Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Trung tâm Dịch Vụ Viễn Thông Khu Vực III
Mục Lục
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
AUC AUthentication Center Trung tâm chứng thực
BBU Baseband Unit Thiết bị dải nền.
BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc
BTS Base Transceiver Stationz Trạm thu phát gốc
EDGE Enhanced Data Rates for
GSM Evolution
Nâng cao tốc độ giữ liệu
cho mạng GSM tiên tiến.
ETSI European
Telecommunications
Standards Institute
Hiệp hội Tiêu chuẩn Viễn
thông châu Âu.
FDMA Frequency division
multiple access
Đa truy cập phân chia theo
tần số
GGSN Gateway GPRS support
node
Node hỗ trợ cổng mạng
GPRS.
GMSC Gateway Mobile Station
Switching Center
Cổng trung tâm chuyển
mạch trạm di động
GPRS General Packet Radio
MSC Mobile Station Switching
Center
Trung tâm chuyển mạch
trạm di động
OFDMA Orthogonal Frequency
Division Multiple Access
Đa truy cập phân chia theo
tần số trực giao.
OLP Outdoor Lighting Protector Bộ chống sét ngoài trời.
O&M Operation and Maintenance Hoạt động và bảo trì
PSTN Public switched telephone
network
Mạng chuyển mạch điện
thoại công cộng.
RA Routing Area Vùng định tuyến
RF Radio Frequency Tần số vô tuyến
RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô
tuyến
RRU Remote Radio Unit Thiết bị vô tuyến từ xa.
SGSN Serving GPRS support
node
Node hỗ trợ dụng vụ
GPRS.
TDMA Time division multiple
access
Đa truy cập phân chia theo
thời gian
UE User Equipment Thiết bị người dùng
UMTS Universal Mobile
Telecommunications
thành mạng di động đầu tiên ở Việt Nam cung cấp dịch vụ 3G theo chuẩn WCDMA.
Hiện nay, Vinaphone có 3 Trung tâm: 01 Trung tâm tại Hà Nội, 01 Trung tâm tại Hồ
Chí Minh và 01 Trung tâm tại Đà Nẵng, đảm bảo việc quản lý, giám sát, điều hành,
phát triển hạ tầng phục vụ phủ sóng và dịch vụ tới 64/64 tỉnh, thành phố. Trung Tâm
Dịch Vụ Viễn Thông Khu Vực III (VNP3), được thành lập vào năm 1997 , quản lý 13
tỉnh thành phố khu vực miền trung từ Quảng Bình đến Khánh Hòa bao gồm cả các tỉnh
Tây Nguyên
1.2 Mạng 3G tại Việt Nam
1.2.1 Sự cần thiết phải triển khai mạng 3G
Sự phát triển nhanh chóng của dịch vụ số liệu mà IP đã đặt ra các yêu cầu mới đối
với công nghệ viễn thông di động. Thông tin di động thế hệ 2 mặc dù sử dụng công
nghệ số nhưng là hệ thống băng hẹp và được xây dựng trên cơ chế chuyển mạch kênh
nên không thể đáp ứng được dịch vụ mới này. 3G (third-generation) , công nghệ truyền
thông thế hệ thứ ba là giai đoạn tiếp theo trong sự tiến hóa của ngành viễn thông di
động . Nó mang lại cho người dùng các dịch vụ giá trị gia tăng cao cấp, giúp chúng ta
thực hiện các dịch vụ truyền thông thoại và dữ liệu (như e-mail ,tin nhắn dạng văn
bản), download âm thanh và hình ảnh với băng tần cao, nhưng cũng đồng thời đảm bảo
3
Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Trung tâm Dịch Vụ Viễn Thông Khu Vực III
sự phát triển liên tục của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai (2G) và là nền tảng
vững chắc trước khi tiến lên công nghệ 4G.
1.2.2 Các dịch vụ 3G phổ biến tại Việt Nam
- Mobile Internet là dịch vụ truy nhập Internet trực tiếp từ máy điện thoại di động
thông qua các công nghệ truyền dữ liệu GPRS/EDGE/3G. Khách hàng có thể đọc báo,
xem video từ Internet, tải ảnh, video cũng như gửi nhận mail .
- Mobile TV là dịch vụ cho phép xem các kênh truyền hình trực tiếp (Live TV) và
các nội dung thông tin theo yêu cầu (ca nhạc, phim, video clip…) trên màn hình điện
thoại di động.
- Video Call là dịch vụ thoại thấy hình , cho phép các thuê bao khi đang đàm thoại
có thể nhìn thấy hình ảnh trực tiếp của nhau thông qua camera của máy điện thoại di
của GSM). UMTS hỗ trợ nhiều dịch vụ multimedia ,tốt hơn và tốc độ truyền dữ liệu
cao hơn. Tốc độ chuyển mạch gói của UMTS có thể lến đến14Mbps, trong khi tốc độ
chuyển mạch kênh tối đa là 384 kbps.Với người dùng chuyển mạch gói, UMTS hỗ trợ
HSDPA, với tốc độ down xuống rất cao, và HSUPA – được đưa ra để nâng cao tốc độ
upload. UMTS sử dụng dải tần quy định quốc tế 2GHz.
+ Đường lên : 1885 – 2025 MHz
+ Đường xuống : 2110 – 2200 MHz
5
Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Trung tâm Dịch Vụ Viễn Thông Khu Vực III
2.2Phát triển lên 3G từ mạng 2G (GSM)
Hình 2.1 Hướng phát triển từ 2G lên 3G
Các công nghệ GSM/GPRS/EDGE có cùng một cơ sở nền tảng đó là kỹ thuật truy
cập TDMA và FDMA vì vậy hoạt động trên cùng một băng thông (với mỗi kênh băng
tần số 200kHz). Sự nâng cấp do đó cũng không quá phức tạp. Khi nâng cấp lên 3G,
công nghệ WCDMA hoạt động trên một kỹ thuật truy cập khác hoàn toàn, đó là
CDMA, do đó băng tần hoạt động sẽ phải tách biệt với GSM (WCDMA mỗi kênh băng
tần số là 5MHz). Sẽ cần một dải tần 3G mới khác với tần số đang hoạt động hiện nay.
Sự đổi mới như vậy sẽ cần một thiết bị thu phát sóng BTS hoàn toàn mới, được đặt tên
là Node B, cùng với nó là một thiết bị quản lý trạm gốc (BSC) mới, tên là điều khiển
mạng vô tuyến RNC (Radio Network Controller). Do tính kế thừa khi nâng cấp, hệ
thống mạng lõi (tổng đài chuyển mạch) hiện hữu vẫn có thể được sử dụng để kết nối
với mạng vô tuyến (Node B và RNC) của công nghệ WCDMA mới. Ở đây, ngoài hệ
thống vô tuyến WCDMA (bao gồm RNC và Node B) là cần đầu tư mới, tất cả hệ thống
khác sẽ được tận dụng lại.
6
Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Trung tâm Dịch Vụ Viễn Thông Khu Vực III
2.3Dải tần cấp phát cho mạng UMTS
Hình 2.2 Dải tần UMTS ở một số quốc gia và vùng lãnh thổ
Đáng lẽ ra, việc cấp phát tần số cho tất cả các hệ thống 3G phải được thống nhất
chung trên toàn thế giới. Tuy nhiên, việc kiểm soát cấp phát tần số lại được quy định
diện vô tuyến mới dựa trên OFDMA, FDE và MIMO, không tương thích ngược với
các giao diện CDMA.
- Phiên bản 9(Quý 4, năm 2009): SAES tăng cường, tương kết WiMAX và
LTE/UMTS.
8
Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Trung tâm Dịch Vụ Viễn Thông Khu Vực III
2.5Sơ đồ hệ thống UMTS
- User Equipment (UE): có thể là một thiết bị di động, một trạm cố định, hay một
thiết bị đầu cuối dữ liệu UE bao gồm USIM chưa tất cả các thông tin của chủ thuê bao.
- Access Network: Bao gồm tất cả các thiết bị vô tuyến cần thiết cho việc truy cập
mạng. Nó có thể là UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network), hoặc
GERAN (GSM/EDGE Radio Access Network) .
- Core Network : gồm các thiết bị có chức năng chuyển mạch và định tuyến dùng để
kết nối đến PSTN hoặc Mạng Chuyển Mạch Gói, đáp ứng khả năng di động , quản lý
vi trí thuê bao và cho các dịnh vụ chứng thực.
Về mặt chức năng có thể chia cấu trúc mạng UMTS ra làm hai phần : mạng lõi
(Core Network) và mạng truy nhập vô tuyến (UTRAN), trong đó mạng lõi có thể sử
dụng toàn bộ cấu trúc phần cứng của mạng GSM/GPRS, còn mạng truy nhập vô tuyến
là phần nâng cấp của WCDMA. Ngoài ra để hoàn thiện hệ thống, còn có thiết bị người
sử dụng (UE) thực hiện giao diện người sử dụng với hệ thống. Từ quan điểm chuẩn
hóa, cả UE và UTRAN đều bao gồm những giao thức mới được thiết kế dựa trên công
nghệ vô tuyến WCDMA, trái lại mạng lõi được định nghĩa hoàn toàn dựa trên GSM.
Điều này cho phép hệ thống WCDMA phát triển mang tính toàn cầu trên cơ sở công
nghệ GSM.
9
Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống mạng UMTS
Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Trung tâm Dịch Vụ Viễn Thông Khu Vực III
2.5.1 User Equipment (UE)
Hình 2.2 Thiết bị dành cho người dùng
Thiết bị UE được dùng để giao tiếp với người sử dụng và giao diện vô tuyến. Nó
thống mạng lõi thông qua các giao diện Iu-CS và Iu-PS tương ứng với các trường
11
Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Trung tâm Dịch Vụ Viễn Thông Khu Vực III
chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói. Về phương diện chức năng, RNC tương ứng
với BSC trong mạng GSM.
2.5.3 Mạng lõi CN (Core Network)
Hình 2.4 Mạng lõi CN
Các thành phần của mạng lõi gồm nhiều các thành phần kế thừa từ mạng lõi
GSM và GPRS/EDGE bao gồm: MSC/VLR, GMSC, SGSN, GGSN, HLR/AuC.
- MSC (Mobile Station Switching Center)
MSC thực hiện các chức năng chuyển mạch điện thoại cho mạng di động. Nó điều
khiển các cuộc gọi đến và đi từ các hệ thống điện thoại và các hệ thống dữ liệu khác,
như mạng Public Switched Telephone Network (PSTN), Integrated Services Digital
Network (ISDN), mạng dữ liệu công cộng, dữ liệu cá nhân và các mạng di động
khác.
- GMSC (Gateway Mobile Station Switching Center)
Bất kì một MSC nào trong mạng di động có thể thực hiện chức năng như một
gateway bằng cách tích hợp một phần mềm thích hợp. GMSC chịu trách nhiệm cung
cấp kết nối liên mạng giữa mạng nội bộ và mạng bên ngoài như PSNT và ISDN.
12
Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Trung tâm Dịch Vụ Viễn Thông Khu Vực III
- Visitor Location Register (VLR)
Cơ sở dữ liệu của VLR chứa đựng thông tin về tất cả các thuê bao được định vị
thường trực trong vùng dịch vụ của một MSC. Do đó, chỉ có một VLR cho mỗi MSC
trong một mạng. VLR lưu trữ tạm thời thông tin về các thuê bao, do đó MSC có thể
phục vụ các thuê bao tạm thời đứng trong vùng dịch vụ của nó. Khi một thuê bao vào
vùng phủ sóng của MSC mới, VLR sẽ kết hợp với MSC yêu cầu thông tin về thuê bao
này từ HLR tương ứng, lúc này VLR sẽ có đủ thông tin để đảm bảo cungcấp dịch vụ
thuê bao mà không cần hỏi lại HLR mỗi lần thiết lập cuộc gọi. VLR luôn đi kèm với
một MSC.
chuyển mạch gói (PS). Các bộ MSC/VLR và GMSC phục vụ cho miền chuyển mạch
kênh. Trong khi đó, các node hỗ trợ dịch vụ GPRS (Serving GPRS Support Node –
SGSN ) và node hỗ trợ cổng mạng GPRS (Gateway GPRS Support Node - GGSN) lại
phục vụ cho miền chuyển mạch gói. Cả hai miền chuyển mạch kênh và chuyển mạch
gói đều cùng nhau chia sẻ một HLR (Home Location Register) và trung tâm chứng
thực AuC (Authentication Center). AuC có chức năng chứng thực mỗi khi thuê bao có
nhu cầu kết nối với mạng. Khi chứng thực thành công thì HLR được phép quản lý thuê
bao và các dịch vụ liên quan.
Mạng lõi UMTS có thể kết nối với cả hai mạng truy nhập GERAN và UTRAN.
Trong một vùng địa lý mà cả hai hệ thống GSM/GPRS và WCDMA đều hoạt động, thì
sự phối hợp giữa hai mạng truy nhập này có thể cho phép các UE gồm hai chức năng
mạng (2G và 3G) có thể hoạt động được trong cả hai hệ thống,bằng cách thực hiện việc
chuyển giao liên mạng giữa GSM/GPRS và WCDMA.
Mạng truy nhập GSM/GPRS sử dụng giao diện A/Gb để liên hệ với mạng lõi CN,
còn mạng UTRAN thì sử dụng giao diện mới mang tên Iu.
14
Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Trung tâm Dịch Vụ Viễn Thông Khu Vực III
2.5.4 Các giao diện trong mạng UMTS
* Các giao diện kết nối trong UE và giữa UE với UTRAN:
- Giao diện Cu: Đây là giao diện giữa thẻ thông minh USIM và ME. Giao diện
này tuân theo tiêu chuẩn cho các thẻ thông minh.
- Giao diện Uu: Đây là giao diện vô tuyến WCDMA. Uu là giao diện nhờ đó
UE truy nhập được với phần cố định của hệ thống (giữa Uu và Node B), cung cấp báo
hiệu và các đường dữ liệu thông qua việc phát các tần số vô tuyển trong không khí.
* Các giao diện kết nối mạng UTRAN:
- Giao diện Iu: Giao diện này kết nối UTRAN tới mạng lõi. Giao diện Iu gồm IuCS và
IuPS tương ứng với các giao diện tương thích trong GSM là giao diện A (đối với
chuyển mạch kênh) và Gb (đối với chuyển mạch gói). Kết nối UTRAN đến phần
chuyển mạch kênh được thực hiện qua giao diện Iu-CS, giao diện này nối RNC đến
một MSC/VLR. Kết nối UTRAN đến phần chuyển mạch gói được thực hiện qua giao
một LA, hoặc nhiều RA trong một LA. Một URA có thể nhỏ hơn LA hoặc RA. Môt
cell có thể nằm trong 8 URA. Việc phân chia các cell, LA, RA và URA là một thách
thức trong quy hoạch mạng UMTS.
17
Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Trung tâm Dịch Vụ Viễn Thông Khu Vực III
CHƯƠNG 3
TÌM HIỂU THỰC TẾ VỀ HỆ THỐNG NODE B PHÂN TÁN
TẠI TRUNG TÂM VINAPHONE 3
3.1Giới thiệu về hệ thống Node B loại phân tán
Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống mạng WCDMA
Sơ đồ hệ thống mạng WCDMA được thể hiện trên hình vẽ 3.1. Theo đó, NodeB
loại phân tán được chia làm 2 phần gồm : thiết bị dải nền BBU (base band unit) và thiết
bị vô tuyến từ xa RRU(remote radio unit). BBU thực hiện phần xử lý tín hiệu dải nền,
còn RRU thực hiện phần xử lý RF. Tại trung tâm VinaPhone 3, BBU là thiết bị ZXSDR
B8200 GU360, và RRU là thiết bị R8840 của ZTE.
RRU đáp ứng nhu cầu truy cập của UE và chức năng truyền không dây thông qua
giao diện Uu bằng cách thực hiện các công việc sau:
- Xử lý tín hiệu RF.
- Điều chế và giải điều chế.
- Đo đạc, kiểm tra và báo cáo.
18
Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Trung tâm Dịch Vụ Viễn Thông Khu Vực III
- Điều khiển công suất sóng mang .
- Phân tập thu.
- Sửa lỗi và đồng bộ.
RRU kết nối với BBU thông qua giao diện quang để thực hiện các công việc sau
- Truyền dữ liệu thông minh.
- Báo cáo thông tin các phép đo.
- Cấu hình chức năng RF.
- Đồng bộ xung clock.
Tên gọi Chức năng
1 Cổng quang: dải nền - RF Cổng nối B8200 và RRU bằng sợi quang
2 Cổng nguồn Nổi với nguồn -48V
3 Cổng sửa lỗi nối tiếp Sử dụng để sửa lỗi mô-đun cấp nguồn
4
Giao diện liên lạc giữa
đầu vào và đầu ra; giao
diện E1/T1; giao diện
truyền thông cổng serial.
Hỗ trợ 8 cổng E1/T1; các cổng RS485/232;
bộ nối chuyển tiếp 6+2 (6 tuyến đầu vào,2
tuyến hai chiều).
5 Cổng máy thu bên ngoài
Kết nối với máy thu bên ngoài.
6
Giao diện sợi feeder của
anten GPS
Kết nối với anten GPS bên ngoài hoặc
clock BITS
7 Cổng quang Iub/Abis Cổng quang kết nối RNC/BSC
20
Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Trung tâm Dịch Vụ Viễn Thông Khu Vực III
8 Giao diện Iub/Abis Giao diện kết nối RNC/BSC
9 Cổng gỡ lỗi mạng Dùng để gỡ lỗi NodeB và bảo trì nội bộ
* Đặc tính thiết bị:
- ZXSDR B8200 GU360 là một loại thiết bị xử lý các tín hiệu trong băng tần cơ sở,
chế độ kép. Nó có thể hỗ trợ đồng thời cho mạng GSM và mạng UMTS bằng cách chia
sẻ chung chức năng điều khiển và truyền tải.
- Là thiết bị ứng dụng công nghệ chuyển mạch IP, và cung cấp giao diện GE/FE.
- Có thể hỗ trợ linh hoạt tối đa 60 sóng mang GSM và 12 sóng mang UMTS.
BPC:
- Mã hóa/ghép kênh dữ liệu cho tuyến xuống, tương thích tốc độ truyền, tương
thích kênh, xáo trộn trải phổ, xác định công suất và tổng hợp kênh.
- Mã hóa kênh, gửi dữ liệu đến giao diện Iub để xử lý
- Đồng bộ đường truyền vô tuyến, xử lý truyền dữ liệu khung.
- Đo đạc, điều khiển công suất, xử lý chuyển giao mềm.
SA:
- Cung cấp màn hình cảnh báo, điều khiển tốc độ của tối đa 9 quạt làm mát.
- Chịu trách nhiệm giám sát báo hiệu và giao diện với bộ chống sét.
- Cung cấp 6 giao diện kết nối đầu vào, 2 giao diện kết nối hai chiều vào/ra.
- Cung cấp 8 kênh cho giao diện E1/T1.
PF :
- Có khả năng cấp nguồn 12V và 3.3V.
- Chức năng quản lý EMMC.
- Đo đạc và ổn định nguồn, chống quá dòng và quản lý tải cấp nguồn.
3.2.2 R8840
* Bề ngoài:
Hình 3.5 Hình dạng của R8840
23
Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Trung tâm Dịch Vụ Viễn Thông Khu Vực III
R8840 có chiều cao 370mm; chiều dài 320mm; chiều rộng 160mm; trọng lượng
16.5kg.
Hình 3.6 Vị trí các cổng kết nối của R8840
Tên gọi và chức năng của các cổng kết nối trên hình 3.6 như sau :
Số thứ tự Tên gọi Chức năng
1 LC1 Cổng quang giữa BBU và RRU
2 LC2 Cổng nối với một RRU cascade
3 AISG Cổng nối anten
4 Monitor Cổng nối OLP
5 PWR Cổng cấp nguồn DC hay AC