ĐÀI TIẾNG NÓI VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẲNG PHÁT THANH TRUYỀN HÌNH I
***
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
Tên đề tài :
THÔNG TIN DI ĐỘNG
Hà Nam , ngày 06 tháng 10 năm 2012
Giáo viên hướng dẫn : Trần Thị Minh Huệ
Sinh viên thực hiện : Vũ Quang Trường
Lớp : LTVT7A
Khoá : XXXXXX
ĐÀI TIẾNG NÓI VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẲNG PHÁT THANH TRUYỀN HÌNH I
***
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
BÁO CÁO THỰC TẬP
TỐT NGHIỆP
********
Điểm đánh giá :
* …………………………
Giáo viên hướng dẫn : Trần Thị Minh Huệ
Sinh viên thực hiện : Vũ Quang Trường
Lớp : LTVT7A
Khoá : 2009 - 2012
* …………………………
LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm qua, viễn thông đã phát triển nhanh chóng về
cả công nghệ và chất lượng cung cấp dịch vụ. Việt nam cũng như các
nước trên thế giới, hiện nay có rất nhiều nhà khai thác viễn thông khác
nhau với sự đa dạng của công nghệ và cấu hình mạng cũng như các
1.3.2.Mạng viễn thông thế hệ mới NGN 8
1.3.3.Mạng GSM (Global System for Mobile
Communication)
15
CHƯƠNG 2. PHÂN TẦNG TRONG MẠNG VIỄN THÔNG 20
2.1. Kiến trúc phân tầng 20
2.2 Một số khái niệm cơ bản 21
2.3 Mô hình phân tầng OSI 23
2.3.1 Giới thiệu 23
2.3.2. Chức năng các tầng trong mô hình OSI. 24
2.4 Các mô hình chuẩn hóa khác 27
2.4.1 Mô hình TCP/IP. 27
2.4.2 Mô hình SNA. 29
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC TRONG T.GIAN THỰC
TẬP
32
3.1.Giới thiệu tổng quan về Công ty 32
3.2 Nội dung thực tập: 34
3.3.Kết quả đạt được 38
KẾT LUẬN
Báo cáo thực tập Chương I. Tổng quan về mạng viễn thông
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN MẠNG 4G
1.1 Giới thiệu chương.
Để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng mọi nơi (anywhere), mọi lúc
(anytime), mọi dịch vụ (anyservice), mạng di động thế hệ thứ tư – 4G
(Fourth Generation) đã được đề xuất nghiên cứu và triển khai. Chương này
trình bày tổng quan về mạng 4G, tiêu chuẩn chất lượng mạng 4G và các
giải pháp nâng cao chất lượng hệ thống.
1.2. Tổng quan mạng 4G.
1.2.4. Không cần liên kết điều khiển
Trong trường hợp của băng tần ISM thì có thể lập mạng Adhoc từ
một nhóm nút, cho phép các nút giao tiếp trực tiếp với nhau, thậm chí các
nút có thể cộng tác với nhau, chuyển tiếp lưu lượng của nhau.
1.2.5. Hỗ trợ bảo mật đầu cuối – đầu cuối
Trong các mạng 4G, yêu cầu về bảo mật lớn hơn rất nhiều so với
mạng 3G do mạng 4G có kiến trúc mở. Do đó cần phải có một môđun bảo
mật tích hợp để bảo vệ dữ liệu giữa các mạng khác nhau và hơn nữa là một
mô hình bảo mật để bảo vệ nhiều thực thể. Các nút di động và cố định sẽ
tương tác với nhau không cần liên hệ với điều hành mạng. Các giao thức và
thủ tục phải có khả năng cho phép người dùng trong các nút mạng này nhận
thực đủ thông tin để nhận dạng người dùng và có thể kết nối. Đây chính là
tính năng bảo mật đầu cuối – đầu cuối.
SV: Vũ Quang Trường - 2 - Lớp LTVT7A
Báo cáo thực tập Chương I. Tổng quan về mạng viễn thông
1.3. Tiêu chuẩn chất lượng hệ thống mạng 4G
Hạng
mục
Tiêu chuẩn IMT -
Advanced
Peak Data Rate
(Downlink)
1
Gbps
Peak Data Rate
(Uplink)
500
Mbps
Cấp phát phổ
tần
Hiệu suất phổ tại biên tế bào
(Uplink)
0,03 bps/Hz
(2x4)
Khả năng di
chuyển
Tới 350
km/h
1.4. Giải pháp nâng cao chất lượng hệ thống
1.4.1. Kết hợp băng thông
Giải pháp này nhằm mục đích đạt được yêu cầu về tốc độ dữ liệu đỉnh
(peak data rate). Việc kết hợp băng thông 100MHz có tương lai không chắc
chắn lắm do chi phí phát sinh và sự phức tạp đối với UE. Việc kết hợp băng
thông ở các kênh tần số 20 MHz là phương án khả quan hơn vì dễ tìm kiếm
phổ tần[12].
1.4.2. Hệ MIMO bậc cao và định hướng búp sóng
LTE phiên bản 8 hỗ trợ tới 4 máy thu và máy phát trên eNB, tới 2 máy phát
và 4 máy thu cho UE. Khả năng tăng độ lợi thu từ các hệ MIMO và từ
điều khiển búp sóng (beamsteering) là hàm của số lượng các ăngten. Đề
xuất có thể tăng con số này của hệ thống lên đến 8x8 với eNB và 4x4 cho
UE. . Tại eNB, ăngten 4x đang được sử dụng. Nếu tăng lên 8x phải lắp đặt
thêm một số thiết bị trên cột để tránh chi phí khi tăng thêm cáp. Sự tiêu hao
SV: Vũ Quang Trường - 3 - Lớp LTVT7A
Báo cáo thực tập Chương I. Tổng quan về mạng viễn thông
công suất của hệ thống MIMO cũng là một yếu tố cần phải xem xét. Một
vấn đề nữa đó là sự cân bằng thích hợp giữa số ăngten trên một sector và số
sector trên một cell. Ngoài ra tạiUE, vấn đề chính với hệ MIMO bậc cao là
không gian yêu cầu cho các ăng ten, có thể giải quyết bằng sử dụng ăng ten
trực giao.
1.4.3. Hệ MIMO phối hợp
động không hoạt động được.
1.4.5. Mạng tự tối ưu hóa
Ngày nay các hệ thống thông tin di động tế bào ngày càng được tập
trung và việc đưa thêm các node vào mạng sẽ gây tốn kém về tài chính và
thời gian. Một tính năng đang được xem xét của LTE – Advanced là khái
SV: Vũ Quang Trường - 5 - Lớp LTVT7A
Báo cáo thực tập Chương I. Tổng quan về mạng viễn thông
niệm “Mạng tự tối ưu hóa” (Self Optimizing Network – SON). Lợi ích của
nó là giúp giảm ảnh hưởng của việc đưa thêm các node mới vào mạng.
Các khái niệm này được đề cập đến ở phiên bản 8 và tiếp tục trong
các phiên bản 9 và 10.
1.4.6. Sử dụng Femtocell
Một giải pháp hiệu quả cho việc nâng cao chất lượng dịch vụ là sử
dụng “femtocell” hay Home Node B (HNB) hoặc Home eNB. 3GPP làm
việc với femtocell bao gồm cả trong UMTS vẫn đang tiến triển ở phiên bản
8 và tiếp tục ở phiên bản 9 với Home eNB. Khả năng xuất hiện femtocell
trong công nghệ LTE ngay từ ban đầu là cao hơn so với việc đưa vào một
hệ thống đã tồn tại như UMTS hay GSM. Trên quan điểm triển khai vô
tuyến, femtocell hoạt động trên một diện tích nhỏ trong một cell lớn. Khái
niệm femtocell về cơ bản khác biệt so với relaying vì femtocell kết nối trở
lại với mạng lõi được cung cấp cục bộ bởi một đường kết nối Internet DSL
có sẵn chứ ít khi kết nối qua không gian về macrocell. Phần lớn femtocell
được triển khai trong nhà nên có sự cách ly giữa femtocell và macrocell.
Việc triển khai femtocell/hotspot không phải là để cạnh tranh với
micro/macro cell mà là để bổ sung, đảm bảo chất lượng hệ thống.
Hình 1.3. Femtocell trong LTE
SV: Vũ Quang Trường - 6 - Lớp LTVT7A
Báo cáo thực tập Chương I. Tổng quan về mạng viễn thông
1.4.7. Điều phối và gạt nhiễu
Sự áp dụng công nghệ OFDMA vào hệ thống thông tin di động tổ
Nhiễu ngoài băng là nhiễu có tần số trung tâm nằm ngoài dải thông của tín
hiệu thông tin.
Nếu so sánh ACI với CCI ở cùng một mức công suất của tín hiệu nhiễu,
bao giờ ảnh
hưởng của ACI cũng yếu hơn.
1.5.1.3. Nhiễu xuyên điều chế (Intermodulation Interference)
Nhiễu xuyên điều chế (IMI) có ba dạng cơ bản: IMI do máy thu, IMI do
máy phát và IMI do các phát xạ khác.
1.5.1.4. Nhiễu giữa các ký hiệu (Intersymbol Interference)
Tín hiệu vô tuyến truyền lan từ máy phát đến máy thu qua nhiều đường
khác nhau do các hiện tượng phản xạ, nhiễu xạ… gọi là truyền lan đa
đường, do khoảng cách từ máy phát 10đến ăngten máy thu ở các đường
truyền khác nhau là khác nhau cho nên các tín hiệu từ các đường khác nhau
đến ăngten thu không cùng một thời điểm. Hiện tượng này gọi là hiện
tượng trải trễ đường truyền. Ở đầu vào máy thu, các tín hiệu đến sau được
coi như tín hiệu can nhiễu của tín hiệu đến đầu tiên. Hiện tượng này gọi là
ISI (Intersymbol Interference), cần được loại bỏ trước khi tách sóng để đảm
bảo chất lượng truyền dẫn.
1.5.2. Nhiễu trong hệ thống LTE – Advance
1.5.2.1. Nhiễu giữa các người dùng
Hình 2.3. Nhiễu giữa các người dùng
SV: Vũ Quang Trường - 8 - Lớp LTVT7A
Báo cáo thực tập Chương I. Tổng quan về mạng viễn thông
Trong hình 2.3, tế bào phục vụ đồng thời cả hai UE sử dụng cùng tài
nguyên thời gian – tần số. UE1 nhận được dữ liệu và nhiễu của dữ liệu
hướng đến UE2, tức là nhiễu giữa các người dùng.
1.5.2.2. Nhiễu giữa các tế bào
Hình 2.4. UE ở biên tế bào ảnh hưởng bởi nhiễu từ tế bào bên cạnh
Trong hình 2.4, UE1 ở biên tế bào được phục vụ bởi cell 1 qua kênh
H1(1) và với ma trận tiền mã hóa B1. UE1 bị ảnh hưởng bởi nhiễu giữa các
tacó thể áp dụng xây dựng mô hình nhiễu trong các trường hợp cụ thể.
1.6. Sự khác nhau giữa nhiễu trong mạng 4G và nhiễu trong mạng 3G
1.6.1. Sự khác nhau giữa mạng 4G và mạng 3G
1.6.1.1. Về tốc độ dữ liệu
SV: Vũ Quang Trường - 10 - Lớp LTVT7A
Báo cáo thực tập Chương I. Tổng quan về mạng viễn thông
Mạng 4G đã giải quyết được vấn đề giới hạn về tốc độ dữ liệu của
mạng 3G với tốc độ dữ liệu có thể đạt đến 1Gbps đối với người dùng tốc độ
di chuyển thấp. Đây chính là điểm khác biệt chính giữa mạng 4G và mạng
3G.
1.6.1.2. Về công nghệ chuyển mạch
Trong mạng 4G, toàn bộ sử dụng chuyển mạch gói trong khi mạng
3G vẫn kết hợp chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh. Kiến trúc hạ tầng
mạng 4G hoàn toàn dựa trên IP, trong đó IPv6 là phiên bản với toàn bộ
giao thức hệ thống sẽ điều hành các dạng chuyển mạch khác nhau trong
truyền dữ liệu. Chuyển mạch trong 4G tinh vi và phức tạp hơn nhiều so với
mạng 3G.
1.6.1.3. Về công nghệ truy nhập
Mạng 3G sử dụng kỹ thuật đa truy nhập WCDMA không phải là
công nghệ truy nhập phù hợp cho mạng băng rộng. Trong khi đó, mạng 4G
sử dụng công nghệ OFDM là công nghệ phù hợp với mạng băng rộng.
1.6.1.4. Về chất lượng dịch vụ
Chất lượng dịch vụ mạng 4G tốt hơn nhiều so với mạng 3G. Điều
này có được nhờ mạng 4G có băng thông rộng hơn, chất lượng của hệ
thống IPv6 tốt hơn so với IPv4, quá trình thu phát được cải thiện nhờ hệ
MIMO dựa trên ăng ten thông minh.
1.6.1.5. Về quản lý tài nguyên
Quản lý tài nguyên trong mạng 4G tốt hơn nhiều so với mạng 3G
nhờ sử dụng các kỹ thuật thích nghi thông minh trong quản lý tài nguyên
đem lại sự tối ưu hóa từ kỹ thuật điều chế, mã hóa đến cấp phát băng thông.
và chức năng của mỗi tầng tuỳ thuộc vào nhà thiết kế. Trong hầu hết các
mạng, mục đích của mỗi tầng là để cung cấp một số dịch vụ nhất định cho
tầng cao hơn. Mỗi tầng khi sử dụng không cần quan tâm đến các thao tác
chi tiết mà các dịch vụ đó phải thực hiện.
SV: Vũ Quang Trường - 14 - Lớp LTVT7A
Giao thức tầng N
Giao thức tầng i - 1
Giao thức tầng i + 1
Giao thức tầng 1
Tầng NTầng i +
1
Tầng i
Tầng i - 1Tầng
1
Giao thức tầng i
Tầng NTầng i +
1Tầng iTầng i-
1Tầng 1
Đường truyền vật lý
Báo cáo thực tập ChươngII. Phân tầng trong mạng viễn thông
Hình 2.1. Minh hoạ kiến trúc phân tầng tổng quát
2.1.1 Nguyên tắc của kiến trúc mạng phân tầng:
- Mỗi hệ thống một mạng đều có cấu trúc tầng như nhau ( số lượng
tầng, chức năng mỗi tầng).
- Dữ liệu không được truyền trực tiếp từ tầng i của hệ thống này sang
tầng thứ i của hệ thống kia (ngoại trừ đối với tầng thấp nhất). Bên gửi dữ
liệu cùng với các thông tin điều khiển chuyển đến tầng ngay dưới nó và cứ
thế cho đến tầng thấp nhất. Bên dưới tầng này là đường truyền vật lý, ở đấy
sự truyền tin mới thực sự diễn ra. Đối với bên nhận thì các thông tin được
chuyển từ tầng dưới lên trên cho tới tầng i của hệ thống nhận.
trao đổi giữa hai đối tượng A, B qua 3 bước:
+ Phát tin: Thông tin chuyển từ tầng cao , tầng thấp
+ Nhận tin: Thông tin chuyển từ tầng thấp , tầng cao
+ Quá trình trao đổi thông tin trực tiếp qua đường truyền vật lý (thực
hiện ở tầng cuối cùng)
2.2.2 Giao diện, dịch vụ, đơn vị dữ liệu
- Giao diện: Mối quan hệ giữa hai tầng kề nhau gọi là giao diện
- Giao thức: Mối quan hệ giữa hai tầng đồng mức của hai hệ thống
khác nhau gọi là giao thức.
- Thực thể (entity): là thành phần tích cực trong mỗi tầng, nó có thể
là một tiến trình trong hệ đa xử lý hay là một trình con các thực thể trong
cùng 1 tầng ở các hệ thống khác nhau (gọi là thực thể ngang hàng hay
thực thể đồng mức). Mỗi thực thể có thể truyền thông lên tầng trên hoặc
tầng dưới nó thôngqua một giao diện (interface). Giao diện gồm một hoặc
nhiều điểm truy nhập dịch vụ (Service Access Point - SAP). Tại các điểm
truy nhập dịch vụ tầng trên chỉ có thể sử dụng dịch vụ do tầng dưới cung
cấp. Thực thể được chia làm hai loại: thực thể cung cấp dịch vụ và sử dụng
dịch vụ:
SV: Vũ Quang Trường - 16 - Lớp LTVT7A
Báo cáo thực tập ChươngII. Phân tầng trong mạng viễn thông
+ Thực thể cung cấp dịch vụ (service provide): là các thực thể ở tầng
N cung cấp dịch vụ cho tầng N +1.
+ Thực thể sử dụng dịch vụ (service user): đó là các thực thể ở tầng
N sử dụng dịch vụ do tầng N - 1 cung cấp.
- Đơn vị dữ liệu sử dụng giao thức (Protocol Data Unit - PDU)
- Đơn vị dữ liệu dịch vụ (Service Data Unit - SDU)
- Thông tin điều khiển (Protocol Control Information - PCI)
Một đơn vị dữ liệu mà 1 thực thể ở tầng N của hệ thống A gửi sang
thực thể ở tầng N ở một hệ thống B không bằng đường truyền trực tiếp mà
phải truyền xuống dưới để truyền bằng tầng thấp nhất thông qua đường
SV: Vũ Quang Trường - 18 - Lớp LTVT7A
Đường truyền vật lý
Giao thức tầng 6
Giao thức tầng 5
Giao thức tầng 4
Giao thức tầng 2
Giao thức tầng 3
Giao thức tầng 1
Giao thức tầng 7
Ứng dụng7Trình
diễn6Phiên5Giao
vận4Mạng3Liên kết dữ
liệu2Vật lý1
7APPLICATION
6PRESENTATION5SE
SSION
4TRANSPORT
3NETWORK
2DATA LINK
1PHYSICAL
Báo cáo thực tập ChươngII. Phân tầng trong mạng viễn thông
Hình 2.2. Mô hình OSI 7 tầng
2.3.2 . Chức năng các tầng trong mô hình OSI
2.3.2.1 Tầng vật lý (Physical)
- Tầng vật lý liên quan đến truyền dòng các bit giữa các máy với
-Lập địa chỉ các thông điệp, diễn dịch địa chỉ và tên logic thành địa
chỉ vật lý.
- Kiểm soát và điều khiển đường truyền: Định rõ các bó tin được
truyền đi theo con đường nào từ nguồn tới đích. Các con đường đó có thể là
cố định đối với những mạng ít thay đổi, cũng có thể là động nghĩa là các
con đường chỉ được xác định trước khi bắt đầu cuộc nói chuyện. Các con
đường đó có thể thay đổi tuỳ theo trạng thái tải tức thời.
- Quản lý lưu lượng trên mạng: chuyển đổi gói, định tuyến, kiểm soát
sự tắc nghẽn dữ liệu (nếu có nhiều gói tin cùng được gửi đi trên đường
truyền thì có thể xảy ra tắc nghẽn )
- Kiểm soát luồng dữ liệu và cắt hợp dữ liệu (nếu cần).
2.3.2.4 Tầng giao vận (Transport)
- Thực hiện việc truyền dữ liệu giữa hai đầu nút (end - to - end).
- Thực hiện kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu từ máy đến máy.
Đảm bảo gói tin truyền không phạm lỗi, theo đúng trình từ, không bị mất
mát hay sao chép.
SV: Vũ Quang Trường - 20 - Lớp LTVT7A
Báo cáo thực tập ChươngII. Phân tầng trong mạng viễn thông
- Thực hiện việc ghép kênh, phân kênh cắt hợp dữ liệu (nếu cần).
Đóng gói thong điệp, chia thông điệp dài thành nhiều gói tin và gộp các gói
nhỏ thành một bộ.
- Tầng này tạo ra một kết nối cho mỗi yêu cầu của tầng trên nó. Khi
có nhiều yêu cầu từ tầng trên với thông lượng cao thì nó có thể tạo ra nhiều
kết nối và cùng một lúc có thể gửi đi nhiều bó tin trên đường truyền.
2.3.2.5 Tầng phiên (Session)
- Cung cấp phương tiện truyền thông giữa các ứng dụng: cho phép
người sử dụng trên các máy khác nhau có thể thiết lập, duy trì, huỷ bỏ và
đồng bộ hoá các phiên truyền thông giữa họ với nhau.
- Nhiệm vụ chính:
+ Quản lý thẻ bài đối với những nghi thức: hai bên kết nối để truyền