Tài liệu Tìm hiểu quá trình lắp đặt vận hành trạm bts 3g

LỜI MỞ ĐẦẦU LỜI MỞ ĐẦẦU Những năm gầần đầy, ngành công nghệ thông tin nói chung và viễễn thông nói riễng đang phát triển hễết sức nhanh chóng. Chính sự bùng n ổ vễầ sôế l ượng khách hàng cũng như nhu cầầu dịch vụ không ngừng vọt đã thúc đ ẩy ngành viễễn thông không ngừng thay đổi và phát triển. Chỉ tính riễng trong vòng 20 năm tr ở l ại đầy, công nghệ di động đã hoàn toàn lột xác so với trước, điện thoại di đ ộng đã tr ở thành một thiễết bị không thể thiễếu với hầầu hễết mọi người. Cũng chính vì v ậy mà ngành viễễn thông luôn phải đổi mới để cho ra những sản phẩm, công ngh ệ m ới đáp ứng được nhu cầầu của thị trường. Trong thời gian gầần đầy, mạng di động 3G tôếc độ cao đã đ ược các nhà m ạng tại Việt Nam như Vinaphone, Mobifone, Viettel… đầầu tư phát tri ển mạnh meễ đ ể theo kịp xu thễế của thời đại, cung cầếp ngày các nhiễầu các dịch v ụ ti ện ích khác nhăầm thảo mãn nhu cầầu ngày càng cao của khách hàng. Do nh ững đ ặc đi ểm v ượt trội của mình, mạng 3G seễ còn tiễếp tục mở rộng và duy trì trong th ời gian t ới. Đ ể phục vụ tôết cho quá trình này, một phầần không th ể thiễếu đó chính là xầy d ựng m ột mạng lưới các BTS rộng khăếp và hoạt động ổn định. Đó chính là công vi ệc c ủa các các công ty dịch vụ xầy lăếp viễễn thông, mà công ty c ổ phầần công ngh ệ ITELCO là một trong sôế đó. Để tìm hiểu kyễ hơn vễầ mạng di động 3G vễầ quá trình lăếp đặt cũng nh ư v ận hành các BTS 3G, em đã chọn đễầ tài thực tập là “Tìm hiểu quá trình lăếp đ ặt v ận hành trạm BTS 3G”. Được sự hướng dầễn từ phía công ty ITELCO, em đã ch ọn tìm hiểu vtễầ RBS 6601. Thành phôế Hôầ Chí Minh, tháng 7 năm 2012. SVTH: NGUYỄỄN THỄẾ HẬU LỚP: D08VTA1 Trang 1 Chương I: Giới thiệu chung vễầ công ty ITCS CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀẦ CÔNG TY CỔ PHẦẦN CÔNG NGHỆ ITELCO Công ty cổ phầần công nghệ ITELCO có trụ sở tại số 18 tập thể Bưu điện VT40, ngõ 1 Giảng Võ, phường Giảng Võ - Ba Đình – Hà Nội, chi nhánh tại Tp.HCm ở 7A nguyễn Trung Trực phường 5 quận Bình Thạnh. Công ty hiện đang hoạt động trong lĩnh vực cung cấp dịch vụ kỹ thuật phát triển hạ tầng viễn thông như: - Cung cấp dịch vụ kỹ thuật BSS, MSC GSM, và thiết bị truyền dẫn PDH, SDH - Cung cấp dịch vụ như kho bãi, vận chuyển, vật tư, thiết bị phụ phục vụ cho triển khai dự án - Dịch vụ vận hành, bảo dưỡng và ứng cứu trạm BSS, truyền dẫn - Cung cấp dịch vụ Tối ưu mạng di động Công ty hiện là đối tác của các nhà mạng lớn như Vinaphone, Mobifone, Viettel, Vietnamobile…để triển khai các dịch vụ kỹ thuật hạ tầng viễn thông. Ngoài ra, công ty cổ phần công nghệ ITELCO còn có bộ phận đo kiểm đã được bộ thông tin truyền thông chỉ định làm phòng đo kiểm phục vụ công tác quản lý chất lượng thuộc quản lý chuyên ngành của Bộ Bưu chính, Viễn thông. SVTH: NGUYỄỄN THỄẾ HẬU LỚP: D08VTA1 Trang 2 Chương II: Tổng quan vễầ mạng thông tin di động 3G CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀẦ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G 2.1. Giới thiệu chung 2.1.1. Lịch sử Như chúng ta đã biết, tính đến nay, thông tin di động đã phát triển qua các thế hệ khác nhau. Thế hệ thứ nhất 1G là thế hệ thông tin di động tương tự hoặc bán tương tự. Những hệ thống thông tin di động 1G cung cấp dịch vụ chủ yếu là thoại cũng như các dịch vụ liên quan đến thoại. Các hệ thống di động thế hệ thứ nhất được phát triển trong phạm vi quôc gia, những yêu cầu kỹ thuật của các hệ thống không có hệ tiêu chuẩn phổ biến rộng rãi. Do vậy, các hệ thống thông tin di động 1G không có khả năng tương thích lẫn nhau. Hình 2.1: Lịch sử phát triển mạng tế bào Do yêu cầu thông tin di động ngày càng tăng, đặc biệt là nhu cầu cần có một hệ thống thông tin di động toàn cầu. Các tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế bắt đầu xây dựng hệ thống thông tin di động thứ hai 2G. Mục tiêu chủ yếu của hệ thống 2G là khả năng tương thích và đồng nhất trong môi trường quốc tế. Hệ thống phải có khả năng phục vụ trong một khu vực (ví dụ khu vưc châu Âu), mọi người sử dụng phải có khả năng truy nhập hệ thống ở bất kỳ nơi nào trong khu vực. Theo quan điểm người sử dụng, hệ thống 2G hấp dẫn hơn hệ thống 1G bởi vì ngoài dịch vụ thoại truyền thống, hệ thống này còn có khả năng cung cấp một số dịch vụ truyền dữ liệu và các dịch vụ bổ xung khác. Do SVTH: NGUYỄỄN THỄẾ HẬU LỚP: D08VTA1 Trang 3 Chương II: Tổng quan vễầ mạng thông tin di động 3G các tiêu chuẩn chỉ thực hiện được trong phạm vi khu vực, nên khái niệm thông tin di động toàn cầu không thực hiện được và trên thị trường tồn tại một số hệ thống di động 2G, tiêu biểu như: GSM, IS 95 và PDC. Trong đó, hệ thống GSM được phổ biến rộng rãi nhất. Mạng 3G (Third-generation technology) là thễế hệ thứ ba của chuẩn công nghệ điện thoại di động, cho phép truyễần cả dữ liệu thoại và dữ liệu ngoài tho ại (t ải dữ liệu, gửi email, tin nhăến nhanh, hình ảnh...). 3G cung cầếp c ả hai h ệ thôếng là chuyển mạch gói và chuyển mạch kễnh. Hệ thôếng 3G yễu cầầu m ột m ạng truy cập radio hoàn toàn khác so với hệ thôếng 2G hiện nay. Đi ểm mạnh của công nghệ này so với công nghệ 2G và 2.5G là cho phép truyễần, nh ận các d ữ li ệu, ầm thanh, hình ảnh chầết lượng cao cho cả thuễ bao côế đ ịnh và thuễ bao đang di chuyển ở các tôếc độ khác nhau. Với công nghệ 3G, các nhà cung cầếp có th ể mang đễến cho khách hàng các dịch vụ đa phương tiện, như ầm nh ạc chầết l ượng cao; hình ảnh video chầết lượng và truyễần hình sôế; Các dịch vụ định v ị toàn cầầu (GPS); E-mail;video streaming; High-ends games;... Có thể nói rằng, khái niệm ITM-2000 (trước đây gọi là FPMLTS) được ITU đưa ra theo mô hình từ trên xuống. Trước tiên, các yêu cầu về dịch vụ và chất lượng được đưa ra, sau đó các tổ chức chuẩn hoá và các nhà công nghiệp, khai thác sẽ tiến tới thiết kế mạng đáp ứng yêu cầu này. 2.1.2. Những yêu cầu đối với hệ thống 3G Một số yêu cầu chính về ITM-2000 được ITU đề ra như sau:  Tốc độ truyền dữ liệu cao 144kbps hoặc 384kbps cho vùng phủ rộng ngoài trời và 2Mbps cho vùng phủ hẹp trong nhà.  Chất lượng thoại tương đương mạng hữu tuyến.  Hỗ trợ cả dịch vụ chuyển mạch kênh và gói, truyền dữ liệu không đối xứng.  Có thể cung cấp cả dịch vụ di động và cố định.  Có khả năng chuyển vùng quốc gia và quốc tế, hỗ trợ cấu trúc cell nhiều lớp.  Cơ cấu tính cước mới theo dung lượng truyền thay cho thời gian như hiện nay. Thếế hệ 3G gồồm có các kỹỹ thuật : W-CDMA (Wide band CDMA) kiểu FDD và TD-CDMA (Time Division CDMA) kiểu TDD. Mục tiễu của IMT- 2000 là giúp cho các thuễ bao liễn lạc với nhau và sử dụng các dịch v ụ đa truyễần thông trễn SVTH: NGUYỄỄN THỄẾ HẬU LỚP: D08VTA1 Trang 4 Chương II: Tổng quan vễầ mạng thông tin di động 3G phạm vi thễế giới, với lưu lượng bit đi từ 144Kbit/s trong vùng r ộng và lễn đễến 2Mbps trong vùng địa phương. 2.2. Các hướng phát triển lến 3G 2.2.1. Hướng sử dụng công nghệ WCDMA WCDMA là một tiễu chuẩn thông tin di động 3G của IMT-2000 đ ược phát tri ển chủ yễếu ở Chầu Ầu với mục đích cho phép các mạng cung cầếp kh ả năng chuy ển vùng toàn cầầu và để hôễ trợ nhiễầu dịch vụ thoại, dịch v ụ đa ph ương ti ện. Các mạng WCDMA được xầy dựng dựa trễn cơ sở mạng GSM, tận dụng cơ sở h ạ tầầng săễn có của các nhà khai thác mạng GSM. Quá trình phát tri ển t ừ GSM lễn WCDMA qua các giai đoạn trung gian, có thể được tóm tăết trong s ơ đôầ sau đầy: Hình 2.2: Quá trình phát triển lên 3G theo nhánh sử dụng công nghệ WCDMA GSM: Trong giai đoạn đầầu, thuễ bao GSM sử dụng đường truyễần d ữ li ệu chuyển mạch kễnh đôếi xứng với tôếc độ 9,6 kb/s. Do sức ép t ừ nhu cầầu s ử d ụng internet và thư điện tử lễn đường truyễần dữ liệu di động tăng nhanh, h ơn n ữa thực tễế cho thầếy sự phát triển này đã bị đánh giá quá thầếp tại th ời đi ểm thiễết kễế mạng GSM. GPRS: cung cầếp các kễết nôếi sôế liệu chuyển mạch gói v ới tôếc đ ộ truyễần lễn t ới 171,2Kbps (tôếc độ sôế liệu đỉnh) và hôễ trợ giao th ức Internet TCP/IP và X25, nh ờ vậy tăng cường đáng kể các dịch vụ sôế liệu của GSM. Công vi ệc tích h ợp GPRS vào mạng GSM hiện tại là một quá trình đơn gi ản. M ột phầần các khe trễn giao di ện vô tuyễến dành cho GPRS, cho phép ghép kễnh sôế li ệu gói đ ược l ập l ịch trình tr ước đôếi với một sôế trạm di động. Còn mạng lõi GSM được t ạo thành t ừ các kễết nôếi chuy ển mạch kễnh được mở rộng băầng cách thễm vào các nút chuy ển m ạch sôế li ệu Gateway mới, được gọi là GGSN và SGSN. GPRS là một giải pháp đã đ ược chu ẩn hoá hoàn toàn với các giao diện mở rộng và có thể chuy ển th ẳng lễn 3G vễầ cầếu trúc mạng lõi. EDGE: Hệ thôếng 2,5G tiễếp theo đôếi với GSM là EDGE (2,75G). EDGE áp d ụng phương pháp điễầu chễế 8PSK, điễầu này làm tăng tôếc đ ộ của GSM lễn 3 lầần. EDGE là lý tưởng đôếi với phát triển GSM, nó chỉ cầần nầng cầếp phầần mễầm ở tr ạm gôếc. Nễếu EDGE được kễết hợp cùng với GPRS thì khi đó được gọi là EGPRS. Tôếc đ ộ tôếi đa đôếi với EGPRS khi sử dụng cả 8 khe thời gian là 384kbps. SVTH: NGUYỄỄN THỄẾ HẬU LỚP: D08VTA1 Trang 5 Chương II: Tổng quan vễầ mạng thông tin di động 3G WCDMA: WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) là m ột công nghệ truy nhập vô tuyễến được phát triển mạnh ở Chầu Ầu. H ệ thôếng này ho ạt động ở chễế độ FDD & TDD và dựa trễn kyễ thu ật tr ải ph ổ chuôễi tr ực tiễếp (DSSSDirect Sequence Spectrum) sử dụng tôếc độ chip 3,84Mcps bễn trong băng tầần 5MHz. WCDMA hôễ trợ trọn vẹn cả dịch vụ chuyển mạch kễnh và chuy ển m ạch gói tôếc độ cao và đảm bảo sự hoạt động đôầng th ời các dịch vụ hôễn h ợp v ới chễế đ ộ gói hoạt động ở mức hiệu quả cao nhầết. Hơn nữa WCDMA có thể hôễ tr ợ các tôếc đ ộ sôế liệu khác nhau, dựa trễn thủ tục điễầu chỉnh tôếc độ. HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access-Công nghệ truy nhập gói đường xuôếng tôếc độ cao) là một bước tiễến nhăầm nầng cao tôếc độ và khả năng của mạng di động tễế bào thễế hệ thứ 3 UMTS. HSDPA đôi khi còn đ ược biễết đễến nh ư là một công nghệ thuộc hệ thễế 3.5G. Hiện tại, tôếc đ ộ d ự li ệu đ ường xuôếng c ủa HSDPA là 1.8, 3.6, 7.2 và 14.4 Mbit/s. HSDPA đ ược thiễết kễế cho nh ững ứng d ụng dịch vụ dữ liệu như: dịch vụ cơ bản như tải tệp, phần phôếi email; d ịch v ụ t ương tác như trình duyệt web, truy nhập server, truy tìm và ph ục hôầi c ơ s ở d ữ li ệu; và dịch vụ Streaming. 2.2.2. Hướng sử dụng công nghệ CDMA 2000 CDMA2000, là thế hệ kế tiếp của các chuẩn 2G CDMA và IS-95. Các đề xuất của CDMA2000 nằm bên ngoài khuôn khổ GSM tại Mỹ, Nhật Bản và Hàn Quốc. CDMA2000 được quản lý bởi 3GPP2, là tổ chức độc lập với 3GPP. Có nhiều công nghệ truyền thông khác nhau được sử dụng trong CDMA2000 bao gồm 1xRTT, CDMA2000-1xEV-DO và 1xEV-DV. CDMA 2000 cung cấp tốc độ dữ liêu từ 144 kbit/s tới trên 3 Mbit/s. Chuẩn này đã được chấp nhận bởi ITU. Hình 2.3 Quá trình phát triển lễn 3G theo nhánh CDMA 2000 IS-95B: IS-95B hay CDMA One được coi là công nghệ thông tin di đ ộng 2,5G thuộc nhánh phát triển CDMA 2000, là một tiễu chu ẩn khá linh ho ạt cho phép cung cầếp dịch vụ sôế liệu tôếc độ lễn đễến 115Kbps. CDMA 2000 1xRTT: Giai đoạn đầầu của CDMA2000 được gọi là 1xRTT hay chỉ là 1xEV-DO, được thiễết kễế nhăầm cải thiện dung lượng thoại của IS-95B và để hôễ trợ khả năng truyễần sôế liệu ở tôếc độ đỉnh lễn tới 307,2Kbps. Tuy nhiễn, các thiễết SVTH: NGUYỄỄN THỄẾ HẬU LỚP: D08VTA1 Trang 6 Chương II: Tổng quan vễầ mạng thông tin di động 3G bị đầầu cuôếi thương mại của 1x mới chỉ cho phép tôếc độ sôế liệu đ ỉnh lễn t ới 153,6kbps. CDMA 2000 1xEV-DO: 1xEV-DO được hình thành từ công nghệ HDR (High Data Rate) của Qualcomm và được chầếp nhận với tễn này như là một tiễu chu ẩn thông tin di động 3G vào tháng 8 năm 2001 và báo hi ệu cho s ự phát tri ển c ủa giải pháp đơn sóng mang đôếi với truyễần sôế liệu gói riễng bi ệt. Nguyễn lý c ơ b ản của hệ thôếng này là chia các dịch vụ thoại và dịch vụ sôế liệu tôếc đ ộ cao vào các sóng mang khác nhau. 1xEV-DO có thể được xem như một mạng sôế li ệu “xễếp chôầng”, yễu cầầu một sóng mang riễng. Để tiễến hành các cu ộc g ọi v ừa có tho ại, vừa có sôế liệu trễn cầếu trúc “xễếp chôầng” này cầần có các thiễết bị hoạt động ở 2 chễế độ 1x và 1xEV-DO. CDMA 2000 1xEV-DV: Trong công nghệ 1xEV-DO có sự dư thừa vễầ tài nguyễn do sự phần biệt côế định tài nguyễn dành cho thoại và tài nguyễn dành cho sôế li ệu. Do đó CDG (nhóm phát triển CDMA) khởi đầầu pha thứ ba của CDMA 2000 băầng các đưa các dịch vụ thoại và sôế liệu quay vễầ chỉ dùng một sóng mang 1,25MHz và tiễếp tục duy trì sự tương thích ngược với 1xRTT. Tôếc độ sôế liệu cực đ ại của người sử dụng lễn tới 3,1Mbps tương ứng với kích thước gói dữ liệu 3.940 bit trong khoảng thời gian 1,25ms. CDMA 2000 3x(MC- CDMA ): CDMA 2000 3x hay 3xRTT đễầ cập đễến sự lựa chọn đa sóng mang ban đầầu trong cầếu hình vô tuyễến CDMA 2000 và đ ược g ọi là MCCDMA (Multi carrier) thuộc IMT-MC trong IMT-2000. Công ngh ệ này liễn quan đễến việc sử dụng 3 sóng mang 1x để tăng tôếc độ sôế li ệu và đ ược thiễết kễế cho d ải tầần 5MHz (gôầm 3 kễnh 1,25Mhz). Sự lựa chọn đa sóng mang này ch ỉ áp d ụng được trong truyễần dầễn đường xuôếng. Đường lễn trải phổ tr ực tiễếp, giôếng nh ư WCDMA với tôếc độ chip hơi thầếp hơn một ít 3,6864Mcps (3 lầần 1,2288Mcps) 2.3. KIẾN TRÚC 3G WCDMA UMTS WCDMA UMTS hỗ trợ cả kết nối chuyển mạch kênh lẫn chuyển mạch gói: đến 384 Mbps trong miền CS và 2Mbps trong miền PS. Các kết nối tốc độ cao này đảm bảo cung cấp một tập các dich vụ mới cho người sử dụng di động giống như trong các mạng điện thoại cố định và Internet. Các dịch vụ này gồm: điện thoại có hình (Hội nghị video), âm thanh chất lượng cao (CD) và tốc độ truyền cao tại đầu cuối. Một tính năng khác cũng được đưa ra cùng với GPRS là "luôn luôn kết nối" đến Internet. UMTS cũng cung cấp thông tin vị trí tốt hơn và vì thế hỗ trợ tốt hơn các dịch vụ dựa trên vị trí. Một mạng UMTS bao gồm ba phần: thiết bị di động (UE: User Equipment), mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS (UTRAN: UMTS Terrestrial Radio Network), mạng lõi (CN: Core Network) (xem hình 1.8). UE bao gồm ba thiết bị: thiết bị đầu SVTH: NGUYỄỄN THỄẾ HẬU LỚP: D08VTA1 Trang 7 Chương II: Tổng quan vễầ mạng thông tin di động 3G cuối (TE), thiết bị di động (ME) và module nhận dạng thuê bao UMTS (USIM: UMTS Subscriber Identity Module). UTRAN gồm các hệ thống mạng vô tuyến (RNS: Radio Network System) và mỗi RNS bao gồm RNC (Radio Network Controller: bộ điều khiển mạng vô tuyến) và các nút B nối với nó. Mạng lõi CN bao gồm miền chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói và HE (Home Environment: Môi trường nhà). HE bao gồm các cơ sở dữ liệu: AuC (Authentication Center: Trung tâm nhận thực), HLR (Home Location Register: Bộ ghi định vị thường trú) và EIR (Equipment Identity Register: Bộ ghi nhận dạng thiết bị). Hình 2.4: Kiễến trúc mạng UMTS dùng công nghệ WCDMA 2.3.1. Khồếi UE UE (User Equipment: thiết bị người sử dụng) là đầu cuối mạng UMTS của người sử dụng. Có thể nói đây là phần hệ thống có nhiều thiết bị nhất và sự phát triển của nó sẽ ảnh hưởng lớn lên các ứng dụng và các dịch vụ khả dụng. Giá thành giảm nhanh chóng sẽ tạo điều kiện cho người sử dụng mua thiết bị của UMTS. Điều này đạt được nhờ tiêu chuẩn hóa giao diện vô tuyến và cài đặt mọi trí tuệ tại các card thông minh. 2.3.1.1. Các đầu cuối (TE) Vì máy đầu cuối bây giờ không chỉ đơn thuần dành cho điện thoại mà còn cung cấp các dịch vụ số liệu mới, nên tên của nó được chuyển thành đầu cuối. Các nhà sản xuất chính đã đưa ra rất nhiều đầu cuối dựa trên các khái niệm mới, nhưng trong thực tế chỉ một số ít là được đưa vào sản xuất. Mặc dù các đầu cuối dự kiến khác nhau về kích thước và thiết kế, tất cả chúng đều có màn hình lớn và ít phím hơn so với 2G. Lý do chính là để tăng cường sử dụng đầu cuối cho nhiều dịch vụ số liệu hơn và vì thế đầu cuối trở thành tổ hợp của máy thoại di động, modem và máy tính bàn tay. Đầu cuối hỗ trợ hai giao diện. Giao diện Uu định nghĩa liên kết vô tuyến (giao SVTH: NGUYỄỄN THỄẾ HẬU LỚP: D08VTA1 Trang 8 Chương II: Tổng quan vễầ mạng thông tin di động 3G diện WCDMA). Nó đảm nhiệm toàn bộ kết nối vật lý với mạng UMTS. Giao diện thứ hai là giao diện Cu giữa UMTS IC card (UICC) và đầu cuối. Giao diện này tuân theo tiêu chuẩn cho các card thông minh. Mặc dù các nhà sản xuất đầu cuối có rất nhiều ý tưởng về thiết bị, họ phải tuân theo một tập tối thiểu các định nghĩa tiêu chuẩn để các người sử dụng bằng các đầu cuối khác nhau có thể truy nhập đến một số các chức năng cơ sở theo cùng một cách. Các tiêu chuẩn này gồm:  Bàn phím (các phím vật lý hay các phím ảo trên màn hình)  Đăng ký mật khẩu mới  Thay đổi mã PIN  Giải chặn PIN/PIN2 (PUK)  Trình bầy IMEI  Điều khiển cuộc gọi Các phần còn lại của giao diện sẽ dành riêng cho nhà thiết kế và người sử dụng sẽ chọn cho mình đầu cuối dựa trên hai tiêu chuẩn (nếu xu thế 2G còn kéo dài) là thiết kế và giao diện. Giao diện là kết hợp của kích cỡ và thông tin do màn hình cung cấp (màn hình nút chạm), các phím và menu. 2.3.1.2. UICC UMTS IC card là một card thông minh. Điều mà ta quan tâm đến nó là dung lượng nhớ và tốc độ bộ xử lý do nó cung cấp. Ứng dụng USIM chạy trên UICC. 2.3.1.3. USIM Trong hệ thống GSM, SIM card lưu giữ thông tin cá nhân (đăng ký thuê bao) cài cứng trên card. Điều này đã thay đổi trong UMTS, Modul nhận dạng thuê bao UMTS được cài như một ứng dụng trên UICC. Điều này cho phép lưu nhiều ứng dụng hơn và nhiều chữ ký (khóa) điện tử hơn cùng với USIM cho các mục đích khác (các mã truy nhập giao dịch ngân hàng an ninh). Ngoài ra có thể có nhiều USIM trên cùng một UICC để hỗ trợ truy nhập đến nhiều mạng. USIM chứa các hàm và số liệu cần để nhận dạng và nhận thực thuê bao trong mạng UMTS. Nó có thể lưu cả bản sao hồ sơ của thuê bao. Người sử dụng phải tự mình nhận thực đối với USIM bằng cách nhập mã PIN. Điểu này đảm bảo rằng chỉ người sử dụng đích thực mới được truy nhập mạng UMTS. Mạng sẽ chỉ cung cấp các dịch vụ cho người nào sử dụng đầu cuối dựa trên nhận dạng USIM được đăng ký. SVTH: NGUYỄỄN THỄẾ HẬU LỚP: D08VTA1 Trang 9 Chương II: Tổng quan vễầ mạng thông tin di động 3G 2.3.2. Mạng truy nhập vô tuyến UMTS UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network: Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS) là liên kết giữa người sử dụng và CN. Nó gồm các phần tử đảm bảo các cuộc truyền thông UMTS trên vô tuyến và điều khiển chúng. UTRAN được định nghĩa giữa hai giao diện. Giao diện Iu giữa UTRAN và CN, gồm hai phần: IuPS cho miền chuyển mạch gói và IuCS cho miền chuyển mạch kênh; giao diện Uu giữa UTRAN và thiết bị người sử dụng. Giữa hai giao diện này là hai nút, RNC và nút B. 2.3.2.1. RNC RNC (Radio Network Controller) chịu trách nhiệm cho một hay nhiều trạm gốc và điều khiển các tài nguyên của chúng. Đây cũng chính là điểm truy nhập dịch vụ mà UTRAN cung cấp cho CN. Nó được nối đến CN bằng hai kết nối, một cho miền chuyển mạch gói (đến GPRS) và một đến miền chuyển mạch kênh (MSC). Một nhiệm vụ quan trọng nữa của RNC là bảo vệ sự bí mật và toàn vẹn. Sau thủ tục nhận thực và thỏa thuận khóa, các khoá bảo mật và toàn vẹn được đặt vào RNC. Sau đó các khóa này được sử dụng bởi các hàm an ninh f8 và f9. RNC có nhiều chức năng logic tùy thuộc vào việc nó phục vụ nút nào. Người sử dụng được kết nối vào một RNC phục vụ (SRNC: Serving RNC). Khi người sử dụng chuyển vùng đến một RNC khác nhưng vẫn kết nối với RNC cũ, một RNC trôi (DRNC: Drift RNC) sẽ cung cấp tài nguyên vô tuyến cho người sử dụng, nhưng RNC phục vụ vẫn quản lý kết nối của người sử dụng đến CN. Vai trò logic của SRNC và DRNC được mô tả trên hình 1.9. Khi UE trong chuyển giao mềm giữa các RNC, tồn tại nhiều kết nối qua Iub và có ít nhất một kết nối qua Iur. Chỉ một trong số các RNC này (SRNC) là đảm bảo giao diện Iu kết nối với mạng lõi còn các RNC khác (DRNC) chỉ làm nhiệm vụ định tuyến thông tin giữa các Iub và Iur. Chức năng cuối cùng của RNC là RNC điều khiển (CRNC: Control RNC). Mỗi nút B có một RNC điều khiển chịu trách nhiệm cho các tài nguyên vô tuyến của nó. Hình 2.5. Vai trò logic của SRNC và DRNC SVTH: NGUYỄỄN THỄẾ HẬU LỚP: D08VTA1 Trang 10 Chương II: Tổng quan vễầ mạng thông tin di động 3G 2.3.2.2. Nút B Trong UMTS trạm gốc được gọi là nút B và nhiệm vụ của nó là thực hiện kết nối vô tuyến vật lý giữa đầu cuối với nó. Nó nhận tín hiệu trên giao diện Iub từ RNC và chuyển nó vào tín hiệu vô tuyến trên giao diện Uu. Nó cũng thực hiện một số thao tác quản lý tài nguyên vô tuyến cơ sở như "điều khiển công suất vòng trong". Tính năng này để phòng ngừa vấn đề gần xa; nghĩa là nếu tất cả các đầu cuối đều phát cùng một công suất, thì các đầu cuối gần nút B nhất sẽ che lấp tín hiệu từ các đầu cuối ở xa. Nút B kiểm tra công suất thu từ các đầu cuối khác nhau và thông báo cho chúng giảm công suất hoặc tăng công suất sao cho nút B luôn thu được công suất như nhau từ tất cả các đầu cuối. 2.3.3. Mạng lõi Mạng lõi (CN) được chia thành ba phần, miền PS, miền CS và HE. Miền PS đảm bảo các dịch vụ số liệu cho người sử dụng bằng các kết nối đến Internet và các mạng số liệu khác và miền CS đảm bảo các dịch vụ điện thoại đến các mạng khác bằng các kết nối TDM. Các nút B trong CN được kết nối với nhau bằng đường trục của nhà khai thác, thường sử dụng các công nghệ mạng tốc độ cao như ATM và IP. Mạng đường trục trong miền CS sử dụng TDM còn trong miền PS sử dụng IP. 2.3.3.1. SGSN SGSN (SGSN: Serving GPRS Support Node: nút hỗ trợ GPRS phục vụ) là nút chính của miền chuyển mạch gói. Nó nối đến UTRAN thông qua giao diện IuPS và đến GGSN thông quan giao diện Gn. SGSN chịu trách nhiệm cho tất cả kết nối PS của tất cả các thuê bao. Nó lưu hai kiểu dữ liệu thuê bao: thông tin đăng ký thuê bao và thông tin vị trí thuê bao. Số liệu thuê bao lưu trong SGSN gồm:  IMSI (International Mobile Subsscriber Identity: số nhận dạng thuê bao di động quốc tế)  Các nhận dạng tạm thời gói (P-TMSI: Packet- Temporary Mobile Subscriber Identity: số nhận dạng thuê bao di động tạm thời gói)  Các địa chỉ PDP (Packet Data Protocol: Giao thức số liệu gói) Số liệu vị trí lưu trên SGSN:  Vùng định tuyến thuê bao (RA: Routing Area)  Sôế VLR  Các địa chỉ GGSN của từng GGSN có kết nối tích cực SVTH: NGUYỄỄN THỄẾ HẬU LỚP: D08VTA1 Trang 11 Chương II: Tổng quan vễầ mạng thông tin di động 3G 2.3.3.2. GGSN GGSN (Gateway GPRS Support Node: Nút hỗ trợ GPRS cổng) là một SGSN kết nối với các mạng số liệu khác. Tất cả các cuộc truyền thông số liệu từ thuê bao đến các mạng ngoài đều qua GGSN. Cũng như SGSN, nó lưu cả hai kiểu số liệu: thông tin thuê bao và thông tin vị trí. Số liệu thuê bao lưu trong GGSN:  IMSI  Các địa chỉ PDP Số liệu vị trí lưu trong GGSN:  Địa chỉ SGSN hiện thuê bao đang nối đến GGSN nối đến Internet thông qua giao diện Gi và đến BG thông qua Gp 2.3.3.3. BG BG (Border Gatway: Cổng biên giới) là một cổng giữa miền PS của PLMN với các mạng khác. Chức năng của nút này giống như tường lửa của Internet: để đảm bảo mạng an ninh chống lại các tấn công bên ngoài. 2.3.3.4. VLR VLR (Visitor Location Register: bộ ghi định vị tạm trú) là bản sao của HLR cho mạng phục vụ (SN: Serving Network). Dữ liệu thuê bao cần thiết để cung cấp các dịch vụ thuê bao được copy từ HLR và lưu ở đây. Cả MSC và SGSN đều có VLR nối với chúng. Số liệu sau đây được lưu trong VLR:  IMSI  MSISDN  TMSI  LA hiện thời của thuê bao  MSC/SGSN hiện thời mà thuê bao nối đến Ngoài ra VLR có thể lưu giữ thông tin về các dịch vụ mà thuê bao được cung cấp. Cả SGSN và MSC đều được thực hiện trên cùng một nút vật lý với VLR vì thế được gọi là VLR/SGSN và VLR/MSC SVTH: NGUYỄỄN THỄẾ HẬU LỚP: D08VTA1 Trang 12 Chương II: Tổng quan vễầ mạng thông tin di động 3G 2.3.3.5. MSC MSC thực hiện các kết nối CS giữa đầu cuối và mạng. Nó thực hiện các chức năng báo hiệu và chuyển mạch cho các thuê bao trong vùng quản lý của mình. Chức năng của MSC trong UMTS giống chức năng MSC trong GSM, nhưng nó có nhiều khả năng hơn. Các kết nối CS được thực hiện trên giao diện CS giữa UTRAN và MSC. Các MSC được nối đến các mạng ngoài qua GMSC. 2.3.3.6. GMSC GMSC có thể là một trong số các MSC. GMSC chịu trách nhiệm thực hiện các chức năng định tuyến đến vùng có MS. Khi mạng ngoài tìm cách kết nối đến PLMN của một nhà khai thác, GMSC nhận yêu cầu thiết lập kết nối và hỏi HLR về MSC hiện thời quản lý MS. 2.3.3.7. HE Môi trường nhà (HE: Home Environment) lưu các hồ sơ thuê bao của hãng khai thác. Nó cũng cung cấp cho các mạng phục vụ (SN: Serving Network) các thông tin về thuê bao và về cước cần thiết để nhận thực người sử dụng và tính cước cho các dịch vụ cung cấp. Tất cả các dịch vụ được cung cấp và các dịch vụ bị cấm đều được liệt kê ở đây. Bộ ghi định vị thường trú (HLR) HLR là một cơ sở dữ liệu có nhiệm vụ quản lý các thuê bao di động. Một mạng di động có thể chứa nhiều HLR tùy thuộc vào số lượng thuê bao, dung lượng của từng HLR và tổ chức bên trong mạng. HLR chứa:  IMSI  MSISDN  SGSN  VLR hiện tạo của thuê bao Trung tâm nhận thực (AuC) AUC (Authentication Center) lưu giữ toàn bộ số liệu cần thiết để nhận thực, mật mã hóa và bảo vệ sự toàn vẹn thông tin cho người sử dụng. Nó liên kết với HLR và được thực hiện cùng với HLR trong cùng một nút vật lý. Tuy nhiên cần đảm bảo rằng AuC chỉ cung cấp thông tin về các vectơ nhận thực (AV: Authetication Vector) cho HLR. Bộ ghi nhận dạng thiết bị (EIR) EIR (Equipment Identity Register) chịu trách nhiệm lưu các số nhận dạng thiết bị SVTH: NGUYỄỄN THỄẾ HẬU LỚP: D08VTA1 Trang 13 Chương II: Tổng quan vễầ mạng thông tin di động 3G di động quốc tế (IMEI: International Mobile Equipment Identity). Đây là số nhận dạng duy nhất cho thiết bị đầu cuối. Cơ sở dữ liệu này được chia thành ba danh mục: danh mục trắng, xám và đen. Danh mục trắng chứa các số IMEI được phép truy nhập mạng. Danh mục xám chứa IMEI của các đầu cuối đang bị theo dõi còn danh mục đen chứa các số IMEI của các đầu cuối bị cấm truy nhập mạng. Khi một đầu cuối được thông báo là bị mất cắp, IMEI của nó sẽ bị đặt vào danh mục đen vì thế nó bị cấm truy nhập mạng. Danh mục này cũng có thể được sử dụng để cấm các seri máy đặc biệt không được truy nhập mạng khi chúng không hoạt động theo tiêu chuẩn. 2.3.4. Các mạng ngoài Các mạng ngoài không phải là bộ phận của hệ thống UMTS, nhưng chúng cần thiết để đảm bảo truyền thông giữa các nhà khai thác. Các mạng ngoài có thể là các mạng điện thoại như: PLMN (Public Land Mobile Network: mạng di động mặt đất công cộng), PSTN (Public Switched Telephone Network: Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng), ISDN hay các mạng số liệu như Internet. Miền PS kết nối đến các mạng số liệu còn miền CS nối đến các mạng điện thoại. 2.3.5. Các giao diện Vai trò các các nút khác nhau của mạng chỉ được định nghĩa thông qua các giao diện khác nhau. Các giao diện này được định nghĩa chặt chẽ để các nhà sản xuất có thể kết nối các phần cứng khác nhau của họ.  Giao diện Cu. Giao diện Cu là giao diện chuẩn cho các card thông minh. Trong UE đây là nơi kết nối giữa USIM và UE.  Giao diện Uu. Giao diện Uu là giao diện vô tuyến của WCDMA trong UMTS. Đây là giao diện mà qua đó UE truy nhập vào phần cố định của mạng. Giao diện này nằm giữa nút B và đầu cuối.  Giao diện Iu. Giao diện Iu kết nối UTRAN và CN. Nó gồm hai phần, IuPS cho miền chuyển mạch gói, IuCS cho miền chuyển mạch kênh. CN có thể kết nối đến nhiều UTRAN cho cả giao diện IuCS và IuPS. Nhưng một UTRAN chỉ có thể kết nối đến một điểm truy nhập CN.  Giao diện Iur. Đây là giao diện RNC-RNC. Ban đầu được thiết kế để đảm bảo chuyển giao mềm giữa các RNC, nhưng trong quá trình phát triển nhiều tính năng mới được bổ sung.  Giao diện Iub. Giao diện Iub nối nút B và RNC. Khác với GSM đây là giao diện mở. SVTH: NGUYỄỄN THỄẾ HẬU LỚP: D08VTA1 Trang 14 Chương III: Cầếu trúc chức năng các thành phầần của trạm BTS 3G CHƯƠNG III: CẦẤU TRÚC CHỨC NĂNG CÁC THÀNH PHẦẦN CỦA TRẠM BTS 3G Bài báo cáo nàỹ sẽỹ đếồ cập đếến trạm BTS 3G dùng RBS6601 3.1. Tổng quát vếồ RBS 6601 3.1.1. Giới thiệu RBS 6601 là 1 phiễn bản của dòng RBS 6000, bao gôầm 1 khôếi indoor chính Main Unit (MU) và những RRU được thiễết kễế lăếp trễn cột , giữa RBS 6601 và RRU được liễn kễết với nhau băầng dầy quang, chiễầu dài tôếi đa của môễi sợi quang này là 40km. Ngoài ra RBS 6601 còn hôễ trợ GPS và báo động ngoài. Đôếi với WCDMA thì RBS thông thường được thiễết lập là 3 hướng và 4 sóng mang. Còn đôếi v ới GSM thông thường thì 3 hướng với 8 sóng mang và đôếi với LTE thông th ường thì 3 h ướng. Sôế lượng RRU được hôễ trợ phụ thuộc vào cầếu hình vô tuyễến có săễn. Hình 3.1: Cầếu trúc tổng quát RBS 6601 SVTH: NGUYỄỄN THỄẾ HẬU LỚP: D08VTA1 Trang 15 Chương III: Cầếu trúc chức năng các thành phầần của trạm BTS 3G 3.1.2. Các tính năng chính  Bao gồm một khối khung dựa trên khối chính và được lưu trữ trong một cấu trúc khung 19 inch  Có nguồn cung cấp -48 V DC (hai dây)  Hỗ trợ hệ thống định vị toàn cầu (GPS)  Hỗ trợ tích hợp báo động ngoài 3.1.3. Các thông số kĩ thuật Các thồng sồế cơ học: Kích thước Chiều cao 66 mm Độ rộng mặt trước 483 mm (19 inch) Độ rộng mặt bên 350 mm Trọng lượng Main unit được trang bị đầy đủ < 10kg Bảng 3.1 Kích thước khôếi MU RBS 6601 Các yêu cầu về nguồn điện và công suất tiêu thụ: -Main unit có sẵn giao diện một dây đôi nguồn-48VDC Điều kiện Giá trị và phạm vi Điện áp danh định -48 V DC Dải điện áp hoạt động -40,0 đến -57,6 V DC Điện áp không phá hủy 0 đến -60 V DC Bảng 3.2: Yêu cầu về nguồn điện của tủ RBS 6601 -Công suất tiêu thụ của main unit phụ thuộc vào cấu hình DU. Những số liệu trình bày trong bảng cũng bao gồm công suấtcho một SAU bên ngoài (10w). Lưu ý: Những số liệu sau đây đại diện cho mức tiêu thụ công suất tối đa và không được sử dụng để tính tiêu thụ công suất trung bình: Cấu hình DU Công suất tiêu thụ tối đa, main unit 1 x DUW 305 W 2 x DUG 145 W 2 x DUL 250 W Bảng 3.3: Công suất tiêu thụ 3.1.4. Môi trường điều hành Sau đây là một danh sách các giá trị môi trường để khối chính điều hành thông thường: Nhiệt độ: +5 đến +50o C Độ ẩm tương đối 5 đến 85% Độ ẩm tuyệt đối 1 đến 25g/m3 Nhiệt độ thay đổi tối đa 0.5o C/phút SVTH: NGUYỄỄN THỄẾ HẬU LỚP: D08VTA1 Trang 16 Chương III: Cầếu trúc chức năng các thành phầần của trạm BTS 3G 3.1.5. Cầu chì và bộ cầu dao khuyến nghị Khối chính có cầu chì nguồn DC bên ngoài phải đáp ứng các đặc điểm sau:  Cầu chì, loại GL-GG-GD, phù hợp với IEC / EN 60 269-1 và 248-8 UL  Cầu dao phù hợp với IEC 60 947-2 và UL 489A Các khuyến nghị về cầu chì và dây cáp được đưa ra trong Bảng 5 được dựa trên điện năng tiêu thụ đỉnh và không có thông tin về điện năng tiêu thụ trong hoạt động bình thường. Đánh giá cầu chì tối thiểu phụ thuộc vào cấu hình DU. Nếu cấu hình nút là một cấu hình hệ thống hỗ trợ kép thì mỗi hệ thống hỗ trợ đòi hỏi một cáp DC và cầu chì riêng biệt . 3.2. Cấu trúc khối MU RBS 6601 3.2.1. Khồếi quạt Hình 3.2: RBS 6601 khôếi chính với DUW Những quạt được đặt trong một mô-đun quạt có thể thay thế nằm ở mặt sau của khối chính. 3.2.2. Hệ thồếng hồỹ trợ Hệ thống hỗ trợ kiểm soát hệ thống khí bao gồm cả quạt. Hệ thống cũng là giao diện DC cho RBS và phân phối nguồn cho những DU và SAU bên ngoài. Một EC bên ngoài định tuyến và gắn liền trong báo động cũng được hỗ trợ. 3.2.3. Khung di chuỹển Khung di chuyển có thể được đặt cách 0 mm, 58 mm, hoặc 80 mm từ phía trước để đảm bảo rằng các khối chính vừa với kệ với các độ sâu khác nhau. 3.2.4. DU DU cung cấp chuyển mạch, quản lý lưu lượng truy cập, thời gian, xử lý dải nền và giao diện vô tuyến. 3.3. Yêu cầu lắp đặt 3.3.1. Lắp đặt khối chính Khối chính cao 1.5 U và có thể được lắp đặt trên hoặc dưới sắp xếp trong một khung 19 inch phù hợp với IEC 60297. Hai khối chính có thể được lắp đặt trực tiếp lên trên nhau. Khoảng cách tối thiểu phía sau của khối chính với phía sau giá đỡ bức tường SVTH: NGUYỄỄN THỄẾ HẬU LỚP: D08VTA1 Trang 17 Chương III: Cầếu trúc chức năng các thành phầần của trạm BTS 3G là 50 mm cho thoát khí. Nếu các khung được trang bị một cánh cửa, khoảng cách tối thiểu 50 mm giữa phía trước của khối chính với cửa để cung cấp không gian cho cáp và lượng không khí. Các khối chính của khung di động có thể được thay đổi lên đến 80 mm theo chiều ngang để đặt khối chính ở vị trí tốt nhất trong giá đỡ. 3.3.2. Sơ đồ bố trí Khối chính có thể được lắp đặt kệ hoặc tủ đứng tự do mà không liên quan với các tủ khác, dựa vào tường hoặc trước sau hoặc bên cạnh tủ khác. Thông tin về vị trí của tủ có thể được tìm thấy trong hướng dẫn sử dụng tủ. Khoảng cách tối thiểu 200 mm giữa phía trên cùng của khung và thang cáp và khoảng cách tối thiểu là 300 mm giữa trần nhà và thang cáp để cung cấp đủ không gian làm việc và để đảm bảo luồng không khí đầy đủ, xem hình 3.3 Hình 3.3: Sơ đồồ vị trí tủ chính và thang cáp 3.4. Sơ đồồ kếết nồếi Để có thể lăếp đặt chính xác tránh sai sót gầy hư hỏng, quá trình kễết nôếi các dầy dầễn phải tuần theo các nguyễn tăếc và chỉ dầễn từ phía nhà sản xuầết. SVTH: NGUYỄỄN THỄẾ HẬU LỚP: D08VTA1 Trang 18 Chương III: Cầếu trúc chức năng các thành phầần của trạm BTS 3G Hình 3.5 : Các vị trí kễết nôếi 3.4.1. Vị trí A - Giao diện nối đất Tất cả thiết bị phải được kết nối với củng một hệ thống thiết bị đầu cuối nối đất chính (MET) bên trong các phòng thiết bị bằng cách sử dụng một cáp nối đất 16 mm2 . Điểm nối đất được đặt ở mặt sau của khối chính và bao gồm của một vít M8, đai ốc và vòng đệm như thể hiện trong hình 3.6 SVTH: NGUYỄỄN THỄẾ HẬU LỚP: D08VTA1 Trang 19 Chương III: Cầếu trúc chức năng các thành phầần của trạm BTS 3G Hình 3.6: Giao diện nôếi đầết 3.4.2. Vị trí B – Giao diện báo động gắn liền bên ngoài Khối chính hỗ trợ 8 cổng báo động gắn liền cho khách hàng cụ thể báo động bên ngoài. Một báo động có thể được kích hoạt bởi một điều kiện mở hoặc đóng. Các báo động bên ngoài được kết nối với một khe cắm 8x2 như trong hình 3.7: Hình 3.7: Giao diện báo động ngoài 3.4.3. Vị trí C – Giao diện SAU SAU là tùy chọn và được cài đặt bên ngoài tủ. Nguồn được cung cấp từ khối chính đến SAU qua kết nối RJ-45 10 cực như trong hình 3.8: SVTH: NGUYỄỄN THỄẾ HẬU LỚP: D08VTA1 Trang 20