Sơ đồ mã hoá-giải mã HIPERLAN sử dụng một thuật toán đơn giản, thuật toán yêu cầu một khoá chính xác và một vector khởi tạo liên kết sử dụng cho cả các phép tính mật mã và giải mã.
2.6 Chuẩn WLIF OpenAir
Một nhóm các nhà cung cấp sản phẩm tính toán di động thành lập một tổ chức có tên là WLIF – Diễn đàn tương hỗ các mạng WLAN. Hiện nay, WLIF có 38 thành viên,
các công ty thành viên cung cấp nhiều sản phẩm dịch vụ WLAN tương hỗ với nhau, vì thế mà thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp mạng WLAN. WLIF đã công bố giao diện OpenAir để cho phép các bộ phận độc lập có thể phát triển các sản phẩm tương thích và thiết lập tiến trình cấp bằng xác nhận cho các đặc tính tương hỗ của các sản phẩm WLAN. Các đặc tả WLIF dựa trên mạng WLAN FHSS 2,4 GHz giới thiệu vào đầu năm 1994. Hệ thống này hoạt động ở tốc độ 1,6 Mbps trên mỗi mẫu nhẩy tần. Với 15 mẫu độc lập, tốc độ dữ liệu tổng lên đến 2,4 Mbps (15 x 1,6 Mbps). Chuẩn OpenAir hoàn thành vào năm 1996. Hiện nay WLIF đang làm việc tích cực với IEEE để thiết lập tính tương hỗ giữa chuẩn OpenAir và 802.11, xung quanh rất nhiều thành viên đang phát triển các sản phẩm tương hỗ này.
2.7 Chuẩn HomeRF SWAP
Chi phí cao và việc gây bất lợi khi bổ sung dây dẫn mới làm kìm hãm việc mở rộng các công nghệ mạng trong nhà. Nhận biết được nhu cầu này, nhóm công tác HomeRF (HRFWG) được thành lập vào năm 1999 để thiết lập một tập các tiêu chuẩn vô tuyến sử dụng để liên kết các sản phẩm điện tử và các máy tính cá nhân ở mọi vị trí trong nhà. HRFWG bao gồm 40 công ty đi đầu trong các ngành công nghiệp máy tính cá nhân, thiết bị điện tử, thiết bị ngoại vi, thiết bị truyền thông, phần mềm máy tính, và thiết bị bán dẫn (ví dụ, Intel, Compaq, IBM, HP, Microsoft, Proxim, Motorola) đã phát triển các đặc tả kỹ thuật cho truyền thông vô tuyến trong nhà và gọi là giao thức truy nhập vô tuyến dùng chung SWAP. HRFWG có 3 uỷ ban trực thuộc, uỷ ban HRFWG ở Nhật được thành lập để hỗ trợ việc xác định đặc tả kỹ thuật của SWAP và đảm bảo rằng nó thích ứng với các quy tắc nội bộ. Nhóm này (HRFWG) cũng đã thành lập các uỷ ban để lập kế hoạch phát triển trong tương lai cho các phiên bản của SWAP đa phương tiện vô tuyến địa chỉ (SWAP-MM) và giải pháp có chi phí thấp hơn (SWAP-LIFE). Giao thức truy nhập vô tuyến dùng chung SWAP do HomeRF xây dựng xác định giao diện không gian được thiết kế để hỗ trợ cho cả thoại vô tuyến và việc lập mạng dữ liệu trong và xung quang một căn nhà. Chuẩn này cũng có thể tương hỗ với mạng điện thoại chuyển mạch công cộng và mạng Internet. Các sản phẩm theo chuẩn SWAP hoạt động ở dải tần 2,4 GHz sử dụng FHSS. Công nghệ SWAP bắt nguồn từ các tiêu chuẩn điện thoại không dây tiên tiến dùng kỹ thuật số và chuẩn WLAN IEEE 802.11 hiện có, SWAP cho phép cung cấp các dịch vụ không dây mới ở trong nhà. Như vậy, nó cho phép thoại hỗ trợ DECT (tương thích với tốc độ lên đến 2,4 GHz) và TCP/IP hỗ trợ 802.11. Các đặc tả kỹ thuật 802.11 đã được giải phóng nhằm hạ thấp giá thành sản phẩm. Chẳng hạn, các phần phức tạp trong giao thức MAC 802.11 như PCF và RTS/CTS đã được loại bỏ. SWAP hỗ trợ TDMA (để cung cấp thoại tương tác và các dịch vụ thời gian) và CSMA/CA (để cung cấp truyền thông các gói số liệu tốc độ cao không đồng bộ). Bảng tổng kết các đặc tả kỹ thuật của SWAP được cho trên Bảng 2.9.
Tham số Đặc tả
Tốc độ nhảy 50mẫu/s (cùng các mẫu nhảy như 802.11) Vùng tần số Băng 2,4 GHz ISM
Công suất vô tuyến phát 20 dBm
Tốc độ số liệu 1 Mbps (2-FSK), 2 Mbps (4-FSK)
Vùng phủ Tới 50m
Số lượng nút Tới 127 thiết bị cho một mạng
Các kết nối thoại Tới 6 phiên đàm thoại song công có kiểm tra lỗi An ninh dữ liệu Thuật toán mã hoá Blowfish
Nén dữ liệu Thuật toán LZRW3-A
Định danh 48-bit mạng Cho phép vận hành của các mạng cùng vị trí
Bảng 2.9: Các tham số chính của hệ thống SWAP
2.7.1 Cấu hình mạng
Hệ thống SWAP có thể hoạt động như một mạng độc lập hoặc như một mạng được giám sát bởi các điểm kết nối điều khiển. Trong mạng độc lập, chỉ có truyền thông số liệu là được hỗ trợ, việc điều khiển mạng được phân tán cho tất cả các nút khác. Đối với các quá trình truyền thông đảm bảo chính xác về thời gian như thoại tương tác, điểm kết nối yêu cầu được phối hợp với hệ thống. Điểm kết nối có thể nối tới một PC thông qua một giao diện chuẩn như là chuẩn giao diện USB. Hệ thống SWAP cũng cho phép điểm kết nối hỗ trợ quản lý nguồn để nâng cao tuổi thọ cho acquy.
2.7.2 Ứng dụng
SWAP có một vài ứng dụng:
• Truy nhập Internet từ bất cứ vị trí nào trong hay xung quanh một toà nhà thông qua các thiết bị hiển thị cầm tay;
• Chia sẻ dữ liệu, modem, máy in, kết nối thoại Internet giữa các PC và các thiết bị ngoại vi khác;
• Duyệt và chuyển tiếp thoại, fax và các bản tin thư điện tử;
• Kích hoạt các hệ thống điện tử trong nhà bằng việc phát đi một lệnh tới tổ hợp PC không dây tiên tiến.
2.8 Chuẩn Bluetooth
Nhóm chuyên trách Bluetooth được thành lập vào năm 1998 bởi các công ty lớn (Intel, IBM, Toshiba) và các công ty điện thoại tế bào (Nokia, Ericsson) để cung cấp kết nối vô tuyến giữa cơ sở máy tính PC di động, điện thoại tế bào và các thiết bị điện tử
khác. Khoảng đầu năm 1999 hơn 700 công ty đã gia nhập Bluetooth SIG bằng việc ký vào hiệp ước của các nhà lựa chọn Bluetooth.
2.8.1 Tính cần thiết của chuẩn Bluetooth
Hiện nay chỉ có một vài thiết bị di động và thiết bị cầm tay là có thể truyền thông được với nhau. Các thiết bị này hầu hết thực hiện truyền thông thông qua dây dẫn. Nhóm chuyên trách Bluetooth đã phát triển một tiêu chuẩn hỗ trợ cho cả lưu lượng thoại và số liệu và cung cấp khả năng truy nhập thông qua các mạng diện rộng khác nhau. Chuẩn này xác định một đường truyền vô tuyến phạm vi hẹp song công tốc độ 1Mbps kết nối được tới 8 thiết bị vô tuyến cầm tay. Các thiết bị này bao gồm máy tính xách tay, thiết bị hỗ trợ cá nhận kỹ thuật số, điện thoại tế bào, camera số, và các thứ khác. Một ứng dụng điển hình cho phép một máy tính xách tay truy nhập tới một máy điện thoại tế bào (và vì thế có thể truy nhập Internet) thông qua đường truyền vô tuyến. Việc kết nối một tổ hợp ống nghe nói tới máy điện thoại tế bào cho phép thực hiện truyền thông thoại không dùng tay. Khi một máy camera kỹ thuật số được trang bị một modul vô tuyến Bluetooth, các bức ảnh có thể được truyền tải ngay lập tức tới một khoảng cách khá xa thông qua một máy điện thoại di động hoặc qua một dây dẫn điện thoại cố định. Bên cạnh khả năng cho phép chia sẻ thông tin thuận lợi, Bluetooth cũng tạo ra các ứng dụng mới như là khả năng cho phép một người sử dụng có thể mở khoá xe hơi của mình bằng cách sử dụng máy điện thoại di động. Chi phí cho các sản phẩm Bluetooth thấp hơn nhiều so với các thành phần của mạng WLAN hiện tại vì chúng hoạt động ở công suất thấp hơn.
2.8.2 Các đặc tả kỹ thuật Bluetooth
Tất cả các thiết bị Bluetooth là các thực thể tương đương với nhau có các quá trình thực hiện giống hệt nhau. Tuy nhiên, khi thiết lập một mạng một thiết bị sẽ làm việc như thiết bị chủ và thiết bị còn lại là khách. Thiết bị Bluetooth chuyển các gói số liệu ngắn trong băng tần ISM 2,4 GHz sử dụng FHSS thay đổi các kênh tần số 1600 lần trong một giây. Khoảng cách hoạt động nằm trong khoảng 10cm đến 10m, nhưng có thể được mở rộng lên hơn 100m khi tăng công suất phát. Bluetooth có thể được tích hợp vào hầu như bất kỳ thiết bị di động nào khi sử dụng modul truyền thông vô tuyến giá thành hạ và kích thước nhỏ (1cm x 3cm). Ngăn xếp Bluetooth điển hình cho trên Hình 2.24. Chức năng của các lớp trong ngăn xếp được cho trong Bảng 2.10.
Giao diện bộ điều khiển host Quản lý kết nối Bộ xử lý băng gốc Vô tuyến Phần mềm Phần cứng
Hình 2.24: Ngăn xếp triển khai Bluetooth
Lớp Chức năng
Vô tuyến Máy thu viba phạm vi nhỏ có đồng hồ và máy phát bên ngoài.
Bộ xử lý băng gốc Xác định các thủ tục cần để hỗ trợ trao đổi thoại và số liệu thời gian thực cũng như thông tin về mạng. Quản lý kết nối Phần mềm chức năng thực hiện các giao thức như
thiết lập tuyến, cấu hình mạng và nhận thực. Giao diện bộ điều khiển host Giao diện với host Bluetooth.
Bảng 2.10: Các chức năng của các lớp trong ngăn xếp
2.8.3 Các kiểu kết nối
Bluetooth hỗ trợ 2 kiểu kết nối:
• Kết nối định hướng đồng bộ SCO;
• Phi kết nối không đồng bộ ACL.
Các gói SCO được phát đi thông qua các khe dành riêng. Mỗi gói được phát trên một kênh tần số riêng. Ở tốc độ 1Mbps và tốc độ nhảy tần 1600 bước nhảy/s chiều dài gói lớn nhất là 625 bit hay 78 octet. Một gói danh định có thể chứa một khe đơn nhưng cũng có thể được mở rộng để chứa tới 5 khe. Một khi kết nối được thiết lập cả thiết bị chủ và khách có thể gửi đi các gói SCO mà không cần được thăm dò.
Một gói SCO cho phép truyền dẫn số liệu và thoại. Tuy nhiên, chỉ có một phần số liệu được phát đi khi gói tin bị hỏng.
Kết nối ACL hỗ trợ cả lưu lượng đối xứng và không đối xứng. Khối thiết bị chủ điều khiển độ rộng băng thông kết nối và quyết định gán bao nhiêu băng thông cho khối thiết bị khách. Khối khách phải được thăm dò trước khi chúng truyền dữ liệu.
Bluetooth có thể hỗ trợ một kết nối số liệu không đồng bộ, 3 kết nối thoại đồng bộ, hoặc một kết nối hỗ trợ đồng thời cả dữ liệu không đồng bộ và thoại đồng bộ. Mỗi kết nối đồng bộ hỗ trợ tốc độ số liệu 64 Kbps. Một kết nối không đồng bộ hỗ trợ tốc độ 721
Kbps ở hướng phát trong khi cho phép tốc độ 57,6 Kbps ở hướng ngược lại. Nó cũng có thể hỗ trợ một kết nối đối xứng ở tốc độ 432,6 Kbps.
2.8.4 Nhận thực và bảo mật
Chuẩn Bluetooth cho phép khả năng nhận thực và mật mã hoá ở lớp vật lý. Nhận thực dựa trên một thuật toán gọi là thuật toán dò tìm-đáp ứng. Mật mã hoá được sử dụng để bảo vệ tính bí mật của kết nối. Bluetooth sử dụng một luồng mã để mã hoá.
2.8.5 Tiêu thụ công suất
Các thiết bị Bluetooth sử dụng rất ít công suất nguồn. Các giá trị công suất điển hình cho trên Bảng 2.11.
Chế độ Công suất Dự phòng Ít hơn 0,3 mA Thoại Từ 8 đến 30 mA Dữ liệu 5 mA (trung bình)
Bảng 2.11: Tiêu thụ công suất trong Bluetooth
2.8.6 Sửa lỗi
Có ba loại sơ đồ sửa lỗi:
• Mã sửa lỗi hướng phát (FEC) 1/3 tốc độ;
• Mã FEC 2/3 tốc độ;
• Sơ đồ yêu cầu phát lại số liệu tự động.
Mục tiêu của sơ đồ FEC là để giảm các quá trình truyền dẫn lại. Tuy nhiên, trong các trường hợp không hạn chế, FEC tạo ra một phần thông tin phụ trội không cần thiết mà điều này làm giảm thông lượng của đường truyền. Vì thế, việc xác định gói trong Bluetooth phải linh hoạt để phù hợp với việc sử dụng FEC. Tiêu đề gói luôn được giữ bằng 1/3 tốc độ FEC vì nó chứa thông tin có ích về đường truyền. Sơ đồ ARQ yêu cầu xác nhận trực tiếp từ phía thu.
2.8.7 Các phát triển trong tương lai
Thách thức chính đối với Bluetooth là làm sao để tạo ra các mạng khác nhau hoạt động ở các tốc độ khác nhau trong suốt đối với người dùng đầu cuối. Các ứng dụng cần biết tốc độ truyền dẫn từ đầu cuối đến đầu cuối của đường truyền vô tuyến vì một vài thiết bị truyền dẫn (máy điện thoại, máy nhắn tin hai chiều) không có đủ bộ nhớ cần thiết để lưu đệm dữ liệu. Ngoài ra, nhiều ứng dụng có thể chia sẻ đường truyền vô tuyến và một thiết bị truyền dẫn không nhất thiết phải luôn luôn được kết nối. Chìa khoá của
vấn đề là để xây dựng các ứng dụng ’nhận biết kết nối’ đủ thông minh để phát hiện trạng thái của kết nối hiện thời.
2.9 Các chuẩn W3C và WAP
Hiện nay có hai tổ chức đang thực hiện chuẩn hoá một tập giới hạn các tiêu chuẩn kỹ thuật sử dụng cho truy nhập thông tin di động. Tổ chức thứ nhất là nhóm chuyên chách về di động thuộc tập đoàn W3C (World Wide Web Consortium) và tổ chức thứ hai là tập đoàn giao thức ứng dụng vô tuyến WAP.
Diễn đàn WAP dành riêng cho các dịch vụ tiên tiến và các ứng dụng dựa trên thiết bị vô tuyến như các máy điện thoại di động tế bào. W3C dành riêng trong việc định hướng và cải tiến quá trình phát triển World Wide Web. Từ năm 1998, có sự hợp tác giữa WAP và W3C trong lĩnh vực về thiết bị di động truy nhập thông tin trên Web. Thay vì phát triển một bộ các giải pháp riêng lẻ nó tập trung vào việc tìm kiếm một giải pháp chung.
Trong công nghệ Web, tiêu điểm của WAP Forum và W3C về cơ bản là giống nhau. Những trùng lặp chính ở trong các lĩnh vực thiết kế giao thức và Proxy thông minh, các ứng dụng XML, sửa đổi nội dung (ví dụ như thông qua việc sử dụng các bảng mẫu và hình ảnh vector). Hợp tác trong tương lai có thể tập trung ở lĩnh vực thanh toán điện tử mà ở đó công tác của hai nhóm đang có những điểm chung.
2.9.1 W3C
W3C được thành lập vào năm 1994, để phát triển một diễn đàn mở phát triển công nghệ Web. Tập đoàn này có trên 270 thành viên đến từ các lĩnh vực công nghiệp và nghiên cứu. Giống như IETF, các đặc tả kỹ thuật chi tiết của W3C dựa trên một mã đơn giản. Cuối 1994 đã có những quan tâm đáng kể đến lĩnh vực truy cập Web thông qua các thiết bị di động và vô tuyến. Kết quả là nhóm chuyên trách truy nhập cho các thiết bị di động được thành lập vào năm 1998 để tìm ra những tác động của truy nhập vô tuyến dựa trên các khuyến nghị của W3C.
2.9.2 Diễn đàn WAP-WAP Forum
WAP Forum, thành lập vào năm 1997 là một nhóm các nhà công nghiệp bao gồm các nhà chế tạo, các thiết bị vận hành mạng, các nhà cung cấp nội dung (thông tin) và các nhà phát triển ứng dụng. Nó được dành riêng để cung cấp nội dung và các ứng dụng cho các thiết bị vô tuyến cầm tay như điện thoại di động, máy nhắn tin, thiết bị hỗ trợ cá nhân kỹ thuật số, và các đấu cuối vô tuyến khác. Nhận biết được giá trị và tiện ích của World Wide Web, WAP Forum đã lựa chọn các thành phần của công nghệ Web thích hợp đối với Internet và Web.
Các thiết bị vô tuyến cầm tay có những hạn chế về phần giao diện người dùng đặc biệt là khi so sánh với các máy tính cá nhân. Để cho phép một mô hình lập trình ứng
dụng, yêu cầu phải đạt được là khả năng phân bậc nội dung ở nhiều mức độ khác nhau. Tuy nhiên, nội dung trên Web hiện nay nói chung là không thích hợp cho các thiết bị vô tuyến cầm tay. Các vấn đề ở đây gồm có:
• Phân cấp đầu vào những nơi mà các thiết bị di động cho phép nhiều loại thiết bị đầu vào, bao gồm bàn phím thu nhỏ, có rất ít hoặc không có các phím lập trình;
• Phân cấp đầu ra ở những nơi mà các thiết bị di động có kích thước màn hình hiển thị lớn, có khuôn dạng và các đặc tính riêng khác với màn hình máy tính PC.
WAP Forum đã công bố các đặc tả kỹ thuật chi tiết đối với giao thức ứng dụng vô