ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT
Chương 1
Tổng Quan Về Mạng Truy Nhập Băng Rộng-WiMAX
1.1Mạng Truy Nhập băng rộng
Định nghĩa mạng truy nhập:Theo các khuyến nghị của ITU-T(Liên minh viễn
thông quốc tế phát triển các tiêu chuẩn quốc tế),mạng truy nhập là một chuỗi các thực
thể truyền dẫn giữa SNI (Service Node Interface– Giao diện nút dịch vụ) và UNI
(User Network Interface – Giao diện người sử dụng - mạng). Mạng truy nhập chịu
trách nhiệm truyền tải các dịch vụ viễn thông. Giao diện điều khiển và quản lý mạng
là Q.
Hình 1 :Kết nối mạng truy nhập với các thực thể mạng khác
Thiết bị đầu cuối của khách hàng được kết nối với mạng truy nhập qua UNI,
còn mạng truy nhập kết nối với nút dịch vụ (SN – Service Node) thông qua SNI. Về
nguyên tắc không có giới hạn nào về loại và dung lượng của UNI hay SNI. Mạng truy
nhập và nút dịch vụ đều được kết nối với hệ thống quản lý mạng TMN (telecom
management network) qua giao diện Q.
Sự thay đổi của cơ cấu dịch vụ là yếu tố then chốt ảnh hưởng đến sự phát triển
của mạng truy nhập. Khách hàng yêu cầu không chỉ là các dịch vụ thoại/ fax truyền
thống, mà cả các dịch vụ số tích hợp, truyền hình kỹ thuật số độ phân giải cao,..vv….
Mạng truy nhập truyền thống rõ ràng chưa sẵn sàng để đáp ứng các nhu cầu dịch vụ
này..
Trong những năm gần đây mạng truy nhập vô tuyến băng rộng tốc độ cao
không ngừng được nghiên cứu và phát triển ,cung cấp các dịch vụ Multimedia như:
______________________________________________________________________
Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam”
Mạng
truy
nhập
Thuê
bao
7 Mbit/s với ADSL, và bây giờ với VDSL là 52 Mbit/s
Đường dây thuê bao số bất đối xứng ADSL (Asymmetric DSL)
- Sử dụng một đôi dây cáp xoắn
- Tốc độ luồng xuống lớn (1,5Mbps ở khoảng cách 6 km đến 8Mbps với
khoảng cách 3 km).Tốc độ hướng lên từ 16kbps đến 640kbps
Đường dây thuê bao số tốc độ thích nghi RADSL (Rate Adaptive DSL)
- Sử dụng một đôi dây cáp xoắn
- Tốc độ luồng xuống lớn (1 Mbps đến 12 Mbps với).tốc độ hướng lên từ 128
kbps đến 1Mbps tốc độ truyền đối xứng trong khoảng từ 1 đến 2 Mbps
- Các modem RADSL có khả năng đánh giá chất lượng đường đây và tự động
điều chỉnh mức điều chế hoặc sử dụng các bước sóng (tùy thuộc vào phương
pháp mã hóa đường đây)
Đường dây thuê bao số tốc độ rất cao VDSL(very high bit rate DSL)
Tốc độ luồng xuống lớn (30Mbps đến 50 Mbps với cự ly ngắn thường nhỏ hơn 300m
. Tốc độ truyền đối xứng trong khoảng từ 2 đến 4 Mbps và khoảng cách xa hơn.
______________________________________________________________________
Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam”
2
ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT
Các công nghệ xDSL đối xứng như HDSL, SDSL, HDSL2
- High bit rate DSL (HDSL)là một trong những công nghệ đầu tiên được khai
thác . Tốc độ truyền đối xứng 1.54 Mbps trên 2 đôi dây cáp xoắn hoặc 2Mbps
trên 3 đôi cáp xoắn.,HDSLversion 2 giống HDSL nhưng chỉ sử dụng 1 đôi cáp
xoắn.Khoảng cách truyền đẫ là 4 Km
- SDSL (Symmetric DSL) sử dụng 1 đôi cáp xoắn, với tốc độ hỗ trợ lên tới
2Mbps cho frame-relay hay truyền hình hội nghị.,khoảng cách truyền khoảng 3
Km.
Tên Tốc độ dữ
liệu
Cự
Dễ triển khai do sử dụng
cơ sở mạng điện thoại
sẵn có.Chi phí hợp lý.
Sử dụng đồng thời fax,
voice mà không cần ngắt
mạng.
Hoạt động Fulltime.
Phù hợp với các doanh
nghiệp vừa và lớn
Truy nhập
internet,/intranet
video theo yêu
cầu,VPN,VoIP
,truy nhập LAN từ xa
VDSL 13-52 Mbps
1.5-2.3 Mbps
1.4
Sử dụng đồng thời fax,
voice tích hợp Splitter
Chưa được hỗ trợ bởi các
ISP chỉ dùng cho mạng
LAN mở rộng
Truy nhập Mutimedia
intern
et.các trương trình
broadcard TV
Bảng 1 :Các công nghệ xDSL
______________________________________________________________________
Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam”
3
từ 9.6Kbps dến 8Mbps.Ở Việt Nam hiện đang sử dụng hai hệ thống VSAT
DAMA/SCPC chủ yế phục vụ cho vùng sâu vùng xa và VSAT TDM/TDMA phục vụ
cho nhu cầu internet .[5]
Nhược điểm chính của các hệ thống này là giá thành cao,trễ hành trình lớn và
chịu ảnh hưởng của thời tiết.
______________________________________________________________________
Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam”
4
ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT
Để giảm thiểu những hạn chế trên công ty SSA-nhà khai thác vệ tinh hàng đầu
châu Á đã phát triển hệ thống VSAT IP hay iPSTAR.i
iPSTAR được đánh giá là hệ thống vệ tinh băng rộng đa dịch vụ đem lại nhiều
tiện ích.Hệ thống thông tin vệ tinh băng rộng iPSTAR hỗ trợ truyền số liệu theo
hướng xuống tốc độ 4Mbps và 2Mbps hướng lên..Cung cấp các dịch vụ viễn thông
trên nền giao thức IP. Đặc điểm của VSAT-IP là thiết bị gọn nhẹ, dễ lắp đặt, giá thành
thấp hơn nhiều so với VSAT DAMA. Về tiện ích, VSAT-IP ngoài cung cấp dịch vụ
điện thoại, còn có khả năng cung cấp các ứng dụng mà chỉ có ở dịch vụ băng rộng
như: thoại VoIP, Internet tốc độ cao, truyền hình hội nghị, mạng riêng ảo (VPN), kênh
thuê riêng, trung kế mobile, truyền hình quảng bá, truyền hình theo yêu cầu. Với dung
lượng hệ thống 35 Gbit/s. Dịch vụ truy nhập băng rộng cho vùng nông thôn có thể
thực hiện qua truy nhập vệ tinh băng rộng 2 đường.
Hình 2 hệ thống truy nhập vệ tinh iPTSAT
Những ưu điểm và nhược điểm:
- Các hệ thống thông tin vệ tinh có phạm vi triển khai dịch vụ lớn, không phụ
thuộc vào địa bàn, có thể triển khai ở vùng sâu vùng xa ,những nơi có địa hình
phức tạp mà không thể triển khai được các hệ thống như xDSL .
- Hạn chế của truy nhập băng rộng qua vệ tinh là sự phụ thuộc của nhà cung
cấp dịch vụ vào nhà quản lý hệ thống vệ tinh. Hiện nay, VNPT đã mua dung
lượng 2,5 Gbit/s để triển khai dịch vụ VSAT băng rộng ở Việt Nam. Việc mua
dung lượng sẽ phụ thuộc vào chính sách của nhà quản lý hệ thống iPSTAR.
HYPERLAN
4
Ứng dụng Wireless
LAN
Truy nhập
WATM
Truy nhập
WATM cố
định từ xa
Kết nối PTP
WATM
Băng tần 2.4 GHz 5 GHz 5 GHz 17 GHz
Tốc độ đạt
được
23.5 Mbps 54 Mbps 54 Mbps 155Mbps
Bảng 2 Các tiêu chuẩn của ETSI HYPERLAN
Các chuẩn mà ETSI đã thiết lập như HiPerLAN/2 là một chuẩn cạnh tranh trực
tiếp với chuẩn 802.11 của IEEE. Sau đó IEEE đã đưa ra chuẩn 802.11h để có thể
tương tác được với chuẩn HiPerLAN/2 của ETSI.
Trước đó, chuẩn HiPerLAN/1 đã hỗ trợ tốc độ lên đến 24 Mbps sử dụng công
nghệ DSSS trong phạm vi 50m.HiPerLAN/1 sử dụng băng tần UNII thấp và trung
bình giống như HiPerLAN/2, 802.11a và 802.11h.
HiperLAN2 [5].
______________________________________________________________________
Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam”
6
ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT
Trong các chuẩn của HiperLAN, HiperLAN2 là chuẩn được sử dụng rộng rãi
nhất bởi những đặc tính kỹ thuật của nó. Tốc độ truyền dữ liệu của HiperLAN2 có thể
đạt tới 54 Mbps.C-ó thể đạt được tốc độ đó vì HiperLAN2 sử dụng phương pháp gọi
trời)
Kỹ thuật
vô tuyến
802.11 2 2,4 FHSS
DSSS
802.11b 11 <1000 2,4 25m 75m DSSS
802.11a 54 30 5 35m 100m OFDM
802.11g 54 <1000 2,4 25m 75m OFDM
802.11n 320 »30 2,4 và 5 50m 126m MIMO
802.11e Mở rộng chuẩn 802.11n
802.11f Dùng cho máy di động
802.11i Quan tâm về bảo mật
Bảng 3 Thông tin của chuẩn 802.11
______________________________________________________________________
Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam”
7
ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT
802.11 : Đây là chuẩn đầu tiên của hệ thống mạng không dây. Chuẩn này chứa
tất cả công nghệ truyền hiện hành bao gồm Direct Sequence Spectrum (DSSS),
Frequence Hopping Spread Spectrum (FHSS) và tia hồng ngoại. 802.11 là một trong
hai chuẩn miêu tả những thao tác của sóng truyền (FHSS) trong hệ thống mạng không
dây. Nếu người quản trị mạng không dây sử dụng hệ thống sóng truyền này, phải
chọn đúng phần cứng thích hợp cho các chuẩn 802.11.
802.11b Hầu hết mạng WLAN ngày nay tương thích với chuẩn 802.11b của
IEEE, các sản phẩm bắt đầu được xuất xưởng vào cuối năm 1999 và khoảng 40 triệu
thiết bị 802.11b đang được sử dụng trên toàn cầu
802.11b có tốc độ tín hiệu tối đa 11Mbps, với thông lượng trung bình khoảng
từ 4 đến 6 Mbps. Tốc độ này vẫn nhanh hơn một kết nối băng rộng DSL hoặc cáp và
đủ cho âm thanh liên tục (streaming audio), 802.11b lại không đủ nhanh để truyền
những hình ảnh có độ nét cao. Lợi thế chính của 802.11b là chí phí phần cứng
Một số nước định nghĩa 4 kênh, 8 kênh hoặc nhiều hơn. Một lợi ích khác mà chuẩn
802.11a mang lại là băng thông cao hơn của nó giúp cho việc truyền nhiều luồng hình
ảnh và truyền những tập tin lớn trở nên lý tưởng.
802.11g : là chuẩn nối mạng không dây được IEEE phê duyệt tháng 6 năm
2003. có tốc độ của 802.11a và tầm hoạt động của 802.11b và tương thích ngược với
802.11b.
Tốc độ tối đa lý thuyết của các sản phẩm theo chuẩn 802.11a, 54 Mbit/s, với
một thông lượng thực tế từ 15 đến 20 Mbit/s. Giống 802.11b, 802.11g có 14 kênh và
chỉ có thể dùng 3 kênh cùng một phạm vi để tránh chồng chéo.Tốc độ cao hơn của
chuẩn 802.11g cũng giúp cho việc truyền hình ảnh và âm thanh, lưới Web trở nên lý
tưởng. 802.11g thiết kế để tương thích ngược với 802.11b và chúng chia sẻ cùng phổ
2,4GHz. Việc này làm cho các sản phẩm của 2 chuẩn 802.11b và 802.11g có thể hoạt
động tương thích với nhau. 802.11g đạt tốc độ này bằng cách dùng OFDM
(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing), cùng cơ chế với 802.11a, và phải sử
dụng thiết bị cùng chẩn 802.11g. Để có thể kết nối với các thiết bị 802.11b phải dùng
cơ chế điều biến CCK (Complimentary Code Keying). 802.11g cũng tương thích với
các thiết bị 802.11b+ hoạt động ở tốc độ 22 và 33Mbps sử dụng PBCC (Packet
Binary Convolutional Code) của Texas Instrumnets.
802.11g+ :Giống 802.11b+, 802.11g+ do Texas Instruments (TI) phát triển dựa
trên 802.11g của IEEE với các tính năng khác được thêm vào. Các thiết bị 802.11g+
tương thích với các thiết bị 802.11b và 802.11g. Khi kết nối với thiết bị 802.11b+, các
ưu điểm của TI sẽ được phát huy. Khi kết nối các thiết bị 802.11g+ với nhau, có thể
đạt tốc độ tín hiệu lên đến 100Mbps.
802.11n :Task Group N của IEEE 802.11 được thành lập vào tháng 7 năm
2003 để chuẩn hóa cho Physical Layers (PHY) và Medium Access Control Layer
(MAC) của 802.11, cho phép các chế độ hoạt động có thể đạt được thông lượng ít
nhất là 100Mbps.
Đây là dự án đầu tiên của 802.11 hướng tới thông lượng thay vì tốc độ tín
hiệu. Môt mục đích khác là đạt được thông lượng cao ở tầm hoạt động rộng, tương
thích với các thiết bị 802.11a và 802.11g. Ban đầu dự kiến, công việc chuẩn hóa sẽ
được thiết kế cho mạng MAN nên khắc phục hạn được chế trên. Công nghệ này sẽ
được nói chi tiết trong mục 1.2
Tổng kết
- xDSL phù hợp cho vùng đã có mạng cáp đồng. Giải pháp này đem lại lợi
nhuận ngay cho nhà cung cấp .
- iPSTAR sẽ là giải pháp truy nhập băng rộng hiệu quả cho các vùng không thể
triển khai các giải pháp truy nhập mặt đất, đặc biệt là vùng sâu vùng xa, tuy
nhiên giá cả và chi phí vẫn cao hơn so với truy nhập vô tuyến.
- HIPERLAN tốt hơn và ưu việt hơn IEEE 802.11 nhưng giá thành thiết bị lại
cao và thiết bị ít
- Wi-Fi.cho tốc dộ truy nhập cao .Việc triển khai khá đơn giản, mà giá thành lại
thấp hơn nhiều so với công nghệ trên . Tuy nhiên vùng phủ sóng của WiFi bị
hạn chế.
______________________________________________________________________
Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam”
10
ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT
- WiMAX:giải pháp công nghệ ra đời sau nên được tích hợp rất nhiều các ưu
điểm và khắc phục phần lớn nhược điểm của các công nghệ trước,đây là công
nghệ hiện đại và được đánh giá cao.
1.2Tổng quan về WiMAX [13]
Wi-Fi có bán kính phủ sóng của một điểm thu phát sóng (hotspot) chỉ là 150 m
nên cần nhiều hotspot cho một khu vực nhất định và càng có nhiều người sử dụng Wi-
Fi thì tốc độ càng giảm.Mặt khác,chất lượng của Wi-Fi không được tốt bằng ADSL,
không đảm bảo được chế độ ưu tiên như WiMAX.
WiMAX là từ viết tắt của Worldwide Interoperability for Microwave Access
có nghĩa là khả năng tương tác toàn cầu với truy nhập vi ba.Với WiMAX cố định có
tốc độ tương đương với ADSL, trong khi không cần dùng dây dẫn đến các thuê bao.
Người sử dụng các thiết bị đầu cuối chỉ cần mua một thiết bị Indoor WiMAX (kích
thước bằng một modem ADSL) là có thể dùng được Internet tốc độ cao. WiMAX di
Đường lên có tần số thấp hơn đường xuống và đều sử dụng công nghệ OFDM
- WiMAX sử dụng điều chế nhiều mức thích ứng từ BPSK, QPSK đến 256-
QAM kết hợp các phương pháp sửa lỗi dữ liệu như ngẫu nhiên hoá, với mã
hoá sửa lỗi Reed Solomon, mã xoắn tỷ lệ mã từ 1/2 đến 7/8.
- Độ rộng băng tần của WiMAX từ 5MHz đến trên 20MHz được chia thành
nhiều băng con . Với công nghệ OFDMA, cho phép nhiều thuê bao có thể truy
cập đồng thời một hay nhiều kênh một cách linh hoạt để đảm bảo tối ưu hiệu
quả sử dụng băng tần.
- Cho phép sử dụng cả hai công nghệ TDD (time division duplexing) và FDD
(frequency division duplexing) cho việc phân chia truyền dẫn của hướng lên
(uplink) và hướng xuống (downlink).
- Hệ thống WiMAX được phân chia thành 4 lớp con : Các lớp này tương đương
với hai lớp dưới của mô hình OSI và được tiêu chuẩn hoá để có thể giao tiếp
với nhiều ứng dụng lớp trên .
1.2.3 Chuẩn IEEE 802.16
WiMAX dựa trên tiêu chuẩn 802.16 của IEEE và HiperMAN của ETSI.
IEEE 802.16-2001: Chuẩn này được xây dựng từ tháng 9/2000 và được IEEE
thông qua vào tháng 12/2001. 802.16-2001 xác định giao diện vô tuyến gồm lớp
MAC và PHY của hệ thống truy nhập vô tuyến cố định điểm – đa điểm với những
mục đích:
- Cho phép triển khai nhanh chóng và rộng rãi các hệ thống truy nhập vô tuyến
băng rộng với chi phí hiệu quả.
- Đảm bảo khả năng tương thích giữa các thiết bị truy nhập vô tuyến băng rộng
của các hãng khác nhau.
- Tăng tốc quá trình thương mại hóa ,phổ cập truy nhập vô tuyến băng rộng ,đưa
ra các giải pháp thay thế cho truy nhập băng rộng hữu tuyến.
______________________________________________________________________
Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam”
12
ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT
của những ứng dụng video, thoại, real-time thông qua những lớp dịch vụ khác nhau.
Chuẩn này sau đó đã được kết hợp vào chuẩn 802.16a
IEEE 802.16c. được chấp nhận vào tháng 12/2002 đây là bản sửa đổi của chuẩn
802.16-2001 Chuẩn này định nghĩa thêm các profile mới cho dải băng tầng từ 10-
66GHz với mục đích cải tiển thao tác gữa các phần(interoperability).
IEEE 802.16-2004 hay IEEE 802.16d được IEEE thông qua tháng 6/2004.
Chuẩn này sử dụng băng tầng có bản quyền từ 2 – 11 Ghz. Đây là băng tầng thu hút
được nhiều quan tâm nhất vì tín hiệu truyền có thể vượt được các chướng ngại trên
đường truyền. 802.16a còn thích ứng cho việc triển khai mạng Mesh mà trong đó một
thiết bị cuối (terminal) có thể liên lạc với BS thông qua một thiết bị cuối khác. Với
đặc tính này, vùng phủ sóng của 802.16a BS sẽ được mở rộng.
IEEE 802.16-2004 Tập trung vào các ứng dụng cố định và lưu trú trong dải tần số 2
-11 GHz. Hai kỹ thuật điều chế đa sóng mang được hỗ trợ trong 802.16-2004:
- OFDM với 256 sóng mang và
- OFDMA với 2048 sóng mang.
Các hồ sơ chứng nhận đầu tiên của .Diễn đàn WiMAX đều dựa trên OFDM, như
được định nghĩa trong phiên bản này của tiêu chuẩn . Các thiết bị WiMAX hiện tại có
trên thị trường là dựa trên chuẩn này.
IEEE 802.16e được thông qua tháng 12/2005. Diễn đàn WiMAX sẽ bắt đầu quá
trình chứng nhận thiết bị ban đầu trong các băng tần 3.3 đến 3.8 GHz và 5.7 đến 5.8
GHz.Với khả năng đáp ứng cả các ứng dụng cố định cũng như các dịch vụ di động,
nên còn được gọi là WiMAX di động. Chuẩn này đã và đang được thử nghiệm ở
nhiều nước. Hiện tại, WiMAX di động "Wave 2" dùng 2 ăng-ten phát và 2 ăng-ten thu
đã cho tốc độ tối đa tầm 75Mbps.
IEEE 802.16e: Hỗ trợ cho việc khai thác sự kết hợp giữa dịch vụ cố định và di
động tại các tần số dưới 6 GHz.
Tiêu chuẩn này mở ra sự hỗ trợ SOFDMA (một biến thể của OFDMA), nó tính
đến số lượng các sóng mang có thể biến đổi, ngoài các phương thức OFDM và
OFDMA đã được định nghĩa trước đây. Việc gán sóng mang trong các phương thức
______________________________________________________________________
hơn, v.v..
- Relay BS có thể dùng để tăng vùng phủ sóng của mạng WiMAX (relay BS rẻ
hơn lắp đặt BS WiMAX)
- Người dùng sẽ không cần tiêu tốn một năng lượng lớn để liên lạc với BS (tiết
kiệm năng lượng tiêu thụ ở thiết bị di động).
802.16m: Đang được nghiên cứu và chuẩn hóa. Chuẩn này hướng tới tăng tốc độ
truyền của WiMAX lên 1Gbps bằng cách dùng MIMO trên nền công nghệ đa truy
nhập OFDMA với số lượng ăngten phát và thu nhiều hơn WiMAX di động « Wave 2
». 802.16m trang bị 4 ăng-ten phát và 4 ăng-ten thu sẽ có thể đẩy tốc độ truyền lên
lớn hơn 350Mbps,và vẫn tương thích với WiMAX cố định và di động đã và đang
được triển khai Theo dự kiến, WiMAX Release 2 với sự hoàn thiện của 802.16m sẽ
hoàn thành vào cuối năm 2009 và có thể bắt đầu triển khai dịch vụ từ 2010
Bảng 4 :So sánh các chuẩn 802.16 [4]
802.16 802.16a 802.16d 802.16e
Phổ (GHz) 10 – 66 2 – 11 2 – 11 2 – 6
Cấu hình Trực xạ Không trực xa Không trực xạ Không trực xạ
Tốc độ bit 32 – 134 Mbps
Kênh 28 MHz
75 Mbps
Kênh 20 MHz
<=70 MHz
Kênh 20 MHz
15 Mbps (max
75 Mbps)
Kênh 5 MHz
Điều chế
QPSK,
16QAM,
64QAM
OFDM 256
nhà.
- Chuẩn802.16e là một mở rộng của chuẩn 802.16-2004. Mục đích của chuẩn
802.16e là để bổ sung khả năng di động dữ liệu cho chuẩn hiện thời, mà ban
đầu thiết kế chủ yếu dành cho cố định.
WiMAX 802.16-2004. Chuẩn này dựa trên phiên bản 802.16-2004 của IEEE
802.16 và ETSI - HiperMAN. Nó sử dụng Ghép kênh Phân chia theo tần số
trực giao (OFDM -Orthogonal Frequency Division Multiplexing), hỗ trợ truy nhập
cố định và di trú trong các môi trường Trực thị (LOS - Line of Sight ) và Không
trực thị (NLOS – Non Line of Sight). Các hãng sản xuất đang triển khai Thiết bị
khách hàng (CPE) trong nhà và ngoài trời và thẻ PCMCIA cho laptop. Các định dạng
(profile) ban đầu của Diễn đàn WiMAX trong băng tần 3,5 GHz và 5,8 GHz. Các sản
phẩm được chứng nhận đầu tiên đã xuất hiện vào cuối năm 2005.
WiMAX 802.16e. Tối ưu hoá cho các kênh vô tuyến di động, phiên bản này dựa
trên sự hiệu chỉnh 802.16e và hỗ trợ chuyển vị (handoff) và chuyển vùng (roaming).
Nó sử dụng Truy nhập ghép kênh phân chia theo tần số trực giao có thể mở
rộng thang độ (SOFDMA – Scalable Orthogonal Frequency Division Multiplexing
Access), một kỹ thuật điều chế đa sóng mang có sử dụng tạo kênh phụ (sub-
channelization). Các nhà cung cấp dịch vụ đang triển khai 802.16e cũng có thể sử
dụng mạng này để cung cấp dịch vụ cố định. Việc cấp chứng chỉ dự kiến sẽ được bắt
đầu vào giữa năm 2006, khi khai trương các phòng thí nghiệm chứng nhận WiMAX
di động, với các sản phẩm được cấp chứng chỉ đầu tiên đã có mặt năm 2007
Điểm khác nhau giữa IEEE 802.16 và công nghệ WiMAX
Mục tiêu chính của Diễn đàn WiMAX là tạo ra một chuẩn tương thích từ
chuẩn 802.16 của IEEE và các chuẩn HiperMAN của ETSI. Điều này sẽ thực hiện
được nhờ việc hình thành các mô tả hệ thống. Dựa trên những gì mà Diễn đàn
WiMAX xem xét về các điều khoản của nhà cung cấp dịch vụ và các kế hoạch thiết bị
của các nhà cung cấp, Diễn đàn WiMAX đã quyết định tập trung trước tiên vào các
mô tả cho phương thức PHY OFDM 256 của chuẩn 802.16 năm 2004, được IEEE
thông qua vào tháng 6/2004. Lớp vật lý (PHY) sẽ được kết hợp với một bộ điều khiển
truy nhập phương tiện (MAC) độc lập đảm bảo một nền tảng thống nhất cho tất cả
- Độ rộng (Băng thông) kênh. Băng thông của kênh phụ thuộc rất cao
vào phổ do các nhà chính sách phân bổ. Những định dạng ban đầu được hạn
chế cho 3,5 MHz và 7 MHz trong phổtần được cấp phép khi chúng là các
kênh có phổ thông dụng được phân bổ trong băng tần 3,5 GHz. Khi các nhà
khai thác có khả năng sử dụng các kênh rộng hơn, thì các thành viên của Diễn
đàn WiMAX sẽ bổ sung các định dạng chứng nhận với các băng thông của
kênh rộng hơn.
- Tiêu chuẩn IEEE. Các định dạng của 802.16-2004 sử dụng OFDM với 256
sóng mang. Các định dạng của 802.16e hầu như chắc chắn dựa trên
SOFDMA. Chỉ tiêu chuẩn này mới hỗ trợ tính di động.
Tất cả các định dạng chứng nhận dựa trên 802.16-2004 đều theo một định dạng hệ
thống chung. Định dạng này bao gồm các yêu cầu kỹ thuật của WiMAX, duy trì bất
______________________________________________________________________
Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam”
18
ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT
kỳ tham số nào dù là tần số, kích thước kênh hay phương pháp tạo song công. Một
định dạng hệ thống mới vừa được phát triển gần đây cho các định dạng chứng nhận
802.16e. Nếu có đủ mối quan tâm từ cộng đồng các nhà sản xuất, một định dạng hệ
thống thứ ba có thể được giới thiệu cho các sản phẩm 802.16-2004 để hỗ trợ khả năng
xách tay và di động giới hạn. Các định dạng ban đầu được Diễn đàn WiMAX xác
định hỗ trợ truy nhập cố định và lưu trú trong các băng tần 3,5 GHz và 5,8 GHz.
Tần số
(MHz)
Song
công
Băng thông
kênh
(MHz)
Ký hiệu định
trạm gốc BS của mạng thông tin di động và các mạch điều khiển trạm BS. Về cách
phân bố theo địa lý, người dùng có thể phân tán tại các địa phương như nông thôn và
các vùng sâu vùng xa khó đưa mạng cáp hữu tuyến đến đó.
1.3.2 Mô hình ứng dụng WiMAX di động
______________________________________________________________________
Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam”
20
ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT
Hình 6 :Mô hình ứng dụng WiMAX di động
Mô hình WiMAX di động sử dụng các thiết bị phù hợp với tiêu chuẩn IEEE
802.16e được thông qua trong năm 2005.Tiêu chuẩn 802.16e bổ sung cho tiêu chuẩn
802.16-2004 hướng tới các người dùng cá nhân di động, làm việc trong băng tần thấp
hơn 6GHz. Mạng lưới này phối hợp cùng WLAN, mạng di động cellular 3G có thể
tạo thành mạng di động có vùng phủ sóng rộng. Hy vọng các nhà cung cấp viễn thông
hiệp đồng cộng tác để thực hiện được mạng viễn thông số truy nhập không dây có
phạm vi phủ sóng rộng thỏa mãn được các nhu cầu đa dạng của thuê bao.
Việc lựa chọn triển khai trên diện rộng với WIMAX di động hay cố định là câu
hỏi của nhiều nước.Sự so sánh dưới đây sẽ làm rõ sự khác biệt giữa 2 chẩn này
1.4 So sánh WiMAX 802.16-2004 và 802.16e [ 4]
Các triển khai di động và cố định có các nhu cầu rất khác nhau và các mục tiêu
phân đoạn thị trường khác nhau về cơ bản, với các vị trí và mô hình sử dụng, các nhu
cầu về thông lượng, các dạng thiết bị người dùng và các SLA khác nhau. Có hai sự bổ
sung của WiMAX được định nghĩa để đáp ứng các nhu cầu khác nhau của hai phân
đoạn thị trường và các yêu cầu khác nhau của các ứng dụng khác nhau.
Trong một triển khai cố định với các chức năng cơ bản, 802.16-2004 và
902.16e đề nghị hiệu năng tương đương. Thông lượng cực đai một sector cho cả hai
phiên bản của WiMAX là 15Mbps cho kênh 5MHz, hoặc 35Mbps cho kênh 10MHz.
Phạm vi trạm gốc trong các vùng dân cư đông đúc có thể khoảng vài km tùy thuộc
vào các thuộc tính như là loại CPE, băng tần, tính di động ..vv. Trong các mạng mà
dung lượng bị chi phối, số lượng trạm gốc được lắp đặt tùy thuộc vào nhu cầu thông
Hỗ trợ cho các kiểu công suất sleep và saving tăng thời gian sống của các thiết
bị người dùng di động
Bao phủ trong nhà tốt hơn: Bao phủ trong nhà tốt hơn đạt đượng thông qua
kênh con hóa và các lợi ích của tùy chọn AAS ở cả các ứng dụng cố định và di động,
bởi vì các người dùng thường là ở trong nhà hay không ở trong tầm nhìn thẳng. Tuy
nhiên, trong khi các anten ngoài trời có thể bù lại về hạn chế bao phủ trong nhà ở các
triển khai cố định thì điều này rõ ràng không phải là một tùy chọn cho các người dùng
di động với một laptop hay một PDA.
Độ mềm dẻo tốt hơn trong việc quản lí các tài nguyên phổ: kênh con hóa
cũng mang lại khả năng sử dụng sự thông minh của mạng để cấp phát tài nguyên cho
các thiết bị người dùng khi có nhu cầu. Thực tế điều này dẫn đến kết quả tăng hiệu
năng sử dụng phổ, điều khiển thông lượng cao hơn và độ bao phủ trong nhà tốt hơn
và trong một vài trường hợp làm cho chi phí triển khai thấp hơn. ĐIều này đặc biệt
hiệu quả với các nhà khai thác với phổ hạn chế.
Phạm vi rộng lớn của các dạng nhân tố cho các thiết bị người dùng: trong
khi các CPE trong nhà và ngoài nhà, và các card PCMCIA máy tính xách tay được
mong đợi để thống trị thị trường 802.16-2004 thì các card PCMCIA máy tính xách
tay, các card mini, các modem trong nhà, các PDA và các điện thoại sẽ sẵn sàng giữa
các thiết bị người dùng 802.16e. Sự đa dạng này cho phép các nhà khai thác mở rộng
các dịch vụ của họ đến các phân đoạn thị trường mới và tăng thêm sự tự do cho các
thuê bao của họ. Mặc dù các sản phẩm 802.16e được giới thiệu muộn hơn nhưng có
______________________________________________________________________
Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam”
22
ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT
thể hi vọng rằng giá cả CPE của chúng sẽ nhanh chóng giảm thấp hơn các CPE theo
802.16-2004 khi các sản phẩm 802.16e được nhằm vào một thị trường rộng lớn hơn.
Với chi phí CPE điển hình là thay đổi quan trong nhất trong bất kì kế hoạch kinh
doanh của nhà khai thác, tính sẵn có của các Chip CPE sẽ là một trong các nhân tố
hướng dẫn cho việc quyết định phiên bản nào của WiMAX được thông qua.
Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam”
23
ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN ĐT-VT
1.5 Băng tần cho WiMAX[4]
Các băng được WiMAX Forum tập trung xem xét và vận động cơ quan quản lý tần số
các nước phân bổ cho WiMAX là:
1. 3600-3800MHz
2. 3400-3600MHz (băng 3.5GHz)
3. 3300-3400MHz (băng 3.3GHz)
4. 2500-2690MHz (băng 2.5GHz)
5. 2300-2400MHz (băng 2.3GHz)
6. 5725-5850MHz (băng 5.8GHz)
7. 700-800MHz (dưới 1GHz).
Băng 3400-3600MHz (băng 3.5GHz)
Băng 3.5Ghz là băng tần đó được nhiều nước phân bổ cho hệ thống truy cập
không dây cố định (Fixed Wireless Access – FWA) hoặc cho hệ thống truy cập không
dây băng rộng (WBA). WiMAX cũng được xem là một công nghệ WBA nên có thể
sử dụng băng tần này cho WiMAX. Vì vậy, WiMAX Forum đó thống nhất lựa chọn
băng tần này cho WiMAX.
Băng tần này sử dụng cho chuẩn 802.16-2004 để cung cấp các ứng dụng cố định
và nomadic, độ rộng phân kênh là 3.5MHz hoặc 7MHz, chế độ song công TDD hoặc
FDD.
Một số nước quy định băng tần này chỉ dành cho các hệ thống cung cấp các dịch
vụ cố định, không có ứng dụng nomadic, nên để triển khai được WiMAX cần thiết
phải sửa đổi lại quy định này.
Đối với Việt Nam, do băng tần này được ưu tiên dành cho hệ thống vệ tinh
Vinasat nên hiện tại không thể triển khai cho WiMAX.
Băng 3600-3800MHz:
Được một số nước châu Âu xem xét để cấp cho WBA. Tuy nhiên, do một phần
băng tần này (từ 3.7-3.8GHz) đang được nhiều hệ thống vệ tinh viễn thông sử dụng
tuyến thế giới năm 2000 (WRC-2000) đã xác định có thể sử dụng băng tần này cho hệ
thống di động thế hệ 3 (3G hay IMT-2000 theo cách đặt tên của ITU). Do chưa có câu
trả lời rõ nên hiện đã có một số nước như Mỹ, Brazil, Mexico, Singapore, Canada,
Liên hiệp Anh (UK), Australia cho phép sử dụng một phần băng tần tần này cho
WBA. Trung Quốc và Ân Độ cũng đang xem xét.
Ví dụ, Singapore đã chia băng 2.5GHz thành 15 khối 6 MHz cho WBA để đấu
thầu, theo đó nhà khai thác được cung cấp các dịch vụ cố định, nomadic và di động,
không yêu cầu phải sử dụng một công nghệ cụ thể nào. Các nhà khai thác trúng thầu
có trách nhiệm tự phối hợp với nhau và với các nhà khai thác của các nước láng giềng
để tránh can nhiễu. Tại Mỹ, Ủy ban Truyền thông Liên bang (FCC) chia băng 2.5GHz
thành 8 khối, mỗi nhà khai thác có thể được cấp 22.5MHz, gồm một khối phổ có độ
rộng 16.5MHz kết hợp với khối 6MHz.
______________________________________________________________________
Luận văn:”Tìm hiểu khả năng ứng dụng WiMAX tại Việt Nam”
25
Copyright: Tài liệu đại học ©