ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Nguyễn Ngọc Phương
NGHIÊN CỨU MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
THẾ HỆ MỚI NGN-MOBILE VÀ
KHẢ NĂNG ÁP DỤNG TẠI VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ


THẾ HỆ MỚI NGN-MOBILE VÀ
KHẢ NĂNG ÁP DỤNG TẠI VIỆT NAM

Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông
Chuyên ngành: Kỹ thuật vô tuyến và thông tin liên lạc
Mã số: 2.07.00
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS. Nguyễn Cảnh Tuấn

Hà Nội - 2007

1
MỤC LỤC MỤC LỤC 1
BẢNG DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 3

2
3.3. Lộ trình triển khai mạng NGN-Mobile tại Việt Nam 67
3.3.1. Lộ trình triển khai mạng NGN-Mobile từ mạng GSM 67
3.3.2. Lộ trình triển khai mạng NGN-Mobile từ mạng CDMA 69
KẾT LUẬN 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO 73
Thank you for evaluating AnyBizSoft PDF Splitter.
A watermark is added at the end of each output PDF file.
To remove the watermark, you need to purchase the software from
/>3
BẢNG DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

VIẾT TẮT
TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT
1G
1st Generation Mạng thế hệ thứ nhất
2G
2st Generation Mạng thế hệ thứ hai
3G
3st Generation Mạng thế hệ thứ ba
3G-1X EV-DO
3rd Generation Evolution
-
Data Only
3G 1x Phát triển - Tối ưu hóa dữ liệu
3G-1X EV-DV
3rd Generation Evolution

CDMA
Code-Division Multiple
A
ccess
Truy cập đa luồng phân chia theo
mã
CdmaOne
CDMA for 2G CDMA sử dụng trong mạng 2G
CAS
Channel Associated
Signalling
Báo hiệu kênh liên kết
CCS7

Common Channel Signalling
No .7
Báo hiệu kênh chung số 7
CN
Core Network Mạng lõi
CSCF
Call Session Control
Function
Chức năng điều khiển phiên của
cuộc gọi
DSL
Digital Subscriber Line Đường truyền thuê bao số
GSM
Global System for Mobile
Communication
Hệ thống dùng chung cho mạng

IM-SSF
IP Mutimedia Service
Switching Function
Chức năng chuyển mạch dịch vụ
Multimedia giao thức Internet
ITU
International
Telecommunication Union
Hiệp hội viễn thông quốc tế
MMD Multi Media Domain
Miền đa phương tiện
MPLS
Multi Protocol Label Switch Chuyển mạch nhãn đa giao thức
MG Media Gateway
Cổng giao tiếp thiết bị
MGCP Media Gateway Control
Protocol
Giao thức điều khiển MG
MPLS MultiProtocol Label Switch
Chuyển mạch nhãn đa giao thức
MSC
Mobile Switching Center Trung tâm chuyển mạch di động
NGN
Next Generation Network Mạng thế hệ mới
PBX
Private Branch Exchange Tổng đài chi nhánh
PDSN
Packet Data Serving Node Điểm dịch vụ dữ liệu
PSTN
Public Switched Telephone

Hệ thống viễn thông di động toàn
cầu Công nghệ 3G

UTRAN
UMTS Terrestrial Radio
A
ccess Networ
k

Mạng truy nhập vô tuyến dành
cho UMTS
VoIP
Voice over Internet Protocol
Giao thức truyền tiếng nói qua
mạng Internet
VOD
Video On Demand Video theo yêu cầu
VLR
Visitor Location Register Bộ ghi địa chỉ tạm trú 6
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Cấu trúc tổng quan mạng GSM 11
Hình 1.2: Các thành phần của mạng GSM 12
Hình 1.3: Cấu trúc tham chiếu cơ bản của 3GPP R99 (Nguồn: 3GPP) 15
Hình 1.4: Cấu trúc tổng quan mạng CDMA 19
Hình 2.1: Cấu trúc phân lớp của mạng NGN - Mobile 27
Hình 2.2: Khái niệm Softswitch 30

mục tiêu “một mạng, một dịch vụ” sang cung cấp nhiều dịch vụ
trên một mạng duy
nhất. Dựa trên giao thức Internet (IP), sự chuyển đổi NGN dựa trên việc mở rộng
các mạng băng rộng, thoại qua IP (VoIP) tăng, hội tụ di động cố định và tivi IP
(IPTV). Những mạng mới này đang được xây dựng nhờ sử dụng một số công nghệ,
bao gồm không dây và di động, sợi quang và cáp, hoặc nhờ việc nâng cấp thành các
đường dây đồng hiện nay. Trong khi đó, một số các nhà khai thác đang t
ập trung vào
việc nâng cấp các mạng lõi hoặc truyền tải thành NGN, một số nhà khai thác khách
đang đảm bảo các mạng truy nhập của họ có thể đến tận người sử dụng cuối.
Về xây dựng mạng lưới NGN cố định, năm 2004, VNPT đã hoàn tất triển
khai một mạng NGN phục vụ cho truyền dẫn liên tỉnh. Hiện tại đơn vị quản lý và
khai thác mạng lưới NGN này là công ty Viễn Thông Liên Tỉ
nh - VTN. Các dịch vụ
do mạng NGN mang lại hiện tại có thể thấy đó là: dịch vụ giải trí bình chọn 1900,
1800; các dịch vụ mạng riêng ảo nội hạt và liên tỉnh.
Theo kế hoạch, cuối năm 2008 VNPT sẽ hoàn thành triển khai toàn bộ mạng
lưới NGN cố định, bao gồm: hoàn tất phần mạng lõi dựa trên công nghệ IP và mở
rộng phần truy nhập tới mạng nội hạt. Việc hoàn tất triể
n khai NGN sẽ giúp cho
VNPT giảm chi phí đầu tư mở rộng mạng lưới, giảm chi phí vận hành khai thác và
bảo dưỡng. Các dịch vụ trên nền NGN mà VNPT sẽ mang lại là băng rộng, chất
lượng cao như: điện thoại IP, truyền dữ liệu tốc độ cao, dịch vụ video theo yêu cầu,
truyền hình Internet 8
Hiện tại mạng di động GSM, CDMA tại Việt Nam còn nhiều bất cập khi mở
rộng dịch vụ và nâng cấp hệ thống trong tương lai. Xu thế chung của thế giới và của
Việt Nam sẽ cần phải định hướng phát triển mạng di động theo hướng NGN để đơn


Hiện nay, mạng thông tin di động của Việt Nam phát triển rất nhanh chóng.
Trong vài năm qua, các nhà cung cấp dịch vụ di động và sản xuất thiết bị di động đã
đề cập khá nhiều tới khái niệm 3G. Mãi tới năm 2005, sau nhiều năm trì hoãn, các
dịch vụ 3G mới được triển khai tại Mỹ. Công nghệ di động 3G sẽ mang lại những
dịch vụ dữ liệu băng rộng không dây cho chiếc điện thoạ
i di động. Với khả năng
truyền dữ liệu từ 144Kbps (nhanh gấp gần 3 lần so với kết nối dial-up 65K) tới
2,4Mbps, mạng 3G sẽ cho phép thực hiện các tác vụ như: truy cập Web, nghe nhạc,
xem video, video theo yêu cầu (VOD), tải và chơi game 3D,
1.1. Mạng thông tin di động hiện tại
Hiện nay ở
Việt Nam có 6 nhà cung cấp dịch vụ điện thoại di động. Trong đó,
Saigon Postel (S-Fone), EVN Telecom, Hà Nội Telecom sử dụng công nghệ
CDMA;
Mobifone, Vinaphone và VietTel sử dụng công nghệ GSM.
Các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại di động bao gồm:
Nhà cung cấp Tên Tần số Sử dụng thiết bị
Vietnam Telecom
Services (GPC)
Vinaphone(1996) GSM 900MHz Nokia
Siemens
Motorola
Vietnam Mobile
Telecom Services
(VMS)
MobiFone(1996) GSM 900MHz Kinnevik
Alcatel
Motorola
Vien thong quan doi

• Mạng Vinaphone: Công ty Dịch vụ Viễn thông GPC (G=GSM; P=Paging;
C=CardPhone) quản lý, sử dụng đầu số “091”, “094”.
• Mạng Mobifone: Công ty Thông tin di động (Vietnam Mobile Telecom
Services Company - VMS) quản lý, sử dụng đầu số “090”, “093”, “0122”.
• Mạng Viettel: Công ty Điện thoại di động Viettel quản lý, sử dụng đầu số
“097”, “098”, “0168”.
Hệ thống GSM là một hệ thống thông tin số của Châu Âu tương thích vớ
i hệ
thống báo hiệu số 7. Chúng sử dụng hệ thống TDMA với cấu trúc khe thời gian sao
cho tạo nên được sự linh hoạt trong truyền thoại, số liệu và thông tin điều khiển.
Hệ thống GSM sử dụng băng tần (890 - 915) MHz để truyền dẫn tín hiệu từ
máy di động đến BS và băng tần (935 - 960) MHz để truyền dẫn tín hiệu từ BS đến
máy di động.
Các tính năng ưu việt c
ủa mạng GSM bao gồm:
- Chuyển vùng quốc tế: nhờ vào các tiêu chuẩn quốc tế, có thể thực hiện cuộc
gọi ở bất kỳ nước nào có mạng GSM
- Tính bảo mật: Các cuộc gọi sử dụng kỹ thuật tương tự rất dễ bị nghe lén nếu
người nào đó có bộ thu cùng tần số với 2 người đang liên lạc. Với kỹ thuật
s
ố, làm được việc này rất khó.

11
- Chất lượng cuộc gọi tốt hơn: kỹ thuật số làm giảm nhiễu, tránh rớt cuộc gọi
khi người dùng chuyển từ ô này sang ô khác, có thể sửa lỗi và tái tạo thông
tin bị mất.
- Hiệu suất cao: cho phép nhiều người sử dụng hơn hệ thống tương tự.
Các hệ thống mạng GSM được nối kết với mạng chuyển mạch liên tỉnh, quốc
tế và nội hạt để thực hiện các cuộc gọi giữa mạng di động và mạng điện thoại cố
định trong nước và quốc tế. Mạng lưới của mạng GSM được xây dựng trên cơ sở SIM: Subcriber Identify Module EIR: Equipment Indentify
ME: Mobile Equipment AuC: Authentication Center
VLR: Visitor Location Register HLR: Home Location Register
Hình 1.2: Các thành phần của mạng GSM

13
Các thành phần của mạng GSM bao gồm:
Trạm di động:
Trạm di động (MS) bao gồm điện thoại di động và một thẻ thông minh xác
thực thuê bao (SIM). SIM cung cấp khả năng di động cá nhân, vì thế người sử dụng
có thể lắp SIM vào bất cứ máy điện thoại di động GSM nào truy nhập vào dịch vụ
đã đăng ký. Mỗi điện thoại di động được phân biệt bởi một số nhận d
ạng điện thoại
di động IMEI (International Mobile Equipment Identity). Card SIM chứa một số
nhận dạng thuê bao di động IMSI (International Subcriber Identity) để hệ thống
nhận dạng thuê bao, một mật mã để xác thực và các thông tin khác. IMEI và IMSI
hoàn toàn độc lập với nhau để đảm bảo tính di động cá nhân. Card SIM có thể chống
việc sử dụng trái phép bằng mật khẩu hoặc số nhận dạng cá nhân (PIN).
Hệ thống trạm gốc:
Hệ thống trạm g
ốc BSS gồm có hai thành phần là Trạm thu phát gốc (BTS)
và Trạm điều khiển gốc (BSC). Hai thành phần này giao tiếp với nhau qua giao diện
Abis, cho phép các thiết bị của các nhà cung cấp khác nhau có thể giao tiếp và hoạt

khai ở các thiết bị độc lập nhưng tất cả các nhà sản xuất tổng đài đều kết hợp VLR
vào MSC, vì thế việc điều khiển vùng địa lý của MSC tương ứng với của VLR nên
đơn giản được báo hiệu. MSC không chứa thông tin về trạm di động cụ thể, thông
tin này được chứa ở bộ ghi địa chỉ.
Có hai bộ ghi khác được sử dụng cho mụ
c đính xác thực và an ninh . Bộ ghi
nhận dạng thiết bị (EIR) là một cơ sở dữ liệu chứa một danh sách của tất cả các máy
điện di dộng hợp lệ trên mạng với mỗi máy điện thoại được phân biệt bởi số IMEI.
Một IMEI bị đánh dấu là không hợp lệ nếu nó được báo là bị mất cắp hoặc có kiểu
không tương thích. Trung tâm xác thực (AuC) là một cơ sở dữ liệu bảo vệ chứa bản
sao các khoá bảo mật của mỗi card SIM, được dùng để xác thực và mã hoá trên kênh
vô tuyến.
Các nhà khai thác mạng GSM hiện nay chủ yếu đang ở giai đoạn R99[11].
Mạng lõi 3GPP R99 là mô hình mạng có kiến trúc phân tách theo loại hình
dịch vụ (chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh) của mạng lõi UMTS R99. Tiêu chí
của cấu trúc theo R99 bao gồm: tương thích ngược với GSM; hỗ trợ truy nhập các
dịch vụ dữ
liệu tốc độ cao; và quản lý được QoS. Có hai loại mạng truy nhập vô
tuyến có thể kết nối với mạng lõi (CN) của 3GPP: hệ thống BSS của GSM và RNS
của UTRAN. Các mạng truy nhập vô tuyến này kết nối với mạng CN thông qua các
giao diện chuẩn. Cụ thể, BSS của GSM kết nối với miền CS qua giao diện A và
miền PS qua giao diện Gb; UTRAN kết nối với miền CS qua giao diện Iu-cs và tới
miền PS qua giao diện Iu-ps. Miền CS (Circuit-Switched Domain) cung c
ấp các dịch

15
vụ chuyển mạch kênh dựa trên tổng đài MSC (bao gồm cả GSM), trong khi miền PS
(Packet-Switched Domain) cung cấp kết nối IP giữa Mobile và các mạng IP (bao
gồm cả GPRS).


Telecom) đã công bố khai trương mạng HT Mobile - mạng dịch vụ viễn thông di
động toàn quốc mới nhất tại Việt Nam. HT Mobile cũng sử dụng công nghệ
CDMA2000 1X EV-DO, phủ sóng 100% tại các thành phố chính và trên 80% khu
vực đông dân cư của 64 tỉnh/thành (riêng EVDO hiện có tạ
i những khu vực có mật
độ lưu thông mạng cao tại TP HCM, Hà Nội và Đà Nẵng). CDMA2000 1xEV-DO là
một bước tiến trực tiếp của tiêu chuẩn vô tuyến CDMA2000 3G. CDMA2000
1xEV-DO cho phép kết nối vô tuyến tốc độ cao ngang với băng rộng hữu tuyến.
EV-DO đang dẫn đầu việc hội tụ các phương tiện điện tử cá nhân và vô tuyến; cho
phép gửi và nhận email với file đính kèm lớn, chơi game tương tác theo thời gian
thực, nhận và gửi hình ảnh hay phim video có độ nét cao, tải nội dung nhạc/video
hoặc kết nối vào các mạng của văn phòng làm việc - tất cả đều qua điện thoại di
động.
Ngoài việc cung cấp dịch vụ thoại di động truyền thống, HT Mobile còn triển
khai các dịch vụ dữ liệu đa truyền thông tốc độ cao, kể cả việc cung cấp đường
truyền băng thông rộng, cho phép thực hi
ện các cuộc gọi video từ máy tính đến máy
tính (PC to PC) và tải các file đính kèm dung lượng lớn. Dịch vụ dữ liệu của HT
Mobile cho phép khách hàng doanh nghiệp duy trì kết nối khi đang di chuyển với
tốc độ dữ liệu lên đến 2,4 Mb/giây. Hàng loạt dịch vụ giá trị gia tăng khác cũng đã
được HT Mobile công bố bao gồm: WAP Portal, Happy Ring (thư viện nhạc với
trên 1.000 bài hát), dịch vụ truyền thông sáng tạo: MMS, Video Streaming
Dựa trên công nghệ CDMA, HT Mobile đã giới thiệ
u các ý tưởng dịch vụ
khách hàng sáng tạo, bao gồm: Cung cấp dịch vụ đường dây nóng để tư vấn cho

17
khách hàng suốt 24 giờ; công ty đầu tiên trên thị trường cung cấp dịch vụ SMS Care
cho mọi dịch vụ.
Công ty Thông tin Viễn thông Điện lực (EVN Telecom) là doanh nghiệp thành

tin (thoại, truyền dữ liệu và internet…) với giá thành thấp.

18
Công nghệ EV-DO hoặc 1xEV-DO, hoặc DO, được viết tắt từ 1xEVolution-
Data Optimized (1x Phát triển - Tối ưu hóa Dữ liệu) (ban đầu được đặt tên là
Evolution-Data Only) là một tiêu chuẩn truyền dữ liệu băng rộng vô tuyến cho các
thiết bị không dây được nhiều nhà cung cấp dịch vụ CDMA của Nhật, Hàn Quốc,
Brazil, Israel, Mỹ, úc, Canada, New Zealand, Venezuela, và Mexico thực hiện. Công
nghệ này được tiêu chuẩn hóa bởi thỏa thuận 3GPP2 thành một phần của bộ các tiêu
chuẩ
n CDMA2000.
Thiết kế đầu tiên về công nghệ 1xEV-DO được Qualcomm phát triển vào
năm 1999 để đáp ứng các yêu cầu của IMT-2000 (bộ tiêu chuẩn toàn cầu về các giao
tiếp không dây thế hệ thứ 3 - 3G) về tốc độ tải xuống dữ liệu của các thiết bị di động
hơn 2Mbits/s. Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU) để phê chuẩn 1xEV-DO và đặt
mã tiêu chuẩn là IS-856.
1xEV-DO có nghĩa là phát triển trực tiếp từ tiêu chuẩn giao tiếp vô tuy
ến 1x
(1xRTT hay CDMA2000 1x), và các kênh vô tuyến chỉ thực hiện truyền dữ liệu.
So sánh với mạng 1x (1xRTT hay CDMA2000 1x) vốn đang dùng hiện nay,
hoặc các mạng GPRS và EDGE của đối thủ GSM, 1xEV-DO thật sự nhanh hơn
nhiều, cung cấp tốc độ truyền dữ liệu trong không gian lên đến 2,4576 Mb/s với
Phiên bản Rev. 0, và lên đến 3,1 Mb/s với phiên bản Rev.A. Để sử dụng được tốc độ
này thì máy đầu cuối phải được trang bị các chip 1xEV-DO tương ứng.
Khi triển khai với mạng di động thoại hiện có, 1xEV-DO yêu cầu một khoảng
băng thông 1,25MHz riêng. Phiên bản 1xEV-DO Rev. A, vốn được phát triển từ
phiên bản đầu tiên 1xEV-DO Rev.0, đã được triển khai thực tế tại Nhật Bản và Hàn
Quốc. Rev.A đưa ra cách thức thiết lập truyền dữ liệu gói tốc độ cao ở cả 2 chiều tải
lên và tải xuống. So sánh cụ thể như sau:
Kênh tải xuống (downlink, forward link):

HLR
HLR
MSC/VLR
MSC/VLR
Radio Access Network
Radio Access Network
MS
MS
MS
MS
PSTN
PSTN
/PLMN
/PLMN
PSTN
PSTN
/PLMN
/PLMN
BTS
BTS
BSC
BSC
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BSC
BSC

switched data - dữ liệu chuyển mạch kênh) hoặc PSD (packet-switched data - dữ liệu
chuyển mạch gói.
Việc chỉ định địa chỉ IP cho mỗi thiết bị di động có thể được cung cấp bởi
PDSN hoặc một máy phục vụ DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) qua
một HA (Home Agent).
RAN (Mạng truy nhập vô tuyến):
RAN (Radio Access Network) là điểm vào của thuê bao di động cho truyền
thông dữ liệu hay thoại bao gồm:
BTS (Base Station Transceiver Subsystem) có chức năng giao diện giữa
mạng và thiết b
ị di động. Các tài nguyên RF như sự ấn định tần số, phân chia khu
vực và điều khiển nguồn truyền được quản lý bởi BTS. Ngoài ra, BTS còn quản lý
lưu lượng về từ vị trí ô phủ sóng đến BSC (Base Station Controller) để giảm thiểu
bất cứ thời gian trễ nào giữa hai thành phần này. Thông thường một BTS kết nối đến
BSC thông qua đường T1 hoặc trực tiếp đi cáp trong thiết bị cùng vị trí. Các giao
thức
được sử dụng bên trong phương tiện này giữ độc quyền dựa trên nền tảng
HDLC (High-level Data Link Control).
BSC (Base Station Controller) định tuyến các thông điệp thoại và dữ liệu
chuyển mạch kênh giữa các vị trí ô phủ sóng và MSC. BSC có vai trò quản lý tính di
động là điều khiển và chi phối các máy di động từ một vị trí ô phủ sóng tới một vị trí
ô phủ sóng khác nếu thấy cần thiết[10].
1.1.3. Sự khác nhau giữa mạng GSM và mạng CDMA
Mạng GSM (Global System for Mobile communications) - Hệ thống thông
tin di động toàn cầu và mạng CDMA - Đa truy cập phân kênh theo mã là những hệ
thống vô tuyến di động kỹ thuật số tiên tiến được ứng dụng rộng rãi trên toàn thế
giới hiện nay
Với hệ thống kích hoạt thoại, hiệu suất tái sử dụng tần số trải phổ cao và điều
khiển năng lượng, CDMA có những ưu thế vượt trội so v
ới GSM. Các nhà cung cấp

kênh. Mỗi bit thoại được ấn định một tần số mã đặc trưng và tín hiệu này được
truyền dẫn trên một dải băng thông rộng (1.25 MHz). Tín hiệu sẽ được chọn bằng
thiết bị thu nhận, thiết bị này đã được lập trình để nhận dạng mã
đặc trưng đó.
Với tốc độ truyền dữ liệu cao hơn mạng GSM hiện tại, CDMA là công nghệ
đáp ứng nhanh và hiệu quả các dịch vụ thoại, thoại và dữ liệu, fax, Internet. CDMA
còn rất hữu dụng trong việc cung cấp dịch vụ điện thoại vô tuyến cố định có chất
lượng ngang bằng với hệ thống hữu tuyến nhờ áp dụng kỹ thuật mã hóa tho
ại mới.

22
Ngoài ra, sử dụng công nghệ CDMA sẽ ít tốn pin, thời gian đàm thoại lâu
hơn. Trong thông tin di động, thuê bao di chưyển khắp nơi với nhiều tốc độ khác
nhau, vì thế tín hiệu do thuê bao phát ra có thể bị sụt giảm một cách ngẫu nhiên. Để
bù đắp sự sụt giảm này, trong khi hệ thống GSM phải điều chỉnh máy điện thoại
tăng tối đa mức công suất phát, công nghệ CDMA sử dụng các thu
ật toán điều khiển
nhanh và chính xác, nhờ vậy máy điện thoại chỉ phát ở mức công suất vừa đủ để
đảm bảo chất lượng tín hiệu. Kết quả là làm tăng tuối thọ pin, thời gian chờ và đàm
thoại lâu hơn.
Hệ thống CDMA có bán kính phục vụ của một trạm phủ sóng lớn hơn các hệ
thống GSM, nghĩa là ít trạm gốc hơn, giảm bớ
t chi phí vận hành dẫn đến việc tiết
kiệm cho cả nhà khai thác và người sử dụng mà vẫn đảm bảo chất lượng cuộc gọi
đạt tới mức tối ưu.
Trong hơn một tỷ thuê bao điện thoại di động trên thế giới, khoảng 863,6
triệu thuê bao sử dụng công nghệ GSM, 120 triệu dùng CDMA và 290 triệu còn lại
dùng FDMA hoặc TDMA. Khi chúng ta tiến tới 3G, các hệ thống GSM và CDMA
sẽ tiếp tục phát triể
n trong khi TDMA và FDMA sẽ dần không được sử dụng. Con