Tài liệu Khái quát wimax-wimax và lte

WiMax : Khái quát WiMax-WiMax và LTE WiMax là một chuẩn của Viện Kiến Trúc Điện và Điện tử (IEEE) với mẫu thiết kế 802.16. Như chúng ta đã biết, 802 (một phần của 802.16) có nghĩa là chuẩn này được triển khai bởi tiểu ban LAN/MAN đã thiết kế ra mẫu 802. 16 (trong 802.16) có nghĩa là chuẩn này được phát triển/thông qua bởi nhóm Broadband Wireless Access Working của tiểu ban LAN/MAN. Lịch sử của WiMax Ý tưởng về WiMax bắt đầu từ giữa những năm 90. Vào thời điểm đó, ngành công nghiệp công nghệ cao đang có những bước phát triển đáng kể, và đây cũng là thời điểm bùng nổ những ý tưởng mới. Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông đã nhận thấy nhu cầu to lớn của truy cập Internet sử dụng băng thông. Nhu cầu này được nảy sinh từ người dùng cá nhân và người dùng trong doanh nghiệp. Nhiều công ty truyền thông bắt đầu xây dựng kế hoạch và thiết kế những mạng phân phối có thể xử lý lưu lượng lớn. Trong đa số trường hợp, những mạng này được gọi là mạng cáp quang. Nhu cầu sử dụng cáp quang để cung cấp khả năng truy cập Internet băng thông rộng khắp có chi phí rất cao. Ước tính, giá của loại cáp này khoảng 300USD/foot (0,3048m). Do đó chi phí để triển khai loại mạng này sẽ rất đắt đỏ. Khi loại hình mạng này đang dần hoàn thiện, một số công ty đã tiến hành nghiên cứu một loại hình khác có thể cung cấp khả năng truy cập Internet băng thông rộng với giá cả hợp lý. Giải pháp mà họ lựa chọn là sử dụng công nghệ WiFi. Từ trước đến nay Intel luôn là công ty đứng đầu trong lĩnh vực truy cập băng thông WiFi. Intel đã nghiên cứu phát triển WiFi ngay từ những ngày đầu, thậm chí sau này họ đã tích hợp WiFi vào dòng vi xử lý Centrino. Vì Intel đã có kinh nghiệm về truy cập WiFi, nên họ hi vọng rằng có thể phát triển một loại hình truy cập WiFi mới. Tất nhiên, Intel cũng gặp phải một số khó khăn. Trước tiên, tại thị trường Bắc Mỹ, nhiều nhà cung cấp dịch vụ đã triển khai mạng cáp quang để cung cấp khả năng truy cập Internet băng thông do đó có nhiều ý kiến cho rằng khả năng truy cập Internet băng thông chỉ có thể dành cho những thị trường đang lên. Thứ hai, một số nhà cung cấp dịch vụ đã bắt đầu sử dụng những giải pháp băng thông WiFi riêng. Trong những ngày đầu phát triển, đã có nhiều công nghệ được sử dụng kết hợp với nhau và không tuân theo bất kì chuẩn nào. Do không tuân thủ theo chuẩn nào nên nhiều người dùng đã do dự sử dụng phần cứng bắt buộc vì lo ngại rằng sẽ phải phụ thuộc hoàn toàn vào một nhà cung cấp dịch vụ nào đó. Hay tệ hơn nữa là công nghệ đó không phổ dụng và sẽ xẹp đi nhanh chóng. Lo lắng này của người dùng là rất hợp lý, trường hợp điển hình là sự thất bại của VHS/Beta. Do đó, với sự do dự của người dùng khi mua các thiết bị phần cứng bắt buộc dẫn đến nhiều nhà cung cấp phần cứng cũng không giám mạo hiểm sản xuất những thiết bị này. Intel đã nhận ra vấn đề của việc không tuân thủ theo một chuẩn và đã cố gắng thuyết phục các nhà cung cấp khác. Như chúng ta đã thấy, giờ đây các thiết bị hay ứng dụng cùng loại luôn được phát triển theo một chuẩn chung. Vào năm 2001, IEEE đã phát hành chuẩn 802.16 cho truy cập WiFi băng thông. Sau đó không lâu diễn đàn WiMax được thành lập để phát triển chuẩn này, và thuật ngữ WiMax được hình thành. WiMax Tính năng đầu tiên phải kể đến trong WiMax là khả năng bảo mật. Như chúng ta đã biết, kết nối WiFi tồn tại rất nhiều vấn đề, đặc biệt là khi truy cập Internet tại các điểm truy cập công cộng. Với những người đã từng sử dụng WiFi, không có lý do gì khiến họ nghĩ rằng những sự cố tương tự sẽ không xảy đến với WiMax. Ngoài ra, hầu hết các sự cố bảo mật của WiFi đều bắt nguồn từ thực tế rằng người dùng cũng là quản trị viên mạng và thông thường họ không phải là những người bảo mật mạng có kinh nghiệm. WiMax không nằm trong tầm kiểm soát của người dùng, nó là một giải pháp của nhà cung cấp dịch vụ viễn thông. Điều này có nghĩa là nhà cung cấp dịch vụ này sẽ tiến hành quản trị mạng và các nhân viên bảo mật mạng có kinh nghiệm sẽ bảo mật cho mạng. Liên quan tới sự suy giảm thực thi mà nhiều người dùng gặp phải, đây không phải là một vấn đề với WiMax. Trước tiên, vấn đề này đã được khắc phục triệt để trong WiMax với MIMO (multiple-input and multiple-output – nhiều đầu vào và nhiều dầu ra). Tương tự MIMO đã được tích hợp trong chuẩn WiMax. Một điểm khác của WiMax giúp hạn chế sự suy giảm của khả năng thực thi (suy giảm tốc độ cũng như độ nhiễu) đó là WiMax sử dụng quang phổ. Điều này có nghĩa là WiMax sử dụng những tần số chi phí cao. Do đó, điện thoại vi sóng hay không dây sẽ không bị nhiễu sóng với kết nối WiMax và các nhà cung cấp dịch vụ có thể phân bổ băng thông rộng phù hợp cho mỗi người dùng để giảm thiểu sự suy giảm tốc độ. Kết luận Trong phần này chúng ta đã sơ lược một số thông tin cơ bản về WiMax, gồm khái niệm, lịch sử phát triển và một số ưu điểm của WiMax. Trong phần tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu về một đối thủ của WiMax, LTE (Long Term Evolution – chuẩn băng thông di động thế hệ 4, sau UMTS – công nghệ điện thoại di động 3G). WiMax - P.2: WiMax và LTE Cập nhật lúc 10h36' ngày 14/01/2010  Bản in  Gửi cho bạn bè  Phản hồi Xem thêm: wimax, wifi, lan, wan, internet, bảo mật, sự cố, lte, gsm, 3gpp WiMax - P.1: Khái quát WiMax Quản trị mạng – Trong phần trước của loạt bài này, chúng tôi đã giới thiệu cho các bạn về công nghệ không dây 3G hay cũng được gọi là WiMax. Trong phần này, chúng tôi sẽ giới thiệu cho các bạn về một đối thủ cạnh tranh của nó, đó chính là LTE. LTE được viết tắt cho cụm từ Long Term Evolution và nó được biết đến như 3GPP LTE, ở đây 3GPP được viết tắt cho Generation Partnership Project, một hiệp hội chịu trách nhiệm cho việc phát triển và bảo trì các chuẩn GSM. LTE trước đây vẫn bị hiểu sai là công nghệ 4G, nhưng liệu thực sự có phải vậy? Chúng ta sẽ đi xem xét vấn đề trong bài. 3G hay 4G? Nhiều người bị nhầm lẫn LTE là công nghệ 3G hay 4G là điều có thể hiểu. Trong phần trước, chúng tôi đã giới thiệu lịch sử của WiMax, bắt đầu xuất hiện từ giữa những năm 90 và nhanh chóng được thừa nhận một cách rộng rãi. Thực tế, trong những năm gần đây vẫn có nhiều người coi WiMax đồng nghĩa với thuật ngữ 3G. Vậy tại sao mọi người lại hiểu sai rằng LTE là công nghệ 4G? LTE được giới thiệu sau WiMax khá lâu (vào năm 2004) và có một số ưu điểm hơn so với WiMax (trong phần tiếp theo chúng tôi sẽ so sánh chi tiết đến hai chuẩn và hai công nghệ này), điều này đã làm cho hầu hết người dùng thừa nhận điều đó vì LTE mới hơn, có nhiều ưu điểm hơn vì vậy nó hẳn phải là công nghệ thế thệ kế tiếp. Tuy nhiên trong thực tế, LTE không phải là công nghệ 4G vì nó không hội tụ đủ các chuẩn chi tiết kỹ thuật của công nghệ này (các tiêu chuẩn được đặt ra bởi International Telecommunication Union (ITU)). Mặc dù vậy nó có đủ các chuẩn chi tiết kỹ thuật 3G của ITU, đó chính là lý do tại sao chúng tôi coi chúng là công nghệ 3G. Lịch sử 3GPP được hình thành vào cuối những năm 90 với mục đích phát triển các chi tiết kỹ thuật cho các công nghệ GSM. Từ thời điểm đó, tất cả các chuẩn liên kết với công nghệ GSM đều được phát triển và được duy trì bởi 3GPP. 3GPP giống như tên ngụ ý của nó, đã tạo dựng lên bởi một số các đối tác. Các đối tác này là bản thân các tổ chức chuẩn trên toàn thế giới chịu trách nhiệm cho việc cấp phép và duy trì phạm vi 3GPP, phân phối tài nguyên và thực hiện các vấn đề thủ tục. Ban đầu, GSM được phát triển như một mạng chuyển mạch, rất tốt cho việc truyền các tín hiệu thoại nhưng rất tồi cho việc truyền tải dữ liệu. Tất cả đã thay đổi với sự xuất hiện của chuẩn General Packet Radio Service (GPRS), hiện được duy trì bởi 3GPP giống như tất cả các chuẩn GSM khác. Chuẩn GPRS cung cấp một phương pháp định tuyến các gói dữ liệu trong mạng GSM và được coi là chuẩn 2.5G. Khả năng truyền tải dữ liệu của các mạng GSM đã phát triển xa hơn với sự xuất hiện của Enhanced Data Rates for GSM Evolution (viết tắt là EDGE). Được giới thiệu vào năm 2003, EDGE cung cấp mức hiệu suất lớn gấp ba lần hiệu suất của GPRS và bản thân nó là một công nghệ 3G thực thụ, dựa trên các chuẩn chi tiết kỹ thuật 3G của ITU. Khả năng truyền tải dữ liệu được cải thiện hơn nữa với sự xuất hiện của một chuẩn 3G khác từ 3GPP mang tên High Speed Packet Access (HSPA). Trong khi các mạng EDGE chỉ có thể cung cấp tốc độ dữ liệu đường xuống lên đến 1MB/s (về mặt lý thuyết) thì các mạng HSPA lại có thể cung cấp tốc độ đường xuống lên đến 14MB/s. Chính vì vậy các mạng HSPA có ưu điểm đáng kể về mặt thông lượng hơn so với các mạng EDGE, tuy nhiên trong thực tiễn mọi thứ lại không diễn ra đúng như vậy. Cho ví dụ, đầu năm 2009 Vodafone đã hoàn tất một bài test cho mạng HSPA+, mạng được hứa hẹn cho tốc độ dữ liệu đường xuống lên đến 16MB/s nhưng cuối cùng đã phải thừa nhận rằng hầu hết người dùng chỉ trải nghiệm được tốc độ dữ liệu lên đến khoảng 4MB/s. HSPA+, được biết đến như Evolved HSPA, một mở rộng của chuẩn HSPA cơ bản và cung cấp một tốc độ dữ liệu đường xuống lý thuyết lên đến 56MB/s. Một khía cạnh khác của HSPA+ là sự xuất hiện của kiến trúc all-IP mang tính tùy chọn. Kiến trúc all-IP là một cách tân trong lĩnh vực truyền thông không dây và rất cần thiết cho LTE. HSPA+ cũng sử dụng công nghệ anten mang tên Multiple Input Multiple Output (MIMO). Giống như kiến trúc all-IP, MIMO là công nghệ được sử dụng trong LTE. Vì vậy nếu bạn nhìn nhận ở điểm khởi đầu của GSM với tư cách là một mạng chuyển mạch được thiết kế cho các ứng dụng thoại di động và hiện với EDGE, HSPA, và HSPA+, bạn có thể thấy 3GPP phát triển một cách liên tục các chuẩn GSM để trở nên hiệu quả đối với các ứng dụng dữ liệu di động (gồm có cả dữ liệu thoại). Cùng với sự phát triển liên tục và đầy ý nghĩa về tốc độ dữ liệu, 3GPP cũng dần xuất hiện những thay đổi về mặt kiến trúc, đây là những thay đổi được yêu cầu để hội tụ đủ các đối tượng của chúng nhằm tăng tối đa khả năng của công nghệ GSM trong thế hệ thứ ba cũng như bước sang thế hệ thứ tư. Công nghệ Như được đề cập từ trước, có hai phát triển chủ yếu trong LTE. Phát triển đầu tiên là kiến trúc all-IP. Điều đó có nghĩa rằng công nghệ mới này đã bỏ lại phía sau những điểm mạnh trước đây trong mạng chuyển mạch của hệ thống GSM. Đây là một yêu cầu khá khó khăn đối với các công ty truyền thông muốn chấp chọn LTE là công nghệ 3G cho mình. Trong khi đó ưu điểm mà các chuẩn 3GPP có là chúng là các nâng cấp đơn giản cho các mạng GSM đang tồn tại, cho phép có được thông lượng lớn hơn và có thể truyền tải nhiều ứng dụng cần nhiều dữ liệu hơn trong mạng. Có thể lấy ví dụ trong lĩnh vực hệ điều hành phần mềm để các bạn có thể dễ hiểu, chúng ta có thể coi EDGE và HSPA là các gói nâng cấp dịch vụ cho Windows XP, còn LTE là một phát hành phiên bản hệ điều hành hoàn chỉnh giống như Windows 7. Còn HSPA+ có thể giống như Vista; công nghệ được ít người quan tâm. Phát triển thứ hai trong LTE là sử dụng MIMO. Đây là một công nghệ được sử dụng trong WiMax, và có thể một ngày nào đó gần đây mọi kỹ thuật không dây sẽ sử dụng nó để cải thiện tốc độ truyền thông cũng như giảm được hiện tượng xuyên nhiễu (thứ vẫn được coi là trở ngại của phương thức truyền không dây). Về cơ bản, MIMO là một hệ thống truyền tải dữ liệu không dây mà ở đó phía gửi sử dụng nhiều anten để phát đi cùng một dữ liệu hoặc các phần khác nhau của cùng một dữ liệu, còn phía người nhận cũng sử dụng nhiều anten để thu các tín hiệu đó. Thiết lập này có thể được sử dụng để tăng tốc độ dữ liệu thông lượng hoặc nó có thể được sử dụng để giảm ảnh hưởng của nhiễu; thực hiện khi phía gửi phát đi cùng một dữ liệu trên mỗi anten và phía nhận sẽ nhận nhiều bản copy của cùng một dữ liệu để nó có thể so sánh chúng, cách thức này làm cho phía nhận có thể quyết định đâu là tín hiệu ban đầu và đâu là nhiễu.