Luận Văn Tổng quan về thông tin di động GSM và mạng Viettel Mobile

Tổng quan về thông tin di động GSM và mạng Viettel Mobile

1.1 Lịch sử và xu hướng phát triển thông tin di động
Vào cuối thế kỷ XIX, các thí nghiệm của Marconi đã cho thấy thông tin vô tuyến có thể thực hiện giữa các máy thu phát ở xa nhau và di động. Thông tin vô tuyến thời bấy giờ sử dụng mã Morse , chủ yếu cho quân sự và hàng hải. Mãi cho tới năm 1928 hệ thống vô tuyến truyền thanh mới được thiết lập, thoạt tiên cho cảnh sát. Vào năm 1933, sở cảnh sát Bayonne đã thiết lập được một hệ thống điện thoại vô tuyến di động tương đối hoàn chỉnh đầu tiên trên thế giới. Hồi đó các thiết bị điện thoại di động rất cồng kềnh, nặng hàng chục kg, đầy tạp âm và rất tốn nguồn do dùng các đèn điện tử tiêu thụ nguồn lớn. Công tác trong dải thấp của băng VHF, các thiết bị này liên lạc được với khoảng cách vài chục dặm. Sau đó quân đội cũng đã dùng thông tin di động để triển khai và chỉ huy chiến đấu. Các dịch vụ di động trong đời sống như cảnh sát, cứu thương, cứu hoả, hàng hải, hàng không . cũng đã dần sử dụng thông tin di động để các hoạt động của mình được thuận lợi. Chất lượng thông tin di động hồi đó rất kém. Đó là do các đặc tính truyền dẫn sóng vô tuyến, dẫn đến tín hiệu thu được là một tổ hợp nhiều thành phần của tín hiệu đã được phát đi, khác nhau cả về biên độ, pha và độ trễ. Tại ăng-ten thu, tổng véc-tơ của các tín hiệu này làm cho đường bao tín hiệu thu được bị thăng giáng mạnh và nhanh. Khi trạm di động hành tiến, mức tín hiệu thu tức thời thường bị thay đổi lớn và nhanh làm cho chất lượng đàm thoại suy giảm trông thấy. Tất nhiên, tất cả các đặc tính truyền dẫn ấy ngày nay vẫn tồn tại song hồi đó chúng chỉ được chống lại bằng một kỹ nghệ còn trong thời kỳ sơ khai. Trong khi ngày nay công nghệ mạch tích hợp cỡ lớn VLSI (Very Large Scale Integrated circuit) cho phép sử dụng từ hàng trăm ngàn đến khoảng một triệu đèn bán dẫn cho việc loại bỏ các ảnh hưởng xấu của đặc tính truyền dẫn thì hồi đó các máy thu phát thường chỉ có không đến 10 đèn điện tử.
Băng tần có thể sử dụng được bởi công nghệ đương thời cho thông tin vô tuyến luôn khan hiếm. Các băng sóng trung và dài đã được sử dụng cho phát thanh trong khi các băng tần số thấp và cao (LF và HF) thì bị chiếm bởi các dịch vụ thông tin toàn cầu. Công nghệ hồi đó thì chưa thích hợp để đạt được chất lượng liên lạc cao trên các băng sóng VHF và UHF. Khái niệm về tái dụng tần số đã được nhận thức song không được áp dụng để đạt được mật độ người sử dụng cao. Do đó, suốt vài chục năm, chất lượng của thông tin di động kém hơn nhiều so với thông tin hữu tuyến do công nghệ không thích hợp và các nhà tổ chức thông tin đã không sử dụng nổi độ rộng dải tần trên các băng tần số cao.
Trong khi các mạng điện thoại tương tự cố định thương mại được số hoá nhờ sự phát minh ra các dụng cụ điện tử kích thước nhỏ bé và tiêu thụ ít nguồn dựa trên vật liệu bán dẫn thì tình trạng của vô tuyến di động vẫn còn biến đổi rất chậm chạp. Các hệ thống vô tuyến di động nội bộ mặt đất đã bắt đầu được sử dụng vào những năm 1940 song mới chỉ ở mức độ phục vụ các nhóm chuyên biệt chứ chưa phải cho các cá nhân trong cộng đồng. Mặc dầu Bell Laboratories đã thai nghén ý đồ về một mạng tế bào ngay từ năm 1947, song mãi cho tới tận năm 1979 công ty mẹ của nó vẫn không làm gì để khởi đầu việc phát triển một hệ thống liên lạc vô tuyến tế bào. Thời kỳ ấp ủ lâu dài đó là do phải chờ đợi các phát triển cần thiết trong công nghệ. Chỉ tới khi có các mạch tích hợp thiết kế được một cách tuỳ chọn, các bộ vi xử lý, các mạch tổng hợp tần số, các chuyển mạch nhanh dung lượng lớn . mạng vô tuyến tế bào mới được biến thành hiện thực.
Từ cuối những năm 1970, với sự ra đời của các công nghệ nói trên, các mạng vô tuyến di động tế bào đã được phát triển rất nhanh chóng. Chúng ta đang được chứng kiến sự phát triển hết sức nhanh chóng của thông tin vô tuyến di động tế bào, với nhịp độ cứ 10 năm lại có một thế hệ vô tuyến di động tế bào mới, với các dịch vụ ngày càng mở rộng, chất lượng dịch vụ ngày một cao và vùng cung cấp dịch vụ ngày một rộng lớn. Những năm thập kỷ 1980 đã chứng kiến sự ra đời của một số hệ thống vô tuyến tế bào tương tự, thường được gọi là các mạng vô tuyến di động mặt đất công cộng PLMR (Public Land Mobile Radio). Các hệ thống loại này được gọi là hệ thống vô tuyến di động tế bào thế hệ thứ nhất 1G (1st Generation), tiêu biểu là Hệ thống các dịch vụ điện thoại di động tiên tiến AMPS (Advanced Mobile Phone Service) của Mỹ công tác trên dải tần 800 MHz và Hệ thống điện thoại di động Bắc Âu NMT 450 (Nordic Mobile Telephony) công tác trên dải tần 450 MHz, rồi sau đó trên cả dải 900 MHz (NMT 900). Làm việc ở dải UHF, các mạng này cho thấy một sự thay đổi vượt bậc về độ phức tạp của các hệ thống thông tin liên lạc dân sự. Chúng cho phép những người sử dụng có được các cuộc đàm thoại trong khi di động với nhau hay với bất kỳ đối tượng nào có nối tới các mạng điện thoại chuyển mạch công cộng PSTN (Public Switched Telephone Network) hoặc các mạng thông tin số đa dịch vụ tích hợp ISDN (Integrated Services Digital Network). Trong những năm 1990 đã có những bước tiến hơn nữa với việc áp dụng các hệ thống thông tin di động tế bào số (digital cellular system). Các hệ thống mới này được gọi là các hệ thống vô tuyến di động thế hệ thứ hai 2G (2nd Generation), tiêu biểu là Hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM (Global System for Mobile communications) của Châu Âu công tác trên dải tần 900 MHz và 1800 MHz, các hệ thống của Mỹ IS -136 làm việc trên hai dải 800 MHz và 1900 MHz hay IS-95 công tác trên dải 800 MHz và các hệ thống viễn thông không dây số (digital cordless telecommunication system) như Hệ thống viễn thông không dây số của Châu Âu DECT (Digital European Cordless Telecommunications). Trong số các hệ thống 2G kể trên, hệ thống GSM được xem là hệ thống thành công nhất. Ngoài các dịch vụ điện thoại truyền thống, các hệ thống vô tuyến di động số thế hệ thứ hai cung cấp một mảng các dịch vụ mới khác như thư thoại (voice-mail), truyền số liệu tốc độ thấp, truyền fax, các tin ngắn (short message) . Thông tin di động đã và đang phát triển hết sức mạnh mẽ trên phạm vi toàn thế giới, càng ngày càng tiến tới chia sẻ thị trường và thay thế từng mảng các dịch vụ thông tin cố định. Hình 1.1 thể hiện tương quan giữa các dịch vụ thông tin di động và thông tin cố định ở châu Âu, trong đó cho thấy chỉ từ năm 1998 trở đi lợi nhuận từ các dịch vụ thông tin di động của châu Âu đã bắt kịp và vượt rất nhanh lợi nhuận thu được từ các dịch vụ cố định.