đề tài công nghệ wifi và ứng dụng

Đồ án tốt nghiệp Lời mở đầu
SVTH : Nguyễn Vũ Đức Lớp KTVT-50
LỜI MỞ ĐẦU
Mạng máy tính từ lâu đã trở thành một thành phần không thể thiếu đối với
nhiều lĩnh vực đời sống xã hội, từ các hệ thống mạng cục bộ dùng để chia sẻ tài
nguyên cá nhân cho đến hệ thống mạng toàn cầu như Internet. Các hệ thống mạng
hữu tuyến và vô tuyến đang ngày càng phát triển và phát huy vai trò của mình. Tuy
nhiên, để có thể kết nối Internet người sử dụng phải truy nhập Internet từ một vị trí
cố định thông qua một máy tính kết nối vào mạng. Điều này đôi khi gây ra rất nhiều
khó khăn cho những người sử dụng khi đang di chuyển hoặc đến một nơi không có
điều kiện kết nối vào mạng.
Mạng không dây là một trong những bước tiến lớn nhất của ngành công nghệ
thông tin và truyền thông, mạng không dây tạo nên một cuộc cách mạng trong việc
truy cập và truyền thông tin giữa các thiết bị đầu cuối. Mạng không dây làm thay
đổi hoàn toàn cuộc sống của con người, thói quen và kỹ năng của con người trong
sinh hoạt, học tập và công việc được cải thiện với năng suất và hiệu quả cao nhất.
Ngày nay mạng không dây đang trở nên phổ biến trong các tổ chức, doanh nghiệp
và cá nhân. Chính vì sự tiện lợi của mạng không dây nên nó dần thay thế cho các hệ
thống mạng có dây truyền thống hiện tại. Sự ra đời của nó khắc phục những hạn chế
mà mạng nối dây không thể giải quyết được, và là giải pháp cho xu thế phát triển
của công nghệ truyền thông hiện đại.
Mạng không dây mang lại lợi ích rất to lớn cho công nghệ thông tin và
truyền thông trong tất cả các lĩnh vực. Với ưu điểm tiện lợi, linh hoạt và đơn giản
trong quá trình triển khai và sử dụng, mạng không dây đang đáp ứng hầu hết các
nhu cầu trong cuộc sống hiện đại. Công nghệ Wifi hay chuẩn IEEE 802.11 là một
trong những công nghệ không dây được ứng dụng rộng rãi nhất hiện nay. Sự phát
triển và cải tiến không ngừng của công nghệ Wifi nhằm giải quyết những hạn chế
đang tồn tại như tốc độ, phạm vi phủ sóng, an toàn thông tin, tất cả vì mục đích

Đồ án tốt nghiệp Lời mở đầu
nâng cao chất lượng dịch vụ cho người sử dụng. Với mong muốn tìm hiểu những
vấn đề quan tâm ở trên, em lựa chọn đề tài “Công nghệ Wifi và ứng dụng”, đề tài
giúp em hiểu rõ hơn về những kiến thức chuyên ngành đã được học và ứng dụng
của nó trong thực tế cuộc sống.
Mục đích của đề tài:
Mục đích của đề tài là tìm hiểu công nghệ Wifi, một công nghệ không dây
phổ biến nhất hiện nay. Nội dung chính của đề tài là trình bày quá trình hoạt động
và ứng dụng trong thực tế, từ đó đánh giá sự phát triển trong tương lai của công
nghệ Wifi.
Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các vấn đề liên quan đến mạng không dây
nói chung và công nghệ Wifi nói riêng. Các khía cạnh của công nghệ Wifi được
nghiên cứu là lịch sử ra đời và phát triển, mô hình kiến trúc triển khai, nguyên lý
hoạt động, ưu nhược điểm, ứng dụng và bảo mật. Trong đó nổi bật là nguyên lý
hoạt động và ứng dụng trong cuộc sống của công nghệ Wifi. Phạm vi nghiên cứu ở
đây là các công nghệ mạng không dây, các chuẩn, các hình thức và thiết bị ứng
dụng, các kỹ thuật xử lý và truyền dẫn tín hiệu vô tuyến của công nghệ Wifi.

Đồ án tốt nghiệp Mục lục
MỤC LỤC
Trang
TỜ BÌA
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
LỜI MỞ ĐẦU
MỤC LỤC
DANH MỤC VIẾT TẮT
DANH MỤC HÌNH VẼ
DANH MỤC BẢNG
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MẠNG KHÔNG DÂY.............1
1.1 Lịch sử phát triển công nghệ mạng không dây:...........................................1
1.1.1 Lịch sử phát triển công nghệ mạng không dây:.........................................1
1.1.2 Giới thiệu công nghệ mạng không dây: .....................................................2
1.2 Phân loại và đặc điểm mạng không dây: ......................................................2
1.2.1 Phân loại mạng không dây:........................................................................2
1.2.2 Đặc điểm của mạng không dây:.................................................................5
1.2.3 Mô hình của mạng không dây cục bộ WLAN:..........................................7
1.3 Những công nghệ và giao thức sử dụng trong mạng không dây:.............10
1.3.1 Những công nghệ sử dụng trong mạng không dây:................................10
1.3.2 Những giao thức sử dụng trong mạng không dây:..................................20
1.4 Ƣu điểm và nhƣợc điểm của mạng không dây:..........................................23
1.4.1 Ưu điểm của mạng không dây: ...............................................................23
1.4.2 Nhược điểm của mạng không dây: .........................................................24
1.4.3 So sánh mạng không dây và mạng có dây: .............................................25

1.5 Một số ứng dụng của mạng không dây:......................................................26
1.5.1 Vai trò truy cập: ......................................................................................26
1.5.2 Mở rộng mạng:........................................................................................26
1.5.3 Kết nối các tòa nhà:.................................................................................26
1.5.4 Khả năng di động:...................................................................................27
1.5.5 Hội thoại và truyền dữ liệu: ....................................................................28
CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIFI........................................29
2.1 Khái niệm, sự ra đời và phát triển của Wifi:..............................................29
2.1.1 Khái niệm công nghệ Wifi:......................................................................29
2.1.2 Sự ra đời và phát triển công nghệ Wifi:...................................................31
2.2 Các tiêu chuẩn của Wifi: ..............................................................................33
2.2.1 Các tiêu chuẩn phổ biến của Wifi:...........................................................33
2.2.2 Một số tiêu chuẩn mở rộng và đang phát triển của Wifi: ........................38
2.3 Ƣu điểm và nhƣợc điểm của Wifi:...............................................................39
2.3.1 Ưu điểm của công nghệ Wifi:..................................................................39
2.3.2 Nhược điểm của công nghệ Wifi: ............................................................40
2.3.3. So sánh Wifi và các công nghệ không dây khác:....................................40
2.4 Các thiết bị cơ bản của mạng WLAN: ........................................................41
2.4.1 Điểm truy cập không dây Wireless AP:...................................................41
2.4.2 Bộ định tuyến không dây WR:.................................................................42
2.4.3 Thiết bị Wireless Router Modem:............................................................43
2.4.4 Cầu nối không dây WB:...........................................................................44
2.4.5 Bộ chuyển đổi không dây và Card mạng không dây: ..............................44

CHƢƠNG 3. CÁC VẤN ĐỀ KỸ THUẬT VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
CỦA WIFI................................................................................................................47
3.1 Kiến trúc của công nghệ Wifi: .....................................................................47
3.1.1 Các thành phần kiến trúc:.........................................................................47
3.1.2 Kiến trúc các lớp trong mô hình OSI của chuẩn IEEE 802.11:...............51
3.2 Kỹ thuật cơ bản trong Wifi:.........................................................................56
3.2.1 Kỹ thuật trải phổ: .....................................................................................56
3.2.2 Kỹ thuật ghép kênh phân chia tần số trực giao OFDM: ..........................61
3.2.3 Kỹ thuật đa truy nhập cảm ứng sóng mang chống va chạm CSMA/CA:64
3.3 Cách thức hoạt động của Wifi: ....................................................................68
3.3.1 Hoạt động của mạng wifi:........................................................................68
3.3.2 Tùy chọn kết nối một trạm với một ô hiện hữu: ......................................73
3.3.3 Chuyển vùng: ...........................................................................................76
3.3.4 Giữ đồng bộ: ............................................................................................76
3.3.5 Tiết kiệm năng lượng:..............................................................................77
3.3.6 Phân đoạn và tập hợp:..............................................................................78
3.3.7 Giải thuật quay lùi theo luật số mũ: .........................................................79
3.3.8 Các kiểu khung.........................................................................................80
3.4 Các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng WLAN:.....................................................85
3.4.1 Phạm vi phủ sóng:....................................................................................85
3.4.2 Lưu lượng:................................................................................................85
3.4.3 Sự toàn vẹn và độ tin cậy:........................................................................85
3.4.4 Khả năng kết nối với cơ sở hạ tầng mạng nối dây:..................................86
3.4.5 Khả năng kết nối với cơ sở hạ tầng mạng không dây:.............................86

3.4.6 Nhiễu :......................................................................................................86
3.4.7 Tính đơn giản và dễ dàng trong sử dụng: ................................................87
3.4.8 Bảo mật: ...................................................................................................87
3.4.9 Chi phí:.....................................................................................................88
3.4.10 Tính linh hoạt:........................................................................................88
3.4.11 Tuổi thọ nguồn pin cho các sản phẩm di động: .....................................88
3.4.12 An toàn:..................................................................................................88
3.5 Bảo mật trong Wifi: ......................................................................................89
3.5.1 Cơ sở bảo mật mạng Wifi: .......................................................................89
3.5.2 Cơ chế bảo mật WEP:..............................................................................93
3.5.3 Cơ chế bảo mật WPA:..............................................................................96
3.5.4 Cơ chế bảo mật WPA2:............................................................................97
3.5.5 Tổng quan về chuẩn bảo mật IEEE 802.11i: ...........................................98
CHƢƠNG 4. ỨNG DỤNG VÀ SỰ PHÁT TRIỀN TRONG TƢƠNG LAI CỦA
WIFI .......................................................................................................................100
4.1 Ứng dụng của công nghệ Wifi:...................................................................100
4.1.1 Truy cập mạng công cộng:.....................................................................100
4.1.2 Kết nối và truyền tải dữ liệu:..................................................................101
4.1.3 Thiết lập mạng giải trí gia đình:.............................................................103
4.1.4 Tự động hóa ngôi nhà: ...........................................................................104
4.1.5 Giải pháp văn phòng di động:................................................................105
4.1.6 Giải pháp Wifi chuyên dụng:.................................................................106
4.2 Công nghệ Wifi tại Việt Nam:....................................................................108
4.2.1 Sự phát triển của công nghệ Wifi tại Việt Nam:....................................108

4.2.2 Một số dự án Wifi tại Việt Nam: ...........................................................110
4.3 Một số thiết bị sử dụng công nghệ Wifi: ...................................................115
4.3.1 Máy tính xách tay và máy tính bảng:.....................................................115
4.3.2 Điện thoại di động:.................................................................................117
4.3.3 Các thiết bị dân dụng: ............................................................................119
4.4 Sự phát triển trong tƣơng lai của công nghệ Wifi: ..................................120
4.4.1 Cơ hội của công nghệ Wifi: ...................................................................120
4.4.2 Thách thức của công nghệ Wifi:............................................................122
4.4.3 Sự phát triển trong tương lai của công nghệ Wifi:.................................123
KẾT LUẬN
LỜI CẢM ƠN
TÀI LIỆU THAM KHẢO

Đồ án tốt nghiệp Danh mục viết tắt
DANH MỤC VIẾT TẮT
Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
ADSL Asymmetric Digital Subscriber
Line
Đường dây thuê bao số bất đối
xứng
AES Advanced Encryption Standard Tiêu chuẩn mã hóa tiên tiến
AMPS Advanced Mobile Phone System Hệ thống điện thoại di động
nâng cao năm 1977
AP Access Point Điểm truy cập
ASM Automatic Storage Management Quản lý lưu trữ tự động
ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền dẫn không đồng
bộ
BAP Battery Assisted Passive Pin hỗ trợ thụ động
BSS Basic Service Sets Tập dịch vụ cơ bản
Mô hình mạng cơ sở
BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân
CCMP Counter Cipher Mode Protocol Giao thức mã hóa dữ liệu
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo
mã
DES Data Encryption Standard Tiêu chuẩn mã hóa dữ liệu
DLNA Digital Living Network Alliance Công nghệ giao tiếp không dây
gia đình
DS Distribution System Hệ thống phân phối
DSL Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số
DSSS Direct Sequence Spread Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp
ESS Extended Service Sets Tập dịch vụ mở rộng
Mô hình mạng mở rộng
ETSI European Telecommunications
Standards Institute
Viện Tiêu chuẩn Viễn thông
Châu Âu
FCC Federal Communications Ủy ban truyền thông

Commission Liên bang Hoa Kỳ
FHSS Frequency Hopping Spread
Spectrum
Trải phổ nhảy tần
FSK Frequency Shift Keying Khóa dịch tần số
FSO Free Space Optics Truyền thông quang vô tuyến
FTP File Transfer Protocol Giao thức truyền tập tin
FTS File Transfer Service Dịch vụ truyền tập tin
GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp
GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu
GSM Global System for Mobile
Communications
Hệ thống thông tin di động
toàn cầu
HDMI High Definition Multimedia
Interface
Giao tiếp đa phương tiện tin
cậy cao
HTTP Hyper Text Transfer Protocol Giao thức truyền tải siêu văn
bản
IBSS Independent Basic Service Sets Tập dịch vụ cơ bản độc lập
Mô hình mạng độc lập
IEEE Institute of Electrical and
Electronic Engineers
Viện Kỹ sư Điện và Điện tử
IMTS Improved Mobile Telephone
Service
Dịch vụ điện thoại di động cải
tiến năm 1964
IP Internet Protocol Giao thức Internet
ISM Industrial, Scientific, Medical Băng tần dành cho công
nghiệp, khoa học và y học
ISO International Socialist Organization Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế
ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet
LAN Local Area Network Mạng cục bộ
MIMO Multi Input Multi Output Đa đầu vào - đa đầu ra
MAC Media Access Control Điều khiển truy nhập môi
trường

NFC Near Field Communication Công nghệ giao tiếp khoảng
cách gần
NIC Network Interface Card Card giao diện mạng
NOS Network Operation System Hệ thống điều hành mạng
OBEX OBject EXchange Giao thức trao đổi dũ liệu dùng
hồng ngoại
OFDM Orthogonal Frequency Division
Multiplexing
Ghép kênh phân chia tần số
trực giao
PC Persional Computer Máy tính cá nhân
PDA Personal Digital Assistant Thiết bị kỹ thuật số hỗ trợ cá
nhân
PMD Physical Media Dependent Phân lớp phụ thuộc môi trường
vật lý
PSK Phase Shift Keying Khóa dịch pha
QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ cầu phương
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khoá dịch pha cầu phương
RF Radio Frequency Tần số vô tuyến
RFID Radio Frequency
Identification
Công nghệ Nhận dang tận số
vô tuyến
SSID Service Set Identifier Bộ nhận dạng dịch vụ
TKIP Temporal Key Integrity Protocol Giao thức toàn vẹn khóa thời
gian
UHF Ultra High Frequency Dải tần số cực cao
UMTS Universal Mobile
Telecommunications System
Hệ thống viễn thông di động
toàn cầu
USB Universal Serial Bus Chuẩn gia
UWB Ultra Wide Band Công nghệ siêu băng rộng
VHF Very High Frequency Dải tần số rất cao
VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo

VLAN Virtual Local Area Network Mạng cục bộ ảo
WAP Wireless Application Protocol Giao thức ứng dụng không dây
WEP Wired Equivalent Privacy Bảo mật tương đương mạng đi
dây
WLAN Wireless Local Area Network Mạng vô tuyến cục bộ
WMAN Wireless Metropolitan Area
Network
Mạng vô tuyến đô thị
WPA Wi-Fi Protected Access Bảo vệ truy cập Wi-Fi
WPAN Wireless Personal Area Network Mạng vô tuyến cá nhân
WRAN Wireless Regional Area Network Mạng vô tuyến khu vực
WWAN Wireless Wide Area Network Mạng vô tuyến diện rộng
WWW World Wide Web Hệ thống liên kết dữ liệu toàn
cầu

Đồ án tốt nghiệp Danh mục hình vẽ
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Phân loại mạng không dây...........................................................................3
Hình 1.2 Mô hình mạng Ad-hoc..................................................................................7
Hình 1.3 Mô hình mạng Infrastructure.......................................................................8
Hình 1.4 Mô hình mạng mở rộng................................................................................9
Hình 1.5 Phiên bản mới nhất Bluetooth 4.0..............................................................11
Hình 1.6 Thiết bị ứng dụng công nghệ Bluetooth.....................................................12
Hình 1.7 Ứng dụng của RFID...................................................................................13
Hình 1.8 Ứng dụng của công nghệ NFC...................................................................15
Hình 1.9 Mô hình công nghệ WiMAX.......................................................................17
Hình 2.1 Biểu tượng công nghệ Wifi.........................................................................29
Hình 2.2 Tốc độ và khoảng cách truyền dữ liệu của Wifi.........................................38
Hình 2.3 Access Point chuẩn N.................................................................................41
Hình 2.4 Wireless Router Linksys chuẩn N...............................................................42
Hình 2.5 Wireless Router Modem Linksys chuẩn N..................................................43
Hình 2.6 Wireless Bridge Linksys .............................................................................44
Hình 2.7 PC Card của Asus và Planet......................................................................45
Hình 2.8 Adapter Card TP-Link................................................................................45
Hình 2.9 Wireless USB Card TP-Link ......................................................................46
Hình 3.1 Các thành phần kiến trúc của Wifi.............................................................47
Hình 3.2 Mô hình DS và ESS ....................................................................................49
Hình 3.3 Vị trí của 802.11 trong mô hình OSI..........................................................51

Hình 3.4 Lớp vật lý của 802.11.................................................................................53
Hình 3.5 Mô hình phân lớp MAC..............................................................................54
Hình 3.6 Lớp MAC của 802.11 .................................................................................56
Hình 3.7 Sơ đồ khối hệ thống trải phổ nhảy tần.......................................................58
Hình 3.8 Ví dụ về trải phổ nhảy tần..........................................................................59
Hình 3.9 Sơ đồ khối hệ thông trải phổ chuỗi trực tiếp .............................................60
Hình 3.10 Nguyên lý trải phổ chuỗi trực tiếp ...........................................................61
Hình 3.11 So sáng kỹ thuật sóng mang không chồng phổ (a) và sóng mang chồng
phổ (b) .......................................................................................................................63
Hình 3.12 Sơ đồ khối hệ thống OFDM .....................................................................64
Hình 3.13 Cơ chế hoạt động của CSMA/CA.............................................................66
Hình 3.14 Quá trình trao đổi đầy đủ của cảm ứng sóng mang ảo ...........................67
Hình 3.15 Sơ đồ phân bố kênh trong dải tần số 2.4GHz ..........................................69
Hình 3.16 Sơ đồ phân bố kênh trong dải tần số 5GHz .............................................70
Hình 3.17 Chế độ quét thụ động ...............................................................................74
Hình 3.18 Chế độ quét chủ động...............................................................................74
Hình 3.19 Phân đoạn khung......................................................................................79
Hình 3.20 Khuôn dạng khung chuẩn IEEE 802.11...................................................80
Hình 3.21 Khuôn dạng khung MAC..........................................................................81
Hình 3.22 Trường điều khiển khung của lớp MAC...................................................81
Hình 3.23 Khung định dạng RTS ..............................................................................83
Hình 3.24 Khuôn định dạng CTS..............................................................................84
Hình 3.25 Khuôn dạng khung ACK ..........................................................................84
Hình 3.26 Các mức độ bảo vệ mạng.........................................................................90

Hình 3.27 Chứng thực hệ thống mở..........................................................................92
Hình 3.28 Chứng thực khóa chia sẻ..........................................................................93
Hình 3.29 Quy trình mã hóa WEP sử dụng RC4 ......................................................94
Hình 3.30 Thành phần của IEEE 802.11i.................................................................98
Hình 4.1 Ứng dụng truy cập mạng công cộng........................................................101
Hình 4.2 Mô hình kết nối Wifi trong gia đình.........................................................102
Hình 4.3 Mô hình kết nối của WiFi Direct .............................................................103
Hình 4.4 Ứng dụng giải trí gia đình .......................................................................104
Hình 4.5 Giải pháp văn phòng di động...................................................................105
Hình 4.6 Mô hình giải pháp Wifi trường học..........................................................106
Hình 4.7 Mô hình công nghệ Hybrid Wicell ...........................................................108
Hình 4.8 Máy tính xách tay Osborne 1 ...................................................................115
Hình 4.9 Máy tính xách tay và máy tính bảng ........................................................116
Hình 4.10 Sự phát triển của điện thoại di động......................................................118
Hình 4.11 Smartphone của Samsung, HTC và Apple .............................................118
Hình 4.12 Máy in Canon tích hợp Wifi...................................................................119
Hình 4.13 Máy ảnh và máy quay tích hợp Wifi.......................................................120
Hình 4.14 Camera quan sát không dây...................................................................120
Hình 4.15 Băng thông 160MHz trong tần số 5GHz................................................125
Hình 4.16 So sánh cách phát dữ liệu giữa Wifi hiện nay và 802.11ac...................126

Đồ án tốt nghiệp Danh mục bảng
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. So sánh mạng không dây và mạng có dây...................................................25
Bảng 2.1 Các lựa chọn của chuẩn 802.11b ..............................................................35
Bảng 2.2 Các tiêu chuẩn phổ biến của IEEE 802.11................................................38
Bảng 2.3 So sánh Wifi và các công nghệ không dây khác........................................40

1
Đồ án tốt nghiệp Chương 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ
MẠNG KHÔNG DÂY
1.1 Lịch sử phát triển công nghệ mạng không dây:
1.1.1 Lịch sử phát triển công nghệ mạng không dây:
 Nhà khoa học Guglielmo Marconi đã sáng lập ra mạng không dây.
 Năm 1894, Marconi bắt đầu các cuộc thử nghiệm và năm 1895 ông thành công
khi gửi các tín hiệu vô tuyến qua khoảng cách 2,5km. Năm 1899 ông thiết lập
được hệ thống truyền thông vô tuyến qua biển Măngsơ (Manche) nối Anh và
Pháp. Thành tựu “chuyển tin bằng tín hiệu” này đánh dấu một tiến bộ lớn và là
dấu hiệu cho sự ra đời một hệ thống các giá trị mang tính thực tiễn cao.
 Năm 1901 ông đã lập được một kỳ tích là phát tín hiệu mã Mooxơ (morse) qua
Đại Tây Dương từ Anh qua Canada để chứng minh rằng sóng vô tuyến không
bị ảnh hưởng bởi bề cong trái đất mở ra triển vọng thiết lập hệ thống vô tuyến
điện toàn cầu. Công nghệ không dây mà Marconi phát triển là một sự pha tạp
giữa điện báo có dây truyền thống và sóng Hertz.
 Trong chiến tranh thế giới I, lần đầu tiên nó được sử dụng ở cuộc chiến Boer
năm 1899, và năm 1912, một thiết bị vô tuyến đã được sử dụng trong con tàu
Titanic.
 Trước thập niên 1920, điện báo vô tuyến đã trở thành một phương tiện truyền
thông hữu hiệu bởi nó cho phép gửi các tin nhắn cá nhân băng qua các lục địa.
Cùng với sự ra đời của radio (máy phát thanh), công nghệ không dây đã có thể
tồn tại một cách thương mại hóa. Năm 1927, dịch vụ điện thoại vô tuyến được
thương mại hóa và hoạt động giữa 2 nước Britain và US (United States).
 Vào đầu thập niên 1970, IMTS (Improved Mobile Telephone System) phát
triển thu phát dữ liệu đồng thời, tăng số lượng kênh truyền và công suất lớn
hơn.

2
 Năm 1977, AMPS (Advanced Mobile Phone System) được phát minh bởi Bell
Labs, hoạt động đầu tiên ở US với những vùng địa lý được phân chia thành
những tế bào.
 Thập niên 1980, công nghệ vô tuyến là những tín hiệu tương tự. Thập niên
1990, chuyển sang tín hiệu số ngày càng có chất lượng tốt hơn, nhanh chóng
và hiệu quả cao hơn.
1.1.2 Giới thiệu công nghệ mạng không dây:
 Mạng không dây (Wireless Network) là mạng sử dụng công nghệ cho phép hai
hay nhiều thiết bị kết nối với nhau bằng cách sử dụng một giao thức chuẩn mà
không cần những kết nối bằng dây mạng. Mạng không dây (mạng vô tuyến )
là một mạng dữ liệu linh hoạt được thực hiện như một sự mở rộng hoặc một sự
lựa chọn mới cho mạng máy tính có dây (mạng hữu tuyến).
 Mạng máy tính không dây sử dụng các sóng điện từ không gian (sóng vô
tuyến hoặc sóng ánh sáng) thu, phát dữ liệu qua không khí, giảm thiểu nhu cầu
về kết nối bằng dây. Vì vậy, các mạng máy tính không dây kết hợp liên kết dữ
liệu với tính di động của người sử dụng.
 Mạng không dây thực sự đang thay thế cho mạng máy tính có dây, cung cấp
khả năng xử lý linh động hơn và tự do hơn cho tất cả các lĩnh vực trong cuộc
sống. Người dùng có thể truy cập thông tin từ mạng, chia sẻ và trao đổi dữ liệu
với nhau từ bất cứ địa điểm nào trong vùng phủ sóng của mạng mà không bị
ràng buộc bởi các kết nối vật lý.
1.2 Phân loại và đặc điểm mạng không dây:
1.2.1 Phân loại mạng không dây:
Đối với hệ thống mạng không dây, chúng ta cũng có sự phân loại theo quy
mô và phạm vi triển khai tương tự như hệ thống mạng có dây: WPAN (Wireless
Personal Area Network), WLAN (Wireless Local Area Network), WMAN
(Wireless Metropolitan Area Network), WWAN (Wireless Wide Area Network),
WRAN (Wireless Regional Area Network). Ngoài ra, mạng không dây còn được

3
phân loại theo phương thức truyền thông tin, bao gồm truyền thông tin bằng sóng
vô tuyến và bằng tín hiệu hồng ngoại.
WWAN
< 15km
GSM, CDMA, 3G UMTS
WRAN
< 100km
802.22
WMAN
< 5km
WiMAX
WLAN
< 150m
Wifi, HiperLAN
WPAN
<10m
Bluetooth, RFID, Zigbee
Hình 1.1 Phân loại mạng không dây
 WPAN (Wireless Personal Area Network): mạng vô tuyến cá nhân, nhóm này
bao gồm các công nghệ vô tuyến được ứng dụng trong phạm vi gia đình hoặc
trong không gian xung quanh của một cá nhân. WPAN có tốc độ truyền có
thể đạt 480Mbps trong phạm vi 10m, băng thông tối đa 1Mbps được chia sẻ
cho tất cả kết nối trên cùng 1 thiết bị và hỗ trợ tối đa 8 kết nối đồng thời với
các thiết bị khác. Công nghệ này phục vụ mục đích nối kết các thiết bị ngoại
vi như máy in, bàn phím, chuột, khóa USB (Universal Serial Bus), đồng
hồ,...với điện thoại di động, máy tính. Các công nghệ trong nhóm này bao
gồm: Bluetooth, RFID (Radio Frequency Identification), Wibree, ZigBee,
UWB (Ultra Wide Band), Wireless USB, EnOcean,... Đa phần các công nghệ
này được chuẩn hóa bởi Viện Kỹ sư Điện và Điện tử IEEE (Institute of
Electrical and Electronics Engineers), cụ thể là nhóm làm việc 802.15.

4
 WLAN (Wireless Local Area Network): mạng vô tuyến cục bộ, có khả năng
kết nối phạm vi rộng hơn với nhiều vùng phủ sóng khác nhau, do đó các thiết
bị di động có thể tự do di chuyển giữa các vùng với nhau. WLAN là một phần
của giải pháp văn phòng di động, cho phép người sử dụng kết nối mạng cục
bộ tại các khu vực công cộng như văn phòng, khách sạn, sân bay, trường học,
bênh viện. Phạm vi hoạt động từ 100m đến 500m với tốc độ truyền dữ liệu
trong khoảng 11Mbps - 54Mbps. Công nghệ nổi bật nhất trong nhóm này là
Wifi với tiêu chuẩn IEEE 802.11. Bên cạnh WiFi thì còn một chuẩn khác là
HiperLAN và HiperLAN2, đối thủ cạnh tranh của Wifi được chuẩn hóa bởi
Viện Tiêu chuẩn Viễn thông châu Âu ETSI (European Telecommunications
Standards Institute).
 WMAN (Wireless Metropolitan Area Network): mạng vô tuyến đô thị, sử
dụng tiêu chuẩn IEEE 802.16. Việc đưa ra chuẩn này mở ra một công nghệ
mới truy nhập không dây băng rộng WiMAX (Worldwide Interoperability for
Microwave Access) cho giao tiếp dành cho hệ thống truy cập không dây băng
rộng cố định với mục tiêu cung cấp những trục kết nối trực tiếp trong mạng
đô thị đạt băng thông tương đương cáp, đường dây thuê bao số DSL (Digital
Subscriber Line), trục T1 phổ biến hiện nay. Công nghệ WiMAX có khả năng
phủ sóng rộng hơn, bao phủ cả một khu vực thành thị hay một khu vực nông
thôn nhất định. Công nghệ này có thể cung cấp với tốc độ truyền dữ liệu đến
75Mbps tại mỗi trạm phát sóng với tầm phủ sóng từ 2km đến 10km. Ngoài ra
có chuẩn IEEE 802.20, được gọi là truy nhập vô tuyến băng rộng di động
WBMA (Mobile Broadband Wireless Access). Nó có thể hỗ trợ ngay cả khi
đang di chuyển với vận tốc lên tới 250km/h. Trong khi chuyển vùng của
WiMAX nhìn chung bị giới hạn trong một phạm vi nhất định, thì chuẩn IEEE
802.20 giống như công nghệ 3G (Third Generation Technology) có khả năng
hỗ trợ chuyển vùng toàn cầu. Trong mạng IEEE 802.20, việc đồng bộ giữa
đường lên và đường xuống đều được thực hiện hiệu quả.

5
 WWAN (Wireless Wide Area Network): mạng vô tuyến diện rộng, kết nối các
máy tính trong nội bộ các quốc gia hay giữa các quốc gia trong cùng một
châu lục. Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn
thông. Nhóm này bao gồm các công nghệ mạng thông tin di động như 3G
UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), GSM (Global
System for Mobile), CDMA2000 (Code Division Multiple Access). Vùng phủ
sóng của mạng này khoảng từ vài km đến vài chục km. Các công nghệ
WWAN phổ biến hiện nay sử dụng công nghệ truyền thông quang vô tuyến
FSO (Free Space Optics), các sóng vô tuyến được cấp phép và không cần cấp
phép, hoặc kết hợp cả hai loại trên.
 WRAN (Wireless Regional Area Network): mạng vô tuyến khu vực, mạng này
sử dụng chuẩn IEEE 802.22, có vùng phủ sóng từ hàng chục đến hàng trăm
km với tốc độ khoảng 22Mbps. Công nghệ phát sóng này sẽ sử dụng băng tần
UHF (Ultra High Frequency), VHF (Very High Frequency) vốn được sử dụng
trong vô tuyến truyền hình hiện nay.
1.2.2 Đặc điểm của mạng không dây:
 Mạng không dây cung cấp tất cả các tính năng của công nghệ mạng cục bộ
LAN (Local Area Network) như là Ethernet và Token Ring mà không bị giới
hạn về kết nối vật lý.
 Việc truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị có hỗ trợ mà không có sự ràng buộc về
khoảng cách và không gian như mạng có dây thông thường. Người dùng mạng
không dây có thể kết nối vào mạng trong khi di chuyển bất cứ nơi nào trong
phạm vi phủ sóng của thiết bị tập trung.
 Mạng không dây sử dụng sóng hồng ngoại (Infrared Light) và sóng vô tuyến
RF (Radio Frequency) để truyền nhận dữ liệu thay vì dùng cáp xoắn (Twist-
Pair) và cáp quang (Fiber Optic Cable). Thông thường thì sóng vô tuyến được
dùng phổ biến hơn vì nó truyền xa hơn, lâu hơn, rộng hơn, băng thông cao
hơn.

6
 Các kết nối không dây được thiết lập bằng sóng điện từ. Tùy theo mục đích
hoạt động mà các dạng kết nối khác nhau sẽ sử dụng các dải tần số khác nhau,
đồng thời các thiết bị sử dụng kết nối đó sẽ giao tiếp theo các phương thức
khác nhau.
 Trong phần lớn trường hợp, dữ liệu được truyền đi do các thiết bị tham gia
mạng không dây phát sóng ra mọi hướng xung quanh (quảng bá) chứ không
được định hướng bằng dây dẫn. Cũng đồng nghĩa với việc những thiết bị
không phải của người nhận cũng có thể tiếp cận các sóng có chứa dữ liệu của
bạn, nhưng nhờ vào các phương pháp định danh và bảo mật của từng giao thức
mạng nên thường thì chỉ người nhận mới có thể mở dữ liệu bạn gửi đi.
 Các sóng vô tuyến thường được xem như các sóng mang vô tuyến do chúng
chỉ thực hiện chức năng cung cấp năng lượng cho một máy thu ở xa. Dữ liệu
khi phát đi được điều chế trên sóng mang vô tuyến sao cho có thể được khôi
phục chính xác tại máy thu.
 Nhiễu sóng mang vô tuyến có thể tồn tại trong cùng không gian, tại cùng thời
điểm mà không can nhiễu lẫn nhau nếu các sóng vô tuyến được phát trên các
tần số vô tuyến khác nhau. Để nhận lại dữ liệu, máy thu vô tuyến sẽ thu trên
tần số vô tuyến xác định trong khi sẽ loại bỏ các tần số vô tuyến khác.
 Trong mạng không dây tiêu chuẩn, một thiết bị thu và phát được gọi là một
điểm truy cập, nối với mạng hữu tuyến tại một vị trí cố định sử dụng cáp
Ethernet tiêu chuẩn. Chức năng của điểm truy cập là thu, lưu vào bộ nhớ đệm,
và phát dữ liệu giữa mạng không dây và cơ sở hạ tầng mạng hữu tuyến. Một
điểm truy cập đơn hỗ trợ một nhóm nhỏ người sử dụng và thực hiện chức năng
trong một phạm vi nhất định. Điểm truy cập được đặt ở bất kỳ vị trí nào miễn
là nằm trong vùng phủ sóng mong muốn.
 Người sử dụng truy cập vào mạng không dây thông qua các bộ thích ứng máy
tính không dây được tích hợp trong các thiết bị đầu cuối như máy vi tính, điện
thoại di động và các thiết bị cá nhân khác. Các bộ thích ứng máy tính không
dây cung cấp một giao diện giữa hệ thống điều hành mạng NOS (Network

7
Operation System) của máy khách (Client) và các sóng không gian qua một
anten.
 Công nghệ không dây bao gồm các thiết bị và hệ thống phức tạp như hệ thống
WLAN, điện thoại di động (Mobile Phone) cho đến các thiết bị đơn giản như
tay nghe không dây, microphone không dây và nhiều thiết bị khác có khả năng
truyền nhận và lưu trữ thông tin từ mạng. Ngoài ra cũng bao gồm cả những
thiết bị hỗ trợ hồng ngoại như thiết bị điều khiển từ xa (Remote Control) , điện
thoại … truyền dữ liệu trực diện giữa 2 thiết bị.
1.2.3 Mô hình của mạng không dây cục bộ WLAN:
 Mô hình mạng độc lập IBSS (Independent Basic Service Sets):
- Mô hình này còn được gọi là mô hình mạng Ad-hoc, là mạng gồm hai hay
nhiều máy tính có trang bị card không dây mà không dùng đến các thiết bị
định tuyến hay thu phát không dây.
- Các máy tính có vai trò ngang nhau, các thiết bị tham gia mạng không dây
Ad-hoc ngoài việc giao tiếp với nhau còn đảm nhiệm luôn cả việc chuyển tiếp
dữ liệu cho các thiết bị khác trong mạng.
Ngƣời dùng A
Ngƣời dùng B Ngƣời dùng C
Hình 1.2 Mô hình mạng Ad-hoc

8
- Mạng Ad-hoc hoạt động chỉ khi các máy tính của nó nằm gần với nhau về
phương diện vật lý và chỉ khi giới hạn về con số. Hơn nữa, để truy cập và chia
sẻ Internet, một trong các máy tính vẫn phải được kết nối với mạng Internet
thông qua cáp hoặc kết nối không dây khác.
 Mô hình mạng cơ sở hạ tầng BSSs (Basic Service Sets):
- Mô hình này còn gọi là mô hình mạng Infrastructure, là mạng gồm một hay
nhiều điểm truy cập AP (Access Point) để mở rộng phạm vi hoạt động của các
Trạm (Station) có thể kết nối với nhau với một phạm vi gấp đôi, nhiều điểm
truy cập AP liên kết mạng không dây với mạng nối dây và cho phép các người
dùng chia sẻ các tài nguyên mạng một cách hiệu quả.
- AP đóng vai trò là điểm truy cập cho các client trao đổi dữ liệuvới nhau và
truy xuất tài nguyên của máy chủ (Server). Mỗi AP có thể làm điểm truy cập
cho 10-15 client đồng thời tại một thời điểm tùy sản phẩm và hãng sản xuất.
Ngƣời dùng A
Ngƣời dùng B Ngƣời dùng C
Hình 1.3 Mô hình mạng Infrastructure

9
 Mô hình mạng mở rộng ESSs (Extended Service Sets):
- Mạng 802.11 mở rộng phạm vi di động tới một phạm vi bất kì thông qua
ESS. Một ESSs là một tập hợp các BSSs nơi mà các AP giao tiếp với nhau
để chuyển lưu lượng từ một BSS này đến một BSS khác để làm cho việc di
chuyển dễ dàng của các trạm giữa các BSS, AP thực hiện việc giao tiếp
thông qua hệ thống phân phối DS (Distribution System).
- Hệ thống phân phối là một lớp mỏng trong mỗi AP mà nó xác định đích
đến cho một lưu lượng được nhận từ một BSS. Hệ thống phân phối được
tiếp sóng trở lại một đích trong cùng một BSS, chuyển tiếp trên hệ thống
phân phối tới một AP khác, hoặc gử tới một mạng có dây tới đích không
nằm trong ESS. Các thông tin nhận bởi AP từ hệ thống phân phối được
truyền tới BSS sẽ được nhận bởi trạm đích.
Ngƣời dùng A
Ngƣời dùng B
Ngƣời dùng C
Access Point 1
Ngƣời dùng D
Access Point 2
Wired Network (DS)
Hình 1.4 Mô hình mạng mở rộng

10
1.3 Những công nghệ và giao thức sử dụng trong mạng không dây:
1.3.1 Những công nghệ sử dụng trong mạng không dây:
 Công nghệ Bluetooth:
- Bluetooth là chuẩn 802.15.1 mạng WPAN, chuẩn kết nối không dây tầm
ngắn, thiết kế cho các kết nối thiết bị cá nhân hay mạng cục bộ nhỏ, trong
phạm vi băng tần chung ISM (Industrial, Scientific, Medical) 2.4 - 2.485 GHz.
Năm 1994, hãng Ericsson đề xuất việc nghiên cứu và phát triển giao diện vô
tuyến công suất nhỏ, chi phí thấp, sử dụng sóng vô tuyến để kết nối không dây
giữa các thiết bị di động với nhau và các thiết bị điện tử khác, tổ chức SIG
(Special Interest Group) đã chính thức giới thiệu phiên bản 1.0 của Bluetooth
vào tháng 7 năm 1999.
- Bluetooth hỗ trợ tốc độ truyền tải dữ liệu lên tới 720Kbps trong phạm vi 10m
đến 100m và có thể đạt được tốc độ truyền dữ liệu 1Mbps. Bluetooth sử dụng
phương pháp trải phổ nhảy tần FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum),
được thiết kế hoạt động trên 79 tần số khác nhau, nó thường thực hiện 1600
bước nhảy trong một giây, khi AFH (Adaptive Frequency Hopping) được kích
hoạt. Một thiết bị Bluetooth tổng thể có thể giao tiếp với tối đa là 7 thiết bị
trong một Piconet (một mạng Ad-hoc sử dụng công nghệ Bluetooth).
- Về tầm phủ sóng, bluetooth có 3 lớp (class): class 1 có công suất 100mW với
tầm phủ sóng gần 100m; class 2 có công suất 2,5mW, tầm phủ sóng khoảng
10m; và class 3 là 1mW với tầm phủ sóng khoảng 5m. Bluetooth có nhiều
giao thức hoạt động khác nhau. A2DP (Advanced Audio Distribution Profile)
là cơ chế truyền dẫn âm thanh stereo qua sóng bluetooth tới các tai nghe, loa;
FTP (File Transfer Protocol) là cơ chế chuyển đổi dữ liệu qua kết nối
bluetooth giữa các thiết bị FTS (File Transfer Services); hay OBEX (OBject
EXchange), được phát triển bởi chính nhà mạng Verizon, cho phép xóa dữ liệu
thông qua bluetooth.
- Bluetooth đã trải qua khoảng 7 phiên bản chính. Ngoài phiên bản 2.1 là
phiên bản đầu tiên hỗ trợ kết nối nhiều thiết bị cùng lúc, hiện nay trên thị

11
trường chủ yếu tồn tại các biến thể của hai phiên bản mới nhất là 3.0 và 4.0.
Bluetooth 3.1 hay Bluetooth 3.0 + HS (High Speed) được giới thiệu vào năm
2009 cho phép truyền tải dữ liệu với tốc độ lên tới 24Mbps. Ngày 30/6/2010,
Bluetooth SIG đã đưa ra Bluetooth phiên bản 4.0 là sự kết hợp của “classic
Bluetooth” (Bluetooth 2.1 và 3.0), “Bluetooth high speed” (Bluetooth 3.0
+HS) và “Bluetooth low energy” (Bluetooth Smart Ready/Bluetooth Smart).
Hình 1.5 Phiên bản mới nhất Bluetooth 4.0
- Các ứng dụng nổi bật của Bluetooth gồm:
 Điều khiển và giao tiếp không giây giữa một điện thoại di động và tai
nghe không dây.
 Giao tiếp không dây với các thiết bị vào ra của máy tính, chẳng hạn như
chuột, bàn phím và máy in.
 Thay thế các giao tiếp nối tiếp dùng dây truyền thống giữa các thiết bị đo,
thiết bị định vị dùng hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning
System), thiết bị y tế, máy quét mã vạch, và các thiết bị điều khiển giao
thông.
 Điều khiển từ xa cho các thiết bị trò chơi điện tử như Wii - Máy chơi trò
chơi điện tử thế hệ 7 của Nintendo và PlayStation 3 của Sony.
 Kết nối Internet cho PC hoặc PDA (Personal Digital Assistant) bằng cách
dùng điện thoại di động thay modem.

12
Hình 1.6 Thiết bị ứng dụng công nghệ Bluetooth
 Công nghệ nhận dạng tần số vô tuyến RFID (Radio Frequency Identification):
- RFID là công nghệ xác nhận dữ liệu đối tượng bằng sóng vô tuyến để nhận
dạng, theo dõi và lưu thông tin trong một thẻ (Tag). Kỹ thuật RFID sử dụng
truyền thông không dây để truyền dữ liệu từ các thẻ đến các bộ đọc (Reader).
Reader quét dữ liệu thẻ và gửi thông tin đến cơ sở dữ liệu lưu trữ trên máy tính
hoặc hệ thống quản lý.
- RFID hoạt động trên nguyên tắc: Dữ liệu được chứa trong Chip nhớ
(Tag/MDS), dữ liệu này được truyền thông với PC/PLC (Programmable Logic
Controller) thông qua các module bao gồm, module reader và adapter module
ASM (Access Switching Module)). Chip nhớ và module reader cũng được chế
tạo với nhiều chủng loại khác nhau để phù hợp với yêu cầu sử dụng.
- Thẻ RFID có thể được gắn liền với một đối tượng và sử dụng để theo dõi và
quản lý đổi tượng xác định. Thẻ RFID dễ dàng được che giấu hoặc kết hợp
trong các mặt hàng khác. RFID lợi thế hơn các hệ thống bằng tay hoặc sử
dụng mã vạch. Thẻ có thể được đọc nếu được thông qua gần bộ đọc, ngay cả
khi nó được bao phủ bởi các đối tượng khác hoặc không nhìn thấy được.
- Hệ thống RFID thường có ba cấu hình: cấu hình PRAT (Passive Reader
Active Tag), hệ thống mà có bộ đọc thụ động mà chỉ nhận được tín hiệu vô

13
tuyến từ thẻ đang hoạt động, phạm vi tiếp nhận của PRAT có thể lên đến 60m,
do đó cho phép sự linh hoạt trong các ứng dụng như bảo vệ và giám sát tài
sản. Cấu hình ARPT (Active Reader Passive Tag) có đầu đọc hoạt động chủ
động, trong đó truyền tín hiệu thẩm vấn và nhận được trả lời xác thực từ các
thẻ thụ động. Cấu hình ARAT (Active Reader Active Tag) trong đó thẻ đang
hoạt động được kích hoạt với một tín hiệu thẩm vấn từ bộ đọc hoạt động. Một
biến thể của hệ thống này là sử dụng pin hỗ trợ thụ động BAP (Battery
Assisted Passive).
- Khoảng cách đọc phụ thuộc vào một số thông số và điều kiện cụ thể, tùy
thuộc vào thẻ là Active hay Passive Tag. Phần lớn thẻ RFID Passive có
khoảng cách đọc < 1m, tùy thuộc vào dải tần số của đầu đọc. Hệ thống RFID
sử dụng dải tần UHF sẽ có khoảng cách đọc lớn hơn, có thể lên tới 100m phụ
thuộc vào từng ứng dụng cụ thể. Thẻ RFID có thể đọc trong khoảng thời gian
< 10ms.
Hình 1.7 Ứng dụng của RFID
Thẻ RFID
Thiết bị
đọc thẻ
Hạ tầng Tích hợp
Máy chủ

14
 Công nghệ giao tiếp khoảng cách gần NFC (Near Field Communications):
- NFC là công nghệ kết nối không dây phạm vi tầm ngắn trong khoảng cách lý
thuyết là 10cm nhưng thực tế chỉ 4cm, sử dụng cảm ứng từ trường để thực
hiện kết nối giữa các thiết bị khi có sự tiếp xúc trực tiếp hay để gần nhau. NFC
đã được phê chuẩn ISO/IEC (International Organization for
Standardization/International Electrotechnical Commission) vào cuối năm
2003. Công nghệ NFC ra đời từ sự kết hợp công nghệ nhận dạng không tiếp
xúc và những công nghệ kết nối truy cập mới
- NFC hoạt động ở dải băng tần 13,56MHz nên không ảnh hưởng đến các
công nghệ kết nối không dây khác. Khi mạng NFC được kích hoạt, người
dùng vẫn có thể sử dụng các công nghệ kết nối khác như Bluetooth, Wi-Fi nếu
muốn kết nối tầm xa hơn hay khi cần truyền lượng dữ liệu lớn hơn.
- NFC có tốc độ truyền tải dữ liệu trong khoảng 106Kbps đến 848Kbps. Do
khoảng cách truyền dữ liệu khá ngắn nên giao dịch qua công nghệ NFC được
xem là an toàn. NFC mở ra một xu hướng trao đổi dữ liệu theo dạng mạng
ngang hàng (P2P). Loại hình NFC đang được ứng dụng hiện nay là thẻ nhận
dạng NFC (NFC tag). Thẻ nhận dạng NFC có vai trò tương tự mã vạch hay mã
QR (Quick Response). Thẻ NFC thường chứa dữ liệu chỉ đọc nhưng cũng có
thể ghi đè được. NFC có 4 định dạng thẻ dựa trên các chuẩn ISO 14443 Type
A, 14443 Type B và ISO 18092.
- Công nghệ NFC có 2 chế độ truyền dữ liệu: chủ động (active) và thụ động
(passive). Trong chế độ thụ động: thiết bị nguồn phát sẽ phát ra từ trường đến
nguồn đích, nguồn đích ở trạng thái bị động và chỉ trả lời khi nhận tín hiệu từ
nguồn phát. Trong chế độ chủ động: cả thiết bị nguồn phát và thiết bị đích
truyền dữ liệu bằng cách tạo ra từ trường riêng.
- Một giao dịch diễn ra trên NFC tuần tự theo các bước: phát hiện (Discovery),
xác thực (Authentication), trao đổi (Negotiation), truyền dữ liệu (Transfer) và
xác nhận từ phía nhận dữ liệu (Acknowledgment). Trong trường hợp muốn

15
tăng cường tính bảo mật trong lúc giao dịch, công nghệ NFC có thêm 2 chuẩn
mã hóa: chuẩn mã hóa tiên tiến AES (Advanced Encryption Standard) và
chuẩn mã hóa dữ liệu Triple DES (Data Encryption Standard).
Hình 1.88 Ứng dụng của công nghệ NFC
 Công nghệ WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access):
- WiMAX là là một công nghệ không dây băng thông rộng được thiết kế dựa
vào tiêu chuẩn IEEE 802.16. Tiêu chuẩn IEEE 802.16-2001 ban hành vào
tháng 4 năm 2002, giao diện không gian cho hệ thống truy nhập băng rộng cố
định hoạt động ở dải tần hoạt động là 10-66GHz và thỏa mãn tầm nhìn thẳng
LOS (Line Of Sight) với bán kính cell từ 2 - 5km. IEEE 802.16-2001 có tốc
độ trong khoảng 32 - 134Mbps với kênh 28MHz, sử dụng phương pháp điều
chế pha cầu phương QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) và điều chế biên
độ cầu phương QAM (Quadrature Amplitude Modulation).
- Tiêu chuẩn 802.16-2004 được ban hành năm đưa ra tháng 7 năm 2004 mở
rộng các đặc điểm kỹ thuật của WiMAX ở dải tần số 2-11GHz, sử dụng
phương thức điều chế ghép kênh phân chia tần số trực giao OFDM

16
(Orthogonal Frequency Division Multiplexing). 802.16-2004 có thể cung cấp
các dịch vụ cố định, nomadic (người sử dụng có thể di chuyển nhưng cố định
trong lúc kết nối) theo tầm nhìn thẳng LOS và không theo tầm nhìn thẳng
NLOS (Non Line Of Sight). 802.16-2004 mô tả hồ sơ hệ thống WiMAX và sự
phù hợp tiêu chuẩn đến môi trường mạng không dây tự động, giới thiệu về
kiểu mắt lưới. IEEE 802.16-2004 là khả năng truyền từ node tới các node
xung quanh.
- Tiêu chuẩn IEEE 802.16e-2005 còn gọi là Mobile WiMAX hay WiMAX di
động, được ban hành vào tháng 12 năm 2005. Tiêu chuẩn này sử dụng phương
thức điều chế SOFDMA (Scalable Orthogonal Frequency Division
Multiplexing Access), cho phép thực hiện các chức năng chuyển vùng và
chuyển mạng, có thể cung cấp đồng thời dịch vụ cố định, nomadic, di động
hạn chế và di động. IEEE 802.16e-2005 hoạt động ở các băng tần nhỏ hơn
6GHz, tốc độ lên tới 15Mbps với kênh 5MHz, bán kính cell từ 2 - 5km. IEEE
802.16e-2005 hỗ trợ hệ thống thích nghi đa anten AAS (Adaptive Antenna
Systems) và công nghệ MIMO (Multiple Input and Multiple Output). Ngoài ra
tiêu chuẩn này cũng cải tiến các khả năng tiết kiệm công suất cho các thiết bị
di động và các đặc điểm bảo mật linh hoạt hơn.
- Tiêu chuẩn mới nhất IEEE 802.16m-2011 là công nghệ cốt lõi cho WiMAX
2. Đặc tả kỹ thuật của WiMAX 2 được xây dựng trên IEEE 802.16m đảm bảo
khả năng tương thích ngược và cùng tồn tại với chuẩn trước đó. Trạm gốc
802.16m sẽ làm việc với thiết bị đầu cuối 16e và 16m. Những telco đang sử
dụng 16e hiện tại sẽ có 2 hướng lựa chọn: chuyển một phần sang 16m hay
chuyển tất cả. Kiến trúc khung của 16m có khả năng tồn tại song song với hệ
thống 16e. Điểm cải thiện nổi bật của WiMAX 2 so với WiMAX thế hệ đầu
tiên là tốc độ - tốc độ WiMAX 2 lên đến 300Mbps, WiMAX 2 hỗ trợ 2 kỹ
thuật đa anten chính là SU-MIMO (Single User Multiple Input Multiple
Output) và MU-MIMO (Multiple User Multiple Input Multiple Output).
WiMAX 2 hỗ trợ cả 2 dải băng tần của phiên bản đầu tiên và phiên bản IEEE

17
802.16-2009. IEEE 802.16m hỗ trợ băng thông có độ rộng 5MHz, 10MHz,
20MHz và 40MHz với một tập hợp đa sóng mang lên đến 100MHz. Chất
lượng dịch vụ QoS (Quality of Service) là một giao thức quan trọng trong
IEEE 802.16m, được sử dụng trong việc phân bổ tài nguyên vô tuyến và lưu
lượng theo lịch trình, QoS có thể kiểm soát hướng tải lên. Ngoài ra, WiMAX 2
còn có độ trễ khá thấp, điều này sẽ giúp các dịch vụ VoIP trở nên thông suốt
hơn.
- 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 dữ liệu, thoại và video. WiMAX với sự
hỗ trợ QoS, khả năng vươn xa và tốc độ truyền dữ liệu cao được dành cho các
ứng dụng truy cập băng rộng ở những vùng xa xôi, hẻo lánh nhất là khi
khoảng cách quá lớn đối với mạng hữu tuyến cũng như cho các khu vực thành
thị ở các nước đang phát triển. Những ứng dụng cho hộ dân gồm có Internet
tốc độ cao, thoại qua IP, video chất lượng cao và trò chơi trực tuyến. Đối với
doanh nghiệp có ứng dụng như hội nghị truyền hình, giám sát video và mạng
riêng ảo bảo mật.
Hình 1.9 Mô hình công nghệ WiMAX

18
 Một số công nghệ không dây khác:
- Công nghệ Wifi: mạng sử dụng công nghệ WiFi là WLAN bao phủ một
vùng rộng hơn WPAN, 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 54Mbps. Wifi là công nghệ
không dây phổ biến nhất hiện nay và sẽ được trình bày chi tiết ở các chương
sau.
- Chuẩn USB không dây WUSB (Wireless Universal Serial Bus): WUSB được
thiết kế để kết nối các thiết bị điện tử dân dụng, thiết bị ngoại vi máy tính và
thiết bị di động. Đặc tả WUSB được thiết kế để thay thế các mô hình đang
dùng để kết nối nhóm thiết bị trong khoảng cách dưới 10m. Băng thông USB
không dây lúc công bố tương đương với băng thông của chuẩn USB Hi-Speed
hiện tại là 480Mbps. USB không dây được thiết kế hoạt động trong dải tần tử
3,1 - 10,6GHz.
- Công nghệ siêu băng rộng UWB (Ultra Wide Band): là công nghệ thuộc
chuẩn IEEE 802.15.3a, được phát triển để phục vụ cho truyền thông giữa các
thiết bị trong nhà của người sử dụng với khả năng chia sẻ ảnh số, âm nhạc,
video, dữ liệu và tiếng nói. UWB là một công nghệ 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.
- Công nghệ HomeRF (Home Radio Frequency): là một công nghệ sử dụng
tần số vô tuyến để kết nối và trao đổi dữ liệu giữa các phần tử của trong các hệ
thống mạng gia đình. Các phần tử của mạng này rất đa dạng bao gồm các máy
tính PC, các thiết bị di động và các loại thiết bị cầm tay khác. HomeRF hoạt
động ở dải tần 2.4GHz, tổng băng thông tối đa là 1,6Mbps và 650Kbps cho
mỗi người dùng, tốc độ truyền dữ liệu là 1Mbps (2-FSK) và 2Mbps (4-FSK)
với vùng phủ sóng lên đến 50m. HomeRF dùng phương thức điều chế trải phổ
nhảy tần FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) và được bổ sung giao

19
thức truy nhập vô tuyến dùng chung SWAP (Shared Wireless Access
Protocol) được thiết kế cho cả dữ liệu và tiếng nói.
- Công nghệ DLNA (Digital Living Network Alliance): DLNA là một tổ chức
thương mại phi lợi nhuận thành lập bởi Sony trong tháng 6 năm 2003 với hơn
230 thành viên là các công ty thuộc nhiều ngành công nghiệp khác nhau trên
khắp thế giới, như điện tử tiêu dùng, điện thoại di động, máy tính cá nhân,
cung cấp dịch vụ, ô tô và công nghiệp bán dẫn. Họ tạo ra DLNA với mục đích
giúp người dùng có thể trao đổi dữ liệu giữa các sản phẩm kỹ thuật số một
cách dễ dàng và thuận tiện hơn. Mục tiêu chung của DLNA là đặt ra các tiêu
chuẩn và nguyên tắc cho các thiết bị mạng gia đình và phương tiện giải trí,
một khi chúng đạt chuẩn DLNA (DLNA Certified) thì dễ dàng chia sẻ nội
dung video HD, nhạc, hình ảnh với nhau trong mạng nội bộ, bất kể thiết bị đó
thuộc dòng nào hay của nhà sản xuất nào. DLNA sử dụng giao thức UpnP
(Universal Plug and Play) trong việc quản lý và điều khiển nguồn tài nguyên
đa phương tiện. Theo đó, UPnP sẽ xác định rõ ràng những dạng thiết bị mà
DLNA hỗ trợ cũng như phương thức để truy cập thư viện giải trí này qua
mạng nội bộ như thế nào và những nguyên tắc của DLNA sẽ được áp dụng
chặt chẽ trong định dạng dữ liệu, chuẩn mã hóa và độ phân giải mà thiết bị hỗ
trợ. Hiện tại, những dòng thiết bị đạt chứng nhận hợp chuẩn DLNA được tách
ra thành 3 lớp sau: lớp thiết bị mạng gia đình HND (Home Network Devices),
lớp thiết bị di động cầm tay MHD (Mobile Handheld Devices), lớp thiết bị cơ
sở hạ tầng HID (Home Infrastructure Devices).
- Công nghệ Zigbee: là một giao thức được xây dựng theo chuẩn IEEE
802.15.4. Giao thức này được tạo ra nhằm phục vụ cho những ứng dụng yêu
cầu giá thành và công suất thấp nhưng phải có khả năng linh động trong phạm
vi rộng. Chuẩn Zigbee được phát triển và xúc tiến bởi hãng Zigbee Alliance,
với sự hỗ trợ từ hơn 200 công ty trên thế giới như: SIEMENS, ATMEL, NEC,
TEXAS INSTRUMENTS, EPSON.... Zigbee được dùng vào rất nhiều ứng
dụng trong cuộc sống như: Các hệ chiếu sáng thông minh, HVAC (Heating,

20
Ventilation and Air Conditioning), Công nghiệp, Sensor không dây, bệnh
viện....
- Công nghệ HiperLAN (High Performance Radio Local Area Networks): là
một mạng LAN không dây theo chuẩn của Châu Âu, được ban hành bởi ETSI
vào năm 1992, tương đương với công nghệ IEEE 802.11. HiperLAN hoạt
động ở băng tần 2,4 đến 17GHz, có tốc độ dữ liệu khoảng 54Mbps và chuẩn
này cũng hỗ trợ cho các người dùng di động ở tốc độ thấp.
1.3.2 Những giao thức sử dụng trong mạng không dây:
 Giao thức không dây tầng ứng dụng WAP (Wireless Application Protocol)
- WAP là một tiêu chuẩn kỹ thuật để truy cập thông tin qua một mạng điện
thoại di động không dây. Một trình duyệt WAP là một trình duyệt web cho
thiết bị di động như điện thoại di động hay PDA. Phiên bản mới nhất WAP 2.0
được ban hành vào năm 2002.
- Mô hình WAP chính là mô hình WWW (World Wide Web) với một số tính
năng nâng cao. Trong đó, hai tính năng quan trọng nhất là: đẩy và hỗ trợ thoại.
Nội dung thông tin WAP được truyền tải nhờ một tập các giao thức truyền
thông tiêu chuẩn trong tập giao thức WAP.
- WAP định nghĩa một tập các thành phần tiêu chuẩn cho phép truyền thông
giữa thiết bị đầu cuối và máy chủ mạng gồm:
 Mô hình tên tiêu chuẩn: Các URL (Uniform Resource Locator) được sử
dụng để nhận dạng nội dung WAP trên các máy chủ, URL được sử dụng
để nhận dạng tài nguyên trong một thiết bị, ví dụ như chức năng điều
khiển cuộc gọi.
 Kiểu nội dung: được đưa ra trên kiểu đặc trưng giống như WWW.
 Các khuôn dạng nội dung tiêu chuẩn: dựa trên công nghệ WWW và bao
gồm ngôn ngữ đánh dấu, thông tin lịch, các đối tượng, hình ảnh và ngôn
ngữ kịch bản.

21
 Các giao thức truyền thông tiêu chuẩn: cho phép truyền thông các yêu cầu
đầu cuối di động tới máy chủ mạng thông qua cổng WAP.
- Tương tự như mô hình kết nối hệ thống mở OSI (Open Systems
Interconnection), các ngăn xếp của giao thức WAP được chia thành các lớp
cho phép dễ dàng mở rộng, thay đổi và phát triển. Tất cả các ngăn xếp giao
thức WAP đều được thiết kế để phù hợp với các điều kiện ràng buộc của mạng
di động. Mỗi một lớp cung cấp một tập các chức năng hoặc các dịch vụ tới các
dịch vụ và ứng dụng khác qua tập giao diện tiêu chuẩn.
- Kiến trúc WAP tách các giao tiếp dịch vụ từ các giao thức cung cấp dịch vụ
để cho phép mở rộng các đặc tính và tự do lựa chọn các giao thức thích hợp
cho một nội dung cụ thể. Rất nhiều các dịch vụ trong ngăn xếp có thể được hỗ
trợ bởi một hoặc nhiều giao thức. Giao thức truy nhập ứng dụng vô tuyến
WAP gồm có 5 lớp:
 Lớp truyền tải: giao thức datagram vô tuyến WDP (Wireless Datagram
Protocol), lớp này cung cấp sự hội tụ giữa các dịch vụ mang với các phần
còn lại của ngăn xếp WAP.
 Lớp bảo mật: giao thức lớp truyền tải vô tuyến WTLS (Wireless Transport
Layer Security), mục tiêu là đảm bảo tính năng bảo mật giữa các thiết bị
đầu cuối WAP và cổng/ủy quyền WAP.
 Lớp giao vận: giao thức giao vận vô tuyến WTP (Wireless Transaction
Protocol), có nhiệm vụ đáp ứng các yêu cầu và trả lời về phương tiện
truyền thông từ người sử dụng tới máy chủ ứng dụng và ngược lại.
 Lớp phiên: giao thức phiên vô tuyến WSP (Wireless Session Protocol), hỗ
trợ lớp ứng dụng của WAP mô tả trong phiên với một giao tiếp của 2 dịch
vụ phiên: kết nối có hướng đảm bảo độ tin cậy và phi kết nối không đảm
bảo độ tin cậy
 Lớp ứng dụng: Môi trường ứng dụng vô tuyến WAE (Wireless
Application Enviroment), nằm trong lớp ứng dụng cung cấp môi trường

22
cho phép mở rộng miền các ứng dụng được sử dụng trên các thiết bị vô
tuyến bao gồm cả dịch vụ tin nhắn đa phương tiện.
 Giao thức không dây tầng mạng:
- ExOR (Extremely Opportunistic Routing): là sự kết hợp của giao thức định
tuyến và điều khiển đa truy nhập MAC (Media Access Control) cho một mạng
không dây Ad-hoc với thuật toán như sau: nguồn thông tin phát quảng bá một
lượng các gói tin.
- HSLS (Hazy Sighted Link State): là một giao thức định tuyến cho mạng lưới
không dây, đây là một thuật toán cho phép các máy tính giao tiếp thông qua
đài phát thanh kỹ thuật số trong một mạng lưới để chuyển tiếp các tin nhắn
đến các máy tính ra khỏi tầm với của vùng vô tuyến trực tiếp.
- DSR (Dynamic Source Routing): là một giao thức định tuyến cho mạng lưới
không dây, nó tạo thành một đường truyền khi có một yêu cầu từ máy tính
truyền đi, nó sử dụng nguồn định tuyến thay vì bảng định tuyến tại mỗi thiết bị
trung gian.
 Giao thức Internet không dây WIP (Wireless Internet Protocol):
- WIP là bộ các giao thức không dây sau WAP 2.0. Nó bao gồm XHTML
(Extensible HyperText Markup Language) cơ bản, Nokia XHTML Mobile
Profile, và sự phát triển tương lai của WAP do Open Mobile Alliance .
- Giao thức Internet không dây có thể cung cấp các trang XHTML với các
thiết bị không dây thích hợp mà không cần HTTP proxy (Hypertext Transfer
Protocol), các trang web có thể được phản hồi khác nhau trong các trình duyệt
web và trên thiết bị cầm tay mà không cần hai phiên bản khác nhau của cùng
một trang.
 Giao thức định tuyến không dây WRP (Wireless Routing Protocol):
- WRP là là một giao thức định tuyến chủ động cho mạng vô tuyến tùy biến
MANETs (Mobile Ad-hoc Networks), sử dụng như một phiên bản nâng cao

23
của giao thức định tuyến distance-vector, trong đó sử dụng các thuật toán
Bellman-Ford để tính toán đường dẫn.
- Do tính chất di động của các nút trong Manet, giao thức đưa ra cơ chế làm
giảm vòng lộ trình và đảm bảo trao đổi tin nhắn đáng tin cậy.
 Giao thức chuyển tải liên lạc không dây WCTP (Wireless Communications
Transfer Protocol):
- WCTP là phương pháp được sử dụng để gửi tin nhắn đến các thiết bị không
dây trên mạng dịch vụ liên lạc cá nhân băng hẹp NPCS (Narrowband Personal
Communications Service). Phiên bản hiện tại là WCTP 1.3.
- WCTP cung cấp một cách đơn giản để tạo một liên kết giữa Internet và một
TAP phù phân trang thiết bị đầu cuối. WCTP đặc biệt nhằm tạo ra một
phương tiện dễ dàng chuyển thông điệp chữ số nhị phân đến và đi từ các hệ
thống dây và các thiết bị không dây có khả năng hai chiều.
- WCTP đã được tạo ra để cung cấp một tiêu chuẩn công nghiệp không dây
cho việc gửi tin nhắn không dây thông qua Internet. WCTP là một cách để gửi
tin nhắn không dây, cả một và hai chiều, với các thiết bị nhận thích hợp như
máy nhắn tin, điện thoại di động hoặc các thiết bị không dây khác.
1.4 Ƣu điểm và nhƣợc điểm của mạng không dây:
1.4.1 Ưu điểm của mạng không dây:
 Tính di động: tạo ra sự thoải mái trong việc truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị
có hỗ trợ mà không có sự ràng buộc về khoảng cách và không gian như mạng
có dây thông thường. Người dùng mạng không dây có thể kết nối vào mạng
trong khi di chuyển bất cứ nơi nào trong phạm vi phủ sóng của thiết bị truy
cập. Điều này sẽ đáp ứng kịp thời yêu cầu về thời gian và cải thiện hiệu suất
trong việc cung cấp dịch vụ, thỏa mãn nhu cầu về thông tin mà các mạng hữu
tuyến không thể có được.

24
 Tính đơn giản: lắp đặt, thiết lập, kết nối một mạng máy tính không dây là rất
dễ dàng, đơn giản và có thể tránh được việc triển khai dây cáp phức tạp. Ngoài
ra còn thuận lợi cho việc bảo trì và sửa chữa thiết bị và hệ thống mạng.
 Tính linh hoạt: có thể triển khai ở những nơi mà mạng hữu tuyến không thể
triển khai được như vùng xa xôi, hẻo lánh. Những vùng này nằm ngoài khả
năng triển khai mạng hữu tuyến do khó khăn trong việc thi công và chi phí
lớn.
 Tiết kiệm chi phí lâu dài: Trong khi đầu tư cần thiết ban đầu đối với phần
cứng của một mạng máy tính không dây có thể cao hơn chi phí phần cứng của
một mạng hữu tuyến nhưng toàn bộ phí tổn lắp đặt và các chi phí về thời gian
tồn tại có thể thấp hơn đáng kể. Chi phí dài hạn có lợi nhất trong các môi
trường động cần phải di chuyển và thay đổi thường xuyên.
 Khả năng thay đổi và mở rộng: Các hệ thống mạng không dây được định hình
theo các kiểu topo khác nhau để đáp ứng các nhu cầu của các ứng dụng và các
cài đặt cụ thể. Cấu hình mạng dễ thay đổi từ các mạng độc lập phù hợp với số
nhỏ người dùng đến các mạng cơ sở hạ tầng với hàng nghìn người sử dụng
trong một vùng rộng lớn.
1.4.2 Nhược điểm của mạng không dây:
 Phạm vi ứng dụng: các hệ thống mạng không dây chỉ phù hợp với phạm vi
nhỏ như nhà ở gia đình, quán cafe… mà không thể đáp ứng nhu cầu ở một
phạm vi lớn hơn như một tòa nhà, khu dân cư.
 Tốc độ: tốc độ có giới hạn do phụ thuộc vào băng thông và kỹ thuật truyền tín
hiệu.
 Độ tin cậy: vì sử dụng sóng vô tuyến nên khả năng bị nhiễu rất lớn, tín hiệu
còn bị suy giảm do sử dụng chung dải tần với các thiết bị gia đình.
 Bảo mật: do truyền trong môi trường không dây và đặc tính của mạng mà
nhiều người có thể truy cập và phá hoại dẫn đến độ an toàn và nguyên vẹn của
thông tin không cao.

25
1.4.3 So sánh mạng không dây và mạng có dây:
Bảng 1. So sánh mạng không dây và mạng có dây
Hệ thống Mạng có dây Mạng không dây
Phạm vi
ứng dụng
- Có thể ứng dụng trong tất
cả các mô hình mạng nhỏ,
trung bình, lớn, rất lớn
- Gặp khó khăn ở những
nơi xa xôi, địa hình phức
tạp, những nơi không ổn
định, khó kéo dây, đường
truyền
- Chủ yếu là trong mô hình mạng
nhỏ và trung bình, với những mô
hình lớn phải kết hợp với mạng có
dây
- Có thể triển khai ở những nơi
không thuận tiện về địa hình,
không ổn định, không triển khai
mạng có dây được
Bảo mật
và tin cậy
- Khả năng chịu ảnh hưởng
khách quan bên ngoài như
thời tiết, khí hậu tốt
- Bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên
ngoài như môi trường truyền sóng,
can nhiễu do thời tiết
- Khả năng an toàn thấp hơn so với
mạng có dây
Thi công
và triển
khai
- Thi công phức tạp do
phải thiết kế lại toàn bộ hệ
thống.
- Thi công triển khai nhanh chóng,
đơn giản và dễ dàng
Khả năng
mở rộng
- Đòi hỏi chi phí cao khi
muốn mở rộng hệ thống
mạng đặc biệt là mở rộng
bằng cáp quang
- Khả năng mở rộng khoảng cách
tốt với chi phí hợp lý.
Tính linh
hoạt
- Các vị trí thiết kế không
cơ động phải thiết kế lại
nếu thay đổi các vị trí kết
nối mạng
- Các vị trí kết nối mạng có thể
thay đổi mà không cần phải thiết
kế lại

26
1.5 Một số ứng dụng của mạng không dây:
1.5.1 Vai trò truy cập:
 Mạng không dây ngày nay hầu như được triển khai ở lớp truy nhập, nghĩa là
chúng được sử dụng ở một điểm truy cập vào mạng có dây thông thường. Kết
nối không dây là một phương pháp đơn giản để người dùng có thể truy cập
vào mạng, đây là mạng ở lớp liên kết dữ liệu như tất cả những phương pháp
truy cập khác. Vì tốc độ thấp nên WLAN ít được triển khai ở mạng lõi và hệ
thống phân phối.
 Tại mỗi điểm cung cấp dịch vụ truy cập Internet không dây này, nhà cung cấp
dịch vụ đặt các AP, hoặc các anten thu phát tín hiệu, cho phép những khách
hàng có máy tính xách tay hoặc thiết bị di động có tích hợp công nghệ không
dây Wi-Fi truy cập Internet mà không cần dây dẫn. Giải pháp này đặc biệt phù
hợp với việc cung cấp dịch vụ truy cập internet công cộng cho các điểm công
cộng như: Sân bay, Nhà ga, Trường học, Bệnh viện, Trung tâm Hội nghị,
Triển lãm, Sân vận động, Khách sạn, Nhà hàng, Các toà nhà thương mại...
1.5.2 Mở rộng mạng:
 Các mạng không dây có thể được xem như một phần mở rộng của mội mạng
có dây. Khi muốn mở rộng mạng có dây hiện tai, triển khai cáp và cài đặt dịch
vụ sẽ khó khăn và tốn kém. Vì vậy, mạng không dây là sự lựa chọn tối ưu cho
việc mở rộng với khả năng lắp đặt đơn giản, nhanh chóng và cài đặt dễ dàng.
 Bên cạnh đó, tại những vùng hẻo lánh, xa xôi với địa hình phức tạp khiến việc
triển khai cáp rất phức tạp với chi phí rất lớn, triển khai hệ thống mạng không
dây là giải pháp thực tế và có hiệu quả cao.
1.5.3 Kết nối các tòa nhà:
 Trong môi trường mạng chi nhánh hay trong môi trường có 2 toà nhà sát nhau,
có thể có trường hợp các người dùng từ toà nhà này muốn truy cập vào tài
nguyên của toà nhà khác. Trong quá khứ thì trường hợp này được giải quyết
bằng cách đi một đường cáp ngầm giữa 2 toà nhà hay thuê một đường kênh

27
riêng từ công ty điện thoại. Sử dụng kỹ thuật mạng không dây, thiết bị có thể
được cài đặt một cách dễ dàng và nhanh chóng cho phép 2 hay nhiều toà nhà
chung một mạng. Với các loại anten không dây phù hợp, thì bất kỳ toà nhà nào
cũng có thể kết nối với nhau vào cùng một mạng trong một khoảng cách cho
phép.
 Có 2 loại kết nối: Điểm - điểm P2P (Ponit to Point)là các kết nối không dây
giữa 2 toà nhà. Loại kết nối này sử dụng các loại anten trực tiếp hay bán trực
tiếp ở mỗi đầu liên kết. Điểm - đa điểm P2MP (Point to Multi Point) là các kết
nối không dây giữa 3 hay nhiều toà nhà, thường ở dạng hub-andspoke hay
kiểu kết nối hình sao, trong đó một toà nhà đóng vai trò trung tâm tập trung
các điểm kết nối. Toà nhà trung tâm này sẽ có mạng lõi, kết nối internet, và
máy chủ. Các liên kết P2MP giữa các toà nhà thường sử dụng các loại anten
đa hướng trong toà nhà trung tâm và anten chung hướng trên các spoke.
1.5.4 Khả năng di động:
 Chỉ là một giải pháp ở lớp truy nhập nên WLAN không thể thay thế mạng có
dây trong việc tốc độ truyền. Một môi trường không dây sử dụng các kết nối
không liên tục và có tỉ lệ lỗi cao. Do đó, các ứng dụng và giao thức truyền dữ
liệu được thiết kế cho mạng có dây có thể hoạt động kém trong môi trường
không dây. Lợi ích mà các mạng không dây mang lại chính là tăng khả năng di
động để bù lại tốc độ và QoS.
 Trong từng trường hợp, các mạng không dây đã tạo nên khả năng truyền dữ
liệu mà không cần yêu cầu thời gian và sức người để đưa dữ liệu, cũng như
giảm được các thiết bị được kết nối với nhau như mạng có dây. Một trong
những kỹ thuật mới nhất của mạng không dây là cho phép người dùng có thể
chuyển vùng, nghĩa là di chuyển từ khu vực không dây này sang khu vực khác
mà không bị mất kết nối, giống như điện thoại di động, người dùng có thể
chuyển vùng giữa các vùng di động khác nhau. Trong một tổ chức lớn, khi
phạm vi phủ sóng của mạng không dây rộng thì việc chuyển vùng khá quan
trọng vì người dùng có thể vẫn giữ kết nối với mạng khi họ ra ngoài.

28
1.5.5 Hội thoại và truyền dữ liệu:
 Điện thoại di động là ứng dụng nổi bật và phổ biến nhất của mạng không dây.
Các điện thoại không dây sử dụng sóng vô tuyến để cho phép họ người dùng
thực hiện cuộc gọi điện thoại từ nhiều địa điểm trên toàn thế giới. Sự phát
triển không ngừng của mạng thông tin di động ngoài việc nâng cao chất lượng
của cuộc gọi thì nó còn cung cấp các dịch vụ tiện ích về số liệu và truy cập
Internet.
 Truyền dữ liệu không dây là một thành phần thiết yếu của điện toán di động.
Các công nghệ khác nhau có sẵn khác nhau sẵn có của địa phương, phạm vi
phủ sóng và hiệu suất, và trong một số trường hợp, người sử dụng phải sử
dụng nhiều loại kết nối và chuyển đổi giữa chúng.

29
CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIFI
2.1 Khái niệm, sự ra đời và phát triển của Wifi:
2.1.1 Khái niệm công nghệ Wifi:
 Công nghệ Wifi được phát triển dựa trên chuẩn IEEE 802.11 được tạo ra và
duy trì bởi Tiểu ban Tiêu chuẩn LAN/MAN (IEEE 802) của Viện Kỹ sư Điện
và Điện tử IEEE. Tiểu ban này đã được chỉ định bộ định danh 802 nên mỗi
chuẩn được quyết định bởi tiểu ban này sẽ bắt đầu với bộ định danh 802. IEEE
802.11 là tập hợp các tiêu chuẩn của tổ chức IEEE bao gồm các đặc tả kỹ thuật
liên quan đến hệ thống mạng không dây, hay nói cách khác là có liên quan đến
sự điều biến trong không gian.
Hình 2.1 Biểu tượng công nghệ Wifi
 IEEE là một tổ chức khoa học nghề nghiệp được xây dựng nhằm mục đích hỗ
trợ các hoạt động nghiên cứu khoa học, thúc đẩy sự phát triển khoa học công
nghệ trong các lĩnh vực điện tử, viễn thông, công nghệ thông tin, khoa học
máy tính. Viện này gồm có nhiều kỹ sư điện và điện tử, họ là các chuyên gia
trong từng lĩnh vực. Tổ chức các chuẩn này ra đời xuất phát từ sự cần thiết cần
có các chuẩn được chấp thuận rộng rãi để bảo đảm khả năng tương thích giữa
các thiết bị trên toàn thế giới. Đây chính là một trong những nhiệm vụ khó
khăn nhất của IEEE, bảo đảm sự chấp thuận rộng rãi; một nhiệm vụ mà họ
không phải lúc nào cũng thực hiện được. Các chuẩn được công bố bởi IEEE

30
bao gồm tất cả các lĩnh vực kỹ thuật điện tử có liên quan đến mạng máy tính.
Tổ chức này chính thức hoạt động đầu năm 1963 và hiện nay có khoảng
400000 thành viên. Đến năm 2005 đã có gần 900 tiêu chuẩn được ban hành và
hoạt động trên thực tế.
 Wi-Fi Alliance là một hiệp hội thương mại nhằm thúc đẩy công nghệ mạng
cục bộ không dây và chứng nhận sản phẩm nếu chúng phù hợp với các tiêu
chuẩn nhất định của khả năng tương tác. Wi-Fi Alliance sở hữu thương hiệu
Wi-Fi. Các nhà sản xuất có thể sử dụng thương hiệu cho các sản phẩm được
chứng nhận thuộc về một phần của thiết bị WLAN dựa trên chuẩn IEEE
802.11.
 Wi-Fi Alliance cũng sở hữu và kiểm soát các biểu tượng Wi-Fi CERTIFIED -
nhãn hiệu đăng ký chỉ được cấp phép cho thiết bị đã qua thử nghiệm. Quá
trình cấp giấy chứng nhận bao gồm ba loại xét nghiệm để đảm bảo khả năng
tương tác. Các sản phẩm Wi-Fi CERTIFIED được kiểm tra về khả năng tương
thích với các thiết bị đã được chứng nhận, kiểm tra sự phù hợp của thiết bị với
các yếu tố của chuẩn IEEE 802.11, kiểm tra hiệu suất với việc đáp ứng các cấp
độ hiệu năng cần thiết đáp ứng sự mong đợi của người dùng trong các ứng
dụng quan trọng.
 Wifi là một công nghệ phổ biến cho phép một thiết bị điện tử để trao đổi dữ
liệu không dây bằng cách sử dụng sóng vô tuyến trên một mạng máy tính.
Chuẩn này áp dụng cho việc thực hiện liên lạc trong mạng không dây nội bộ
WLAN, dùng cho các thiết bị di động có hỗ trợ Wireless, phục vụ cho các
thiết bị có phạm vi hoạt động tầm trung bình.
 Mạng Wifi là hệ thống mạng không dây sử dụng sóng vô tuyến, giống như
điện thoại di động, truyền hình và radio. Hệ thống này thông thường hoạt động
ở một số sân bay, quán cafe, thư viện hoặc khách sạn. Hệ thống cho phép truy
cập Internet tại những khu vực có sóng của hệ thống này, hoàn toàn không cần
đến cáp nối. Ngoài các điểm kết nối công cộng (hotspots), WiFi có thể được
thiết lập ngay tại nhà riêng.

31
2.1.2 Sự ra đời và phát triển công nghệ Wifi:
 Năm 1985, Ủy ban liên lạc liên bang Mỹ FCC (Federal Communications
Commission), quyết định “mở cửa” một số băng tần của dải sóng không dây,
cho phép sử dụng chúng mà không cần giấy phép của chính phủ. Đây là một
điều khá bất thường vào thời điểm đó. Trước sự thuyết phục của các chuyên
viên kỹ thuật, FCC đã đồng ý “thả” 3 dải sóng công nghiệp, khoa học và y tế
cho giới kinh doanh viễn thông.
 Ba dải sóng này, gọi là các “băng tần rác” (900MHz, 2.4GHz, 5.8GHz), được
phân bổ cho các thiết bị sử dụng vào các mục đích ngoài liên lạc, chẳng hạn
như lò nướng vi sóng sử dụng các sóng vô tuyến để đun nóng thức ăn. FCC đã
đưa các băng tần này vào phục vụ mục đích liên lạc dựa trên cơ sở: bất cứ thiết
bị nào sử dụng những dải sóng đó đều phải đi vòng để tránh ảnh hưởng của
việc truy cập từ các thiết bị khác. Điều này được thực hiện bằng công nghệ gọi
là phổ rộng (vốn được phát triển cho quân đội Mỹ sử dụng), có khả năng phát
tín hiệu vô tuyến qua một vùng nhiều tần số, khác với phương pháp truyền
thống là truyền trên một tần số đơn lẻ được xác định rõ.
 Dấu mốc quan trọng cho Wi-Fi diễn ra vào năm 1985 khi tiến trình đi đến một
chuẩn chung được khởi động. Trước đó, các nhà cung cấp thiết bị không dây
dùng cho LAN như Proxim và Symbol ở Mỹ đều phát triển những sản phẩm
độc quyền, tức là thiết bị của hãng này không thể liên lạc được với của hãng
khác. Nhờ sự thành công của mạng hữu tuyến Ethernet, một số công ty bắt đầu
nhận ra rằng việc xác lập một chuẩn không dây chung là rất quan trọng. Vì
người tiêu dùng khi đó sẽ dễ dàng chấp nhận công nghệ mới nếu họ không còn
bị bó hẹp trong sản phẩm và dịch vụ của một hãng cụ thể.
 Năm 1988, công ty NCR, vì muốn sử dụng dải tần “rác” để liên thông các máy
rút tiền qua kết nối không dây, đã yêu cầu một kỹ sư của họ có tên Victor
Hayes tìm hiểu việc thiết lập chuẩn chung. Ông này cùng với chuyên gia
Bruce Tuch của Trung tâm nghiên cứu Bell Labs đã tiếp cận với Tổ chức kỹ
sư điện và điện tử IEEE, nơi mà một tiểu ban có tên 802.3 đã xác lập ra chuẩn

32
mạng cục bộ Ethernet phổ biến hiện nay. Một tiểu ban mới có tên 802.11 đã ra
đời và quá trình thương lượng hợp nhất các chuẩn bắt đầu.
 Thị trường phân tán ở thời điểm đó đồng nghĩa với việc phải mất khá nhiều
thời gian để các nhà cung cấp sản phẩm khác nhau đồng ý với những định
nghĩa chuẩn và đề ra một tiêu chí mới với sự chấp thuận của ít nhất 75% thành
viên tiểu ban. Cuối cùng, năm 1997, tiểu ban này đã phê chuẩn một bộ tiêu chí
cơ bản, cho phép mức truyền dữ liệu 2Mbps, sử dụng một trong 2 công nghệ
dải tần rộng là frequency hopping (tránh nhiễu bằng cách chuyển đổi liên tục
giữa các tần số radio, còn gọi là truyền chéo) hoặc direct-sequence
transmission (phát tín hiệu trên một dài gồm nhiều tần số, còn gọi là truyền
thẳng).
 Chuẩn mới chính thức được ban hành năm 1997 và các kỹ sư ngay lập tức bắt
đầu nghiên cứu một thiết bị mẫu tương thích với nó. Sau đó có 2 phiên bản
chuẩn, 802.11b hoạt động trên băng tần 2,4GHz và 802.11a hoạt động trên
băng tần 5,8GHz, lần lượt được phê duyệt vào năm 1999. Sau khi có chuẩn
802.11b, các công ty bắt đầu phát triển những thiết bị tương thích với nó. Tuy
nhiên, bộ tiêu chí này quá dài và phức tạp với 400 trang tài liệu và vấn đề
tương thích vẫn nổi cộm. Vì thế, vào tháng 8/1999, có 6 công ty bao gồm
Intersil, 3Com, Nokia, Aironet (về sau được Cisco sáp nhập), Symbol và
Lucent liên kết với nhau để tạo ra Liên minh tương thích Ethernet không dây
WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance).
 Mục tiêu hoạt động của tổ chức WECA là xác nhận sản phẩm của những nhà
cung cấp phải tương thích thực sự với nhau. Tuy nhiên, các thuật ngữ như
“tương thích WECA” hay “tuân thủ IEEE 802.11b” vẫn gây bối rối đối với cả
cộng đồng. Công nghệ mới cần một cách gọi thuận tiện đối với người tiêu
dùng. Các chuyên gia tư vấn đề xuất một số cái tên như “FlankSpeed” hay
“DragonFly”. Nhưng cuối cùng được chấp nhận lại là cách gọi “Wi-Fi” vì
nghe vừa có vẻ công nghệ chất lượng cao (hi-fi) và hơn nữa người tiêu dùng
vốn quen với kiểu khái niệm như đầu đĩa CD của công ty nào thì cũng đều
tương thích với bộ khuếch đại amplifier của hãng khác. Thế là cái tên Wi-Fi ra

33
đời. Cách giải thích “Wi-Fi có nghĩa là Wireless Fidelity” về sau này người ta
mới nghĩ ra. Gần đây, nhiều chuyên gia cũng đã viết bài khẳng định lại Wi-Fi
thực ra chỉ là một cái tên đặt ra cho dễ gọi chứ chả có nghĩa gì ban đầu.
2.2 Các tiêu chuẩn của Wifi:
2.2.1 Các tiêu chuẩn phổ biến của Wifi:
 Tiêu chuẩn IEEE 802.11 - 1997:
- Tháng 6 năm 1997, IEEE đưa ra chuẩn mạng nội bộ không dây (WLAN) đầu
tiên là 802.11 theo tên của nhóm giám sát sự phát triển của chuẩn này. Lúc
này, 802.11 sử dụng băng tần ISM với tần số 2,4GHz và hỗ trợ băng thông
1Mbps và 2Mbps. Chuẩn 802.11-1997 đã cho phép ba công nghệ khác nhau
có thể sử dụng: hồng ngoại, trải phổ nhảy tần số FHSS (Frequency Hoping
Spread Spectrum) và trải phổ chuỗi trực tiếp DSSS (Direct Sequence Spread
Spectrum). Do tốc độ khá chậm cho hầu hết các ứng dụng nên các sản phẩm
chuẩn không dây này không còn được sản xuất nữa.
 Tiêu chuẩn IEEE 802.11a:
- IEEE 802.11a được IEEE ban hành vào tháng 9 năm 1999, là một chuẩn
được cải thiện từ 802.11-1997. Trong khi 802.11-1997 chỉ có thể truyền tải dữ
liệu với tốc độ 2Mbps thì 802.11a có thể truyền tải dữ liệu với tốc độ 54Mbps,
chuẩn này tuy có cùng tốc độ với chuẩn 802.11g nhưng chuẩn này có tần số
hoạt động cao nhất là 5Ghz. Băng thông lớn nên chứa được nhiều kênh hơn
hai chuẩn 802.11b và 802.11g. Nhưng do chuẩn này có tần số hoạt động cao
hơn tần số của các thiết bị viễn thông nên hệ thống sử dụng mạng không dây
thiết bị 802.11a ít bị ảnh hưởng của sóng. Đó cũng chính là nguyên nhân làm
cho hệ thống mạng không dây sử dụng chuẩn này không tương thích với các
hệ thống mạng không dây sử dụng chuẩn 802.11b, 802.11g. Chuẩn 802.11a
đạt tốc độ 36->54Mbps trong phạm vi 10->15m
- IEEE 802.11a sử dụng một phương thức mã hóa được gọi là ghép kênh phân
chia tần số trực giao OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing),
đây được coi là kỹ thuật trội hơn so với trải phổ chuỗi trực tiếp DSSS. OFDM
hoạt động bằng cách chia nhỏ kênh truyền dữ liệu tốc độ cao thành nhiều kênh

đề tài công nghệ wifi và ứng dụng

đề tài công nghệ wifi và ứng dụng

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to đề tài công nghệ wifi và ứng dụng

Similar to đề tài công nghệ wifi và ứng dụng (20)

More from nataliej4

More from nataliej4 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

đề tài công nghệ wifi và ứng dụng