• Thứ Hai, 14/08/2006 09:58 (GMT+7)

    VoFi: Bạn hay đối thủ của 3G?

    Mạng không dây băng rộng hỗ trợ VoIP có khả năng cung cấp cho người dùng dịch vụ thoại cước phí rẻ và tốc độ truyền dữ liệu vượt trội mạng di động 3G, nhưng thoại trên Wi-Fi chưa đủ mạnh để đứng riêng.

    Mạng không dây băng rộng hỗ trợ VoIP có khả năng cung cấp cho người dùng dịch vụ thoại cước phí rẻ và tốc độ truyền dữ liệu vượt trội mạng di động 3G, nhưng thoại trên Wi-Fi chưa đủ mạnh để đứng riêng.

    Mặc dù có nhiều tiến bộ đáng kể nhưng các mạng di động hiện nay vẫn chưa thỏa mãn mong đợi của người dùng, giá cước còn khá cao và tốc độ truyền dữ liệu còn chậm.

    Ngay như mạng di động 3G mới nhất, hiện chỉ mới triển khai hạn chế ở một số nước có khả năng truyền dữ liệu không quá 2Mbps (công nghệ di động 3G+ và 4G có khả năng đạt tốc độ cao hơn nhưng là tương lai xa). Trong khi đó, mạng không dây băng rộng Wi-Fi có tốc độ lên đến 11Mbps (802.11b) hay 54Mbps (802.11g), thậm chí có thể lên đến 75Mbps (WiMax, 802.16d) hay trên 100 Mbps (MiMo, 802.11n). Mạng Wi-Fi hiện phát triển nhanh chóng khắp nơi (thậm chí còn có những dự án phủ sóng Wi-Fi cả thành phố như dự án của Verizon ở Philadenphia hay Google ở San Francisco tại Mỹ), còn mạng WiMax cũng đang dần trở thành hiện thực. Ngay tại Việt Nam, trong khi 3G còn chập chững (xem TGVT A tháng 10/2005, tr.81) thì Wi-Fi đang lan rộng từ công sở đến quán cà phê, còn WiMax hiện đã có 4 công ty được cấp phép triển khai.

    Sự phổ biến của mạng không dây cùng với đường truyền băng rộng tạo điều kiện cho VoIP mở rộng tầm hoạt động từ môi trường hữu tuyến sang vô tuyến. Lợi ích của VoIP về mặt cước phí không có gì phải bàn. Sau dịch vụ điện thoại cố định, VoIP đứng trước cơ hội tấn công dịch vụ điện thoại di động.

    Tuy nhiên mọi giải pháp công nghệ mới đều cần có thời gian để được chấp nhận, và VoIP qua mạng không dây (VoIP over WLAN – VoWLAN, hay VoFi - VoIP over Wi-Fi/WiMax) cũng còn nhiều việc phải giải quyết. Đa phần mạng Wi-Fi được thiết kế cho dịch vụ dữ liệu (đặc biệt là truy cập Internet) và chưa hỗ trợ tốt thoại, vấn đề chuyển vùng giữa các điểm truy cập hay giữa các mạng không dây, vấn đề bảo mật và xác thực, vấn đề đáp ứng nhiều cuộc kết nối đồng thời...

    Có một thực tế là thoại qua mạng không dây chưa được chấp nhận rộng rãi. Theo Infonetics Research, thị trường điện thoại Wi-Fi toàn cầu trong năm 2005 đạt 102,5 triệu USD (khoảng 200.000 đơn vị), rất nhỏ so với 115,1 tỉ USD (trên 800 triệu đơn vị) của ĐTDĐ. Rõ ràng, với thị trường đã được xác lập bởi các công ty điện thoại cố định và di động, có rất ít cơ hội cho người mới.

    Lối thoát UMA

    VoIP là dịch vụ băng rộng, việc triển khai VoIP "thuần di động" (chỉ sử dụng mạng di động) có trở ngại lớn nhất là thiếu băng thông, 3G chưa đáp ứng tốt yêu cầu này còn GPRS thì càng không thể.

    Nhận thức việc cản bước VoIP là bất khả, mặt khác cũng muốn khai thác khả năng của mạng không dây băng rộng, ngành công nghiệp di động đã "bắt tay" với ngành công nghiệp không dây để tìm giải pháp cung cấp dịch vụ di động chất lượng tốt hơn với giá hợp lý hơn nhằm giữ chân người dùng và thu thêm lợi nhuận.

    Một trong những giải pháp "bắt tay" được nhiều công ty lớn ủng hộ là UMA (Unlicensed Mobile Access) - công nghệ truy cập dịch vụ di động GSM/GPRS qua phổ tần "không phép" (unlicensed) 2,4 GHz, chủ yếu là Wi-Fi (802.11) nhưng cũng có thể dùng Bluetooth. Giải pháp UMA nhắm đến GSM và Wi-Fi vì đây là hai công nghệ thống trị thị trường hiện nay. Về nguyên tắc, mô hình UMA cũng có thể áp dụng cho WiMax và CDMA.

    Xuất phát từ giải pháp "di động trên mạng WLAN" của Kineto Wireless, tháng 1/2004, một nhóm 14 công ty tên tuổi, gồm phần lớn là các nhà khai thác dịch vụ (KTDV) như Bristish Telecom, Cingular Wireless, T-Mobile USA, Rogers, O2 cùng với các nhà sản xuất như Alcatel, Ericsson, Motorola, Nokia, Nortel, Siemens, Sony Ericsson và Kineto Wireless đã khởi xướng đặc tả kỹ thuật UMA (www.umatechnology.org). Đặc tả UMA được giới thiệu đến tổ chức 3GPP (tổ chức chuẩn thế hệ thứ 3) tháng 6/2004, được phê chuẩn và ra phiên bản đặc tả đầu tiên 1.0.0 trong tháng 9/2004. Tháng 4/2005, UMA có mặt trong 3GGP Release 6.

    Đặc tả UMA chú trọng 4 mục tiêu: bảo mật và xác thực, hỗ trợ nhiều dịch vụ, kết nối thông suốt và ảnh hưởng tối thiểu đến mạng di động chính.

    • Bảo mật và xác thực: Mạng GSM kiểm soát thiết bị truy cập rất chặt, nhưng mạng IP công cộng thì luôn sẵn sàng cho đủ loại thiết bị. UMA cung cấp giải pháp bảo mật dựa trên IP và xác thực thiết bị dựa trên IPSec, tạo kênh nối tin cậy đến mạng di động.

    • Hỗ trợ nhiều dịch vụ: UMA là công nghệ truy cập, tạo kênh nối Wi-Fi/IP an toàn để cung cấp dịch vụ dữ liệu, thoại và bất kỳ dịch vụ đa phương tiện nào mà thuê bao di động có thể nhận được trên mạng GSM/UMTS. Nhờ mạng Wi-Fi có tốc độ làm việc nhanh hơn mạng GSM nên các ứng dụng dữ liệu hoạt động tốt hơn.

    • Kết nối thông suốt: UMA hỗ trợ các chuẩn GSM để đảm bảo kết nối thông suốt. Các cuộc liên lạc di động có thể chuyển vùng giữa mạng UMA và mạng GSM/UMTS mà không ngắt kết nối.

    • Ảnh hưởng tối thiểu đến mạng di động chính: Một ưu điểm quan trọng của UMA là mạng di động chính không phải thay đổi. UMA Network Controller (UNC) có vai trò tương tự như trạm di động (Base Station Controller - BSC) và có thể tích hợp trực tiếp với mạng di động chính. Ngoài ra, các hệ thống nghiệp vụ hiện tại có thể hỗ trợ mạng UMA mà không phải thay đổi. Hình 2 cho cái nhìn tổng quan về kiến trúc UMA.

    UMA được thiết kế cho phép nhà KTDV sử dụng mạng WLAN (mạng không dây cục bộ) như là trạm thu-phát di động mở rộng "trong nhà” liên thông với mạng di động "ngoài trời" của mình, cho phép thuê bao tự động chuyển vùng (và chuyển giao) giữa mạng di động và mạng WLAN tại cơ quan, ở nhà hay nơi công cộng có truy cập Wi-Fi.

    UMA hấp dẫn các nhà KTDV vì giúp nâng cao hiệu năng của mạng GSM hiện tại với chi phí đầu tư thấp, đảm bảo chất lượng sóng trong các tòa nhà (nơi mà sóng di động thường yếu nhưng sóng Wi-Fi lại tốt và có sẵn), chung sống hòa bình với VoIP và thu thêm lợi nhuận từ các dịch vụ đa phương tiện dựa trên giao thức IP như 3G, đồng thời vẫn kiểm soát được thuê bao.

    Đối với người dùng di động, giải pháp UMA cho phép sử dụng dịch vụ thoại giá rẻ và dịch vụ dữ liệu tốc độ cao (ở những nơi cho truy cập Wi-Fi).

    UMA có một điểm bị "chê” đó là không hỗ trợ giao thức SIP (Session Initiation Protocol) mà hầu hết dịch vụ IP sử dụng. Vì vậy UMA chỉ được xem là giải pháp cho giai đoạn quá độ, tạo đà để các nhà KTDV (2G) chuyển sang giải pháp IP toàn diện - IMS (IP Multimedia Subsystems). IMS, cũng là chuẩn 3GGP, hứa hẹn cho phép nhà KTDV cung cấp dịch vụ di động dựa trên IP nhanh và rẻ, như phát video, tải nhạc, game tương tác và hội đàm video, tuy nhiên đây là con đường lâu dài và tốn kém vì phải cải tạo toàn bộ hạ tầng mạng di động.

    Nhưng UMA không bất tương thích với IMS (và SIP). UMA là giải pháp truy cập và cho phép kết hợp nhiều loại thiết bị và công nghệ. Các dịch vụ IMS cũng có thể cung cấp qua mạng UMA cũng như trên mạng 3G. Và trong thời điểm hiện nay, UMA là giải pháp thích hợp hơn, đặc biệt với thị trường doanh nghiệp.

     

    ĐTDĐ 2 CHẾ ĐỘ: THỊ TRƯỜNG KHỞI ĐỘNG

     
     

    Người dùng ĐTDĐ có lẽ không lạ với tình huống "mất sóng" trong các tòa nhà "kín cổng cao tường" hay khi cửa thang máy đóng lại; hoặc động tác "nhá máy" để làm ám hiệu chuyển sang dùng điện thoại cố định (trong điều kiện cho phép) cho đỡ tốn tiền!
    Những tình huống "phi di động" như trên sẽ lui vào dĩ vãng với sự phổ biến của mạng Wi-Fi (đặc biệt là trong các tòa nhà) và ĐTDĐ 2 chế độ (GSM/UMTS và Wi-Fi 802.11b/g) hỗ trợ UMA được dự báo sẽ làm sôi động thị trường năm 2006.
    Tại hội thảo 3GSM World Congress 2006 tổ chức vào tháng 2 vừa qua, hai nhà sản xuất ĐTDĐ lớn nhất trên thế giới là Nokia và Motorola đã giới thiệu hai model ĐTDĐ UMA mới nhất: Nokia 6136 và Motorola A910 (đây không phải là model ĐTDĐ 2 chế độ đầu tiên của Motorola, trước đó vào tháng 7/2004, hãng đã giới thiệu model CN620). Các hãng ĐTDĐ tên tuổi khác đều có model tương tự, Samsung có SGH-T709 (giới thiệu tại CES 2006), LG có CL400, Sony Ericsson có P990...

     

    Các model ĐTDĐ 2 chế độ hỗ trợ UMA

     
    Theo dự báo của hãng InStat vào đầu năm nay, thị trường ĐTDĐ 2 chế độ sẽ có mức tăng trưởng trên 100% trong 5 năm tới (đạt trên 100 triệu đơn vị vào năm 2010) và trên 80% doanh nghiệp sử dụng.
    ĐTDĐ 2 chế độ chỉ có thể phát huy tác dụng khi có sự hỗ trợ của hạ tầng mạng và nhà cung cấp dịch vụ di động.
    Mới đây Kineto Wireless (công ty tiên phong trong lĩnh vực giải pháp UMA) đã đạt được thỏa thuận hợp tác với Cisco Cystems (công ty hàng đầu trong lĩnh vực mạng và thoại IP) để cung cấp các thiết bị mạng cho UMA, đây được xem là một cú đẩy quan trọng. Tham gia thị trường giải pháp mạng UMA còn có nhiều tên tuổi lớn như Ericsson, Alcatel... Cả hai hãng ĐTDĐ hàng đầu cũng góp phần, Motorola thì hợp tác với Avaya (một trong hai công ty hàng đầu trong thị trường thoại IP); Nokia, ngoài việc hợp tác với Cisco và Kineto, còn phát triển riêng giải pháp Nokia Unified Core Network có hỗ trợ UMA (giải pháp này đã được giới thiệu tại 3GSM World Congress 2006).
    Kể từ tháng 4/2005 (khi UMA ra mắt trong 3GGP Release 6), nhiều công ty đã công bố phát triển sản phẩm và dịch vụ hỗ trợ UMA. Tuy hiện tại chỉ mới có Fusion (thuộc British Telecom, Anh) chính thức cung cấp dịch vụ UMA, nhưng sắp tới sẽ có thêm France Telecom (Pháp), Saunalahti (Phần Lan), T-Mobile USA và Cingular Wireless (Mỹ), Rogers Wireless (Canada) và còn nhiều nhà cung cấp dịch vụ khác.

    UMA và dịch vụ IMS

    Các nhà KTDV trên mạng GSM hiện tại rất hăng hái với tiềm năng sinh lợi nhuận của các dịch vụ đa phương tiện nhưng còn vướng những trở ngại về băng thông, chất lượng sóng (nhất là trong các tòa nhà) và chi phí triển khai công nghệ di động tốc độ cao (như EDGE hay 3G). Giải pháp UMA giải quyết thỏa đáng các trở ngại trên nhờ khai thác các yếu tố tốc độ cao và chi phí thấp của mạng Wi-Fi. Với UMA, Wi-Fi trở thành giải pháp truy cập di động băng rộng "trong nhà” bổ sung cho mạng di động "ngoài trời" của nhà KTDV, cho phép nhà KTDV cung cấp dịch vụ VoIP và dịch vụ đa phương tiện đến thuê bao di động tại công sở, ở nhà và nơi công cộng.

    UMA cung cấp đầy đủ các tính năng cần thiết cho dịch vụ IMS như xác thực, bảo mật, cấp phát địa chỉ IP, kết nối liên tục... Bất kỳ dịch vụ IMS nào có trên mạng di động đều có thể cung cấp qua kết nối băng rộng IP đến mạng WLAN bất kỳ. Hơn nữa, UMA còn có thể thực hiện tự động việc chuyển giao phiên làm việc IMS giữa mạng di động và WLAN.

    UMA cho băng thông đáp ứng dịch vụ IMS

    UMA có thể thông báo khi nào thuê bao kết nối qua mạng di động, khi nào kết nối qua mạng WLAN để dịch vụ điều chỉnh theo băng thông có hiệu lực. Ví dụ dịch vụ nhạc, ở mạng di động dịch vụ này chỉ cho tải về nhạc MP3, nhưng khi thuê bao kết nối qua WLAN, dịch vụ này có thể cung cấp thêm tính năng radio Internet hay nghe nhạc trực tuyến.

    Dịch vụ phát video cũng có thể truyền qua mạng không dây băng rộng. Tốc độ từ 1-4 khung hình/giây ở mạng di động có thể tăng lên đến 20 khung hình/giây qua kết nối Wi-Fi hỗ trợ UMA. Với ĐTDĐ tích hợp camera, người dùng có thể thực hiện hội đàm video.

    Dịch vụ game cũng hưởng lợi từ UMA. Khi kết nối qua mạng di động, dịch vụ này cho phép thuê bao tải game di động để chơi cục bộ, nhưng khi thuê bao kết nối qua WLAN, dịch vụ này có thể cho phép chơi tương tác với các thuê bao khác (cũng kết nối qua WLAN) trong khi vẫn cho phép đàm thoại.

    Kết luận

    Trong hai năm qua, công nghệ Wi-Fi đã có những bước tiến quan trọng, việc bảo mật được cải thiện và giá thiết bị hạ, việc xuất hiện những giải pháp hỗ trợ VoIP càng làm tăng thêm giá trị cho Wi-Fi. Theo dự báo của hãng nghiên cứu thị trường In-Stat, đến năm 2009, hai phần ba cuộc gọi VoIP được thực hiện qua Wi-Fi.

    Với ưu thế về tốc độ, cước phí rẻ và chi phí triển khai thấp, liệu VoFi (VoIP over Wi-Fi/WiMax) có làm thay đổi lộ trình nâng cấp lên 3G của các nhà KTDV? Hiện có nhiều ý kiến tranh luận về việc cạnh tranh giữa các chuẩn không dây và di động. Những người ủng hộ Wi-Fi cho rằng 3G có chi phí triển khai cao và tốc độ vẫn còn thấp; còn những người ủng hộ 3G chê Wi-Fi bị giới hạn về vùng hoạt động (WiMax có khả năng phủ sóng rộng hơn, tương đương 3G) và còn một loạt vấn đề bảo mật và quản lý thuê bao.

    Thực tế, với hạ tầng mạng và hệ thống quản lý thuê bao sẵn có, vùng phủ sóng ngày càng rộng và công nghệ ngày càng phát triển lên tốc độ cao hơn, GSM và CDMA (3G) sẽ vẫn tiếp tục thống trị thị trường. Vì thế, có lẽ giải pháp hợp lý nhất cho Wi-Fi (và WiMax) là "bắt tay" với di động.

    Giải pháp "bắt tay" giữa không dây và di động xuất phát từ nhu cầu thị trường nhằm tận dụng hạ tầng mạng WLAN băng rộng để cung cấp dịch vụ di động IP nhanh và rẻ. UMA không phải là giải pháp "bắt tay" duy nhất nhưng là giải pháp kinh tế nhất và có nhiều triển vọng nhất trong thời điểm hiện nay. Điều này có thể thấy qua sự hậu thuẫn của nhiều công ty hàng đầu trong ngành công nghiệp di động và sự xuất hiện hàng loạt model ĐTDĐ 2 chế độ hỗ trợ UMA trong thời gian gần đây (xem phần "ĐTDĐ 2 chế độ: thị trường sinh động").

     

    KIẾN TRÚC UMA

     
     

     
      Phương thức làm việc
    Công nghệ UMA cho phép cuộc gọi di động đi theo "kênh nối" từ điểm truy cập không dây (AP) qua Internet đến mạng di động. UMA yêu cầu thiết bị di động (ĐTDĐ) hỗ trợ 2 chế độ kết nối GSM và Wi-Fi, và cần có bộ điều phối đặc biệt (UNC) đóng vai trò như trạm di động (BSC) để nối đến mạng di động chính.
    1. Khi ở ngoài vùng phủ sóng của mạng Wi-Fi, ĐTDĐ UMA hoạt động trên mạng di động như ĐTDĐ thông thường.
    2. Khi vào vùng mạng Wi-Fi cho phép kết nối, thay cho trạm thu phát di động (BTS) ở cách xa, ĐTDĐ UMA sẽ kết nối với AP gần kề của mạng Wi-Fi và liên lạc với UMA Network Controller (UNC) qua mạng truy cập IP băng rộng để kiểm tra xác thực và cấp phép truy cập dịch vụ thoại GSM và dịch vụ dữ liệu GPRS (thông qua mạng Wi-Fi).
    Nếu được chấp nhận, thông tin về vị trí hiện tại của thuê bao được cập nhật tại mạng di động chính, và từ thời điểm đó mọi lưu thoại và dữ liệu đều được phân luồng qua mạng Wi-Fi (UMAN) thay vì mạng di động (Cellular RAN). Cuộc liên lạc sẽ đi theo "kênh nối" từ điểm truy cập Wi-Fi qua Internet đến mạng di động, ở đây, cuộc liên lạc được hệ thống tính cước giám sát.
    Quá trình chuyển vùng giữa mạng di động và mạng Wi-Fi hoàn toàn trong suốt đối với người dùng (ĐTDĐ và hệ thống mạng tự động "thoả thuận", người dùng không phải thực hiện bất kỳ động tác gì khi chuyển vùng).
    3. Nếu người dùng đang có cuộc thoại GSM hay kết nối dữ liệu GPRS di chuyển vào hay ra khỏi vùng phủ sóng mạng Wi-Fi, cuộc thoại hay kết nối dữ liệu sẽ tự động chuyển giao giữa mạng di động và mạng Wi-Fi mà không bị ngắt. Quá trình chuyển giao cũng trong suốt đối với người dùng.
     

    Tham khảo:
    Thông tin về các chuẩn di động và không dây:
    • Chuẩn Wimax, USB không dây và UWB: kiến tạo một thế giới di dộng toàn diện (ID: A0501_92)
    • Alô, anh đang ở đâu vậy? (ID: A0208_50).

    Phương Uyên

    ID: A0604_116