TỔNG QUAN VỀ MẠNG VIỄN THÔNG

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

dịch vụ cung cấp.
Thông tin di động ngày nay đã trở thành một lĩnh vực phát triển
rất nhanh và mang lại nhiều lợi nhuận cho các nhà khai thác. Hiện nay
trên thị trường viễn thông đang có sự phát triển vượt bậc của các công
nghệ thông tin di động với 2,5G, 3G. Mặc dù các hệ thống thông tin di
động 3G vẫn đang phát triển không ngừng nhưng các nhà khai thác viễn
thông lớn trên thế giới đã tiến hành triển khai thử nghiệm và đã chuẩn
hóa chuẩn di động 4G. Công nghệ 4G mang lại những tiện ích vượt trội
cho người dùng mọi lúc, mọi nơi kể cả khi đang di chuyển với tốc độ
cao. Đó chính là điểm khác biệt giữa mạng di động thế hệ thứ ba (3G) và
mạng di động thế hệ thứ tư (4G). Tuy vẫn còn khá mới mẻ nhưng mạng
di động băng rộng 4G đang được kỳ vọng sẽ tạo ra nhiều thay đổi khác
biệt so với các mạng di động 3G hiện nay.
Là một sinh viên được đào tạo học tập về lĩnh vực viễn thông tại CĐ
Phát Thanh – Truyền Hình 1, sau thời gian học tập lý thuyết tại trường
được các thầy cô trong trường giảng dạy truyền đạt kiến thức. Với kiến
thức đã được học tại trường, cùng với thời gian đi thực tập tại Công ty
trách nhiệm hữu hạn viễn thông và truyền hình số. Được sự hướng dẫn
của cô giáo Nguyễn Thị Thu Hiền, các thầy cô trong khoa cùng các cán
bộ kỹ thuật Công ty trách nhiệm hữu hạn viễn thông và truyền hình số.
Vì thời gian có hạn nên báo cáo của em không tránh khỏi những
thiếu sót, em mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy giáo, cô giáo.
MỤC LỤC Trang
LỜI MỞ ĐẦU
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG VIỄN THÔNG 1
1.1.Khái niệm về mạng viễn thông 1
1.2.Các đặc điểm của mạng viễn thông 6
1.3.Phân loại mạng viễn thông 6
1.3.1.Mạng PSTN (Public Switch Telephone Network) 6

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.

Mạng 4G có băng thông rộng hơn, tốc độ dữ liệu cao hơn, chuyển
giao nhanh hơn và không gián đoạn, cung cấp dịch vụ liên tục giữa các hệ
thống và các mạng.
Mạng 4G bao gồm tất cả các hệ thống của các mạng khác nhau, từ
mạng công cộng đến mạng riêng, từ mạng băng rộng có quản trị mạng đến
mạng cá nhân và các mạng adhoc.
Các hệ thống 4G sẽ hoạt động kết hợp với các hệ thống 2G và 3G
cũng như các hệ thống phát quảng bá băng rộng khác. Thêm vào đó, mạng
4G là mạng Internet di động hoàn toàn dựa trên IP.
Các đặc điểm nổi bật của công nghệ 4G là:
1.2.1. Hỗ trợ lưu lượng IP
Sự xuất hiện của dịch vụ VoIP cho thấy việc truyền thoại có thể dễ
dàng thực hiện qua mạng IP chuyển mạch gói. Kiến trúc mạng 4G được
xây dựng với mục tiêu cung cấp dịch vụ IP chất lượng cao.
1.2.2. Hỗ trợ nhiều công nghệ vô tuyến khác nhau
Trong các hệ thống 4G, sử dụng nhiều công nghệ truy nhập vô tuyến
khác nhau. Xu hướng hiện nay là sử dụng phổ tần trong băng tần không cần
cấp phép ISM (Industrial, scientific and medical radio bands): công nghệ
Bluetooth (IEEE 802.15.1), tiêu chuẩn IEEE802.11b, IEEE 802.11a, IEEE
SV: Vũ Quang Trường - 1 - Lớp LTVT7A
Báo cáo thực tập Chương I. Tổng quan về mạng viễn thông
802.11g. Nút mạng 4G có thể thích ứng các khả năng để khai thác một cách
hiệu quả cả các dải tần còn trống.
1.2.3. Hỗ trợ tính di động tốt
Trong các hệ thống 4G, người dùng sẽ di động trong một vùng có
kích thước đáng kể và giao tiếp thông qua các thiết bị đầu cuối vô tuyến.
Người dùng phải có khả năng liên lạc bằng một số nhận dạng duy nhất.
Như vậy, mạng 4G sẽ phải có một phương tiện phù hợp để nhận dạng
người dùng và cho phép người dùng điều khiển số nhận dạng và thực hiện
ánh xạ một cách hiệu quả đến điểm đích chung.

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

> 40
MHz
Độ trễ (User
Plane)
10
ms
Độ trễ (Control
Plane)
100
ms
Hiệu suất phổ đỉnh
(Downlink)
15 bps/Hz
(4x4)
Hiệu suất phổ đỉnh
(Uplink)
6,75 bps/Hz
(2x4)
Hiệu suất phổ trung bình
(Downlink)
2,2 bps/Hz
(4x2)
Hiệu suất phổ trung bình
(Uplink)
1,4 bps/Hz
(2x4)
Hiệu suất phổ tại biên tế bào
(Downlink)
0,06 bps/Hz
(4x2)

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

Sự khác biệt giữa hệ MIMO tiêu chuẩn và hệ MIMO phối hợp được thể
hiện trên hình 1.1:
Hình 1.1: Hệ MIMO tiêu chuẩn và hệ MIMO phối hợp
Sự khác nhau rõ ràng nhất là ở hệ MIMO phối hợp, thiết bị phát
không đặt gần nhau về mặt vật lý. Hệ MIMO nhiều người dùng trong
đường uplink cũng có các thiết bị phát độc lập theo các UE khác nhau
nhưng không có khả năng chia sẻ dữ liệu giữa các UE để phục vụ mục đích
phối hợp tiền mã hóa. Tình huống này có thể khả thi trong đường downlink
vì không thể chia sẻ dữ liệu băng gốc giữa các UE riêng biệt. Mặc dù hệ
MIMO phối hợp đường downlink là khả thi, nó cũng đặt ra thách thức mới
cho việc truyền tin của inter-eNB(giao diện X2). Có thể coi MIMO phối
hợp là một dạng nâng cấp của kỹ thuật phân tập vĩ mô (macro diversity)
được dùng để chuyển giao mềm.
SV: Vũ Quang Trường - 4 - Lớp LTVT7A
Báo cáo thực tập Chương I. Tổng quan về mạng viễn thông
1.4.4. Sử dụng Relay
Một phương pháp khác để mở rộng vùng phủ sóng trong các điều kiện khó
triển khai là sử dụng relay [1].
Hình 1.2. Sử dụng Relay
Phương pháp đơn giản nhất là sử dụng một bộ lặp (repeater) làm
nhiệm vụ nhận, khuếch đại và truyền lại tín hiệu downlink và uplink để
khắc phục tình trạng phủ sóng yếu.
Bộ lặp có thể đặt ở biên tế bào hoặc ở địa điểm nằm trong vùng phủ
sóng yếu, chúng có thể tăng vùng phủ sóng nhưng không tăng được dung
lượng.
Các relay hiện đại hơn có thể giải mã sự truyền trước khi truyền lại
chúng, giúp lựa chọn đường truyền đến và từ UE đến trạm relay do đó giảm
được can nhiễu.
Khái niệm trạm relay có thể áp dụng trong triển khai mật độ thấp nếu
như sự thiếu vắng của một đường backhaul thích hợp sẽ dẫn đến mạng di

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

ong (bắt đầu từ 802.16e và tiếp tục với LTE/SAE) đã làm thay đổi lớn về
gạt nhiễu ở biên tế bào. Trong kỹ thuật OFDMA khả năng lập lịch chọn
tần với kênh truyền đã mở ra khả năng về tối ưu hóa các thông số trong tế
bào nhưng nhiễu đồng kênh trong tế bào trở nên biến đổi nhiều hơn. Việc
nghiên cứu các tác động của loại nhiễu này vẫn đang được tiến hành.
Phương pháp bảo vệ khỏi nhiễu của các tế bào trong hệ thống
CDMA bằng cách làm trắng nhiễu dựa trên mã trộn tần không khả dụng
trên truyền tin OFDMA băng hẹp, làm tăng nguy cơ xuất hiện nhiễu giữa
các tín hiệu băng hẹp. Biện pháp khắc phục loại nhiễu này bao gồm việc
tạo ra một đường truyền ổn định bằng cách trải thông tin trên một sự cấp
rộng hơn. Các phương pháp khác để gạt nhiễu vẫn đang được tiếp tục
nghiên cứu.
1.5. Nhiễu trong mạng 4G
1.5.1. Nhiễu trong hệ thống thông tin di động
1.5.1.1.Nhiễu đồng kênh
Nhiễu đồng kênh được định nghĩa là tín hiệu nhiễu có cùng tần số
sóng mang với tín hiệu thông tin hữu ích. Với tổ chức tế bào và một quy
luật tái sử dụng tần số được tính toán nhằm hạn chế việc tín hiệu phát của
các thiết bị sử dụng cùng kênh tần số ở các vị trí khác nhau trong mạng gây
can nhiễu lẫn nhau. Tuy nhiên vẫn tồn tại khả năng một BTS/MS thu được
tín hiệu của các MS/BTS ở ô khác trên cùng kênh tần số. Các tín hiệu
không mong muốn đó được gọi là nhiễu đồng kênh (CCI).
Nhiễu đồng kênh là loại nhiễu quan trọng có ảnh hưởng lớn cần quan tâm
phòng tránh để đảm bảo chất lượng của hệ thống thông tin di động tế bào.
1.5.1.2. Nhiễu kênh lân cận (Adjacent Channel Interference: ACI)
SV: Vũ Quang Trường - 7 - Lớp LTVT7A
Báo cáo thực tập Chương I. Tổng quan về mạng viễn thông
Nhiễu kênh lân cận có thể được chia thành: nhiễu trong băng
(inband) và nhiễu ngoài băng (out of band). Nhiễu trong băng là nhiễu có
tần số trung tâm của tín hiệu nằm trong dải thông của tín hiệu thông tin.

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

cell, tức là nhiễu từ tế bào bên cạnh cell 2 phục vụ UE2 với ma trận tiền mã
hóa B2.
1.5.2.3 Nhiễu đồng kênh trong truyền SC FDMA uplink
Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo tần số đơn sóng mang (Single
– carrier frequency division multiple access: SC – FDMA) được lựa chọn
cho uplink của chuẩn LTE/LTE – Advanced.
Để nâng cao hiệu suất phổ tần, hệ số tái sử dụng tần số của 1 được sử
dụng. Điều này dẫn đến nhiễu đồng kênh mạnh từ các cell bên cạnh như
hình 2.5
Hình 2.5. Nhiễu đồng kênh trong đường uplink
SV: Vũ Quang Trường - 9 - Lớp LTVT7A
Báo cáo thực tập Chương I. Tổng quan về mạng viễn thông
Mô hình hệ thống được cho bởi hệ MIMO (Nr x Nt) với J người
dùng, trong đó 1 người dùng mong muốn và J – 1 nguồn nhiễu, mỗi người
dùng truyền tín hiệu qua Nt = 1 ăng ten phát và tín hiệu được nhận bởi Nr
ăng ten như hình 2.6
Hình 2.6. Mô hình nhiễu đồng kênh
1.5.2.4. Nhiễu do triển khai mạng không đồng nhất
Trong HetNets đồng kênh, tồn tại nhiều cấp độ của cell (ví dụ:
macrocell, picocell, femtocell) vận hành cùng thời điểm trong cùng băng
tần, một UE có thể không thể truy nhập cell mạnh nhất nhưng có thể kết
nối tới các cell yếu hơn. Hai tình huống điển hình có thể xảy ra là:
- Cell mạnh nhất là một femtocell với một nhóm thuê bao đóng
(Closed Subscriber Group: CSG).
- UE cần thiết phải kết nối tới một cell cụ thể để mở rộng vùng phủ
sóng.
1.5.2.5. Biểu diễn toán học của nhiễu trong mạng 4G
Để biểu diễn nhiễu, người ta có thể dùng mô hình tạp âm lớp A. Mô hình
tạp âm lớp A là mô hình kinh điển, bất biến với nguồn nhiễu riêng biệt và
kết hợp với các tham số định 12lượng. Trên cơ sở mô hình tạp âm lớp A,

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.

1.6.2. Sự khác nhau giữa nhiễu trong mạng 4G và nhiễu trong mạng
3G
Trong mạng 3G UMTS giao diện vô tuyến dựa trên kỹ thuật CDMA
sử dụng các hệ số trải phổ biến đổi. Các chuỗi trải phổ có đặc tính tự tương
quan kém do sự giảm hiệu năng máy thu Rake gây ra bởi ảnh hưởng của
SV: Vũ Quang Trường - 11 - Lớp LTVT7A
Báo cáo thực tập Chương I. Tổng quan về mạng viễn thông
nhiễu liên ký tự. Trong khi đó, mạng 4G sử dụng công nghệ OFDM do đó
khắc phục được nhiễu giữa các ký hiệu (ISI) nhờ khoảng bảo vệ giữa các
ký hiệu.
Khi triển khai mạng 4G có khả năng xảy ra nhiễu với mạng dịch vụ
FWA (Fixed Wireless Access: Truy nhập cố định không dây), hệ thống
truyền hình kỹ thuật số, hệ thống định vị toàn cầu.
Ngoài ra, trong hệ thống LTE – A còn có các loại nhiễu đặc thù do
triển khai mạng không đồng nhất.
1.7. Kết luận chương
Mạng 4G ra đời đã thể hiện những ưu điểm vượt trội so với cácmạng
thế hệ trước. Chương này đã trình bày những tiêu chuẩn của mạng 4G IMT
– Advanced của ITU và đưa ra một số giải pháp để nâng cao chất lượng hệ
thống, trong đó có vấn đề gạt nhiễu.
SV: Vũ Quang Trường - 12 - Lớp LTVT7A
Báo cáo thực tập ChươngII. Phân tầng trong mạng viễn thông
SV: Vũ Quang Trường - 13 - Lớp LTVT7A
Báo cáo thực tập ChươngII. Phân tầng trong mạng viễn thông
CHƯƠNG II: PHÂN TẦNG TRONG MẠNG VIỄN THÔNG
2.1 Kiến trúc phân tầng
Để giảm độ phức tạp của việc thiết kế và cài đặt mạng, hầu hết các
máy tính đều được phân tích thiết kế theo quan điểm phân tầng. Mỗi hệ
thống thành phần của mạng được xem như một cấu trúc đa tầng, trong đó
mỗi tầng được xây dựng trên tầng trước nó. Số lượng các tầng cũng như tên

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.

- Giữa hai hệ thống kết nối chỉ ở tầng thấp nhất mới có liên kết vật lý
còn ở tầng cao hơn chỉ là liên kết logic hay liên kết ảo được đưa vào để
hình thức hóa các hoạt động của mạng, thuận tiện cho việc thiết kế và cài
đặt các phần mềm truyền thông.
2.1.2 Các vấn đề cần phải giải quyết khi thiết kế các tầng:
- Cơ chế nối, tách: mỗi một tầng cần có một cơ chế để thiết lập kết
nối, và có một cơ chế để kết thúc kết nối khi mà sự kết nối là không cần
thiết nữa.
- Các quy tắc truyền dữ liệu: Trong các hệ thống khác nhau dữ liệu
có thể truyền theo một số cách khác nhau:
 Truyền một hướng (simplex)
 Truyền hai hướng đồng thời (full-duplex)
 Truyền theo cả hai hướng luân phiên (half-duplex)
- Kiểm soát lỗi: Đường truyền vật lý nói chung là không hoàn hảo,
cần phải thoả thuận dùng một loại mã để phát hiện, kiểm tra lỗi và sửa lỗi.
Phía nhận phải có khả năng thông báo cho bên gửi biết các gói tin nào đã
thu đúng, gói tin nào phát lại.
SV: Vũ Quang Trường - 15 - Lớp LTVT7A
Báo cáo thực tập ChươngII. Phân tầng trong mạng viễn thông
- Độ dài bản tin: Không phải mọi quá trình đều chấp nhận độ dài gói
tin là tuỳ ý, cần phải có cơ chế để chia bản tin thành các gói tin đủ nhỏ.
- Thứ tự các gói tin: Các kênh truyền có thể giữ không đúng thứ tự
các gói tin, do đó cần có cơ chế để bên thu ghép đúng thứ tự ban đầu.
- Tốc độ phát và thu dữ liệu: Bên phát có tốc độ cao có thể làm “lụt”
bên thu có tốc độ thấp. Cần phải có cơ chế để bên thu báo cho bên phát biết
tình trạng đó để điều khiển lưu lượng hợp lý.
2.2 Một số khái niệm cơ bản
2.2.1 Tầng (layer)
- Mọi quá trình trao đổi thông tin giữa hai đối tượng đều thực hiện
qua nhiều bước, các bước này độc lập tương đối với nhau. Thông tin được

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

truyền vật lý.
+ Dữ liệu ở tầng N-1 nhận được do tầng N truyền xuống gọi là SDU
+ Phần thông tin điều khiển của mỗi tầng gọi là PCI.
Ở tầng N-1 phần thông tin điều khiển PCI thêm vào đầu của SDU tạo
thành PDU. Nếu SDU quá dài thì cắt nhỏ thành nhiều đoạn, mỗi đoạn bổ
sung phần PCI, tạo thành nhiều PDU.
Bên hệ thống nhận trình tự diễn ra theo chiều ngược lại. Qua mỗi
tầng PCI tương ứng sẽ được phân tích và cắt bỏ khỏi PDU trước khi gửi lên
tầng trên.
2.3 Mô hình OSI
2.3.1 Giới Thiệu
Khi thiết kế các nhà thiết kế tự do lựa chọn kiến trúc mạng riêng của
mình. Từ đó dẫn đến tình trạng không tương thích giữa các mạng: phương
pháp truy nhập đường truyền khác nhau, sử dụng họ giao thức khác nhau,
Sự không tương thích đó làm cho người sử dụng các mạng khác nhau
không thể trao đổi thông tin với nhau được. Sự thúc bách của khách hàng
khiến cho các nhà sản xuất và những nhà nghiên cứu, thông qua tổ chức
chuẩn hoá quốc tế và quốc gia để tìm ra một giải pháp chung dẫn đến sự
hội tụ của các sản phẩm mạng. Trên cơ sở đó những nhà thiết kế và các
SV: Vũ Quang Trường - 17 - Lớp LTVT7A
Báo cáo thực tập ChươngII. Phân tầng trong mạng viễn thông
nghiên cứu lấy đó làm khung chuẩn cho sản phẩm của mình.
Vì lý do đó, năm 1977, Tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế
(International Organization for Standardization - ISO) đã lập ra một tiểu
ban nhằm đưa ra một khung chuẩn như thế. Kết quả là vào năm 1984 ISO
đã xây dựng mô hình 7 tầng gọi là mô hình tham chiếu cho việc nối kết các
hệ thống mở (Reference Model for Open Systems Interconnection - OSI
Reference Model) gọi tắt là mô hình OSI. Mô hình này được dùng làm cơ
sở để nối kết các hệ thống mở phục vụ cho các ứng dụng phân tán. Mọi hệ
thống tuân theo mô hình tham chiếu OSI đều có.

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

nhau bằng đường truyền vật lý. Tầng này liên kết các giao diện hàm cơ,
quang và điện với cáp. Ngoài ra nó cũng chuyển tải những tín hiệu truyền
dữ liệu do các tầng ở trên tạo ra.
- Việc thiết kế phải bảo đảm nếu bên phát gửi bít 1 thì bên thu cũng
phải nhận bít 1 chứ không phải bít 0.
- Tầng này phải quy định rõ mức điện áp biểu diễn dữ liệu 1 và 0 là
bao nhiêu vòng trong vòng bao nhiêu giây.
- Chiều truyền tin là 1 hay 2 chiều, cách thức kết nối và huỷ bỏ kết
nối
- Định nghĩa cách kết nối cáp với card mạng: bộ nối có bao nhiêu
chân chức năng của mỗi chân
Tóm lại: Thiết kế tầng vật lý phải giải quyết các vấn đề ghép nối cơ, điện,
tạo ra các hàm, thủ tục để truy nhập đường truyền, đường truyền các bít.
2.3.2.2 Tầng liên kết dữ liệu (data link)
- Cung cấp phương tiện để truyền thông tin qua liên kết vật lý đảm
bảo tin cậy: gửi các khối dữ liệu với cơ chế đồng bộ hoá, kiểm soát lỗi và
kiểm soát luồng dữ liệu cần thiết.
- Các bước tầng liên kết dữ liệu thực hiện:
SV: Vũ Quang Trường - 19 - Lớp LTVT7A
Báo cáo thực tập ChươngII. Phân tầng trong mạng viễn thông
+ Chia nhỏ thành các khối dữ liệu frame (vài trăm bytes), ghi thêm
vào đầu và cuối của các frame những nhóm bít đặc biệt để làm ranh giới
giữa các frame.
+ Trên các đường truyền vật lý luôn có lỗi nên tầng này phải giải
quyết vấn sửa lỗi (do bản tin bị hỏng, mất và truyền lại)
+ Giữ cho sự đồng bộ tốc độ giữa bên phát và bên thu.
Tóm lại: tầng liên kết dữ liệu chịu trách nhiệm chuyển khung dữ liệu không
lỗi từ máy tính này sang máy tính khác thông qua tầng vật lý. Tầng này cho
phép tầng mạng truyền dữ liệu gần như không phạm lỗi qua liên kết mạng .
2.3.2.3 Tầng mạng (Network).

-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

thông tin không đồng thời thực hiện một số thao tác. Để giải quyết vấn đề
này tầng phiên cung cấp 1 thẻ bài, thẻ bài có thể được trao đổi và chỉ bên
nào giữ thẻ bài mới có thể thực hiện một số thao tác quan trọng.
+ Vấn đề đồng bộ: khi cần truyền đi những tập tin dài tầng này chèn
thêm các điểm kiểm tra (check point) vào luồng dữ liệu. Nếu phát hiện thấy
lỗi thì chỉ có dữ liệu sau điểm kiểm tra cuối cùng mới phải truyền lại.
2.3.2.6 Tầng trình diễn (Presentation)
- Quyết định dạng thức trao đổi dữ liệu giữa các máy tính mạng.
Người ta có thể gọi đây là bộ dịch mạng. Ở bên gửi, tầng này chuyển đổi cú
pháp dữ liệu từ dạng thức do tầng ứng dụng gửi xuống sang dạng thức
trung gian mà ứng dụng nào cũng có thể nhận biết. Ở bên nhận, tầng này
chuyển các dạng thức trung gian thành dạng thức thích hợp cho tầng ứng
dụng của máy nhận.
- Tầng trình diễn chịu trách nhiệm chuyển đổi giao thức, biên dịch
dữ liệu, mã hoá dữ liệu, thay đổi hay chuyển đổi ký tự và mở rộng lệnh đồ
hoạ.
- Nén dữ liệu nhằm làm giảm bớt số bít cần truyền
SV: Vũ Quang Trường - 21 - Lớp LTVT7A