phần trong mạng PSTN. - DLU: Dùng để tập trung lƣu lƣợng các thuê bao. - Host: Là một dạng tổng đài trung chuyển lƣu lƣợng trong nội tỉnh. - Tadem: Dùng để chuyển lƣu lƣợng của các thuê bao liên tỉnh. Với các tỉnh trừ HNI và HCM, Tadem cũng dung để trung chuyển lƣu lƣợng trong nội tỉnh. - TOLL: Dùng để chuyển lƣu lƣợng giữa các khu vực nhƣ từ HNI đến DNG. CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VIỄN THÔNG QUÂN ĐỘI VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2.5 10 Sơ đồ kết nối tổng thể mạng viễn thông Viettel theo cấu trúc phân lớp. 2.5.1.1 Sơ đồ kết nối. Sơ đồ kết nối thể hiện mối liên hệ giữa các mạng với nhau. Hình 2.5: Tổng thể mạng viễn thông Viettel. 2.5.1.2. Một số luồng lƣu lƣợng. 2.5.1.2.1 Di động Viettel ↔ Cố định Viettel - Trƣờng hợp cùng khu vực: Di động ↔ BTS/NodeB ↔ MSC ↔ GMSC ↔ TOLL ↔ Tadem ↔ Host ↔ Cố định. - Trƣờng hợp khác khu vực: Di động ↔ BTS/NodeB ↔ MSC ↔ GMSC(1) ↔ TOLL(1) ↔ TOLL(2) ↔ Tadem(2) ↔ Host(2) ↔ Cố định. 2.5.1.2.2 Di động Viettel ↔ Homephone Viettel. CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VIỄN THÔNG QUÂN ĐỘI VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 11 Trƣờng hợp cùng khu vực - Trƣờng hợp cùng MSC: Di động ↔ BTS ↔ BSC ↔ MSC ↔ BSC ↔ BTS ↔ Homephone. - Trƣờng hợp khác MSC: o Tổng đài chuyển mạch mềm sử dụng công nghệ IP: Di động ↔ BTS ↔ BSC ↔ MSS ↔ MSS# ↔ BSC ↔ BTS ↔ Homephone. o Tổng đài chuyển mạch mềm sử dụng công nghệ TDM: Di động ↔ BTS ↔ BSC ↔ MSC ↔ GMSC ↔ MSC# ↔ BSC ↔ BTS ↔ Homephone. 2.5.1.2.3 Di động Viettel ↔ Di động mạng khác. Di động Viettel ↔ BTS ↔ BSC ↔ MSC ↔ GMSC Viettel ↔ GMSC mạng khác ↔ MSC ↔ BSC ↔ BTS ↔ Di động mạng khác. 2.5.1.2.4 Di động Viettel ↔ Cố định mạng khác. Di động Viettel ↔ BTS ↔ BSC ↔ MSC ↔ MSC Viettel ↔ TOLL Viettel ↔ TOLL mạng khác ↔ Tadem ↔ Host ↔ Cố định mạng khác. 2.5.1.2.5 Cố định Viettel ↔ Cố định mạng khác. Cố định Viettel ↔ Host ↔ Tadem ↔ TOLL Viettel ↔ TOLL mạng khác ↔ Tadem ↔ Host ↔ Cố định mạng khác. 2.5.1.2.6 Từ thuê bao di động 3G truy cập Internet. Di động ↔ NodeB ↔ RNC ↔ SGSN ↔ GGSN ↔ Internet CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VIỄN THÔNG QUÂN ĐỘI VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 12 CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL 3.1 Công nghệ truy nhập vô tuyến W-CDMA. Phần này chỉ đề cập đến nội dung truy nhập vô tuyến không nói đến vấn đề truyền dẫn vô tuyến trong W-CDMA của nhà mạng viễn thông Viettel. 3.1.1 Cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến trong hệ thống thông tin di động W-CDMA. 3.1.1.1 Đặc điểm của W-CDMA. 3.1.1.1.1 Hiệu suất sử dụng tần số cao. Về nguyên tắc, dung lƣợng tiềm năng của hệ thống đƣợc xem nhƣ giống nhau ngay cả khi các công nghệ đa truy nhập nhƣ TDMA và FDMA đƣợc ứng dụng. Trong khi CDMA thƣờng đƣợc coi là có hiệu suất sử dụng tần số cao, điều này nên đƣợc theo nghĩa là trong CDMA rất dễ để nâng cao hiệu suất sử dụng tần số. Ví dụ, CDMA có thể đạt đƣợc một mức hiệu suất chắc chắn nhờ sử dụng kỹ thuật điều chỉnh công suất phát chính xác, ngƣợc lại TDMA sẽ phải đƣợc sử dụng đến kỹ thuật phân chia kênh động cực kỳ phức tạp để đạt đƣợc cùng mức hiệu suất nhƣ vậy. Việc sử dụng các công nghệ cơ bản của hệ thống CDMA theo đúng cách sẽ đem lại hiệu suất sử dụng tần số cao cho hệ thống. 3.1.1.1.2 Dễ quản lý tần số. Do CDMA cho phép các ô lân cận chia sẻ cùng một tần số nên không cần có quy hoạch tần số. Ngƣợc lại, trong các hệ thống sử dụng FDMA và TDMA cần phải đặc biệt chú ý đến quy hoạch tần số, có nhiều khó khăn lien quan đến quy hoạch tần số do vị trí lắp đặt các trạm trong thuwch tế thƣờng dẫn tới việc phải xét đến những mẫu truyền lan song bất quy tắc và các đặc tính địa hình phức tạp. Cần phải chú ý rằng các quy hoạch tần số không hoàn chỉnh sẽ làm giảm hiệu suất sử dụng tần số. CDMA không cần có quy hoạch tần số nhƣ thế. 3.1.1.1.3 Công suất của máy di động thấp. Nhờ có quá trình tự điều chỉnh công suất phát (TPC) mà hệ thống W-CDMA có thể giảm đƣợc tỷ số Eb/No (tƣơng đƣơng với tỷ số tín hiệu trên nhiễu) ở mức chấp nhận đƣợc, điều này không chỉ làm tăng dung lƣợng hệ thống mà còn làm giảm công suất phát yêu cầu khắc phục tạp âm và nhiễu. Việc giảm này đồng nghĩa với giảm công suất phát yêu cầu đối với máy di động. Nó làm giảm giá thành và cho phép hoạt động trong một vùng rộng hơn với công suất thấp kho so với hệ thống TDMA hoặc hệ thống tƣơng tự có cùng công suất. Ngoài ra, việc giảm công suất phát yêu cầu sẽ làm tăng vùng phục vụ và giảm số lƣợng BS yêu cầu khi so với các hệ thống khác. Một ƣu điểm lớn hơn xuất phát từ quá trình tự điều chỉnh công suất phát trong hệ thống W-CDMA là nó làm giảm công suất phát trung bình. Trong đa số trƣờng hợp thì môi trƣờng truyền dẫn là thuận lợi đối với WCDMA. Trong các hệ thống băng hẹp thì công suất phát cao luôn luôn đƣợc yêu cầu để khắc phục hiện tƣợng pha đinh theo thời gian. Trong hệ thống CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 13 W-CDMA, công suất trung bình có thể giảm vì công suất yêu cầu chỉ đƣợc phát đi bởi việc điều khiển công suất và công suất phát chỉ tăng khi xảy ra pha đinh. 3.1.1.1.4 Sử dụng các tài nguyên vô tuyến một các độc lập trong đường lên và đường xuống. Trong CDMA, rất dễ để cung cấp một cấu hình không đối xứng giữa đƣờng lên và đƣờng xuống. Ví dụ, trong các hệ thống truy nhập khác nhƣ TDMA sẽ rất khó để phân chia các khe thời gian cho đƣờng lên và đƣờng xuống của một thuê bao độc lập với các thuê bao khác, Trong FDMA, rất khó để thiết lập cấu hình không đối xứng cho đƣờng lên và đƣờng xuống vì độ rộng băng tần song mang của đƣờng lên và đƣờng xuống sẽ phải thay đổi. Ngƣợc lại, trong CDMA, hệ số trải phổ (SF) có thể đƣợc thiêt lập độc lập giữa đƣờng lên và đƣờng xuống đối với mỗi thuê bao và nhờ đó có thể thiết lập các tốc độ khác nhau ở đƣờng lên và đƣờng xuống. Điều này cho phép sử dụng hiệu quả các tài nguyên vô tuyến ngay cả trong các loại hình thông tin không đối xứng nhƣ truy cập Internet. Khi không phát số liệu thì tài nguyên vô tuyến không bị chiếm dụng. Do đó, nếu một thuê bao chỉ thực hiện truyền tin ở đƣờng lên và một thuê bao khác chỉ thực hiện truyền tin ở trên đƣờng xuống thì các tài nguyên vô tuyến đƣợc sử dụng tƣơng đƣơng tài nguyên cho một cặp đƣờng truyền lên và xuống. Thông thƣờng, TDMA và FDMA sẽ phải phân chia hai cặp tài nguyên vô tuyến trong các trƣờng hợp nhƣ vậy. Các thuộc tính băng rộng của W-CDMA cho hiệu suất cao hơn trong các mặt sau. o Nhiều tốc độ số liệu Băng rộng cho phép truyền dẫn tốc độ cao. Nó cũng cho phép cung cấp có hiệu quả các dịch vụ khi có sự kết hợp các dịch vụ tốc độ thấp và các dịch vụ tốc độ cao. Ví dụ, trong TDMA, các tốc độ truyền dẫn khác nhau có thể đƣợc cung câp bằng cách thay đổi số khe thời gian đƣợc phân chia, nhƣng ở tốc độ thấp nhƣ tốc độ kho chỉ truyền tín hiệu thoại của máy di động vẫn yêu cầu cùng mức công suất đỉnh nhƣ mức công suất yêu cầu cho các dịch vụ tốc độ cực đại. o Cải thiện các giải pháp chống hiệu ứng pha đinh nhiều tia. Công nghệ thu phân tập RAKE (thu bằng nhiều anten) giúp nâng cao chất lƣợng tín hiệu thu bằng cách tách riêng các tín hiệu nhiều tia thành các tính hiệu một tia để thu và kết hợp lại. Khi băng thông rộng sẽ cải thiện giải pháp truyền lan sóng và công suất thu yêu cầu sẽ không cần cao vì hiệu quả phân tập đƣờng truyền làm số đƣờng truyền tăng lên, Điều này giúp giảm công suất phát và tăng dung lƣợng. o Giảm tỷ lệ gián đoạn tín hiệu. Băng thông rộng làm gia tăng tốc độ bít trong kênh điều khiển và tạo ra khả năng giảm tỷ lệ bị gián đoạn tín hiệu thu, nhờ đó, máy di động có thể CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 14 thu có thể thu các tín hiệu ở mức thấp trong chế độ rỗi để tiết kiệm nguồn. Điều này giúp kéo dài thời gian chờ của pin của máy di động. 3.1.1.2 Các đặc tính kỹ thuật cơ bản của W-CDMA Bảng 3.1 Các đặc tính kỹ thuật cơ bản của W-CDMA Phƣơng thức truy nhập CDMA trải phổ trực tiếp Phƣơng thức truyền song công FDD Độn rộng băng thông 5Mhz Tốc độ chip 3,84 Mc/s Khoảng cách sóng mang 200 kHz Tốc độ số liệu ~2 Mbit/s Độ dài khung số liệu 10,20,40,80 ms Mã hiệu chỉnh lỗi Mã Turbo, mã xoắn Phƣơng thức điều chế số liệu Đƣờng xuống: QPSK, Đƣờng lên: BPSK Phƣơng thức điều chế trải phổ Đƣờng xuống: QPSK, Đƣờng lên: HPSK Hệ số trải phổ (SF) 4~512 Phƣơng thức đồng bộ giữa các trạm Dị bộ (cũng có thể sử dụng chế độ gốc đồng bộ) Phƣơng pháp mã hóa thoại AMR (1,95 kbit/s – 12,2 kbit.s) Ghi chú: AMR: Mã hóa nhiều tốc độ thích ứng; BPSK: điều chế pha hai trạnh thái; FDD: Song công phân chia tần số; HPSK: Điều chế pha hỗn hợp; QPSK: Điều chế pha bốn trạng thái. Ban đầu, Hiệp hội kinh doanh và công nghệ vô tuyến(ARIB) và viện tieu chuẩn viễn thông châu Âu (ETSI) đã chủ trƣơng xây dựng các hệ thống vô tuyến tập trung trên sóng mang 5Mhz và cũng có thể bao gồm cả sóng mang 10Mhz và 20Mhz. Dự án đối tác thế hệ thứ ba (3GPP) tập trung hoàn thiện các đặc tính kỹ thuật cho độ rộng băng tần 5Mhz và xóa bỏ các đặc tính kỹ thuật cho các băng tần khác. Điều này có thể lý giải là do thực tế thì sóng mang có băng tần 5Mhz là đủ để đạt đƣợc tốc độ truyền dẫn 2Mbit/s mặc dù băng tần 20Mhz sẽ hiệu quả hơn cho việc truyền số liệu ở tốc độ này, chứ không phải do mục tiêu của 3GPP là hoàn thiện các đặc tính kỹ thuật chi tiết càng nhanh càng tốt. Vì thế, phiên bản hiện tại về các đặc tính kỹ thuật đƣợc đƣa ra bởi 3GPP và các tiêu chuẩn của ARIB và ETSI chỉ giới hạn ở độ rộng băng tần 5Mhz. Chế độ không đồng bộ đƣợc áp dụng giữa các BS sẽ tạo ra khả năng không cần phải đồng bộ chặt chẽ giữa tất cả các BS và nhƣ vậy sẽ cho phép triển khai linh hoạt các BS. Nhờ việc thiết kế, cũng có thể áp dụng chế độ đồng bộ giữa các BS. Độ dài khung cơ bản là 10ms và cũng có thể có các độ dài nhƣ bảng 3.1 do sử dụng kỹ thuật xen kẽ. Phƣơng thức điều chế số liệu là điều chế pha bốn trạng thái (QPSK) cho đƣờng xuống và điều chế pha hai trạng thái (BPSK) cho đƣờng lên. Phƣơng thức điều chế CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 15 pha hỗn hợp (HPSK) đƣợc áp dụng cho điều chế trải phổ ở đƣờng lên. Quá trình tách sóng dựa trên phƣơng pháp tách sóng nhất quán có sự trợ giúp của kí hiệu hoa tiêu. Đối với đƣờng xuống, các kí hiệu hoa tiêu đƣợc ghép theo thời gian để giảm thiểu độ trễ trong quá trình điều chỉnh công suất phát (TPC) và đơn giản hóa các mạch thu trong máy di động. Đối với đƣờng lên, các kí hiệu hoa tiêu đƣợc trải phổ bởi các mã trải phổ khác với số liệu và đƣợc phép vuông pha (I/Q) với số liệu. Điều này đảm bảo cho quá trình truyễn dẫn là lien tục ngay cả khi thực hiện truyền với tốc độ có thể thay đổi và giảm thiểu các đỉnh trong dạng sóng truyền. Đó cũng là một cách hiệu quả để giảm ảnh hƣởng của các trƣờng điện từ và giảm các yêu cầu đối với mạch khuếch đại trong máy di động. SF biến thiên đƣợc áp dụng để thu đƣợc các tốc độ truyền dẫn khác nhau. Đối với đƣờng xuống, hệ số trải phổ biến thiên trực giao (OVSF) đƣợc ứng dụng. Đa mã có thể đƣợc sử dụng. Các mã xoắn đƣợc sử dụng để mã hóa kênh. Đối với số liệu tốc độ cao, các mã Turbo đƣợc sử dụng. Phƣơng thức ký hiệu hoa tiêu đƣợc áp dụng hiệu quả cho vòng điều chỉnh công suất nhanh khép kín trong đƣờng xuống. Ngoài ra, các ký hiệu hoa tiêu chung sử dụng để giải điều chế các kênh chung cũng có thể đƣợc sử dụng để giải điều chế các kênh riêng. 3.1.1.1.3 Cấu trúc của mạng truy nhập vô tuyến W-CDMA. Hình 3.1 minh họa cấu trúc hệ thống W-CDMA. Mạng truy nhập vô tuyến (RAN) bao gồm thiết bị điều khiển mạng vô tuyến (RNC) và NodeB, mạng này với mạng lõi (CN) qua giao diện Iu. Theo 3GPP, RAN đƣợc xem nhƣ mạng truy cập vô tuyến mặt đất UMTS (UTRAN). Hình 3.1: Cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến. RNC có chức năng quản lý các tài nguyên vô tuyến và điều khiển các Node B, ví dụ nhƣ nó thực hiện điều khiển chuyển giao. Node B là node logic có chức năng CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 16 thu và phát vô tuyến, nó còn đƣợc gọi là trạm thu phát gốc (BTS). Giao diện nữa Node B và RNC đƣợc gọi là Iub. Giao diện giữa các RNC cũng đƣợc quy định với tên gọi là Iur. Đây là một giao diện logic để có thể thực hiện đấu nối vật lý giữa các RNC. Tuy nhiên, các phƣơng pháp truyền dẫn luân phiên có thể đƣợc ứng dụng nhƣ một kết nối vật lý qua mạng lõi (CN). Node B phủ sóng cho một hoặc nhiều ô (cell). Nếu BS đƣợc phân chia sector bởi các anten định hƣớng thì mỗi sector cũng đƣợc xem nhƣ một ô nhỏ. Node B đƣợc kết nối với thiết bị thuê bao (UE) qua giao diện vô tuyến. 3.1.2 Các công nghệ then chốt trong W-CDMA 3.1.2.1 Sử dụng chế độ không đồng bộ giữa các BS và phân chia mã đường xuống. Chế độ không đồng bộ (dị bộ) đƣợc áp dụng khi không cần duy trì một quá trình đồng bộ chính xác giữa tất cả các BS. Nó đƣợc sử dụng nhằm mục đích đảm bảo dễ dàng triển khai phủ kín sóng bởi các BS cho cả môi trƣờng truyền sóng trong nhà và ngoài trời. Hình 3.2 minh họa quá trình phân chia mã trải phổ đƣờng xuống cho các hệ thống dị bộ. Hai bộ mã trải phổ đƣợc sử dụng là: bộ mã ngẫu nhiên và bộ mã phân kênh. Mã ngẫu nhiên là một mã đƣợc gán cho một cell để nhận diện cell, mã này có độ dài khung số liệu là 10ms (dài hơn mã phân kênh) và nó xử lý các tín hiệu nhiễu từ các cell khác nhƣ tạp âm. Mã phân kênh để nhận biết mỗi thuê bao và tập các mã trực giao đƣợc sử dụng trong mỗi cell. Hình 3.2: Phân chia mã đƣờng xuống trong chế độ không đồng bộ giữa các BS Chế độ đồng bộ sẽ đƣợc ấn định một mã tƣơng ứng với một mã ngẫu nhiên tới mỗi cell theo chế độ ghép định thời, tức là sử dụng việc dịch định thời (timeshifting) cho một mẫu mã đơn. Ngƣợc lại, chế độ không đồng bộ sẽ ấn định một mã tƣơng ứng với mã ngẫu nhiên tới mỗi cell theo chế độ ghép định thời, tức là sử dụng việc định thời (time-shifting) cho một mẫu mã đơn. Ngƣợc lại, chế độ không đồng bộ sẽ ấn định nhiễu mẫu theo số các mã ngẫu nhiên. Trong trƣờng hợp này, cần có một số quá trình để giúp UE nhận biết đƣợc nó thuộc về cell nào. Hệ thống CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 17 tuân theo quá trình ba bƣớc, cộng nghệ tìm nhận cell tốc độ cao đã làm giảm cơ bản thời gian tìm kiếm cell của UE và tạo ta tính khả thi cho chế độ dị bộ giữa các BS. Hình 3.3 cho thấy cơ chế của phƣơng pháp tìm nhận cell tốc độ cao theo ba bƣớc. Hình 3.3: Cơ chế tìm nhận cell nhanh theo ba bƣớc. 3.1.2.1.1 Truyền dẫn OVSF. Để cung cấp các dịch vụ đa phƣơng tiện, cần phải có phƣơng thức hiệu quả cả khi có sự kết hợp các dịch vụ ở các tốc độ khác nhau, từ các tốc độ cao đến các tốc độ thấp. Đối với đƣờng xuống, mã trải phổ OVSF đƣợc ứng dụng, các mã trong bọ mã này đƣợc tạo ta trực giao với nhau dù cho SF (độ dài mã) là khác nhau. Điều này cho phép cung cấp các dịch vụ có tốc độ bits khác nhau qua các kênh trực giao với nhau. 3.1.2.1.2 Cấu trúc hoa tiêu. Quá trình tách sóng nhất quán có sự trợ giúp của ký hiệu hoa tiêu đƣợc áp dụng không chỉ với đƣờng xuống mà cả với đƣờng lên. Các ký hiệu hoa tiêu trong đƣờng xuống đƣợc ghép theo thời gian với các ký hiệu số liệu để giảm thiểu độ trễ cho các TPC và đơn giản hóa quá trình thu trong UE. Ký hiệu hoa tiêu đã sử dụng cho các kênh riêng ghéo theo thời gian trong đƣờng xuống cũng có hiệu quả sử dụng trong quá trình điều chỉnh công suất phát (TPC) nhanh ở đƣờng xuống. Mặt khác, đối với đƣờng lên các ký hiệu số liệu đƣợc ghép vuông pha (I/Q) với các ký hiệu hoa tiêu. Hay nói cách khác, chúng đƣợc điều chế BPSK và đƣợc kết hợp ở hai trạng thái pha 0 và π/2. Điều này làm cho các quá trình truyền dẫn tốc độ biến thiên cả ở đƣờng lên đƣợc lien tục và không thay đổi bất thƣờng. Nó cũng giảm thiểu hệ số đỉnh trong dạng sóng truyền dẫn và giảm bớt các yêu cầu cho bộ khuếch đại phát trong UE. Hình 3.4 là sơ đồ khái quát về quá trình ghép số liệu và các ký hiệu hoa tiêu. CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 18 Hình 3.4: Cấu trúc hoa tiêu. Đối với đƣờng xuống, CPICH đã đƣợc sử dụng để giải điều chế các kênh chung cũng đƣợc sử dụng để giải điều chế các kênh riêng. 3.1.2.1.3 Phương pháp truy nhập gói. Khi mà truyền gói trở thành kỹ thuật then chốt đối với các dịch vụ 3G thì nhiều nghiên cứu khác đã đƣợc tiến hành trên các công nghệ truyền. W-CDMA chọn giải pháp sử dụng hệ thống có khả năng chuyển đổi thích ứng giữa các kênh chung và các kênh riêng thoe lƣu lƣợng số liệu. Hình 4.5 trình bày cơ chế truyền gói. Khi lƣợng số liệu cần truyền lớn thì việc ấn định kênh riêng DPCH là hiệu quả hơn và công suất sử dụng là thấp nhất nhờ quá trình TPC. Ngƣợc lại, khi lƣợng số liệu cần truyền nhỏ và lƣu lƣợng thay đổi đột biến thì việc sử dụng một kênh chung sẽ hiệu quả hơn. Trong phƣơng pháp này, hệ thống sẽ chuyển đổi thích ứng giữa các kênh chung và các kênh riêng theo lƣu lƣợng số liệu. Hình 3.5: Truyền gói tin thích ứng theo các kênh chung và kênh riêng. CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 19 Các phƣơng pháp khác cũng đƣợc sử dụng, bao gôm phƣơng pháp dùng kênh chia sẻ (chung) đƣờng xuống, trong đó một kênh đƣờng xuống đƣợc chia sẻ bởi nhiều thuê bao. Các kênh riêng tốc độ thấp đƣợc gắn vào kênh chia sẻ đƣờng xuống. Các kênh điều khiển vật lý (CCH) trên các kênh riêng này thực hiện việc điều khiển và chỉ ra thông tin cần để giải mã kênh chia sẻ. Kênh chia sẻ đƣờng xuống đƣợc tin cậy để truyền số liệu tốc độ cao ở đƣờng xuống một các hiệu quả. 3.1.2.1.4 Các mã Turbo. Về các mã sửa lỗi, các nghiên cứu đã tập trung vào việc ứng dụng các mã turbo với thông tin di động, các mã này đƣợc xác nhận là có hiệu suất sửa lỗi cao đối với các quá trình truyền dẫn ở tốc độ tƣơng đối cao. 3.1.2.1.5 TPC Đối với đƣờng lên, TPC là một chức năng cần thiết để chống lại hiệu ứng xa-gần trong CDMA trải phổ chuỗi trực tiếp (DS-CDMA), tỷ số công suất tín hiệu trên nhiễu (SIR) dựa trên TPC đƣợc áp dụng. Đối với đƣờng xuống, TPC áp dụng cùng chu trình nhƣ đối với đƣờng lên, quá trình TPC càng nhanh thì càng hiệu quả trong việc cải thiện hiệu suất đƣờng xuống. 3.1.2.1.6 Phân tập truyền dẫn. Một số công nghệ phân tập truyền dẫn đã đƣợc nghiên cứu và sau đó đƣợc áp dụng để nâng cao hiệu suất gồm: phƣơng pháp phân tập anten phát chuyển mạch thời gian (TSTD) và phân tập anten phát dựa trên mã khối thời gian-không gian (STTD) dạng vòng kín trong đó có sử dụng vòng hồi tiếp. TSTD chuyển đổi anten phát trong mỗi khe, ngƣợc lại STTD cải thiện hiệu quả sửa lỗi nhờ việc ngẫu nhiên hóa các lỗi tại điểm thu bằng cách mã hóa số liệu giống nhau và gửi đồng thời chúng tới hai anten phát. Dạng vòng kín, đƣợc áp dụng với các kênh riêng sẽ làm giảm ảnh hƣởng của pha đinh bằng cách điều chỉnh pha sóng mang phát ra từ hai anten theo tín hiệu tham chiếu phản hồi từ UE tại điểm thu. 3.1.3 Kỹ thuật thu phát sóng công phân chia theo thời gian (TDD) và kỹ thuật thu phát song công phân chia theo tần số (FDD). Phƣơng thức song công trong W-CDMA là FDD. Tuy nhiên, 3GPP phát triển chỉ tiêu kỹ thuật của W-CDMA (tức là UTRA FDD) không giới hạn với mode FDD. Nó cũng phát triển các chỉ tiêu kỹ thuật cho TDD, UTRAN TDD. Mode TDD đƣợc phát triển theo hƣớng có nhiều đặc tính chung với FDD. Trong thực tế, các giao thức lớp cao hơn là giống nhau trong FDD và TDD. Các thông số cơ bản ở lớp 1 của TDD cũng giống nhƣ trong FDD. Ví dụ nhƣ tốc độ chip, độ dài khung, các phƣơng pháp điều chế và giải điều chế, và các thông số kỹ thuật then chốt khác cùng giống nhau trong cả hai mode. Có hai tùy chọn liên quan đến tốc độ chip là 3.84 Mc/s và 1.28 Mc/s (tức là 1/3 của 3.84 Mc/s). Các thiết bị mạng truy nhập vô tuyến W-CDMA. 3.1.4.1 Tổng quan về cấu hình hệ thống thiết bị truy nhập vô tuyến. Thiết bị truy nhập vô tuyến bao gồm: UE, BTS, thiết bị điều khiển mạng vô tuyến (RNC) và thiết bị xử lý tín hiệu đa phƣơng tiện (MPE). Mặc dù BTS đƣợc gọi là NodeB, một Node logic về mặt cấu trúc, tuy nhiên, thiết bị xử lý tín hiệu đa 3.1.4 CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 20 phƣơng tiện (MPE) đƣợc miêu tả nhƣ một thiết bị riêng biệt trong cấu hình mạng này. Một số chức năng xử lý tín hiệu của mạng lõi (CN) cũng đƣợc đặt chung trong MPE, và MPE đƣợc nối tới tổng đài nội hạt nhƣ minh họa trong hình 3.6. Mạng lõi (CN) là một ví dụ về cấu hình vật lý tích hợp của CS và PS sử dụng chế độ truyền bất đồng bộ (ATM). Hình 3.6: Cấu hình hệ thống vô tuyến W-CDMA 3.1.4.2 BTS. 3.1.4.2.1 Cấu hình chức năng. BTS bao gồm một bộ khuếch đại thu vô tuyến ngoài trời (OA-RA), một thiết bị điều khiển giám sát bộ khuếch đại thu vô tuyến ngoài trời (OARA-SC), một bộ khuếch đại công suất phát và một thiết bị điều chế và giải điều chế (MDE). MDE gồm các modul chức năng nhƣ máy thu/phát (TRX), thiết bị điều khiển, giao diện tốc độ cao và khối xử lý tín hiệu băng gốc (BB). AMP. OA-RA và TRX đƣợc lắp độc lập cho mỗi sector, còn các modul chức năng khác của MDE đƣợc dùng chung cho các sector. CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 21 Hình 3.7: Cấu hình chức năng của BTS 3.1.4.2.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của BTS Các chỉ tiêu kỹ thuật này tuân theo tiêu chuẩn TS25.104 về “Thu, phát vô tuyến UTRA(BS)FDD” và đầu cuối (TSG) và nhóm hoạt động RAN (WG) trong 3GPP. Các chỉ tiêu cao hơn đang đƣợc xây dựng để tăng số sóng mang và dung lƣợng kênh, giảm công suất tiêu thụ và tạo ta các mạch có độ tích hợp cao hơn nữa. 3.1.4.2.3 Các công nghệ then chốt trong mỗi khối chức năng. o AMP AMP khuếch đại công suất ở các tín hiệu đầu ra của MDE (các tín hiệu đã ghép mã đa truy cập, các sóng mang) lên mức yêu cầu tại đầu vào anten. Hệ số khuếch đại khoảng 40 đến 50dB. Do các chỉ tiêu kỹ thuật của 3GPP yêu cầu phải thỏa mãn một ACLR là 45dB với sóng mang 5Mhz khi phát đa sóng mang và đa mã nên cần có một AMP chung độ tuyến tính rất cao. Các công nghệ để chống méo dạng sóng cho các AMP bao gồm công nghệ tự điều chỉnh và làm méo trƣớc. Khuếch đại tự điều chỉnh là công nghệ có ƣu thế hơn do hiệu suất chống méo cao. Việc giảm kích thƣớc của AMP có thể đạt đƣợc bằng cách chế tạo một AMP chung thỏa mãn các yêu cầu này. Kỹ thuật làm méo trƣớc cũng đƣợc mong đợi để đạt hiệu suất cao hơn. CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 22 Hình 3.8: Cấu hình cơ bản của bộ khuếch đại tự điều chỉnh. Bảng 3.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của BTS. Các mục Các chỉ tiêu Hệ thống truy nhập vô tuyến DS-CDMA FDD Băng tần thu/ phát Băng tần IMT-2000 Khoảng cách tần số thu/ phát 190Mhz Khoảng cách sóng mang Dòng quét sóng mang 200kHz Tốc độ chip 3.84 Mc/s Tốc độ ký hiệu (symbol) 7.5 ks/s ~ 960 ks/s Phƣơng pháp điều chế Điều chế số liệu: QPSK, điều chế trải phổ: QPSK Phƣơng pháp giải điều chế Tách sóng nhất quán có hỗ trợ của tín hiệu hoa tiêu Tốc độ truyền số liệu Tối đa 384 kbit/s (2Mbit/s) Công suất phát cực đại 20W ± 2dB/sóng mang/sector (10W ± 2dB/sóng mang/sector/anten khi phân tập phát) Độ ổn định tần số ± 0.05 ppm hoặc nhỏ hơn Độ rộng băng thông chiếm 5Mhz hoặc nhỏ hơn (99% độ rộng băng thông) dụng Tỷ kệ công suất nhiễu sang Sóng mang 5Mhz: 45dB hoặc cao hơn/ Độ rộng kênh lân cận (ACLR) băng 3.84Mhz. Sóng mang 10Mhz: 50dB hoặc cao hơn/Độ rộng băng 3.84 Mhz. Độ nhạy tham chiếu Tốc độ dữ liệu 12.2 kbit/s Mức tín hiệu đầu vào; -121dBm Tỷ lệ lỗi bit 10ֿ³ hoặc thấp hơn o OA-RA và OA-RA-SC. Bộ khuếch đại thu sử dụng trong OA-RA thƣờng bao gồm các bộ khuếch đại tạp âm thấp (LNA) mắc song song để tăng độ tin cậy. Hệ số khuếch đại khoảng 40dB. Vì đƣợc lắp ngoài trời nên các OA-RA đều có các bộ phận bảo vệ CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 23 chống sét. Do độ suy hao thấp nên bộ lọc thu và khối song công nhỏ đƣợc sử dụng. Hình 3.9: Cấu hình cơ bản bộ khuếch đại thu vô tuyến ngoài trời (OA-RA) o TRX TRX biến đổi các tín hiệu phát trải phổ băng gốc từ dạng số sang tƣơng tự, biến đỏi chúng thành các tín hiệu cao tần (RF) nhờ điều chế pha bốn trạng thái, tách sóng theo phƣơng pháp nhất quán các tín hiệu thu từ OA-RA, biến đổi chúng từ tín hiệu tƣơng tự sang tín hiệu số và gửi chúng đến BB. Mỗi sector có một TRX độc lập. Nó có cấu hình dự phòng với một TRX và TRX dự phòng sẽ đƣợc tự động chuyển sang trạng thái hoạt động trong trƣờng hợp có bất cứ sự cố nào. Một tủ TRX có thể đặt máy thu phát cho 6 sector. o BB BB là một khối chức năng thực hiện: hiệu chỉnh lỗi trƣớc (FEC), đóng khung, điều chế số liệu, điều chế trải phổ với các tín hiệu phát. Đối với tín hiệu thu BB thực hiện các chức năng: giải trải phổ, đồng bộ chip, giải mã hiệu chỉnh lỗi, tách/ ghép số liệu, MRC trong quá trình chuyển giao từ sector đến sector và một số bƣớc xử lý tín hiệu khác. Ngƣợc lại với TRX, có phần cứng riêng biệt cho mỗi sector, tài nguyên phần cứng của tấm mạch (card) xử lý tín hiệu băng gốc có thể đƣợc phân chia cho bất kỳ sector hoặc sóng mang nào. Việc chia sẻ tấm mạch này trong BTS cho phép nhân chia linh hoạt các kênh để phù hợp với các dịch vụ và lƣu lƣợng khác nhau. Ngay với cả một BTS thế hệ đầu tiên đã có thể cung cấp khả năng xử lý băng gốc cho trên 720 kênh thoại trong một ngăn máy, điều này cho phép BTS hoạt động tại dung lƣợng kênh vô tuyến lớn nhất với một cấu hình ba sector, hai sóng mang. Các nghiên cứu sâu hơn đang đƣợc tiến hành để đạt đƣợc mật độ cao hơn, công suất tiêu thụ thấp hơn, nhằm tăng dung lƣợng nhiều hơn. o Giao diện cao tốc (Highway) BTS và RNC đƣợc nối với nhau qua một đƣờng truyền 2 Mbit/s hoặc một đƣờng Mega-link ATM. Việc truyền dẫn số liệu điều khiển và số liệu thuê bao với hiệu suất cao có đƣợc nhờ công nghệ truyền dẫn ATM. CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 24 o Chức năng điều khiển Khối này thực hiện chức năng thu/ phát các tín hiệu điều khiển cuộc gọi đến/từ RNC, quản lý các kênh vô tuyến và thiết lập/giải phóng các kênh vô tuyến. Phần mềm điều khiển (CC, giám sát bảo dƣỡng và điều khiển) và các thông số hệ thống khác có thể đƣợc lƣu trữ trong một bộ nhớ qua thẻ nhớ, nhờ đó việc nâng cấp phần mềm có thể quản lý tại một trung tâm. Chức năng ở các tầng và phần mềm ứng cũng đƣợc phân lớp để cho phép phát triển các ứng dụng độc lập với nhau giúp cho việc nâng cao hoặc cải tiến chức năng dễ dàng hơn. Chức năng giao diện bảo dƣỡng là một chức năng tiêu chuẩn nhƣ Kiến trúc ngắt yêu cầu theo mục tiêu chung (CORBA). Hệ thống cũng có chức năng nạp chƣơng trình khởi đầu (IPL) và chức năng truyền tệp từ xa và cũng có khả năng giám sát và điều khiển trạng thái của các tấm mạch đƣợc lắp trong BTS cũng nhƣ giám sát và điều khiển thông tin trạm ngoài BTS và thiết bị ngoại vi thông qua một giao diện điều khiến/giám sát bên ngoài. 3.1.4.2.4 RNC RNC có các chức năng: Xử lý tín hiệu điều khiển, khai thác và bảo dƣỡng (O&M), tách/ghép kênh chung, chuyển mạch ATM, chuyển giao- phân tập… RNC đƣợc nối tới tổng đài nội hạt MPE và BTS, thực hiện điều khiển kết nối đƣờng truyền vô tuyến và điều khiển chuyển giao. Hình 3.10 minh họa cấu hình của RNC và mỗi chức năng của RNC theo khối. Bảng 3.3 mô tả tóm tắt các nhiệm vụ xử lý của mỗi khối chức năng. Cần phải chú ý hình 3.10 là một sơ đồi khối chức năng. Thực tế, có thể ghép nhiều chức năng trên một cấu hình phần cứng hoặc phần mềm. RNC cần có khả năng thích nghi linh hoạt với các vùng phục vụ, từ các thành phố có mật độ lƣu lƣợng cao đến các vùng ngoại ô với mật độ lƣu lƣợng thấp hơn. Do đó, nó cần có khả năng xử lý thấp nhất là hàng chục nghìn cuộc gọi giờ bận (BHCA), khả năng chuyển mạch ít nhất là vài Gbit/s, khả năng quản lý hàng tá BTS và cần có đủ độ linh hoạt để thích ứng với các thiết kế cho các vùng khác nhau. Về khả năng xử lý kết nối cuộc gọi cũng cần hƣớng tới đảm bảo cả cho chức năng O&M. Vì thế RNC có một chức năng giao diện O&M tiêu chuẩn giống nhƣ CORBA. CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 25 Hình 3.10: Cấu hình chức năng của RNC Tên ATM-SW BTSIF Switch IF MPE IF PAGE FCM DHT AAL2 CNT PRC SDM DB HD MSU BSU ISU RSU MPSU OSU Router IF M-MUX DCI EMC Bảng 3.3 Khái quát về các khối chức năng của RNC. Chức năng Chuyển mạch ATM Giao diện BTS Giao diện chuyển mạch Giao diện MPE Khối xử lý tín hiệu nhắn tin Modul đồng bộ xung nhịp khung Trung kế chuyển giao phân tập Tách và ghép tế bào AAL2 Khối điều khiển Khối xử lý Modul dữ liệu hệ thống Khối chƣơng trình gỡ rối (Debugger) Ổ đĩa cứng Khối kết cuối báo hiệu di động Khối kết cuối báo hiệu BTS Khối kết cuối báo hiệu giao diện Iu Khối kết cuối báo hiệu RNC Khối kết cuối báo hiệu MPE Khối kết cuối báo hiệu hệ điều hành Giao diện định tuyến IP để giám sát Ghép MAC Giao diện nguồn xung nhịp số Khối điều khiển khẩn (dự phòng) 3.1.4.2.5 MPE CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 26 MPE có các chức năng xử lý tín hiệu gói bao gồm chức năng chuyển đổi giao thức cho số liệu PS, cũng nhƣ các chức năng xử lý tín hiệu thoại để chuyển đổi số liệu thoại từ dạng nhiều tốc độ thích ứng (ARM) sang dạng tín hiệu PCM. Nhƣ đã minh họa trong hình 3.7, chức năng xử lý tín hiệu gói là một phần của RAN và chức năng RNC đƣợc thực hiện trong MPE, là một thiết bị vật lý riêng biệt. Do vậy, quá trình xử lý tín hiệu gói đƣợc tiến hành qua kết nối với các RNC. Các tài nguyên phần cứng cho quá trình xử lý tín hiệu đƣợc tập trung trong MPE và có thể đƣợc chia sẻ cho các RNC. Các chức năng xử lý tín hiệu đối với các dịch vụ chuyển mạch kênh nhƣ xử lý tín hiệu thoại đƣợc xem nhƣ các chức năng của mạng lõi (CN) trong các tiêu chuẩn kỹ thuật và vì thế chúng đƣợc thực hiện với sự tham gia của tổng đài nội hạt. Khi MPE là một khối phần cứng tích hợp các chức năng xử lý tín hiệu của RAN và CN thì nó có khả năng thực hiện cả hai chức năng trong một khối thiết bị đơn lẻ. Hình 4.11 minh họa cấu hình chức năng của MPE. Nó cho thấy cấu hình chức năng chứ không hẳn là cấu hình phần cứng. Bảng 3.4 mô tả vắn tắt các chức năng đƣợc thực hiện bởi mỗi khối chức năng. MPE phải có khả năng xử lý ít nhất hàng trăm nghìn BHCA, khả năng chuyển mạch thấp nhất là vài Gbit/s và khả năng sử lý cho hàng tá RNC, để đáp ứng linh hoạt với các vùng khác nhau. Hình 3.11: Cấu hình chức năng của MPE Bảng 3.4 Khái quát các chức năng của mỗi khối chức năng trong MPE Tên Mô tả CNT Khối điều khiển RMSU Khối kết cuối báo hiệu RNC/MMS CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp SV-CNT SPU HW Bus bên trong (Internal bus) hoặc khối chuyển mạch CLK Khối nguồn OSU EMC MSS: Dịch vụ tin nhắn đa phương tiện 27 Khối điều khiển-giám sát Khối xử lý tín hiệu Khối Highway (kết cuối đƣờng truyền RNC/MMS) Khối truyền dẫn tín hiệu bên trong thiết bị Xung nhịp(tạo ra các bit xung nhịp chuẩn) Cấp nguồn Khối kết cuối báo hiệu hệ điều hành Khối điều khiển khẩn (dự phòng) 3.1.4.3 Anten BS 3.1.4.3.1 Anten BS cho IMT-2000 IMT-2000 sử dụng cho băng tần 2 Ghz và nó cần có anten BS mới tiên tiến hơn. Do đó, các anten BS đƣợc thiết kế với các yêu cầu nhỏ gọn (đƣờng kính anten nhỏ hơn) để giảm thiểu khó khăn về cơ khí khi lắp đặt anten. Việc phân chia tần số cũng nhằm mục đích giảm số lƣợng anten cần lắp đặt. Các mẫu bức xạ định hƣớng theo sector ở các anten BS trong ITM-2000 cũng đƣợc thiết kế đặc biệt để phù hợp với dung lƣợng thuê bao. Hình 4.12 so sánh sự tƣơng quan giữa số lƣợng sector và dung lƣợng thuê bao trong W-CDMA với mẫu bức xạ của anten phân chia sector lý tƣởng, trong đó độ định hƣớng đƣợc kí hiệu bằng f(θ), hình vẽ này cho thấy dung lƣợng thuê bao tăng tỷ lệ thuận với số sector. Tuy nhiên, dung lƣợng thuê bao trong thực tế sẽ nhỏ hơn trƣờng hợp anten phân chia sector lý tƣởng khoảng 20% do có nhiễu chồng lấn ở khu vực lân cận của các sector. Độ rộng búp sóng giả định trong các cấu hình phân chia 3 sector và 6 sector tƣơng ứng là 120° và 60°. Hình 3.12: Số sector và dung lƣợng thuê bao. Hình 3.13 minh họa sự tƣơng quan giữa cấu trúc anten và độ rộng búp sóng. Trong trƣờng hợp A, một anten lƣỡng cực đƣợc đặt ở giữa một mặt phản xạ CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 28 phẳng (khoảng cách với anten=0.25 bƣớc sóng) và độ rộng búp sóng là 120° với độ rộng mặt phản xạ bằng 0.7 bƣớc sóng. Búp sóng không thể hẹp hơn nữa ngay cả khi độ rộng của mặt phản xạ tăng. Trong trƣờng hợp B, hai anten lƣỡng cực đƣợc đặt cách nhau 0.5 bƣớc sóng trên một mặt phản xạ phẳng và các sóng đƣợc kết hợp có cùng pha và biên độ (khoảng cách với anten=0.25 bƣớc sóng). Độ rộng búp sóng không phụ thuộc vào độ rộng mặt phản xạ của anten thì có thể sử dụng một mặt phản xạ có độ rộng bằng 0.5 bƣớc sóng để giảm bán kính anten, nhƣng thực tế độ rộng này phải bằng 0.7 đến 1 bƣớc sóng do phải xét đến tỷ lệ sóng bức xạ ngƣợc từ mặt trƣớc đến mặt sau của anten. Trong trƣờng hợp C, mặt phản xạ có hình bán trụ, với một anten lƣỡng cực đƣợc đặt ở tâm. Trong trƣờng hợp này độ rộng của mặt phản xạ tỷ lệ với độ mở (đƣờng kính) của anten. Nhƣ minh họa trong hình vẽ, đƣờng kính anten càng lớn thì búp sóng càng hẹp. Ví dụ, có thể tạo ra một búp sóng có góc mở 120° bằng một mặt phản xạ có đƣờng kính bằng 0.25 bƣớc sóng, có nghĩa là bán kính anten đã giảm so với trƣờng hợp A. Hơn nữa, có thể tạo ra một búp sóng có góc mở 60° bằng một mặt phản xạ có đƣờng kính bằng 0.8 bƣớc sóng, tức là xấp xỉ kích thƣớc anten trong trƣờng hợp B. Thông thƣờng, cấu trúc anten trong các trƣờng hợp A và B đƣợc bao bọc bởi một vòm radar làm bằng chất điện môi (radome) để cải thiện độ cứng cơ khí, nâng cao độ bền trong các điều kiện thời tiết, giảm sức gió… Do đó, các kích thƣớc của anten thông thƣờng đƣợc xác định dựa trên bán kính tƣơng đƣơng. Để thiết kế một anten BS với búp sóng có góc mở 120° thì hình vẽ cho thấy rằng cấu trúc anten trong trƣờng hợp C là nhỏ nhất. Hình 3.13: Độ rộng mặt phản xạ và độ rộng búp sóng. Độ rộng búp sóng cũng có thể đƣợc điều chỉnh bằng cách đặt mặt phản xạ ở một góc để tạo thành anten phản xạ góc. Các anten phản xạ góc có thể giảm độ rộng búp sóng bởi góc hẹp hơn và nhƣ vậy có thể tối ƣu hóa kích thƣớc anten (đƣờng kính anten nhỏ hơn) đối với mỗi độ rộng búp sóng. 3.1.4.3.2 Phân chia tần số Các anten theo chuẩn IMT-2000 cần có bán kính nhỏ hơn để giảm ảnh hƣởng của sức gió. Nhƣ đã đề cập phần trƣớc, có một cách thực hiện điều này là CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 29 giảm một cách hiệu quả số anten cần lắp đặt bằng cách cộng hƣởng nhiều tần số trên một anten. Hình 3.14: Cấu trúc của anten ba băng tần có độ rộng búp sóng 120° Công nghệ Metro Ethenet 3.2.1 Lợi ích khi dùng Metro Ethenet Nhiều nhà cung cấp dịch vụ đã cung cấp dịch vụ Metro Ethernet. Một số nhà cung cấp đã mở rộng dịch vụ Ethernet vuợt xa phạm vi mạng nội thị (MAN) và vƣơn đến phạm vi mạng diện rộng (WAN). Hàng ngàn thuê bao đã đƣợc sử dụng dịch vụ Ethernet và số lƣợng thuê bao đang tăng lên một cách nhanh chóng. Những thuê bao này bị thu hút bởi những lợi ích của dịch vụ Ethernet đem lại, bao gồm: - Tính dễ sử dụng. - Hiệu quả về chi phí (cost effectiveness). - Linh hoạt. 3.2.2 Tính dễ sử dụng Dịch vụ Ethernet dựa trên một giao diện Ethernet (Ethernet interface) chuẩn, phổ biến dùng rộng rãi trong các hệ thống mạng cục bộ (LAN). Hầu nhƣ tất cả các thiết bị và máy chủ trong LAN đều kết nối dùng Ethernet, vì vậy việc sử dụng Ethernet để kết nối với nhau sẽ đơn giản hóa quá trình hoạt động và các chức năng quản trị, quản lí và cung cấp(OAM &P). 3.2.3 Hiệu quả về chi phí Dịch vụ Ethernet làm giảm chi phí đầu tƣ (CAPEX-capital expense) và chi phí vận hành (OPEX-operation expense): - Một là, do sự phổ biến của Ethernet trong hầu hết tất cả các sản phẩm mạng nên giao diện Ethernet có chi phí không đắt. - Hai là, ít tốn kém hơn những dịch vụ cạnh tranh khác do giá thành thiết bị thấp, chi phí quản trị và vận hành thấp hơn. - Ba là, nhiều nhà cung cấp dịch vụ Ethernet cho phép những thuê bao tăng thêm băng thông một cách khá mềm dẻo.. Điều này cho phép thuê bao thêm băng thông khi cần thiết và họ chỉ trả cho những gì họ cần. 3.2.4 Tính linh hoạt 3.2 CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 30 Dịch vụ Ethernet cho phép những thuê bao thiết lập mạng của họ theo những cách hoặc là phức tạp hơn hoặc là không thể thực hiện với các dịch vụ truyền thống khác. Ví dụ: một công ty thuê một giao tiếp Ethernet đơn có thể kết nối nhiều mạng ở vị trí khác nhau để thành lập một Intranet VPN của họ, kết nối những đối tác kinh doanh thành Extranet VPN hoặc kết nối Internet tốc độ cao đến ISP. Với dịch vụ Ethenet, các thuê bao cũng có thể thêm vào hoặc thay đổi băng thông trong vài phút thay vì trong vài ngày ngày hoặc thậm chí vài tuần khi sử dụng những dịch vụ mạng truy nhập khác (Frame relay, ATM,…). Ngoài ra, những thay đổi này không đòi hỏi thuê bao phải mua thiết bị mới hay ISP cử cán bộ kỹ thuật đến kiểm tra, hỗ trợ tại chỗ. 3.2.5 Mô hình dịch vụ Ethernet Tất cả các dịch vụ Ethernet sẽ có một vài thuộc tính chung, những dịch vụ khác nhau sẽ khác nhau về một số các thuộc tính. Dịch vụ Ethernet đƣợc cung cấp bởi mạng Metro Ethernet Network (MEN) của nhà cung cấp. Thiết bị khách hàng CE (Customer Equipment) gắn vào mạng MEN qua giao tiếp ngƣời sử dụng-mạng UNI (User-Network Interface) sử dụng chuẩn giao diện Ethernet chuẩn với tốc độ 10Mbit/s, 100Mbit/s, 1Gbit/s hoặc 10Gbit/s. Có thể có nhiều UNIs kết nối đến MEN từ một vị trí. Những dịch vụ đƣợc xác định theo quan điểm của thuê bao. Những dịch vụ này dùng các công nghệ truyền dẫn hay các giao thức ở MEN khác nhau nhƣ SONET, DWDM, MPLS, GFP , … Tuy nhiên, dƣới góc độ thuê bao, kết nối mạng về phía thuê bao của giao diện UNI là Ethernet. 3.2.5.1 Kết nối Ethernet ảo Một thuộc tính cơ bản của dịch vụ Ethernet là kết nối Ethernet ảo (EVCEthernet Virtual Connection). EVC đƣợc định nghĩa bởi MEF là “một sự kết hợp của hai hay nhiều UNIs trong đó UNI là một giao diện Ethernet, là điểm ranh giới giữa thiết bị khách hàng và mạng MEN của nhà cung cấp dịch vụ. Nói một cách đơn giản, EVC thực hiện 2 chức năng: - Kết nối hai hay nhiều vị trí thuê bao (chính xác là UNIs), cho phép truyền các frame Ethernet giữa chúng. - Ngăn chặn dữ liệu truyền giữa những vị trí thuê bao (UNI) không cùng EVC tƣơng tự. Khả năng này cho phép EVC cung cấp tính riêng tƣ và sự bảo mật tƣơng tự Permanent Virtual Circuit (PVC) của Frame Relay hay ATM. Hai quy tắc cơ bản sau chi phối, điều khiển việc truyền các Ethernet frame trên EVC. Thứ nhất, các Ethernet frame đi vào MEN không bao giờ đƣợc quay trở lại UNI mà nó xuất phát. Thứ hai, các địa chỉ MAC của trong Ethernet frame giữ nguyên không thay đổi từ nguồn đến đích. Ngƣợc lại với mạng định tuyến (routed network), các tiêu đề (header) Ethernet frame bị thay đổi khi qua router. Dựa trên những đặc điểm này, EVC có thể đƣợc sử dụng để xây dựng mạng riêng ảo lớp 2 (Layer 2 Virtual Private Network-VPN). MEF định nghĩa 2 kiểu của EVCs. - Điểm-điểm(Point-to-point). - Đa điểm - điểm (Multipoint-to-Multipoint). CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 31 EVC có thể đƣợc dùng để xây dựng mạng riêng ảo lớp 2 (Layer 2 Virtual Private Network -VPN). Ngoài những điểm chung này, dịch vụ Ethernet có thể thayđổi với nhiều cách khác nhau. 3.2.5.2 Khuôn khổ định nghĩa dịch vụ Ethernet Để giúp những thuê bao có thể hiểu rõ hơn sự khác nhau trong các dịch vụ Ethernet, MEF đã phát triển các khuôn khổ định nghĩa dịch vụ Ethernet. Mục tiêu của hệ thống nàylà: - Định nghĩa và đặt tên cho các kiểu dịch vụ Ethernet. - Định nghĩa những thuộc tính (attribute) và các thông số của thuộc tính (attribute parameters) đƣợc dùng để định nghĩa một dịch vụ Ethernet riêng biệt. Hiện tại MEF đã và đang xác định (vì chƣa thành chuẩn) hai kiểu dịch vụ Ethernet: - Kiểu Ethernet Line (E-Line) Service – dịch vụ điểm-điểm (point-topoint) - Kiểu LAN (E-LAN) Service – dịch vụ đa điểm – đa điểm (multipoint-to-multipoint) Để định rõ một cách hoàn toàn về dịch vụ Ethernet, nhà cung cấp phải xác định kiểu dịch vụ và UNI; các thuộc tính của dịch vụ EVC đã kết hợp với kiểu dịch vụ đó. Các thuộc tính này có thể đƣợc tập hợp lại theo những dạng sau: - Giao diện vật lý (Ethernet Physical Interface) - Thông số lƣu lƣợng (Traffic Parameters) - Thông số về hiệu năng (Performance Parameters). - Lớp dịch vụ (Class of Service) - Service Frame Delivery - Hỗ trợ các thẻ VLAN (VLAN T ag Support) - Ghép dịch vụ (Service Multiplexing). - Gộp nhóm (Bundling). - Lọc bảo mật (Sercurity Filters). Kiểu dịch vụ Ethernet Line Kiểu Ethernet Line (E-Line Service) cung cấp kết nối Ethernet ảo điểmđiểm giữa 2 UNIs. Dạng đơn giản nhất, dịch vụ E-Line có thể cung cấp băng thông đối xứng cho dữliệu gửi nhận trên hai hƣớng không có c ác đảmbảo tốc độ giữa hai UNI 10 Mbps.. Dạng phức tạp hơn, dịch vụ E-line có thể cung cấp CIR (Commited Information Rate) và thuộc tính về độ trễ, jitter,… Ghép dịch vụ (service multiplexing) cho phép kết hợp nhiều EVC trên một cổng vật lý UNI duy nhất. Một dịch vụ E-Line có thể cung cấp point-to-point EVCs giữa UNIs tƣơng tự nhƣ việc sử dụng Frame Relay PVCs để nối liền các site với nhau. Một dịch vụ E-Line cũng cung cấp việc kết nối point-to-point giữa UNIs tƣơng tự với một dịch vụ thuê kênh riêng TDM. CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 32 Dịch vụ E-Line cũng có một vài đặc điểm cơ bản nhƣ Frame Delay , Fram Jitter và Frame Loss tối thiểu và không có ghép dịch vụ (Service Multiplexing), tức là yêu cầu giao diện vật lý UNI riêng biệt cho mỗi EVC. Tóm lại, một E-Line Service có thể đƣợc dùng để xây dựng những dịch vụ tƣơng tự nhƣ Frame Relay hay thuê kênh riêng (private leased line). Tuy nhiên, băng thông Ethernet và việc kết nối thì tốt hơn nhiều… Một E-Line Service có thể đƣợc dùng để xây dựng các dịch vụ tƣơng tự nhƣ Frame Relay hay kênh thuê riêng (private leased line). Kiểu dịch vụ Ethernet LAN Kiểu dịch vụ Ethernet LAN (E-LAN) cung cấp kết nối đa điểm, tức là nó có thể kết nối 2 hoặc hơn nhiều UNIs. Dữ liệu của thuê bao đƣợc gửi từ một UNI có thể đƣợc nhận tại một hoặc nhiều dữ liệu của UNIs khác. Mỗi site (UNI) đƣợc kết nối với một multipoint EVC. Khi những site mới (UNIs) đƣợc thêm vào, chúng sẽ đƣợc liên kết với multipoint EVC nêu trên do vậy nên đơn giản hóa việc cung cấp và kích hoạt (activation) dịch vụ. Theo quan điểm của thuê bao, dịch vụ E LAN làm cho MEN trông giống một mạng LAN ảo. Dịch vụ E-LAN Service có thể cung cấp một CIR (Committed Information Rate), kết hợp CBS (Committed Burst Size), EIR (Excess Information Rate) với EBS (Excess Burst Size) và độ trễ, jitter, và tổn thất khung (frame lost). E-LAN Service với cấu hình point-to-point E-LAN service có thể đƣợc sử dụng để liên kết chỉ với 2 UNIs (sites). Trong khi điều này có thể xảy ra tƣơng tự một E-Line Service, có nhiều sự khác biệt khá quan trọng. Với dịch vụ E-LAN, khi một UNI (site) mới đƣợc thêm vào, một EVC mới phải đƣợc thiết lập để liên kết UNI mới với một trong những UNIs hiện thời. Với dịch vụ E-LAN, khi UNI mới cần đƣợc thêmvào ta không cần thêm EVC mới mà đơn giản chỉ thêm UNI mới vào EVC đa điểm cũ. Vì thế, E-LAN Service đòi hỏi chỉ một EVC để hoàn tất việc kết nối multi-site. Nói chung, dịch vụ E-LAN có thể kết nối nhiều địa điểm với nhau, ít phức tạp hơn việc sử dụng những công nghệ nhƣ Frame Relay hoặc ATM. Tóm lại, MEF định nghĩa hai kiểu dịch vụ chính E-Line và E-LAN, tuy nhiên các hãng, tổ chức tham gia MEF có cách sử dụng tên cho hai lọai dịch vụ này khác nhau. Ví dụ nhƣ Cisco đƣa ra các dịch vụ Ethernet Relay Service (ERS) và Ethernet Wire Service (EWS) cho loại E-Line; Ethernet Relay Multipoint Service (ERMS) và Ethernet Multipoint Service (EMS) cho loại E-LAN. 3.2.6 Các thuộc tính dịch vụ Ethenet 3.2.6.1 Ghép dịch vụ Ghép dịch vụ cho phép nhiều UNI thuộc về các EVC khác nhau. UNI nhƣ vậy gọi là UNI đƣợc ghép dịch vụ (service multiplexed UNI). Khi UNI chỉ thuộc một EVC thì UNI nàygọi là UNI không ghép dịch vụ (non - multiplexed UNI). Lợi ích của ghép kênh dịch vụ cho phép chỉ cần một cổng giao diện UNI có thể hỗ trợ nhiều kết nối EVC. Điều này làm giảm chi phí thêm cổng UNI và CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 33 dễ dàng trong việc quản trị. VLAN đƣợc cấu hình tại cổng thiết bị khác hàng CE kế nối với UNI đƣợc gọi là CE - VLAN. Nhƣ vậy, tại mỗi UNI có một ánh xạ (mapping) giữa CE-VLAN và EVC. Điều này gần giống nhƣ ánh xạ giữa DLCI và PVC trong Frame Relay . 3.2.6.2 Gộp nhóm Trong cấu trúc frame của 802.1Q thì có một trƣờng 12 bit là VLAN tag. Nhƣ vậy có tối đa là 4096 VLAN cho một miền lớp 2. Với tính năng gộp nhóm, có nhiều hơn một CE-VLAN đƣợc ánh xạ vào một EVC tại UNI. Khi tất cả VLAN đều đƣợc ánh xạ vào một EVC thì EVC đó có thuộc tính gộp nhóm tất cả trong một. 3.2.6.3 Đặc tính băng thông MEF định nghĩa đặc tính băng thông đƣợc ứng dụng ở UNI hay cho một EVC. Đặc tính băng thông là một giới hạn mà khung Ethernet có thể xuyên qua UNI. Có thể có đặc tính băng thông riêng rẽ cho những khung vào bên trong MEN và cho những khung đi ra khỏi MEN. Thông số CIR cho một Frame Relay PVC là một ví dụ của đặc tính băng thông. 3.2.6.4 Thông số hiệu năng Các thông số này ảnh hƣởng đến chất lƣợng dịch vụ mà thuê bao cảm nhận đƣợc. Thông số hiệu năng đƣợc đánh giá qua các thông số sau: o Độ khả dụng o Độ trễ khung o Độ trƣợt khung o Tỉ lệ tổn thất khung 3.2.6.5 Vấn đề an ninh mạng (Network security) Mạng Metro Ethernet cung cấp mạng riêng ảo lớp 2 (layer 2 VPN) nên những vấn đề an ninh tồn tại tại lớp 2 này nhƣ: Từ chối dịch vụ (DoS: Denial of Service), tràn ngập MAC (MAC flooding) giả mạo địa chỉ MAC (MAC spoofing) cần đặc biệt quan tâm. 3.2.7 Những công nghệ đƣợc sử dụng Nhƣ chúng ta có thể thấy trên mô hình triển khai những công nghệ có thể đƣợc sử dụng dụng đó là : - Truyền tải Ethernet qua SDH, EOS. - RPR. - EPON với công nghệ cụ thể là GE. - MPLS và GMPLS. 3.2.7.1 Truyền tải Metro Ethernet qua SONET/SDH Khái niệm truyền dữ liệu qua mạng SONET/SDH là cơ cấu truyền tải lƣu lƣợng cung cấp một số chức năng và các giao diện nhằm mục đích tăng hiệu quả của việc truyền dữ liệu qua mạng SONET/SDH. Mục tiêu quan trọng nhất mà các hƣớng công nghệ nói trên cần phải thực hiện đƣợc đó là phối hợp hỗ trợ lẫn nhau để thực hiện chức năng cài đặt chỉ định băng thông cho các dịch vụ một cách hiệu quả mà không ảnh hƣởng tới lƣu lƣợng đang đƣợc truyền qua mạng SONET/SDH hiện tại. Điều này có nghĩa là mạng sẽ đảm bảo đƣợc chức năng hỗ trợ truyền tải CHƢƠNG III: CÔNG NGHỆ TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG MẠNG VIETTEL Báo cáo thực tập tốt nghiệp 34 lƣu lƣợng dịch vụ của mạng hiện có và triển khai các loại hình dịch vụ mới. Thêm vào đó EOS cần cung cấp chức năng đảm bảo chất lƣợng dịch vụ QoS với mức độ chấp nhận nào đó cho các loại dịch vụ mới, mềm dẻo và linh hoạt trong việc hỗtrợ truyền tải lƣu lƣợng truyền tải bởi các giao thức khác nhau qua mạng. Cơ cấu của truyền dữ liệu qua mạng SONET/SDH bao gồm 3 giao thức chính: Thủ tục đóng khung tổng quát GFR (Generic Framing Procedure), kỹ thuật liên kết chuỗi ảo VCA T (V irtual Concatenation) và cơ cấu điều chỉnh dung lƣợng đƣờng thông LCAS (Link Capacity Adjustment Scheme). Cả 3 giao thức này đã đƣợc ITU-T chuẩn hoá lần lƣợt bởi các tiêu chuẩn G7041/Y.1303, G.704, G.7042/Y .1305. Giao thức GFR cung cấp thủ tục đóng gói khung dữ liệu cho các dạng lƣu lƣợng khác nhau (Ethernet, IP/PPP , RPR..) vào các phƣơng tiện truyền dẫn TDM nhƣ là SONET/SDH hoặc các hệ thống truyền tải quang OTN (Optical Transport Network). Giao thức VCAT cung cấp các thủ tục cài đặt băng thông cho kênh kết nối mềm dẻo hơn so với những thủ tục áp dụng trong hệ thống truyền dẫn TDM trƣớc đó. Giao thức LCAS cung cấp thủ tục báo hiệu đầu cuối tới đầu cuối để thực hiện chức năng điều chỉnh động dung lƣợng băng thông cho các kết nối khi sử dụng VCAT trong kết nối SONET/SDH. 3.2.7.2 RPR Tháng 12 năm 2000, IEEE thành lập một nhóm nghiên cứu về công nghệ mạng vòng gói phục hồi (IEEE 802.17) nhằm đƣa ra các tiêu chuẩn cho giao thức RPR. Công nghệ RPR đƣợc sử dụng để truyền tải các gói số liệu trên mạng vòng ở tốc độ hàng Gigabit/s. Giải pháp này sử dụng các Router kết nối cáp quang với công nghệ mới RPR hỗ trợ IP hoặc thậm chí MPLS đáp ứng tất cả các dịch vụ khác nhau. RPR là công nghệ chủ đạo cho mạng đô thị thế hệ mới đang đƣợc các hãng viễn thông lớn tập trung phát triển (50 nhà sản xuất thiết bị và chip - Cisco, Nortel, Siemens, Redstone, …). Công nghệ này kết hợp tính ƣu việt của phƣơng thức bảo vệ đƣờng nhƣ ở công nghệ SDH cho phép khả năng hồi phục tuyến cực nhanh ở mức 50 ms. Cùng với khả năng đánh địa chỉ kết nối theo địa chỉ (dùng địa chỉ MAC) và phân loại lƣu lƣợng cho chất lƣợng dịch vụ nhƣ ở công nghệ Ethernet ở lớp 1. RPR đã thừa kế hai đặc trƣng quan trọng của mạng SONET/SDH. - Có thể kết nối theo cấu hình RING - Có thể khôi phục đƣờng truyền nhanh khi đƣờng cáp quang bị đứt |
