HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
oOo
TIỂU LUẬN
ĐỀ TÀI:
TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ
MẠNG KHÔNG DÂY VÀ MOBILE WiMAX
Người hướng dẫn : TS.
Học viên thực hiện : HUỲNH THỊ HỒNG ANH
Lớp :
Niên khoá :
Hà Nội, tháng 09/2006
LỜI MỞ ĐẦU
Mạng không dây là một trong những bước tiến lớn nhất của ngành máy tính. Năm ngoái, hàng
chục triệu thiết bị Wi-Fi đã được tiêu thụ và dự báo năm nay sẽ có khoảng 100 triệu người sử dụng.
Những người ưa thích Wi-Fi tin rằng công nghệ này sẽ gạt ra lề hết những kỹ thuật kết nối không
dây khác. Ví dụ, họ cho rằng các điểm truy cập hotspot sẽ cạnh tranh với các mạng điện thoại di
động 3G vốn hứa hẹn khả năng truyền phát dữ liệu tốc độ cao. Tuy nhiên những suy luận như trên
đã bị thổi phồng. Wi-Fi chỉ là một công nghệ sóng ngắn và sẽ không bao giờ có thể cung cấp được
khả năng bao trùm rộng như mạng di động, nhất là khi các mạng này đang ngày một phát triển
mạnh hơn về quy mô nhờ những dịch vụ chuyển vùng (roaming) và các thỏa thuận tính cước liên
quốc gia.
Tuy nhiên, chỉ trong một vài năm nữa, thế hệ mạng đầu tiên dựa trên công nghệ mới WiMAX,
hay gọi theo tên kỹ thuật là 802.16, sẽ ra đời và trở nên phổ dụng. Như chính cái tên của mạng này
cho thấy, WiMAX chính là phiên bản phủ sóng diện rộng của Wi-Fi với thông lượng tối đa có thể
lên đến 70 Mb/giây và tầm xa lên tới 50 km, so với 50 m của Wi-Fi hiện nay. Ngoài ra, trong khi
Wi-Fi chỉ cho phép truy cập ở những nơi cố định có thiết bị hotspot (giống như các hộp điện thoại
công cộng) thì WiMAX có thể bao trùm cả một thành phố hoặc nhiều tỉnh thành giống như mạng
điện thoại di động.
Tập tiểu luận này trình bày những nét tổng quan nhất công nghệ mạng không dây và giới thiệu
tổng quan về công nghệ WiMAX.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Thầy giáo TS. đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt những

b. WiMax:
WiMAX là công nghệ kết nối không dây băng rộng (đặc tả IEEE 802.16) với phạm vi phủ
sóng rộng hơn (tới 50km) so với công nghệ Wi-Fi. WiMax kết nối các điểm “hotspot” của IEEE
802.11(Wi-Fi) tới mạng Internet, và cung cấp khả năng truy cập băng rộng cho đường cáp và
đường DSL tới tận vị trí cuối cùng (nhưng vẫn nằm trong phạm vi 50km). WiMax cung cấp khả
năng chia sẻ dữ liệu lên tới 70 Mbps, đủ cho 60 doanh nghiệp sử dụng cùng lúc, và hơn 1000
người sử dụng kết nối DSL 1Mbps.
3. Tại sao lại sử dụng mạng không dây?
Nếu thông tin được ví như là mạch máu của môi trường kinh doanh ngày nay thì mạng không
dây sẽ là trái tim điều khiển hoạt động kinh doanh đó. Mạng không dây có thể truyền thông
tin và dữ liệu tới cấp lãnh đạo và nhân viên trong một công ty mà không quan tâm tới vị trí ngồi
làm việc. Có rất nhiều ngành công nghiệp đã phát hiện ra lợi thế của mạng không dây, không
chỉ trong công việc hàng ngày mà còn tác động tới cả cán cân doanh thu.
Khả năng ứng dụng rộng rãi trên phạm vi rộng, sự phát triển nhanh chóng của Internet và dịch
vụ trực tuyến là lợi ích của việc chia sẻ dữ liệu và tài nguyên. Với mạng không dây, người
dùng truy nhập vào thông tin chia sẻ không cần hệ thống dây để kết nối, không cần lắp đặt
hoặc di chuyển dây khi người quản trị mạng thiết lập mở rộng mạng. So với mạng LAN truyền
thống, Mạng không dây có các ưu điểm nổi trội về hiệu suất, sự tiện lợi và chi phí xây dựng.
 Mạng không dây có thể cho phép người dùng truy cập thông tin theo thời gian thực từ
bất cứ vị trí nào trong khuôn viên và phạm vi công ty mà không phải tìm kiếm các vị trí có
kết nối mạng qua Ethernet, do vậy sẽ tăng được năng suất lao động. Như mô tả trong
hình dưới đây: mỗi vòng tròn tượng trưng cho một vùng bao phủ của một AP (cho
phép các máy tính trong vùng đó liên lạc với AP ở bất kỳ vị trí nào). Khi một máy tính di
chuyển từ ô bên trái sang ô bên phải thì các thiết bị mạng không dây AP sẽ tự động
- 3 -
chuyển vùng quản lý đảm bảo cho kết nối với mạng.
Hình 1: Cấu hình multicell điển hình sử dụng backbone LAN hữu tuyến
 Sự dễ dàng và tốc độ triển khai: mạng không dây không yêu cầu quá trình lắp đặt cáp tốn
kém và mất nhiều thời gian.
 Cài đặt, cấu hình linh hoạt: công nghệ không dây cho phép mạng kết nối đến mọi nơi đối với

Hình 6: Những tính năng vượt trội của Aironet
4. Mạng không dây hoạt động như thế nào?
Trong một mô hình mạng không dây điển hình, bộ chuyển đổi (hay còn gọi là điểm truy cập) sẽ
kết nối tới mạng có dây từ một vị trí cố định thông qua cáp Ethernet chuẩn. Điểm truy cập nhận,
lưu trữ tạm (buffer) và truyền dữ liệu giữa các thành phần (đối tượng) của mạng không dây (máy
tính xách tay, máy in, thiết bị cầm tay hoặc bất cứ một thiết bị không dây nào) với kiến trúc
mạng có dây. Một điểm truy cập đơn có thể hỗ trợ một nhóm nhỏ người dùng, và có vùng phủ
sóng trong khoảng chu vi từ 10m đến hơn 100m. Điểm truy cập có thể được lắp đặt tại bất cứ
vị trí nào trong công ty miễn là độ phủ sóng phải được đảm bảo. Các thiết bị Access Point
Aironet, đóng vai trò một thiết bị truy nhập mạng LAN sử dụng vô tuyến, cho phép các thiết
bị mạng như PC, Laptop… truy nhập vào mạng như mạng LAN thông thường. Mỗi máy tính
PC, Laptop được trang bị một Card mạng được hỗ trợ truy nhập vô tuyến sẽ thực hiên việc kết
nối với mạng thông qua AP.
Hình 7: Nguyên lý hoạt động của Access Point
Người dùng được trang bị thiết bị cầm tay hoặc máy tính xách tay có thể truyền dữ liệu tới
điểm truy cập khi đang trong vùng phủ sóng của thiết bị mà không cần sử dụng các dây mạng,
điều này tạo nên những lợi thế nhất định của mạng không dây cho các văn phòng mà ở đó có sự
thay đổi vị trí thường xuyên của người truy nhập, việc lắp đặt hệ thống mạng đơn giản hơn. Ngoài
ra, khả năng chạy dự phòng của các thiết bị mạng không dây cho phép các máy tính có thể vừa
di chuyển vừa kết nối mạng mà không ảnh hưởng đến chất lượng của kết nối. Thiết bị không
dây có thể giao tiếp với hệ điều hành mạng thông qua các card điều hợp không dây (thường là
card giao diện mạng – NIC), cũng tương tự như trường hợp sử dụng bộ điều hợp ISA hoặc PCI
dành cho máy tính để bàn.
- 6 -
Hình 8: Microcell với Access Point
5. Đối tượng sử dụng mạng không dây là ai?
Theo các nhà phân tích của hãng In-Stat/MDR, ngành công nghiệp mạng không dây sẽ đạt
doanh thu 5,2 tỷ USD trong năm nay (2005), và dự kiến sẽ tăng nhanh trong các năm tới. Sự
tăng trường này có sự đóng góp rất lớn từ nhận thức về lợi ích của mạng không dây từ phía
doanh nghiệp. Mạng không dây đang trở nên phổ biến trong các môi trường :

- 8 -
mạng.
Hình 12: 802.11b là chuẩn cho mạng Mạng Wi-Fi
Và Viện Kỹ Sư Điện và Điện tử (IEEE) đã đưa ra tiêu chuẩn đầu tiên 802.11 định nghĩa
cho mạng LAN không dây. Mặc dù từ lâu hệ thống truyền dữ liệu không dây đã được ứng dụng,
nhưng tiêu chuẩn 802.11 đã mở cửa cho các doanh nghiệp triển khai và sử dụng mạng LAN không
dây trong các toà nhà và giữa các toà nhà có khoảng cách gần nhau. Kể từ khi IEEE 802.11 đầu
tiên đưa vào ứng dụng vào năm 1997, IEEE đã không ngừng phát triển 802.11. Hơn 50 nhà
cung cấp đã đưa ra hàng trăm sản phẩm tương thích thông số 802.11.
Ngoài IEEE, các tổ chức khác cũng đưa ra các tiêu chuẩn truyền thông không dây. Ở Châu
Âu và Nhật bản, các công ty truyền thông cũng đưa ra các tiêu chuẩn riêng của mình cho các
ứng dụng nhất định. Ví dụ, IEEE 802.16 cũng đưa ra các tiêu chuẩn đối với mạng không dây ở
các khu siêu đô thị. Tuy nhiên, tiêu chuẩn được ứng dụng chủ yếu vẫn là IEEE 802.11, trung bình
mỗi tháng 1,5 triệu máy sử dụng card LAN 802.11.
Hiện nay có rất nhiều nhãn hiệu như 802.11a, 802.11b … đang được các hãng sử dụng nên dễ
bị nhầm với tiêu chuẩn 802.11 gốc. Tuy nhiên, thứ tự các chữ cái không phù hợp với thứ tự mà sản
phẩm được giới thiệu. Ví dụ, các sản phẩm 802.11b được đưa ra thị trường vào năm 2000 và
2001, trong khi các sản phẩm 802.11a được đưa ra vào đầu năm 2002.
8. Giới thiệu về WIMAX :
Công nghệ WiMAX, dựa trên đặc tả IEEE 802.16-2004, bản thân đã nhanh chóng chứng minh là
công nghệ đóng vai trò chủ đạo trong mạng đô thị không dây băng rộng cố định. Mạng WiMAX cố
định, dựa trên giao diện không gian (air interface) của chuẩn IEEE 802.16-2004 là một lựa chọn
mang lại hiệu quả kinh tế hơn so với các dịch vụ truy nhập bằng cáp và DSL. Tháng 12 năm 2005,
IEEE đã thông qua đặc tả 802.16e là phần bổ sung của 802.16. Phần bổ sung này thêm vào những
đặc trưng và những thuộc tính cần thiết để hỗ trợ cho khả năng di động. Hiện nay, việc định nghĩa
các hoạt động hệ thống, các cấu hình thực hiện, cũng như kiến trúc mạng cần thiết để thiết lập nên
một mạng WiMAX end-to-end đang được thực hiện, và các đặc tả về hệ thống WiMAX Release-1
dự kiến sẽ được hoàn thiện trong năm 2006.
WiMAX di động là giải pháp không dây băng rộng cho phép hội tụ máy di động và mạng băng
rộng cố định thông qua một công nghệ truy nhập vô tuyến băng rộng chung và kiến trúc mạng linh

MHz đến 20 MHz nhằm tuân theo những yêu cầu thường thay đổi của thế giới, nhiều nỗ
lực đang được tiến hành để đạt được sự cân đối phổ tần trong thời gian dài hơn. Điều này
cũng cho phép các nền kinh tế khác nhau nhận thức được các lợi ích nhiều khía cạnh của
công nghệ WiMAX di động đối với những yêu cầu về mặt địa lý riêng biệt của họ, chẳng
hạn việc cung cấp khả năng kết nối Internet ở vùng nông thôn hay việc nâng nâng cao
dung lượng truy nhập băng rộng di động ở khu vực đô thị và khu vực ngoại ô.
 Tính bảo mật (Security): Đặc tính bảo mật trong WiMAX di động là tốt nhất với việc
nhận thực trên cơ sở giao thức EAP (Extensible Authentication Protocol), mật mã hóa nhận
thực trên cơ sở AES-CCM (Advanced Encryption Standard – Counter with Cipher block
chaining Message authentication code), CMAC và HMAC dựa vào các chiến lược bảo vệ
thông điệp điều khiển (control message).
- 10 -
 Tính di động (Mobility): Mobile WiMAX cung cấp các sơ đồ chuyển giao tối ưu với độ
trễ nhỏ hơn 50 ms cho các ứng dụng thời gian thực chẳng hạn như VoIP mà không làm
giảm chất lượng dịch vụ. Các sơ đồ quản lý mềm dẻo đảm bảo duy trì tính bảo mật trong
suốt quá trình chuyển giao.
Trong khi hoạt động thiết lập chuẩn cho Mobile WiMAX đang được tiến hành thì những nhà cung
cấp thiết bị cũng tích cực phát triển các thiết bị tuân theo đặc tả WiMAX 802.16e. Với khả năng sẵn
sàng thương mại hóa của các thiết bị tuân theo đặc tả Mobile WiMAX (đã được dự đoán trong một
tương lai rất gần) và sự ra đời của các dịch vụ WiBro (cũng dựa vào 802.16e) trong năm nay tại Hàn
Quốc, đã đặt ra một câu hỏi rằng: bằng cách nào công nghệ Mobile WiMAX có liên quan và ảnh
hưởng đến bước tiến của công nghệ tổ ong 3G ? Để trả lời câu hỏi này cần thiết phải có những hiểu
biết về cơ sở công nghệ của Mobile WiMAX cũng như về lộ trình nâng cấp có kế hoạch của hệ thống
thông tin di động 3G.
9. Các ứng dụng của WiMAX
Tiêu chuẩn WiMAX được phát triển để phục vụ cho một phạm vi rộng các ứng dụng, có thể
được tóm tắt trong hình 14 sau đây.
Dựa vào các đặc tính kỹ thuật và phân lớp dịch vụ, WiMAX thích hợp cho hỗ trợ số lượng lớn
các kịch bản thường dùng (usage scenarios). Một số các kịch bản này được liệt kê trong hình 15 sau
đây, hình này cũng cho biết các đặc tính kỹ thuật nào của WiMAX là then chốt cho hoạt động thành

Các mạng truy nhập có thể dựa vào WiFi, WiMAX hay bất kỳ một công nghệ truy nhập không
dây độc quyền nào khác. Nếu mạng truy nhập sử dụng thiết bị WiFi, toàn bộ mạng của nhà cung
cấp dịch vụ không dây (WSP) sẽ được xem là một Hot Zone. Vì các nhà cung cấp dịch vụ không
dây thông thường chỉ cho thoại, số liệu và video, nên đặc điểm về QoS sẵn có của công nghệ
- 13 -
WiMAX sẽ giúp ưu tiên và tối ưu lưu lượng được backhaul. Thiết bị WiMAX có thể nhanh chóng
triển khai, thuận tiện cho việc giới thiệu một mạng cung cấp dịch vụ không dây mới.
c. Các mạng ngân hàng (Banking Networks)
Các ngân hàng lớn có thể kết nối các chi nhánh và các khu vực đặt máy ATM đến trụ sở chính
của họ thông qua một mạng WiMAX riêng mang thoại, số liệu và video. Các ngân hàng này thường
trải ra trên một khu vực rộng lớn và cần băng thông rộng cũng như bảo mật cao để có thể đảm bảo
các giao dịch và dữ liệu của họ.
Hình 18. WiMAX cho mạng ngân hàng
Việc mật mã hóa dữ liệu trong WiMAX mang lại những liên kết bảo mật tuyệt vời. Tuy nhiên,
các ngân hàng sẽ rất cần bảo mật cuối đến cuối (end-to-end), chẳng hạn được cung cấp bởi SSL, để
bảo vệ khỏi những xâm nhập không mong muốn và các thao tác đối với dữ liệu ngân hàng nhạy
cảm. Vùng phủ rộng và dung lượng lớn cho phép ngân hàng trung tâm có thể kết nối đến một lượng
lớn các chi nhánh và các khu vực đặt máy ATM. Mạng WiMAX cũng cung cấp khả năng co dãn
cao để các lưu lượng dữ liệu tốc độ thấp giữa các trung tâm và các máy ATM có thể cùng tồn tại
với các giao dịch yêu cầu tốc độ cao giữa các chi nhánh và trung tâm. Điều này có thể thực hiện
được bởi chất lượng dịch vụ WiMAX (WiMAX QoS), được sử dụng để dành riêng cho tiếng nói
(thoại giữa các chi nhánh), số liệu (các giao dịch tài chính, email, Internet và Intranet) và lưu lượng
video (giám sát, CCTV).
Có rất nhiều lý do để các ngân hàng có được mạng riêng của họ. Bên cạnh việc loại bỏ những chi
phí phải trả cho các công ty điện thoại hàng tháng, điều này sẽ giúp cho ngân háng có khả năng
nhanh chóng triển khai lại mạng của họ nếu một máy ATM hay một chi nhánh tạm thời phải di
chuyển. Việc lắp đặt dịch vụ DSL hay cáp sẽ không thể nhanh chóng và sẽ không cung cấp đủ băng thông
yêu cầu cho thông tin giữa các chi nhánh và ngân hàng trung tâm.
- 14 -
d. Các mạng giáo dục (Education Networks)

Hình 22. Mạng truy nhập của các nhà cung cấp dịch vụ không dây
Các nhà khai thác mạng di động cũng có thể áp dụng WiMAX vào mạng của họ. Những nhà
cung cấp này đã có hệ thống trạm, hạ tầng cơ sở và các khách hàng của riêng họ, nhưng việc triển
khai giải pháp WiMAX sẽ mở rộng thị trường trong các lĩnh vực mà họ cung cấp dịch vụ.

i. Kết nối ở vùng nông thôn (Rural Connectivity)
Các nhà cung cấp dịch vụ có thể sử dụng mạng WiMAX để vân chuyển dịch vụ của họ đến
những những thị trường chưa được phục vụ ở khu vực nông thôn hay khu vực ngoại ô.
Việc thiết lập kết nối đến các khu vực nông thôn là cực kỳ quan trọng đối với các nước đang
phát triển và các khu vực chưa được phục vụ của các nước phát triển, nơi mà cơ sở hạ tầng còn hạn
chế. Do giải pháp WiMAX hỗ trợ một vùng phủ rộng nên giải pháp này sẽ hiệu quả hơn rất nhiều
so với giải pháp kéo dây cho những khu vực nông thôn với mật độ dân số thấp. WiMAX có thể
triển khai nhanh, cung cấp dịch vụ thông tin liên lạc với độ an toàn cao, và giúp cải thiện nền kinh
tế nơi đó.
- 18 -
Hình 23. Xây dựng WiMAX ở vùng nông thôn
10. Những vấn đề cần quan tâm về phổ tần của Mobile WiMAX
Để tận dụng những ưu điểm và lợi ích của hệ thống Mobile WiMAX, việc phân bổ phổ tần theo
khối lớn thường được ưa chuộng hơn cả. Điều này cho phép hệ thống được triển khai ở chế độ TDD
với các kênh truyền băng thông rộng, tái sử dụng tần số linh hoạt và giảm thiểu việc kém hiệu quả
phổ tần do các khoảng bảo vệ (guard bands), cho phép cùng tồn tại các nhà khai thác cạnh nhau.
Một hoạt động quan trọng khác cho diễn đàn WiMAX là cộng tác với các tổ chức tiêu chuẩn trên
thế giới để xúc tiến việc cấp phát phổ tần ở băng tần thấp ( <6 GHz). Thêm vào đó, cần một cú hích
mạnh trong việc hài hòa cấp phát phổ tần để tối thiểu hóa số chủng loại thiết bị cần có để có thể phủ
hết thị trường toàn cầu.
Các cấu hình hoạt động của những hệ thống đầu tiên sẽ được phát triển bởi WiMAX Forum cho
tiêu chuẩn giao diện không gian 802.16-2005 được mong đợi trong các dải tần được cấp phép 2.3
GHz, 2.5 GHz và 3.5 GHz. Băng 2.3 GHz đã được sử dụng ở Hàn Quốc cho các dịch vụ WiBro dựa
vào công nghệ Mobile WiMAX. Với việc cấp một khối phổ tần 27 MHz cho mỗi nhà cung cấp,
băng tần này sẽ cho phép triển khai TDD với 3 kênh trên mỗi trạm gốc và độ rộng băng thông danh

được tổ chức chuyên ngành của Liên Hợp Quốc về lĩnh vực viễn thông là ITU thông qua năm 2004
(802.16 version D).
Hiện tại Việt Nam chỉ có thể tiến hành thử nghiệm dịch vụ WiMax cố định vì công nghệ di động
còn rất mới (kể cả trên thế giới) nên chưa có các thiết bị cho loại hình này. Khi thời gian thử
nghiệm kết thúc, dựa vào các tiêu chí như chất lượng dịch vụ, tài chính của mình, 4 doanh nghiệp
trên sẽ phải đấu thầu giải tần để có thể được trở thành nhà cung cấp dịch vụ chính thức. Điều này
nhằm chuẩn bị cho việc gia nhập WTO vì khi Việt Nam gia nhập WTO chúng ta cần phải bình đẳng
với thế giới bên ngoài, hơn nữa giải tần WiMax là một tài nguyên quốc gia.
oOo
- 20 -
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1: Cấu hình multicell điển hình sử dụng backbone LAN hữu tuyến 4
Hình 2: Các phương thức cấu hình Aironet Accesspoint 4
Hình 3: Cấu hình điểm AP làm chức năng repeater 5
Hình 4: AP thực hiện chia tải (Load Balacing) 5
Hình 5: Khả năng dịch chuyển tốc độ truyền dẫn 5
đảm bảo duy trì kết nối trong mạng không dây 5
Hình 6: Những tính năng vượt trội của Aironet 6
Hình 7: Nguyên lý hoạt động của Access Point 6
Hình 8: Microcell với Access Point 7
Hình 9 : Bảng chi phí đầu tư WiFi 8
Hình 10: Thiết bị Access Point 8
Hình 11: Card mạng hỗ trợ Mạng không dây sử dụng cho PC và Laptop 8
Hình 12: 802.11b là chuẩn cho mạng Mạng Wi-Fi 9
Hình 13. Đặc tả hệ thống WiMAX di động Release-1 10
Hình 14. Phân lớp các dịch vụ WiMAX 11
Hình 15. Các kịch bản được sử dụng cho WiMAX 12
Hình 16. Cellular Backhaul 13
Hình 17. Wireless Service Provider Backhaul 13
Hình 18. WiMAX cho mạng ngân hàng 14