Wimax
Chia sẻ bởi Võ Ngọc Châu |
Ngày 29/04/2019 |
78
Chia sẻ tài liệu: wimax thuộc Bài giảng khác
Nội dung tài liệu:
MÔN: MẠNG MÁY TÍNH
ĐỀ TÀI: WIMAX
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
GVHD:
NHÓM THỰC HIỆN:
VÕ NGỌC CHÂU
NGUYỄN TRỌNG NHÂN
HỨA THÀNH HIỆP
I. NỘI DUNG TRÌNH BÀY
Ph?n 1: giới thiệu
Phần 2: Nội Dung
Chương I: khái niệm
Chương II: các đặc điểm kỹ thuật của Wimax
Chương III: Công tác triển khai wimax ở Việt Nam
Chương IV : so sánh đánh giá WiMAX với các công nghệ khác
Phần 3: kết luận và đánh giá
Chương I khái niệm
1. WIMAX LÀ GÌ?
2.LỊCH SỬ RA ĐỜI
2.1. Các đặc điểm kỹ thuật
1. mô hình hệ thống
2. Dãy tần làm việc
3. mô hình phân lớp
3.1 Lớp vật lý PHY
3.2 Lớp điều khiển truy nhập đường truyền
3.3 Nh?ng l?p con quy t? chuyên bi?t v? d?ch v?
3.4 L?p con ph?n chung
3.5 L?p con b?o m?t
2.2 Phương pháp điều chế
2.2.1 OFDM
PHẦN GiỚI THIỆU
Chúng ta đã biết đến các công nghệ truy cập Internet phổ biến hiện nay như:
quay số qua Modem thoại
ADSL
hay các đường thuê kênh riêng
hoặc sử dụng các hệ thống vô tuyến như điện thoại di động,
hay mạng WiFi.
Mỗi phương pháp truy cập mạng có đặc điểm riêng.
Đối với Modem thoại thì tốc độ quá thấp
ADSL tốc độ có thể lên đến 8Mbit/s nhưng cần có đường dây kết nối.
các đường thuê kênh riêng thì giá thành đắt mà không dễ dàng triển khai đối với các khu vực có địa hình phức tạp.
Hệ thống thông tin di động hiện tại cung cấp tốc độ truyền 9,6Kbit/s quá thấp so với nhu cầu người sử dụng
Ngay cả các mạng thế hệ sau GSM như GPRS (2.5G) cũng chỉ cho phép truy cập ở tốc độ lên đến 171,2Kbit/s
EDGE khoảng 300-400Kbit/s cũng chưa thể đủ đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng khi sử dụng các dịch vụ mạng Internet.
ở hệ thống di động thế hệ tiếp theo 3G thì tốc độ truy cập Internet cũng không vượt quá 2Mb/s. Với mạng WiFi (chính là mạng LAN khôngdây) chỉ có thể áp dụng cho các máy tính trao đổi thông tin với khoảng cách ngắn.
Với thực tế như vậy, WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) ra đời nhằm cung cấp một phương tiện truy cập Internet không dây tổng hợp có thể thay thế cho ADSL và WiFi
. Hệ thống WiMax có khả năng:
Cung cấp đường truyền với tốc độ lên đến 70Mb/s
Với bán kính phủ sóng của một trạm anten phát lên đến 50 km.
Mô hình phủ sóng của mạng WiMax tương tự như mạng điện thoại tế bào.
Bên cạnh đó, WiMax cũng hoạt động mềm dẻo như WiFi khi truy cập mạng. Mỗi khi một máy tính muốn truy nhập mạng nó sẽ tự động kết nối đến trạm anten WiMax gần nhất.
PHẦN 2 NỘI DUNG
CHƯƠNG I KHÁI NIỆM
1.WIMAX là gì?
WiMAX” là từ viết tắt của Worldwide Interoperability for Microwave Access – Khả năng tương tác toàn cầu với truy nhập vi ba.
WiMAX là một công nghệ cho phép truy cập băng rộng vô tuyến đến đầu cuối (last mile) như một phương thức thay thế cho cáp và DSL.
WIMAX cho phép kết nối băng rộng vô tuyến cố định, mang xách được,di động mà khôn.g cần thiết ở trong tầm nhìn thẳng(Line of sight) trực tiếp tới một trạm gốc.
Đây là Công nghệ truy nhập không dây đang được triển khai ứng dụng có triển vọng nhằm bổ sung cho mạng thông tin di động.
Với công nghệ WiMax, một đường kết nối đủ sức cung cấp Internet đồng thời cho khoảng 1.000 hộ gia đình với tốc độ 1 Mbps.
Cũng như mạng DSL, WIMAX được sử dụng để phục vụ các thuê bao trong vùng tới 50km.
WIMAX có hai phiên chính:
1.1 WIMAX cố định (Fixed WIMAX)
Với chuẩn 802.16-2004 được thông qua vào tháng 6-2004 .
Tiêu chuẩn này gọi là “không dây cố định” vì :
thiết bị thông tin làm việc với các anten đặt cố định tại nhà các thuê bao.
Anten đặt trên nóc nhà hoặc trên cột tháp tương tự như chảo thông tin vệ tinh.
1.2 WIMAX di động (Mobile WIMAX)
với tiêu chuẩn 802.16e được thông qua trong năm 2005.
Phục vụ kết nối mạng cho các thiết bị di động
làm việc trong băng tần thấp hơn 6GHz.
Đường truyền trong môi trường di động
Để kết nối được WIMAX ta cần những gì?????
Để kết nối WiMax:
cần có nhà cung cấp dịch vụ (phủ sóng WiMax)
và máy tính phải có thiết bị kết nối (giống như card không dây WiFi hiện nay) để nhận sóng WiMax.
làm sao có thể truy cập được WIMAX đây ????
Mô hình kết nối WIMAX
2.Lịch sử ra đời
Các hoạt động của 802.16 đã được bắt đầu từ tháng 8-1998, được gọi là National Wireless Electronics Systems Testbed (N-WEST) của U.S
nhung ti�u chu?n d?u ti�n du?c dua ra v� du?c c? th? gi?i ch?p nh?n ph?i v�o nam 2001.
1-2001: dải tần 2-11GHz được hoàn thành và được dùng cho đường truyền NLOS
11-2001: phiên bản đầu tiên ra đời, các giao thức và kỹ thuật hỗ trợ WMAN
6-2004: chuẩn 802.16d ra đời (bây giờ gọi là 802.16-2004)
Hiện nay, chuẩn 802.16e đã được thông qua 12-2005
CHƯƠNG II
CÁC DẶC ĐIỂM KỸ THUẬT
1.Mô hình hệ thống:
Một hệ thống Wimax gồm 2 phần:
Một trạm cơ bản WiMAX : bao gồm các thiết bị điện tử trong nhà (indoor electronics)
và một cột phát (WiMAX tower). Bất kỳ node không dây nào nằm trong vùng bao phủ đều có thể truy cập tới Internet.
Một trạm thu WiMAX - Trạm thu hoặc anten nhỏ có thể chỉ là 1 hộp chuẩn stand-alone hoặc 1 PCMCIA card cái mà có trong máy vi tính hoặc laptop của bạn.
2. Dải tần làm việc
Dải tần làm việc của WIMAX rất rộng.
Phiên bản đầu tiên WIMAX (IEEE 802.16) cho phép giải tần hoạt động từ 10 đến > 66 GHz.
Đến năm 2004, phiên bản 802.16a ->802.16d thêm vào dải tần từ 2 đến 11 GHz.
Các băng tần cụ thể của WiMax đang tập trung xem xét và vận động cơ quan quản lý tần số các nước phân bổ cho WiMax là:
3600-3800MHz (băng 3.7GHz)
3400-3600MHz (băng 3.5GHz)
3300-3400MHz (băng 3.3GHz)
2500-2690MHz (băng 2.5GHz)
2300-2400MHz (băng 2.3GHz)
5725-5850MHz (băng5.8GHz)
3.Cấu trúc phân lớp
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.
3.Cấu trúc phân lớp
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.
Mô hình phân lớp trong hệ thống WiMax so sánh với OSI
3.1 Lớp vật lý PHY (physical layer)
10 – 66 GHz: Dùng trong thiết kế đặc tả PHY (truyền “line-of-sight” ). Do kiến trúc “điểm- nhiều điểm” NÊN về cơ bản, truyền một tín hiệu TDM với những trạm thuê bao riêng lẻ được định vị những khe thời gian theo chu kỳ.
2–11 GHz: Lớp vật lý 2–11 GHz được thiết kế do nhu cầu theo hướng hoạt động NLOS (non-line-of- sight). Vì các ứng dụng mang tính dân cư NÊN sự truyền phải được thực hiện theo nhiều đường.
Chuẩn được thiết kế hỗ trợ cho cả phương thức:
song công theo thời gian (Time Division Duplex - TDD)
và song công theo tần số (Frequency Division Duplex- FDD) cho việc phân chia truyền dẫn hướng lên và hướng xuống.
-TDD tại đó đường lên và đường xuống dùng chung một kênh nhưng không truyền cùng lúc
- FDD tại đó đường lên và đường xuống hoạt động trong những kênh riêng biệt.
Với TDD, đường uplink và downlink được đặt vào các burst không liên tục có
các khoảng bảo vệ để tránh nhiễu khi dùng chung một kênh.
Cấu trúc khung FDD
Cấu trúc khung cho TDD
3.2 Lớp điều khiển truy nhập đường truyền MAC
MAC(Media Access Control) được thiết kế đặc biệt cho môi trường truy cập không dây điểm tới đa điểm (point-to-multipoint PMP).
Nó hỗ trợ cho các lớp cao hơn và giao thức giao vận như ATM, Ethernet hay Internet Protocol IP và cũng được thiết kế sao cho có khả năng phù hợp với các giao thức trong tương lai.
MAC có tốc độ bit rất cao lên đến 268 mbps mỗi chiều
Giữa PHY và MAC là một lớp con hội tụ truyền. Lớp này thực hiện sự biến đổi các PDU (protocol data units) giữa 2 lớp.
MAC bao gồm những lớp con quy tụ chuyên biệt về dịch vụ giao diện với những lớp cao hơn, phía trên lớp con phần chung (common part) MAC nòng cốt thực hiện những chức năng MAC chủ yếu. Bên dưới lớp con phần chung là lớp con bảo mật (security sublayer).
3.3 Những lớp con quy tụ chuyên biệt về dịch vụ
Tiến hành chuyển đổi các gói tin từ các định dạng của mạng khác thành các gói tin phù hợp với định dạng IEEE 802.16.
Lớp này nằm trên đỉnh của MAC, thực hiện nhận các PDU từ các lớp cao hon, phân lớp dịch vụ các PDU đó và phân phối xuống lớp con phần chung.
3.4 Lớp con phần chung (common part sublayer
Cung cấp các chức năng chính của MAC bao gồm:
chức năng truy nhập
phân bố băng thông
thiết lập
quản lí kết nối.
Sự trao đổi thông tin giữa các trạm gốc (Base Station - BS) và trạm thuê bao (Subcriber Station - SS) trong một vùng địa lí theo các kiến trúc: Điểm – Điểm (Point to Point), Điểm – Đa điểm (Point to MultiPoint) và kiến trúc kết hợp (Mesh).
Mô hình point-to-poin
Mô hình Point-to-MultiPoint
Mô hình kết nối dạng Mesh
3.5 Lớp con bảo mật (security sublayer)
Cung cấp các cơ chế chứng thực, trao đổi khóa và mã hóa. Lớp con bảo mật cung cấp cơ chế điều khiển
truy nhập tin cậy, đảm bảo an toàn dữ liệu trên đường truyền, khắc phục việc truy cập trái phép các dịch vụ bằng việc mã hóa các luồng dịch vụ.
Nhằm:
đảm bảo được sự đồng bộ với bên thu, đồng hồ bên thu sẽ dễ dàng được khôi phụ hơn, qua đó sự giải điều cũng dễ hơn
đối với các thiết bị mà không có được bộ giải điều chế ngẫu nhiên thì các tín hiệu này giống như các tín hiệu nhiễu, tạp âm (xác suất bit 1 và 0 là ngang nhau), nó sẽ không thu nhận được.
2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ
Điều chế phân chia tần số trực giao(OFDM).
Mật độ phổ năng lượng của hệ thống đa sóng mang FDM
Mật độ phổ năng lượng của tín hiệu điều chế OFDM
OFDM đã dựa vào tính chất toán học trực giao .
Các phổ tín hiệu sóng mang phụ thứ p được dịch chuyển vào phổ của kênh phụ thứ q bằng cách nhân với hàm phức với ωs =2Пfs là khoảng cách tần số giữa 2 sóng mang.
Điều này được kiểm chứng như sau:
Công nghệ OFDM cho việc truyền dẫn vô tuyến ở mạng WiMax
WiMax sử dụng công nghệ OFDM ở giao diện vô tuyến để truyền tải dữ liệu và cho phép các thuê bao truy nhập kênh.
Cũng có nhiều công nghệ khác nhau ở giao diện này như FDM, CDMA. Tuy nhiên OFDM đã chứng tỏ là nó có những ưu việt hơn rất nhiều về tốc độ truyền, tỷ lệ lỗi bit, cũng như hiệu quả sử dụng phổ tần
nên đã được IEEE chọn làm công nghệ truyền dẫn cho truyền thông vô tuyến băng rộng trong chuẩn IEEE 802.16e.
Chú ý rằng môi trường truyền thông vô tuyến là một môi trường khắc nghiệt nhất trong truyền dẫn thông tin.
Nó gây suy hao tín hiệu về biên độ cũng như suy hao lựa chọn tần số, kèm theo các hiệu ứng pha đinh đa đường.
Sự suy hao này đặc biệt tăng nhanh theo khoảng cách và ở tần số cao, ngoài ra còn tùy thuộc vào địa hình là thành thị, đồng bằng hay miền núi mà sự suy giảm cũng khác nhau.
Hình 3 và Bảng 1 ở dưới đây là nghiên cứu trên các hệ thống ISM tần số 2,4GHz và UNII tần số 5,4GHz minh hoạ suy giảm theo khoảng cách và trên các loại địa hình với các điều kiện truyền dẫn khác nhau.
Hình 3: Suy giảm tín hiệu theo khoảng cách [2]
Bảng 1: Sự suy giảm tín hiệu trong môi trường vô tuyến [3]
1. nhiễu liên (xuyên) ký tự”
Trong môi trường truyền dẫn đa đường, nhiễu xuyên ký tự (ISI) gây bởi tín hiệu phản xạ có thời gian trễ khác nhau từ các hướng khác nhau từ phát đến thu là điều không thể tránh khỏi.
Ảnh hưởng này sẽ làm biến dạng hoàn toàn mẫu tín hiệu khiến bên thu không thể khôi phục lại được tín hiệu gốc ban đầu.
Vấn đề nhiễu
Các kỹ thuật sử dụng trải phổ trực tiếp DS-CDMA như trong chuẩn 802.11b rất dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu đa đường vì thời gian trễ có thể vượt quá khoảng thời gian của một ký tự.
OFDM sử dụng kỹ thuật truyền song song nhiều băng tần con nên kéo dài thời gian truyền một ký tự lên nhiều lần.
Ngoài ra, OFDM còn chèn thêm một khoảng bảo vệ (guard interval - GI), thường lớn hơn thời gian trễ tối đa của kênh truyền, giữa hai ký tự nên nhiễu ISI có thể bị loại bỏ hoàn toàn.
Hình dạng tín hiệu phát đi
2.Nhiễu lựa chọn tần số:
đây cũng là một vấn đề gây ảnh hưởng lớn đến chất lượng truyền thông tín hiệu.
Tuy nhiên, OFDM cũng mềm dẻo hơn CDMA khi giải quyết vấn đề này.
OFDM có thể khôi phục lại kênh truyền thông qua tín hiệu dẫn đường (Pilot) được truyền đi cùng với dòng tín hiệu thông tin.
Ngoài ra, đối với các kênh con suy giảm nghiêm trọng về tần số thì OFDM còn có một lựa chọn nữa để giảm tỷ lệ lỗi bit là giảm bớt số bít mã hoá cho một tín hiệu điều chế tại kênh tần số đó.
Nhược điểm OFDM:
nó đòi hỏi khắt khe về vấn đề đồng bộ vì sự sai lệch về tần số, ảnh hưởng của hiệu ứng Doppler khi di chuyển và lệch pha sẽ gây ra nhiễu giao thoa tần
số (Intercarrier interference - ICI) mà kết quả là phá bỏ sự trực giao giữa các tần số sóng mang và làm tăng tỷ số bít lỗi (BER).
Tuy nhiên OFDM cũng có thể giảm bớt sự phức tạp của vấn đề đồng bộ thông qua khoảng bảo vệ (GI).
Công nghệ truy nhập kênh (OFDMA) cho mạng WiMax
Hoạt động truy nhập kênh ở lớp MAC của WiMax hoàn toàn khác so với WiFi.
WiMax hỗ trợ phương pháp truyền song công FDD và TDD sử dụng kỹ thuật truy nhập TDMA/OFDMA.
Ưu điểm của phương pháp này là nó cho phép linh động thay đổi độ rộng băng tần lên hoặc xuống
dẫn đến có thể thay đổi tốc độ phát (Upload) hoặc thu (Download) dữ liệu chứ không phải là cố định như trong ASDL hay CDMA.
dẫn đến có thể thay đổi tốc độ phát (Upload) hoặc thu (Download) dữ liệu chứ không phải là cố định như trong ASDL hay CDMA.
OFDMA söû duïng nhieàu soùng mang con song song ñeå truyeàn laøm thôøi gian toàn taïi cuûa tín hieäu ñöôïc daøi hôn -> giaûm söï choàng cheùo tín hieäu
Ngoaøi ra, kyõ thuaät naøy giaûm toái ña hieän töôïng fading löïa choïn taàn soá. Vôùi moãi soùng mang con thì fading löïa choïn taàn soá xuaát hieän nhö laø fading phaúng -> ít aûnh höôûng ñeán tín hieäu
Ngược lại, ở lớp MAC của 802.16, lịch trình hoạt động cho mỗi thuê bao được định trước,
do vậy các trạm chỉ có duy nhất một lần cạnh tranh kênh truyền dẫn là thời điểm gia nhập mạng.
Sau thời điểm này, mỗi trạm được trạm phát gốc gắn cho một khe thời gian. Khe thời gian có thể mở rộng hay co hẹp lại trong quá trình truyền dẫn.
Trong WiFi tất cả các trạm truy nhập một cách ngẫu nhiên đến điểm truy cập (Access point - AP), chính vì vậy khoảng cách khác nhau từ mỗi nút đến AP sẽ làm giảm thông lượng mạng.
Đặt lịch trình là chế độ truyền dẫn vẫn hoạt động ổn định trong trường hợp quá tải và số lượng thuê bao đăng ký vượt quá cho phép, và nó cũng có thể tăng được hiệu quả sử dụng băng tần.
Việc sử dụng thuật toán lịch trình còn cho phép trạm phát gốc điều khiển chất lượng dịch vụ (QoS) bằng việc cân bằng nhu cầu truyền thông giữa các thuê bao.
Để làm được điều này, hệ thống WiMax thực hiện việc mã hoá và điều chế thích nghi (AMC-Adaptation Modulation and Coding) để tối ưu hoá băng thông tuỳ thuộc vào điều kiện của kênh truyền.
Đối với kênh truyền tốt (có nghĩa là tỷ số tín hiệu trên tạp âm SNR cao) có thể điều chế ở 64-QAM.
Nơi kênh ở chất lượng thấp hơn thì giảm dần mức điều chế xuống đến QPSK.
Các kết quả nghiên cứu đã chứng minh được tính ưu việt của WiMax so với WCDMA như Bảng 2.
Bảng 2: So sánh một số tham số giữa OFDM và CDMA [2]
Kỹ thuật điều chế và mã hoá thích nghi là một trong những ưu việt của OFDM vì nó cho phép tối ưu hoá mức điều chế trên mỗi kênh con dựa trên chất lượng tín hiệu (tỷ lệ SNR) và chất lượng kênh truyền dẫn.
Trong công nghệ đa truy nhập OFDMA, các thuê bao được phân chia tài nguyên vô tuyến thông qua việc truy nhập vào các sóng mang phụ khác nhau.
Hình 4 chỉ ra cho ta thấy làm thế nào để kênh con được lựa chọn dựa trên mức độ chất lượng tính hiệu nhận được.
Hình 4: Lựa chọn kênh thích hợp cho mỗi user [2]
Chương III: Công tác triển khai wimax ở Việt Nam
Bộ BCVT hiện chỉ cấp phép thử nghiệm WiMAX cố định tiêu chuẩn 802.16-2004.d ở băng tần 3,3-3,4 GHz.
Hiện có 4 doanh nghiệp được cấp phép thử nghiệm công nghệ WiMAX cố định băng tần 3,3 GHz :
Tổng công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam-VNPT
Tổng công ty truyền thông đa phương tiện-VTC
Công ty cổ phần viễn thông FPT Telecom
Tổng công ty viễn thông quân đội-Viettel
VDC (thuộc VNPT) chính là đơn vị đầu tiên cho triển khai thử nghiệm loại hình dịch vụ và công nghệ tiên tiến này.
WiMax do VDC triển khai thử nghiệm hoạt động trong dải tần từ 3,3GHz đến 3,4GHz, với thiết bị nhập từ hãng Alvarion - sản phẩm BreezeMAX
Dựa trên những kết quả thử nghiệm WiMAX đã đạt được ở giai đoạn 1 tại Lào Cai
Một vị trí thử nghiệm đầy thách thức và khó khăn hơn đã được chọn cho giai đoạn 2
Đó là bản Tả Van, một xã vùng sâu xùng xa nằm trong một thung lũng của dãy núi Hoàng Liên Sơn, cách thị trấn gần nhất là Sapa hơn 9 km, đồi núi hiểm trở, việc triển khai lắp đặt cáp kết nối Internet vô cùng khó khăn.
Dự án thử nghiệm WiMAX này là dự án hợp tác giữa Công ty Điện toán và Truyền số liệu (VDC) thuộc Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT), Intel và Cơ quan Phát triển Quốc tế Mỹ (USAID).
Dịch vụ VSAT-IP của VNPT hiện được sử dụng để cung cấp kết nối Internet đến một mạng WiMAX/WiFi.
Trong phần 2 của dự án thử nghiệm WiMAX, Tả Van đã thiết lập được một hệ thống Internet và thoại VoIP kết nối với khu vực lân cận và thực tế là với phần còn lại của thế giới
Đây là một việc không dễ dàng cho một ngôi làng xa xôi trước kia gần như không được phủ sóng điện thoại di động và chỉ có hai đường điện thoại PSTN
Và người dân giờ đây đã có khả năng tiếp cận các dịch vụ viễn thông tiên tiến nhất như truy nhập Internet tốc độ cao hay gọi điện thoại giá rẻ VoIP.
11 điểm của Tả Van đã được kết nối, bao gồm một trạm y tế, Điểm BĐ-VHX ,Trường cấp 2 xã tả Van, trụ sở HĐND và một số nhà trọ cho khách du lịch.
Một hình ảnh mới ở Tả van
Mô hình thử nghiệm
Hệ thống WiMAX tại Tả Van sử dụng chuẩn WiMAX cố định: “802.16-2004 Rev d”
chạy ở giải tần số 3.3-3.4 GHz, có thời gian thử nghiệm 6 tháng từ tháng 5/2007 tới hết tháng 10/2007.
Dự án sẽ triển khai 01 trạm gốc BS tại Điểm BĐ-VHX Tả Van, và phủ sóng WiMAX cho 11 điểm trong xã.
Hệ thống thiết bị WiMAX được thử nghiệm là của Hãng Airspan do tập đoàn Intel cung cấp, có tên gọi là ASMAX. Các thiết bị WiMAX này đều sử dụng chip của Intel.
Các ứng dụng được thử nghiệm là:
(1) truy nhập Internet tốc độ cao. Có 05 CPE trong số 10 CPE sẽ triển khai được tích hợp WiFi sẽ được cấu hình tạo thành các Host post WiFi Free, cho các khách hàng truy cập miễn phí;
(2) Gọi điện thoại qua IP (VoIP), giữa các đầu cuối với nhau và với mạng PSTN. Tổng đài SIP Server sẽ được nối với mạng PSTN qua 2 line điện thoại.
Những kết quả bước đầu và khả năng nhân bản hệ thống thử nghiệm tại Tả Van:
Điểm khác biệt trong thử nghiệm ở dự án này là kết nối trung kế sử dụng thông tin vệ tinh
Một công nghệ được đánh giá là phù hợp cho việc triển khai một điểm truy cập Internet, VoIP cho vùng sâu vùng xa, những nơi mà việc triển khai hệ thống cáp là vô cùng khó khăn và phức tạp.
Tuy nhiên, hạn chế của thông tin vệ tinh là mỗi trạm đầu cuối vệ tinh chỉ phục vụ được cho một điểm sử dụng
khi cần phủ kín Internet cho cả một khu vực sẽ phải sử dụng rất nhiều đầu cuối dẫn tới giá thành cao và không khả thi. Sự kết hợp với WiMAX sẽ giải quyết được vấn đề này.
Khi cần phủ kín Internet cho một khu vực với bán kính rộng 10 km với địa hình sông núi như Tả Van thì việc sử dụng WiMAX sẽ là hợp lý nhất.
Một trạm gốc WiMAX được đặt trên nóc nhà Điểm BĐ-VHX, phủ sóng kín toàn bộ thung lũng, ở đâu có điện lưới ở đó có thể triển khai đầu cuối CPE WiMAX để kết nối Internet
Đồng thời trong dự án này, việc triển khai AP WiFi tại mỗi điểm thử nghiệm đã biến toàn bộ khu vực dân cư của Tả Van có sóng WiFi - một điều mà không phải khu vực trung tâm nào cũng có được.
Khách du lịch khi tới Tả Van, mang theo các thiết bị có khả năng truy nhập WiFi hoàn toàn có thể đứng bất kỳ đâu để kết nối Internet.
Mỗi điểm thử nghiệm được trang bị một máy tính và một điện thoại VoIP, kết quả bước đầu cho thấy:
Nhu cầu sử dụng Internet khá cao:
Tổng dung lượng trung bình ghi nhận tại trạm gốc của tất cả 11 điểm thử nghiệm là 300-500 Mbyte/ngày
Nhu cầu liên lạc cao
Chủ yếu là điện thoại
Việc triển khai toàn hệ thống gồm 01 trạm vệ tinh VSAT-IP và 01 hệ thống WiMAX với 10-30 đầu cuối diễn tra khá nhanh chóng.
Toàn bộ hệ thống WiMAX, điện thoại VoIP được các kỹ sư thực hiện cấu hình tại Hà Nội do đó khi triển khai tại Tả Van chỉ đơn thuần là công tác lắp đặt và hiệu chỉnh nên thời gian triển khai toàn hệ thống chỉ mất một tuần.
Dù vẫn còn trong giai đoạn sơ khai, thành công của dự án thử nghiệm WiMAX tại Tả Van đã cho thấy lạc quan về việc nhân bản giải pháp tới các cộng đồng xa xôi khác tại Việt Nam, và những nơi khác trên thế giới./.
CHƯƠNG IV SO SÁNH WIMAX VỚI CÁC CÔNG NGHỆ KHÁC
1. Công nghệ sử dụng sóng hồng ngoại
Sử dụng ánh sáng hồng ngoại là một cách thay thế các sóng vô tuyến để kết nối các thiết bị không dây, bước sóng hồng ngoại từ khoảng 0.75-1000 micromet.
Ánh sáng hồng ngoại không truyền qua được các vật chắn sáng, không trong suốt.
Về hiệu suất ánh sáng hồng ngoại có độ rộng băng tần lớn, làm cho tín hiệu có thể truyền dữ liệu với tốc độ rất cao
Tuy nhiên ánh sáng hồng ngoại không thích hợp như sóng vô tuyến cho các ứng dụng di động do vùng phủ sóng hạn chế.
Phạm vi phủ sóng của nó khoảng 10m, một phạm vị quá nhỏ. Vì vậy mà nó thường ứng dụng cho các điện thoại di động, máy tính có cổng hồng ngoại trao đổi thông tin với nhau với điều kiện là đặt sát gần nhau.
2. Công nghệ Bluetooth
Bluetooth hoạt động ở dải tần 2.4Ghz, sử dụng phương thức trải phổ FHSS.
Trong mạng Bluetooth, các phần tử có thể kết nối với nhau theo kiểu ngang hàng hoặc theo kiểu tập trung, có 1 máy xử lý chính và có tối đa là 7 máy có thể kết nối vào.
Khoảng cách chuẩn để kết nối giữa 2 đầu là 10 mét, nó có thể truyền qua tường, qua các đồ đạc vì công nghệ này không đòi hỏi đường truyền phải là tầm nhìn thẳng (LOS - Light of Sight).
Tốc độ dữ liệu tối đa là 740Kbps (tốc độ của dòng bit lúc đó tương ứng khoảng 1Mbps). Nhìn chung thì công nghệ này còn có giá cả cao.
3. Công nghệ HomeRF
Công nghệ này cũng giống như công nghệ Bluetooth, hoạt động ở dải tần 2.4GHz, tổng băng thông tối đa là 1,6Mbps và 650Kbps cho mỗi người dùng.
Điểm khác so với Bluetooth là công nghệ HomeRF hướng tới thị trường nhiều hơn. Việc bổ xung chuẩn SWAP - Standard Wireless Access Protocol cho HomeRF cung cấp thêm khả năng quản lý các ứng dụng multimedia một cách hiệu quả hơn.
4. Công nghệ HyperLAN
HyperLAN – High Performance Radio LAN theo chuẩn của Châu Âu là tương đương với công nghệ 802.11.
HyperLAN loại 1 hỗ trợ băng thông 20Mpbs, làm việc ở dải tần 5GHz .
HyperLAN 2 cũng làm việc trên dải tần này nhưng hỗ trợ băng thông lên tới 54Mpbs.
Công nghệ này sử dụng kiểu kết nối hướng đối tượng (connection oriented) hỗ trợ nhiều thành phần đảm bảo chất lượng, đảm bảo cho các ứng dụng Multimedia
5. Công nghệ WiFi
WiFi là mạng WLAN bao phủ một vùng giới hạn, đặc trưng trong các văn phòng, nhà hàng, gia đình,…
Công nghệ WiFi dựa trên chuẩn IEEE 802.11 cho phép các thiết bị truyền thông trong phạm vi 100m với tốc độ 54 Mbps.
Hiện nay công nghệ này khá phổ biến ở những thành phố lớn mà đặc biệt là trong các quán cafe.
6. Công nghệ 3G
3G là mạng WWAN - mạng không dây bao phủ phạm phạm vi rộng nhất.
Mạng 3G cho phép truyền thông dữ liệu tốc độ cao và dung lượng thoại lớn hơn cho những người dùng di động.
Tốc độ tải về của thiết bị 3G là 128 Kbps (khi sử dụng trong ôtô), 384 Kbps (khi thiết bị đứng yên hoặc chuyển động với tốc độ đi bộ) và 2 Mbps từ các vị trí cố định.
7. Công nghệ UWB
UWB ( Ultra Wide Band ) là một công nghệ mạng WPAN tương lai với khả năng hỗ trợ thông lượng cao lên đến 400 Mbps ở phạm vi ngắn tầm 10m.
UWB sẽ có lợi ích giống như truy nhập USB không dây cho sự kết nối những thiết bị ngoại vi máy tính tới PC.
USB sử dụng Công nghệ UWB
Sự khác biệt chính giữa WiFi và WiMAX là tốc độ và vùng che phủ.
WiFi có tốc độ 2MBps trong khi đó WiMAX có thể có tốc độ của đường hướng lên đạt 75MBps.
Khoảng cách che phủ cũng khác nhau 1 cách to lớn.
Một WiFi có bán kính che phủ tới vài trăm feet (phần nhỏ của kilometer) trong khi đó một WiMAX thực tế có thể che phủ với khoảng cách lên tới 10 kilometers.
Còn với 3G ???
được phát triển trên nền công nghệ thông tin di động và thích hợp với những người dùng di chuyển liên tục ở tốc độ lớn.
Tuy WIMAX 802.16e có thể mang đến cho người sử dụng khả năng truy cập dữ liệu khi đang di chuyển với tốc độ dưới 100 km/giờ nhưng cũng chưa phù hợp với những dịch vụ không gián đoạn dù giá cước có thể rẻ hơn.
WIMAX THEO ĐÀ PHÁT TRIỂN
Với Công nghệ cáp:
công nghệ cáp khẳng định vị thế ở những nơi không có tính di động nhưng đòi hỏi chất lượng kết nối cao như thoại video, truyền hình Internet.
Nhưng những ứng dụng có tính di động thì Cap không thể,mặt khác việc triển khai cáp rất tốn kém và chỉ có thể thực hiện ở vùng đô thị đông dân cư.
CHƯƠNG V NHẬN XÉT
1. Ưu điểm
Heä thoáng coù 4 öu ñieåm chính :
1. Chi phí thaáp
2. Ñoä bao phuû roäng
3. Coâng suaát cao
4. Chuaån cho truy caäp voâ tuyeán coá ñònh vaø di ñoäng
1. Chi phí thaáp
Cài đặt WiMax dễ dàng, tiết kiệm chi phí cho các nhà cung cấp dịch vụ và giảm giá thành dịch vụ cho người sử dụng.
WiMax tạo điều kiện thuận lợi hơn trong việc đưa các dịch vụ truyền dữ liệu về nông thôn, vùng sâu, vùng xa và những nơi dân cư đông đúc khó phát triển cơ sở hạ tầng mạng dây dẫn băng rộng...
các khu vực mà các công nghệ khác khó có thể cung cấp dịch vụ băng thông rộng, không khả thi để sử dụng DSL hoặc Cable Internet.
CPE vô tuyến cố định có thể sử dụng cùng loại chipset modem được sử dụng trong máy tính cá nhân (PC) và PDA, vì ở khoảng cách gần các modem có thể tự lắp đặt trong nhà
CPE như cáp, DSL và các trạm gốc có thể sử dụng cùng loại chipset chung được thiết kế cho các điểm truy cập WiMAX chi phí thấp
Cuối cùng là số lượng tăng cũng thỏa mãn cho việc đầu tư vào việc tích hợp mức độ cao hơn các chipset tần số vô tuyến (RF), làm chi phí giảm hơn nữa
2. Độ bao phủ rộng
Do WiMAX sử dụng kỹ thuật OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) qua các cơ chế điều chế đơn sóng mang với khả năng cung cấp hiệu suất băng thông cao hơn
Điều chế thích ứng (Adaptive Modulation) cũng làm tăng khả năng giữ điều chế 64QAM ở khoảng cách rộng hơn
Công nghệ WiMAX đã được tối ưu mang đến độ bao phủ NLOS tốt nhất.
Các ưu điểm của NLOS là:
độ bao phủ trên diện rộng
khả năng dự báo độ bao phủ tốt hơn
và chi phí thấp hơn có nghĩa là số trạm gốc và backhaul ít hơn
định cỡ RF đơn giản, các thời điểm lắp đặt tháp ngắn hơn
và lắp đặt CPE nhanh hơn.
3. Công suất cao
Do sử dụng OFDM qua điều chế đơn sóng mang, khả năng cung cấp hiệu suất băng thông cao hơn, -> thông lượng dữ liệu cao hơn, với luồng xuống (DL) hơn 1Mbit/s
Các tốc độ dữ liệu cao hơn nhiều dù trong NLOS với các điều kiện đa đường.
Điều chế thích ứng (Adaptive Modulation) cũng l#m tăng độ tin cậy đường kết nối đối với hoạt động phân loại sóng mang và tăng công suất qua các khoảng cách dài hơn.
4.Chuẩn cho truy cập vô tuyến cố định và di động
802.16e là 1 cấu trúc liên kết không đối xứng, cung cấp dịch vụ cho các thiết bị cầm tay : PDAs, phones, hoặc laptops
WiMAX sẽ trở thành một giải pháp chi phí hợp lý nhất cho các nhà khai thác triển khai các ứng dụng vô tuyến cố định và di động cho các máy xách tay và PDA. WIMAX b? sung tr?n v?n cho 3G v� Wi-Fi.
WIMAX cho ph�p c�c d?ch v? nhu tho?i v� email l� nh?ng d?ch v? dịi h?i m?ng cĩ d? tr? th?p ho?t d?ng du?c.
Nhược điểm của hệ thống
Về mặt kỹ thuật:
Dải tần WiMAX sử dụng không tương thích tại mọi quốc gia -> hạn chế khả năng phổ biến.
Vấn đề bảo mật được đánh giá là còn rất nhiều lỗ hổng.
Về chuẩn của WiMax: WiMax là một chuẩn công nghệ nhưng lại chưa được chuẩn hoá: ``Hiện tại WiMax đang sử dụng tới 10 công nghệ khác nhau và có tới 3 dạng nền cơ sở chưa thể liên thông tương thích``
Về mặt giá thành: mặc dù Wimax Forum-VTC đã thắt chặt các chuẩn để giảm giá song chi phí cho các thiết bị đầu cuối vẫn còn rất cao.
VD: 1 nước như Mỹ muốn lập 1 mạng WiMAX tầm quốc gia thì cần 3 tỷ USD
Khó khăn gặp phải khi triển khai
Giá cả thiết bị đầu cuối hiện còn đắt.
Số lượng hạn chế các nhà sản xuất các thiết bị đầu cuối.
Việc chuẩn hoá thiết bị khó đồng nhất do khả năng mềm dẻo,linh hoạt (flexibility) của WiMAX.
Việc kết nối, đánh số, chất lượng dịch vụ, bảo mật và an toàn mạng cần nghiên cứu cụ thể.
Cần một chi phí lớn phải bỏ ra để phát triển hạ tầng cho một hệ thống mới trong khi hệ thống cũ vẫn còn chưa được sử dụng hết.
Tương lai ứng dụng của WIMAX
Công nghệ WIMAX là giải pháp cho nhiều loại ứng dụng băng rộng tốc độ cao cùng thời điểm với khoảng cách xa và cho phép các nhà khai thác dịch vụ hội tụ tất cả trên mạng IP để cung cấp các dịch vụ: dữ liệu, thoại và video.
WIMAX với sự hỗ trợ QoS, khả năng vươn dài và công suất dữ liệu cao được dành cho các ứng dụng truy cập băng rộng cố định ở những vùng xa xôi, hẻo lánh cũng như khu vực thành thị ở các nước đang phát triển
WIMAX có khả năng thay thế đường Leased-line – giúp triển khai dịch vụ nhanh hơn đường cáp quang thay đường DSL – giúp tiếp cận nhanh hơn các đối tượng người dùng băng rộng.
Các điểm hotspot Wi-Fi – giúp giảm giá thành đường Leased-line và triển khai các điểm hostspot một cách nhanh chóng hơn
Khả năng roaming giữa các dịch vụ Wi-Fi và WiMax –mang lại nhiều lợi ích cho người sử dụng
Mô hình roaming wimax-wifi
Xu hướng phát triển trong việc sử dụng WiMAX
Công nghệ này thì tương đối mới, 1 vài đại lý đang tới gần với việc cung cấp các thiết bị này.
Intel và Fujitsu nằm trong số những người cung cấp đầu tiên của chips SoC phục vụ cho WiMAX
The SoCs` có thể được sử dụng để làm CPE sử dụng để truy cập các trạm cơ bản WBA
Tiềm năng lớn mạnh cho người sử dụng Internet không dây
intel, Nokia và Nokia Siemens Networks đang tiến hành kiểm tra khả năng hoạt động tương thích trên tất cả các thiết bị silicon WiMAX sắp được ra mắt của Intel dành cho laptop và các thiết bị Internet di động. Nhiều khả năng điện thoại Nokia Internet Tablet sẽ trở thành các thiết bị sẵn sàng kết nối với WiMAX đầu tiên
Nokia đã tung ra sản phẩm điện thoại di động dựng công nghệ internet WiMAX vào đầu năm 2008.
Công nghệ WiMAX cho hộp laptop, điện thoại và cả thiết bị di động khác truy cập internet tốc độ cao từ những khoảng cách xa các công nghệ trước đây.
Intel, Nokia, Samsung và Motorola đều hỗ trợ chuẩn mở WiMAX như một kết nối internet băng thông rộng không dây cùng với các mạng điện thoại di động thế hệ ba.
Nokia N800 Internet Tablet.
Nokia N810 phiên bản WiMAX
Điểm yếu của các mạng điện thoại di động thế hệ ba là truy cập internet có thể chậm lại nếu các mạng tràn ngập các cuộc gọi.
Các nhà sản xuất thiết bị WiMAX khẳng định các thiết bị cầm tay và cơ sở hạ tầng sử dụng cụng nghệ WiMAX sẽ rẻ hơn hệ thống 3G.
Hình ảnh chip Intel sử
dụng kỹ thuật WiMAX
Những rào cản đe dọa tương lai của WiMax
Nhiều dự án thử nghiệm kết nối băng rộng không dây đang được triển khai với số vốn đầu tư lớn. Tuy nhiên, giới chuyên môn đã liệt kê ít nhất 5 thách thức đối với các nhà cung cấp công nghệ này
Sức ép giảm giá chip, thiết bị và dịch vụ mạng là mối lo chính khi nhà cung cấp nghĩ về tương lai WiMax.
Giám đốc công nghệ Barry West của hãng Sprint (Mỹ) đầu năm nay khẳng định chi phí xây dựng mạng WiMax chỉ bằng 1/10 so với các mạng không dây khác.
.
Ngoài ra, người sử dụng sẽ dễ chấp nhận công nghệ mới hơn nếu giá phần cứng, như card WiMax dùng trong máy tính xách tay, xấp xỉ card Wi-Fi, còn thuê bao hàng tháng tương đương dịch vụ cáp và DSL.
Nếu chip WiMax khiến giá laptop tăng 40-50 USD theo ước tính hiện nay, thay vì 5-7 USD như đối với chip Wi-Fi, khách hàng sẽ chần chừ khi mua sản phẩm.
Ngoài chi phí, người tiêu dùng còn quan tâm đến việc WiMax mang đến cho họ những gì, hay công nghệ này có gì mà các mạng không dây băng rộng khác không thể cung cấp.
Để trả lời băn khoăn này, Intel mới đây đã so sánh game trên thiết bị kết nối WiMax và DSL nhằm chứng minh công nghệ không dây giúp mọingười chơi game trơn tru hơn.
Bên cạnh đó, khả năng lưu động cho phép những video mà người sử dụng vẫn xem trên PC đặt tại nhà và văn phòng giờ có thể được thưởng thức trong ô tô hay khi đi dạo.
Điểm khác biệt
Ngoài chi phí, người tiêu dùng còn quan tâm đến việc WiMax mang đến cho họ những gì, hay công nghệ này có gì mà các mạng không dây băng rộng khác không thể cung cấp.
Để trả lời băn khoăn này, Intel mới đây đã so sánh game trên thiết bị kết nối WiMax và DSL nhằm chứng minh công nghệ không dây giúp mọi người chơi game trơn tru hơn. Bên cạnh đó, khả năng lưu động cho phép những video mà người sử dụng vẫn xem trên PC đặt tại nhà và văn phòng giờ có thể được thưởng thức trong ô tô hay khi đi dạo.
Độ ổn định
Đây là mối quan tâm lớn đối với người dùng doanh nghiệp, bởi kết nối thiếu ổn định sẽ khiến khách hàng của họ bực mình.
Bên cạnh đó, theo hãng nghiên cứu Gartner, một trong những ưu thế của WiMax là khả năng phủ sóng cả một khu vực lớn, giúp nó hoạt động nhanh và đơn giản hơn so với việc chắp vá từng điểm truy cập Wi-Fi lại với nhau.
Sức cạnh tranh của nhà cung cấp WiMax
Đội quân hậu thuẫn WiMax hiện nay khá đông đảo, tiêu biểu là Intel, Nokia và Motorola. Ngoài ra có thể kể đến Nortel và nhiều công ty khác đang phát triển các bộ phận hỗ trợ như ăng-ten, chipset, phần mềm...
Tuy nhiên, họ sẽ phải tìm cách đối phó với Verizon và Vodafone khi hai hãng này giới thiệu công nghệ không dây Long-Term Evolution (LTE) trong thời gian tới.
LTE về cơ bản tương tự WiMax do cả hai dựa trên ăng-ten MIMO (multiple-input, multiple-output) và điều biến tần số trực giao để truyền tín hiệu.
Ngoài ra, AT&T cũng bắt đầu triển khai mạng BroadBandConnect 3G theo công nghệ HSDPA với tốc độ khoảng 400-700 Kb/giây và có thể tăng lên tới 14 Mb/giây.
Và cạnh tranh với dũng sỹ về tốc độ là 3G và mới đây là 4G
SAMSUNG USE 4G TECH
The End
ĐỀ TÀI: WIMAX
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
GVHD:
NHÓM THỰC HIỆN:
VÕ NGỌC CHÂU
NGUYỄN TRỌNG NHÂN
HỨA THÀNH HIỆP
I. NỘI DUNG TRÌNH BÀY
Ph?n 1: giới thiệu
Phần 2: Nội Dung
Chương I: khái niệm
Chương II: các đặc điểm kỹ thuật của Wimax
Chương III: Công tác triển khai wimax ở Việt Nam
Chương IV : so sánh đánh giá WiMAX với các công nghệ khác
Phần 3: kết luận và đánh giá
Chương I khái niệm
1. WIMAX LÀ GÌ?
2.LỊCH SỬ RA ĐỜI
2.1. Các đặc điểm kỹ thuật
1. mô hình hệ thống
2. Dãy tần làm việc
3. mô hình phân lớp
3.1 Lớp vật lý PHY
3.2 Lớp điều khiển truy nhập đường truyền
3.3 Nh?ng l?p con quy t? chuyên bi?t v? d?ch v?
3.4 L?p con ph?n chung
3.5 L?p con b?o m?t
2.2 Phương pháp điều chế
2.2.1 OFDM
PHẦN GiỚI THIỆU
Chúng ta đã biết đến các công nghệ truy cập Internet phổ biến hiện nay như:
quay số qua Modem thoại
ADSL
hay các đường thuê kênh riêng
hoặc sử dụng các hệ thống vô tuyến như điện thoại di động,
hay mạng WiFi.
Mỗi phương pháp truy cập mạng có đặc điểm riêng.
Đối với Modem thoại thì tốc độ quá thấp
ADSL tốc độ có thể lên đến 8Mbit/s nhưng cần có đường dây kết nối.
các đường thuê kênh riêng thì giá thành đắt mà không dễ dàng triển khai đối với các khu vực có địa hình phức tạp.
Hệ thống thông tin di động hiện tại cung cấp tốc độ truyền 9,6Kbit/s quá thấp so với nhu cầu người sử dụng
Ngay cả các mạng thế hệ sau GSM như GPRS (2.5G) cũng chỉ cho phép truy cập ở tốc độ lên đến 171,2Kbit/s
EDGE khoảng 300-400Kbit/s cũng chưa thể đủ đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng khi sử dụng các dịch vụ mạng Internet.
ở hệ thống di động thế hệ tiếp theo 3G thì tốc độ truy cập Internet cũng không vượt quá 2Mb/s. Với mạng WiFi (chính là mạng LAN khôngdây) chỉ có thể áp dụng cho các máy tính trao đổi thông tin với khoảng cách ngắn.
Với thực tế như vậy, WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) ra đời nhằm cung cấp một phương tiện truy cập Internet không dây tổng hợp có thể thay thế cho ADSL và WiFi
. Hệ thống WiMax có khả năng:
Cung cấp đường truyền với tốc độ lên đến 70Mb/s
Với bán kính phủ sóng của một trạm anten phát lên đến 50 km.
Mô hình phủ sóng của mạng WiMax tương tự như mạng điện thoại tế bào.
Bên cạnh đó, WiMax cũng hoạt động mềm dẻo như WiFi khi truy cập mạng. Mỗi khi một máy tính muốn truy nhập mạng nó sẽ tự động kết nối đến trạm anten WiMax gần nhất.
PHẦN 2 NỘI DUNG
CHƯƠNG I KHÁI NIỆM
1.WIMAX là gì?
WiMAX” là từ viết tắt của Worldwide Interoperability for Microwave Access – Khả năng tương tác toàn cầu với truy nhập vi ba.
WiMAX là một công nghệ cho phép truy cập băng rộng vô tuyến đến đầu cuối (last mile) như một phương thức thay thế cho cáp và DSL.
WIMAX cho phép kết nối băng rộng vô tuyến cố định, mang xách được,di động mà khôn.g cần thiết ở trong tầm nhìn thẳng(Line of sight) trực tiếp tới một trạm gốc.
Đây là Công nghệ truy nhập không dây đang được triển khai ứng dụng có triển vọng nhằm bổ sung cho mạng thông tin di động.
Với công nghệ WiMax, một đường kết nối đủ sức cung cấp Internet đồng thời cho khoảng 1.000 hộ gia đình với tốc độ 1 Mbps.
Cũng như mạng DSL, WIMAX được sử dụng để phục vụ các thuê bao trong vùng tới 50km.
WIMAX có hai phiên chính:
1.1 WIMAX cố định (Fixed WIMAX)
Với chuẩn 802.16-2004 được thông qua vào tháng 6-2004 .
Tiêu chuẩn này gọi là “không dây cố định” vì :
thiết bị thông tin làm việc với các anten đặt cố định tại nhà các thuê bao.
Anten đặt trên nóc nhà hoặc trên cột tháp tương tự như chảo thông tin vệ tinh.
1.2 WIMAX di động (Mobile WIMAX)
với tiêu chuẩn 802.16e được thông qua trong năm 2005.
Phục vụ kết nối mạng cho các thiết bị di động
làm việc trong băng tần thấp hơn 6GHz.
Đường truyền trong môi trường di động
Để kết nối được WIMAX ta cần những gì?????
Để kết nối WiMax:
cần có nhà cung cấp dịch vụ (phủ sóng WiMax)
và máy tính phải có thiết bị kết nối (giống như card không dây WiFi hiện nay) để nhận sóng WiMax.
làm sao có thể truy cập được WIMAX đây ????
Mô hình kết nối WIMAX
2.Lịch sử ra đời
Các hoạt động của 802.16 đã được bắt đầu từ tháng 8-1998, được gọi là National Wireless Electronics Systems Testbed (N-WEST) của U.S
nhung ti�u chu?n d?u ti�n du?c dua ra v� du?c c? th? gi?i ch?p nh?n ph?i v�o nam 2001.
1-2001: dải tần 2-11GHz được hoàn thành và được dùng cho đường truyền NLOS
11-2001: phiên bản đầu tiên ra đời, các giao thức và kỹ thuật hỗ trợ WMAN
6-2004: chuẩn 802.16d ra đời (bây giờ gọi là 802.16-2004)
Hiện nay, chuẩn 802.16e đã được thông qua 12-2005
CHƯƠNG II
CÁC DẶC ĐIỂM KỸ THUẬT
1.Mô hình hệ thống:
Một hệ thống Wimax gồm 2 phần:
Một trạm cơ bản WiMAX : bao gồm các thiết bị điện tử trong nhà (indoor electronics)
và một cột phát (WiMAX tower). Bất kỳ node không dây nào nằm trong vùng bao phủ đều có thể truy cập tới Internet.
Một trạm thu WiMAX - Trạm thu hoặc anten nhỏ có thể chỉ là 1 hộp chuẩn stand-alone hoặc 1 PCMCIA card cái mà có trong máy vi tính hoặc laptop của bạn.
2. Dải tần làm việc
Dải tần làm việc của WIMAX rất rộng.
Phiên bản đầu tiên WIMAX (IEEE 802.16) cho phép giải tần hoạt động từ 10 đến > 66 GHz.
Đến năm 2004, phiên bản 802.16a ->802.16d thêm vào dải tần từ 2 đến 11 GHz.
Các băng tần cụ thể của WiMax đang tập trung xem xét và vận động cơ quan quản lý tần số các nước phân bổ cho WiMax là:
3600-3800MHz (băng 3.7GHz)
3400-3600MHz (băng 3.5GHz)
3300-3400MHz (băng 3.3GHz)
2500-2690MHz (băng 2.5GHz)
2300-2400MHz (băng 2.3GHz)
5725-5850MHz (băng5.8GHz)
3.Cấu trúc phân lớp
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.
3.Cấu trúc phân lớp
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.
Mô hình phân lớp trong hệ thống WiMax so sánh với OSI
3.1 Lớp vật lý PHY (physical layer)
10 – 66 GHz: Dùng trong thiết kế đặc tả PHY (truyền “line-of-sight” ). Do kiến trúc “điểm- nhiều điểm” NÊN về cơ bản, truyền một tín hiệu TDM với những trạm thuê bao riêng lẻ được định vị những khe thời gian theo chu kỳ.
2–11 GHz: Lớp vật lý 2–11 GHz được thiết kế do nhu cầu theo hướng hoạt động NLOS (non-line-of- sight). Vì các ứng dụng mang tính dân cư NÊN sự truyền phải được thực hiện theo nhiều đường.
Chuẩn được thiết kế hỗ trợ cho cả phương thức:
song công theo thời gian (Time Division Duplex - TDD)
và song công theo tần số (Frequency Division Duplex- FDD) cho việc phân chia truyền dẫn hướng lên và hướng xuống.
-TDD tại đó đường lên và đường xuống dùng chung một kênh nhưng không truyền cùng lúc
- FDD tại đó đường lên và đường xuống hoạt động trong những kênh riêng biệt.
Với TDD, đường uplink và downlink được đặt vào các burst không liên tục có
các khoảng bảo vệ để tránh nhiễu khi dùng chung một kênh.
Cấu trúc khung FDD
Cấu trúc khung cho TDD
3.2 Lớp điều khiển truy nhập đường truyền MAC
MAC(Media Access Control) được thiết kế đặc biệt cho môi trường truy cập không dây điểm tới đa điểm (point-to-multipoint PMP).
Nó hỗ trợ cho các lớp cao hơn và giao thức giao vận như ATM, Ethernet hay Internet Protocol IP và cũng được thiết kế sao cho có khả năng phù hợp với các giao thức trong tương lai.
MAC có tốc độ bit rất cao lên đến 268 mbps mỗi chiều
Giữa PHY và MAC là một lớp con hội tụ truyền. Lớp này thực hiện sự biến đổi các PDU (protocol data units) giữa 2 lớp.
MAC bao gồm những lớp con quy tụ chuyên biệt về dịch vụ giao diện với những lớp cao hơn, phía trên lớp con phần chung (common part) MAC nòng cốt thực hiện những chức năng MAC chủ yếu. Bên dưới lớp con phần chung là lớp con bảo mật (security sublayer).
3.3 Những lớp con quy tụ chuyên biệt về dịch vụ
Tiến hành chuyển đổi các gói tin từ các định dạng của mạng khác thành các gói tin phù hợp với định dạng IEEE 802.16.
Lớp này nằm trên đỉnh của MAC, thực hiện nhận các PDU từ các lớp cao hon, phân lớp dịch vụ các PDU đó và phân phối xuống lớp con phần chung.
3.4 Lớp con phần chung (common part sublayer
Cung cấp các chức năng chính của MAC bao gồm:
chức năng truy nhập
phân bố băng thông
thiết lập
quản lí kết nối.
Sự trao đổi thông tin giữa các trạm gốc (Base Station - BS) và trạm thuê bao (Subcriber Station - SS) trong một vùng địa lí theo các kiến trúc: Điểm – Điểm (Point to Point), Điểm – Đa điểm (Point to MultiPoint) và kiến trúc kết hợp (Mesh).
Mô hình point-to-poin
Mô hình Point-to-MultiPoint
Mô hình kết nối dạng Mesh
3.5 Lớp con bảo mật (security sublayer)
Cung cấp các cơ chế chứng thực, trao đổi khóa và mã hóa. Lớp con bảo mật cung cấp cơ chế điều khiển
truy nhập tin cậy, đảm bảo an toàn dữ liệu trên đường truyền, khắc phục việc truy cập trái phép các dịch vụ bằng việc mã hóa các luồng dịch vụ.
Nhằm:
đảm bảo được sự đồng bộ với bên thu, đồng hồ bên thu sẽ dễ dàng được khôi phụ hơn, qua đó sự giải điều cũng dễ hơn
đối với các thiết bị mà không có được bộ giải điều chế ngẫu nhiên thì các tín hiệu này giống như các tín hiệu nhiễu, tạp âm (xác suất bit 1 và 0 là ngang nhau), nó sẽ không thu nhận được.
2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ
Điều chế phân chia tần số trực giao(OFDM).
Mật độ phổ năng lượng của hệ thống đa sóng mang FDM
Mật độ phổ năng lượng của tín hiệu điều chế OFDM
OFDM đã dựa vào tính chất toán học trực giao .
Các phổ tín hiệu sóng mang phụ thứ p được dịch chuyển vào phổ của kênh phụ thứ q bằng cách nhân với hàm phức với ωs =2Пfs là khoảng cách tần số giữa 2 sóng mang.
Điều này được kiểm chứng như sau:
Công nghệ OFDM cho việc truyền dẫn vô tuyến ở mạng WiMax
WiMax sử dụng công nghệ OFDM ở giao diện vô tuyến để truyền tải dữ liệu và cho phép các thuê bao truy nhập kênh.
Cũng có nhiều công nghệ khác nhau ở giao diện này như FDM, CDMA. Tuy nhiên OFDM đã chứng tỏ là nó có những ưu việt hơn rất nhiều về tốc độ truyền, tỷ lệ lỗi bit, cũng như hiệu quả sử dụng phổ tần
nên đã được IEEE chọn làm công nghệ truyền dẫn cho truyền thông vô tuyến băng rộng trong chuẩn IEEE 802.16e.
Chú ý rằng môi trường truyền thông vô tuyến là một môi trường khắc nghiệt nhất trong truyền dẫn thông tin.
Nó gây suy hao tín hiệu về biên độ cũng như suy hao lựa chọn tần số, kèm theo các hiệu ứng pha đinh đa đường.
Sự suy hao này đặc biệt tăng nhanh theo khoảng cách và ở tần số cao, ngoài ra còn tùy thuộc vào địa hình là thành thị, đồng bằng hay miền núi mà sự suy giảm cũng khác nhau.
Hình 3 và Bảng 1 ở dưới đây là nghiên cứu trên các hệ thống ISM tần số 2,4GHz và UNII tần số 5,4GHz minh hoạ suy giảm theo khoảng cách và trên các loại địa hình với các điều kiện truyền dẫn khác nhau.
Hình 3: Suy giảm tín hiệu theo khoảng cách [2]
Bảng 1: Sự suy giảm tín hiệu trong môi trường vô tuyến [3]
1. nhiễu liên (xuyên) ký tự”
Trong môi trường truyền dẫn đa đường, nhiễu xuyên ký tự (ISI) gây bởi tín hiệu phản xạ có thời gian trễ khác nhau từ các hướng khác nhau từ phát đến thu là điều không thể tránh khỏi.
Ảnh hưởng này sẽ làm biến dạng hoàn toàn mẫu tín hiệu khiến bên thu không thể khôi phục lại được tín hiệu gốc ban đầu.
Vấn đề nhiễu
Các kỹ thuật sử dụng trải phổ trực tiếp DS-CDMA như trong chuẩn 802.11b rất dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu đa đường vì thời gian trễ có thể vượt quá khoảng thời gian của một ký tự.
OFDM sử dụng kỹ thuật truyền song song nhiều băng tần con nên kéo dài thời gian truyền một ký tự lên nhiều lần.
Ngoài ra, OFDM còn chèn thêm một khoảng bảo vệ (guard interval - GI), thường lớn hơn thời gian trễ tối đa của kênh truyền, giữa hai ký tự nên nhiễu ISI có thể bị loại bỏ hoàn toàn.
Hình dạng tín hiệu phát đi
2.Nhiễu lựa chọn tần số:
đây cũng là một vấn đề gây ảnh hưởng lớn đến chất lượng truyền thông tín hiệu.
Tuy nhiên, OFDM cũng mềm dẻo hơn CDMA khi giải quyết vấn đề này.
OFDM có thể khôi phục lại kênh truyền thông qua tín hiệu dẫn đường (Pilot) được truyền đi cùng với dòng tín hiệu thông tin.
Ngoài ra, đối với các kênh con suy giảm nghiêm trọng về tần số thì OFDM còn có một lựa chọn nữa để giảm tỷ lệ lỗi bit là giảm bớt số bít mã hoá cho một tín hiệu điều chế tại kênh tần số đó.
Nhược điểm OFDM:
nó đòi hỏi khắt khe về vấn đề đồng bộ vì sự sai lệch về tần số, ảnh hưởng của hiệu ứng Doppler khi di chuyển và lệch pha sẽ gây ra nhiễu giao thoa tần
số (Intercarrier interference - ICI) mà kết quả là phá bỏ sự trực giao giữa các tần số sóng mang và làm tăng tỷ số bít lỗi (BER).
Tuy nhiên OFDM cũng có thể giảm bớt sự phức tạp của vấn đề đồng bộ thông qua khoảng bảo vệ (GI).
Công nghệ truy nhập kênh (OFDMA) cho mạng WiMax
Hoạt động truy nhập kênh ở lớp MAC của WiMax hoàn toàn khác so với WiFi.
WiMax hỗ trợ phương pháp truyền song công FDD và TDD sử dụng kỹ thuật truy nhập TDMA/OFDMA.
Ưu điểm của phương pháp này là nó cho phép linh động thay đổi độ rộng băng tần lên hoặc xuống
dẫn đến có thể thay đổi tốc độ phát (Upload) hoặc thu (Download) dữ liệu chứ không phải là cố định như trong ASDL hay CDMA.
dẫn đến có thể thay đổi tốc độ phát (Upload) hoặc thu (Download) dữ liệu chứ không phải là cố định như trong ASDL hay CDMA.
OFDMA söû duïng nhieàu soùng mang con song song ñeå truyeàn laøm thôøi gian toàn taïi cuûa tín hieäu ñöôïc daøi hôn -> giaûm söï choàng cheùo tín hieäu
Ngoaøi ra, kyõ thuaät naøy giaûm toái ña hieän töôïng fading löïa choïn taàn soá. Vôùi moãi soùng mang con thì fading löïa choïn taàn soá xuaát hieän nhö laø fading phaúng -> ít aûnh höôûng ñeán tín hieäu
Ngược lại, ở lớp MAC của 802.16, lịch trình hoạt động cho mỗi thuê bao được định trước,
do vậy các trạm chỉ có duy nhất một lần cạnh tranh kênh truyền dẫn là thời điểm gia nhập mạng.
Sau thời điểm này, mỗi trạm được trạm phát gốc gắn cho một khe thời gian. Khe thời gian có thể mở rộng hay co hẹp lại trong quá trình truyền dẫn.
Trong WiFi tất cả các trạm truy nhập một cách ngẫu nhiên đến điểm truy cập (Access point - AP), chính vì vậy khoảng cách khác nhau từ mỗi nút đến AP sẽ làm giảm thông lượng mạng.
Đặt lịch trình là chế độ truyền dẫn vẫn hoạt động ổn định trong trường hợp quá tải và số lượng thuê bao đăng ký vượt quá cho phép, và nó cũng có thể tăng được hiệu quả sử dụng băng tần.
Việc sử dụng thuật toán lịch trình còn cho phép trạm phát gốc điều khiển chất lượng dịch vụ (QoS) bằng việc cân bằng nhu cầu truyền thông giữa các thuê bao.
Để làm được điều này, hệ thống WiMax thực hiện việc mã hoá và điều chế thích nghi (AMC-Adaptation Modulation and Coding) để tối ưu hoá băng thông tuỳ thuộc vào điều kiện của kênh truyền.
Đối với kênh truyền tốt (có nghĩa là tỷ số tín hiệu trên tạp âm SNR cao) có thể điều chế ở 64-QAM.
Nơi kênh ở chất lượng thấp hơn thì giảm dần mức điều chế xuống đến QPSK.
Các kết quả nghiên cứu đã chứng minh được tính ưu việt của WiMax so với WCDMA như Bảng 2.
Bảng 2: So sánh một số tham số giữa OFDM và CDMA [2]
Kỹ thuật điều chế và mã hoá thích nghi là một trong những ưu việt của OFDM vì nó cho phép tối ưu hoá mức điều chế trên mỗi kênh con dựa trên chất lượng tín hiệu (tỷ lệ SNR) và chất lượng kênh truyền dẫn.
Trong công nghệ đa truy nhập OFDMA, các thuê bao được phân chia tài nguyên vô tuyến thông qua việc truy nhập vào các sóng mang phụ khác nhau.
Hình 4 chỉ ra cho ta thấy làm thế nào để kênh con được lựa chọn dựa trên mức độ chất lượng tính hiệu nhận được.
Hình 4: Lựa chọn kênh thích hợp cho mỗi user [2]
Chương III: Công tác triển khai wimax ở Việt Nam
Bộ BCVT hiện chỉ cấp phép thử nghiệm WiMAX cố định tiêu chuẩn 802.16-2004.d ở băng tần 3,3-3,4 GHz.
Hiện có 4 doanh nghiệp được cấp phép thử nghiệm công nghệ WiMAX cố định băng tần 3,3 GHz :
Tổng công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam-VNPT
Tổng công ty truyền thông đa phương tiện-VTC
Công ty cổ phần viễn thông FPT Telecom
Tổng công ty viễn thông quân đội-Viettel
VDC (thuộc VNPT) chính là đơn vị đầu tiên cho triển khai thử nghiệm loại hình dịch vụ và công nghệ tiên tiến này.
WiMax do VDC triển khai thử nghiệm hoạt động trong dải tần từ 3,3GHz đến 3,4GHz, với thiết bị nhập từ hãng Alvarion - sản phẩm BreezeMAX
Dựa trên những kết quả thử nghiệm WiMAX đã đạt được ở giai đoạn 1 tại Lào Cai
Một vị trí thử nghiệm đầy thách thức và khó khăn hơn đã được chọn cho giai đoạn 2
Đó là bản Tả Van, một xã vùng sâu xùng xa nằm trong một thung lũng của dãy núi Hoàng Liên Sơn, cách thị trấn gần nhất là Sapa hơn 9 km, đồi núi hiểm trở, việc triển khai lắp đặt cáp kết nối Internet vô cùng khó khăn.
Dự án thử nghiệm WiMAX này là dự án hợp tác giữa Công ty Điện toán và Truyền số liệu (VDC) thuộc Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT), Intel và Cơ quan Phát triển Quốc tế Mỹ (USAID).
Dịch vụ VSAT-IP của VNPT hiện được sử dụng để cung cấp kết nối Internet đến một mạng WiMAX/WiFi.
Trong phần 2 của dự án thử nghiệm WiMAX, Tả Van đã thiết lập được một hệ thống Internet và thoại VoIP kết nối với khu vực lân cận và thực tế là với phần còn lại của thế giới
Đây là một việc không dễ dàng cho một ngôi làng xa xôi trước kia gần như không được phủ sóng điện thoại di động và chỉ có hai đường điện thoại PSTN
Và người dân giờ đây đã có khả năng tiếp cận các dịch vụ viễn thông tiên tiến nhất như truy nhập Internet tốc độ cao hay gọi điện thoại giá rẻ VoIP.
11 điểm của Tả Van đã được kết nối, bao gồm một trạm y tế, Điểm BĐ-VHX ,Trường cấp 2 xã tả Van, trụ sở HĐND và một số nhà trọ cho khách du lịch.
Một hình ảnh mới ở Tả van
Mô hình thử nghiệm
Hệ thống WiMAX tại Tả Van sử dụng chuẩn WiMAX cố định: “802.16-2004 Rev d”
chạy ở giải tần số 3.3-3.4 GHz, có thời gian thử nghiệm 6 tháng từ tháng 5/2007 tới hết tháng 10/2007.
Dự án sẽ triển khai 01 trạm gốc BS tại Điểm BĐ-VHX Tả Van, và phủ sóng WiMAX cho 11 điểm trong xã.
Hệ thống thiết bị WiMAX được thử nghiệm là của Hãng Airspan do tập đoàn Intel cung cấp, có tên gọi là ASMAX. Các thiết bị WiMAX này đều sử dụng chip của Intel.
Các ứng dụng được thử nghiệm là:
(1) truy nhập Internet tốc độ cao. Có 05 CPE trong số 10 CPE sẽ triển khai được tích hợp WiFi sẽ được cấu hình tạo thành các Host post WiFi Free, cho các khách hàng truy cập miễn phí;
(2) Gọi điện thoại qua IP (VoIP), giữa các đầu cuối với nhau và với mạng PSTN. Tổng đài SIP Server sẽ được nối với mạng PSTN qua 2 line điện thoại.
Những kết quả bước đầu và khả năng nhân bản hệ thống thử nghiệm tại Tả Van:
Điểm khác biệt trong thử nghiệm ở dự án này là kết nối trung kế sử dụng thông tin vệ tinh
Một công nghệ được đánh giá là phù hợp cho việc triển khai một điểm truy cập Internet, VoIP cho vùng sâu vùng xa, những nơi mà việc triển khai hệ thống cáp là vô cùng khó khăn và phức tạp.
Tuy nhiên, hạn chế của thông tin vệ tinh là mỗi trạm đầu cuối vệ tinh chỉ phục vụ được cho một điểm sử dụng
khi cần phủ kín Internet cho cả một khu vực sẽ phải sử dụng rất nhiều đầu cuối dẫn tới giá thành cao và không khả thi. Sự kết hợp với WiMAX sẽ giải quyết được vấn đề này.
Khi cần phủ kín Internet cho một khu vực với bán kính rộng 10 km với địa hình sông núi như Tả Van thì việc sử dụng WiMAX sẽ là hợp lý nhất.
Một trạm gốc WiMAX được đặt trên nóc nhà Điểm BĐ-VHX, phủ sóng kín toàn bộ thung lũng, ở đâu có điện lưới ở đó có thể triển khai đầu cuối CPE WiMAX để kết nối Internet
Đồng thời trong dự án này, việc triển khai AP WiFi tại mỗi điểm thử nghiệm đã biến toàn bộ khu vực dân cư của Tả Van có sóng WiFi - một điều mà không phải khu vực trung tâm nào cũng có được.
Khách du lịch khi tới Tả Van, mang theo các thiết bị có khả năng truy nhập WiFi hoàn toàn có thể đứng bất kỳ đâu để kết nối Internet.
Mỗi điểm thử nghiệm được trang bị một máy tính và một điện thoại VoIP, kết quả bước đầu cho thấy:
Nhu cầu sử dụng Internet khá cao:
Tổng dung lượng trung bình ghi nhận tại trạm gốc của tất cả 11 điểm thử nghiệm là 300-500 Mbyte/ngày
Nhu cầu liên lạc cao
Chủ yếu là điện thoại
Việc triển khai toàn hệ thống gồm 01 trạm vệ tinh VSAT-IP và 01 hệ thống WiMAX với 10-30 đầu cuối diễn tra khá nhanh chóng.
Toàn bộ hệ thống WiMAX, điện thoại VoIP được các kỹ sư thực hiện cấu hình tại Hà Nội do đó khi triển khai tại Tả Van chỉ đơn thuần là công tác lắp đặt và hiệu chỉnh nên thời gian triển khai toàn hệ thống chỉ mất một tuần.
Dù vẫn còn trong giai đoạn sơ khai, thành công của dự án thử nghiệm WiMAX tại Tả Van đã cho thấy lạc quan về việc nhân bản giải pháp tới các cộng đồng xa xôi khác tại Việt Nam, và những nơi khác trên thế giới./.
CHƯƠNG IV SO SÁNH WIMAX VỚI CÁC CÔNG NGHỆ KHÁC
1. Công nghệ sử dụng sóng hồng ngoại
Sử dụng ánh sáng hồng ngoại là một cách thay thế các sóng vô tuyến để kết nối các thiết bị không dây, bước sóng hồng ngoại từ khoảng 0.75-1000 micromet.
Ánh sáng hồng ngoại không truyền qua được các vật chắn sáng, không trong suốt.
Về hiệu suất ánh sáng hồng ngoại có độ rộng băng tần lớn, làm cho tín hiệu có thể truyền dữ liệu với tốc độ rất cao
Tuy nhiên ánh sáng hồng ngoại không thích hợp như sóng vô tuyến cho các ứng dụng di động do vùng phủ sóng hạn chế.
Phạm vi phủ sóng của nó khoảng 10m, một phạm vị quá nhỏ. Vì vậy mà nó thường ứng dụng cho các điện thoại di động, máy tính có cổng hồng ngoại trao đổi thông tin với nhau với điều kiện là đặt sát gần nhau.
2. Công nghệ Bluetooth
Bluetooth hoạt động ở dải tần 2.4Ghz, sử dụng phương thức trải phổ FHSS.
Trong mạng Bluetooth, các phần tử có thể kết nối với nhau theo kiểu ngang hàng hoặc theo kiểu tập trung, có 1 máy xử lý chính và có tối đa là 7 máy có thể kết nối vào.
Khoảng cách chuẩn để kết nối giữa 2 đầu là 10 mét, nó có thể truyền qua tường, qua các đồ đạc vì công nghệ này không đòi hỏi đường truyền phải là tầm nhìn thẳng (LOS - Light of Sight).
Tốc độ dữ liệu tối đa là 740Kbps (tốc độ của dòng bit lúc đó tương ứng khoảng 1Mbps). Nhìn chung thì công nghệ này còn có giá cả cao.
3. Công nghệ HomeRF
Công nghệ này cũng giống như công nghệ Bluetooth, hoạt động ở dải tần 2.4GHz, tổng băng thông tối đa là 1,6Mbps và 650Kbps cho mỗi người dùng.
Điểm khác so với Bluetooth là công nghệ HomeRF hướng tới thị trường nhiều hơn. Việc bổ xung chuẩn SWAP - Standard Wireless Access Protocol cho HomeRF cung cấp thêm khả năng quản lý các ứng dụng multimedia một cách hiệu quả hơn.
4. Công nghệ HyperLAN
HyperLAN – High Performance Radio LAN theo chuẩn của Châu Âu là tương đương với công nghệ 802.11.
HyperLAN loại 1 hỗ trợ băng thông 20Mpbs, làm việc ở dải tần 5GHz .
HyperLAN 2 cũng làm việc trên dải tần này nhưng hỗ trợ băng thông lên tới 54Mpbs.
Công nghệ này sử dụng kiểu kết nối hướng đối tượng (connection oriented) hỗ trợ nhiều thành phần đảm bảo chất lượng, đảm bảo cho các ứng dụng Multimedia
5. Công nghệ WiFi
WiFi là mạng WLAN bao phủ một vùng giới hạn, đặc trưng trong các văn phòng, nhà hàng, gia đình,…
Công nghệ WiFi dựa trên chuẩn IEEE 802.11 cho phép các thiết bị truyền thông trong phạm vi 100m với tốc độ 54 Mbps.
Hiện nay công nghệ này khá phổ biến ở những thành phố lớn mà đặc biệt là trong các quán cafe.
6. Công nghệ 3G
3G là mạng WWAN - mạng không dây bao phủ phạm phạm vi rộng nhất.
Mạng 3G cho phép truyền thông dữ liệu tốc độ cao và dung lượng thoại lớn hơn cho những người dùng di động.
Tốc độ tải về của thiết bị 3G là 128 Kbps (khi sử dụng trong ôtô), 384 Kbps (khi thiết bị đứng yên hoặc chuyển động với tốc độ đi bộ) và 2 Mbps từ các vị trí cố định.
7. Công nghệ UWB
UWB ( Ultra Wide Band ) là một công nghệ mạng WPAN tương lai với khả năng hỗ trợ thông lượng cao lên đến 400 Mbps ở phạm vi ngắn tầm 10m.
UWB sẽ có lợi ích giống như truy nhập USB không dây cho sự kết nối những thiết bị ngoại vi máy tính tới PC.
USB sử dụng Công nghệ UWB
Sự khác biệt chính giữa WiFi và WiMAX là tốc độ và vùng che phủ.
WiFi có tốc độ 2MBps trong khi đó WiMAX có thể có tốc độ của đường hướng lên đạt 75MBps.
Khoảng cách che phủ cũng khác nhau 1 cách to lớn.
Một WiFi có bán kính che phủ tới vài trăm feet (phần nhỏ của kilometer) trong khi đó một WiMAX thực tế có thể che phủ với khoảng cách lên tới 10 kilometers.
Còn với 3G ???
được phát triển trên nền công nghệ thông tin di động và thích hợp với những người dùng di chuyển liên tục ở tốc độ lớn.
Tuy WIMAX 802.16e có thể mang đến cho người sử dụng khả năng truy cập dữ liệu khi đang di chuyển với tốc độ dưới 100 km/giờ nhưng cũng chưa phù hợp với những dịch vụ không gián đoạn dù giá cước có thể rẻ hơn.
WIMAX THEO ĐÀ PHÁT TRIỂN
Với Công nghệ cáp:
công nghệ cáp khẳng định vị thế ở những nơi không có tính di động nhưng đòi hỏi chất lượng kết nối cao như thoại video, truyền hình Internet.
Nhưng những ứng dụng có tính di động thì Cap không thể,mặt khác việc triển khai cáp rất tốn kém và chỉ có thể thực hiện ở vùng đô thị đông dân cư.
CHƯƠNG V NHẬN XÉT
1. Ưu điểm
Heä thoáng coù 4 öu ñieåm chính :
1. Chi phí thaáp
2. Ñoä bao phuû roäng
3. Coâng suaát cao
4. Chuaån cho truy caäp voâ tuyeán coá ñònh vaø di ñoäng
1. Chi phí thaáp
Cài đặt WiMax dễ dàng, tiết kiệm chi phí cho các nhà cung cấp dịch vụ và giảm giá thành dịch vụ cho người sử dụng.
WiMax tạo điều kiện thuận lợi hơn trong việc đưa các dịch vụ truyền dữ liệu về nông thôn, vùng sâu, vùng xa và những nơi dân cư đông đúc khó phát triển cơ sở hạ tầng mạng dây dẫn băng rộng...
các khu vực mà các công nghệ khác khó có thể cung cấp dịch vụ băng thông rộng, không khả thi để sử dụng DSL hoặc Cable Internet.
CPE vô tuyến cố định có thể sử dụng cùng loại chipset modem được sử dụng trong máy tính cá nhân (PC) và PDA, vì ở khoảng cách gần các modem có thể tự lắp đặt trong nhà
CPE như cáp, DSL và các trạm gốc có thể sử dụng cùng loại chipset chung được thiết kế cho các điểm truy cập WiMAX chi phí thấp
Cuối cùng là số lượng tăng cũng thỏa mãn cho việc đầu tư vào việc tích hợp mức độ cao hơn các chipset tần số vô tuyến (RF), làm chi phí giảm hơn nữa
2. Độ bao phủ rộng
Do WiMAX sử dụng kỹ thuật OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) qua các cơ chế điều chế đơn sóng mang với khả năng cung cấp hiệu suất băng thông cao hơn
Điều chế thích ứng (Adaptive Modulation) cũng làm tăng khả năng giữ điều chế 64QAM ở khoảng cách rộng hơn
Công nghệ WiMAX đã được tối ưu mang đến độ bao phủ NLOS tốt nhất.
Các ưu điểm của NLOS là:
độ bao phủ trên diện rộng
khả năng dự báo độ bao phủ tốt hơn
và chi phí thấp hơn có nghĩa là số trạm gốc và backhaul ít hơn
định cỡ RF đơn giản, các thời điểm lắp đặt tháp ngắn hơn
và lắp đặt CPE nhanh hơn.
3. Công suất cao
Do sử dụng OFDM qua điều chế đơn sóng mang, khả năng cung cấp hiệu suất băng thông cao hơn, -> thông lượng dữ liệu cao hơn, với luồng xuống (DL) hơn 1Mbit/s
Các tốc độ dữ liệu cao hơn nhiều dù trong NLOS với các điều kiện đa đường.
Điều chế thích ứng (Adaptive Modulation) cũng l#m tăng độ tin cậy đường kết nối đối với hoạt động phân loại sóng mang và tăng công suất qua các khoảng cách dài hơn.
4.Chuẩn cho truy cập vô tuyến cố định và di động
802.16e là 1 cấu trúc liên kết không đối xứng, cung cấp dịch vụ cho các thiết bị cầm tay : PDAs, phones, hoặc laptops
WiMAX sẽ trở thành một giải pháp chi phí hợp lý nhất cho các nhà khai thác triển khai các ứng dụng vô tuyến cố định và di động cho các máy xách tay và PDA. WIMAX b? sung tr?n v?n cho 3G v� Wi-Fi.
WIMAX cho ph�p c�c d?ch v? nhu tho?i v� email l� nh?ng d?ch v? dịi h?i m?ng cĩ d? tr? th?p ho?t d?ng du?c.
Nhược điểm của hệ thống
Về mặt kỹ thuật:
Dải tần WiMAX sử dụng không tương thích tại mọi quốc gia -> hạn chế khả năng phổ biến.
Vấn đề bảo mật được đánh giá là còn rất nhiều lỗ hổng.
Về chuẩn của WiMax: WiMax là một chuẩn công nghệ nhưng lại chưa được chuẩn hoá: ``Hiện tại WiMax đang sử dụng tới 10 công nghệ khác nhau và có tới 3 dạng nền cơ sở chưa thể liên thông tương thích``
Về mặt giá thành: mặc dù Wimax Forum-VTC đã thắt chặt các chuẩn để giảm giá song chi phí cho các thiết bị đầu cuối vẫn còn rất cao.
VD: 1 nước như Mỹ muốn lập 1 mạng WiMAX tầm quốc gia thì cần 3 tỷ USD
Khó khăn gặp phải khi triển khai
Giá cả thiết bị đầu cuối hiện còn đắt.
Số lượng hạn chế các nhà sản xuất các thiết bị đầu cuối.
Việc chuẩn hoá thiết bị khó đồng nhất do khả năng mềm dẻo,linh hoạt (flexibility) của WiMAX.
Việc kết nối, đánh số, chất lượng dịch vụ, bảo mật và an toàn mạng cần nghiên cứu cụ thể.
Cần một chi phí lớn phải bỏ ra để phát triển hạ tầng cho một hệ thống mới trong khi hệ thống cũ vẫn còn chưa được sử dụng hết.
Tương lai ứng dụng của WIMAX
Công nghệ WIMAX là giải pháp cho nhiều loại ứng dụng băng rộng tốc độ cao cùng thời điểm với khoảng cách xa và cho phép các nhà khai thác dịch vụ hội tụ tất cả trên mạng IP để cung cấp các dịch vụ: dữ liệu, thoại và video.
WIMAX với sự hỗ trợ QoS, khả năng vươn dài và công suất dữ liệu cao được dành cho các ứng dụng truy cập băng rộng cố định ở những vùng xa xôi, hẻo lánh cũng như khu vực thành thị ở các nước đang phát triển
WIMAX có khả năng thay thế đường Leased-line – giúp triển khai dịch vụ nhanh hơn đường cáp quang thay đường DSL – giúp tiếp cận nhanh hơn các đối tượng người dùng băng rộng.
Các điểm hotspot Wi-Fi – giúp giảm giá thành đường Leased-line và triển khai các điểm hostspot một cách nhanh chóng hơn
Khả năng roaming giữa các dịch vụ Wi-Fi và WiMax –mang lại nhiều lợi ích cho người sử dụng
Mô hình roaming wimax-wifi
Xu hướng phát triển trong việc sử dụng WiMAX
Công nghệ này thì tương đối mới, 1 vài đại lý đang tới gần với việc cung cấp các thiết bị này.
Intel và Fujitsu nằm trong số những người cung cấp đầu tiên của chips SoC phục vụ cho WiMAX
The SoCs` có thể được sử dụng để làm CPE sử dụng để truy cập các trạm cơ bản WBA
Tiềm năng lớn mạnh cho người sử dụng Internet không dây
intel, Nokia và Nokia Siemens Networks đang tiến hành kiểm tra khả năng hoạt động tương thích trên tất cả các thiết bị silicon WiMAX sắp được ra mắt của Intel dành cho laptop và các thiết bị Internet di động. Nhiều khả năng điện thoại Nokia Internet Tablet sẽ trở thành các thiết bị sẵn sàng kết nối với WiMAX đầu tiên
Nokia đã tung ra sản phẩm điện thoại di động dựng công nghệ internet WiMAX vào đầu năm 2008.
Công nghệ WiMAX cho hộp laptop, điện thoại và cả thiết bị di động khác truy cập internet tốc độ cao từ những khoảng cách xa các công nghệ trước đây.
Intel, Nokia, Samsung và Motorola đều hỗ trợ chuẩn mở WiMAX như một kết nối internet băng thông rộng không dây cùng với các mạng điện thoại di động thế hệ ba.
Nokia N800 Internet Tablet.
Nokia N810 phiên bản WiMAX
Điểm yếu của các mạng điện thoại di động thế hệ ba là truy cập internet có thể chậm lại nếu các mạng tràn ngập các cuộc gọi.
Các nhà sản xuất thiết bị WiMAX khẳng định các thiết bị cầm tay và cơ sở hạ tầng sử dụng cụng nghệ WiMAX sẽ rẻ hơn hệ thống 3G.
Hình ảnh chip Intel sử
dụng kỹ thuật WiMAX
Những rào cản đe dọa tương lai của WiMax
Nhiều dự án thử nghiệm kết nối băng rộng không dây đang được triển khai với số vốn đầu tư lớn. Tuy nhiên, giới chuyên môn đã liệt kê ít nhất 5 thách thức đối với các nhà cung cấp công nghệ này
Sức ép giảm giá chip, thiết bị và dịch vụ mạng là mối lo chính khi nhà cung cấp nghĩ về tương lai WiMax.
Giám đốc công nghệ Barry West của hãng Sprint (Mỹ) đầu năm nay khẳng định chi phí xây dựng mạng WiMax chỉ bằng 1/10 so với các mạng không dây khác.
.
Ngoài ra, người sử dụng sẽ dễ chấp nhận công nghệ mới hơn nếu giá phần cứng, như card WiMax dùng trong máy tính xách tay, xấp xỉ card Wi-Fi, còn thuê bao hàng tháng tương đương dịch vụ cáp và DSL.
Nếu chip WiMax khiến giá laptop tăng 40-50 USD theo ước tính hiện nay, thay vì 5-7 USD như đối với chip Wi-Fi, khách hàng sẽ chần chừ khi mua sản phẩm.
Ngoài chi phí, người tiêu dùng còn quan tâm đến việc WiMax mang đến cho họ những gì, hay công nghệ này có gì mà các mạng không dây băng rộng khác không thể cung cấp.
Để trả lời băn khoăn này, Intel mới đây đã so sánh game trên thiết bị kết nối WiMax và DSL nhằm chứng minh công nghệ không dây giúp mọingười chơi game trơn tru hơn.
Bên cạnh đó, khả năng lưu động cho phép những video mà người sử dụng vẫn xem trên PC đặt tại nhà và văn phòng giờ có thể được thưởng thức trong ô tô hay khi đi dạo.
Điểm khác biệt
Ngoài chi phí, người tiêu dùng còn quan tâm đến việc WiMax mang đến cho họ những gì, hay công nghệ này có gì mà các mạng không dây băng rộng khác không thể cung cấp.
Để trả lời băn khoăn này, Intel mới đây đã so sánh game trên thiết bị kết nối WiMax và DSL nhằm chứng minh công nghệ không dây giúp mọi người chơi game trơn tru hơn. Bên cạnh đó, khả năng lưu động cho phép những video mà người sử dụng vẫn xem trên PC đặt tại nhà và văn phòng giờ có thể được thưởng thức trong ô tô hay khi đi dạo.
Độ ổn định
Đây là mối quan tâm lớn đối với người dùng doanh nghiệp, bởi kết nối thiếu ổn định sẽ khiến khách hàng của họ bực mình.
Bên cạnh đó, theo hãng nghiên cứu Gartner, một trong những ưu thế của WiMax là khả năng phủ sóng cả một khu vực lớn, giúp nó hoạt động nhanh và đơn giản hơn so với việc chắp vá từng điểm truy cập Wi-Fi lại với nhau.
Sức cạnh tranh của nhà cung cấp WiMax
Đội quân hậu thuẫn WiMax hiện nay khá đông đảo, tiêu biểu là Intel, Nokia và Motorola. Ngoài ra có thể kể đến Nortel và nhiều công ty khác đang phát triển các bộ phận hỗ trợ như ăng-ten, chipset, phần mềm...
Tuy nhiên, họ sẽ phải tìm cách đối phó với Verizon và Vodafone khi hai hãng này giới thiệu công nghệ không dây Long-Term Evolution (LTE) trong thời gian tới.
LTE về cơ bản tương tự WiMax do cả hai dựa trên ăng-ten MIMO (multiple-input, multiple-output) và điều biến tần số trực giao để truyền tín hiệu.
Ngoài ra, AT&T cũng bắt đầu triển khai mạng BroadBandConnect 3G theo công nghệ HSDPA với tốc độ khoảng 400-700 Kb/giây và có thể tăng lên tới 14 Mb/giây.
Và cạnh tranh với dũng sỹ về tốc độ là 3G và mới đây là 4G
SAMSUNG USE 4G TECH
The End
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: Võ Ngọc Châu
Dung lượng: |
Lượt tài: 3
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)