BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LuËn v¨n th¹c sÜ khoa häc Ngµnh Xö lý th«ng tin & truyÒn th«ng T×m hiÓu, nghiªn cøu c«ng nghÖ m¹ng kh«ng d©y vµ ®Ò xuÊt m« h×nh øng dông hoµng v¨[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Luận văn thạc sĩ khoa học Ngành: Xử lý thông tin & truyền thông Tìm hiểu, nghiên cứu công nghệ mạng không dây đề xuất mô hình ứng dụng hoàng văn quang Hà néi 2006 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131449511000000 Luận văn Thạc sĩ -1- Nghiên cứu - Ứng dụng WiFi LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn kết nghiên cứu thân hướng dẫn TS Nguyễn Kim Khánh Nếu có sai phạm tơi xin chịu hồn toàn trách nhiệm Người làm cam đoan Hoàng Văn Quang Hoàng Văn Quang Lớp CH XLTT&TT 2004 -2- Luận văn Thạc sĩ Nghiên cứu - Ứng dụng WiFi MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1-TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY 11 1.1 KHÁI NIỆM VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN 11 1.2 MƠ HÌNH KẾT NỐI 13 1.2.1 Mơ hình kết nối Wi-Fi 13 1.2.2 Kết nối Điểm - Điểm (Peer to Peer Mode) 14 1.2.3 Kết nối Điểm - Đa điểm (Infrastructure Mode) 15 1.2.4 Kết nối dạng Lưới (Mesh) 16 1.3 CÁC DỊCH VỤ 17 1.3.1 Nhóm sử dụng cho mạng dùng riêng 17 1.3.2 Nhóm sử dụng cho phục vụ điểm cơng cộng 18 1.3.3 Nhóm sử dụng cho phủ sóng thị trấn thành phố nhỏ 19 1.4 CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ 20 1.4.1 Kỹ thuật điều chế trải phổ (Spread Spetrum technique) 21 1.4.2 Điều chế dãy trực tiếp (DS) 22 1.4.3 Kỹ thuật điều chế phân chia theo tần số trực giao OFDM 25 1.5 MỘT SỐ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT TIỂU BIỂU CHO WLAN 27 1.5.1 IEEE 802.x sử dụng mô hình lớp OSI 27 1.5.2 IEEE 802.11 28 1.5.3 IEEE 802.11b 29 1.5.4 IEEE 802.11a 30 1.5.5 IEEE 802.11g 30 1.5.6 IEEE 802.11n 30 1.5.7 HiperLAN 31 1.5.8 Các tiêu chuẩn khác 32 1.6 VẤN ĐỀ TẦN SỐ 33 1.6.1 Dải tần sử dụng 33 1.6.2 Khả tái sử dụng tần số nhiễu Wi-Fi 37 1.7 CHUYỂN VÙNG 40 1.8 VẤN ĐỀ BẢO MẬT 40 1.8.1 Xác thực qua hệ thống mở (Open Authentication) 40 1.8.2 Xác thực qua khoá chia sẻ (Shared-key Authentication) 42 1.8.3 Bảo mật liệu thông qua WEP (Wired Equivalent Privacy) 44 19T 9T 19T 19T 19T 19T 19T 19 T 19T 19 T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19 T 19T 19 T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19 T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 9T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19 T 19T 9T 19T 19 T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19 T 19T 19 T 19T 19 T 19T 19T 19T 19 T 19T 19T 19T 19T 19T Hoàng Văn Quang 19T 19T 19T Lớp CH XLTT&TT 2004 -3- Luận văn Thạc sĩ Nghiên cứu - Ứng dụng WiFi 1.8.4 Bảo mật liệu thông qua EAP 45 1.9 QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ 45 1.10 SO SÁNH CÔNG NGHỆ WIFI – CÔNG NGHỆ WIMAX 46 1.10.1 Mở đầu 46 1.10.2 Thị trường 47 1.10.3 Kỹ thuật truyền dẫn 48 1.10.4 Băng thông 50 1.10.5 Điều chế 50 1.10.6 Mã sửa sai FEC 51 1.10.7 Hiệu suất sử dụng băng thông 51 1.10.8 Giao thức truy cập 51 1.10.9 Bảo mật 53 1.11 KẾT LUẬN 56 CHƯƠNG - ĐÁNH GIÁ THỊ TRƯỜNG VÀ THIẾT LẬP MẠNG KHÔNG DÂY 58 2.1 TÁC ĐỘNG ĐẾN THỊ TRƯỜNG VIỄN THÔNG 58 2.1.1 Tác động đến dịch vụ truy nhập Internet 59 2.1.2 Tác động đến thị trường thông tin di động 59 2.2 KINH NGHIỆM TRIỂN KHAI TRÊN THẾ GIỚI 60 2.3 NHU CẦU PHÁT TRIỂN WLAN TẠI VIỆT NAM 64 2.3.1 Đánh giá nhu cầu thị trường 64 2.3.2 Hiện trạng triển khai nhu cầu doanh nghiệp 65 2.4 LẮP ĐẶT MẠNG KHÔNG DÂY 68 2.4.1 Giới thiệu 68 2.4.2 Lựa chọn thiết bị 69 2.4.2.1 Router Wi-Fi 69 2.4.2.2 Card mạng Wi-Fi 70 2.4.2.3 Access Point 71 2.4.2.4 Máy chủ in ấn 72 2.4.2.5 Cầu nối Wi-Fi 73 2.4.2.6 Carmera không dây 73 2.4.2.7 Thiết bị nghe nhạc xem phim 74 2.4.2.8 Router du lịch 74 2.4.2.9 Lựa chọn Antenna 75 2.4.3 Chọn vị trí lắp đặt thiết bị 76 2.4.5 Thiết lập mạng không dây 77 2.4.6 Bảo mật hệ thống 80 2.4.7 Xử lý cố mạng 82 2.5 KẾT LUẬN 83 19T 19 T 19T 19T 19T 9T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19 T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19 T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19 T 19T 19T 19T 19 T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19 T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T Hoàng Văn Quang 19T 19 T Lớp CH XLTT&TT 2004 -4- Luận văn Thạc sĩ Nghiên cứu - Ứng dụng WiFi CHƯƠNG - ĐỀ XUẤT MƠ HÌNH ỨNG DỤNG CHO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI 84 3.1 NHU CẦU VỀ SỰ CẦN THIẾT CỦA VIỆC PHỦ SÓNG 84 3.2 MƠ HÌNH KẾT NỐI CHO TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP 85 3.2.1 Các thơng số kỹ thuật Wi-Fi 85 3.2.2 Mơ hình đấu nối 86 3.2.3 Mô hình phủ sóng cho tồn trường 86 3.2.3.1 Sơ đồ mặt 86 3.2.3.2 Mơ hình phủ sóng 88 3.2.3.3 Cơ sở phân tích 88 3.2.4 Mơ hình phủ sóng riêng tịa nhà 89 3.2.4.1 Mơ hình phủ sóng Nhà A10 89 3.2.4.2 Mơ hình kết nối tòa nhà 94 3.2.4.3 Mơ hình kết nối khơng dây tầng tịa nhà 95 3.2.4.4 Mơ hình phủ sóng phịng thư viện 96 3.2.4.5 Mơ hình phủ sóng lớp học 98 3.2.4.6 Mơ hình phủ sóng phòng họp 98 3.3 TRIỂN KHAI WIMAX KẾT HỢP WIFI 99 3.3.1 Mở đầu 99 3.3.2 Lợi ích công nghệ WiMax 100 3.3.3 Cấp phép lắp đặt 100 3.3.4 Giải pháp triển khai mạng WiMax 103 3.3.5 Hai mạng WiFi WiMax đan xen 104 3.4 KẾT LUẬN 108 KẾT LUẬN 106 19T 19T 19T 19T 19 T 19T 19 T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19 T 19T 19T 19T 19 T 19T 19T 19T 19T 19T 19 T 19T 19 T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19 T 19T 19T 19T 19T 19T 19T 19 T 19T 19T Hoàng Văn Quang Lớp CH XLTT&TT 2004 Luận văn Thạc sĩ -5- Nghiên cứu - Ứng dụng WiFi LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cám ơn: Ts Nguyễn Kim Khánh trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ thời gian làm luận văn Trung tâm Đào Tạo Bồi Dưỡng sau Đại Học - Trường Đại học Bách khoa Hà nội Các Thầy, Cô giáo Khoa Công nghệ Điện tử Trường Đại học Công nghiệp Hà nội, giúp đỡ mặt thời gian Các Thầy, Cô giáo Trung tâm tin học APTECH Trường Đại học Công nghiệp Hà nội tạo điều kiện mặt thiết bị để tơi hồn thành luận văn Hoàng Văn Quang Lớp CH XLTT&TT 2004 Luận văn Thạc sĩ -6- Nghiên cứu - Ứng dụng WiFi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT AAA AP BRAN DSSS EAP-SIM ETSI FH FHSS GMSK GSM Access, Authorisation and Accounting Access Point Broadband Radio Access Network Direct Sequence Spread Spectrum Extensible Authentication Protocol SIM European Telecomminications Standards Institute Frequency Hoping Frequency Hopping Spread Spectrum Gaussian Minimum Shift Keying Global System for Mobile HIPERLAN High PERformance LAN IEEE OSI PHY Institue of Electrical and Electronics Engineers Internet Protocal Industrial, Scientific and Medical Local Area Network Orthogonal Frequency Devision Multiplex Open System Interface PHYsical layer PN WAN WiFi Pseudo Noice Wide Area Network Wireless Fidelity WLAN Wireless Local Area Network Wireless Medium IP ISM LAN OFDM WM Hoàng Văn Quang Truy nhập, nhận thực quản lý Điểm truy nhâp Tên mạng truy nhập vô tuyến băng rộng châu Âu khởi xướng Trải phổ dãy trực tiếp Giao thức nhận thực thông qua thẻ SIM di động Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu Nhảy tần Trải phổ nhảy tần Điều chế dịch pha Gaussian cực tiểu Mạng thông tin di động mặt đất sử dụng băng tần 900/1800 MHz Mạng máy tính khơng dây ETSI khởi xướng Viện nghiên cứu kỹ thuật điện điện tử Mỹ Giao thức Internet Băng tần dành cho công nghiệp, khoa học, y tế Mạng máy tính nội Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao Giao diện hệ thống mở Lớp vật lý Nhiễu giả Mạng diện rộng Hiệp hội xác nhận tiêu chuẩn sản phẩm tương thích 802.11b Mạng nội khơng dây nội hạt Môi trường vô tuyến Lớp CH XLTT&TT 2004 -7- Luận văn Thạc sĩ Nghiên cứu - Ứng dụng WiFi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 1.3 Bảng 1.4 Bảng 1.5 Bảng 1.6 Bảng 1.7 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Kênh không chồng lẫn băng tần ISM 2.4Ghz 29 Đặc tính tiêu chuẩn tiêu biểu 31 Quy định công suất phát sử dụng băng tần ISM 2.4 GHz 33 Các kênh tần số sử dụng băng tần U-NII GHz 35 Quy định công suất phát cực đại băng tần U-NII Mỹ 36 Các kênh tần số tiêu chuẩn 802.11b 37 Tóm tắt thơng số kỹ thuật WiFi WiMax 55 Thông số AP 94 Dải tần số vùng giới 101 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Cấu hình mạng Wi-Fi 14 Hình 1.2 Mơ hình kết nối Point – to – Point 14 Hình 1.3 Mơ hình kết nối Point – to –MultiPoint 15 Hình 1.4 Mơ hình kết nối dạng Mesh 16 Hình 1.5 Nguyên lý trải phổ 22 Hình 1.6 Nguyên lý trải phổ dãy trực tiếp 23 Hình 1.7 Phổ tín hiệu OFDM 26 Hình 1.8 Quan hệ mơ hình OSI tiêu chuẩn 802.x 28 Hình 1.9 Sử dụng băng tần U-NII cho kỹ thuật OFDM 36 Hình 1.10 Phân bổ kênh tần số trục tần số 38 Hình 1.11 Tái sử dụng tần số Wi-Fi 38 Hình 1.12 Trường hợp triển khai AP cho nhà nhiều tầng 39 Hình 1.13 Cấu trúc từ mã 44 Hình 1.14 Secure Broadband Wireless Network 54 Hình 2.1 Mơ hình kết nối VDC triển khai dịch vụ WiFi@VNN 66 Hình 2.2 Linksys WRT54GS Wireless-G Broadband Router 69 Hình 2.3 Các loại card Wireless 71 Hình 2.4 Linksys WPS54GU2 Wireless-G PrintServer 72 Hình 2.5 Kiểm tra chất lượng phát sóng 78 Hình 2.6 Cơng cụ Wireless Zero Windows XP 79 Hình 2.7 Cửa sổ cấu hình Card mạng khơng dây 80 Hình 3.1 Mơ hình phủ sóng 86 Hình 3.2 Sơ đồ mặt Trường ĐHCN 87 Hình 3.3 Mơ hình phủ sóng Trường ĐHCN Hà nội 88 Hình 3.4 Mơ hình phủ sóng trung tâm cơng nghệ cao thư viện 90 Hình 3.5 Mơ hình truyền dẫn AP 91 Hình 3.6 Mơ hình phủ sóng tòa nhà 95 Hình 3.7 Kết nối khơng dây tầng 96 19TU U19T 19TU U1 9T 19TU U1 9T 19TU U19T 19TU U19T 19TU U19 T 19TU U19T 19TU U19T 19TU U19T 19TU U19T 19TU U19T 19TU 19TU U19T U19T 19TU U19 T 19TU U19T 19TU 19TU U19T U19T 19TU U19 T 19TU U19T 19TU U19T 19TU U19 T 19TU U19 T 19TU U19T 19TU U19T 19TU 19TU U19 T U19 T 19TU 19TU Hoàng Văn Quang U19T U19T Lớp CH XLTT&TT 2004 Luận văn Thạc sĩ -8- Nghiên cứu - Ứng dụng WiFi Hình 3.8 Mơ hình phủ sóng phịng thư viện 97 Hình 3.9 Mơ hình phủ sóng lớp học 98 Hình 3.10 Mơ hình phủ sóng phịng họp 99 Hình 3.11 Triển khai kết hợp Backhaul Last mile 100 Hình 3.12 Triển khai mạng gần 102 Hình 3.13 Triển khai mạng không dây 103 Hình 3.14 Sự đan xen mạng không dây khác 105 19TU U19T 19TU U19T 19TU U19T 19TU U19 T 19TU 19TU 19TU Hoàng Văn Quang U19 T U19T U19T Lớp CH XLTT&TT 2004 Luận văn Thạc sĩ -9- Nghiên cứu - Ứng dụng WiFi MỞ ĐẦU Ngày nay, dễ nhận thấy xu hướng phát triển thị trường viễn thông: Thứ nhất, số lượng thiết bị mà người dùng có khả kết nối với mạng viễn thơng tăng nhanh nhóng Từ máy tính để bàn đến máy tính xách tay, thiết bị cầm tay (PDA) điện thoại di động thiết kế đủ nhỏ để mang theo bên người kết nối với kết nối với mạng Internet Thứ hai, xu hướng thu nhỏ khoảng cách lĩnh vực thông tin, thông tin thoại (Tele communication) thông tin liệu (Data communicaion) Cả hai hội tụ làm một, thoại qua mạng số liệu ngược lại, hai phát triển mạnh mẽ mặt kỹ thuật Trong lĩnh vực truyền thông truyền thống, hệ thông thông tin di động phát triển lên hệ thống thông tin di động hệ Trong lĩnh vực truyền số liệu, truy cập không dây xem động lực cho phát triển tiêu chuẩn chung cho mạng cục không dây WLAN, mà tiêu biểu họ tiêu chuẩn 802.11x IEEE (còn gọi Wi-Fi) Tất xu hướng làm phong phú cho môi trường đa truy nhập làm thay đổi thị trường viễn thông nước giới nói chung Nội dung luận văn bao gồm chương, đó: Chương 1: Nghiên cứu tổng quan mạng không dây Chương 2: Đánh giá nhu cầu sử dụng thiết lập mạng không dây Chương 3: Đề xuất mơ hình ứng dụng cho Trường ĐHCN HN Hồng Văn Quang Lớp CH XLTT&TT 2004