Chuẩn IEEE 802.16 : Tổng quan giao diện không gian WirelessMAN™ cho truy nhập không dây băng rộng Công nghệ truy nhập không dây băng rộng cung cấp các kết nối mạng tốc độ cao đến những vị trí tĩnh đã hoàn thiện đến mức có một chuẩn cho các mạng vùng đô thị (metropolitan area network, MAN) không dây thế hệ hai. Chuẩn IEEE 802.16 với giao diện không gian WirlessMAN™ đặt phạm vi hoạt động cho những triển khai rộng khắp và hiệu quả trên toàn cầu. Bài này được lược dịch từ bài viết của các tác giả Carl Eklund, Roger B. Marks, Kenneth L. Stanwood và Stanley Wang được công bố trong tạp chí "IEEE Communications". Bài báo khái quát những đặc tính kỹ thuật của MAC (medium access control) và lớp vật lý (physical layer) của chuẩn mới này. Giới thiệu và những cơ hội thị trường Chuẩn IEEE 802.16-2001 được hoàn thành vào tháng 10/2001 và được công bố vào ngày 08/04/2002, định nghĩa đặc tả kỹ thuật giao diện không gian WirelessMAN™ cho các mạng vùng đô thị. Việc hoàn thành chuẩn báo trước sự chấp nhận truy nhập không dây băng rộng như một công cụ chủ yếu mới trong sự cố gắng liên kết các tòa nhà và cơ quan doanh nghiệp với các mạng viễn thông nòng cốt trên thế giới. Như trong định nghĩa chuẩn IEEE 802.16, một mạng vùng đô thị không dây cung cấp sự truy nhập mạng cho các tòa nhà thông qua ăngten ngoài trời có thể truyền thông với các trạm cơ sở rađiô trung tâm (BS). Do hệ thống không dây có khả năng hướng vào những vùng địa lý rộng, hoang vắng mà không cần phát triển cơ sở hạ tầng tốn kém như trong việc triển khai các kết nối cáp nên công nghệ tỏ ra ít tốn kém hơn trong việc triển khai và như vậy dẫn đến sự truy cập băng rộng tăng lên ở khắp mọi nơi. Bản thiết kế MAC WirelessMAN có thể làm thích nghi mọi kết nối với chất lượng dịch vụ (QoS) hoàn hảo. Với công nghệ được mở rộng theo hướng này, nó là chuẩn được phát triển để hỗ trợ những người dùng luôn cần sự di chuyển (ví dụ như trong xe cộ chẳng hạn). Chuẩn IEEE 802.16 đã được thiết kế để mở ra một tập các giao diện không gian (air interfaces) dựa trên một giao thức MAC thông thường nhưng với các đặc tả lớp vật lý phụ thuộc vào việc sử dụng và những điều chỉnh phổ có liên quan. Chuẩn hướng vào các tần số từ 10 - 66 GHz, nơi phổ rộng hiện có sẵn để sử dụng trên toàn cầu, nhưng tại đó những bước sóng ngắn được xem như những thách thức trong việc triển khai. Vì lý do đó một dự án sửa đổi có tên IEEE 802.16a đã được hoàn thành vào tháng 11/2002 và được công bố vào tháng 4/2003. Chuẩn này được mở rộng hỗ trợ giao diện không gian cho những tần số trong băng tần 2–11 GHz, bao gồm cả những phổ cấp phép và không cấp phép. So sánh với những tần số cao hơn, những phổ như vậy tạo cơ hội để thu được nhiều khách hàng hơn với chi phí chấp nhận được, mặc dù các tốc độ dữ liệu là không cao. Tuy vậy, các dịch vụ sẽ hướng tới những tòa nhà riêng lẻ hay những xí nghiệp vừa và nhỏ. Những vấn đề thiết kế công nghệ MAC (Medium Access Control) Giao thức MAC IEEE 802.16 được thiết kế cho những ứng dụng truy nhập không dây băng rộng “điểm-nhiều điểm”. Nó hướng vào nhu cầu những tốc độ truyền theo bit rất cao, cả đường lên (tới BS) và đường xuống (từ BS). Những giải thuật truy cập và định vị dải thông phải thích ứng hàng trăm thiết bị đầu cuối cho mỗi kênh, với những thiết bị đầu cuối dùng chung cho nhiều người dùng cuối. Những dịch vụ được yêu cầu bởi những người dùng cuối này vẫn thay đổi như vốn có và bao gồm tiếng và dữ liệu TDM (time-division multiplex) kế thừa, kết nối IP (Internet Protocol) và VoIP (voice over IP) gói hóa. Để hỗ trợ sự đa dạng các dịch vụ, MAC 802.16 phải điều tiết cả hai lưu lượng liên tục (continuous) và không liên tục (bursty). Đồng thời, những dịch vụ này đang chờ để được gán chất lượng dịch vụ (QoS) thích hợp với những kiểu lưu lượng như vậy. MAC 802.16 cung cấp một phạm vi rộng các kiểu dịch vụ tương tự như những dịch vụ ATM truyền thống cũng như những dịch vụ mới hơn như GFR (guaranteed frame rate). Giao thức MAC 802.16 cũng phải hỗ trợ một sự đa dạng các nhu cầu gửi trả về, bao gồm giao thức ATM và giao thức dựa theo gói (packet-based). Thông qua những đặc tính như chặn đầu mục tải tối đa (payload header), đóng gói và phân mảnh, những lớp con quy tụ và MAC làm việc cùng nhau để mang lại một lưu lượng nhiều hiệu quả hơn cơ chế vận chuyển vốn có. Cơ chế "request-grant" (cấp phát theo yêu cầu) được thiết kế để có thể biến đổi, có hiệu suất cao và tự sửa chữa lỗi. Cùng với những nhiệm vụ cơ bản như cấp phát dải thông và vận chuyển dữ liệu, MAC bao gồm một lớp con riêng biệt cung cấp sự chứng thực truy cập mạng và thiết lập kết nối để ngăn ngừa hành vi "trộm" dịch vụ và cung cấp sự trao đổi và mã hóa khóa cho dữ liệu riêng biệt. Lớp vật lý (PHY, physical layer) 10 – 66 GHz: Trong thiết kế của đặc tả PHY cho 10–66 GHz, sự truyền lan “line-of-sight” (tầm nhìn không bị vật cản) là cần thiết. Do kiến trúc “điểm- nhiều điểm”, về cơ bản, BS truyền một tín hiệu TDM với những trạm thuê bao riêng lẻ được định vị những khe thời gian theo chu kỳ. Sự truy cập theo hướng đường lên cho bởi TDMA. Tiếp theo những thảo luận mở rộng về duplexing, một thiết kế “burst” được chọn cho phép cả TDD (timedivision duplexing), tại đó đường lên và đường xuống dùng chung một kênh nhưng không truyền cùng lúc và FDD (frequency-division duplexing), tại đó đường lên và đường xuống hoạt động trong những kênh riêng biệt. Thiết kế "burst" này cho phép cả TDD lẫn FDD được xử lý theo cách tương tự. Những lựa chọn một trong hai TDD và FDD hỗ trợ những "burst" thích ứng, trong đó những tùy chọn điều biến và mã hóa có thể được gán động trên cơ sở từng "burst" một. 2–11 GHz: Các băng tần 2–11 GHz , đã cấp phép và được miễn đều nằm trong dự án IEEE 802.16a. Chuẩn 802.16a chủ yếu bao gồm sự phát triển những đặc tả lớp vật lý mới cho giao diện không gian và mỗi đặc tả trong chúng đưa ra tính hoạt động cùng nhau. Lớp vật lý 2–11 GHz được thiết kế do nhu cầu theo hướng hoạt động NLOS (non-line-of-sight). Vì các ứng dụng mang tính dân cư, sự truyền phải được thực hiện theo nhiều đường. Hơn nữa, những ăngten gắn ngoài trời thường đắt do cả chi phí phần cứng và cài đặt cao. Chi tiết về lớp vật lý (PHY) Đặc tả PHY được định nghĩa cho 10–66 GHz sử dụng điều biến sóng mạng đơn dạng “burst” với burst-profiling thích ứng, ở đó những tham số truyền, bao gồm các kế hoạch điều biến và mã hóa, có thể được điều chỉnh riêng cho mỗi trạm thuê bao (subscriber station, SS) trên cơ sở từng khung (frame) một. Hình 1 : Cấu trúc khung con (subframe) đường xuống FEC (forward error correction) có khả năng thay đổi kích thước block và khả năng sửa lỗi. FEC này được liên kết với một mã nhân chập khối bên trong để truyền dữ liệu tới hạn một cách thông suốt, như các truy nhập điều khiển khung và truy nhập khởi đầu. Hệ thống sử sụng một khung 0.5, 1 hoặc 2 ms. Khung này được chia ra thành những khe vật lý cho mục đích cấp phát và nhận biết dải thông thuộc các chuyển tiếp PHY. Một khe vật lý được định nghĩa cho 4 ký hiệu QAM (quadrature amplitude modulation). Trong phương án TDD của PHY, khung con của đường lên kế tiếp theo khung con của đường xuống trong cùng một tần số sóng mang. Trong phương án FDD, các khung con của đường lên và đường xuống cuối cùng cũng trùng khớp nhưng chúng được mang trên những tần số riêng biệt. Khung con của đường xuống được mô tả trong Hình 1. Khung con của đường xuống bắt đầu với một đoạn điều khiển khung có chứa DL-MAP cho khung đường xuống hiện hành cũng như UL-MAP cho thời gian định rõ trong tương lai. Khung con đường xuống có chứa một TDM-portion (đoạn TDM) ngay tiếp theo đoạn điều khiển khung. Dữ liệu đường xuống được truyền tới mỗi SS khi sử dụng một burst-profile thỏa thuận. Trong các hệ thống, sau đoạn TDM là một đoạn TDMA có chứa một đoạn mở dầu (preamble) phụ tại điểm xuất phát của mỗi burst-profile mới. Đặc tính này cho phép hỗ trợ tốt hơn các SS bán song công. Trong một hệ thống FDD được hoạch định hiệu quả với nhiều SS bán song công, một số có thể truyền sớm hơn trong khung hơn là chúng nhận. Vì bản chất bán song công, các SS này mất sự đồng bộ hóa với đường xuống. TDMA-preamble cho phép chúng lấy lại sự đồng bộ hóa đó. Hình2 : Cấu trúc khung con đường lên Một khung con đường lên điển hình cho PHY 10–66 GHz được mô tả trong Hình 2. Không giống như đường xuống, UL-MAP cấp giải thông cho các SS cụ thể. Các SS truyền trong vùng cấp phát được ấn định có sử dụng burst-profile chỉ rõ bởi UIUC (Uplink Interval Usage Code) trong mục vào (entry) UL-MAP cấp dải thông cho chúng. Khung con đường lên có thể cũng chứa những định vị trên cơ sở cạnh tranh cho truy nhập hệ thống lúc ban đầu và "broadcast" hay "multicast" các yêu cầu dải thông. Những cơ hội truy cập cho truy nhập hệ thống lúc ban đầu được xác định độ lớn để cho phép thêm thời gian bảo vệ các SS mà chúng đã không được giải quyết thời gian truyền cần thiết để bù lại độ trễ toàn phần (round-trip delay) cho BS. Giữa PHY và MAC là một lớp con hội tụ truyền TC (transmission convergence). Lớp này thực hiện sự biến đổi các PDU (protocol data units) MAC độ dài có thể thay đổi vào trong các block FEC độ dài cố định (cộng thêm có thể là một block được rút ngắn vào đoạn cuối) của mỗi “burst”. Lớp TC có một PDU có kích thước khớp với block FEC hiện thời bị đầy. Nó bắt đầu với một con trỏ chỉ ra vị trí đầu mục PDU MAC tiếp theo bắt đầu bên trong block FEC. Xem Hình 3. Hình 3 : Định dạng TC- PDU Khuôn dạng PDU TC cho phép đồng bộ hóa lại PDU MAC tiếp sau trong trường hợp block FEC trước đó có những lỗi không thể phục hồi được. Không có lớp TC, một SS hay BS nhận sẽ mất toàn bộ phần còn lại của một "burst" khi một lỗi không thể sửa chữa xuất hiện. Chi tiết về MAC (medium access control) MAC bao gồm những lớp con quy tụ chuyên biệt về dịch vụ giao diện với những lớp cao hơn, phía trên lớp con phần chung (common part) MAC nòng cốt thực hiện những chức năng MAC chủ yếu. Bên dưới lớp con phần chung là lớp con bảo mật (privacy sublayer). Những lớp con quy tụ chuyên biệt về dịch vụ Chuẩn IEEE 802.16 định nghĩa hai lớp con quy tụ chuyên biệt về dịch vụ tổng thể để ánh xạ các dịch vụ đến và từ những kết nối MAC 802.16. Lớp con quy tụ ATM được định nghĩa cho những dịch vụ ATM và lớp con quy tụ gói được định nghĩa để ánh xạ các dịch vụ gói như IPv4, IPv6, Ethernet và VLAN (virtual local area network). Nhiệm vụ chủ yếu của lớp con là phân loại các SDU (service data unit) theo kết nối MAC thích hợp, bảo toàn hay cho phép QoS và cho phép định vị dải thông. Ngoài những chức năng cơ bản này, các lớp con quy tụ có thể cũng thực hiện nhiều chức năng phức tạp hơn như chặn và xây dựng lại đầu mục tải tối đa (payload header) để nâng cao hiệu suất kết nối không gian (airlink). Lớp con phần chung (common part sublayer) Giới thiệu và kiến trúc tổng thể — Nhìn chung, MAC 802.16 được thiết kế để hỗ trợ kiến trúc “điểm-nhiều điểm” với một BS trung tâm điều khiển nhiều khu vực độc lập đồng thời. Trên đường xuống, dữ liệu đến các SS được dồn kênh theo kiểu TDM. Đường lên được dùng chung giữa các SS theo kiểu TDMA. MAC 802.16 theo kiểu hướng kết nối (connection-oriented). Tất cả những dịch vụ bao gồm những dịch vụ không kết nối connectionless) cố hữu, được ánh xạ tới một kết nối. Điều đó cung cấp một cơ chế cho yêu cầu dải thông, việc kết hợp QoS và các tham số về lưu lượng, vận chuyển và định tuyến dữ liệu đến lớp con quy tụ thích hợp và tất cả các hoạt động khác có liên quan đến điều khoản hợp đồng của dịch vụ. Các kết nối được tham chiếu đến các CID 16-bit (16-bit connection identifier) và có thể yêu cầu liên tiếp dải thông được cấp phát hay dải thông theo yêu cầu. Mỗi SS có một địa chỉ MAC 48-bit chuẩn, nhưng những phục vụ này chủ yếu như một bộ nhận diện thiết bị, từ khi những địa chỉ gốc được sử dụng trong thời gian hoạt động là các CID. Lúc vào mạng, SS được gán ba kết nối quản lý (management connection) cho mỗi hướng. Ba kết nối này phản ánh ba yêu cầu QoS khác nhau được sử dụng bởi ba mức quản lý khác nhau. Kết nối đầu tiên là kết nối cơ sở (basic connection) được dùng để truyền các thông điệp ngắn, “time-critical MAC” và RLC (radio link control). Kết nối quản lý sơ cấp (primary management connection) được sử dụng để truyền các thông điệp dài hơn, chịu trễ nhiều hơn như những gì được sử dụng để chứng thực và cài đặt kết nối. Kết nối quản lý thứ cấp được sử dụng để truyền các thông điệp quản lý dựa trên cơ sở các chuẩn như DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), TFTP (Trivial File Transfer Protocol) và SNMP (Simple Network Management Protocol). Ngoài những kết nối quản lý này, các SS được cấp phát các kết nối vận chuyển (transport connection) cho các dịch vụ đã ký hợp đồng. Những kết nối vận chuyển theo một hướng duy nhất đơn giản hoá các tham số QoS đường lên và đường xuống khác nhau và các tham số lưu lượng. Ngoài ra MAC còn dự trữ các kết nối bổ sung cho những mục đích khác như sự truy nhập lúc khởi đầu trên cơ sở cạnh tranh, sự truyền quảng bá (broadcast) cho đường xuống cũng như cho báo hiệu kiểm tra tuần tự (polling). Việc truyền các MAC-PDU — MAC của IEEE 802.16 MAC hỗ trợ các giao thức lớp cao hơn khác nhau như ATM hay IP. Những MAC-SDU mới đến từ các lớp con quy tụ tương ứng được định dạng theo khuôn dạng của MAC-PDU, có thể với sự phân mảnh và/hoặc đóng gói, trước khi được chuyên trở qua một hay nhiều kết nối với sự đồng ý của giao thức MAC. Sau khi vượt qua kết nối không gian (airlink), các MAC-PDU được cấu trúc trở về các MAC-SDU gốc, như vậy những sửa đổi khuôn dạng được thực hiện bởi giao thức lớp MAC thể hiện tính “trong suốt” đối với thực thể nhận. IEEE 802.16 tận dụng lợi thế của sự hợp nhất các quá trình đóng gói và phân mảnh với quá trình định vị dải thông để tối ưu hóa tính linh hoạt và hiệu suất cho cả hai. Phân mảnh (fragmentation) là một quá trình trong đó một MAC-SDU được chia cắt ra làm một hay nhiều đoạn MAC-SDU. Đóng gói (packing) là một quá trình trong đó nhiều MAC-SDU được hợp nhất lại vào một "payload" MAC-PDU. Cả hai quá trình có thể được bắt đầu bởi một BS cho một kết nối đường xuống hoặc một SS cho một kết nối đường lên. IEEE 802.16 cho phép phân mảnh và đóng gói đồng thời để có thể sử dụng dải thông một cách hiệu quả. Hỗ trợ PHY và cấu trúc khung — MAC IEEE 802.16 hỗ trợ cả TDD lẫn FDD. Trong FDD, các đường xuống "continuous" (liên tục) và "burst" (không liên tục) đều được hỗ trợ. Các đường xuống “continuous” có tính đến các kỹ thuật nâng cao hiệu suất như “interleaving” (chèn). Các đường xuống “burst” (hoặc FDD hoặc TDD) cho phép sử dụng nhiều kỹ thuật nâng cao khả năng và dung lượng hơn như burst-profiling thích ứng mức thuê bao và các hệ thống ăngten cải tiến. MAC xây dựng khung con (subframe) của đường xuống bắt đầu với một đoạn điều khiển khung có chứa các thông điệp DL-MAP và UL-MAP. Chúng chỉ ra những chuyển tiếp PHY trên đường xuống cũng như những định vị dải thông và các burst-profile ở đường lên. Hình 4: Thời gian tối thiểu giữa sự nhận được và sự áp dụng UL-MAP cho một hệ thống FDD DL-MAP luôn có thể ứng dụng cho khung hiện thời và luôn có độ dài tối thiểu là hai block FEC. Sự chuyển tiếp PHY đầu tiên được biểu thị trong block FEC đầu tiên, cho phép thời gian xử lý thích ứng. Trong cả hai hệ thống TDD và FDD, UL-MAP cung cấp các định vị bắt đầu không muộn hơn khung đường xuống tiếp theo. Tuy vậy, UL-MAP có thể định vị sự khởi đầu khung hiện thời miễn là những thời gian xử lý và những độ trễ toàn phần (round-trip delay) phải được giám sát. Thời gian tối thiểu giữa sự nhận được và khả năng áp dụng của UL-MAP cho một hệ thống FDD được mô tả trong Hình 4. Radio Link Control (Điều khiển Kết nối Radio, RLC) — Công nghệ được cải tiến của PHY 802.16 đòi hỏi RLC nâng cao, đặc biệt khả năng PHY để chuyển tiếp từ một burst-profile tới một burst-profile khác . RLC phải điều khiển khả năng này cũng như các chức năng RLC truyền thống. Chi tiết hơn về RLC có thể tham khảo tại tài liệu gốc. Uplink Scheduling Services (các dịch vụ lập lịch đường lên) — Mỗi kết nối theo hướng đường lên được ánh xạ đến một scheduling-service. Mỗi scheduling-service liên quan đến một tập các quy tắc dựa trên trình lập lịch BS (BS-scheduler) chịu trách nhiệm cấp phát dung lượng cho đường lên và giao thức cấp phát theo yêu cầu giữa SS và BS. Đặc tả chi tiết các quy tắc và scheduling-service được dùng cho một kết nối đường lên đặc thù được thỏa thuận tại thời gian cài đặt kết nối. Dịch vụ cấp phát tự nguyện UGS (unsolicited grant service) được biến đổi để mang lại các dịch vụ tạo ra những đơn vị cố định dữ liệu theo chu kỳ. Khi được sử dụng với UGS, đầu mục con quản lý cấp phát gồm poll-me bit (xem mục "Những yêu cầu và cấp phát dải thông") cũng như slip indicator flag (cờ báo lỗi) cho phép SS báo cáo rằng hàng đợi truyền bị ùn do các yếu tố như mất sự cấp phát hay lệch giờ giữa hệ thống IEEE 802.16 và mạng bên ngoài. BS, nhờ vào sự phát hiện slip indicator flag, có thể cấp phát dung lượng bổ sung nào đó cho SS, cho phép nó hồi phục trạng thái hàng đợi trung bình. Những kết nối được cấu hình với UGS thì không được phép sử dụng những cơ hội truy nhập ngẫu nhiên cho các yêu cầu. Những yêu cầu dải thông và cấp phát — MAC IEEE 802.16 điều tiết hai lớp của SS, được phân biệt thông qua khả năng chấp nhận cấp phát dải thông của chúng cho một kết nối hoặc cho SS toàn vẹn. Cả hai lớp dải thông SS yêu cầu dải thông cho mỗi kết nối để cho phép giải thuật “BS uplink scheduling” (lập lịch đường lên BS) để cân nhắc một cách đúng đắn QoS khi định vị dải thông. Với sự cấp phát cho mỗi lớp kết nối (grant per connection, GPC) của SS, dải thông được cấp phát cho một kết nối và SS chỉ sử dụng cấp phát này cho kết nối đó. RLC và các giao thức quản lý khác sử dụng dải thông được cấp phát cho những kết nối quản lý này. Với lớp cấp phát cho mỗi SS (grant per SS, GPSS), các SS được cấp các dải thông được tập hợp lại vào trong một cấp phát đơn cho bản thân SS đó. GPSS-SS cần thông minh hơn trong việc xử lý chất lượng dịch vụ của nó. Nó sẽ sử dụng đặc trưng dải thông cho kết nối đã yêu cầu nó, nhưng không cần thiết. Ví dụ, nếu tình hình QoS tại SS đã thay đổi từ yêu cầu cuối cùng, SS có tuỳ chọn để gửi dữ liệu QoS cao hơn cùng với một yêu cầu thay thế dải thông này bị "trộm" từ một kết nối QoS thấp hơn. SS cũng có thể sử dụng một vài dải thông để đáp ứng nhanh chóng sao cho có thể thay đổi những điều kiện môi trường do việc gửi, ví dụ một thông điệp DBPC-REQ chẳng hạn. Để bỏ qua chu trình kiểm tra tuần tự thông thường, bất kỳ SS nào với một kết nối có chạy UGS có thể sử dụng poll-me bit trong đầu mục con quản lý cấp phát để cho BS biết nó cần được kiểm tra tuần tự những nhu cầu dải thông trên một kết nối khác. BS chỉ có thể chọn để cất giữ dải thông qua việc kiểm tra tuần tự các SS đã tự nguyện cấp phát các dịch vụ chỉ khi chúng đã đặt poll-me bit. Sự thu nhận kênh (Channel Acquisition) — Giao thức MAC bao gồm một thủ tục khởi tạo được thiết kế để loại trừ nhu cầu cấu hình thủ công. Vào lúc cài đặt, một SS bắt đầu quét danh sách tần số của nó để tìm ra một kênh hoạt động. Nó có thể được chương trình hoá để đăng ký với một BS xác định, tham chiếu đến một broadcast ID BS (có khả năng chương trình hoá). Đặc tính này giúp ích cho việc triển khai nơi mà SS có thể "nghe" (nhận biết) một BS thứ cấp do sự giảm âm có chọn lọc hoặc khi SS bắt được một “sidelobe“ của một ăngten BS gần ngay cạnh. Sau khi quyết định trên kênh nào, SS cố gắng thử đồng bộ hoá sự truyền đường xuống do phát hiện ra các đoạn đầu khung theo chu kỳ (periodic frame preambles). Một khi lớp vật lý được đồng bộ hoá, SS sẽ tìm kiếm những thông báo UDC và DCD quảng bá định kỳ cho phép SS nhận biết sự điều biến và các kế hoạch FEC sử dụng trên sóng mang. Chứng thực và đăng ký SS — Mỗi SS có chứa một giấy chứng nhận số X.509 được cài đặt từ nhà máy và giấy chứng nhận của nhà sản xuất. Các giấy chứng nhận này thiết lập một liên kết giữa địa chỉ MAC 48-bit của SS và khoá RSA dùng chung, được gửi cho BS từ SS trong những thông báo yêu cầu cấp phép và thông tin chứng thực. Mạng có khả năng xác minh khả năng giống nhau của SS bởi việc kiểm tra các giấy chứng nhận và sau đó kiểm tra mức cho phép của SS. Nếu SS được cấp phép để tham gia mạng, BS sẽ đáp lại yêu cầu của nó với một Authorization Reply (trả lời cấp phép) có chứa một khoá AK (Authorization Key) được mã hoá với khóa dùng chung của SS và được dùng để bảo vệ những giao dịch sau này. Trong lúc cấp phép thành công, SS sẽ đăng ký với mạng. Điều đó sẽ thiết lập kết nối quản lý thứ cấp của SS và xác định những khả năng có liên quan đến cài đặt kết nối và quá trinh hoạt động MAC. Phiên bản IP được sử dụng với kết nối quản lý thứ cấp cũng được xác định trong thời gian đăng ký. Kết nối IP — Sau khi đăng ký, SS giành được một địa chỉ IP qua DHCP và thiết lập thời gian trong ngày qua đường ITP (Internet Time Protocol). Server DHCP cũng cung cấp địa chỉ của server TFTP (Trivial File Transfer Protocol), từ đó SS có thể yêu cầu một file cấu hình. File này cung cấp một giao diện chuẩn đưa ra thông tin cấu hình đặc trưng của nhà cung cấp. Cài đặt kết nối — Nhìn tổng thể, việc cài đặt các luồng dịch vụ trong IEEE 802.16 được khởi tạo bởi BS trong thời gian khởi tạo SS. Tuy vậy, các luồng dịch vụ có thể cũng được thiết lập động bởi BS hoặc SS. Điển hình SS chỉ khởi tạo các luồng dịch vụ nếu có một kết nối được báo hiệu động như một SVC (switched virtual connection) từ một mạng ATM. Sự thiết lập các luồng dịch vụ được thực hiện thông qua một giao thức “three-way handshaking" (bắt tay ba bước) mà tại đó yêu cầu thiết lập luồng dịch vụ được đáp ứng và sự đáp lại đó được xác nhận. Security Associations (những liên kết bảo mật) — Giao thức bảo mật của IEEE 802.16 dựa trên cơ sở giao thức PKM (Privacy Key Management), PKM được xây dựng xung quanh khái niệm các SA (security associations). SA là một tập các phương pháp mật mã và các nguyên liệu mã khoá kết hợp; điều đó có nghĩa, nó có chứa thông tin về những thuật toán nào được áp dụng, khoá nào được dùng và v.v. Mỗi SS thiết lập tối thiểu một SA trong thời gian khởi tạo. Mỗi kết nối, với ngoại lệ các kết nối quản lý cơ sở và sơ cấp, được ánh xạ tới một SA hoặc tại thời gian cài đặt kết nối hoặc trong quá trình hoạt động. Lời kết Giao diện không gian WirelessMAN™ đưa ra trong chuẩn IEEE 802.16 cung cấp nền tảng cho việc phát triển và triển khai các mạng vùng đô thị dựa trên các chuẩn cung cấp truy nhập không dây băng thông rộng trong nhiều môi trường điều tiết. Chuẩn này nhằm mục đích tính đến nhiều nhà cung cấp sản xuất ra các thiết bị có thể hoạt động cùng nhau. Tuy vậy, nó cũng chú tâm đến sự khác nhau các nhà cung cấp. Chẳng hạn chuẩn này cung cấp trạm cơ sở với một tập các công cụ để thực hiện công việc lập kế hoạch hiệu quả. Tuy nhiên, các thuật toán lập lịch xác định hiệu suất toàn bộ sẽ khác nhau đối với những nhà cung cấp khác nhau và có thể tối ưu hoá những mô hình lưu lượng cụ thể. Theo cách đó, đặc tính burst-profile thích ứng cho phép điều khiển để tối ưu hoá hiệu suất của vận chuyển PHY. Những nhà cung cấp có tính đổi mới sẽ giới thiệu những kế hoạch thực hiện thông minh để tăng khả năng cơ hội này trong khi bảo lưu tính hoạt động cùng nhau với các trạm thuê bao tương hợp. Việc công bố chuẩn IEEE 802.16 có một tầm quan trọng trong đó truy cập không dây băng rộng chuyển sang thế hệ thứ hai và bắt đầu sự thiết lập như một xu hướng lựa chọn cho truy cập băng rộng. Thông qua dịch vụ của nhiều tình nguyện viên, nhóm làm việc IEEE 802.16 đã thành công trong việc thiết kế và tạo ra một chuẩn dựa trên công nghệ "forward-looking". Chuẩn IEEE 802.16 là sự sáng lập các mạng vùng đô thị không dây của vài thập kỷ tới. Hoàng Hiệp . Chuẩn IEEE 802. 16 : Tổng quan giao diện không gian WirelessMAN™ cho truy nhập không dây băng rộng Công nghệ truy nhập không dây băng rộng cung cấp các kết. 2–11 GHz: Các băng tần 2–11 GHz , đã cấp phép và được miễn đều nằm trong dự án IEEE 802. 16a. Chuẩn 802. 16a chủ yếu bao gồm sự phát triển những đặc tả lớp vật lý mới cho giao diện không gian và. tĩnh đã hoàn thiện đến mức có một chuẩn cho các mạng vùng đô thị (metropolitan area network, MAN) không dây thế hệ hai. Chuẩn IEEE 802. 16 với giao diện không gian WirlessMAN™ đặt phạm vi hoạt