Công nghệ wimax và khả năng ứng dụng tại việt nam luận văn tốt nghiệp đại học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: CÔNG NGHỆ WIMAX VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM Người hướng dẫn : ThS Cao Thành Nghĩa Sinh viên thực hiện: Nguyễn Tiến Quân Lớp : 47K - ĐTVT Vinh, 5-2010 MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU Thế giới đứng trước phát triển không ngừng khoa học công nghệ, truyền thông băng rộng trở thành nhu cầu thiết yếu mang lại nhiều lợi ích cho người sử dụng Bên cạnh việc cung cấp dịch vụ truy nhập Internet, trò chơi tương tác, hội nghị truyền hình, truyền thông băng rộng di động ứng dụng rộng rãi, cung cấp kết nối tin cậy cho người sử dụng di chuyển qua phạm vi rộng lớn Trong đó, truy nhập băng rộng không dây lĩnh vực mang lại quan tâm đáng kể tổ chức nghiên cứu nhà cung cấp thiết bị, nhà khai thác mạng Ngày giới hướng tới tương tác toàn cầu truyền thông băng rộng không dây, điều không mang lại hội tụ truyền thông toàn cầu mà mang lại nhiều lợi nhuận mặt kinh tế, giúp cho việc phát triển khoa học, công nghệ, trị, văn hóa,… nước toàn giới Chúng ta biết đến công nghệ truy nhập Internet quay số qua modem thoại, ADSL, hay đường thuê kênh riêng sử dụng hệ thống vô tuyến điện thoại di động hay mạng Wi-Fi Mỗi phương pháp truy cập có ưu điểm riêng Bên cạnh nhiều nhược điểm, chẳng hạn với Modem thoại tốc độ truy nhập thấp, ADSL tốc độ lên đến 8Mbps cần đường dây kết nối, đường thuê kênh riêng giá thành thấp khó triển khai, đặc biệt với địa hình phức tạp Hệ thống thông tin di động cung cấp tốc độ truyền 9,6Kbps thấp so với nhu cầu người sử dụng, mạng hệ sau GSM 2.5G cho phép tốc độ lên đến 171,2Kbps hay EDGE khoảng 300 - 400Kbps chưa đủ đáp ứng nhu cầu số lượng người sử dụng ngày tăng dịch vụ mạng Internet Ở hệ thống di động hệ 3G tốc độ truy nhập Internet không vượt 2Mbps Với mạng Wi-Fi áp dụng cho máy tính trao đổi thông tin khoảng cách ngắn Đứng trước thực tế đó, WiMAX đời nhằm cung cấp phương tiện truy cập Internet không dây tổng hợp thay ADSL Wi-Fi Hệ thống WiMAX có khả cung cấp đường truyền vô tuyến với tốc độ lên đến 70Mbps với bán kính phủ sóng lên đến 50km Chính ưu đó, em nhận thấy WiMAX công nghệ có tiềm với khả phát triển vững lâu dài, em chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp “Công nghệ WiMAX khả ứng dụng Việt Nam” Bố cục đồ án gồm chương: Chương Tổng quan công nghệ WiMAX Chương Các kỹ thuật sử dụng WiMAX yếu tố ảnh hưởng Chương Khả triển khai ứng dụng hệ thống WiMAX mạng Viễn thông Việt Nam WiMAX công nghệ mới, đòi hỏi nghiên cứu tìm tòi bạn muốn tìm hiểu Nội dung kiến thức đồ án tổng hợp kiến thức trình học tập, tìm hiểu, nghiên cứu từ tài liệu Vì thời gian có hạn kiến thức nhiều hạn chế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp từ thầy, cô giáo bạn đọc Cuối em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy, cô giáo khoa Điện tử Viễn thông giúp đỡ góp ý cho em trình làm đồ án Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn ThS Cao Thành Nghĩa, trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Vinh, tháng 05 năm 2011 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Tiến Quân TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đứng trước phát triển không ngừng khoa học công nghệ truyền thông băng rộng trở thành nhu cầu thiết yếu mang lại nhiều lợi ích cho người sử dụng, bên cạnh việc cung cấp dịch vụ truy cập Internet quay số qua modem thoại ADSL hay đường kênh riêng sử dụng hệ thống điện thoại di động hay mạng Wi-Fi WiMAX đời nhằm cung cấp phương tiện truy cập Internet không dây tổng hợp thay ADSL Wi-Fi Đồ án trình bày cách tóm tắt trình phát triển, đặc điểm kỹ thuật, băng tần, chuẩn, kỹ thuật điều chế OFDM OFDMA, công nghệ cải tiến WiMAX, kiến trúc mạng WiMAX Từ nghiên cứu khả triễn khai ứng dụng hệ thống WiMAX mạng viễn thông Việt Nam In the face of ongoing development of science and technology communication broadband is becoming essential requirements brought many benefits to users, in addition to providing services such as Internet access via modem dial phone ADSL lines or separate channels or use the mobile system or Wi-Fi network WiMAX been formed to provide a means to access the wireless Internet can replace synthetic ADSL and Wi-Fi Project presented a summary of the development process, specifications, in depth bands, the standard, modulation technique OFDM and OFDMA, the WiMAX technology improvements, comments WiMAX network architecture Which studies the ability to deploy WiMAX systems and applications on the network Vietnam Telecommunications DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Trang DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Trang DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT AAA Authentication, authorization and Account Nhận thực, cấp phép tính cước AAS Adaptive Antena System Hệ thống anten thích nghi ACK Acknowledgment Xác nhận ARQ Automatic Retransmission Request Yêu cầu truyền lại tự động AK Authorization key Khoá Cấp phép ASN Access Service Network Mạng dịch vụ truy nhập ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền không đồng BE Best Effort Cố gắng tối đa BER Bit Error Ratio Tỷ lệ lỗi bit BNI Base station network interface Giao diện trạm gốc mạng BS Base Station Trạm gốc BW BandWidth Băng thông BWA Broadband Wireless Access Truy nhập không dây băng rộng CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập chia mã CA Certification Authority Quyền Chứng thực CP Cyclic Prefix Tiền tố Tuần hoàn CPE Customer Premise Equipment Thiết bị đầu cuối thuê bao CPS Common part sublayer Lớp phần chung CRC Cyclic redundancy check Kiểm tra vòng dư CS Convergence sublayer Lớp hội tụ DES Data Encryption Standard Tiêu chuẩn mật mã liệu DFS Dynamic Frequency Selection Lựa chọn tần số động DFT Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc DHCP Dynamic host configuration protocol Thủ tục cấu hình chủ không cố định DL DownLink Hướng xuống EC Encryption Control Điều khiển mật mã ECB Electronic Code Book Bảng mật mã điện tử EDE Encrypt-Decrypt-Encrypt Mật mã - giải mã - mật mã FEC Forward Error Correction Mã hóa sử lỗi trước ETSI European Telecommunications Standard Institute Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu FBSS Fast Base Station Switching Chuyển đổi trạm gốc nhanh FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia tần số FDD Frequency Division Duplex Song công chia tần số FEC Forward Error Correction Sửa lỗi hướng FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh FSS Fixed Satellite Service Dịch vụ vệ tinh cố định FWA Fixed Wireless Access Truy nhập không dây cố định GI Guard Interval Chuỗi bảo vệ GPS Global Positioning Satellite Vệ tinh định vị toàn cầu H-FDD Half-duplex FDD FDD bán song công HHO Hard Handoff Chuyển vùng cứng IE Information Element Phần tử thông tin IETF Internet Engineering Task Force Tổ chức kỹ sư thiết kế Internet IDFT Inverse Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc ngược IFFT Inversion Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier ngược nhanh IP Internet Protocol Thủ tục Internet ITU International Telecommunications Union Hiệp hội viễn thông Quốc tế KEK Key Encryption Key Khoá Mật mã Khoá LAN Local Area Network Mạng nội LMDS Local multipoint distriution service Dịch vụ phân phối đa điểm nội hạt LOS Line Of Sight Tia trực xạ MAC Medium Access Control layer Lớp điều khiển truy nhập môi trường MAN Metropolitan Area Network Mạng khu vực thành phố MDHO Macro Diversity Handover Chuyển giao đa dạng riêng MIMO Multi input Multi output Đa đường vào đa đường MMDS Multichannel multipoint distribution service Dịch vụ phân phối đa điểm đa kênh MS Mobile Station Trạm di động MPEG Moving Picture Experts Group Nhóm chuyên gia nghiên cứu ảnh động NCFG Network configuration Cấu hình mạng NLOS Non Line Of Sight Tia không trực xạ nrtPS Non-real-time polling service Dịch vụ thăm dò không thời gian thực OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh chia tần số trực giao OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập chia tần số trực giao PARP Peak-to Average Power Ratio Công suất tương đối cực đại PCMCIA Personal Computer Memory Card International Association Hiệp hội quốc tế mạch nhớ máy tính cá nhân PAN Propressional Area Network Mạng cá nhân PDA Personal Digital Assistant Thiết bị vụ số cá nhân PDH Plesiochronous digital hierarchy Phân cấp số cận đồng PDU Protocol Data Unit Đơn vị liệu thủ tục PER Packet Error Rate Tỷ lệ lỗi gói PHY Physical layer Lớp vật lý PKM Privacy Key Management Quản lý khoá riêng PMP Point - to - multipoint Điểm đa điểm PPP Point-to-Point Protocol Thủ tục điểm-điểm QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ cầu phương QPSK Quadrature phase-shift keying Khoá dịch pha cầu phương RF Radio Frequency Tần số vô tuyến REQ Request Yêu cầu rtPS Real-time polling service Dịch vụ thăm dò thời gian thực Rx Reception Thu SA Security Association Tập hợp bảo mật 10 yên tâm đầu tư vào băng rộng di động thực dùng WiMAX, khu vực Châu Á khai thác băng tần 2,5 GHz Hiện nay, giới, có mạng thử nghiệm công nghệ WiMAX cố định Việc tiến hành thử nghiệm bùng nổ khắp nơi (50 nước giới) với mục đích cho vùng thưa dân cư Dịch vụ cung cấp chủ yếu truy cập Internet băng rộng cố định Bên cạnh Diễn đàn WiMAX (WiMAX Forum) tổ chức nhà khai thác công ty thiết bị cấu kiện truyền thông giới nhằm thúc đẩy chứng nhận khả tương thích thiết bị truy cập vô tuyến băng thông rộng thuộc tập hợp chuẩn 802.16 IEEE Diễn đàn WiMAX có góp mặt 470 công ty, nhà cung cấp mạng, thiết bị truyền thông hàng đầu giới để đảm bảo hệ thống phê chuẩn diễn đàn đáp ứng nhu cầu khách hàng phủ Theo WiMAX Forum ™ năm sau WiMAX Mobile 802.16e công bố vào cuối năm 2005, có 519 mạng WiMAX 146 quốc gia 300 sản phẩm WiMAX (bao gồm trạm gốc thiết bị đầu cuối) Intel tung máy tính xách tay tích hợp WiFi/WiMAX 80 mô hình máy tính xách tay netbook từ hàng chục hãng sản xuất máy tính hàng đầu giới Trang web thức diễn đàn WiMAX http://www.wimaxforum.org WiMAX Forum ™ đã tổ chức hội thảo khu vực Indonesia để thúc đẩy hiểu biết lợi ích WiMAX tới quan chức Chính phủ, quan quản lý, nhà khai thác khách hàng Cuối tháng 7/2009 Chính phủ Indonesia trao giấy phép sử dụng phổ tần 2,3 GHz cho 08 nhà khai thác tạo thuận lợi cho việc xây dựng mạng WiMAX bao phủ toàn quốc Các nhà khai thác có số thuê bao WiMAX lớn Yota Nga có thêm 250 nghìn thuê bao, Packet One Malaysia đạt tới 130 nghìn thuê bao năm triển khai công ty Tại Mỹ, Clearwire đạt 555.000 thuê bao mạng hãng gồm 30 triệu người dùng 34 thị trường 78 3.4 Tình hình triển khai WiMAX Việt Nam 3.4.1 Tình hình chung Hiện Việt Nam có bốn doanh nghiệp Bộ Bưu Viễn thông cấp phép thử nghiệm dịch vụ WiMAX Tổng công ty Bưu Viễn thông VN (thử nghiệm WiMAX cố định Fixed di động Mobile), Tổng công ty truyền thông đa phương tiện VTC (tập trung vào dịch vụ hình, ví dụ IPTV), Tổng công ty viễn thông quân đội Viettel (WiMAX di động) Công ty cổ phần viễn thông FPT Telecom FPT đăng ký Fixed Mobile WiMAX chi phí triển khai tốn kém, đối tượng ban đầu công ty khách hàng có thu nhập cao WiMAX với mạnh phủ sóng Internet rộng, không vào địa hình phẳng hay hiểm trở, nên phù hợp cho việc phổ cập Internet băng thông rộng miền đất nước, kể vùng sâu, vùng xa Việt Nam WiMAX coi công nghệ lý tưởng cho toàn khu vực Đông Nam Á, giúp nước khu vực thực mục tiêu cấp thiết như: Chính phủ điện tử, phát triển giáo dục y tế, phát triển nông nghiệp… Gồm loại hình: WiMAX cố định (Fixed WiMAX) WiMAX di động (Mobile WiMAX), công nghệ trở thành phổ biến toàn thiết bị: máy tính, điện thoại di động, PDA vào năm 2007 WiMAX cố định có tốc độ tương đương với ADSL (256/512/1024/2048 ) không cần phải dây dẫn đến nhà thuê bao Người dùng đầu cuối cần mua thiết bị Indoor WiMAX (kích thước modem ADSL), cắm dây mạng dùng Internet tốc độ cao Ngoài ra, WiMAX cố định thay đường truyền leased - line DN Bốn nhà cung cấp Việt Nam (VNPT, FPT, VTC Viettel) cấp phép thử nghiệm dịch vụ WiMAX cố định, tần số 3,3GHz đến 3,4GHz Dự kiến, năm 2007, Bộ BCVT cấp phép cung cấp dịch vụ WiMAX di động WiMAX di động triển vọng lớn WiMAX Với công nghệ này, người dùng đầu cuối sử dụng 79 Internet tốc độ cao lên đến 1Mbps, nơi vùng phủ sóng bán kính rộng nhiều km Thiết bị đầu cuối dịch vụ WiMAX di động card PCMCIA, USB, tích hợp sẵn vào chip máy tính (kiểu công nghệ Centrino Intel) VNPT triển khai thử nghiệm Công nghệ WiMAX Lào Cai vào tháng 10/2006 nghiệm thu thành công vào tháng 4/2007 Và triển khai thử nghiệm giai đoạn hai Tả Van thuộc huyện Sapa, tỉnh Lào Cai khu vực có địa hình đồi núi phức tạp, thử thách công nghệ WiMAX môi trường NLOS, chứng minh tính ưu việt ứng dụng WiMAX vào mục tiêu mang băng thông rộng vùng nông thôn Việt Nam Ngày 1/10/2007, Chính phủ cấp phép triển khai dịch vụ thông tin di động 3G dịch vụ truy nhập băng rộng không dây WiMAX (Theo công văn số 5535/VPCP-CN Văn phòng Chính phủ) Đồng thời, Phó Thủ tướng đồng ý cấp phép thử nghiệm dịch vụ WiMAX di động cho doanh nghiệp (EVN Telecom, Viettel, FPT VTC) thử nghiệm băng tần số 2,3 - 2,4 GHz; VNPT thử nghiệm băng tần số 2,5 - 2,69 GHz Tại Festival Huế 2008 diễn từ ngày 3/6 đến ngày 11/6, thiết bị phát sóng trạm phát sóng WiMAX lắp đặt vòng vài ngày, tích hợp tất thiết bị đầu cuối hãng cung cấp thị trường điện thoại thông minh, PDA, Laptop… Công nghệ nhà cung cấp thiết bị Alcatel - Lucent (Pháp) đáp ứng dải tần 2,3 GHz; 2,5 GHz; 3,5 GHz…, phục vụ nhu cầu dùng Internet cố định, di động… Nhờ hệ thống điểm truy nhập Internet cố định di động, du khách theo dõi diễn biến từ nhiều đầu cầu truyền hình trực tiếp Festival với chất lượng âm hình ảnh cao, tìm đường với hệ thống đồ trực tuyến, tra cứu thông tin văn hoá, du lịch, chat, gửi bưu ảnh cho người thân, bạn bè, xem lại kiện bật diễn suốt lễ hội Trong tháng 2/2009, Công ty cổ phần viễn thông FPT triển khai thành công dự án thử nghiệm công nghệ băng rộng di động không dây tần số 2,3 80 GHz, mở nhiều hội phát triển cung cấp dịch vụ sử dụng chuẩn Hàng loạt ứng dụng FPT Telecom đưa thử nghiệm cho người di chuyển phương tiện khu vực nội thành Hà Nội truy cập web, xem video, trao đổi liệu, đàm thoại qua Internet (VoIP)… mà không cần đường cáp Tốc độ truyền tải đạt khoảng 14 15 Mb/giây (cố định) 6,4 Mb/giây (di động) Tháng 4/2010 Bộ Thông tin truyền thông vừa cấp phép thiết lập mạng cung cấp dịch vụ viễn thông di động mặt đất công nghệ WiMAX cho Công ty cổ phần viễn thông Đông Dương (Đông Dương Telecom ) Tuy nhiên, WiMAX công nghệ hoàn toàn Việt Nam, hệ thống phải đầu tư xây dựng toàn Còn mạng thông tin di động lại có sẵn sở hạ tầng để triển khai dịch vụ kết nối Internet không dây Hiện chưa có số liệu so sánh kinh phí thiết lập WiMAX với việc nâng cấp mạng di động để triển khai Internet tốc độ cao Một "điểm yếu" khác WiMAX giá thiết bị đầu cuối cho người sử dụng cao, phần số lượng nhà sản xuất không nhiều Bên cạnh đó, khả linh hoạt (flexibility) WiMAX khiến cho việc chuẩn hoá thiết bị khó đồng 3.4.2 Triển khai thí điểm WiMAX Lào Cai Những ứng dụng công nghệ không dây băng rộng hệ cung cấp thí điểm tháng (từ tháng đến tháng 12), sử dụng trạm phát khoảng 20 trạm kết nối dân dụng Bản ghi nhớ thực dự án VDC, Intel USAID ký Hà Nội Intel, Công ty Điện toán truyền số liệu (VDC) Cơ quan hợp tác phát triển quốc tế Hoa Kỳ Việt Nam (USAID) hợp tác với dự án kéo dài tháng công nghệ băng rộng không dây cố định sử dụng Fixed WiMAX 802.16 - 2004 Rev.d với tần số 3,3 GHz - 3,4 GHz Có 18 địa điểm Lào Cai lựa chọn tham gia thử nghiệm gồm trường học, số sở y tế, điểm bưu điện văn hoá xã, ủy ban xã, doanh 81 nghiệp vừa nhỏ gia đình nông dân chưa tiếp xúc với công nghệ đại Các dịch vụ đưa vào thử nghiệm thoại Internet tốc độ cao Dự án có tổng chi phí khoảng 500.000 - 600.000 USD, USAID hỗ trợ 250.000 USD Ông Vũ Hoàng Liên, Giám đốc VDC, cho biết: "Việc triển khai đồng với chương trình Internet bưu điện, Bưu Viễn thông xây dựng vào năm 1998, nhằm phát triển nhiều hội tiếp cận công nghệ trung tâm văn hóa cho người dân địa phương nhóm dân tộc thiểu số" Theo nhà cung cấp dịch vụ, chương trình khác giai đoạn lập kế hoạch sử dụng vệ tinh để kết nối, mở rộng WiMAX đến vùng xa khó đến đường Sự hợp tác phần chương trình băng thông rộng châu Á (Asian Broadband Campaign - ABC) Intel Hãng cung cấp kiến thức sâu rộng băng thông rộng không dây, công nghệ silicon dịch vụ công nghệ cho Chính phủ, nhà quản lý thông tin liên lạc, quan thuộc lĩnh vực giáo dục, y tế nông nghiệp nhà cung cấp viễn thông nhằm giúp chuẩn bị thực thử nghiệm công nghệ WiMAX So với công nghệ có dây mạng không dây có chi phí thấp xây dựng nhanh hơn, nhà cung cấp dịch vụ linh động việc mang đến cho cộng đồng thiếu dịch vụ kinh tế tri thức đại toàn cầu với mức chi phí vừa phải Phương án thực hiện: a Lựa chọn tần số thiết bị WiMAX Lựa chọn tần số - VNPT MPT cho phép thử nghiệm khoảng: + Đoạn băng tần thứ nhất: 3335.5-3342.5MHz + Đoạn băng tần thứ hai: 3365.5-3392.5MHz + Phương thức song công: FDD TDD 82 - Căn theo tài liệu thiết bị lựa chọn thử nghiệm (AlvarionBreezeMAX 3000) vào giải tần số VNPT cấp, dự án thử nghiệm WiMAX lựa chọn thiết bị hoạt động giải tần số sau: + Band F: Tx=3331 - 3335MHz; Rx=3381 - 3400Mhz + Độ rộng kênh truyền: 3.5MHz + Phương thức song công: FDD Lựa chọn thiết bị WiMAX - Lựa chọn thử nghiệm thiết bị hãng Alvarion có thương hiệu BreezeMAX (theo khuyến nghị Intel kinh nghiệm VDC) - BreezeMAX, mặt thương mại đời từ 2004, triển khai 130 nhà khai thác 30 quốc gia BreezeMAX giải pháp WiMAX thương mại chứng minh cao cấp lần đưa CPE trang bị chip WiMAX giao diện băng rộng Intel PRO/Wireless 5116 - Được xây dựng từ tảng dựa chuẩn IEEE 802.16-2004, BreezeMAX hỗ trợ dịch vụ cố định, mang xách di động với đường truyền tốt cho công nghệ di động WiMAX bật dựa chuẩn IEEE 802.16e BreezeMAX thiết kế cho nhiều tần số băng tần cấp phép không cấp phép từ 2GHz đến 6GHz hoạt động hai chế độ song công FDD TDD - Hệ thống với độ nhạy tuyệt vời công nghệ vô tuyến OFDM đứng đầu thị trường, đủ mạnh để hoạt động điều kiện kênh truyền bất lợi đường truyền không tầm nhìn thẳng Với công suất cao hỗ trợ phân tập công nghệ anten thông minh, BreezeMAX cho phép sử dụng CPE tự lắp đặt nhà môi trường thành thị đông đúc vùng ven thành thị - Các CPE BreezeMAX trang bị chip PRO/Wireless 5116 Intel phát dịch vụ truy nhập băng rộng đến phạm vi rộng khách hàng bao gồm vùng dân cư, tòa nhà văn phòng nhỏ, doanh nghiệp lớn vv 83 b Sơ đồ triển khai thực tổng thể Hệ thống trạm gốc WiMAX lắp đặt cột anten Bưu điện tỉnh Lào Cai Tại đây, điểm truy nhập WiMAX cấp đường ADSL với tốc độ 8Mbps từ POP VDC Lào Cai Hệ thống có NMS Server chạy phần mềm BreezeLITE để quản lí giám sát CPE Một Voice Gatway để chuyển lưu lượng VoIP đến mạng PSTN ngược lại Tín hiệu IP sau qua điểm truy nhập WiMAX chuyển đổi thành tín hiệu sóng truyền đến CPE Các CPE sau nhận tín hiệu sóng WiMAX chuyển đổi thành tín hiệu IP cung cấp truy nhập Internet cho PC ứng dụng dựa Internet VoIP Hình 3.11 Sơ đồ kết nối tổng thể c Triển khai trạm gốc (BS) - Độ cao anten đặt độ cao 80m cột anten bưu điện tỉnh - Độ dài khoảng 200m + Các công việc thực hiện: + Lắp đặt anten BTS độ cao 80m cột anten + Lắp đặt dây tín hiệu vào phòng máy 84 + Đảm bảo hệ thống nguồn UPS + Cài đặt đường trung kế Internet cho trạm BTS, phối hợp thực bên + Cài đặt hệ thống Mail server + Cài đặt hệ thống VoIP + Cài đặt hệ thống NMS Hình 3.12 Sơ đồ kết nối trạm gốc BS d Triển khai đầu cuối Tại điểm đầu cuối, thiết bị cho người dùng gồm hai phần: - Khối trời: Anten lắp trời, hướng tháp anten Bưu điện Tỉnh Anten nằm tầm nhìn thẳng LOS không tầm nhìn thẳng NLOS Ngoài ra, nguồn nuôi cho thiết bị trời đưa qua đường cáp tín hiệu CAT5 nên thuận tiện cho việc lắp đặt - Khối nhà: Được đặt nhà người dùng đầu cuối Thiết bị có chức Router Thiết bị trời thiết bị nhà kết nối với dây cáp truyền tín hiệu điện (theo chuẩn CAT5) Thiết bị nhà nối với Switch sau nối tới máy tính thiết bị điện thoại VoIP 85 Hình 3.13 Sơ đồ kết nối đầu cuối (End-User) e Phương án triển khai ứng dụng VoIP Ứng dụng VoIP thử nghiệm triển khai cách độc lập với thiết bị mạng truyền dẫn WiMAX Việc ứng dụng VoIP triển khai cách độc lập có ý nghĩa quan trọng với lí do: Khi WiMAX triển khai thành dịch vụ WiMAX CPE nhà sản xuất thiết bị khác sản xuất, phụ thuộc thiết bị khó cung cấp dịch vụ giá trị gia tăng WiMAX VoIP Về mô hình ứng dụng đầu cuối trang bị một vài điện thoại IP điện thoại cầm tay IP Các máy điện thoại đánh số nội gọi lẫn Khi máy điện thoại IP thực gọi đến thuê bao PSTN bấm số mở rộng sau bấm số cần gọi Khi thuê bao từ PSTN, di động muốn gọi đến điện thoại IP trước hết cần quay số đến hai đường kết nối với Voice Gatway, sau bấm số điện thoại IP cần gọi Cơ chế làm việc mạng VoIP dự án thử nghiệm sau: Tại VDC đặt SIP Server (phần mềm thiết bị phần cứng USAID trang bị), SIP Server có nhiệm vụ trao đổi tín hiệu gọi quản lí 86 thuê bao điện thoại IP Phần mềm cung cấp với giấy phép sử dụng năm Khi điện thoại IP muốn gọi lẫn muốn gọi mạng PSTN truy nhập đến SIP Server để biết địa IP đích đến, sau hai thiết bị gọi gọi làm việc trực tiếp lẫn thông qua giao thức RTP theo mô hình ngang hàng Số lượng thuê bao VoIP không 40 thuê bao Số lượng đường thoại kết nối tới mạng PSTN đường Các đường PSTN làm trung kế cấu hình cho phép sử dụng cho gọi nội tỉnh Lào Cai hai chiều Bên cạnh thiết bị điện thoại IP SIP, dự án tiến hành thử nghiệm máy điện thoại cầm tay WiFi VoIP Đây thiết bị cầm tay, kết nối tới điểm truy nhập WiFi để thiết lập gọi VoIP Vì ứng dụng VoIP ứng dụng nhạy cảm thời gian nên việc áp dụng công nghệ WiMAX WiFi để chạy ứng dụng hội tốt để thử nghiệm tích hợp công nghệ thoại qua kết nối không dây Hình 3.14 Sơ đồ kết nối cho ứng dụng VoIP 87 Bảng 3.1 Các thống số kỹ thuật thiết bị WiMAX thử nghiệm Lào Cai TT Thông số Tần số Giá trị Trạm gốc BS Băng tần E: Tx: 3316 - 3335 Mhz; Rx: 3366-3385 Mhz Băng tần F: Tx: 3331 - 3350 Mhz; Rx: 3380 - 3400 Mhz Băng tần G: Tx: 3376 - 3400 Mhz; Rx: 3300 - 3324 Mhz Trạm đầu cuối CPE Băng tần E F Tx: 3366 - 3400 Mhz; Rx: 3316 - 3350 Mhz Băng tần G Tx: 3300 - 324 Mhz; Rx: 33766 - 3400 Mhz Phương thức truy nhập TDMA, FDD Độ rộng kênh 3,5 MHz; 1,75 MHz Độ rộng đa sóng mang 14 Mhz Anten (trạm gốc) 10 dBm, Anten omni định hướng tần số 3,3 - 3,5 GHz Anten (CPE) Anten phân cực đứng kết hợp Trở kháng anten 50 Ohm Công suất tối đa Trạm gốc: 28 dBm ± dB CPE: 20 dBm ± dB cổng anten 3.4.3 Một số đề xuất tác giả - WiMAX công nghệ ưu việt có khả triển khai rộng rãi lãnh thổ Việt Nam toàn cầu với ưu điểm trình bày trên, số hạn chế công nghệ lỗ hổng an ninh hay phụ thuộc nhiều vào điều kiện khí hậu, thời tiết xét tổng thể công nghệ phù hợp đáp ứng nhu cầu ngày lớn khách hàng - Đối với WiMAX cố định, có bước tiến ban đầu hứa hẹn vào hoạt động nhiều nước giới triển khai thử nghiệm với số lượng quốc gia nhiều nhiều, Việt Nam điển hình Cùng với thành công hai lần thử nghiệm Lào Cai bước tiến quan trọng đưa triển khai hai thành phố lớn Hà Nội Thành phố Hồ Chí Minh, WiMAX trở thành công nghệ tương lai Viễn thông Việt Nam 88 - Đối với WiMAX di động, với đời chuẩn 802.16e chuẩn họ 802.16 hỗ trợ dịch vụ di động Hi vọng thời gian ngắn thấy thực tế khả WiMAX di động Nó công nghệ tiên tiến bậc đem lại vóc dáng cho truy nhập di động trao đổi thông tin Việt Nam giới - Hướng phát triển đề tài nghiên cứu sâu giải pháp điều khiển WiMAX, đặc biệt vấn đề điều chế hệ thống anten thích nghi nhằm thiết kế vùng phục vụ có hiệu Vấn đề bảo mật vấn đề điều chế WiMAX nghiên cứu sâu nhằm đưa yêu cầu cụ thể phù hợp với mạng lưới Việt Nam 3.5 Kết luận chương Với nhu cầu sử dụng dịch vụ truy nhập băng rộng ngày lớn cấp thiết, với khu vực vùng sâu, vùng xa động lực doanh nghiệp Viễn thông nước triển khai hệ thống WiMAX Với quan tâm tạo điều kiện quan quản lý nhu cầu triển khai để cạnh tranh, hệ thống WiMAX định triển khai thành công Việt Nam thời gian gần 89 KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu nghiên cứu công nghệ WiMAX khả triển khai thực tế, qua tìm hiểu, phân tích, so sánh đánh giá việc thực nội dung đồ án tốt nghiệp rút kết luận sau: - WiMAX công nghệ truy nhập vô tuyến băng rộng phát triển dựa họ tiêu chuẩn IEEE 802.16 với hai tiêu chuẩn chủ yếu áp dụng thông qua IEEE 802.16-2004 sở cho phiên WiMAX cố định tiêu chuẩn IEEE 802.16 e sở cho phiên WiMAX di động - Công nghệ OFDM với tính trội khả chống nhiễu, khả sử dụng phổ cao, cho phép truyền tin với tốc độ cao sử dụng WiMAX cố định cho phép hệ thống có khả làm việc tốt môi trường NLOS tốc độ truyền tin cao - So với công nghệ truy nhập vô tuyến băng rộng có phạm vi ứng dụng, WiMAX công nghệ nhận quan tâm đặc biệt nhà sản xuất người cung cấp dịch vụ người sử dụng nhờ đặc tính trội nó, đặc biệt nhu cầu truy nhập liệu ngày mạnh Với việc WiMAX tối ưu cho dịch vụ liệu, WiMAX song song tồn với mạng 3G tối ưu cho thoại Tùy thuộc mục đích nhà cung cấp, yêu cầu khách hàng, mạng có phát triển tương ứng - Thiết bị WiMAX chuẩn hóa thương mại hóa, với kết thử nghiệm WiMAX giới Việt Nam, sách phát triển Bộ Bưu Viễn thông đưa đảm bảo cho việc triển khai WiMAX Việt Nam Khả áp dụng triển khai WiMAX Việt Nam hoàn phù hợp Các điều kiện để triển khai WiMAX Việt Nam sẵn sàng Trước mắt, việc triển khai thử nghiệm thực với WiMAX cố định, có kết quả, tùy thuộc vào điều kiện, nhà cung cấp dịch vụ triển khai WiMAX cố định hay di động 90 - Với khả cung cấp dịch vụ truy nhập băng rộng cho cố định di động, WiMAX lựa chọn mang tính định cho nhà cung cấp dịch vụ thời gian tới nhằm chiếm lĩnh thị trường tăng khả cạnh tranh Hiểu rõ đặc điểm kỹ thuật, vận dụng vào điều kiện thực tế để triển khai hệ thống cách nhanh chóng hiệu đem lại khả lớn cho nhà cung cấp dịch vụ người sử dụng - Việc triển khai WiMAX Việt Nam đáp ứng đòi hỏi ngày lớn nhu cầu truy nhập băng rộng, góp phần thúc đầy kinh tế phát triển, đặc biệt khu vực nông thôn, miền núi khu đô thị - WiMAX công nghệ hứa hẹn khả phát triển Việt Nam Với đặc điểm riêng mình, đưa thiết bị vào mạng Việt Nam cần có lựa chọn phù hợp với điều kiện cụ thể Cuối em xin chân thành cảm ơn quan tâm, giúp đỡ thầy, cô giáo khoa Điện tử Viễn Thông tạo điều kiện tốt để em hoàn thành đồ án Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn ThS Cao Thành Nghĩa, giúp đỡ em suốt thời gian làm đồ án Sinh viên thực hiện: Nguyễn Tiến Quân 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] WiMAX Forum, (November 2005), Fixed, nomadic, portable and mobile applications for 802.16-2004 and 802.16e WiMAX networks [2] Bài giảng “Thông tin di động”, KS Lê Thị Kiều Nga [3] http://www.scribd.com/doc/3338397/công nghẹ truy cập mạng NGN [4] Trịnh Quốc Tiến, Hướng dẫn sử dụng WiMAX-Công nghệ truy nhập mạng không dây băng tần rộng đời [5] http://www.scribd.com/doc/2521370/WIMAX-TRONG-MOI-TRNG-LOS-VA- NLOS, Nhà xuất Hồng Đức, 06/2008 [6] Nguyễn Văn Đức,“Lý thuyết ứng dụng kỹ thuật OFDM”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2006 [7] Tổng cục bưu điện, “ Thông tin di động ”, Nhà xuất KHKT, 1993 [8] http://vntelecom.org/diendan/showthread.php [9] Đỗ Tấn Trọng, Ngiên cứu công nghệ WiMAX ứng dụng việt nam [10] Tập đoàn bưu viễn thông Việt Nam VNPT (2007), Báo cáo kết thử nghiệm WiMAX cố định [11] http://www.wimaxforum.org 92 [...]... phía trước và cải thiện độ chính xác của các công cụ lập kế hoạch NLOS [5] Công nghệ NLOS và những tính năng được nâng cao trong WiMAX tạo khả năng sử dụng thiết bị phía đầu khách hàng (CPE) trong nhà Công nghệ WiMAX, giải quyết và giảm nhẹ các vấn đề do bởi các điều kiện NLOS bằng cách sử dụng: Công nghệ OFDM, OFDMA, điều chế thích nghi, các công nghệ sửa lỗi, các công nghệ anten, điều khiển công suất,... IMT-2000 và WiMAX Hiện tại, Chính phủ đã cấp phép thử nghiệm dịch vụ WiMAX di động tại băng tần 2,3 - 2,4 GHz; và băng tần 2,5 - 2,69 GHz (theo công văn số 5535/VPCP-CN của Văn phòng Chính phủ).[4] 1.5 Truyền sóng Trong khi nhiều công nghệ hiện nay đang tồn tại cho không dây băng rộng chỉ có thể cung cấp phủ sóng LOS, Công nghệ WiMAX được tối ưu để cung cấp phủ sóng NLOS Công nghệ tiên tiến của WiMAX. .. Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIMAX Trong chương này trình bày tổng quát về công nghệ WiMAX, đặc điểm, các chuẩn của WiMAX, băng tần sử dụng, cách thức truyền sóng, đặc điểm của WiMAX cố định, WiMAX di động và kiến trúc mạng WiMAX 1.1 Giới thiệu về WiMAX Ngày nay tỷ lệ người truy cập băng rộng còn rất ít, thấp hơn 20% dân số thế giới Là vì công nghệ đang tồn tại như xDSL, cáp và vô tuyến cố định có... bước Initial Ranging thành công, SS gửi bản tin yêu cầu khả năng cho BS miêu tả khả năng của nó về mức điều chế, lược đồ mã hóa và tốc độ, phương pháp song công được hỗ trợ BS chấp nhận hoặc từ chối SS dựa vào khả năng của nó Nhận thực Sau khi thương lượng khả năng, BS nhận thực SS, và cung cấp vật liệu khóa để cho phép mật mã dữ liệu SS gửi chứng nhận X.509 của nhà sản xuất SS và miêu tả các thuật toán... đâu và bất cứ khi nào với tốc độ cao, đó chính là công nghệ truy cập vô tuyến băng rộng WiMAX WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access - Khả năng tương tác toàn cầu với truy nhập vi ba) là công nghệ dựa trên cơ sở tiêu 13 chuẩn kỹ thuật IEEE 802.16-2004 Tiêu chuẩn này do hai tổ chức quốc tế đưa ra: Tổ công tác 802.16 trong ban tiêu chuẩn IEEE 802 và Diễn đàn WiMAX Tổ chức phi lợi nhuận WiMAX. .. tuyến đến đó Sơ đồ kết cấu mạng WiMAX được đưa ra trên hình trên Trong mô hình này bộ phận vô tuyến gồm các trạm gốc WiMAX BS (làm việc với anten 34 đặt trên tháp cao) và các trạm phụ SS (SubStation) Các trạm WiMAX BS nối với mạng đô thị MAN hoặc mạng PSTN Hình 1.8 Mô hình ứng dụng WiMAX cố định 1.7.2 Mô hình ứng dụng WiMAX di động (Mobile WiMAX) Mô hình WiMAX di động sử dụng các thiết bị phù hợp với... băng tần ở Việt Nam có khả năng dành cho WiMAX [2] - Băng tần 2,3 - 2,4GHz: Có thể dành đoạn băng tần này cho WiMAX Băng tần 2,3 - 2,4GHz thích hợp cho cả WiMAX cố định và di động - Băng tần 2,5 - 2,69GHz: Băng tần này hiện nay đang được sử dụng nhiều cho vi ba và MMDS (tập trung chủ yếu ở Hà nội và thành phố Hồ Chí Minh) Ngoài ra, băng tần này là một trong các băng tần được đề xuất sử dụng cho 3G... tần và phải bảo vệ các hệ thống WiFi Như vậy, với hiện trạng sử dụng băng tần tại Việt Nam như trên, các băng tần có khả năng dành cho WiMAX ở Việt Nam là: - Băng tần 2,3 - 2,4GHz và 3,3 - 3,4GHz cho các hệ thống truy cập không dây băng rộng, kể cả WiMAX - Băng tần 5,725 - 5,850GHz cho các hệ thống truy cập không dây băng rộng, kể cả WiMAX nhưng các hệ thống này phải dùng chung 25 băng tần với các... qua trong năm 2005 [2] 35 Hình 1.9 Mô hình ứng dụng WiMAX di động 1.7.3 Các ứng dụng Chuẩn WiMAX được phát triển mang lại một phạm vi rộng các ứng dụng - Truy nhập băng rộng last - mile cố định như một sự thay thế cho DSL có dây, cable, hoặc các kết nối T1 - Backhaul chi phí rẻ cho các vị trí cell và các hotspot WiFi - Khả năng kết nối tốc độ cao cho các doanh nghiệp - VoIP 36 ... sử dụng cho Mobile WiMAX Tại Hàn Quốc băng này đã được triển khai cho WBA (WiBro) 23 - Băng tần 2,4 - 2,4835GHz: Được đề xuất sử dụng cho WiMAX trong tương lai - Băng tần 2,5 - 2,69GHz (2,5GHz Band): Được đề xuất sử dụng cho WiMAX di động trong giai đoạn đầu - Băng tần 3,3 - 3,4GHz (3,3GHz Band): Được đề xuất sử dụng cho WiMAX cố định - Băng tần 3,4 - 3,6GHz (3,5GHz Band): Được đề xuất sử dụng cho WiMAX ... thấy WiMAX công nghệ có tiềm với khả phát triển vững lâu dài, em chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp Công nghệ WiMAX khả ứng dụng Việt Nam Bố cục đồ án gồm chương: Chương Tổng quan công nghệ WiMAX. .. quan công nghệ WiMAX Chương Các kỹ thuật sử dụng WiMAX yếu tố ảnh hưởng Chương Khả triển khai ứng dụng hệ thống WiMAX mạng Viễn thông Việt Nam WiMAX công nghệ mới, đòi hỏi nghiên cứu tìm tòi bạn... QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIMAX Trong chương trình bày tổng quát công nghệ WiMAX, đặc điểm, chuẩn WiMAX, băng tần sử dụng, cách thức truyền sóng, đặc điểm WiMAX cố định, WiMAX di động kiến trúc mạng WiMAX