Khái Niệm Về Công Nghệ 3G

1. 3G là gì?

_3G (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 . 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.
_Mạng 3G bao gồm:
• Mạng UMTS sử dụng kỹ thuật WCDMA được chuẩn hóa bởi 3GPP.
• Mạng CDMA2000 chuẩn hóa bởi 3GPP2.
• Mạng TD-SCDMA được phát triển ở Trung Quốc.
• Mạng FOMA được phát triển ở Nhật bởi NTT DoCoMo cuối năm 2001, dùng kỹ thuật WCDMA.
_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 tế bào.
2. Sự Khác Biệt Của Công Nghệ 3G So Với 1G Và 2G Trước Đây:
_Đặc điểm khác biệt nổi bật giữa mạng điện thoại thế hệ đầu tiên (1G) và mạng 2G là sự chuyển đổi từ điện thoại dùng tín hiệu tương tự sang tín hiệu số.
_Tùy theo kỹ thuật đa truy cập, mạng 2G có thể phân ra 2 loại: mạng 2G dựa trên nền TDMA (Time Division Multiple Access) và mạng 2G dựa trên nền CDMA (Code Division Multiple Access).
_Trong đó, TDMA là phương thức đa truy cập phân chia theo thời gian còn CDMA là phương thức đa truy cập phân chia theo mã. Trong kỹ thuật CDMA, tín hiệu của mỗi người dùng (user) sẽ được dàn trải (spreading) bằng một mã xác định trực giao (hoặc giả trực giao) với nhau. Tín hiệu truyền sẽ là tín hiệu chồng chập của nhiều người dùng khác nhau theo thời gian và trên cùng một băng tần số.
_Còn mạng 3G (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...). Và điểm nổi bật nhất của mạng 3G so với mạng 2G nằm ở khả năng cung ứng truyền thông gói tốc độ cao nhằm triển khai các dịch vụ truyền thông đa phương tiện trên mạng di động. Tốc độ truyền dữ liệu mạng 3G sẽ cao hơn rất nhiều so với mạng 2G.
3. Lịch Sử Phát Triển:
_ Hệ thống thông tin di động thương mại đầu tiên được triển khai và đưa vào sử dụng từ những năm giữa thập kỷ 80 của thế kỷ 20.
_Các hệ thống này sử dụng kỹ thuật tương tự (analog) để xử lý tín hiệu, với kích thước của các thiết bị cầm tay lớn hơn nhiều so với một chiếc điện thoại di động thông thường ngày nay.
_Tại châu Âu, mỗi nước phát triển một hệ thống thông tin di động trong lãnh thổ của riêng mình. Người đăng ký sử dụng dịch vụ ở một nước, khi đi sang các nước khác thường không thể sử dụng các dịch vụ đã đăng ký ở nhà (roaming).
_Năm 1983, một tiêu chuẩn kỹ thuật số - gọi là Hệ thống toàn cầu về truyền thông di động – GSM, hoạt động ở các giải tần tiêu chuẩn, được đưa ra và đề xuất sử dụng.
_Năm 1993, GSM đã được hầu hết các nhà khai thác mạng ở châu Âu đã nâng cấp và triển khai sử dụng.
_Tiêu chuẩn thông tin di động GSM có khả năng cung cấp cuộc gọi với chất lượng thoại rất cao, tuy nhiên lại hạn chế về khả năng cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu tốc độ cao đang trở thành một nhu cầu của người sử dụng hiện nay.
_Tại khu vực bắc Mỹ, các nhà khai thác mạng sử dụng một kỹ thuật tương tự (analog) gọi là AMPS - Dịch vụ điện thoại di động tiên tiến.
_Thông tin di động phát triển tới mức các nhà khai thác nhanh chóng đạt đến số lượng thuê bao tối đa, điều này dẫn tới việc rớt cuộc gọi hoặc không thể kết nối do tín hiệu bận. Khi tiến hành nâng cấp lên kỹ thuật số, các nhà khai thác mạng có 3 lựa chọn sử dụng công nghệ TDMA, CDMA hoặc GSM (cũng là một dạng của TDMA).
_ Mỗi tiêu chuẩn đều được những người đề xuất hỗ trợ mạnh mẽ dẫn tới việc cả 3 công nghệ đều được sử dụng cho các nhà khai thác. Kết quả là tạo ra các hệ thống mạng thông tin di động riêng biệt và và không tương thích lẫn nhau trên toàn khu vực.
_Năm 1999 liên minh viễn thông quốc tế ITU đã đưa ra một tiêu chuẩn duy nhất cho các mạng di động tương lai gọi là IMT2000. Tiêu chuẩn Thông tin di động quốc tế - IMT -2000 sau này được gọi là 3G, đưa ra các yêu cầu cho các mạng di động thế hệ kế tiếp bao gồm:
+ Tăng dung lượng hệ thống
+ Tương thích ngược với các hệ thống thông tin di động trước đây (gọi là 2G)
+ Hỗ trợ đa phương tiện
+ Dịch vụ dữ liệu gói tốc độ cao, với các tiêu chuẩn về tốc độ truyền dữ liệu được xác định >2Mbps khi đứng yên hay ở trong khu vực nội thị, >384Kbps ở khu vực ngoại vi,>144Kbps ở khu vực nông thôn, > Với thông tin vệ tinh - khả năng phủ sóng rộng - tốc độ truyền số liệu có khả năng thay đổi.
_ITU mong muốn các nhà khai thác mạng sẽ tạo thành một hệ thống cơ sở hạ tầng mạng và vô tuyến thống nhất, có khả năng cung cấp dịch vụ đa dạng và rộng khắp trên toàn cầu
_Theo thời gian, khái niệm IMT2000 từ một tiêu chuẩn trở thành một tập các tiêu chuẩn thoả mãn các yêu cầu với nhiều công nghệ khác nhau.
_Hai tiêu chuẩn 3G được chấp nhận rộng rãi nhất theo đề nghị của ITU là CDMA 2000 và WCDMA (UMTS) đều dựa trên nền tảng công nghệ CDMA.
_Nước đầu tiên đưa 3G vào khai thác thương mại một cách rộng tãi 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.
B.Một Số Đặc Điểm Về Mạng Viễn Thông 3G.
1.Các Mạng Của 3G:
_Có 2 mạng chính được xây dựng trên nền tảng công nghệ 3G:
+ UMTS (Universal Mobile Telephone Service) - hiện đang được triển khai trên mạng GSM sẵn có
+ CDMA2000 – mang đến khả năng truyền tải dữ liệu ở mức 3G cho mạng CDMA. Cả UMTS và CDMA2000 đã được triển khai tại Mỹ từ cách đây hơn 1 năm.
_Tốc độ của hai mạng này có thể sánh bằng với chất lượng của kết nối DSL.
_Trong khi đó, các công nghệ di động tương lai như 3,5G và 4G (HSDPA và WiMax) sẽ có khả năng kết nối bằng modem cáp, và tốc độ kết nối tương đương với mạng Gigabyte Ethernet.
_Dĩ nhiên để có thể “chu du” trên mạng 3G, chiếc điện thoại di động của bạn cũng phải hỗ trợ công nghệ này. Sau một thời gian khởi động lặng lẽ, các chủng loại ĐTDĐ hỗ trợ 3G cũng được tung ra với tần suất nhiều hơn, điển hình trong số này là LG VX8000 và Motorola A845.
_Người dùng máy tính xách tay cũng có thể sử dụng được mạng 3G, thay cho kết nối băng rộng mà không cần tới mạng Wi-Fi. Với PC Card có hổ trợ 3G.
2.Các Chuẩn Của Mạng 3G.
_3G bao gồm 3 chuẩn chính:
+W-CDMA .Chuẩn W-CDMA có hai chuẩn con thành phần: UMTS và FOMA.
+CDMA2000.
+TDSCDMA. .
a.W-CDMA .
W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access): là chuẩn liên lạc di động 3G song hành với cùng với chuẩn GSM. W-CDMA là công nghệ nền tảng cho các công nghệ 3G khác như UMTS và FOMA.
_W-CDMA được tập đoàn ETSI NTT DoCoMo (Nhật Bản) phát triển riêng cho mạng 3G FOMA.
_Sau đó, NTT Docomo đã trình đặc tả này lên Hiệp hội truyền thông quốc tế (ITU) và xin công nhận dưới danh nghĩa một thành viên của chuẩn 3G quốc tế có tên IMT-2000.
_ITU đã chấp nhận W-CDMA là thành viên của IMT-2000 và sau đó chọn W-CDMA là giao diện nền tảng cho UMTS.
+UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)
_UMTS (Universal Mobile Telephone System) dựa trên công nghệ W-CDMA, là giải pháp tổng quát cho các nước sử dụng công nghệ di động GSM. UMTS do tổ chức 3GPP quản lý. 3GPP cũng đồng thời chịu trách nhiệm về các chuẩn mạng di động như GSM, GPRS và EDGE.
_UMTS đôi khi còn có tên là 3GSM, dùng để nhấn mạnh sự liên kết giữa 3G và chuẩn GSM.
_UMTS được tiêu chuẩn hóa bởi tổ chức 3GPP, cũng là tổ chức chịu trách nhiệm định nghĩa chuẩn cho GSM, GPRS và EDGE
_UMTS hỗ trợ tốc độ truyền tải dữ liệu đến 1920 Kbps (chứ không phải là 2 Mbps như một số tài liệu thường công bố), mặc dù trong thực tế hiệu suất đạt được chỉ vào khoảng 384 Kbps.
_Tuy nhiên, tốc độ này vẫn còn nhanh chán so với chuẩn GSM (14,4Kbps) và HSCSD (14,4Kbps); và là lựa chọn hoàn hảo đầu tiên cho giải pháp truy cập Internet giá rẻ bằng thiết bị di động.
_Trong tương lai không xa, mạng UMTS có thể nâng cấp lên High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) - còn được gọi với tên 3,5G. HSDPA cho phép đẩy nhanh tốc độ tải xuống tới 10 Mbps.
+FOMA:
_FOMA được NTT DoCoMo đưa vào ứng dụng từ năm 2001, và được coi là dịch vụ 3G thương mại đầu tiên của thế giới. Mặc dù cũng dựa vào nền tảng W-CDMA nhưng FOMA lại không tương thích với UMTS.
b.CDMA2000 gồm 3 phiên bản:
_CDMA2000: Một trong những chuẩn 3G quan trọng là CDMA2000, thực chất là sự kế tục và phát triển từ chuẩn 2G CDMA IS-95. Chuẩn CDMA2000 được quản lý bởi 3GPP2, một tổ chức hoàn toàn độc lập và riêng rẽ với 3GPP.
_CDMA2000 là công nghệ nâng cấp từ CDMA, cho phép truyền tải dữ liệu trên mạng di động.
_Năm 2000, CDMA2000 là công nghệ 3G đầu tiên được chính thức triển khai.
+1xRTT
_1xRTT là phiên bản đầu tiên của CDMA2000, cho phép truyền tải dữ liệu với tốc độ 307 Kbps (tải xuống) và 153 Kbps (tải lên). CDMA2000 1xRTT cũng mang lại chất lượng thoại tốt hơn trên một kênh CMDA 1,25MHz đơn lẻ.
+1xEV (1X Evolution)
_Công nghệ 1xEV cung cấp tốc độ tải xuống và tải lên lớn hơn theo hai gian đoạn triển khai.
•Giai đoạn một: 1xEV-DO (Cách mạng về Dữ liệu) – tăng tốc độc tải xuống tối đa tới 2,4 Mbps.
•Giai đoạn hai: 1xEV-DV (Cách mạng về Dữ liệu thoại) – tích hợp thoại và dữ liệu trên cùng một mạng cung cấp với tốc độ truyền tải tối đa 4,8 Mbps.
+3x
•CDMA2000 3x sử dụng 3 kênh CDMA 1,25MHz.
•Công nghệ này là một chuẩn của đặc tả CDMA2000, dành cho các nước cần băng thông 5MHz cho mục địch sử dụng mạng 3G.
•CDMA2000 3X còn có tên là "3XRTT," "MC-3X," và "IMT-CDMA MultiCarrier 3X".
c.TD-SCDMA:

4. Lợi Ích Do 3G Mang Đến.
_3G giúp chúng ta thực hiện truyền thông thoại và dữ liệu (như e-mail và tin nhắn dạng văn bản), download âm thanh và hình ảnh với băng tần cao.
_Các ứng dụng 3G thông dụng gồm hội nghị video di động; chụp và gửi ảnh kỹ thuật số nhờ điện thoại máy ảnh; gửi và nhận e-mail và file đính kèm dung lượng lớn; tải tệp tin video và MP3; và nhắn tin dạng chữ với chất lượng cao.
_Các thiết bị hỗ trợ 3G cho phép chúng ta download và xem phim từ các chương trình TV, kiểm tra tài khoản ngân hàng, thanh toán hóa đơn điện thoại qua mạng và gửi bưu thiếp kỹ thuật số.

5. Các Khái Niệm Liên Quan Đến 3G
_CDMA Công nghệ di động kỹ thuật số sử dụng các kỹ thuật trải băng tần. Các kỹ thuật này sử dụng hết băng tần có được dành cho mỗi kênh, thay vì phân bổ một tần số đặc thù cho từng người sử dụng.
_EDGE Phiên bản nâng cấp của dịch vụ vô tuyến GSM, có khả năng phân phối dữ liệu với tốc độ 384 Kbps trên các mạng băng thông rộng.
_GPRS Tiêu chuẩn truyền thông vô tuyến có khả năng truyền dữ liệu với tốc độ 115 Kbps, và dùng để gửi và nhận các gói dữ liệu nhỏ, như e-mail và download rất hiệu quả.
_GSM Tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi dành cho các hệ thống ĐTDĐ kỹ thuật số, sử dụng TDMA băng hẹp để thực hiện 8 cuộc gọi cùng một lúc trên cùng một tần số.
_MMS (Dịch vụ nhắn tin multimedia): Phương pháp gửi tập tin âm thanh và hình ảnh cùng các tin nhắn dạng văn bản ngắn trên mạng vô tuyến sử dụng giao thức WAP.
_TDMA Dịch vụ vô tuyến kỹ thuật số sử dụng việc dồn kênh phân chia theo thời gian (Time Division Multiplexing) để chia tần số vô tuyến thành những khe thời gian (time slot) và phân bổ các khe đến nhiều cuộc gọi, cho phép tần số đơn hỗ trợ nhiều cuộc gọi cùng một lúc.
_WCDMA (CDMA băng rộng) Công nghệ vô tuyến di động 3G tốc độ cao có thể hỗ trợ với tốc độ 2 Mbps để truyền thoại, video và dữ liệu.
_WiFi (Wireless Fidelity): Từ chung chỉ các mạng vô tuyến nội vùng (còn gọi là WLAN), có khả năng truyền dữ liệu với tốc độ lên đến 1 Mbps. Tin tức 3G trên mạng

G : viết tắt của "generation" - công nghệ điện thoại di động

1G (the first gerneration):Đây là thế hệ điện thoại di động đầu tiên của nhân loại. Đặc trưng của hệ thống 1G là:
- Dung lượng (capacity) thấp
- Kỹ thuật chuyển mạch tương tự (circuit-switched)
- Xác suất rớt cuộc gọi cao
- Khả năng handoff (chuyển cuộc gọi giữa các tế bào) ko tin cậy
- Chất lượng âm thanh rất chuối
- Ko có chế độ bảo mật...

2G (bao gồm GSM và CDMA)
Thế hệ đang được dùng trên thế giới:
- Kỹ thuật chuyển mạch số
- Dung lượng lớn
- Siêu bảo mật (High Security)
- NHiều dịch vụ kèm theo như truyền dữ liệu, fax, SMS (tin nhắn),...

3G (WCDMA)
Xuất hiện đầu tiên ở Japan. Đặc điểm nổi bật so với 2 thế hệ trước:
- Truy cập Internet
- Truyền video

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 hoăc hữu ý giữa hai khái niệm 3G và UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems).

Để hiểu thế nào là công nghệ 3G, chúng ta 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 đựơc 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.