Trong những năm gần đây, chúng ta đã chứng kiến sự bùng nổ của công nghệ mạng không dây. Khả năng liên lạc không dây đã gần như tất yếu trong các thiết bị cầm tay (PDA), máy tính xách tay, điện thoại di động và các thiết bị kỹ thuật số khác. Với các tính năng ưu việt về vùng phục vụ kết nối linh động, khả năng triển khai nhanh chóng, giá thành ngày càng giảm. Xu hướng kết nối không dây (vô tuyến) ngày càng trở nên phổ cập trong kết nối mạng máy tính. Với chiều hướng giá thành của máy tính xách tay ngày càng giảm và nhu cầu truy nhập Internet ngày càng tăng, tại các nước phát triển các dịch vụ truy nhập Internet không dây đã trở nên phổ cập, bạn có thể ngồi ở bất cứ nơi đâu và truy nhập Internet từ máy tính xách tay của mình một cách dễ dàng thông qua kết nối không dây và công nghệ dịch chuyển địa chỉ IP. Các công nghệ hiện tại đã đem đến cho người sử dụng những khả năng kết nối không dây thật hoàn hảo. Ví như Bluetooth kết nối không dây, WiFi truy xuất Internet không dây, điện thoại di động... Nhưng bên cạnh ưu điểm, công nghệ kết nối không dây hiện nay còn hạn chế và chưa thật sự liên thông với nhau. Vấn đề chính với truy nhập WiFi đó là các hotspot thì rất nhỏ, vì vậy phủ sóng rải rác. Cần có một hệ thống không dây mà cung cấp tốc độ băng rộng cao khả năng phủ sóng lớn hơn. Đó chính là WiMAX (Worldwide Interoperability Microwave Access). Nó cũng được biết đến như là IEEE 802.16. WiMAX là một công nghệ dựa trên nền tảng một chuẩn tiến hóa cho mạng không dây điểm đa điểm. Là giải pháp cho mạng đô thị không dây băng rộng với phạm vi phủ sóng tới 50km và tốc độ bit có thể lên tới 75Mbps với kênh 20MHz, bán kính cell từ 29km.
MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, chứng kiến bùng nổ công nghệ mạng không dây Khả liên lạc không dây gần tất yếu thiết bị cầm tay (PDA), máy tính xách tay, điện thoại di động thiết bị kỹ thuật số khác Với tính ưu việt vùng phục vụ kết nối linh động, khả triển khai nhanh chóng, giá thành ngày giảm Xu hướng kết nối không dây (vô tuyến) ngày trở nên phổ cập kết nối mạng máy tính Với chiều hướng giá thành máy tính xách tay ngày giảm nhu cầu truy nhập Internet ngày tăng, nước phát triển dịch vụ truy nhập Internet không dây trở nên phổ cập, bạn ngồi nơi đâu truy nhập Internet từ máy tính xách tay cách dễ dàng thông qua kết nối không dây công nghệ dịch chuyển địa IP Các công nghệ đem đến cho người sử dụng khả kết nối không dây thật hoàn hảo Ví Bluetooth kết nối không dây, Wi-Fi truy xuất Internet không dây, điện thoại di động Nhưng bên cạnh ưu điểm, công nghệ kết nối không dây hạn chế chưa thật liên thông với Vấn đề với truy nhập WiFi hotspot nhỏ, phủ sóng rải rác Cần có hệ thống không dây mà cung cấp tốc độ băng rộng cao khả phủ sóng lớn Đó WiMAX (Worldwide Interoperability Microwave Access) Nó biết đến IEEE 802.16 WiMAX công nghệ dựa tảng chuẩn tiến hóa cho mạng không dây điểm- đa điểm Là giải pháp cho mạng đô thị không dây băng rộng với phạm vi phủ sóng tới 50km tốc độ bit lên tới 75Mbps với kênh 20MHz, bán kính cell từ 2-9km Chuẩn thiết kế hoàn toàn với mục tiêu cung cấp trục kết nối trực tiếp mạng nội thị (Metropolitan Area NetworkMAN) đạt băng thông tương đương xDSL, trục T1/E1 phổ biến Công nghệ WiMax xu hướng cho tiêu chuẩn giao diện vô tuyến việc truy nhập không dây băng thông rộng cho thiết bị cố định, xách tay di động Chất lượng dịch vụ thiết lập cho kết nối, an ninh tốt, hỗ trợ multicast di động, sử dụng phổ tần cấp phép không cấp phép WiMax thực nhà cung cấp dịch vụ nhà sản xuất quan tâm Nhận thấy Wimax công nghệ có nhiều ứng dụng nước giới Việt nam tương lai, em chọn đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ mạng truy nhập không dây Wimax khả ứng dụng Việt Nam” Nội dung luận văn chia thành chương sau : Chương 1: Tổng quan mạng không dây Chương 2: Lớp PHY MAC chuẩn 802.16a Chương 3: Nghiên cứu vấn đề kỹ thuật mạng truy nhập băng rộng không dây WiMax Chương 4: Xây dựng chương trình Matlab để mô BER hệ thống WiMax Chương 5: Khả ứng dụng WiMax Việt Nam Nội dung nghiên cứu luận văn xây dựng sở kiến thức tiếp thu trình học tập, nghiên cứu khoa Điện tử Viễn thông - Đại học Công Nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội thời gian công tác Tổng Công ty truyền thông đa phương tiện (VTC) CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC CHUẨN KHÔNG DÂY [2] Sự bùng nổ nhu cầu truyền số liệu tốc độ cao nhu cầu đa dạng hoá loại hình dịch vụ cung cấp như: truy nhập Internet, thư điện tử, thương mại điện tử, truyền file, thúc đẩy cho xuất hàng loạt chuẩn không dây Hiện nay, vào phạm vi sử dụng, tốc độ kết nối, có chuẩn không dây tương ứng với mô hình mạng truyền thống Hình 1.1: Tổng quan chuẩn không dây - Mạng WPAN (Wireless Personal Area Network): Được ứng dụng phạm vi gia đình, không gian xung quanh cá nhân đó, tốc độ truyền dẫn nhà đạt 480 Mb/s phạm vi 10m Trong mô hình mạng WPAN, có xuất công nghệ Bluetooth dựa chuẩn IEEE 802.15 (Institute for Electrical and Electronics Engineers) Hiện 802.15 phát triển thành 802.15.3 biết đến với tên công nghệ Ultrawideband siêu băng thông - Mạng WLAN (Wireless Local Area Network): Sử dụng chuẩn IEEE 802.11 bao gồm chuẩn 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n… WLAN phần giải pháp vǎn phòng di động, cho phép người sử dụng kết nối mạng LAN từ khu vực công cộng văn phòng, khách sạn hay sân bay Tại Việt Nam WLAN triển khai ứng dụng nhiều nơi Công nghệ cho phép người sử dụng sử dụng, truy xuất thông tin, truy cấp Internet với tốc độ lớn nhiều so với phương thức truy nhập gián tiếp truyền thống - Mạng WMAN (Wireless Metropolitan Area Network): Sử dụng chuẩn IEEE 802.16, hoàn thành vào tháng 10/2001 công bố vào ngày 8/2002, định nghĩa đặc tả kỹ thuật giao diện không gian WirelessMAN cho mạng vùng đô thị Việc đưa chuẩn mở công nghệ truy nhập không dây băng rộng WiMAX cho phép mạng không dây mở rộng phạm vi hoạt động tới gần 50 km truyền liệu, giọng nói hình ảnh video với tốc độ nhanh so với đường truyền cáp ADSL - Mạng WWAN (Wireless Wide Area Network): Hệ thống WWAN triển khai công ty hay tổ chức phạm vi rộng, khai thác băng tần đăng ký trước với quan chức sử dụng chuẩn mở AMPS, GSM, TDMA CDMA Khoảng cách hàng trăm km, tốc độ từ kb/s đến 20 kb/s Trong tương lai, kết nối WirelessWAN dùng chuẩn 802.20 để thực kết nối diện rộng 1.2 KIẾN TRÚC CHUNG CỦA CÁC CHUẨN IEEE 802.11 VÀ 802.16 [7] Chuẩn IEEE 802.11 16 đặc tả lớp vật lý - PHY (Physical) lớp điều khiển truy nhập môi trường - MAC (Medium Access Control) cho truy nhập băng rộng không dây cố định - FBWA (Fixed Broadband Wireless Access) cho phạm vi mạng khu vực đô thị - MAN (Metropolitan Area Network) Hình 1.2 minh hoạ vị trí chuẩn IEEE 802.11 16 hệ thống chuẩn IEEE 802 Hình 1.2: 802.11 802.16 hệ thống chuẩn IEEE 802.xx 1.3 CÔNG NGHỆ WIFI [2,7] 1.3.1 Giới thiệu Hình 1.3: Cấu hình mạng WLAN điển hình WLAN hệ thống truyền thông liệu mở để truy nhập vô tuyến đến mạng Internet mạng Intranet Nó cho phép kết nối LAN tới LAN nhà khu tập thể, khu trường đại học Một hệ thống WLAN tích hợp với mạng vô tuyến diện rộng Tốc độ đạt WLAN cần phải hỗ trợ truyền dẫn thích hợp từ mạng đường trục Về mặt vật lý, WLAN có hai thành phần là: - Trạm gốc không dây (WBS) hay gọi AP (Access Point) - Khối giao tiếp người sử dụng đầu cuối hay gọi CPE AP thiết bị đặt phía nhà cung cấp dịch vụ, phải đấu nối với mạng nhà cung cấp để truy cập vào mạng Internet Thông thường AP đấu với Router, Hub Switch để cấp địa IP riêng Sau kết nối tới mạng nhà cung cấp dịch vụ thông qua hệ thống truyền dẫn thông dụng cáp quang, cáp đồng viba AP có khả chuyển đổi tín hiệu số đến từ mạng nhà cung cấp dịch vụ thành dạng tín hiệu số tương thích với chuẩn truyền dẫn vô tuyến AP bao gồm thu phát (Transceiver) điều khiển (Controller) thực chức chủ yếu như: Cung cấp giao diện cho kết nối với mạng nhà khai thác, giao diện vô tuyến hướng phía khách hàng Đảm bảo chức an toàn thông tin giao tiếp vô tuyến, chứng thực giao diện kết nối với khách hàng Quản trị tài nguyên vô tuyến Đăng ký khối giao diện người sử dụng Định tuyến, tính cước Duy trì chuyển đổi giao thức, mã hoá giải mã, nén giải nén CPE thiết bị đặt phía khách hàng, có địa node mạng nhiều địa để cung cấp cho mạng LAN khách hàng CPE tiếp nhận luồng tín hiệu số từ AP chuyển đổi chúng thành dạng tín hiệu tương thích với thiết bị đầu cuối khách hàng (tương tự số) CPE bao gồm thu phát thiết bị phụ trợ thực số chức như: Cung cấp giao diện vô tuyến hướng tới trạm gốc nhà cung cấp dịch vụ Cung cấp giao diện cho thiết bị đầu cuối khách hàng Chuyển đổi giao thức, chuyển đổi mã, cấp nguồn 1.3.2 Các chuẩn IEEE 802.11 tiêu biểu • Chuẩn IEEE 802.11: IEEE 802.11b định nghĩa lớp vật lý lớp MAC cho việc truyền tin qua mạng LAN không dây dùng chung Tại lớp vật lý, IEEE 802.11b hoạt động tần số vô tuyến 2,45GHz với tốc độ bit tối đa 11 Mbps Nó sử dụng công nghệ truyền dẫn trải trải phổ dãy trực tiếp (DSSS) • Chuẩn IEEE 802.11g: Do IEEE phát triển, mạng dùng chuẩn 802.11b cho phép liệu truyền với dung lượng tối đa 10 megabit/giây (trung bình Mbps) Chuẩn IEEE 802.11g cho phép truyền liệu với dung lượng cao - 54 Mbps (trung bình 22 Mbps) Cả hai chuẩn dùng băng tần 2,4 GHz hoạt động tương tác • Chuẩn IEEE 802.11a: Chuẩn IEEE 802.11a hoạt động dải tần GHz, tạo cho kết nối sử dụng chuẩn 802.11a bị ảnh hưởng giao thoa sóng điện từ mà kết nối sử dụng chuẩn 802.11b, 802.11g hoạt động tần số 2,4 GHz gây Bởi dải tần 2,4 GHz thường dùng công nghiệp, y tế, sử dụng thiết bị gia đình Bảng 1.1 so sánh chuẩn IEEE 802.11: Chuẩn Tần số Tốc độ Ghép kênh IEEE 802.11 900 MHz Mbps FHSS Ghi DSSS IEEE 802.11b 2,4 GHz 11 Mbps 900 MHz IEEE 802.11a GHz FHSS DSSS 54 Mbps OFDM Được sử dụng phổ biến Mới hơn, nhanh hơn, dùng tần số cao IEEE 802.11e GHz UNII 54 Mbps OFDM IEEE 802.11g 2,4 GHz ISM 54 Mbps DSSS FHSS Nhanh tương thích với 802.11b Bảng 1.1: So sánh chuẩn IEEE 802.11 1.4 CÔNG NGHỆ WiMAX [6, 11, 24] 1.4.1 Khái niệm WiMAX (Worldwide Interoperability Microwave Access) hệ thống truy nhập vi ba có tính tương thích toàn cầu dựa sở tiêu chuẩn IEEE 802.16 Công nghệ WiMAX cung cấp phạm vi băng thông lớn họ chuẩn Wi-Fi WiMAX chuẩn không dây phát triển nhanh, hứa hẹn tạo khả kết nối băng thông rộng tốc độ cao cho mạng cố định lẫn mạng không dây di động, phạm vi phủ sóng mở rộng Hình 1.4 mô tả ví dụ ứng dụng mạng WiMAX Hình 1.4: Mô hình mạng WiMAX 1.4.2 Các ưu điểm WiMax o Cấu trúc mềm dẻo: WiMAX hỗ trợ cấu trúc hệ thống bao gồm điểm-điểm, điểm - đa điểm, mạng lưới (mesh) o Chất lượng dịch vụ QoS : WiMAX tối ưu động hỗn hợp lưu lượng mang Có loại dịch vụ hỗ trợ: dịch vụ cấp phát tự nguyện (UGS - Unsolicited Grant Service), dịch vụ hỏi vòng thời gian thực (rtPS), dịch vụ hỏi vòng không thời gian thực (nrtPS), nỗ lực tốt (BE) o Triển khai nhanh: So sánh với triển khai giải pháp có dây, WiMAX yêu cầu xây dựng thiết lập bên o Dịch vụ đa mức: Một nhà cung cấp dịch vụ cung cấp SLA khác tới thuê bao khác nhau, chí tới người dùng khác sử dụng MS o Tính tương thích: WiMAX dựa vào quốc tế, chuẩn tính chất rõ rệt nhà cung cấp, tạo dễ dàng người dùng cuối để truyền tải sử dụng MS họ vị trí khác nhau, với nhà cung cấp dịch vụ khác o Di động: IEEE 802.16e bổ sung thêm đặc điểm hỗ trợ khả di động Những cải tiến lớp vật lý OFDM (ghép kênh phân chia tần số trực giao) OFDMA (đa truy nhập phân chia tần số trực giao) để hỗ trợ thiết bị dịch vụ môi trường di động Những cải tiến này, bao gồm OFDMA mở rộng được, MIMO (nhiều đầu nhiều đầu vào), hỗ trợ chế độ idle/sleep hand-off, cho phép khả di động đầy đủ tốc độ tới 160 km/h Mạng WiMax di động cho phép người sử dụng truy cập Internet 5.1.1.1 Mô hình ứng dụng cố định (Fixed WiMAX) Hình 5.1: Mô hình ứng dụng WiMax cố định Mô hình cố định sử dụng thiết bị theo tiêu chuẩn IEEE 802.16 -2004 Tiêu chuẩn gọi “không dây cố định” thiết bị thông tin làm việc với anten đặt cố định nhà thuê bao Anten đặt nhà cột tháp tương tự chảo thông tin vệ tinh Tiêu chuẩn IEEE 802.16 - 2004 cho phép đặt anten nhà khả thu sóng không tốt anten trời Băng tần công tác (theo quy định phân bổ quốc gia) băng 2,3/2,5 GHz 3,3/3,5 GHz Trong mạng cố định, WiMAX thực cách tiếp nối không dây đến modem cáp, đến đôi dây thuê bao mạng xDSL mạch Tx/Ex (truyền phát/chuyển mạch) mạch OCx (truyền tải qua sóng quang) WiMAX cố định phục vụ cho loại người dùng như: xí nghiệp, khu dân cư nhỏ lẻ, mạng cáp truy nhập WLAN công cộng nối tới mạng đô thị, trạm gốc BS mạng thông tin di động mạch điều khiển trạm BS 5.1.1.2 Mô hình ứng dụng WiMax di động (Mobile WiMax) Hình 5.2: Mô hình ứng dụng WiMax di dộng Mô hình WiMAX di động sử dụng thiết bị phù hợp với tiêu chuẩn 802.16e bổ sung cho tiêu chuẩn IEEE 802.16 - 2004 hướng tới user cá nhân di động, làm việc băng tần thấp GHz Mạng lưới phối hợp WLAN, mạng di động cellular 3G tạo thành mạng di động có vùng phủ sóng rộng Xu hướng công nghệ Mobile Wimax trở thành phổ biến toàn thiết bị: máy tính, điện thoại di động, PDA, vào năm 5.1.2 CPE Wimax [4] CPE WiMAX, hầu hết trường hợp, đầu cuối “plug and play” đơn giản, tương tự với modem DSL, cung cấp khả kết nối hình 5.3 5.4 Đối với khách hàng đặt vị trí vài km từ trạm gốc WiMAX, anten bên tự cài đặt yêu cầu để cải thiện chất lượng truyền dẫn Để phục vụ khách hàng biệt lập, anten dẫn trỏ đến trạm gốc WiMAX yêu cầu Với khách hàng yêu cầu thoại thêm vào dịch vụ băng rộng, CPE cụ thể cho phép kết nối bình thường gọi điện thoại VoIP Cuối chip WiMAX nhúng thiết bị trung tâm liệu Hình 5.3: CPE WiMAX cho truy nhập cố định, card WiMAX PC Hình 5.4: Ứng dụng CPE WiMAX hệ thống 802.16 5.2 MỘT SỐ HỆ THỐNG WIMAX HIỆN CÓ TRÊN THỊ TRƯỜNG [3, 24] Nhà sản xuất Hệ thống Song công Cambridge Broadband BreezeAccess VectaStar 3500 OFDM FDD FDD Avarion Đa truy nhập CSMA/CA Điều chế OFDM 64FFT điểm, BPSK, QPSK,16QA M, 64QAM Độ rộng băng tần kênh 2x1,75 MHz 2x3,5 MHz TDMA Navini Redline Communications Wi-LAN Ripwave AN-100 Libra 3000 TDD CDMA đa sóng mang TDD/ H-FDD FDD TDMA TDMA Thích ứng theo Đơn sóng chiều xuống: mang, QPSK, 16QAM, 816QAM, QPSK, BPSK 64QAM Chiều lên: QPSK 1,75 MHz 3,5 MHz MHz 14 MHz MHz MHz Thông lượng lớn (Kênh / Phương pháp điều chế) 12 Mbps (3,5 MHz, 64QAM) 48 Mbps (14 MHz, 64QAM) Đường xuống: 4,2 Mbps Đường lên: 2,2 Mbps (5 MHz, 16QAM/ QPSK) Năng lượng phát xạ BS 25 dBm, 29 dBm, 33.5 dBm 27 – 47 dBm EIRP Cho phần tử anten Anten khu 16.5 dBi, 60º vực BS Nă ng lư ợng phát xạ CPE Anten CPE 18 dBi, 20º OFDM, OFDM, thích ứng, BPSK, QPSK, BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM 16QAM 3,5 MHz MHz 14 MHz 3,5 MHz MHz 35 Mbps (14 MHz, 64 QAM) 12 Mbps ( MHz, 16QAM) 23 dBm 22 / 32 dBm (TB / Đỉnh) 13.5 dBi, 90º 360º 120º 17 dBi, 60º 14 dBi, 90º 25 dBm, 29 dBm, 33.5 dBm 31 dBm EIRP 15 dBm 16.5 dBi, 23º Người dùng tự cài đặt, dBi, 360º dBi, 120º T1, ATM/IMA, 10/100 BaseT Giao diện 10/100 BaseT STM-1 mạng phía BS Giao diện 10/100 BaseT, mạng phía 10/100 BaseT G.703 E1, USB, 10-BaseT CPE V.35, STM-1 17dBi, 60º 14dBi, 90º 13dBi, 120º 13dBi, 180º 11dBi, Omni 17 / 27 dB (Trung bình / Đỉnh) 18 dBi 15º 24 dBi 8º 18 dBi 20º 21 dBi 12º 23 dBi 9.6º T1/E1, 10/100 BaseT 10/100 BaseT T1/E1, 10/100 BaseT 10/100 BaseT Bảng 5.1: Các đặc điểm kỹ thuật số hệ thống FBWA Trong phần trước nghiên cứu kỹ thuật sử dụng cho mạng FBWA tương lai Tiêu chuẩn kỹ thuật cho mạng FBWA nghiên cứu Bảng 5.1 (ở trang trước) cho nhìn tổng quan đặc điểm kỹ thuật sử dụng cho mạng FBWA thiết bị thực tế thị trường 5.3 THỰC TẾ TRIỂN KHAI WIMAX TẠI VIỆT NAM [29, 30, 32, 33] Hiện nay, Việt Nam cấp phép thử nghiệm Fixed WiMax (theo chuẩn 802.16d - 2004) băng tần 3.3-3,4 GHz cho VNPT, Viettel, VTC, FPT Trong thời gian tới, thử nghiệm Mobile WiMax (theo chuẩn 802.16e - 2005) băng tần 2.32,4 GHz (Viettel, FPT, VTC) 2,52,69 GHz (VNPT) Bước đầu thử nghiệm với độ rộng băng tần 10MHz cho nhà cung cấp dịch vụ Sau giai đoạn thử nghiệm, cấp phép thức độ rộng băng tần 30 MHz cho nhà cung cấp dịch vụ 5.3.1 VNPT triển khai thử nghiệm Wimax [43] Giai đoạn (Từ tháng 10/2006 đến tháng 9/2007): VDC (VNPT) với Công ty Intel Cơ quan hợp tác phát triển quốc tế Hoa Kỳ Việt Nam (USAID) thử nghiệm theo mô hình WiMax cố định băng tần 3,3 GHz (theo chuẩn 802.16d-2004) phạm vi thị xã Lào Cai xã vùng ven thị xã VDC Intel tiến hành thử nghiệm cho 19 thuê bao với mô hình khác cho trường học, bệnh viện, quán cà phê Interrnet, hộ gia đình, điểm Bưu điện Văn hoá xã (BĐVHX)… Dịch vụ đưa vào thử nghiệm thoại Internet tốc độ cao Kết thu thử nghiệm giai đoạn tốt Giai đoạn (Bắt đầu từ tháng 10/2007): Triển khai mô hình WiMax cố định Tả Van (cách thị trấn gần Sapa km) Việc lựa chọn Tả Van nhằm mục đích chứng minh công nghệ WiMax công nghệ tối ưu triển khai địa bàn phức tạp, nhiều đồi núi sông suối, nơi mà việc triển khai cáp truyền thống khó khăn Hình 5.5 mô tả mô hình thử nghiệm Fixed WiMax Lào Cai VDC (VNPT) dải tần 3,3 GHz (a) Sơ đồ thử nghiệm WiMax Lào Cai VDC (VNPT) (b) Sơ đồ thử nghiệm WiMax Lào Cai VDC (VNPT) Hình 5.5: Mô hình thử nghiệm Fixed WiMax Lào Cai VDC (VNPT) Toàn Tả Van gần không phủ sóng điện thoại di động có hai đường điện thoại PSTN vệ tinh IPSTAR (hay gọi ThaiCom4) ShinCorp sử dụng để cung cấp kết nối Internet đến mạng WiMax/WiFi Đường kết nối Internet sử dụng dịch vụ vệ tinh IPSTAR có tốc độ 2Mbps/512Kbps kết nối với trạm gốc WiMAX tần số 3,3GHz hãng Airspan Trạm gốc WiMAX sử dụng ăngten kết nối đa điểm phủ sóng toàn Tả Van kết nối đến điểm thử nghiệm Ở Tả Van có 11 điểm kết nối, bao gồm trạm y tế, điểm Bưu điện - Văn hóa xã, trường học, trụ sở hội đồng nhân dân hộ dân Người dân khu vực trước có mật độ điện thoại thấp Lào Cai có khả tiếp cận dịch vụ viễn thông tiên tiến truy nhập Internet tốc độ cao hay gọi điện thoại giá rẻ VoIP Qua thời gian thử nghiệm WiMax giai đoạn 2, VNPT cho công nghệ WiMAX cố định chín muồi để đưa vào triển khai thực tế với địa điểm vùng sâu vùng xa Bên cạnh đó, WiMAX kết hợp tốt với nhiều công nghệ truyền dẫn khác (giai đoạn sử dụng công nghệ truyền dẫn qua ADSL, giai đoạn hai sử dụng công nghệ truyền dẫn qua VSAT-IP) Trong tháng cuối năm 2007, VNPT tiếp tục triển khai WiMax Hà Nội, Tp HCM với trạm gốc kết nối PMP tới 30-50 địa điểm đầu cuối Ngoài VNPT có VTC, Viettel FPT tiến hành thử nghiệm Fixed WiMAX Hà Nội, Đà nẵng, Bắc Ninh TP Hồ Chí Minh 5.3.2 Viettel triển khai thử nghiệm Wimax [44] Giai đoạn (Từ tháng 8/2006 đến tháng 9/2006): Viettel hợp tác với Motorola PlanetComm để bắt đầu thử nghiệm theo mô hình Fixed Wimax băng tần 3,3GHz với trạm phát sóng BTS cung cấp cho 10 khách hàng Giai đoạn (Bắt đầu từ tháng 10/2006): Viettel hợp tác với NextNet, Alvarion triển khai mô hình Fixed Wimax với quy mô lớn số lượng, chủng loại bao gồm 10 trạm phát sóng BTS cung cấp cho 72 khách hàng doanh nghiệp, văn phòng, điểm truy cập dịch vụ internet Cafe internet, hộ gia đình quận địa bàn Hà Nội Trong thời gian thử nghiệm, Viettel phủ sóng Wimax bán kính 2km (trong điều kiện có nhà cao tầng) bán kính 32km (trong điều kiện tầm nhìn tốt) với tốc độ truy cập từ đến 3Mbps Dung lượng trạm lắp đặt đáp ứng 3000 thuê bao sử dụng lúc với tốc độ download, upload tối đa lên tới 10Mbps Nhờ công nghệ Wimax có nhiều điểm tương đồng với dịch vụ điện thoại di động, nên Viettel dựa ưu hạ tầng trạm BTS mạng Viettel Mobile bao phủ khắp toàn quốc để cung cấp dịch vụ Wimax tương lai Trên Wimax, Viettel đảm bảo triển khai cung cấp đầy đủ ứng dụng băng rộng, chất lượng cao với chất lượng tốt như: VoiP, Web, Video Conference, Video Streaming, Backhaul Wifi 5.3.3 VTC triển khai thử nghiệm Wimax Từ năm 2006, VTC hợp tác với hãng cung cấp thiết bị Alvarion (Israel) để tiến hành thử nghiệm cung cấp dịch vụ dựa mô hình Fixed WiMax nhóm dịch vụ: Truy cập Internet, dịch vụ đa phương tiện (IPTV) dịch vụ thoại IP Phone, thông qua trạm phát sóng khu vực Lạc Trung, Vân Hồ, Hàm Long (Hà Nội) băng tần 2.3 GHz với độ rộng dải tần số 30 MHz Sau năm thử nghiệm, phía VTC cho biết chất lượng cung cấp dịch vụ truy nhập Internet băng rộng, VoD, VoIP tốt, dễ triển khai ổn định Do khả phủ sóng rộng nên số lượng trạm thu phát WiMax 1/3 mạng 3G nhiều lần số lượng trạm mạng di động GSM CDMA VTC tiếp tục thử nghiệm thành phố khác Hà Nội như: Đà Nẵng, Hồ Chí Minh thời gian tới thử nghiệm theo mô hình Mobile WiMax 5.3.4 FPT triển khai thử nghiệm Wimax FPT Telecom thử nghiệm mô hình Fixed WiMax với BTS thiết bị đầu cuối theo chuẩn 802.16d-2004 Tuy nhiên thời gian tới FPT thử nghiệm với mô hình Mobile WiMax (2,3 GHz) Fixed WiMax (3,3 GHz) Theo FPT Telecom, thực tế thử nghiệm cho thấy, hệ thống IPTV, VoD có FPT Telecom chạy WiMAX tốt, hình ảnh không bị giật, chơi game online không bị dừng hình, đặc biệt sử dụng điện thoại VoIP thông qua hệ thống WiMAX âm không bị nhiễu 5.4 ĐỀ XUẤT VỀ TRIỂN KHAI WIMAX TẠI VIỆT NAM Tại Việt Nam, công nghệ WiMax hoàn toàn ứng dụng triển khai rộng rãi tương lai mà nhà sản xuất, cung cấp thiết bị trung tâm, đầu cuối có giá thành hợp lý Trên sở nghiên cứu vấn đề kỹ thuật công nghệ WiMax chương kết hợp với tình hình thực tế triển khai thử nghiệm nhà cung cấp thiết bị, tác giả xin mạnh dạn có số đề xuất việc triển khai WiMax Việt Nam sau: Giai đoạn 1: Từ tháng 6/2006 đến tháng 12/2007: - Tiếp tục triển khai thử nghiệm mô hình Fixed WiMax theo chuẩn 802.16d-2004 băng tần 3,3GHz với địa hình vùng núi hiểm trở, phức tạp thành phố đông dân cư, nhiều tòa nhà cao tầng hình 5.6 Hình 5.6: Mô hình đề xuất triển khai thử nghiệm Fixed WiMax giai đoạn - Cung cấp thử nghiệm số dịch vụ phổ biến truy cập internet tốc độ cao, VoIP, Game online số dịch vụ truyền thông đa phương tiện khác IPTV, VoD, … - Tiếp tục nghiên cứu, định hướng triển khai Mobile Wimax để nhà cung cấp thiết bị sẵn sàng triển khai giai đoạn Giai đoạn 2: Từ tháng 1/2008 đến tháng 12/2008: - Theo lộ trình phát triển công nghệ WiMax thông tin từ nhà sản xuất thiết bị đầu cuối đến cuối năm 2007, đầu năm 2008, thiết bị hỗ trợ mô hình Mobile WiMax theo chuẩn 802.16e2005 Do vậy, đến thời điểm triển khai thử nghiệm thêm mô hình Mobile WiMax diện rộng thành phố lớn Tuy nhiên trì mô hình Fixed WiMax triển khai thử nghiệm giai đoạn trước - Tiến hành cung cấp dịch vụ WiMax như: Truy cập Internet tốc độ cao, IP Phone, dịch vụ đa phương tiện, IPTV, VoD, game online, … Giai đoạn 3: Từ năm 2009 trở đi: - Triển khai Fixed WiMax (3,3 GHz 3,5 GHz) Mobile WiMax (2,3 GHz 2,5 GHz) diện rộng thương mại hóa - Cung cấp dịch vụ truyền thống, phổ biến WiMax (như Internet, VoIP, Game online, …) dịch vụ Multimedia, giá trị gia tăng khác WiMax (IPTV, VoD, …) - Phần lớn thiết bị đầu cuối dùng cho Fixed WiMax Mobile WiMax giá thành cao công nghệ khác Nhà cung cấp dịch vụ hỗ trợ cho khách hàng thiết bị đầu cuối WiMax theo phương thức tặng 100% 50% giá trị thiết bị để công nghệ WiMax phổ biến rộng rãi Tuy nhiên, theo thời gian mà công nghệ WiMax triển khai diện rộng, giá thành thiết bị đầu cuối giảm mạnh (dưới 100USD) Do vậy, 510 khách hàng sử dụng chung thiết bị đầu cuối giá thành hợp lý Một số nhận xét, đánh giá, so sánh công nghệ WiMax 3G [28] Trước quan tâm đến Wimax doanh nghiệp, có số ý kiến cho triển khai đồng thời, có loại trừ Wimax dịch vụ di động Nhưng biết, tại, mạng di động Việt Nam sử dụng công nghệ từ 2,5-3G Đây công nghệ dành cho lớp khách hàng khác nhau, có truy nhập Internet chuyên thoại Ngược lại, công nghệ Wimax hay 4G có băng thông rộng hơn, sử dụng chủ yếu để truy nhập Internet có dịch vụ thoại, có tính thoại Hơn nữa, để dịch vụ Wimax di động phát triển cần khoảng thời gian dài, ấy, dịch vụ di động phát triển mạnh có chỗ đứng định Thêm vào đó, đối tượng khách hàng có nhu cầu sử dụng đa dịch vụ (Multimedia) Wimax không nhiều dịch vụ di động Vì vậy, hai công nghệ tồn song song, xét khía cạnh đó, chúng hỗ trợ, tương tác lẫn 5.5 KẾT LUẬN Công nghệ WiMax có nhiều ưu điểm công nghệ tương lai Tại Việt Nam, triển khai thử nghiệm công nghệ Fixed WiMax từ năm 2006 Lào Cai, Hà nội, Bắc Ninh, Đà Nẵng, TP Hồ Chí Minh, thu kết khả quan Trong thời gian tới chuẩn cho Mobile WiMax thức thống nhà sản xuất thiết bị sẵn sàng triển khai thử nghiệm Mobile WiMax Sau hoàn toàn ứng dụng triển khai rộng rãi mang tính thương mại tương lai mà nhà sản xuất, cung cấp thiết bị trung tâm, đầu cuối có giá thành hợp lý Như thời gian không xa, tận hưởng dịch vụ, giá trị mang lại từ công nghệ WiMax KẾT LUẬN Với phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật, đặc biệt hội tụ lĩnh vực công nghệ vi điện tử, thông tin, viễn thông cho đời công nghệ Đó công nghệ WiMax dựa họ tiêu chuẩn 802.16 Thực tế có nhiều chuẩn đời từ năm 2001 đến nay, nhiên xu hướng chung nhà sản xuất thiết bị cung cấp dịch vụ dựa họ tiêu chuẩn chính: 802.16d-2004 cho Fixed WiMax 802.16e-2005 cho Mobile WiMax Việc sử dụng công nghệ WiMax đem lại nhiều lợi ích, khu vực nông thôn, vùng sâu, vùng xa nơi dân cư đông đúc khó triển khai hạ tầng sở mạng dây dẫn băng rộng Vì thế, WiMax xem công nghệ có hiệu kinh tế cao cho việc triển khai nhanh khu vực mà công nghệ khác khó cung cấp dịch vụ băng thông rộng Theo đánh giá chuyên gia, WiMax nhanh chóng vượt qua công nghệ có Wi-Fi hay 3G, khả kết nối băng thông rộng tốc độ cao phạm vi rộng lớn Hơn nữa, việc cài đặt WiMax dễ dàng, tiết kiệm chi phí cho nhà cung cấp dịch vụ giảm giá thành dịch vụ cho người sử dụng Trên sở nghiên cứu vấn đề kỹ thuật công nghệ truy nhập mạng không dây băng rộng (WiMax), luận văn làm sáng tỏ số vấn đề sau: - Khái quát mạng không dây - Nghiên cứu chi tiết lớp vật lý (PHY) lớp MAC WiMax - Nghiên cứu vấn đề kỹ thuật công nghệ mạng truy nhập không dây băng rộng như: băng tần, Topo mạng, điều chế mã hóa, mô hình suy hao, bảo mật, vấn đề dung lượng, anten, … - Mô lỗi bít (BER) hệ thống WiMax phần mềm Matlab - Khả ứng dụng, triển khai WiMax Việt nam đưa số đề xuất giai đoạn 2008-2010 Định hướng nghiên cứu thời gian tới: - Tiếp tục nghiên cứu sâu vấn đề kỹ thuật mạng WiMax, đặc biệt chuẩn 802.16e-2005 hỗ trợ cho thiết bị di động - Nghiên cứu khả ứng dụng, khả tương thích giải pháp hữu hiệu để triển khai mạng WiMax thực tế phù hợp với điều kiện Việt nam - Tiếp tục nâng cấp bổ sung chương trình mô hệ thống WiMax cách kết hợp sử dụng công cụ Simulink code phần mềm Matlab, Ansoft Designer để đưa mô hình mô BER, phổ công suất phía phát/thu, giản đồ chòm phát/thu, tín hiệu OFDMA/SOFDMA phía thu phát,… ... CÔNG NGHỆ WiMAX [6, 11, 24] 1.4.1 Khái niệm WiMAX (Worldwide Interoperability Microwave Access) hệ thống truy nhập vi ba có tính tương thích toàn cầu dựa sở tiêu chuẩn IEEE 802.16 Công nghệ WiMAX. .. 802.11 16 hệ thống chuẩn IEEE 802 Hình 1.2: 802.11 802.16 hệ thống chuẩn IEEE 802.xx 1.3 CÔNG NGHỆ WIFI [2,7] 1.3.1 Giới thiệu Hình 1.3: Cấu hình mạng WLAN điển hình WLAN hệ thống truy n thông... mạng vùng đô thị Vi c đưa chuẩn mở công nghệ truy nhập không dây băng rộng WiMAX cho phép mạng không dây mở rộng phạm vi hoạt động tới gần 50 km truy n liệu, giọng nói hình ảnh video với tốc độ