Công nghệ mạng Wimax

Thiết bị WiMAX đã được chuẩn hóa và thương mại hóa, cùng với kết quả thử nghiệm WiMAX trên thế giới cũng như tại Việt Nam, các chính sách phát triển đã được Bộ Bưu chính Viễn thông đưa ra là một đảm bảo cho việc triển khai WiMAX tại Việt Nam. Khả năng áp dụng triển khai WiMAX tại Việt Nam là hoàn phù hợp. Các điều kiện để triển khai WiMAX tại Việt Nam đã sẵn sàng. Trước mắt, việc triển khai thử nghiệm sẽ thực hiện với WiMAX cố định, khi có kết quả, tùy thuộc vào các điều kiện, nhà cung cấp dịch vụ có thể triển khai WiMAX cố định hay di động.

pdf94 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 3499 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Công nghệ mạng Wimax, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
nh con hoá (sub-channelization) trên đường lên là tuỳ chọn trong công nghệ WiMAX, khi không sử dụng kênh con hoá, những sự hạn chế điều tiết và yêu cầu các CPE chi phí hiệu quả gây lên quỹ đường truyền không đối xứng, điều này cũng dẫn đến phạm vi hệ thống trên đường truyền lên bị hạn chế. Kênh con hoá cho phép quỹ đường truyền được cân bằng làm cho độ lợi (gain) của hệ thống là tương tự nhau đối với cả đường truyền lên và xuống. Kênh con hoá tập trung ông suất phát vào một vài sóng mang OFDM; điều này làm tăng độ lợi hệ thống và mở rộng hệ thống, khắc phục được tổn hao thâm nhập toà nhà hoặc giảm công suất tiêu thụ của CPE. Việc sử dụng kênh con hoá còn được mở rộng hơn trong truy nhập đa sóng mang phân chia theo tần số trực giao (OFDMA) cho phép sử dụng linh hoạt hơn tài nguyên cung cấp cho di động. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 68 - Hình 4. 5: Hiệu ứng kênh con hoá (sub channelization) 4.2.4 Anten trong các ứng dụng không dây cố định Các anten định hướng tăng độ dự trữ (fade margin) bằng cách thêm vào độ lợi, điều này làm tăng độ khả dụng của đường truyền được chỉ ra bởi hệ số K - hệ số so sánh giữa anten định hướng và anten đẳng hướng. Độ trễ truyền dẫn sẽ giảm bởi anten định hướng tại cả trạm gốc và CPE. Mô hình anten ngăn bất kỳ tín hiệu đa đường nào nhận được tại búp sóng chính (sidelobes) và búp sóng phụ (backlobes). Mức độ hiệu quả của phương pháp này được chứng minh và thể hiện ở việc triển khai thành công dịch vụ vận hành dưới sự ảnh hưởng đáng kể của fading NLOS. Các hệ thống anten thích ứng (Adaptive antenna systems – AAS) là một phần tuỳ chọn trong chuẩn 802.16. Chúng có các thuộc tính tạo tia mà có thể hướng sự tập chung vào một hoặc nhiều hướng xác định. Điều này có nghĩa là trong khi truyền, tín hiệu có thể bị giới hạn tới hướng yêu cầu của bộ thu như một tia sáng. Ngược lại khi thu, hệ thống AAS có thể được thiết kế để chỉ tập chung vào hướng tín hiệu đến. Chúng cũng có đặc tính khử nhiễu đồng kênh từ các trạm khác. Các hệ thống AAS được coi là sự phát triển trong tương lai và thậm chí có thể cải tiến đế tái sử dụng lại phổ và dung lượng của mạng WiMAX. 4.2.5 Phân tập thu phát Nguyên lý phân tập được sử dụng để thu những tín hiệu đa đường và phản xạ xuất hiện trong trường hợp truyền NLOS. Phân tập là một đặc điểm tuỳ chọn trong WiMAX. Thuật toán phân tập được cung cấp bởi WiMAX trên cả phía phát và phía thu làm tăng độ khả dụng của hệ thống. Tuỳ chọn phân tập trong WiMAX sử dụng mã hoá không gian thời gian để cung cấp tính độc lập nguồn phát; điều này làm giảm yêu cầu về dự trữ suy giảm và chống nhiễu. Đối với phân tập thu, các kỹ thuật kết hợp khác nhau có sẵn cải thiện được độ khả dụng của hệ thống. Ví dụ, tỉ số truyền kết hợp cực đại (Maximum Radio Combining – MRC) mang lại lợi ích cho hai chuỗi thu khác nhau giúp khắc phục fading và giảm tổn hao đường truyền. Phân tập đã được chứng minh là một công cụ hiệu quả cho truyền NLOS. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 69 - 4.2.6 Điều chế thích nghi Điều chế thích nghi (adaptive modulation) cho phép hệ thống WiMAX điều chỉnh nguyên lý điều chế tín hiệu theo tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) của đường truyền vô tuyến. Khi đường truyền vô tuyến có chất lượng cao, nguyên lý điều chế cao nhất được sử dụng làm tăng thêm dung lượng hệ thống. Trong quá trình suy giảm tín hiệu, hệ thống WiMAX có thể chuyển sang một nguyên lý điều chế thấp hơn để duy trì chất lượng và sự ổn định của đường truyền. Đặc điểm này cho phép hệ thống khắc phục hiệu ứng fading lựa chọn thời gian. Đặc điểm quan trọng của điều chế thích nghi là khả năng tăng dải sử dụng của nguyên lý điều chế ở mức độ cao hơn, do đó hệ thống có tính mềm dẻo đối với tình trạng fading thực tế. Tương quan bán kính cell trong điều chế thích nghi Hình 4.6. Bán kính cell 4.2.7 Các kỹ thuật hiệu chỉnh lỗi Các kỹ thuật hiệu chỉnh lỗi đã được kết hợp vào WiMAX để giảm yêu cầu tỉ lệ SNR của hệ thống. Mã hoá xoắn vòng Reed Solomon FEC và các thuật toán ghép xen được sử dụng để phát hiện và hiệu chỉnh các lỗi để cải tiến thông lượng. Các kỹ thuật hiệu chỉnh lỗi tốt giúp khôi phục lại các khung bị lỗi đó là các khung bị mất do fading lựa chọn tần số hoặc lỗi cụm. Thuật toán yêu cầu tự động gửi lại – ARQ được sử dụng để hiệu chỉnh các lỗi mà không sửa được bằng thuật toán FEC. Thuật toán này đã cải tiến đáng kể hiệu suất BER đối với cùng một mức ngưỡng. 4.2.8 Điều khiển công suất Các thuật toán điều khiển công suất được sử dụng để cải tiến hiệu suất tổng thể của hệ thống, nó được thực hiện nhờ trạm gốc gửi thông tin điều khiển công suất tới từng CPE để ổn định mức công suất phát sao cho mức thu được tại trạm gốc luôn ở mức định trước. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 70 - Trong một môi trường fading thay đổi không ngừng mức hiệu suất định trước này có nghĩa là CPE chỉ truyền đủ công suất theo yêu cầu, ngược lại mức công suất phát của CPE sẽ không phù hợp. Công suất phát sẽ làm giảm năng lượng tiêu thụ tổng của CPE và nhiễu tiềm ẩn từ các trạm gốc lân cận. Với LOS, công suất phát của CPE xấp xỉ tỉ lệ với khoảng cách của nó tới trạm gốc, với NLOS nó phụ thuộc rất nhiều vào khoảng trống và trướng ngại vật. 4.2.9 Các mô hình truyền NLOS Trong một kênh NLOS, tín hiệu có thể bị tán xạ, nhiễu xạ, thay đổi sự phân cực, và suy giảm do phản xạ. Các nhân tố này sẽ ảnh hưởng đến cường độ của tín hiệu thu. Trong kênh LOS, những suy giảm này thường không xuất hiện ở phía phát và thu. 4.2.9.1 Các mô hình NLOS Trong những năm vừa qua, nhiều loại mô hình đã được phát triển nhằm đặc tính hoá môi trường vô tuyến và dự đoán cường độ tín hiệu vô tuyến. Những mô hình kinh nghiệm này được sử dụng để dự đoán vùng phủ sóng diện rộng cho các hệ thống truyền thông vô tuyến trong các ứng dụng mạng tế bào. Những mô hình này đã ước tính được tổn hao đường truyền (path loss) có tính đến khoảng cách giữa phía thu và phía phát, yếu tố địa hình, độ cao anten thu phát và tần số sóng mang. Nhưng không một cách tiếp cận nào trong số trên chỉ ra được nhu cầu mạng không dây cố định băng rộng một cách hợp lý.Nhóm Wireless AT&T đã thu thập thêm dữ liệu hiện trường từ một số khu vực tại Mỹ để ước lượng một cách chính xác hơn môi trường vô tuyến RF không dây cố định. Mô hình của nhóm Wireless AT&T đã được phê chuẩn (tương phản với các hệ thống vô tuyến cố định) và thu được kết quả đáng kể. Mô hình này là cơ sở của mô hình thừa nhận công nghiệp (industry-accepted) và được sử dụng chính cho các chuẩn IEEE802.16. Sự thừa nhận của IEEE với mô hình của nhóm Wireless AT&T được gọi là IEEE802.16.3c- 01/29r4. “Các mô hình kênh cho các ứng dụng vô tuyến cố định của Erceg” 4.2.9.2 Các mô hình SUI Mô hình SUI (Stanford University Interim) chính là mô hình mở rộng của nhóm Wireless AT&T và Erceg. Nó sử dung ba loại địa hình cơ bản:  Loại A - Đồi núi/ có mật độ cây cối từ vừa đến rậm rạp  Loại B - Đồi núi/ mật độ cây cối thưa hoặc địa hình phẳng/ có mật độ cây cối từ vừa đến rậm rạp  Loại C - Địa hình phẳng/ mật độ cây cối thưa Các loại địa hình trên cung cấp một phương pháp đơn giản để đánh giá chính xác hơn suy hao đường truyền của các kênh vô tuyến (RF channel) trong điều kiện NLOS. Mô hình đã được thống kê trong thực tế và chứng tỏ nó có thể biểu diễn đúng dải suy hao trong một đường truyền vô tuyến thực tế. Các mô hình kênh SUI đã được lựa chọn để thiết kế, xây dựng và kiểm thử cho công nghệ WiMAX với 6 kịch bản khác nhau (từ SUI-1 đến SUI-6). Sử dụng các mô hình kênh này có thể dự đoán chính xác khả năng phủ sóng của một ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 71 - sector trạm gốc, và các ước tính khả năng phủ sóng lại được sử dụng để tiếp tục hoạch định mạng. Lấy ví dụ, nó có thể được sử dụng để xác định số các trạm gốc cần thiết cung cấp dịch vụ cho một vùng địa lý xác định. Các mô hình này không phải là các hoạch định chi tiết của trạm nhưng nó có thể đưa ra một ước tính trước khi quá trình hoạch định bắt đầu. Điều này rất quan trọng cho các hoạt động quy hoạch tần số vô tuyến RF mà có tính đến các tham số do môi trường, nhiễu đồng kênh, và các hiệu ứng địa hình, nhiễu. 4.2.10 Dự đoán khả năng phủ sóng Trong các điều kiện LOS, khoảng cách phủ sóng phụ thuộc vào mức độ LOS nhờ độ trong suốt của vùng Fresnel. Trong các điều kiện LOS, có một khái niệm độ sẵn sàng che phủ (được tính bằng tỉ lệ % ) cho biết xác suất thống kê mà các khách hàng tiềm năng trong vùng phủ sóng dự đoán có thể được phục vụ. Ví dụ, xác suất che phủ 90% có nghĩa là 90% khách hàng tiềm năng ở trong vùng che phủ dự đoán sẽ có chất lượng tín hiệu đảm bảo. Việc chuẩn hoá đường truyền vô tuyến WiMAX sẽ cho phép các nhà cung cấp công cụ hoạch định tần số vô tuyến phát triển các ứng dụng cụ thể các dự đoán NLOS theo thời gian. Ngoài ra, nếu có 100 khách hàng tiềm năng đồng ý một bản đồ che phủ dự đoán NLOS, thì sẽ có 90 trong số họ có thể sẽ được cung cấp ngay cả khi có nghẽn giữa trạm gốc và CPE. Yêu cầu hoạch định tần số vô tuyến và dự đoán vùng che phủ được tích hợp công nghệ NLOS đã cho phép đánh giá chính xác mức độ ưu tiên đối với những khách hàng nào. 4.2.11 Phạm vi phủ sóng của WiMAX Phần này sẽ trình bầy hai kiểu trạm gốc chính và tính năng của chúng.Kiểu trạm gốc với tính năng cơ bản (standard base station)  Thực hiện chức năng WiMAX cơ bản (chỉ có những tính năng bắt buộc).  Công suất đầu ra RF cơ bản cho một trạm gốc giá thành thấp (theo nhà cung cấp thiết bị).  Kiểu trạm gốc với đầy đủ tính năng (full featured base station)  Công suất đầu ra RF cao hơn trạm gốc cơ bản (theo nhà cung cấp thiết bị).  Kết hợp phân tập Tx/Rx với mã hoá không gian thời gian và sự thu nhận MRC.  Kênh con hoá.  ARQ. Cả trạm gốc với tính năng cơ bản hay đầy đủ tính năng đều tuân theo chuẩn WiMAX, tuy nhiên hiệu suất của mỗi kiểu lại khác nhau. Bảng 1 dưới đây cho biết sự khác nhau giữa hai kiểu trạm này khi xét trong cùng một cấu hình hệ thống chuẩn. Điều quan trọng là trong WiMAX có một số tuỳ chọn cho phép nhà khai thác và nhà cung cấp thiết bị khả năng xây dựng các mạng hoàn toàn phù hợp với các ứng dụng và thương mại của họ. Thông lượng cực đại hướng lên (uplink) trong Bảng 1 giả định cho một kênh con đơn lẻ được sử dụng để mở rộng vùng phủ của cell xa nhất có thể. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 72 - Hình 4.7 Minh hoạ hai kiểu trạm: tính năng cơ bản và đầy đủ tính năng Nhận thấy hiệu suất đạt được về vùng che phủ với trạm đầy đủ tính năng ở chế độ các CPE tự cài đặt trong nhà (indoor self-installed CPE) gấp 10 lần so với trạm có tính năng cơ bản. Hình 8 dưới đây biểu diễn biểu đồ ảnh hưởng của LOS và NLOS đối với hai kiểu trạm khác nhau. Hình 4.8 Bán kính cell của trạm có tính năng cơ bản và đầy đủ tính năng Giải pháp mạng tối ưu sẽ sử dụng kết hợp hai kiểu trạm gốc này (tính năng cơ bản và đầy đủ tính năng). 4.3 So sánh WiMax với một số công nghệ truy nhập vô tuyến băng rộng không dây khác: 4.3.1 Tổng quan về các chuẩn truy nhập vô tuyến băng rộng. Một loạt các chuẩn về mạng truy nhập vô tuyến băng rộng đã được nhiều tổ chức nghiên cứu, xây dựng và phát triển. Theo phạm vi ứng dụng, các chuẩn này được phân chia thành các mạng như sau: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 73 - Hình 4.9: Các chuẩn về mạng truy nhập vô tuyến băng rộng. - Mạng các nhân (PAN - Personal Area Network): Chuẩn WPAN được ứng dụng trong phạm vi gia đình, hoặc trong không gian xung quanh của 1 cá nhân, tốc độ truyền dẫn trong nhà có thể đạt 480 MB/giây trong phạm vi 10m. Trong mô hình mạng WPAN, có sự xuất hiện của các công nghệ Bluetooth, 802.15 (hiện nay 802.15 này đang được phát triển thành 802.15.3 được biết đến với tên công nghệ Ultrawideband - siêu băng thông). - Mạng nội bộ (LAN – Local Area Network): mạng WirelessLAN sử dụng kỹ thuật 802.11x bao gồm các chuẩn 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n, IPERLAN1/2.. WLAN là một phần của giải pháp vǎn phòng di động, cho phép người sử dụng kết nối mạng LAN từ các khu vực công cộng như văn phòng, khách sạn hay các sân bay. Công nghệ này cho phép người sử dụng có thể sử dụng, truy xuất thông tin, truy cấp Internet với tốc độ lớn hơn rất nhiều so với phương thức truy nhập gián tiếp truyền thống. - Mạng đô thị (MAN- Metropolitant Area Network): Mạng WMAN sử dụng chuẩn 802.16, định nghĩa đặc tả kỹ thuật giao diện không gian WirelessMAN cho các mạng vùng đô thị. Việc đưa ra chuẩn này mở ra một công nghệ mới truy nhập vô tuyến băng rộng WIMAX cho phép mạng vô tuyến mở rộng phạm vi hoạt động tới gần 50 km và có thể truyền dữ liệu, giọng nói và hình ảnh video với tốc độ nhanh hơn so với đường truyền cáp hoặc ADSL. Đây sẽ là công cụ hoàn hảo cho các ISP muốn mở rộng hoạt động vào những vùng dân cư rải rác, nơi mà chi phí triển khai ADSL và đường cáp quá cao hoặc gặp khó khăn trong quá trình thi công. - Mạng diện rộng (WAN - Wide Area Network): Trong tương lai, các kết nối Wireless WAN sẽ sử dụng chuẩn 802.20 để thực hiện các kết nối diện rộng, hiện nay các chuẩn này đang được chuẩn hóa. 4.3.2 So sánh WiMax di động với 3G ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 74 - Hai dạng khác nhau của CDMA 3G được sử dụng rộng rãi là WCDMA - giải pháp FDD dựa trên cơ sở kênh 5 MHz và CDMA2000 - giải pháp dựa trên cơ sở kênh 1,25 MHz. WCDMA được phát triển để tăng khả năng đường suống với phiên bản truy nhập gói đường xuống tốc độ cao (HSDPA) và truy nhập gói đường lên tốc độ cao HSUPA . Nhóm phát triển 3G cũng cân nhắc phát triển khả năng truyền xa hơn cho WCDMA như là cung cấp MIMO với HSPA. Tương tự như vậy, CDMA 2000 được phát triển để tăng khả năng truyền dẫn số liệu tại phiên bản 1x EVDO-Rev 0 và 1x EVDO-Rev A. Một nâng cao nữa là phiên bản EVDO Rev B đưa vào khả năng đa sóng mang. Do 1xEVDO và HSDPA/HSPA được phát triển từ tiêu chuẩn CDMA 3G để cung cấp dịch vụ số liệu thông qua mạng ban đầu được thiết kế cho dịch vụ thoại di động do đó nó thừa hưởng cả những ưu điểm và cả những hạn chế của hệ thống 3G. WiMAX ban đầu được phát triển cho truy nhập vô tuyến băng rộng cố định và nó được tối ưu cho truyền số liệu. WiMAX di động được phát triển trên cơ sở của WiMAX cố định và được điều chỉnh để phù hợp cho yêu cầu di động. Việc so sánh giữa các thuộc tính của WiMAX di động với 3G trên cơ sở hệ thống 1x EVDO và HSDPA/HDPA sẽ cho ta thấy rõ công gnhệ nào sẽ đáp ứng được các đòi hỏi của mạng địch vụ số liệu băng rộng di động. Các thuộc tính cụ thể được đưa ra trong bảng : Thuộc tính 1x EVDO Rev A HSDPA/HSUPA (HSPA) WiMAX di động Tiêu chuẩn cơ sở CDMA2000/IS-95 WCDMA IEEE802.16e P.P song công FDD FDD TDD Hướng suống (DL) TDM CDM-TDM Đa truy nhập h.lên (UL) CDMA CDMA OFDMA Độ rộng băng 1,25 MHz 5,0 MHz 5; 7; 8,75; 10 MHz DL 1,67 ms 2 ms Kích cỡ khung UL 6,67 ms 2/ 10 ms 5 ms TDD Điều chế DL QPSK/ 8PSK/ 16QAM QPSK/ 16QAM QPSK/ 16QAM/ 64 QAM Điều chế UL BPSK, QPSK/ 8PSK BPSK/ QPSK/ 16 QAM Mã hóa Turbo CC, Turbo CC, Turbo Tốc độ đỉnh DL 3,1 Mbps 14 Mbps 46 Mbps, DL/UL=3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 75 - 32 Mbps, DL/UL=1 Tốc độ đỉnh UL 1,8 Mbps 5,8 Mbps 7 Mbps, DL/UL=1 4 Mbps, DL/UL=3 H-ARQ Đồng bộ 4 kênh nhanh IR Đồng bộ 6 kênh nhanh CC Đồng bộ đa kênh CC Lập lịch Lập lịch nhanh DL Lập lịch nhanh UL Lập lịch nhanh DL và UL Chuyển vùng (Handoff) Chuyển vùng mền ảo Ch. vùng cứng khởi đầu từ mạng Ch. vùng cứng khởi đầu từ mạng Bảng 4.1: So sánh WiMAX di động và 3G. 4.4 Kết luận chương: Công nghệ WiMAX có thể cung cấp khả năng che phủ trong cả điều kiện tầm nhìn thằng (LOS) và không theo tầm nhìn thẳng (NLOS). Trong đó NLOS có nhiều ưu điểm triển khai cho phép nhà khai thác cung cấp dữ liệu băng rộng đến nhiều đối tượng khách hàng. Công nghệ WiMAX cũng có rất nhiều ưu điểm đem lại các giải pháp ở điều kiện NLOS với nhiều tính năng như: công nghệ OFDM, điều chế thích nghi và hiệu chỉnh lỗi. Ngoài ra, WiMAX cũng có nhiều tính năng tuỳ chọn như: ARQ, kênh con hoá, phân tập, và mã hoá không gian - thời gian hứa hẹn sẽ đem lại cho nhà khai thác hiệu suất và chất lượng dịch vụ cao hơn so với các đối thủ cạnh tranh sử dụng công nghệ hữu tuyến. Trước tiên các nhà khai thác dịch vụ không dây băng rộng cần triển khai các thiết bị chuẩn hoá với sự cân bằng giữa giá thành và hiệu suất; lựa chọn các tính năng hợp lý cho mô hình kinh doanh cụ thể. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 76 - CHƯƠNG 5: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TRIỂN KHAI VÀ ỨNG DỤNG WIMAX TRÊN MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM 5.1 Nhu cầu và hiện trạng các hệ thống truy nhập băng rộng tại Việt Nam. 5.1.1 Nhu cầu truy nhập băng rộng tại Việt Nam. Hiện nay, với sự phát triển bùng nổ về nhu cầu truyền số liệu tốc độ cao và nhu cầu đa dạng hoá các loại hình dịch vụ cung cập như: truy nhập Internet, thư điện tử, thương mại điện tử, truyền file, nhu cầu truy nhập băng rộng tại Việt Nam đang đòi hỏi là hết sức lớn. Các đối tượng có nhu cầu sử dụng truy nhập băng rộng rất đa dạng bao gồm: Các cơ quan, doanh nghiệp, hộ gia đình, các quán Internet,vv... Đặc biệt với đề án phát triển “Chính phủ điện tử hay tin học hóa hành chính nhà nước” thì nhu cầu truy nhập băng rộng của các cơ quan Đảng, chính quyền, đặc biệt là với các cơ quan Đảng, chính quyền cấp xã phường được đánh giá là rất lớn và rộng khắp. Điều này đã được thể hiện qua việc triển khai các dự án thiết lập đường truyền số liệu tốc độ cao cho các cơ quan Đảng và chính quyền tới cấp xã, phường đã được Bộ Bưu chính Viễn thông Việt Nam triển khai thực hiện. 5.1.2 Hiện trạng truy nhập băng rộng tại Việt Nam. Có rất nhiều công nghệ truy nhập băng rộng đã được nghiên cứu và đưa vào triển khai sử dụng tại Việt Nam. Tuy nhiên, hiện nay các công nghệ đang được khai thác ở Việt Nam chủ yếu vẫn là truy nhập qua cáp đồng, truy nhập qua môi trường vô tuyến và truy nhập qua vệ tinh. 5.1.2.1 Truy nhập băng rộng qua hệ thống cáp hữu tuyến. Truy nhập băng rộng qua hệ thống cáp đồng trước đây rất hạn chế và chủ yếu là các dịch vụ thuê kênh riêng hoặc qua mạng ISDN. Tuy vậy, trong những năm gần đây với việc triển khai công nghệ xDSL thì việc truy nhập băng rộng đã trở nên phổ biến với hai loại dịch vụ chủ yếu là ADSL và SHDSL. Ba nhà cung cấp dịch vụ truy nhập xDSL lớn hiện nay là Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT), Công ty FPT và Công ty Viễn thông Quân đội (Viettel), trong đó VNPT có số thuê bao lớn nhất. VNPT đã đầu tư hệ thống cung cấp dịch vụ xDSL tại tất cả các tỉnh, thành phố trên cả nước. Đến nay, hệ thống này đã có khả năng cung cấp dịch vụ truy nhập băng rộng cho tất cả các quận huyện trong toàn quốc. Tuy nhiên, hệ thống này mới chỉ có khả năng cung cấp đến hầu hết cho các vùng tại các khu vực ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 77 - thuộc các tỉnh, thành phố lớn, với các huyện miền núi thì hệ thống này chủ yếu mới chỉ cung cấp được cho các vùng trong phạm vi phục vụ của tổng đài tối đa đến 5 km. FPT và Viettet cũng đã cung cấp dịch vụ ADSL nhưng phạm vi phục vụ chỉ tập chung tại Hà Nội, Hồ Chí Minh và một số tỉnh, thành phố lớn. Ngoài ra, hiện nay công ty Viễn thông điện lực hiện nay đã phối hợp với truyền hình cáp Việt Nam để đưa dịch vụ truy nhập băng rộng qua cáp đồng trục của mạng truyền hình cáp. Tuy nhiên với mạng cáp này thì cũng chủ yếu cung cấp tại các khu vực của Hà Nội và Hồ Chí Minh. 5.1.2.2 Truy nhập băng rộng qua hệ thống vô tuyến. Hệ thống truy nhập băng rộng qua môi trường vô tuyến tại Việt Nam hiện nay chủ yếu vẫn là các mạng LAN vô tuyến (WLAN) sử dụng các hệ thống truy nhập WiFi được triển khai tại các khu vực Hotsport. Các hot spots này bao gồm các khách sạn, sân bay, các trung tâm hội nghị, nhà hàng, …Ưu điểm của WLAN trong các mạng thương mại là nó hỗ trợ tính di động cho đối tượng sử dụng, đồng thời vẫn cho phép kết nối cố định; các mạng này cài đặt đơn giản, nhanh chóng và không cần cơ sở hạ tầng có sẵn; khả năng lắp đặt rộng hơn vì cho phép lắp đặt ở những nơi mà mạng có dây không thể thiết lập được; tiết kiệm chi phí lắp đặt do giảm bớt được thành phần cáp trong mạng, việc mở rộng và thay đổi cấu hình mạng đơn giản. Tuy nhiên, các hệ thống WiFi có phạm vi phục vụ tương đối nhỏ chỉ trong bán kính 50 đến 100m. Mới đây, Công ty viễn thông điện lực đã cung cấp dịch vụ truy nhập băng rộng qua hệ thống CDMA1x EV-DO làm việc tại tần số 450 MHz, còn được gọi là CDMA450. Hệ thống này cũng mới chỉ đáp ứng được nhu cầu truy nhập băng rộng tại các khu vực trung tâm của các tỉnh, thành phố trong phạm vi phủ sóng của công ty Viễn thông điện lực. 5.1.2.3 Truy nhập băng rộng qua vệ tinh. Hiện nay, VNPT đã phối hợp với SSA xây dựng hệ thống VSAT IP/IPSTAR quốc tế đầu tiên tại Việt Nam. Đây là giải pháp mạng băng rộng thế hệ mới sử dụng hệ thống vệ tinh iPSTAR, tạo ra khả năng mới để tăng cường phổ cập dịch vụ viễn thông và Internet tới nông thôn, vùng sâu, vùng xa. Với hệ thống này, khả năng cung cấp dịch vụ truy nhập băng rộng được mở rộng trong phạm vi toàn quốc. Tuy nhiên hệ thống này không thể phát triển theo hình thức thương mại được vì giá thành của thiết bị quá cao, mặt khác chất lượng dịch vụ còn rất hạn chế so với các giải pháp khác. 5.2 Các mô hình triển khai công nghệ mạng WiMAX. Ứng dụng công nghệ WiMAX có thể phân vào hai dạng chính: Khách hàng truy cập theo hình thức cá nhân, xây dựng hệ thống truyền dẫn riêng và khách hàng ứng dụng WiMAX để cung cấp mạng truy cập công cộng. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 78 - Mạng dùng riêng. - Cellular backhaul: phủ sóng mở rộng cho kiểu cấu trúc tế bào. Trong môi trường ngày càng cạnh tranh các dịch vụ wireless cấu trúc cellular, một nhà kinh doanh truy cập thông tin liên tục với mong muốn thông tin nhanh, nhưng giảm thiểu chi phí bằng việc lựa chọn các gói cước phù hợp. WiMAX sẽ cung cấp cho bạn đường truyền Điểm – điểm với khoảng cách lên đến 50 km, tốc độ dữ liệu hổ trợ lên đến E1, T1, thiết bị WiMAX xây dựng nên hạ tầng mạnh tại trạm gốc từ đó mở rộng ra các cellular ở xa. Hình 5.1. Cellular Backhaul. - Wireless Service Provider (WSP) Backhaul: Các nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến (WSP) sử dụng thiết bị WiMAX để xây dựng một hạ tầng lưu thoại từ trạm gốc. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 79 - Hình 5.2. WSP Backhaul. So với các mạng truy nhập không dây đã được triển khai trước đây thì WiMAX có những ưu điểm: triển khai nhanh. - Mạng ngân hàng: Các ngân hàng trung tâm có thể kết nối đến các chi nhánh của mình thông qua mạng WiMAX cá nhân để chuyển tải thoại, data và video. Thông thường các ngân hàng thường nằm phân bố ở trong các khu vực rộng, nhưng lại cần băng thông lớn và an ninh cao. Hình 5.3. Mạng ngân hàng. - Mạng giáo dục Các ban phụ trách trường học dùng mạng WiMAX để kết nối các trường và các văn phòng ban trong cùng một khu vực quận, huyện. Chẳng hạn với yêu cầu băng thông cao (>15Mbps), khả năng thông tin điểm-điểm hoặc điểm-đa điểm với một vùng phủ sóng trãi rộng cung cấp các dịch vụ như: điện thoại, data (số liệu về sinh viên), email, internet, đào tạo từ xa giữa văn phòng ban phụ trách trường với các trường trong quận hay giữa các trường với nhau. Trong môi trường giáo dục đó, một camera ở trường B có trhể truyền tín hiệu từ lớp học (thời gian thực) đến trường A. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 80 - Hình 5.4. Mạng giáo dục. Vùng phủ sóng rộng, chi phí hợp lý, đặc biệt hiệu quả đối với các trường ở nông thônnơi có hạ tầng cơ sở truyền dẫn kém, nơi mà các giải pháp kéo cáp luôn đòi hỏi mức chi phí cao. - An toàn cho các truy nhập công cộng (Public Safety): Bảo vệ các cơ quan chính phủ như: công an, chữa cháy, cứu hộ. Có thể dùng mạng WiMAX để hổ trợ trong các tình huống trợ giúp khẩn cấp, cung cấp chức năng thọai 2 chiều giữa trung tâm và các đội ứng cứu….. Chất lượng dịch vụ nầy cũng cho phép thay đổi lưu thọai theo những yêu cầu khác nhau. Giải pháp WiMAX là phủ sóng sâu rộng điều đó giúp cho các đội cứu hộ tại nơi xảy ra tai nạn, các sự kiện, sự việc hay các thảm họa thiên nhiên có thể cài đặt một mạng tạm thời trong một vài phút để gửi tín hiệu về trung tâm. Họ cũng có thể chủ động được lương lượng khi gửi tín hiệu về trung tâm thông qua mạng WiMAX hiện hữu, đó là một trong số ứng dụng thừa hưởng từ WiMAX. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 81 - Hình 5.5. Mô hình an toàn cho các truy nhập công cộng. Đối với mục tiêu di động cũng vậy, chẳng hạn như một người cảnh sát có thể truy cập dữ liệu trên một chiếc xe đang chạy, một người lính chữa cháy có thể truy cập thông tin về đường đi ngắn nhất đến nơi xảy ra hỏa họan. Một camera trên xe cứu hỏa có thể đưa hình ảnh về tình trạng của bệnh nhân để chủ động cấp cứu trước khi xe đưa bệnh nhân về đến bệnh viện. Trong tất cả các ứng dụng nêu trên được ứng dụng WiMAX trên băng thông rộng, trong khi đó đối với hệ thống băng thông hẹp không thể đáp ứng được. - Thông tin liên lạc xa bờ: WiMAX có thể ứng dụng trong các công ty dầu khí trong thông tin liên lạc giữa đất liền và giàn khoan. Hình 5.6. Sử dụng Wimax cho việc thông tin liên lạc xa bờ. Trong các hoạt động thao tác thiết bị, đối diện với các vấn đề phức tạp, các công việc đòi hỏi mức độ giám sát cao và cần truy xuất dữ liệu nóng…. Các tín hiệu nầy có thể gửi về trạm ở đất liền để các bộ phận chuyên môn kịp thời phân tích sử lý. Công việc khai thác dầu khí cần đãm bảo yếu tố an toàn, trực cảnh báo, giám sát bằng camera, bên cạnh đó truyền tải được các thông tin cơ bản như: thoại, internet, email , hội nghị truyền hình. WiMAX triển khai lắp đặt nhanh chóng, cần thiết điều chuyển đến nơi mới cũng dễ dàng, có thể không cần người trực thiết bị, thiết bị tự hoạt động bằng cáh trang bị thêm pin năng lượng. - Kết nối nhiều khu vực (Campus Connectivity) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 82 - Hình 5.7. Kết nối nhiều khu vực. - Các công trình xây dựng (mang tính tạm thời): Các công ty xây dựng có thể dùng mạng WiMAXđể thiết lập đường liên lạc đến văn phòng trung tâm tại công trường nơi đang xây dựng tại nơi chỉ huy tại chổ: người quản đốc, các kỹ sư, kiến trúc sư… Hình 5.8. Các công trình xây dựng. Trong trường hợp này ứng dụng WiMAX dựa trên ưu điểm triển khai nhanh, điều này quan trọng đối với các công trình đang thi công vì nó cho phép cung cấp nhanh thông tin về công trường bao gồm cả thọai lẫn dữ liệu, cung cấp cả dịch vụ theo dõi qua hình ảnh tại những điểm nóng trong điều kiện giám sát khó khăn. Cũng có thể cài đặt một điểm hotspot tại công trường cho phép một cá ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 83 - nhân có thể thông tin liên lạc, trao đổi dữ liệu, thông tin về các tiến trình công việc đang diễn ra. Giống như trong các trường hợp ứng dụng khác nếu đòi hỏi về chất lượng dịch vụ thì WiMAX được xem xét đầu tiên. Vì thiết bị WiMAX nhỏ gọn, tháo lắp đặt dễ dàng, điều chuyển đến các nơi khác nhau theo yêu yêu cầu công việc xây dựng tiện lợi. - Các khu vực công cộng (Theme Parks): Phân chia một phạm vi rộng các dịch vụ thông tin cho các khu vui chơi giải trí, các họat động ngoài trời, các hoạt động giao dịch, trên xe buýt và các dịch vụ vận tải khác. Hình 5.9. Các khu vực công cộng. Mạng trên có thể hổ trợ lưu thoại băng thông rộng hai chiều gửi từ một trung tâm điều khiển, hình ảnh giám sát bao quát toàn công viên, kiểm soát dữ liệu truy cập, giám sát tình trạng tại chổ, video theo yêu cầu, giao tiếp điện thoại phục vụ vừa cố định vừa di động, bảo mật cao, suy hao thấp, vùng phủ sóng rộng, việc di chuyển lắp đặt dễ dàng ứng biến với các thay đổi xảy ra là một sự ưu tiên lựa chọn thiết bị WiMAX. Các mạng phục vụ cộng đồng. Đối với mạng công cộng, tài nguyên được xem là của chung, nhiều người sẽ cùng truy xuất và chia sẽ. xây dựng một mạng công cộng nói chung yêu cầu một chi phí hiệu quả, mà cung cấp được vùng phủ sóng lớn và người sử dụng có thể ở nhiều vụi trí khác nhau có thể cố định hoặc thay đổi. Những đáp ứng chính của các mạng công cộng là thoại và dữ liệu, truyền hình ảnh trực tuyến. Đồng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 84 - thời an ninh mạng cũng là một yêu cầu quan trọng, mức độ phức tạp cao vì có nhiều người đối tượng sử dụng, một số ứng dụng WiMAX môi trường trong mạng công cộng như sau. - Mạng truy nhập WSP: Mở rộng phạm vi cung cấp dịch vụ đối với các WSPs (các nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến). Các nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến (WSP) dùng mạng WiMAX để cung cấp kết nối cho cả khách hàng là người dùng riêng lẻ (thoại, dữ liệu và truyền hình) hay công ty (thoại và internet tốc độ cao), mô tả theo hình vẽ như sau: Hình 5.10. Mạng truy nhập WSP. WSP có thể là một CLEC (hình thành như một đối thủ cạnh tranh trong vùng) bắt đầu từ các công ty kinh doanh với cơ sở nhỏ. Sẽ dễ dàng triển khai nhanh chóng của các thiết bị WiMAX, WiMAX gắn liền với QoS, phù hợp cho các loại lưu lượng sóng mang sẽ đáp ứng theo từng mức dịch vụ mà khách hàng yêu cầu. Một hạ tầng mạng cung cấp dữ liệu thoại và video với chất lượng cao đến người tiêu dùng trên cơ sở dùng chung một hoá đơn tính tiền duy nhất và được tính dựa trên lưu lương dữ liệu truyền tải. - Triển khai ở vùng nông thôn xa xôi hẻo lánh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 85 - Hình 5.11. Triển khai ở vùng nông thôn xa xôi hẻo lánh. Triển khai công nghệ WiMAX vào các vùng nông thôn, ở các nơi tập trung dân cư hay các khu vực ở ngoại ô thành phố. Việc kết nối đến những vùng nông thôn xa xôi cũng là một trong những mục tiêu trọng điểm phát triển xã hội của một quốc gia trong việc phục vụ những nhu cầu thiết yếu như thoại và internet, vì ở những nơi đó cơ sở hạ tầng gần như không có và vấn đề kéo cáp là hoàn toàn không khả thi, giải pháp WiMAX đề cập đến vì khả năng phủ sóng rộng, tiết kiệm. 5.3 Tình hình triển khai WiMAX thử nghiệm tại Việt Nam. Với các tính năng nổi trội của công nghệ WiMAX , cùng với nhu cầu vụ truy băng rộng và khả năng cung cấp tại Việt Nam hiện tại thì việc triển khai WiMAX tại Việt Nam hiện nay đang được đặc biệt quan tâm của các nhà cung cấp dịch vụ. Việc triển khai thử nghiệm thiết bị WiMAX đã diễn ra trước khi Bộ Bưu chính Viễn thông cấp giấy phép thử nghiệm WiMAX cho các doanh nghiệp, một số doanh nghiệp đã tiến hành thử nghiệm một số sản phẩm Pre - WiMAX như: - VDC: đã tiến hành thử nghiệm tại Hà Nội và Đồng Nai: + Tại Hà Nội, VDC tiến hành thử nghiệm với thiết bị của 2 hãng hoạt động tại băng tần 5,8 Ghz. Thiết bị của Alvarion, BS đặt tại Phạm Ngọc Thạch cung cấp thử nghiệm Iternet trực tiếp cho 2 khách hàng, CPE hỗ trợ tối đa là 24 Mbps, cự ly 50 Km. Thiết bị LAM của Aperto, băng thông 5,5 Mbps, cự ly truyền dẫn 5 km. + Tại Đồng Nai, VDC tiến hành thử nghiệm với thiết bị của hãng AirSpan tại dải tần 2,4 GHz, băng thông tối đa là 4 Mbps với cự ly 40 Km. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 86 - - Bưu điện TP Hồ Chí Minh: đã tiến hành thử nghiệm với sản phẩm Canopy của Motorola theo chuẩn 802.16a ở các băng tần 2,4/ 3,5/ 5,2/ 5,8 MHz. Kết quả thử nghiệm Bưu điện thành phố Hồ Chí Minh đã lựa chọn dải tần 5,8 MHz . Việc Bộ Bưu chính Viễn thông chính thức cho phép dải tần dùng để thử nghiệm thiết bị WiMAX là một thuận lợi lớn cho các nhà cung cấp trong quá trình triển khai thử nghiệm thiết bị WiMAX. Hiện tại, các doanh nghiệp thuộc VNPT cũng như các doanh nghiệp khác như FPT, Viettel, VTC cũng đang tiến hành chuẩn bị tiến hành lựa chọn thiết bị và thử nghiệm kỹ thuật để triển khai các dự án thử nghiệm. Theo thông tin ban đầu, FPT sẽ tiến hành thử nghiệm với cả 2 dạng là WiMAX cố định và WiMAX di động, trong khi Viettel sẽ chỉ tiến hành thử nghiệm với WiMAX di động. Tại Giấy phép số 274/GP-BBCVT ngày 17 tháng 3 năm 2006 của Bộ Bưu chính Viễn thông Cấp phép Cho Tổng công ty Bưu chính Viễn Thông Việt Nam (VNPT) đã cho phép sử dụng tần số vô tuyến điện trong băng tần 3,3 GHz - 3,4 GHz để thiết lập mạng lưới của mình. Cũng trong Giấy phép này, Bộ Bưu chính Viễn thông đã đưa ra cấu hình cho phép thử nghiệm mạng WiMAX : Hình 5.12. Cấu hình thử nghiệm WiMAX của VNPT. Thực hiện giấy phép do bộ Bưu chính Viễn thông cấp, VNPT đã giao cho VDC tiến hành lập phương án thử nghiệm công nghệ và mô hình ứng dụng WiMAX. Ngày 14 tháng 6 năm 2006, Intel, VDC cùng Cơ quan hợp tác phát triển quốc tế Hoa Kỳ tại Việt Nam (USAID) đã cùng nhau ký kết Bản ghi nhớ phối hợp triển khai trong dự án kéo dài 8 tháng và công nghệ băng rộng vô tuyến ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 87 - cố định được sử dụng là Fixed WiMAX 802.16 - 2004 với tần số 3,3 GHz - 3,4 GHz. Quy mô thử nghiệm bao gồm: trạm gốc WiMAX Acces point (WiMAX AP) đặt tại Bưu điện Lào Cai có khả năng kết nối trong bán kính 5 Km với tốc độ truyền dữ liệu dự kiến là 10 Mbps và có thể lên tới 75 Mbps. Dự kiến có 20 địa điểm tại Lào Cai được lựa chọn tham gia thử nghiệm. Thiết bị được chọn để thử nghiệm là thiết bị của hãng Alvarion. Anten của trạm gốc sẽ được treo trên cột của Bưu điện Lào Cai trên độ cao 40-50 m, với độ phủ sóng 3600, thiết bị đầu cuối CPE ngoài trời (outdor), anten được đặt trên nóc nhà hướng về phía trạm gốc. Sơ đồ kết nối tổng thể tại trạm gốc tại Lào Cai cụ thể như sau: Hình 5.13. Sơ đồ kết nối tại trạm gốc. WiMAX AP sẽ đóng vai trò như một Router kết nối tới mạng của VDC như một kênh thuê riêng. Các trạm thuê bao đều được cấp phát đại chỉ IP theo chế độ cấp phát động. Những ứng dụng sẽ được triển khai là: truy nhập Internet tốc độ cao, truy nhập cơ sở dữ liệu khuyến nông lập trang Web giới thiệu tiềm năng và sản phẩm của địa phương và gọi điện thoại qua Internet. Trong khuôn khổ thử nghiệm, mỗi trạm đầu cuối sẽ được trang bị thêm máy tính để thiết lập một mạng LAN, thay cho phương thức Dial-up với một máy tính hiện nay ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 88 - Thiết bị CPE tại trạm đầu có vai trò như một Router/Modem trong đó vai trò modem là tạo các kết nối tốc độ cao đến WiMAX AP và Router là cung cấp chức năng NAT và DHCP cho các máy tính. Sơ đồ kết nối tại mỗi trạm đầu cuối Hình 5.14. Sơ đồ kết nối trạm đầu cuối thuê bao. Các thông số kỹ thuật cơ bản của thiết bị WiMAX TT Thông số Giá trị 1 Tần số Trạm gốc BS Băng tần E: Tx: 3316 - 3335 Mhz; Rx: 3366-3385 Mhz Băng tần F: Tx: 3331 - 3350 Mhz; Rx: 3380-3400 Mhz Băng tần G: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 89 - Tx: 3376 - 3400 Mhz; Rx: 3300-3324 Mhz Trạm đầu cuối CPE Băng tần E và F Tx: 3366 - 3400 Mhz; Rx: 3316-3350 Mhz Băng tần G Tx: 3300 - 324 Mhz; Rx: 33766-3400 Mhz 2 Phương thức truy nhập TDMA FDD 3 Độ rộng kênh 3,5 MHz; 1,75 MHz 4 Độ rộng đa sóng mang 14 Mhz 5 Anten (trạm gốc) 10 dBi, Anten omni định hướng tần số 3,3 - 3,5 GHz 6 Anten (CPE) Anten phân cực đứng kết hợp 7 Trở kháng anten 50 Ohm 8 Công suất tối đa tại cổng ra anten Trạm gốc: 28 dBm  1 dB CPE: 20 dBm  1 dB Bảng 5.1 Các thống số kỹ thuật thiết bị WiMAX thử nghiệm tại Lào Cai. 5.4 Kết luận chương. Với nhu cầu sử dụng các dịch vụ truy nhập băng rộng ngày một lớn và cấp thiết, nhất là với những khu vực vùng sâu, vùng xa sẽ là động lực để cho các doanh nghiệp Viễn thông trong nước triển khai các hệ thống WIMAX. Với sự quan tâm tạo điều kiện của các cơ quan quản lý và nhu cầu triển khai để cạnh tranh, các hệ thống WiMAX nhất định sẽ được triển khai thành công ở Việt Nam trong thời gian gần đây. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 90 - CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 6.1.KẾT LUẬN Với mục tiêu là nghiên cứu công nghệ truy nhập vô tuyến WiMAX. Qua nghiên cứu, so sánh và đánh giá việc thực hiện trong nội dung đồ án tốt nghiệp em đã rút ra kết luận như sau:  WiMAX là công nghệ truy nhập vô tuyến băng rộng được phát triển dựa trên họ tiêu chuẩn IEEE 802.16 với hai tiêu chuẩn chủ yếu được áp dụng đã được thông qua là IEEE 802.16-2004 là cơ sở cho phiên bản WiMAX cố định và tiêu chuẩn IEEE 802.16 e là cơ sở cho phiên bản WiMAX di động.  Diễn đàn WiMAX là một tổ chức gồm các công ty cung cấp thiết bị, nhà cung cấp dịch vụ, nội dung... để cùng lựa chọn ra các tiêu chuẩn trong các tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004 và IEEE802.16e để đưa ra các profile cho WiMAX. Các profile về WiMAX đã được diễn đàn WiMAX thông qua và là cơ sở cho việc sản xuất thiết bị, điều này cho phép các nhà sản suất có khả năng hợp tác để cùng phát triển thiết bị, giảm các chi phí cho nghiên cứu phát triển, giảm giá thành sản phẩm.  Công nghệ OFDM với những tính năng nổi trội như khả năng chống nhiễu, khả năng sử dụng phổ cao, cho phép truyền tin với tốc độ cao...được sử dụng trong WiMAX cố định đã cho phép hệ thống có khả năng làm việc tốt trong môi trường NLOS và tốc độ truyền tin cao.  Phiên bản WiMAX di động dựa trên tiêu chuẩn IEE802.16e là sự sửa đổi bổ sung các yêu cầu cho tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004 đã bổ sung những tính năng mềm dẻo và hiệu quả hơn. Việc sử dụng OFDMA trong phiên bản WiMAX di động cho phép sử dụng linh hoạt và hiệu quả hơn băng thông, cũng như tăng cường các khả năng cho an ten, .. Ngoài ra với phiên bản này còn hỗ trợ thêm nhiều tính năng khác như chất lượng dịch vụ, bảo mật vv...  Hai phiên bản WiMAX sử dụng 2 công nghệ ghép kênh khác nhau là OFDM và OFDMA do vậy không thể sử dụng chung hạ tầng WiMAX cho cả 2 loại này được. Sẽ có cả hai hướng WiMAX cùng tồn tại và phát triển cho các yêu cầu truy nhập vô tuyến băng rộng ở cả thị trường cố định và di động. Hơn nữa còn tùy vào việc người ta muốn xây dựng một mạng là cố định hay di động, khi lựa chọn một giải pháp WiMAX người vận hành cần đánh giá các hệ số thêm như là các phân đoạn thị trường đích, các phổ tần sử dụng, một vài các điều chỉnh rằng buộc và tiến độ triển khai.  So với các công nghệ truy nhập vô tuyến băng rộng có cùng phạm vi ứng dụng, WiMAX là công nghệ đang nhận được sự quan tâm đặc biệt của cả các nhà sản xuất cũng như người cung cấp dịch vụ và người sử dụng nhờ các đặc tính nổi trội của nó, đặc biệt khi nhu cầu truy nhập dữ liệu ngày càng mạnh. Với việc WiMAX được tối ưu cho dịch vụ dữ liệu, WiMAX ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 91 - có thể song song tồn tại cùng với các mạng như 3G được tối ưu cho thoại. Tùy thuộc mục đích của nhà cung cấp, yêu cầu khách hàng, các mạng sẽ có sự phát triển tương ứng.  Thiết bị WiMAX đã được chuẩn hóa và thương mại hóa, cùng với kết quả thử nghiệm WiMAX trên thế giới cũng như tại Việt Nam, các chính sách phát triển đã được Bộ Bưu chính Viễn thông đưa ra là một đảm bảo cho việc triển khai WiMAX tại Việt Nam. Khả năng áp dụng triển khai WiMAX tại Việt Nam là hoàn phù hợp. Các điều kiện để triển khai WiMAX tại Việt Nam đã sẵn sàng. Trước mắt, việc triển khai thử nghiệm sẽ thực hiện với WiMAX cố định, khi có kết quả, tùy thuộc vào các điều kiện, nhà cung cấp dịch vụ có thể triển khai WiMAX cố định hay di động. Với khả năng cung cấp các dịch vụ truy nhập băng rộng cho cả cố định và di động, WiMAX sẽ là lựa chọn mang tính quyết định cho các nhà cung cấp dịch vụ trong thời gian tới nhằm chiếm lĩnh thị trường cũng như tăng khả năng cạnh tranh của mình. Hiểu rõ các đặc điểm kỹ thuật, vận dụng vào các điều kiện thực tế để triển khai hệ thống một cách nhanh chóng và hiệu quả sẽ đem lại những khả năng hết sức lớn cho các nhà cung cấp dịch vụ và cả người sử dụng. Việc triển khai WiMAX tại Việt Nam sẽ đáp ứng được các đòi hỏi ngày một lớn về nhu cầu truy nhập băng rộng, góp phần thúc đầy kinh tế phát triển, đặc biệt là các khu vực nông thôn, miền núi và các khu đô thị mới. 6.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI WiMAX là một công nghệ mới hứa hẹn khả năng phát triển tại Việt Nam. Với đặc điểm riêng của mình, khi đưa thiết bị vào mạng Việt Nam cần có những lựa chọn phù hợp với các điều kiện cụ thể. Hướng phát triển tiếp theo của đề tài là nghiên cứu sâu hơn về các giải pháp điều khiển trong WiMAX, đặc biệt là vấn đề về điều chế và hệ thống anten thích nghi nhằm thiết kế vùng phục vụ có hiệu quả nhất. Vấn đề bảo mật và vấn đề điều chế trong WiMAX cũng sẽ được nghiên cứu sâu hơn nhằm đưa ra những yêu cầu cụ thể phù hợp với mạng lưới Việt Nam. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 92 - THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 3G AAA ACK ACR ADSL AES ARQ ASK ATM BER BPSK BS BSS BTS CCS CDMA BWA CID CN CPE CS CSMA CTS DFS DHCP DNS DSL ECB EDGE ESS ETSI FBWA FDD FEC 3 rd generation (of mobile networks) Authentication Authority and Accounting Acknowledgement Access Control Router Asymmetric Digital Subcriber Line Advanced Encryption Standard Automatic Repeat Request Amplitude Shift Keying Asynchronous Transfer Mode Bit Error Rate Binary Phase Shift Keying Base Station Basic Service Set Base Transmit Station Common Channel Signaling Code Division Multiple Access Broadband Wireless Access Connection Identify Core Network Customer Premise Equipment Channel Switched Carrier Sense Multiple Access Clear To Send Dynamic Frequency Selection Dynamic host Configuration Protocol Domain Name System Digital Subcriber Line Electronic codebook Enhanced Data Rate For GSM Evolution Extended Service Set European Telecom Standard Institute Fixed Broadband Wireless Access Frequence Division Duplex Forward Error Correction Mạng di động thế hệ thứ 3 Nhận thực, cấp quyền và tính cước Xác nhận Router điều khiển truy nhập Đường dây thuê bao số bất đối xứng Chuẩn mã hóa dữ liệu cao cấp Tự động lặp lại yêu cầu Khoá dịch chuyển biên độ Phương thức truyễn dẫn đồng bộ Tỷ số lỗi bít Khóa dịch pha nhị phân Trạm gốc Bộ dịch vụ cơ sở Trạm phát sóng gốc Báo hiệu kênh chung Đa truy nhập phân chia theo Mã Truy nhập băng rộng không Dây Nhận dạng kết nối Mạng lõi Thiết bị người dùng Chuyển mạch kênh Đa truy nhập cảm ứng sóng mang Xóa để phát Lựa chọn tần số động Giao thức cấu hình Host động Hệ thống tên miền Đường dây thuê bao số Một phương pháp mã hóa bão mật Tốc độ dữ liệu tăng sường cho GSM Bộ dịch vụ mở rộng Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu âu Truy nhập băng thông rộng không dây cố định Song công phân chia theo tần số Sửa lỗi trước ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 93 - FSK GPRS GPSS GSM HEC HLR IEEE IP ISO LAN LOS MAC MAN NIC NLOS OFDM OFDMA OSI PDA PDG PDN PHY PMP PS PSK PSTN PTP QoS RAS RTS SDU SS TCP TDD TDMA TEK UE UMTS Frequency Shift Keying General Packet Radio Service Grant per Subcriber Station Global System for Mobile Communications Header Error Check Home Location Register Institute of Electrical and Electronic Engineers Internet Protocol International Organization for Standardization Local Area Network Line Of Sight Medium Access Control Metropolitan Area Network Network interface Card Non light of Sight Orthogonal Frequency Division Multiplexing Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access Open System Interconnection Personal Digital Assistance Packet Data Gateway Packet Data Network Physical Point to Multipoint Packet Switched Phase Shift Keying Public Switched Telephone Network Point to Point Quality of Service Radio access Control Request to Send Service data Unit Subcriber Station Transmissition Control Protocol Time Division Duplex Time Division Multiple Access Traffic Encryption Key User Equipment Universal Mobile Telecommunication Khóa dịch chuyển tầng số Dịch vụ vô tuyến gói chung Cấp phát cho mỗi thuê bao Hệ thống thông tin toàn cầu cho ĐTDD Kiểm tra lỗi mào đầu Bộ đăng kí vị trí thường trú Hiệp hội các kĩ sư điện và điện tử Giao thức internet Tổ chức quốc tế chuyên về các tiêu chuẩn Mạng cục bộ Phương thức truyền vô tuyến phải thõa mãn tầm nhìn thẳng Điều khiển truy nhập môi trường Mạng khu vực đô thị Card giao tiếp mạng Không tầm nhìn thẳng Ghép phân chia tần số trực giao Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao Quan hệ giữa các hệ thống mở Thiết bị hỗ trợ cá nhân kĩ thuật số Cổng dữ liệu gói Mạng dữ liệu gói Lớp vật lý Điểm-đa điểm Chuyển mạch gói Khóa dịch chuyển pha Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Điểm – điểm Chất lượng dịch vụ Hệ thống truy nhập vô tuyến Yêu cầu gửi Đơn vị dữ liệu dịch vụ Trạm thuê bao Giao thức điều khiển truyền dẫn Song công phân chia theo thời gian Đa truy nhập phân chia theo thời gian Khóa bảo mật dữ liệu Thiết bị người dùng Hệ thống viễn thông di động ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 94 - WAG WIMAX WLAN WMAN seytem Wimax Access Gateway Worldwide interoperability for Microwave Access Wireless Local Area Network Wireless Metropolitan Area Network toàn cầu Cổng truy nhập WiMax Truy nhập sóng ngắn tương tác toàn cầu Mạng vô tuyến cục bộ Mạng vô tuyến khu vực đô thị ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 95 - TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. IEEE 802.16 – 2004, (October, 2004), Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems. [2]. IEEE 802.16e, (February, 2005), Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems. [3]. wimax - broadband wireless access technology [4]. WiMAX Forum, (2006), Mobile WiMAX – Part I: A Technical Overview and Performance Evaluation. [5]. WiMAX Forum white paper, WiMAX’s technology for LOS and NLOS environments. [6]. Hướng dẫn sử dụng Wimax, nhà xuất bản Hồng Đức [7]. www.ieee.org [8]. www.quantrimang.com [9]. www.vnmedia.vn [10]. www.vnpt.com.vn [11]. www.wimaxforum.org [12]. www.wimaxpro.org [13]. www.wimax.com [14]. www.3c.com.vn [15]. www.nhatnghe.com [16]. www.telecom-it.vn [17]. www.wifipro.org [18]. www.google.com.vn [19]. www.thongtincongnghe.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX SVTH: TRƯƠNG BẢO HOÀNG - 96 - MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU MẠNG WiMAX .......................................................... - 4 - 1.1 Công nghệ băng rộng không dây ................................................................... - 4 - 1.2. Giới thiệu về WiMAX .................................................................................. - 5 - 1.3 So sánh WiMAX với các công nghệ không dây khác .................................. - 11 - 1.4 Mô hình triển khai....................................................................................... - 12 - CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC MẠNG WIMAX ........................................................ - 15 - 2.1 Lớp vật lý .................................................................................................... - 15 - 2.2 Lớp MAC .................................................................................................... - 23 - CHƯƠNG 3: VẤN ĐỀ AN NINH MẠNG WIMAX ............................................. - 48 - 3.1 Khái niệm an ninh mạng. ............................................................................. - 48 - 3.2 Phân tích an ninh mạng WiMAX ................................................................. - 49 - CHƯƠNG 4: WIMAX TRONG MÔI TRƯỜNG LOS VÀ NLOS SO SÁNH WIMAX VỚI MỘT SỐ CÔNG NGHỆ TRUY CẬP VÔ TUYẾN BĂNG RỘNG KHÁC .... - 64 - 4.1 Tóm tắt ........................................................................................................ - 64 - 4.2 Truyền sóng LOS và NLOS ......................................................................... - 64 - 4.3 So sánh WiMax với một số công nghệ truy nhập vô tuyến băng rộng không dây khác:.................................................................................................................. - 72 - 4.4 Kết luận chương:......................................................................................... - 75 - CHƯƠNG 5: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TRIỂN KHAI VÀ ỨNG DỤNG WIMAX TRÊN MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM ............................................ - 76 - 5.1 Nhu cầu và hiện trạng các hệ thống truy nhập băng rộng tại Việt Nam. ....... - 76 - 5.2 Các mô hình triển khai công nghệ mạng WiMAX. ...................................... - 77 - 5.3 Tình hình triển khai WiMAX thử nghiệm tại Việt Nam............................... - 85 - 5.4 Kết luận chương.......................................................................................... - 89 - CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI........................... - 90 - 6.1. KẾT LUẬN ................................................................................................ - 90 - 6.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ................................................................ - 91 - THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ..................................................................................... - 92 - TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... - 95 -

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfwimax_tn_966.pdf