Đồ án Nghiên cứu và thiết kế mạng không dây WiMAX mô hình triển khai ứng dụng tại VDC

Trong thời đại ngày nay, phát triển công nghệ thông tin gắn liền với phát triển kinh tế, sự giàu sang thịnh vượng của quốc gia. Những lợi ích mà nó mang lại là không thể phủ nhận. Chính vì thế việc xây dựng một hệ thống hạ tầng công nghệ thông tin vững mạnh, hiện đại sẽ là một động lực góp phần to lớn thúc đẩy sự phát triển đi lên của đất nước. Vài năm trở lại đây công nghệ không dây Wireless LAN (WLAN) được sử dụng ngày càng nhiều trong đời sống, cùng với những tính nǎng ưu việt của nó đã làm thay đổi đáng kể phương thức truyền dẫn của các mạng LAN truyền thống. Với mạng WLAN, một khách hàng lưu động có thể kết nối đến mạng LAN, đến Internet thông qua một kết nối không dây. Trong khi các đô thị hiện đại trên thế giới ngày nay đang tự hào với hàng trăm điểm kết nối WLAN công cộng, thì người dùng tại những nước đang phát triển hay tại các khu vực nông thôn, vùng sâu, vùng xa, hải đảo thưa thớt dân cư - những nơi mà việc triển khai công nghệ này đòi hỏi một khoản chi phí cao đáng kể thì sao? Công nghệ WiMAX ra đời là một giải pháp hoàn hảo đáp ứng được các yêu cầu kể trên, cả về mặt công nghệ lẫn chi phí triển khai. Công nghệ WiMAX dùng sóng vô tuyến trong xây dựng giải pháp mạng hiện đại. Với giá thành và tính ổn định cao, giải pháp mạng không dây WiMAX sẽ là một trong những xu hướng tất yếu để mở rộng, và thay thế dần hệ thống LAN truyền thống sử dụng kết nối cáp, WiMAX hỗ trợ cho nhiều thiết bị ứng dụng dựa trên chuẩn TCP/IP và việc kết nối mạng được thực hiện bất cứ nơi đâu trong vùng phủ sóng. Đồng thời, một trạm phát sóng có thể cho phép hỗ trợ nhiều kết nối cũng như thiết bị truy xuất. Với Internet, tốc độ là điều cốt yếu. Mạng không dây WiMAX sẽ tiết kiệm được thời gian lắp đặt chạy dây, tiết kiệm công sức nhân lực vì không cần phải lắp đặt các điểm truy cập mạng LAN thông thường. Việc kết nối được tự động hóa giữa các mạng cài đặt và phần cứng khác nhau, giúp việc triển khai cũng như bố trí lại đơn giản và linh hoạt. Việc ứng dụng công nghệ WiMAX vào hạ tầng mạng sẽ giúp sử dụng, kết nối Internet tốc độ cao không còn là chuyện xa vời, hiếm hoi đối với những nơi hẻo lánh mà khả năng kéo cáp gặp nhiều khó khăn. Góp phần thu hẹp khoảng cách giữa nông thôn và thành thị trong việc chiếm lĩnh thông tin. Với sự chỉ bảo tận tình của Thầy Nguyễn Xuân Dũng và Anh Phan Anh Quân, cũng như sự nỗ lực học hỏi, tìm tòi nghiên cứu của bản thân, em đã chọn đề tài thiết kế tốt nghiệp là: “Nghiên cứu và thiết kế mạng không dây WiMAX, mô hình triển khai ứng dụng tại VDC”. Cấu trúc Đồ án tốt nghiệp gồm 5 chương: Chương 1: Giới thiệu tổng quan về mạng không dây, Các chuẩn sử dụng trong mạng WLAN - Wifi, Các chuẩn sử dụng trong mạng WMAN - WiMAX, so sánh ưu nhược điểm của hai mạng không dây Wifi- WiMAX Chương 2: Nghiên cứu về lớp MAC và PHY của chuẩn IEEE 802.16a - nền tảng cơ sở của công nghệ WiMAX. Chương 3: Đi sâu nghiên cứu các kỹ thuật cơ bản của công nghệ mạng truy nhập băng rộng không dây cố định. Chương 4: Thiết kế kỹ thuật mạng truy nhập băng rộng không dây cố định. Chương 5: Trình bày mô hình triển khai ứng dụng mạng không dây WiMAX vào Việt Nam, cụ thể là tại Công ty Điện toán và truyền số liệu VDC - nhà cung cấp dịch vụ mạng lớn nhất nước ta. Các mô hình cung cấp dịch vụ cho người dùng là tổ chức hay cá nhân riêng lẻ.

doc107 trang | Chia sẻ: tuandn | Ngày: 24/05/2013 | Lượt xem: 1585 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Nghiên cứu và thiết kế mạng không dây WiMAX mô hình triển khai ứng dụng tại VDC, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Môc lôc Môc lôc…………………………………………………………………………………………………….1 Ch­¬ng 1: Tæng quan vÒ m¹ng kh«ng d©y Sù bïng næ vÒ nhu cÇu truyÒn sè liÖu tèc ®é cao vµ nhu cÇu ®a d¹ng ho¸ c¸c lo¹i h×nh dÞch vô cung cÊp nh­: truy nhËp Internet, th­ ®iÖn tö, th­¬ng m¹i ®iÖn tö, truyÒn file,... lµ sù thóc ®Èy cho sù xuÊt hiÖn cña hµng lo¹t c¸c chuÈn kh«ng d©y. HiÖn nay, c¨n cø vµo ph¹m vi sö dông, tèc ®é kÕt nèi, chóng ta cã nh÷ng chuÈn kh«ng d©y t­¬ng øng víi c¸c m« h×nh m¹ng truyÒn thèng. H×nh1.1: Tæng quan vÒ c¸c chuÈn kh«ng d©y M¹ng PAN - Personal Area Network: ChuÈn WPAN ®­îc øng dông trong ph¹m vi gia ®×nh, hoÆc trong kh«ng gian xung quanh cña 1 c¸ nh©n, tèc ®é truyÒn dÉn trong nhµ cã thÓ ®¹t 480 MB/gi©y trong ph¹m vi 10m. Trong m« h×nh m¹ng WPAN, cã sù xuÊt hiÖn cña c¸c c«ng nghÖ Bluetooth dùa trªn chuÈn IEEE 802.15(Institute for Electrical and Electronics Engineers). HiÖn nay 802.15 nµy ®ang ®­îc ph¸t triÓn thµnh 802.15.3 ®­îc biÕt ®Õn víi tªn c«ng nghÖ Ultrawideband - siªu b¨ng th«ng. M¹ng LAN (Local Area Network): m¹ng WirelessLAN sö dông chuÈn IEEE 802.11 bao gåm c¸c chuÈn 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n… WLAN lµ mét phÇn cña gi¶i ph¸p v¨n phßng di ®éng, cho phÐp ng­êi sö dông kÕt nèi m¹ng LAN tõ c¸c khu vùc c«ng céng nh­ v¨n phßng, kh¸ch s¹n hay c¸c s©n bay. T¹i ViÖt Nam WLAN ®· ®­îc triÓn khai øng dông ë nhiÒu n¬i. C«ng nghÖ nµy cho phÐp ng­êi sö dông cã thÓ sö dông, truy xuÊt th«ng tin, truy cËp Internet víi tèc ®é lín h¬n rÊt nhiÒu so víi ph­¬ng thøc truy nhËp gi¸n tiÕp truyÒn thèng. M¹ng MAN: M¹ng WMAN sö dông chuÈn IEEE 802.16, ®­îc hoµn thµnh vµo th¸ng 10/2001 vµ ®­îc c«ng bè vµo ngµy 8/2002, ®Þnh nghÜa ®Æc t¶ kü thuËt giao diÖn kh«ng gian WirelessMAN cho c¸c m¹ng vïng ®« thÞ. ViÖc ®­a ra chuÈn nµy më ra mét c«ng nghÖ míi truy nhËp kh«ng d©y b¨ng réng WiMAX cho phÐp m¹ng kh«ng d©y më réng ph¹m vi ho¹t ®éng tíi gÇn 50 km vµ cã thÓ truyÒn d÷ liÖu, giäng nãi vµ h×nh ¶nh video víi tèc ®é nhanh h¬n so víi ®­êng truyÒn c¸p hoÆc ADSL. §©y sÏ lµ c«ng cô hoµn h¶o cho c¸c ISP muèn më réng ho¹t ®éng vµo nh÷ng vïng d©n c­ r¶i r¸c, n¬i mµ chi phÝ triÓn khai ADSL vµ ®­êng c¸p qu¸ cao hoÆc gÆp khã kh¨n trong qu¸ tr×nh thi c«ng. M¹ng WAN: Trong t­¬ng lai, c¸c kÕt nèi Wireless WAN sÏ sö dông chuÈn 802.20 ®Ó thùc hiÖn c¸c kÕt nèi diÖn réng. Do b¶n chÊt cña m¹ng kh«ng d©y lµ sö dông sãng v« tuyÕn. Vµ nh­ vËy, ng­êi ta cã thÓ truy cËp Internet hoÆc ®iÒu khiÓn thiÕt bÞ mµ ch¼ng cÇn ®­êng ®iÖn tho¹i hay d©y dÉn. Do ®ã vÒ lý thuyÕt, víi m¸y tÝnh x¸ch tay dïng c«ng nghÖ kh«ng d©y, chóng ta cã thÓ truy cËp Internet tõ trong rõng hay ngoµi biÓn (miÔn n»m trong vïng phñ sãng tr¹m thu ph¸t). 1.1. KiÕn tróc chung cña c¸c chuÈn IEEE 802.11 vµ 802.16: ChuÈn IEEE 802.11 vµ 16 ®Æc t¶ líp vËt lý - PHY (Physical) vµ líp ®iÒu khiÓn truy nhËp m«i tr­êng - MAC (Medium Access Control) cho truy nhËp b¨ng réng kh«ng d©y cè ®Þnh - FBWA (Fixed Broadband Wireless Access) cho ph¹m vi m¹ng khu vùc ®« thÞ - MAN (Metropolitan Area Network). ChuÈn IEEE 802.11 vµ IEEE 802.16 bï ®¾p sù thiÕu hôt gi÷a chuÈn IEEE 802.2 vÒ líp liªn kÕt vËt lý vµ giao diÖn kh«ng gian. Cïng víi kh¶ n¨ng lµm cÇu nèi (Bridging) ®­îc m« t¶ trong chuÈn IEEE 802.1, nh÷ng chuÈn nµy vµ nh÷ng c¬ chÕ truy nhËp ë nh÷ng líp cao h¬n cã thÓ sö dông ®Ó t¹o ra kh¶ n¨ng ®Þnh tuyÕn ®Çy ®ñ cho m¹ng. H×nh 2 minh ho¹ vÞ trÝ cña c¸c chuÈn IEEE 802.11 vµ 16 trong hÖ thèng c¸c chuÈn IEEE 802. H×nh1.2: 802.11 vµ 802.16 trong hÖ thèng c¸c chuÈn cña IEEE 802. 1.2.C«ng nghÖ WiFi Trong bèi c¶nh toµn cÇu ho¸, sù bïng næ nhu cÇu truyÒn sè liÖu tèc ®é cao vµ nhu cÇu ®a d¹ng ho¸ c¸c lo¹i h×nh dÞch vô cung cÊp nh­ truy nhËp Internet, th­ ®iÖn tö, th­¬ng m¹i ®iÖn tö, truyÒn file,... ®· thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña c¸c gi¶i ph¸p m¹ng côc bé v« tuyÕn (WLAN). Môc ®Ých cña WLAN nh»m cung cÊp thªm mét ph­¬ng ¸n lùa chän cho kh¸ch hµng bªn c¹nh c¸c gi¶i ph¸p nh­ xDSL, Ethernet, GPRS, 3G... WLAN lµ mét phÇn cña gi¶i ph¸p v¨n phßng di ®éng, cho phÐp ng­êi sö dông kÕt nèi m¹ng LAN tõ c¸c khu vùc c«ng céng nh­ kh¸ch s¹n, s©n bay vµ thËm chÝ cã thÓ ngay c¶ trªn c¸c ph­¬ng tiÖn vËn t¶i. C¸c thµnh phè lín trªn thÕ giíi ®ang tù hµo víi hµng tr¨m ®iÓm truy cËp kh«ng d©y WLAN ë nh÷ng n¬i c«ng céng hay t¹i c¸c v¨n phßng. T¹i ViÖt Nam WLAN ®· ®­îc triÓn khai øng dông ë nhiÒu n¬i. C«ng nghÖ nµy cho phÐp ng­êi sö dông cã thÓ sö dông, truy xuÊt th«ng tin, truy cÊp Internet víi tèc ®é lín h¬n rÊt nhiÒu so víi ph­¬ng thøc truy nhËp gi¸n tiÕp truyÒn thèng. Ban ®Çu, WLAN ®­îc ph¸t triÓn cho nh÷ng øng dông LAN tõ cã d©y sang kh«ng d©y v× vËy WLAN cã ph¹m vi phôc vô lµ trong nhµ (Indoor). Tuy nhiªn, c«ng nghÖ WLAN ®¸p øng ®Çy ®ñ ®ßi hái cña c¸c ®èi t­îng møc doanh nghiÖp vÒ kh¶ n¨ng vËn hµnh, tÝnh æn ®Þnh, tèc ®é cao, an ninh ®¶m b¶o vv…Ngµy nay, WLAN ®­îc ph¸t triÓn tõ Indoor sang Outdoor lµ kh¶ n¨ng cung cÊp truy nhËp b¨ng réng ë nh÷ng ®iÓm c«ng céng nh­ nhµ ga, s©n bay, cafÐ internet hoÆc bÊt cø ®Þa ®iÓm nµo tËp trung d©n c­ ®«ng ®óc cã nhu cÇu sö dông Internet. Do ®¸p øng ®Çy ®ñ c¸c ®ßi hái cña c¸c kh¸ch hµng møc doanh nghiÖp còng nh­ c¸c kh¸ch hµng c¸ nh©n, võa cã øng dông Indoor vµ Outdoor nªn WLAN trë thµnh mét chuÈn ®­îc thõa nhËn vµ hç trî réng r·i cña c¸c nhµ s¶n xuÊt lín trªn thÕ giíi. T­¬ng lai cña m¹ng kh«ng d©y phô thuéc vµo kh¶ n¨ng kÕt nèi liªn tôc vµ an toµn cña nhiÒu lo¹i thiÕt bÞ d©n dông nh­ m¸y tÝnh c¸ nh©n, thiÕt bÞ trî gióp c¸ nh©n, ®iÖn tho¹i, m¸y in…, sù chuyÓn ®æi qua l¹i kh«ng gi¸n ®o¹n gi÷a WLAN vµ LAN. Sù ph¸t triÓn nhanh chãng cña c¸c øng dông kh«ng d©y di ®éng còng ®ang thóc ®Èy qu¸ tr×nh nµy. C¸c m¹ng Wi-Fi t¹o ra mét vïng kh«ng gian réng 100m cho phÐp c¸c thiÕt bÞ ®Çu cuèi cã thÓ kÕt nèi kh«ng d©y ®Ó truy cËp Web hoÆc vµo c¸c m¹ng m¸y tÝnh dïng chung. Wi-Fi cho phÐp trao ®æi d÷ liÖu qua lµn sãng radio víi mét tèc ®é rÊt nhanh. M¹ng Wi-Fi cã thÓ sö dông ®Ó kÕt nèi víi nhau, víi Internet, vµ víi m¹ng c¸p. Lµ mét c«ng nghÖ kh«ng d©y gièng nh­ ®iÖn tho¹i di ®éng Wi-Fi cho phÐp c¸c m¸y tÝnh göi vµ nhËn d÷ liÖu trong nhµ còng nh­ ngoµi trêi, ë bÊt cø ®iÓm nµo trong vïng phñ sãng cña tr¹m gèc. Nã còng cã tèc ®é ho¹t ®éng thùc t­¬ng ®­¬ng m¹ng c¸p Ethernet 10BaseT hiÖn cã trong rÊt nhiÒu v¨n phßng. Vµ ®iÒu hay h¬n c¶ lµ nã rÊt nhanh, nhanh h¬n nhiÒu lÇn c¸c kÕt nèi modem c¸p nhanh nhÊt WLAN lµ mét hÖ thèng truyÒn th«ng d÷ liÖu më ®Ó truy nhËp v« tuyÕn ®Õn m¹ng Internet vµ c¸c m¹ng Intetranet. Nã còng cho phÐp kÕt nèi LAN tíi LAN trong mét toµ nhµ hoÆc mét khu tËp thÓ, hoÆc mét khu tr­êng ®¹i häc... Mét hÖ thèng WLAN cã thÓ ®­îc tÝch hîp víi m¹ng v« tuyÕn diÖn réng. Tèc ®é ®¹t ®­îc trong WLAN cÇn ph¶i ®­îc hç trî truyÒn dÉn thÝch hîp tõ m¹ng ®­êng trôc. Cho tíi nay IEEE ®· ph¸t triÓn ba chØ tiªu kü thuËt cho m¹ng LAN kh«ng d©y: 802.11a, 802.11b vµ 802.11g. C¶ ba chØ tiªu kü thuËt nµy sö dông c«ng nghÖ §a truy nhËp Nh¹y c¶m sãng mang cã ph¸t hiÖn va ch¹m (Carrier Sense Multiple Access - Collision Detection CSMA/CD) nh­ mét giao thøc chia sÎ ®­êng dÉn. CSMA/CD lµ mét ph­¬ng ph¸p truyÒn d÷ liÖu ®­îc ­a thÝch v× ®é tin cËy cña nã th«ng qua kh¶ n¨ng chèng mÊt d÷ liÖu. Mét tr¹m kh«ng d©y muèn truyÒn khung, ®Çu tiªn nã sÏ nghe trªn m«i tr­êng kh«ng d©y ®Ó x¸c ®Þnh liÖu hiÖn cã tr¹m nµo ®ang truyÒn kh«ng (®©y lµ phÇn nh¹y c¶m sãng mang cña CSMA/CA). NÕu m«i tr­êng nµy hiÖn ®ang bÞ chiÕm, tr¹m kh«ng d©y tÝnh to¸n mét kho¶ng trÔ lÆp l¹i ngÉu nhiªn. Ngay sau khi thêi gian trÔ ®ã tr«i qua, tr¹m kh«ng d©y l¹i nghe xem liÖu cã tr¹m nµo ®ang truyÒn kh«ng. B»ng c¸ch t¹o ra mét thêi gian trÔ ngÉu nhiªn, nhiÒu tr¹m ®ang muèn truyÒn tin sÏ kh«ng cè g¾ng truyÒn l¹i t¹i cïng mét thêi ®iÓm (®©y lµ phÇn tr¸nh xung ®ét cña CSMA/CD). Nh÷ng va ch¹m cã thÓ x¶y ra vµ kh«ng gièng nh­ Ethernet, chóng kh«ng thÓ bÞ ph¸t hiÖn bëi c¸c node truyÒn dÉn. Do ®ã, 802.11b dïng giao thøc Request to send (RTS)/ Clear to send (CTS) víi tÝn hiÖu ACK (Acknowlegment) ®Ó b¶o ®¶m r»ng mét khung nµo ®ã ®· ®­îc göi vµ nhËn thµnh c«ng. C¸c øng dông m¹ng LAN, c¸c hÖ ®iÒu hµnh hoÆc giao thøc m¹ng, bao gåm c¶ giao thøc Internet TCP/IP sÏ ch¹y trªn c¸c m¹ng WLAN t­¬ng thÝch chuÈn 802.11 dÔ dµng nh­ ch¹y trªn Ethernet nh­ng kh«ng cÇn ph¶i ch¹y c¸p qua t­êng hay trÇn nhµ. VÒ mÆt vËt lý, WLAN cã hai thµnh phÇn c¬ b¶n lµ: Tr¹m gèc kh«ng d©y (WBS – Wireless Base Station) hay cßn gäi lµ AP (Access Point) Khèi giao tiÕp ng­êi sö dông ®Çu cuèi hay cßn gäi lµ CPE (Customer Premise Equipment). AP lµ thiÕt bÞ ®Æt ë phÝa nhµ cung cÊp dÞch vô, nã ph¶i ®­îc ®Êu nèi víi m¹ng cña nhµ cung cÊp ®ã ®Ó truy cËp vµo m¹ng Internet. Th«ng th­êng AP ®­îc ®Êu víi Router, Hub hoÆc Switch ®Ó ®­îc cÊp mét ®Þa chØ IP riªng. Sau ®ã kÕt nèi tíi m¹ng cña nhµ cung cÊp dÞch vô th«ng qua c¸c hÖ thèng truyÒn dÉn th«ng dông nh­ c¸p quang, c¸p ®ång hoÆc viba. AP cã kh¶ n¨ng chuyÓn ®æi tÝn hiÖu sè ®Õn tõ m¹ng cña nhµ cung cÊp dÞch vô thµnh d¹ng tÝn hiÖu sè t­¬ng thÝch víi c¸c chuÈn truyÒn dÉn v« tuyÕn. AP bao gåm mét bé thu ph¸t (Transceiver) vµ mét bé ®iÒu khiÓn (Controller) thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng chñ yÕu nh­: Cung cÊp giao diÖn cho kÕt nèi víi m¹ng cña nhµ khai th¸c, giao diÖn v« tuyÕn h­íng phÝa kh¸ch hµng. §¶m b¶o chøc n¨ng an toµn th«ng tin trªn giao tiÕp v« tuyÕn, chøng thùc giao diÖn kÕt nèi víi kh¸ch hµng. Qu¶n trÞ tµi nguyªn v« tuyÕn. §¨ng ký khèi giao diÖn ng­êi sö dông. §Þnh tuyÕn, tÝnh c­íc. Duy tr× vµ chuyÓn ®æi giao thøc, m· ho¸ vµ gi¶i m·, nÐn vµ gi¶i nÐn. CPE lµ thiÕt bÞ ®Æt ë phÝa kh¸ch hµng, nã cã mét ®Þa chØ ngoµi nh­ lµ mét node trªn m¹ng vµ nhiÒu ®Þa chØ trong ®Ó cung cÊp cho m¹ng LAN cña kh¸ch hµng. CPE tiÕp nhËn luång tÝn hiÖu sè tõ c¸c AP vµ chuyÓn ®æi chóng thµnh d¹ng tÝn hiÖu t­¬ng thÝch víi c¸c thiÕt bÞ ®Çu cuèi cña kh¸ch hµng (t­¬ng tù hoÆc sè). CPE còng bao gåm mét bé thu ph¸t vµ c¸c thiÕt bÞ phô trî thùc hiÖn mét sè chøc n¨ng nh­: Cung cÊp giao diÖn v« tuyÕn h­íng tíi tr¹m gèc cña nhµ cung cÊp dÞch vô. Cung cÊp giao diÖn cho c¸c thiÕt bÞ ®Çu cuèi cña kh¸ch hµng. ChuyÓn ®æi giao thøc, chuyÓn ®æi m·, cÊp nguån H×nh1. 3: CÊu h×nh mét m¹ng WLAN ®iÓn h×nh C¸c chuÈn IEEE 802.11 tiªu biÓu: * ChuÈn IEEE 802.11b Th¸ng 9 n¨m 1999, ViÖn c«ng nghÖ ®iÖn vµ ®iÖn tö (IEEE) ®· th«ng qua c¸c chØ tiªu cña chuÈn IEEE 802.11b hay cßn ®­îc biÕt ®Õn víi tªn gäi Wi-Fi. IEEE 802.11b ®Þnh nghÜa líp vËt lý vµ líp con MAC cho viÖc truyÒn tin qua m¹ng LAN kh«ng d©y dïng chung. T¹i líp vËt lý, IEEE 802.11b ho¹t ®éng t¹i tÇn sè v« tuyÕn 2,45GHz víi tèc ®é bit tèi ®a lµ 11 Mbps. Nã sö dông c«ng nghÖ truyÒn dÉn tr¶i tr¶i phæ d·y trùc tiÕp (DSSS). * ChuÈn IEEE 802.11g Do IEEE ph¸t triÓn, nh÷ng m¹ng dïng chuÈn 802.11b cho phÐp d÷ liÖu ®­îc truyÒn víi dung l­îng tèi ®a 10 megabit/gi©y (trung b×nh lµ 4 Mbps). ChuÈn míi h¬n lµ IEEE 802.11g cho phÐp truyÒn d÷ liÖu víi dung l­îng cao nhÊt - 54 Mbps (trung b×nh 22 Mbps). C¶ hai chuÈn nµy ®Òu dïng b¨ng tÇn 2,4 GHz vµ ho¹t ®éng t­¬ng t¸c. * ChuÈn IEEE 802.11a ChuÈn IEEE 802.11a ho¹t ®éng trong d¶i tÇn 5 GHz, t¹o cho c¸c kÕt nèi sö dông chuÈn 802.11a Ýt bÞ ¶nh h­ëng h¬n ®èi víi sù giao thoa sãng ®iÖn tõ mµ c¸c kÕt nèi sö dông chuÈn 802.11b, 802.11g ho¹t ®éng ë tÇn sè 2,4 GHz cã thÓ g©y ra. Bëi d¶i tÇn 2,4 GHz th­êng ®­îc dïng trong c«ng nghiÖp, y tÕ, vµ sö dông trong c¸c thiÕt bÞ gia ®×nh. B¶ng 1.1 - So s¸nh c¸c chuÈn IEEE 802.11 ChuÈn TÇn sè Tèc ®é GhÐp kªnh Ghi chó IEEE 802.11 900 MHz 2 Mbps FHSS DSSS IEEE 802.11b 2,4 GHz 900 MHz 11 Mbps FHSS DSSS §­îc sö dông phæ biÕn nhÊt IEEE 802.11a 5 GHz 54 Mbps OFDM Míi h¬n, nhanh h¬n, dïng tÇn sè cao h¬n IEEE 802.11e 5 GHz UNII 54 Mbps OFDM IEEE 802.11g 2,4 GHz ISM 54 Mbps DSSS FHSS Nhanh h¬n vµ t­¬ng thÝch víi 802.11b 1.2.1. §¸nh gi¸ ­u, nh­îc ®iÓm cña WIFI 1.2.1.1. Mét sè ­u ®iÓm cña m¹ng kh«ng d©y WIFI Kh«ng ph¶i khoan t­êng, bÊm vµ ®i d©y. Kh«ng ph¶i ngåi t¹i nh÷ng vÞ trÝ cè ®Þnh. Trong nhiÒu tr­êng hîp lµ gi¶i ph¸p rÎ h¬n cho m¹ng LAN Cã thÓ kÕt nèi ë kho¶ng c¸ch xa h¬n so víi c¸c thiÕt bÞ bluetooth Cã tÝnh linh ®éng cao, cã thÓ ®¸p øng ®­îc yªu cÇu vÒ ®Þa h×nh ….. 1.2.1.2.Nh­îc ®iÓm cña m¹ng kh«ng d©y WIFI Phøc t¹p h¬n trong viÖc thiÕt lËp, qu¶n lý vµ vËn hµnh m¹ng. Th«ng tin ®­îc truyÒn trªn kh«ng trung trªn tÇn sè dïng chung dÉn ®Õn c¸c vÊn ®Ò an ninh vµ nhiÔu. TÇn sè cµng cao th× tèc ®é cµng cao, nh­ng ®ång thêi ®é suy gi¶m còng cµng cao...  1.3.C«ng nghÖ WiMAX Wi-Fi hiÖn ®ang lµ c«ng nghÖ kÕt nèi kh«ng d©y "nãng" xÐt tõ nhiÒu gãc ®é. Tuy nhiªn theo nh×n nhËn cña nhiÒu chuyªn gia, Wi-Fi ch¼ng qua còng chØ lµ "c«ng nghÖ më ®­êng" cho hµng lo¹t chuÈn kÕt nèi kh«ng d©y míi ­u viÖt h¬n nh­ WiMAX, 802.16e, 802.11n vµ Ultrawideband. Tæ chøc phi lîi nhuËn WiMAX bao gåm c¸c c«ng ty s¶n xuÊt thiÕt bÞ vµ linh kiÖn truyÒn th«ng hµng ®Çu thÕ giíi ®ang nç lùc thóc ®Èy vµ x¸c nhËn tÝnh t­¬ng thÝch vµ kh¶ n¨ng ho¹t ®éng t­¬ng t¸c cña thiÕt bÞ truy cËp kh«ng d©y b¨ng th«ng réng tu©n theo chuÈn kü thuËt IEEE 802.16 vµ t¨ng tèc ®é triÓn khai truy cËp kh«ng d©y b¨ng th«ng réng trªn toµn cÇu. Do ®ã c¸c chuÈn 802.16 th­êng ®­îc biÕt ®Õn víi c¸i tªn WiMAX. ChuÈn IEEE 802.16 ®Çu tiªn ®­îc hoµn thµnh n¨m 2001 vµ c«ng bè vµo n¨m 2002 thùc sù ®· ®em ®Õn mét cuéc c¸ch m¹ng míi cho m¹ng truy cËp kh«ng d©y. NÕu nh­ Wireless LAN ®uîc ph¸t triÓn ®Ó cung cÊp dÞch vô truy nhËp Internet cho m¹ng LAN kh«ng d©y, n©ng cao tÝnh linh ho¹t cña truy nhËp Internet cho nh÷ng vïng tËp trung ®«ng d©n c­ trong nh÷ng ph¹m vi hÑp th× víi WiMAX ngoµi kh¶ n¨ng cung cÊp dÞch vô ë vïng ®« thÞ nã cßn gi¶i quyÕt ®­îc nh÷ng vÊn ®Ò khã kh¨n trong viÖc cung cÊp dÞch vô Internet cho nh÷ng vïng th­a d©n, ë nh÷ng kho¶ng c¸ch xa mµ c«ng nghÖ xDSL sö dông d©y ®ång kh«ng thÓ ®¹t tíi. ¸p dông WiMAX vÒ c¬ b¶n sÏ mang l¹i kh¶ n¨ng kÕt nèi kh«ng d©y cho toµn bé mét thÞ trÊn. Gi¶i ph¸p nµy gióp thu ng¾n kho¶ng c¸ch gi÷a nh÷ng vïng quª xa x«i hÎo l¸nh víi nh÷ng vïng thµnh thÞ hiÖn ®¹i. WiMAX còng lµ mét sù ph¸t triÓn kÕ tiÕp tõ dÞch vô cung cÊp b¨ng th«ng gi÷a LAN n©ng cÊp lªn m¹ng WAN. WiMAX sö dông chuÈn kÕt nèi 802.16 cã nhiÒu ®Æc ®iÓm næi tréi h¬n vÒ tèc ®é, ph¹m vi phñ sãng so víi chuÈn kÕt nèi kh«ng d©y hiÖn nay lµ 802.11. Kh«ng gièng nh­ chuÈn 802.11 chØ cã thÓ phñ sãng trong mét khu vùc nhá, WiMAX cã thÓ phñ sãng mét vïng réng tíi 50 km víi tèc ®é lªn ®Õn 70Mbps. WiMAX cung cÊp truy nhËp b¨ng réng kh«ng d©y cè ®Þnh theo hai ph­¬ng ph¸p ®iÓm - ®iÓm (Point to Point ) hoÆc ®iÓm - ®a ®iÓm (Point to multipoint). ChuÈn IEEE 802.16, mét m¹ng vïng ®« thÞ kh«ng d©y cung cÊp sù truy nhËp m¹ng cho c¸c tßa nhµ th«ng qua anten ngoµi trêi cã thÓ truyÒn th«ng víi c¸c tr¹m ph¸t sãng c¬ së (BS). Do hÖ thèng kh«ng d©y cã kh¶ n¨ng h­íng vµo nh÷ng vïng ®Þa lý réng, hoang v¾ng mµ kh«ng cÇn ph¸t triÓn c¬ së h¹ tÇng tèn kÐm nh­ trong viÖc triÓn khai c¸c kÕt nèi c¸p nªn c«ng nghÖ tá ra Ýt tèn kÐm h¬n trong viÖc triÓn khai vµ nh­ vËy dÉn ®Õn sù truy cËp b¨ng réng t¨ng lªn ë kh¾p mäi n¬i. Mét ¨ng ten WiMAX cã hiÖu qu¶ ®Çu t­ cao h¬n khi cung cÊp b¨ng th«ng réng tíi c¸c hé gia ®×nh trong b¸n kÝnh lªn tíi 50 km, lo¹i bá hoµn toµn c¸c chi phÝ liªn quan tíi viÖc triÓn khai c¸c hÖ thèng d©y kÕt nèi. Víi c«ng nghÖ ®­îc më réng, nã lµ chuÈn ®­îc ph¸t triÓn ®Ó hç trî nh÷ng ng­êi dïng lu«n cÇn sù di chuyÓn. ChuÈn IEEE 802.16 ®· ®­îc thiÕt kÕ ®Ó më ra mét tËp c¸c giao diÖn kh«ng gian (air interfaces) dùa trªn mét giao thøc MAC th«ng th­êng nh­ng víi c¸c ®Æc t¶ líp vËt lý phô thuéc vµo viÖc sö dông vµ nh÷ng ®iÒu chØnh phæ cã liªn quan. ChuÈn nµy ®­îc më réng hç trî giao diÖn kh«ng gian cho nh÷ng tÇn sè trong b¨ng tÇn 10 – 66 GHz. Víi ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ ®¬n sãng mang 802.16 hç trî c¶ hai ph­¬ng ph¸p song c«ng ph©n chia theo thêi gian TDD (Time Division Duplexing) hay ph©n chia theo tÇn sè FDD (Frequency Division Duplexing). H×nh1. 4: M« h×nh m¹ng WiMAX 1.3.1.C¸c chuÈn IEEE 802.16 tiªu biÓu: Ban ®Çu chuÈn IEEE 16 chØ cã mét sù ®Æc t¶ líp MAC. Sau mét lo¹t nh÷ng nghiªn cøu ®· ®­a thªm vµo nhiÒu sù kh¸c biÖt vÒ nh÷ng ®Æc t¶ líp vËt lý (PHY) nh­ nh÷ng sù chØ ®Þnh tr¶i phæ míi, c¶ cÊp phÐp vµ kh«ng cÊp phÐp, ®· trë nªn cã gi¸ trÞ. D­íi ®©y tr×nh bµy b¶n tãm t¾t ng¾n gän vÒ nh÷ng sù më réng kh¸c nhau vµ c¸c d¶i tÇn cña hä chuÈn IEEE 802.16. 1.3.1.1. IEEE 802.16 - 2001 Nh÷ng ®Æc t¶ ban ®Çu cña chuÈn IEEE 802.16 ®· ®Þnh nghÜa líp MAC vµ PHY cã kh¶ n¨ng cung cÊp truy nhËp b¨ng réng kh«ng d©y cè ®Þnh (Fixed Fixed Wireless Access) theo m« h×nh ®iÓm - ®iÓm vµ ®iÓm - ®a ®iÓm. ChuÈn IEEE 802.16 ®· ®­îc thiÕt kÕ ®Ó më ra mét tËp c¸c giao diÖn kh«ng gian (air interfaces) dùa trªn mét giao thøc MAC th«ng th­êng nh­ng víi c¸c ®Æc t¶ líp vËt lý phô thuéc vµo viÖc sö dông vµ nh÷ng ®iÒu chØnh phæ cã liªn quan. ChuÈn nµy ®­îc më réng hç trî giao diÖn kh«ng gian cho nh÷ng tÇn sè trong b¨ng tÇn 10 - 66 GHz. Víi ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ ®¬n sãng mang 802.16 hç trî c¶ hai ph­¬ng ph¸p song c«ng ph©n chia theo thêi gian TDD (Time Division Duplexing) hay ph©n chia theo tÇn sè FDD (Frequency Division Duplexing). Trong khi chuÈn IEEE 802.11 dïng ph­¬ng ph¸p truy nhËp nh¹y c¶m sãng mang cã c¬ chÕ tr¸nh xung ®ét (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance - CSMA/CA) ®Ó cho phÐp khi nµo mét node trªn m¹ng ®­îc phÐp truyÒn d÷ liÖu, th× líp MAC cña IEEE 802.16-2001 sö dông mét m« h×nh hoµn toµn kh¸c ®Ó ®iÒu khiÓn sù truyÒn dÉn trªn m¹ng. Trong thêi gian truyÒn dÉn, ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ ®­îc Ên ®Þnh bëi BS vµ chia sÎ víi tÊt c¶ c¸c node trong m¹ng trong th«ng tin broadcast cho c¶ ®­êng lªn vµ ®­êng xuèng. B»ng viÖc lËp lÞch cho viÖc truyÒn dÉn, vÊn ®Ò c¸c node ¶o ®· ®­îc lo¹i trõ. Thuª bao chØ cÇn nghe tÝn hiÖu tõ BS vµ sau ®ã lµ tõ c¸c node trong ph¹m vi phñ sãng cña BS ®ã. Ngoµi ra, thuËt to¸n lËp lÞch cã thÓ thay ®æi khi x¶y ra qu¸ t¶i hoÆc khi sè thuª bao t¨ng lªn qu¸ nhiÒu. Tr¹m thuª bao (Subscriber Stations - SS) cã thÓ th­¬ng l­îng vÒ ®é réng d¶i tÇn ®­îc cÊp ph¸t trong mét burstto - burst c¬ b¶n, cung cÊp mét lÞch truy nhËp mÒm dÎo. C¸c ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ ®­îc ®Þnh nghÜa bao gåm: PSK, 16-QAM vµ 64-QAM. Chóng cã thÓ thay ®æi tõ khung (frame) nµy tíi khung kh¸c, hay tõ SS nµy tíi SS kh¸c tuú thuéc vµo t×nh tr¹ng cña kÕt nèi. Kh¶ n¨ng thay ®æi ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ vµ ph­¬ng ph¸p söa lçi kh«ng lÇn ng­îc FEC (forward error correction) theo c¸c ®iÒu kiÖn truyÒn dÉn hiÖn thêi cho phÐp m¹ng thÝch øng nhanh chãng víi ®iÒu kiÖn thêi tiÕt, nh­ fading do m­a. C¸c tham sè truyÒn dÉn ban ®Çu ®­îc tho¶ thuËn th«ng qua mét qu¸ tr×nh t­¬ng t¸c gäi lµ Initial Ranging. Trong qu¸ tr×nh nµy th× n¨ng l­îng, ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ vµ timing feedback ®­îc cung cÊp bëi BS ®­îc kiÓm so¸t vµ qu¶n lý theo ®iÒu kiÖn hiÖn thêi cña kÕt nèi. Ph­¬ng ph¸p song c«ng cña kªnh ®­êng lªn vµ ®­êng xuèng ®­îc sö dông hoµn toµn theo mét trong hai ph­¬ng ph¸p TDD (time division duplexing) hoÆc FDD (frequency division duplexing). Quan träng h¬n n÷a, chuÈn IEEE 802.16-2001 kÕt hîp chÆt chÏ c¸c ®Æc tÝnh cã kh¶ n¨ng cung cÊp chÊt l­îng dÞch vô kh¸c nhau xuèng líp vËt lý. Kh¶ n¨ng hç trî chÊt l­îng dÞch vô ®­îc x©y dùng dùa theo kh¸i niÖm vÒ l­u l­îng dÞch vô (service flows), nã ®­îc x¸c ®Þnh mét c¸ch võa ®ñ bëi mét ID l­u l­îng dÞch vô. Nh÷ng l­u l­îng dÞch vô nµy ®­îc m« t¶ bëi c¸c tham sè QoS cña chóng nh­ thêi gian trÔ tèi ®a vµ l­îng jitter cho phÐp. L­u l­îng dÞch vô lµ ®¬n h­íng vµ nã cã thÓ ®­îc t¹o ra bëi BS hoÆc SS. §ãng vai trß cèt lâi trong viÖc b¶o mËt cña chuÈn IEEE 802.16 lµ líp con riªng biÖt (privacy sublayer). Môc ®Ých chÝnh cña líp con riªng biÖt lµ cung cÊp sù b¶o mËt trªn c¸c kÕt nèi kh«ng d©y cña m¹ng. Nã ®­îc thùc hiÖn th«ng qua viÖc mËt m· ho¸ d÷ liÖu göi gi÷a BS vµ SS. §Ó ng¨n c¶n viÖc trém dÞch vô, SS cã thÓ ®­îc nhËn thùc qua chøng chØ sè X.509. Chøng chØ nµy bao gåm kho¸ c«ng khai cña SS vµ ®Þa chØ MAC. 1.3.1.2. IEEE 802.16a-2003 N¨m 2003, IEEE ®­a ra chuÈn kh«ng d©y 802.16a ®Ó cung cÊp kh¶ n¨ng truy cËp b¨ng réng kh«ng d©y ë ®Çu cuèi vµ ®iÓm kÕt nèi b»ng b¨ng tÇn 2-11 GHz víi kho¶ng c¸ch kÕt nèi tèi ®a cã thÓ ®¹t tíi 50 km trong tr­êng hîp kÕt nèi ®iÓm ®iÓm vµ 7-10 km trong tr­êng hîp kÕt nèi tõ ®iÓm ®a ®iÓm. Tèc ®é truy nhËp cã thÓ ®¹t tíi 70 Mbps. Trong khi, víi d¶i tÇn 10-66Ghz chuÈn 802.16 ph¶i yªu cÇu tÇm nh×n th¼ng th× víi d¶i tÇn 2-11Ghz chuÈn 802.16a cho phÐp kÕt nèi mµ kh«ng cÇn tho¶ m·n ®iÒu kiÖn tÇm nh×n th¼ng, tr¸nh ®­îc

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docban chinh.doc
  • docKet luan new.doc
  • docLoi noi dau.doc
  • docThuat ngu viet tat + TLTK.doc