Công nghệ wimax và khả năng ứng dụng ở việt nam

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 Ở VIỆT NAM Sinh viên thực : LÊ BÁ NGHĨA Lớp : 48K - ĐTVT Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN HOA LƯ NGHỆ AN - 2013 ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ WIMAX VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG Ở VIỆT NAM LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực đồ án tốt nghiệp với đề tài “ Công nghệ WIMAX khả ứng dụng việt Nam ” em nhận hướng dẫn giúp đỡ tận tình thầy khoa Điện Tử - Viễn Thông trường Đại học Vinh Vậy cho phép em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới giúp đỡ Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Hoa lƣ– Người trực tiếp hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án Trong q trình hồn thành đồ án có nhiều cố gắng tầm hiểu biết điều kiện thực đề tài có hạn Do khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận góp ý, phê bình, dẫn quý thầy cô bạn đọc để đề tài hoàn thiện Vinh, ngày 07 tháng 01 năm 2013 Sinh viên thực hiện: Lê Bá Nghĩa TĨM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án tìm hiểu cơng nghệ WIMAX,trình bày cách tóm tắt q trình phát triển, đặc điểm mạng khơng dây, so sánh chuẩn mạng khơng dây Phần tiếp trình bày tổng quan WIMAX, đặc điểm kỹ thuật, số kỹ thuật điều khiển lớp vật lý PHY, phân lớp giao thức MAC, đặc điểm bổ sung chuẩn IEEE 802.16e, công nghệ cải tiến WIMAX, kiến trúc mạng WIMAX.phần cuối trình bày khả triển khai VIỆT NAM Project learn about WIMAX technology,presented a summary of the development process, the characteristics of the wireless network, comparing the standard wireless network Next section presents an overview of WIMAX, specifications, a number of technical controls the physical layer PHY, MAC protocol subclass, additional features of IEEE 802.16e, the WIMAX technology improvements, comments WIMAX network architecture.Last part is presented the possibility of deployment in Vietnam MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN .1 TÓM TẮT ĐỒ ÁN .2 MỤC LỤC .3 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .4 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU .8 CHƢƠNG I:TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY 10 1.1.Công nghệ di động tế bào 10 1.2.Công nghệ WLAN(Wireless local Area network) 14 1.3.Công nghệ WPAN(Wireless personal Area network) 15 1.4.Công nghệ Bluetooth……………………………………………… 15 1.5.Các chuẩn cho hệ thống không dây băng thông rộng 16 CHƢƠNG II:CÔNG NGHỆ WIMAX 19 2.1.Tổng quan WIMAX .19 2.2.Truyền sóng WIMAX 22 2.3.Các ứng dụng WIMAX 27 2.4.Tình hình triển khai WIMAX 29 2.5.Kiến trúc mạng truy nhập WIMAX 30 CHƢƠNG III:KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG HỆ THỐNGWIMAX TRÊN MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM 38 3.1.Nhu cầu truy nhập băng rộng VIỆT NAM 38 3.2.Hiện trạng truy nhập băng rộng VIỆT NAM .38 3.3.Các mô hình triển khai cơng nghệ mạng WIMAX………………….40 3.4.Tình hình triển khai thử nghiệm WIMAX VIỆT NAM … … 44 3.5 Khả triển khai WIMAX Nghệ An………………………… 46 KẾT LUẬN 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1.Qúa trình phát triển hệ thống thông tin di động 12 Hình 1.2.Qúa trình phát triển mạng di động tế bào 14 Hình 1.3.Xu hƣớng phát triển mạng truy nhập vơ tuyến 16 Hình 1.4.Quy mô triển khai chuẩn truy nhập .18 Hình 2.1.Minh họa hoạt động WIMAX 23 Hình 2.2.So sánh FDM OFDM 24 Hình 2.3.OFDM với 256 sóng mang 24 Hình 2.4.Các kênh OFDMA 25 Hình 2.5.Bán kính cell quan hệ với điều chế thích nghi 25 Hình 2.6.MISO 26 Hình 2.7.MIMO .27 Hình 2.8.Mơ hình hệ thống WIMAX 28 Hình 2.9.Các ứng dụng WIMAX 29 Hình 2.10 Mơ hình tham chiếu .31 Hình 2.11.Định dạng TC PDU .35 Hình 2.12.Quy trình vào mạng 38 Hình 3.1.Mạng ngân hàng .40 Hình 3.2.Mạng giáo dục 41 Hình 3.3.Sử dụng WIMAX cho việc thơng tin liên lạc xa bờ .41 Hình 3.4.Các cơng trình xây dựng 42 Hình 3.5.Các khu vực cơng cộng 43 Hình 3.6.Mang truy nhập WSP .44 Hình 3.7.Triển khai vùng nơng thơn xa xơi hẻo lánh .44 Hình 3.8.Cấu hình thử nghiệm WIMAX VNPT 46 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AAS Adaptive antena system Hệ thống anten thích nghi AK Authorization key Khoá Cấp phép 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 dƣ 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 khơng cố định DL Downlink Hƣớng 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 trƣớc 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 hƣớng 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 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 sƣ thiết kế Internet IDFT Inverse Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc ngƣợc IFFT Inversion Fast Fourier transform Biến đổi Fourier ngƣợc 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 trƣờng MAN Metropolitan area network Mạng khu vực thành phố MDHO Macro Diversity Handover Chuyển giao đa dạng riêng MIMO Multi input Multi output Đa đƣờng vào đa đƣờng MMDS Multichannel multipoint distribution service Dịch vụ phân phối đa điểm đa kênh 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 dị khơng 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 tƣơng đối cực đại WIMAX WorldWide Interoperability Kết nối toàn cầu với băng For Microwave Access WIFI WIBRO Wireless-Fidelity Wireless Broadband thông rộng Thông tin không dây trung thực Băng rộng không dây MỞ ĐẦU Đứng trước phát triển không ngừng khoa học công nghệ, truyền thông băng thông 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, trò chơi tương tác, hội nghị truyền hình,… truyền thơng băng thơng 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 cập băng rộng khơng 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 thơng tồn cầu mà mang lại nhiều lợi nhuận mặt kinh tế, giúp cho việc phát triển khoa học, cơng nghệ, trị, văn hố,… nước tồn giới 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 vơ tuyến với tốc độ lên đến 70Mbps với bán kính phủ sóng lên đến 50km Với nhiều ưu điểm vượt trội tốc độ truyền dẫn cao, phạm vi phủ sóng rộng, chất lượng dịch vụ thiết lập cho kết nối, an ninh tốt, hỗ trợ cố định di động, sử dụng phổ tần cấp phép không cấp phép… theo đánh giá chun gia WIMAX nhanh chóng vượt qua cơng nghệ có Wi-Fi hay 3G Đồ án gồm chương Chương 1, tổng quan truy nhập khơng dây, chương trình bày cách khái quát mạng không dây Chương 2, công nghệ WIMAX, trình brày cơng nghệ truy nhập WIMAX, phải lại dùng WIMAX Chương 3, tình hình triển khai WIMAX việt nam, với kiến thức tìm hiểu trình làm đồ án Những nội dung kiến thức tài liệu tổng hợp nghiên cứu mà em tìm hiểu đúc rút thời gian học tập thời gian nghiên cứu làm đồ án Vì kiến thức cịn nhiều hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong đóng góp thầy cô bạn bè 10 11GHz WirelessMAN-OFDM, lược đồ ghép kênh phân chia tần số trực giao (OFDM) với 256 sóng mang Đa truy nhập trạm thuê bao khác dựa vào đa truy nhập phân chia thời gian (TDMA)  Lớp PHY OFDM hỗ trợ hoạt động TDD FDD, với hỗ trợ cho SS FDD H – FDD  Mã hóa sửa lỗi trước FEC: lược đồ mã xoắn RS-CC tốc độ thay đổi kết hợp, hỗ trợ tốc độ mã hóa 1/2, 2/3, 3/4 5/6 BTC tốc độ thay đổi (tùy chọn)và mã CTC hỗ trợ tùy chọn  Chèn (Interleaving)  Điều chế: Chuẩn hỗ trợ mức điều chế, gồm BPSK, QPSK, 16- QAM 64-QAM  Hỗ trợ (tùy chọn) phân tập phát đường xuống sử dụng STC hệ thống anten thích nghi (AAS) với SDMA Lược đồ phân tập sử dụng hai anten BS để truyền tín hiệu mã hóa STC  Nếu phân tập truyền sử dụng, phần khung DL (được gọi miền) định rõ để trở thành miền phân tập truyền Tất burst liệu miền phân tập truyền sử dụng mã hóa STC Cuối cùng, AAS sử dụng, phần khung DL định miển AAS Trong phần khung này, AAS sử dụng để giao tiếp với SS có khả AAS AAS hỗ trợ UL  Truyền kênh đường lên tùy chọn cho SS, sử dụng tín hiệu BS có khả giải mã truyền dẫn -Đặc tả PHY WirelessMAN-OFDMA:Lớp PHY OFDMA WirelessMAN thiết kế dựa điều chế OFDM WirelessMAN-OFDMA, lược đồ OFDM 2048 sóng mang OFDM Đa truy nhập thực cách gán tập sóng mang cho máy thu cá nhân, xem OFDMA Nó hỗ trợ kênh UL DL Chuẩn hỗ trợ lược đồ kênh khác Lớp PHY OFDMA hỗ trợ hai họat động TDD FDD CC (mã xoắn) lược đồ mã hóa yêu cầu tốc độ mã hóa giống hỗ trợ hỗ trợ lớp PHY OFDM Các lược đồ mã hóa BTC 36 CTC hỗ trợ tùy chọn Các mức điều chế giống hỗ trợ STC AAS với SDMA hỗ trợ, MIMO -Giữa PHY MAC lớp hội tụ truyền dẫn TC Lớp thực biến đổi MAC PDU độ dài thay đổi vào khối FEC độ dài cố định (cộng thêm khối rút ngắn vào đoạn cuối) cụm Lớp TC có PDU có kích thước khớp với khối FEC thời bị đầy Nó bắt đầu với trỏ vị trí đầu mục MAC PDU bắt đầu bên khối FEC Xem hình 2.9 Preamble Khối PDU khởi đầu TC trước Khối PDU khởi đầu TC Khối PDU thứ khởi đầu TC Hình 2.11 Định dạng TC PDU PDU lớp TC;P = trỏ byte.Khuôn dạng PDU TC cho phép đồng hoá MAC PDU tiếp sau trường hợp khối FEC trước có lỗi khơng thể phục hồi Khơng có lớp TC, SS hay BS nhận tồn phần cịn lại cụm có lỗi khơng thể sửa chữa xuất ●Qúa trình vào mạng: Một trạm thuê bao WIMAX phải hoàn thành thủ tục vào mạng để liên lạc với mạng Trạng thái vào mạng thay đổi để thiết lập lại bị lỗi để tiếp tục từ trạng thái -Đồng kênh đường xuống:khi SS muốn vào mạng,nó quét kênh danh sách tần số định nghĩa.Thông thường SS cấu hình để sử dụng BS cụ thể với tổ hợp cho trước tham số vận hành,khi hoạt động băng tần cấp phép.Nếu SS tìm thấy kênh đường xuống đồng mức vật lý sử dụng mào đầu chu kỳ khung.Thông tin điều chế tham số UL DL khác giành cách quan sát DCD UCD kênh đường xuống -Initial Ranging:khi SS đồng với kênh DL nhận DL ULMAP cho khung, bắt đầu thủ tục Initial Ranging cách gửi 37 tin MAC yêu cầu Ranging sử dụng công suất truyền dẫn cực tiểu Nếu không nhận trả lời từ BS, SS gửi lại tin khung sử dụng công suất truyền dẫn cao Cuối SS nhận trả lời Ranging.Trả lời thể công suất hiệu chỉnh định thời mà SS phải làm thể thành công Nếu trả lời thị hiệu chỉnh, SS phải làm hiệu chỉnh gửi yêu cầu Ranging khác Nếu trả lời thị thành công, SS sẵn sàng để gửi liệu đường lên -Trao đổi khả năng:sau hồn thành bước Initial Ranging thành cơng,SS gửi tin yêu cầu khả cho BS miêu tả khả mức điều chế,lược đồ mã hóa tốc độ,phương pháp song cơng hỗ trợ.BS chấp nhận từ chối SS dựa vào khả -Nhận thức:Sau thương lượng khả năng, BS nhận thực SS, cung cấp vật liệu khóa phép mật mã liệu SS gửi chứng nhận X.509 nhà sản xuất SS miêu tả thuật tốn mật mã hóa hỗ trợ cho BS BS phê chuẩn nhận dạng SS, định thuật toán mật mã giao thức sử dụng sau gửi tin trả lời nhận thực cho SS Trả lời chứa vật liệu khóa sử dụng SS SS yêu cầu để thực định kỳ thủ tục nhận thực trao đổi khóa để làm vật liệu khóa -Đăng ký:Sau nhận thực, SS gửi tin yêu cầu đăng ký cho BS BS gửi trả lời đăng ký tới SS Trao đổi đăng ký bao gồm hỗ trợ phiên IP, hỗ trợ SS quản lý không quản lý, hỗ trợ tham số ARQ, hỗ trợ tùy chọn phân loại -Kết nối IP:Sau đăng ký, SS khởi động DHCP( IETF RFC 2131) để nhận địa IP tham số khác để thiết lập kết nối IP BS SS trì ngày sử dụng giao thức the time of the day ( IETF RFC 868) SS tải tham số sẵn sàng cho việc hoạt động sử dụng TFTP (IETF RFC 1350) -Tạo kết nối truyền tải:Sau hoàn thành đăng ký trao đổi tham số vận hành, kết nối truyền tải tạo Với luồng dịch vụ dự trữ trước, thủ tục tạo kết nối khởi đầu BS BS gửi tin yêu cầu thêm luồng dịch vụ động cho SS SS xác nhận việc tạo kết nối Với luồng dịch vụ không 38 dự trữ trước, tạo kết nối khởi tạo SS cách gửi tin yêu cầu thêm luồng dịch vụ động cho BS BS trả lời với xác nhận Các kết nối tạo Periodic Ranging Tạo kết nối Quét kênh đường xuống Tạo kết nối lỗi Không đồng Kết nối IP xong Đồng Kết nối IP Đạt tham số Đợi UL MAP nhận khe thời gian tranh Kết nối lỗi ấn định tranh chấp để Đăng ký Đăng ký Khởi tạo Initial Ranging Đăng ký lỗi Nhận thực xong Trao đổi bị lỗi Ranging xong Nhận thức xong Trao đổi khă Nhận thức bị lỗi Các khả thỏa thuận Hình 2.12 Quy trình vào mạng 39 Chƣơng III KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG HỆ THỐNG WIMAX TRÊN MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM 3.1 Nhu cầu truy nhập băng rộng Việt Nam Hiện nay, với phát triển bùng nổ nhu cầu truyền số liệu tốc độ cao nhu cầu đa dạng hố loại hình dịch vụ cung cập như: truy nhập Internet, thư điện tử, thương mại điện tử, truyền file, nhu cầu truy nhập băng rộng Việt Nam đòi hỏi lớn Các đối tượng có nhu cầu sử dụng truy nhập băng rộng đa dạng bao gồm: Các quan, doanh nghiệp, hộ gia đình, quán Internet,vv Đặc biệt với đề án phát triển “Chính phủ điện tử hay tin học hóa hành nhà nước” nhu cầu truy nhập băng rộng quan Đảng, quyền, đặc biệt với quan Đảng, quyền cấp xã phường đánh giá lớn rộng khắp Điều thể qua việc triển khai dự án thiết lập đường truyền số liệu tốc độ cao cho quan Đảng quyền tới cấp xã, phường Bộ Bưu Viễn thơng Việt Nam triển khai thực 3.2 Hiện trạng truy nhập băng rộng Việt Nam ● Truy nhập băng rộng qua hệ thống cáp hữu tuyến: Truy nhập băng rộng qua hệ thống cáp đồng trước hạn chế chủ yếu dịch vụ thuê kênh riêng qua mạng ISDN Tuy vậy, năm gần với việc triển khai cơng nghệ xDSL việc truy nhập băng rộng trở nên phổ biến với hai loại dịch vụ chủ yếu ADSL SHDSL Ba nhà cung cấp dịch vụ truy nhập xDSL lớn Tập đồn Bưu Viễn thơng Việt Nam (VNPT), Công ty FPT Công ty Viễn thông Quân đội (Viettel), VNPT có số thuê bao lớn VNPT đầu tư hệ thống cung cấp dịch vụ xDSL tất tỉnh, thành phố nước Đến nay, hệ thống có khả cung cấp dịch vụ truy nhập băng rộng cho tất quận huyện toàn quốc Tuy nhiên, hệ thống có khả cung cấp đến hầu hết cho vùng khu vực thuộc tỉnh, thành phố lớn, với huyện miền núi hệ thống chủ yếu cung cấp cho vùng phạm vi phục vụ tổng đài tối đa đến km 40 FPT Viettet cung cấp dịch vụ ADSL phạm vi phục vụ tập chung Hà Nội, Hồ Chí Minh số tỉnh, thành phố lớn Ngồi ra, cơng ty Viễn thơng điện lực phối hợp với truyền hình cáp Việt Nam để đưa dịch vụ truy nhập băng rộng qua cáp đồng trục mạng truyền hình cáp Tuy nhiên với mạng cáp chủ yếu cung cấp khu vực Hà Nội Hồ Chí Minh ● Truy nhập băng rộng qua hệ thống vô tuyến: Hệ thống truy nhập băng rộng qua môi trường vô tuyến Việt Nam chủ yếu mạng LAN vô tuyến (WLAN) sử dụng hệ thống truy nhập WiFi triển khai khu vực Hotsport Các hot spots bao gồm khách sạn, sân bay, trung tâm hội nghị, nhà hàng, …Ưu điểm WLAN mạng thương mại hỗ trợ tính di động cho đối tượng sử dụng, đồng thời cho phép kết nối cố định; mạng cài đặt đơn giản, nhanh chóng khơng cần sở hạ tầng có sẵn; khả lắp đặt rộng cho phép lắp đặt nơi mà mạng có dây khơng thể thiết lập được; tiết kiệm chi phí lắp đặt giảm bớt thành phần cáp mạng, việc mở rộng thay đổi cấu hình mạng đơn giản Tuy nhiên, hệ thống WiFi có phạm vi phục vụ tương đối nhỏ bán kính 50 đến 100m Mới đây, Công ty viễn thông điện lực cung cấp dịch vụ truy nhập băng rộng qua hệ thống CDMA1x EV-DO làm việc tần số 450 MHz, gọi CDMA450 Hệ thống đáp ứng nhu cầu truy nhập băng rộng khu vực trung tâm tỉnh, thành phố phạm vi phủ sóng cơng ty Viễn thơng điện lực ● Truy nhập băng rộng qua vệ tinh:Hiện nay, VNPT phối hợp với SSA xây dựng hệ thống VSAT IP/IPSTAR quốc tế Việt Nam Đây giải pháp mạng băng rộng hệ sử dụng hệ thống vệ tinh iPSTAR, tạo khả để tăng cường phổ cập dịch vụ viễn thông Internet tới nông thôn, vùng sâu, vùng xa Với hệ thống này, khả cung cấp dịch vụ truy nhập băng rộng mở rộng phạm vi toàn quốc Tuy nhiên hệ thống phát triển theo hình thức thương mại giá thành thiết bị cao, mặt khác chất lượng dịch vụ hạn chế so với giải pháp khác 41 3.3 Các mơ hình triển khai cơng nghệ mạng WIMAX Ứng dụng cơng nghệ WIMAX phân vào hai dạng chính: Khách hàng truy cập theo hình thức cá nhân, xây dựng hệ thống truyền dẫn riêng khách hàng ứng dụng WIMAX để cung cấp mạng truy cập công cộng ● Mạng ngân hàng:các mạng ngân hàng trung tâm kết nối đến chi nhánh thơng qua mạng WIMAX cá nhân để chuyển tải thoại, data video Thông thường ngân hàng thường nằm phân bố khu vực rộng, lại cần băng thông lớn an ninh cao Hình 3.1 Mạng ngân hàng ● Mạng giáo dục:Các ban phụ trách trường học dùng mạng WIMAX để kết nối trường văn phòng ban khu vực quận, huyện Chẳng hạn với yêu cầu băng thông cao (>15Mbps), khả thông tin điểm-điểm điểm-đa điểm với vùng phủ sóng trãi rộng cung cấp dịch vụ như: điện thoại, data (số liệu sinh viên), email, internet, đào tạo từ xa văn phòng ban phụ trách trường với trường quận hay trường với Trong môi trường giáo dục đó, camera trường B có trhể truyền tín hiệu từ lớp học (thời gian thực) đến trường A 42 Hình 3.2 Mạng giáo dục Vùng phủ sóng rộng, chi phí hợp lý, đặc biệt hiệu trường nơng thơnnơi có hạ tầng sở truyền dẫn kém, nơi mà giải pháp kéo cáp ln địi hỏi mức chi phí cao ● Thơng tin liên lạc xa bờ:WIMAX ứng dụng cơng ty dầu khí thơng tin liên lạc đất liền giàn khoan Hình 3.3 Sử dụng WIMAX cho việc thông tin liên lạc xa bờ Trong hoạt động thao tác thiết bị, đối diện với vấn đề phức tạp, cơng việc địi hỏi mức độ giám sát cao cần truy xuất liệu nóng… Các tín hiệu nầy gửi trạm đất liền để phận chuyên môn kịp thời phân tích sử lý Cơng việc khai thác dầu khí cần đãm bảo yếu tố an tồn, trực cảnh báo, giám sát camera, bên cạnh truyền tải thông tin như: thoại, internet, email , hội nghị truyền hình 43 WIMAX triển khai lắp đặt nhanh chóng, cần thiết điều chuyển đến nơi dễ dàng, khơng cần người trực thiết bị, thiết bị tự hoạt động cáh trang bị thêm pin lượng ● Các cơng trình xây dựng(mang tính tạm thời):Các cơng ty xây dựng dùng mạng WIMAX để thiết lập đường liên lạc đến văn phịng trung tâm cơng trường nơi xây dựng nơi huy chổ: người quản đốc, kỹ sư, kiến trúc sư… Hình 3.4 Các cơng trình xây dựng Trong trường hợp ứng dụng WIMAX dựa ưu điểm triển khai nhanh, điều quan trọng cơng trình thi cơng cho phép cung cấp nhanh thơng tin cơng trường bao gồm thọai lẫn liệu, cung cấp dịch vụ theo dõi qua hình ảnh điểm nóng điều kiện giám sát khó khăn Cũng cài đặt điểm hotspot cơng trường cho phép cá nhân thơng tin liên lạc, trao đổi liệu, thông tin tiến trình cơng việc diễn Giống trường hợp ứng dụng khác đòi hỏi chất lượng dịch vụ WIMAX xem xét Vì thiết bị WIMAX nhỏ gọn, tháo lắp đặt dễ dàng, điều chuyển đến nơi khác theo yêu yêu cầu công việc xây dựng tiện lợi ● Các khu vực công cộng(theme parks):Phân chia phạm vi rộng dịch vụ thông tin cho khu vui chơi giải trí, họat động ngồi trời, hoạt động giao dịch, xe buýt dịch vụ vận tải khác 44 Hình 3.5 Các khu vực cơng cộng Mạng hổ trợ lưu thoại băng thơng rộng hai chiều gửi từ trung tâm điều khiển, hình ảnh giám sát bao qt tồn cơng viên, kiểm sốt liệu truy cập, giám sát tình trạng chổ, video theo yêu cầu, giao tiếp điện thoại phục vụ vừa cố định vừa di động, bảo mật cao, suy hao thấp, vùng phủ sóng rộng, việc di chuyển lắp đặt dễ dàng ứng biến với thay đổi xảy ưu tiên lựa chọn thiết bị WIMAX ● Mạng truy nhập WSP:Mở rộng phạm vi cung cấp dịch vụ WSPs (các nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến) Các nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến (WSP) dùng mạng WIMAX để cung cấp kết nối cho khách hàng người dùng riêng lẻ (thoại, liệu truyền hình) hay cơng ty (thoại internet tốc độ cao), mô tả theo hình vẽ sau: Hình 3.6 Mạng truy nhập WSP 45 WSP CLEC (hình thành đối thủ cạnh tranh vùng) công ty kinh doanh với sở nhỏ Sẽ dễ dàng triển khai nhanh chóng thiết bị WIMAX, WIMAX gắn liền với QoS, phù hợp cho loại lưu lượng sóng mang đáp ứng theo mức dịch vụ mà khách hàng yêu cầu Một hạ tầng mạng cung cấp liệu thoại video với chất lượng cao đến người tiêu dùng sở dùng chung hố đơn tính tiền tính dựa lưu lương liệu truyền tải ● Triển khai vùng nông thôn xa xôi hẻo lánh thường phức tạp khó khăn: Hình 3.7 Triển khai vùng nông thôn xa xôi hẻo lánh Triển khai công nghệ WIMAX vào vùng nông thôn, nơi tập trung dân cư hay khu vực ngoại ô thành phố Việc kết nối đến vùng nông thôn xa xôi mục tiêu trọng điểm phát triển xã hội quốc gia việc phục vụ nhu cầu thiết yếu thoại internet, nơi sở hạ tầng gần khơng có vấn đề kéo cáp hồn tồn khơng khả thi, giải pháp WIMAX đề cập đến khả phủ sóng rộng, tiết kiệm 3.4 Tình hình triển khai thử nghiệm WIMAX Việt Nam Với tính trội công nghệ WIMAX so sánh chương 3, với nhu cầu vụ truy băng rộng khả cung cấp Việt Nam việc triển khai WIMAX Việt Nam đặc biệt quan tâm nhà cung cấp dịch vụ 46 Việc triển khai thử nghiệm thiết bị WIMAX diễn trước Bộ Bưu Viễn thông cấp giấy phép thử nghiệm WIMAX cho doanh nghiệp, số doanh nghiệp tiến hành thử nghiệm số sản phẩm Pre - WIMAX như: - VDC: tiến hành thử nghiệm Hà Nội Đồng Nai: + Tại Hà Nội, VDC tiến hành thử nghiệm với thiết bị hãng hoạt động băng tần 5,8 Ghz Thiết bị Alvarion, BS đặt Phạm Ngọc Thạch cung cấp thử nghiệm Iternet trực tiếp cho khách hàng, CPE hỗ trợ tối đa 24 Mbps, cự ly 50 Km Thiết bị LAM Aperto, băng thông 5,5 Mbps, cự ly truyền dẫn km + Tại Đồng Nai, VDC tiến hành thử nghiệm với thiết bị hãng AirSpan dải tần 2,4 GHz, băng thông tối đa Mbps với cự ly 40 Km - Bưu điện TP Hồ Chí Minh: tiến hành thử nghiệm với sản phẩm Canopy Motorola theo chuẩn 802.16a băng tần 2,4/ 3,5/ 5,2/ 5,8 MHz Kết thử nghiệm Bưu điện thành phố Hồ Chí Minh lựa chọn dải tần 5,8 MHz Việc Bộ Bưu Viễn thơng thức cho phép dải tần dùng để thử nghiệm thiết bị WIMAX thuận lợi lớn cho nhà cung cấp trình triển khai thử nghiệm thiết bị WIMAX Hiện tại, doanh nghiệp thuộc VNPT doanh nghiệp khác FPT, Viettel, VTC tiến hành chuẩn bị tiến hành lựa chọn thiết bị thử nghiệm kỹ thuật để triển khai dự án thử nghiệm Theo thông tin ban đầu, FPT tiến hành thử nghiệm với dạng WIMAX cố định WIMAX di động, Viettel tiến hành thử nghiệm với WIMAX di động Tại Giấy phép số 274/GP-BBCVT ngày 17 tháng năm 2006 Bộ Bưu Viễn thơng Cấp phép Cho Tổng cơng ty Bưu Viễn Thơng Việt Nam (VNPT) cho phép sử dụng tần số vô tuyến điện băng tần 3,3 GHz - 3,4 GHz để thiết lập mạng lưới Cũng Giấy phép này, Bộ Bưu Viễn thơng đưa cấu hình cho phép thử nghiệm mạng WIMAX 47 TRUNG TÂM QUẢN LÝ RADIUS AAA Server Billing System INTERNET BS Đường trục cho Wifi Hotspot BS Internet Access Đường trục cho Wifi Hotspot Internet Access Hình 3.8 Cấu hình thử nghiệm WIMAX VNPT Thực giấy phép Bưu Viễn thông cấp, VNPT giao cho VDC tiến hành lập phương án thử nghiệm cơng nghệ mơ hình ứng dụng WIMAX Ngày 14 tháng năm 2006, Intel, VDC Cơ quan hợp tác phát triển quốc tế Hoa Kỳ Việt Nam (USAID) ký kết Bản ghi nhớ phối hợp triển khai dự án kéo dài tháng công nghệ băng rộng vô tuyến cố định sử dụng Fixed WIMAX 802.16 - 2004 với tần số 3,3 GHz - 3,4 GHz 3.5 Khả ứng dụng WIMAX Nghệ An Hiện Việt Nam WIMAX tiến hành thử nghiệm thành phố lớn Hà Nội,Thành Phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng thu kết tốt đẹp Việt Nam chưa đưa vào sử dụng với nhiều lý khác Truớc hết mua thiết bị tốn nhiều tiền,chi phí vận hành cao,vấn đề kỹ thuật chưa đảm bảo,tính bảo mật,tính tương thích phổ tần cịn thấp WIMAX triển khai Nghệ An thích hợp Nghệ An có nhiều khu vực thưa dân cư,hẻo lánh mà WIMAX lại công nghệ không dây truy nhập với khoảng phủ sóng rộng Nhưng nguồn lực kinh tế tỉnh nhà nhiều hạn hẹp cạnh tranh khốc liệt công nghệ khác mà vấn đề lợi nhuận vấn đề nhà kinh doanh đặt lên hàng đầu nên WIMAX chưa triển khai ứng dụng 48 KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu nghiên cứu công nghệ WIMAX đưa nhìn tổng quan chi tiết kĩ thuật,các đặc tính lớp vật lý PHY lớp MAC cơng nghệ này.bên cạnh khả ứng dụng WIMAX vùng khác khó khăn trước cạnh tranh cơng nghệ khác.Truy nhập băng rộng nói chung WIMAX nói riêng ngày trở nên cần thiết mang lại hiệu lợi nhuận cho nhà đầu tư.vì việc cải thiện phát triển cơng nghệ thiết yếu.Tuy nhiên vấn đề bảo mật mở nhiều thách thức đòi hỏi nhà nghiên cứu bổ sung nâng cấp để mang lại an tồn sử dụng nó.mục tiêu hàng đầu phải khai thác ưu điểm hạn chế khuyết điểm để phù hợp cho môi trường Vì khả kiến thức cịn hạn hẹp nên chưa thể đưa đầy đủ tính WIMAX khơng thể tránh khỏi nhiều thiếu sót em mong đóng góp thầy bạn sinh viên để em hoàn thiện mặt kiến thức đồ án Cuối em xin chân thành cảm ơn quan tâm giúp đỡ thầy cô giáo khoa,đã tạo điều kiện tốt để em hoàn thành đồ án này.Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Hoa Lƣ hướng dẫn giúp đỡ em thời gian làm đồ án Một lần em xin chân cảm ơn! Sinh viên:Lê Bá Nghĩa 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 IEEE 802.16 – 2004, (October, 2004), Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems [2] IEEE 802.16e, (February, 2005), Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems [3] WiMAX Forum, (2006), Mobile WiMAX – Part I: A Technical Overview and Performance Evaluation [4] WiMAX Forum, (March, 2006) Mobile WiMAX – Part II: A Comparative Analysis [5] WiMAX Forum white paper, WiMAX’s technology for LOS and NLOS environments [6] WiMAX Forum white paper, The business case for Fixed Wireless Access in Emerging countries [7] WiMAX Forum, (November 2005), Fixed, nomadic, portable and mobile applications for 802.16-2004 and 802.16e WiMAX networks [8] WiMAX Forum white paper, IEEE 802.16 Standard and WiMAX igniting Broadband Wireless Access [9] www.ieee.org [10] www.quantrimang.com [11] www.vnpt.com.vn [12] www.wimaxforum.org [13] www.wimaxpro.org [14] www.wimax.com 50 ... NGUYỄN HOA LƯ NGHỆ AN - 2013 ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ WIMAX VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG Ở VIỆT NAM LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực đồ án tốt nghiệp với đề tài “ Công nghệ WIMAX khả ứng dụng việt Nam ” em nhận... khơng mong muốn từ vị trí khác 2.3 Các ứng dụng WIMAX Có mơ hình ứng dụng cho WIMAX mơ hình ứng dụng cố định mơ hình ứng dụng WIMAX di động Mơ hình hệ thống WIMAX giống hệ thống thông tin di động... 30 CHƢƠNG III:KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG HỆ THỐNGWIMAX TRÊN MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM 38 3.1.Nhu cầu truy nhập băng rộng VIỆT NAM 38 3.2.Hiện trạng truy nhập băng rộng VIỆT NAM .38 3.3.Các