Luận văn thạc sĩ VNU UET nghiên cứu ứng dụng công nghệ mạng truy nhập không dây wimax và khả năng ứng dụng tại việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Lê Anh Dũng NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MẠNG TRUY NHẬP KHÔNG DÂY WIMAX VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SỸ Hà Nội - 2007 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Lê Anh Dũng NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MẠNG TRUY NHẬP KHÔNG DÂY WIMAX VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM Ngμnh : Công nghệ điện tử - viễn thông Chuyên ngμnh : Kỹ thuật vô tuyến điện tử viễn thông tin liên lạc Mã số : 2.07.00 LUẬN VĂN THẠC SỸ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGÔ THÁI TRỊ Hà Nội - 2007 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com i MỤC LỤC MỤC LỤC i THUẬT NGỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC HÌNH VẼ x DANH MỤC BẢNG BIỂU xii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY 1.1 Tổng quan chuẩn không dây 1.2 Kiến trúc chung chuẩn IEEE 802.11 802.16 1.3 Công nghệ Wifi 1.3.1 Giới thiệu 1.3.2 Các chuẩn IEEE 802.11 tiêu biểu 1.4 Công nghệ WiMax 1.4.1 Khái niệm 1.4.2 Đặc điểm 1.4.3 Các chuẩn Wimax 10 1.4.3.1 Chuẩn IEEE 802.16 - 2001 10 1.4.3.2 Chuẩn IEEE 802.16a - 2003 11 1.4.3.3 Chuẩn IEEE 802.16 - 2004 11 1.4.3.4 Chuẩn IEEE 802.16e 11 1.4.3.5 So sánh tóm tắt chuẩn IEEE 802.16 12 1.5 So sánh công nghệ Wifi WiMax 13 CHƯƠNG 2: LỚP PHY VÀ MAC CỦA CHUẨN IEEE 802.16 14 2.1 Mơ hình tham chiếu 14 2.2 Lớp vật lý 15 2.2.1 Đặc tả WirelessMAN-SC PHY 15 2.2.2 Đặc tả PHY WirelessMAN-SCa 16 2.2.3 Đặc tả PHY WirelessMAN-OFDM 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ii 2.2.3.1 Đặc điểm 17 2.2.3.2 Symbol OFDM 18 2.2.3.3 Cấu trúc khung 19 2.2.4 Đặc tả PHY WirelessMAN-OFDMA 20 2.2.4.1 Đặc điểm 20 2.2.4.2 Symbol OFDMA 20 2.2.4.3 Cấu trúc khung 21 2.3 Lớp MAC chuẩn IEEE 802.16 22 2.3.1 Lớp hội tụ MAC chuyên biệt dịch vụ (CS) 22 2.3.2 Lớp phần chung MAC (Common Part Sublayer MAC) 22 2.3.2.1 Các định dạng MAC PDU 22 2.3.2.2 Cơ cấu ARQ 23 2.3.2.3 Truy nhập kênh QoS 23 2.3.3 Lớp bảo mật 24 2.4 Lớp hội tụ truyền (TC) 24 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CÁC VẤN ĐỀ KỸ THUẬT MẠNG TRUY NHẬP BĂNG RỘNG KHÔNG DÂY WIMAX 25 3.1 Các băng tần cho WiMax 25 3.1.1 Băng tần cấp phép 26 3.1.1.1 Băng GHz 26 3.1.1.2 Băng tần 2.3 GHz 26 3.1.1.3 Băng tần 2,5 GHz 26 3.1.1.4 Băng tần 3.3 GHz 27 3.1.1.5 Băng tần 3,5 GHz 28 3.1.1.6 Băng 3,7 GHz 28 3.1.1.7 Băng tần 10,5 GHz 26 GHz 28 3.1.2 Băng tần không đăng ký 28 3.1.2.1 Băng tần GHz 28 3.1.2.2 Băng tần 5.8 GHz 29 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com iii 3.1.3 Lựa chọn băng tần WiMax Việt Nam 29 3.2 Topo mạng WiMax 30 3.2.1 Phân loại topo mạng 30 3.2.2 Cấu trúc mạng Điểm - Đa điểm (PMP) 31 3.2.3 Tầm nhìn thẳng mạng điểm - đa điểm (PMP) 32 3.3 Điều chế mã hóa 33 3.3.1 Các phương pháp điều chế đơn sóng mang 34 3.3.1.1 Kỹ thuật điều chế pha 34 3.3.1.2 Kỹ thuật điều chế biên độ cầu phương QAM 34 3.3.2 Các phương pháp điều chế đa sóng mang 35 3.3.2.1 Điều chế đa sóng mang sử dụng OFDM 35 3.3.2.2 Điều chế đa sóng mang sử dụng OFDMA 38 3.3.2.3 Điều chế đa sóng mang sử dụng Scalable OFDMA 39 3.3.3 Các phương pháp mã hoá 39 3.4 Đa truy nhập song công 40 3.4.1 Các phương pháp song công 40 3.4.2 Các phương pháp đa truy nhập 41 3.5 Kỹ thuật trải phổ 41 3.5.1 Trải phổ chuỗi trực tiếp DSSS 41 3.5.2 Trải phổ nhảy tần FSSS 43 3.5.3 So sánh FHSS DSSS 44 3.6 Mơ hình kênh mạng WiMax 45 3.6.1 Giới thiệu chung 45 3.6.2 Mơ hình kênh SUI (Stanford University Interim) 46 3.7 Mơ hình suy hao đường truyền 46 3.7.1 Mơ hình suy hao đường truyền kích thước lớn 47 3.7.1.1 Các phương thức lan truyền 47 3.7.1.2 Mơ hình mát theo loga khoảng cách 53 3.7.1.3 Mơ hình che khuất loga chuẩn 55 3.7.1.4 Các mơ hình lan truyền ngồi trời (outdoor) 55 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com iv 3.7.1.5 Các mơ hình lan truyền nhà (indoor) 57 3.7.1.6 Thẩm thấu tín hiệu tịa nhà 57 3.7.1.7 Mơ hình vẽ tia vị trí riêng 58 3.7.2 Mơ hình suy hao đường truyền kích thước nhỏ 59 3.7.2.1 Lan truyền đa đường kích thước nhỏ 59 3.7.2.2 Các loại suy hao đường truyền kích thước nhỏ 59 3.7.3 Vấn đề suy hao đường truyền WiMax Việt Nam 62 3.8 Vấn đề dung lượng 63 3.8.1 Tổng lưu lượng tập trung lưu lượng 63 3.8.2 Điều chế thích nghi dung lượng trung bình sector 63 3.8.3 Số lượng sector BS 64 3.9 Phủ sóng, tần số định kênh 65 3.9.1 Kế hoạch phủ sóng 65 3.9.1.1 Bảng tính lượng liên kết 65 3.9.1.2 Mối q/h độ dự trữ fading với sẵn sàng c/c d/vụ 67 3.9.1.3 Phạm vi BS - FBWA dải tần 3,3 GHz 67 3.9.2 Lên kế hoạch tần số định kênh 68 3.10 Vấn đề bảo mật WiMax 69 3.10.1 Kiến trúc bảo mật 802.16 69 3.10.2 Các liên kết bảo mật (SA) 70 3.10.2.1 Những thành phần SA 71 3.10.2.2 Ánh xạ kết nối tới SA 71 3.10.3 Chứng nhận số X.509 72 3.10.4 Đánh giá khả bảo mật ứng dụng Việt Nam 72 3.11 Hệ thống Anten WiMax 73 3.11.1 Các đặc tính tham số anten 73 3.11.2 Vùng phủ sóng anten trạm gốc 75 3.11.3 Anten CPE 75 3.11.4 Hệ thống anten nâng cao 75 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com v CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MATLAB ĐỂ MƠ PHỎNG BER TRONG HỆ THỐNG WIMAX 77 4.1 Giới thiệu công cụ chương trình mơ 77 4.1.1 Thiết lập sơ đồ khối mô WiMax 77 4.1.2 Diễn giải khối thuật toán 78 4.1.3 Các tham số thiết lập mô 80 4.2 Kết cấu chương trình mơ 80 4.3 Một số kết mô 82 4.3.1 Mô BER với phương thức điều chế khác 82 4.3.2 Mô BER với tham số CP khác 84 4.3.3 Mô BER với kênh SUI khác (từ đến 6) 86 4.3.4 Mô BER với độ rộng băng (BW) khác 86 4.4 Nhận xét kết mô 88 CHƯƠNG 5: KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG WIMAX TẠI VIỆT NAM 89 5.1 Các ứng dụng Wimax 89 5.1.1 Các mơ hình ứng dụng 89 5.1.1.1 Mơ hình ứng dụng cố định (Fixed WiMAX) 89 5.1.1.2 Mô hình ứng dụng WiMax di động (Mobile WiMax) 90 5.1.2 CPE Wimax 91 5.2 Một số hệ thống WiMax có thị trường 92 5.3 Thực tế triển khai WiMax Việt nam 93 5.3.1 VNPT triển khai thử nghiệm Wimax 93 5.3.2 Viettel triển khai thử nghiệm Wimax 95 5.3.3 VTC triển khai thử nghiệm Wimax 96 5.3.4 FPT triển khai thử nghiệm Wimax 96 5.4 Đề xuất triển khai WiMax Việt Nam 97 5.5 Kết luận 99 KẾT LUẬN 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com vi THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AAS Adaptive Antenna System Hệ thống anten thích nghi ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đường thuê bao số khơng đối AES Advanced Encryption Standard xứng chuẩn mã hóa tiên tiến Tiêu AK Authorization Key Khóa cấp phép AP Access Point Điểm truy nhập ARQ Automatic Repeat reQuest Yêu cầu lặp lại tự động AWGN Additive White Gaussian Noise Nhiễu Gauss trắng cộng tính BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân BS Base Station Trạm gốc BTC Block Turbo Code Mã khối Turbo BTS Base Tranceiver Station Trạm thu phát sở CC Convolution Code Mã chập (xoắn) CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo Connection Identifier mã Định danh kết nối Carrier to Interference-plus-Noise Tỷ số sóng mang nhiễu CP Ratio Cycle Prefix giao thoa cộng nhiễu Tiền tố lặp CPE Customer Premise Equipment Thiết bị giao tiếp đầu cuối CPS Common Part Sublayer kháchcon hàng Lớp phần chung CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra dư thừa theo chu kỳ (Service-Specific) Convergence Lớp hội tụ (chuyên biệt Sublayer dịch vụ) CSMA Carrier Sense Multiple Access Đa truy nhập nhạy cảm sóng CTC Convolutional Turbo Codes mang Mã Turbo chập DCD Downlink Channel Descriptor Mô tả kênh đường xuống DES Data Encryption Standard Tiêu chuẩn mã hóa liệu DHCP Dynamic Host Configuration Protocol CID CINR CS Giao thức cấu hình IP (máy tính) động LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com vii DL Down Link Đường xuống DLFP DownLink Frame Prefix Tiền tố khung đường xuống DSSS Direct Sequence Spread Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp EKS Encryption Key Sequence Tuần tự khóa mật hóa FBWA Fixed Broadband Wireless Access FCH Frame Control Header FDD Frequency Division Duplexing FDMA Frequency-Division Multiple Access FEC Forward Error Correction FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum Trải phổ nhảy tần GMH Generic MAC Header Mào đầu MAC chung Hybrid Frequency Division Song công phân chia theo tần Duplexing số Hybrid HFDD HMAC IEEE Hashed Message Authenication Code Mạng truy nhập không dây băng rộng cố định Mào đầu điều khiển khung Song công phân chia theo tần số Đa truy nhập phân chia theo tần số Sửa lỗi trước Mã nhận thực tin băm Institute for Electrical and Electronics Viện Các kỹ sư Điện Điện IP Engineers Internet Protocol tử Giao thức Internet ISM Industrial Scientific & Medical Công nghiệp y tế khoa học ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ KEK Key Encryption Key Khóa mật hóa khóa LAN Local Area Network Mạng cục LOS Line Of Sight MAC Medium Access Control MAN Metropolitan Area Network trường Mạng đô thị diện rộng MIMO Multiple-Input, Multiple-Output Nhiều đầu nhiều đầu vào MS Mobile Station Trạm di động Đường truyền nằm tầm nhìn thẳng Điều khiển truy nhập môi LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com viii NLOS Non-Light Of Sight Đường truyền không nằm tầm Orthogonal Frequency Division nhìn thẳng Ghép kênh phân chia tần số Multiplexing trực giao Orthogonal Frequency Division Đa truy nhập phân chia tần số Multiplex Access trực giao PAN Personal Area Network Mạng cá nhân PDU Protocol Data Unit Đơn vị liệu giao thức PHY Physical Layer Lớp vật lý PKM Privacy Key Management Quản lý khóa riêng tư PMP Point to Multi Point Điểm - đa điểm PTP Point To Point Điểm - điểm PUSC Partial Usage of Subchannels Phần có ích kênh QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ cầu phương QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha vng góc RTG Receive/Transmit Transition Gap Khoảng chuyển Thu/Phát RS-CC Reed Solomon - Convolution Code Mã chập - Reed Solomon SA Security Association Liên kết bảo mật SAID Security Association IDentifier Định danh liên kết bảo mật SAP Service Access Point Điểm truy nhập dịch vụ SDU Service Data Unit Đơn vị liệu dịch vụ SDMA Space-Division Multiple Access OFDM OFDMA Đa truy nhập phân chia theo Secure Hash Algorithm khơng gian Thuật tốn hàm băm an toàn Simple Network Management Giao thức quản lý mạng đơn Protocol giản Scalable Orthogonal Frequency Ghép kênh phân chia tần số Division Multiplexing trực giao tỷ lệ SFID Service Flow IDentifier Định danh luồng dịch vụ SS Subcriber Station Trạm thuê bao SHA SNMP SOFDMA LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 91 Mơ hình WiMAX di động sử dụng thiết bị phù hợp với tiêu chuẩn 802.16e bổ sung cho tiêu chuẩn IEEE 802.16 - 2004 hƣớng tới user cá nhân di động, làm việc băng tần thấp GHz Mạng lƣới phối hợp WLAN, mạng di động cellular 3G tạo thành mạng di động có vùng phủ sóng rộng Xu hƣớng cơng nghệ Mobile Wimax trở thành phổ biến toàn thiết bị: máy tính, điện thoại di động, PDA, vào năm 5.1.2 CPE Wimax [4] CPE WiMAX, hầu hết trƣờng hợp, đầu cuối “plug and play” đơn giản, tƣơng tự với modem DSL, cung cấp khả kết nối nhƣ hình 5.3 5.4 Đối với khách hàng đƣợc đặt vị trí vài km từ trạm gốc WiMAX, anten bên tự cài đặt đƣợc yêu cầu để cải thiện chất lƣợng truyền dẫn Để phục vụ khách hàng biệt lập, anten dẫn trỏ đến trạm gốc WiMAX đƣợc yêu cầu Với khách hàng yêu cầu thoại thêm vào dịch vụ băng rộng, CPE cụ thể cho phép kết nối bình thƣờng gọi điện thoại VoIP Cuối chip WiMAX đƣợc nhúng thiết bị trung tâm liệu Hình 5.3: CPE WiMAX cho truy nhập cố định, card WiMAX PC Hình 5.4: Ứng dụng CPE WiMAX hệ thống 802.16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 92 5.2 MỘT SỐ HỆ THỐNG WIMAX HIỆN CÓ TRÊN THỊ TRƢỜNG [3, 24] Nhà sản xuất Avarion Hệ thống Song công BreezeAccess OFDM FDD Cambridge Broadband VectaStar 3500 FDD Đa truy nhập CSMA/CA TDMA Điều chế OFDM 64FFT điểm, BPSK, QPSK,16QA M, 64QAM Độ rộng băng tần kênh 2x1,75 MHz 2x3,5 MHz Navini Redline Communications Wi-LAN Ripwave AN-100 Libra 3000 TDD CDMA đa sóng mang TDD/ H-FDD FDD TDMA TDMA Thích ứng theo Đơn sóng chiều xuống: OFDM, thích ứng, OFDM, mang, QPSK, 16QAM, 8BPSK, QPSK, BPSK, QPSK, 16QAM, QPSK, BPSK 16QAM, 64QAM 16QAM 64QAM Chiều lên: QPSK 1,75 MHz 3,5 MHz MHz 14 MHz MHz MHz Thông lƣợng lớn (Kênh / Phƣơng pháp điều chế) 12 Mbps (3,5 MHz, 64QAM) 48 Mbps (14 MHz, 64QAM) Đƣờng xuống: 4,2 Mbps Đƣờng lên: 2,2 Mbps (5 MHz, 16QAM/ QPSK) Năng lƣợng phát xạ BS 25 dBm, 29 dBm, 33.5 dBm 27 – 47 dBm EIRP Cho phần tử anten 3,5 MHz MHz 14 MHz 3,5 MHz MHz 35 Mbps (14 MHz, 64 QAM) 12 Mbps ( MHz, 16QAM) 23 dBm 22 / 32 dBm (TB / Đỉnh) Anten khu vực BS 16.5 dBi, 60º 13.5 dBi, 90º 360º 120º 17 dBi, 60º 14 dBi, 90º Nă ng lƣ ợng phát xạ CPE 25 dBm, 29 dBm, 33.5 dBm 31 dBm EIRP 15 dBm Anten CPE 18 dBi, 20º 16.5 dBi, 23º Ngƣời dùng tự cài đặt, dBi, 360º dBi, 120º T1, ATM/IMA, 10/100 BaseT Giao diện 10/100 BaseT STM-1 mạng phía BS Giao diện 10/100 BaseT, mạng phía 10/100 BaseT G.703 E1, USB, 10-BaseT CPE V.35, STM-1 17dBi, 60º 14dBi, 90º 13dBi, 120º 13dBi, 180º 11dBi, Omni 17 / 27 dB (Trung bình / Đỉnh) 18 dBi 15º 24 dBi 8º 18 dBi 20º 21 dBi 12º 23 dBi 9.6º T1/E1, 10/100 BaseT 10/100 BaseT T1/E1, 10/100 BaseT 10/100 BaseT Bảng 5.1: Các đặc điểm kỹ thuật số hệ thống FBWA LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 93 Trong phần trƣớc nghiên cứu kỹ thuật sử dụng cho mạng FBWA tƣơng lai Tiêu chuẩn kỹ thuật cho mạng FBWA đƣợc nghiên cứu Bảng 5.1 (ở trang trước) cho nhìn tổng quan đặc điểm kỹ thuật đƣợc sử dụng cho mạng FBWA thiết bị thực tế thị trƣờng 5.3 THỰC TẾ TRIỂN KHAI WIMAX TẠI VIỆT NAM [29, 30, 32, 33] Hiện nay, Việt Nam cấp phép thử nghiệm Fixed WiMax (theo chuẩn 802.16d - 2004) băng tần 3.3-3,4 GHz cho VNPT, Viettel, VTC, FPT Trong thời gian tới, thử nghiệm Mobile WiMax (theo chuẩn 802.16e - 2005) băng tần 2.32,4 GHz (Viettel, FPT, VTC) 2,5-2,69 GHz (VNPT) Bước đầu thử nghiệm với độ rộng băng tần 10MHz cho nhà cung cấp dịch vụ Sau giai đoạn thử nghiệm, cấp phép thức độ rộng băng tần 30 MHz cho nhà cung cấp dịch vụ 5.3.1 VNPT triển khai thử nghiệm Wimax [43] Giai đoạn (Từ tháng 10/2006 đến tháng 9/2007): VDC (VNPT) với Công ty Intel Cơ quan hợp tác phát triển quốc tế Hoa Kỳ Việt Nam (USAID) thử nghiệm theo mơ hình WiMax cố định băng tần 3,3 GHz (theo chuẩn 802.16d-2004) phạm vi thị xã Lào Cai xã vùng ven thị xã VDC Intel tiến hành thử nghiệm cho 19 th bao với mơ hình khác nhƣ cho trƣờng học, bệnh viện, quán cà phê Interrnet, hộ gia đình, điểm Bƣu điện Văn hố xã (BĐVHX)… Dịch vụ đƣợc đƣa vào thử nghiệm thoại Internet tốc độ cao Kết thu đƣợc thử nghiệm giai đoạn tốt Giai đoạn (Bắt đầu từ tháng 10/2007): Triển khai mơ hình WiMax cố định Tả Van (cách thị trấn gần Sapa km) Việc lựa chọn Tả Van nhằm mục đích chứng minh cơng nghệ WiMax công nghệ tối ưu triển khai địa bàn phức tạp, nhiều đồi núi sông suối, nơi mà việc triển khai cáp truyền thống khó khăn Hình 5.5 dƣới mơ tả mơ hình thử nghiệm Fixed WiMax Lào Cai VDC (VNPT) dải tần 3,3 GHz LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 94 (a) Sơ đồ thử nghiệm WiMax Lào Cai VDC (VNPT) (b) Sơ đồ thử nghiệm WiMax Lào Cai VDC (VNPT) Hình 5.5: Mơ hình thử nghiệm Fixed WiMax Lào Cai VDC (VNPT) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 95 Tồn Tả Van gần nhƣ khơng đƣợc phủ sóng điện thoại di động có hai đƣờng điện thoại PSTN vệ tinh IPSTAR (hay gọi ThaiCom4) ShinCorp đƣợc sử dụng để cung cấp kết nối Internet đến mạng WiMax/WiFi Đƣờng kết nối Internet sử dụng dịch vụ vệ tinh IPSTAR có tốc độ 2Mbps/512Kbps kết nối với trạm gốc WiMAX tần số 3,3GHz hãng Airspan Trạm gốc WiMAX sử dụng ăngten kết nối đa điểm phủ sóng tồn Tả Van kết nối đến điểm thử nghiệm Ở Tả Van có 11 điểm đƣợc kết nối, bao gồm trạm y tế, điểm Bƣu điện - Văn hóa xã, trƣờng học, trụ sở hội đồng nhân dân hộ dân Ngƣời dân khu vực trƣớc có mật độ điện thoại thấp Lào Cai có khả tiếp cận dịch vụ viễn thông tiên tiến nhƣ truy nhập Internet tốc độ cao hay gọi điện thoại giá rẻ VoIP Qua thời gian thử nghiệm WiMax giai đoạn 2, VNPT cho công nghệ WiMAX cố định chín muồi để đƣa vào triển khai thực tế với địa điểm vùng sâu vùng xa Bên cạnh đó, WiMAX kết hợp tốt với nhiều công nghệ truyền dẫn khác (giai đoạn sử dụng công nghệ truyền dẫn qua ADSL, giai đoạn hai sử dụng công nghệ truyền dẫn qua VSAT-IP) Trong tháng cuối năm 2007, VNPT tiếp tục triển khai WiMax Hà Nội, Tp HCM với trạm gốc kết nối PMP tới 30-50 địa điểm đầu cuối Ngồi VNPT cịn có VTC, Viettel FPT tiến hành thử nghiệm Fixed WiMAX Hà Nội, Đà nẵng, Bắc Ninh TP Hồ Chí Minh 5.3.2 Viettel triển khai thử nghiệm Wimax [44] Giai đoạn (Từ tháng 8/2006 đến tháng 9/2006): Viettel hợp tác với Motorola PlanetComm để bắt đầu thử nghiệm theo mơ hình Fixed Wimax băng tần 3,3GHz với trạm phát sóng BTS cung cấp cho 10 khách hàng Giai đoạn (Bắt đầu từ tháng 10/2006): Viettel hợp tác với NextNet, Alvarion triển khai mơ hình Fixed Wimax với quy mô lớn số lượng, chủng loại bao gồm 10 trạm phát sóng BTS cung cấp cho 72 khách hàng doanh nghiệp, văn phòng, điểm truy cập dịch vụ internet Cafe internet, hộ gia đình quận địa bàn Hà Nội LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 96 Trong thời gian thử nghiệm, Viettel phủ sóng Wimax bán kính 2km (trong điều kiện có nhà cao tầng) bán kính 32km (trong điều kiện tầm nhìn tốt) với tốc độ truy cập từ đến 3Mbps Dung lƣợng trạm lắp đặt đáp ứng 3000 thuê bao sử dụng lúc với tốc độ download, upload tối đa lên tới 10Mbps Nhờ cơng nghệ Wimax có nhiều điểm tƣơng đồng với dịch vụ điện thoại di động, nên Viettel dựa ƣu hạ tầng trạm BTS mạng Viettel Mobile bao phủ khắp toàn quốc để cung cấp dịch vụ Wimax tƣơng lai Trên Wimax, Viettel đảm bảo triển khai cung cấp đầy đủ ứng dụng băng rộng, chất lƣợng cao với chất lƣợng tốt nhƣ: VoiP, Web, Video Conference, Video Streaming, Backhaul Wifi 5.3.3 VTC triển khai thử nghiệm Wimax Từ năm 2006, VTC hợp tác với hãng cung cấp thiết bị Alvarion (Israel) để tiến hành thử nghiệm cung cấp dịch vụ dựa mơ hình Fixed WiMax nhóm dịch vụ: Truy cập Internet, dịch vụ đa phương tiện (IPTV) dịch vụ thoại IP Phone, thông qua trạm phát sóng khu vực Lạc Trung, Vân Hồ, Hàm Long (Hà Nội) băng tần 2.3 GHz với độ rộng dải tần số 30 MHz Sau năm thử nghiệm, phía VTC cho biết chất lƣợng cung cấp dịch vụ truy nhập Internet băng rộng, VoD, VoIP tốt, dễ triển khai ổn định Do khả phủ sóng rộng nên số lƣợng trạm thu phát WiMax 1/3 mạng 3G nhiều lần số lƣợng trạm mạng di động GSM CDMA VTC tiếp tục thử nghiệm thành phố khác ngồi Hà Nội nhƣ: Đà Nẵng, Hồ Chí Minh thời gian tới thử nghiệm theo mơ hình Mobile WiMax 5.3.4 FPT triển khai thử nghiệm Wimax FPT Telecom thử nghiệm mơ hình Fixed WiMax với BTS thiết bị đầu cuối theo chuẩn 802.16d-2004 Tuy nhiên thời gian tới FPT thử nghiệm với mơ hình Mobile WiMax (2,3 GHz) Fixed WiMax (3,3 GHz) Theo FPT Telecom, thực tế thử nghiệm cho thấy, hệ thống IPTV, VoD có FPT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 97 Telecom chạy WiMAX tốt, hình ảnh khơng bị giật, chơi game online khơng bị dừng hình, đặc biệt sử dụng điện thoại VoIP thông qua hệ thống WiMAX âm không bị nhiễu 5.4 ĐỀ XUẤT VỀ TRIỂN KHAI WIMAX TẠI VIỆT NAM Tại Việt Nam, cơng nghệ WiMax hồn tồn ứng dụng triển khai rộng rãi tương lai mà nhà sản xuất, cung cấp thiết bị trung tâm, đầu cuối có giá thành hợp lý Trên sở nghiên cứu vấn đề kỹ thuật công nghệ WiMax chương kết hợp với tình hình thực tế triển khai thử nghiệm nhà cung cấp thiết bị, tác giả xin mạnh dạn có số đề xuất việc triển khai WiMax Việt Nam sau: Giai đoạn 1: Từ tháng 6/2006 đến tháng 12/2007: - Tiếp tục triển khai thử nghiệm mơ hình Fixed WiMax theo chuẩn 802.16d-2004 băng tần 3,3GHz với địa hình vùng núi hiểm trở, phức tạp thành phố đơng dân cƣ, nhiều tịa nhà cao tầng nhƣ hình 5.6 Hình 5.6: Mơ hình đề xuất triển khai thử nghiệm Fixed WiMax giai đoạn - Cung cấp thử nghiệm số dịch vụ phổ biến nhƣ truy cập internet tốc độ cao, VoIP, Game online số dịch vụ truyền thông đa phƣơng tiện khác nhƣ IPTV, VoD, … LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 98 - Tiếp tục nghiên cứu, định hướng triển khai Mobile Wimax để nhà cung cấp thiết bị sẵn sàng triển khai giai đoạn Giai đoạn 2: Từ tháng 1/2008 đến tháng 12/2008: - Theo lộ trình phát triển công nghệ WiMax thông tin từ nhà sản xuất thiết bị đầu cuối đến cuối năm 2007, đầu năm 2008, thiết bị hỗ trợ mơ hình Mobile WiMax theo chuẩn 802.16e-2005 Do vậy, đến thời điểm triển khai thử nghiệm thêm mơ hình Mobile WiMax diện rộng thành phố lớn Tuy nhiên trì mơ hình Fixed WiMax triển khai thử nghiệm giai đoạn trƣớc - Tiến hành cung cấp dịch vụ WiMax nhƣ: Truy cập Internet tốc độ cao, IP Phone, dịch vụ đa phƣơng tiện, IPTV, VoD, game online, … Giai đoạn 3: Từ năm 2009 trở đi: - Triển khai Fixed WiMax (3,3 GHz 3,5 GHz) Mobile WiMax (2,3 GHz 2,5 GHz) diện rộng thƣơng mại hóa - Cung cấp dịch vụ truyền thống, phổ biến WiMax (nhƣ Internet, VoIP, Game online, …) dịch vụ Multimedia, giá trị gia tăng khác WiMax (IPTV, VoD, …) - Phần lớn thiết bị đầu cuối dùng cho Fixed WiMax Mobile WiMax giá thành cao công nghệ khác Nhà cung cấp dịch vụ hỗ trợ cho khách hàng thiết bị đầu cuối WiMax theo phƣơng thức tặng 100% 50% giá trị thiết bị để công nghệ WiMax đƣợc phổ biến rộng rãi Tuy nhiên, theo thời gian mà công nghệ WiMax đƣợc triển khai diện rộng, giá thành thiết bị đầu cuối giảm mạnh (dƣới 100USD) Do vậy, 5-10 khách hàng sử dụng chung thiết bị đầu cuối giá thành hợp lý LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 99 Một số nhận xét, đánh giá, so sánh công nghệ WiMax 3G [28] Trƣớc quan tâm đến Wimax doanh nghiệp, có số ý kiến cho triển khai đồng thời, có loại trừ Wimax dịch vụ di động Nhƣng nhƣ biết, tại, mạng di động Việt Nam sử dụng công nghệ từ 2,5-3G Đây công nghệ dành cho lớp khách hàng khác nhau, có truy nhập Internet nhƣng chuyên thoại Ngƣợc lại, cơng nghệ Wimax hay 4G có băng thơng rộng hơn, đƣợc sử dụng chủ yếu để truy nhập Internet có dịch vụ thoại, có tính thoại Hơn nữa, để dịch vụ Wimax di động phát triển đƣợc cần khoảng thời gian dài, ấy, dịch vụ di động phát triển mạnh có chỗ đứng định Thêm vào đó, đối tƣợng khách hàng có nhu cầu sử dụng đa dịch vụ (Multimedia) Wimax khơng nhiều nhƣ dịch vụ di động Vì vậy, hai công nghệ tồn song song, xét khía cạnh đó, chúng hỗ trợ, tƣơng tác lẫn 5.5 KẾT LUẬN Cơng nghệ WiMax có nhiều ƣu điểm công nghệ tƣơng lai Tại Việt Nam, triển khai thử nghiệm công nghệ Fixed WiMax từ năm 2006 Lào Cai, Hà nội, Bắc Ninh, Đà Nẵng, TP Hồ Chí Minh, thu đƣợc kết khả quan Trong thời gian tới chuẩn cho Mobile WiMax thức đƣợc thống nhà sản xuất thiết bị sẵn sàng triển khai thử nghiệm Mobile WiMax Sau hồn tồn ứng dụng triển khai rộng rãi mang tính thƣơng mại tƣơng lai mà nhà sản xuất, cung cấp thiết bị trung tâm, đầu cuối có giá thành hợp lý Nhƣ thời gian không xa, đƣợc tận hƣởng đƣợc dịch vụ, giá trị mang lại từ công nghệ WiMax LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 100 KẾT LUẬN Với phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật, đặc biệt hội tụ lĩnh vực công nghệ vi điện tử, thông tin, viễn thông cho đời công nghệ Đó cơng nghệ WiMax dựa họ tiêu chuẩn 802.16 Thực tế có nhiều chuẩn đời từ năm 2001 đến nay, nhiên xu hƣớng chung nhà sản xuất thiết bị cung cấp dịch vụ dựa họ tiêu chuẩn chính: 802.16d-2004 cho Fixed WiMax 802.16e-2005 cho Mobile WiMax Việc sử dụng cơng nghệ WiMax đem lại nhiều lợi ích, khu vực nông thôn, vùng sâu, vùng xa nơi dân cƣ đơng đúc khó triển khai hạ tầng sở mạng dây dẫn băng rộng Vì thế, WiMax đƣợc xem nhƣ cơng nghệ có hiệu kinh tế cao cho việc triển khai nhanh khu vực mà cơng nghệ khác khó cung cấp dịch vụ băng thông rộng Theo đánh giá chuyên gia, WiMax nhanh chóng vƣợt qua cơng nghệ có nhƣ Wi-Fi hay 3G, khả kết nối băng thông rộng tốc độ cao phạm vi rộng lớn Hơn nữa, việc cài đặt WiMax dễ dàng, tiết kiệm chi phí cho nhà cung cấp dịch vụ giảm giá thành dịch vụ cho ngƣời sử dụng Trên sở nghiên cứu vấn đề kỹ thuật công nghệ truy nhập mạng không dây băng rộng (WiMax), luận văn làm sáng tỏ số vấn đề sau: - Khái quát mạng không dây - Nghiên cứu chi tiết lớp vật lý (PHY) lớp MAC WiMax - Nghiên cứu vấn đề kỹ thuật công nghệ mạng truy nhập không dây băng rộng như: băng tần, Topo mạng, điều chế mã hóa, mơ hình suy hao, bảo mật, vấn đề dung lượng, anten, … - Mơ lỗi bít (BER) hệ thống WiMax phần mềm Matlab - Khả ứng dụng, triển khai WiMax Việt nam đưa số đề xuất giai đoạn 2008-2010 Định hướng nghiên cứu thời gian tới: - Tiếp tục nghiên cứu sâu vấn đề kỹ thuật mạng WiMax, đặc biệt chuẩn 802.16e-2005 hỗ trợ cho thiết bị di động LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 101 - Nghiên cứu khả ứng dụng, khả tương thích giải pháp hữu hiệu để triển khai mạng WiMax thực tế phù hợp với điều kiện Việt nam - Tiếp tục nâng cấp bổ sung chương trình mơ hệ thống WiMax cách kết hợp sử dụng công cụ Simulink code phần mềm Matlab, Ansoft Designer để đưa mơ hình mơ BER, phổ cơng suất phía phát/thu, giản đồ chịm phát/thu, tín hiệu OFDMA/SOFDMA phía thu phát,… Qua nghiên cứu bảo vệ luận văn, em hoàn thành đƣợc yêu cầu luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Mặc dù đƣợc giúp đỡ nhiệt tình cán hƣớng dẫn, thầy cô Trƣờng đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội, góp ý đồng nghiệp cố gắng tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu thân, song khả thời gian thực luận văn bị hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi thiết sót Em mong đƣợc góp ý kiến bảo thày cô, đồng nghiệp, độc giả quan tâm, để luận văn ngày hồn thiện có tính khả thi cao LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt: TS Trịnh Anh Vũ (2005), Giáo trình thơng tin di động Tài liệu tiếng Anh: Aditya Agrawal (Apr, 2003), “802.16a: The Right Technology at the Right Place at the Right Time”, WiMAX™ Forum Arunabha Ghosh and David R Wolter (Feb, 2005), “Broadband Wireless Access with WiMax/8O2.16:Current Performance Benchmarks and Future Potential”, IEEE Communications Magazine Boscher Christophe (2006), “WiMAX - making ubiquitous high-speed data services a reality”, Strategy white paper of Alcatel Daniel Larsson (Dec, 2006), “Analysis of channel estimation methods for OFDMA”, Master of Science Thesis Stockholm, Sweden Daniel Sweeney (2006), WiMax Operator’s Manual Building 802.16 Wireless Networks (Second Edition), Apress USA Deepak Pareek (Jun, 2006), The Business of WiMAX, John Wiley & Sons Ltd., India Eugene Crozier, “WiMAX’s technology for LOS and NLOS environments”, Wimax forum FIPS PUB 197 (Nov, 2001), Advanced Encryption Standard (AES), National Institute of Standards and Technology http://csrc.nist.gov/publications/fips/fips197/fips-197.pdf 10 Hassan Yaghoobi (2004), “Scalable OFDMA Physical Layer in IEEE 802.16 WirelessMAN”, Intel® Technology Journal 11 IEEE Std 802.16-2001 (2001), Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems, IEEE Press 12 IEEE Std 802.16a -2003 (2003), Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems Amendment 2: Medium Access Control Modifications and Additional Physical Layer Specifications for 2.3 GHz, IEEE Press LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 103 13 IEEE Std 802.16-2004 (2004), Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems, IEEE Press 14 IEEE 802.16d-2004 (May, 2004), Draft IEEE Standard for Local and Metropolitan area networks - Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems, IEEE Press 15 IEEE Std 802.16e-2005 (Feb, 2006), Part 16: Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems Amendment 2: Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands, IEEE Computer Society and the IEEE Microwave Theory and Techniques Society 16 Michael F Finneran (Jan, 2004), A Comparison of Technologies Markets and Business Plans, dBrn Associates Inc 17 Mohammad Azizul Hasan (Jun, 2007), Performance Evaluation of WiMAX/IEEE 802.16 OFDM Physical Layer, Helsinki University of Technology 18 Nortel (2006), “Considerations for deploying mobile WiMAX at various frequencies” 19 Rappaport (2004), Wireless Communications Principles and Practice, IEEE Transactions on communications 20 Ron Olexa (2005), Implementing 802.11 and 802.16 and 802.20 Wireless Networks Planning Troubleshooting and Operations, Elsevier Inc 21 Sen Xu - Manton Matthews - Chin Tser Huang (Mar, 2006), Security Issues in Privacy and Key Management Protocols of IEEE 802.16, Department of Computer Science and Engineering - University of South Carolina Columbia, SC 29208, USA http://www.cse.sc.edu/~huangct/acmse06cr.pdf 22 Terry Wason (2006), WiMAX Networks, Wi-LAN Inc 23 Technology Whitepaper (2005), Wi-Fi and WiMAX: Open Standards for Broadband, Tropos Networks Inc 24 Timu Smura (2004), “Techno-economic analysis of IEEE 802.16a-based fixed wireless access networks”, Thesis submitted in partial fulfillment of the LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 104 requirements for the degree of Master of Science in Helsinki University of Technology 25 WiMAX Forum™ (2004), “Business Case Models for Fixed Broadband Wireless Access based on WiMAX Technology and the 802.16 Standard” 26 WiMAX Forum™ (Feb, 2006), “Mobile WiMAX - Part I: A Technical Overview and Performance Evaluation” 27 William Mehuron (Oct, 1999), Data Encryption Standard (DES), National Institute of Standards and Technology http://csrc.nist.gov/publications/fips/fips46-3/fips46-3.pdf Các trang Web tham khảo: 28 http://www.fps.com.vn/news_detail.asp?id=927 29 http://www.handheldvn.com/forum/showthread.php?threadid=36837 30 http://www.handheld.com.vn/forum/showthread.php?t=32322&page=4 31 http://www.ieee802.org/16/ 32 http://www.laocai.gov.vn/home/forum/forum_posts.asp?TID=165&PN=1 33 http://home.netnam.vn/live/FrontPage06/Khoa-hoc-cong-nghe/Newspage?contentId=34806 34 http://www.tapchibcvt.gov.vn/vi-vn/vienthonginternet/2006/10/17263.bcvt 35 http://www.tapchibcvt.gov.vn/vi-vn/hoidap/2006/4/16401.bcvt 36 http://www.tapchibcvt.gov.vn/News/PrintView.aspx?ID=16575 37 http://www.tapchibcvt.gov.vn/News/PrintView.aspx?ID=16376 38 http://www.wimax.com/commentary/wimax_weekly/1-5-spectrum-options-forbroadband-wireless 39 http://www.wimaxforum.org/ 40 http://publik.tuwien.ac.at/files/pub-et_12498.pdf 41.http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/loadFile.do?objectId=15 513&ref=rssfeed&id=mostDownloadedFiles 42 http://www.ddj.com/mobile/196800205 43 http://www.toquoc.gov.vn/vietnam/viewNew.asp?newsId=29742&topicId=58 44 http://www.viettelmobile.com.vn/home/news_detail.jsp?id=702 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thank you for evaluating AnyBizSoft PDF Merger! To remove this page, please register your program! Go to Purchase Now>> AnyBizSoft PDF Merger  Merge multiple PDF files into one  Select page range of PDF to merge  Select specific page(s) to merge  Extract page(s) from different PDF files download and merge into one AN VAN CHAT LUONG : add luanvanchat@agmail.c ... QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Lê Anh Dũng NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MẠNG TRUY NHẬP KHÔNG DÂY WIMAX VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM Ngμnh : Công nghệ điện tử - viễn thông Chuyên... cơng nghệ có nhiều ứng dụng nƣớc giới nhƣ Việt nam tƣơng lai, em chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu ứng dụng công nghệ mạng truy nhập không dây Wimax khả ứng dụng Việt Nam? ?? Nội dung luận văn đƣợc chia thành... KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG WIMAX TẠI VIỆT NAM 89 5.1 Các ứng dụng Wimax 89 5.1.1 Các mơ hình ứng dụng 89 5.1.1.1 Mơ hình ứng dụng cố định (Fixed WiMAX) 89 5.1.1.2 Mô hình ứng dụng