Tổng quan về công nghệ WinMax, Tình hình triển khai trên thế giới và các mô hình ứng dụng

53 949 3
Tổng quan về công nghệ WinMax, Tình hình triển khai trên thế giới và các mô hình ứng dụng

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Tài liệu tham khảo chuyên ngành viễn thông Tổng quan về công nghệ WinMax, Tình hình triển khai trên thế giới và các mô hình ứng dụng

MỤC LỤC TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ WIMAX 1.1 Sự đởi công nghệ Wimax 1.2 Chuẩn IEEE 802.16 1.3 Ứng dụng công nghệ Wimax 1.3.1 Mạng đường trục: 1.3.2 Kết nối mạng không dây doanh nghiệp: 1.3.3 Băng rộng theo nhu cầu: .7 1.3.4 Mở rộng vùng phủ sóng 1.3.5 Roaming dich vụ 1.4 Giới thiệu chung công nghệ Wimax 1.5 Tình hình chuẩn hóa cơng nghệ Wimax 14 SO SÁNH WIMAX VỚI WIFI VÀ 3G 15 2.1 Công nghệ WiFi: 15 2.2 Hạn chế Wifi 16 2.3 Công nghệ 3G 16 GIẢI PHÁP CỦA CÁC NHÀ SẢN XUẤT 19 3.1 Giải pháp Intel : .19 3.2 Giải pháp sản phẩm SR-Telecom: 25 3.3 Giải pháp sản phẩm Alavrion 30 3.4 Giải pháp sản phẩm Motorola cho ISP: 33 3.5 Giải pháp Chipset Fujitsu 34 TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI WIMAX TRÊN THẾ GIỚI 35 HIỆN TRẠNG MẠNG TRUY NHẬP BĂNG RỘNG CỦA VN .39 MƠ HÌNH TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ MẠNG WIMAX .43 6.1 Mạng dùng riêng 43 6.2 Các mạng phục vụ cộng đồng: .50 Trang 1/53 Các chữ viết tắt: Wi-Fi (Wireless Fidelity): Tên thương mại cho tiêu chuẩn tính tương thích sản phẩm sử dụng cho mạng nội khơng dây Nó cho phép thiết bị di động máy tính xách tay PDA kết nối với mạng nội bộ, thường sử dụng để truy cập Internet, gọi điện thoại VoIP không dây (1)  (2)OFDM (Orthogonal Frenquency-Multiplexing): Một kỹ thuật truyền tải dựa ý tưởng multiplexing theo tần số (frequency-division multiplexing - FDM) Trong kỹ thuật FDM, nhiều tín hiệu gửi lúc tần số khác Cịn kỹ thuật OFDM, có thiết bị truyền tín hiệu nhiều tần số độc lập (từ vài chục vài ngàn)  (3)WiMAX (Worldwide Interoperability for Microware Access): WiMAX tương tự Wi-Fi khái niệm có số cải tiến nhằm nâng cao hiệu suất cho phép kết nối khoảng cách xa  (4)IEEE 802.11n: Phần bổ sung vào tiêu chuẩn mạng nội không dây IEEE 802.11 nhóm cơng tác 11 Uỷ ban tiêu chuẩn mạng nội (LAN)/mạng khu vực đô thị (MAN) thuộc IEEE (Viện Kỹ thuật điện điện tử Mỹ xây dựng) Tiêu chuẩn 802.11n làm cho mạng hoạt động tầm xa mạng 3G: Công nghệ điện thoại di động hệ thứ Những dịch vụ sử dụng công nghệ cho phép truyền liệu âm (gọi điện thoại) khơng có âm (như tải xuống thông tin, trao đổi e-mail nhắn tin) (5) EV-DO (Evolution Data Only/Evolution Data Optimized): Giao thức liệu băng thông rộng vô tuyến không dây Hiện nhiều nhà cung cấp dịch vụ di động CDMA nhiều nước giới ứng dụng EV-DO, gồm Venezuela, Mexico, Brazil, Nhật, Hàn Quốc, Israel, Mỹ, Úc Canada, EVN Việt Nam (6)  (7)UMTS (Universal Mobile Telecommunications System): Một ba công nghệ điện thoại di động UMTS gọi 3GSM để phân biệt với mạng khác nhấn mạnh kết hợp chất 3G công nghệ chuẩn GSM HSPDA (High-Speed Downlink Packet Access): Giao thức điện thoại di động mới; gọi 3,5G (hay "31/2G) (8) Trang 2/53 TỔNG QUAN CƠNG NGHỆ WIMAX 1.1 Sự đời cơng nghệ Wimax Ngày tỷ lệ người truy cập băng rộng cịn ít, thấp 20% dân số giới chí cịn nhỏ tỷ lệ nhiều Câu hỏi đặt sao? Là công nghệ tồn DSL, cáp vơ tuyến cố định có hạn chế chi phí lắp đặt cao, có vấn đề lặp vịng, tốc độ đường lên (upstream) cần nâng cấp, giới hạn LOS tính hướng mở Chính hạn chế mà đưa giải pháp truy cập internet băng rộng cố định/ di động thay công nghệ truy cập nơi đâu với tốc độ cao, cơng nghệ truy cập vô tuyến băng rộng Wimax WiMax công nghệ tổ chức IEEE phát triển tập trung giải vấn đề mạng vơ tuyến ngồi trời băng rộng điểm – điểm, điểm – đa điểm Nó có nhiều ứng dụng, kết nối tầm xa (kéo dài) cho nhà riêng thương mại kết nối backhaul điểm nóng mạng Wifi Trong Wimax chưa có lịch sử phát triển phổ biến Wifi (802.11), chuẩn có lợi đáng kể hỗ trợ từ nhà sản xuất tên tuổi lớn Intel công ty cổ phần lớn khác công nghệ Wimax (chuẩn 802.16) quan trọng Internet cho phép kết nối tối đa lên đến tỷ người Với việc cung cấp khả kết nối băng rộng không dây, công nghệ Wimax cho phép thúc đẩy phát triển công nghệ tạo điều kiện thuận lợi mang lại phát triển giáo dục y tế tốt hơn, tăng suất công-nông-thương nghiệp thu nhập cho người dân, khả tiếp cận phủ điện tử xây dựng thành phố điện tử Wimax sử dụng làm mạng vơ tuyến theo nhiều cách giống giao thức phổ biến Wifi Wimax giao thức hệ thứ hai mà cho phép sử dụng băng thông hiệu hơn, giảm nhiễu, mà cho phép tốc độ liệu cao khoảng cách xa Chuẩn IEEE 802.16 định nghĩa đặc tính kỹ thuật giao thức viễn thông Diễn đàn Wimax tạo hội tiềm lực để thiết bị thử nghiệm nhà sản xuất khác tương thích với nhau, thiết kế nhóm cơng nghệ chun dụng để khuyến khích phát triển thương mại hóa cơng nghệ Chẳng nữa, Wimax chấp nhận để trở thành công nghệ truy cập Internet vô tuyến nơi giới 1.2 Chuẩn IEEE 802.16 Có thể nhiều nhà cung cấp dịch vụ vận hành xa lạ với chuẩn IEEE 802.16 (WiMAX) cơng nghệ khơng dây mang tính cách mạng ngành công nghiệp dịch vụ không dây băng rộng Chuẩn 802.16, giao tiếp dành Trang 3/53 cho hệ thống truy cập khơng dây băng rộng cố định cịn biết đến với tên chuẩn giao tiếp không dây IEEE WirelessMAN Chuẩn thiết kế hoàn toàn với mục tiêu cung cấp trục kết nối trực tiếp mạng nội thị (Metropolitan Area Network-MAN) đạt băng thông tương đương cáp, DSL, giao diện T1/E1 phổ biến Hình Chuẩn khơng dây tồn cầu Tháng 1/2003, IEEE cho phép chuẩn 802.16a sử dụng băng tần từ 2GHz đến 11GHz; rộng băng tần từ 10GHz đến 66GHz chuẩn 802.16 phát hành tháng 4/2002 trước Nhờ đặc tính khơng dây mà nhà cung cấp dịch vụ vận hành triển khai đường trục dễ dàng, tiết kiệm chi phí đến vùng địa hình hiểm trở, mở rộng lực mạng tuyến cáp đường trục tải; đặc biệt đường phố không bị "đào lên lấp xuống" Thiết bị phát IEEE 802.16a lắp tịa nhà khơng cần đầu tư đặt tháp cao đỉnh núi công nghệ khác Hệ thống 802.16a chuẩn đạt đến bán kính 48km cách liên kết trạm có bán kính làm việc 6-9 km Trong q trình phát triển 802.16, tính liên thơng ln đề cao Đầu tiên, diễn đàn Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) thành lập vào năm 2003 qui tụ nhiều công ty hàng đầu Intel, LG Electronics, Motorola, Fujitsu, Siemens Để thúc đẩy nhà sản xuất hệ thống truy xuất không dây băng rộng đưa thiết bị tương thích IEEE 802.16, WiMAX hợp tác chặt chẽ với liên minh Wi-Fi để hỗ trợ tốt chuẩn IEEE 802.11 Để đạt liên thông, WiMAX buộc phải tạo số System Profile tương ứng với qui định sử dụng tần số khác khu vực địa lý Ví dụ, nhà cung cấp dịch vụ châu Âu dùng băng tần 3,5GHz với băng thông 14MHz địi hỏi thiết bị hỗ trợ kênh băng thơng 3,5MHz MHz, chức TDD (Time Division Duplex) FDD (Frequency Division Duplex) Tương tự, nhà cung cấp dịch vụ Internet không dây (WISP) Mỹ lại dùng băng tần 5,8GHz UNII nên thiết bị hệ thống cần phải hỗ trợ băng thông 10MHz kỹ thuật TDD Trang 4/53 Trong trình xây dựng khung chuẩn, 802.16a kế thừa hệ thống có để ứng dụng rộng rãi thiết kế ban đầu OFDMA dùng lớp PHY thiết kế mở để điều chỉnh linh hoạt, thích ứng với tất kênh có độ rộng băng thơng từ 1,75MHz đến 20MHz Single Carrier Access (SCa) Wi-Fi giữ lại 802.16a làm đường liên kết xương sống, OFDM với FFT (Fast Fourier Transform) 256 điểm lại hỗ trợ truy xuất cố định băng thông lên đến 10MHz Kỹ thuật OFDMA cải tiến dựa OFDM để hỗ trợ hệ di động tốc độ cao, cho phép kênh hóa liệu tải xuống (DownlinkDL) tải lên (Uplink-UL), ấn định số tỷ lệ kích thước FFT với độ rộng kênh   Tiền chuẩn     Hậu chuẩn     Sau chuẩn hóa, nhà sản xuất thiết bị  cần tập trung đẩy nhanh thiết kế giảm   giá (biểu diễn lớp màu xanh)   Hình 2: Cấu trúc nghiệp 802.16 công Lớp MAC 802.16 thiết kế hỗ trợ ứng dụng điểm-đa điểm dựa CSMA/CA (Collision Sense Multiple Access with Collision Avoidance) MAC AP 802.16 quản lý tài nguyên UL, DL gồm chức định thời truyền nhận Lớp MAC cịn có số chức hỗ trợ ứng dụng diện rộng mà tính di động khơng ổn định tích hợp dịch vụ di động: bình chọn tức thời (realtime Polling Service) khơng tức thời (non-realtime Polling Service) ; Đóng gói/phân mảnh để tăng độ hiệu sử dụng băng tần; Quản lý khóa riêng tư (PKM-privacy key management) để bảo mật từ lớp MAC; Hỗ trợ phát đa luồng; Chuyển mạch tốc độ cao; Quản lý lượng PKM phiên cịn có khả kết hợp với giao thức xác thực mở rộng (EAP-Extensible Authentication Protocol) Trang 5/53 Với tốc độ tải liệu lên đến 75Mbps, kênh đáp ứng trạm 802.16a hoàn toàn đủ lực lúc phục vụ 60 khách hàng kết nối cấp T1 hàng trăm kết nối DSL gia đình, với băng thơng kênh 20MHz Trong thực tế, để đạt hiệu kinh tế, nhà vận hành cung cấp dịch vụ thường phải chấp nhận cân đối phục vụ thành phần khách hàng doanh nghiệp doanh thu cao với thành phần thuê bao gia đình số đơng Vì thế, chuẩn 802.16a hỗ trợ thiết thực nhà vận hành mạng, cho phép cấu hình mức ưu tiên cho cấp dịch vụ Như thế, doanh nghiệp đặt chế độ ưu tiên dịch vụ cấp T1 cho doanh nghiệp dịch vụ tốc độ DSL cho người dùng gia đình Đặc tả 802.16a cịn bao gồm tính bảo mật QoS cần thiết để hỗ trợ dịch vụ thoại video trực tuyến Dịch vụ thoại 802.16 dùng kỹ thuật thoại TDM (Time Division Multiplexed) VoIP (Voice over IP) 1.3 Ứng dụng công nghệ WiMAX Sau đời, 802.16a nhanh chóng triển khai châu Âu, Mỹ thể số lợi ích cụ thể 1.3.1 Mạng đường trục: 802.16a công nghệ không dây lý tưởng làm mạng trục nối điểm hotspot thương mại LAN không dây với Internet Công nghệ không dây 802.16a cho phép doanh nghiệp triển khai hotspot 802.11 linh hoạt gặp địa hình hiểm trở, địi hỏi thời gian ngắn nâng cấp linh hoạt theo nhu cầu thị trường Chuẩn 802.16a cho phép triển khai mạng trục tốc độ cao, chi phí thấp Tại châu Âu, nơi nhà vận hành chấp nhận chia sẻ cáp trục với đối thủ cạnh tranh, mạng trục WiMax có đất phát triển sử dụng 80% tháp sóng Riêng Mỹ, có điều luật qui định nhà cung cấp dịch vụ thứ ba phải thuê tuyến cáp trục từ nhà cung cấp mạng trục Internet nên tốc độ ứng dụng WiMax chậm châu Âu Tuy vậy, tỷ lệ ứng dụng WiMax làm mạng trục chiếm đến 20% tới phát triển nhanh FCC chuẩn bị bỏ ràng buộc tuyến cáp trục với nhà cung cấp dịch vụ thứ ba Đối với nước phát triển giải pháp kết nối khơng dây 802.16a cho phép nâng cấp lực dịch vụ nhanh chóng theo nhu cầu thực tế mà khơng phải lo ngại vấn đề đào đường, thay đổi kiến trúc hạ tầng 1.3.2 Kết nối mạng không dây doanh nghiệp: Chuẩn 802.16a dùng làm sở để liên thông mạng LAN khơng dây, hotspot WiFi 802.11 có Doanh nghiệp tự mở rộng qui mơ văn phịng mà mơi trường mạng cục liền lạc có mạng trung gian khơng dây chuẩn 802.16a Nhìn rộng hơn, doanh nghiệp triển khai mạng LAN không dây thống cho tất văn phòng phạm vi quốc gia Trang 6/53 1.3.3 Băng rộng theo nhu cầu: Hệ thống không dây cho phép triển khai hiệu sử dụng ngắn hạn Với hỗ trợ công nghệ 802.16a, hệ thống hotspot 802.11 đủ lực phục vụ dịch vụ kết nối tốc độ cao hội chợ, triển lãm có đến hàng ngàn khách Nhà cung cấp dịch vụ nâng cấp giảm bớt lực phục vụ hệ thống theo nhu cầu thực tế, giúp nâng cao hiệu kinh doanh, tăng tính cạnh tranh doanh nghiệp 1.3.4 Mở rộng nhanh vùng phủ sóng Hệ thống 802.16a cho phép phủ sóng đến vùng hiểm trở, thiếu cáp trước Do tuyến cáp DSL đáp ứng bán kính 4,8km tính từ trạm điều phối trung tâm nên cịn nhiều vùng địa hình hiểm trở mà nhà cung cấp với tới Thống kê gần cho thấy có 2.500 nhà cung cấp dịch vụ khơng dây (Wireless ISP) địa phương hoạt động hiệu 6.000 thị trường Mỹ Không triển khai dịch vụ liệu tốc độ cao, hệ thống cho phép triển khai dịch vụ thoại cho người dùng vùng sâu vùng xa 1.3.5 Roaming dich vụ Với công nghệ IEEE 802.16e mở rộng từ 802.16a, tương lai người dùng hỗ trợ dịch vụ roaming tương tự điện thoại di động, tự động chuyển kết nối đến nhà cung cấp dịch vụ Internet không dây địa phương ngồi vùng phủ sóng mạng gia đình, cơng ty -Dự kiến đến 2006, cơng nghệ WiMAX tích hợp vào máy tính xách tay, PDA Wi-Fi bước hình thành nên vùng dịch vụ không dây băng rộng mang tên "MetroZones" Trang 7/53 Hình Mơ hình triển khai mạng WIMAX 1.4 Giới thiệu chung công nghệ Wimax Công nghệ truy nhập vô tuyến băng rộng Wimax tên viết tắt cụm từ “Worldwide Interoperability of Microwave Access” Mô tả WiMAX tiêu chuẩn IEEE 802.16 Wireless Metropolitan Area Network (MAN) cho hệ thống tương thích với Wimax có tương tác vô tuyến cố định với Internet cable DSL thường Một hệ thống Wimax tiêu biểu gồm có phần:  Một trạm gốc Wimax: Trạm gốc gồm khối điện tử đặt nhà anten Wimax Tiêu biểu, trạm gốc có bán kính phủ sóng lên đến 10 km (Theo lý thuyết, trạm gốc có bán kính phủ sóng lên đến 50 km, nhiên điều kiện thực tế nên giới hạn bán kính khoảng 10 km) Bất kỳ node vơ tuyến nằm vùng phủ sóng điều truy cập đến Internet  Một máy thu WiMax: máy thu anten hộp đơn card PCMCA gắn vào máy tính laptop Truy cập đến trạm gốc Wimax giống truy cập đến điểm truy cập mạng Wifi, có vùng phủ sóng rộng Trang 8/53 Nhiều trạm gốc kết nối lẫn cách sử dụng liên kết Viba backhaul tốc độ cao Điều cho phép thuê bao Wimax chuyển vùng từ trạm gốc đến khu vực trạm gốc khác, tương tự chuyển vùng mạng điện thoại tế bào Các đặc điểm kỹ thuật quan trọng công nghệ Wimax (Wireless MAN IEEE 802.16)  Bán kính phủ sóng: 50 km tính từ trạm gốc  Tốc độ tối đa: 70 Mbps  Non-Line-of-sight (NLoS) người sử dụng trạm gốc  Các băng tần số: 2-11 GHz 10-66 GHz (băng đăng ký chưa đăng ký)  Định nghĩa hai lớp MAC PHY cho phép nhiều chi tiết kỹ thuật lớp PHY Mạng MAN vô tuyến Wimax dựa tiêu chuẩn IEEE 802.16 cung cấp truy cập Internet vô tuyến băng rộng tới nhà riêng doanh nghiệp với cước phí thấp Tốc độ truyền chia lên đến 75Mbps từ trạm đơn, cung cấp truy cập băng rộng mà khơng cần có đường truyền vật lý từ người dùng đầu cuối tới nhà cung cấp dịch vụ Giao dịch vụ tới khách hàng đầu cuối giống giao kênh truyền 300Kbps cho nhà riêng 2Mbps cho doanh nghiệp Trang 9/53 Giao dịch vụ tới khách hàng đầu cuối giống giao kênh truyền 300Kbps cho nhà riêng 2Mbps cho doanh nghiệp (Chuẩn mô tả phần cuối) Cơng nghệ đặc biệt hữu ích cho vùng nông thôn nơi khác mà chưa có truy cập băng rộng Cơ sở hạ tầng hữu nhà cung cấp kéo cáp sở hữu cung cấp dịch vụ tới vùng giới hạn, phù hợp cho truyền cáp; mở rộng để có khả cung cấp dịch vụ băng rộng chi phí cao, ngăn cản phát triển đến vùng có mật độ dân cư thấp Công nghệ DSL giới hạn người dùng đầu cuối phải vòng dặm từ tổng đài PTC trạm phân phối nhà khai thác, nhiều người đặc biệt vùng nơng thơn cơng nghệ DSL không đáp ứng Ngược lại vùng phủ sóng rộng mơi trường truyền khơng dây giúp cho Wimax vượt qua giới hạn Mặc dù vùng phủ sóng tối ưu 4-6 dặm với tốc độ cao, nhiên giảm tốc độ tăng khỏang cách lên xấp xỉ 30 dặm Chi phí tương đối thấp để triển khai dịch vụ Wimax có liên quan đến cáp DSL, khuyến khích nhà cung cấp dịch vụ mở rộng vùng phủ sóng tới khách hàng nhà riêng doanh nghiệp Trong công nghệ không cung cấp dịch vụ băng rộng chung, lúc nên mở rộng vùng dịch vụ vượt giới hạn họ phủ hết vùng dân cư Wimax hứa hẹn cung cấp dự phòng nhanh dịch vụ băng rộng Thông thường PTCL yêu cầu nhiều tháng cung cấp đường E1 kết nối mức liệu thương mại cho khách hàng doanh nghiệp điều kiện tốt nhất, chi phí lắp đặt cịn cao Nhà khai thác DSL bị giới hạn cung cấp kết nối tốc độ cao vùng họ có thiết bị nhà trạm tổng đài Dựa vào kích thước doanh nghiệp tài ngun dự phịng phát triển đột biến năm vừa qua phát triển tương lai để định hướng theo tổ chức thương mại giới WTO Sự cản trở thời gian lắp đặt lâu chi phí dự phòng cao kiềm hảm phát triển Mạng backbone nước ta với tuyến trung kế tạo cho rỏ ưu điểm vượt trội công nghệ để triển khai băng rộng tới vùng sâu vùng xa xa tuyến trung kế Kế họach phát triển thông báo diễn đàn phát triển Intel, Intel cho mắt chip Wimax năm 2004 Kết nối băng rộng cố định tới nhà riêng doanh nghiệp đưa chuẩn 802.16a (đã chuẩn hóa vào tháng 01 năm 2003), truy cập di động tới máy tính xách tay theo chuẩn 802.16e (đang hợp chuẩn) Chuẩn 802.16a cho phép công nghệ họat động vùng tần số từ 2-11 GHz không bị giới hạn LOS Tuy nhiên, công ty khác có phát triển đáng kể Navini, Proxim, Alvarion,… Trang 10/53 ... công ty -Dự kiến đến 2006, công nghệ WiMAX tích hợp vào máy tính xách tay, PDA Wi-Fi bước hình thành nên vùng dịch vụ không dây băng rộng mang tên "MetroZones" Trang 7/53 Hình Mơ hình triển khai. .. phí giữ vai trị quan trọng vùng dân cư thưa thớt, chưa triển khai công nghệ viễn thông truyền thống Công nghệ vô tuyến tầm xa hứa hẹn mang lại dịch vụ có ích cho nhiều vùng mà công nghệ dây dẫn... chất 3G công nghệ chuẩn GSM HSPDA (High-Speed Downlink Packet Access): Giao thức điện thoại di động mới; gọi 3,5G (hay "31/2G) (8) Trang 2/53 TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ WIMAX 1.1 Sự đời công nghệ Wimax

Ngày đăng: 20/11/2012, 11:38

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan