Tài liệu Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ pon để quy hoạch, nâng cấp và tối ưu hóa mạng truyền dẫn 3g

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP --------------------------------------- LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ PON ĐỂ QUY HOẠCH, NÂNG CẤP VÀ TỐI ƢU HÓA MẠNG TRUYỀN DẪN 3G WCDMA Ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mã số : Học viên : NGÔ MINH ĐỨC Ngƣời HD khoa học : PGS.TS NGUYỄN THANH HÀ Thái Nguyên, năm 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP --------------------------------------- LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ PON ĐỂ QUY HOẠCH, NÂNG CẤP VÀ TỐI ƢU HÓA MẠNG TRUYỀN DẪN 3G WCDMA Học viên: NGÔ MINH ĐỨC Mã số: Ngƣời HD khoa học: PGS.TS NGUYỄN THANH HÀ HƢỚNG DẪN KHOA HỌC KHOA SAU ĐẠI HỌC PGS.TS. NGUYỄN THANH HÀ HỌC VIÊN BGH TRƢỜNG ĐHKTCN NGÔ MINH ĐỨC Thái Nguyên, năm 2011 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Trừ các phần tham khảo đã đƣợc nêu rõ trong Luận văn. Tác giả Ngô Minh Đức LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn Thầy giáo – PGS.TS. Nguyễn Thanh Hà, ngƣời đã hƣớng dẫn và giúp đỡ tận tình từ định hƣớng đề tài, tổ chức thực nghiệm đến quá trình viết và hoàn chỉnh Luận văn. Tác giả bày tỏ lòng biết ơn đối với các thầy cô trong khoa Điện tử viễn thông phòng Đào tạo, Khoa Sau đại học - Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành Luận văn này. Do năng lực bản thân còn nhiều hạn chế nên Luận văn không tránh khỏi sai sót, tác giả rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của các Thầy, Cô giáo, các nhà khoa học và các bạn đồng nghiệp. Học viên Ngô Minh Đức Contents Lời nói đầu ................................................................................................................................. 2 DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT ................................................................................................... 6 Chƣơng 1 : ............................................................................................................................ 14 TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG THẾ HỆ BA W-CDMA .................................... 14 1.1 Giới thiệu công nghệ W-CDMA ................................................................................ 14 1.2 Cấu trúc mạng W-CDMA .......................................................................................... 16 1.2.1 Mạng truy nhập vô tuyến UTRAN. ..................................................................... 18 1.2.1.1 Đặc trƣng của UTRAN .............................................................................. 19 1.2.1.2 Bộ điều khiển mạng vô tuyến UTRAN ........................................................ 19 1.2.1.3 Node B......................................................................................................... 20 1.2.2 Giao diện vô tuyến .............................................................................................. 20 1.2.2.1 Giao diện UTRAN – CN, IU ........................................................................ 21 1.2.2.2 Giao diện RNC – RNC, IUr........................................................................... 22 1.2.2.3 Giao diện RNC – Node B, IUb .................................................................... 22 1.3 Kết luận chƣơng . ...................................................................................................... 23 Chƣơng 2: CÔNG NGHỆ PON VÀ CÁC CHUẨN HÓA PON. ........................................ 23 2.1 Mạng quang tích cực AON và mạng quang thụ động PON ....................................... 23 2.1.1 AON .................................................................................................................... 23 2.1.2 Mạng PON.......................................................................................................... 25 2.1.3 Các chuẩn trong mạng PON ................................................................................ 28 2.1.3.1 B-PON .......................................................................................................... 28 2.1.3.2 BPON và Gigabit PON ............................................................................... 29 2.1.3.3 WDM-PON .................................................................................................. 32 2.1.3.4 CDMA-PON................................................................................................. 33 2.1.4. Bộ tách/ghép quang và topo trong mạng PON ................................................... 34 2.1.4.1 Bộ tách/ghép quang ...................................................................................... 34 2.1.4.2.Topo hình cây ............................................................................................... 37 2.1.4.3 Topo dạng bus .............................................................................................. 38 2.1.4.4 Topo dạng vòng............................................................................................ 39 2.1.4.5 Topo hình cây kết hợp topo dạng vòng hoặc đƣờng tải phụ ........................ 40 2.1.5. PON MAC layer ................................................................................................. 41 2.1.5.1 Giao thức điều khiển đa điểm MPCP(Multi-Point Control Protocol) ......... 41 2.1.5.2 PON với kiến trúc IEEE 802 ....................................................................... 46 CHƢƠNG 3: ............................................................................................................................ 50 ỨNG DỤNG PON ................................................................................................................... 50 ĐỂ QUY HOẠCH, NÂNG CẤP, TỐI ƢU HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN CHO MẠNG 3G . 50 3.1 Giới thiệu:................................................................................................................... 50 3.2 Nhu cầu tối ƣu hóa mạng Backhaul ........................................................................... 52 3.3 Quy hoạch mạng tích hợp PON-WCN ....................................................................... 53 3.3.1 Mô hình hệ thống PON-WCN tích hợp .............................................................. 54 3.3.1.1 Các đối tƣợng chính trong PON-WCN tích hợp .......................................... 55 3.3.1.2 Các chế độ tích hợp ...................................................................................... 55 3.3.2 Truyền dẫn kết hợp trong PON-WCN tích hợp. ................................................ 56 3.3.3 Mô hình phủ và truyền sóng vô tuyến ................................................................ 57 Trong đó P là công suất của ONU-BS phối hợp gần nhất thu đƣợc tại SS. ................. 58 3.3.4 Mô hình truyền dẫn trong sợi quang. .................................................................. 58 3.4 Giải pháp. ................................................................................................................... 65 3.4.1 Chia tách các bài toán.......................................................................................... 66 3.4.2 Xấp xỉ tuyến tính dựa trên sự tái lập lại. ............................................................. 66 1 3.5 Các kết quả số học và các nghiên cứu điển hình. ....................................................... 69 3.6 Tổng kết...................................................................................................................... 75 PHỤ LỤC 1 .............................................................................................................................. 78 Chƣơng 4: ................................................................................................................................. 80 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU TƢƠNG LAI ....................................................... 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................ 82 Lời nói đầu ----------@---------2 Thông tin di động số đang ngày càng phát triển mạnh mẽ trên thế giới với những ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực thông tin, trong dịch vụ và trong cuộc sống hằng ngày. Các kĩ thuật không ngừng đƣợc hoàn thiện đáp ứng nhu cầu của ngƣời tiêu dùng. Công nghệ điện thoại di động phổ biến nhất thế giới GSM đang gặp nhiều cản trở và sẽ sớm bị thay thế bằng những công nghệ tiên tiến hơn, hỗ trợ tối đa các dịch vụ nhƣ Internet, truyền hình... Hệ thống viễn thông di động thế hệ hai là GSM và IS 95. Những công nghệ này ban đầu đƣợc thiết kế để truyền tải giọng nói và nhắn tin. Để tận dụng đƣợc tính năng của hệ thống 2G khi chuyển hƣớng sang 3G cần thiết có một giải pháp trung chuyển. Các nhà khai thác mạng GSM có thể bắt đầu chuyển từ GSM sang 3G bằng cách nâng cấp hệ thống mạng lên GPRS (Dịch vụ vô tuyến chuyển mạch gói), tiếp theo là EDGE (tiêu chuẩn 3G trên băng tần GSM và hỗ trợ dữ liệu lên tới 384kbit) và UMTS (công nghệ băng thông hẹp GSM sử dụng truyền dẫn CDMA), và WCDMA. 3G là một bƣớc đột phá của ngành di động, bởi vì nó cung cấp băng thông rộng hơn cho ngƣời sử dụng. Điều đó có nghĩa sẽ có các dịch vụ mới và nhiều thuận tiện hơn trong dịch vụ thoại và sử dụng các ứng dụng dữ liệu nhƣ truyền thông hữu ích nhƣ điện thoại truyền hình, định vị và tìm kiếm thông tin, truy cập Internet, truyền tải dữ liệu dung lƣợng lớn, nghe nhạc và xem video chất lƣợng cao,… Truyền thông di động ngày nay đã và đang đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống. Việc vẫn có thể giữ liên lạc với mọi ngƣời trong khi di chuyển đã làm thay đổi cuộc sống riêng tƣ và công việc của chúng ta. Tuy nhiên, thị trƣờng viễn thông càng mở rộng càng thể hiện rõ những hạn chế về dung lƣợng và băng thông của các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai. Sự ra đời của hệ thống di động thế hệ thứ ba với các công nghệ tiêu biểu nhƣ WCDMA hay HSPA là một tất yếu để có thể đáp ứng đƣợc nhu cầu truy cập dữ liệu, âm thanh, hình ảnh với tốc độ cao, băng thông rộng của ngƣời sử dụng. Trong lộ trình phát triển, các mạng GPRS/EDGE và tiếp theo là UMTS đƣợc triển khai trên nền mạng GSM truyền thống nhằm đem lại thêm tài nguyên vô tuyến để cung cấp các dịch vụ dữ liệu tốc độ cao, và tăng chất lƣợng dịch vụ thoại. Quá trình phát triển này đòi hỏi dung lƣợng mạng truyền dẫn (backhaul) phải đƣợc mở rộng để 3 truyền tải lƣu lƣợng lớn hơn từ trạm gốc (BS) đến trung tâm chuyển mạch (MSC). Tuy nhiên, hệ thống truyền dẫn của UMTS dựa trên công nghệ truyền dẫn IP hoặc ATM, trong khi của mạng GSM truyền thống dựa trên công nghệ TDM. Vậy yêu cầu đặt ra là cần phải nâng cấp mạng TDM của GSM. Việc xây dựng hai mạng riêng biệt cho GSM và UMTS là không hiệu quả, đặc biệt khi các nhà khai thác di động hy vọng UMTS sẽ dần thay thế GSM, và nhƣ vậy mạng truyền dẫn GSM dần dần sẽ bị xoá bỏ. Trong hệ thống PON, kết nối mạng quang (ONT) có khả năng hỗ trợ kết nối dịch vụ điện thoại truyền thống qua giao diện POTS (Plain Old Telephone Service) và các giao tiếp truyền dữ liệu tốc độ cao nhƣ Ethernet và DSL. Đầu cuối đƣờng dây quang (OLT) bao gồm các khối giao tiếp PON, một kết cấu chuyển mạch dữ liệu và các phần tử điều khiển NE (Network Element). Tại hƣớng xuống, OLT phát quảng bá dữ liệu tới tất cả các ONU. Tín hiệu hƣớng xuống bao gồm dữ liệu cho các ONT, từ mào đầu Khai thác Quản lý và Bảo dƣỡng (Operations Administration and Maintenance - OAM) và các tín hiệu đồng bộ cho các ONT gửi dữ liệu hƣớng lên. Dựa vào các thông tin về khe thời gian (kênh), địa chỉ gói/tế bào, bƣớc sóng, mã CDMA mà các ONT tách dữ liệu tƣơng ứng với thuê bao của khách hàng. Trong hƣớng lên, mỗi một ONU cần có giao thức điều khiển truy nhập môi trƣờng MAC (Medium Access Control) để chia sẻ PON. Giao thức MAC thƣờng đƣợc sử dụng trong PON là đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA (Time Division Multiple Access), khi đó mỗi ONT đƣợc cấp một khe thời gian (kênh) để gửi dữ liệu của mình tới OLT. Ngoài ra trong hƣớng lên cần phải có khoảng thời gian bảo vệ giữa các nhóm gói dữ liệu của các ONT, khoảng thời gian này phải đảm bảo sao cho tại bộ thu OLT dữ liệu không bị trùm phủ lên nhau. Thông thƣờng các hệ thống TDMA PON gán trƣớc một tỷ lệ phân chia cố định băng thông hƣớng lên cho các ONT mà không quan tâm có bao nhiêu dữ liệu đƣợc gửi đi. Một giải pháp để phân bổ băng thông cho các ONT là sử dụng giao thức phân bổ băng thông động (Dynamic Bandwidth Allocation - DBA). DBA là giao thức cho phép các ONT gửi yêu cầu về băng thông tới OLT nhằm sử dụng hiệu quả băng thông hƣớng lên. Các thông tin yêu cầu có thể là các mức đầy hàng đợi đầu vào cho các lớp dịch vụ khác nhau. OLT đánh giá các yêu cầu từ các ONT và gán băng thông cho gửi dữ liệu hƣớng lên ở lần kế tiếp theo. OLT cũng có thể tích hợp chức năng thỏa thuận 4 mức dịch vụ SLA (Service Level Agreement) để kết hợp với DBA trong việc phân bổ băng thông. Thông thƣờng các hệ thống PON truyền dữ liệu cả hƣớng xuống và hƣớng lên trong cùng một sợi quang. Trên mỗi sợi mặc dù các bộ nối định hƣớng cho phép sử dụng cùng một bƣớc sóng cho cả 2 hƣớng, tuy nhiên đối với các hệ thống truyền tải tốc độ cao để đảm bảo chất lƣợng thì thông thƣờng mỗi hƣớng sử dụng một bƣớc sóng riêng. Trong các mạng PON các bƣớc sóng đƣợc sử dụng là 1490nm hoặc 1550nm cho hƣớng xuống và 1310nm cho tín hiệu đƣờng lên. Luận văn này xem xét một giải pháp sử dụng cùng một mạng truyền dẫn có thể hỗ trợ cho cả UMTS và GSM với GPRS/EDGE. Giải pháp này làm giảm yêu cầu dung lƣợng cần truyền dẫn của mạng backhaul bằng việc sử dụng phƣơng pháp nén tiên tiến cho lƣu lƣợng thoại GSM, lƣu lƣợng dữ liệu và phƣơng pháp ghép lƣu lƣợng thoại và dữ liệu của cả hai mạng GSM và UMTS. Luận văn này mô tả công nghệ PON, 3G và phát triển của mạng truyền dẫn GSM/UMTS để hỗ trợ EDGE và UMTS, nghiên cứu một cấu trúc tối ƣu với trọng tâm là các kỹ thuật công nghệ PON nhằm làm giảm sự lãng phí tài nguyên dải thông trên mạng truyền dẫn 3G để tiết kiệm dải thông, tối ƣu mạng truyền dẫn di động 3G. Xuất phát từ ý tƣởng muốn tìm hiểu công nghệ W-CDMA, mạng W-CDMA và công nghệ PON tôi đã thực hiện luận văn: “Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ PON để quy hoạch, nâng cấp và tối ƣu hóa mạng truyền dẫn 3G”. Luận văn này tôi trình bày 3 chƣơng, với nội dung chính là chƣơng 2, chƣơng 3, gồm có : Chƣơng 1 : Hệ thống thông tin di động thê hệ thứ 3 W-CDMA, Chƣơng 2 : Công nghệ PON và các chuẩn hóa PON, Chƣơng 3 : dẫn 3G, Ứng dụng PON để quy hoạch, nâng cấp và tối ƣu hóa mạng truyền 5 Chƣơng 4 : Kết luận và hƣớng mở của luận văn. Trong quá trình làm luận văn khó tránh khỏi sai sót, em rất mong sự chỉ dẫn của các thầy cô giáo và sự góp ý của các bạn để luận văn đƣợc hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy PGS, TS. Nguyễn Thanh Hà và các thầy cô giáo đã giúp em hoàn thành luận văn này !. Thái Nguyên, ngày tháng 11 năm 2010. Học viên Ngô Minh Đức DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT AP Access Point ACCH Associated Control Channels ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line A-F Amplify-and-Forward AGC Auto-gain Control AI Acquisition Indicator AMPS Advanced Mobile Phone System 6 AON Active Optical Network APC Auto Power Control APD Avalanche Photodiode ARQ Automatic Repeat Request AS Access Stratum ATC Automatic Threshold Control ATM Automated Teller Machine AWG Array Waveguide Grating AWGN Additive White Gaussian Noise BAN Broadband Access Networks BCCH Broadcast Control Channel BCH Broadcast Channel BER Bit Error Ratio BLD Bottom Level Detector BM-CDR Burst-mode Clock Data Recovery BM-LDD Burst-mode Laser Diode Driver BOSA Bidirectional Optical Sub-Assembly BPON Broadband Passive Optical Network BPSK Binary Phase Shift Keying BS Base Station BSC Base Station Controler BSS Base Station Subsystem BTS Base Tranceiver Station BWA Broadband Wireless Access C/I Carrier to Interference ratio CAPEX Captical Expenditure CATV Cable Television CCCH Common Control Channel CCPCH Common Control Physical Chanel CDMA CDMAPON CDR Code Division Multiple Access C-F Compress-and-Forward Code Division Multiple Access Passive Optical Network Clock Data Recovery 7 CMRP Capacity Maximization with RS Placement CO Central Office CP Candidate Position CPCC Common Power Control Chanel CPCH Common Packet Chanel. CPICH Common Pilot Chanel CR Chip Rate CR Cooperative Relaying CRC Cyclic Redundancy Check CS Circuit Switch CT Cooperative Transmissions DBA Dynamic Bandwidth Allocation DCA Dynamic Chanel Allocation DCCH Dedicated Control Channel D-F Decode-and-Forward DFB Distributed Feedback Bragg DLP Dimensioning and Location Planning DPCCH Dedicated Physical Control Chanel DPCH Dedicated Physical Chanel DPDCH Dedicated Physical Data Chanel DSCH Downlink Shared Chanel DSL Digital Subscriber Line DSP Dimensioning and Site Planning DTCH Dedicated Traffic Chanel DTE Data Terminal Equipment EDGE Enhanced Data rate for GSM Evolution. EFM Ethernet in First Mile EPON Ethernet Passive Optical Networks ETSI European Telecommunications Standards Institute FACCH Fast Associated Control Channel FACH Forward Access Chanel FAUSCH Fast Uplink Signalling Chanel FCCCH Forward Common Control Chanel 8 FCCH Frequency Correction Channel FDCCH Forward Dedicated Control Chanel FDD Frequency Division Duplex FDMA Frequency Division Multiple Access FDMA Frequence Division Multiple Access FMC Fixed Mobile Convergence F-P Fabry Perot FRS Feasible-Relay-Sequence FSAN Full Service Access Network FSK Frequency Shift Keying FTP File Transfer Protocol FTTC Fiber-to-the-Curb FTTH Fiber-to-the-Home GA Genetic Algorithm GEM GPON Encapsulation Method GOS Grade Of Service GPON Gigabit Passive Optical Network GPON Gigabit Passive Optical Networks GPRS General Packet Radio Services GPS Global Position System GSM Global System for Mobile Communication GTC GPON Tranmission Conversion Handover Chuyển giao. HDTV High-definition Television HFC Hybrid Fiber Coaxial HH Hard Handoff HSCSD Hight Speed Circuit Switched Data IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineering IETF Internet Engineering Task Force ILP Integer Linear Program IMSI International Mobile Subscriber Identity IMT-2000 International Mobile Telecommunication IP Internet Protocol 9 IPTV Internet Protocol TeleVision IS-136 Interim Standard 136 IS-54 Interim Standard 54 IS-95A Interim Standard 95A ISDN Integrated Servive Digital Network ITU-R International Mobile Telecommunication Union Radio Sector IWF InterWorking Function LAC Link Access Control LAI Location Area Indentify LB Lower Bound LDS Laser Driver Stage LED Light Emitting Diode LLC Logical Link Control LLID Link Logic ID LOS Line of Sight LR Location Registration LTE Long Term Evolution LVCMOS Low-Voltage CMOS MAC Medium Access Control MAC Media Access Control MAN Metropolitan Area Network ME Mobile Equipment MIMO Multiple Input Multiple Output MINLP Mixed Integer Non-Linear Program MMR Mobile Multi-hop Reply MPCPDU Muli-Point Control Protocol Data Unit MS Mobile Station MSC Mobile Service Switching Center MTBF Mean Time Between Failure MTP Message Transfer Part NAS Non-Access Stratum NCT Non-Cooperative Relaying NE Network Element 10 NLOS Non Line of Sight Node B Là nút logic kết cuối giao diện IuB với RNC. NPA NPHARD NSS Network Power Assembly NTT Nippon Telegraph and Telephone OAM Operations Administration and Maintenance ODMA Opportunity Driven Multiplex Access ODN Optical Distribution Network OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplex OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access OLT Optical Line Terminal OM Operation and Management ONT Optical Network Terminal ONU Optical Network Unit OPEX Operational Expenditure OSA Optical Sub-Assembly P2P Peer to Peer PAGCH Paging and Access PC Personal Computer PCCC Parallel Concatenated Convolutional Code PCCH Paging Contrlo Chanel PCH Paging Channel PCPCH Physical Common Packet Chanel PCS Personal Communication Services PD Photodiode PECL Positive Emitter-Coupler Logic PHY Physical PLM Power Leveling Mechanism PLMN Public Land Mobile Network PLOAM Physical Layer Operation Administration and Maintenance PLP Packet Layer Preample PMD Physical Media Dependant Nondeterministic Polynomial-time hard Network and Switching Subsystem 11 PMP Point-to-Multi-Point PON Passive Optical Networks POTS Plain Old Telephone Service PS Potential Site PSTN Public Switched Telephone Network PtPE Point to Point Emulation QAM Quadrature Amplititude Modulation QoS Quality of Service RACH Random Access Channel RBA Resource Breakdown Assignment ROF Radio- Over-Fiber ROSA Receive Optical Sub-Assembly RRC Radio Resource Control RS Relay Station RTT Round Trip Time SCH Synchronization Channel SDCCH Stand alone Dedicated Control Channel SDH Synchronous Digital Hierarchy SDMA Space Division Multiple Access SDV Switched Digital Video SerDes Serializer/Deserializer SFF Small Form Factor SLA Service Level Agreement SME Share Medium Emulation SNR Signal-to-Noise Ratio SRD Step Recovery-Time Diode SNR Signal-to-Noise Ratio SS Subscriber Station TACH Traffic and Associated Channel TCH Traffic Channel TCP TDD Transmission Control Protocol Time Division Duplexing TDM Time Division Multiplexing 12 TDMA TDMAPON TDP Time Division Multiple Access TIA Transimpedance Amplifier TOSA Transmit Optical Sub-Assembly TP Test Point UB Upper Bound UMTS Universal Mobile Telecommunications Systems UT User Terminal UTRAN Universal Terrestrial Radio Access Network UWB Ultra-WideBand UWB Ultra-WideBand VA Voice Activity factor VBR Variable Bit Rate VCI Virtual Circuit Identifier VCSEL Vertical Cavity Surface Emitting Laser VIP Very Important Point VOD Voice on Demand VoIP Voice over Internet Protocol VPI Virtual Path Identifier VPN Virtual Private Network WCDMA Wideband Code Division Multiplex Access WCN Wireless Cooperative Network WDM WDMPON Wi-Fi Wavelength Division Multiplexing WiMAX Worldwide Interoperability Microwave Access WLAN Wireless Local Area Network WMAN Wireless Metropolitan Area Networks WPAN WSN 1-D Wireless Sensor Networks One Dimensional 2-D Two Dimensional 3GPP The Third Generation Partnership Project Time Division Multiple Access Passive Optical Network Transmit and Dispersion Penalty Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network Wireless Fidelity 13 Chương 1 : TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG THẾ HỆ BA W-CDMA 1.1 Giới thiệu công nghệ W-CDMA Chƣơng này sẽ giới thiệu về công nghệ W-CDMA, cấu trúc mạng W-CDMA, mạng truy nhập vô tuyến UTRAN, các giao diện vô tuyến và đặc trƣng riêng của chúng, ta sẽ có cái nhìn tổng quan về mạng W-CDMA 3G . WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access - truy cập đa phân mã băng rộng) là công nghệ 3G hoạt động dựa trên CDMA và có khả năng hỗ trợ các dịch vụ đa phƣơng tiện tốc độ cao nhƣ video, truy cập Internet, hội thảo hình... WCDMA nằm trong dải tần 1920 MHz -1980 MHz, 2110 MHz - 2170 MHz. W-CDMA giúp tăng tốc độ truyền nhận dữ liệu cho hệ thống GSM bằng cách dùng kỹ thuật CDMA hoạt động ở băng tần rộng thay thế cho TDMA. Trong các công nghệ thông tin di động thế hệ ba thì W-CDMA nhận đƣợc sự ủng hộ lớn nhất nhờ vào tính linh hoạt của lớp vật lý trong việc hỗ trợ các kiểu dịch vụ khác nhau đặc biệt là dịch vụ tốc độ bit thấp và trung bình. W-CDMA có các tính năng cơ sở sau : - Hoạt động ở CDMA băng rộng với băng tần 5MHz. - Lớp vật lý mềm dẻo để tích hợp đƣợc tất cả thông tin trên một sóng mang. 14 - Hệ số tái sử dụng tần số bằng 1. - Hỗ trợ phân tập phát và các cấu trúc thu tiên tiến. Nhƣợc điểm chính của W-CDMA là hệ thống không cấp phép trong băng TDD phát liên tục cũng nhƣ không tạo điều kiện cho các kỹ thuật chống nhiễu ở các môi trƣờng làm việc khác nhau. Hệ thống thông tin di động thế hệ ba W-CDMA có thể cung cấp các dịch vụ với tốc độ bit lên đến 2MBit/s. Bao gồm nhiều kiểu truyền dẫn nhƣ truyền dẫn đối xứng và không đối xứng, thông tin điểm đến điểm và thông tin đa điểm. Với khả năng đó, các hệ thống thông tin di động thế hệ ba có thể cung cấp dể dàng các dịch vụ mới nhƣ : điện thoại thấy hình, tải dữ liệu nhanh, ngoài ra nó còn cung cấp các dịch vụ đa phƣơng tiện khác. Đa phương tiện di động KBit/s 2M Truyền hình hội nghị (Chất lượng cao) Y tế từ xa 64 Truy nhập Interne t Video Báo điện tử 32 Các dịch vụ phân phối thông tin Video theo yêu cầu Truyền thanh di động Karaoke ISDN Truyền hình di động Tin tức Thư tiếng Đàm thoại hội nghị WWW Xuất bản điện tử 16 9.6 2.4 Truy nhập cơ sở dữ liệu Mua hàng theo Catalog 384 Truyền hình hội nghị (Chất lƣợng thấp) Quảng bá Điện thoại Dự báo H.ảnh thời tiết Thư điện tử Số liệu Thư điện tử FAX Tiếng 1.2 Thông tin Đối xứng Không đối xứng FTP Đa phương lưu lượng Điểm đến điểm Đa điểm Hình 1.1 Các dịch vụ đa phƣơng tiện trong hệ thống thông tin di động thế hệ ba Các nhà khai Điện thácthoại có IPthể Thông tin nghỉkhách ngơi cung cấp rất nhiều dịch vụ đối với hàng, từ các dịch vụ điện thoại khác nhau với nhiều dịch vụ bổ sung cũng nhƣ các dịch vụ không vv… thƣ điện tử, FPT… liên quan đến cuộc gọi nhƣ Công trình nghiên cứu của các nƣớc châu Âu cho W-CDMA bắt đầu từ đề án 15