<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - LUẬT

<b>KHOA HỆ THỐNG THÔNG TIN</b>

<b>______________________</b>

<b>BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌCMÔN: NỀN TẢNG CÔNG NGHỆ CHO</b>

<b>HỆ THỐNG THÔNG TIN</b>

<b>ĐỀ TÀI: NETWORK SLICING CÙNG VỚI TRÍ TUỆ NHÂNTẠO TRONG VIỆC ỨNG DỤNG VÀ TRIỂN KHAI MẠNG 5G</b>

<b>Giáo viên hướng dẫn: Thầy Trương Hoài Phan</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>BẢNG ĐÁNH GIÁ THÀNH VIÊN</b>

<b>CHỮ KÝ</b>

1 K224060810 Hoàng Thị Thanh Tâm 10/10

<small>Hoàng Thị Thanh Tâm</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<i><b>LỜI CẢM ƠN </b></i>

Khi hoàn thành báo cáo này, trước hết, chúng tơi muốn bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến tất cả những người đã hỗ trợ và động viên chúng tôi. Học tập luôn là một quá trình tiếp thu kiến thức và kỹ năng. Việc thực hiện báo cáo này đã tạo động lực không nhỏ cho chúng tôi tự tin hơn trong các bài nghiên cứu trong tương lai, đồng thời giúp chúng tơi có những bước tiến vượt bậc trong hành trình học tập và nghiên cứu.

Chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến với thầy Trương Hoài Phan, người hướng dẫn nghiên cứu của chúng tôi, một giảng viên nhiệt tình và tận tâm. Thầy đã dành thời gian để giảng dạy và hướng dẫn nhiều sinh viên trong đó có chúng tơi, từ những ngày đầu cho đến khi chúng tơi hồn thành dự án cuối cùng này.

Bên cạnh đó nhóm chúng tơi xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học và các tác giả có cơng trình nghiên cứu liên quan đã cung cấp những nguồn tư liệu quý báu và kiến thức để chúng tơi có thể hồn thành đề tài.

Cuối cùng, chúng tơi xin cảm ơn sự ủng hộ và động viên của bố mẹ trong suốt quá trình học tập của chúng tơi.

Trong q trình thực hiện, nhóm đã cố gắng hồn thiện đồ án tuy nhiên không thể tránh khỏi những sai sót. Nhóm rất mong nhận được ý kiến từ thầy và các bạn. TP. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2023

Tập thể nhóm Fan Meoz

<b>Too long to read onyour phone? Save</b>

to read later on your computer

Save to a Studylist

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

3. Tổng quan tình hình nghiên cứu: Tóm tắt, nhận xét các cơng trình nghiên cứu có mối tương quan đến đề tài...9

B. NỘI DUNG...10

Chương 1: Cơ sở lý luận và thị trường Network slicing hiện nay...10

1. Một số khái niệm liên quan...10

2. Đơi nét về Network slicing...12

<b>Vị trí...12</b>

<b>Thị trường Network Slicing...13</b>

<b>Tin tức thị trường Network Slicing...13</b>

Chương 2: Network slicing và Trí tuệ nhân tạo trong việc triển khai mạng 5G...14

1.Thị trường mạng 5G:...14

2. Network Slicing...15

<b>2.1 Định nghĩa và vai trị của Network slicing trong 5G...15</b>

<b>2.1.1 Q trình hình thành và phát triển của Network Slicing...15</b>

<b>2.1.2 Định nghĩa của Network Slicing trong 5G...18</b>

<b>2.1.3 Vai trò và ứng dụng của Network Slicing trong 5G...18</b>

<b>2.2 Cách thức Network slicing hoạt động...21</b>

<b>2.2.1. Các thành phần cơ bản của một slicing...21</b>

<b>2.2.2. Cách hoạt động...24</b>

<b>2.3.1. Admission Control (Kiểm soát đăng ký)...28</b>

<b>2.3.2. Network resource orchestration (Phân bổ tài nguyên mạng)...29</b>

<b>2.3.3. Radio Resource Scheduling (Lập lịch tài nguyên vô tuyến)...29</b>

<b>2.4. Những thách thức và tiềm năng phát triển của Network Slicing...30</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

Hình 1: Cơng nghệ phân chia mạng 5G...11

Hình 2: Phân tầng theo các nhu cầu khác nhau của người dùng...14

Hình 3: Tổng quan về phân chia mạng trong việc kích hoạt các dịch vụ thơng minh. 20 Hình 4: Giới thiệu Network slicing...22

Hình 5: Cấu trúc của một network slicing...24

Hình 6: Network slicing ở mạng 5G...25

Hình 7: Các network nodes của hệ thống mạng 5G...26

Hình 8: Vịng đời của một network slicing...27

Hình 9: Sơ đồ mô tả thang thời gian và quá trình AI tham gia quản lý hoạt động network slicing...29

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Trading HUB 3

Xác suất

thống kê ^96%⁽²⁸⁾

<b>36</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

17 GSM Global System for Mobile Communications

Project

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 bùng nổ có tác động vơ cùng lớn đến các hoạt động kinh tế, xã hội, văn hóa, các lĩnh vực đời sống. Khi nhu cầu kết nối trong "thế giới ảo" ngày càng tăng cao, các dịch vụ truyền thơng đóng vai trị "chủ chốt" trong cuộc đua kỷ nguyên số. Theo các chuyên gia, quá trình chuyển đổi số có thể vẫn chưa đạt đến thành cơng nếu chưa tìm được hướng đi đúng với cơng nghệ phù hợp. Đứng trước những cơ hội, thách thức về việc chuẩn hóa và triển khai cơng nghệ mới, có rất nhiều cơng trình nghiên cứu đáng kể đến như Quantum Computing, Holochain, Edge Computing... và network slicing kết hợp AI trong việc triển khai mạng 5G cũng là một trong các giải pháp tiên tiến cho phép các nhà khai thác mạng mang lại trải nghiệm người dùng tối ưu bằng cách tạo nhiều mạng ảo trên một cơ sở hạ tầng vật lý. (FUNIX, 2023)

<b>2. Tính cấp thiết và lý do chọn đề tài:</b>

Cùng với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của mạng không dây, triển khai mạng 5G là việc mà rất nhiều nhà mạng viễn thơng trong nước và trên tồn thế giới quan tâm và mở rộng. Tính đến đầu năm 2023, có 247 nhà mạng tại 97 quốc gia đã cung cấp dịch vụ 5G (Kinhtedothi, 2023). Thế nhưng, đối mặt với nhu cầu đa dạng của khách hàng, việc sử dụng một mạng để duy trì tất cả các dịch vụ khơng cịn khả thi nữa. Chính vì thế, các nhà làm mạng đã tìm cách nâng cao hiệu suất cho người dùng, đồng thời giúp cho nhà quản trị có thể quản lý mạng dễ dàng hơn, trong đó điển hình là việc phân tách mạng tổng thể thành nhiều lớp mạng nhỏ, từng lớp (slice) phục vụ cho một mục đích cụ thể, cùng với đó áp dụng thêm những cơng nghệ trí tuệ nhân tạo để nâng cao hiệu suất. Do đó, việc áp dụng Network Slicing và trí tuệ nhân tạo vào triển khai mạng 5G cũng từ đó trở thành mối quan tâm hàng đầu của các nhà khai thác mạng.

Được sự đồng thuận trong cộng đồng cơng nghiệp và chuẩn hóa rằng network slicing sẽ đại diện cho một mơ hình quan trọng trong hệ thống di động 5G. Được bắt đầu đưa vào áp dụng từ năm 2019, và đi kèm đó là nhiều tranh cãi (Tân, 2019) do cịn nhiều hạn chế như việc không thể trang bị network slicing hay vẫn chưa có sự xác định và tiêu chuẩn cụ thể cho công nghệ này. Nhưng đến nay, Network Slicing đang dần khẳng định được giá trị của nó qua những lợi ích tiềm năng. Để q trình triển khai và phát triển mạng 5G tối ưu hóa và mạnh mẽ hơn, cần có sự kết hợp với trí tuệ nhân tạo (AI). Sự kết hợp này đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra sự khác biệt và cạnh tranh trong ngành công nghiệp viễn thông. Và đó cũng chính là giá trị cốt lõi mà nhóm chúng tôi muốn hướng đến khi quyết định lựa chọn đề tài “Network Slicing cùng với trí tuệ nhân tạo trong việc triển khai mạng 5G”

<b>3. Tổng quan tình hình nghiên cứu: Tóm tắt, nhận xét các cơng trình nghiên cứucó mối tương quan đến đề tài</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Network Slicing cùng với trí tuệ nhân tạo trong việc triển khai mạng 5G là đề tài thu hút sự quan tâm từ sớm bởi nhiều tiềm năng và đang được nghiên cứu cũng như triển khai mạnh mẽ ở hiện tại và tương lai. Tính tới nay, đã có rất nhiều nghiên cứu về đề tài này, tiêu biểu như:

Theo nghiên cứu của tác giả Shunliang Zhang (2019) “An Overview of Network Slicing for 5G” cho thấy rằng: Mạng 5G được kỳ vọng sẽ hỗ trợ cho người dùng mạng đồng thời mang lại những yêu cầu đa dạng và cũng đầy thách thức, chẳng hạn như các vấn đề phạm vi, hiệu suất, chi phí, an tồn, an ninh và quản lý mạng. Nhận thấy rằng thiết kế một mạng cho tất cả dịch vụ trong hiện tại mạng khơng cịn khả thi nữa, việc chia tách một mạng vật lý thành nhiều mạng logic được tùy chỉnh cho các yêu cầu riêng biệt khác nhau hứa hẹn sẽ đáp ứng các yêu cầu này một cách lâu dài. (Zhang S. , 2019)

Theo nghiên cứu của nhóm tác giả Xin Li, Mohammed Samaka, H. Anthony Chan, Deval Bhamare, Lav Gupta, Chengcheng Guo, Raj Jain (2017) “Network Slicing for 5G: Challenges and Opportunities” cho thấy rằng: Phân chia mạng cho 5G cung cấp network as a service (NaaS) cho các dịch vụ khác nhau sử dụng, cho phép các nhà khai thác mạng xây dựng nhiều mạng ảo trên một cơ sở hạ tầng dùng chung. Với network slicing, các nhà cung cấp dịch vụ có thể triển khai các ứng dụng và dịch vụ một cách linh hoạt và nhanh chóng để đáp ứng các dịch vụ đa dạng yêu cầu cụ thể. Là một công nghệ mới nổi với nhiều ưu điểm, việc cắt mạng đã đặt ra nhiều vấn đề cho ngành công nghiệp cũng như giới học thuật. (Xin Li, 2017)

Theo nghiên cứu của nhóm tác giả Haijun Zhang, Na Liu, Xiaoli Chu, Keping Long, Abdol-Hamid Aghvami, and Victor C. M. Leung (2017) “Network Slicing Based 5G and Future Mobile Networks: Mobility, Resource Management, and Challenges”. Network slicing là một công nghệ đầy hứa hẹn để mạng 5G cung cấp các dịch vụ phù hợp với nhu cầu QoS cụ thể của người dùng. Nhóm tác giả giới thiệu cấu tạo logic cho các hệ thống 5G dựa trên network slicing và trình bày sơ đồ quản lý tính di động giữa các mạng truy cập khác nhau, cũng như sơ đồ phân bổ kênh con và công suất chung trong các hệ thống hai tầng chia sẻ phổ dựa trên cắt mạng. Kết quả mô phỏng chứng minh rằng sơ đồ phân bổ tài nguyên được đề xuất có thể phân bổ linh hoạt tài nguyên mạng giữa các phần khác nhau trong hệ thống 5G. Cuối cùng, nhóm tác giả đưa ra một số vấn đề và thách thức mở trong mạng 5G dựa trên network slicing, bao gồm tái thiết mạng, quản lý phân chia mạng và hợp tác với các công nghệ 5G khác. (Zhang H. L., 2017)

Về tổng quan thì các báo cáo trên hướng đến việc phát triển kiến trúc mạng 5G và network slicing để đáp ứng yêu cầu đa dạng của ứng dụng trong mạng 5G. Các công trình này khơng những khám phá các khía cạnh cơ hội, thách thức, tiềm năng mà cịn có những kỹ thuật và kiến trúc của network slicing như phân chia tài nguyên,

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

quản lý mạng. Các nhà nghiên cứu đã tập trung vào việc phát triển các thuật tốn và phương pháp trí tuệ nhân tạo để tối ưu hóa việc quản lý tài nguyên, dự báo lưu lượng, cải thiện hiệu suất mạng và tối đa hóa lợi ích của network slicing trong mạng 5G, đồng thời tìm hiểu cách mà network slicing và AI có thể cung cấp các giải pháp tùy chỉnh và linh hoạt cho các ứng dụng trong mạng 5G. Từ những nghiên cứu trên, có thể nói việc triển khai đề tài vào thực tế có tiềm lực mang lại những bước tiến mạnh mẽ, đóng góp to lớn vào cơng cuộc phát triển mạng kỹ thuật số và quá trình cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa.

<b>4. Mục tiêu nghiên cứu: </b>

Qua bài báo cáo này, chúng em muốn làm rõ hơn về vai trò, giá trị của việc kết hợp Network Slicing và trí tuệ nhân tạo trong cơng cuộc đổi mới kỹ thuật số ngày nay, cụ thể là trong lĩnh vực phát triển mạng 5G. Các vấn đề nghiên cứu của nhóm bao gồm: tổng quan về thị trường 5G hiện nay; thành phần cấu tạo, cách thức hoạt động của Network Slicing, sự kết hợp giữa AI và Network Slicing. Cuối cùng là các vấn đề xoay quanh như: hạn chế, thách thức và tiềm năng trong tương lai của Network Slicing. Từ đó có thể trả lời cho câu hỏi: Vì sao cần ứng dụng Network Slicing và trí tuệ nhân tạo vào việc phát triển mạng 5G? Những tối ưu của việc ứng dụng này so với cách thức truyền thống là gì?

<b>B. NỘI DUNG</b>

<b>Chương 1: Cơ sở lý luận và thị trường Network slicing hiện nay1. Một số khái niệm liên quan</b>

- Mạng 5G (Amazon, 5G là gì?, 2023): là thế hệ thứ 5 của cơng nghệ truyền thơng khơng dây. Mạng 5G có nhiều cải tiến: cải thiện tốc độ nhanh hơn, kết nối ổn định hơn,... so với các mạng thế hệ trước. Chẳng hạn, trong điều kiện lý tưởng, mạng 5G có tốc độ nhanh gấp 10-20 lần mạng 4G (VNPT, 2023). Mạng 5G còn cho phép người dùng truy cập với lưu lượng lớn hơn, ổn định hơn như kết nối nhiều thiết bị hơn, phạm vi phủ sóng rộng hơn.

- Trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence) (Amazon, Trí tuệ nhân tạo AI là gì, 2022): là lĩnh vực khoa học máy tính nghiên cứu những vấn đề liên quan đến trí tuệ con người. AI đang dần được nghiên cứu mở rộng và áp dụng trong nhiều lĩnh vực từ y tế, tài chính, học tập,... bằng việc sử dụng những thơng tin, dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau, nhờ hệ thống tự học để đúc kết ra ý nghĩa của những dữ liệu đó. Cuối cùng, AI sẽ áp dụng và đáp ứng các yêu cầu của con người.

- Network Slicing trong 5G:

Công nghệ 5G là một tiêu chuẩn kết nối mạng di động mới qua khả năng băng thông cao, độ trễ thấp, đáng tin cậy và bảo mật cao. Tuy nhiên, nó sẽ khá là viển vơng nếu

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

khơng tối ưu hóa chi phí được đạt được. Vì triển khai phần cứng quy mô lớn mất thời gian và tốn kém, mạng 5G dựa trên việc sử dụng các cơng cụ ảo hóa và các thuộc tính khác biệt. Network slicing là một trong những cơng cụ cơng nghệ đó. Cơng nghệ 5G có tần số phổ điện lớn hơn (0,6-100 giga héc) so với 4G (0,6-6 giga héc)

Hình 1: Cơng nghệ phân chia mạng 5G

- Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế và truyền thông không dây (Techtarget, 2021): viết tắt là 3GPP (The 3rd Generation Partnership Project): Là một tổ chức với mục đích chuẩn hóa mạng di động thế hệ thứ 3 (3G), sau đó, 3GPP mang sứ mệnh tiếp tục chuẩn hóa cơng nghệ mạng dựa trên các tiêu chuẩn GPRS, GSM và EDGE.

- Công nghệ ảo hóa chức năng mạng viết tắt là NFV (Network function virtualization): nó được tạo ra để các nhà cung cấp dịch vụ kiểm soát được việc cung cấp dịch vụ mạng cho khách hàng. Thay vì phải sử dụng phần cứng phức tạp hơn thì sử dụng NFV để ảo hóa các dịch vụ mạng. (ware, 2021)

- Ứng dụng IoT (Internet of the Things): hay còn gọi là Internet vạn vật. Ứng dụng này nhắc đến mạng lưới mạng rộng rãi, tập hợp các thiết bị thông minh và công nghệ hiện đại, kết nối giữa các thiết bị với nhau. Nhờ sự phát triển công nghệ mạng một cách mạnh mẽ, rất nhiều thiết bị đều được tích hợp Internet, cả các thiết bị hàng ngày như máy hút bụi, ô tô, điều khiển,... (Amazon, IoT (Internet of Things) là gì?, 2023) - Machine-to-machine (M2M): một hình thức giao tiếp giữa các thiết bị thơng minh với nhau bằng mạng không dây, cho phép trao đổi và xử lý thông tin với nhau mà không cần đến con người tác động thủ công.

- Phần mềm điều khiển mạng SDN (Software-Defined Networking) là bộ điều khiển các chức năng mạng. Là một cấu trúc mạng mới, năng động, dễ quản lý, chi phí hiệu quả, dễ thích nghi và rất phù hợp với nhu cầu ngày càng tăng hiện nay. SDN phân tách phần điều khiển mạng và chức năng vận chuyển dữ liệu. (Nguyễn Thị Thảo, 2022)

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<b>2. Đôi nét về Network slicing</b>

Công nghệ phân chia mạng (Network Slicing) là một mô hình mới trong hạ tầng mạng di động, tận dụng ảo hóa chức năng mạng để cho phép chia các mạng di động thành những “lát cắt” với các thuộc tính khác nhau, độc lập đầu cuối và trên cùng một cơ sở hạ tầng mạng. (FUNIX, 2023)

Mỗi lát cắt có thể được cung cấp tài nguyên hoặc chức năng xử lý khác nhau để đạt hiệu quả cao nhất ở mỗi lát cắt. Quản lý chức năng và phân chia tài nguyên được xem là những công việc vơ cùng thách thức trong q trình “cắt mạng”.

Việc cắt lát mạng cho phép các cơ sở hạ tầng vật lý được cắt lát thành các phiên bản mạng logic, được vận hành riêng biệt và có thể được điều chỉnh để hỗ trợ các yêu cầu chất lượng dịch vụ (QoS - Quality of Service) cụ thể. Do đó, Network Slicing là để tận dụng được chức năng và tài nguyên của mỗi lát cắt để hỗ trợ một dịch vụ cụ thể nào đó. Đồng thời, cũng tránh được những chi phí phức tạp và khơng cần thiết.

Network Slicing kết hợp AI là một cơng nghệ có vai trò và ý nghĩa quan trọng trong việc thúc đẩy phát triển hạ tầng mạng 5G và các công nghệ mới.

Network slicing đảm bảo tối ưu hiệu quả và chất lượng dịch vụ: Thông qua việc cắt lát và chia tài nguyên và chức năng cho các lớp một cách phù hợp. Đảm bảo trải nghiệm người dùng được tốt nhất. (FUNIX, 2023)

<b>Vị trí</b>

Theo GSMA, network slicing, kết hợp với các yếu tố hỗ trợ và khả năng khác, sẽ hỗ trợ các nhà khai thác giải quyết cơ hội doanh thu trị giá 300 tỷ USD vào năm 2025. (Mordorintelligence, 2023)

- Công nghệ Network Slicing trong mạng 5G cho phép người dùng, doanh nghiệp được kết nối và xử lý dữ liệu một cách tự do hơn để đáp ứng được các nhu cầu kinh doanh của họ. Nhưng với điều kiện thỏa mãn Thỏa thuận mức dịch vụ (SLA) theo thỏa thuận với nhà mạng di động. Trong bối cảnh hạ tầng số ngày càng phát triển thì các nhu cầu về mạng càng tăng cao như mạng phủ sóng rộng, tốc độ cao, độ trễ thấp, bảo mật cao,... sẽ mở ra những cơ hội mới cho thị trường.

- Nền kinh tế mới phát triển nhanh chóng, bất ổn mang lại nhiều thách thức và khó khăn cho mạng 5G khi đang phải đối mặt với cơ sở hạ tầng cịn kém, băng thơng thấp,... Theo thống kê của báo cáo di động Ericsson, nhờ tốc độ phát triển ổn định, ước tính sẽ có thuê bao di động sẽ là thuê bao 5G vào cuối⅕ năm 2023, bất chấp những khó khăn ở một số thị trường. (Anh, 2023) - Việc nghiên cứu Network Slicing cũng có thể gây ra trở ngại, tổn thất đáng kể

khi các nhà cung cấp dịch vụ/doanh nghiệp phải chi trả để bảo mật việc cắt mạng. NFV, SDN và kiến trúc gốc để chạy trên đám mây đều đang được sử dụng để xây dựng cơ sở hạ tầng mới.

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

- Với nỗ lực mở rộng mạng di động và ứng dụng những công nghệ mới vào đời sống thì nhiều ngành cơng nghiệp đã và đang dần tích hợp được những dịch vụ này như ngành bán lẻ, CNTT, y tế, viễn thông, chăm sóc khách hàng,... Sau dịch COVID-19, những dịch vụ truy cập từ xa cũng được thúc đẩy mạnh mẽ khi băng thơng được cải thiện, mở rộng nhanh chóng. Bên cạnh đó, những nhà nghiên cứu mạng cũng bắt đầu tập trung phát triển mạng 5G và công nghệ Network Slicing hơn nữa.

<b>Thị trường Network Slicing</b>

Quy mô thị trường Network Slicing dự kiến sẽ đạt 623,15 triệu USD vào năm 2023 và tăng trưởng với tốc độ CAGR là 24.78% để đạt 1.885,03 triệu USD vào năm 2028. (Mordorintelligence, 2023)

Năm 2023, quy mô thị trường Network Slicing dự kiến đạt 623,15 triệu USD. Châu Á Thái Bình Dương ước tính sẽ là khu vực tăng trưởng nhanh nhất trong giai đoạn dự báo (2023-2028). (Mordorintelligence, 2023)

Theo thống kê năm 2023, Bắc Mỹ chiếm thị phần lớn nhất trong thị trường cắt lát mạng. (Mordorintelligence, 2023)

<b>Tin tức thị trường Network Slicing</b>

- Tháng 7 năm 2022 - Nỗ lực của phòng thí nghiệm nhằm sắp xếp khái niệm cắt mạng tự động đầu cuối trong môi trường độc lập 5G (SA), bao gồm hỗ trợ vòng đời và chia sẻ tài ngun vơ tuyến, do Telefónica, Ericsson và Google của Tây Ban Nha dẫn đầu. Theo một thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, một lát cắt mạng có thể được tích hợp từ lõi đến mạng truy cập vô tuyến (RAN) trong vòng chưa đầy 35 phút. Chúng bao gồm những gì họ gọi là cấu hình dịch vụ phức tạp, địi hỏi phải tự động hóa hồn tồn để quản lý việc cung cấp và đảm bảo dịch vụ của lát cắt mạng.

- Tháng 2 năm 2022 - Một bằng chứng đột phá về khái niệm cắt mạng đầu cuối 5G tồn cầu đã được Deutsche Telekom và Ericsson cơng bố để cho phép kết nối nhất quán trên toàn thế giới cho các ứng dụng doanh nghiệp nhạy cảm với độ trễ với Chất lượng Dịch vụ được đảm bảo. Thử nghiệm cắt lát 5G trên toàn thế giới này bao gồm SD-WAN, điều phối dịch vụ đầu cuối và kết nối được quản lý cho các ứng dụng quan trọng về độ trễ ở nhiều quốc gia một cách rất linh hoạt và nhất quán, đây là lần đầu tiên trong ngành. Chiến lược này sẽ có lợi cho các tập đoàn đa quốc gia vận hành các ứng dụng nhạy cảm với độ trễ trên nhiều công ty con nước ngồi. (Mordorintelligence, 2023)

Nhìn chung, Network Slicing và AI có một vai trị vơ cùng quan trọng trong việc phát triển hạ tầng số, mạng truyền thông, đặc biệt là khi mạng 5G đang dần được áp dụng phổ biến. Nó giúp đạt được hiệu suất tốt, độ tin cậy và bảo mật tối ưu giúp nâng cao

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

trải nghiệm người dùng. Nhà khai thác tối đa hóa được hiệu quả tài nguyên mạng và các chi phí.

Hình 2: Phân tầng theo các nhu cầu khác nhau của người dùng

Vì 5G đang sử dụng dải tần số lớn hơn nên sẽ cần một số cơ sở hạ tầng mới. Phát triển mạng có dung lượng lớn hơn, cho nhiều người dùng hơn,... sẽ mang lại khá nhiều thách thức để đảm bảo được nhu cầu của tất cả người dùng và các thiết bị. Ví dụ cần truyền thơng tin nhanh, độ trễ thấp; hay cần băng thông cao, nhiều thông tin được gửi/nhận mỗi giây. Hay các thiết bị năng lượng thấp, yêu cầu ít dữ liệu, nhưng cần nhiều kết nối,... Có nhiều thiết bị, người dùng với những nhu cầu khác nhau. Vì vậy, việc nghiên cứu Network Slicing có vai trò tách các người dùng khác nhau, tùy theo nhu cầu sử dụng, tài nguyên họ cần để các nhà cung cấp mạng đảm bảo được mỗi mục người dùng được sử dụng dịch vụ có chất lượng phù hợp với nhu cầu.

<b>Chương 2: Network slicing và Trí tuệ nhân tạo trong việc triển khai mạng 5G. 1.Thị trường mạng 5G:</b>

Mạng 5G là thế hệ tiếp theo của công nghệ truyền thông di động sau 4G. Sự ra đời của 5G đang góp phần đổi mới, thúc đẩy q trình đổi số trong các lĩnh vực kinh tế và xã hội khác nhau. Mạng 5G có tốc độ truyền dữ liệu lên đến hàng chục gigabit mỗi giây cho phép truyền thơng nhanh chóng và liền mạch. Mạng 5G cịn có độ trễ được cải thiện tốt hơn so với thế hệ trước khi thời gian phản hồi trung bình của 5G là 1 mili giây. Điều này giúp đảm bảo các cuộc họp video rõ ràng, sắc nét, truyền tệp gần như ngay lập tức.

Công nghệ 5G sử dụng phát sóng từ trạm HAPS (máy bay khơng người lái hoạt động như vệ tinh địa tĩnh) ở độ cao trung bình 20-22km so với mặt đất. Về độ tương

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

thích ngược, mạng 5G có khả năng tương thích ngược với mạng khác, nó sẽ bổ sung thêm kiến trúc mới cho mạng truy nhập vô tuyến đám mây. Với các trung tâm dữ liệu nano hỗ trợ các chức năng mạng dựa trên máy chủ như cổng IoT công nghiệp; bộ nhớ đệm video và chuyển mã cho định dạng UltraHD. 5G còn hỗ trợ cấu trúc liên kết với các mạng không đồng nhất tạo thuận tiện hơn cho người dùng. 5G còn mang đến sự gia tăng đáng kể trong các trạm gốc và các yêu cầu mới cho đường truyền kết nối giữa nhà cung cấp dịch vụ với các trạm phân phối tới người dùng. (Nhâm, 2019)

Thị trường mạng 5G khơng chỉ ảnh hưởng đến ngành viễn thơng, mà cịn tạo ra cơ hội mới cho nhiều lĩnh vực khác nhau. Ví dụ, trong lĩnh vực y tế, mạng 5G có thể cung cấp kết nối nhanh chóng và ổn định cho các thiết bị y tế thông minh, giúp cải thiện chẩn đốn từ xa và chăm sóc bệnh nhân. Trong lĩnh vực ô tô tự động, mạng 5G có thể hỗ trợ giao tiếp giữa các phương tiện và hệ thống định vị, đảm bảo an toàn giao thơng. Trong lĩnh vực giải trí, 5G có thể được sử dụng để cung cấp trải nghiệm giải trí tốt hơn, bao gồm truyền hình trực tuyến, trị chơi trực tuyến và thực tế ảo.

Theo dữ liệu từ Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Thông tin và Truyền thông (ICT), dự báo vào năm 2025, số lượng người dùng mạng 5G trên toàn thế giới dự kiến đạt khoảng 3,6 tỷ người. Các nhà mạng trên khắp thế giới đang đua nhau triển khai cơ sở hạ tầng 5G, đặc biệt là ở các nền kinh tế lớn như Hoa Kỳ, Trung Quốc, và châu Âu. Các công ty công nghệ hàng đầu như Samsung, Apple và Qualcomm cũng đang cung cấp các thiết bị tương thích 5G để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường.

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

Tổng kết lại, thị trường mạng 5G là một lĩnh vực vô cùng tiềm năng và hứa hẹn mang đến nhiều cơ hội cũng như thay đổi đáng kể ngành công nghiệp và cuộc sống của chúng ta. Tuy nhiên, việc triển khai mạng 5G đòi hỏi sự đầu tư và hợp tác từ các bên liên quan, cần giải quyết các vấn đề an ninh để đảm bảo mọi người đều có thể hưởng lợi từ cơng nghệ tiên tiến này.

<b>2. Network Slicing</b>

<b>2.1 Định nghĩa và vai trị của Network slicing trong 5G</b>

<b>2.1.1 Q trình hình thành và phát triển của Network Slicing</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

Network Slicing được giới thiệu lần đầu vào những năm 80 với khái niệm “slice” trong lĩnh vực mạng. Overlay networks cung cấp hình thức đầu tiên của Network slicing khi các tài nguyên mạng đa dạng được kết hợp để tạo ra các mạng ảo trên một cơ sở hạ tầng chung. Vào đầu những năm 2000, PlanetLab (mạng lưới nghiên cứu toàn cầu hỗ trợ tạo ra các dịch vụ mạng mới) đã giới thiệu một framework ảo hóa cho phép các nhóm người dùng lập trình các chức năng mạng để có được các slice riêng biệt và phù hợp với ứng dụng. Sự xuất hiện của công nghệ SDN vào năm 2009 đã mở rộng thêm khả năng lập trình thơng qua các giao diện mở, cho phép thực hiện các slice network hoàn tồn cấu hình và có thể mở rộng. Trong bối cảnh của các mạng di động, Network slicing phát triển từ khái niệm chia sẻ RAN được giới thiệu lần đầu tiên trong tiêu chuẩn LTE. Ví dụ về chia sẻ RAN bạn đang ở Thủ Đức và bạn đang sử dụng dịch vụ của nhà mạng A. Tuy nhiên, tại nơi bạn đang ở, tín hiệu của nhà mạng A không tốt. Nhưng may mắn thay, nhà mạng B lại có cột anten gần đó và tín hiệu rất mạnh. Trong trường hợp này, nếu nhà mạng A và B đều tham gia vào một hệ thống chia sẻ RAN, thiết bị của bạn có thể sử dụng tín hiệu từ cột anten của nhà mạng B để duy trì kết nối, mặc dù bạn vẫn đang sử dụng dịch vụ của nhà mạng A. Để giúp các nhà khai thác mạng chia sẻ các tài nguyên LTE chung trong cùng một mạng truy cập radio (RAN) có các mạng truy cập radio đa nhà khai thác (MORAN) và các mạng lõi đa nhà khai thác (MOCN). Tiếp đến, Nokia đã tạo ra bằng sáng chế về Slicing 4G. Ý tưởng ban đầu về slicing mạng 4G - 5G đã được tạo ra và nộp nội bộ cho hội đồng bằng sáng chế của Nokia. Giải pháp slicing của Nokia hoạt động đồng thời trên mạng 4G LTE, 5G không độc lập (NSA) và mạng 5G độc lập (SA), hỗ trợ tất cả các thiết bị 4G, 5G NSA và 5G SA hiện có trên thị trường. Sự liên tục của slicing giữa mạng radio 4G và 5G cho phép các nhà khai thác tối ưu hóa và ưu tiên việc sử dụng tài nguyên mạng 4G và 5G của họ. Trong 4G, slicing mạng thường được thực hiện thông qua việc tạo ra các mạng riêng tư. Nhưng khi áp dụng vào mạng 5G, network slicing trở thành một yếu tố quan trọng thúc đẩy sự tiếp nhận của doanh nghiệp. Có thể thấy Network slicing 5G ra đời như một giải pháp để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về các dịch vụ truyền thông chất lượng cao, đáng tin cậy và hiệu quả. Hiện tại, bằng cách tận dụng Network slicing, các nhà cung cấp dịch vụ có thể đạt được sự linh hoạt, hiệu quả và sự linh hoạt trong việc triển khai và quản lý mạng của họ. (Wikipedia, 2023)

2.1.2 Network Slicing trong mơ hình OSI OSI có liên quan đến network slicing theo hai cách chính:

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

Mơ hình OSI cung cấp một khuôn khổ cho việc triển khai network slicing. Các slice có thể được xác định dựa trên các lớp OSI cụ thể. Ví dụ, một slice có thể được dành riêng cho các ứng dụng âm thanh, trong khi một slice khác có thể được dành riêng cho các ứng dụng video.

Mơ hình OSI ở mỗi lớp sẽ cung cấp các khả năng khác nhau cho network slicing. Dưới đây là một số ví dụ cụ thể về cách OSI được sử dụng trong network slicing:

Ở tầng 1 Physical Layer cung cấp khả năng truyền dữ liệu trên mạng vật lý. Trong network slicing, Physical Layer có thể được sử dụng để chia mạng thành các kênh riêng biệt, mỗi kênh có thể được sử dụng cho một slice.

Ở tầng 2 lớp Data Link Layer cung cấp khả năng điều khiển luồng dữ liệu trên mạng. Trong network slicing, Data Link Layer có thể được sử dụng để cung cấp QoS (quality of service) cho các slice khác nhau.

Ở tầng 3 Network Layer cung cấp khả năng định tuyến dữ liệu trên mạng. Trong network slicing, Network Layer có thể được sử dụng để định tuyến dữ liệu đến các slice khác nhau.

Ở tầng 4 Transport Layer, chịu trách nhiệm định tuyến dữ liệu giữa các slice khác nhau và đảm bảo rằng dữ liệu được truyền một cách đáng tin cậy. Trong Network Slicing, Transport layer có thể định tuyến dữ liệu giữa các slice khác nhau, đảm bảo rằng dữ liệu được truyền một cách đáng tin cậy, bằng cách sử dụng các cơ chế như xác nhận và tái truyền, cung cấp các dịch vụ chất lượng dịch vụ (QoS), chẳng hạn như giới hạn băng thông và độ trễ. Bên cạnh đó, trong Network Slicing có mạng ảo End to end Network tạo các mạng ảo độc lập và tùy chỉnh để đáp ứng các yêu cầu đa dạng của các ứng dụng và dịch vụ khác nhau. Mạng này bao gồm các thành phần từ tất cả các tầng của mơ hình OSI, nhưng tầng 4 Transport Layer là lớp quan trọng nhất. Ở tầng 5 Session Layer cung cấp khả năng quản lý các phiên giao tiếp giữa các thiết bị. Trong network slicing, Session Layer có thể được sử dụng để đảm bảo rằng các slice khác nhau có thể giao tiếp với nhau một cách hiệu quả.

Ở tầng 6 Presentation Layer chịu trách nhiệm chuyển đổi dữ liệu giữa các định dạng khác nhau. Trong network slicing, Presentation Layer có thể được sử dụng để cung cấp các dịch vụ như mã hóa và giải mã dữ liệu.

</div>