Nghiên cứu tiếp thu và phát triển công nghệ điện thoại di động 3G

vùng trên toàn cầu. Trên cơ sở đó xác định h−ớng phát triển lên 3G từ các hệ thống 2G, có nguồn gốc công nghệ khác nhau, nhằm đạt đ−ợc khả năng cung cấp dịch vụ số liệu tốc độ cao hơn. Bên cạnh yếu tố công nghệ, các nhân tố khác nh− thị tr−ờng, kế hoạch th−ơng mại hoá sản phẩm và thiết bị, kế hoạch thử nghiệm cũng nh− kinh nghiệm triển khai của các n−ớc đi tr−ớc cũng có tác động quan trọng đến quyết định lựa chọn công nghệ nghệ và lộ trình triển khai 3G của các n−ớc đi sau. Với nhận thức nh− vậy, nội dung tiếp theo của ch−ơng nghiên cứu các yếu tố trên d−ới ba góc độ: - Xem xét điều kiện triển khai 3G từ các hệ thống 2G hiện có với công nghệ khác nhau. - Phân tích sở cứ cho các b−ớc triển khai của các n−ớc đi tr−ớc nh− Mỹ, châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc và các khu vực khác. - Xác định các vấn đề liên quan đến chi phí và tốc độ triển khai 3G của các nhà khai thác cũng nh− các hãng cung cấp. Các phân tích ở trên đã đ−a ra một cái nhìn tổng thể về tình hình triển khai 3G tại các n−ớc và các khu vực khác nhau xét cả d−ới góc độ công nghệ, thị tr−ờng và th−ơng mại. Qua đó b−ớc đầu xác định đ−ợc: - Về xu h−ớng chung: Các n−ớc th−ờng lựa chọn ph−ơng án triển khai 3G dựa trên cơ sở công nghệ của hệ thống 2G hiện đang áp dụng phổ biến tại n−ớc đó. - Về những điểm đặc thù: Trên thực tiễn, đối với các nhà khai thác mới, việc lựa chọn công nghệ 3G phụ thuộc nhiều vào độ sẵn sàng, tin cậy và giá thành của các sản phẩm th−ơng mại về hệ thống cũng nh− thiết bị đầu cuối của công nghệ đó. - Hai nhận xét trên là những điểm tham khảo quan trọng cho các đề xuất 3G sau này khi triển khai trong điều kiện cụ thể của Việt Nam. Ch−ơng 3: Tính toán yêu cầu về phổ tần IMT 2000 của Việt Nam. Về cơ bản, băng tần ấn định cho IMT-2000 đã đ−ợc quy định tại WRC-92 và WRC-2000. Tiến độ triển khai khai 3G tại các n−ớc một phần bị phụ thuộc vào tình hình cấp phép phổ tần, đây là vấn đề mang tính đặc thù tuân theo quy định của mỗi quốc gia. Tại Việt Nam, băng tần theo quy định dành cho IMT-2000 hiện đang đ−ợc sử dụng bởi các hệ thống vô tuyến khác nhau. Do vậy nội dung ch−ơng này chủ yếu nghiên cứu giải pháp cấp phổ cho IMT-2000 trong điều kiện sử dụng phổ tần thực tế tại Việt Nam, có căn cứ theo các quy đinh và chính sách riêng của Việt Nam, đ−a ra các tính toán về nhu cầu phổ tần cho IMT-2000 của Việt Nam . Cụ thể dự kiến băng tần 1885-2025 NHz và 2110-2200 MHz đ−ợc để sẵn cho triển khai IMT200 ngay trong giai đoạn đầu, các băng tần còn lại sẽ đ−ợc thu hồi và sử dụng cho giai đoạn sau, từ đó tính toán tổng thể băng tần cần sử dụng cho 3G đến 2010 với đ−ờng lên là 42,96 MHz và đ−ờng xuống là 73,02 MHz. Qua đó chuẩn bị ph−ơng án phân chia phổ tần cho các nhà khai thác khác nhau trong n−ớc khi triển khai 3G. Ch−ơng 4: Đề xuất công nghệ 3G tại Việt Nam. Giống nh− hầu hết các n−ớc trong khu vực đông nam á, mạng thông tin di động 2G của Việt Nam dùng công nghệ GSM đã đ−ợc đầu t− cả về chiều sâu lẫn bề rộng và hiện vẫn đang khai thác rất hiệu quả, do vậy các đề xuất công nghệ ở đây phải tính đến 18 yếu tố này. Với cách đặt vấn đề nh− vậy, ch−ơng 4 tập chung xem xét mọi ph−ơng án công nghệ, từ đó chọn ra hai công nghệ chính để đề xuất cho những điều kiện áp dụng khác nhau đối với những nhà khai thác khác nhau. Nội dung cơ bản của đề xuất này đ−ợc xây dựng trên cơ sở có xét đến hạ tầng hiện có của nhà khai thác 2G và tính đến sự phù hợp của công nghệ 3G đề xuất. Trên cơ sở đó W-CDMA đ−ợc đề xuất cho các nhà khai thác hiện đang sở hữu các mạng GSM, với các b−ớc trung gian chuyển đổi 2,5G (GPRS hoặc EDGE) tuỳ thuộc vào nhu cầu khách hàng tại thời điểm triển khai, còn cdma2000 là lựa chọn đối với những nhà khai thác mới với b−ớc khởi đầu có thể chọn cdma 2000 1X-RTT /1X EV-DO (t−ơng đ−ơng 2,5 G của W-CDMA). Kết luận: Nội dung của nhánh 3 đẫ xem xét một cách toàn diện và sâu sắc mọi khía cạnh liên quan đến yêu phát triển của 3G trên ph−ơng diện cả trong và ngoài n−ớc. Dựa trên các phân tích đánh giá về khung cảnh triển khai của các n−ớc, xem xét tới các yêu tố đặc thù của Việt Nam, qua đó lựa chọn hai trong số các họ công nghệ chính của 3G (là W-CDMA/cdma2000) với các b−ớc trung gian 2,5G thích hợp cho từng điều kiện triển khai cụ thể của các nhà khai thác khác nhau. 19 Nhánh 4: Biên soạn một số tiêu chuẩn 2,5G và 3G 1. Sản phẩm: Nhánh đề tài đã có sản phẩm sau: - Báo cáo kết quả biên soan một số tiêu chuẩn 2,5G và 3G. - Các dự thảo tiêu chuẩn WAP, Gb, Gi, Iu, trạm gốc W-CDMA dùng cho các hệ thống thuộc họ công nghệ WCDMA. - Chọn lựa các tiêu chuẩn trạm gốc và thiết bị di động theo nguyên tắc chấp thuận áp dụng nguyên vẹn cho các hệ thống thuộc họ công nghệ cdma2000 2.Tóm tắt báo cáo: Ch−ơng 1: Tình hình tiêu chuẩn hoá 2,5G và 3G. Phần đầu của ch−ơng đ−a ra những thông tin giới thiệu về cơ cấu tổ chức cũng nh− nguyên tắc hoạt động của các cơ quan đóng vai trò chính trong việc xây dựng tiêu chuẩn cho thông tin di động 2,5G và 3G nh− ITU-T, ITU-R, 3GPP, 3GPP2, IETF, SDO. Các tổ chức khác với sự tham gia của các nhà khai thác cũng đ−ợc giới thiệu nh− OHG, 3G.IP (WG8F), MWIF. Trên cơ sở đó nghiên cứu tiến trình chuẩn hoá cho công nghệ 2,5G và 3G từ mạng truy nhập vô tuyến đến mạng lõi, các giao diện với mạng ngoài và một số vấn đề chuẩn hoá khác có liên quan đến chuyển vùng toàn cầu. Từ đó có định h−ớng lựa chọn và biên soạn các tiêu chuẩn cần thiết, tr−ớc hết tập trung cho nhánh W-CDMA vì đây là công nghệ tiềm năng ứng dụng cho 3G của Việt Nam. Ch−ơng 2: Phổ tần cho 3G và chính sách cấp phép. Nh− đẫ trình bày ở trên, đối với 3G, một trong những điều kiện có tính tiên quyết cho việc triển khai đó là phổ tần đ−ợc cấp phép. Do vậy nội dung của ch−ơng này tập chung nghiên cứu các khía cạnh về phổ tần và cấp phép phổ tần cho 3G trên thế giới nh−: nguyên tắc cấp phát băng tần, số l−ợng nhà khai thác đ−ợc cấp phát, số băng tần cấp phát cho một nhà khai thác...từ đó căn cứ vào hiện trạng sử dụng phổ tần và số l−ợng nhà khai thác tại Việt Nam (5 nhà khai thác), đ−a ra kế hoạch và chính sách cấp phép phổ tần 3G cụ thể cho Việt Nam theo 3 giai đoạn (tới 2005, tới 2010 và sau 2010) với 3 ph−ơng án phân chia băng tần. Ch−ơng 3: Tiêu chuẩn giao thức WAP WAP là một tiêu chuẩn kỹ thuật có tính mở, đ−ợc đ−a ra bởi các hãng viễn thông lớn và sớm đ−ợc chấp nhận tren toàn cầu. Với khả năng t−ơng thích với các hệ thống di dộng khác nhau, WAP cho phép đ−a các nội dung và các dịch vụ Internet tới các thiết bị đầu cuối di động của các hệ thống di động tế bào khác nhau. Với cách nhìn nhận nh− vậy, ch−ơng này đi sâu nghiên cứu và phân tích các đặc tả kỹ thuật của WAP, quá trình phát triển qua các phiên bản, cách thức triển khai các ứng dung trên mạng di động. Trên cơ sở đó biên soạn bản dự thảo tiêu chuẩn kỹ thuật cho WAP 1.2 và đ−a ra các điểm nâng cấp của phiên bản WAP 2.0, làm cơ sở cho việc triển khai sớm các dịch vụ WAP trên mạng di động hiện tại cũng nh− sau này của Việt Nam. Ch−ơng 4: Tiêu chuẩn giao diện GPRS. 20 Nội dung của ch−ơng đi sâu phân tích cấu trúc xếp chồng của GPRS lên trên GSM, qua đó lựa chọn các giao diện quan trong mới xuất hiện trong hệ thống để xây dựng bộ tiêu chuẩn giao diện cho GPRS. Về nguyên tắc, việc đ−a GPRS vào trong GSM đ−ợc xem nh− một b−ớc quá độ (2,5G) nhằm mở ra khả năng cung cấp dịch vụ dữ liệu chuyển mạch gói đồng thời với dịch vụ chuyển mạch kênh truyền thống vốn có của GSM. Để thực hiện đ−ợc chức năng này, hệ thống cần đ−a thêm các nút mạng mới và điều này làm xuất hiện thêm các giao diện mới trong hệ thống. Qua phân tích về đặc tính, chức năng, nhiệm vụ của các giao diện mới thì nổi lên hai giao diện có vai trò quan trọng nhất đó là Gb và Gi. Trong đó Gb đóng vai trò giao diện giữa phân hệ trạm gốc BSS của GSM với phần mạng lõi mới của GPRS (SGSN), nó quyết định khả năng kết hợp giữa GSM và GPRS. Giao diện thứ hai là Gi với vai trò trung gian kết nối giữa hệ thống GSM/GPRS với mạng số liệu bên ngoài, nó quyết định khả năng làm việc liên mạng, cung cấp các dịch vụ dữ liệu kiểu IP hay X.25 cho các máy đầu cuối di động. Với đánh giá nh− trên, hai giao diện đ−ợc lựa chọn tr−ớc tiên để biên soạn dự thảo tiêu chuẩn giao diện cho GPRS là Gb và Gi, nhằm thiết thực phục vụ công tác triển khai thử nghiệm cũng nh− đánh giá dịch vụ GPRS trên mạng GSM của Việt Nam. Ch−ơng 5: Tiêu chuẩn giao diện của hệ thống W-CDMA. Vì sự tồn tại của nhiều công nghệ đề cử cho 3G cho nên việc chấp nhận các tiêu chuẩn khác nhau phù hợp với từng công nghệ đ−ợc lựa chọn là điều không tránh khỏi. Trong điều kiện Việt Nam, với xuất phát điểm là hệ thống GSM đã triển khai rộng khắp, thì việc phát triển lên 3G theo h−ớng công nghệ W-CDMA là có nhiều khả năng hơn cả. Do vậy ch−ơng 5 tập chung phân tích, nghiên cứu cấu trúc mạng và giao diện hệ thống của W-CDMA làm sở cứ cho việc lựa chọn và xây dựng tiêu chuẩn giao diện của hệ thống. Với trọng tâm phân tích nh− trên, giao diện Iu đ−ợc xem nh− đóng vai trò quyết định trong việc kết nối giữa mạng truy nhập vô tuyến với mạng lõi, việc chuẩn hoá giao diện Iu không chỉ có ý nghĩa đảm bảo sự kết nối làm việc bình th−ờng giữa hai thành phần mạng quan trọng nhất của hệ thống (mạng vô tuyến và mạng lõi) mà nó còn đặc biệt có ý nghĩa cho công tác hợp chuẩn thiết bị đối với các sản phẩm có nguồn gốc từ các nhà sản xuất khác nhau, mở rộng khả năng lựa chọn của nhà khai thác khi triển khai hệ thống. Với tầm quan trọng nh− vậy, giao diện Iu đ−ợc lựa chọn đầu tiên để biên soạn bản dự thảo tiêu chuẩn giao diện cho hệ thống W-CDMA. Ngoài ra, để phục vụ công tác quản lý và hợp chuẩn thiết bị thu phát vô tuyến (trong điều kiện sẽ triển khai hệ thống W-CDMA), NodeB với vai trò nh− BTS của GSM cũng đ−ợc chọn làm đối t−ợng để xây dựng bản dự thảo tiêu chuẩn thiết bị trạm gốc thông tin di động W-CDMA, nhằm kiểm soát các chỉ tiêu về t−ơng thích điện từ tr−ờng, chống nhiễu... giữa các hệ thống trạm thu phát vô tuyến khác nhau. Ch−ơng 6: Tiêu chuẩn của hệ thống cdma2000 Nh− đã trình bày ở ch−ơng đầu, trong khi W-CDMA là tiêu chuẩn 3G do 3GPP thực hiện cho các hệ thống phát triển lên từ GSM thì cdma2000 lại là tiêu chuẩn 3G do 3GPP thực hiện cho các hệ thống phát triển lên từ IS-95. Nội dung ch−ơng 6 chủ yếu nghiên cứu tình hình chuẩn hoá cho mạng thông tin di động cdma2000 trên thế giới, kết hợp với việc phân tích vai trò và ý nghĩa của từng giao diện trong hệ thống để đ−a ra các khuyến nghị cần thiết cho công tác tiêu chuẩn hoá đối với cdma2000 nếu Việt Nam có triển khai. Ngoài ra, trên cơ sở kết quả các đề tài đã thực hiện, nhóm thực hiện đã phân tích, lựa chọn tiêu chuẩn trạm gốc và tiêu chuẩn thiết bị đầu cuối cho các hệ thống thuộc họ công nghệ cdma2000 theo nguyên tắc chấp thuận áp dụng nguyên vẹn. 21 Kết luận: Nội dung thực hiện của nhánh 4 tập chung xem xét các tổ chức tiêu chuẩn của 3G, nghiên cứ tình hình chuẩn hoá của các nhánh công nghệ khác nhau. Qua đó phân tích lựa chọn và biên soạn một số tiêu chuẩn cho 2,5G và 3G trong đó các tiêu chuẩn này đảm bảo tính cập nhật và có xem xét thấu đáo đến khả năng áp dụng trong điều kiện Việt Nam. Cụ thể, đối với nhánh phát triển h−ớng tới WCDMA, do tồn tại nhiều công nghệ khác nhau (GSM, GPRS, EDGE,..), nên việc xây dựng tiêu chuẩn cho các hệ thống thuộc họ công nghệ này rất phức tạp và đa dạng, cần đ−ợc quan tâm nhiều hơn. Trong khi đó, đối với nhánh phát triển theo họ công nghệ cdma2000, các b−ớc phát triển đã khá rõ ràng và thống nhất, nên việc xây dựng tiêu chuẩn có thể dựa trên cơ sở chấp thuận áp dụng nguyên vẹn các tiêu chuẩn t−ơng ứng của 3GPP2. Từ các phân tích trên, nhóm thực hiện đề tài đã tập trung biên soạn các tiêu chuẩn cho họ công nghệ WCDMA. Các tiêu chuẩn đã biên soạn này đ−ợc trình bày cụ thể trong các phụ lục đi kèm. 22 Nhánh 5: Nghiên cứu xây dựng cấu trúc mạng thông tin di động 3G phù hợp với xu h−ớng phát triển hạ tầng viễn thông. 1. Sản phẩm: Nhánh đề tài đã có sản phẩm sau: - Báo cáo kết quả nghiên cứu xây dựng cấu trúc mạng thông tin di động 3G phù hợp với xu h−ớng phát triển hạ tầng viễn thông. - Các bài báo cáo khoa học tại các hội thảo trong và ngoài n−ớc - Chuyên đề “Mạng thông tin di động 3G” phục vụ công tác đào tạo cho cán bộ giảng viên Trung Tâm II- Học Viện Công Nghệ BC-VT. - Phần mềm tính toán định cỡ mạng truy nhập vô tuyến W-CDMA. 2.Tóm tắt báo cáo: Ch−ơng 1: Yêu cầu và nguyên tắc chung để phát triển hạ tầng viễn thông theo h−ớng NGN. Các mạng thông tin di động 3G khi triển khải phải đảm bảo sự phù hợp với xu thế phát triển chung của hạ tầng viễn thông. Trong khi đó sự phát triển hiện nay của hạ tầng viễn thông đã đ−ợc xác định theo h−ớng NGN, do vậy nội dung chính của ch−ơng này là nghiên cứu các nguyên tắc chung cũng nh− yêu cầu cụ thể đặt ra đối với hạ tầng viễn thông khi phát triển theo h−ớng NGN. Phần đầu của ch−ơng đ−a ra các khái niệm chung cũng nh− giới thiệu tổng quan về NGN thông qua các mô hình đề xuất của các tổ chức viẽn thông quốc tế nh− ITU và ETSI trong đó bao gồm: - Về yêu cầu chung: Cung cấp đa dạng dịch vụ; Cấu trúc mạng đơn giản; Nâng cao hiệu quả sử dụng, chất l−ợng, giảm chi phí khai thác bảo d−ỡng mạng; Rễ mở rộng và phát triển mạng; Độ linh hoạt và tính sẵn sàng cao; Tổ chức mạng dựa trên nhu cầu phát triển và số l−ợng thuê bao theo vùng địa lý, không tổ chức theo địa bàn hành chính. - Về cấu trúc bao gồm các lớp chức năng nh−: Lớp truy nhập; Lớp truyền tải; Lớp điều khiển; Lớp quản lý. Trên cơ sở đó, phần tiếp theo nghiên cứu chi tiết các nguyên tắc tổ chức mạng, cấu trúc mạng, công nghệ sử dụng, mô hình quản lý của NGN, từ đó xác định vai trò chức năng nhiệm vụ cụ thể của mạng thông tin di động 3G nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển chung của hạ tầng viễn thông theo h−ớng NGN. Ch−ơng 2: Các ph−ơng án mạng lõi để triển khai 3G. Sau khi đã xác định rõ vai trò cũng nh− yêu cầu đặt ra đối với mạng thông tin di động nhằm đáp ứng xu thế phát triển theo h−ớng NGN của hạ tầng viễn thông, trọng tâm nghiên cứu của ch−ơng hai sẽ là các ph−ơng án công nghệ dùng cho mạng lõi để triển khai 3G. Với việc nghiên cứu các cấu trúc đ−ợc đề xuất cho 3G thông qua các phiên bản R99, R4, R5 của 3GPP, phần đầu của ch−ơng đã phân tích đánh giá và tổng kết đ−ợc các −u nh−ợc điểm của mỗi ph−ơng án triển khai 3G theo cấu trúc của từng phiên bản. Qua đó xác định xu h−ớng phát triển của mạng 3G là theo h−ớng toàn IP và đồng thời chỉ rõ các vấn đề về công nghệ, kỹ thuật cần giải quyết khi triển khai mạng 23 di động 3G theo h−ớng này. Với các nghiên cứu trên, phần cuối của ch−ơng đ−a ra các định h−ớng chính cho việc tổ chức triển khai mạng lõi 3G của Việt Nam nh− sau: - Tr−ớc mắt để tận dụng phần vô tuyến của GSM, triển khai mạng lõi chuyển mạch gói GPRS. - Tiếp theo từng b−ớc triển khai mạng truy nhập vô tuyến W-CDMA. - Về lâu dài, sẽ triển khai mạng lõi toàn IP Ch−ơng 3: Vai trò và kết nối thành phần vệ tinh trong 3G. Một trong những mục tiêu cơ bản của hệ thống thông tin di động 3G là cung cấp dịch vụ cho khách hàng ở mọi nơi, mọi lúc. Nh−ng phần hạ tầng mặt đất của 3G rất khó đáp ứng yêu cầu phủ sóng mọi nơi, do vậy cần tới sự bổ sung của thành phần vệ tinh hỗ trợ cho những khu vực này. Với nhận thức nh− trên, nội dung của ch−ơng này nghiên cứu khả năng ứng dụng của thành phần vệ tinh trong 3G. Qua các số liệu dự báo về dịch vụ, số ng−ời sử dụng, l−u l−ợng và môi tr−ờng cần tới sự hỗ trợ của thành phần vệ tinh, các phân tích ở đây đã xác định rõ vai trò của thành phần vệ tinh trong 3G. Từ đó định hình cấu trúc mạng 3G trong đó có cả thành phần vệ tinh với các định h−ớng về phủ sóng, truy nhập, kết nối. Tuy nhiên, với sự triển khai thành công của các hệ thống di động mặt đất PLMN gần đây và thất bại của các hệ thống di động vệ tinh quỹ đạo thấp và trung bình nh− Iridium, Globalstar v..v.. ITU không còn đặt vai trò và yêu cầu kết nối vệ tinh trong 3G. Các nghiên cứu tính toán hiện nay chỉ còn tập trung cho thành phần di động mặt đất. Ch−ơng 4: Quy hoạch và định cỡ mạng thông tin di động thế hệ 3 (W-CDMA) Để triển khai mạng thông tin di động 3G, thì công việc đầu tiên phải thực hiện đó là quy hoạch và định cỡ mạng vừa đảm bảo cung cấp dịch vụ cho khách hàng vừa phù hợp với khả năng đầu t− công nghệ của nhà khai thác. Với những đặc thù mới của công nghệ và dịch vụ 3G, cho nên đặt ra những yêu cầu mới đối với công tác quy hoạch và định cỡ. Vì những lý do trên, nội dung của ch−ơng 4 tr−ớc hết đi vào phân tích những điểm khác biệt cần tính đến trong yêu cầu thiết kế mạng thông tin di động 3G, qua đó đ−a ra các nhiệm vụ cụ thể, các b−ớc cần thực hiện cho việc định cỡ mạng. Phần tiếp theo đi sâu nghiên cứu quá trình định cỡ mạng vô tuyến, xây dựng các b−ớc tính toán chi tiết cho quỹ đ−ờng truyền, kích th−ớc cell, hệ số tải, phân tích phủ sóng và dung l−ợng, định cỡ giao diện...từ đó xây dựng quy trình tổng thể chung cùng với một công cụ phần mềm để thực hiện định cỡ mạng truy nhập vô tuyến 3G W-CDMA. Kết luận: Nội dung nhánh 5 đ−ợc thực hiện trên cơ sở xem xét một cách toàn diện những khái niệm, yêu cầu, nguyên tắc tổ chức chung của hạ tầng viễn thông phát triển theo h−ớng mạng thế hệ sau (NGN), căn cứ vào đó lựa chọn ph−ơng án triển khai mạng lõi 3G phù hợp với xu thế phát triển chung của hạ tầng viễn thông. Đồng thời các nghiên cứu của nhánh này cũng đ−a ra các khuyến nghị cụ thể và cần thiết về thiết bị và hệ thống khi phát triển mạng theo lộ trình công nghệ đ−ợc lựa chọn nhằm triển khai mạng lõi All-IP cho giai đoạn sau. Để hỗ trợ cho việc triển khai hiệu quả mạng 3G, phần cuối đ−a ra các kết quả nghiên cứu nhằm xây dựng công cụ giải quyết vấn đề quy hoạch và định cỡ mạng 3G với mục tiêu chính trong giai đoạn đầu là có đ−ợc công cụ phần mềm giải quyết bài toán định cỡ phần mạng truy nhập vô tuyến W-CDMA. 24 Nhánh 6: Đề xuất khuyến nghị lộ trình và kế hoạch triển khai hệ thống thông tin di động 3G trên cơ sở hệ thống GSM hiện có ở Việt nam. 1. Sản phẩm: Nhánh đề tài đã có sản phẩm sau: - Báo cáo đề xuất lộ trình và kế hoạch triển khai hệ thống thông tin di động 3G trên cơ sở hệ thống GSM hiện có ở Việt Nam. - Các bài báo cáo khoa học tại các hội thảo trong và ngoài n−ớc - Các chuyên đề phục vụ công tác đào tạo chuyên ngành BC-VT. 2.Tóm tắt báo cáo: Ch−ơng 1: Các ph−ơng án công nghệ khả thi cho việc chuyển đổi từ mạng 2G lên 3G. Việc phát triển lên 3G từ hệ thống 2G có thể d−ợc thực hiện theo nhiều lộ trình khác nhau, điều này phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nh− công nghệ 2G hiện tại, phổ tần đ−ợc cấp phép, nhu cầu thực tế của thị tr−ờng và năng lực đầu t− cũng nh− chính sách kinh doanh của nhà khai thác. Do vậy ch−ơng này tr−ớc hết xem xét đến tất cả các ph−ơng án kỹ thuật chuyển đổi, từ đó tập trung nghiên cứu vào hai ph−ơng án chuyển đổi chính lên 3G từ mạng 2G là GSM và IS-95. Mỗi ph−ơng án chuyển đổi đ−a ra ở đây đều đ−ợc phân tích d−ới các góc độ nh−: cấu trúc mạng, điều kiện thực hiện, yêu cầu nâng cấp đối với các phần tử mạng... để làm rõ −u nh−ợc điểm và khả năng ứng dụng của mỗi ph−ơng án. Trên cơ sở đó, phần cuối đi sâu nghiên cứu điều kiện thực hiện và các vấn đề kỹ thuật đặt ra cho mỗi b−ớc chuyển đổi cụ thể từ GSM lên W- CDMA thông qua các b−ớc trung gian HSCSD, GPRS, EDGE. Từ đó hình thành các sở cứ vững chắc cho những đề xuất khuyến nghị sau này về lộ trình và kế hoạch chuyển đổi lên 3G đ−ợc lựa chọn thực hiện trong điều kiện cụ thể của Việt Nam. Ch−ơng 2: Phát triển dịch vụ 3G. Một trong những mục tiêu chính của 3G là cung cấp đa dạng các loại hình dịch vụ mới cho mọi đối t−ợng khách hàng nh−: truy nhập Internet di động, dữ liệu gói, đa ph−ơng tiện...Để đáp ứng đ−ợc mục tiêu này, cần xây dựng thành công hệ thống cung cấp dịch vụ phù hợp với mô hình kinh doanh dịch vụ mới, trong đó l−u l−ợng của các dịch vụ dữ liệu sẽ chiếm đa số cũng nh− đảm bảo tính mở cho sự tham gia đông đảo của các nhà cung cấp dịch vụ thuộc bên thứ ba. Do vậy nội dung của ch−ơng 2 sẽ tập chung nghiên cứu những vấn đề liên quan đến phát triển dịch vụ cho 3G. Tr−ớc hết phần đầu của ch−ơng xem xét đến các yêu cầu cơ bản đặt ra khi thiết lập môi tr−ờng kinh doanh di động nói chung, với hai nhân tố cơ bản của thị tr−ờng cần đ−ợc quan tâm là khả năng cung cấp dịch vụ từ phía nhà khai thác và khả năng chấp nhận dịch vụ từ phía khách hàng. Các yêu cầu này đ−ợc phân tích cụ thể d−ới ba góc độ: ng−ời sử dụng, dịch vụ cung cấp, công nghệ. Yêu cầu của ng−ời sử dụng đ−ợc xác định bởi: tính hấp dẫn của dịch vụ, tính c−ớc và quản lý c−ớc, tính bảo mật và an toàn thông tin cá nhân, khả năng sử dụng các dịch vụ dựa trên vị trí...trên cơ sở đó định hình các yếu tố quyết định sự thành công của một dịch vụ đối với ng−ời sử dụng. Đối với các yêu cầu về dịch vụ cung cấp và công nghệ thì có những điểm t−ơng đồng nhất định 25 vì khả năng đ−a ra một dịch vụ nào đó luôn gắn liền với sự hỗ trợ của công nghệ, cho nên các yêu cầu đ−ợc xác định ở đây là khả năng cung cấp dịch vụ băng rộng, t−ơng tác, quản lý và tính c−ớc tính theo QoS, chuyển vùng, kết nối mạng ngoài, nâng cấp tới IPv6... Phần tiếp theo, dựa trên mô hình phân lớp hệ thống của UMTS, các vấn đề về dịch vụ và mô hình th−ơng mại của 3G đ−ợc xem xét, phân tích theo cấu trúc phân lớp này. Cấu trúc này thực hiện phân tách giữa các lớp vật lý, lớp mạng, lớp tạo dịch vụ, lớp cung cấp nội dung, định rõ vai trò, mức độ, khả năng t−ơng tác lẫn nhau của từng thành phần tham gia vào quá trình đ−a ra dịch vụ cuối cùng đến tay ng−ời sử dụng. Với cấu trúc mô hình th−ơng mại của 3G định hình theo kiểu phân lớp nh− đề cập ở trên, dịch vụ đ−ợc cung cấp cho thuê bao không chỉ trong mạng chủ mà ngay cả khi thuê bao đang nằm trong mạng khách, không chỉ từ nhà khai thác mà còn từ các nhà cung cấp nội dung khác nhau bên ngoài. Cho nên vấn đề đặt ra là phải thêm các phần tử dịch vụ mới vào trong mạng, ở đây các phần tử mới đ−ợc đề cập đến là các máy chủ hỗ trợ : WAP, định vị, thực thi dịch vụ MExE, xử lý SIM card USAT, CAMEL... trong đó nhấn mạnh vai trò của CAMEL trong việc mở rộng phạm vi cung cấp các dịch vụ thông minh cho môi tr−ờng di động. Phần cuối của ch−ơng tập trung vào nghiên cứu và đ−a ra ph−ơng án tổng thể phát triển dịch vụ di động. Nh− phần trình bày ở trên ta thấy, để có thể phát triển thành công dịch vụ đem lại lợi ích cho cả nhà khai thác và khách hàng thì việc đầu tiên là phải xây dựng một môi tr−ờng kinh doanh trên cơ sở xác định rõ những yêu cầu từ nhiều phía: ng−ời sử dụng, các dịch vụ cung cấp và yêu cầu về công nghệ. Khi xây dựng mô hình th−ơng mại cần tạo điều kiện thuận lợi cho các bên thứ ba (các nhà cung cấp dịch vụ, các nhà cung cấp nội dung) cùng tham gia cung cấp và phát triển dịch vụ. Để thực hiện điều này thì phải có những b−ớc phát triển mạng theo h−ớng dựa trên nền IP, tạo ra các giao diện mở (OSA- kiến trúc dịch vụ mở) để các phần tử dịch vụ có thể dễ dàng kết nối với mạng. Với những phân tích nh− vậy, phần này đã tập chung xem xét và đánh giá cả hai ph−ơng án cung cấp dịch vụ cho hệ thống trong đó ph−ơng án thứ nhất t−ơng tự nh− ph−ơng án cung cấp dịch vụ sử dụng trong hệ thống GSM tr−ớc đây. Ph−ơng án này không tạo điều kiện cho bên thứ 3 tham gia vào quá trình cung cấp dịch vụ. Vì vậy, khi cung cấp các dịch vụ 2,5G và 3G thì việc lựa chọn ph−ơng án 2 (xây dựng mạng dịch vụ dựa trên nền IP) là hợp lý hơn. Trong lộ trình phát triển dịch vụ từ GSM lên UMTS, nên xây dựng cấu trúc mạng theo ph−ơng án 2 để tạo điều kiện thuận lợi cho mô hình kinh doanh dịch vụ sau này. Ch−ơng 3: Một số vấn đề kỹ thuật cần l−u ý đối với hệ thống di động 3G. Đồng thời với những −u thế về công nghệ và dịch vụ mới, hệ thống 3G cũng đem lại những cách đặt vấn đề mới đối với công tác quản lý mạng, quản lý tài nguyên vô tuyến, bảo mật...do vậy nội dung ch−ơng 3 đề cập đến các khía cạnh kỹ thuật của các vấn đề nêu trên trong hệ thống 3G. Xét d−ới góc độ quản lý mạng, ph−ơng thức quản lý phải có những phát triển t−ơng ứng phù hợp với sự phát triển của mạng. Trên cơ sở xem xét thấu đáo các −u nh−ợc điểm của những ph−ơng thức quản lý mạng đã đ−ợc sử dụng từ tr−ớc, kết hợp với các đặc điểm mới về cấu trúc mạng và dịch vụ của 3G, phần này đ−a ra các đặc tính cơ bản của việc quản lý mạng và dịch vụ trong 3G với các yêu cầu cụ thể về: khả năng quản lý, cấu trúc quản lý, mức độ tiện lợi, khả năng liên kết hoạt động, tái sử dụng các tiêu chuẩn hiện có, khả năng bảo mật, khai thác bảo d−ỡng đơn giản..., từ đó 26 lựa chọn ph−ơng án sử dụng hệ thống quản lý mạng phân bố, đồng thời cụ thể hoá những yêu cầu mới về quản lý mạng của 3G so với mạng 2G cũ. Đối với mạng 3G, do đồng thời cung cấp nhiều loại hình dịch vụ với nhiều kiểu l−u l−ợng và mức chất l−ợng QoS khác nhau, trong đó ph−ơng thức quản lý tài nguyên vô tuyến đóng vai trò quan trọng và có tác động tiếp đến các yếu tố trên. Bởi vậy phần tiếp theo của ch−ơng sẽ nghiên cứu các vấn đề quản lý tài nguyên vô tuyến trong 3G. Về nguyên tắc, với một quỹ tài nguyên vô tuyến hữu hạn của hệ thống, việc quản lý tốt sẽ cho phép đảm bảo khả năng: đáp ứng nhiều loại dịch vụ với nhiều mức QoS khác nhau, duy trì tốt vùng phủ sóng, tối −u dung l−ợng hệ thống. Đây chính là mục đích của quản lý tài nguyên vô tuyến. Mặt khác, vì nhu cầu của thuê bao rất khác nhau và không dự báo một các hoàn toàn chính xác đ−ợc cho nên rất khó định l−ợng phù hợp cho việc phân bổ tr−ớc các nguồn tài nguyên vô tuyến, vì vậy nhiệm vụ của quản lý tài nguyên vô tuyến không chỉ là định hình phân bổ mà còn đòi hỏi khả năng định hình lại và phân bổ lại tài nguyên vô tuyến cho những yêu cầu mới. Để đáp ứng các yêu cầu và nhiệm vụ nói trên, phần tiếp theo tập trung xác định và cụ thể hoá các chức năng cần thiết mà phần quản lý tài nguyên vô tuyến phải thực hiện nh−: điều khiển công suất, điều khiển chuyển giao, điều khiển truy nhập, điều khiển tải, từ đó tổng kết và đ−a ra các vấn đề cần quan tâm đối với việc quản lý tài nguyên vô tuyến trong 3G. Trong các hệ thống 2G nói chung, việc bảo mật đ−ợc thực hiện chủ yếu ở giao diện vô tuyến, nghĩa là phần mạng truy nhập. Còn trong mạng 3G hiện nay, khái niệm bảo mật rộng hơn và đ−ợc thực hiện không chỉ ở kết nối mạng truy nhập mà còn ở mọi thành phần trong mạng: từ nhà cung cấp dịch vụ/nhà khai thác đến điểm đầu cuối ng−ời sử dụng. Với nhận thức nh− vậy, phần cuối ch−ơng nghiên cứu các nội dung chính sau đây. Nội dung thứ nhất: nghiên cứu về bảo mật truy nhập của UMTS. Bảo mật ở đây đ−ợc thực hiện cho cả phần truy nhập của ng−ời sử dụng tới mạng UMTS và phần kết nối tại mức mạng truy nhập. Bảo mật truy nhập UMTS về cơ bản dựa trên mô hình bảo mật truy nhập GSM nh−ng có một vài điểm cải tiến. Nội dung thứ hai: liên quan đến bảo mật tại lớp phần tử mạng. Vấn đề chính là cách bảo mật các kết nối bên trong mạng UMTS và giữa các mạng của các nhà khai thác di động khác nhau. Vì mạng lõi UMTS ( theo R99 của 3GPP) phát triển lên từ mạng lõi GSM nên không có điểm cải tiến cơ bản nào trong bảo mật của UMTS so với 2G. Nh−ng khi có cải tiến về công nghệ mạng lõi thì có rất nhiều thay đổi trong các phiên bản sau của UMTS. Trong phần này chỉ đ−a ra cái nhìn tổng thể về các cơ chế sẽ đ−ợc sử dụng. Nội dung thứ ba: là tổng kết các vấn đề và các cơ chế về bảo mật tại những lớp cao - lớp dịch vụ và nội dung. Mặc dù vấn đề bảo mật ở những lớp này là độc lập hoàn toàn với cấu trúc của bản thân mạng UMTS, tuy nhiên, nó đóng vai trò quan trọng trong toàn bộ vấn đề bảo mật của hệ thống. Trong phần ba này cũng đ− ra các nội dung chủ yếu về bảo mật truy nhập của các hệ thống con đa ph−ơng tiện IP bên trong mạng UMTS. Ch−ơng 4: Đề xuất khuyến nghị lộ trình và kế hoạch triển khai 3G. Trên cơ sở tập hợp, phân tích và tổng hợp kết quả nghiên cứu của các nhánh khác. Nội dung ch−ơng này chủ yếu đ−a ra các đề xuất khuyến nghị về lộ trình và kế hoạch triển khai 3G có tính khả thi khi áp dụng trong điều kiện cụ thể của Việt Nam. Để có đ−ợc những đề xuất kỹ thuật chi tiết cho ph−ơng án công nghệ, phần đầu của ch−ơng đã tổng hợp tình hình và đ−a ra những nhận định cụ thể về bối cảnh chung của 3G trên thế giới cũng nh− ở Việt Nam tại thời điểm dự kiến bắt đầu triển khai (2005), trong đó đặc biệt nhấn mạnh tới khía cạnh: độ chín mùi về công nghệ của mỗi h−ớng phát triển, khả năng th−ơng phẩm hoá rộng rãi thiết bị hệ thống và đầu cuối, 27 dịch vụ trọng tâm, tính cạnh khi thị tr−ờng có nhiều nhà khai thác, các hệ thống thử nghiệm đã có thời gian để đánh giá, và khách hàng đã có những phản ứng t−ơng đối rõ nét về các dịch vụ mới... Trong bối cảnh chung nh− vậy, khi mà thị tr−ờng thông tin di động của Việt Nam không chỉ đơn thuần có hai nhà khai thác GSM của VNPT mà còn có những đối tác hoàn toàn mới giàu tiềm năng tham gia khai thác kinh doanh trong lĩnh vực này, do vậy những đề xuất ph−ơng án triển khai ở phần tiếp theo của ch−ơng đ−ợc đ−a ra trên cơ sở có xem xét đến mọi thành phần tham gia. Về nguyên tắc, có hai giải pháp chính để phát triển từ hệ thống thông tin di động hiện tại lên 3G đó là: - Tr−ớc tiên triển khai hệ thống trung gian 2,5G với mục tiêu nâng cao tốc độ truyền số liệu thông qua ph−ơng thức chuyển mạch gói, sau đó chờ khi có đủ nhu cầu về loại hình dịch vụ này từ thị tr−ờng, cũng nh− công nghệ 3G hoàn thiện thì phát triển lên 3G. - Chuyển thẳng lên 3G: chấp nhận mạo hiểm để làm chủ công nghệ và tích luỹ kinh nghiệm khi triển khai th−ơng mại hệ thống. Mỗi giải pháp đều có những đặc tr−ng riêng, tuy nhiên với những −u thế của giải pháp triển khai hệ thống trung gian 2,5G nh−: đảm bảo b−ớc đầu đáp ứng nhu cầu về loại hình dịch vụ, đảm bảo an toàn đầu t−, kích thích nhu cầu khách hàng đó là những yếu tố quyết định đảm bảo hiệu quả kinh cho nhà khai thác khi triển khai 3G thực sự. Trên thực tế giải pháp này đ−ợc rất nhiều nhà khai thác của các n−ớc sử dụng và đây cũng là giả pháp mà đề tài đ−a ra khuyến nghị. Với giải pháp đ−ợc lựa chọn là triển khai 3G qua b−ớc trung gian 2,5G, có hai họ công nghệ chính để thực hiện đó là: - Triển khai hệ thống 3G công nghệ W-CDMA thông qua công nghệ 2,5G trung gian là GPRS. - Triển khai hệ thống 3G công nghệ cdma2000 thông qua công nghệ 2,5G trung gian là 1xRTT (gọi tắt là cdma2000-1x). Với kết quả nghiên cứu và phân tích của các nhánh nghiên cứu tr−ớc, trong việc đề xuất, cả hai ph−ơng án triển khai theo hai nhánh công nghệ W-CDMA và cdma2000 đều đ−ợc trình bày với các yêu cầu kỹ thuật chi tiết, trong đó W-CDMA đ−ợc đề xuất chính cho các nhà khai thác hiện đang khai thác hệ thống 2G GSM, còn cdma2000 đ−ợc khuyến nghị lựa chọn cho những nhà khai thác mới. Sau khi đã đ−a ra các đề xuất lựa chọn ph−ơng án công nghệ, phần tiếp theo tập chung xác định ph−ơng án chuyển đổi phù hợp với các đề xuất công nghệ ở trên. Dựa trên mô hình chuyển đổi chung đã đ−ợc xác định cho từng nhánh công nghệ, ph−ơng án chuyển đổi đ−ợc đ−a ra cho cả phần mạng lõi và mạng truy nhập vô tuyến, trong đó đặc biệt phân tích kỹ các b−ớc chuyển đổi dự trên công nghệ 2G GSM vì đây là hệ thống đã và đang khai thác rộng khắp tại Việt Nam. Nh− đã xác định từ tr−ớc, việc triển khai 3G theo nhánh công nghệ cdma2000 đ−ợc đề xuất cho các nhà khai thác mới, độc lập với hạ tầng 2G GSM hiện có, nên việc triển khai có thể đ−ợc lựa chọn tuỳ theo nhu cầu thị tr−ờng, năng lực nhà khai thác, cũng nh− tính sắn sàng về công nghệ và thiết bị của nhánh này. Trong khi đó, nhánh W-CDMA đ−ợc đề xuất triển khai cho những nhà khai thác GSM thông qua b−ớc trung gian GPRS sẽ yêu cầu những b−ớc nâng cấp có tính chất thay đổi cơ bản về công nghệ, do vậy đòi hỏi cao về khả năng tận dụng hạ tầng và t−ơng thích ng−ợc với hệ thống 2G GSM hiện có, cho nên cần phải xác định một lộ trình hợp lý với các b−ớc triển khai cụ thể cho nhánh này. Với nhận thức nh− vậy, lộ trình và các b−ớc triển khai cụ thể theo mỗi giai đoạn đ−ợc nghiên cứu kỹ và tập chung cho nhánh GSM/GPRS/W-CDMA. 28 Kết luận: Nhánh 6 của đề tài đã tổng hợp và nắm bắt đ−ợc kết quả nghiên cứu của tất cảc các nhánh nội dung khác, kết hợp với các phân tích đánh giá toàn diện về đặc điểm kỹ thuật công nghệ, dịch vụ và phát triển dịch vụ, thị tr−ờng và mô hình kinh doanh, bối cảnh và đặc thù triển khai 3G của Việt Nam, từ đó đ−a ra các ph−ơng án công nghệ cũng nh− lộ trình và kế hoạch triển khai chi tiết cho từng giai đoạn. 29 Nhánh 7: Thử nghiệm và đánh giá công nghệ 2.5G trên mạng thông tin di động GSM của Tổng Công ty 1. Sản phẩm Nhánh đề tài này đã có các sản phẩm sau: - Hệ thống thử GPRS thử nghiệm trong mạng Vinaphone - Hệ thống thử GPRS thử nghiệm trong mạng MobiFone - Báo cáo kết quả thử nghiệm (Hai quyển nhánh 7 kèm theo) 2. Tóm tắt báo cáo kết quả thử nghiệm Nội dung chính của nhánh bẩy là thực hiện triển khai hai hệ thống thử nghiệm cung cấp dịch vụ GPRS trên mạng GSM hiện có của hai công ty VinaPhone và MobiFone và đánh giá kết quả thử nghiệm. Vì môi tr−ờng thử nghiệm là mạng thông tin di động của hai nhà khai thác khác nhau, do vậy nội dung của nhánh đ−ợc tổ chức thành hai nhánh con thực hiện thử nghiệm trên hai hệ thống GPRS của GPC và VMS: A.Thử nghiệm GPRS trên mạng Vinaphone: Trong mạng Vinaphone, dự án xây dựng thử nghiệm công nghệ GPRS đ−ợc triển khai với dung l−ợng thử nghiệm là 10k thuê bao, các pha mở rộng tiếp theo là 50k thuê bao và 100k thuê bao. Trên cơ sở triển khai công nghệ GPRS, một số dịch vụ số liệu sẽ đ−ợc triển khai nh− truy nhập Internet tốc độ cao, gửi/nhận th− điện tử, gửi/nhận ảnh, các dịch vụ dựa trên vị trí thuê bao (Location Service), điện thoại thấy hình,... Trong pha 1, các dịch vụ số liệu dựa trên công nghệ GPRS sẽ đ−ợc triển khai tại 2 khu vực trọng điểm Hà nội và Tp Hồ Chí Minh, sau đó sẽ đ−ợc triển khai trong toàn mạng Vinaphone. Cuối giai đoạn 2003-2005, công nghệ UMTS sẽ đ−ợc triển khai nhằm chuẩn bị cho việc cung cấp các dịch vụ thông tin di động thế hệ 3. Báo cáo kết quả thử nghiệm GPRS trên mạng Vinaphone đ−ợc cấu trúc thành 4 ch−ơng: - Ch−ơng 1: Hiện trạng và dự báo nhu cầu về dịch vụ số liệu trong mạng VinaPhone Ch−ơng này tập trung phân tích một số nội dung chính nh− sau: + Tóm l−ợc tình hình phát triển thuê bao của VinaPhone: Các kết quả phân tích và dự báo cho thấy tốc độ phát triển rất nhanh về nhu cầu dịch vụ thông tin di động, tốc độ tăng tr−ởng thuê bao Vinaphone hàng năm đã đạt khoảng 200% và sẽ tiếp tục phát triển mạnh trong những năm tới đặc biệt là tại các thành phố lớn nh− Hà Nội, Tp. Hồ Chí Minh.... L−u l−ợng của các dịch vụ số liệu cũng sẽ tập trung chủ yếu tại hai thành phố Hà nội và thành phố Hồ Chí Minh. Trên cơ sở dự báo về dung l−ợng, l−u l−ợng và các loại hình dịch vụ, cấu hình mạng sẽ đ−ợc xây dựng thành các trung tâm tại Hà nội, Đà nẵng, thành phố Hồ Chí Minh, Cần thơ một cách thích hợp. + Năng lực, công nghệ mạng VinaPhone hiện nay: Phần này phân tích và đánh giá năng lực tổng thể của mạng VinaPhone về phần chuyển mạch SSS, phần vô tuyến BSS và các hệ thống cung cấp dịch vụ. Phần chuyển mạch của mạng Vinaphone đ−ợc xây dựng và phát triển theo sự tăng tr−ởng của từng vùng l−u l−ợng và trên cơ sở cấu trúc chung của mạng Viễn thông của 30 VNPT. Hiện nay phần chuyển mạch bao gồm các Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSC do Hãng Siemens và Hãng Ericsson cung cấp. Phần SSS bao gồm 7 MSC tập trung tại Hà nội, Đà nẵng và Tp Hồ Chí Minh. Các MSC hiện nay đã đ−ợc nâng cấp để tuân thủ các tiêu chuẩn GSM pha 2+ (MAP2+). Phần vô tuyến BSS của mạng Vinaphone hiện nay do Hãng Motorola cung cấp. Trên 800 BTS với trên 4000Trx đ−ợc lắp đặt để phủ sóng tại tất cả các thành phố, thị xã, thị trấn quan trọng, các khu công nghiệp, khu du lịch, các trục quốc lộ lớn trong cả n−ớc. Ch−ơng này cũng đã giới thiệu các hệ thống cung cấp dịch vụ của VinaPhone bao gồm: hệ thống cung cấp dịch vụ trả tiền tr−ớc, hệ thống dịch vụ bản tin ngắn SMS, hệ thống dịch vụ WAP và hệ thống hộp th− thoại VMS + Các dịch vụ số liệu trong mạng VinaPhone hiện nay: Các dịch vụ số liệu trong mạng Vinaphone ngày càng đóng một vai trò quan trọng đối với doanh thu trong toàn mạng. Cho đến nay, mạng Vinaphone đang cung cấp một số dịch vụ số liệu nh− các dịch vụ dựa trên nền SMS, các dịch vụ số liệu chuyển mạch kênh, nh− : truy nhập Internet thông qua máy tính kết nối với máy di động và các dịch vụ WAP - Ch−ơng 2: Hệ thống GPRS thử nghiệm trong mạng VinaPhone Ch−ơng này giới thiệu cấu trúc hệ thống GPRS thử nghiệm trong mạng VinaPhone và nghiên cứu cấu trúc, chức năng các phần tử cụ thể trong hệ thống bao gồm: Điểm hỗ trợ dịch vụ SGSN, Điểm hỗ trợ cổng GGSN, cổng “ngoại biên” (Border gateway), Bộ điều khiển gói PCU (Packet Control Unit). Hệ thống GPRS của Vinaphone do Hãng Siemens cung cấp, dựa trên công nghệ ATM, bao gồm 1 hệ thống SGSN và 1 hệ thống GGSN lắp đặt tại Hà nội và 1 hệ thống SGSN đ−ợc lắp đặt tại TpHCM. Mạng GPRS sẽ đ−ợc kết nối với các hệ thống hiện hành của Vinaphone nh− các MSC, HLR, SMSC, BSS và WAP Các thiết bị hệ thống đã đ−ợc lắp đặt xong và đang đ−ợc đ−a vào khai thác thử nghiệm. Cấu hình tổng quát hệ thống GPRS của VinaPhone đ−ợc thể hiện trong hình vẽ d−ới đây 31 Hình 1. Cấu hình tổng quát hệ thống GPRS của VinaPhone Hệ thống GPRS tạo thêm các giao diện mới trong mạng GSM, tuỳ thuộc vào mỗi nhà cung cấp khác nhau sẽ có các tiêu chuẩn t−ơng ứng khác nhau đối với một số giao diện. Ch−ơng này cũng nghiên cứu các giao diện và điểm chuẩn giữa các phần tử mạng lõi GPRS do Siemens cung cấp cho mạng Vinaphone với các phần tử mạng GSM hiện có và giao diện giữa các phần tử này với nhau cũng nh− giao diện giữa các phần tử mạng lõi GPRS với các phần tử t−ơng ứng trong mạng GSM/GPRS của nhà khai thác khác. Các chức năng quản lý khai thác, bảo d−ỡng hệ thống GPRS (OMC-g) nh− quản lý cấu hình, quản lý l−u l−ợng, quản lý hoạt động của hệ thống, quản lý bảo mật, quản lý sự cố,... cũng đ−ơc nghiên cứu trong ch−ơng này. Hệ thống mạng lõi GPRS dựa trên hệ thống chuyển mạch với công nghệ ATM/IP, nên các chức năng về quản lý khai thác, bảo d−ỡng có nhiều điểm t−ơng đồng với các chức năng của hệ thống OMC-s hiện hành. Các dịch vụ do hệ thống GPRS cung cấp đ−ợc dựa trên ph−ơng thức chuyển mạch gói, số l−ợng và chủng loại các dịch vụ số liệu dựa trên nền GPRS là không hạn chế. Ch−ơng 2 cũng tập trung nghiên cứu một số hệ thống cung cấp dịch vụ nh− hệ thống cung cấp dịch vụ truyền ảnh động và hệ thống nhắn tin đa ph−ơng tiện MMSC. Cùng với việc triển khai mạng lõi GPRS và nâng cấp phần BSS có chức msC3 MSC1B msC4 msC5msC2a msC2b GGSN hni SGSN2 hcm MSP & Appl. Server SGSN1 hni Gb Gs Gs Gn Gn BSS-HNI BSS-HCM Gb msC1a A A Border Gateway Gp HLR1 HLR2,3 Gr Gr 32 năng GPRS, một hệ thống cung cấp dịch vụ truyền ảnh động (Video Streaming) cũng đ−ợc lắp đặt trong mạng Vinaphone trong pha thử nghiệm công nghệ GPRS, Thêm nữa, hệ thống MMS cũng đ−ợc triển khai để cung cấp các dịch vụ nhắn tin đa ph−ơng tiện cho các thuê bao GPRS. hệ thống MMS này cũng có thể cung cấp đ−ợc dịch vụ cho thuê bao di động ch−a có hỗ trợ GPRS thông qua hệ thống WAP kết nối với các MSC chuyển mạch kênh. - Ch−ơng 3: Đánh giá kết quả thử nghiệm hệ thống gprs trong mạng Vinaphone Ph−ơng án thử nghiệm GPRS trên mạng VinaPhone đ−ợc triển khai theo các b−ớc: + Lựa chọn thiết bị, công nghệ trên cơ sở đấu thầu cung cấp thiết bị thử nghiệm, + Lắp đặt, chạy thử, hoà mạng các thiết bị hệ thống, + Đo kiểm, đánh giá chất l−ợng dịch vụ, năng lực thiết bị + Đề xuất các b−ớc tiếp theo Việc lựa chọn thiết bị, công nghệ đ−ợc thực hiện trên cơ sở các tiêu chí đánh giá về kỹ thuật dựa trên các tiêu chuẩn GPRS của ETSI pha 2 và khả năng kết nối t−ơng thích với các hệ thống hiện có của mạng VinaPhone, qua phân tích đánh giá hồ sơ của các nhà cung cấp, hệ thống GPRS của Siemens đ−ợc lựa chọn cho việc triển khai thử nghiệm. Ngoài thiết bị mạng lõi do Hãng Siemens cung cấp, phần vô tuyến BSS hiện nay do Hãng Motorola cung cấp cũng đ−ợc nâng cấp các BSC thành BSC/PCU để có tính năng GPRS. Vùng phủ sóng GPRS đ−ợc thiết lập cho từng Cell. Trong mạng Vinaphone công việc này đ−ợc thực hiện bằng phần mềm tại OMC-G và OMC-R. Cụ thể việc phân phối nguồn tài nguyên vô tuyến tạm thời cho giai đoạn thử nghiệm nh− sau: + Vùng phủ sóng khu vực Hà nội gồm 191 cell đ−ợc phân phối 360 kênh GPRS trong đó có cả các Cell đ−ợc thiết lập kênh theo chế độ 1+1, 2+2 và 3+3. + Vùng phủ sóng khu vực Tp Hồ Chí Minh gốm 360 Cell, đ−ợc phân phối 540 kênh GPRS trong đó phần lớn đ−ợc thiết lập theo chế độ 2+2. + Vùng phủ sóng khu vực Đà nẵng bao gồm 76 Cell, đ−ợc phân phối 60 kênh GPRS, đ−ợc thiết lập chủ yếu theo chế độ 2+2. + Vùng phủ sóng tỉnh Đồng nai, gồm 92 Cell, đ−ơc phân phối 60 kênh, đ−ợc thiết lập gần một nửa là chế độ 1+1 và một nửa là 2+2. Việc đánh giá kết quả thử nghiệm đ−ợc thực hiện thông qua các phép đo kiểm chất l−ợng mạng và chất l−ợng dịch vụ. Việc đo kiểm, đánh giá các thiết bị hệ thống GPRS trong quá trình lắp đặt, chạy thử và hoá mạng theo yêu cầu kỹ thuật của Tổng công ty B−u chính Viễn thông Việt Nam trong đã đ−ợc thực hiện trong các dự án đầu t−. Những nội dung đo kiểm trong phần này nhằm đánh giá chất l−ợng dịch vụ GPRS để phục vụ công tác khai thác, bảo d−ỡng và triển khai các dịch vụ trên nền công nghệ GPRS, nghĩa là các nội dung đo kiểm sẽ tập trung vào các yêu cầu đối với nhà khai thác nh− quản lý di động, chất l−ợng dịch vụ, tốc độ truyền số liệu,... 33 - Ch−ơng 4: Kết luận Hiện nay hệ thống GPRS trong mạng Vinaphone đã đ−ợc lắp đặt, chạy thử, hoà mạng, các công việc đo kiểm, đánh giá chất l−ợng dịch vụ theo các nội dung nh− đã trình bày ở trên đã đ−ợc thực hiện. Kết quả đo kiểm cho thấy hệ thống GPRS thử nghiệm đã tuân thủ đầy đủ các tiêu chuẩn của GPRS Release 2. Hệ thống đang đ−ợc chuẩn bị để chuyển sang giai đoạn khai thác th−ơng mại. B.Thử nghiệm GPRS trên mạng MobiFone: Trong mạng MobiFone, việc triển khai GPRS bao gồm 2 giai đoạn: giai đoạn thử nghiệm triển khai ở khu vực Hà nội, Tp. HCM, Đà Nẵng và giai đoạn hai triển khai trên toàn mạng. Khác với hệ thống thử nghiệm GPRS trên mạng VinaPhone, hệ thống GPRS thử nghiệm trên mạng MobiFone cung cấp dịch vụ GPRS cho cả thuê bao trả tr−ớc ngoài các đối t−ợng là thuê bao trả sau. Báo cáo kết quả thử nghiệm GPRS trên mạng MobiFone đ−ợc cấu trúc thành 3 ch−ơng: - Ch−ơng 1: Đánh giá hiện trạng và dự báo nhu cầu Ch−ơng này thực hiện khảo sát hiện trạng thị tr−ờng viễn thông Việt Nam và cơ sở hạ tầng của mạng MobiFone đồng thời đánh giá nhu cầu phát triển thuê bao và páht triển dịch vụ của mạng MobiFone từ đó đ−a ra dự kiến phát triển cấu trúc tổng thể mạng MobiFone giai đoạn 2003-2005. Mạng thông tin di động GSM - VMS là mạng thông tin di động đầu tiên tại Việt Nam, với công nghệ GSM theo tiêu chuẩn chung Châu Âu. Hiện nay, mạng đã phát triển và mở rộng vùng phủ sóng trên khắp các tỉnh thành trong cả n−ớc. Mạng đ−ợc chia thành 3 khu vực: + Khu vực I: Các tỉnh miền Bắc cho tới Quảng Bình, phần lớn sử dụng thiết bị của hãng Acatel, một số thiết bị của hãng Ericsson. + Khu vực II: Các tỉnh miền Nam, sử dụng thiết bị của hãng Ericsson. + Khu vực III: Các tỉnh miền trung từ Quảng Trị đến Bình Định, sử dụng thiết bị của hãng Ericsson Tính đến thời điểm 31/07/2003, mạng thông tin di động VMS có quy mô nh− sau: Số l−ợng MSC : 07 Số l−ợng HLR : 02 Số l−ợng BSC : 15 Vị trí trạm : 655 Số l−ợng BTS (cell) : 1681 Số TRX : 3254 Số l−ợng cặp Viba : 544 Trung kế Bắc - Nam : 19 Trung kế Bắc - Trung : 03 Trung kế Trung - Nam : 09 Dung l−ợng mạng l−ới: : 1,456,977 thuê bao (20mE/tbao) Các dịch vụ giá trị gia tăng : - Fax/Data 34 - Dịch vụ Prepaid - MobiCard - Th− thoại/SMS MT, MO - Cung cấp thông tin tính c−ớc - Chuyển vùng quốc tế - Chuyển vùng hai mạng VMS, GPC - Hiển thị số chủ gọi - Các dịch vụ cơ bản khác của GSM Trên cơ sở dự báo phát triển thuê bao, đến hết năm 2005, mạng MobiFone sẽ có khoảng 1,817,016 thuê bao (trong đó phát triển mới vào khoảng 1,150,000 thuê bao). Để đảm bảo an toàn mạng l−ới, quy định dung l−ợng mạng luôn phải lớn hơn số l−ợng thuê bao thực tế tối thiểu là 30% (tức số l−ợng thuê bao thực tế bằng 70% dung l−ợng mạng). Qua đó, đề tài cũng đã đ−a ra kế hoạch phát triển mạng đến năm 2005 cả về phần chuyển mạch NSS và phần truy nhập BSS theo từng vùng miền trong cả n−ớc (xem chi tiết trong tài liệu nhánh 7 - phần MobiFone). - Ch−ơng 2: Dự án thử nghiệm GPRS trong mạng MobiFone - VMS Ch−ơng này tìm hiểu tình hình và xu h−ớng phát triển của công nghệ GPRS hiện nay trên thế giới cũng nh− thị tr−ờng dịch vụ GPRS trên thế giới. Ch−ơng này cũng tập trung nghiên cứu chi tiết hệ thống GPRS về mặt cấu trúc tổng thể, các phần tử mạng và giao diện vô tuyến GPRS.... Phần này đ−a ra các yêu cầu kỹ thuật đặt ra cho thử nghiệm đánh giá công nghệ GPRS dựa trên các chỉ tiêu về chất l−ợng mạng khi sử dụng GPRS, ở đây tập trung vào chất l−ợng dịch vụ - QoS. QoS là những chỉ tiêu để đánh giá mạng l−ới, nó bao hàm các đại l−ợng đặc tr−ng và đ−ợc thể hiện thông qua các tham số. Nội dung chính của ch−ơng này là giới thiệu cấu trúc hệ thống GPRS thử nghiệm trong mạng MobiFone. Trong b−ớc thử nghiệm GPRS trên mạng MobiFone, cần phải tiến hành một số b−ớc nh− sau: + Nâng cấp phần mềm R8. + Trang bị thêm một số thiết bị phần cứng SGSN của Alcatel và PCU cho các BSC của Ericcson, tiến hành kết nối với mạng l−ới khu vực Tp. HCM, Đà Nẵng Dung l−ợng và phạm vi cung cấp dịch vụ GPRS nh− sau: + Tại Hà Nội : 3.000 thuê bao. + Tại Thành phố Hồ Chí Minh và Đà Nẵng: 7.000 thuê bao. Cấu hình thử nghiệm GPRS trên mạng MobiFone đ−ợc thể hiện trong hình vẽ d−ới đây với các phần tử nh− sau: + SGSN tại ba trung tâm Hà nội, Đà nẵng và Thành phố Hồ Chí Minh. Mục tiêu ban đầu là cung cấp dịch vụ GPRS cho các thành phố lớn, thị xã và thị trấn. 35 + 01 cổng GGSN tại Hà nội để kết nối tới SGSN tại Hà nội, Đà nẵng và Thành phố Hồ Chí Minh. + 01 Charging Gateway để tính c−ớc dịch vụ GPRS. + 01 hệ thống quản lý & khai thác. + Thiết lập mạch vòng truyền dẫn ATM giữa GGSN và các nút SGSN 36 Hình 2. Cấu hình tổng thể triển khai GPRS trên mạng VMS-MobiFone Hanoi Tp Ho Chi Minh HLR/RCP 4202 MAP PSTN HCM Danang MAP ISUP INAP HLR 82 xx BSC3 PSTN BSC2 BSC1 MAP ISUP INAP DN HN VDC WA P VDC WA P BSC4BSC1B SGS N BSC1 BSC1-3,7 BSC4-6 Gb Gb IP network Internet/Intranet Charging Gateway Radius Server Application Server (WEB, Mail) Domain Name S PSTN HCM MAP ISUP INAP Da nang HL R BSC1 Gb ATM transmision GGSN HN MSC-HN (STP) 2-4200 IPC=4- xxxx MSC/HLR/VL R (STP) 2-5130 G-MSC1B (STP/SCCP ) 2-8201 IPC=4-xxxx MSC 3 82 MSC 2 82 MSC 1 82 xx MSC 4 82 xx SGS N SGS N 37 - Ch−ơng 3: Đánh giá kết quả thử nghiệm GPRS và đề xuất ph−ơng án triển khai dịch vụ GPRS trong mạng MobiFone Việc đánh giá kết quả thử nghiệm đ−ợc thự hiện thông qua các nội dung đo thử, kiểm tra năng lực thiết bị, chất l−ợng dịch vụ, tính c−ớc, chăm sóc khách hàng, dịch vụ khách hàng của hệ thống thử nghiệm GPRS. Ch−ơng này trình bày chi tiết các phép đo thử, kiểm tra này bao gồm các nội dung đo kiểm tra các thủ tục quản lý di động, quản lý phiên, các thủ tục thực hiện các chức năng truyền dẫn, chức năng mạng lõi, quản lý bảo d−ỡng OMC cũng nh− các chức năng quản lý các phần tử mạng.... 38 Kết luận chung: Việc phát triển theo xu thế chung là điều tất yếu đối với mạng thông tin di động 2G của Việt Nam. Tuy nhiên để phát huy tốt các −u thế của công nghệ mới, vừa có đ−ợc giải pháp hiệu quả và lộ trình phát triển 3G hợp lý trong điều kiện cụ thể của n−ớc ta, rõ ràng cần có sự nghiên cứu một cách toàn diện và có hệ thống trên mọi khía cạnh kinh tế và kỹ thuật liên quan tới 3G. Chính vì vậy, các nội dung nghiên cứu liên quan đến mọi mặt của 3G đ−ợc lần l−ợt thực hiện trong bảy nhánh nghiên cứu khác nhau với các kết quả cuối cùng đ−ơc tổng hợp trong bốn sản phẩm chính của đề tài, đã thực sự đáp ứng đ−ơc đầy đủ các yêu cầu nêu trên với những nội dung chính đã thực hiện đ−ợc nh− sau: - Khảo sát đánh giá hiện trạng phát triển công nghệ thông tin di động trên thế giới và Việt Nam. Xem xét tình hình chuẩn hoá và các yêu cầu cơ bản của hệ thống 3G, qua đó phân tích xu h−ớng phát triển của các hệ thống di động thế hệ mới. Từ đó đánh giá các điều kiện kinh tế kỹ thuật chung để triển khai hiệu quả hệ thống thông tin di động mới dựa trên công nghệ 3G. - Nghiên cứu các ph−ơng án công nghệ khả thi cho phát triển 3G, đồng thời tiến hành nghiên cứu các ph−ơng pháp và xây dựng công cụ để đ−a ra dự báo chính xác cho 3G, kết hợp với những phân tích kinh tế kỹ thuật để chuẩn bị cơ sở vững chắc cho những đề xuất khuyến nghị lộ trình và kế hoặch triển khai 3G của Việt Nam. - Xây dựng hệ thống và tiến hành thử nghiệm công nghệ GPRS trên mạng thông tin di động 2G của Việt Nam, qua đó có đ−ợc các đánh giá b−ớc đầu về tiềm năng phát triển và phản ứng của thị tr−ờng đối với các công nghệ thông tin di động mới khi triển khai trong thực tiễn. - Dựa vào kết quả nghiên cứu trên mọi ph−ơng diện công nghệ, hệ thống, thị tr−ờng, dịch vụ, xu thế phát triển của 3G trong và ngoài n−ớc, kết hợp với các đánh giá rút ra từ các hệ thống thử nghiệm thực tế trong n−ớc, đ−a ra các đề xuất và khuyến nghị mang tính khả thi cho lộ trình triển khai hệ thống thông tin di động 3G của Việt Nam với ph−ơng án công nghệ và kế hoạch triển khai cụ thể cho từng giai đoạn.