Chủ Nhật, 14 tháng 10, 2012

Mạng thông tin di động CDMA

Công nghệ CDMA

CDMA (viết đầy đủ là Code Division Multiple Access) nghĩa là đa truy nhập (đa người dùng) phân chia theo mã. Khác với GSM phân phối tần số thành những kênh nhỏ, rồi chia sẻ thời gian các kênh ấy cho người sử dụng. Trong khi đó thuê bao của mạng di động CDMA chia sẻ cùng một giải tần chung. Mọi khách hàng có thể nói đồng thời và tín hiệu được phát đi trên cùng một giải tần. Các kênh thuê bao được tách biệt bằng cách sử dụng mã ngẫu nhiên. Các tín hiệu của nhiều thuê bao khác nhau sẽ được mã hoá bằng các mã ngẫu nhiên khác nhau, sau đó được trộn lẫn và phát đi trên cùng một giải tần chung và chỉ được phục hồi duy nhất ở thiết bị thuê bao (máy điện thoại di động) với mã ngẫu nhiên tương ứng. Áp dụng lý thuyết truyền thông trải phổ, CDMA đưa ra hàng loạt các ưu điểm. Cụ thể:

  • Công nghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA (GSM) là công nghệ truyền sóng kỹ thuật số, cho phép một số người dùng truy nhập vào cùng một kênh tần số mà không bị kẹt bằng cách định vị những rãnh thời gian duy nhất cho mỗi người dùng trong mỗi kênh (Và đây là lý do khi có quá nhiều thuê bao cùng sử dụng thì hệ thống bị treo). Công nghệ này đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu ít tốn kém hơn CDMA. Còn công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã CDMA là công nghệ trải phổ cho phép nhiều tần số được sử dụng đồng thời; mã hóa từng gói tín hiệu số bằng một mã khóa duy nhất và gửi đi. Bộ nhận CDMA chỉ biết nhận và giải mã (đây là lý do công nghệ này có tính bảo mật tín hiệu cao hơn TDMA (GSM), chất lượng cuộc gọi cũng tốt hơn, âm thanh trung thực do việc mã hóa tín hiệu và giải mã do chính thiết bị đầu cuối thực hiện bằng mã (ESN) của mình). Theo các chuyên gia, xét ở góc độ bảo mật thông tin, CDMA có tính năng ưu việt hơn.
  • Nhờ hệ thống kích hoạt thoại, hiệu suất tái sử dụng tần số trải phổ cao và điều khiển năng lượng, nên nó cho phép quản lý số lượng thuê bao cao gấp 5-20 lần so với công nghệ GSM. Áp dụng kỹ thuật mã hóa thoại mới, CDMA nâng chất lượng thoại lên gần bằng với hệ thống điện thoại hữu tuyến.
  • Đối với điện thoại di động, để đảm bảo tính di động, các trạm phát phải được đặt rải rác khắp nơi. Mỗi trạm sẽ phủ sóng một vùng nhất định và chịu trách nhiệm với các thuê bao trong vùng đó. Với CDMA, ở vùng chuyển giao, thuê bao có thể liên lạc với 2 hoặc 3 trạm thu phát cùng một lúc, do đó cuộc gọi không bị ngắt quãng, làm giảm đáng kể xác suất rớt cuộc gọi.
  • Một ưu điểm khác nữa của CDMA là nhờ sử dụng các thuật toán điều khiển nhanh và chính xác, thuê bao chỉ phát ở mức công suất vừa đủ để đảm bảo chất lượng tín hiệu, giúp tăng tuổi thọ của pin, thời gian chờ và đàm thoại. Máy điện thoại di động CDMA cũng có thể sử dụng pin nhỏ hơn, nên trọng lượng máy nhẹ, kích thước gọn và dễ sử dụng.
  • Với cùng 1 công nghệ tương đương, CDMA luôn vượt trội hơn TDMA, cả về chất lượng cuộc gọi, tính bảo mật, tốc độ băng thông.
  • Cuối cùng, những máy điện thoại di động đang sử dụng chuẩn GSM hiện nay không thể sử dụng chuẩn CDMA. Nếu tiếp tục phát triển GSM, hệ thống thông tin di động này sẽ bắt buộc phải phát triển lên WCDMA-UMTS-3G mới đáp ứng được nhu cầu truy cập di động các loại thông tin từ mạng Internet với tốc độ cao.



2/ Lịch sử phát triển của công nghệ CDMA trên thế giới:

Lịch sử phát triển CDMA được bắt đầu bằng sự ra đời của lý thuyết truyền thông trải phổ trong thập niên 50, thời kỳ chiến tranh thế giới thứ II đang hồi cao trào (Hơi lạ phải ko?). Lúc này Mỹ đang chạy đua vũ trang với Liên Xô và Đức, hãng nhiệm vụ đặt ra là một quả ngư lôi thông minh hơn, đc điều khiển ngay cả khi đã ra khỏi tàu ngầm, ko bị nhiểu tín hiệu do tàu địch gây ra (RADIO là chuẩn chung thời đó mà)! Và truyền tín hiệu trải phổ ra đời! Hài hước là Hoa Kỳ đã ngay lập tức loại bỏ ý tưởng này!
Nhưng với hàng loạt các ưu điểm đi kèm, truyền thông trải phổ được ứng dụng trong thông tin quân sự Hoa Kỳ trong những năm sau đó (Lockheed Martin US-đã phát triển rất nhiều loại bộ đàm, điện thoại vô tuyến liên lạc trên mặt đất, tên lửa, ngư lôi, hệ thống định vị mặt đât,......). Đến thập niên 80, CDMA được phép thương mại hóa và chính thức được đề xuất bởi Qualcomm, một trong những công ty hàng đầu về công nghệ truyền thông.

Năm 1995, CDMA IS-95A là phiên bản đầu tiên được triển khai thương mại tại Hồng Kông qua Hutchison Telecom và phiên bản có tốc độ truyền 14kbit/giây này được thừa nhận như một trong những hệ thống thuộc thế hệ thứ 2(2G).

Năm 1996 CDMA bắt đầu thống trị trên thị trường Bắc Mỹ.

Năm 1997, IS - 95B được đưa ra với nhiều cải tiến về chất lượng đồng thời tốc độ truyền đến 64 kbit/giây. Đây là thế hệ di động thứ 2,5. Cùng năm này, số thuê bao CDMA trên toàn thế giới vào xấp xỉ 18 triệu thuê bao.

Năm 1998, CDMA 2000 1x hỗ trợ cả thoại và dữ liệu được đưa vào dự thảo IMT2000 (International Mobile Telecommunication 2000 - Đề án Truyền thông Di động Quốc tế 2000) do ITU (International Telecommunication Union - Liên minh Viễn thông Quốc tế) soạn thảo định nghĩa cho tiêu chuẩn truyền thông thế hệ thứ 3 (3G). Thuê bao CDMA lên đến 24 triệu người trên toàn thế giới.

Năm 1999, CDMA 2000 1x được công nhận là 3G và chính thức được công bố. Cuối năm 1999, thế giới đã có hơn 50 triệu thuê bao CDMA.

Năm 2000, 2 nhà khai thác hàng đầu tại Hàn Quốc là SK Telecom và LG Telecom triển khai thương mại hệ thống CDMA 2000 1x đầu tiên trên thế giới. Thế giới có 80 triệu thuê bao CDMA.

Năm 2001, CDMA 2000 1x EV trở thành một chuẩn của 3G.Chỉ trong 3 tháng, từ tháng 6 đến tháng 9/2002: từ 127 triệu thuê bao, CDMA đã vượt qua con số 134 triệu thuê bao.

2002, SFone chính thức cung cấp 1xEV.

2007, chuẩn Wimax 4G lần đầu đc thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, với tốc độ cực khủng! nhận dữ liệu với tốc độ 100 Megabyte/giây khi di chuyển và tới 1 Gb/giây khi đứng yên!!  

2009, Nga thử nghiệm 4G đến người dùng (máy HTC )

2010, NTT DoCoMo chính thức ra mắt 4G!


CDMA là công nghệ mạng di động thế hệ 2G, tồn tại cùng với GSM ở Việt Nam. CDMA thực ra là một công nghệ có nhiều ưu điểm, cho tốc độ cao hơn GSM và theo mình đánh giá là tốt hơn GSM tuy nhiên các nhà mạng CDMA của việt nam thì lại thất bại thảm hại (EVN bị sát nhập viettel, Ht mobile đổi tên sang việt nam mobile rồi đổi luôn công nghệ sang GSM, còn mỗi sfone sống lay lắt...) so với GSM, và là đề tài nóng hổi được nhiều người quan tâm, một số người cho rằng công nghệ GSM tốt hơn nên chiến thắng nhưng thực ra là không phải vậy, bản thân thì bố mẹ mình là người điện lực và bố mình làm bên EVN nên cũng có nghe nói lại 1 phần thông tin hôm nay chia sẻ lại :

  • EVN sử dụng phổ tần can nhiễu 450 MHz (nghe thày bình nói) và nói thực là "chả giống ai", tuy nhiên thấy vẫn nghe gọi được bình thường nên ở mức độ người dùng thì cũng chẳng ảnh hưởng lắm.
  • EVN đi đầu trong lĩnh vực cố định không dây, khởi đầu có lẽ là một nước đi đúng đắn và nghe nói lại là phát triển được 2 triệu máy.
  • Tuy nhiên cái dở nhất của EVN là thiết bị đầu cuối, thiết bị đắt, có 1 số chương trình cho máy nhưng hình như rất ít được quảng cáo hoặc chỉ người điện lực biết với nhau, khó thay thế sửa chữa, khó mua sim thẻ (ít nơi bán).
  • Trước evn hình như đi đầu tiên trong lĩnh vực internet từ điện thoại và bản thân đã dùng internet dial up của cố định không dây (115kbps) mấy tháng liền (nhưng sau ham hố xài nhiều quá mà hơn 4k 1 giờ nên gia đình đành lắp adsl, sau đó còn dùng toàn gần sát trần nên lại phải đổi sang dùng trọn gói luôn, he he). Nhưng chỉ chạy duy nhất trên win xp sp2 (sp3 vào tắt điện luôn), cài đặt rườm rà, cáp cũng độc quyền khó mua.
  • Làm ăn nhà nước kiểu quan liêu, lương bổng đãi ngộ không thu hút được nhân tài, nghe nói có mấy anh viễn thông thi vào xong làm một vài tháng rồi bỏ, cả phòng viễn thông điện lực không có ai chính quy viễn thông ra trường (chính quy bỏ hết mà) và chắc nghiệp vụ nhân viên cũng thế.
  • Triển khai cơ sở hạ tầng tốn kém hơn
Nói chung là evn, à nhầm CDMA là công nghệ mạnh, lên 3g cũng dùng W-CDMA, các bạn nên chú ý tránh nhầm lẫn quy kết.
Có thêm bài viết Cuộc đua giữa GSM và CDMA cho bạn nào máu đọc này.
NAT và cách thiết lập NAT server


Khái quát về NAT
NAT hay còn gọi là Network Address Translation là một kỉ thuật được phát minh lúc khởi đầu dùng để giải quyết vấn đề IP shortage, nhưng dần dần nó chứng tỏ nhiều ưu điểm mà lúc phát minh ra nó người ta không nghĩ tới, một trong những lợi điểm của NAT ngày nay được ứng dụng nhiều nhất là NAT cho phép
  1. Chia sẽ kết nối internet với nhiều máy bên trong LAN với một địa chỉ IP của WAN

    Một lợi điểm nữa của NAT là nó có thể làm việc như một
     
  2. Firewall, nó giúp dấu tất cả IP bên trong LAN với thế giới bên ngoài, tránh sự dòm ngó của hackers.
  3. Tính linh hoạt và sự dễ dàng trong việc quản lý
NAT giúp cho các home user và các doanh nghiệp nhỏ có thể tạo kết nối với internet một cách dễ dàng và hiệu quả cũng như giúp tiết kiệm vốn đầu tư.
NAT cũng có nhiều loại hay hình thức khác nhau, chúng ta sẽ nói sơ lược qua các dạng NAT
Static NAT
Với static NAT thì sự chuyển đổi packet giữa hai network, giữa nguồn và địa chỉ đến trở nên đơn giản và nhất định, các điều kiện về trạng thái kết nối không cần phải giử lại.  Nó chỉ cần nhìn vào mỗi IP packet khi chuyển đổi, các thông tin về mapping đều không cần thiết.  Static NAT sử dụng khi số lượng IP trong LAN bằng số lượng NAT-IP.
Các bạn có thể tham khảo hình sau đây về cấu hình static NAT.
Dynamic NAT
Dynamic NAT khác với static là các địa chỉ host IP được thay đổi liên tục mỗi lần tạo kết nối ra ngoài các host này sẽ nhận được một địa chỉ NAT-IP và mỗi lần như vậy NAT sẽ giữ lại thông tin IP của host này trong NAT Table của nó và cứ như thế.  Tuy nhiên cái bất lợi của dynamic NAT là khi NAT-IP được cung cấp hết do cùng một lúc có nhiều host rong LAN gởi yêu cầu thì lập tức sẽ không còn bất kì một kết nối nào được chuyển dịch nữa qua NAT vì NAT-IP đã được cấp phát hết và như vậy nó phải đợi tới lần kết nối sau.
Các bạn có thể tham khảo hình sau đây để có thể hiểu cách làm việc của Dynamic NAT
  • NAT rule: Dynamic translate tất cả IP thuộc class B 138.201 đến một địa chỉ thuộc class C 178.201
  • Mỗi một kết nối từ bên trong muốn ra ngoài sẽ được NAT cung cấp một địa chỉ trong số lượng IP sẳn có của NAT, nếu các NAT-IP này được cấp phát hết thì các connection từ class B sẽ không thể ra ngoài được nữa.
NAT ngụy trang hay giả lập (Masquerading)
Đây là dạng NAT phổ thông mà chúng ta thường gặp và sử dụng ngày nay trong các thiết bị phần cứng hay phần mềm routing như router hay các phần mềm chia sẽ internet như ISA, ICS hay NAT server mà lát nữa đây chúng ta sẽ có dịp tìm hiểu cách thiết lập nó.
Dạng NAT này hay còn được gọi với một cái tên NPAT (Network Port Address Translation), với dạng NAT này tất cả các IP trong mạng LAN được dấu dưới một địa chỉ NAT-IP, các kết nối ra bên ngoài đều được tạo ra giả tạo tại NAT trước khi nó đến được địa chỉ internet.
Các bạn có thể tham khảo hình dưới đây để tìm hiểu cách làm việc của NAPT
  • NAT rule: Giả trang internet IP address 138.201 sử dụng địa chỉ NAT router
  • Cho mỗi packets được gởi ra ngoài IP nguồn sẽ được thay thế bằng NAT-IP là 195.112 và port nguồn được thay thế bằng một cổng nào đó chưa được dùng ở NAT, thông thường là các cổng lớn hơn 1204.
  • Nếu một packet được gởi đến địa chỉ của router và port của destination nằm trong khoảng port dùng để masquerading thì NAT sẽ kiểm tra địa chỉ IP này và port với masquerading table của NAT nếu là gởi cho một host bên trong LAN thì gói tin này sẽ được NAT gắn vào địa chỉ IP và port của host đó và sẽ chuyển nó đến host đó.
Hy vọng những gì được đưa ra ở trên, phần nào giúp bạn có chút kiến thức căn bản về NAT để bước tiếp theo sau chúng ta sẽ làm quen với cấu hình của NAT server.

Sự khác nhau giữa CDMA và WCDMA là gì?http://vnexperts.net/forum/128-Wireless--Mobility/9001-S%E1%BB%B1-kh%C3%A1c-nhau-gi%E1%BB%AFa-CDMA-v%C3%A0-WCDMA-l%C3%A0-g%C3%AC.html

Trong thời gian qua, cùng với sự phát triển của các mạng di động sử dụng CDMA (Evn Telecom, HT Mobile, S-Fone), ngày càng nhiều người quan tâm tới công nghệ này. Vậy CDMA khác các WCDMA, khác GSM hay 3G như thế nào?

Mới đây, trên diễn đàn didongCDMA.com, đại diện nhà phát triển công nghệ CDMA, Ông Hoàng Ngọc Diệp, Giám đốc QUALCOMM tại Việt Nam đã trả lời trực tuyến hàng trăm câu hỏi của người quan tâm.

Các câu hỏi xoay quanh những vấn đề CDMA khác WCDMA như thế nào? WCDMA có phải là 3G của GSM ? 3G của CDMA chỉ là EV-DO mà thôi…?

Sự khác nhau giữa CDMA và WCDMA là gì, thưa ông?


WCDMA (hay UMTS hoặc 3GSM, đây là những tên gọi khác nhau cho cùng một giải pháp) cũng dựa trên nền CDMA, nhưng phát triển theo mỗi carrier là 5MHz chứ không phải là 1.25MHz như CDMA2000 1X. Về Mobile Broadband Data theo hướng giải pháp của WCDMA thì các chuẩn HSDPA, HSUPA, HSPA+, v.v… là các bước tiếp theo, trong khi đối với CDMA2000 1X thì lại là EV-DO Rev. 0, A, B, C, v.v…

Việc có một số tổ chức đặt các tên gọi khác nhau là vì tính “marketing” khác nhau của họ nhưng đối với ITU và QUALCOMM thì vẫn cứ là WCDMA. Đã nhiều năm qua QUALCOMM tiếp tục phát triển cả hai giải pháp này song song.


CDMA hiện chỉ chiếm 20% thị phần viễn thông di động trên toàn thế giới đúng hay sai, thưa ông?


Đúng! Tuy nhiên chúng ta cũng nên nhận thấy rằng cách đây chỉ 5 năm thì CDMA chỉ có khoảng vài % mà thôi và trong vòng vài năm qua sự bùng nổ thuê bao tại các nước đang phát triển thì vô cùng lớn lao, từ con số thuê bao khiêm nhường của CDMA2000 1X là khoảng 30 triệu vào giữa 2003 cho tới cuối năm 2006 thì đã lên trên 325 triệu thuê bao, có nghĩa là CDMA2000 1X có mức độ phát triển trong vòng 3 năm rưỡi qua là khoảng trên 1080%!

Với chuẩn 3G của CDMA là EV-DO thì hiện tại các phiên bản Rev. 0, Rev. A, Rev. B, Rev. C đều là các chuẩn 3G phải không? 3 nhà cung cấp tại Việt Nam đang ở giai đoạn nào, thưa ông?

Đúng vậy. Hiện nay cả 3 đang triển khai Rev. 0, với đà phát triển của nước mình thì hy vọng là họ sẽ sớm triển khai Rev. A.

Hiện nay, các mẫu máy điện thoại của CDMA luôn được tính giờ từ lúc bắt đầu thực hiện cuộc gọi trong khi các máy sử dụng công nghệ GSM thì giây được tính bắt đầu từ lúc bên kia nhấc máy lên. Đây là nguyên nhân thuộc về mạng CDMA hay thiết bị đầu cuối?

Tuy rằng các thiết bị đầu cuối được thiết kế tính giờ từ lúc bắt đầu thực hiện cuộc gọi, hệ thống tính cước của các nhà khai thác vẫn tính theo thời gian thực của kết nối thành công.

Hiện các máy sử dụng CDMA có khả năng kết nối và tốc độ truy cập của mạng CDMA hơn hẳn so với công nghệ GPRS của GSM, nhưng không thể tải hình ảnh và nhạc chuông từ các nhà cung cấp dịch vụ thứ ba qua các đầu số 8xxx hay 99x. Nguyên nhân nào dẫn đến việc này ? Phải chăng các nhà cung cấp không hỗ trợ cho CDMA hay các mạng CDMA đang tính “độc quyền” về vấn đề này ?

Để chuyển tải một nội dung data, các nhà khai thác phải xây dựng các chuẩn giống nhau và có các ký kết kinh doanh với các nhóm cung cấp nội dung thông tin (để tính cước đến thuê bao, bảo đảm chất lượng, v.v…), tôi tin chắc rằng sau khi họ thiết lập được các thỏa thuận kinh doanh giữa các bên thì các thuê bao sẽ thực hiện được các nội dung này thôi.

Theo ông thì điều gì sẽ quyết định sự thành công thực sự của 3G tại Việt Nam?

Nếu các nhà khai thác 3G/CDMA 1x chỉ giới hạn trong vòng các dịch vụ đơn giản của 2G là thoại và SMS thì nhất định sẽ thất bại thôi. Tuy nhiên, tôi biết rằng họ đang ráo riết chuẩn bị để triển khai các dịch vụ 3G đúng mức. QUALCOMM và cá nhân tôi luôn luôn mong muốn rằng các tính năng ưu việt của 3G sẽ là nền tảng cho các ứng dụng công nghệ thông tin (CNTT), hiện là tiềm năng rất lớn để cộng đồng CNTT trong nước mình có cơ hội sáng tạo, sản xuất và kinh doanh, cũng như nhu cầu của các tổ chức, cá nhân sẽ được đáp ứng kịp trong sự phát triển nhanh chóng của Việt Nam.

Tôi xin trả lời thêm là 3G không phải chỉ là một giải pháp viễn thông cho một thị trường tiêu dùng "xịn", mà thật sự là một môi trường, một cơ hội tốt cho cộng đồng mình cùng nhau sáng tạo, phát triển sản xuất, phát triển ứng dụng, dịch vụ, kinh doanh, v.v... Nếu không thì lại một lần nữa mình bỏ lỡ cơ hội và lại phải tiếp tục đi mua từ nước ngoài mọi thứ.

Điện thoại di động CDMA ngoài thoại, SMS và data internet như hiện nay tại Việt Nam, theo ông các tiện ích khác nào nữa sẽ được khai thác trong thời gian tới?

Ba ứng dụng trên chỉ là các dịch vụ vô cùng cơ bản của công nghệ này. Với các môi trường như BREW, GPS, PTT, v.v... thì cộng đồng CNTT sẽ có rất nhiều cơ hội phát triển ứng dụng và dịch vụ và kinh doanh, trong khi đó thuê bao sẽ có rất nhiều lựa chọn để sử dụng...

Như thế thì các nhà khai thác cũng sẽ được hưởng lợi nhuận cao hơn trên từng thuê bao. KDDI ở Japan có hơn 1,200 ứng dụng khác nhau, China Unicom có vài trăm ứng dụng... Tôi tin tưởng tại Việt Nam sẽ còn nhiều ứng dụng khác nữa sớm được khai thác trong thời gian tới!
 Mạng 3G là gì?http://vi.wikipedia.org/wiki/3G
3G, hay 3-G, (viết tắt của third-generation technology) là công nghệ truyền thông thế hệ thứ ba, cho phép truyền cả dữ liệu thoại và dữ liệu ngoài thoại (tải dữ liệu, gửi email, tin nhắn nhanh, hình ảnh...).
Trong số các dịch vụ của 3G, điện thoại video thường được miêu tả như là lá cờ đầu (ứng dụng hủy diệt). Giá tần số cho công nghệ 3G rất đắt tại nhiều nước, nơi mà các cuộc bán đầu giá tần số mang lại hàng tỷ euro cho các chính phủ. Bởi vì chi phí cho bản quyền về các tần số phải trang trải trong nhiều năm trước khi các thu nhập từ mạng 3G đem lại, nên một khối lượng đầu tư khổng lồ là cần thiết để xây dựng mạng 3G. Nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông đã rơi vào khó khăn về tài chính và điều này đã làm chậm trễ việc triển khai mạng 3G tại nhiều nước ngoại trừ Nhật Bản và Hàn Quốc, nơi yêu cầu về bản quyền tần số được bỏ qua do phát triển hạ tâng cơ sở IT quốc gia được đặt ưu tiên cao.
Nước đầu tiên đưa 3G vào khai thác thương mại một cách rộng rãi là Nhật Bản. Năm 2005, khoảng 40% các thuê bao tại Nhật Bản là thuê bao 3G, mạng 2G đang dần biến mất tại Nhật Bản. Người ta cho rằng, vào năm 2006, việc chuyển đổi từ 2G sang 3G sẽ hoàn tất tại Nhật Bản và việc tiến lên thế hệ tiếp theo 3.5G với tốc độ truyền dữ liệu lên tới 3 Mbit/s là đang được thực hiện.
Sự thành công của 3G tại Nhật Bản chỉ ra rằng điện thoại video không phải là "ứng dụng hủy diệt". Trong thực tế sử dụng điện thoại video thời gian thực chỉ chiểm một phần nhỏ trong số các dịch vụ của 3G. Mặt khác việc tải về tệp âm nhạc được người dùng sử dụng nhiều nhất.
Thế hệ mạng di động mới (3G) không phải là mạng không dây IEEE 802.11. Các mạng này được ám chỉ cho các thiết bị cá nhân như PDA và điện thoại di động.

Mục lục

Thế nào là công nghệ 3G

3G là thuật ngữ dùng để chỉ các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (Third Generation). Đã có rất nhiều người nhầm lẫn một cách vô ý hoặc hữu ý giữa hai khái niệm 3G và UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems).
Mạng 3G (Third-generation technology) là thế hệ thứ ba của chuẩn công nghệ điện thoại di động, cho phép truyền cả dữ liệu thoại và dữ liệu ngoài thoại (tải dữ liệu, gửi email, tin nhắn nhanh, hình ảnh...). 3G cung cấp cả hai hệ thống là chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh. Hệ thống 3G yêu cầu một mạng truy cập radio hoàn toàn khác so với hệ thống 2G hiện nay. Điểm mạnh của công nghệ này so với công nghệ 2G và 2.5G là cho phép truyền, nhận các dữ liệu, âm thanh, hình ảnh chất lượng cao cho cả thuê bao cố định và thuê bao đang di chuyển ở các tốc độ khác nhau. Với công nghệ 3G, các nhà cung cấp có thể mang đến cho khách hàng các dịch vụ đa phương tiện, như âm nhạc chất lượng cao; hình ảnh video chất lượng và truyền hình số; Các dịch vụ định vị toàn cầu (GPS); E-mail;video streaming; High-ends games;...
Quốc gia đầu tiên đưa mạng 3G vào sử dụng rộng rãi là Nhật Bản. Vào năm 2001, NTT Docomo là công ty đầu tiên ra mắt phiên bản thương mại của mạng W-CDMA. Năm 2003 dịch vụ 3G bắt đầu có mặt tại châu Âu. Tại châu Phi, mạng 3G được giới thiệu đầu tiên ở Maroc vào cuối tháng 3 năm 2007 bởi Công ty Wana.
Để hiểu thế nào là công nghệ 3G, hãy xét qua đôi nét về lịch sử phát triển của các hệ thống điện thoại di động. Mặc dù các hệ thống thông tin di động thử nghiệm đầu tiên được sử dụng vào những năm 1930 - 1940 trong trong các sở cảnh sát Hoa Kỳ nhưng các hệ thống điện thoại di động thương mại thực sự chỉ ra đời vào khoảng cuối những năm 1970 đầu những năm 1980. Các hệ thống điện thoại thế hệ đầu sử dụng công nghệ tương tự và người ta gọi các hệ thống điện thoại kể trên là các hệ thống 1G.
Khi số lượng các thuê bao trong mạng tăng lên, người ta thấy cần phải có biện pháp nâng cao dung lượng của mạng, chất lượng các cuộc đàm thoại cũng như cung cấp thêm một số dịch vụ bổ sung cho mạng. Để giải quyết vấn đề này người ta đã nghĩ đến việc số hoá các hệ thống điện thoại di động, và điều này dẫn tới sự ra đời của các hệ thống điện thoại di động thế hệ 2.
Ở châu Âu, vào năm 1982 tổ chức các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông châu Âu (CEPT – Conférence Européene de Postes et Telécommunications) đã thống nhất thành lập một nhóm nghiên cứu đặc biệt gọi là Groupe Spéciale Mobile (GSM) có nhiệm vụ xây dựng bộ các chỉ tiêu kỹ thuật cho mạng điện thoại di động toàn châu Âu hoạt động ở dải tần 900 MHz. Nhóm nghiên cứu đã xem xét nhiều giải pháp khác nhau và cuối cùng đi đến thống nhất sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo mã băng hẹp (Narrow Band TDMA). Năm 1988 phiên bản dự thảo đầu tiên của GSM đã được hoàn thành và hệ thống GSM đầu tiên được triển khai vào khoảng năm 1991. Kể từ khi ra đời, các hệ thống thông tin di động GSM đã phát triển với một tốc độ hết sức nhanh chóng, có mặt ở 140 quốc gia và có số thuê bao lên tới gần 1 tỷ. Lúc này thuật ngữ GSM có một ý nghĩa mới đó là Hệ thống thông tin di động toàn cầu (Global System Mobile).
Cũng trong thời gian kể trên, ở Mỹ các hệ thống điện thoại tương tự thế hệ thứ nhất AMPS được phát triển thành các hệ thống điện thoại di động số thế hệ 2 tuân thủ tiêu chuẩn của hiệp hội viễn thông Mỹ IS-136. Khi công nghệ CDMA (Code Division Multiple Access – IS-95) ra đời, các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại di động ở Mỹ cung cấp dịch vụ mode song song, cho phép thuê bao có thể truy cập vào cả hai mạng IS-136 và IS-95.

Công nghệ 3G

Do có nhận thức rõ về tầm quan trọng của các hệ thống thông tin di động mà ở châu Âu, ngay khi quá trình tiêu chuẩn hoá GSM chưa kết thúc người ta đã tiến hành dự án nghiên cứu RACE 1043 với mục đích chính là xác định các dịch vụ và công nghệ cho hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 cho năm 2000. Hệ thống 3G của châu Âu được gọi là UMTS. Những người thực hiện dự án mong muốn rằng hệ thống UMTS trong tương lai sẽ được phát triển từ các hệ thống GSM hiện tại. Ngoài ra người ta còn có một mong muốn rất lớn là hệ thống UMTS sẽ có khả năng kết hợp nhiều mạng khác nhau như PMR, MSS, WLAN… thành một mạng thống nhất có khả năng hỗ trợ các dịch vụ số liệu tốc độ cao và quan trọng hơn đây sẽ là một mạng hướng dịch vụ.
Song song với châu Âu, Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU – International Telecommunications Union) cũng đã thành lập một nhóm nghiên cứu để nghiên cứu về các hệ thống thông tin di động thế hệ 3, nhóm nghiên cứu TG8/1. Nhóm nghiên cứu đặt tên cho hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 của mình là Hệ thống Thông tin Di động Mặt đất Tương lai (FPLMTS – Future Public Land Mobile Telecommunications System). Sau này, nhóm nghiên cứu đổi tên hệ thống thông tin di động của mình thành Hệ thống Thông tin Di động Toàn cầu cho năm 2000 (IMT-2000 – International Mobile Telecommunications for the year 2000).
Đương nhiên là các nhà phát triển UMTS (châu Âu) mong muốn ITU chấp nhận hệ thống chấp nhận toàn bộ những đề xuất của mình và sử dụng hệ thống UMTS làm cơ sở cho hệ thống IMT-2000. Tuy nhiên vấn đề không phải đơn giản như vậy, đã có tới 16 đề xuất cho hệ thống thông tin di động IMT-2000 (bao gồm 10 đề xuất cho các hệ thống mặt đất và 6 đề xuất cho các hệ thống vệ tinh). Dựa trên đặc điểm của các đề xuất, năm 1999, ITU đã phân các đề xuất thành 5 nhóm chính và xây dựng thành chuẩn IMT-2000. Năm 2007, WiMAX được bổ sung vào IMT-2000:
Bảng tổng quan 3G/IMT-2000
ITU IMT-2000 Tên thông dụng Băng thông dữ liệu Mô tả Vùng sử dụng chính
TDMA Single‑Carrier (IMT‑SC) EDGE (UWT-136) EDGE Evolution Còn gọi là TDMA một sóng mang. Là tiêu chuẩn được phát triển từ các hệ thống GSM/GPRS hiện có lên GSM 2+. Hầu hết trên thế giời, trừ Nhật Bản và Hàn Quốc
CDMA Multi‑Carrier (IMT‑MC) CDMA2000 EV-DO Còn gọi là CDMA đa sóng mang. Đây là phiên bản 3G của hệ thống IS-95 (hiện nay gọi là cdmaOne). Một vài quốc gia ở Châu Mỹ và Châu Á.
CDMA Direct Spread (IMT‑DS) UMTS W-CDMA HSPA Đây thực chất là 2 tiêu chuẩn "họ hàng". Chuẩn IMT-DS còn gọi là CDMA trải phổ dãy trực tiếp, hay UTRA FDD hoặc WCDMA. Chuẩn IMT-TC còn gọi là CDMA TDD, hay UTRA TDD, nghĩa là hệ thống UTRA sử dụng phương pháp song công phân chia theo thời gian (Time-division duplex). UTRA là từ viết tắt của UMTS Terrestrial Radio Access. Toàn cầu
CDMA TDD (IMT‑TC) TD‑CDMA Châu Âu
TD‑SCDMA Trung Quốc
FDMA/TDMA (IMT‑FT) DECT
Đây là tiêu chuẩn cho các hệ thống thiết bị điện thoại số tầm ngắn ở châu Âu. Châu Âu, Hoa Kỳ
IP‑OFDMA WiMAX (IEEE 802.16) Đây là tiêu chuẩn IEEE 802.16 cho việc kết nối Internet băng thông rộng không dây ở khoảng cách lớn. Toàn cầu

Tiêu chuẩn 3G thương mại

Công nghệ 3G được nhắc đến như là một chuẩn IMT-2000 của Tổ chức Viễn thông Thế giới (ITU), thống nhất trên thế giới. Tuy nhiên, trên thực tế các nhà sản xuất thiết bị viễn thông lớn trên thế giới đã xây dựng thành 4 chuẩn 3G thương mại chính:

W-CDMA

Tiêu chuẩn W-CDMA là nền tảng của chuẩn UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), dựa trên kỹ thuật CDMA trải phổ dãy trực tiếp, trước đây gọi là UTRA FDD, được xem như là giải pháp thích hợp với các nhà khai thác dịch vụ di động (Mobile network operator) sử dụng GSM, tập trung chủ yếu ở châu Âu và một phần châu Á (trong đó có Việt Nam). UMTS được tiêu chuẩn hóa bởi tổ chức 3GPP, cũng là tổ chức chịu trách nhiệm định nghĩa chuẩn cho GSM, GPRS và EDGE.
FOMA, thực hiện bởi công ty viễn thông NTT DoCoMo Nhật Bản năm 2001, được coi như là một dịch vụ thương mại 3G đầu tiên. Tuy nhiên, tuy là dựa trên công nghệ W-CDMA, công nghệ này vẫn không tương thích với UMTS (mặc dù có các bước tiếp hiện thời để thay đổi lại tình thế này).

CDMA 2000

Một chuẩn 3G quan trọng khác là 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.
Người ta cho rằng sự ra đời thành công nhất của mạng CDMA-2000 là tại KDDI của Nhật Bản, dưới thương hiệu AU với hơn 20 triệu thuê bao 3G. Kể từ năm 2003, KDDI đã nâng cấp từ mạng CDMA2000-1x lên mạng CDMA2000-1xEV-DO (EV-DO) với tốc độ dữ liệu tới 2.4 Mbit/s. Năm 2006, AU dự kiến nâng cấp mạng lên tốc độ Mbit/s. SK Telecom của Hàn Quốc đã đưa ra dịch vụ CDMA2000-1x đầu tiên năm 2000, và sau đó là mạng 1xEV-DO vào tháng 2 năm 2002.

TD-CDMA

Chuẩn TD-CDMA, viết tắt từ Time-division-CDMA, trước đây gọi là UTRA TDD, là một chuẩn dựa trên kỹ thuật song công phân chia theo thời gian (Time-division duplex). Đây là một chuẩn thương mại áp dụng hỗn hợp của TDMA và CDMA nhằm cung cấp chất lượng dịch vụ tốt hơn cho truyền thông đa phương tiện trong cả truyền dữ liệu lẫn âm thanh, hình ảnh.
Chuẩn TD-CDMA và W-CMDA đều là những nền tảng của UMTS, tiêu chuẩn hóa bởi 3GPP, vì vậy chúng có thể cung cấp cùng loại của các kênh khi có thể. Các giao thức của UMTS là HSDPA/HSUPA cải tiến cũng được thực hiện theo chuẩn TD-CDMA.

TD-SCDMA

Chuẩn được ít biết đến hơn là TD-SCDMA (Time Division Synchronous Code Division Multiple Access) đang được phát triển tại Trung Quốc bởi các công ty Datang và Siemens, nhằm mục đích như là một giải pháp thay thế cho W-CDMA. Nó thường xuyên bị nhầm lẫn với chuẩn TD-CDMA. Cũng giống như TD-CDMA, chuẩn này dựa trên nền tảng UMTS-TDD hoặc IMT 2000 Time-Division (IMT-TD). Tuy nhiên, nếu như TD-CDMA hình thành từ giao thức mang cũng mang tên TD-CDMA, thì TD-SCDMA phát triển dựa trên giao thức của S-CDMA.