CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY BĂNG THÔNG RỘNG 1. LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY 1. Giới thiệu sơ lược về sự phát triển của hệ thống thông tin di động Hệ thống thông tin di động cho đến nay được chia thành các thế hệ: thứ nhất (1G); thứ hai (2G), thứ 3 (3G) và thứ 4 (4G). Các hệ thống 1G đảm bảo truyền dẫn tương tự dựa trên công nghệ ghép kênh phân chia theo tần số (FDM) với kết nối mạng lõi dựa trên công nghệ ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM).
Ví dụ điển hình cho hệ thống này là hệ thống điện thoại di động tiên tiến (AMPS), được sử dụng trên toàn nước Mỹ và hệ thống điện thoại di động Bắc Âu (NMT). Thông thường các công nghệ 1G được triển khai tại một nước hoặc nhóm các nước, không được tiêu chuẩn hóa bởi các cơ quan tiêu chuẩn quốc tế và không có ý định dành cho sử dụng quốc tế. Khác với 1G, các hệ thống 2G được thiết kế để triển khai quốc tế. Thiết kế 2G nhấn mạnh hơn về tính tương thích, khả năng chuyển mạng phức tạp và sử dụng truyền dẫn tiếng số hóa trên giao diện vô tuyến.
Các thí dụ điển hình về các hệ thống 2G là: GSM và CDMAOne (dựa trên tiêu chuẩn TIA IS-95). Hệ thống 3G? Có thể coi một hệ thống thông tin di động là 3G nếu nó đáp ứng một số các yêu cầu được liên minh viễn thông quốc tế (ITU) đề ra sau đây: + Hoạt động ở một trong số các tần số được ấn định cho các dịch vụ 3G. + Phải cung cấp dẫy các dịch vụ số liệu mới cho người sử dụng bao gồm cả đa phương tiện, độc lập với công nghệ giao diện vô tuyến. + Phải hỗ trợ truyền dẫn số liệu di động tại 144 kb/s cho các người sử dụng di động tốc độ cao và truyền dẫn số liệu lên đến 2Mb/s cho các người sử dụng cố định hoặc di động tốc độ thấp.
+ Phải cung cấp các dịch vụ số liệu gói (các dịch vụ không dựa trên kết nối chuyển mạch kênh (CS) đến mạng số liệu dựa trên chuyển mạch gói (PS)). + Phải đảm bảo tính độc lập của mạng lõi với giao diện vô tuyến. 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Một số hệ thống 2G đang tiến hóa đến ít nhất một phần các yêu cầu trên. Điều này dẫn đến một hệ quả không mong muốn là làm sai lệch thuật ngữ "các thế hệ".
Chẳng hạn GSM với hỗ trợ số liệu kênh được phân loại như hệ thống 2G thuần túy. Khi tăng cường thêm dịch vụ vô tuyến gói chung (GPRS), nó trở nên phù hợp với nhiều tiêu chuẩn 3G. Dẫn đến nó không hẳn là 2G cũng như 3G mà là loại "giữa các thế hệ", vì thế hệ thống GSM được tăng cường GPRS hiện nay được gọi là hệ thống 2,5G. Trong khi thực tế vẫn thuộc loại 2G, ít nhất là về phương diện công nghệ truyền dẫn vô tuyến.
Khái niệm mạng 4G Ngành công nghệ viễn thông đã chứng kiến những phát triển ngoạn mục trong những năm gần đây. Khi công nghệ mạng thông tin di động thế hệ thứ ba 3G chưa có đủ thời gian để khẳng định vị thế của mình trên toàn cầu, người ta đã bắt đầu nói về công nghệ 4G (Fourth Generation) từ nhiều năm gần đây. Vậy 4G là gì? Liệu có một định nghĩa thống nhất cho thế hệ mạng thông tin di động tương lai 4G? Trong hơn một thập kỷ qua, thế giới đã chứng kiến sự thành công to lớn của mạng thông tin di động thế hệ thứ hai 2G. Mạng 2G có thể phân ra 2 loại: mạng 2G dựa trên nền TDMA và mạng 2G dựa trên nền CDMA.
Đánh dấu điểm mốc bắt đầu của mạng 2G là sự ra đời của mạng D-AMPS (hay IS-136) dùng TDMA phổ biến ở Mỹ. Tiếp theo là mạng CDMAOne (hay IS-95) dùng CDMA phổ biến ở châu Mỹ và một phần của châu Á, rồi mạng GSM dùng TDMA, ra đời đầu tiên ở Châu Âu và hiện được triển khai rộng khắp thế giới. Sự thành công của mạng 2G là do dịch vụ và tiện ích mà nó mạng lại cho người dùng. Tiếp nối thế hệ thứ 2, mạng thông tin di động thế hệ thứ ba 3G đã và đang được triển khai nhiều nơi trên thế giới.
Cải tiến nổi bật nhất của mạng 3G so với mạng 2G là khả năng cung ứng truyền thông gói tốc độ cao nhằm triển khai các dịch vụ truyền thông đa phương tiện. Mạng 3G bao gồm mạng UMTS sử dụng kỹ thuật WCDMA, mạng CDMA2000 sử dụng kỹ thuật CDMA và mạng TD-SCDMA được phát triển bởi Trung Quốc. Gần đây công nghệ WiMAX cũng được thu nhận vào họ hàng 3G bên cạnh các công nghệ nói trên. Tuy nhiên, câu chuyện thành công của mạng 2G rất khó lặp lại với 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Một trong những lý do chính là dịch vụ mà 3G mang lại không có một bước nhảy rõ rệt so với mạng 2G. Mãi gần đây người ta mới quan tâm tới việc tích hợp MBMS (Multimedia broadcast and multicast service) và IMS (IP multimedia subsystem) để cung ứng các dịch vụ đa phương tiện. Có nhiều định nghĩa khác nhau về 4G, có định nghĩa theo hướng công nghệ, có định nghĩa theo hướng dịch vụ. Đơn giản nhất, 4G là thế hệ tiếp theo của mạng thông tin di động không dây.
4G là một giải pháp để vượt lên những giới hạn và những điểm yếu của mạng 3G. Thực tế, vào giữa năm 2002, 4G là một khung nhận thức để thảo luận những yêu cầu của một mạng băng rộng tốc độ siêu cao trong tương lai mà cho phép hội tụ với mạng hữu tuyến cố định. 4G còn là hiện thể của ý tưởng, hy vọng của những nhà nghiên cứu ở các trường đại học, các viện, các công ty như Motorola, Qualcomm, Nokia, Ericsson, Sun, HP, NTT DoCoMo và nhiều công ty viễn thông khác với mong muốn đáp ứng các dịch vụ đa phương tiện mà 4G không có. Ở Nhật, nhà cung cấp mạng NTT DoCoMo định nghĩa 4G bằng khái niệm đa phương tiện di động (mobile multimedia) với khả năng kết nối mọi lúc, mọi nơi, khả năng di động toàn cầu và dịch vụ đặc thù cho từng khách hàng.
NTT DoCoMo xem 4G như là một mở rộng của mạng thông tin di động tế bào 3G. Quan điểm này được xem như là một “quan điểm tuyến tính” trong đó mạng 4G sẽ có cấu trúc tế bào được cải tiến để cung ứng tốc độ lên trên 100Mb/s. Với cách nhìn nhận này thì 4G sẽ chính là mạng 3G LTE, UMB hay WiMAX 802. Nhìn chung đây cũng là khuynh hướng chủ đạo được chấp nhận ở Trung Quốc và Hàn Quốc.
Trên nhiều blog công nghệ đưa thông tin, In-Stat nói rằng 4G chính là LTE, UMB và IEEE 802. Bên cạnh đó, mặc dù 4G là thế hệ tiếp theo của 3G, nhưng tương lai không hẳn chỉ giới hạn như là một mở rộng của mạng tế bào. Ví dụ ở châu Âu, 4G được xem như là khả năng đảm bảo cung cấp dịch vụ liên tục, không bị ngắt quãng với khả năng kết nối với nhiều loại hình mạng truy nhập vô tuyến khác nhau và khả năng chọn lựa mạng vô tuyến thích hợp nhất để truyền tải dịch vụ đến người dùng một cách tối ưu nhất. Quan điểm này được xem như là “quan điểm liên đới”.
Do đó, khái niệm “ABC- Always Best Connected” (luôn được kết nối tốt nhất) luôn được xem là một đặc tính 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com hàng đầu của mạng thông tin di động 4G. Định nghĩa này được nhiều công ty viễn thông lớn và nhiều nhà nghiên cứu, nhà tư vấn viễn thông chấp nhận nhất hiện nay. Dù theo quan điểm nào, tất cả đều kỳ vọng là mạng thông tin di động thế hệ thứ tư 4G sẽ nổi lên vào khoảng 2010-2015 như là một mạng vô tuyến băng rộng tốc độ siêu cao. Mạng 4G có thể sẽ không phải là một công nghệ tiên tiến vượt bậc, đủ khả năng đáp ứng tất cả các loại hình dịch vụ cho tất cả các đối tượng người dùng.
Những công nghệ nổi lên gần đây như WiMAX 802.16m, Wibro, UMB, LTE, DVB-H…mặc dù chúng đáp ứng tốc độ truyền lớn, tuy nhiên chúng chỉ được xem là những công nghệ pre-4G (tiền 4G). Mạng 4G sẽ là một sự hội tụ của nhiều công nghệ mạng hiện có và đang phát triển như 2G, 3G, WiMAX, LTE, Wi-Fi, IEEE 802.22, pre-4G, RFID, UWB, satellite…để cung cấp một kết nối vô tuyến đúng nghĩa rộng khắp (ubiquitous), mọi lúc, mọi nơi, không kể mạng thuộc nhà cung cấp nào, không kể người dùng đang dùng thiết bị di động gì. Người dùng trong tương lai sẽ thực sự sống trong một môi trường “tự do”, có thể kết nối mạng bất cứ nơi đâu với tốc độ cao, giá thành thấp, dịch vụ chất lượng cao và mang tính đặc thù cho từng cá nhân. Chú trọng đến khách hàng.
Hiện tại khi chúng ta mua một kết nối di động, kết nối ấy gắn với một hợp đồng, với các ràng buộc của nhà cung cấp mạng. Người dùng hầu như không có bất cứ sự lựa chọn nào khác ngoài dịch vụ mà nhà cung cấp cung ứng. Mỗi người ít nhất cũng có vài loại hợp đồng khác nhau để sử dụng các loại hình dịch vụ khác nhau: hợp đồng dùng điện thoại di động, hợp đồng dùng điện thoại cố định, hợp đồng dùng Internet, hợp đồng dùng GPS, hợp đồng dùng dịch vụ TV di động,….Mọi liên lạc, kết nối của người dùng điều chịu sự quản lý chặt chẽ của nhà cung cấp dịch vụ (nên còn gọi là "network-centric”). Thực tế, người dùng chính là mục đích cuối cùng mà một sản phẩm hay một công nghệ muốn hướng tới.
Do vậy, liệu chỉ cần cung cấp tốc độ dữ liệu cao là đủ đề đáp ứng nhu cầu của người dùng chưa hay 4G cần phải đáp ứng các yêu cầu khác nữa? Sau đây chúng ta thử cùng nhau xem xét những gì người dùng cần mà công nghệ mạng hiện tại chưa đáp ứng được. Đấy chính là chìa khóa cho sự thành công của 4G! 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tình huống 1: Trước khi ta đi ra khỏi nhà để đến nơi làm việc, ta cần biết những thông tin như giờ tàu/xe buýt, tình trạng kẹt xe trên đường, cũng như dự báo thời gian cần thiết để đi đến chỗ làm việc. Một khi người dùng chọn một phương tiện đi lại, thì thông tin về thời gian, thời điểm chuyển đổi phương tiện tiếp theo,. sẽ được cập nhật liên tục với thời gian thực.