1. Trang chủ >
  2. Luận Văn - Báo Cáo >
  3. Thạc sĩ - Cao học >

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN MẠNG VỀ MẠNG VÔ TUYẾN 4G

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.25 MB, 59 trang )


hiệu kỹ thuật số dưới nhiều dạng mã hiệu (codecs), cho phép nhiều gói mã thoại được lưu

chuyển trên cùng một băng thơng, tiết kiệm thời gian và chi phí. Song song đó, tín hiệu

kỹ thuật số truyền nhận trong thế hệ 2G tạo ra nguồn năng lượng sóng nhẹ hơn và sử

dụng các chip thu phát nhỏ hơn, tiết kiệm diện tích bên trong thiết bị hơn.

Mạng 2G chia làm 2 nhánh chính: nền TDMA (Time Division Multiple Access) và

nền CDMA cùng nhiều dạng kết nối mạng tuỳ theo yêu cầu sử dụng từ thiết bị cũng như

hạ tầng từng phân vùng quốc gia:

 Một số ưu điểm của mạng 2G:

- Dữ liệu số của giọng nói được nén và ghép kênh hiệu quả hơn so với mã

hóa Analog nhờ sử dụng nhiều hình thức mã hóa, cho phép nhiều cuộc gọi

cùng được nmax hóa trên một dải băng tần.

- Hệ thống kĩ thuật số được thiết kế giảm bớt năng lượng sóng radio phát từ

điện thoại. Nhờ vậy, có thể thiết kế điện thoại 2G nhỏ gọn hơn, đồng thời

giảm chi phí đầu tư những tháp phát sóng.

- Mạng 2G trở lên phổ biến cũng do công nghệ này có thể triển khai một số

dịch vụ dữ liệu như Email, SMS. Đồng thời, mức độ bảo mật cá nhân cao

hơn so với 1G.

 Mặt hạn chế mạng 2G:

-



Tín hiệu kỹ thuật số yếu hơn, tại những nơi dân cư thưa thớt, sóng kỹ thuật

số yếu có thể khơng tới được các tháp phát sóng. Tại những điểm như vậy,

chất lượng truyền sóng cũng như chất lượng cuộc gọi sẽ bị giảm đáng kể

- Đường cong bị phân rã góc.

- Giảm phạm vi truyền âm thanh.

1.1.3. Mạng thơng tin di động 3G?

Là thế hệ truyền thông di động thứ ba, tiên tiến hơn hẳn các thế hệ trước đó. Nó

cho phép người dùng di động truyền tải cả dữ liệu thoại và dữ liệu ngoài thoại (tải dữ

liệu, gửi email, tin nhắn nhanh, hình ảnh, âm thanh, video clips...

Trong số các dịch vụ của 3G, điện thoại video thường được miêu tả như là lá cờ đầu. Giá

tần số cho công nghệ 3G rất đắt tại nhiều nước, nơi mà các cuộc bán đầu giá tần số mang

lại hàng tỷ Euro cho các chính phủ. Bởi vì chi phí cho bản quyền về các tần số phải trang

trải trong nhiều năm trước khi các thu nhập từ mạng 3G đem lại, nên một khối lượng vốn

đầu tư khổng lồ là cần thiết để xây dựng mạng 3G. Nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn

thơng đã rơi vào khó khăn về tài chính và điều này đã làm chậm trễ việc triển khai mạng

3G tại nhiều nước ngoại trừ Nhật Bản và Hàn Quốc, nơi yêu cầu về bản quyền tần số

được bỏ qua do phát triển hạ tâng cơ sở IT quốc gia được đặt lên làm vấn đề ưu tiên nhất.

Và cũng chính Nhật Bản là nước đầu tiên đưa 3G vào khai thác thương mại một cách

rộng rãi, tiên phong bởi nhà mạng NTT DoCoMo. Tính đến năm 2005, khoảng 40% các

thuê bao tại Nhật Bản là thuê bao 3G, và mạng 2G đang dần dần đi vào lãng quên trong

tiềm thức công nghệ tại Nhật Bản.



Công nghệ 3G cũng được nhắc đến như là một chuẩn IMT-2000 của Tổ chức Viễn

thông Thế giới (ITU). Ban đầu 3G được dự kiến là một chuẩn thống nhất trên thế giới,

nhưng trên thực tế, thế giới 3G đã bị chia thành 4 phần riêng biệt:

UMTS (W-CDMA)





UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), dựa trên công nghệ truy

cập vô tuyến W-CDMA, là giải pháp nói chung thích hợp với các nhà khai thác dịch vụ di

động (Mobile network operator) sử dung GSM, tập trung chủ yếu ở châu Âu và một phần

châu Á (trong đó có Việt Nam). UMTS được tiêu chuẩn hóa bởi tổ chức 3GPP, cũng là tổ

chức chịu trách nhiệm định nghĩa chuẩn cho GSM, GPRS và EDGE.







FOMA, thực hiện bởi công ty viễn thông NTT DoCoMo Nhật Bản năm 2001,

được coi như là một dịch vụ thương mại 3G đầu tiên. Tuy là dựa trên công nghệ WCDMA, nhưng cơng nghệ này vẫn khơng tương thích với UMTS (mặc dù có các bước

tiếp hiện thời để thay đổi lại tình thế này).

CDMA 2000







Là thế hệ kế tiếp của các chuẩn 2G CDMA và IS-95. Các đề xuất của CDMA2000

được đưa ra bàn thảo và áp dụng bên ngoài khuôn khổ GSM tại Mỹ, Nhật Bản và Hàn

Quốc. CDMA2000 được quản lý bởi 3GPP2 – một tổ chức độc lập với 3GPP. Và đã có

nhiều cơng nghệ truyền thơng khác nhau được sử dụng trong CDMA2000 bao gồm

1xRTT, CDMA2000-1xEV-DO và 1xEV-DV.







CDMA 2000 cung cấp tốc độ dữ liêu từ 144 kbit/s tới trên 3 Mbit/s. Chuẩn này đã

được chấp nhận bởi ITU.







Người ta cho rằng sự ra đời thành công nhất của mạng CDMA-2000 là tại KDDI

của Nhận Bản, dưới thương hiệu AU với hơn 20 triệu thuê bao 3G. Kể từ năm 2003,

KDDI đã nâng cấp từ mạng CDMA2000-1x lên mạng CDMA2000-1xEV-DO với tốc độ

dữ liệu tới 2.4 Mbit/s. Năm 2006, AU nâng cấp mạng lên tốc độ 3.6 Mbit/s. SK Telecom

của Hàn Quốc đã đưa ra dịch vụ CDMA2000-1x đầu tiên năm 2000, và sau đó là mạng

1xEV-DO vào tháng 2 năm 2002.

TD-SCDMA

Chuẩn được ít được biết đến hơn là TD-SCDMA, được phát triển riêng tại Trung Quốc

bởi công ty Datang và Siemens.

Wideband CDMA

Hỗ trợ tốc độ giữa 384 kbit/s và 2 Mbit/s. Giao thức này được dùng trong một mạng diện

rộng WAN, tốc độ tối đa là 384 kbit/s. Khi nó dùng trong một mạng cục bộ LAN, tốc độ

tối đa chỉ là 1,8 Mbit/s. Chuẩn này cũng được công nhận bởi ITU.

* 3.5G: là hệ thống mạng di động truyền tải tốc độ cao HSDPA (High Speed Downlink

Packet Access), phát triển từ 3G và hiện đang được 166 nhà mạng tại 75 nước đưa vào



cung cấp cho người dùng. Nó đuợc kết hợp từ 2 công nghệ kết nối không dây hiện đại

HSPA và HSUPA, cho phép tốc độ truyền dẫn lên đến 7.2Mbp/s.

 Ưu điểm:

- Cải thiện được chất lượng cuộc gọi, tín hiệu và tốc độ so với thế hệ trước.

- Truy cập Internet tốc độ cao kể cả khi di đang chuyển.

- Cùng với sự bùng nổ smartphone, kết nối 3G cho phép người dùng truy cập vào thế

giới nội dung đa phương tiện phong phú bao gồm nhạc, phim, hình ảnh chất lượng cao.

- Kết hợp với các ứng dụng nhắn tin OTT như Viber, Skype, Zalo, Line…, 3G giúp

người dùng có thể online, trò chuyện mọi lúc mọi nơi với chi phí rẻ hơn rất nhiều so với

dạng tin nhắn SMS truyền thống.

 Hạn chế mạng 3G:

-



Tầm phủ sóng bị giới hạn.

Giá cước, thiết bị đầu cuối cao.

Chất lượng chưa ổn định. Mặt khác khi nhiều người cùng truy cập đến sóng

của một trạm BTS ( Base Transceiver Station – Trạm thu phát sóng di

động) thì tốc độ truyền dẫn của 3G sẽ bị chia sẻ dẫn tới tốc độ truy cập

giảm, đó là những khó khăn mà các nhà mạng cần phải giải quyết.

1.1.4. Mạng thông tin di động 4G

Là công nghệ truyền thông không dây thế hệ thứ 4, cho phép truyền tải dữ liệu với

tốc độ tối đa trong điều kiện lý tưởng lên tới 1 – 1,5 Gbit/s. Tên gọi 4G do IEEE (Institute

of Electrical and Electronics Engineers) đặt ra để diễn đạt ý nghĩa "3G và hơn nữa). Công

nghệ 4G là một công nghệ di động tiên tiến cho phép người dùng xem được video hoặc

nghe được âm thanh chất lượng cao thông qua giao thức internet end –to – end (từ đầu

này sang đầu kia, từ nguồn tới đích). Chức năng của nó nhanh hơn mạng 3G hiện tại từ 4

đến 10 lần.

Yêu cầu kĩ thuật của 4G bao gồm cả mạng chuyển mạch gói tin dựa trên địa chỉ IP

và một kênh với bang thơng có khả năng mở rộng lên đến 40Mhz.

Hai công nghệ là xem như là tiền 4G là chuẩn Wimax2 và Long Tern Evolution (LTE) vì

chưa đáp ứng được chuẩn của 4G là cho phép truyền tải ở tốc độ 100Mbyte/s khi di

chuyển và 1Gb/s khi đứng yên. Về bản chất Wimax2 là một tiêu chuẩn được phát triển

bởi IEEE còn LTE là sản phẩm của 3GPP, một bộ phận của liên minh các nhà mạng cung

cấp dịch vụ GSM. Cả hai tiêu chuẩn Wimax2 và LTE đều sử dụng công nghệ anten tiên

tiến nhằm cải thiện khả năng tiếp nhận và thực hiện, tuy nhiên lại hoạt động trên các băng

tần khác nhau.

Wimax2 cung cấp khả năng kết nối Internet không dây nhanh hơn so với wifi, tốc

độ up và down cao hơn, sử dụng được nhiều ứng dụng hơn, vùng phủ sóng rộng hơn,

khơng bị ảnh hưởng bởi địa hình. Wimax có thể thay đổi một cách tự động phương thức

điều khiển điều chế để có thể tăng vùng phủ bằng cách giảm tốc độ truyền và ngược lại,

có tốc độ bit net lý thuyết là 128 Mbit/s cho download và 64 Mbit/s cho upload.



LTE Advanced là ứng viên cho chuẩn 4G, mục tiêu của nó là hướng đến đáp ứng được

yêu cầu của ITU. LTE Advanced có khả năng tương thích với thiết bị và chia sẻ bang tần

với LTE phiên bản đầu tiên. Nhưng đã có thể thấy trong tương lai khơng xa, một số xu

hướng sẽ làm tăng yêu cầu về bandwidth:

- Mức độ sử dụng mạng không dây ngày càng tăng: do giá thành ngày càng hạ,

ngày càng có nhiều người sử dụng các ứng dụng không dây cần truy cập mạng.

- Nội dung đa phương tiện: tuy những nỗ lực đầu tiên di động hóa Web chỉ đạt

được các trang Web chủ yếu là văn bản, nhưng nội dung đồ họa ngày càng trở nên phổ

biến hơn. Một hình ảnh có thể nói thay cho hàng nghìn từ ngữ, nhưng nó cũng làm tăng

lượng dữ liệu cần được truyền đi cho mỗi trang Web. Việc tải xuống âm nhạc và phim

ảnh cũng đang trở nên phổ biến hơn, làm tăng hơn nữa yêu cầu về băng thông.

- Các mạng xã hội di động: tương tự như trong Internet đường dây cố định, có một

dòng ứng dụng mới đang thay đổi cách thức con người sử dụng Internet. Trong quá khứ,

người dùng chủ yếu chỉ tiêu thụ nội dung. Ngày nay thì các blog, các site chia sẻ hình ảnh

và các cổng truyền tải phim đang định hình lại Internet, bởi vì người dùng không chỉ tiêu

thụ nội dung nữa mà nay đã dùng mạng để chia sẻ những ý tưởng, hình ảnh và phim ảnh

của họ với người khác.

- Voice over IP: thế giới thoại đường dây cố định đang nhanh chóng chuyển sang

hướng VoIP. Nhiều khả năng là chỉ khoảng năm năm nữa, nhiều mạng thoại chuyển kênh

đường dây cố định hiện nay sẽ chuyển hoàn toàn sang truyền thoại dựa trên IP. Tương tự

như vậy, về phương diện truy cập mạng, nhiều người dùng sẽ sử dụng VoIP như dịch vụ

thoại chính của họ, ví dụ như qua các mạng DSL hoặc TV cáp. Hiện nay có thể thấy những

động thái chuyển dịch này rồi, bởi vì thị trường thoại chuyển kênh đang chịu áp lực ngày

càng tăng do sự sụt giảm số lượng thuê bao. Kết quả là, nhiều nhà cung cấp dịch vụ thoại

đường dây cố định không còn đầu tư vào cơng nghệ chuyển kênh nữa. Có thể quan sát thấy

một xu hướng tương tự trong các mạng không dây. Tuy nhiên, sự dịch chuyển ở đây chậm

hơn nhiều, đặc biệt là do yêu cầu về băng thông cao hơn để truyền các cuộc thoại qua một

đường truyền chuyển gói.



- Sự thay thế cho đường dây cố định: trong khi lượng thơng thoại ngày càng tăng

thì doanh thu ngày càng giảm ở các mạng đường dây cố định lẫn không dây do cước thuê

bao ngày càng giảm. VÌ vậy, ở nhiều nước, các nhà cung cấp dịch vụ khơng dây đang cố

gắng kìm giữ hoặc tăng doanh thu bình quân trên mỗi thuê bao bằng cách chào mời khả

năng truy cập Internet cho máy PC, máy tính xách tay và các thiết bị di động trên các

mạng UMTS/HSDPA hoặc CDMA của họ. Như vậy là họ bắt đầu cạnh tranh trực tiếp với

các nhà cung cấp dịch vụ DSL và cáp. Muốn cạnh tranh thành công, họ cũng phải tăng

thêm băng thơng trên mạng của mình.

- Sự cạnh tranh từ những nhà cung cấp dịch vụ Internet không dây khác: ở một số

nước, các nhà cung cấp dịch vụ khác đã và đang chào mời khả năng truy cập Internet

không dây broadband bằng các mạng Wifi hoặc Wimax/802.16. Những nhà cung cấp như

thế cạnh tranh trực tiếp với các nhà cung cấp dịch vụ UMTS và CDMA truyền thống vẫn

đang hoạt động trong thị trường này.

Một số công nghệ không dây hiện đang được xây dựng hoặc đang trong giai đoạn

triển khai ban đầu, được thiết kế để đáp ứng nhu cầu tương lai này: LTE của 3GPP,

HSPA+ và Wimax. Câu hỏi đặt ra là trong bối cảnh như vậy, những công nghệ nào là 3G

hiện nay, và công nghệ nào được xem là 4G trong tương lai?

Cơ quan chịu trách nhiệm phân loại các mạng không dây là ITU (International

Telecommunication Union). ITU phân loại các mạng viễn thông di động quốc tế

(international mobile telecommunication_IMT) như sau:

- Các hệ thống IMT-2000: tức những hệ thống mà ta gọi là 3G hiện nay, ví dụ

UMTS và CDMA2000.

- Các hệ thống Enhanced IMT-2000: sự phát triển của các hệ thống IMT-2000 (tức

sau 3G), ví dụ như HSPA, CDMA 1xEvDo và những thế hệ phát triển hơn nữa của chúng

trong tương lai.

- Các hệ thống IMT-Advance: các hệ thống thuộc loại này được xem là hệ thống

4G.

Trong liên minh viễn thơng quốc tế ITU, nhóm cơng tác 8F (ITU-R WP 8F) đang

tiến hành nghiên cứu các hệ thống kế tiếp sau IMT-2000. ITU-R WP 8F tuyên bố rằng



cần có các công nghệ vô tuyến di động mới để đáp ứng các khả năng cao hơn IMT-2000,

tuy nhiên vẫn chưa chỉ rõ đó là cơng nghệ nào. Thuật ngữ IMT-Adv cũng sẽ có các bước

phát triển giống như IMT-2000 và sẽ có các khả năng của các hệ thống trước đó.

Trong giới nghiên cứu, một số đề án đang được tiến hành trong IMT-Advance và

thế hệ sau của truy nhập vô tuyến. Chẳng hạn như đề án Winner được hỗ trợ một phần

kinh tế từ liên minh châu Âu là đề án dành cho nghiên cứu vấn đề này. Khái niệm của

Winner có rất nhiều các phần tử gần giống với LTE. Tuy nhiên Winner đặt mục tiêu cho

tốc độ số liệu cao hơn và vì thế được thiết kế cho băng thông rộng hơn 20Mhz.

LTE là một trong các con đường tiến tới 4G. LTE sẽ tồn tại trong giai đoạn đầu

của 4G, tiếp theo đó sẽ là IMT Adv. LTE cho phép chuyển đổi dần từ 3G UMTS sang giai

đoạn đầu của 4G sau đó sang IMT Adv. Chuyển đổi dần từ LTE sang IMT Adv là chìa

khóa của thành công trên thị trường. 3GPP đã bắt đầu hướng đến IMT- Advance cũng cho

vô tuyến vùng nội hạt dưới cái tên LTE-Advance. LTE-Advance là một phần của 3GPP

Release 10 và IMT-Advance sẽ được triển khai vào năm 2013 hoặc sau đó.



Hình 1.1: Tốc độ bit và sự phát triển di động đến IMT-Advance

Ngồi LTE của 3GPP còn có các hướng chuyển đổi khác sang 4G. 3GPP2 cũng đã

và đang thực hiện kế hoạch nghiên cứu LTE cho mình, hệ thống do 3GPP2 đề xuất là

UMB (Ultra Mobile Broadband). Ngoài ra Wimax cũng có kế hoạch tiến tới 4G.



Một lộ trình tiến tới mạng 4G của các cơng nghệ được thể hiện như hình 1.2:



Hình 1.2: Quá trình phát triển các công nghệ thông tin di động 4G

- UMB

Chuẩn UMB hiện nay được phát triển bởi 3GPP2 với kế hoạch là sẽ thương mại

hoá trước 2009.

* Một số đặc điểm kỹ thuật như sau:

- Các kỹ thuật Multiple radio và antenna tiên tiến:

Multiple Input Multiple Output (MIMO), đa truy nhập phân chia theo không gian

(Spatial Division Multiple Access (SDMA)) và kỹ thuật beamforming antenna

- Các kỹ thuật quản lý nhiễu tiên tiến (Improved interference management

techniques)

- Tốc độ dữ liệu cao nhất (peak data rates)

- Lên tới 288 Mbps đường lên, 75 Mbps đường xuống

- Lên tới 1000 người sử dụng VoIP đồng thời (với sự cấp phát 20 MHz FDD)

* IEEE 802.x

Chuẩn này bắt nguồn từ mạng WiFi, sau đó tiến lên 802.16e rồi 802.16m và bây

giờ là 802.20



Chuẩn IEEE 802.20 còn được gọi là truy nhập vơ tuyến băng rộng di động WBMA

(Mobile Broadband Wireless Access). Nó có thể hỗ trợ ngay cả khi đang di chuyển với

vận tốc lên tới 250 km/h.

Trong khi chuyển vùng (roaming) của WiMAX nhìn chung bị giới hạn trong một

phạm vi nhất định, thì chuẩn IEEE 802.20 giống như 3G có khả năng hỗ trợ chuyển vùng

toàn cầu. Ngoài ra, cũng giống như WiMAX, IEEE 802.20 cũng hỗ trợ các kỹ thuật QoS

nhằm cung cấp những dịch vụ có yêu cầu cao về độ trễ, jitter... Trong mạng EEE 802.20,

việc đồng bộ giữa đường lên và đường xuống đều được thực hiện hiệu quả. Dự kiến,

chuẩn IEEE 802.20 tương lai sẽ kết hợp một số tính năng của IEE 802.16e và các mạng

dữ liệu 3G, nhằm cung cấp và tạo ra một mạng truyền thông đa dạng (rich

communication).

* 3GPP LTE

Hệ thống 3GPP LTE, là bước tiếp theo cần hướng tới của hệ thống mạng không

dây 3G dựa trên công nghệ di động GSM/UMTS, và là một trong những công nghệ tiềm

năng nhất cho truyền thông 4G. Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) đã định nghĩa

truyền thông di động thế hệ thứ 4 là IMT Advanced và chia thành hai hệ thống dùng cho

di động tốc độ cao và di động tốc độ thấp. 3GPP LTE là hệ thống dùng cho di động tốc độ

cao. Ngồi ra, đây còn là cơng nghệ hệ thống tích hợp đầu tiên trên thế giới ứng dụng cả

chuẩn 3GPP LTE và các chuẩn dịch vụ ứng dụng khác, do đó người sử dụng có thể dễ

dàng thực hiện cuộc gọi hoặc truyền dữ liệu giữa các mạng LTE và các mạng

GSM/GPRS hoặc UMTS dựa trên WCDMA.

3GPP LTE có khả năng cấp phát phổ tần linh động và hỗ trợ các dịch vụ đa

phương tiện với tốc độ trên 100Mb/s khi di chuyển ở tốc độ 3km/h, và đạt 30Mb/s khi di

chuyển ở tốc độ cao 120km/h thì tốc độ truyền là trên 30 Mb/s. Tốc độ này nhanh hơn

gấp 7 lần so với tốc độ truyền dữ liệu của cơng nghệ HSDPA (truy nhập gói dữ liệu tốc

độ cao). Do công nghệ này cho phép sử dụng các dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao trong

khi di chuyển ở bất kỳ tốc độ nào nên nó có thể hỗ trợ sử dụng các dịch vụ nội dung có

dung lượng lớn với độ phân giải cao ở cả điện thoại di động, máy tính bỏ túi PDA, điện

thoại thông minh...



Ưu điểm nổi bật:

- Dung lượng truyền trên kênh đường xuống có thể đạt 100 Mbps và trên kênh đường lên

có thể đạt 50 Mbps.

- Tăng tốc độ truyền trên cả người sử dụng và các mặt phẳng điều khiển.

- Sẽ khơng còn chuyển mạch kênh. Tất cả sẽ dựa trên IP. VoIP sẽ dùng cho dich vụ

thoại.

- Kiến trúc mạng sẽ đơn giản hơn so với mạng 3G hiện thời. Tuy nhiên mạng

3GPP LTE vẫn có thể tích hợp một cách dễ dàng với mạng 3G và 2G hiện tại. Điều này

hết sức quan trọng cho nhà cung cấp mạng triển khai 3GPP LTE vì khơng cần thay đổi

tồn bộ cơ sở hạ tầng mạng đã có.

- OFDMA và MIMO được sử dụng trong 3G LTE thay vì CDMA như trong 3G.

- LTE-Advance

Sự phát triển của LTE Advance/IMT Advance được chỉ ra ở bảng dưới và sự tiến triển

từ các dịch vụ của 3G được phát triển từ kĩ thuật UMTS/W-CDMA.

Bảng 1.1 So sánh thông số đặc diểm của các hệ thống



Một số đặc điểm của LTE Advance:

- Tốc độ dữ liệu đỉnh: 1 Gbps cho đường xuống và 500 Mbps cho đường lên.



- Băng thông sử dụng: 20Mhz_100Mhz.

- Hiệu quả phổ đỉnh: 30 bps / Hz cho đường xuống và 15 bps / Hz cho đường lên.

- Thời gian chờ: nhỏ hơn 50 ms khi chuyển từ trạng thái rỗi sang trạng thái kết nối

và nhỏ hơn 5ms cho mỗi chuyển mạch gói riêng lẻ.

- Tính di động: giống LTE.

- Khả năng tương thích: LTE Advance có khả năng liên kết mạng với LTE và các

hệ thống của 3GPP.

1.1.5. Mạng di động 5G

Mạng di độngh 5G là bước đệm cho ngành công nghiệp IoT

Cụm từ 5G là viết tắt của từ 5th Generation, thế hệ thứ 5 của mạng di động. Mỗi thế hệ

tương ứng với một tập hơp các yêu cầu riêng, quyết định chất lượng thiết bị và hệ thống

mạng nào đủ chuẩn đáp ứng yêu cầu và tương thích với các hệ thống mạng khác, mô tả

những công nghệ mới, mang lại khả năng giao tiếp mới.



Mạng 5G chắc chắn sẽ vượt trội hơn 4G

Đầu tháng 01/2012, Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU - International

Telecommunications Union) chứng nhận chỉ có 2 cơng nghệ là LTE-Advanced và

WirelessMAN-Advanced (WiMAX 2) mới đạt chuẩn mạng 4G. Theo tiêu chuẩn của ITU,

mạng 4G phải đạt được tốc độ 100Mbit/giây khi di chuyển tốc độ cao và tốc độ

1Gbit/giây đối với những thiết bị cố định.

Do chuẩn 5G xuất hiện sau 4G nên nó được mong đợi còn có tốc độ nhanh hơn

nhiều chuẩn kết nối 4G hiện tại. Tuy nhiên, chưa có tài liệu nào quy định chính xác nhanh

hơn bao nhiêu.

 Hoạt động của mạng 5G

5G sẽ sử dụng sóng milimét (Millimetre wave). Sóng milimét đại diện cho phổ tín

hiệu RF giữa các tần số 20GHz và 300GHz với bước sóng từ 1~15mm, nhưng xét về khía



cạnh mạng vơ tuyến và các thiết bị thơng tin, tên gọi sóng milimét tương ứng với các dải

tần 24GHz, 38GHz, 60GHz và gần đây, các dải tần 70GHz, 80 GHz cũng đã được sử

dụng công cộng cho mục đích thiết lập mạng và truyền thơng vơ tuyến. Những dải tần

này được tận dụng thì có thể cải thiện rất nhiều tốc độ và băng thông không dây.

Hiện thời, gần như khơng có dữ liệu nào truyền trên mốc 24GHz, bởi những bước sóng

này có xu hướng sử dụng ở tầm gần, hoạt động với khoảng cách ngắn hơn. Ví dụ, mạng

4G LTE của AT&T hiện thời hoạt động ở dải tần 700MHz, 850MHz, 1,9GHz và 2,1GHz.

Thay vì những trạm cơ sở trên mặt đất đang được sử dụng bởi mạng 2G, 3G và 4G, có

thể 5G sẽ sử dụng các trạm HAPS (High Altitude Stratospheric Platform Stations). Về cơ

bản, các trạm HAPS là những chiếc máy bay treo lơ lửng ở một vị trí cố định trong

khoảng cách từ 17km~22km so với mặt đất và hoạt động như một vệ tinh. Cách này sẽ

giúp đường tín hiệu được thẳng hơn và giảm tình trạng bị cản trở bởi những kiến trúc cao

tầng.

Ngoài ra, nhờ độ cao, trạm cơ sở có khả năng bao phủ diện tích rộng lớn; do đó làm

giảm, nếu khơng nói là loại bỏ những vấn đề về diện tích vùng phủ sóng. Thậm chí trên

biển, nơi các trạm phát sóng trên đất liền khơng thể phủ sóng, người ta cũng có thể bắt

được tín hiệu 5G.

 Ưu điểm của mạng 5G:

-



Tốc độ nhanh hơn 4G khoảng 40 lần.



-



Mở rộng vùng phủ sóng.



-



Sử dụng tần số 73.000 MHz làm cho tốc dộ tải dữ liệu tăng lên đáng kể.



-



Cải thiện về phương pháp truyền dữ liệu



-



Tiết kiệm năng lượng



 Nhược điểm:



1.2.



-



Khoảng cách truyền dữ liệu bị thu hẹp nên cần xây dựng nhiều trạm phát

sóng.



-



Tốn kém cho việc xây dựng các trạm, lắp đặt hệ thống.



Cấu trúc mạng 4G

Như đã đề cập, LTE được thiết kế để hỗ trợ cho các dịch vụ chuyển mạch gói, đối



lập với chuyển mạch kênh truyền thống. Nó hướng đến cung cấp các kết nối IP giữa các

UE (User Equipment) và PDN (Packet Data Network), mà khơng có bất kì sự ngắt quãng

nào đối với những ứng dụng của người dùng trong suốt quá trình di chuyển. Trong khi

thuật ngữ LTE đề cập quanh sự tiến triển việc truy cập vô tuyến thông qua E-UTRAN



Xem Thêm
Tải bản đầy đủ (.docx) (59 trang)

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay
×