Đang tải... (xem toàn văn)
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT TRIỂN KHAI, VẬN HÀNH KHAI THÁC NỘI MẠNG VÀ LIÊN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CHO VNPT Để duy trì khả năng phát triển thị trường và sự tín nhiệm của khách hàng, các nhà mạng cần tìm ra công cụ mới để đảm bảo doanh thu, đồng thời duy trì các tiêu chuẩn và các dịch vụ hiện có, lại vừa có thể thực hiện xây dựng mạng lưới của họ để đón đầu các công nghệ tương lai.
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Nguyễn Quốc Thịnh NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT TRIỂN KHAI, VẬN HÀNH KHAI THÁC NỘI MẠNG VÀ LIÊN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CHO VNPT Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông Mã số: 60.52.0.80 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2013 Luận văn được hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Bùi Trung Hiếu Phản biện 1: …………………………………………………………………………… Phản biện 2: ………………………………………………………………………… 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: giờ ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 1 MỞ ĐẦU Các nhà mạng đang đối mặt với sự cạnh tranh khốc liệt và thách thức lâu dài tại thị trường di động. Mạng di động 2G truyền thống nay chỉ đáp ứng nhu cầu về thoại đối với người dùng. Trong những năm gần đây, sự phát triển của kinh tế xã hội dẫn tới bùng nổ trên thị trường viễn thông di động, các nhà mạng liên tục phát triển về vùng phủ sóng và số lượng thuê bao. Việc phát triển mạng dịch vụ 3G - 3,5G trên nền tảng mạng 2G, và có thể sắp tới là mạng 4G diễn ra với tốc độ nhanh chóng tới trạng thái gần như bão hòa. Để duy trì khả năng phát triển thị trường và sự tín nhiệm của khách hàng, các nhà mạng cần tìm ra công cụ mới để đảm bảo doanh thu, đồng thời duy trì các tiêu chuẩn và các dịch vụ hiện có, lại vừa có thể thực hiện xây dựng mạng lưới của họ để đón đầu các công nghệ tương lai. Giải pháp dùng chung hạ tầng mạng viễn thông trong trường hợp này có thể đáp ứng được một số các thách thức kể trên. Về cơ bản, giải pháp dùng chung hạ tầng mạng bao gồm việc sử dụng chung nền tảng thiết bị, vận hành, dịch vụ giữa các hệ thống 2G/3G nội mạng cũng như giữa các nhà mạng với nhau. Sự chia sẻ này giúp cho các nhà mạng có thể tối thiểu hóa được vốn bỏ ra, cũng như chi phí vận hành, đơn giản hóa mạng lưới và sẵn sàng thích ứng với các công nghệ tương lai (4G). Những lợi ích mà giải pháp dùng chung hạ tầng mạng mang lại rất đa dạng: Đối với nhà mạng : o Tiết kiệm chi phí đầu tư và vận hành khai thác. o Tăng cường hiệu quả và độ tin cậy trong việc quản lý mạng. o Tăng chất lượng phủ sóng cũng như tăng dung lượng và các giá trị dịch vụ gia tăng cho người dùng. Đối với người dùng : 2 o Các dịch vụ di động được đảm bảo hơn do vùng phủ, dung lượng trạm được cải thiện. o Giá thành dịch vụ giảm. Thị trường viễn thông Việt Nam đang là sự cạnh tranh phát triển xuất phát chủ yếu từ 3 nhà mạng lớn là Viettel, Vinaphone và Mobifone. Ngoài ra, với những ưu thế về cơ sở, truyền thống hoạt động cũng như cơ chế quản lý, Vinaphone và Mobifone hoàn toàn hội tụ đủ các điều kiện để phát triển chia sẻ hạ tầng liên mạng. Mỗi nhà mạng đều đang hướng tới sự phát triển dùng chung hạ tầng mạng 2G/3G của riêng mình. Có nhiều giải pháp dùng chung thiết bị ở các mức khác nhau. Thực tế hiện nay ở VNPT đã tiến hành triển khai tại một số tỉnh mới ở mức chung thiết bị phần cứng. Việc chia sẻ ở mức độ cao hơn như chung giám sát, chung điều khiển tối ưu mạng, chia sẻ liên mạng sẽ giúp sử dụng tài nguyên mạng hiệu quả hơn. Tuy nhiên, vẫn có những khó khăn tồn tại về mặt kỹ thuật cần được giải quyết trước khi hiện thực hoá điều này. Ví dụ khả năng liên kết chia sẻ giữa thiết bị của các nhà cung cấp khác nhau, chất lượng thiết bị của bên thứ ba, năng lực xử lý của khối vô tuyến. Với những tiểm năng ứng dụng như vậy, trong luận văn này, tôi lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu giải pháp kĩ thuật triển khai, vận hành khai thác nội mạng và liên mạng thông tin di động cho VNPT”. Mục đích của đề tài là cung cấp cái nhìn tổng thể về mặt kỹ thuật để triển khai giải pháp này cho VNPT. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS. Trương Trung Kiên, người đã luôn chỉ bảo tôi nhiệt tình trong quá trình làm luận văn. Đồng thời cũng xin gửi lời cảm ơn tới người thân, bạn bè, đồng nghiệp,…đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này. Hà Nội, ngày 31 tháng 08 năm 2013 Nguyễn Quốc Thịnh 3 CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU Trong chương này, luận văn sẽ trình bày các yếu tố cần thiết cho nhu cầu sử dụng chung hạ tầng mạng thông tin di động, các hạn chế, khó khăn nảy sinh của nhà mạng khi chưa có giải pháp dùng chung hạ tầng, như các vấn đề về chính sách (cấp phép, mỹ quan, sức khoẻ ), về kinh tế (chi phí triển khai, vận hành, bảo dưỡng…), về kỹ thuật. Đồng thời với việc giới thiệu hiện trạng hạ tầng mạng thông tin di động của VNPT, nội dung của chương sẽ giới thiệu về việc dùng chung hạ tầng mạng cùng với ưu điểm và lợi ích giải pháp này mang lại. 1.1 Các yếu tố cần thiết của việc sử dụng chung hạ tầng mạng thông tin di động Khi chưa có giải pháp sử dụng chung hạ tầng mạng thông tin di động, các công tác chọn vị trí đặt trạm, chi phí vận hành bão dưỡng nhà trạm cũng như quản lý truyền dẫn luôn là một trong những vấn đề khó khăn đối với các nhà mạng. Hãy cùng xét một ví dụ: Như chúng ta đã biết, các doanh nghiệp viễn thông trong nước lần lượt hoạt động tại các thời điểm khác nhau kéo theo việc triển khai hạ tầng cũng khác nhau. Ở một vị trí X trong thành phố là vị trí “đẹp” để đặt trạm phát sóng cho khu vực xung quanh. Nhà mạng A đi vào hoạt động sớm và nhà mạng này đã tiến hành các thủ tục thuê mượn đối với chủ nhà cũng như triển khai đầy đủ cơ sở hạ tầng (cột, truyền dẫn, tủ trạm …) để phát sóng. Nhà mạng B đi vào hoạt động sau này, cũng muốn lắp đặt trạm ở vị trí X đấy. Vấn đề sẽ bắt đầu nảy sinh: có thể chủ nhà sẽ tăng giá lắp cột đối với nhà mạng B cao hơn rất nhiều gây khó khăn về kinh tế. Đặc biệt với DN nhỏ đi thuê lại hạ tầng, họ sẽ chịu lép vế hơn trong đàm phán giá và khi tính toán giá thuê không hợp lý, họ lại quay trở lại tự đầu tư xây dựng hạ tầng của riêng mình, một lần nữa lại gây lãng phí, ảnh hưởng đến mỹ quan đô thị. Việc tranh chấp vị trí đặt cột (nếu 2 nhà mạng cùng thuê một lúc) hay các thiết bị của nhà mạng này gây nhiễu cho thiết bị nhà mạng khác hay chỉ đơn giản là kết cấu nhà đặt trạm không cho phép đặt thêm thiết bị lên nữa cũng là những yếu tố gây khó khăn. Ngoài ra, với 4 nhận thức của một bộ phận người dân còn chưa rõ ràng về việc cho rằng có sự tổn hại của sóng di động đối với sức khoẻ con người, việc bị người dân phản đối, cản trở cắm trạm đối với nhà mạng mới cũng hoàn toàn có thể xáy ra. Cùng với việc triển khai thiết bị tại vị trí X đó của nhà mạng B, nhà mạng này cũng phải tiến hành xây dựng các hệ thống bảo vệ, hệ thống chống sét cho cột của mình v.v… nếu không muốn thuê lại của chính đối thủ. Ngay cả đối với nhà mạng A cũng có thể vấp phải rất nhiều khó khăn đối với việc nâng cấp và mở rộng tại trạm (giả sử lắp đặt thêm tủ, anten cho thiết bị 3G, 4G) như diện tích phòng trạm, công suất điện lưới v.v Do vậy, việc không có được các vị trí đặt trạm thích hợp cho bản đồ vô tuyến đã được hoạch định tối ưu cho mạng của mình sẽ khiến các nhà mạng phải tính toán tới các phương án lắp đặt thêm trạm ở chỗ khác so với ban đầu dẫn tới chi phí đầu tư tăng, và kéo theo đó là chi phí vận hành, bảo dưỡng, thậm chí là giá cước một số dịch vụ tăng để cân bằng vấn đề về doanh thu. Về chính sách, theo chủ trương của nhà nước và xu hướng phát triển tất yếu, số lượng các nhà mạng được phép thiết lập hạ tầng mạng không tăng, thậm chí sẽ có xu hướng giảm dần để đạt chỉ tiêu lí tưởng là 3 đến 4 nhà mạng thiết lập hạ tầng ở năm 2020. Chính phủ đã ban hành Nghị định số 25/2011/NĐ-CP ngày 06/04/2011 quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật Viễn thông, trong đó quy định UBND cấp tỉnh có trách nhiệm lập, phê duyệt, công bố quy hoạch hạ tầng kĩ thuật viễn thông thụ động năm năm một lần, bao gồm cả hạ tầng trạm. Nghị định 72/NĐ-CP ngày 24/09/2012 về quản lý và sử dụng chung công trình hạ tầng kĩ thuật, do đó cần tăng cường sử dụng chung nhà trạm, cột angten phát sóng, tích cực ngầm hoá, quang hoá hệ thống truyền dẫn, giảm bớt việc sử dụng truyền dẫn vi ba, vừa nâng cao chất lượng, hiệu quả khai thác mạng, sử dụng tiết kiệm tài nguyên, tránh lãng phí đầu tư, vừa góp phần giữ gìn, tôn tạo kiến trúc, cảnh quan chung và đảm bảo an toàn công trình xây dựng, đặc biệt là trong các mùa mưa bão. 5 1.2 Hiện trạng hạ tầng mạng thông tin di động của VNPT Hiện nay VNPT có hai công ty thông tin di động là MobiFone và VinaPhone, chiếm thị phần lần lượt là VinaPhone 28,71% và MobiFone là 29,11% (theo số liệu năm 2011). Cả hai công ty đều đã xây dựng được cho mình một mạng lưới di động 2G/3G rộng lớn, có khả năng phục vụ lớn.Đặc biệt là đối với mạng 3G thì chưa sử dụng hết khả năng của hệ thống, tuy nhiên nhu cầu người dùng cũng đang ngày một tăng nhanh. 1.3 Giới thiệu chung về việc dùng chung hạ tầng mạng, các ưu điểm và lợi ích đem lại. Khái niệm SingleRAN lần đầu tiên được đưa ra bởi nhà cung cấp thiết bị Huawei vào năm 2008 và tiếp tục được phát triển bởi các nhà cung cấp thiết bị đến nay. Về mặt kỹ thuật, giải pháp Single RAN cho phép chế tạo các bộ điều khiển trạm gốc BSC hội tụ cho phép tích hợp BSC của mạng GSM và bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC của mạng UMTS/LTE vào một bộ điều khiển đa mode. Bộ điều khiển đa mode này được thiết kế đặc biệt để cung cấp cho nhiều hệ thống vô tuyến qua một mạng truy cập thống nhất đơn lẻ, giải pháp SingleRAN tích hợp các dịch vụ vô tuyến đối với thoại, dữ liệu băng hẹp, băng rộng di động và nhiều dịch vụ khác vào một thành phần mạng thay vì nhiều thành phần mạng khác nhau. Như vậy, giải pháp Single RAN tích hợp các module GSM, UMTS và LTE trên cùng một thiết bị thay cho nhiều bộ hồi đáp khác nhau đem lại các lợi ích cụ thể sau: - Giảm chi phí đầu tư cho thiết bị, nhà trạm, truyền dẫn… - Giảm tối đa các lớp truy cập site vốn là vấn đề phức tạp khi ghép nhiều node sử dụng các tiêu chuẩn truyền dẫn khác nhau - Điều khiển mạng đơn giản, linh hoạt bằng phần mềm - Thuận tiện trong việc triển khai, khai thác cũng như quản lý, bảo dưỡng trạm 6 Hình 1-1: Phân loại các kiểu dùng chung trong công nghệ SingleRAN và các lợi ích mang lại Công nghệ Single RAN không những giúp tiết kiệm chi phí nhà trạm, giảm các truyền dẫn trùng lặp không cần thiết mà còn giúp tối ưu hóa hệ thống, giảm lượng điện tiêu thụ ở các khối xử lý quan trọng tới trên 50% Ngoài việc tiết kiệm chi phí dựa trên việc sử dụng SingleRAN, các nhà mạng còn có phương pháp nào để tối ưu chi phí trong việc vận hành (đối với các mạng lớn) cũng như bùng phát triển khai mới để cạnh tranh (đối với những nhà mạng mới, nhỏ)? Câu trả lời là giải pháp dùng chung hạ tầng liên mạng. Hình 1-2: Các kiểu chia sẻ chung hạ tầng liên mạng Với giải pháp này, việc các nhà mạng mới cùng tham gia chia sẻ hạ tầng để triển khai sẽ giúp tiết kiệm nguồn vốn TCO với tất cả các bên, đồng thời kế 7 hoạch cũng như số lượng thiết bị triển khai trở nên dễ dàng tính toán hơn dựa trên nhu cầu thực tế của mỗi nhà mạng. Với những ưu thế về cơ sở, truyền thống hoạt động cũng như cơ chế quản lý, Vinaphone và Mobifone hoàn toàn hội tụ đủ các điều kiện để phát triển chia sẻ hạ tầng liên mạng. Thực tế hiện nay ở VNPT đã tiến hành triển khai tại một số tỉnh mới ở mức chung thiết bị phần cứng. Việc chia sẻ ở mức độ cao hơn như chung giám sát, chung điều khiển tối ưu mạng, chia sẻ liên mạng sẽ giúp sử dụng tài nguyên mạng hiệu quả hơn. Tuy nhiên, vẫn có những khó khăn tồn tại về mặt kỹ thuật cần được giải quyết trước khi hiện thực hoá điều này. 1.4 Kết luận chương Trong chương này, luận văn đã trình bày các yếu tố cần thiết của việc sử dụng chung hạ tầng mạng thông tin di động, xuất phát từ các hạn chế, khó khăn tài chính, kĩ thuật nảy sinh của các nhà mạng trong việc phát triển, mở rộng mạng cũng như đáp ứng các yêu cầu về môi trường, mỹ quan đô thị v v từ phía chính quyền, hay các quyết định của bộ. Bên cạnh đó, luận văn đã giới thiệu tổng quan về giải pháp dùng chung hạ tầng mạng thông tin di động có thể áp dụng đối với các nhà mạng. Trong các chương sau của luận văn sẽ trình bày rõ hơn về giải pháp dùng chung hạ tầng mạng thông tin di động cũng như thực tế triển khai tại hai nhà mạng Vinaphone và Mobifone. 8 CHƯƠNG 2 : GIẢI PHÁP DÙNG CHUNG HẠ TẦNG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG Khái niệm dùng chung hạ tầng mạng ở đây bao gồm việc dùng chung hạ tầng nội mạng và dùng chung hạ tầng liên mạng. Việc dùng chung hạ tầng mạng đều dựa trên nguyên tắc tận dụng những thành phần chung có thể chia sẻ được về mặt vật lý hoặc logic giữa các hệ thống như bộ phận nguồn, bộ phận truyền dẫn, tần số, v.v 2.1 Nguyên lý dùng chung hạ tầng nội mạng Đối với các nhà mạng, dùng chung hạ tầng nội mạng là sử dụng chung nền tảng hạ tầng thiết bị đối với mạng 2G/3G và thậm chí là 4G trong tương lai tại lớp mạng truy nhập vô tuyến (RAN), tức bao gồm từ BTS/NodeB tới các BSC/RNC.Nếu như trước dây tại cùng 1 vị trí nhà trạm, trạm 2G và trạm 3G của bao gồm các tủ thiết bị truyền dẫn, tủ nguồn, tổ acquy, khối vô tuyến, anten hay thậm chí là cột riêng rẽ thì sau khi sử dụng giải pháp dùng chung, trạm 2G/3G tích hợp gần như chỉ còn có sự tách biệt ở khối thu phát vô tuyến. Hình 2-1: Ví dụ về bộ kết hợp GSM và UMTS trong một khối SingleRAN so với hai khối GSM và UMTS truyền thống [...]... năng liên kết chia sẻ giữa thiết bị của các nhà cung cấp khác nhau, chất lượng thiết bị của bên thứ ba, năng lực xử lý của khối vô tuyến Với những tiểm năng ứng dụng như vậy, trong luận văn này, tôi lựa chọn đề tài: Nghiên cứu giải pháp kĩ thuật triển khai, vận hành khai thác nội mạng và liên mạng thông tin di động cho VNPT Mục đích của đề tài là cung cấp cái nhìn tổng thể về mặt kỹ thuật để triển khai. .. bày các yếu tố cần thiết cho nhu cầu sử dụng chung hạ tầng mạng thông tin di động, các hạn chế, khó khăn nảy sinh của nhà mạng khi chưa có giải pháp dùng chung hạ tầng, như các vấn đề về chính sách (cấp phép, mỹ quan, sức khoẻ ), về kinh tế (chi phí triển khai, vận hành, bảo dưỡng…), về kỹ thuật Đồng thời với việc giới thiệu hiện trạng hạ tầng mạng thông tin di động của VNPT, nội dung của chương sẽ giới... khâu tiếp thị và bán hàng Nhà khai thác lúc này là đơn vị thuần túy trong việc quản lý, vận hành các phần tử mạng cơ bản của LTE nên sẽ là công ty cung cấp hạ tầng truyền tải cho các công ty triển khai và cung cấp dịch vụ băng rộng di động o Mô hình nhà khai thác đơn giản Nhà khai thác chỉ cần đầu tư và quản lý phần mạng truy nhập vô tuyến EUTRAN và xin cấp phép dải tần hoạt động Các phần tử mạng lõi EPC... nhà mạng 1 MỞ ĐẦU Các nhà mạng đang đối mặt với sự cạnh tranh khốc liệt và thách thức lâu dài tại thị trường di động Mạng di động 2G truyền thống nay chỉ đáp ứng nhu cầu về thoại đối với người dùng Trong những năm gần đây, sự phát triển của kinh tế xã hội dẫn tới bùng nổ trên thị trường viễn thông di động, các nhà mạng liên tục phát triển về vùng phủ sóng và số lượng thuê bao Việc phát triển mạng. .. việc dùng chung hạ tầng mạng cùng với ưu điểm và lợi ích giải pháp này mang lại 1.1 Các yếu tố cần thiết của việc sử dụng chung hạ tầng mạng thông tin di động Khi chưa có giải pháp sử dụng chung hạ tầng mạng thông tin di động, các công tác chọn vị trí đặt trạm, chi phí vận hành bão dưỡng nhà trạm cũng như quản lý truyền dẫn luôn là một trong những vấn đề khó khăn đối với các nhà mạng Hãy cùng xét một... dụng SingleRAN, các nhà mạng còn có phương pháp nào để tối ưu chi phí trong việc vận hành (đối với các mạng lớn) cũng như bùng phát triển khai mới để cạnh tranh (đối với những nhà mạng mới, nhỏ)? Câu trả lời là giải pháp dùng chung hạ tầng liên mạng Hình 1-2: Các kiểu chia sẻ chung hạ tầng liên mạng Với giải pháp này, việc các nhà mạng mới cùng tham gia chia sẻ hạ tầng để triển khai sẽ giúp tiết kiệm... phát triển, mở rộng mạng cũng như đáp ứng các yêu cầu về môi trường, mỹ quan đô thị v v từ phía chính quyền, hay các quyết định của bộ Bên cạnh đó, luận văn đã giới thiệu tổng quan về giải pháp dùng chung hạ tầng mạng thông tin di động có thể áp dụng đối với các nhà mạng Trong các chương sau của luận văn sẽ trình bày rõ hơn về giải pháp dùng chung hạ tầng mạng thông tin di động cũng như thực tế triển khai. .. nâng cấp từ phần tử mạng lõi 3G (nâng cấp GGSN có các chức năng của SGW và P-GW và nâng cấp SGSN có các chức năng của MME).Nhà khai thác LTE lúc này thuần túy tập trung vào việc phát triển và vận hành hạ tầng mạng truy nhập vô tuyến, là đơn vị kinh doanh bán sỉ dịch vụ truyền tải cho các công ty di động khác Nhà khai thác 4G LTE có vai trò của MVNO Trong trường hợp này nhà khai thác LTE có các khách... trúc, cảnh quan chung và đảm bảo an toàn công trình xây dựng, đặc biệt là trong các mùa mưa bão 5 1.2 Hiện trạng hạ tầng mạng thông tin di động của VNPT Hiện nay VNPT có hai công ty thông tin di động là MobiFone và VinaPhone, chiếm thị phần lần lượt là VinaPhone 28,71% và MobiFone là 29,11% (theo số liệu năm 2011) Cả hai công ty đều đã xây dựng được cho mình một mạng lưới di động 2G/3G rộng lớn, có... hạ tầng mạng viễn thông trong trường hợp này có thể đáp ứng được một số các thách thức kể trên Về cơ bản, giải pháp dùng chung hạ tầng mạng bao gồm việc sử dụng chung nền tảng thiết bị, vận hành, dịch vụ giữa các hệ thống 2G/3G nội mạng cũng như giữa các nhà mạng với nhau Sự chia sẻ này giúp cho các nhà mạng có thể tối thiểu hóa được vốn bỏ ra, cũng như chi phí vận hành, đơn giản hóa mạng lưới và sẵn . BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Nguyễn Quốc Thịnh NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT TRIỂN KHAI, VẬN HÀNH KHAI THÁC NỘI MẠNG VÀ LIÊN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CHO VNPT Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông Mã số: 60.52.0.80 TÓM. tài: Nghiên cứu giải pháp kĩ thuật triển khai, vận hành khai thác nội mạng và liên mạng thông tin di động cho VNPT . Mục đích của đề tài là cung cấp cái nhìn tổng thể về mặt kỹ thuật để triển khai. sức khoẻ ), về kinh tế (chi phí triển khai, vận hành, bảo dưỡng…), về kỹ thuật. Đồng thời với việc giới thiệu hiện trạng hạ tầng mạng thông tin di động của VNPT, nội dung của chương sẽ giới thiệu