Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Đề Tài TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ MẠNG 5G Giảng viên hướng dẫn Th s Vũ Văn Đốc Sinh viên thực hiện Dương Diệu.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Đề Tài : TÌM HIỂU CƠNG NGHỆ MẠNG 5G Giảng viên hướng dẫn: Th.s Vũ Văn Đốc Sinh viên thực hiện: Dương Diệu Linh - 20103200056 Nguyễn Bá Tuấn - 20103200004 Nguyễn Thị Nhung - 20103200003 Nguyễn Mạnh Bằng - 20103200058 Nguyễn Ngọc Đức - 20013200042 Đỗ Thúy Diệu - 20013200051 Lớp: DHMT14A1HN Hà Nội, 30 tháng 10 năm 2022 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MẠNG 5G Giới thiệu chung hệ thống thông tin di động 2 Phân loại hệ thống thông tin di động 2.1 Phân loại theo đặc tính tín hiệu 2.2 Phân loại theo cấu trúc hệ thống 2.3 Phân loại theo phương thức đa truy nhập vô tuyến 2.4 Phân loại theo phương thức song song Một số hệ mạng di động 3.1 Hệ thống thông tin di động hệ 1G 3.2 Hệ thống thông tin di động hệ 2G 3.3.Hệ thống thông tin di động hệ 3G 3.4.Hệ thống thông tin di động hệ 4G 3.5 Hệ thống thông tin di động hệ 5G Ưu , nhược điểm tình hình 5G .9 4.1 Ưu điểm 4.2 Nhược điểm 10 CHƯƠNG : KIẾN TRÚC CỦA HỆ THỐNG MẠNG 5G 12 Flatter IP network 12 Hệ thống Aggregator .12 Công nghệ 5G 13 3.1 Cloud Computing (điện toán đám mây) 13 3.2 All IP Network 15 3.3 Nano technology .16 4.Cấu trúc mạng 5G giả định 16 4.1 Thiết bị đầu cuối đa hình 16 4.2 Công nghệ đa lõi hình lại(Reconfigurable Multi-Technology Core: RMTC) 17 CHƯƠNG : ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ MẠNG 5G .17 1.Mạng không dây 5G hoạt động ? 17 Những loại dịch vụ không dây 5G cung cấp ? 18 Những tiềm thách thức công nghệ mạng di động 5G 19 3.1 Các lĩnh vực ứng dụng mạng di động 5G 19 3.2 Mối quan tâm bảo mật mạng 5G 22 3.3 Xây dựng mạng 5G cho tương lai .22 Chương IV: TỔNG KẾT 24 Chương V: TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 LỜI NĨI ĐẦU Hiện , cơng nghệ thông tin xem ngành mũi nhọn quốc gia , đặc biệt quốc gia phát triển , tiến hành cơng nghiệp hóa đại hóa nước ta Sự bùng nổ phát triển mạnh mẽ công nghiệp kỹ thuật số , yêu cầu muốn phát triển phải tin học hóa vào tất ngành lĩnh vực Khi ngành công nghiệp đà phát triển cơng nghiệp thơng tin phát triển theo ngày với công nghệ Sự phát triển cơng nghệ theo xu hướng IP hóa tích hợp cơng nghệ Trong năm vừa qua mạng thông tin hệ thứ tư đời mang lại cho người sử dụng nhiều tiện ích chức quản lí dịch vụ QoS,… có số nhược điểm tốc độ đường truyền liệu tối đa điều kiện lý tưởng đạt tới 1-1,5 Gbit/s khó cho việc download loại file liệu có dung lượng lớn , khả đáp ứng thời gian thực hội nghị truyền hình chưa cao , chưa đáp ứng yêu cầu ngày cao người dùng , tính mở mạng chưa cao khả tích ợp mạng khác chưa tốt , ….Hiện mạng 4G có độ trễ 40ms đến 60ms dẫn đến khó chịu cho người sử dụng cần độ phản hồi nhanh Mặt khác dung lượng 4G chưa đáp ứng với phát trực tuyến video có độ phân giải 4K chí 8K Do phải có mạng di động khắc phục nhược điểm Từ , người ta bắt đầu nghiên cứu mạng di động có tên gọi hệ thống mạng di động 5G Việc nghiên cứu công nghệ giúp ta nắm bắt xu hướng công nghệ để đáp ứng nhu cầu thị trường tương lai Do , em chọn đề tài “ Tìm hiểu mạng 5G ” dể làm đề tài cho báo cáo học phần CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MẠNG 5G Giới thiệu chung hệ thống thông tin di động Hệ thống thông tin di động tập hợp nhiều yếu tố có mối liên hệ mật thiết với , tạo thành chỉnh thể Các yếu tố vô đa dạng , tạo nên khối liệu khổng lồ cấu thành lĩnh vực hệ thống thông tin định Có thể kể đến hệ thống trường đại học , hệ thống truyền thông , hệt thống giao thông , Các thành phần hệ thống thơng tin nói chung phần tử vật chất máy móc , thiết bị , lực lượng nhân , phòng ban ,… Đồng thời , hệ thống thông tin bao gồm phần tử phi vật chất lượng liệu (data) , quy tắc xử lý , thủ tục , quy trình thu thập thông tin ,….Trước , công nghệ máy tính chưa phát triển , hệ thống thơng tin chủ yếu thu thập lưu trữ giấy bút , văn , tủ lưu trữ hồ sơ Ngày , tất liệu hệ thống thong tin đuộc cập nhập vào phần cứng phần mềm lưu trữ tính quản lý tự động hóa Phân loại hệ thống thông tin di động 2.1 Phân loại theo đặc tính tín hiệu - Analog : Thế hệ , thoại điều tần analog , tín hiệu điều khiển số hóa tồn - Digital : Thế hệ cao , thoại , điều khiển số hóa Ngồi dịch vụ thoại cịn có khả phục vụ với dịch vụ khác truyền số liệu ,… 2.2 Phân loại theo cấu trúc hệ thống - Các mạng vô tuyến tế bào : Cung cấp dịch vụ diện với khả lưu động (roaming) toàn cầu (liên mạng) - Vô tuyến viễn thông không dây (CT: Cordless Telecome ) cung cấp dịch vụ diện hẹp , kỹ thuật đơn giản , khơng có khả roaming - Vành vô tuyến địa phương ( WLL : Wireless Local Loop) : Cung cấp dịch vụ điện thoại vô tuyến với chất lượng nhưu điện thoại cố định cho vành đâi quanh trạm gốc , khơng có khả roaming Mục đích nhằm cung cấp dịch vụ diện thoại cố định chưa phát triển 2.3 Phân loại theo phương thức đa truy nhập vô tuyến a Đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA Mỗi thuê bao truy nhập mạng tần số , bang tần chung W chia thành N kênh vô tuyến Mỗi thuê bao truy nhập liên lạc kênh suốt thời gian liên lạc +Ưu điểm : yêu cầu đồng không cao , thiết bị đơn giản +Nhược điểm: - Thiết bị trạm gốc cồng kềnh có kênh (tần số song mang kênh ) trạm gốc phải có nhiêu máy phát thu - Cần phải đảm bảo khoảng cách bảo vệ kênh bị song mnag chiếm nhằm mục đích phịng ngừa khơng hồn thiện lọc dao động Các máy thu đường lên xuống chọn song mang cần thiết theo tần số phù hợp - Như để đảm bảo FDMA tốt tần số phải phân chia quy hoạch thống toàn giới b Đa truy nhập phân chia theo thời gian FDMA Các phổ mà quy định cho liên lạc thông tin di động chia thành dải tần liên lạc , dải tần liên lạc dùng chung cho N kênh liên lạc Trong kênh liên lạc khe thời gian chu trình khung Các thuê bao dùng chung tần số song luân phiên thời gian , thuê bao định cho khe thời gian cấu trúc khung +Ưu điểm: - Trạm gốc đơn giản với tần số cần máy thu phát phục vụ nhiều người truy nhập phân biệt thời gian - Các tín hiệu thuê bao truyền dẫn số - Giảm nhiễu giao thoa + Nhược điểm: - Yêu cầu đồng ngặt nghèo - Loại máy điện thoại di động mà dùng kỹ thuật số TDMA phức tạp loại máy điện thoại di động dùng kỹ thuật FDMA Hệ thống xử lý số tín hiệu MS tương tự có khả xử lý 50x106/s c Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA Các thuê bao dùng chung tần số suất thời gian liên lạc CDMA phân biệt nhờ kỹ thuật mã trải phổ khác , nhờ khơng gây nhiều lẫn Những thiết bị mà người sử dụng phân biệt với nhờ dùng mã đặc trưng , riêng biệt không trùng với +Ưu điểm : - Hiệu sử dụng phổ coa , có khả chuyển vùng miền đơn giản kế hoạch phân bổ tần số - Khả chống nhiễu bảo mật cao , thiết bị trạm gốc đơn giản (1 máy phát thu) - Dải tần tín hiệu hoạt động rộng hàng MHz - Những kỹ thuật trải phổ hệ thống truy nhập cho phép tín hiệu vơ tuyến sử dụng có cường độ trường hiệu FDMA , TDMA +Nhược điểm : - Yêu cầu đồng điều khiển công suất ngặt nghẽo , chênh lệch công suất thu trạm gốc từ máy di động tế bào phải nhỏ 1dB, trái lại số kênh phục vụ - Kỹ thuật trải phổ phức tạp 2.4 Phân loại theo phương thức song song + FDD (Frequecy Divition Duplex : Song công phân chia theo tần số ) Nó thu phát đồng thời tần số khac , phát tần số thu tần số bang atafn công tác gồm dải tần dành cho đường lên up-link từ MS tới BS đường xuống down – link từ BS tới MS Đường lên dải tần thấp MS có cơng suất nhỏ , thường di động có khả bị che khuất Khi với giải pháp tần thấp ( bước song lớn ) khả bị che khuất giảmm + TDD (Time Divition Duplex : song công phân chia theo thời gian ) Một tần số chia khe thời gian Khung thời gian công tác chia đôi , nửa cho đường lên , nửa cho đường xuống Một số hệ mạng di động Các hệ mạnh di động khác có bốn khía cạnh : - Truy cập vô tuyến - Tốc độ liệu - Băng thơng - Cấu hình chuyển mạch 3.1 Hệ thống thông tin di động hệ 1G Đây hệ mạng mạng di động viễn thông với kết nối analog Được giới thiệu lần vào năm 80 kỉ 20 Mạng 1G hoạt động nhờ sử dụng công nghệ truyền nhận thơng tin thơng qua tín hiệu analog Năm 1979, mạng di động 1G lần triển khai thương mại Nhật Bản nhà mạng Nippon Telegraph and Telephone (NTT) Cơng nghệ 1G cung cấp chức điện thoại di động nghe gọi thoại Kết nối Analog lại dễ bị ảnh hưởng thời tiết, mạng 1G hoạt động tương đối chậm không ổn định Tuy nhiên, đời mạng 1G bước ngoặt lớn phát triển công nghệ Do vậy, kể từ mắt đến thời điểm năm sau, Nhật Bản trở thành quốc gia phủ sóng 1G tồn quốc Vào năm 1981, nước khu vực Bắc Âu Đan Mạch, Phần Lan, Na Uy Thụy Điển triển khai mạng 1G với hệ thống NMT, điểm đặc biệt NMT có khả chuyển vùng Tiếp đến Quốc gia Mỹ, Anh, Mexico, Canada triển khai mạng di động 1G 3.2 Hệ thống thông tin di động hệ 2G 2G hệ thứ hai hệ thống mạng di động, mắt vào năm 1992 Mạng 2G nhanh chóng phổ biến triển khai thương mại Phần Lan nhà mạng Radiolinja So với mạng 1G, hệ thống mạng 2G đem tới nhiều tính tiện ích trội hơn, phải kế đến: Độ bảo mật thông tin cao: mạng 2G cho phép người dùng gọi thoại với tín hiệu mã hóa dạng tín hiệu kỹ thuật số (dạng nhị phân 1) Do vậy, tránh rò rỉ thông tin người dùng Tốc dộ liệu đươc cải thiện: Tốc độ liệu đạt 64 Kbps/giây, cao nhiều so với 1G Thiết kế nhỏ gọn: Thiết kế có phần nhỏ gọn nhiều so với hệ trước Do chuyển từ kết nối Analog sang Digital Tiện lợi: 2G hỗ trợ nhiều người dùng lúc dải tần hoạt động Hỗ trợ gửi nhận tin nhắn văn SMS Ngồi ra, hệ mạng 2G cịn có phiên mạng 2.5G mạng 2.75G Mạng 2.5G: mắt vào năm 2000 Đây phiên nâng cấp gọi, tin nhắn kết nối Internet dần hình thành Tuy nhiên, tốc độ mạng tối đa 50 Kbps nên việc truy cập Internet tương đối khó khăn Mạng 2.75G: mắt năm 2003 Bản chất lượng mạng cải tiến tốt nhiều so với mạng GPRS Tốc độ mạng đạt 1Mbps Do vậy, việc truy cập Internet để đọc báo dễ thở nhiều 3.3 Hệ thống thông tin di động hệ 3G Đây hệ mạng thứ ba giới thiệu vào năm 2001 nhà mạng NTT Docomo Đến năm 2003, thương mại hóa phép truyền tải liệu thoại liệu khác (email, hình ảnh, âm thanh, vide,…) Sự đời mạng 3G nhanh chóng thay 2G dần phổ biến nước phát triển Sự đột phá mạng 3G kể đến tốc độ truyền liệu Với thông số kết nối từ 384 Kbps đến Mbps/giây, 3G giúp người dùng gửi nhận mail với tốc độ nhanh chóng Mạng 3g có tốc độ mạng cao HSPA+ (kí hiệu H+) với tốc độ lên đến 42 Mbps Cơng nghệ nhanh chóng đáp ứng nhu cầu giải trí người dùng 3.4 Hệ thống thông tin di động hệ 4G Ở thời điểm tại, hệ mạng thứ (4G) sử dụng vô rộng rãi Ra đời vào năm 2013, 4G cho tốc độ truyền tải liệu cực nhanh Với tốc độ lý tưởng vào khoản 1Gb đến 1,5Gb giây Đặc biệt, 4G LTE xem tiêu chuẩn cho thiết bị công nghệ đại tốc độ truyền liệu cao, lên tới 12,5MB di chuyển chí cao đứng n Mạng 4G khơng cung cấp tính nâng cao trải nhiệm người dùng xem phim, nghe nhạc trực tuyến mà cịn nhiều tiện ích khác chơi game online, xem youtube mà không lo tốc độ mạng bị chậm 3.5 Hệ thống thông tin di động hệ 5G 5G hệ mạng thứ triển khia khoảng 1-2 năm gần Tuy nhiên, 5G chưa phổ cập rộng rãi tới người dùng Bởi lẽ chi phí triển khai cao chưa có nhiều thiết bị hỗ trợ mạng 5G Sự đợi 5G coi cách mạng lĩnh vực công nghệ điện tử Đây xem chìa khóa mở cửa tương lai người Mạng 5G có tơc độ truyền tải liệu lớn gấp 10 lần 4G Như vậy, điều kiện lý tưởng, 5G truyền tải liệu lên đến 10GB giây Với tốc độ này, người dùng tải phim dài chưa 10 giây Hỗ trợ thiết bị kết nối Khả truyền tín hiệu chơi game đồ họa có phản hồi lập tức, bạn cảm thấy độ trễ thấp nhiều so với 4G Kết nối gấp 10-100 lần số lượng thiết bị kết nối lúc như: - Điện thoại thơng minh - Máy móc hạng nặng - Mạng cảm biến sử dụng tòa nhà, thành phố, nông trại,… - Hệ thống giao thông, sở hạ tầng => Kết nối thiết bị cá nhân người dùng thiết bị máy móc với Giảm thiểu tuyệt đối tình trạng gián đoạn thiết bị Để khơng bị nhiễu sóng, phần mềm ăngten truyền tín hiệu tập trung tới thiết bị không tốt, bạn cảm nhận độ trễ rõ rệt chơi game hay lướt web - Quá nhiều thiết bị cố gắng sử dụng mạng nơi gây tắc nghẽn - Cơ sở hạ tầng mạng khơng thể đối phó với số lượng lớn thiết bị, dẫn đến tốc độ liệu chậm thời gian trễ để tải xuống lâu => Khó kiểm sốt tình trạng gián đoạn, chuyển mạng thiết bị Gây hao phí tài nguyên truyền tín hiệu phân tán xung quanh, kể khơng có thiết bị kết nối 4.2 Nhược điểm Mạng 5G phải sử dụng sóng siêu âm với tần số cao chúng xuyên qua tường, mái nhà Trong khi, bước sóng mạng 4G lại có khả vượt qua chướng ngại vật tốt mạng 5G Do đó, vấn đề giải tình trạng cho mạng 5G xuất độ phủ ăng-ten thu sóng Cần nhiều ăng-ten để phát sóng 5G tốt 5G kẻ thủ thời lượng pin, thiết bị chạy mạng 5G có tốc độ hao pin nhanh sử dụng 4G Điều sớm khắc phục nhờ vào cải tiến đến từ nhà làm chip di động Phát triển sở hạ tầng cần chi phí cao Các thiết bị cũ khơng hỗ trợ 5G cần cần thay để sử dụng mạng 5G CHƯƠNG : KIẾN TRÚC CỦA HỆ THỐNG MẠNG 5G Flatter IP network Mạng Flat IP chắn giải pháp quan trọng để làm cho 5G áp dụng tất loại công nghệ Để đáp ứng nhu cầu khách hàng cho ứng dụng thời gian thực liệu gửi qua mạng điện thoại di động bang thông rộng , nhà khai thác không dây chuyển sang cấu trúc mạng flat IP Mạng cung cấp phương thức để nhận biết thiết bị sử dụng tên ký hiệu , khác với cấu trúc có phân cấp sử dụng “nomal” địa IP Với việc chuyển sang kiến trúc flat IP , nhà khai thác di động : - Giảm số lượng phần tử mạng liệu đường dẫn đến giảm chi phí hoạt động Giảm độ trễ hệ thống cho phép ứng dụng hoạt động với độ sai lệch thấp trễ Phát triển truy cập vơ tuyến gói mạng lõi độc lập với đến mức độ lớn so với trước tạo linh hoạt kế hoạc lập mạng triển khai Phát triền mạng lõi linh hoạt phục vụ sở cho đổi dịch vụ thông qua điện thoại di động mạng truy nhập IP chung Tạo tảng cho phép nhà khai thác dịch vụ di động băng thơng rộng để có thẻ cạnh tranh với mạng dây Mạng 5G sử dụng Falt IP làm cho dễ dàng cho RAN (Radio Access Network ) khác để nâng caaso mạng Nanocore Hệ thống Aggregator Mạng lưới viễn thông na theo hình thức phân cấp , lưu lượng truy cập thuê bao gộp chung lại tập hợp điểm (BSC/RNC) sau chuyển đến cổng Hệ thống Flat IP làm giảm công suất tập hợp điểm lưu lượng chuyển trực tiếp từ trạm gốc đến cổng phương tiện truyền thông Tất mạng sử dụng (GSM , CDMA , Wimax Wireline ) kết nối với Super Core với công suất lớn Điều thực sở hạ tầng mạng Giải pháp Super Core loại bỏ tất chi phí liên kết phức tạp cho nhà điều hành mạng Nó làm giảm số lượng tồn mạng kết thúc kết nối , làm giảm đáng kể độ trễ Tuy nhiên thống có yêu cầu : - Yêu cầu dự phòng cao : giải pháp Super Core , tất nhà khai thác mạng chuyển dịch chuyển đến sở hạ tầng Do u cầu dự phịng cao an tồn lõi mạng - Tính minh bạch nhà khai thác mạng : liên quan đến liệu thuê bao khâu quản lý , … Kết cấu Super Core quan điều hành phủ quản lý Cơng nghệ 5G 3.1 Cloud Computing (điện toán đám mây) Cloud Computing công nghệ sử dụng internet máy chủ từ xa trung tâm để trì liệu ứng dụng điện toán đám mây Trong 5G mạng máy chủ từ xa trung tâm lưu trữ nội dung mà cung cấp Điện toán đám mây cho phép người dùng doanh nghiệp sử dụng ứng dụng mà không cần cài đặt truy nhập tập tin cá nhân máy có truy cập vào tài khoản riêng nhà cung cấp nội dung tồn cầu thơng qua Nanocore hình thức đám mây Điện tốn đám mây kỹ thuật để truy cập liệu văn , ứng dụng , file video ,….từ nơi mà không cần mang theo thiết bị lưu trữ liệu Bởi tất thông tin người sử dụng điện tốn đám mây truy cập tât liệu từ nơi giới vào lúc Ví dụ Gmail , tất tài liệu lưu trữ máy chủ Gmail quy trình thực đám mây Người sử dụng cung cấp cho lệnh sau q trình xảy máy chủ Gmail kết hiển thị hình Sự phát triển điện tốn đám mây cung cấp cho nhà khai thác hội to lớn Kể từ điện toán đám mây liên kết mạng , cho thấy tầm quan trọng mạng lưới thúc đẩy phát triền mạng lưới Nó địi hỏi nhà cung cấp dịch vụ an toàn đáng tin cậy Người sử dụng điện tốn đám mây tránh chi phí vốn cho Nanocore , làm giảm chi phí mua sở hạ tầng vật lý cách cho thuê sử dụng từ nhà cung cấp bên thứ ba Các phân đoạn điện toán đám mây , chia làm phân đoạn sau : - Ứng dụng (Applications) Nền tảng (Platform) Cơ sở hạ tầng (Infrastructure) Mỗi phân đoạn phục vụ cho sản phẩm khác phục vụ cho doanh nghiệp cá nhân với mục đích ứng dụng khác 3.1.1 Ứng dụng Về dựa yêu cầu dịch vụ phần mềm Các dịch vụ phần mềm phải đa dạng , khác làm để phần mềm phân phối cho người dùng cuối 3.1.2 Nền tảng Phân đoạn tảng điện toán đám mây đề cập đến sản phẩm sử dụng để triển khai internet Net Suite , Amazon , Google Microsoft đẫ phát triển tảng cho phép người dùng truy cập ứng dụng từ máy chủ tập trung Google , Net Suite , Rack space cloud , amazon.com tảng hoạt động 3.1.3 Cơ sở hạ tầng Phân đoạn thứ điện toán đám mây gọi sở hạ tầng phần quan trọng Cơ sở hạ tầng cho phép người sử dụng xây dựng ứng dụng 3.2 All IP Network All IP Network (AIPN) tiến hóa hệ thống 3GPP để đáp ứng nhu cầu dịch vụ ngày tăng thị trường viễn thơng di động Nó chủ yếu tập trung vào cải tiến công nghệ chuyển mạch gói , mạng AIPN cung cấp phát triển liên tục tối ưu hóa giải pháp hệ thống nhằm tạo lợi cạnh tranh hiệu suất chi phí All-IP dựa ứng dụng điện thoại di động dịch vụ cổng thông tin điện thoại di động dịch vụ cổng thông tin điện thoại di động , thương mại di động , chăm sóc sức khỏe , phủ , ngân hàng số lĩnh vực khác Những lợi ích cấu trúc Flat IP : - Chi phí truy cập thấp Truy cập liền mạch Kinh nghiệm người dùng cải thiện Giảm độ trễ hệ thốngTruy cập vô tuyến tách riêng phát triển mạng lõi Các vấn đề quan trọng All IP: - Hỗ trợ cho loạt hệ thống truy cập khác Khả thích ứng di chuyển từ thiết bị đầu cuối khác Khả lựa chọn hệ thống truy cập thích hợp Cung cấp dịch vụ ứng dụng tiên tiến Khả xử lý hiệu tối ưu 3.3 Nano technology Công nghệ Nano việc áp dụng cơng nghệ nano để kiểm sốt q trình quy mô nanomet , tức 0.1 100nm Cơng nghệ cịn gọi cơng nghệ Nano phân tử (NMT: Molecular Nanotechnology ) Công nghệ nano coi cách mạng công nghiệp ngành công nghệ viễn thông thay đỏi hồn tồn tương lai Vì ứng dụng tương lai yêu cầu nhớ tính tốn điện nhiều để cung cấp tốc độ liệu cao , mà công nghệ giải thách thức Do cơng nghệ nano cung cấp giải pháp hiệu cho khả tính tốn hiệu , cảm biến , mở rộng nhớ tương tác với người máy Công nghệ nano phân tử ( MNT : Molecular Nanotechnology).Công nghệ nano coi cách mạng công nghiệp cách ngành công nghiệp viễn thông thay đổi hồn tồn tương lai Vì ứng dụng tương lai yêu cầu tồn nhớ tính tốn điện nhiều đẻ cung cấp tốc độ liệu cao hơn, mà công nghiệp giải thách thức Do cơng nghiệp nano cung cấp giải pháp hiệu cho khả tính toán hiệu quả, cảm biến, mở rộng nhớ tương tác với người máy Công nghệ nano tác động đáng kể thiết bị điện thoại di động lõi mạng sau: -Điện thoại di dộng trở thành thiết bị thông tin liên lạc thiếu giới công nghệ đại.Công nghệ nano thiết bị điện thoại động giúp cho cảm ứng thông minh dụng nhiều ngành công nghiệp, giao thông vận tải,thông tin lien lạc, y tế, thơng tin an tồn -Các lõi mạng địi hỏi tốc độ, công suất cao, đáng tin cậy để tương tác ngày nhiều công nghệ truy cập khoong đồng Hiện công nghệ nano sử dụng xử lý tín hiệu số ( DSP: Digital Signal Processing) 4.Cấu trúc mạng 5G giả định 4.1 Thiết bị đầu cuối đa hình Trong đó: Analog-to-digital conversion (ADC): Bộ biến đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số Digito-to-analog conversion (DAC): Bộ biến đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự Digital down converter (DDC0 : Bộ biến đổi xuống tín hiệu số Digital up-converter (DUC) : Bộ biến đổi lên tín hiệu số Tín hiệu nhận từ anten qua thu Rx RF sau đưa đến ADC để chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số, tiếp đến đưa vào DDC để biến đổi xuống tín hiệu số tín hiệu đưa vào xử lý băng gốc ( Base-band Processing) xử lý liệu để đưa tới người sử dụng Nếu từ người sử dụng tín hiệu qua xử lý liệu sau đến xử lý băng gốc cho qua DUC để biến đổi lên tín hiệu số cho qua DAC để biến đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự, sau đưa đến phát Tx phát 4.2 Cơng nghệ đa lõi hình lại(Reconfigurable Multi-Technology Core: RMTC) Thách thức cơng nghệ đa cấu hình lại để giải việc gia tang số thuê bao Các công nghệ truy cập vô tuyến khác dựa khả tương tác chế.Cốt lõi hộ tụ cơng nghệ nano nói trên, điện tốn đám mây, nhận thức vô tuyến dựa tất tảng IP.Lõi cấu hình lại thay đổi chức truyền thông tùy thuộc mạng trạng thái người dùng u cầu.Việc cấu hình lại phần cứng phần mềm Cấu hình phần cứng chủ yếu thực điều hành, thêm thiết bị bổ sung để tăng lượng mạng lưới cụ thể thời gian Tuy nhiên việc cấu hình lại Có nghĩa chương trình (chạy việc xử lý cấu hình lại yếu tố) liên kết truyền thông yếu tố chế biến cấu hình lại thời gian chạy.Các yếu tố xử lý khác sử dụng cho mục đích khác Mục đích chung vi xử lý hồn tồn lập trình để thực nhiệm vụ tính tốn khác CHƯƠNG : ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ MẠNG 5G 1.Mạng không dây 5G hoạt động ? Mạng không dây bao gồm “cell” chia thành vùng gửi liệu qua sóng radio Cơng nghệ 4G LTE (Long-Term Evolution) cung cấp tảng cho 5G Khơng giống 4G, địi hỏi trụ tháp di động lớn, cơng suất cao để phát tín hiệu qua khoảng cách xa hơn, tín hiệu khơng dây 5G truyền qua số lượng lớn trạm di động nhỏ đặt nơi cột đèn mái nhà Việc sử dụng nhiều ô nhỏ cần thiết phổ sóng milimet – dải phổ 30 GHz 300 GHz mà 5G dựa vào để tạo tốc độ cao – truyền qua khoảng cách ngắn chịu can thiệp thời tiết chướng ngại vật tòa nhà Các hệ công nghệ không dây trước sử dụng dải phổ tần số thấp Để bù đắp thách thức sóng milimet liên quan đến khoảng cách nhiễu, ngành công nghiệp không dây xem xét việc sử dụng phổ tần số thấp cho mạng 5G để nhà khai thác mạng sử dụng phổ mà họ sở hữu để xây dựng mạng Tuy nhiên, phổ tần số thấp đạt khoảng cách lớn có tốc độ cơng suất thấp sóng milimet Những loại dịch vụ không dây 5G cung cấp ? Các nhà mạng phát triển hai loại dịch vụ 5G Dịch vụ băng rộng không dây cố định 5G cung cấp truy cập internet đến nhà doanh nghiệp mà không cần kết nối hữu tuyến truyền thống Để làm điều đó, nhà khai thác mạng triển khai NR cell di động quy mơ nhỏ gần tịa nhà để phát tín hiệu đến máy thu tầng thượng bệ cửa sổ khuếch đại khuôn viên Các dịch vụ băng rộng cố định dự kiến giúp nhà khai thác cung cấp dịch vụ băng rộng cho gia đình doanh nghiệp tốn phương pháp giúp loại bỏ nhu cầu triển khai tuyến cáp quang đến nơi cư trú Thay vào đó, nhà khai thác cần cài đặt cáp quang vào cell di động khách hàng nhận dịch vụ băng thông rộng thông qua modem không dây đặt khu dân cư doanh nghiệp họ Dịch vụ di động 5G cung cấp cho người dùng quyền truy cập vào mạng di động 5G nhà khai thác Các dịch vụ bắt đầu triển khai vào năm 2019, thiết bị hỗ trợ (hoặc tương thích) 5G dự kiến có mặt thị trường thời gian Việc cung cấp dịch vụ di động phụ thuộc vào việc hoàn thành tiêu chuẩn mobile core 3GPP vào cuối năm 2018 Những tiềm thách thức công nghệ mạng di động 5G 3.1 Các lĩnh vực ứng dụng mạng di động 5G Hướng tới đổi cho trải nghiệm người dùng, doanh nghiệp công nghiệp, tương lai công ty viễn thông đầu tư vào hệ thứ năm mạng vô tuyến di động 5G, tạo một cách mạng khả ứng dụng dịch vụ di động tốc độ cao Trong có số lĩnh vực ưu tiên ứng dụng 5G, đồng nghĩa tồn thách thức hội mà 5G mang lại: - Chăm sóc sức khỏe: Tham vọng 5G lĩnh vực chăm sóc sức khỏe cho phép giải pháp chăm sóc từ xa thông qua kết nối đảm bảo an toàn, để giúp giải thách thức già hóa dân số, gia tăng số lượng người mắc bệnh mãn tính mang tới kỳ vọng lớn dịch vụ chăm sóc cá nhân hóa - Sản xuất: Mục tiêu sử dụng 5G để cung cấp tảng giao tiếp có độ tương tác cao, an toàn độ trễ thấp nhà máy nhằm giải áp lực chi phí chống lại tác động xu hướng già hóa lực lượng lao động - Bảo mật: 5G hỗ trợ ứng dụng bảo mật không dây để giám sát phát mối đe dọa công mạng bối cảnh tần suất nguy xảy ngày lớn, cảnh báo bảo mật khác ngày gia tăng toàn cầu - Nông nghiệp: Tốc độ dung lượng mạng 5G tăng lên hỗ trợ việc sử dụng máy bay không người lái, kết nối điều khiển máy móc nơng nghiệp từ xa - Giao thơng công cộng: Với mong muốn hệ thống giao thông cơng cộng hiệu 5G giúp cải thiện hiệu suất hoạt động bảo trì sở hạ tầng, đồng thời hỗ trợ dịch vụ thơng tin giải trí hành trình - Năng lượng tiện ích: 5G có khả đóng vai trò to lớn việc cải thiện cách cung cấp tiêu thụ lượng áp lực mức tiêu thụ ngày tăng, cho phép cung cấp mạng lưới thơng minh giám sát điều khiển từ xa - Thành phố tịa nhà thơng minh: Liên quan đến lưới điện thông minh xa dịch vụ thông tin thông minh (thang máy thông minh, hệ thống sưởi, thơng gió điều hịa khơng khí vượt trội, định tuyến giao thông thông minh, quản lý chất lượng khơng khí.v.v.) để sử dụng tốt nguồn lực nâng cao chất lượng sống người dân - Ơ tơ: Xe tự hành phương tiện kết nối cung cấp ví dụ điển hình hợp tác đa ngành 5G Các mạng viễn thơng cấu hình linh hoạt để giải nhu cầu khác lĩnh vực đầy hứa hẹn - Truyền thơng đa phương tiện giải trí: Trong lĩnh vực này, 5G dự kiến cho phép mạng tài nguyên cấu hình động để giải nhu cầu khác 5G kỳ vọng giải nhu cầu chất lượng dịch vụ tốt cho phép nhà cung cấp hỗ trợ thiết bị dịch vụ mới, xử lý gia tăng theo cấp số nhân việc sử dụng liệu Hình 1: Các lĩnh vực áp dụng công nghệ 5G Trong lĩnh vực nêu trên, số lĩnh vực như: tơ, truyền thơng giải trí, nơng nghiệp, thành phố thông minh thử nghiệm áp dụng 5G để kiểm chứng kết mà hệ mạng di động mang lại Ơ tơ Xe ô tô kết nối khả lái tự động thu hút nhiều người tiêu dùng, nhu cầu thúc đẩy phát triển đa ngành lĩnh vực Đây câu chuyện thành công ban đầu hợp tác ngành công nghiệp di động ngành sản xuất Hiệp hội ô tô 5G (5G Automotive Association - 5GAA), thành lập vào năm 2016, tổ chức tồn cầu, đa ngành cơng ty từ ngành ô tô, công nghệ viễn thông, hợp tác để phát triển giải pháp cho dịch vụ di chuyển vận tải tương lai Các hãng xe lớn toàn cầu: Audi, BMW Daimler thành viên sáng lập Kể từ đó, họ thuyết phục nhiều cơng ty khác tham gia Nhiều thảo luận thử nghiệm tập trung vào công nghệ "phương tiện đến thứ" (C-V2X) di động bao gồm LTE-V2X 5G-V2X 5G coi yếu tố vô cần thiết phép lái xe kết nối hoàn toàn tự động tương lai, việc giảm độ trễ truyền tín hiệu yêu cầu tối quan trọng lĩnh vực Trong đó, hầu hết nhà khai thác lớn tiến hành thử nghiệm ô tô kết nối lái xe tự động riêng họ Ví dụ, Cơng ty thơng tin di động đa quốc gia Anh quốc Vodafone Đức thành lập Phịng thí nghiệm di động 5G với Trung tâm thử nghiệm Aldenhoven để thử nghiệm tất phương thức giải pháp IoT từ viễn thông đến V2X Họ thử nghiệm giải pháp liên lạc phương tiện nhắn tin địa lý cho ô tô dọc theo đường cao tốc A9 Đức, Munich Ingolstadt Họ sử dụng phiên LTE nâng cao phần trình thử nghiệm với đối tác khác cho dịch vụ 5G tương lai Truyền thơng giải trí Vào năm 2017, Công ty Viễn thông đa quốc gia AT&T công bố thử nghiệm với công ty DIRECTV để kiểm tra việc cung cấp dịch vụ DIRECTV NOW OTT qua tín hiệu 5G khơng dây cố định Austin, Texas (Hoa Kỳ) Vào thời điểm đó, nhà điều hành cho biết bước quan trọng hành trình cung cấp tốc độ 5G vào cuối năm 2018 Độ trễ thách thức lớn lĩnh vực có nhiều kỳ vọng điện toán biên đa truy cập (Media - Edge Cloud - MEC) giúp giải vấn đề liên quan đến độ trễ, đệm độ trễ tổng thể Ở châu Âu, Deutsche Telekom giới thiệu trường hợp sử dụng 5G mạng 5G tiền thương mại Berlin Nó bao gồm thực tế ảo 5G (VR) thực tế tăng cường (AR), lưu ý ứng dụng AR VR hưởng lợi từ tốc độ liệu siêu cao phản hồi thời gian thực 5G Nông nghiệp trồng trọt Vodafone cho biết họ cung cấp kết nối máy bay không người lái sử dụng khả mạng 5G tiếp tục phát triển, sử dụng máy bay không người lái dịch vụ cho ứng dụng tương lai Chúng bao gồm máy bay không người lái tự động để canh tác xác bảo vệ sở hạ tầng quan trọng Nhà điều hành tin việc kiểm sốt máy bay khơng người lái qua mạng 5G mang lại số lợi ích quan trọng, góp phần thúc đầy kinh tế, sản xuất nông nghiệp đạt thành tựu đáng kể tương lai Thành phố thơng minh tịa nhà thơng minh 5G coi phát triển quan trọng để hỗ trợ dịch vụ thông minh thành phố thông minh tương lai Vào tháng năm 2017, Sacramento California công bố thỏa thuận dự kiến với Verizon để tạo mối quan hệ đối tác cơng tư, với mục đích cung cấp sở hạ tầng dịch vụ thành phố thông minh cho người sống làm việc thành phố Chương trình phác thảo vào thời điểm bao gồm nỗ lực thúc đẩy đổi kết nối 5G với đầu tư sở hạ tầng nhanh chóng, đảm bảo 3.2 Mối quan tâm bảo mật mạng 5G Nhiều nhà quan sát lo ngại lỗ hổng bảo mật mạng 5G bị hoạt động tình báo nước ngồi khai thác Khả cá nhân sử dụng hệ thống mạng hỗ trợ 5G cho mục đích tích cực bị tình báo nước ngồi khai thác để thao túng nhận thức hành vi Khi sử dụng công nghệ 5G, lượng thông tin cá nhân khai thác mở rộng theo cấp số nhân với nghi ngờ tính bảo mật cơng nghệ Điều làm dấy lên lo ngại người ủng hộ quyền riêng tư chuyên gia an ninh quốc gia Các chuyên gia an ninh thấy trước thách thức đáng kể cộng đồng tình báo, quân đội ngoại giao 5G triển khai rộng rãi Để đảm bảo tính bảo mật mạng di động 5G, chuyên gia khuyến cáo cần tập trung vào số nội dung sau: - Phát trường hợp bất thường: để xác định mối nguy hiểm xảy ra, cần tập trung sử dụng công cụ học máy (machine learning), Dữ liệu lớn (Big Data).v.v công cụ hỗ trợ cảm biến bảo mật 5G xác định trường hợp bất thường mà công cụ kiểm tra thông thường không làm - Ngăn chặn chỉnh sửa phần mềm độc hại: Áp dụng sandbox - dạng ảo hóa phần mềm, cho phép chạy phần mềm ứng dụng không gian ảo để cách ly môi trường thực tế Từ phát nguy phần mềm độc tiến hành loại bỏ - Sử dụng DNS thông minh: Giám sát hoạt động DNS tiến hành ngăn chặn tác nhân gây hại 3.3 Xây dựng mạng 5G cho tương lai Khi triển khai, mạng 5G cung cấp nhiều tốc độ dung lượng để hỗ trợ giao tiếp thiết bị máy móc, cung cấp dịch vụ có độ trễ thấp, độ tin cậy cao cho ứng dụng có yêu cầu quan trọng tốc độ phản hồi Dựa thử nghiệm nay, mạng 5G bắt đầu chứng tỏ hiệu suất cao tình khác đô thị đông đúc điểm nóng tịa nhà Với mục tiêu đầy tham vọng này, mạng 5G phải đối mặt với thách thức đáng kể Việc tăng dung lượng tốc độ liệu hứa hẹn 5G địi hỏi nhiều dải tần cơng nghệ hiệu ngồi sử dụng hệ thống 3G 4G Một số dải tần bổ sung đến từ dải tần 2.4 GHz, điều đặt thách thức đáng kể Thách thức đề cập đến đặc tính truyền dẫn sóng milimet Các sóng vơ tuyến lan truyền khoảng cách ngắn nhiều so với dải tần trung bình (từ 1-6 GHz) thấp (dưới GHz) Do đó, phạm vi phủ sóng khu vực định yêu cầu số lượng trạm tăng lên đáng kể, điều làm tăng tính phức tạp sở hạ tầng, bao gồm nhu cầu triển khai thiết bị vô tuyến phương tiện đường phố, chẳng hạn đèn giao thông, cột đèn, cột điện nguồn cung cấp điện Hình 2: Thiết bị vơ tuyết lắp đặt phương tiện đường phố Một thách thức khác liên quan đến kết nối 5G trạm gốc mạng lõi, vốn dựa vào công nghệ cáp quang khơng dây Cần có kế hoạch cụ thể để triển khai dịch vụ cáp quang đảm bảo giải pháp mạng khơng dây có đủ dung lượng, chẳng hạn liên kết viba vệ tinh Hơn nữa, dải tần nguồn tài nguyên khan có giá trị, đồng thời có cạnh tranh gay gắt - ngày nghiêm trọng dải tần cấp quốc gia, khu vực quốc tế Do phổ vô tuyến chia thành dải tần phân bổ cho dịch vụ thông tin vơ tuyến khác nhau, băng tần sử dụng dịch vụ tồn với mà không tạo nhiễu động có hại cho dịch vụ lân cận Các nghiên cứu Liên minh Viễn thông Quốc tế (International Telecommunication Union - ITU) kiểm tra tính chia sẻ khả tương thích dịch vụ di động với số dịch vụ thông tin vô tuyến có khác, đặc biệt liên lạc vệ tinh, dự báo thời tiết, giám sát tài nguyên Trái đất biến đổi khí hậu, thiên văn học vơ tuyến Các quy định quốc gia quốc tế cần thơng qua áp dụng tồn cầu để tránh can thiệp 5G dịch vụ này, tạo hệ sinh thái di động khả thi cho tương lai - đồng thời giảm giá thành thông qua quy mơ kinh tế thị trường tồn cầu, cho phép nâng cao khả tương tác chuyển vùng Hình 3: Dải băng tần cơng nghệ 5G CHƯƠNG IV: TỔNG KẾT Em xin chân thành cảm ơn Nhà trường, Khoa chuyên môn Giảng viên Vũ Văn Đốc tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tập lớn Em cảm ơn Thầy theo dõi hết tập em Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 30 tháng 10 năm 2022 Chương V: TÀI LIỆU THAM KHẢO https://123docz.net/document/10914667-tim-hieu-ve-cong-nghe-5g.htm https://123docz.net/document/9847802-tim-hieu-ve-cong-nghe-mang-5g.htm https://hegka.com/articles/tim-hieu-cong-nghe-mang-di-dong-1g-2g-3g-4g-5g-la gi ... https://123docz.net/document/10914667-tim-hieu-ve-cong-nghe-5g.htm https://123docz.net/document/9847802-tim-hieu-ve-cong-nghe -mang- 5g.htm https://hegka.com/articles/tim-hieu-cong-nghe -mang- di-dong-1g-2g-3g-4g-5g-la gi ... thơng tin chủ yếu thu thập lưu trữ giấy bút , văn , tủ lưu trữ hồ sơ Ngày , tất liệu hệ thống thong tin đuộc cập nhập vào phần cứng phần mềm lưu trữ tính quản lý tự động hóa Phân loại hệ thống... không cao , thiết bị đơn giản +Nhược điểm: - Thiết bị trạm gốc cồng kềnh có kênh (tần số song mang kênh ) trạm gốc phải có nhiêu máy phát thu - Cần phải đảm bảo khoảng cách bảo vệ kênh bị song