Tiểu luận môn dữ liệu lớn trong kinh tế và kinh doanh đề tài công nghệ mạng không dây

HỌC VIỆN CHÍNH SÁCH VÀ PHÁT TRIỂN BỘ MÔN TOÁN KINH TẾ TIỂU LUẬN MÔN DỮ LIỆU LỚN TRONG KINH TẾ VÀ KINH DOANH ĐỀ TÀI CÔNG NGHỆ MẠNG KHÔNG DÂY GVHD TS Đặng Xuân Thọ Lớp TODL01 Nhóm 22 SVTH Phí Huyền Tran[.]

HỌC VIỆN CHÍNH SÁCH VÀ PHÁT TRIỂN BỘ MƠN TỐN KINH TẾ - - TIỂU LUẬN MÔN: DỮ LIỆU LỚN TRONG KINH TẾ VÀ KINH DOANH ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ MẠNG KHÔNG DÂY GVHD : TS Đặng Xuân Thọ Lớp : TODL01 Nhóm : 22 SVTH : Phí Huyền Trang - 71131106151 Nguyễn Thị Thu Trang – 71131106149 Trần Quỳnh Trang - 71131106154 Tạ Thị Trang – 71131106152 HÀ NỘI – 2022 MỤC LỤC Chương I: Tổng quan mạng không dây 1 Khái niệm mạng không dây Phân loại mạng không dây 2.1 WPAN 2.2 WLAN 2.3 WMAN 2.4 WWAN 2.5 WRAN Các mơ hình mạng khơng dây 3.1 Mơ hình mạng độc lập (Ad-hoc) 3.2 Mơ hình mạng sở 3.3 Mơ hình mạng mở rộng Chương II: Nguyên lí hoạt động mạng không dây .4 Chương III: Công nghệ mạng không dây phổ biến .5 Wimax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) Wibree (Bluetooth Low End Extension) .6 NFC (Near Field Communication) Bluetooth .7 LTE 4G (4th Gerneration) Wifi (Wiless Fidelity) Chương IV: Ưu điểm nhược điểm mạng không dây .9 Ưu điểm Nhược điểm Chương V: Ứng dụng mạng không dây đời sống .9 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY Khái niệm mạng không dây Wireless hay mạng không dây hệ thống thiết bị nhóm lại với nhau, có khả giao tiếp thơng qua sóng vơ tuyến thay đường truyền dẫn dây Đây mạng dựa chuẩn IEEE 802.11 nên đơi cịn gọi mạng 802.11 network Ethernet để nhấn mạnh mạng dựa mạng Ethernet truyền thống Phân loại mạng không dây 2.1 WPAN WPAN mạng vơ tuyến cá nhân Nhóm bao gồm cơng nghệ vơ tuyến có vùng phủ nhỏ tầm vài mét đến hàng chục mét tối đa Cơng nghệ nhóm bao gồm: Bluetooth, Wibree, ZigBee, UWB, Wirreless USB, EnOcean,… Đã phần công nghệ chuẩn hóa IEEE; cụ thể nhóm làm việc (Working Group 802.15 Do chuẩn biết với tên IEEE 802.15.4; IEEE 802.15.3;… 2.2 WLAN WLAN mạng vơ tuyến cục Nhóm bao gồm cơng nghệ có vùng phủ tầm vài trăm mét Nổi bật công nghệ Wifi với nhiều chuẩn khác thuộc gia đình 802.11 a/b/g/h/i/… Cơng nghệ Wifi gặt hái thành công to lớn thời gian vừa qua Bên cạnh wifi cịn tên mà nghe đến HiperLAN HiperLAN2, đối thủ wifi chuẩn hóa ETSI 2.3 WMAN WMAN mạng vơ tuyến thị Đại diện tiêu biểu nhóm WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) hệ thống truy cập khơng dây băng rộng Vùng phủ sóng tầm vài km 2.4 WWAN WWAN mạng vô tuyến diện rộng Nhóm bao gồm cơng nghệ mạng thông tin di động như: UMTS, GSM, CDMA2000,… vùng phủ tầm vài km đến tầm chục km 2.5 WRAN WRAN mạng vô tuyến khu vực Nhóm đại diện cho cơng nghệ 802.22 nghiên cứu phát triển IEEE Vùng phủ lên đến tầm 40 – 100km Mục đích mang công nghệ truyền thông đến vùng xa xơi hẻo lánh, khó phát triển cơng nghệ khác Các mơ hình mạng khơng dây Để xây dựng hệ thống mạng không dây đơn giản Mạng Wireless thiết kế linh hoạt Khi phát triển hệ thống bạn lựa chọn nhiều kiểu mơ hình hoạch định sẵn Mạng khơng dây bao gồm mơ hình bản: mơ hình mạng độc lập IBSSs (hay cịn gọi mạng Ad-hoc), mơ hình mạng sở (BSSs), mơ hình mạng mở rộng (ESSs) 3.1 Mơ hình mạng độc lập (Ad-hoc) Mạng IBSSs (Independent Basic Service Set) hay gọi mạng ad-hoc, mơ hình mạng ad-hoc client liên lạc trực tiếp với mà không cần thông qua AP phải phạm vi cho phép Các nút di động (máy tính có hỗ trợ card mạng không dây) tập trung lại không gian nhỏ để hình thành nên kết nối ngang cấp (peer-to-peer) chúng Các nút di động có card mạng wireless chúng trao đổi thơng tin trực tiếp với , không cần phải quản trị mạng Mô hình mạng nhỏ chuẩn 802.11 máy client liên lạc trực tiếp với Mơ hình mạng Ad-hoc có nhược điểm lớn vùng phủ sóng bị giới hạn, người sử dụng phải nghe lẫn 3.2 Mơ hình mạng sở The Basic Service Sets (BSS) topology tảng mạng 802.11 Các thiết bị giao tiếp tạo nên BSS với AP với nhiều client BSS bao gồm điểm truy nhập AP (Access Point) gắn với mạng đường trục hữu tuyến giao tiếp với thiết bị di động vùng phủ sóng cell AP đóng vai trị điều khiển cell điều khiển lưu lượng tới mạng Các thiết bị di động không giao tiếp trực tiếp với mà giao tiếp với AP Các cell chồng lấn lên khoảng 1015 % cho phép trạm di động di chuyển mà khơng bị kết nối vô tuyến cung cấp vùng phủ sóng với chi phí thấp Các trạm di động chọn AP tốt để kết nối Một điểm truy nhập nằm trung tâm điều khiển phân phối truy nhập cho nút tranh chấp, cung cấp truy nhập phù hợp với mạng đường trục, ấn định địa mức ưu tiên, giám sát lưu lượng mạng, quản lý chuyển gói trì theo dõi cấu hình mạng 3.3 Mơ hình mạng mở rộng Mạng 802.11 mở rộng phạm vi di động tới phạm vi thơng qua ESS Trong BSS coi tảng mạng 802.11, mơ hình mạng mở rộng ESS (extended service set) mạng 802.11 tương tự tòa nhà xây dựng đá Một ESS tập hợp BSSs nơi mà Access Point giao tiếp với để chuyển lưu lượng từ BSS đến BSS khác để làm cho việc di chuyển dễ dàng trạm BSS Access Point thực việc giao tiếp thông qua hệ thống phân phối Hệ thống phân phối lớp mỏng Access Point mà xác định đích đến cho lưu lượng nhận từ BSS Hệ thống phân phối tiếp sóng trở lại đích BSS, chuyển tiếp hệ thống phân phối tới Access Point khác, gởi tới mạng có dây tới đích khơng nằm ESS Các thơng tin nhận Access Point từ hệ thống phân phối truyền tới BSS nhận trạm đích CHƯƠNG II: NGUN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠNG KHƠNG DÂY  Mạng WLAN sử dụng sóng điện từ (vơ tuyến tia hồng ngoại) để truyền thông tin từ điểm sang điểm khác mà không dựa vào kết nối vật lý Các sóng vơ tuyến thường sóng mang vơ tuyến chúng thực chức phân phát lượng đơn giản tới máy thu xa  Dữ liệu truyền chồng lên sóng mang vơ tuyến để nhận lại máy thu Đó điều biến sóng mang theo thông tin truyền Một liệu chồng (được điều chế) lên sóng mang vơ tuyến, tín hiệu vơ tuyến chiếm nhiều tần số đơn, tần số tốc độ truyền theo bit thơng tin biến điệu thêm vào sóng mang Nhiều sóng mang vơ tuyến tồn không gian thời điểm mà không nhiễu với chúng truyền tần số vô tuyến khác  Để nhận liệu, máy thu vơ tuyến bắt sóng (hoặc chọn) tần số vô tuyến xác định loại bỏ tất tín hiệu vơ tuyến khác tần số khác Trong cấu hình mạng WLAN tiêu biểu, thiết bị thu phát, gọi điểm truy cập (AP – access point), nối tới mạng nối dây từ vị trí cố định sử dugj cáp Ethernet chuẩn Điểm truy cập (access point) nhận, lưu vào nhớ đệm, truyền liệu mạng WLAN sở hạn tầng mạng nối dây  Một điểm truy cập đơn hỗ trợ nhóm nhỏ người sử dụng vận hành bên phạm vi vài mét tới hàng chục mét Điểm truy cập(hoặc anten gắn tới nó) thơng thường gắn cao thực tế gắn nơi đâu miễn khoảng vô tuyến cần thu Các người dùng đầu cuối truy cập mạng WLAN thông qua card giao tiếp mạng WLAN mà thực card PC máy tính để bàn, thiết bị tích hợp hồn tồn bên máy tính cầm tay Các card giao tiếp mạng WLAN cung cấp giao diện hệ điều hành mạng (NOS) sóng trời (qua anten) Bản chất kết nối khơng dây suốt với NOS CHƯƠNG III: CƠNG NGHỆ MẠNG KHÔNG DÂY PHỔ BIẾN Wimax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) WiMAX công nghệ không dây dựa tiêu chuẩn IEEE 802.16 cung cấp kết nối băng rộng cự ly xa WiMAX sử dụng cho ứng dụng, bao gồm kết nối băng rộng chặng cuối (last mile), Hotspots kết nối tốc độ cao cho khách hàng WiMAX cung cấp kết nối mạng MAN tốc độ tới 70Mb/s trạm gốc WiMAX phủ sóng trung bình từ 5km đến 10km cơng nghệ WiMAX di động để thay cho công nghệ mạng 3G cho phép phủ sóng phạm vi rộng thành phố lớn nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho người sử dụng thường xuyên di chuyển từ chỗ sang chỗ khác kết nối mạng dễ dàng với tốc độ truy xuất liệu nhanh 3G ứng dụng đa phương tiện tốt Wibree (Bluetooth Low End Extension) Wibree công nghệ đời dựa công nghệ tiếng Bluetooth Đây công nghệ mạng vơ tuyến có khả trở thành kết nối mở kết nối không dây thiết kế để gửi liệu nhỏ tốc độ vài Kb tiêu thụ điện cực thấp phạm vi ngắn Wibree tiêu thụ phần lượng nhỏ so với cơng nghệ vơ tuyền khác, chi phí thấp dễ dàng tiếp hợp với giải pháp Bluetooth Công nghệ mạng không dây Wibree ứng dụng vào thiết bị Smart Watch, cảm biến game, thiết bị y tế, thiết bị đồ dùng nhà … Các thiết bị khơng địi hỏi phải có kết nối đường truyền tốc độ cao nên việc sử dụng sóng Wibree giải pháp tuyệt vời bạn sử dụng cơng nghệ bluetooth dùng vài Trong dùng Wibree thời gian sử dụng lên đến tuần ưu điểm tiết kiệm lượng Đây chìa khóa cho nhà khoa học để tiến đến xây dựng thành công cách mạng IoT (Internet of Things) NFC (Near Field Communication) Công nghệ giao tiếp tầm ngắn NFC thường xuất thiết bị Sony ngày trở nên phổ biến với hãng sản xuất điện thoại di động khác Công nghệ cho phép thiết bị giao tiếp với mà không cần kết nối Wifi hay 3G khoảng cách ngắn (khoảng 3-4cm) điều kiện kết nối cần thiết bị hỗ trợ NFC chạm vào kết nối Ngồi tính truyền file thông thường, nhũng ứng dụng NFC toán Thanh toán tiền dùng NFC tính hứa hẹn phát triển mạnh tương lai Bluetooth Bluetooth sử dụng băng tần trùng với Wifi 2.4GHz có bước sóng ngắn cho phép thiết bị hỗ trợ kết nối truyền tải liệu phạm vi ngắn (vào khoảng 20m có loại lên đến 100m) Là công nghệ mạng không dây đời (năm 1999) thay toàn kết nối có dây hồn tồn khơng gây hại đến sức khỏe người dùng với giá thành rẻ sử dụng tiết kiệm lượng tương thích với nhiều phần cứng hãng sản xuất Hiện công nghệ Bluetooth Bluetooth 5.0 với tốc độ truyền tải cải thiện đáng kể tăng cường độ bảo mật Rất nhiều thiết bị sử dụng công nghệ Bluetooth tai nghe, máy ảnh số, điện thoại di động, máy tính, loa bluetooth,… LTE 4G (4th Gerneration) Công nghệ 4G quen thuộc phổ biến sống chúng ta, định nghĩa 4G tổ chức IEEE đặt tên có ưu điểm vượt trội so với công nghệ 3G Nếu 3G tốc độ Upload Download 5.8Mbs 14Mbs để đạt đến tốc độ 4G 50Mbs 100Mbs từ LTE Cat trở lên Điều kiện lý tưởng người dùng cố định (khơng di chuyển) số đạt đến 500Mbs 1Gbs Wifi (Wiless Fidelity) Wiless Fidelity chuẩn kết nối không dây phổ biến giới chiếm tới 60% lưu lượng truyền tải Internet Sử dụng cho nhiều mục đích khác từ đến thương mại, kinh doanh… Wifi sử dụng chuẩn 802.11 tổ chức IEEE Hoạt động băng tần 2.4-5GHz Trong điểu kiện lý tưởng (khơng có vật cản sóng) Wifi lên tới 1Gbs tầm phủ sóng tối đa từ 30-50m tính từ modem CHƯƠNG IV: ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA MẠNG KHƠNG DÂY Ưu điểm  Mạng khơng dây có khả đem đến phục vụ tốt hơn, tiện nghi có lợi chi phí so với mạng nối dây truyền thống  Có tính lưu động cao, giúp nâng cao hiệu suất sử dụng người dùng  Cài đặt nhanh, đơn giản, dễ dàng, băn khoăn trở ngại kéo dây qua tường nhà, cối  Cho phép kết nối đến nơi mà mạng nối dây làm  Dễ dàng thay đổi từ mạng độc lập với số người dùng nhỏ sang mạng sở hạ tầng với hàng ngàn người sử dụng quy mơ rộng lớn  Về chi phí đầu tư phần cứng ban đầu mạng không dây Wireless cao so với mạng LAN hữu tuyến tính tốn so sánh tồn chi phí cài đặt theo tuổi thọ mạng WLAN có giá thành thấp Nhược điểm  Độ bảo mật vấn đề đáng quan tâm sử dụng mạng khơng dây Việc vơ tình truyền liệu khỏi mạng công ty mà không thông qua lớp vật lý điều khiển khiến người khác nhận tín hiệu truy cập mạng trái phép Tuy nhiên WLAN dùng mã truy cập mạng để ngăn cản truy cập, việc sử dụng mã tuỳ thuộc vào mức độ bảo mật mà người dùng yêu cầu Ngồi người ta sử dụng việc mã hóa liệu cho vấn đề bảo mật  Phạm vi hoạt động không lớn, thường phù hợp bán kính vài chục mét (đối với Wifi, cịn Bluetooth vài mét) với tòa nhà lớn phải bổ sung thêm thiết bị khác kéo theo chi phí nâng cao  Hiệu hoạt động mạng không dây thường không ổn định thường xuyên bị nhiễu tín hiệu thiết bị xung quanh lị vi sóng, đồ điện tử,…  Tốc độ mạng không dây (1 – 125 Mbps) chậm so với mạng sử dụng cáp (100 Mbps đến hàng Gbps) CHƯƠNG V: ỨNG DỤNG CỦA MẠNG KHÔNG DÂY TRONG ĐỜI SỐNG Mặc dù có hạn chế định khơng thể phủ nhận vai trị to lớn cơng nghệ không dây đời sống đại  Sự xuất mạng Wifi, 3G, cảm biến không dây, mạng điện thoại di động….đã giúp người bước chân vào kỷ nguyên tự động hóa, điều khiển tự động cách dễ dàng phát minh nhiều thiết bị cơng nghệ hữu ích đời sống  Con người bước vào kỷ nguyên nhờ có cơng nghệ khơng dây, bạn dễ dàng điều khiển thiết bị máy tính, cơng nghệ thơng minh nhà có kết nối Wifi Chẳng hạn bạn dung smartphone để dung remote mở sẳn nước nóng, mở sẵn máy lạnh, mở điện lên cho nhà trước bạn đến nhà  Dễ dàng chia kết nối liệu từ smartphone qua máy tính ngược lại Thậm chí nhờ có mạng 3G mà bạn dung để phát song Wifi cho máy tính sử dụng  Dễ dàng truyền tải chia sẻ, lưu trữ thông tin tát thiết bị có kết nối khơng dây  Với công nghệ không dây, hàng tỷ người giới kết nối với cách dễ dàng nhờ vào ứng dụng công nghệ đại hoạt động tảng mạng không dây Nhờ dịch vụ kinh doanh online, du lịch, y tế, kinh tế, 10 tài chính,…được thực đồng bộ, nhanh chóng, kịp thời ngày nâng cấp nhờ thành tựu công nghệ đại 11