2.4.2.1. Thiết bị đầu cuối
Thiết bị đầu cuối có thể là phone, PDA hoặc card PCMCIA có chip WiMax chuẩn 802.16e hoặc External box kết nối với máy tính thông qua cổng USB hoặc Ethernet.
2.4.2.2. Base Station
Chuẩn 802.16e (Time Duplex Division, Adaptive Antenna System, Scalable Orthogonal Frequency Division Multiple Access)
Truyền tải dữ liệu IP giữa MSS và internet hoặc service gate way bằng việc sử dụng giao tiếp WiMax trong không gian.
2.4.2.3. WiMax Access Controller:
Bảo mật và xác thực cho các MSS Thiết lập kết nối IP cho MSS
Mobility giao tiếp với HA trong quá trình handover
2.4.2.4. OMC-R/Client quản lý mạng cho phần BS và WAC:
Cấu hình các phần tử mạng Quản lý Software
Network supervision Giao diện OSS
2.4.2.5. Home Agent:
Điều khiển việc đăng ký Mobile IP và MSS mobility Định tuyến trong quá trình handover
2.4.2.6. Domain Name Server/DHCP:
Chuyển đổi Domain Name thành IP addresses Phân phát địa chỉ IP động
2.4.2.7. AAA Server
Xác thực, mã hóa và tính cước
2.4.3. Ứng dụng trên nền WiMax
Hệ thống cung cấp kết nối Internet cho toàn bộ khu vực thành Huế và trung tâm Huế (dọc đường Lê Lợi) thông qua sóng WiMax. Các ứng dụng trên nền WiMax là Media Booth và IP-Cameras. Có 6 Media Booth đặt các địa điểm khác nhau trong vùng phủ sóng tại các khách sạn và trung tâm festival. Các IP Camera được đặt tại các điểm lễ hội chính cho phép người dùng lướt web có thể theo dõi trực tiếp diễn biến của lễ hội trên internet
2.4.3.1. Truy cập internet không dây:
Các máy tính kết nối với external box hoặc laptop dùng PCMCIA card, có thể kết nối internet thông qua sóng WiMax. Toàn bộ kết nối ra internet của hệ thống được thực hiện qua một đường kết nối 10 Mbps thông qua POP của VDC3 đặt tại Đà Nẵng.
2.4.3.2. Ứng dụng Media Booth-IP Camera:
Media Booth thực tế là các PC được cài đặt sẵn trang chủ trên Internet Explorer là trang giới thiệu Festival. Hệ thống máy tính này được kết nối vô tuyến WiMax bằng CPE MAX-200.
Trang chủ media booth có giao diện như sau:
Hình 2.3. Trang chủ media booth
- Trang chủ: giới thiệu dự án WiMax trong Festival
- Trang thông tin Festival: lấy nội dung lại từ trang Festival Huế 2008
- Trang chủ Camera: truyền hình trực tiếp một số chương trình trong Festival như: Lễ khai mạc, lễ đàn Nam Giao, lễ hội áo dài, đêm bế mạc
- Trang Chat: cho phép những khách tham quan Media Booth có thể đối thoại với nhau hoặc để lại các lời nhận xét về Festival Huế.
- Trang Clip: Lưu trữ các hình ảnh thu được trong Festival
Ý nghĩa: Các thiết bị này sẽ là các thiết bị trực tiếp thể hiện khả năng của mạng WiMax đến người dân Huế và khách du lịch.
2.4.4. Đánh giá tổng thể về hệ thống WiMax Alcatel
2.4.4.1. Thiết bị đầu cuối
Thiết bị đầu cuối là sản phẩm của third-party (hãng Zyxel), hỗ trợ chuẩn 802.16e. Có thể là USB dongle, PCMCIA card, External Box.
2.4.4.2. Phần Radio Access Network (RAN)
Bao gồm các thiết bị: WiMax BS, WiMax Access Controller (WAC), Operation and Maintaince Center (OMC)
2.4.4.3. Phần mạng Core
Bao gồm các thiết bị: AAA, SBC, DHCP, NTP, H1 switch và H4 switch
Đo kiểm, đánh giá hoạt động Radio
Thành phố Huế được phủ sóng WiMax với 06 trạm BS. Danh sách các địa điểm đặt BS là:
- Viễn thông Huế: bố trí 02 trạm - Huế Thành: bố trí 02 trạm - Nam Giao: bố trí 01 trạm - Phú Thượng: bố trí 01 trạm Cấu hình mỗi trạm phát sóng như sau:
- WBS: Alcatel-Lucent 9116 WBS
- Anten định hướng, bao phủ sector 120o, công suất phát tối đa 35dBm - Tần số hoạt động: 2,5 GHz, độ rộng kênh 10 MHz.
Tầm phủ sóng dự kiến
Với các thông số về vị trí địa lý và độ cao đặt anten dự kiến vùng phủ sóng dự kiến như hình vẽ:
Hình 2.4. Vùng phủ sóng dự kiến
Tầm phủ sóng thực tế
Phủ sóng của trạm Huế PTT
Địa điểm đặt trạm BS: 80 Hoàng Hoa Thám, TP. Huế. Tại đây bố trí 02 địa điểm. Thông số chi tiết của trạm BS:
Huế-PTT-1:
Mục Giá trị Mô tả
Antenna 17dBi gain Andrew APW 425-12014-0N
Tọa độ Vĩ độ: 16.4646O Kinh độ: 107.59O Góc phương vị 20o
Độ cao của Antenna 30 mét Độ nghiêng xuống: 2o
Tên trạm HUE-PTT-1
Sector 1
Công suất phát 35 dBm Tần số hoạt động 2525000 Hz
Mục Giá trị Mô tả
Antenna 17dBi gain Andrew APW 425-12014-0N
Tọa độ Vĩ độ: 16.4646O Kinh độ: 107.59O Góc phương vị 330o
Độ cao của Antenna 40 mét Độ nghiêng xuống: 2o
Tên trạm HUE-PTT-2
Radio Sector 1
Công suất phát 35 dBm Tần số hoạt động 2505000 Hz
Hình 2.5. Vùng phủ sóng thực tế tại viễn thông Huế
Theo kết quả đo kiểm thực tế:
Huế-PTT-1: Phủ sóng khu vực dọc sông Hương, đoạn đường Lê Lợi, dọc cầu Phú Xuân và Tràng Tiền. Độ xa lớn nhất có thể thu được tín hiệu là 1,1km (được hiển thị bằng màu vàng trên bản đồ phủ sóng). Những điểm không có vật chắn hoặc thoáng cho phép truyền sóng phản xạ thì thu được tín hiệu tốt. Tuy nhiên, một số
chỗ bị vật chắn thì độ đâm xuyên của tín hiệu chưa tốt. Ví dụ như các vị trí dọc đường Trần Cao Vân. Đặc tính NLOS chưa được thể hiện nhiều.
Huế-PTT-2: Phủ sóng khu vực phía Tây Nam sông Hương bao gồm các con đường như: Hùng Vương, Lê Quý Đôn. Độ bao phủ tín hiệu xa nhất là 1,2km. Khoảng cách trung bình là 900m. Với điều kiện là không có vật chắn hoặc vật chắn ít.
Phủ sóng của trạm Huế Thành:
Địa điểm đặt trạm: Bưu điện Huế Thành, 25 Mai Thúc Loan, TP. Huế. Thông số trạm BS:
Huế thành-1:
Mục Giá trị Mô tả
Antenna 17dBi gain Andrew APW 425-12014-0N
Tọa độ Vĩ độ: 16.4774O Kinh độ: 107.584O Góc phương vị 120o
Độ cao của Antenna 18 mét
Tên trạm HUE-THANH-1
Sector 1
Công suất phát 35 dBm Tần số hoạt động 2515000 Hz Hướng của Antenna 120o
Huế thành-2:
Mục Giá trị Mô tả
Antenna 17dBi gain Andrew APW 425-12014-0N
Tọa độ Vĩ độ: 16.4774O Kinh độ: 107.584O Góc phương vị 200o
Tên trạm HUE-THANH-2 Radio
Sector 1
Công suất phát 35 dBm Tần số hoạt động 2535000 Hz Hướng của Antenna 200o
Hình 2.6. Vùng phủ sóng thực tế tại Huế Thành
Theo kết quả đo kiểm thực tế:
Huế Thành 1: Hướng anten về phía Nam sông Hương, phía khách sạn Hương Giang, cầu Phú Xuân, dọc đường Lê Lợi. Độ xa lớn nhất bắt được sóng WiMax là 1,6km. Trong khoảng bán kính 400m, sóng rất mạnh, cho phép thu sóng NLOS tốt.
Huế Thành 2: Bao phủ khu vực Đại Nội và quảng trường Ngọ Môn, phục vụ kết nối media Booth đặt tại quảng trường Ngọ Môn. Khoảng cách phủ sóng
trung bình xa nhất là 1,5km. Bán kính vùng phủ sóng indoor – cho phép các thiết bị trong nhà, NLOS hoạt động tốt là 400m.
Phủ sóng của trạm Nam Giao:
Địa điểm đặt trạm: số 148 Điện Biên Phủ, TP. Huế Thông số trạm BS:
Mục Giá trị Mô tả
Antenna 17dBi gain Andrew APW 425-12014-0N
Tọa độ Vĩ độ: 16.4346O Kinh độ: 107.582O Góc phương vị 0o
Độ cao của Antenna 30 mét
Tên trạm NAMGIAO
Radio Sector 1
Công suất phát 35 dBm Tần số hoạt động 2525000 Hz Hướng của Antenna 0o
Trạm BS Nam Giao sẽ bao phủ kết nối không dây xung quanh khu vực đàn Nam Giao. Nó sẽ cung cấp kết nối internet, trong đó quan trọng nhất là việc truyền hình trực tiếp Lễ hội đàn Nam Giao và Lễ tái hiện lên ngôi của hoàng đế Quang Trung.
Theo kết quả đo kiểm thực tế, bán kính phủ sóng trung bình xa nhất là 1,8km, bán kính phủ sóng indoor trung bình là 500m.
Phủ sóng của trạm Phú Thượng:
Thông số trạm gốc BS:
Mục Giá trị Mô tả
Antenna 17dBi gain Andrew APW 425-12014-0N
Tọa độ Vĩ độ: 16.5035O Kinh độ: 107.6O Góc phương vị 30o
Độ cao của Antenna 50 mét
Tên trạm PHU-THUONG
Radio Sector 1
Công suất phát 35 dBm Tần số hoạt động 2525000 Hz Hướng của Antenna 30o
Hình 2.8. Vùng phủ sóng thực tế tại Phú Thượng
Trạm BS Phú Thượng được lập ra với mục đích tầm xa coverage của sóng. Anten của trạm được hướng về vị trí có ít vật che chắn.
Theo kết quả đo kiểm thực tế, trong điều kiện không có vật cản che chắn, tầm phủ sóng outdoor trung bình xa nhất đạt được khoảng 2km. Tầm phủ sóng indoor đạt khoảng 1km.
Đo kiểm phần hoạt động hệ thống
Trong phần hoạt động ta thực hiện đo kiểm khả năng của hệ thống về: Trình duyệt HTTP, giao thức truyền file FTP, độ trễ khi thực hiện ping giữa các phần tử trong mạng. Sau đây là kết quả thực hiện được:
Trình duyệt HTTP:
Hệ thống cho phép các thiết bị đầu cuối truy nhập được vào các trang web trong nước và quốc tế.
Truyền file FPT:
- Đối với chế độ điều chế QPSK: Download 620Kbps, Upload 366Kbps - Đối với chế độ điều chế 16 QAM: Download 2,1Mbps, Upload 1,2Mbps. Độ trễ:
Ping test khi thực hiện ping với độ lớn 32byte từ CPE tới Server và tới các CPE khác:
- Ping từ 1 CPE tới Server: 128ms - Ping từ 1 CPE tới 1 CPE khác: 245ms.
Kết quả đo kiểm hoạt động của sóng vô tuyến WiMax
Sau đây là kết quả trung bình đo được về một số yếu tố: vùng phủ sóng, Indoor/Outdoor, tốc độ di chuyển tối đa, khả năng handover.
Kết quả:
- Vùng phủ sóng Outdoor: khoảng cách xa nhất trung bình có thể dùng dịch vụ khoảng 1,2km
- Vùng phủ sóng Indoor: khoảng cách xa nhất trung bình có thể dùng dịch vụ khoảng 500m
- Tốc độ di chuyển: tối đa có thể duy trì kết nối: khoảng 55km/giờ - Khả năng Handover: hệ thống có hỗ trợ khả năng Handover cứng.
Đánh giá phần mềm quản lý
Phần quản lý trung tâm mạng WiMax Alcatel là OMC (Operation and Management Center). Đây là phần mềm cho phép quản lý cấu hình của WAC, WBS được cài đặt trên server SUN, chạy hệ điều hành Sularis 10.
Về giao diện: có giao diện thân thiện, dễ sử dụng, có đầy đủ chức năng cơ bản như:
- Giám sát và quản lý hoạt động của toàn bộ các BS
- Có chức năng cảnh báo bằng các loại mầu hiển thị từng giây
- Có chức năng lưu log file và xuất ra các dạng file dự liệu cơ bản của Microsoft Office.
- Có thể tạo ra các mức User khác nhau
- Có chức năng restore khi có lỗi
Đối với phần mềm quản lý các thiết bị đầu cuối (CPE) trong AAA Server
- Có chức năng giám sát trạng thái login/logout của các CPE trong từng BS - Có tính năng đếm thời gian truy cập của từng CPE
- Có chức năng ngăn chặn người dùng không được cấp mật khẩu.
Nhận xét chung về chất lượng sóng
Hệ thống WiMax của hãng Alcatel-Lucent lắp đặt tại TP. Huế đã đạt được mục đích cung cấp dịch vụ Internet kết nối IP trong mạng WiMax trong dịp lễ hội Festival Huế 2008.
- Hệ thống cung cấp kết nối Internet cho các máy tính có Zyxel PCMCIA card hoặc indoor box trong vùng phủ sóng như đã nêu ở trên. Với tổng dung lượng kết nối internet là 10Mbps.
- Hệ thống cung cấp đường truyền không dây kết nối giữa các thành phần: IP camera, Video Streaming Server, Media Booth
- Về chất lượng: đạt yêu cầu về tốc độ lướt web, video.
Kết luận
Hệ thống WiMax gồm hai thành phần (trạm phát và trạm thu) hoạt động tương tự như WiFi nhưng ở tốc độ cao và khoảng cách lớn hơn rất nhiều so với một số lượng lớn người dùng. Hệ thống WiMax cung cấp hai dạng truyền dẫn vô tuyến: NLOS và LOS. Trong chế độ NLOS, WiMax sử dụng băng tần số thấp 2-11GHz. Đối với LOS, các điểm anten đĩa cố định đặt trên đỉnh nhà hay điểm cực hướng thẳng đến tháp anten WiMax. Kết nối LOS thì mạnh và ổn định hơn, vì thế nó có thể gửi nhiều dữ liệu với mức lỗi thấp. Đường truyền LOS sử dụng tần số cao hơn lên đến 66GHz.
WiMax sử dụng kỹ thuật OFDM và MIMO với khả năng cung cấp hiệu suất băng thông cao hơn và do đó thông lượng dữ liệu cao hơn với tốc độ có thể đạt 70Mbit/s. WiMax hỗ trợ phương pháp truyền song công FDD và TDD sử dụng kỹ
băng tần lên hoặc xuống, dẫn đến có thể thay đổi tốc độ phát hoặc thu dữ liệu chứ không phải là cố định như trong CDMA.
Ở lớp MAC của WiMax, lịch trình hoạt động cho mỗi thuê bao được sử định trước cho phép trạm phát gốc điều khiển chất lượng dịch vụ QoS (Quality of Service) bằng việc cần bằng nhu cầu truyền thông giữa các thuê bao. Để làm được điều này, hệ thống WiMax thực hiện việc mã hóa và điều chế thích nghi AMC (Adaptation Modulation and Coding) để tối ưu hóa băng thông tùy thuộc vào điều kiện của kênh truyền. Đối với kênh truyền tốt có thể điều chế ở 64-QAM, đối với kênh ở chất lượng thấp hơn thì giảm dần mức điều chế xuống đến QPSK.
WiMax sẽ trở thành một giải pháp chi phí hợp lý nhất cho các nhà khai thác triển khai các ứng dụng vô tuyến cố định và di động cho các máy xách tay và PDA. WiMax bổ sung trọn vẹn cho 3G và WiFi.
Chương 3 tiếp theo, ta sẽ nghiên cứu việc triển khai thử nghiệm WiMax ứng dụng vào dạy học E-learning.
CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ OFDM & WIMAX TRONG E-LEARNING
WiMax là một công nghệ mới có ưu điểm vượt trội so với các công nghệ hiện tại đang được sử dụng. Khi triển khai một hệ thống viễn thông nói chung hay hệ thống WiMax nói riêng, việc triển khai thử nghiệm là không thể bỏ qua. Trong chương này, chúng ta sẽ đi nghiên cứu các ứng dụng công nghệ OFDM & WiMax trong e-learning dựa trên đối tượng sử dụng WiMax là: máy tính xách tay, điện thoại di động, xem Video, truyền dữ liệu, PDA, thiết bị không dây …
Trong xã hội toàn cầu hóa ngày nay, học tập là việc cần làm trong suốt cuộc đời không chỉ để đứng vững trong thị trường việc làm đầy cạnh tranh mà còn giúp nâng cao kiến thức văn hóa và xã hội của mỗi người. Chúng ta cần học những kỹ năng mới, đồng thời bồi dưỡng nâng cao những kỹ năng sẵn có và tìm ra những cách thức mới và nhanh hơn để học những kỹ năng này.
E-learning (Electronic Learning) là một phương pháp hiệu quả và khả thi, tận dụng tiến bộ của phương tiện điện tử, internet để truyền tải các kiến thức và kĩ năng đến những người học là cá nhân và tổ chức ở bất kì nơi nào trên thế giới, tại bất kì thời điểm nào. Với các công cụ đào tạo truyền thông phong phú, cộng đồng người học online và các buổi thảo luận trực tuyến, E-learning giúp mọi người mở rộng cơ hội tiếp cận với các khóa học và đào tạo nhưng lại giúp giảm chi phí.
3.1. Tổng quan về e-learning
E-Learning là một thuật ngữ thu hút được sự quan tâm, chú ý của rất nhiều người hiện nay. Tuy nhiên, mỗi người hiểu theo một cách khác nhau và dùng trong các ngữ cảnh khác nhau. Do đó, chúng ta cần tìm hiểu các khía cạnh khác nhau của e-Learning để có cái nhìn toàn diện hơn về e-learning.
Các định nghĩa về e-learning
Có nhiều quan điểm, định nghĩa khác nhau về e-Learning, dưới đây sẽ trích ra một số định nghĩa e-Learning đặc trưng nhất.
- E-Learning là một thuật ngữ dùng để mô tả việc học tập, đào tạo dựa trên công nghệ thông tin và truyền thông (Compare Infobase Inc).
- E-Learning nghĩa là việc học tập hay đào tạo được chuẩn bị, truyền tải hoặc