Phủ sóng wifi phường Sao Đỏ

BÁO CÁO ĐỒ ÁN CƠ SỞ NGÀNH Nhóm 3 Phủ sóng wifi phường Sao Đỏ Các thành viên: 1. Đoàn Quang Chức 2. Phạm Ngọc Linh 3.Hoàng Văn Mạnh 4. Bùi Khắc Tấn 5. Hoàng Văn Trường 6. Phùng Quang Tú 1 MỤC LỤC 2 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, internet đang trở thành một phần quan trọng phục vụ nhu cầu giải trí, làm việc của con người. Nhu cầu truy cập internet cao đến mức hầu như các thiết bị di động ở mức trung bình trở lên đều tích hợp chức năng truy cập internet, trong đó chức năng bắt wifi rất được chú ý. Với sự phát triển của các thiết bị di động thì việc truy cập wifi ở nơi công cộng trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết. Hệ thống wifi đã hoạt động phổ biến ở một số nơi công cộng như : sân bay, quán café, thư viện, khách sạn, trường học Hệ thống cho phép truy cập Internet tại những khu vực có sóng của hệ thống này, hoàn toàn không cần đến cáp nối. Ngoài các điểm kết nối công cộng (hotspots), WiFi có thể được thiết lập ngay tại nhà riêng. Đối với địa bàn đông dân cư như phường Sao Đỏ, nhu cầu truy cập internet trong nhà hay ngoài trời đều ở mức cao. Người sử dụng có thể truy cập internet tại nhà, nơi làm việc hay tại những nơi công cộng. Do vậy, chúng tôi quyết định nghiên cứu, xây dựng mô hình phủ sóng wifi phường Sao Đỏ. 3 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1. Một số khái niệm Khái niệm mạng LAN LAN (viết tắt từ tên tiếng Anh Local Area Network, "mạng máy tính cục bộ") là một hệ thống mạng dùng để kết nối các máy tính trong một phạm vi nhỏ (nhà ở, phòng làm việc, trường học, …). Các máy tính trong mạng LAN có thể chia sẻ tài nguyên với nhau, mà điển hình là chia sẻ tập tin, máy in, máy quét và một số thiết bị khác. Một mạng LAN tối thiểu cần có máy chủ (server), các thiết bị ghép nối (Repeater, Hub, Switch, Bridge), máy tính con (client), card mạng (Network Interface Card – NIC) và dây cáp (cable) để kết nối các máy tính lại với nhau. Trong thời đại của hệ điều hành MS- DOS, máy chủ mạng LAN thường sử dụng phần mềm Novell NetWare, tuy nhiên điều này đã trở nên lỗi thời hơn sau khi Windows NT và Windows for Workgroups xuất hiện. Ngày nay hầu hết máy chủ sử dụng hệ điều hành Windows, và tốc độ mạng LAN có thể lên đến 10 Mbps, 100 Mbps hay thậm chí là 1 Gbps. Các kiến trúc mạng kiểu LAN • Mạng bus( mạng tuyến tính): Các máy nối với nhau lien tục thành một hang từ máy này tới máy kia. • Mạng vòng: Các máy nối với nhau thành một vòng và máy cuối lại nối ngược với máy đầu. Khái niệm về WAN Có nghĩa là mạng diện rộng. Dùng để nối các LAN lại với nhau (thông qua router). WAN còn gọi là mạng diện rộng dùng trong vùng địa lí lớn thường cho quốc gia hay cả lục địa, phạm vi vài trăm cho đến vài ngàn km. Chúng bao gồm tập hợp nhiều máy nhằm chạy các chương trình cho người dùng.Các máy này thường gọi là máy lưu trữ hay máy đầu cuối. Các máy chính được nối với nhau bằng các mạng truyền thông con hay còn gọi là mạng con. Nhiệm vụ của mạng con là chuyển tải các thông điệp từ máy chủ này sang máy chủ khác. Mạng con có hai thành phần chính : - Các đường dây vận chuyển còn gọi là mạch. - Các thiết bị nối chuyển.Đây là loại máy tính chuyên biệt dùng để nối hai hay nhiều đường trung chuyển nhằm di chuyển dữ liệu giữa các máy.Khi dữ liệu đến trên các 4 đường vô, thiết bị nối cuyển này phải chọn một đường dây ra để gửi dữ liệu đó đi.Tên gọi của dữ liệu này là nút chuyển gói. Khái niệm DHCP Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP - giao thức cấu hình động máy chủ) là một giao thức cấu hình tự động địa chỉ IP. Máy tính được cấu hình một cách tự động vì thế sẽ giảm việc can thiệp vào hệ thống mạng. Nó cung cấp một database trung tâm để theo dõi tất cả các máy tính trong hệ thống mạng. Mục đích quan trọng nhất là tránh trường hợp hai máy tính khác nhau lại có cùng địa chỉ IP. Nếu không có DHCP, các máy có thể cấu hình IP thủ công Ngoài việc cung cấp địa chỉ IP, DHCP còn cung cấp thông tin cấu hình khác, cụ thể như DNS. Hiện nay DHCP có 2 version: cho IPv4 và IPv6. Nói một cách tổng quan hơn DHCP là dich vụ mang đến cho chúng ta nhiều lợi điểm trong công tác quản trị và duy trì một mạng TCP/IP như: + Tập chung quản trị thông tin về cấu hình IP. + Cấu hình động các máy. + Cấu hình IP cho các máy một cách liền mạch + Sự linh hoạt + Khả năng mở rộng. 5 2. Mô hình DHCP cơ bản Chức năng: - Mỗi thiết bị trên mạng cơ sở TCP/IP phải có một địa chỉ IP duy nhất để truy cập mạng và các tài nguyên của nó. Không có DHCP, cấu hình IP phải được thực hiện một cách thủ công cho các máy tính mới, các máy tính di chuyển từ mạng con này sang mạng con khác, và các máy tính được loại bỏ khỏi mạng. - Bằng việc phát triển DHCP trên mạng, toàn bộ tiến trình này được quản lý tự động và tập trung. DHCP server bảo quản vùng của các địa chỉ IP và giải phóng một địa chỉ với bất cứ DHCP client có thể khi nó có thể ghi lên mạng. Bởi vì các địa chỉ IP là động hơn tĩnh, các địa chỉ không còn được trả lại một cách tự động trong sử dụng đối với các vùng cấp phát lại. Cách hoạt động của DHCP DHCP tự động quản lý các địa chỉ IP và loại bỏ được các lỗi có thể làm mất liên lạc. Nó tự động gán lại các địa chỉ chưa được sử dụng. DHCP cho thuê địa chỉ trong một khoảng thời gian, có nghĩa là những địa chỉ nầy sẽ còn dùng được cho các hệ thống khác. Bạn hiếm khi bị hết địa chỉ. DHCP tự động gán địa chỉ IP thích hợp với mạng con chứa máy trạm này. Cũng vậy, DHCP tự động gán địa chỉ cho người dùng di động tại mạng con họ kết nối. 6 Trình tự thuê Địa chỉ IP DHCP là một giao thức Internet có nguồn gốc ở BOOTP (bootstrap protocol), được dùng để cấu hình các trạm không đĩa. DHCP khai thác ưu điểm của giao thức truyền tin và các kỹ thuật khai báo cấu hình được định nghĩa trong BOOTP, trong đó có khả năng gán địa chỉ. Sự tương tự nầy cũng cho phép các bộ định tuyến hiện nay chuyển tiếp các thông điệp BOOTP giữa các mạng con cũng có thể chuyển tiếp các thông điệp DHCP. Vì thế, máy chủ DHCP có thể đánh địa chỉ IP cho nhiều mạng con. Quá trình đạt được địa chỉ IP được mô tả dưới đây: Bước 1: Máy trạm khởi động với “địa chỉ IP rỗng” cho phép liên lạc với máy chủ DHCP bằng giao thức TCP/IP. Nó chuẩn bị một thông điệp chứa địa chỉ MAC (ví dụ địa chỉ của card Ethernet) và tên máy tính. Thông điệp nầy có thể chứa địa chỉ IP trước đây đã thuê. Máy trạm phát tán liên tục thông điệp này lên mạng cho đến khi nhận được phản hồi từ máy chủ. Bước 2: Mọi máy chủ DHCP có thể nhận thông điệp và chuẩn bị địa chỉ IP cho máy trạm. Nếu máy chủ có cấu hình hợp lệ cho máy trạm, nó chuẩn bị thông điệp “chào hàng” chứa địa chỉ MAC của khách, địa chỉ IP “chào hàng”, mặt nạ mạng con (subnet mask), địa chỉ IP của máy chủ và thời gian cho thuê. Địa chỉ “chào hàng” được đánh dấu là “reserve” (để dành). Máy chủ DHCP phát tán thông điệp chào hàng nầy lên mạng. Bước 3: Khi khách nhận thông điệp chào hàng và chấp nhận một trong các địa chỉ IP, máy trạm phát tán thông điệp nầy để khẳng định nó đã chấp nhận địa chỉ IP và từ máy chủ DHCP nào. Bước 4: Cuối cùng, máy chủ DHCP khẳng định toàn bộ sự việc với máy trạm. Để ý rằng lúc đầu máy trạm phát tán yêu cầu về địa chỉ IP lên mạng, nghĩa là mọi máy chủ DHCP đều có thể nhận thông điệp nầy. Do đó, có thể có nhiều hơn một máy chủ DHCP tìm cách cho thuê địa chỉ IP bằng cách gởi thông điệp chào hàng. Máy trạm chỉ chấp nhận một thông điệp chào hàng, sau đó phát tán thông điệp khẳng định lên mạng. Vì thông điệp nầy được phát tán, tất cả máy chủ DHCP có thể nhận được nó. Thông điệp chứa địa chỉ IP của máy chủ DHCP vừa cho thuê, vì thế các máy chủ DHCP khác rút lại thông điệp chào hàng của mình và hoàn trả địa chỉ IP vào vùng địa chỉ, để dành cho khách hàng khác. • DHCP client - Máy trạm DHCP: là một thiết bị nối vào mạng và sử dụng giao thức DHCP để lấy các thông tin cấu hình như là địa chỉ mạng, địa chỉ máy chủ DNS. 7 • DHCP server - Máy chủ DHCP: là một thiết bị nối vào mạng có chức năng trả về các thông tin cần thiết cho máy trạm DHCP khi có yêu cầu. • BOOTP relay agents - Thiết bị chuyển tiếp BOOTP: là một máy trạm hoặc một router có khả năng chuyển các thông điệp DHCP giữa DHCP server và DHCP client. • Binding - Nối kết: là một tập hợp các thông tin cấu hình trong đó có ít nhất một địa chỉ IP, được sử dụng bởi một DHCP client. Các nối kết được quản lý bởi máy chủ DHCP. 3. Công nghệ không dây WIFI 3.1 Khái niệm wifi Wi-Fi viết tắt từ Wireless Fidelity hay mạng 802.11 là hệ thống mạng không dây sử dụng sóng vô tuyến, giống như điện thoại di động, truyền hình và radio. Hệ thống này đã hoạt động phổ biến ở một số nơi công cộng như : sân bay, quán café, thư viện, khách sạn, trường học Hệ thống cho phép truy cập Internet tại những khu vực có sóng của hệ thống này, hoàn toàn không cần đến cáp nối. Ngoài các điểm kết nối công cộng (hotspots), WiFi có thể được thiết lập ngay tại nhà riêng. Tên gọi 802.11 bắt nguồn từ viện IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Viện này tạo ra nhiều chuẩn cho nhiều giao thức kỹ thuật khác nhau, và nó sử dụng một hệ thống số nhằm phân loại chúng; 4 chuẩn thông dụng của WiFi hiện nay là 802.11a/b/g/n. 3.2 Hoạt động Các sóng vô tuyến sử dụng cho WiFi gần giống với các sóng vô tuyến sử dụng cho thiết bị cầm tay, điện thoại di động và các thiết bị khác. Nó có thể chuyển và nhận sóng vô tuyến, chuyển đổi các mã nhị phân 1 và 0 sang sóng vô tuyến và ngược lại. Tuy nhiên, sóng WiFi có một số khác biệt so với các sóng vô tuyến khác ở chỗ: • Chúng truyền và phát tín hiệu ở tần số 2.5 GHz hoặc 5 GHz. Tần số này cao hơn so với các tần số sử dụng cho điện thoại di động, các thiết bị cầm tay và truyền hình. Tần số cao hơn cho phép tín hiệu mang theo nhiều dữ liệu hơn. • Chúng dùng chuẩn 802.11: • Chuẩn 802.11b là phiên bản đầu tiên trên thị trường. Đây là chuẩn chậm nhất và rẻ tiền nhất, và nó trở nên ít phổ biến hơn so với các chuẩn khác. 802.11b phát tín 8 hiệu ở tần số 2.4 GHz, nó có thể xử lý đến 11 megabit/giây, và nó sử dụng mã CCK (complimentary code keying). • Chuẩn 802.11g cũng phát ở tần số 2.4 GHz, nhưng nhanh hơn so với chuẩn 802.11b, tốc độ xử lý đạt 54 megabit/giây. Chuẩn 802.11g nhanh hơn vì nó sử dụng mã OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing), một công nghệ mã hóa hiệu quả hơn. • Chuẩn 802.11a phát ở tần số 5 GHz và có thể đạt đến 54 megabit/ giây. Nó cũng sử dụng mã OFDM. Những chuẩn mới hơn sau này như 802.11n còn nhanh hơn chuẩn 802.11a, nhưng 802.11n vẫn chưa phải là chuẩn cuối cùng. • Chuẩn 802.11n cũng phát ở tần số 2.4 GHz, nhưng nhanh hơn so với chuẩn 802.11a, tốc độ xử lý đạt 300 megabit/giây. • WiFi có thể hoạt động trên cả ba tần số và có thể nhảy qua lại giữa các tần số khác nhau một cách nhanh chóng. Việc nhảy qua lại giữa các tần số giúp giảm thiểu sự nhiễu sóng và cho phép nhiều thiết bị kết nối không dây cùng một lúc. Adapter Các máy tính nằm trong vùng phủ sóng WiFi cần có các bộ thu không dây, adapter, để có thể kết nối vào mạng. Các bộ này có thể được tích hợp vào các máy tính xách tay hay để bàn hiện đại. Hoặc được thiết kế ở dạng để cắm vào khe PC card hoặc cổng USB, hay khe PCI. Khi đã được cài đặt adapter không dây và phần mềm điều khiển (driver), máy tính có thể tự động nhận diện và hiển thị các mạng không dây đang tồn tại trong khu vực. Router Nguồn phát sóng WiFi là máy tính với: 1. Một cổng để nối cáp hoặc modem ADSL 2. Một router (bộ định tuyến) 3. Một hub Ethernet 4. Một firewall 5. Một access point không dây 9 Hầu hết các router có độ phủ sóng trong khoảng bán kính 30,5 m về mọi hướng. 3.3 Độ phủ sóng, truyền qua vật cản Đối với các văn phòng nhỏ và các gia đình: Giả sử thiết bị WiFi hoạt động ở băng tần phổ biến là 2.4GHz, có các đặc tính sau: - Công suất phát sóng (TX – Transmit Power): 20 dBm ( = 15dBm + 5dBi) Bao gồm: o Công suất phát sóng EIRP: 30mW ==> Tương đương 15dB ( 10xlog(30mW) = 15 dBm) o Độ lợi ăng ten: 5dBi - Độ lợi của ăng ten là khả năng tập trung năng lượng phát sóng của ăng ten vào một khu vực nhất định. Độ lợi càng cao thì vùng phủ sóng càng giảm. -Độ nhạy thu (RX – Receiver Sensitivity): -90dB @ 1Mbps (Có nghĩa: nếu độ lớn của tín hiệu là -90dBm thì tốc độ truyền dữ liệu đạt 1Mbps) => Power Budget = TX – RX =20 dBm – (-90 dBm) = 110 dBm (tạm gọi là “Quỹ công suất”) Tính khoảng cách: - Ở khoảng cách 10m đầu tiên, tín hiệu Wifi bị suy giảm 70 dBm => Quỹ công suất chỉ còn: 110 dBm – 70 dBm = 40 dBm - Tiếp theo tín hiệu bị suy giảm 10 dBm sau mỗi lần gấp đôi khoảng cách: o Ở khoảng cách 20m, Quỹ công suất còn 30 dBm (40 – 10 =30) o Ở khoảng cách 40m, Quỹ công suất còn 20 dBm (30 – 10 =20) o Ở khoảng cách 80m, Quỹ công suất còn 10 dBm (20 – 10 =10) o Ở khoảng cách 160m, Quỹ công suất còn 0 dBm (10 – 10 =0) => Trong “tầm nhìn thẳng, không vật cản” tín hiệu truyền được ở khoảng cách 160m với tốc độ 1Mbps Lưu ý: Khi xuyên quan mỗi bức tường ( dày 20 cm) tín hiệu giảm 10 dBm Ví dụ: Linksys E2000: - Công suất phát: 17 dBm + 2 dBi = 19 dBm - Độ nhạy thu của Laptop: -90 dBm => Laptop có thể kết nối về Linksys E2000 ở khoảng cách ~160m ở môi trường nhìn thẳng, không vật cản. => Nếu từ bộ phát E2000 tới Laptop có 2 bức tường dày 20cm, Laptop chỉ có thể hoạt động ở khoảng cách < 40m 10 [...]... sự phân bố dân cư phường sao đỏ 15 Hình 2: Bản đồ địa lý, địa hình phường Sao Đỏ Toàn bộ phường nằm trải dài trên nhiều ngọn đồi thấp(đồi licogi,ba đèo,trần phú ) Khoảng cách từ ủy ban nhân dân phường tới điểm cực đông của phường là 1,337km (1,032km)(ngã 3 cây xăng côn sơn) Khoảng cách từ ủy ban nhân dân phường tới điểm cực bắc của phường là 2,378km (1,036km)(Sau trường tiểu học sao đỏ 1) Khoảng cách... CHƯƠNG 2: Khảo sát thực trạng và giải pháp Bài toán: Thiết lập được mạng không dây tốc độ cao phủ sóng khu vực trọng điểm phường Sao Đỏ cho 10000 người I Khảo sát thực tế 1 Địa lý và dân cư Phường Sao Đỏ thuộc thị xã Chí Linh trên cơ sở toàn bộ 561,64 ha diện tích tự nhiên và 24.026 nhân khẩu của phường Sao Đỏ Sao Đó khá đông dân so với một thị trấn thông thường do khi xây dựng Nhà máy nhiệt điện Phả... tại ủy ban nhân dân phường Sao Đỏ Đây là trung tâm điều khiển, xử lý của toàn bộ hệ thống 5 WISP (Wireless Internet service provider) trạm phát sóng trung tâm được đặt tại 5 điểm tập trung đông dân cư và nhu cầu sử dụng intenet lớn trên địa bàn phường Sao Đỏ: Điểm thứ nhất đặt tại đỉnh đồi licogi: đây là khu vực có địa hình cao nhất trên địa bàn phường Đặt WISP tại đây sẽ phủ sóng wifi được cho khu vực... đông và nhu cầu sử dụng của trường đại học Sao Đỏ cũng rất lớn Đặt WISP tại đây có thể phủ sóng cho toàn bộ trường đại học Sao Đỏ, các khu phố xung quanh như Hữu Nghị, Nguyễn Thị Duệ, Chu Văn An, 1/5, Thái Hưng, Thành Công Điểm thứ 4 đặt tại khách sạn Sao Đỏ Tại đây tập trung rất nhiều các của hàng buôn bán có nhu cầu sử dụng intenet.Đặt WISP tại đây sẽ phủ sóng wifi được cho khu phố Nguyễn Trãi 1 2,... tại đây sẽ phủ sóng cho 1 phần phố Trần Hưng Đạo, phố Nguyễn Trãi 2, phố Lê Hồng Phong, Bạch Đằng Các AP wifi WIPS client – các trạm thu phát tăng cường sóng AP wifi WIPS client có chức năng tiếp nhận sóng wifi từ WISP và phát ra một khu vực nhỏ hơn Như vậy AP wifi WIPS client sẽ giúp cho chất lượng đường truyền tại các khu vực có nhu cầu sử dụng lớn đảm bảo chất lượng wifi ổn định.Các AP wifi WIPS... hạn dụng lượng truy cập cho từng user hoặc từng trạm phát song Mở rộng vùng phủ sóng dễ dàng và không giới hạn nhờ vào liên kết sóng lưới thông minh đa chiều giữa các trạm phát sóng Công nghệ có thể phủ sóng tốt trong mọi qui mô và điều kiện dự án nhờ hỗ trợ sóng xuyên vật cản cực tốt (Kể cả bức tường dày 40cm) Các thiết bị phát sóng liên kết nhau không giới hạn nhờ vào liên kết lưới thông minh đa chiều... trấn Sao Đỏ Những năm từ 2000 trở đi, có nhiều dự án phát triển đô thị đã được triển khai ở đây Tại Sao Đỏ có nhiều cơ quan, trường học và doanh trại quân đội Ngày 27 Tháng 9 2009, Bộ Xây dựng đã có Quyết định 941/QĐ-BXD về việc công nhận Thị trấn Sao Đỏ là đô thị loại IV, huyện lỵ của huyện Chí Linh tỉnh Hải Dương Do khoảng dân cư chủ yếu tập trung đông ở khu vực trong bán kính 1km quanh ủy ban phường. .. trung tâm điều khiển đặt tại ủy ban p Sao Đỏ) , khu phố Thái Học 2 , phố Thái Học 3 và phố Hùng Vương,Trần Bình Trọng Điểm thứ 2 đặt tại phòng công chứng cũ tại số 8 đường Đoàn Kết: Đây là khu vực tập trung khá đông dân cư.Đặt WISP tại đây sẽ phủ sóng wifi cho toàn bộ khu phố Đoàn Kết, An Ninh, Yết Kiêu và khu đô thị Việt Tiên Sơn Điểm thứ 3 đặt tại Trường đại học sao đỏ: Khu vực này có nhu cầu sử dụng... động kết nối đến trạm phát sóng mạnh nhất và có đường đi ngắn nhất Thông minh tìm gateway khác khi gateway đang kết nôi gặp sự cố Khi có sự cố tại trạm phát đang kết nối, kết nối sóng từ thiết bị nhận có thể chuyển qua các trạm phát khác vì tại bất kỳ vị trí nào cũng nhận được ít nhất 2 vùng sóng chính và phụ 20 100% hỗ trợ chuyển vùng sóng wifi liền mạch vượt trội hơn so với Wifi truyền thống (chức năng... điểm công nghệ Chỉ sử dụng một kênh sóng (channel) và tên định danh SSID) cho toàn hệ thống 18 Trong hệ thống mạng Wimax di dộng, tất cả các trạm phát sóng sẽ chỉ hiển thị một SSID duy nhất Lúc này các thiết bị kết nối sẽ tự động dò tìm những trạm phát sóng trạm phát sóng mạnh và gần nhất để kết nối vào thêm vào đó, tất cả các trạm phát sóng chỉ dùng 1 kênh phát sóng duy nhất cho toàn hệ thống Công . trường Đại Học Sao Đỏ ở trọ lên nhu cầu sử dụng internet tương đối lớn. 14 Hình 1: Bản đồ thể hiện sự phân bố dân cư phường sao đỏ 15 Hình 2: Bản đồ địa lý, địa hình phường Sao Đỏ Toàn bộ phường nằm. Thiết lập được mạng không dây tốc độ cao phủ sóng khu vực trọng điểm phường Sao Đỏ cho 10000 người. I. Khảo sát thực tế 1. Địa lý và dân cư Phường Sao Đỏ thuộc thị xã Chí Linh trên cơ sở toàn. BÁO CÁO ĐỒ ÁN CƠ SỞ NGÀNH Nhóm 3 Phủ sóng wifi phường Sao Đỏ Các thành viên: 1. Đoàn Quang Chức 2. Phạm Ngọc Linh 3.Hoàng Văn Mạnh 4. Bùi Khắc