Nghiên cứu bộ chỉ tiêu KPI mạng 4g và ứng dụng trong đánh giá chất lượng mạng 4g tại mobifone
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.53 MB, 80 trang )
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
--------------------------------------QUÁCH THANH TÂM
QUÁCH THANH TÂM
ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
NGHIÊN CỨU BỘ CHỈ TIÊU KPI MẠNG 4G VÀ ỨNG DỤNG TRONG
ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MẠNG 4G TẠI MOBIFONE
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
(Theo định hướng ứng dụng)
2018 – 2019
HÀ NỘI
- NĂM
2018
HÀ NỘI – NĂM 2018
i
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
---------------------------------------
QUÁCH THANH TÂM
NGHIÊN CỨU BỘ CHỈ TIÊU KPI MẠNG 4G VÀ ỨNG DỤNG TRONG
ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MẠNG 4G TẠI MOBIFONE
Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn Thông
Mã số: 8.52.02.08
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
(Theo định hướng ứng dụng)
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. NGUYỄN TIẾN BAN
HÀ NỘI – NĂM 2018
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công
bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả luận văn
ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN......................................................................................................... i
MỤC LỤC................................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT.................................................. v
DANH SÁCH BẢNG BIỂU....................................................................................... vi
DANH SÁCH HÌNH VẼ........................................................................................... vii
LỜI MỞ ĐẦU.............................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN MẠNG 4G LTE............................................................ 1
1.1. Tổng quan hệ thống mạng 4G LTE................................................................. 1
1.1.1. Tổng quan................................................................................................. 1
1.1.2. Kiến trúc hệ thống.................................................................................... 2
1.1.3. So sánh mạng 4G-LTE với các thế hệ khác.............................................. 8
1.2. Tình hình triển khai, cung cấp dịch vụ 4G - LTE trên thế giới và tại VN........9
1.2.1. Tình hình triển khai của VNPT............................................................... 10
1.2.2. Tình hình triển khai của Viettel.............................................................. 11
1.2.3. Tình hình triển khai của MobiFone........................................................ 11
1.3. Kết luận chương............................................................................................ 13
CHƯƠNG 2: TIÊU CHUẨN THẾ GIỚI VỀ CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG
MẠNG 4G (3GPP)..................................................................................................... 14
2.1. Tiêu chuẩn 3GPP về KPI mạng EUTRAN.................................................... 14
2.1.1. KPI nhóm Accessibility (Truy cập)........................................................ 14
2.1.2. KPI nhóm Mobility (Di động)................................................................ 15
2.1.3. KPI nhóm Avalability (Khả dụng).......................................................... 15
2.1.4. KPI nhóm Integrity (Toàn vẹn)............................................................... 15
iii
2.1.5. KPI nhóm Retainbility (Duy trì) ..............................................................
2.2.
Tiêu chuẩn 3GPP về KPI mạng EPC .
2.2.1. KPI nhóm Accessibility (Truy cập) .........................................................
2.2.2. KPI nhóm Mobility (Di động) .................................................................
2.3.
Bộ chỉ tiêu KPI mạng 4G đề xuất tại
2.3.1. Giải pháp xây dựng ..................................................................................
2.3.2.
Mạng EUTRAN
2.3.3.
Mạng EPC ......
2.3.4.
Chỉ tiêu KPI ....
2.4.
Kết luận chương .................................
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG MẠNG 4G
......................................................................................................................................
3.1.
Các nguồn dữ liệu phục vụ tính toán
3.2.
Phương pháp thu thập, tổng hợp số li
3.2.1. Thiết lập kết nối tới các OMC .................................................................
3.2.2. Xây dựng hệ thống ETL ...........................................................................
3.2.3. Xây dựng hệ thống Data Warehouse .......................................................
3.2.4. Xây dựng hệ thống xử lý dữ liệu (OLAP) ...............................................
3.2.5. Xây dựng hệ thống Báo cáo, Giao diện ...................................................
3.3.
Kết luận chương .................................
CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KPI ĐỂ ĐÁNH GIÁ
CHẤT LƯỢNG MẠNG 4G MOBIFONE ...................................................................
4.1.
4.1.1.
Hiện trạng về tình hình kiểm soát chấ
Các kịch bản đá
iv
4.1.2. Các báo cáo đánh giá chất lượng dịch vụ ................................................
4.2.Số liệu KPI thực tế tại Mobifone .....................
4.2.1.Mạng EUTRAN
4.2.2.Mạng EPC ......
4.3.Đánh giá chất lượng mạng 4G Mobifone ........
4.4.Kết luận chương ...............................................
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................................
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................
v
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT
Từ viết
tắt
Từ tiếng
3GPP
Third Generation G
Partnership Projec
4G
Fourth Generation
AF
Application Functio
APN
Access Point Name
BBERF
Bearer Binding and
Reporting Function
CDMA
Code Division Mul
CGF
Charging Gateway
CN
Core Network
EPC
Evolved Packet Cor
EUTRAN
Envolved Universal
Radio Access Netw
FDD
Frequency Division
FDMA
Frequency Division
Access
GGSN
Gateway GPRS Sup
GPRS
General Packet Rad
GSM
Global System for M
Telecommunication
HLR
Home Location Reg
HSDPA
High-Speed Data P
HSPA
High-Speed Packet
HSS
Home Subscriber S
IMSI
International Mobil
Identier
ITU
International Teleco
Union
vi
DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1: Bảng tổng hợp về các hệ thống thông tin di động....................................... 8
Bảng 2. 1: Mức ngưỡng đề xuất cho các KPI EUTRAN............................................ 43
Bảng 2. 2: Mức ngưỡng đề xuất cho các KPI EPC..................................................... 44
Bảng 3. 1: Định dạng nguồn dữ liệu phục vụ tính toán KPI....................................... 45
Bảng 4. 1: Số liệu thực tế tại Mobifone của KPI EUTRAN tháng 09/2018...............58
Bảng 4. 2: Số liệu thực tế tại Mobifone của KPI EPC tháng 09/2018........................59
vii
DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1. 1: Kiến trúc hệ thống LTE............................................................................... 2
Hình 1. 2: E-UTRAN với giao diện X2 giữa các eNodeB............................................ 3
Hình 1. 3: Kết nối giữa eNodeB và các nút khác.......................................................... 4
Hình 1. 4: EPC và các giao diện liên quan................................................................... 5
Hình 1. 5: Kết nối giữa MME và các nút khác............................................................. 6
Hình 1. 6: Kết nối giữa S-GW và các nút khác............................................................. 6
Hình 1. 7: Kết nối giữa P-GW và các nút khác............................................................. 7
Hình 1. 8: Kết nối giữa PCRF và các nút khác............................................................. 7
Hình 1. 9: Thống kê số mạng 4G LTE thương mại giai đoạn Q4/2009-Q4/2016.......10
Hình 1. 10: Lưu lượng LTE năm 2017 tại Mobifone.................................................. 12
Hình 1. 11: Số thuê bao LTE năm 2017 tại Mobifone................................................ 12
Hình 1. 12: Số trạm LTE năm 2017 tại Mobifone...................................................... 13
Hình 2. 1: Tính toán E-RAB retainability……………………………………………16
Hình 2. 2: Điểm trigger tính toán thiết lập kết nối RRC............................................. 22
Hình 2. 3: Điểm trigger tính toán khởi tạo E-RAB..................................................... 23
Hình 2. 4: Điểm trigger tính toán chuyển giao Inter-eNodeB qua giao diện X2.........26
Hình 2. 5: Điểm trigger tính toán chuyển giao Inter-eNodeB qua giao diện S1.........27
Hình 2. 6: Điểm trigger tính toán chuyển giao 4G-3G – pha chuẩn bị.......................29
Hình 2. 7: Điểm trigger tính toán chuyển giao 4G-3G – pha thực thi......................... 29
Hình 2. 8: Điểm trigger tính toán CSFB..................................................................... 30
Hình 2. 9: Điểm trigger tính toán EPS Attach............................................................ 32
Hình 2. 10: Điểm trigger tính toán Service Request................................................... 34
Hình 2. 11: Điểm trigger tính toán IntraMME HO qua X2......................................... 35
viii
Hình 2. 12: Điểm trigger tính toán IntraMME HO qua S1......................................... 36
Hình 2. 13: Điểm trigger tính toán InterMME HO qua S1......................................... 37
Hình 2. 14: Điểm trigger tính toán chuyển giao 4G-3G – pha chuẩn bị.....................38
Hình 2. 15: Điểm trigger tính toán chuyển giao 4G-3G – pha thực thi.......................39
Hình 2. 16: Điểm trigger tính toán CSFB - MO......................................................... 40
Hình 2. 17: Điểm trigger tính toán CSFB - MT.......................................................... 41
Hình 2. 18: Điểm trigger tính toán TAU..................................................................... 42
Hình 3. 1: Mô hình hệ thống giám sát KPI…………………………………………..46
Hình 3. 2: Lập trình xử lý dữ liệu mảng Core............................................................ 49
Hình 3. 3: Lập trình xử lý dữ liệu mảng RAN............................................................ 49
Hình 3. 4: Thiết kế tổng hợp báo cáo mảng CORE, Số thuê bao................................50
Hình 3. 5: Thiết kế tổng hợp báo cáo mảng RAN...................................................... 50
Hình 4. 1: Hình chụp báo cáo General với các KPI phần EPC theo MME…………..55
Hình 4. 2: Hình chụp báo cáo General với các KPI phần EPC theo SPGW...............56
Hình 4. 3: Hình chụp báo cáo theo CTKD................................................................. 57
Hình 4. 4: Biều đồ 7 ngày của KPI Attach_SR%....................................................... 61
Hình 4. 5: Biều đồ 7 ngày của KPI IntraMME_HO_SR%......................................... 62
Hình 4. 6: Biều đồ 7 ngày của KPI Paging_SR%....................................................... 63
1
LỜI MỞ ĐẦU
Hiện tại các nhà mạng đã và đang triển khai cung cấp dịch vụ 4G cho khách hàng.
Việc giám sát, đánh giá chất lượng mạng lưới và hoạt động của thiết bị là công việc hết sức
cần thiết, đảm bảo dịch vụ cung cấp cho khách hàng với chất lượng tốt nhất.
Việc nghiên cứu bộ chỉ tiêu KPI và các phương pháp thu thập KPI để giám sát chất
lượng mạng 4G sẽ giúp nhà mạng phát huy được tính chủ động trong việc:
+
Đánh giá chất lượng hoạt động của thiết bị.
+
Đánh giá chất lượng dịch vụ cung cấp cho khách hàng.
+
Kịp thời phát hiện lỗi, suy giảm chất lượng để có biện pháp khắc phục, hạn chế tối đa
ảnh hưởng đến dịch vụ cung cấp cho khách hàng.
+
Điều hành tối ưu, nâng cao chất lượng dịch vụ.
Với mục đích nâng cao chất lượng, đảm bảo dịch vụ cung cấp cho khách hàng tại các
nhà mạng, cụ thể là nhà mạng Mobifone để phục vụ thực tiễn cho công việc hiện tại, học
viên đã đăng ký đề tài luận văn nghiên cứu “Nghiên cứu bộ chỉ tiêu KPI mạng 4G và ứng
dụng trong đánh giá chất lượng mạng 4G tại Mobifone”.
Nội dung luận văn được trình bày trong 04 chương:
+
Chương 1: Tổng quan mạng 4G LTE.
+
Chương 2: Tiêu chuẩn thế giới về các chỉ tiêu chất lượng mạng 4G (3GPP)
+
Chương 3: Phương pháp tính toán chỉ tiêu chất lượng mạng 4G
+
Chương 4: Ứng dụng phương pháp tính toán KPI để đánh giá chất lượng mạng 4G
Mobifone
Trong quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn không tránh khỏi còn những thiếu sót.
Học viên rất mong nhận được những đóng góp quý báu từ quý Thầy Cô để luận văn được
hoàn thiện hơn.
Học viên xin chân thành cảm ơn.
1
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN MẠNG 4G LTE
1.1.
Tổng quan hệ thống mạng 4G LTE
1.1.1. Tổng quan
Năm 2004, khi quá trình triển khai công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã
băng rộng (WCDMA) đang phổ biến rộng rãi, 3GPP đã bắt đầu xây dựng các hệ
thống thế hệ thứ tư (4G). Những ước tính vào thời điểm đó (cũng như những minh
chứng trong các bước phát triển tiếp theo) cho thấy rằng tốc độ truyền dữ liệu cũng
như hiệu suất sử dụng phổ của WCDMA không đáp ứng được nhu cầu cho các ứng
dụng trong tương lai, bởi thế cần phát triển một hệ thống mới. Với 3GPP, 4G là một
bước đột phá táo bạo khi quyết định thay đổi hoàn toàn cả giao diện vô tuyến và
mạng lõi. Tiêu chuẩn mới này có tên gọi 3GPP Long-Term Evolution, hay LTE.
Quá trình hình thành LTE song hành cùng với những bước phát triển tiếp theo
của WCDMA. Trong những năm 2007/2008, LTE đã chiếm vai trò trung tâm trong
các cuộc thảo luận của 3GPP. Những thông số cơ bản của giao diện vô tuyến đã
nhanh chóng nhận được sự đồng thuận, tuy nhiên chi tiết của việc thực hiện lại đòi
hỏi những nỗ lực lớn để có thể thống nhất được.
LTE đã nhận được sự ủng hộ lớn từ nhiều nhà sản xuất điện thoại và hạ tầng.
Một số nguyên nhân chính là:
-
Sự cần thiết tăng tốc độ dữ liệu và hiệu suất sử dụng phổ, đặc biệt là ở
những khu vực đô thị đông dân cư.
-
Với một số nhà vận hành, họ có thể nhảy cóc từ 2G lên 4G.
-
Sự cạnh tranh từ WiMAX.
-
Khả năng được cấp thêm dải tần mới khi khai thác hệ thống mới.
3GPP LTE là hệ thống dùng cho di động tốc độ cao. Ngoài ra đây còn là 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.
2
Kiến trúc mạng mới được thiết kế với mục tiêu cung cấp lưu lượng chuyển
mạch gói với dịch vụ chất lượng, độ trễ tối thiểu. Hệ thống sử dụng băng thông linh
hoạt nhờ vào mô hình đa truy nhập OFDMA và SC-FDMA. Truy cập đường lên dựa
vào đa truy nhập phân chia theo tần số đơn sóng mang (SC-FDMA) cho phép tăng
vùng phủ đường lên làm tỷ số công suất đỉnh trên công suất trung bình (PAPR) thấp
hơn so với OFDMA. Hơn nữa, LTE hỗ trợ cả song công phân chia theo tần số (FDD)
và song công phân chia theo thời gian (TDD) cũng như bán song công FDD. Không
giống như FDD, bán song công FDD không yêu cầu phát và thu tại cùng một thời
điểm nên có thể giảm giá thành cho bộ song công trong UE. Bên cạnh đó, LTE sử
dụng hai đến bốn lần hệ số phổ cell so với hệ thống HSPA Release 6 nên cải thiện
được tốc độ dữ liệu đỉnh.
1.1.2. Kiến trúc hệ thống
Kiến trúc của hệ thống 4G LTE bao gồm hai khối chính là: mạng truy nhập vô
tuyến (RAN) và mạng lõi chuyển mạch gói tiến hóa (EPC). Các phần tử cụ thể và
giao diện giữa các phần tử này được thể hiện chi tiết trong Hình 1.1.
Hình 1. 1: Kiến trúc hệ thống LTE
3
a)
Thiết bị người dùng (UE)
UE là thiết bị đầu cuối người dùng, thông thường là các thiết bị cầm tay như
smartphone, giống như đang sử dụng trong các mạng 2G, 3G hoặc có thể tích hợp
trong laptop,… UE có trang bị thẻ USIM để xác thực người dùng và tạo ra các mã an
ninh để bảo vệ truyền dẫn trên giao diện vô tuyến.
UE có chức năng là một nền tảng cho các ứng dụng thông tin như báo hiệu với
mạng về thiết lập, duy trì và loại bỏ những kết nối mà người dùng cần đến. Trong đó,
báo hiệu bao gồm cả các chức năng quản lý di động chẳng hạn như chuyển giao hay
báo cáo vị trí của thiết bị và thực hiện các chức năng theo chỉ thị từ mạng.
b)
Mạng truy nhập vô tuyến (RAN)
Hệ thống truy cập của LTE (E-UTRAN) là mạng lưới các eNodeB. Không có
bộ điều khiển trung tâm trong E-UTRAN nên kiến trúc E-UTRAN được gọi là kiến
trúc phẳng.
Các eNodeB được kết nối với nhau thông qua giao diện X2, kết nối với UE
thông qua giao diện Uu và kết nối với EPC thông qua giao diện S1, cụ thể như trong
Hình 1.2.
Hình 1. 2: E-UTRAN với giao diện X2 giữa các eNodeB
4
Hình 1.3 mô tả kết nối giữa eNodeB và các thực thể khác, cùng với các chức
năng cụ thể của eNodeB với những thực thể này.
Hình 1. 3: Kết nối giữa eNodeB và các nút khác
-
eNodeB là loại nút duy nhất trong E-UTRAN. Có thể nói eNodeB là trạm gốc
điều khiển tất cả các chức năng vô tuyến trong phần cố định của hệ thống. Các
eNodeB được rải khắp vùng bao phủ của hệ thống và được đặt gần các anten.
-
eNodeB đảm nhận vai trò cầu nối lớp 2 giữa UE và EPC, là điểm cuối tiếp
nhận tất cả các giao thức vô tuyến tới UE, chuyển dữ liệu từ kết nối vô tuyến
và các kết nối trên nền IP về EPC. eNodeB thực hiện mã hóa/ giải mã dữ liệu ở
mặt phẳng người dùng, đồng thời cũng nén/giải nén tiêu đề IP.
-
eNodeB cũng đảm nhiệm nhiều chức năng mặt phẳng điều khiển (CP) khác
như quản lý tài nguyên vô tuyến (RRM), chẳng hạn điều khiển việc sử dụng tài
nguyên trên giao diện vô tuyến, trong đó có việc cấp phát tài nguyên dựa theo
yêu cầu, phân cấp ưu tiên cho các luồng thông tin tương ứng với các mức QoS
và theo dõi tình hình sử dụng tài nguyên.
-
Ngoài ra, eNodeB còn điều khiển và phân tích các đo đạc mức tín hiệu vô
tuyến do UE thực hiện.
c)
Mạng lõi chuyển mạch gói tiến hóa (EPC)
5
Mạng lõi đảm bảo các chức năng:
•
-
Quản lý di động
-
Quản lý thuê bao và tính cước
-
Giám sát chất lượng dịch vụ, chính sách điều khiển dòng dữ liệu người dùng
-
Kết nối với các mạng ngoài
Mạng lõi bao gồm các thực thể: MME (thiết bị quản lý di động), SGW (cổng
•
phục vụ), PDN-GW ( cổng mạng số liệu gói), PCRF (chức năng quy định cước
và chính sách), HSS (máy chủ lưu thông tin trong thuê bao mạng nhà). Hình 1.4
thể hiện sự kết nối giữa các thực thể trong EPC.
Hình 1. 4: EPC và các giao diện liên quan
-
Thiết bị quản lý di động (MME): là bộ phận điều khiển chính trong EPC, chỉ
làm việc trong mặt phẳng điều khiển (CP) mà không liên quan đến dữ liệu
trong mặt phẳng người dùng (UP). MME có hai nhóm chức năng chính là:
*
Các chức năng liên quan đến quản lý kênh mang: thiết lập, duy trì và giải
phóng các kênh mang.
*
Các chức năng liên quan đến quản lý kết nối và di động: thiết lập kết nối, an
ninh giữa mạng, UE và di động.
*
Ngoài ra, MME cũng hỗ trợ các thủ tục an ninh, xử lý phiên giữa UE đến
mạng, quản lý di động khi UE rỗi.
6
Hình 1.5 mô tả kết nối giữa MME và các thực thể khác, cùng với các chức
năng cụ thể của MME với những thực thể này.
Hình 1. 5: Kết nối giữa MME và các nút khác
-
Cổng phục vụ (S-GW): là điểm kết cuối của giao diện tới E-UTRAN.
Mỗi UE được liên kết tới một S-GW duy nhất. S-GW đóng vai trò như một
neo di động nội hạt cho các kênh mạng số liệu khi UE chuyển động giữa các
eNodeB và thực hiện một số chức năng quan trọng trong mạng khách như thu
nhập thông tin tính cước và chặn. Hình 1.6 mô tả kết nối giữa SGW và các
thực thể khác, cùng với các chức năng cụ thể của SGW với những thực thể
này.
Hình 1. 6: Kết nối giữa S-GW và các nút khác
7
-
Cổng mạng số liệu gói (PDN-GW): là cổng kết cuối của giao diện số
liệu gói (SGi) tới mạng số liệu gói (PDN). P-GW có vai trò là một điểm neo
đến các mạng số liệu gói bên ngoài, hỗ trợ các tính năng thực thi chính sách,
lọc và hỗ trợ tính cước. Hình 1.7 mô tả kết nối giữa PGW và các thực thể
khác, cùng với các chức năng cụ thể của PGW với những thực thể này.
Hình 1.7: Kết nối giữa P-GW và các nút khác
-
Chức năng quy định chính sách và tính cước (PCRF): là phần tử
mạng chịu trách nhiệm cho việc điều khiển chính sách và ghi cước (PCC),
đồng thời PCRF cũng quyết định các mức QoS tương ứng với hồ sơ người
dùng và theo dõi để đảm bảo mức QoS này. Hình 1.8 mô tả kết nối giữa
PCRF và các thực thể khác, cùng với các chức năng cụ thể của PCRF với
những thực thể này.
Hình 1. 8: Kết nối giữa PCRF và các nút khác
8
-
Máy chủ lưu thông tin trong thuê bao mạng nhà (HSS): là một bộ
lưu trữ số liệu thuê bao cho tất cả số liệu cố định của người sử dụng, chứa
thông tin về các PDN mà UE có thể kết nối, lưu thông tin di động và liên kết
với trung tâm nhận thực (AuC).
-
Miền dịch vụ (Services Domain): Miền dịch vụ có thể bao gồm nhiều
hệ thống con và các do đó có thể chứa nhiều nút logic. Dưới đây là các loại
dịch vụ có thể cung cấp và loại cơ sở hạ tầng cần để cung cấp các dịch vụ:
*
Các dịch vụ nhà mạng dựa trên IMS.
*
Các dịch vụ nhà mạng không dựa trên IMS.
*
Những dịch vụ khác không được cung cấp bởi nhà mạng.
1.1.3. So sánh mạng 4G-LTE với các thế hệ khác
Các đặc tính giống và khác nhau giữa hệ thống 4G LTE với các thế hệ mạng
khác được trình bày trong Bảng 1.1
Bảng 1. 1: Bảng tổng hợp về các hệ thống thông tin di động
1G
Phát triển
1970-1984
Băng
2 kbps
thông
Công
Mãhóa
nghệ
tương tự
Phương
FDMA
thức truy
nhập
Điều chế
FM
9
Dịch vụ
Dịchvụ
thoại
Mạng lõi
PSTN
Bảo mật
Không có
1.2.
Tình hình triển khai, cung cấp dịch vụ 4G - LTE trên thế giới và tại
Việt Nam
LTE được hãng NTT DoCoMo của Nhật đề xuất đầu tiên vào năm 2004, các
nghiên cứu về tiêu chuẩn mới chính thức bắt đầu vào năm 2005. TeliaSonera là nhà
mạng đầu tiên trên thế giới thương mại hóa công nghệ LTE tại hai thủ đô Stockholm
(Thụy Điển) và Oslo (Na Uy) vào 14/12/2009, đó là việc kết nối dữ liệu với một
modem USB. Năm 2011, các dịch vụ LTE được khai trương ở thị trường Bắc Mỹ và
đã có 47 mạng LTE được triển khai, cung cấp dịch vụ cho khách hàng.
Dự kiến đến năm 2021, số thuê bao 4G lên đến 4,3 tỷ.
LTE có tốc độ phát triển vô cùng nhanh và đang là công nghệ di động chủ đạo
trong bối cảnh hiện nay. Hình 1.9 dưới thể hiện sự tăng trưởng số lượng thiết bị hỗ trợ
LTE một cách nhanh chóng trên thế giới tính đến tháng 01/2017.
10
Hình 1. 9: Thống kê số mạng 4G LTE thương mại giai đoạn T2/2011 -T1/2017
Không nằm ngoài xu hướng phát triển chung của mạng viễn thông trên thế
giới, đặc biệt là trong lĩnh vực thông tin di động, các nhà mạng lớn tại Việt Nam cũng
đã quan tâm đầu tư, nghiên cứu và mong muốn thử nghiệm công nghệ mạng 4G.
Tháng 9/2010, Bộ Thông tin và Truyền thông đã cấp giấy phép thử nghiệm công nghệ
4G cho 5 doanh nghiệp là VNPT, Viettel, CMC, FPT và VTC. Năm 2017 được đánh
giá là thời điểm triển khai mạnh mẽ mạng 4G LTE tại Việt Nam, sau khi ba nhà mạng
lớn là VNPT, MobiFone và Viettel đã nhận giấy phép thiết lập và cung cấp dịch vụ.
1.2.1. Tình hình triển khai của VNPT
Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT) đã tiến hành dự án thử
nghiệm cung cấp dịch vụ vô tuyến băng thông rộng dựa trên công nghệ LTE từ tháng
10/2010. Dự án triển khai thử nghiệm 4G của VNPT được chia làm hai giai đoạn (với
thiết bị đầu cuối được đưa vào thử nghiệm là USB 4G của Huawei) :
- Giai đoạn 1: Thử nghiệm cung cấp dịch vụ vô tuyến băng rộng công nghệ LTE
được phủ sóng tại khu vực Hà Nội với 15 trạm BTS, bán kính phủ sóng mỗi
trạm khoảng 1km.
- Giai đoạn 2: Triển khai tại Tp. Hồ Chí Minh
Hiện nay, tỉ lệ phủ sóng VinaPhone 4G theo dân số trên nhiều tỉnh/thành phố
lớn đạt 100% (trung bình toàn quốc đạt 85%). Năm 2017, VinaPhone cam kết triển
11
khai đến 63 tỉnh thành, phủ sóng 4G đến tận huyện lỵ, khu du lịch… triển khai nhanh
khoảng 21.000 trạm 4G đảm bảo vùng phủ sóng 4G rộng khắp.
1.2.2. Tình hình triển khai của Viettel
Viettel là nhà mạng di động đầu tiên cung cấp thử nghiệm 4G tại thành phố
Vũng Tàu. Tập đoàn này đã lắp đặt 200 trạm phát sóng bao phủ toàn bộ khu vực
thành phố Vũng Tàu, Bà Rịa và huyện Long Điền. Tốc độ 4G thử nghiệm hiện tại của
Viettel đạt mức trung bình 40-80 Mbps, cao gấp 10 lần so với tốc độ 3G. Một số điểm
đạt tốc độ 250 Mbps, gần chạm mức tốc độ lý thuyết của LTE-Advanced (tốc độ
download 300 Mbps).
Từ tháng 12/2010, tập đoàn Viễn thông Quân đội (Viettel) triển khai xây dựng
thử nghiệm mạng 4G theo công nghệ LTE trên địa bàn Hà Nội với 40 trạm LTE tại
quận Đống Đa và Ba Đình. Việc đo kiểm dùng thử được thực hiện trong vòng 1 tháng
để đánh giá các tính năng và công nghệ mạng LTE (4G) so với mạng 3G và Wimax.
Với các dịch vụ như : Video Streaming, Video Conference, HD Video Call, VoD,
TvoD, Live TV. Thiết bị đầu cuối được đưa vào thử nghiệm là : thiết bị usb 4G LTE
của ZTE, Model 1010 Express 100, sim 4G LTE Viettel.
Trong tháng 4-2017 Viettel dự kiến khai trương dịch vụ 4G LTE trên toàn quốc
với 36.000 trạm thu phát sóng (BTS), phủ sóng 95% dân số.
1.2.3. Tình hình triển khai của MobiFone
Từ tháng 10/2016, Bộ Thông tin & Truyền thông (TT&TT) đã chính thức trao
Giấy phép thiết lập mạng Viễn thông công cộng và Giấy phép cung cấp dịch vụ viễn
thông di động mặt đất tiêu chuẩn LTE – ADVANCED cho Tổng công ty viễn thông
MobiFone, đưa MobiFone trở thành một trong những nhà mạng đầu tiên chính thức
cung cấp dịch vụ 4G ở Việt Nam, với độ phủ sóng rộng khắp ở nhiều thành phố lớn
trên cả nước.
Với việc được cấp phép chính thức cung cấp dịch vụ 4G, MobiFone cũng đã có
những định hướng phát triển rõ ràng. Hiện nay MobiFone đã mở rộng vùng phủ sóng
ở tất cả các tỉnh thành phố nhưng thuê bao sẽ chủ yếu tập trung ở các thành phố lớn
như: Hà Nội, Tp.HCM, Hải Phòng, Cần Thơ và Đà Nẵng… Các năm tiếp theo sẽ tiếp
12
tục mở rộng vùng phủ sóng 4G tại tỉnh tiếp theo, các vùng nông thôn, vùng sâu, vùng
xa để sóng 4G của MobiFone có trên toàn quốc. Khi chính thức kinh doanh dịch vụ
4G, MobiFone sẽ phát huy các kinh nghiệm đã thu được trong giai đoạn thử nghiệm
để cung cấp dịch vụ 4G tốt nhất, phù hợp với nhu cầu sử dụng của từng khách hàng.
Năm 2017, Lưu lượng LTE trung bình toàn mạng trong tháng 12 đạt 161
TB/ngày, Lưu lượng, số thuê bao và số trạm LTE tăng trưởng nhanh chóng so với
những tháng đầu năm.
Hình 1. 10: Lưu lượng LTE năm 2017 tại Mobifone
Hình 1. 11: Số thuê bao LTE năm 2017 tại Mobifone
13
Hình 1. 12: Số trạm LTE năm 2017 tại Mobifone
Ngoài ra, các nhà mạng khác cũng bắt đầu triển khai 4G tuy nhiên quy mô còn
nhỏ:
- FPT thử nghiệm 4G với giải pháp của ZTE và Huawei.
- CMC TI cung cấp các dịch vụ di động băng rộng, streaming video,…trên nền
tảng 4G và triển khai thử nghiệm trên hai địa bàn là Hà Nội và Hồ Chí Minh.
1.3.
Kết luận chương
Chương 1 đã trình bày tổng quan về kiến trúc, đặc điểm, chức năng các thực
thể trong mạng di động 4G-LTE. Mạng 4G-LTE cũng đã được mang ra để so sánh với
kiến trúc của các thế hệ mạng trước đây, từ đó nhận thấy được những ưu điểm, lợi ích
mà mạng 4G LTE mang lại. Tình hình phát triển của mạng 4G-LTE trên thế giới nói
chung và tại Việt Nam nói riêng cũng cho thấy những điểm đang tồn tại và cần nghiên
cứu, phát triển hơn trong tương lai. Từ đó có thể thấy được việc nghiên cứu lý thuyết
cũng như xây dựng bộ chỉ tiêu KPI mạng 4G LTE rất có ý nghĩa thực tiễn.
