Tài liệu Cách thức mới cho truy nhập băng rộng không dây

  • Số trang: 118 |
  • Loại file: DOC |
  • Lượt xem: 90 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 27125 tài liệu

Mô tả:

Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIMAX..............................1 1.1 SỰ RA ĐỜI CỦA CÔNG NGHỆ WIMAX...............................................1 1.2 KHÁI NIỆM VỀ CÔNG NGHỆ WIMAX..................................................2 1.3 ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ WIMAX................................................3 1.4. ƯU ĐIỂM CỦA WIMAX.........................................................................7 1.5 KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA WIMAX................................................8 1.6 GIỚI THIỆU CÁC CHUẨN 802.16 CỦA IEEE.....................................9 1.6. 1 Chuẩn 802.16- 2001...........................................................................10 1.6.2 Chuẩn 802.16a- 2003...........................................................................11 1.6.3 Chuẩn 802.16c- 2002..........................................................................13 1.6.4 Chuẩn 802.16- 2004...........................................................................13 1.6.5 Chuẩn 802.16e và mở rộng..................................................................13 1.7 CÁC BĂNG TẦN HOẠT ĐỘNG CỦA WIMAX..................................15 1.7.1 Bằng 3400-3600MHz (băng 3.5GHz).................................................15 1.7.2 Băng tần 3600-3800MHz....................................................................15 1.7.3 Băng 3300-3400MHz (băng 3.3 GHz)................................................15 1.7.4 Băng 2500-2690MHz (băng 2.5GHz).................................................16 1.7.5 Băng 2300-2400MHz (băng 2.3GHz).................................................17 1.7.7 Băng dưới 1GHz.................................................................................18 1.8 CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG WiMAX................18 1.8.1 Sơ đồ cấu hình kết nối hệ thống WiMAX...........................................18 1.8.2. Thành phần hệ thống WiMAX...........................................................19 1.8.3. Thiết bị truy nhập WiMAX................................................................25 1.8.4. Giải pháp truy nhập băng rộng không dây point to multipoint BreezeACCESS VL (của Alavrion)............................................................25 1.8.5.Thiết bị WIMAX 802.16 BreezeMAX (của Alvarion).......................27 SVTH : TRẦN QUỐC HỒN MS: 506102013 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KỸ THUẬT TRONG WIMAX...................................29 2.1MÔ HÌNH THAM CHIẾU HỆ THỐNG WIMAX...................................29 2.2 CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG............................................................................30 2.2.1 Wimax hoạt động như thế nào.............................................................30 2.2.2 Thu nhân kênh.....................................................................................31 2.2.3 Rangning và thỏa thuận về khả năng của SS.......................................32 2.2.4 Chứng thực và đăng ký SS..................................................................33 2.2.5 Thiết lập kết nối...................................................................................34 2.2.6 Kết nối IP............................................................................................34 2.2.7 Thiết lập kết nối...................................................................................35 2.2.8 Điều khiển kết nối vô tuyến................................................................36 2.3 LỚP VẬT LÝ............................................................................................39 2.3.1. Tần số làm việc và độ rộng kênh truyền.............................................40 2.3.2 Cấu trúc khung tín hiệu trong hệ thống WiMAX................................41 2.3.3 Kỹ thuật song công TDD và FDD.......................................................44 2.3.4.ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HỈA....................................................................46 2.3.4.1 Mã hóa kênh..................................................................................47 2.3.4.2 Điều chế.......................................................................................50 2.4 LỚP MAC.................................................................................................52 2.4.1 Lớp con hội tụ dịch vụ đăc trưng MAC-CS.......................................55 2.4.1.1 Chức năng của lớp hội tụ CS........................................................55 2.4.1.2 Phân loại dữ liệu ra các tế bào ATM và gói dữ liệu (packet).......55 2.4.2 Lớp con phần chung CPS....................................................................56 2.4.3 Lớp con bảo mật..................................................................................59 2.4.3.1 Liên kết bảo mật SA......................................................................60 2.4.3.2 Trao đổi khóa dữ liệu (Data Key Exchange)................................62 2.5 LỚP BẢO MẬT TRONG 802.16..............................................................63 2.5.1 Security Association (SA)...................................................................63 2.5.2 Giao thức quản lí khóa PKM...............................................................64 2.5.3 Mã hóa.................................................................................................67 2.6 : CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG TRONG WIMAX.....................................70 SVTH : TRẦN QUỐC HỒN MS: 506102013 Đồ án tốt nghiệp 2.6.1 OFDM - truyền dẫn vụ tuyến trong WiMAX...................................70 2.6.2 MIMO – Công nghệ anten thông minh..............................................72 2.6.3 : Sử dụng đa tần số..............................................................................75 KẾT LUẬN........................................................................................................76 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG VÀ TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ WIMAX TRONG THỰC TẾ...........................................................................................77 3.1 MÔ HÌNH TRIỂN KHAI WiMAX..........................................................77 3.1.1. Mô hình ứng dụng cố định ( Fixed WiMAX )...................................77 3.1.2. Mô hình ứng dụng WiMAX di động..................................................79 3.1.3 MAC - điều khiển truy nhập và nâng cao chất lượng dịch vụ QoS....80 3.1.4 Phạm vi ứng dụng WiMAX...............................................................82 3.1.5. Mạng trục...........................................................................................83 3.1.6 Kết nối mạng không dây doanh nghiệp..............................................83 3.1.7 Băng rộng theo nhu cầu.....................................................................83 3.1.8 Mở rộng nhanh chóng tiết kiệm..........................................................84 3.1.9 Liên thông dịch vụ.............................................................................84 3.2 ỨNG DỤNG WIMAX TRONG TRUY NHẬP BĂNG RỘNG KHÔNG DÂY CỐ ĐỊNH...............................................................................................85 3.2.1 Các dải tần số trong truy nhập băng rộng không dây cố định (FBWA Fixed Băng rộng Wireless Access)...............................................................85 3.2.2. Topo mạng FBWA.............................................................................87 3.2.3. Cấu trúc mạng Điểm – Đa điểm (PMP).............................................89 3.2.4 Tầm nhìn thẳng (LOS) trong mạng điểm - đa điểm............................90 3.2.5 Các ứng dụng cho truy nhập không dây băng rộng.............................93 3.3 TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI WIMAX........................................................98 3.3.1 WIMAX trên thế giới:.........................................................................98 3.3.2 WIMAX tại việt nam...........................................................................99 TÀI LIỆU THAM KHẢO SVTH : TRẦN QUỐC HỒN MS: 506102013 Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực hiện đồ án này, em đã nhận được nhiều sự hỗ trợ, động viên và khuyến khích rất nhiều từ gia đình, các thầy cô, các đồng nghiệp và Trường Đại Học Dân Lập Phương Đông. Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cơ Th.S Phạm Thị Vân Khánh, người đã tận tình chỉ bảo em cách định hướng và giải quyết các vấn đề để em có thể hoàn thành bản đề tài này. Bên cạch đó em cũng xin cảm ơn Gia đình em đã luôn khuyến khích, động viên và tạo mọi điều kiện cho em yên tâm hoàn thành khó học và đồ án này. Em xin cảm ơn Các Thầy, Cơ trong khoa Điện tử Viễn Thông đã trang bị kiến thức cho em trong suốt thời gian học. Và em cũng xin gửi lời biết ơn đến Trường Đại Học Dân Lập Phương Đông nơi em học tập, đã tạo điều kiện về vật chất, thời gian cho em được theo học khó học này. Trong quá trình làm đồ án không tránh khỏi những sai sót do trình độ và thời gian có hạn. Em mong được sự đóng góp ý kiến quớ báu của các thầy cô giáo và bạn bè để đề tài của em được hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin cảm ơn các bạn học, các đồng nghiệp đã giúp đỡ em trong quá trình học. SVTH : TRẦN QUỐC HỒN MS: 506102013 Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU Cách thức mới cho truy nhập băng rộng không dây Trong thế giới kết nối không dây, bạn có thể làm việc và giải trí mọi nơi, mọi lúc. Làm việc, giải trí mọi nơi, mọi lúc là điều con người hằng mong ước. Công nghệ hiện tại đã đem đến Bluetooth kết nối không dây, Wi-Fi truy xuất Internet không dây, điện thoại di động... Nhưng bên cạnh ưu điểm, công nghệ kết nối không dây hiện nay còn hạn chế và chưa thật sự liên thông với nhau. Để có được môi trường làm việc di động thật sự, những công ty đứng đầu trong lĩnh vực này như Fujitsu, Intel, LG Electronics, Motorola, Samsung, Siemens, Sony... đã bắt đầu nghĩ đến mô hình tương lai cho phép các công nghệ không dây liên thông với nhau, cùng làm việc và hỗ trợ nhau. Tập trung hàng trăm kỹ sư đầu ngành, IEEE đã phác thảo nên một hệ thống chuẩn không dây liên thông: bao gồm IEEE 802.15 dành cho mạng cá nhân (PAN-personal area network), IEEE 802.11 dành cho mạng cục bộ (LAN-local area network), 802.16 dành cho mạng nội thị (MAN-Metropolitan area network), và đề xuất 802.20 cho mạng diện rộng (WAN-wide area network). Công nghệ WiMAX đang là xu hướng mới cho các tiêu chuẩn giao diện về vô tuyến trong việc truy nhập không dây băng thông rộng cho các thiết bị cố định, xách tay và di động. WiMAX chứa đựng nhiều ưu điểm vượt trội, như tốc độ truyền dẫn dữ liệu cao, có khi lên tới 70Mb/s trong phạm vi 50km, chất lượng dịch vụ được thiết lập cho từng kết nối, an ninh tốt, hỗ trợ multicast cũng như di động, sử dụng cả phổ tần cấp phép và không được cấp phép. WiMAX thực sự đang được các chủ cung cấp dịch vụ cũng như các nhà sản xuất quan tâm. WiMAX thực hiện truyền tải dữ liệu tốc độ cao không dây bằng sóng siêu cao tần theo bộ tiêu chuẩn IEEE 802.16 với khoảng cách rất lớn. WiMAX được phát triển dựa trên nền tảng công nghệ ghép kênh phân chia theo tần số trực giao SVTH : TRẦN QUỐC HỒN MS: 506102013 Đồ án tốt nghiệp lợi ích của WiMAX là khả năng ghép kênh cao, vì thế các nhà cung cấp dịch vụ có thể dễ dàng cung cấp cho khách hàng dịch vụ truy nhập không dây. Hiện nay công nghệ WiMAX đã có phiên bản đầu tiên dựa trên toàn bộ tiêu chuẩn IEEE 802.16/2004 đang được thử nghiệm và chế tạo chipset. Giai đoạn phát triển tiếp theo của WiMAX được dựa trên bộ tiêu chuẩn IEEE 802.16e, dự định triển khai trong năm 2006. Khi đó, tương tự . Giống như WiFi, WiMAX có thể cung cấp kết nối băng thông rộng cho khàch hàng sử dụng máy tính sách tay (notebook) trong phạm vi một điểm nóng truy nhập (hotspot) hoặc trong một toà nhà có thể di chuyển mà vẫn giữ được kết nối băng rộng. Việc sử dụng công nghệ WiMAX đem lại nhiều lợi ích, đặc biệt với những khu vực nông thôn, vùng xa và những nơi dân cư quá đông đúc vì tại những khu vực như vậy việc triển khai hạ tầng cơ sở mạng dây dẫn băng rộng rất khó khăn và không thực sự hiệu quả khi phải thực hiện đào đường… Bởi vậy, WiMAX được xem như là công nghệ có hiệu quả kinh tế cao cho việc triển khai nhanh trong các khu vực mà các công nghệ khác khó có thể cung cấp dịch vụ băng rộng. Theo các chuyên gia thì WiMAX sẽ phát triển nhanh chóng vượt qua những công nghệ hiện có. Một đặc điểm ưu việt của WiMAX đó là khả năng có được kết nối băng rộng tốc độ cao trong một phạm vi rộng lớn so với các công nghệ khác như WiFi hay 3G. Hơn nữa, việc cài đặt WiMAX rất dễ dàng, vì thế sẽ tiết kiệm được chi phí cho các nhà cung cấp dịch vụ băng rộng, cho phép giảm giá thành dịch vụ. 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 những ưu điểm trên, có thể nói rằng WiMAX sẽ là một công nghệ truy nhập được triển khai rộng rãi cho các dịch vụ băng rộng, đặc biệt là cho các thuê bao ở khu dân cư thưa thớt như các vùng nông thôn hoặc ngoại thành. SVTH : TRẦN QUỐC HỒN MS: 506102013 Đồ án tốt nghiệp Với kiến thức và trình độ còn có nhiều hạn chế khi còn đang là sinh viên nên nội dung trình bày của đồ án không tránh khỏi nhiều thiếu sót ,rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn.. Em xin chân thành cám ơn các thầy cô và các bạn đã giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án ,đặc biệt em xin gửi lời cám ơn tới giảng viên ThS Phạm Thị Vân Khánh đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án này. Hà Nội, ngày 03 tháng 05 năm 2010 Sinh viên Trần Quốc Hồn SVTH : TRẦN QUỐC HỒN MS: 506102013 Đồ án tốt nghiệp CẤU TRÚC ĐỒ ÁN GỒM : Chương 1: Giới thiệu về lịch sử ra đời , khái niệm , và các ưu nhược điểm của công nghệ WiMAX một cách khái quát . Chương 2: Tìm hiểu về cơ sở kỹ thuật ,bảo mật và những kỹ thuật được ứng dụng trong Công Nghệ WiMAX . Chương 3: Nghiên cứu về mô hình triển khai và những ứng dụng thực tế của công nghệ WiMAX tại VIỆT NAM và cả trên thế giới . SVTH : TRẦN QUỐC HỒN MS: 506102013 Đồ án tốt nghiệp MỘT SỐ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ADSL : Asymmetric Digital Subscriber Line (Đường dây thuê bao số không đối xứng ) AES : Advanced encryption standard AN : Access Network ( Mạng truy nhập) APN : Access Point Name (Tên điểm truy nhập) ATM : Asynchonous Transfer Mode AUC : Authentication Center (Trung tâm nhận thực) BCCH : Broardcast Control Channel (Kênh điều khiển quảng bá) BER : Bit Error Rate (Tỉ lệ lỗi bit) BSS : Basic Service Set CB :Coherence Bandwidth ( khi băng tần tương quan) CDMA : Code Division Multiple Access CIR : Channel Impulse Response ( đáp ứng xung kênh) DFS : Dynamic frequency selection. EAP : Extensible Authentication Protocol (giao thức xác thực mở rộng). EDGE : Enhanced Data rate for GSM Evolution (Tiêu chẩn mạng thông tin di động cho phép nâng cao tốc độ truyền dữ liệu của mạng GSM bằng cách thay đổi phương thức điều chế) ETSI : Eutopean Tecommunications Standard Institute (Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu) FDM : Frequency Division Multiplexing (Phân kênh theo tần số) Firewall : (Bức tường lửa) GSM : Global System for Mobile Telcommunication GSM : Group Special Mobile/Global System for Mobile SVTH : TRẦN QUỐC HỒN MS: 506102013 Đồ án tốt nghiệp (Hệ thống toàn cầu cho thông tin di động) IDF : Intel developer Forum ISI : Inter Symbol Interference ( giao thoa giữa nội bộ ký hiệu) IV : Initialization Vector (Vectơ khởi tạo) LLC : Logic Link Control (Điều khiển liên kết lôgic) MAC : Media Access Control (Điều khiển truy nhập môi trường) MAN : Metropolitan area network MIB : Management Information Base (Cơ sở thông tin quản lý) Msdu : MAC protocol Data Unit (Đơn vị dữ liệu giao thức MAC) OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing (Công nghệ ghép kênh phân chia theo tần số trực giao) PAN : Personal area network ( Mạng cá nhân) PCU : Packet Control Unit (Đơn vị điều khiển gói) PDA : Personal Digital Assistant (thiết bị hỗ trợ cá nhân số) PKM : Privacy key management PSS : Hệ thống chuyển mạch gói ( Packet Switched System) RADIUS : Remove Dial-in User Service (Cơ sở dữ liệu xác thực cho các kết nối truy nhập từ xa qua Modem hoặc ISDN ) RF : Radio Frequency (Tần số vô tuyến) RLC : Radio Link Control (Điều khiển liên kết vô tuyến) STA : Station (Trạm đầu cuối) TDMA : Time Division Multiple Access (Đa truy nhập phân chia theo thời gian) TDM :Time Division Multiplexed TKIP : Temporal key integrity protocol TPC : Transmission power control UMTS : Universal Mobile Telephone System USB : Universal Serial Bus SVTH : TRẦN QUỐC HỒN MS: 506102013 Đồ án tốt nghiệp VLAN : Virtual LAN (Mạng LAN ảo) VPN : Virtual Private Network ( Mạng cá nhân ảo ) WAN : Wire Area Network (Mạng diện rộng) WAP : Wireless Application Protocol (Giao thức ứng dụng không dây) WCDM : Wideband Code Division Multiple Access WEP : Wired equivalent privacy (Bảo mật tương đương hữu tuyến) WPAN : Wireless Pesonal Area Network SVTH : TRẦN QUỐC HỒN MS: 506102013 Đồ án tốt nghiệp DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1 : Mô hình mạng Wimax..........................................................................3 Hình 1.2 : Mô hình phân lớp trong hệ thống WiMax so sánh với OSI.................4 Hình 1.3 : Các ưu điểm của công nghệ WiMAX..................................................4 Hình 1.4: Đường truyến sóng với vùng Fresnel....................................................7 Hình 1.5 : Mô hình WiMAX điểm – điểm và điểm – đa điểm...........................19 Hình 1.6 Thành phần một hệ thống WiMAX......................................................20 Hình 1.7 Sơ đồ khối trung tâm quản lý WiMAX................................................21 Hình 1.8 Các giao diện kết nối trong mạng WiMAX.........................................24 Hình 1.9 Một số thiết bị truy nhập WiMAX.......................................................25 Hình 1.10 Cấu trúc kết nối không dây................................................................26 Hình 1.11: Mạng đô thị (MAN) sử dụng công nghệ kết nối WiMAX...............27 Hình 2.1 Mô hình tham chiếu các lớp trong Wimax...........................................30 Hình 2.2: Mô hình truyền thông của WiMax......................................................31 Hình 2.4: SS xác thực và đăng kí........................................................................35 Hình 2.5: RLC đảm nảo sự ổn định các kết nối trong Wimax............................37 Hình 2.6 : Lớp giao thức trong IEEE 802.16......................................................40 Hình 2.7 : Các sóng mang con OFDM................................................................42 Hình 2.8 : Cấu trúc khung kênh đường lên và đường xuống..............................42 Hình 2.9: Hoa tiêu dài.........................................................................................44 Hình 2.10: Cấu trúc khung OFDM với kỹ thuật sông công TDD.......................46 Hình 2.11: Bộ tạo mã giả ngẫu nhiên..................................................................47 Hình 2.12: Quá trình cài xen...............................................................................49 Hình 2.13: Chòm sao QPSK, 16QAM và 64 QAM............................................50 Hình 2.14: Lược đồ điều chế thích ứng...............................................................51 Hình 2.15: Chi tiết phân lớp MAC trong IEEE 802.16.......................................53 Hình 2.16 : Dạng PDU của lớp con.....................................................................56 Hình 2.17: MAC PDU........................................................................................58 SVTH : TRẦN QUỐC HỒN MS: 506102013 Đồ án tốt nghiệp Hình 2.18: Nhận thực trong IEEE 802.16..........................................................61 Hình 2.19: Quá trình trao đổi khóa......................................................................62 Hình 2.20: Quá trình cấp phép và trao đổi khóa AK...........................................67 Hình 2.21: Quá trình trao đổi khóa TEK.............................................................67 Hình 2.22: Mối quan hệ giữa tải trước và sau mã hóa........................................68 Hình 2.23: Quá trình mã hóa...............................................................................69 Hình 2.24: Suy giảm tín hiệu theo khoảng cỏch (2)............................................70 H2.25 - Chuyển mạch thích ứng cho anten thông minh......................................75 Hình 3.1 cấu trúc mạng WIMAX cơ sở..............................................................78 Hình 3.2 : Mô hình ứng dụng WiMAX cố định..................................................79 Hình 3.3 : Mô hình ứng dụng WiMAX di động..................................................80 Hình 3.4 Mô hình triển khai WiMAX.................................................................85 Hình 3.5 Mang PMP............................................................................................88 Hình 3.6 Kiến trúc một mạng cố định.................................................................89 Hình 3.7 THống kê sự tăng trưởng thị trường thuê bao WiMAX.......................93 Hình 3.5 Lớp ứng dụng WiMAX........................................................................94 Hình 3.8 Chuẩn IEEE 802.16a tạo ra các giải pháp đáp ứng được nhu cầu đa dạng của các khúc thị trường truy cập băng rộng...............................96 Hình 3.9 Ứng dụng WiMAX trên 3 miền VIỆT NAM.......................................97 SVTH : TRẦN QUỐC HỒN MS: 506102013 Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Đặc điểm các chuẩn 802.16................................................................14 Bảng 2.3 - Các tốc độ dữ liệu cho các cấu hình SIMO/MIMO...........................74 Bảng 3.1 Các dải tần có thể sử dụng cho hệ thống truy nhập băng rộng cố định ở Châu Âu...............................................................................................86 Bảng 3.2: Sự khác nhau của các loại hệ thống LOS và NLOS...........................90 Bảng 3.3 Các dải tần trongn băng tần cấp phép và không..................................91 Bảng 3.4 Các dich vụ ,thiết bị sử dụng giá thành lắp đặt WiMAX cố định........92 SVTH : TRẦN QUỐC HỒN MS: 506102013 Đồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Mobile WiMAX–Part I (March 2006):"A Technical Overview and performance Evaluation",WiMAX forum. 2. Syed Ahson, Mohammad Ilyas (2007), "WiMAX-Standards and Security", CRC Press. 3. Wongthavarawat, "IEEE 802.16 WiMax Security", http://www.nectec.or.th /nac2005/documents/20050328_SecurityTechnology- 05_Presentation.pdf, lần truy nhập cuối cùng: 18/10/2007. 6. http://www.tapchibcvt.gov.vn/News/PrintView.aspx?ID=16376 7. http://www.wimaxforum.org/ SVTH : TRẦN QUỐC HỒN MS: 506102013 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIMAX 1.1 SỰ RA ĐỜI CỦA CÔNG NGHỆ WIMAX Nhóm công tác IEEE 802.16 là nhóm đầu tiên chịu trách nhiệm phát triển chuẩn 802.16 bao gồm giao diện không gian cho truy nhập không dây băng rộng. hoạt động của nhóm khởi đầu trong một cuộc hội họp vào ngày 08/1998 của nhóm kiểm tra hệ thống điện tử không dây quốc gia (N-WEST), đây là một bộ phận của viện nghiên cứu công nghệ và chuẩn hóa quốc gia Mỹ. Ban đầu nhóm tập trung vào việc phát triển các chuẩn và giao diện không dây cho băng tần 1066GHz. Sau đó dự án đổi dần đến việc tán thành chuẩn IEEE 802.16a tập trung vào băng tần 2-11GHz. Sự phê chuẩn cuối cùng chi tiết kĩ thuật giao diện không gian là vào 01/2003. ETSI đã tạo ra chuẩn MAN không dây cho băng tần 2-11GHz gọi là chuẩn ETSI HiperMAN, được đưa ra vào tháng 10/2003. Tổ chức ETSI làm việc gần gũi với nhóm IEEE 802.16 do vậy HiperMWN về cơ bản là theo chỉ dẫn 802.16. Chuẩn HiperMAN cung cấp việc truyền thông cho mạng không dây trong các băng tần 2-11GHz ở Châu Âu. Nhóm làm việc HiperMAN tận dụng lược đồ điều chế OFDM-FFT 256 điểm, là một trong những lược đồ điều chế được định nghĩa chuẩn IEEE 802.16a. Wimax Forum giữ vai trò trong tương tự như liên minh Wifi trong WLan, hỗ trợ phát triển các sản phẩm MAN không dây dựa trên các chuẩn của viện nghiên cứu của các kĩ sư điện và điện tử (IEEE) và viện nghiên cứu các chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI). Wimax Forum cho rằng một chuẩn chung cho truy nhập không dây băng rộng BWA sẽ làm giảm chi phí thiết bị và thúc đẩy việc cải thiện hiệu năng. Bên cạnh đó, các nhà khai thác BWA sẽ không bị rằng buộc trong một nhà cung cấp duy nhất do các trạm gốc BS tương thích SVTH : TRẦN QUỐC HỒN 1 MS: 506102013 Đồ án tốt nghiệp với thiết bị truyền thông cá nhân CPE của nhiều nhà cung cấp. ban đầu tập trung vào truyền thông cố định cho dải tần 10-66 GHz, việc mở rộng quy mô lớn bắt đầu vào tháng 01/2003 và chuyển cả lĩnh vực di dộng. 1.2 KHÁI NIỆM VỀ CÔNG NGHỆ WIMAX Wimax ( Worldwide interoperability for microwave access ) là khả năng tương tác toàn cầu với truy nhập Vi ba. Tiêu chuẩn kỹ thuật này sinh ra từ dòng 802.xx ngày nay một phát triển của IEEE ( Institude Electrical and engineers ) WiMAX là công nghệ kết nối không dây băng rộng ( đặc tả IEEE 802.16 ) với phạm vi phủ sóng rộng hơn ( tới 50km) so với công nghệ Wifi. WiMax kết nối các điểm “hotspot” của IEEE 802.11 (Wifi) tới mạng Internet, cung cấp khả năng truy cập băng rộng cho đường cáp và đường DSL tới tận ví trí cuối cùng (nhưng vẫn nằm trong phạm vi 50km). WiMax cung cấp khả năng chia sẻ dữ liệu lên tới 70 Mbps, đủ cho 60 doanh nghiệp với đường truyền T1 sử dụng cùng lúc, và hơn 1000 người sử dụng kết nối 1Mbps. IEEE 802.16 Boadband Wireless Metropolitan Area Network (Wireless MAN). IEEE 802.16 Working Group on BWA đang phát triển mạnh dành cho WMAN với khả năng ứng dụng trên phạm vi toàn cầu từ tháng 7 năm 1999. chuẩn IEEE 802.16 được công bố vào ngày 8 tháng 4 năm 2002. Các chuẩn này dành cho mạng WMAN có thể kết nối với các điểm nóng 802.11 tới Internet và đưa ra giải pháp truy nhập băng rộng ở những chặng cuối thay thế cho DSL và cáp. Chuẩn WMAN sẽ hỗ trợ các dịch vụ truy nhập không dây băng rộng tới các tòa nhà, chủ yếu thông qua các anten ngoài trời tới các trạm phát sóng cơ sở. SVTH : TRẦN QUỐC HỒN 2 MS: 506102013 Đồ án tốt nghiệp Hình 1.1 : Mô hình mạng Wimax Chúng ta có thể thấy mô hình hoạt động của WiMax như một mạng điện thoại di động, nghĩa là có một tổng đài phát sóng và một mạng lưới các trạm phát WiMax để phủ sóng đến từng nhà. Phạm vi phủ sóng của Wimax có thể đạt tới 50km. 1.3 ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ WIMAX Về cấu trúc phân lớp, hệ thống WiMax được phân chia thành 4 lớp : Lớp con tiếp ứng (Convergence) làm nhiệp vụ giao diện giữa lớp đa truy nhập và các lớp trên, lớp đa truy nhập (MAC layer), lớp truyền dẫn (Transmission) và lớp vật lý (Physical). Các lớp này tương đương với hai lớp dưới của mô hình OSI và được tiêu chuẩn hoá để có thể giao tiếp với nhiều ứng dụng lớp trên như mô tả ở hình dưới đây. SVTH : TRẦN QUỐC HỒN 3 MS: 506102013 Đồ án tốt nghiệp Hình 1.2 : Mô hình phân lớp trong hệ thống WiMax so sánh với OSI Tiêu chuẩn WiMAX được phát triển cho nhiều mục đích như hình dưới đây : Hình 1.3 : Các ưu điểm của công nghệ WiMAX SVTH : TRẦN QUỐC HỒN 4 MS: 506102013 Đồ án tốt nghiệp Kiến trúc mềm dẻo : WiMAX hỗ trợ nhiều kiến trúc hệ thống bao gồm : Điểm nối điểm, điểm nối đa điểm, Vùng phủ sóng đồng nhất. Lớp MAC hỗ trợ Điểm nối đa điểm và dịch vụ đồng nhất bằng cách phân chia một khe thời gian cho mỗi máy khách khách hàng (SS). Nếu chỉ có một máy khách SS trong mạng thì máy khách cơ sở BS sẽ thông tin với máy khách khách hàng SS trên cơ sở Điểm nối điểm. Một máy khách cơ sở với cấu hình điểm nối điểm thì có thể sử dụng Anten búp sóng hẹp để có thể phủ sóng rộng hơn Độ bảo mật cao :WiMAX hỗ trợ AES (Advanced Encryption Standard) và 3DES. Bằng việc mã hoá các kết nối giữa BS và SS, WiMAX cung cấp cho thuê bao một giao diện truy cập không dây băng rộng có độ bảo mật và tính cá nhân. Tính bảo mật cũng cung cấp cho nhà vận hành một sự bảo vệ mạnh chống lại những người ăn cắp dịch vụ. WiMAX cũng hỗ trợ VLAN được tích hợp bên trong để bảo vệ dữ liệu đang được truyền cho người khác trên cùng một BS. WiMAX QoS : WiMAX có thể tự động tối ưu cho lưu lượng hỗn hợp khi chúng đang được truyền. Triển khai nhanh : Nếu so sánh với việc triển khai cáp thì WiMAX đòi hỏi ít hoặc không đòi hỏi việc xây dựng kế hoạch bên ngoài. Ví dụ : WiMAX không đòi hỏi việc đào mương chôn cáp. Nhà vận hành có thể sử dụng một trong các băng tần đã đăng ký hoặc lên kế hoạch cho việc dựng một trong những băng tần không đăng ký mà không cần đệ trình lên nhà chức trách. Một khi Anten, thiết bị đã được lắp đặt thì WiMAX sẵn sàng phục vụ khi bật nguồn. Trong nhiều trường hợp, việc triển khai WiMAX có thể có thể được hoàn tất trong nhiều giờ so vớI nhiều tháng với các giải pháp khác Dịch vụ đa mức : Đây là cách thức mà chất lượng dịch vụ dựa trên thoả thuận mức dịch vụ SLA ( Service Level Agreement) giữa nhà cung cấp SVTH : TRẦN QUỐC HỒN 5 MS: 506102013
- Xem thêm -