Công nghệ wimax và ứng dụng của wimax trong mạng viễn thông

LỜI NĨI ĐẦU Viễn thơng lĩnh vực phát triển mạnh mẽ, không gia tăng mặt dịch vụ mà vấn đề công nghệ đƣợc quan tâm nhằm đáp ứng nhu cầu ngày cao ngƣời sử dụng Thơng tin khơng dây có mặt khắp nơi phát triển cách nhanh chóng, hệ thống thông tin di động tế bào sử dụng công nghệ GSM CDMA dần thay hệ thống mạng điện thoại cố định hữu tuyến.Các hệ thống mạng LAN khơng dây- cịn đƣợc biết với tên thông dụng Wi-fi hữu nhiều tòa nhà văn phòng, khu vui chơi giải trí Trong vài năm gần hệ thống mạng MAN không dây (Wireless MAN) thƣờng đƣợc nhắc nhiều đến nhƣ giải pháp thay bổ sung cho cơng nghệ xDSL Wimax Wimax cịn đƣợc gọi Tiêu chuẩn IEEE 802.16, đáp ứng đƣợc nhiều yêu cầu kỹ thuật dịch vụ khắt khe mà công nghệ truy nhập không dây hệ trƣớc (nhƣ Wi-fi Bluetooth) chƣa đạt đƣợc nhƣ bán kính phủ sóng rộng hơn, băng thơng truyền dẫn lớn hơn, số khách hàng sử dụng đồng thời nhiều hơn, tính bảo mật tốt Với nhƣng ƣu điểm vƣợt trội nhƣ WiMAX đƣợc xem công nghệ hứa hẹn phát triển mạnh mẽ tƣơng lai gần Mạng Viễn thông Việt Nam năm qua có phát triển mạnh mẽ, hệ thống cung cấp dịch vụ truy cập băng rộng đƣợc triển khai hầu hết tỉnh thành Tuy nhiên, phần lớn hệ thống xDSL cung cấp truy cập hữu tuyến hệ thống WiFi với phạm vi phục vụ hạn chế Trong đó, nhu cầu sử dụng dịch vụ băng rộng lại đòi hỏi cấp thiết nhiều vùng, nhiều khu vực mà giải pháp có khó triển khai triển khai chậm Để triển khai nhanh chóng hiệu hệ thống truy cập băng rộng khu vực việc nghiên cứu triển khai hệ thống truy cập vô tuyến băng rộng WiMAX cần thiết Với mục đích tìm hiểu cơng nghệ WiMAX để đánh giá, lựa chọn giải pháp, thiết bị hệ thống mạng phù hợp với điều kiện thực tế Việt Nam, đồ án tốt nghiệp gồm chƣơng Chƣơng Tìm hiểu cơng nghệ mạng khơng dây, lợi ích hoạt động việc sử dụng mạng, ngồi tìm hiểu chi phí đầu tƣ tiêu chuẩn áp dụng cho mạng không dây Chƣơng Giới thiệu tổng quan hệ thông Wimax, đặc điểm, ƣu điểm, nhƣợc điểm hệ thống, số băng tần sử dụng chuẩn công nghệ Wimax Chƣơng Tìm hiểu hệ thống bảo mật Wimax, giao thức quản lý khố PKM, q trình thiết lập khoá trao đổi khoá mã hoá liệu Chƣơng Nghiên cứu khả triển khai ứng dụng hệ thống Wimax mạng viễn thông Việt Nam Trong q trình làm đồ án khó tránh khỏi sai sót, em mong dẫn thầy, giáo góp ý bạn để đồ án đƣợc hoàn thiện Để hoàn thành đồ án em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình Cơ giáo TS Nguyễn Thị Quỳnh Hoa thầy cô giáo Khoa Công Nghệ Trƣờng Đại Học Vinh Em xin chân thành cảm ơn! Vinh, Ngày 05 Tháng 05 Năm 2010 Sinh Viên Nguyễn Viết Hồng TĨM TẮT ĐỒ ÁN Đứng trƣớc phát triển không ngừng khoa học công nghệ truyền thông băng rộng trở thành nhu cầu thiết yếu mang lại nhiều lợi ích cho ngƣời sử dụng, bên cạnh việc cung cấp dịch vụ nhƣ truy cập Internet quay số qua modem thoại ADSL hay đƣờng kênh riêng sử dụng hệ thống điện thoại di động hay mạng WiFi Wimax đời nhằm cung cấp phƣơng tiện truy cập Internet không dây tổng hợp thay ADSL Wi-Fi Để tìm hiểu cơng nghệ Wimax ta sâu nghiên cứu băng tần, chuẩn kỹ thuật điều chế OFDM OFDMA đặc biệt bảo mật Wimax, từ nghiên cứu khã 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 To learn more about Wimax technology we studied in depth bands, the standard modulation technique OFDM and OFDMA, and especially security in WiMax, which studies the ability to deploy WiMax systems and applications on the network Vietnam Telecommunications MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU………………………………………………………………… TÓM TẮT ĐỒ ÁN…………………………………………………………… MỤC LỤC…………………………………………………………………… DANH SÁCH HÌNH VẼ…………………………………………………… DANH SÁCH CÁC BIỂU BẢNG…………………………………………… DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TÁT………………………………………… 10 CHƢƠNG I: TÌM HIỂU CƠNG NGHỆ MẠNG KHƠNG DÂY…………… 15 1.1 Giới thiệu mạng không dây……………………………………………… 15 1.1.1 Khái niệm mạng khơng dây…………………………………………… 15 1.1.2 Lợi ích việc sử dụng mạng không dây…………………………… 15 1.1.3 Hoạt động mạng khơng dây……………………………………… 17 1.1.4 Chi phí đầu tƣ cho mạng không dây…………………………………… 18 1.1.5 Các tiêu chuẩn áp dụng cho mạng không dây………………………… 19 1.2 Wi-Fi……………………………………………………………………… 19 1.3 Kết luận chƣơng…………………………………………………………… 22 CHƢƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ WiMAX…………………… 23 2.1 Tổng quan Wimax……………………………………………………… 23 2.1.1 Giới thiệu Wimax………………………………………………… 23 2.2 Băng tần cho WIMAX…………………………………………………… 25 2.2.1 Băng 3400-3600MHz (băng 3.5GHz)………………………………… 25 2.2.2 Băng 3600-3800MHz………………………………………………… 25 2.2.3 Băng 3300-3400MHz (băng 3.3 GHz………………………………… 25 2.2.4 Băng 2500-2690MHz (băng 2.5 GHz………………………………… 25 2.2.5 Băng 2300-2400MHz (băng 2.3 GHz)……………………………… 26 2.2.6 Băng 5725-5850MHz (băng 5.8 GHz)……………………………… 26 2.2.7 Băng dƣới 1GHz……………………………………………………… 26 2.3 Các chuẩn công nghệ WiMAX……………………………………… 27 2.3.1 IEEE 802.16 – 2001…………………………………………………… 27 2.3.2 IEEE 802.16a-2003…………………………………………………… 27 2.3.3 IEEE 802.16c-2002…………………………………………………… 28 2.3.4 IEEE 802.16-2004…………………………………………………… 28 2.3.5 IEEE 802.16e chuẩn mở rộng………………………………… 28 2.4 Mơ hình ứng dụng WiMAX……………………………………………… 29 2.4.1 Mơ hình ứng dụng cố định…………………………………………… 29 2.4.2 Mơ hình ứng dụng WiMAX di động………………………………… 30 2.5 Đặc điểm kỹ thuật công nghệ Wimax………………………………… 30 2.5.1 Kỹ thuật điều chế OFDM…………………………………………… 32 2.5.1.1 Hoạt động OFDM…………………………………………… 34 2.5.1.2 Những ƣu điểm hệ thống OFDM…………………………… 35 2.5.1.3 Nhƣợc điểm hệ thống OFDM……………………………… 35 2.5.2 Kỹ thuật điều chế OFDMA ……………………… 36 2.5.2.1 Khái niệm………………………………………………………… 36 2.5.2.2 Đặc điểm…………………………………………………………… 36 2.5.2.3 OFDMA nhãy tần………………………………………………… 37 2.5.2.4 Hệ thống OFDMA………………………………………………… 39 2.5.3 So sánh OFDM OFDMA…………………………………………… 40 2.5.4 Kênh hóa dải tần số……………………………………………… 42 2.5.5 Anten cho ứng dụng vô tuyến cố định…………………………… 42 2.5.6 Phân tập thu phát……………………………………………………… 43 2.5.7 Điều chế thích nghi…………………………………………………… 43 2.5.8 Các kỹ thuật sửa lỗi trƣớc…………………………………………… 44 2.5.9 Điều khiển công suất………………………………………………… 44 2.6 Ƣu điểm Wimax……………………………………………………… 45 2.7 Kết luận chƣơng………………………………………………………… 46 CHƢƠNG III: BẢO MẬT TRONG WiMAX………………………………… 47 3.1 Kiến trúc bảo mật chẩn IEEE 802.16……………………………………… 47 3.1.1 Giới thiệu……………………………………………………………… 47 3.1.2 Kiến trúc bảo mật……………………………………………………… 48 3.1.2.1 Tập hợp bảo mật…………………………………………………… 50 3.1.2.2 Giao thức quản lí khóa PKM 802.16………………… 50 3.1.2.2.1 Cơ PKM………………………………………………… 52 3.1.2.2.2 Q trình thiết lập khóa cấp quyền AK………………………… 54 3.1.2.2.3 Pha trao đổi khóa mã hóa lƣu lƣợng TEK……………………… 56 3.1.2.2.4 Đồng thay đổi khóa ……………………………………… 57 3.2 Quy trình bảo mật………………………………………………………… 59 3.2.1 Xác thực……………………………………………………………… 60 3.2.2 Trao đổi khóa liệu………………………………………………… 61 3.2.3 Mã hóa liệu………………………………………………………… 63 3.3 Kết luận chƣơng…………………………………………………………… 64 CHƢƠNG IV: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TRIỂN KHAI VÀ ỨNG DỤNG HỆ THỐNG WIMAX TRÊN MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM 65 4.1 Giới thiệu chƣơng………………………………………………………… 65 4.2 Nhu cầu trạng hệ thống truy nhập băng rộng Việt Nam 65 4.2.1 Nhu cầu truy nhập băng rộng Việt Nam 65 4.2.2 Hiện trạng truy nhập băng rộng Việt Nam 65 4.2.2.1 Truy nhập băng rộng qua hệ thống cáp hữu tuyến 65 4.2.2.2 Truy nhập băng rộng qua hệ thống vô tuyến 66 4.2.2.3 Truy nhập băng rộng qua vệ tinh 67 4.3 Các mơ hình triển khai công nghệ mạng WiMAX 67 4.3.1 Mạng dùng riêng……………………………………………………… 67 4.3.2 Các mạng phục vụ cộng đồng………………………………………… 68 4.4 Tình hình triển khai WiMAX thử nghiệm Việt Nam 75 4.5 Kết luận chƣơng…………………………………………………………… 81 KẾT LUẬN…………………………………………………………………… 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 DANH SÁCH HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Cấu hình điểm AP làm chức repeater………………… 16 Hình 1.2 AP thực chia tải (Load Balacing)……………………… 16 Hình 1.3 Dịch chuyển tốc độ truyền dẫn đảm bảo trì kết nối…………… 16 Hình 1.4 Nguyên lý hoạt động Access Point…………………………… 17 Hình 1.5 Microcell với Access Point………………………………………… 18 Hình 1.6 Card mạng hỗ trợ Mạng không dây sử dụng cho PC Laptop………………………………………………………………………… 18 Hình 1.7 802.11b chuẩn cho mạng Wi-Fi………………………………… 19 Hình 2.1 Mơ hình truyền thơng WiMAX……………………………… 24 Hình 2.2 Mơ hình ứng dụng WiMAX cố định……………………………… 29 Hình 2.3 Mơ hình ứng dụng Wimax di đơng………………………………… 30 Hình 2.4 So sánh FDM OFDM…………………………………………… 33 Hình 2.5 OFDM với 256 sóng mang……………………………………… 33 Hình 2.6 Tín hiệu sóng mang cua OFDM…………………………………… 34 Hình 2.7 ODFM OFDMA……………………………………………………………… 36 Hình 2.8 Tổng quan hệ thống sử dụng OFDM…………………………… 39 Hình 2.9 Mẫu tín hiệu dẫn đƣờng OFDMA………………………… 40 Hình 2.10 So sánh OFDM OFDMA…………………………………… 41 Hình 2.11 Kênh hóa dải tần số…………………………………………… 42 Hình 2.12 Kỹ thuật điều chế bán kính cell………………………… 44 Hình 3.1 Các lớp giao thức 802.16………………………………………… 48 Hình 3.2 Mơ hình kiến trúc bảo mật chuẩn IEEE 802.16…………… 49 Hình 3.3 Các luồng giao thức PKM bản…………………………… 53 Hình 3.4 Quy trình bảo mật………………………………………………… 59 Hình 3.5 Quá trình xác thực SS với BS…………………………………… 60 Hình 3.6 Q trình trao đổi khóa liệu…………………………………… 62 Hình 3.7 Định dạng payload trƣớc sau mã hóa……………… 63 Hình 4.1 Cellular Backhaul………………………………………………… 62 Hình 4.2 WSP Backhaul…………………………………………………… 67 Hình 4.3 Mạng ngân hang………………………………………………… 68 Hình 4.4 Mạng giáo dục…………………………………………………… 68 Hình 4.5 Mơ hình an tồn cho truy nhập cơng cộng…………………… 69 Hình 4.6 Sử dụng Wimax cho việc thơng tin liên lạc xa bờ………… 70 Hình 4.7 Kết nối nhiều khu vực…………………………………………… 71 Hình 4.8 Các cơng trình xây dựng………………………………………… 72 Hình 4.9 Các khu vực cơng cộng…………………………………………… 73 Hình 4.10 Mạng truy nhập WSP…………………………………………… 74 Hình 4.11 Triển khai vùng nông thôn xa xôi hẻo lánh…………………… 75 Hình 4.12 Cấu hình thử nghiệm WiMAX VNPT 77 Hình 4.13 Sơ đồ kết nối trạm gốc……………………………………… 78 Hình 4.14 Sơ đồ kết nối trạm đầu cuối thuê bao…………………………… 79 DANH SÁCH CÁC BIỂU BẢNG Bảng Ví dụ biểu đồ tần số, thời gian với OFDMA…………………… 37 Bảng Biểu đồ tần số thời gian với ngƣời dùng nhảy tần a, b, c có 38 bƣớc nhảy với khe thời gian……………………………………………… Bảng mẫu nhảy tần trực giao với tần số nhảy khác nhau…………… 39 Bảng Các thống số kỹ thuật thiết bị WiMAX thử nghiệm Lào Cai…………………………………………………………………………… 80 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AAA Authentication Authorizaton Nhận thực, cấp quyền tài khoản and Account ACL Access Control List Danh sách điều khiển truy nhập ADDR Address Trƣờng địa AES Advanced Encryption Standard Tiêu chuẩn mã hóa nâng cao AK Authorization Key Khoá đƣợc cấp quyền AP Access Point Điểm truy nhập ARP Address Resolution Protocol Giao thức phân giải địa BPI Baseline Privacy Interface Giao diện cá nhân đƣờng sở BS Based Station Trạm gốc BSD Berkeley Software Distribution Phân phối phần mềm Berkeyley BSID Based station ID ID trạm gốc CCM cryptographic block ciphers Chế độ mã hóa khối mode CCMP Counter Code with Cipher Giao thức mã nhận thực tin chuỗi Block Chaining Message mã đƣợc bao bọc khối mã hoá Authentication Code Protocol CGI Computer-generated imagery Phần mở rộng máy CID Card Identification Number Số xác nhận card CHAP Challenge-Handshake Giao thức xác thực bắt tay yêu cầu Authentication Protocol CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra vòng dƣ DCD Downlink Channel Descriptor Nhận dạng kênh đƣờng xuống 10 Hình 4.5 Mơ hình an tồn cho truy nhập công cộng Đối với mục tiêu di động vậy, chẳng hạn nhƣ ngƣời cảnh sát truy cập liệu xe chạy, ngƣời lính chữa cháy truy cập thơng tin đƣờng ngắn đến nơi xảy hỏa họan Một camera xe cứu hỏa đƣa hình ảnh tình trạng bệnh nhân để chủ động cấp cứu trƣớc xe đƣa bệnh nhân đến bệnh viện Trong tất ứng dụng nêu đƣợc ứng dụng WiMAX băng thông rộng, hệ thống băng thơng hẹp khơng thể đáp ứng đƣợc - Thông tin liên lạc xa bờ WiMAX ứng dụng cơng ty dầu khí thơng tin liên lạc đất liền giàn khoan 74 Hình 4.6 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 toàn, trực cảnh báo, giám sát camera, bên cạnh truyền tải đƣợc thông tin nhƣ: thoại, internet, email , hội nghị truyền hình WiMAX triển khai lắp đặt nhanh chóng, cần thiết điều chuyển đến nơi dễ dàng, khơng cần ngƣời trực thiết bị, thiết bị tự hoạt động cáh trang bị thêm pin lƣợng [7] - Kết nối nhiều khu vực (Campus Connectivity) 75 Hình 4.7 Kết nối nhiều khu vực - Các cơng trình xây dựng (mang tính tạm thời) Các cơng ty xây dựng dùng mạng WiMAXđể thiết lập đƣờng liên lạc đến văn phòng trung tâm công trƣờng nơi xây dựng nơi huy chổ: ngƣời quản đốc, kỹ sƣ, kiến trúc sƣ… Hình 4.8 Các cơng trình xây dựng 76 Trong trƣờng hợp ứng dụng WiMAX dựa ƣu điểm triển khai nhanh, điều quan trọng cơng trình thi cơng cho phép cung cấp nhanh thông tin công trƣờng 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 công trƣờng cho phép cá nhân thơng tin liên lạc, trao đổi liệu, thơng tin tiến trình cơng việc diễn Giống nhƣ trƣờng hợp ứng dụng khác địi hỏi chất lƣợng dịch vụ WiMAX đƣợc 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 thơng tin cho khu vui chơi giải trí, họat động trời, hoạt động giao dịch, xe buýt dịch vụ vận tải khác Hình 4.9 Các khu vực cơng cộng Mạng hổ trợ lƣu thoại băng thông rộng hai chiều gửi từ trung tâm điều khiển, hình ảnh giám sát bao qt tồn cơng viên, kiểm sốt liệu truy cập, 77 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 ƣu tiên lựa chọn thiết bị WiMAX [7] 4.3.2 Các mạng phục vụ cộng đồng Đối với mạng công cộng, tài nguyên đƣợc xem chung, nhiều ngƣời truy xuất chia xây dựng mạng cơng cộng nói chung u cầu chi phí hiệu quả, mà cung cấp đƣợc vùng phủ sóng lớn ngƣời sử dụng nhiều vụi trí khác cố định thay đổi Những đáp ứng mạng cơng cộng thoại liệu, truyền hình ảnh trực tuyến Đồng thời an ninh mạng yêu cầu quan trọng, mức độ phức tạp cao có nhiều ngƣời đối tƣợng sử dụng, số ứng dụng WiMAX môi trƣờng mạng công cộng nhƣ sau - 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 ngƣời dùng riêng lẻ (thoại, liệu truyền hình) hay cơng ty (thoại internet tốc độ cao), mơ tả theo hình vẽ nhƣ sau: 78 Hình 4.10 Mạng truy nhập WSP WSP CLEC (hình thành nhƣ 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 lƣu lƣợng sóng mang đáp ứng theo mức dịch vụ mà khách hàng yêu cầu Một hạ tầng mạng cung cấp liệu thoại video với chất lƣợng cao đến ngƣời tiêu dùng sở dùng chung hố đơn tính tiền đƣợc tính dựa lƣu lƣơng liệu truyền tải 79 - Triển khai vùng nơng thơn xa xơi hẻo lánh Hình 4.11 Triển khai vùng nông thôn xa xôi hẻo lánh Triển khai công nghệ WiMAX vào vùng nông thôn, nơi tập trung dân cƣ 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 nhƣ thoại internet, nơi sở hạ tầng gần nhƣ khơng có vấn đề kéo cáp hồn tồn khơng khả thi, giải pháp WiMAX đề cập đến khả phủ sóng rộng, tiết kiệm 4.4 Tình hình triển khai WiMAX thử nghiệm Việt Nam [8] Với tính trội công nghệ WiMAX với nhu cầu vụ truy băng rộng khả cung cấp Việt Nam việc triển khai WiMAX Việt Nam đƣợc đặc biệt quan tâm nhà cung cấp dịch vụ Việc triển khai thử nghiệm thiết bị WiMAX diễn trƣớc Bộ Bƣu Viễn thơng cấp giấy phép thử nghiệm WiMAX cho doanh nghiệp, số doanh nghiệp tiến hành thử nghiệm số sản phẩm Pre - WiMAX nhƣ: - VDC: tiến hành thử nghiệm Hà Nội Đồng Nai: 80 + 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 - Bƣu 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 Bƣu điện thành phố Hồ Chí Minh lựa chọn dải tần 5,8 MHz Việc Bộ Bƣu 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 nhƣ doanh nghiệp khác nhƣ 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 Bƣu Viễn thơng Cấp phép Cho Tổng cơng ty Bƣu Viễn Thông Việt Nam (VNPT) cho phép sử dụng tần số vô tuyến điện băng tần 3,3 GHz - 3,4 GHz để thiết lập mạng lƣới Cũng Giấy phép này, Bộ Bƣu Viễn thơng đƣa cấu hình cho phép thử nghiệm mạng WiMAX nhƣ hình 4.12 81 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 4.12 Cấu hình thử nghiệm WiMAX VNPT Thực giấy phép Bƣu Viễn thơng cấp, VNPT giao cho VDC tiến hành lập phƣơng 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 đƣợc sử dụng Fixed WiMAX 802.16 - 2004 với tần số 3,3 GHz - 3,4 GHz Quy mô thử nghiệm bao gồm: trạm gốc WiMAX Acces point (WiMAX AP) đặt Bƣu điện Lào Cai có khả kết nối bán kính Km với tốc độ truyền liệu dự kiến 10 Mbps lên tới 75 Mbps Dự kiến có 20 địa điểm Lào Cai đƣợc lựa chọn tham gia thử nghiệm Thiết bị đƣợc chọn để thử nghiệm thiết bị hãng Alvarion Anten trạm gốc đƣợc treo cột Bƣu điện Lào Cai độ cao 40-50 m, với độ phủ sóng 3600, thiết bị đầu cuối CPE trời (outdor), anten đƣợc đặt nhà hƣớng phía trạm gốc Sơ đồ kết nối tổng thể trạm gốc Lào Cai cụ thể nhƣ hình 4.13 82 S ón gW iMA X Só ng W iM AX Anten định hƣớng Omni S ón gW iMA Tuyến kết nối X Trạm viễn thông WIMAX AP Hình 4.13 Sơ đồ kết nối trạm gốc WiMAX AP đóng vai trị nhƣ Router kết nối tới mạng VDC nhƣ kênh thuê riêng Các trạm thuê bao đƣợc cấp phát đại IP theo chế độ cấp phát động Những ứng dụng đƣợc triển khai là: truy nhập Internet tốc độ cao, truy nhập sở liệu khuyến nông lập trang Web giới thiệu tiềm sản phẩm địa phƣơng gọi điện thoại qua Internet Trong khuôn khổ thử nghiệm, trạm đầu cuối đƣợc trang bị thêm máy tính để thiết lập mạng LAN, thay cho phƣơng thức Dial-up với máy tính Thiết bị CPE trạm đầu có vai trị nhƣ Router/Modem vai trị modem tạo kết nối tốc độ cao đến WiMAX AP Router cung cấp chức NAT DHCP cho máy tính [8] Sơ đồ kết nối trạm đầu cuối nhƣ hình 4.14 83 Anten ngồi trời Switch WiMAX CPE Loại ngồi trời ` Máy tính cá nhân (PC) Máy tính cá nhân (PC) Máy tính cá nhân (PC) Máy tính cá nhân (PC) Hình 4.14 Sơ đồ kết nối trạm đầu cuối thuê bao Các thông số kỹ thuật thiết bị WiMAX đƣợc thử nghiệm cho bảng 84 Bảng 4: 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 Phƣơng 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 dBi, Anten omni định hƣớng tần số 3,3 - 3,5 GHz Anten (CPE) Anten phân cực đứng kết hợp Trở kháng anten 50 Ohm Công suất tối đa cổng Trạm gốc: 28 dBm  dB anten CPE: 20 dBm  dB 85 4.5 Kết luận chƣơng 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 nƣớc 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 đƣợc triển khai thành công Việt Nam thời gian gần 86 KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu nghiên cứu cơng nghệ Wimax ứng dụng đề tài đƣa đƣợc mơ hình cơng thƣờng gặp giao diện vô tuyến biện pháp bảo mật tƣơng ứng Đề tài đƣợc băng tần, chuẩn IEEE 802.16 so với công nghệ vơ tuyến trƣớc nhƣ với thiết kế ban đầu Truy nhập khơng dây nói chung WiMAX nói riêng ngày trở nên cần thiết mang lại nhiều lợi nhuận cho nhà đầu tƣ Khả kết nối không dây với tốc độ cao khoảng cách xa ƣu điểm vƣợt trội WiMAX nhiên thách thức vấn đề bảo mật truy cập Để thực chiếm đƣợc lòng tin ngƣời sử dụng vấn đề bảo mật cần phải đƣợc giải tốt Khi triển khai WiMAX nhƣ cơng nghệ vơ tuyến khác phải sử dụng biện pháp bảo mật định nhƣ mã hóa, điều khiển truy nhâp, xác thực, cảnh báo… Trong thời gian thực đồ án tốt nghiệp với đề tài “ Cơng nghệ WiMAX ứng dụng mạng viễn thông ” em nhận đƣợc hƣớng dẫn giúp đỡ tận tình thầy giáo Khoa Công Nghệ Trƣờng Đại Học Vinh Vậy cho phép em đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới giúp đở Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn Cô giáo – Tiến Sĩ Nguyễn Thị Quỳnh Hoa – Ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án Vinh, Ngày 05 tháng 05 năm 2010 Sinh viên thực Nguyễn Viết Hoàng 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Thomas Hardjono, Lakshminath R Dondeti, Security in Wireless LANs and MANs, Artech House, England, 2005 [2] WiMAX Forum, (November 2005), Fixed, nomadic, portable and mobile applications for 802.16-2004 and 802.16e WiMAX networks [3] Nguyễn Văn Đức, “ Lý thuyết ứng dụng kỹ thuật OFDM”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật- Hà Nội-2006 [4] Bài giảng “Thông tin di động”, KS Lê Thị Kiều Nga [5] Tổng cục bƣu điện, “ Thông tin di động ”, Nhà xuất KHKT, 1993 [6] Bảo mật WiMAX, TS Lê Nhật Thăng & KS Hồng Đức Tỉnh, Tạp chí BCVT&CNTT, 14/12/2007 [7] Đô án tôt nghiệp „Nguyên Mạnh Tiến‟ sinh viên Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội năm 2008 [8] http://vntelecom.org/diendan/showthread.php 88 ... 2.4 Mô hình ứng dụng WiMAX? ??…………………………………………… 29 2.4.1 Mơ hình ứng dụng cố định…………………………………………… 29 2.4.2 Mơ hình ứng dụng WiMAX di động………………………………… 30 2.5 Đặc điểm kỹ thuật công nghệ Wimax? ??………………………………... OFDMA Trong WIMAX fixed, áp dụng cơng nghệ OFDM, cịn WIMAX theo chuẩn 802.16e, áp dụng công nghệ OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access), hai cơng nghệ có vài khác biệt nhƣ sau: Công. .. Wifi, Wlan, Wimax? ?? Để hiểu rỏ mạng không dây ta sâu tìm hiểu cơng nghệ Wimax sẻ đƣợc trình bày chƣơng 23 CHƢƠNG II GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ WiMAX 2.1 Tổng quan Wimax 2.1.1 Giới thiệu WiMAX Wimax tên