HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

---------------------------------------

HOÀNG VĂN AN

QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ LTE CỦA

NOKIA SIEMENS NETWORKS

Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử

Mã số: 60.52.70

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI - 2012

Luận văn được hoàn thành tại:

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

Người hướng dẫn khoa học: TS.Phạm Việt Hà

(Ghi rõ học hàm, học vị)

Phản biện 1: TS.Nguyễn Chiến Trinh

Phản biện 2: TS. Đỗ Quốc Trinh

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện

Công nghệ Bưu chính Viễn thông

Vào lúc: 14 giờ 00 phút ngày 20 tháng 01 năm 2012

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

1

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, mạng không dây ngày càng trở nên phổ biến với sự ra đời

hàng loạt những công nghệ khác nhau như Wi-Fi (802.1x), WiMax (802.16), … Cùng với

đó là tốc độ phát triển nhanh, mạnh mẽ của mạng viễn thông phục vụ nhu cầu sử dụng của

hàng triệu người mỗi ngày trên thế giới. Hệ thống di động thứ hai với GSM và CDMA là

những ví dụ điển hình đã phát triển mạnh mẽ ở nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Việt

Nam. Tuy nhiên thị trường viễn thông càng mở rộng thì càng thể hiện rõ những hạn chế về

dung lượng và băng thông của các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai. Sự ra đời của

hệ thống di động thứ ba với các công nghệ tiêu biểu như WCDMA hay HSPA là một tất yếu

để có thể đáp ứng được nhu cầu truy cập dữ liệu, âm thanh, hình ảnh với tốc độ cao, băng

thông rộng của người dùng.

Mặc dù các hệ thống thông tin di động thế hệ 2G hay 3G vẫn đang hoạt động và phát

triển. Tuy nhiên để đáp ứng được các nhu cầu ngày càng tăng về dịch vụ băng rộng thì các

nhà mạng trên thế giới đã và đang triển khai thử nghiệm một chuẩn di động thế hệ mới có

rất nhiều tiềm năng và có thể sẽ trở thành chuẩn di động 4G trong tương lai đó là LTE

(Long Term Evolution). Các cuộc thử nghiệm và trình diễn này đã chứng tỏ được năng lực

tuyệt vời của công nghệ LTE và khả năng thương mại hóa LTE rộng rãi trên toàn cầu.

Khi triển khai công nghệ LTE sẽ có thể đáp ứng được các dịch vụ băng rộng mọi lúc

mọi nơi trong khi vẫn di chuyển chẳng hạn như: video conference, dịch vụ tương tác chất

lượng cao, xem phim chất lượng cao HDTV, điện thoại có hình, game trực tuyến, nghe nhạc

trực tuyến, tải cơ sở dữ liệu… với một tốc độ siêu tốc. Đó chính là sự khác biệt giữa mạng

di động thế hệ thứ 3 (3G) và mạng di động thế hệ thứ 4 (4G).

Hiện tại, nhà cung cấp thiết bị viễn thông Nokia Siemens Networks là người đi đầu

trong việc phát triển và thương mại hóa thiết bị công nghệ LTE hàng đầu thế giới. Đã cung

cấp và triển khai thiết bị công nghệ LTE cho 11 nhà mạng trên thế giới và được đánh giá

cao về chất lượng và hiệu suất mạng đem lại.

Hiện nay, em đang công tác tại công ty Nokia Siemens Networks và cũng chuẩn bị

được cử đi tập huấn và đào tạo về thiết bị 4G LTE. Chính vì vậy, em đã lựa chọn luận văn

nghiên cứu về công nghệ LTE có tên là: “Quy hoạch mạng di động sử dụng công nghệ

LTE của Nokia Siemens Networks” để tìm hiểu sâu hơn về công nghệ và thiết bị của

2

Nokia Siemens Networks phục vụ cho mục đích nghiên cứu và công việc của bản thân tốt

hơn. Luận văn gồm 3 chương chính sau:

Chương I: Tổng quan về công nghệ LTE của Nokia Siemen Network

Chương II:Quy hoạch mạng di động sử dụng công nghệ LTE của Nokia Siemen Network

Chương III: Tình hình triển khai công nghệ LTE tại Việt Nam

3

Chương 1- TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LTE CỦA NOKIA

SIEMENS NETWORKS

1.1 Sự phát triển của hệ thống thông tin di động

Khi các ngành thông tin quảng bá bằng vô tuyến phát triển thì ý tưởng về thiết bị điện

thoại vô tuyến ra đời và cũng là tiền thân của mạng thông tin di động sau này. Năm 1946,

mạng điện thoại vô tuyến đầu tiên được thử nghiệm tại ST Louis, bang Missouri của Mỹ.

Sau những năm 50, việc phát minh ra chất bán dẫn cũng ảnh hưởng lớn đến lĩnh vực

thông tin di động. Ứng dụng các linh kiện bán dẫn vào thông tin di động đã cải thiện một số

nhược điểm mà trước đây chưa làm được.

1.1 Công nghệ LTE của NSN

1.2.1 Cấu trúc mạng LTE của NSN

Kiến trúc mạng LTE khác so với kiến trúc mạng 3G UMTS. Nguyên tắc thiết kế kiến

trúc mạng LTE dựa theo tiêu chuẩn 3GPP TS25.913.

Kiến trúc LTE/EPC được hướng tới để tối ưu hóa hệ thống truyền tải dữ liệu gói.

Không có các thành phần chuyển mạch kênh. Kiến trúc mạng LTE được gọi là kiến trúc

phẳng: chỉ có duy nhất một thành phần mạng trong mặt phẳng người dùng (eNodeB) giữa

mạng vô tuyến và mạng lõi. Thành phần RNC không còn tồn tại trong kiến trúc khi mà

eNodeB thực hiện các chức năng của RNC. Các giao thức vô tuyến được kết cuối tại RNC

trong 3G thì sẽ được kết cuối tại eNodeB trong hệ thống EPS.

1.2.2 Các thành phần trong mạng

eNodeB: eNodeB là thành phần mạng duy nhất nằm ở phía vô tuyến, nó là sự kết hợp

giữa NodeB/RNC trong mạng UMTS và nó cung cấp tất cả các chức năng quản lý vô tuyến

Thực thể quản lý di động(MME): Thành phần báo hiệu trong suốt bên trong EPC

Serving Gateway(S-GW): quản lý dữ liệu người dùng trong mạng lõi EPC. Nhận và

gửi dữ liệu gói tới eNodeB.

Packet Gateway(P-GW or PDN-GW): có nhiệm vụ kết nối giữa mạng lõi và các

mạng dữ liệu gói bên ngoài. Có khả năng tương thích với các chức năng bên trong GGSN

của mạng 2G/3G

4

PCRF( Policy and Charging Rule Function): có trách nhiệm cho việc thi hành các

chính sách tính cước và thương thảo chất lượng QoS với các mạng dữ liệu bên ngoài.

HSS(Home Subscriber Server): là cơ sở dữ liệu thuê bao tập trung bao gồm cả dịch

vụ dữ liệu và tính di động của từng thuê bao. Nó cũng chứa cả chức năng xác thực AuC

1.2.3 Giao diện trong mạng

Giao diện X2: là giao diện logic giữa các eNodeB bởi vì nó không cần các kết nối vật lý

trực tiếp giữa site-to-site.

Giao diện S1: giao diện S1 được chia thành hai loại.

Giao diện S1-U: giao diện mặt phẳng người dùng giữa eNodeB và S-GW. Giao diện này

chỉ dùng cho dữ liệu.

Giao diện S1-MME: giao diện mặt phẳng điều khiển giữa eNodeB và MME cho việc

trao đổi các bản tin Non Access Stratum giữa MME và UE( chẳng hạn bản tin tìm gọi, cập

nhật vị trí, xác thực)

1.3 Ưu điểm của LTE

Phạm vi đối với LTE như được định nghĩa trong chuẩn 3GPP là có tốc độ cao, độ trễ

thấp và có công nghệ truy cập vô tuyến tối ưu đối với gói tin. Ngoài ra chi phí lắp đặt và vận

hành mạng cũng là một vấn đề cần quan tâm. Khi so sánh với công nghệ 3G UMTS thì LTE

có một số khác biệt cơ bản sau.

Kỹ thuật truy cập vô tuyến mới (sử dụng OFDMA và SC-FDMA)

Lập lịch miền tần số

Độ linh hoạt tần số và băng thông

Sử dụng các kỹ thuật đa truy cập đối với FDD và TDD trong LTE

Kiến trúc phẳng và dựa trên nền gói

Không có chuyển giao mềm và mềm hơn

Không cần quy hoạch neighbor

Công suất tiêu thụ năng lượng của UE giảm

1.4 Một số dòng sản phẩm của NSN

5

Hãng Nokia Siemens Networks có các dòng sản phẩm tương ứng với các thiết bị trong

mạng 4G LTE. Bao gồm:

Flexi Multiradio BTS

Flexi Network Server

Flexi Network Gateway

1.5 Kết luận chương

Trong toàn bộ chương 1 đã giới thiệu qua về quá trình phát triển của mạng di động từ

1G lên đến 4G và xu hướng phát triển tương lai. Ngoài ra nội dung chương 1 còn trình bày

tổng quan về công nghệ LTE của hãng Nokia Siemens Networks bao gồm: kiến trúc mạng,

các thành phần cơ bản trong mạng, giao diện tồn tại trong mạng cùng với việc giới thiệu qua

một số dòng sản phẩm hiện thời mà Nokia Siemens Networks đang cung cấp trên thị trường

viễn thông đó là Flexi NS, Flexi NG và Flexi Multiradio BTS.

Chương 2- QUY HOẠCH MẠNG DI ĐỘNG SỬ DỤNG CÔNG

NGHỆ LTE CỦA NOKIA SIMENS NETWORKS

2.1 Khái niệm về quy hoạch mạng

Quy hoạch mạng LTE bao gồm 3 bước chính: định cỡ hay còn gọi là khởi tạo, quy

hoạch chi tiết, vận hành và tối ưu hóa mạng

2.2 Các bước quy hoạch vô tuyến của Nokia Siemens Networks

Dải tần sử dụng

Chọn vị trí trạm

Thiết kế trạm

Tham số Antena và eNodeB

Quy hoạch CellID lớp vật lý

Quy hoạch tần số

Quy hoạch Neighbor

Quy hoạch vùng Tracking

Quy hoạch PRACH

Quy hoạch PUCCH

6

Quy hoạch PDCCH

2.3 Thiết kế trên nền tảng hạ tầng vô tuyến của mạng 2G/3G sẵn có

Khuyến nghị NSN:

Quá trình thiết kế site nên cân nhắc các yêu cầu về độ cách ly giữa các hệ thống.

LTE và GSM850/900 BTS nên có ít nhất độ cách ly là 40dB

LTE và DCS1800/PCS1900 BTS nên có độ cách ly ít nhất là 46dB

LTE và UMTS BTS nên có ít nhất độ cách ly là 40dB.

LTE và WiMAX BTS nên có ít nhất độ cách ly là 60dB.

Yêu cầu cách ly đạt được bằng việc tính toán vị trí đặt của các antenna.

2.4 Quy hoạch mạng lõi của Nokia Siemens Networks

2.4.1 Tổng quan về kiến trúc mạng lõi EPC của Nokia Siemens Networks.

Giải pháp LTE EPC là phiên bản 3GPP R8, là thành phần kết nối mạng vô tuyến

LTE tới các mạng dịch vụ và nội dung đồng thời hỗ trợ khả năng tương tác giữa mạng vô

tuyến LTE và các mạng truy cập vô tuyến 2G/3G. Ngoài ra còn cung cấp các giao diện kết

nối cho việc quản lý dữ liệu thuê bao, xác thực, xác nhận người dùng và kiểm tra số liệu, hệ

thống tính cước và hệ thống điều khiển chính sách.

Giải pháp mạng lõi LTE của NSN cung cấp kết nối giữa mạng vô tuyến LTE và các

mạng về dịch vụ và nội dung. Nó còn xử lý tính di động thuê bao trong cùng mạng LTE và

giữa mạng LTE với các mạng vô tuyến khác.

2.4.2 Giải pháp triển khai mạng lõi LTE EPC

Mô hình triển khai overlay

Khi công nghệ LTE/SAE đưa ra, thì hướng triển khai đó là sử dụng LTE/SAE như là

một giải pháp overlay. Theo hướng này thì mạng hiện thời sẽ không bị thay đổi khi mà sử

dụng công nghệ mới LTE/SAE.

Mở rộng vùng phủ và dung lượng

LTE có sự thay đổi trong việc nâng cao tốc độ đối với các lưu lượng di động. Kiến trúc

mạng phẳng đã được Nokia Simens Networks chứng minh trong công nghệ 3G bằng công

nghệ Direct Tunnel, sẽ thay đổi kiến trúc kết nối của S/P-GW EPC. Trong quá trình chuyển

giao giữa các hệ thống và trong cùng hệ thống sẽ được cập nhật tới S/P-GW. Điều này sẽ

7

làm tăng lượng báo hiệu cho từng thuê bao. Khi báo hiệu được kết hợp thêm các báo hiệu

dành cho AAA, tính cước, điều khiển chính sách, sẽ làm cho toàn quá trình xử lý tăng lên

đáng kể. Cuối cùng, mật độ thuê bao sẽ rất cao bởi vị kết nối luôn luôn được duy trì, và tăng

theo cấp số nhân khi số thuê bao kết nối vào mạng.

Tính bảo mật trong mạng lõi

Các yêu cầu về bảo mật được phát triển cùng với mạng và LTE/SAE cung đưa ra các

yêu cầu mới cho các mạng lõi phát triển . Các mạng truyền tải được nâng cấp từ mạng dựa

trên ATM và ghép kênh phân chia theo thời gian tới mạng truyền tải trên nền IP. Các kết nối

IP tạo ra nhiều thử thách về vấn đề bảo mật bởi việc quản lý tập trung các luồng lưu lượng.

Các nhà mạng phải bảo vệ khách hàng và bản thân mạng lưới của họ tránh khỏi việc tấn

công từ các hệ thống bên trong và bên ngoài.

2.5 Kết luận chương

Trong chương này đã trình bày về các bước chi tiết trong việc quy hoạch mạng LTE do

Nokia Siemens Networks đưa ra đối với mạng vô tuyến và mạng lõi. Ngoài ra nội dung

chương cũng mô tả các thành phần chi tiết cần phải quy hoạch trong mạng vô tuyến, các

khuyến nghị và yêu cầu trong việc triển khai đồng site với các trạm 2G/3G để tránh được

việc gây nhiễu cho nhau. Chương còn trình bày rõ các chức năng của các thành phần trong

mạng lõi và mô hình triển khai mạng lõi theo kiểu overlay để tận dụng hạ tầng 2G/3G có

sẵn. Đưa ra được các dịch vụ băng thông rộng mà LTE có thể đáp ứng.

Chương 3 - TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ LTE TẠI

VIỆT NAM

3.1 Xu hướng phát triển LTE trên thế giới

Nhanh hơn, nhiều hơn, tốt hơn … con người luôn muốn cải thiện điều kiện sống của

mình và điều đó cũng chính xác với thế giới công nghệ. Trong khi mạng 3G vẫn đang trong

giai đoạn phát triển đầu tiên của mình trên toàn cầu thì các nhà sản xuất đã chuẩn bị giới

thiệu đến người dùng mạng 4G. Nhưng đâu sẽ là giải pháp thống nhất cho nhiều chuẩn

mạng với các điều kiện hạ tầng, kỹ thuật khác nhau trên toàn thế giới? Liệu sẽ có một chuẩn

mạng thống nhất trong tương lai hay không?

8

Nhiều nhà mạng trên toàn thế giới có lẽ đã tìm ra giải pháp chung khi chính thức xác

nhận về việc triển khai hoặc chuẩn bị cho mạng LTE. Những nhà cung cấp thiết bị đầu cuối

cũng hứa hẹn sẽ giới thiệu nhiều sản phẩm phục vụ hệ mạng 4G này.

3.1.1 Các nhà phát triển thiết bị và nội dung số nói gì ?

Cũng tại MWC, RIM – nhà sản xuất nổi tiếng với sản phẩm BlackBerry – xác nhận kết

nối LTE sẽ được trang bị cho dòng sản phẩm mới PlayBook của mình từ giữa năm 2011.

“PlayBook là máy tính bảng chuyên nghiệp đầu tiên dành cho người thực sự muốn hoàn tất

mọi việc”- đại diện RIM cho biết. Và với mong muốn giúp người dùng tận dụng được hết

mọi chức năng của sản phẩm, một kết nối mạnh mẽ như LTE chính là yêu cầu không thể

thiếu cho PlayBook.

Trong khi đó, với khoảng 170 thiết bị di động đang chính thức hoạt động trên hệ điều

hành Android Google ủng hộ mạnh mẽ LTE. Eric Schmidt –CEO của Google – cho rằng

“LTE sẽ là nền tảng cho những ứng dụng mạnh mẽ mà hiện giờ chúng ta chỉ mới tưởng

tưởng đến”. Ông tin tưởng rằng thiết bị di động với hệ điều hành mở (như Android), điện

toán đám mây, và hạ tầng LTE chính là những điều kiện đưa con người bước vào giai đoạn

mới của sự phát triển công nghệ.

Với sự hậu thuẫn từ nhiều phía, LTE có thể sẽ rất nhanh chóng trở thành chuẩn mạng

4G thống nhất trên toàn thế giới. Tuy nhiên, với sự phát triển rất nhanh chóng của công

nghiệp di động toàn cầu, người tiêu dùng có lẽ đã có thể bắt đầu đặt câu hỏi về sự xuất hiện

của mạng 5G nào đó trong nay mai.

3.1.2 Tình hình triển khai LTE trên thế giới

Tính đến 05/01/2012, đã có 49 nhà mạng đã triển khai và cung cấp dịch vụ di động 4G

LTE. Cụ thể, năm 2009 có 2 nhà cung cấp dịch vụ LTE đầu tiên là TeliaSonera ở Na-Uy và

Thụy Điển. Năm 2010 có 15 nhà cung cấp dịch vụ LTE. Năm 2011 có thêm 29 nhà mạng

LTE. Đầu năm 2012, 3 nhà mạng cung cấp dịch vụ LTE mới là Viva Bahrain, T-Mobile

Hungary và KT Hàn Quốc.

Tổ chức GSA dự báo từ nay đến cuối năm 2012 sẽ có 110 nhà cung cấp dịch vụ LTE

trên hơn 50 nước trên thế giới. Năm 2012 hứa hẹn là năm của công nghệ LTE.

9

3.2 Nghiên cứu khả năng ứng dụng công nghệ LTE vào Việt Nam

3.2.1 Xu hướng nhu cầu sử dụng tại Việt Nam

Internet là phương tiện thông tin phổ biến nhất tại Việt Nam, tỷ lệ người sử dụng

Internet tại Việt Nam là 31.5 % tại thời điểm tháng 1 năm 2011. Tỷ lệ này khá tương tự với

các quốc gia khác như Trung Quốc, Philippines và Thái Lan.

Tại các khu vực thành thị khoảng hơn 60% dân số có truy cập Internet. Tỷ lệ sử dụng

Internet ở Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh thậm chí còn cao hơn. Internet thường được

truy cập tại nhà hay nơi làm việc. Nhóm tuổi trẻ thường sử dụng tại dịch vụ Internet công

cộng/quán cà phê nhiều hơn.

3.2.2 Tình hình triển khai LTE tại Việt Nam

Đầu tháng 10/2011 vừa rồi, hãng viễn thông Ericsson Việt Nam đã phối hợp với Cục

Tần số Vô tuyến điện của Bộ Thông tin và Truyền thông trình diễn công nghệ LTE - công

nghệ tiền 4G trước sự chứng kiến của đại diện của Bộ cùng các mạng di động Việt Nam.

Chuyên gia của Ericsson cho biết nếu như tốc độ của dịch vụ ADSL được cung cấp tại

Việt Nam trung bình từ 1,5Mbps -6Mbps đã là băng rộng thì với LTE, thế vẫn chưa là gì.

Công nghệ TD-LTE có tốc độ lý tưởng lên đến 110Mbps với cấu hình 4.1 tương tự như

FDD-LTE. Đợt trình diễn công nghệ lần vừa rồi được thực hiện trên băng tần 2300MHz-

2400MHz.

Cùng dịp này, Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam VNPT đã công bố triển khai

và lắp đặt thành công trạm BTS công nghệ LTE đầu tiên tại Việt Nam. Là một trong năm

doanh nghiệp được Bộ Thông tin và Truyền thông cấp giấy phép thử nghiệm dịch vụ công

nghệ 4G với thời hạn giấy phép là 1 năm, ngay sau khi có được giấy phép, VNPT đã khẩn

trương tiến hành thực hiện Dự án thử nghiệm cung cấp dịch vụ vô tuyến băng rộng công

nghệ LTE.

Trạm BTS công nghệ LTE đầu tiên của VNPT/VDC được đặt tại nhà Internet, lô 2A,

làng Quốc tế Thăng Long, Cầu Giấy, Hà Nội (trụ sở của công ty Điện toán và truyền số liệu

VDC).

Với thử nghiệm của mình, các chuyên gia VDC cho hay, LTE có thể đạt tốc độ tải

xuống là 100Mbps, tốc độ tải lên đạt 50Mbps với băng thông 20MHz; hoạt động tối ưu với

tốc độ di chuyển của thuê bao là 0-15km/h; vẫn hoạt động tốt với tốc độ di chuyển thuê bao

10

từ 15-120km/h; vẫn duy trì được hoạt động khi thuê bao di chuyển với tốc độ từ 120-

350km/h (thậm chí 500km/h tùy băng tần).

Với tốc độ như vậy, khi triển khai LTE, ngành Viễn thông Việt Nam sẽ có được một xa

lộ hiện đại hứa hẹn sẽ mang tới cho khách hàng các ứng dụng đòi hỏi băng thông lớn như

video, HDTV, giải trí trực tuyến, xem phim HD trên điện thoại di động và cả trên mành

hình TV lớn…

3.3 Đề xuất mô hình mạng LTE của NSN tại Việt Nam

3.3.1 LTE và Nokia Siemens Networks

LMT, Latvia đã chính thức ra mắt mạng LTE 1800MHz thương mại vào đầu tháng 6.

Cả mạng truy cập vô tuyến LTE 1800MHzz cũng như mạng lõi cải tiến EPC đều được cung

cấp bởi Nokia Siemens Networks. Sau khi Deutsche Telekom ra mắt mạng LTE 1800MHz

trong tháng 4/2011. O2/Telefonica đã cungcapas các dịch vụ LTE 1800MHz cho người

dùng các nhân và các doanh nghiệp nhỏ. NSN là nhà cung cấp mạng truy cập vô tuyến LTE

1800MHz cho cả hai nhà khai thác trên. Cùng với O2, NSN là nhà cung cấp LTE cho tổng

cộng 11 mạng LTE triển khai thương mại.

3.3.2 Triển khai LTE tận dụng hạ tầng GSM sẵn có

Quyết định triển khai LTE thường phụ thuộc vào việc làm thế nào để tìm ra được một

giải pháp với chi phí tối ưu kết hợp cả ba yếu tố: tốc độ dữ liệu, vùng phủ sóng và dung

lượng. Triển khai LTE trên băng tần 1800MHz cung cấp thêm một lợi thế ở những khu vực

đã dùng GSM trên cùng phổ tần.

Các mạng LTE triển khai đầu tiên tập trung vào các băng tần mới như 2.6GHz hoặc phổ

tần 700MHz hoặc 800MHz. Có hơn 30 băng tần đã được xác định cho việc triển khai LTE

và TD-LTE nhưng băng tần 1800MHz được các nhà cung cấp dịch vụ truyền CSP rất quan

tâm. Lí do là các CSP hiện đang khai thác mạng GSM tại băng tần 1800MHz có thể tái sử

dụng anten và cáo anten GSM cho việc triển khai mạng LTE mới. Vùng phủ sóng của một

trạm gốc 1800MHz lớn xấp xỉ gấp hai lần so với vùng phủ của trạm gốc băng tần 2,6Ghz.

Điều đó có nghĩa là việc triển khai LTE tại băng tần 1800MHz có thể được hỗ trợ hoàn toàn

bởi mạng lưới trạm gốc GSM 1800MHz có sẵn.

11

3.3.3 Kinh nghiệm tại Phần Lan

Nhà khai thác Phần Lan Elisa là một ví dụ tuyệt vời. Công ty này đã hợp tác với NSN để

triển khai thử nghiệm LTE 1800 tại khu vực Helsinki từ năm 2010. “Tại Phần Lan băng tần

1800MHz không bị giới hạn vào bất kỳ công nghệ vô tuyến nào, do đó Elisa đã được phê

duyệt kế hoạch triển khai LTE trên băng tần này”. “Chúng tôi có tổng cộng 25MHz phổ tần

trong băng tần này. Lượng băng tần này cho phép chúng tôi cung cấp dịch vụ với vùng phủ

tốt cho các thuê bao trong khu vực thành phố và ngoại thành hiện tại của chúng tôi, đi đôi

với tốc độ dữ liệu rất cạnh tranh ngay trong pha triển khai đầu tiên khi dùng 10MHz đến

20MHz tần số cho LTE. Về lâu về dài, chúng tôi có thể sử dụng tiếp các tần số GSM còn lại

và sau đó sẽ có thể cung cấp tốc độ dữ liệu đỉnh lên tới 150Mbps từ các anten GSM 1800

hiện có của chúng tôi.”

Trong tương lai khi các thuê bao chuyển đổi từ mạng GSM sang HSPA+ và LTE ngày

càng nhiều, việc tận dụng thêm các khối phổ tần của GSM để triển khai LTE sẽ tăng lên.

Lúc đầu có thể chỉ triển khai LTE 1800 trong băng thông là 10MHz nhưng sau đó có thể mở

rộng thêm băng thông lên 20MHz giúp tăng gấp đôi tốc độ dữ liệu người sử dụng. Giải pháp

Single RAN advanced của NSN cho phép tận dụng phổ tần dễ dàng chỉ bằng việc nâng cấp

phần mềm từ GSM lên LTE và thậm chí xa hơn nữa như LTE-Advanced.

3.3.4 Mạng LTE hoàn chỉnh trên thực tế

Hãng Nokia Siemens Networks đưa ra một mô hình mạng LTE được triển khai thực tế

theo quy chuẩn của hãng được chia ra thành các khối riêng biệt như hình dưới đây.

Hệ thống quản lý:chứa các thành phần sau

Hệ thống quản lý băng thông rộng vô tuyến WBM còn được gọi là hệ thống quản lý

các phần tử

Hệ thống hỗ trợ tính cước BSS

Hệ thống hỗ trợ vận hành OSS

Hệ thống truyền dẫn: chứa các thành phần sau

IP/MPLS – bao gồm các switch/router được liên kết nối với các phân hệ khác như

mạng truy cập, trung tâm dữ liệu. Cung cấp điểm giao tiếp giữa mạng lõi và mạng

truy cập, thực hiện giao tiếp giữa các mạng truy cập khác nhau tới các switch/router.

12

Truyền tải Backhaul- cung cấp liên kết nối các thành phần mạng truy cập như

eNodeB tới IP/MPLS. Công nghệ backhaul có thể sử dụng truyền dẫn ATM, truyền

dẫn quang, vi ba.

Trung tâm dữ liệu: bao gồm các thiết bị như:

Hệ thống phân giải tên miền DNS

Giao thức cấu hình trạm động DHCP

Giao thức thời gian mạng NTP

Quản lý chính sách

Quản lý tính di động

Máy chủ định vị

Tường lửa

Mạng truy cập: cung cấp giao diện truy cập vô tuyến tới các thuê bao di động.

Thiết bị người dùng: bao gồm các thiết bị hỗ trợ công nghệ LTE

3.5 Kết luận chương

Trong chương này đã trình bày và đưa ra những con số để chỉ rõ được xu hướng sử dụng

Internet ở Việt Nam với sự gia tăng nhanh chóng trong những năm gần đây. Đặc biệt là khu

vực dân số ở các thành phố lớn trong cả nước. Với giá cước 3G ngày càng rẻ đã mở đường

cho sự phát triển Internet qua điện thoại di động, Laptop.

Ngoài ra nội dung chương cũng đã tìm hiểu về tình hình triển khai LTE trên thế giới .

Hiện thời đã có 208 cam kết phát triển mạng LTE ở 80 quốc gia, và 22 mạng LTE đã triển

khai thương mại ở 14 quốc gia như Mỹ, Anh, Pháp, Nhật, Hàn Quốc…Trong đó Nokia

Siemens Networks là nhà cung cấp thiết bị LTE cho tổng cộng 11 mạng LTE triển khai

thương mại. Nội dung chương cũng tìm hiểu về khả năng ứng dụng công nghệ LTE ở Việt

Nam trong tình hình hiện nay và kết quả đạt được của việc triển khai thử nghiệm LTE của

tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam. Kết quả thu được rất khả quan với những con số

rất ấn tượng về tốc độ và dung lượng mà LTE đem lại, mở ra một xu hướng mới về việc

cung cấp các dịch vụ băng rộng tốc độ cao.

Phần cuối của chương đã trình bày về tình hình triển khai LTE của hãng Nokia Siemens

Networks tại một số các quốc gia trên thế giới, đưa ra các giải pháp triển khai thực tế tận

dụng hạ tầng sẵn có của mạng 2G/3G và cũng trình bày một mạng LTE hoàn chỉnh theo

từng khối khi triển khai thực tế.

13

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Sự bùng nổ công nghệ thông tin và truyền thông với những loại hình dịch vụ mới đòi

hỏi dung lượng và tốc độ cao không chỉ trong mạng hữu tuyến và còn cả trong các mạng vô

tuyến hiện này. Tài nguyên phổ tần là có hạn vì vậy để có thể đáp ứng được nhu cầu ngày

càng gia tăng của con người trong việc sử dụng các dịch vụ trên nền vô tuyến thì việc

nghiên cứu, ứng dụng và triển khai các công nghệ mới luôn luôn cần thiết.

Công nghệ LTE là một công nghệ mới đã và đang được nghiên cứu và triển khai trên

toàn thế giới do đem lại khả năng truyền tải tốc độ cao, kiến trúc mạng đơn giản toàn IP, sử

dụng băng tần hiệu quả và hoàn toàn có khả năng tương thích với các công nghệ trước đó

như GSM, WCDMA. LTE sẽ chắc chắn trở thành một hệ thống di động toàn cầu trong

tương lai gần.

Do những nhu cầu cá nhân về việc tìm hiểu công nghệ LTE để phục vụ việc nâng cao

kiến thức của bản thân và phục vụ cho công việc nên em đã chọn tên đề tài “Quy hoạch

mạng di động sử dụng công nghệ LTE của Nokia Siemens Networks” để thực hiện. Nội

dung của luận văn đã được nghiên cứu được một số vấn đề sau:

1.Giới thiệu về công nghệ LTE của NSN: tổng quan về mạng, cấu trúc mạng, các thiết bị

mà Nokia Siemens Networks đang cung cấp trên thị trường.

2.Trình bày được các bước chuẩn được quy chuẩn của NSN trong việc quy hoạch mạng

vô tuyến LTE của Nokia Siemens Networks.

3.Trình bày tình hình phát triển LTE trên thế giới và kết quả đạt được của việc triển

khai thử nghiệm công nghệ LTE của Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam trong năm

vừa qua.

Dựa vào các kết quả đạt được thì hướng phát triển tiếp theo của luận văn là:

Thứ nhất: tìm hiểu sâu hơn về việc quy hoạch mạng LTE dựa theo địa hình của

từng tỉnh thành trong cả nước.

Thứ hai: sử dụng các tools chuyên dụng để thực hiện mô phỏng việc quy hoạch

mạng vô tuyến LTE.

Thứ ba: nghiên cứu sâu hơn về tính bảo mật trong mạng LTE bao gồm cả mạng

vô tuyến và mạng lõi.

14

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo TS.Phạm

Việt Hà cùng các thầy cô tại trường Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông đã giúp đỡ

em trong suốt quá trình học tập và hoàn thiện luận văn.

Hà Nội, ngày tháng năm 2012

Học viên thực hiện

Hoàng Văn An