NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT TRIỂN KHAI, VẬN HÀNH KHAI THÁC NỘI MẠNG VÀ LIÊN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CHO VNPT

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
9
Nhiều bộ phận của các trạm di động có thể gộp chung lại với nhau như
phân hệ nguồn, phân hệ xử lý truyền dẫn, phân hệ xử lý giám sát cảnh báo hay bộ
phận xử lý cao tần để tạo thành một module chung. Vậy với thiết bị trạm 2G và
thiết bị trạm 3G của cùng một nhà cung cấp hoàn toàn có thể sử dụng chung 1
khối phân phối nguồn, 1 khối xử lý truyền dẫn chung, một khối điều khiển giám
sát cảnh báo chung, khối cao tần chung và cả antten phát thu nếu như anten này
hỗ trở dải tần đủ rộng.Các nhà sản xuất thiết bị đã cho ra đời thế hệ thiết bị nhà
trạm mới gồm các module 2G, 3G tích hợp trong cùng một tủ có kích thước nhỏ
gọn (thường được gọi là các MBTS).
Đối với các MBTS này sẽ gồm có khối xử lý băng gốc, khối xử lý cao tần
và antenna. Khối xử lý băng gốc bao gồm chứa các module truyền dẫn, module
xử lý tín hiệu băng gốc (mã hoá, điều chế, giải mã, giải điều chế), module đồng
bộ, module nguồn được tích hợp thành các card phù hợp. Khối này thường được
gọi là BBU. Thiết bị xử lý băng gốc của một MBTS có thể triển khai nhiều kịch
bản: trạm tích hợp 2G/3G, trạm tích hợp 2G/4G, trạm tích hợp 3G/4G (sử dụng 1
khối BBU) hay thậm chí là trạm tích hợp 2G/3G/4G (sử dụng 2 khối BBU).
Đối với khối xử lý cao tần, hiện tại các nhà sản xuất thiết bị nhà trạm đều
sử dụng công nghệ SDR đối với việc chế tạo các khối này. Các khối xử lý cao tần
có thể hỗ trợ 2 hệ thống bất kì cùng lúc: GSM và UMTS, GSM và LTE hay
UMTS và LTE.
Ngoài các khối cơ bản như khối xử lý băng tần gốc và khối xử lý cao tần,
các thiết bị khác của nhà trạm hoàn toàn có thể được chia sẻ giữa các thiết bị
2G/3G/4G. Các thiết bị có thể kể đến như khối giám sát môi trường EMU thực
hiện việc giám sát môi trường xung quanh của phòng thiết bị, khối giám sát
nguồn PMU cung cấp khả năng quản lý cấp nguồn, khối điều chỉnh nhiệt độ
TCU giám sát nhiệt độ luồng khí vào ra tủ thiết bị. Tất nhiên việc cấu hình các
thông số vật lý, logic đối với các thiết bị này phải có sự thống nhất giữa các

mode GSM/UMTS/LTE.
10
Với công nghệ xử lý IP hiện tại, truyền dẫn IuB/IP và Abis/Ip có thể được
xử lý chung trên một card truyền dẫn với mức độ ưu tiên xử lý QoS của gói tin
khác nhau.
Hình 2-2 : Phân bổ băng thông của một trạm sử dụng chung truyền dẫn FE/GE
đối với các dịch vụ 2G/3G
Đối với các BSC/RNC cũng có những điểm tương đồng về cấu trúc. Như
hình vẽ dưới là sơ đồ khối cấu trúc chung của một BSC/RNC. Ta thấy với mỗi
BSC/RNC đều gồm 4 phân hệ cơ bản: phân hệ truyền dẫn, phân hệ đồng bộ thời
gian, phân hệ xử lý dịch vụ và phân hệ quản lý. Trong đó phân hệ truyền dẫn có
nhiệm vụ truyền phát dữ liệu trên giao diện Abis/Iub với các trạm BTS/NodeB,
truyền phát dữ liệu thoại trên giao diện A/Iu-CS về MSS, truyền phát dữ liệu gói
trên giao diện Gb/Iu-PS về SGSN/GGSN, truyền phát dữ liệu trên giao diện IuR
đối với với các RNC lân cận (giao diện IuR). Phân hệ đồng bộ thời gian có nhiệm
vụ cung cấp đồng bộ cho toàn bộ hệ thống BSC/RNC, bản thân trong phân hệ có
chứa bộ đồng bộ nội và có thể tiếp nhận đồng bộ từ hệ thống đồng bộ chuẩn từ
ngoài đưa đến. Phân hệ xử lý dịch vụ gồm các module có chức năng xử lý báo
hiệu, xử lý dữ liệu thoại, dữ liệu gói, v.v… Phân hệ quản lý có nhiệm vụ quản lý
trạng thái các thành phần, lưu trữ, giám sát hoạt động của BSC/RNC và có các
module giao tiếp với hệ thống quản lý giám sát bên ngoài. Phân hệ chuyển mạch
có nhiệm vụ truyền tải dữ liệu, xung đồng bộ giữa các phân hệ trên.
11
Hình 2-3: Sơ đồ khối một bộ điều khiển vô tuyến trung tâm RNC
Từ cấu trúc chung của các BSC/RNC ta có thể thấy được khả năng tích
hợp chung đối của BSC và RNC ở các bộ phần nguồn, phân hệ đồng bộ thời
gian, phân hệ chuyển mạch, phân hệ truyền dẫn cũng như phân hệ quản lý giám
sát.
2.2 Nguyên lý dùng chung hạ tầng liên mạng
Về cơ bản, có thể phân loại kiểu chia sẻ hạ tầng của các nhà mạng ra làm

3 loại chính :
- Chia sẻ thụ động
- Chia sẻ chủ động
- Chia sẻ dựa trên Roaming
Chia sẻ thụ động đề cập tới vấn dề chia sẻ không gian của các cơ sở hạ
tầng thụ động như nhà trạm, cột anten. Chia sẻ thụ động là kiểu chia sẻ ở mức độ
đơn giản, chủ yếu là ở mức không gian vật lý thuần túy. Chia sẻ chủ động là kiểu
chia sẻ phức tạp hơn, trong đó các nhà mạng chia sẻ các thành phần ở lớp chủ
động của mạng di động, như là anten, các nút vô tuyến, các nút điều khiển, mạng
truyền dẫn backbone cũng như các thành phần của mạng lõi (ví dụ như các
chuyển mạch). Chia sẻ dựa trên Roaming trong ngữ cảnh chia sẻ hạ tầng mạng
được được hiểu theo hướng một nhà mạng dựa trên vùng phủ của nhà mạng khác
12
để phủ sóng một vùng nhất định lâu dài. Trong khuôn khổ đề tài, luận văn sẽ tập
trung trình bày nguyên lý chung của hình thức chia sẻ RAN chủ động.
Hình 2-4: Các kiểu chia sẻ hạ tầng mạng trong mạng thông tin di động
Giải pháp chia sẻ RAN chủ động có thể dựa trên tài nguyên phổ của mỗi
nhà mạng và được chia thành 2 kiểu MORAN và MOCN.
Đối với giải pháp MORAN, đây là giải pháp chia sẻ thiết bị lớp RAN
nhưng không chia sẻ tài nguyên tần số vô tuyến hay dùng tần số riêng với mỗi
nhà mạng. Các nhà mạng khác nhau có thể cung cấp vùng phủ trong cùng một
khu vực mặc dù là trên các cell khác nhau trong cùng một trạm BTS. Mỗi nhà
mạng xử lý riêng tài nguyên tần số của họ.Tài nguyên tần số của mỗi nhà mạng
được quản lý trong các thành phần BSC/BTS được chia sẻ. Giải pháp MORAN
cho phép từ 2 tới 4 nhà mạng chia sẻ các BSC/RNC và BTS/NodeB cùng một
thời điểm. Việc chia sẻ tài nguyên giữa các nhà mạng tăng lên đồng nghĩa với chi
phí sẽ giảm xuống, nhưng kéo theo sự khác biệt giữa họ cũng ít dần đi. Các nhà
mạng có thể linh động trong việc lựa chọn tài nguyên nào được chia sẻ và cái nào
không dựa trên trạng thái mạng hiện tại của mình. Hình dưới mô tả kiến trúc của
MORAN

13
Hình 2-5 : Sơ đồ cấu trúc mạng của mạng chia sẻ RAN chủ động MORAN
Các đặc tính nổi bật của giải pháp MORAN là: Mỗi CN sẽ sử dụng một
PLMN-id, chia sẻ ở mức Cell, không ảnh hưởng tới tính độc lập của tên nhà
mạng.
Mỗi cell chỉ thuộc một nhà mạng và phát quảng bá PLMN-id duy nhất.
Trong lúc thuê bao truy nhập một cell, BSC sẽ quyết định nhà mạng của thuê bao
đó dựa trên Cell ID và định tuyến tất cả dịch vụ của cell đó về với mạng lõi
tương ứng của nhà mạng đó.
Đối với giải pháp MOCN, điểm khác biệt thêm so với MORAN về mặt
chia sẻ là các nhà mạng sẽ chia sẻ cả tài nguyên tần số. HÌnh dưới mô tả kiến trúc
của giải pháp MOCN.Ở dịch vụ 2G, do giới hạn của các giao thức ở mạng GSM,
các cells GSM không thể phát quảng bá nhiều PLMN ID cùng lúc, và các thuê
bao GSM cũng không thể nhận cùng lúc nhiều PLMN. Do đó, các cells GSM của
nhiều nhà mạng dưới chế độ MOCN phải sử dụng một PLMN ID chung. Nó có
thể là Netword ID của một nhà mạng tham gia vào mạng chia sẻ hoặc là một
Network ID khác biệt được thống nhất giữa các nhà mạng.
14
Hình 2-6: Sơ đồ cấu trúc mạng của mạng chia sẻ RAN chủ động MOCN
Một vấn đề cũng cần quan tâm là việc hiển thị tên nhà mạng.Sau khi thuê
bao đăng kí mạng với các mạng lõi tương ứng, mạng lõi đó sẽ gửi thông tin MM
tới thuê bao đó, trong đó có chưa tên của nhà mạng. Thuê bao hiển thị Network
ID của nhà mạng tương ứng dựa trên thông tin MM nhận được. Các thuê bao
không hỗ trợ hiển thị thông tin MM sẽ hiển thị PLMN ID thay vì Network ID.
2.3 Một số vấn đề kỹ thuật liên quan đến dùng chung hạ tầng mạng
2.3.1 Đối với việc dùng chung hạ tầng nội mạng
2.3.1.1 Cân bằng tải GU
Vấn đề này hay gặp trong việc triển khai thiết bị 3G mới vào trạm 2G
đang chạy bình thường. Lúc này mục đích vùng phủ của mạng 3G và 2G của
trạm phải là như nhau, tuy nhiên tải của mạng 2G luôn cao hơn rất nhiều. Có quá

ít dịch vụ cũng như tải đối với mạng 3G. Trong trường hợp này, mạng 2G và 3G
sẽ trao đổi thông tin tải của cell thông qua giao diện Iur-g thay vì giao diện qua
A. Giao diện Iur-g cho phép các GBSC các các bộ điều khiển khác (ví dụ RNC)
có thể trao đổi các bản tin mà không cần phải chuyển tiếp về mạng lõi.
2.3.1.2 Phân phối dịch vụ GU
Vấn đề này sẽ gặp phải sau một thời gian, sau khi đã triển khai các thiết bị
của trạm 3G vào các trạm 2G trước đó. Lúc này vùng phủ là giống nhau nhưng
15
các dịch vụ 3G đã phát triển nhanh hơn, nhiều hơn, đồng thời tài nguyên mạng
2G sẽ rỗi nhiều hơn. Giải pháp phân phối dịch vụ GU đưa ra sẽ tối ưu tài nguyên
vô tuyến khi ưu tiên tập trung dịch vụ thoại cho mạng 2G, và ưu tiên tập trung
dịch vụ dữ liệu cho mạng 3G.
2.3.1.3 Chia sẻ công suất động
Khi tiền hành dùng chung thiết bị tại trạm, các sóng mang GSM và UMTS
sử dụng cùng chung một bộ khuếch đại công suất. Vùng phủ dịch vụ của GSM
và UMTS trong trường hợp này là giống hệt nhau, tuy nhiên tải dịch vụ GSM và
UMTS lại không cân bằng nhau. Giả sử lưu lượng GSM là nhỏ hơn. Lúc này kĩ
thuật đa sóng mang và SDR được sử dụng trong thiết bị phát sóng. Khi tải của
mạng GSM thấp, sóng mang UMTS có thể chia sẻ công suất với sóng mang
GSM trong cùng một bộ khuếch đại công suất. Khi lưu lượng GSM tăng đột
ngột, công suất sóng mang sẽ không được chia sẻ bởi mạng UMTS.
2.3.1.4 Chia sẻ phổ động
Khi dùng chung thiết bị 2G/3G, mạng 2G hoàn toàn có thể chia sẻ phổ
5MHz khi lưu lượng thấp.
2.3.2 Đối với việc dùng chung hạ tầng liên mạng
Về cơ bản việc gia nhập mạng của UE với các kiểu chia sẻ MORAN và
chia sẻ thụ động là giống như mạng di động thông thường. Còn mạng chia sẻ dựa
trên roaming là bước phát triển cao hơn của mạng chia sẻ chủ động MOCN. Do
vậy, trong khuôn khổ luận văn này, phần các kĩ thuật liên quan tới dùng chung hạ
tầng liên mạng xin tập trung trình bày các vấn đề kĩ thuật của UE trong việc gia

nhập mạng MOCN.
Định tuyến dịch vụ trong mạng MOCN của thiết bị thuê bao UE tùy thuộc
vào UE đó có hỗ trợ hay không. Một UE hỗ trợ sẽ giải mã được thông tin hệ
thống được phát quảng bá để quyết định mạng lõi của nhà mạng đó có sẵn sang
trong mạng chia sẻ không. UE quan tâm cả nhà mạng được chỉ ra trong thông tin
hệ thống phát quảng bá và các mạng thông thường như các mạng riêng biệt. Tất
16
cả chúng đều là PLMNs ứng viên cho thủ tục lựa chọn PLMN được thực hiện bởi
UE theo tiêu chuẩn TS23.122. Một UE hỗ trợ sẽ không coi PLMN-ID chung là
một ứng viên trong việc lựa chọn mạng.
Ngược lại, UE không hỗ trợ sẽ bỏ qua tất cả các thông tin hệ thống phát
quảng bá có liên quan tới chia sẻ mạng. PLMN-id chung cùng với tất cả các
mạng thông thường khác đều là PLMN ứng viên cho thủ tục chọn PLMN được
UE thực hiện bởi UE theo tiêu chuẩn TS23.122.
2.4 Kinh nghiệm triển khai trên thế giới, bài học kinh nghiệm.
Hầu hết các nhà mạng trên thế giới đều bày tỏ sự quan tâm tới việc chia sẻ
hạ tầng mạng. Việc chia sẻ cho phép họ giảm được chi phí triển khai mạng ban
đầu, tăng tốc việc triển khai cũng như gia tăng nhanh chóng vùng phủ ở thời
điểm ban đầu. Thêm vào đó, khi lưu lượng tăng đòi hỏi việc mở rộng mạng, các
nhà mạng có thể phát triển chuyển đổi mạng của riêng mình mà không phải tác
động tới các khoản đầu tư hiện tại. Các nhà mạng lớn trên thế giới như
Vodafone, Orange, T-Mobile và Optus đều rất quan tâm tới các giải pháp chia sẻ
mạng và đã triển khai thương mại thành công.
Một trong những lý do tại sao các nhà mạng đôi khi không đi theo chiều
hướng chia sẻ mạng là do trước đây, vùng phủ và chất lượng của một nhà mạng
là các tiêu chí khác biệt rõ rệt và điều này gây ảnh hướng tới việc chia sẻ . Một lý
do khác xuất phát ngay từ luật viễn thông của nước sở tại. Tại một số quốc gia,
việc chia sẻ hạ tầng mạng được phép nhưng lại bị cấm ở một số quốc gia khác.
Mất đi sự cạnh tranh về vùng phủ cũng như mất đi việc kiểm soát ưu tiên trong
việc triển khai trong tương lai mạng truy nhập RAN cũng khiến các nhà mạng

ngần ngại trong việc hướng tới chia sẻ. Tuy nhiên, điều này đang dần bị xóa bỏ
bởi áp lực đến từ các chi phí vận hành và triển khai của mỗi nhà mạng, đặc biệt
trong hoàn cảnh suy thoái kinh tế toàn cầu. Kết luận chương
Trong chương này luận văn đã trình bày nguyên lý cơ sở của việc chia sẻ
hạ tầng nội mạng cũng như liên mạng. Một số vấn đề kĩ thuật liên quan tới vấn
17
đề chia sẻ hạ tầng cũng được đưa ra cùng với kinh nghiệm triển khai của các nhà
mạng trên thế giới. Từ đó thấy được mặt tích cực cũng như những phần khiếm
khuyết của công nghệ này. Trong chương tiếp theo, luận văn sẽ trình bày giải
pháp chia sẻ hạ tầng mạng của nhà cung cấp thiết bị Huawei đang được sử dụng
tại VMS và Vinaphone.
18
CHƯƠNG 3 : GIẢI PHÁP DÙNG CHUNG HẠ TẦNG
MẠNG CỦA HUAWEI VÀ THỰC TẾ TRIỂN KHAI CHO
VINAPHONE VÀ MOBIFONE
Đến hết năm 2012, các trung tâm VMS ở miền Bắc đều đã thực hiện thay
thế một phần mạng 2G/3G thành mạng SingleRAN và dự kiến sẽ tiến tới thay thế
toàn bộ trong tương lai gần.Đối với Vinaphone, tại miền Bắc, công nghệ
SingleRAN của Huawei đã được triển khai để thay thế cho toàn bộ hệ thống
mạng 2G/3G tại Vĩnh Phúc, Hải Phòng và Hà Nội.
Đồng thời để tăng hiệu suất sử dụng mạng, VMS và Vinaphone đã sử
dụng giải pháp RAN Sharing của Huawei để thực hiện chia sẻ liên mạng. Việc
chia sẻ RAN chủ động này mới dừng ở mức MOCN và thử nghiệm ở một số
trạm tại Vĩnh Phúc và Hà Nội. Cả hai nhà mạng đều đang hướng tới chia sẻ liên
mạng nhiều trạm hơn trong thời gian tới.
3.1 Mô hình triển khai dùng chung hạ tầng nội mạng tại VMS và
VNP
3.1.1 Mô hình chung của mạng SingleRAN
3.1.1.1 BSC đa mode 2G/3G
Ở đây, thiết bị BSC6900 chính là tích hợp giữa BSC/RNC. Với cấu hình

phần cứng, mỗi BSC6900 này cho phép hỗ trợ tối đa đối với phần 2G: lưu lượng
tối đa 24000 Erl, 4096 TRX, băng thông Gb lên tới 1536 Mbps hoặc hỗ trợ tối đa
phần 3G: lưu lượng 80400 Erl, băng thông phần PS (cả đường xuống và đường
lên) lên tới 12 Gbps, 3060 NodeB với 5100 cell.
3.1.1.2 BTS đa mode 2G/3G/4G
Về mặt dịch vụ cung cấp bởi các BTS đa mode, các BTS này có thể hoạt
động ở 2 chế độ (GSM+UMTS, GSM + LTE hoặc UMTS + LTE) hoặc 3 chế độ
(GSM + UMTS + LTE). Các chức năng chính của BTS đa mode bao gồm :
19
 Hỗ trợ truyền dẫn E1, IP hoặc truyền dẫn đồng thời 2 chế độ.
 Hỗ trợ đồng bộ GPS, BITS, IP, Ethernet đồng bộ, đồng bộ dây dẫn, đồng
bộ chia sẻ.
 Hỗ trợ nhiều mô hình kết nối: Hình sao, liên kết hoặc cây.
 Hỗ trợ quản lý 2 chế độ ở các thiết bị cảnh báo, phát hiện xung đột cấu
hình.
 Hỗ trợ cùng quản lý, cùng sử dụng phụ kiện ở các chế độ khác nhau
 Hỗ trợ phát triển từ GSM tới UMTS và tới LTE.
Hình 3-1: Mô hình chung mạng SingleRAN triển khai tại VMS và Vinaphone
Hình 3-2: Các mô hình hoạt động của các MBTS trong mạng VMS và Vinaphone.
3.1.2 Sử dụng truyền dẫn chung dịch vụ 2G/3G trên nền tảng công nghệ
IP
Công nghệ truyền dẫn IP đang đóng vai trò chủ đạo trong việc truyền tải
dữ liệu tại tất cả các mạng truyền thông. Mạng thông tin di động là một trong số
20
đấy. Bên cạnh đó, truyền dẫn quang đang dần thay thế mạng truyền dẫn cáp đồng
hay mạng viba truyền thống tại các thành phố bởi ưu thế băng thông lớn và
chống nhiễu tốt hơn. Để theo kịp xu hướng phát triển của nhu cầu sử dụng dịch
vụ gói trong mạng di động, việc truyền dẫn từ RNC/BSC tới các trạm phát sóng
đang dần được IP hóa và quang hóa, đặc biệt trong bối cảnh mạng MAN-E của
VNPT đang rất phát triển. Giải pháp sử dụng truyền dẫn chung dịch vụ 2G/3G

qua mạng IP chỉ ra việc chia sẻ mạng truyền dẫn IP và các cổng truyền dẫn vật lý
đối với các trạm phát sóng tích hợp dùng chung 2G/3G.
Hình 3-3: Các lợi ích đối với việc chia sẻ chung truyền dẫn IP giữa các thiết bị
Trong triển khai truyền dẫn chung tại VMS và Vinaphone, giải pháp được
sử dụng đối với các trạm tích hợp là sử dụng truyền dẫn chung Abis và IuB trên
nền IP/FE quang.
3.2 Sử dụng chia sẻ dịch vụ 2G/3G trên cùng một trạm giữa 2 nhà
mạng
Ngoài việc triển khai SingleRAN của riêng mình, 2 nhà mạng Vinaphone
và VMS đã bắt tay triển khai dịch vụ chia sẻ RAN chủ động tại một số trạm ở
mức MOCN.
21
Hình 3-4: Mô hình chia sẻ MORAN giữa VMS và Vinaphone
Các trạm chia sẻ ở đây sử dụng truyền dẫn IP/FE từ MBTS về tới MBSC
được chia sẻ, thiết bị này được đặt tại một trong hai nhà mạng. Từ MBSC sẽ có
các giao diện về mạng lõi riêng biệt của từng nhà mạng, bao gồm các giao diện
A, Gb, IuCS, IuPS. Ngoài ra, các RNC của các nhà mạng đều có giao diện IuR
tới MBSC chia sẻ này.
Khoảng cách dải tần số giữa tần số đầu tiên của VMS và tần số cuối của
VNP là 60MHz. Để phát được sóng của 2 nhà mạng, thiết bị xử lý cao tần của
trạm phải có băng thông khuếch đại tương đương. Thực tế, con số này ở bộ
khuếch đại nằm trong khối RFU là 25MHz, nhỏ hơn rất nhiều so với yêu cầu. Để
giải quyết tình huống này, có hai phương án xử lý :
 Phương án 1: 2 nhà mạng sẽ sử dụng 2 khối RFU riêng biệt để phát 2 dải
tần số tương ứng của mình
 Phương án 2: Sử dụng chung một RFU. Nhưng VMS sẽ chia sẻ một tần số
để dùng chung với Vinaphone hoặc ngược lại.
Hình 3-5: Phương án dùng chung khối xử lý vô tuyến cao tần và chia sẻ tần số giữa
hai nhà mạng
22

Trong mục tiêu sử dụng chia sẻ tối đa tài nguyên giữa hai nhà mạng,
phương án 2 được sử dụng rõ ràng là tối ưu hơn phương án 1. Thực tế cho thấy
nhu cầu sử dụng của bản thân mỗi nhà mạng chỉ sử dụng tần số thứ 3 cho các
trạm trong các tòa nhà cao tầng, do đó, nếu việc chia sẻ trạm thực hiện ở các trạm
vùng nông thôn hoặc ngoại thành thì không gặp phải xuyên nhiễu, vấn đề nhiều
khả năng xảy ra nếu sử dụng chia sẻ trạm ở vùng mật độ trạm lớn trong thành
phố.
Phần 2G đối với 2 nhà mạng cũng gặp phải tình huống tương tự khi một
khối RFU không thể xử lý được toàn bộ dải tần số của VMS và Vinaphone, với
cả GSM 900 và GSM 1800. Phương án sử dụng 2 RFU sẽ được sử dụng trong
cùng một trạm tích hợp chia sẻ được sử dụng để đảm bảo hai nhà mạng đều phát
được sóng riêng của mình.
3.3 Một số vấn đề kĩ thuật gặp phải trong quá trình triển khai
Trong quá trình triển khai SingleRAN và RAN Sharing tại Vinaphone và
VMS, có một số vấn đề kĩ thuật thường gặp phải như vấn đề cấu hình trùng IP
cho trạm 2G/3G, vấn đề sử dụng IuR chung với IuCS để tiết kiệm băng thông vật
lý hay không active được cell phần 2G khi sử dụng SingleRAN.
3.4 Kết luận chương
Trong chương 3, luận văn đã trình bày các giải pháp chia sẻ mạng gồm
SingleRAN và RAN Sharing của Huawei, áp dụng tại VMS và Vinaphone. Việc
triển khai công nghệ này mới đã xong ở các giai đoạn đầu và tiến tới các giai
đoạn cao hơn, sau khi đã đạt được một số thành công nhất định với các thử
nghiệm. Một số vấn đề kĩ thuật trong quá trình triển khai cũng được đưa ra trong
chương này.
23
CHƯƠNG 4 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Việc triển khai dùng chung hạ tầng mạng mới và đang diễn ra trong một
năm trở lại đây và ở một số khu vực chính. Một số tính năng dùng chung hạ tầng
vẫn đang ở mức thử nghiệm ở quy mô nhỏ và đã đạt được các tín hiệu khả quan
rõ rệt. Trong tương lai gần, mô hình dùng chung hạ tầng gần chắc chắn sẽ được

áp dụng rộng rãi, không chỉ giữa 2 nhà mạng Mobifone và Vinaphone.
Mạng 4G LTE vẫn còn là kho hàng tiềm năng của các nhà mạng. Để giảm
thiểu nguy cơ tổn thất kinh tế khi đầu tư mạng 4G, các nhà mạng có thể nghiên
cứu giải pháp chia sẻ mạng để áp dụng khai thác mạng 4G với vai trò của nhà
khai thác di động (MNO) hoặc nhà khai thác di động ảo (MVNO). Khác với
MNO ở trên, MVNO là đơn vị không được cấp giấy phép phổ tần vô tuyến/ kho
số hoặc không có hạ tầng truy nhập vô tuyến mà phải thuê từ MNO. Một MVNO
có thể hợp tác với nhiều MNO khác nhau làm đối tác cung cấp dịch vụ, hạ tầng
mạng. MNO, các nhà cung cấp nội dung - ứng dụng cung cấp đường truyền, nội
dung ứng dụng và dịch vụ cho MVNO, MVNO cung cấp cho các đại lý phân
phối và khách hàng các ứng dụng, dịch vụ cụ thể. Khách hàng và đại lý mang lại
nguồn doanh thu cho MVNO, đồng thời MVNO trả các chi phí cho MNO và các
nhà cung cấp nội dung - ứng dụng.
 Nhà khai thác 4G LTE có vai trò của MVNO
o Mô hình nhà khai thác MNO đầy đủ
MNO sở hữu mạng truy nhập vô tuyến (E-UTRAN), mạng lõi EPC
(SGW, PGW, MME, HSS,…), hệ thống tính cước và quản lý giá cước.Việc tiếp
thị và xây dựng thương hiệu, bán hàng sử dụng các kênh bán hàng sẵn có từ các
công ty di động (VNP, VMS, VNPT T/TP v v ) hoặc các công ty viễn thông
khác.
o Mô hình nhà khai thác MNO một phần