công nghệ wimax
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

công nghệ wimax

on

  • 599 views

 

Statistics

Views

Total Views
599
Views on SlideShare
599
Embed Views
0

Actions

Likes
0
Downloads
33
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft Word

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    công nghệ wimax công nghệ wimax Document Transcript

    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 BÀI THỰC HÀNH MÔN : MẠNG TRUYỀN THÔNG Đề tài 2: Công nghệ WiMax GVHD: Đặng Trung Thành Sinh Viên:NHÓM 2 1. Huỳnh Thị Hải Âu 2. Võ Thị Mỹ Chanh 3. Nguyễn Thị Như 4. Đào Thị Hoài Thương 5. Võ Thị Ngọc Vĩ 1
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 Phần I: Tổng quan về công nghệ WiMax 1.Công nghệ vô tuyến. Công nghệ vô tuyến dựa trên môi trường truyền dẫn là môi trường không khí, khí quyển truyền thông tin thông qua sự truyền sóng điện từ trong môi trường vô tuyến.Cho đến nay, vô tuyến trở thành một hệ thống các công nghệ đa dạng phong phú gồm rất nhiều thành phần như công nghệ Viba, công nghệ vô tuyến bằng vệ tinh, công nghệ vô tuyến di động… 2.WIMAX trong công nghệ vô tuyến 2.1. Giới thiệu về WIMAX -WiMAX là một lĩnh vực thương mại công nghiệp, đi đầu và phát triển bởi các công ty hàng đầu sản xuất linh kiện và thiết bị truyền thông. Tiêu chuẩn đượcsử dụng cho phép kết nối thiết bị của nhiều hãng khác nhau nếu cùng thoả mã các điều kiện của Certification Wimax dựa trên tiêu chuẩn IEEE* 802.16 và ETSI* HIPERMAN. -Tiêu chuẩn 802.16a là công nghệ không dây mạng metropolitan area network (MAN) cung cấp khả năng thay thế các công nghệ truyền thống sử dụng cáp, DSL và T1/E1, last mile sang không cần sử dụng cáp. Và tương thích với việc kết nối các hot spots 802.11 tới mạng Internet. -WiMAX sẽ nhanh chóng được hoàn hiện trong thờigian tới vớikhả năng tương thích và khả năng đáp ứng bằng các thiết bị của các hãng khác nhau. Với ưu thế của mình.Wimax đang là lĩnh vực được rất nhiều công ty trên thế gới để ý, nghiên cứu và phát triển. -WiMAX đã được khởi động kể từ tháng 4 – 2001 dựa trên tiêu chuẩn 802.16 bằng việc kết hợp chặt chẽ với Wi-Fi 802.11. 2.2. Xu thế phát triển của công nghệ vô tuyến: - Xu hướng băng thông rộng di động Thế giới đang bước vào kỷ nguyên hội tụ của thông tin di động, máy tính và Internet. Điều này đã và đang tạo nên một xã hội đa phương tiện băng rộng. Các hệ thống tế bào hiện nay (thường hiểu là các hệ thống 2G) tuy đã được tối ưu hóa cho các dịch vụ thoại thời gian thực nhưng chúng có khả năng rất hạn chế trong việc cung cấp các dịch vụ đa phương tiện băng rộng bởi vì chúng có tốc độ truyền dữ liệu chậm và màn hiển thị nhỏ. Các hệ thống IMT-2000, hay gọi là các hệ thống 3G, đang trong quá trình phát triển với tốc độ dữ liệu nhanh hơn lên tới 2
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 384kbit/s (2Mbit/s về sau) và có màn hiển thị tốt hơn các hệ thống 2G. Thông tin truyền qua Internet sẽ ngày càng phong phú hơn. Các dịch vụ đa phương tiện băng rộng chẳng bao lâu nữa sẽ tràn đầy trong mạng cố định dựa trên công nghệ Internet thế hệ tiếp theo. Tuy nhiên, khả năng của các hệ thống 3G không thể đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của các dịch vụ đa phương tiện băng rộng. Điều này đặt ra là phải có một hệ thống thông tin mới có khả năng đáp ứng được các nhu cầu của truyền thông đa phương tiện. Các hệ thống tế bào đã mở ra một thời kỳ tiến bộ trong công nghệ vô tuyến và những thay đổi trong nhu cầu của người sử dụng (như trong hình 1.1). Bảng 1.1 chỉ ra sự tiến hóa của các hệ thống tế bào từ 1G đến 4G. Cùng với sự bùng nổ của lưu lượng Internet trong mạng cố định, yêu cầu cho các dải dịch vụ đang trở nên mạnh mẽ hơn thậm chí trong các mạng thông tin di động. Hệ thống tế bào 4G sẽ hỗ trợ tốc độ dữ liệu cao hơn các hệ thống tế bào 3G (W-CDMA,CDMA2000) 3
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 Tổng quan về các hệ thống thông tin tế bào.Các hệ thống mà hỗ trợ các dịch vụ dữ liệu tốc độ cực cao (ví dụ 1Gbit/s) thường là không có khả năng cung cấp một vùng bao phủ toàn quốc. -Thách thức phía trước : thách thức đầu tiên về mặt công nghệ của WiMAX đã được vượt qua sau khi Hội Truyền thông vô tuyến điện ITU chấp nhận đưa WiMAX vào họ công nghệ IMT-2000. Quyết định này đảm bảo cho các nhà khai thác và nhà quản lý trên toàn thế giới có thể yên tâm đầu tư vào WiMAX. Điều này đặc biệt quan trọng tại Châu AÁ đối với băng tần 2.5 GHz. Phần II: Công nghệ WiMax. 1. Lịch sử, quá trình phát triển. 1.1. Lịch sử. Vào giữa những năm 90, 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. 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. Các phương pháp truy nhập mạng đều có những đặc điểm riêng: • Moderm quay số điện thoại thì tốc độ thấp. • ADSL có tốc độ lên đến 8Mb/s nhưng cần có đường dây kết nối. 4
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 • Các thuê bao riêng thì giá đắt lại khó triển khai ở những địa hình phức tạp. • Hệ thống thông tin di động, GSM, GPRS có tốc độ truyền thấp. • Mạng Wifi (hay LAN không dây) chỉ áp dụng cho những máy tính có khoảng cách ngắn. Với thực tế như vậy, WiMax (Worldwide Interoprability for Microware Access) đã ra đời nhằm cung cấp phương tiện truy cập Internet không dây có thể thay thế cho ADSL và Wifi. Hệ thống WiMax có thể cung cấp đường truyền với tốc độ lên tới 70MB/s và có bán kính phủ sóng của trạm là 50km. Mô hình phủ sóng tương tự mạng tế bào, hoạt động mềm dẻo và tương tự như Wifi. 1.2. Quá trình phát triển. Quá trình phát triển của WiMax trải qua các chuẩn sau: a. Chuẩn cơ bản 802.16 basic Chuẩn 802.16 ban đầu được tạo ra với mục đích là tạo ra những giao diện (interface) không dây dựa trên một nghi thức MAC (Media Access Control) chung. Kiến trúc mạng cơ bản của 802.16 bao gồm một trạm phát (BS - Base Station) và người sử dụng (SS - Subscriber Station). Trong một vùng phủ sóng, trạm BS sẽ điều khiển toàn bộ sự truyền dự liệu (traffic). Điều đó có nghĩa là sẽ không có sự trao đổi truyền thông giữa hai SS với nhau. Nối kết giữa BS và SS sẽ gồm một kênh uplink và downlink. Kênh uplink sẽ chia sẻ cho nhiều SS trong khi kênh downlink có đặc điểm broadcast. Trong trường hợp không có vật cản giữa SS và BS (line of sight), thông tin sẽ được trao đổi trên băng tần cao. Ngược lại, thông tin sẽ được truyền trên băng tần thấp để chống nhiễu. b. Các chuẩn bổ sung (amendments) của WiMAX - 802.16a : Chuẩn này sử dụng băng tần có bản quyền từ 2 - 11 GHz. Đây là băng tần thu hút được nhiều quan tâm nhất vì tín hiệu truyền có thể vượt được các chướng ngại trên đường truyền. 802.16a còn thích ứng cho việc triển khai mạng Mesh mà trong đó một thiết bị cuối (terminal) có thể liên lạc với BS thông qua một thiết bị cuối khác. Với đặc tính này, vùng phủ sóng của 802.16a BS sẽ được nới rộng. - 802.16b: Chuẩn này hoạt động trên băng tần từ 5 – 6 Ghz với mục đích cung ứng dịnh vụ với chất lượng cao (QoS). Cụ thể chuẩn ưu tiên truyền thông tin của những ứng dụng video, thoại, real-time thông qua những lớp dịch vụ khác nhau (class of service). Chuẩn này sau đó đã được kết hợp vào chuẩn 802.16a. - 802.16c : Chuẩn này định nghĩa thêm các profile mới cho dãi băng tần từ 10-66GHz với mục đích cải tiến interoperability. - 802.16d : Có một số cải tiển nhỏ so với chuẩn 802.16a. Chuẩn này được chuẩn hóa 2004. Các thiết bị pre-WiMAX có trên thị trường là dựa trên chuẩn này. - 802.16e : Đang trong giai đoạn hoàn thiện và chuẩn hóa. Đặc điểm nổi bật của chuẩn này là khả năng cung cấp các dịch vụ di động (vận tốc di chuyển lớn nhất mà vẫn có thể dùng tốt dịch vụ này là 100km/h). 5
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 - Ngoài ra còn có nhiều chuẩn bổ sung khác đang được triển khai hoặc đang trong giai đoạn chuẩn hóa như 802.16g, 802.16f, 802.16h... 2. Ưu điểm, nhược điểm của công nghệ WiMax. 2.1. Ưu điểm. Kiến trúc mềm dẻo: WiMax hỗ trợ một vài kiến trúc hệ thống, bao gồm điểm tới điểm, điểm tới đa điểm, bao phủ khắp nơi. MAC (điều khiển truy cập phương tiện) WiMax hỗ trợ điểm tới đa điểm và các dịch vụ ở khắp nơi bằng cách sắp xếp một khe thời gian cho mỗi trạm thuê bao (SS). Bảo mật cao: WiMax hỗ trợ ASE (chuẩn mật mã hóa tiên tiến) và DES (chuẩn mật mã hóa số lượng). Bằng cách mật mã hóa các liên kết giữa BS và SS, WiMax cung cấp các thuê bao riêng (chống nghe trộm) và bảo mật trên giao diện không dây băng rộng. Đồng thời chông ăn trộm dịch vụ và bảo vệ dữ liệu. Triển khai nhanh: So với sự triển khai cảu các giải pháp dây, WiMax yêu cầu ít hoặc không yêu cầu kế hoạch mở rộng. Khi anten được lắp đặt và được cấp nguồn, WiMax sẽ sẵn sàng phục vụ. Triển khai WiMax có thể hoàn thành trong mấy giờ, so với mấy tháng cho các giải pháp khác. QoS WiMax: WiMax có thể được tối đa hóa hỗn hợp lưu lượng được mang. Dung lượng cao: sử dụng điều chế bậc cao và độ rộng băng tần, các hệ thống WiMax có thể cung cấp độ rộng băng tần đáng kể cho các người sử dụng đầu cuối. Độ bao phủ rộng hơn: WiMax hỗ trợ các điều chế đa mức bao gồm: BPSK, QPSK, 16 – QAM và 64 – QAM. Khi được trang bị với một bộ khuyeechs đại công suất lớn và hoạt động với điều chế mức thấp, các hệ thống WiMax có thể bao phủ một vùng địa lí rộng khi đường giữa BS và SS thông suốt. Mang lại lợi nhuận: WiMax dựa trên chuẩn quốc tế mở, chi phí thấp, các chipsetđược sản xuất hàng loạt điều chỉnh giá giảm xuống. Dịch vụ đa mức: Là loại mà Qó đạt được dựa vào hợp đồng mức dịch vụ (SLA) giữa nhà cung cấp và người sử dụng. Có những SLA khác nhau cho những người đăng kí khác nhau và thậm chí cho những người đăng kí khác nhau trong cùng một SS. Khả năng cùng vận hành: WiMax dựa vào các chuẩn trung lập, quốc tế, làm cho người sử dụng đầu cuối có thể dễ dàng truyền tải và sử dụng SS của họ tại các vị trí khác nhau, hoặc với các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau. Khả năng mang theo được: Với hệ thống tổ ong, khi SS WiMax được cấp công suất, nó tự nhận dạng và xác định các đặc tính của BS. Tính di động: các cải tiến của chuẩn 802.16e IEEE tạo ra cho lớp vật lí OFDMA và OFDM để cung cấp các thiết bị và dịch vụ trong môi trường di động. Quá trình hoạt độn tầm nhìn không thẳng: WiMax dựa vào công nghệ NLOS có dung lượng vốn có để phân phát độ rộng băng tần rộng của NLOS. WiMax cho pheps car hai coong nghệ TDD và FDD cho phân chia đường dẫn của hướng lên và hướng xuống. 2.2. Nhược điểm, hạn chế. 6
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 • Ảnh hưởng của thời tiết xấu đặc biệt là mưa to làm gián đoạn các dịch vụ. • Các sóng vô tuyến điện lân cận có thể gây nhiễu với kết nối WIMAX và là nguyên nhân gây suy giảm dữ liệu trên đường truyền hoặc làm mất kết nối. • Ngoài ra vì đây là công nghệ hoàn toàn mới do đó việc chuẩn hóa chưa thực sự trên phạm vi toàn thế giới nên khó khăn trong lắp ráp, thay thế ở các khu vực khác nhau. 3. Nguyên tắc hoạt động. WIMAX sử dụng kĩ thuật phát sóng vô tuyến ngắn để kết nối các máy tính tới một khu vực của thông qua các dây kết nối ADSL hoặc các bộ biến đổi cáp. Do đó rất phù hợp với không gian gần từ các trạm chính nơi mà yêu cầu thiết lập đường nối dữ liệu tới mạng toàn cầu được đưa ra. Sử dụng trong vòng 3 đến 5 dặm của trạm chính sẽ có thể thiết lập đường truyền với tốc độ lên tới 70Mb/s. Người sử dụng trong vòng bán kính 30 dặm từ trạm chính với một anten ROD và truyền trong tầm nhìn thẳng sẽ có thể kết nối với tốc độ lên tới 280Mb/s. Cấu trúc WIMAX gồm 2 phần: • Trạm phát: cũng như trạm BTS trong mạng thông tin di động với công suất lớn có thể phủ sóng một vùng rộng tới 8000km2. • Trạm thu: có thể là các anten nhỏ như các thẻ (card) mạng cắm vào hoặc được thiết lập sẵn trên Mainboard bên trong máy tính. Các trạm (BTS) phát được kết nối với mạng Internet thông qua các đường truyền tốc độ cao dành riêng hoặc có thể nối tới một BTS khác như một trạm trung chuyển bằng đường truyền thẳng LOS (Line of sight), vì vậy mà WIMAX có vùng phủ sóng rộng lớn. Các anten thu, phát có thể trao đổi thông tin với nhau qua các tia truyền sóng thẳng hoặc các tia phản xạ. Trong trường hợp truyền thẳng các anten được đặt cố định trên các điểm cao, tín hiệu ổn định và tốc độ truyền có thể đạt tối đa. Có thể sử dụng ở tần số cao lên đến 66Ghz bởi vì tần số này tín hiệu ít bị giao thoa với các kênh tín hiệu khác và băng 7
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 thông sử dụng cũng lớn hơn. Nếu có tia phản xạ thì WIMAX dùng băng tần thấp hơn 2 - 11Ghz vì ở tần số thấp tín hiệu dễ dàng vượt qua các vật cản, có thể phản xạ, nhiễu xạ, uốn cong, vòng qua các vật để đến đích. Về mặt cấu trúc phân lớp, WIMAX được chia thành 4 lớp: • Lớp con tiếp ứng (convergence) làm nhiệm vụ giao diện giữa lớp đa truy nhập và các lớp trên. • Lớp đa truy nhập (MAC). • Lớp truyền dẫn (Transmission). • Lớp vật lí. Các lớp này tương ứng với hai lớp dưới cùng của mô hình OSI và được tiêu chuẩn hóa để có thể giao tiếp với các ứng dụng lớp trên 4. Phân loại WiMax. 4.1. WiMax cố định. Mô hình cố định sử dụng các thiết bị theo tiêu chuẩn IEEE.802.16-2004. 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. 8
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 Mô hình ứng dụng WiMAX cố định Tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004 cũng cho phép đặt anten trong nhà nhưng tất nhiên tín hiệu thu không khỏe bằng anten ngoài trời. Băng tần công tác (theo quy định và phân bổ của quốc gia) trong băng 2,5GHz hoặc 3,5GHz. Độ rộng băng tầng là 3,5MHz. Trong mạng cố định, WiMAX thực hiện cách tiếp nối không dây đến các modem cáp, đến các đôi dây thuê bao của mạch xDSL hoặc mạch Tx/Ex (truyền phát/chuyển mạch) và mạch OC-x (truyền tải qua sóng quang). Sơ đồ kết cấu mạng WiMAX được đưa ra trên hình trên. Trong mô hình này bộ phận vô tuyến gồm các trạm gốc WiMAX BS (làm việc với anten đặt trên tháp cao) và các trạm phụ SS (SubStation). Các trạm WiMAX BS nối với mạng đô thị MAN hoặc mạng PSTN. 4.2. WiMax di động. Công nghệ WIMAX không chỉ sử dụng cho hệ thống cố định mà người ta còn rất chú trọng đến công nghệ di động do đây là một thế mạnh cho tương lai của công nghệ này. Sau đây là một số đặc tính riêng của WIMAX di động: a Quản lý nguồn Hai chế độ hoạt động nguồn hiệu suất cao được hỗ trợ trong WiMAX di động là: Chế độ ngủ và chế độ rỗi.  Chế độ ngủ là trạng thái mà ở đó thiết bị di động sắp xếp các chu kỳ định trước vắng mặt không liên lạc với giao tiếp vô tuyến của trạm gốc cung cấp dịch vụ. Các chu kỳ này đặc trưng bởi tính không khả dụng của thiết bị di động MS đối với lưu lượng tuyến lên UL hoặc tuyến xuống DL. Chế độ ngủ được dự định để tối thiểu hoá sử dụng nguồn của thiết bị di động và tối thiểu hoá việc sử dụng các tài nguyên giao tiếp vô tuyến của trạm gốc cung cấp dịch vụ. Chế độ ngủ cung cung cấp sự linh hoạt cho thiết bị di động MS để quét các trạm gốc khác nhằm thu thập thông tin trợ giúp chuyển vùng trong suốt.  Chế độ rỗi cung cấp một cơ cấu cho thiết bị di động MS trở thành khả dụng theo chu kỳ đối với việc nhắn tin lưu lượng quảng bá tuyến xuống DL không cần đăng ký ở một trạm gốc xác định khi thiết bị di động di chuyển qua một môi trường vô tuyến giao bởi nhiều trạm gốc. Chế độ rỗi tạo thuận lợi cho thiết bị di động nhờ việc loại bỏ yêu cầu chuyển vùng và các hoạt động thông thường khác và tạo thuận lợi cho mạng và trạm gốc nhờ việc bỏ qua giao tiếp vô tuyến và lưu lượng chuyển vùng mạng khỏi các thiết bị di động không kích hoạt trong khi vẫn cung cấp 9
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 phương thức đơn giản theo chu kỳ thời gian (nhắn tin) để cảnh báo cho thiết bị di động sắp có lưu lượng tuyến xuống DL. b.Chuyển vùng: Có 3 phương thức chuyển vùng hỗ trợ trong chuẩn 802.16e:  Chuyển vùng cứng (HHO)  Chuyển đổi trạm gốc nhanh (FBSS)  Chuyển giao đa dạng riêng (MDHO) Trong những phương thức này HHO là bắt buộc trong khi FBSS và MDHO là hai phương thức lựa chọn. Khi FBSS được hỗ trợ, thiết bị di động MS và trạm gốc BS duy trì một danh sách các BS mà liên quan trong FBSS với thiết bị di động. Tổ hợp này được gọi là tổ hợp tích cực. Trong FBSS, thiết bị di động giám sát liên tục các trạm gốc trong tổ hợp tích cực. Trong số các trạm gốc BS ở trong tổ hợp tích cực, một BS chủ chốt được xác định. Khi hoạt động trong FBSS, thiết bị di động MS chỉ thông tin với trạm gốc chủ chốt bằng các bản tin tuyến lên và tuyến xuống bao gồm quản lý và các kết nối lưu lượng. Việc chuyển đổi từ một trạm gốc chủ này sang một trạm khác (tức là chuyển vùng BS) được thực hiện không cần chỉ dẫn rõ dàng các bản tin báo hiệu HO. Trạm BS chủ cập nhật các thủ tục được thiết lập bằng cường độ tín hiệu thông tin của trạm gốc cung cấp dịch vụ qua kênh CQI. Một chuyển vùng FBSS bắt đầu với một quyết định bởi một thiết bị di động thu hoặc phát dữ liệu từ trạm gốc chủ mà có thể thay đổi trong tổ hợp tích cực. Thiết bị di động quét các trạm gốc BS bên cạnh và lựa chọn những trạm mà phù hợp để kết hợp vào trong tổ hợp tích cực. Thiết bị di động báo cáo cho các trạm gốc được lựa chọn và tổ hợp tích cực cập nhật thủ tục được thực hiện nhờ trạm gốc và thiết bị di động. Thiết bị di động giám sát liên tục cường độ tín hiệu của các trạm gốc BS ở trong tổ hợp tích cực và lựa chọn một trạm gốc BS từ tổ hợp này trở thành trạm gốc chủ. Thiết bị di động MS báo cáo cho trạm gốc chủ được chọn trên CQICH hoặc thiết bị di động khởi tạo bản tin yêu cầu chuyển vùng HHO. Một yêu cầu quan trọng của FBSS đó là dữ liệu được phát tương hỗ tới tất cả các thành viên của tổ hợp các trạm gốc tích cực có thể phục vụ thiết bị di động. Đối với các thiết bị di động MS và các trạm gốc BS mà hỗ trợ MDHO, thiết bị di động MS và trạm gốc BS duy trì một tổ hợp tích cực các trạm gốc BS liên quan trong MDHO với thiết bị di động. Trong số các trạm gốc BS ở trong tổ hợp tích cực, một trạm gốc BS chủ được xác định. Chế độ hoạt động chuẩn ám chỉ trường hợpMDHO tiêu biểu với tổ hợp tích cực gồm một trạm gốc đơn. Khi hoạt động trong MDHO, thiết bị di động thông tin với tất cả các BS bằng tổ hợp các bản tin unicast tuyến lên hoặc tuyến xuống và lưu lượng từ nhiều các BS trong cùng một đơn vị thời gian. Đối với MDHO tuyến xuống, 2 hay nhiều hơn các trạm gốc BS cung cấp truyền dẫn dữ liệu tuyến xuống của MS đồng bộ như là sự kết hợp đa dạng được thực hiện ở thiết bị di động MS. Đối với MDHO tuyến lên, truyền dẫn từ thiết bị di động MS được thu bởi nhiều trạm gốc BS mà ở đó việc lựa chọn đa dạng thông tin thu được thực hiện. 4.2.Công nghệ 10
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 4.2.1. Lớp vật lí. 4.2.1.1. OFDM Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) là một kĩ thuật ghép kênh chia nhỏ băng thông thành nhiều sóng mang con tần số.Trong một hệ thống OFDM, luồng dữ liệu đầu vào được chia thành một số luồng con song song có tốc độ dữ liệu giảm (vì vậy tăng khoảng kí hiệu) và mỗi luồng con được điều chế, được phát trên một sóng mang con trực giao riêng. Khoảng thời gian kí hiệu tăng cải thiện độ mạnh của OFDM cho trải trễ. Hơn nữa, tiền tố vòng (CP) có thể loại trừ hoàn toàn nhiễu kí hiệu (ISI) chỉ cần khoảng thời gian CP dài hơn trải trễ kênh. CP thường là sự lặp lại các mẫu trước đó của phần dữ liệu của khối được gắn vào điểm bắt đầu tải trọng dữ liệu như trong hình 3.2. CP ngăn chặn nhiễu khối, tạo vòng xuất hiện kênh và cho phép cân bằng miền tần số ít phức tạp. Mặt hạn chế của CP là nó đưa ra mào đầu (overhead) làm giảm hiệu quả băng thông. Khi mà CP làm giảm một phần băng thông, thì ảnh hưởng của CP giống với “hệ số roll-off” trong hệ thống đơn sóng mang sử dụng bộ lọc cosin tăng. Vì OFDM cónhiều đoạn cong, hầu hết phổ “brick-wall”, một phân số lớn băng thông kênh được cấp phát có thể được sử dụng cho truyền dẫn dữ liệu, điều này có thể giúp làm giảm tổn thất hiệu quả vì tiền tố vòng. Kiến trúc cơ bản của một hệ thống OFDM OFDM khai thác phân tập tần số của kênh đa đường bởi mã hóa và đan xen thông tin qua sóng mang con trước khi truyền dẫn. Điều chế OFDM có thể được thực hiện hiệu quả với biến đổi Fourrier ngược nhanh (IFFT), mà cho phép một số lượng lớn sóng mang con (lên tới 2048) với độ phức tạp thấp. Trong một hệ thống OFDM, tài nguyên khả dụng trong miền thời gian là các kí hiệu OFDM và trong miền tần số là các sóng mang con. Các tài nguyên thời gian và tần số có thể được sắp xếp thành các kênh con để cấp phát cho từng người sử dụng. Đa truy nhập ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDMA) là một kế hoạch ghép kênh/đa truy nhập để cung cấp hoạt động ghép kênh của luồng dữ liệu từ nhiều 11
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 người sử dụng trên các kênh con đường xuống và đa truy nhập đường lên bởi các kênh con đường lên. 4.2.1.2. Cấu trúc lớp kí hiệu OFDM và phân kênh con. Cấu trúc kí hiệu OFDMA gồm có 3 loại sóng mang con • Sóng mang con dữ liệu để truyền dẫn dữ liệu. • Sóng mang con hoa tiêu cho mục đích ước tính và đồng bộ. • Sóng mang con vô giá trị không dùng cho truyền dẫn, mà sử dụng cho các dải bảo vệ và các sóng mang DC. Các sóng mang con tích cực (dữ liệu và hoa tiêu) được nhóm thành các tập con gọi là các kênh con. Lớp vật lí OFDMA WIMAX hỗ trợ kênh con trong cả DL và UL. Đơn vị tài nguyên thời gian - tần số nhỏ nhất của phân kênh con là một khe bằn 48 tone dữ liệu (sóng mang con). Có hai loại hoán vị sóng mang con phân cho kênh con:phân tập và liền kề. Hoán vị phân tập đưa các sóng mang con giả ngẫu nhiên vào dạng một kênh con. Nó cung cấp phân tập tần số và trung bình hóa nhiễu giữa các tế bào. Các hoán vị phân tập bao gồm DL FUSC (sóng mang con được sử dụng hoàn toàn), DL PUSC (sóng mang con được sử dụng một phần), UL PUSC và các hoán vị không bắt buộc. Cấu trúc sóng mang con OFDMA 13 12
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 Các thông số S-OFDMA 4.2.1.4. Cấu trúc khung TDD. PHY 802.16e hỗ trợ TDD và hoạt động FDD song công và bán song công. TDD thì ưu tiên hơn cho mô hình song công với các lý do sau đây: • TDD cho phép điều chỉnh tỉ lệ đường lên/đường xuống để hỗ trợ hiệu quả lưu lượng đường lên/đường xuống không đối xứng, trong khi đó với FDD, đường lên và đường xuống lúc nào cũng cố định và nhìn chung thì băng thông UL và DL bằng nhau. • TDD đảm bảo những đặc quyền kênh để hỗ trợ tốt hơn thích ứng đường, MIMO và các kĩ thuật anten ưu điểm chống lặp khác. • Không giống FDD, cái mà yêu cầu một cặp kênh, TDD chỉ yêu cầu một kênh đơn cho cả đường lên và đường xuống, cung cấp tính mềm dẻo tốt hơn để thích ứng cấp phát phổ rộng khác nhau. • Thiết kế máy thu phát vô tuyến cho TDD thì ít phức tạp hơn nên rẻ hơn. 13
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 Cấu trúc khung WIMAX OFDMA Trong một khung, các thông tin điều khiển sau đây được sử dụng để đảm bảo hoạt động hệ thống bình thường:  Đoạn mở đầu: đoạn mở đầu được sử dụng cho đồng bộ, là kí hiệu OFDM đầu tiên của khung.  Tiêu đề điều khiển khung (FCH): FCH nằm sau đoạn mở đầu. nó cung cấp thông cấu hình khung giống như độ dài bản tin MAP và kế hoạch mã hóa và thích hợp việc sử dụng các kênh con.  DL-MAP và UL-MAP: DL-MAP và UL-MAP cung cấp cấp phát kênh con và các thông tin điều khiển khác cho tách biệt các khung con DL và UL.  Sắp xếp UL: kênh con sắp xếp UL được cấp phát cho trạm di động (MS) để thực hiện chống lặp thời gian, tần số và điều chỉnh công suất bằng các yêu cầu băng thông.  UL CQICH: Kênh UL CQICH được cấp phát cho MS để thông tin trạng thái kênh hồi tiếp.  UL ACK: UL ACK được cấp phát cho MS để chấp nhận DL HARQ hồi tiếp. 4.2.1.5. Các đặc trưng cơ bản của lớp vật lí. Điều chế thích ứng và mã hóa (AMC), yêu cầu lặp lại tự động nhanh (HARQ) và hồi tiếp kênh nhanh (CQICH) được giới thiệu với WIMAX di động để tăng mật độ và công suất cho WIMAX trong các ứng dụng di động. 14
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 Hỗ trợ QPSK, 16QAM và 64QAM có tính bắt buộc trong DL của WIMAX di động. Trong UL, 64QAM là không bắt buộc. Cả mã xoắn (CC) và mã turbo xoắn (CTC) với độ dài mã thay đổi và mã hóa lặp được hỗ trợ. Mã turbo khối mã kiểm tra cờ mật độ thấp (LDPC) được hỗ trợ nhưng hông bắt buộc. Các điều chế và mã hóa được hỗ trợ Trạm gốc sắp xếp xác định tốc độ dữ liệu thích hợp (hoặc hiện trạng burst) cho mỗi burst được cấp phát dựa vào cỡ bộ đệm, điều kiện truyền kênh tại phía thu... Một kênh chỉ thị chất lượng kênh (CQI) được dùng để cung cấp thông tin trạng thái kênh có thể được hồi tiếp bởi CQICH gồm có: CINR vật lí, tác động CINR, lựa chọn mô hình MIMO và lựa chọn kênh con lựa chọn tần số. Với sự thực hiện TDD, thích ứng đường cũng có thể đem lại ưu điểm của đặc quyền kênh để cung cấp phạm vi của điều kiện kênh chính xác hơn (giống như sự thăm dò). Yêu cầu lặp tự động nhanh (HARQ) được hỗ trợ bởi WIMAX di động. HARQ cho phép sử dụng N kênh giao thức “stop and wait”, cung cấp đáp ứng nhanh với các lỗi gói và cải thiện mật độ cạnh tế bào. Theo đuổi tính kết hợp và không bắt buộc, sự thừa lãi (incremental redundancy) được hỗ trợ để cải thiện độ tin cậy của truyền lại. Một kênh ACK riêng cũng được cung cấp trong đường xuống cho tín hiệu HARQ ACK/NACK. Hoạt động HARQ đa kênh cũng được hỗ trợ. ARQ dừng và đợi đa kênh với một số nhỏ kênh là một giao thức đơn giản hiệu quả để giảm yêu cầu bộ nhớ cho HARQ và dừng. WIMAX cung cấp tín hiệu để cho phép hoạt động không đồng bộ hoàn toàn. Hoạt động không đồng bộ cho phép trễ khác nhau giữa các truyền lại, đưa ra độ tin cậy hơn để sắp xếp tại giá trị của cộng phần đầu (overhead) cho mỗi cấp phát truyền lại. HARQ kết hợp cùng với CQICH và AMC cung cấp thích ứng 15
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 đường mạnh hơn trong môi trường di động tại tốc độ của xe ô tô khoảng 120 km/h. 4.2.1.6. So sánh OFDM và OFDMA. WIMAX fixed áp dụng công nghệ OFDM WIMAX theo chuẩn 802.16eáp dụng công nghệ OFDMA Hai công nghệ này có vài sự khác biệt như sau: • Công nghệ OFDMA cũng áp dụng cách chia băng to thành các băng con trực giao giống như OFDM, tuy nhiên ở OFDMA, các sóng mang con này được nhóm lại thành các nhóm, mỗi nhóm sẽ được gán cho một người dùng khác nhau. Ngoài các sóng mang dữ liệu và bảo vệ, trong OFDMA còn có các sóng mang đánh dấu (Pilot Carriers) nhằm phục vụ cho việc đồng bộ. • Trong OFDM chỉ một người dùng hoạt động trong một khe thời gian, tuy nhiên, trong OFDMA, nhiều người dùng có thể cùng hoạt động trong một khe thời gian. Do đó, nếu chỉ có một người dùng trong khe thời gian, toàn bộ công suất sẽ được dồn lại cho người dùng này. Điều này mang lại độ lợi 15dB so với OFDM. • Trong OFDMA nhiều người dùng có thể chia sẻ một khe thời gian nên việc quản lí phổ tần số và công suất phát linh hoạt hơn 16
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 Với WIMAX áp dụng công nghệ OFDM, nên chỉ sử dụng phương thức truy nhập FDD, trong khi với công nghệ OFDMA, sẽ sử dụng được phương thức truy nhập TDD. Hai phương thức này có những đặc điểm như sau: • FDD yêu cầu đường lên và đường xuống là hai tần số khác nhau, do đó không tiết kiệm dải tần. • TDD thì cả đường lên và đường xuống đều dùng cùng một tấn số, chỉ nhau về khe thời gian truy nhập, do đó tiết kiệm được dải tần. 17
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 • FDD thì tốc độ đường lên và đường xuống luôn bằng nhau, trong khi TDD thì có thể điều chỉnh được giữa tốc độ đường lên và đường xuống. 4.2.2. Chất lượng dịch vụ QoS 4.2.2.1. Chất lượng dịch vụ Với đường vô tuyến nhanh, công suất đường lên/đường xuống không đối xứng, tính chất tài nguyên nhiều và một kĩ thuật cấp phát tài nguyên tin cậy, WIMAX di động có thể phù hợp các yêu cầu QoS cho một rải rộng của các dịch vụ dữ liệu và các ứng dụng. Trong lớp MAC WIMAX di động, QoS được cung cấp qua các luồng dịch vụ . Hỗ trợ QoS WIMAX di động Có một luồng theo một hướng duy nhất của các gói được cung cấp với thiết lập các thông số QoS. Trước đây cung cấp một loại dịch vụ dữ liệu, trạm gốc và đầu cuối người sử dụng đầu tiên thiết lập một đường logic theo một hướng duy nhất giữa các MAC ngang cấp được gọi là kết nối. Sau đó MAC ngoài cùng kết hợp các gói đi ngang qua giao diện MAC thành một luồng dịch vụ, rồi được chuyển qua kết nối. Các thông số QoS kết hợp với luồng dịch vụ định nghĩa bậc truyền dẫn và lập lịch trên giao diện vô tuyến. Vì vậy QoS hướng kết nối có thể cung cấp điều khiển chính xác qua giao diện vô tuyến. Khi đó giao diện vô tuyến thường là bottleneck, QoS hướng kết nối có thể cho phép hiệu quả điều khiển QoS đầu cuối đầu cuối. Các thông số luồng dịch vụ có thể được điều khiển động qua các bản tin MAC để điều chỉnh các yêu cầu dịch vụ động. Luồng dịch vụ trên cơ sở kĩ thuật QoS được ứng dụng cho cả DL và UL để cung cấp cải thiện QoS trong cả hai hướng. WIMAX di động hỗ trợ một dải rộng các dịch vụ dữ liệu và các ứng dụng với các yêu cầu QoS thay đổi. Tất cả được tổng kết. 18
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 Chất lượng dịch vụ và ứng dụng WIMAX di động 4.2.2.2. MAC Lớp MAC dựa vào chuẩn DOCSIS chứng minh thời gian và có thể hỗ trợ lưu lượng dữ liệu bùng nổ với yêu cầu tốc độ đỉnh cao trong khi đó, đồng thời hỗ trợ sắp xếp video và lưu lượng thoại lacenty-sensitive qua cùng kênh. Cấp phát tài nguyên tới một đầu cuối bởi sắp xếp MAC có thể thay đổi từ một khe thời gian đơn thành toàn bộ khung, vì vậy cung cấp một dải động rất rộng của thông lượng tới người sử dụng đầu cuối đặc biệt tại các thời gian nhất định. 19
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 Dịch vụ lập lịch MAC Dịch vụ lập lịch MAC WIMAX di động được thiết kế để truyền hiệu quả các dịch vụ băng rộng bao gồm thoại, dữ liệu và video qua kênh không dây băng rộng thời gian biến đổi. Dịch vụ lập lịch MAC có các đặc điểm sau đây : •Lập lịch dữ liệu nhanh: Lập lịch MAC phải cấp phát hiệu quả tài nguyên sẵn có trong đáp ứng lưu lượng dữ liệu bùng nổ và các điều kiện kênh thời gian thay đổi. Lập lịch được định vị tại mỗi trạm gốc để cho phép đáp ứng nhanh với các yêu cầu lưu lượng và các điều kiện kênh. Các gói dữ liệu được kết hợp thành các luồng dịch vụ với định nghĩa các thông số QoS trong lớp MAC, vì vậy lập lịch có thể xác định chính xác bậc truyền dẫn gói qua giao diện vô tuyến. Kênh CQICH cung cấp thông tin hồi tiếp kênh nhanh để cho phép lập lịch để lựa chọn điều chế và mã hóa thích hợp cho mỗi cấp phát. •Lập lịch cho cả UL và DL: dịch vụ lập lịch được cung cấp cho cả lưu lượng UL và DL. Lập lịch MAC hợp lí để thực hiện cấp phát tài nguyên hiệu quả và cung cấp QoS mong muốn trong UL, UL phải hồi tiếp chính xác và thông tin thời gian như các điều kiện lưu lượng và các yêu cầu QoS. Các kĩ thuật yêu cầu băng thông đa đường xuống, giống như yêu cầu băng thông qua kênh sắp xếp, yêu cầu đội và bầu cử được thiết kế để hỗ trợ các yêu cầu băng thông UL. Luồng dịch vụ UL định nghĩa kĩ thuật hồi tiếp cho mỗi kết nối đường xuống để đảm bảo dự báo hoạt động lập lịch UL. Hơn nữa, với các kênh con UL trực giao, không có nhiễu liên tế bào. Lập lịch UL có thể cấp phát tài nguyên hiệu quả hơn và ép buộc QoS tốt hơn. Loại QoS Ứng dụng UGS (Dịch vụ trợ cấp tự VoIP nguyện) Đặc điểm QoS • Tốc độ duy trì lớn nhất • Dung sai trễ lớn nhất • Dung sai trượt rtPS (Dịch vụ bầu cử thời Dòng Audio hoặc Video gian thực) 20 • Tốc độ dành riêng nhỏ nhất • Tốc độ duy trì lớn nhất • Dung sai trễ lớn nhất • Ưu tiên lưu lượng
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 ErtPS (Dịch vụ bầu cử thời Thoại với tách sóng tích • Tốc độ dành riêng nhỏ gian thực mở rộng) cực (VoIP) nhất • Tốc độ duy trì lớn nhất • Dung sai trễ lớn nhất • Dung sai trượt • Ưu tiên lưu lượng nrtPS (Dịch vụ bầu cử Giao thức chuyển đổi file • Tốc độ dành riêng nhỏ không thực) (FTP) nhất • Tốc độ duy trì lớn nhất • Ưu tiên lưu lượng BE (Dịch vụ nỗ lực tốt Chuyển đổi dữ nhất) duyệt Web. v.v liệu, • Tốc độ duy trì lớn nhất • Ưu tiên lưu lượng Chất lượng dịch vụ và ứng dụng WIMAX di động • Cấp phát tài nguyên động: MAC hỗ trợ cấp phát tài nguyên thời gian tần số cho cả UL và DL trên cơ sở từng khung. Cấp phát tài nguyên được truyền trong các bản tin MAC tại điểm bắt đầu mỗi khung. Vì vậy, cấp phát tài nguyên có thể được thay đổi trên từng khung trong đáp ứng lưu lượng và điều kiện kênh. Thêm nữa, lượng tài nguyên trong mỗi cấp phát có thể trải rộng từ một khe đến toàn bộ khung. Cấp phát tài nguyên tốt và nhanh cho phép QoS mong ước cho lưu lượng dữ liệu. • QoS định hướng: lập lịch MAC điều khiển truyền dữ liệu trên cơ sở từng kết nối. Mỗi kết nối được kết hợp với một dịch vụ dữ liệu đơn với một thiết lập các thông số QoS để xác định hoạt động bề ngoài của nó. Với khả năng cấp phát động tài nguyên trong cả UL và DL, lập lịch có thể cung cấp QoS mong muốn cho cả lưu lượng UL và DL. Một cách đặc biệt với lập lịch đường xuống –Tài nguyên đường xuống thì được cấp phát hiệu quả hơn, hiệu suất có thể đoán được hơn và QoS được ép buộc tốt hơn. Lập lịch lựa chọn tần số: lập lịch có thể vận hành trong các loại khác nhau của kênh con. Với các kênh con tần số thay đổi khác nhau giống như hoán vị PUSC, trong đó các sóng mang con trong các kênh con được phân bố giả ngẫu nhiên qua băng thông, các kênh con có chất lượng như nhau. lập lich tần số thay đổi khác nhau có thể hỗ trợ một QoS với tính chất tốt hơn và độ tin cậy khi lập lịch tài nguyên thời gian-tần số. Với hoán vị liền kề giống như hoán vị AMC, các kênh 21
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 con phải trải qua sự suy hao khác nhau. Lập lịch lựa chọn tần số có thể cấp phát các người sử dụng di động tương ứng với các kênh con của họ. Lập lịch lựa chọn tần số có thể làm tăng công suất hệ thống với sự tăng ở mức độ vừa phải trong đầu (overhead) CQI trong UL. 4.2.2.3. Quản lý Quản lý di động là bộ phận quan trọng của kết nối wimax. Quản lý công suất WIMAX di động hỗ trợ hai mô hình cho vận hành công suất hiệu quả - mô hình Sleep và mô hình Idle. Mô hình Sleep là một trạng thái trong đó MS kiểm soát các chu kì đàm phán lại của sự không có mặt ở giao diện vô tuyến trạm gốc. Mô hình Sleep được dự định để giảm đến mức tối thiểu công suất MS thông thường và giảm đến mức tối thiểu tài nguyên giao diện vô tuyến trạm gốc serving. Mô hình Sleep cũng cung cấp độ tin cậy cho MS để quét các trạm gốc khác để thu thập thông tin để giúp đỡ chuyển giao trong suốt mô hình Sleep. Mô hình Idle cung cấp một kĩ thuật cho MS để trở nên có hiệu lực một cách định kì cho bản tin lưu lượng quảng bá DL không có sự đăng kí tại một trạm gốc đặc biệt như MS đi ngang qua một môi trường liên kết vô tuyến cư trú bởi đa trạm gốc. Mô hình Idle giúp ích cho MS bằng cách đưa ra các yêu cầu cho chuyển mạng và các hoạt động thông thường khác và giúp ích cho mạng và trạm gốc bằng cách loại trừ giao diện vô tuyến và lưu lượng chuyển giao mạng từ các MS không hoạt động trong khi đó vẫn cung cấp một phương pháp đơn giản và hợp lí (thứ tự trang) để báo cho MS về sắp xảy ra lưu lượng DL. Chuyển giao Có ba phương pháp chuyển giao được hỗ trợ trong chuẩn 802.16e - chuyển giao cứng (HHO), chuyển mạch trạm gốc nhanh (FBSS), và chuyển giao đa dạng macro (MDHO). Trong đó, HHO là bắt buộc còn FBSS và MDHO là hai mô hình tự chọn. Khi FBSS được hỗ trợ, MS và BS duy trì một danh sách các BS bao gồm trong FBSS cùng với MS. Thiết lập này được gọi là một thiết lập tích cực. Trong FBSS, MS giám sát liên tục các trạm gốc trong thiết lập tích cực. Giữa các BS trong thiết lập tích cực, một BS neo được định nghĩa. Khi hoạt động trong FBSS, MS chỉ liên lạc với BS neo bằng các bản tin đường lên và đường xuống bao gồm các kết nối lưu lượng và quản lý. Sự chuyển tiếp từ một BS neo tới cái khác (ví dụ: BS chuyển mạch) được thực hiện không có sự viện trợ của các bản tin tín hiệu HO rõ ràng. Thủ tục cập nhật neo được cho phép bởi độ dài của tín hiệu thông tin của BS serving qua kênh CQI. Một chuyển giao FBSS bắt đầu với một quyết định bởi một MS để thu hoặc phát dữ liệu từ BS neo phải thay đổi trong thiết lập tích cực. MS quét các BS hàng xóm và lựa chọn cái nào được cho là phù hợp trong một phiên thiết lập tích cực. MS báo cáo lựa chọn các BS và thủ tục cập nhật thiết lập tích cực được thực hiện bởi BS và MS. MS giám sát liên tục độ dài tín hiệu của các BS trong thiết lập tích cực và lựa chọn một BS từ thiết lập BS neo. MS báo cáo lựa chọn BS trên CQICH hoặc MS khởi đầu bản tin yêu cầu HO. Một yêu cầu 22
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 quan trọng của FBSS là dữ liệu được phát cùng một lúc tới tất cả các bộ phận của một thiết lập tích cực của các BS có thể phục vụ MS. Với các MS và BS được hỗ trợ MDHO, MS và BS duy trì một thiết lập tích cực của các BS bao gồm trong MDHO với MS. Giữa các BS trong thiết lập tích cực, một BS neo được định nghĩa. Mô hình chuẩn của hoạt động quy vào một trường hợp riêng biệt của MDHO với thiết lập tích cực gồm có một BS đơn. Khi hoạt động trong MDHO, MS liên lạc với tất cả các BS trong thiết lập tích cực của các bản tin đơn hướng đường lên và đường xuống và lưu lượng. Một MDHO bắt đầu khi một MS quyết định để thu hoặc phát bản tin đơn hướng và lưu lượng từ nhiều BS trong khoảng thời gian giống nhau. Với MDHO đường lên, hai hoặc nhiều hơn BS cung cấp truyền dẫn đồng bộ của dữ liệu đường lên MS như kết hợp đa dạng được thực hiện tại MS. Với MDHO đường xuống, truyền dẫn từ MS được thu bởi nhiều BS trong đó lựa chọn đa dạng của thông tin thu được thực hiện. 4.2.2.4. Bảo mật WIMAX di động hỗ trợ tốt nhất trong lớp đặc trưng an ninh bởi chọn các công nghệ tốt nhất sẵn có hiện nay. Thực sự hỗ trợ cho nhận dạng thiết bị/người sử dụng lẫn nhau, giao thức quản lý khóa tin cậy, mật hóa lưu lượng chắc chắn, bảo vệ bản tin mặt phẳng quản lý và điều khiển và giao thức an ninh cho các chuyển giao nhanh. Các phần thông thường của đặc trưng an ninh là: •Giao thức quản lý khóa: giao thức quản lý khóa và mật mã riêng phiên bản 2 (PKMv2) là cơ sở của an ninh WIMAX di động được định nghĩa trong 802.16e. Giao thức này quản lý an ninh MAC sử dụng các bản tin PKM-REQ/RSP. Nhận dạng PKM EAP, điều khiển mật hóa lưu lượng, trao đổi khóa chuyển giao và tất cả các bản tin an ninh đa hướng/quảng bá được dựa vào giao thức này. • Nhận dạng thiết bị/người sử dụng: WIMAX di động hỗ trợ nhận dạng người sử dụng và thiết bị sử dụng giao thức IETF EAP bằng cách hỗ trợ cho phẩm chất dựa vào cơ sở SIM, cơ sở USIM hoặc chứng nhận số hoặc cơ sở username/password. Tương ứng với EAP-SIM, EAP-AKA, EAP-TLS hoặc phương pháp nhận dạng EAP-MSCHAPv2 được hỗ trợ qua giao thức EAP. Phương pháp chuyển khóa chỉ được giao thức EAP hỗ trợ. • Mật hóa lưu lượng: AES-CCM là mật mã được sử dụng để bảo vệ tất cả dữ liệu người sử dụng trên giao diện MAC WIMAX di động. Các khóa được sử dụng để tạo mật mã được sinh ra từ nhận dạng EAP. Một cơ cấu trạng thái mật hóa lưu lượng có một cơ cấu nạp lại khóa chu kì (TEK) cho phép duy trì liên tục trạng thái chuyển tiếp của các khóa để cải thiện sự bảo vệ. 23
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 • Bảo vệ bản tin điều khiển: dữ liệu điều khiển được bảo vệ bằng sử dụng AES dựa vào CMAC, hoặc MD5 dựa vào kế hoạch HMAC. Hỗ trợ chuyển giao nhanh: Một kế hoạch bắt tay ba bước được hỗ trợ bởi WIMAX di động để tối ưu cơ cấu nhận dạng lại cho mục đích chuyển giao nhanh. Cơ cấu này cũng có ích để ngăn chặn man-in-the-middle-attacks 4.3. Ưu việt so với wimax cố định 4.3.1. Công nghệ anten thông minh. Đặc thù công nghệ anten thông minh gồm có vector phức hoặc ma trận hoạt động trên các tín hiệu nhờ có nhiều anten. OFDMA cho phép vận hành anten thông minh được thực hiện trên các sóng mang con vector phẳng. Cân bằng phức không được yêu cầu để bồi thường pha đinh lựa chọn tần số. Vì vậy OFDMA là thích hợp để hỗ trợ công nghệ anten thông minh. Thực tế, MIMOOFDM/OFDMA được mong đợi như là nền tảng cho các hệ thống thông tin băng rộng thế hệ tiếp theo. WIMAX di động hỗ trợ toàn bộ dải công nghệ anten thông minh để tăng hiệu suất hệ thống. 4.3.2. Dùng lại tần số phân đoạn WIMAX di động hỗ trợ dùng lại tần số của 1, ví dụ tất cả tế bào/sector hoạt động trên kênh tần số giống nhau để cực đại hóa hiệu quả phổ tần. Tuy nhiên, vì nhiễu kênh nặng (CCI) trong sự triển khai dùng lại tần số của 1, các người sử dụng tại cạnh tế bào phải chụi đựng sự giảm chất lượng kết nối. Với WIMAX di động, các người sử dụng hoạt động trên các kênh con, cái mà chỉ chiếm một phần nhỏ băng tần kênh; Vấn đề nhiễu cạch tế bào có thể dễ dàng đề địa chỉ bằng cách cấu hình thích hợp kênh con thông thường không sử dụng đến mặt phẳng tần số truyền thống. Trong WIMAX di động, dùng lại kênh con linh hoạt được làm dễ dàng bởi sự phân đoạn kênh con và hoán vị vùng. Một phân đoạn là một sự chia nhỏ ra của các kênh con OFDMA sẵn có (một phân đoạn phải bao gồm tất cả các kênh con). Một phân đoạn được sử dụng để triển khai một trường hợp đơn của MAC. 4.3.3. Dịch vụ đa hướng và quảng bá (MBS) Dịch vụ đa hướng và quảng bá (MBS) được hỗ trợ bởi WIMAX di động kết hợp các đặc điểm tốt nhất của DVB-H, MediaFLO và 3GPP E-UTRA và thoả mãn các yêu cầu sau đây: • Tốc độ dữ liệu và mật độ sử dụng một mạng tần số đơn (SFN) cao. • Cấp phát linh hoạt các tài nguyên vô tuyến. • Sự tiêu thụ công suất MS thấp. • Hỗ trợ khuôn dữ liệu trong các dòng audio và video. • Thời gian chuyển mạch kênh thấp. 24
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 5. So sánh Wimax với các công nghệ không dây đặc điểm tương tự Wimax 5.1. Wimax và WLAN Không giống như WLAN, WIMAX cung cấp lớp điều khiển truy nhập môi trường (MAC) sử dụng kĩ thuật yêu cầu - cấp phát là căn cứ để trao đổi dữ liệu. Đặc điểm này cho phép khai thác các tài nguyên vô tuyến tốt hơn, cụ thể với các anten thông minh, và quản lý độc lập lưu lượng của mỗi người dùng. Đặc điểm này làm đơn giản việc hỗ trợ các ứng dụng thoại và thời gian thực. Một trong những hạn chế để triển khai rộng rãi WLAN là đặc điểm kém an ninh của các phát hành đầu tiên. WIMAX đề xuất đủ các đặc điểm an ninh để đảm bảo trao đổi dữ liệu an toàn: • Nhận thực đầu cuối bằng cách trao đổi các chứng nhận để ngăn ngừa các thiết bị giả danh. • Nhận thực người dùng bằng cách sử dụng giao thức nhận thực có thể mở rộng (EAP). • Mã hóa dữ liệu bằng cách sử dụng chuẩn mã hóa dữ liệu (DES) hoặc chuẩn mã hóa tiên tiến (AES), cả hai chuẩn này đều mạnh hơn nhiều sự riêng biệt đương lượng vô tuyến được sử dụng lúc đầu bởi WLAN. Hơn nữa, mỗi dịch vụ được mã hóa có sự kết hợp an ninh riêng của nó và các khóa riêng. 5.2. Wimax và Wifi WIMAX có cùng một nguyên lý hoạt động với WiFi – nó gửi dữ liệu từ một máy tính tới một máy tính khác qua các tín hiệu vô tuyến. Một máy tính (máy tính để bàn hoặc máy tính xách tay) được trang bị WIMAX sẽ gửi dữ liệu từ trạm phát WIMAX, hầu như sử dụng các khóa dữ liệu được mã hóa để ngăn chặn những người dùng không được nhận thực truy cập trộm. Kết nối WiFi nhanh nhất có thể truyền lên tới 54 megabit trên giây trong các điều kiện tối ưu. WIMAX có thể truyền lên tới 70 megabit trên giây. Thậm chí khi mà 70 megabit bị tách ra giữa vài chục công ty và hàng trăm gia đình người dùng, ít nhất nó sẽ cung cấp tốc độ tương đương với tốc độ truyền của modem cáp cho mỗi người dùng. Sự khác nhau lớn nhất không phải là tốc độ mà là khoảng cách. WIMAX vượt xa WiFi khoảng vài dặm. Cự ly của WiFi là khoảng 100 fit (30m). WIMAX che phủ trong bán kính 30 dặm (50km) với truy cập vô tuyến. Cự ly tăng là do các tần số được sử dụng và công suất của máy phát. Tất nhiên, tại khoảng cách đó, địa hình, thời tiết và các toà nhà lớn sẽ tác động làm giảm cự ly lớn nhất trong một số tình huống, nhưng nó vẫn có khả năng phủ các vùng đất rộng lớn. WIMAX không được thiết kế để mâu thuẫn với WiFi, mà để cùng tồn tại với WiFi. Vùng phủ của WIMAX được đo theo km 2, trong khi vùng phủ của WiFi được đo theo m2. Chuẩn WIMAX gốc (IEEE 802.16) đề xuất việc sử dụng phổ tần 25
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 10-66 GHz cho truyền dẫn WIMAX, mà cao hơn nhiều cự ly WiFi (lên tới tối đa 5 GHz). Nhưng 802.16a đã hỗ trợ thêm cho tần số 2-11 GHz. Một trạm gốc WIMAX có thể được truy cập bởi hơn 60 người sử dụng. WIMAX cũng có thể cung cấp các dịch vụ quảng bá. Các đặc điểm kĩ thuật WIMAX cũng cung cấp các điều kiện thuận lợi tốt hơn nhiều so với WiFi, cung cấp độ rộng băng tần cao hơn và an ninh dữ liệu cao bằng cách sử dụng các kế hoạch mã hóa tăng cường. WIMAX cũng có thể cung cấp dịch vụ theo cả hai địa điểm LOS và NLOS, nhưng cự ly sẽ thay đổi cho phù hợp. WIMAX cho phép thâm nhập vào dịch vụ băng rộng VoIP, video, và truy cập internet đồng thời. Các anten WIMAX có thể “chia sẻ” một tháp cell mà không cần dàn xếp chức năng của các mạng tổ ong đã thích hợp. Phần III : Ứng dụng và tiềm năng phát triển 1.Ứng dụng và phát triển trên toàn thế giới 1.1Tình hình sử dụng trên thế giới và quy mô toàn cầu của công nghệ Wimax Với phổ tần rộng hơn đã sẵn sàng, một cộng đồng hỗ hỗ trợ từ các nhà cung cấp, các sản phẩm tại chỗ và các nhà khai thác bắt đầu tăng tốc cung cấp cho khách hàng thì năm 2010 có thể là năm bùng nổ của WiMAX. Theo WiMAX Forum ™ chỉ hơn 4 năm sau khi WiMAX Mobile 802.16e được công bố vào cuối năm 2005, hiện nay có trên 519 mạng WiMAX tại 146 quốc gia và hơn 300 sản phẩm WiMAX (bao gồm cả các trạm gốc và thiết bị đầu cuối). Intel cũng đã tung ra máy tính xách tay tích hợp Wi-Fi/WiMAX trong 80 mô hình máy tính xách tay và netbook từ hàng chục hãng sản xuất máy tính hàng đầu thế giới. Theo Infonetics Research, số lượng các thuê bao WiMAX toàn cầu dự kiến sẽ tăng từ 4 triệu vào cuối năm 2009 đến 130 triệu vào năm 2013. Các nhà khai thác có số thuê bao WiMAX lớn như Yota ở Nga có thêm 250 nghìn thuê bao, trong khi Packet One tại Malaysia đạt tới hơn 130 nghìn thuê bao trong năm đầu tiên triển khai của công ty. Tại Mỹ, Clearwire đã đạt hơn 555.000 thuê bao và mạng của hãng giờ đây gồm hơn 30 triệu người dùng tại 34 thị trường. Với khởi đầu đang rất tốt thì những gì sẽ là yếu tố quyết định chèo lái sự tăng 26
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 trưởng WiMAX trong năm 2010 và có thể trông đợi điều gì ở ngành công nghiệp này. Sự tập trung tại Ấn Độ và Indonesia Để hiểu được tiềm năng to lớn của WiMAX có thể chỉ cần nhìn vào sự phát triển của WiMAX ở Ấn Độ và Indonesia, hai trong số 3 nước đông dân hàng đầu thế giới (sau Trung Quốc) và cũng là hai nước có tỷ lệ sử dụng băng thông rộng thấp nhất (ít hơn 1%). Chính phủ của họ đang nhắm tới mục tiêu phát triển thêm 100 triệu người dùng băng thông rộng trong 4-5 năm tới. Nhận thức được tầm quan trọng của thị trường Indonesia, WiMAX Forum ™ đã tổ chức hội thảo khu vực ở Indonesia để thúc đẩy hiểu biết về lợi ích của WiMAX tới các quan chức chính phủ, cơ quan quản lý, nhà khai thác và khách hàng. Cuối tháng 7/2009 chính phủ Indonesia đã trao giấy phép sử dụng phổ tần 2,3 GHz cho 08 nhà khai thác tạo thuận lợi cho việc xây dựng mạng WiMAX bao phủ toàn quốc. Trong khi chính sách WiMAX ở Indonesia được khuyến khích, thì tình hình ở Ấn Độ lại rất khác với việc bán đấu giá phổ tần 3G và WiMAX đã nhiều lần bị trì hoãn. Cuối cùng việc đấu giá sẽ được dự kiến thực hiện vào ngày 12 tháng 2 để có thể kịp triển khai mạng vào giữa năm 2010. Không bị ảnh hưởng bởi sự chậm trễ về giấy phép băng tần, từ năm 2008 công ty BSNL-công ty nhà nước- đã nhận được giấy phép 2.5GHz là một ngoại lệ của quá trình đấu giá băng tần và mới đây công ty này đã bắt đầu triển khai mạng WiMAX di động đầu tiên tại Ấn Độ ở Ajmer và Rajasthan. BSNL cũng nhận được sự hỗ trợ của Intel mà gần đây Intel đã công bố một loạt các sáng kiến cùng với nhà sản xuất phần cứng Ấn Độ HCL infosystems để phát triển Atom chi phí thấp cho thị trường nội địa. Sau khi hoàn thành, mạng lưới của BSNL sẽ có vùng bao phủ toàn quốc với hơn 7.000 trạm gốc khiến họ trở thành mạng WiMAX di động lớn nhất trên thế giới. Thêm nhiều thiết bị WiMAX & Dual-Mode Với hệ thống hỗ trợ từ các nhà sản xuất và các nhà mạng bắt đầu được đẩy mạnh có thể hi vọng một loạt các thiết bị WiMAX được triển khai trong năm 2010. Sprint được trông đợi đã công bố thiết bị EVDO dual mode / thiết bị hotspot mobile WiMAX tại hội chợ điện tử tiêu dùng (CES) trong tuần qua ở Las Vegas. Các thiết bị mới của Sierra Wireless gọi là "Overdrive" cung cấp kết nối Wi-Fi 100 feet tương tự với các thiết bị "MiFi" khác, nhưng có thể chuyển đổi giữa Sprint 4G và 3G phụ thuộc vào phạm vi vùng phủ. 27
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 Cũng trong tuần qua tại CES, Intel cho biết bộ vi xử lý lõi mới của họ hỗ trợ WiMAX, và Lenova cũng đã công bố seri mới cho phép máy tính xách tay ThinkPad Edge hỗ trợ WiMAX. Năm 2010 có thể thấy nhiều mẫu máy tính xách tay, netbook đa kết nối như Wi-Fi, WiMAX & 3G ra đời. Với sự gia tăng thuê bao WiMAX và đơn hàng lớn hơn từ các nhà điều hành thì có thể hi vọng các thiết bị WiMAX CPE sẽ có giá thành rẻ hơn. Các hệ thống Anten tiến bộ và các trạm gốc WiMAX Về phía cơ sở hạ tầng, sự thay đổi được trông đợi nằm ở việc sử dụng ăng ten MIMO tăng lên với kỹ thuật beamforming của các trạm gốc WiMAX để giảm chi phí và tăng hiệu suất hệ thống. Một trong những quan niệm sai lầm phổ biến trong ngành công nghiệp này là về bản chất trạm gốc có sử dụng công nghệ beamforming sẽ có giá thành tương đương do sử dụng cộng nghệ beamforming sẽ làm tăng giá thành lên gấp đôi tuy vùng phủ và thông lượng cũng tăng lên gấp đôi. Beamforming là một kỹ thuật xử lý tín hiệu được sử dụng trong các hệ thống vô tuyến đa anten để tăng khả năng vùng phủ so với các hệ thống vô tuyến truyền thống. Trong một hệ thống beamforming, sử dụng nhiều ăng ten, các trạm gốc có thể điều chỉnh tốt hơn các thiết bị CPE xa bằng cách chặn nhiễu, hướng tín hiệu trở lại dựa trên vị trí của thiết bị thu. Dựa trên những cải tiến này, số trạm gốc sẽ cần ít hơn và hiệu suất hệ thống sẽ cao hơn so với các mạng WiMAX truyền thống. Theo một nghiên cứu gần đây của công ty Analysys Mason (Anh), mạng WiMAX sử dụng hệ thống 8 ăng ten beamforming có thể giảm tổng chi phí 63% so với hệ thống 2 ăng-ten không có khả năng beamforming. Mạng sử dụng công nghệ beamforming còn có những điểm lợi khác như các khu chết ít hơn, ít rơi cuộc gọi và chất lượng tốt hơn tại ranh giới giữa các Cell. Công nghệ Beamforming cho phép tăng gấp đôi vùng phủ sóng và tăng hiệu quả phổ tần lên 50%, do đó có thể tăng 50% lưu lượng hoặc tối ưu hóa mạng thực hiện nhanh hơn 50%. Mặc dù WiMAX 802.16e hỗ trợ công nghệ beamforming nhưng đến nay chỉ một số ít các nhà cung cấp được công nghệ beamforming với hệ thống 4 hoặc 8 ăng ten. Với sự phát triển kê trên, hi vọng năm 2010 sẽ là năm tốt đẹp cho tương lai của Wimax. 1.1. Tiềm năng phát triển trên quy mô thế giới Với hơn 400 nhà khai thác đang triển khai và thử nghiệm và hơn 1700 giấy phép sử dụng tần số vô tuyến điện đã được cấp cho Wimax trên toàn thế giới. Liệu các nhà dẫn dắt thị trường Wimax có thể phát triển chúng trở thành một công nghệ tiên phong trong thế giới của 4G hay không? Và tương lai của họ sẽ như thế nào? Sau đây là một số nhận định của Adlane Fellah – Giám đốc điều hành đồng thời là nhà sáng lập ra Công ty nghiên cứu và phân tích thị trường viễn thông Maravedis. 28
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 Wimax đang đấu tranh để duy trì đà phát triển như là một công nghệ dẫn đầu trong các mạng vô tuyến thế hệ tiếp theo để chúng ngày một được tích hợp chặt chẽ hơn với công nghệ thông tin và hệ thống mạng. Sự ra đi của các nhà cung cấp Wimax hàng đầu như Telsima và việc rời bỏ thị trường của Nortel cùng với một số nhà cung cấp khác đã góp phần tạo nên một sức ép nặng mà WiMAX đã phải trải qua trong vài tháng qua. Diễn đàn WiMAX đã công bố có hơn 400 nhà khai thác đang triển khai và thử nghiệm WiMAX và hơn 1700 giấy phép tần số đã được cấp trong các băng tần dành cho WiMAX trên toàn thế giới. Trong số đó có khoảng 470 giấy phép được cấp độ rộng phổ tần số 50 MHz hoặc nhiều hơn hoặc đủ để triển khai dịch vụ băng rộng trong một thời gian dài. Nhưng liệu với phổ tần số thuận lợi như vậy sẽ có bao nhiêu nhà khai thác có đủ tiềm lực tài chính để trở thành những nhà khai thác mạng 4G thực sự trong tương lai? Đây là một câu hỏi khó mà hiện nay vẫn chưa có câu trả lời hoàn chỉnh. Song song với sự phát triển của WiMAX thì đối thủ cạnh tranh của WiMAX là LTE cũng khẳng định hiện tại có hơn 100 nhà khai thác di động đã cam kết triển khai LTE trong đó bao gồm nhiều nhà khai thác mạng CDMA. Trong cuộc điều tra của Maravedis đối với 22 nhà khai thác trên toàn thế giới có khả năng triển khai hoặc bỏ qua WiMAX trong 2 năm tới cho thấy có khoảng 46% nhà khai thác được cấp độ rộng phổ tần số 50MHz hoặc nhiều hơn, trong khi đó có 45% nhà khai thác có số tiền hơn 100 triệu đô la. Ngoài nhà khai thác lớn như Clearwire của Hoa kỳ, Maravedis cũng tin tưởng sẽ có nhà một số nhà khai thác tiềm năng như Scartel của Nga và các nhà khai thác chiến lược khác như UQ Communications của Nhật Bản, Far EasTone của Đài Loan, BSNL của Ấn độ và Telmex International của Mexico. Danh sách 22 nhà khai thác WiMAX hàng đầu trên thế giới (xếp theo thứ tự Alphabet) bao gồm: 1. Axtel (Mêxicô) 2. Bayanat Al Oula (Ả rập Xê út) 3. Bollore Telecom (Pháp) 4. BSNL (Ấn độ) 5. Cleaewire (Hoa Kỳ) 6. Digicel Group (Caribe) 7. Enforta (Nga) 8. Far EasTone (Đài loan) 9. Inukshuk (Ca na đa) 10. Korea Telecom (Hàn Quốc) 11. Mobilink (Pakistan) 12. Neovia (Brazil) 13. Packet One Networks (Malaysia) 29
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 14. RWW (Anh) 15. Scartel (Nga) 16. SK Telecom (Hàn quốc) 17. Sprint (Hoa Kỳ) 18. Tata Communications (Ấn độ) 19. Telmex International (liên doanh của 5 quốc gia) 20. UK Broadband (Anh) 21. UQ Communications (Nhật Bản) 22. Zain Bahrain (Bahrain) Dựa trên kế hoạch của các nhà khai thác và ước tính của Maravedis, hy vọng 22 nhà khai thác hàng đầu sẽ thu hút khoảng 2,5 triệu thuê bao vào cuối năm 2009, tăng lên từ 1,24 triệu thuê bao hiện nay và tăng lên đến 4 triệu vào cuối năm 2010. Thị phần lớn của các thuê bao này sẽ xuất phát từ các mạng độc quyền lớn mà hy vọng chuyển đổi sang WiMAX vào năm 2010 như Clearwire của Hoa kỳ, Inukshuk của Canada. Một điều đáng chú ý đó là 42% các nhà khai thác này đang quan tâm hoặc có kế hoạch triển khai LTE. 2.Ứng dụng và tiềm năng phát triển ở Việt Nam. 2.1. Ứng dụng Nói tới WiMax , người ta có thể nghĩ tới rất nhiều giải pháp thay thế mà công nghệ này có thể mang lại. Đó chính là khả năng thay thế đường xDSL giúp tiếp cận nhanh hơn các đối tượng người dùng băng rộng mà không cần phải đầu tư lớn. Đặc biệt WiMAX rấ t hữu ích để cung cấp dịch vụ bang thông rộng ở những vùng xa xôi mà giải pháp ADSL hoặc cáp quang là rất tốn kém. Ở những nước đang phát triển như Việt Nam, nơi mà Internet băng thông rộng chưa phổ biến, WiMAX là một giải pháp kinh tế. Ngoài ra WiMAX còn giúp việc triển khai WiFi thêm nhanh chóng do các hotspot WiFi sẽ không cần đường leased-line mà sẽ nối trực tiếp với WiMAX BS. Khả năng roaming giữa các dịch vụ Wi-Fi và WiMax sẽ mang lại nhiều lợi ích cho người sử dụng. Để có thể dùng dịch vụ Internet băng thông rộng của WiMAX (fixed WiMAX), nhà cung cấp dịch vụ chỉ cần lắp đặt một ang-ten BS ở giữa khu dân cư. Mỗi người dùng sẽ được cung cấp một ang-ten thu (CPE), lắp trên mái nhà/cửa sổ. CPE có thể được nối trực tiếp với máy vi tính hoặc thông qua một Access Point WiFi. Việc triển khai khá đơn giản, mà giá thành lại thấp hơn nhiều so với công nghệ hiện hành. Bên cạnh dịch vụ cố định, WiMAX còn cung ứng các dịch vụ di động. Trong tương lai, các thiết bị mobile mà hiện nay được tích hợp WiFi sẽ được tích hợp WiMAX. Khi đó, người dùng có thể kết nối mạng mọi lúc mọi nơi thông qua WiMAX, và đặc biệt là vẫn có thể dùng các dịch vụ giống như những dịch vụ của mạng cellular 3G. Hơn nữa, tốc độ truyền của WiMAX cao hơn hẳn 3G mà giá hứa hẹn sẽ rẻ. Đối với các nhà cung cấp mạng, giá thành của một WiMAX BS rẻ 30
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 hơn rất nhiều so với giá của một BS UMTS. Do đó, có thể nhà cung ứng mạng 3G sẽ dùng WiMAX thay thế 3G ở những khu vực thưa dân cư 2.2. Tiềm năng phát triển 2.2.1. WiMax cố định. Mô hình cố định sử dụng các thiết bị theo tiêu chuẩn IEEE.802.16-2004. 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 Tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004 cũng cho phép đặt anten trong nhà nhưng tất nhiên tín hiệu thu không tốt bằng anten ngoài trời. Băng tần công tác (theo quy định và phân bổ của quốc gia) trong băng 2,5GHz hoặc 3,5GHz. Độ rộng băng tầng là 3,5MHz. Trong mạng cố định, WiMAX thực hiện cách tiếp nói không dây đến các modem cáp, đến các đôi dây thuê bao của mạch xDSL hoặc mạch Tx/Ex (truyền phát/chuyển mạch) và mạch OC-x (truyền tải qua sóng quang). WiMAX cố định có thể phục vụ cho các loại người dùng như: các xí nghiệp, các khu dân cư nhỏ lẻ, mạng cáp truy nhập WLAN công cộng nối tới mạng đô thị, các trạm gốc BS của mạng thông tin di động và các mạch điều khiển trạm BS. Về cách phân bố theo địa lý, người dùng có thể phân tán tại các địa phương như nông thôn và các vùng sâu vùng xa khó đưa mạng cáp hữu tuyến đến đó. 2.2.2. WiMax di động. Mô hình WiMAX di động sử dụng các thiết bị phù hợp với tiêu chuẩn IEEE 802.16e. Tiêu chuẩn 802.16e bổ sung cho tiêu chuẩn 802.16-2004 hướng tới các user cá nhân di động, làm việc trong băng tần thấp hơn 6GHz. Mạng lưới này phối hợp cùng WLAN, mạng di động cellular 3G có thể tạo thành mạng di động có vùng phủ sóng rộng. Hy vọng các nhà cung cấp viễn thông hiệp đồng cộng tác để thực hiện được mạng viễn thông digital truy nhập không dây có phạm vi phủ sóng rộng thỏa mãn được các nhu cầu đa dạng của thuê bao. Tiêu chuẩn IEEE 802.16e được thông qua trong năm 2005. Mô hình WiMAX di động sử dụng các thiết bị phù hợp với tiêu chuẩn IEEE 802.16e. Tiêu chuẩn 802.16e bổ sung cho tiêu chuẩn 802.16-2004 hướng tới các user cá nhân di động, làm việc trong băng tần thấp hơn 6GHz. Mạng lưới này phối hợp cùng WLAN, mạng di động cellular 3G có thể tạo thành mạng di động có vùng phủ sóng rộng. Hy vọng các nhà cung cấp viễn thông hiệp đồng cộng tác để thực hiện được mạng viễn thông digital truy nhập không dây có phạm vi phủ sóng rộng thỏa mãn được các nhu cầu đa dạng của thuê 31
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7 bao. Tiêu chuẩn IEEE 802.16e được thông qua trong năm 2005. Đầu năm 2006, Bộ Bưu chính viễn thông đã cấp phép thử nghiệm trong 1 năm dịch vụ WiMax cố định cho 4 doanh nghiệp gồm: Viettel, VTC, VDC và FPT Telecom. Kế hoạch là tháng 4/2007, sau khi có báo cáo từ những đơn vị này, Bộ sẽ lựa chọn 3 nhà cung cấp chính thức mạng băng rộng không dây. Tuy nhiên, việc cấp phép WiMax cố định vẫn chưa được thực hiện vì nhiều lý do. Các doanh nghiệp khẳng định kết quả thử nghiệm rất khả quan. Trong khi đó, phía Bộ nhận định khả năng thương mại của công nghệ này ở thị trường Việt Nam phụ thuộc phần lớn vào giá cả thiết bị đầu cuối. Thời điểm kết thúc thử nghiệm (năm 2007), giá thiết bị còn cao và không phong phú. Trong năm 2007, Bộ Bưu Chính Viễn Thông cấp phép cung cấp dịch vụ Wimax di động. Wimax di động mới là triển vọng lớn nhất của Wimax. Với công nghệ này, người dùng đầu cuối có thể được sử dụng Internet tốc độ cao lên đến 1Mbps, tại bất kỳ nơi nào trong vùng phủ sóng bán kính rộng nhiều km. Thiết bị đầu cuối của dịch vụ Wimax di động có thể là các card PCMCIA, USB, hoặc đã được tích hợp sẵn vào trong con chip máy tính (kiểu như công nghệ Centrino của Intel). Bốn doanh nghiệp viễn thông Việt Nam được Bộ TT-TT cấp phép cung cấp dịch vụ thử nghiệm công nghệ Wimax di động là: VNPT, Viettel, EVN Telecom và FPT Telecom. Thời hạn được thử nghiệm dịch vụ trong vòng 01 năm với quy mô không quá 1000 thuê bao. Cụ thể, Tập đoàn VNPT được thử nghiệm ở băng tần 2.5 GHz tại Hà Nội, TP.HCM và Đà Nẵng. Viettel sử dụng băng tần 2.3-2.4 GHz tại Hà Nội và Thái Nguyên. EVN Telecom thử nghiệm tại băng tần 2.3-2.4 GHz khu vực Hà Nội và Đồng Nai. FPT Telecom được thử nghiệm công nghệ Wimax di động ở băng tần 2.3-2.4 GHz tại Hà Nội và Hải Phòng. Các doanh nghiệp sẽ được phép thử nghiệm chủ yếu các loại hình dịch vụ viễn thông băng rộng. Wimax di động chủ yếu cung cấp dịch vụ cho các sản phẩm di động như: máy tính xách tay, điện thoại di động, PDA, thiết bị không dây… Với Wimax Nghiên cứu tiêu chuẩn 802.16e và ứng dụng triển khai trên mạng nội hạt động, người tiêu dùng có thể truy cập Internet không dây tốc độ cao lên tới 1Mbps trong vùng phủ sóng bán kính rộng nhiều km. Hiện nay HNPT đã và đang triển khai các dịch vụ truy cập Internet băng rộng qua các hệ thống cáp đồng, cáp quang như: ADSL, Mega Wan, TSL và tiến tới là mạng MAN. Đứng trước yêu cầu của thị trường cần phải cung cấp dịch vụ truy cập Internet băng rộng linh hoạt hơn để triển khai dể dàng, đáp ứng nhanh chóng và có khả năng tiếp cận được đến các khu vực, các tòa nhà mà mạng của HNPT chưa triển khai được. Để đáp ứng các yêu cầu nêu trên, trong giai đoạn tới HNPT cần phải triển khai một hệ thống truy cập vô tuyến băng rộng (Broadband Wireless Access) để hỗ trợ và bổ sung cho các hệ thống truy nhập băng rộng hiên có. 32
    • Đề tài: Công nghệ WiMax Nhóm 7  END 33