BÀI TẬP LỚN MÔN MẠNG MÁY TÍNH: TÌM HIỂU VÀ NGHIÊN CỨU THIẾT BỊ THU VÀ PHÁT SÓNG WIFI

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG WIFI 2 1.1.Wifi là gì? 2 1.2. Ưu điểm, nhược điểm của mạng Wifi. 2 1.2.2.Ưu điểm. 2 1.2.2.Nhược điểm. 2 1.3.Các chuẩn kết nối wifi. 3 1.3.1.Chuẩn 802.11 3 1.3.2.Chuẩn 802.11b 3 1.3.3.Chuẩn 802.11a 4 1.3.4.Chuẩn 802.11g 4 1.3.5.Chuẩn 802.11n 5 1.4. Một số thiết bị thu và phát song wifi. 5 CHƯƠNG 2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ THU VÀ PHÁT SÓNG WIFI. 7 2.1.Cấu tạo. 7 2.1.1. Cấu tạo bên ngoài. 7 2.2.2 Cấu tạo bên trong. 11 2.2.Nguyên lý hoạt động. 11 2.2.1.Bộ phát sóng Wifi 11 2.2.2.Bộ thu sóng wifi 15 2.2.3 Thu phát wifi 16 2.3.Các bước để thiết lập mạng Wifi. 17 b. Khai báo thông tin cho mạng WiFi 20 CHƯƠNG 3.HƯỚNG DẪN CHỌN MUA MODEM ROUTER. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA WIFI TRONG TƯƠNG LAI. 26 3.1. Hướng dẫn chọn mua Modem Router. 26 3.1.1.Chọn chuẩn nào? 26 3.1.2.Chọn thiết bị phát sóng WiFi nào? 26 3.1.3.Có nên chọn router 2 băng tần? 27 3.1.4.Các lựa chọn khác trên router 27 3.2.Sự phát triển của Wifi trong tương lai. 28 KẾT LUẬN 31

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA ĐIỆN 

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC:

ĐO LƯỜNG VÀ CẢM BIẾN

ĐỀ TÀI: Phân tích 1 phần trong dây truyền phân loại và đóng gói sản

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG WIFI 2

1.1.Wifi là gì? 2

1.2 Ưu điểm, nhược điểm của mạng Wifi 2

1.2.2.Ưu điểm 2

1.2.2.Nhược điểm 2

1.3.Các chuẩn kết nối wifi 3

1.3.1.Chuẩn 802.11 3

1.3.2.Chuẩn 802.11b 3

1.3.3.Chuẩn 802.11a 4

1.3.4.Chuẩn 802.11g 4

1.3.5.Chuẩn 802.11n 5

1.4 Một số thiết bị thu và phát song wifi 5

CHƯƠNG 2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ THU VÀ PHÁT SÓNG WIFI 7

2.1.Cấu tạo 7

2.1.1 Cấu tạo bên ngoài 7

2.2.2 Cấu tạo bên trong 11

2.2.Nguyên lý hoạt động 11

2.2.1.Bộ phát sóng Wifi 11

2.2.2.Bộ thu sóng wifi 15

2.2.3 Thu phát wifi 16

2.3.Các bước để thiết lập mạng Wifi 17

b Khai báo thông tin cho mạng WiFi 20

CHƯƠNG 3.HƯỚNG DẪN CHỌN MUA MODEM /ROUTER SỰ PHÁT TRIỂN CỦA WIFI TRONG TƯƠNG LAI 26

3.1 Hướng dẫn chọn mua Modem/ Router 26

3.1.1.Chọn chuẩn nào? 26

3.1.2.Chọn thiết bị phát sóng Wi-Fi nào? 26

3.1.3.Có nên chọn router 2 băng tần? 27

3.1.4.Các lựa chọn khác trên router 27

3.2.Sự phát triển của Wifi trong tương lai 28

KẾT LUẬN 31

LỜI NÓI ĐẦU

Kết nối Internet không dây Wi-Fi hiện đã rất quen thuộc với chúng

ta Tại Việt Nam, hầu như ở những quán cafe lớn, nhà hang hay kháchsạn đều được trang bị các modem WiFi và cung cấp miễn phí cho kháchhàng

Nhưng chúng ta đã biết gì về mạng WiFi, chúng hoạt động như thếnào? Phải dùng thiết bị nào để thu và phát sóng Wifi hay nguyên lý thuphát sóng Wifi là gì?

Để góp một phần nho nhỏ giúp mọi người hiểu sâu hơn về nhữngvấn đề trên nhóm 14 xin được trình bày về tìm hiểu và nghiên cứu vềthiết bị thu và phát sóng wifi Bài viết này của nhóm còn nhiều thiếu sótrất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của mọi người cho nhóm để chobài viết này được hoàn thiện hơn

Bài tập được hoàn thành nhờ sự cộng tác của các thành viên nhóm

14, sự tham khảo tài liệu từ Internet cùng tài liệu và sự hướng dẫn củathầy Nguyễn Trung Phú– Giảng viên, Thạc sĩ trường Đại học Côngnghiệp Hà Nội

Cấu trúc của bài tập gồm những chương sau:

 Chương thứ nhất chỉ ra các khái niêm cơ bản về sóng wifi: Wifi làgì?,ưu điểm và nhược điểm của mạng Wifi, các chuẩn kết nốiwifi…

 Chương thứ hai sẽ đi sâu vào việc tìm hiểu và nghiên cứu sâu vềcấu tạo, nguyên lý hoạt động của thiết bị thu và phát sóng wifi

 Chương thứ ba, cũng là chương cuối cùng nhóm sẽ hướng dẫn chomọi người cách chọn mua Modem / Router cho phù hợp và trìnhbày sự phát triển của wifi trong tương lai

Nhóm thực hiệnNhóm 14

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG WIFI

1.1.Wifi là gì?

- Wi – Fi nó là tên viết tắt của từ Wireless Fidelity Wi- fi là 1 mạngkhông dây có khả năng kết nối với các mạng khác hay với máytính bằng sóng vô tuyến.Nó nhanh hơn và phạm vi hoạt động lớnhơn Bluetooth

- Thương hiệu Wi-Fi được chính thức đặt cho công nghệ không dâydựa trên chuẩn IEEE 802.11 .

1.2 Ưu điểm, nhược điểm của mạng Wifi.

1.2.2.Ưu điểm.

- Sự tiện lợi: Mạng không dây cũng như hệ thống mạng thôngthường Nó cho phép người dùng truy xuất tài nguyên mạng ở bất

kỳ nơi đâu trong khu vực được triển khai(nhà hay văn phòng) Với

sự gia tăng số người sử dụng máy tính xách tay(laptop), đó là mộtđiều rất thuận lợi

- Khả năng di động: Với sự phát triển của các mạng không dây côngcộng, người dùng có thể truy cập Internet ở bất cứ đâu Chẳng hạn

ở các quán Cafe, người dùng có thể truy cập Internet không dâymiễn phí

- Hiệu quả: Người dùng có thể duy trì kết nối mạng khi họ đi từ nơinày đến nơi khác

- Khả năng mở rộng: Mạng không dây có thể đáp ứng tức thì khi giatăng số lượng người dùng Với hệ thống mạng dùng cáp cần phảigắn thêm cáp

1.2.2.Nhược điểm.

- Bảo mật: Môi trường kết nối không dây là không khí nên khả năng

bị tấn công của người dùng là rất cao

- Phạm vi: Một mạng chuẩn 802.11g với các thiết bị chuẩn chỉ cóthể hoạt động tốt trong phạm vi vài chục mét Nó phù hợp trong 1

cầu Để đáp ứng cần phải mua thêm Repeater hay access point, dẫnđến chi phí gia tăng.

- Độ tin cậy: Vì sử dụng sóng vô tuyến để truyền thông nên việc bịnhiễu, tín hiệu bị giảm do tác động của các thiết bị khác(lò vi sóng,

….) là không tránh khỏi Làm giảm đáng kể hiệu quả hoạt độngcủa mạng

1.3.Các chuẩn kết nối wifi.

1.3.1.Chuẩn 802.11

- Năm 1997 ,IEEE đã giới thiệu một chuẩn đầu tiên cho wi-fi.Chuẩn này được gọi là 802.11 sau khi tên của nhóm được thiết lậpnhằm giám sát sự phát triển của nó Tuy nhiên,802.11 chỉ hỗ trợbăng tần mạng cực đại lên đến 2Mbps- quá chậm đối với hầu hếtcác ứng dụng Với lý do đó, các sản phẩm không dây thiết kế theochuẩn 802.11 ban đầu dần không được sản xuất

1.3.2.Chuẩn 802.11b

- IEEE đã mở rộng trên chuẩn 802.11 gốc vào tháng 7/1999, đó làchuẩn 802.11b.Chuẩn này hỗ trợ băng thông lên đến 11Mbps,tương quan với Ethernet truyền thống

- 802.11b sử dụng tần số vô tuyến (2.4Ghz) giống như chuẩn banđầu 802.11 Các hãng thích sử dụng các tần số này để chi phí trongsản xuất của họ được giảm Các thiết bị 802.11b có thể bị xuyênnhiễu từ các thiết bị điện thoại không dây( kéo dài) ,lò vi sónghoặc các thiết bị khác sử dụng cùng dải tần 2.4GHz.Mặc dù vậy,bằng cách cài đặt các thiết bị 802.11b cách xa các thiết bị như vậy

có thể giảm được hiện tượng xuyên nhiễu này

- Ưu điểm của 802.11b : giá thành thấp nhất, phạm vi tín hiệu tốt vàkhông dễ bị cản trở

- Nhược điểm của 802.11b : : tốc độ tối đa thấp nhất, các ứng dụnggia đình có thể xuyên nhiễu

1.3.3.Chuẩn 802.11a

- Trong khi 802.11b vẫn đang được phát triển, IEEE đã tạo một mởrộng thứ cấp cho chuẩn 802.11 có tên gọi 802.11a Vì 802.11bđược sử dụng rộng rãi quá nhanh so với 802.11a, nên một số ngườicho rằng 802.11a được tạo sau 802.11b Tuy nhiên trong thực tế,802.11a và 802.11b được tạo một cách đồng thời Do giá thành caohơn nên 802.11a chỉ được sử dụng trong các mạng doanh nghiệpcòn 802.11b thích hợp hơn với thị trường mạng gia đình

- 802.11a hỗ trợ băng thông lên đến 54 Mbps và sử dụng tần số vôtuyến 5GHz Tần số của 802.11a cao hơn so với 802.11b chính vìvậy đã làm cho phạm vi của hệ thống này hẹp hơn so với các mạng802.11b Với tần số này, các tín hiệu 802.11a cũng khó xuyên quacác vách tường và các vật cản khác hơn

- Do 802.11a và 802.11b sử dụng các tần số khác nhau, nên hai côngnghệ này không thể tương thích với nhau Chính vì vậy một sốhãng đã cung cấp các thiết bị mạng hybrid cho 802.11a/b nhưngcác sản phẩm này chỉ đơn thuần là bổ sung thêm hai chuẩn này

- Ưu điểm của 802.11a :tốc độ cao, tần số 5Ghz tránh được sự xuyênnhiễu từ các thiết bị khác

- Nhược điểm của 802.11a :giá thành đắt, phạm vi hẹp và dễ bị chekhuất

1.3.4.Chuẩn 802.11g

- Vào năm 2002 và 2003, các sản phẩm Wi-fi hỗ trợ một chuẩn mớihơn đó là 802.11g, được đánh giá cao trên thị trường 802.11g thựchiện sự kết hợp tốt nhất giữa 802.11a và 802.11b Nó hỗ trợ băngthông lên đến 54Mbps và sử dụng tần số 2.4 Ghz để có phạm virộng 802.11g có khả năng tương thích với các chuẩn 802.11b,điều đó có nghĩa là các điểm truy cập 802.11g sẽ làm việc với cácadapter mạng không dây 802.11b và ngược lại

- Ưu điểm của 802.11g : tốc độ cao, phạm vi tín hiệu tốt và ít bị chekhuất

- Nhược điểm của 802.11g : giá thành đắt hơn 802.11b, các thiết bị

có thể bị xuyên nhiễu từ nhiều thiết bị khác sử dụng cùng băngtần

1.3.5.Chuẩn 802.11n

- Chuẩn mới nhất trong danh mục Wi-Fi chính là 802.11n Đây làchuẩn được thiết kế để cải thiện cho 802.11g trong tổng số băngthông được hỗ trợ bằng cách tận dụng nhiều tín hiệu không dây vàcác anten (công nghệ MIMO)

- Khi chuẩn này được đưa ra, các kết nối 802.11n sẽ hỗ trợ tốc độ

dữ liệu lên đến 100 Mbps 802.11n cũng cung cấp phạm vi bao phủtốt hơn so với các chuẩn Wi-Fi trước nó nhờ cường độ tín hiệumạnh của nó Thiết bị 802.11n sẽ tương thích với các thiết bị802.11g

- Ưu điểm của 802.11n : tốc độ nhanh và phạm vi tín hiệu tốt nhất,khả năng chịu đựng tốt hơn từ việc xuyên nhiễu từ các nguồn bênngoài

- Nhược điểm của 802.11n : chuẩn vẫn chưa được ban bố, giá thànhđắt hơn 802.11g, sử dụng nhiều tín hiệu có thể gây nhiễu với cácmạng 802.11b/g ở gần

1.4 Một số thiết bị thu và phát song wifi.

- Modem: (Viết tắt của modulator and demodulator) là thiết bị dùng

để mã hóa và giải mã tín hiệu số Đơn giản lấy ví dụ như modeminternet mà bạn đang dùng Với các modem ADSL hiện nay, line

in sử dụng cáp tín hiệu analog (tương tự) Đến nơi người sử dụng,cắm vào máy tính để sử dụng, vì vậy phải giải điều chế và điều chếthành tín hiệu digital (số) Và ngược lại, khi các ứng dụng trên máytính đóng gói các gói tin, đẩy xuống tầng dưới (card mạng – NIC),tín hiệu ra là tín hiệu số (các dòng bit nhị phân), đến modem, nócũng ko truyền ngay được, vì môi trường đến ISP là analog, cũngphải thực hiện điều chế để truyền đi

- Access-Point (AP): Là thiết bị…giống như cái hub/switch mà bạn

dùng để chia cổng mạng ấy Nó hơn switch ở chỗ là có thể phát

sóng wifi, nó là thiết bị chuyển tiếp giữa các mạng không dây/códây Access-Point này chỉ có tác dụng nối tiếp mạng Wifi màkhông thể cấp phát địa chỉ IP.

- Router: (hay còn gọi là bộ định tuyến) nó có tác dụng liên kết

giữa hai hoặc nhiều mạng và chuyển các gói dữ liệu giữa

chúng Một Wireless Router cũng làm công việc nối kết các máy

computer cùng một network giống như access point, nhưng router

có thêm những bộ phận hardware khác giúp nó nối kết giữa nhữngnetwork khác nhau lại Router cũng có thể cấp phát địa chỉ IP chocác máy trong mạng

Một thiết bị Router của hãng TP-Link

- Modem-Router: Là một thiết bị kiêm 3 chức năng trên.

CHƯƠNG 2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

CỦA THIẾT BỊ THU VÀ PHÁT SÓNG WIFI.

- Modem wifi 2 anten, 3 anten được trang bị hệ thống anten thôngminh nhiều anten MIMO hoặc MISO (Multi- Input- Multi- Output,Multi- Single- Output)

- Kỹ thuật được sử dụng trong hệ thống anten thông minh này là: Kỹthuật đa phân chia theo không gian(spatial multiplexing): chia mộtchuỗi dữ liệu thành nhiều chuỗi dữ liệu nhỏ hơn và phát nhiềuchuỗi nhỏ song song đồng thời trên cùng một kênh- tương tự cáclàn xe trên xa lộ.

- MIMO giúp cải thiện phạm vi phủ sóng và độ tin cậy(giảm tỉ lệlỗi) thông qua kỹ thuật phân tập không gian(spatial diversity)

d, Reset.

- Người dùng nên chú ý, khi dùng một chiếc tăm nhỏ để reset lạitoàn bộ modem trở thành ban đầu Sau khi reset cấu hình cài đặttrên modem bị mất.

- Đèn báo nguồn.

- Báo hiệu line

- Báo hiệu DSL

- Đèn báo kết nối internet

- Đèn báo kết nối LAN và WLAN

*Chú ý: Trên một số modem có thể không có một trong số những đènbáo hiệu kể trên

2.2.2 Cấu tạo bên trong

- Cấu tạo bên trong gồm có:

- Hiện nay thì hầu hết các thiết bị di động đều có tích hợp kết nốiWIFI, từ điện thoại cho đến Android TV Box đang phổ biến hiệnnay

- Sóng wifi:

+ Các sóng vô tuyến sử dụng cho Wifi cũng gần giống nhưsóng vô tuyến trên các thiết bị cầm tay, điện thoại di động và

các thiết bị khác Nó có thể chuyển và nhận sóng vô tuyến,chuyển đổi qua lại giữa sóng vô tuyến và mã nhị phân ( 1 và

a Wife không dây:

- Repeater wifi Linksys hay còn gọi là thiết bị thu và phát sóng wifikhông dây nội bộ, với khả năng bắt sóng wifi sau đó phát ra một băngtần khác giúp tăng diện tích phủ sóng khu vực, giảm thiếu tối đa các khuvực đang sử dụng mà đang trong tình trạng sóng yếu vì khoảng cách quá

xa so với modem wifi chính hay điềm chết wifi khiến người sử dụngkhông kết nối được internet hoặc kết nối chậm

- Repeater wifi cũng giống như một access point wifi, nó lấy IP trựctiếp từ wifi được bắt sóng nên người dùng có thể yên tâm không bao giờxảy ra lỗi trùng IP làm mất kết nối hoặc báo dấu chấm than khi kết nối

kết hợp cổng access point Fast Ethernet (10/100Mbps) có dây kết nối

với thiết bị có dây chuyên dụng mà vẫn có internet

- Các thông số cơ bản:

b Phát sóng Wifi theo đường thẳng

-Trong các kỹ thuật về mạng WiFi, kĩ thuậtbeamforming (tạm dịch:điều hướng chùm sóng) về cơ bản là thay vì phát các tín hiệu sóng ra

cả một khu vực rộng lớn, với hy vọng thiết bị nhận sẽ nằm trong khuvực đó và nhận được, thì người ta không thiết kế để các chùm sóngphát thẳng luôn về đích nhận

- Cách phát sóng tập trung theo từng hướng trong kỹ thuậtbeamforming có lợi thế về tiết kiệm năng lượng, tối ưu băng thông vàtăng tầm phát của sóng Wifi Cải thiện chất lượng cho các tác vụ nhưstream video, cuộc gọi thoại cũng như mọi loại giao tiếp cần băng thôngcao và độ trễ thấp khác.

- Nếu thiết bị WiFi client (tức thiết bị nhận sóng dữ liệu) cũng hỗtrợ beamforming, 2 thiết bị có thể trao đổi thông tin về vị trí (tương đối)của nhau để tối ưu hướng truyền sóng Các thiết bị phát sóng các chùmsóng beamforming được gọi là beamformer, và các thiết bị nhận đượcgọi là beamformee

- Beamforming cho phép bắn các chùm sóng đến đúng mục tiêu vớihiệu suất tốt nhất, giảm nhiễu và những lãng phí trong quá trình truyềntải Nếu sử dụng phương pháp MIMO (Multiple Input Multiple Output),

phần được gọi là một luồng dữ liệu và phát từng luồng dữ liệu qua cácăng-ten riêng rẽ Do gặp phải các vật cản, những tín hiệu này sẽ qua các

bộ định tuyến, đến các ăng-ten thu ở những thời điểm khác nhau

2.Cần phát sóng wifi: trông giống như 1 chiếc ang-ten thu nhỏ

3.Bộ vi mạch của USB wifi: Đây là bộ phận nằm bên trong Bộ vimạch này trông như 1 chiếc main máy tính siêu nhỏ

Ngoài ra, còn có loại không có ang-ten thu - phát sóng wifi Nhưng khảnăng thu, phát sóng rất kém và có độ tiếp nhận sóng chưa bằng 1 nửaloại có ang-ten.Ở nơi có tường dày chúng bắt sóng rất chậm, nhiều khi

bị nghẽn

-USB

- USB wifi là một thiết bị điện tử, nó được cấu tạo có cổng cắm kết

nối qua đường USB vào máy tính

b.Nguyên lí hoạt động

- USB wifi cho 2 chức năng chính:

- Tiếp nhận sóng (bắt sóng/ thu sóng) wifi từ các thiết bị phát sóngwifi

- Phát sóng wifi cho các thiết bị khác để cùng dùng chung.

2.2.3 Thu phát wifi

- Bộ phát wifi dành riêng cho giải pháp WISP CPE và khoảng cáchmạng không dây giải pháp dài Nó tích hợp các chức năng của mộtđiểm truy cập không dây, ăng-ten tăng cao và không phụ thuộcthời tiết

- Tín hiệu không dây được truyền đi xa hơn, thiết bị này nổi bật vớicông suất cao nhờ vậy mà tốc độ phát ra sẽ nhanh hơn trong phạm

vi xa hơn thích hợp với các ứng dụng hoạt động trong tầm xa Sựsuy yếu của tín hiệu khi phải kết nối trong khoảng cách xa dần sẽđược giảm thiếu tối đa bằng cách sử dụng tính năng RX nhạy cảmcao nghĩa là sẽ có được tốc độ kết nối cao hơn ở khoảng cách xahơn Cho phép AP phát hiện và nhận các tín hiệu yếu nhất Kết hợpchúng với nhau bảo đảm tín hiệu có thể truyền đi xa hơn với tốc độcao hơn trong cùng một khoảng cách kết nối so với các thiết bịthông thường khác

2.3.Các bước để thiết lập mạng Wifi.

Để bắt đầu cài đặt mạng WiFi, bạn cần nắm sơ đồ chung của mạng WiFitheo tài liệu hướng dẫn cấu hình dành cho DWL-2100AP và cũng lànguyên lý chung với 5 thành phần

a Nguồn cung cấp Internet (ISP) > 2 – Cable/DSL Modem (modem của bạn) > 3 – Switch > 4 – Bộ phát sóng WiFi > 5 – Máy tính và các thiết bị thu sóng khác.

- Hiểu đơn giản, router của bạn đóng vai trò trung tâm tiếp nhận tínhiệu Internet và truyền vào bộ phát sóng để phát tín hiệu ra Khihoạt động thì toàn bộ hệ thống này không cần kết nối vào bất cứmáy tính nào nhưng để thiết lập mật khẩu cho WiFi, bạn phải kết

nối router (thành phần số 2) vào máy tính để gián tiếp điều khiển cục phát sóng (thành phần số 4).

- Riêng thành phần thứ 3 là Switch thông thường được dùng ở nơi

có nhiều máy tính được kết nối thành mạng LAN như công ty, tiệmnet, ở gia đình thường không có Vì vậy, bài viết sẽ thực hiện cụthể với router DSL-526B, cục phát sóng DWL-2100AP (cả 2 đềucùng hiệu D-Link), router được kết nối trực tiếp với cục phát sóng

mà không thông qua switch

- Do router DSL-526B chỉ có 1 cổng USB và 1 cổng mạng RJ45 nênbạn phải kết nối với máy tính bằng cổng USB, bạn hãy tảidriver tại đây rồi cài đặt vào máy trước khi tiến hành các bướckhác