Kiến trúc mạng WiMAX end-end có khả năng mở rộng để hổ trợ tính di động và handover. Nó sẽ:
Chuyển giao cùng công nghệ và chuyển giao giữa các công nghệ (như:WIFI, 3GPP, 3GPP2, DSL hoặc MSO) nếu như MS được hỗ trợ hoạt động ở nhiều chế độ
Hỗ trợ IPv4 hoặc IPv6 được dựa trên quản lý tính di động. Trong khung này, và như có thể, kiến trúc sẽ đảm bảo MS với đa địa chỉ IP và kết nối IPv4 và IPv6 đồng thời
Hỗ trợ chuyển vùng giữa các NSP
Sử dụng cơ chế để hỗ trợ chuyển vùng “seamless” tại tốc độ di chuyển của phương tiện - thoả mãn giới hạn ngắn dịch vụ. Một vài khả năng khác được hỗ trợ tính di động bao gồm hỗ trợ:
Cấu hình địa chỉ mạng tĩnh và động
Sự gán động của Home Agent trong mạng nhà cung cấp dịch vụ như là một dạng của việc tối ưu tuyến, cũng như mạng IP nhà như một dạng của việc cân
Cho phép thiết kế ASN và CSN mà có thể thay đổi quy mô dễ dàng-theo các khía cạnh độ bao phủ, khoảng hoặc khả năng
Đảm bảo một khoảng rộng các cấu hình ASN- bao gồm hub và spoke, nhánh, liên kết nối multi-hop
Thoả mãn một khoảng rộng các liên kết backhaul, cả vô tuyến và hữu tuyến với sự kế thừa khác nhau và các đặc điểm thông lượng
Hỗ trợ triển khai cơ sở hạ tầng ngày 1 phức tạp
Hỗ trợ sử dụng các dịc vụ IP mà do đó tăng số thuê bao hoạt động và dịch vụ IP trên người sử dụng
Hỗ trợ sự tích hợp các trạm gốc của vùng phủ đa dạng và khả năng-ví dụ, trạm gốc macro, mirco, pico và hỗ trợ tách và tích hợp các chức năng ASN trong triển khai mạng ASN để cho phép sử dụng sơ đồ cân bằng tài cho việc sử dụng hiệu quả phổ vô tuyến và các nguồn tài nguyên mạng.
Các đặc điểm khác gắn liền với năng lực của hệ thống và khả năng quản lý của kiến trúc mạng WiMAX bao gồm: hỗ trợ một khoảng rộng các giám sát client online và offline, và sơ đồ quản lý được dựa trên chuẩn công nghiệp IP, triển khai rộng, mở, b) khả năng dịch vụ qua môi trường vô tuyến (OTA) fho giám sát đầu cuối MS và nâng cấp phần mềm.
2.6.6 Khả năng liên hoạt động của đa nhà sản xuất
Một khía cạnh quan trọng khác của kiến trục mạng WiMAX là hỗ trợ liên hoạt động giữa các thiết bị từ nhiều nhà sản xuất khác nhau trong một ASN và qua các ASN khác nhau. Những liên hoạt động như vậy sẽ bao gồm các liên hoạt động giữa: BS và thiết bị
backhaul trong một mạng ASN, và nhiều phần tử ASN (có thể từ các nhà sản xuất khác nhau) và CSN, với tối thiểu hoặc không có sự suy giảm trong chức năng hoặc khả năng của ASN.
Chuẩn IEEE 802.16 xác định đa lớp con hỗi tụ. Khung kiến trúc mạng WiMAX hỗ trợ một khoảng các kiểu CS bao gồm: ethenet CS, IPv4 CS và IPv6 CS.
2.6.7 Chất lượng dịch vụ
Kiến trúc mạng WiMAX có một khả năng hỗ trợ cơ chế QoS. Cụ thể, nó cho phép hỗ trợ mềm dẻo việc sử dụng đồng thời một tập hợp đa dạng các dịch vụ IP. Kiến trúc hỗ trợ:
Tập hợp QoS khác nhau (trên người sử dụng/đầu cuối) hoặc fine-grained (từng luồng dịch vụ trên người sử dụng/terminal)
Điều khiển phân quyền Quản lý băng thông
Thực thi các chính sách như được quy định bởi các nhà khai thác cho các SLA dựa trên QoS (bao gồm bắt buộc cho mỗi user và nhóm người sử dụng cũng như các nhân tố khác như: định vị, thời gian…
Các chỉ tiêu kỹ thuật mạng WiMAX mềm dẻo cho phép thực thi các cấu hình mạng dịch vụ truy nhập khác nhau tên là profiles ASN, bao gồm cả kiến trúc tập trung cũng như phân bố. Hơn nữa, diễn đàn WiMAX đang phát triển một khung liên hoạt động trong đó Intra-ASN và liên ASN hoạt động với các nhà sản xuất khác nhau được đảm bảo.
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG TRIỂN KHAI WiMAX DI ĐỘNG TRÊN MẠNG NỘI HẠT TẠI VIỆT NAM
động. Wimax di động mới là triển vọng lớn nhất của Wimax. Với công nghệ này, người dùng đầu cuối có thể được sử dụng Internet tốc độ cao lên đến 1Mbps, tại bất kỳ nơi nào trong vùng phủ sóng bán kính rộng nhiều km. Thiết bị đầu cuối của dịch vụ Wimax di động có thể là các card PCMCIA, USB, hoặc đã được tích hợp sẵn vào trong con chip máy tính (kiểu như công nghệ Centrino của Intel).
Bốn doanh nghiệp viễn thông Việt Nam được Bộ TT-TT cấp phép cung cấp dịch vụ thử nghiệm công nghệ Wimax di động là: VNPT, Viettel, EVN Telecom và FPT Telecom.
Thời hạn được thử nghiệm dịch vụ trong vòng 01 năm với quy mô không quá 1000 thuê bao. Cụ thể, Tập đoàn VNPT được thử nghiệm ở băng tần 2.5 GHz tại Hà Nội, TP.HCM và Đà Nẵng. Viettel sử dụng băng tần 2.3-2.4 GHz tại Hà Nội và Thái Nguyên. EVN Telecom thử nghiệm tại băng tần 2.3-2.4 GHz khu vực Hà Nội và Đồng Nai. FPT Telecom được thử nghiệm công nghệ Wimax di động ở băng tần 2.3-2.4 GHz tại Hà Nội và Hải Phòng.
Các doanh nghiệp sẽ được phép thử nghiệm chủ yếu các loại hình dịch vụ viễn thông băng rộng. Wimax di động chủ yếu cung cấp dịch vụ cho các sản phẩm di động như: máy tính xách tay, điện thoại di động, PDA, thiết bị không dây… Với Wimax di động, người tiêu dùng có thể truy cập Internet không dây tốc độ cao lên tới 1Mbps trong vùng phủ sóng bán kính rộng nhiều km.
3.2 Triển khai WIMAX di động của công ty Viễn Thông Hà Nội (HNPT)3.2.1 Mục tiêu triển khai 3.2.1 Mục tiêu triển khai
Hiện nay HNPT đã và đang triển khai các dịch vụ truy cập Internet băng rộng qua các hệ thống cáp đồng, cáp quang như: ADSL, Mega Wan, TSL và tiến tới là mạng MAN. Đứng trước yêu cầu của thị trường cần phải cung cấp dịch vụ truy cập Internet băng rộng
linh hoạt hơn để triển khai dể dàng, đáp ứng nhanh chóng và có khả năng tiếp cận được đến các khu vực, các tòa nhà mà mạng của HNPT chưa triển khai được. Để đáp ứng các yêu cầu nêu trên, trong giai đoạn tới HNPT cần phải triển khai một hệ thống truy cập vô tuyến băng rộng (Broadband Wireless Access) để hỗ trợ và bổ sung cho các hệ thống truy nhập băng rộng hiên có.
3.2.1.1 Yêu cầu về dịch vụ cho hệ thống truy nhập vô tuyến băng rộng
Sẵn sàng cung cấp ngay các dịch vụ: truy nhập Internet tốc độ cao cho các thuê bao cố định và di động (di chuyển với tốc độ < 40 km/h), làm backhaul cho các điểm truy nhập WiFi hotspots.
Hỗ trợ triển khai một số dịch vụ trong thời gian tới: VoIP, kết nối E1, ứng dụng Video và Multimedia...
3.2.1.2 Đối tượng khách hàng của hệ thống truy nhập vô tuyến băng rộng
Khách hàng ở một số khu đô thị mới và một số tòa nhà cao tầng mà mạng cáp do các doanh nghiệp mới triển khai.
Các khu vực ngoại thành khó triển khai mang cáp hoặc chi phí cho đầu tư mạng cáp quá lớn.
Các khách hàng sử dụng dịch vụ di động băng rộng
3.2.2 Qui mô triển khai WIMAX di động tại Hà Nội
Trên cơ sở các khu vực chưa có mạng cáp và trên cơ sở hạ tầng rất tốt đã có của VNPT, Viễn Thông Hà nội đề xuất triển khai dịch vụ truy nhập Internet băng rộng qua hệ thống WiMAX di động với một số tiêu chí như sau :
Phủ sóng cho toàn bộ các khu vực VIETTEL triển khai mạng cáp (khu Mỹ Đình 1, Trung Hoà - Nhân Chính, khu Yên hoà, khu Nam Trung Yên, khu tái định cư Cầu Giấy...).
Qui mô hệ thống ở mức phù hợp nhằm để thăm dò thị trường cũng như có thời gian để đánh giá và kiểm chứng công nghệ WiMAX.
Hệ thống sẵn sàng khả năng nâng cấp lên các Version mới của công nghệ WiMAX di động và mở rộng dung lượng khi có yêu cầu.
Hình 3.1: Sơ đồ các khu vực triển khai WiMAX di động
3.2.3 Phối hợp thử nghiệm triển khai Wimax giữa Motorola và HNPTNội dung Nội dung
Bản đề xuất Phối hợp Thử nghiệm Công nghệ (PTC) do Motorola xây dựng dành riêng cho HNPT về việc cung cấp và cho mượn một mạng theo chuẩn mạng 802.16e tại giải tần 2.5GHz đã được cấp phép. Giải pháp này không chỉ là lựa chọn thay thế đối với kênh thuê riêng hay cáp quang truyền thống mà còn mở rộng vùng phủ sóng và dịch vụ băng rộng đến các thị trường chưa được phục vụ tốt và chưa được phục vụ. Motorola đã xây dựng kế hoạch thử nghiệm này dựa trên việc tìm hiểu về các mục tiêu của HNPT nhằm cung cấp dịch vụ băng rộng vô tuyến ra thị trường trên địa bàn Hà Nội. Điểm duy nhất chỉ có trong đề xuất của Motorola là cung cấp trọn gói theo hình thức chìa khóa trao tay bao gồm Mạng truy nhập Vô tuyến/ Mạng truy nhập dịch vụ (gồm các điểm truy nhập AP, thiết bị đầu cuối thuê bao SM và CPE) và Mạng dịch vụ lõi (AAA, NMS, BRAS, SSGW, IMS,…vv) cùng với hỗ trợ các ứng dụng cho người sử dụng như: điểm truy cập Internet, VoIP và Video. Giải pháp này được tăng sức mạnh với các dịch vụ chuyên nghiệp của Motorola như : quy hoạch tần số và mạng, Tích hợp hệ thống, Đào tạo khách hàng và Quản lý triển khai.
Mạng thử nghiệm được thiết kế nhằm giúp HNPT thực hiện các công việc sau : Xác định hiệu năng hệ thống
Xác thực tính khả quan đối với công nghệ WiMAX di động.
Có được những hiểu biết thấu đáo vì sao công nghệ WiMAX di động hỗ trợ và thúc đẩy toàn diện việc kinh doanh băng rộng vô tuyến của HNPT
Củng cố nền tảng của việc kinh doanh băng rộng vô tuyến sử dụng công nghệ WiMAX di động.
3.2.3.1 Mô tả ULAP Wi4 của Motorola
Mô tả cấu hình ULAP: ULAP có cấu hình sector hóa 90 độ với một bộ phận tích hợp RF
Hình 3.3 : Cấu hình sản phẩm ULAP
Hình trên thể hiên việc lắp đặt trạm cơ bản cho ULAP và module quản lý nhóm. ULAP và module quản lý nhóm được thiết kế để lắp đặt bên ngoài nhà trạm / tòa nhà nhằm triển khai “zero footprint “với chi phí thấp.
Hình vẽ dưới đây chỉ ra cấu hình cho hệ thống trạm gốc Motorola MOTOWi4 ULAP và và bảng mô tả các tính năng của nó:
Kết quả mô phỏng sử dụng bộ thuê bao ngoài trời 3500 dựa trên các thông số sau: Băng tần 2.5GHz, chia Uplink/Downlink là 75% / 25%
Mục tiêu dịch vụ ở cell edge: 1.024 Mbps Downlink, Uplink 128kps (phủ sóng 90%) Độ cao Ăngten ULAP tính từ mặt đất: 30m, độ cao bộ thuê bao ngoài trời ULAP
tính từ mặt đất : 7m.
Kiểu bộ đệm lưu lượng dữ liệu toàn phần (Video/ Audio Streaming). Dựa vào tốc độ kết nối trung bình của 1 user qua 1 sector.
Độ rộng băng thông của kênh 7MHz được hỗ trợ theo việc nâng cấp phần mềm cho hệ thống
Điều khiển truyền tải điện áp tự động (lên tới-20 dB) Quản lý công suất
AP:<45 Watts/ sector @ 55VDC CMM:100 Watts @ 55VDC
CMM/AP Tỷ lệ điện áp tối đa: 480 Watts @ 55VDC Điện áp tiêu hao
90 to 264 VAC / 50-60 Hz Điện áp yêu cầu
42 dBm EIRP = 25 dBm + 17 dBi (Sector đơn)
EIRP có thể thay đổi theo chức năng của quy định và yêu cầu mặt nạ quang phổ (khác nhau đối với mỗi quốc gia)
Điện áp ra tối đa/sector (PA & Antenna)
ModulationReceiver Sensitivity, Typical QPSK (3/4)-94.3 dBm
16QAM (3/4)-87.5 dBm 64QAM (3/4)-80.5 dBm Điều chế và mã hóa
Từ -40C tới 55C nhiệt độ ngoài trời Nhiệt độ vận hành CMM: 432 x 330 x 165 mm Trọng lượng: 11.3 kg Nguồn: 305 x 152 x 102 mm Trọng lượng: 2.7 kg Kích thước vật lý đơn vị điều khiển Radio:1320 x 180 x 130 mm Trọng lượng: 7.5 kg Kích thước vật lý điểm truy nhập 4 sector: N=4 / N=2 Tần số dùng lại
Cấu hình từ xa / phần mềm OTA có thể nâng cấp Cấu hình
200 Môđun thê bao/điểm truy nhập Môđun hỗ trợ thuê bao
OFDM PHY và trước chuẩn MAC (802.16e với nâng cấp phần mềm) Kiến trúc
3.5 MHz (phần mềm nâng cấp 7MHz) Kênh băng tần
2.300- 2.500 GHz Dải tần
Active RF Head với PoE và kết nối số tới đơn vị điều khiển Kiến trúc trạm chính
Cố định và nomadic Ứng dụng
DC nối đất Bảo vệ nguồn sáng
Yêu cầu ứng dụng bắt buộc
Chẳng hạn: ETSI EN302 021, 753; RoHS/WEEE Máy triệt sóng tùy chọn (nếu cần)
Regulatory Compliance
99.99+% Sẵn có
IEEE 802.3 (10/100 BT Ethernet) Giao diện dây
Ethernet (Công suất qua Ethernet) qua Cat-5 CMM tới điểm truy nhập
cáp
DES và AES (Tùy chọn), FIPS Certified (cho AES) Bảo mật
2 mức QoS
RSA Authentication
Lớp 2 IEEE 802.1p, IPv4 Diffserv (DSCP) Phân loại lưu lượng
DC nối đất Bảo vệ nguồn sáng
Tilt Mounting Kit for 2 to 4.5 đường kính cực Cực gắn vào phần cứng
ETSI EN 302 085 CS3 Phân cực chéo tối thiểu
ETSI EN 302 085 CS3 Minimum Front-to-Back Isolation ETSI EN 302 085 CS3 Góc phương vi Sidelobes 50 Ohm Trở kháng đầu vào 45 W Điện áp vào tối đa
Xuống -25o Elevation Null Fill
0o Góc ngẩng điện của anten 7o Mặt chiếu độ rộng chùm 3 dB 4 sector | 360o Góc phương vi độ rộng chùm 3 dB 18 dBi Mức thu tối thiểu
Dọc Phân cực hóa
42 dBm EIRP = 25 dBm + 17 dBi (30o internal ant.)
Actual EIRP thay đổi theo chức năng của quy định và yêu cầu mặt nạ quang phổ (cụ thể ở từng quốc gia)
Công suất đầu ra tối đa (PA and Antenna)
-40°C to 55°C Nhiệt độ vận hành 2.5 kg Trọng lượng 254 x 355 x 76 mm Kích thước vật lý
Cấu hình từ xa/ phần mềm có thể nâng cấp được Cấu hình
OFDM PHY và trước chuẩn MAC (802.16e với nâng cấp phần mềm) Kiến trúc
OFDM / TDD (OFDMA với nâng cấp phần mềm) Giao diện khí
3.5 MHz (7MHz với nâng cấp phần mềm) Băng thông của kênh
Yêu cầu ứng dụng bắt buộc
Chẳng hạn: ETSI EN302 021,753; RoHS/WEEE. Các máy triệt sóng tùy chọn (nếu cần)
Đáp ứng yêu cầu
Xây dựng server DHCP cho người dùng LAN DHCP client cho WAN
DHCP
IPSec, PPTP & L2TP Pass-Through VPN
NAT, DMZ Host Hàm NAT
Xây dựng trong tường lửa hỗ trợ người sử dụng 253 LAN
Tưởng lửa
IEEE 802.1Q Hỗ trợ VLAN
IEEE 802.3 (10/100 BT Ethernet) Giao diện LAN
DES and AES (optional), FIPS Certified (for AES) Bảo mật
2 levels QOS
IPv4, TCP, UDP, PPP, SNMP Hỗ trợ giao thức
Hệ thống điều khiển công suất truyền tự động (lên tới 20 dB)
Quản lý công suất
55 VDC / 45 Watts Điện áp tiêu dùng
90 to 264 VAC/ 50-60 Hz Điện áp yêu cầu
Dọc Phân cực hóa
Tích hợp, độ rộng chùm 3 dB với góc phương vi khoảng 30o, và góc nâng 40o, 17 dBi Gain
Anten
CPE’s.
Thực hiện kiểm tra dải và sự truyền sóng để xác nhận vùng phủ sóng ngoài trời (trên thực tế so với phỏng đoán) cho những môi trường khác nhau (đô thị, thị trấn và nông thôn).
Thực hiện kiểm tra throughput để công nhận các cell và ngưỡng dung lượng mạng. Thực hiện các Test nhiều thuê bao và các thuê bao sử dụng đồng thời để công nhận
sự hoạt động của mạng trong những hoàn cảnh khác nhau.
Kiểm tra các dịch vụ thuê bao khác nhau như dữ liệu, vô tuyến, VoIP, và các ứng dụng khác.
Thu thập KIP’s để đánh giá độ trễ của hệ thống, độ sửa lỗi, tốc độ truyền dữ liệu … và thực hiện cùng phân tích dữ liệu để đánh giá hiệu quả của giải pháp.
3.2.3.3 Sơ đồ chung về mạng của ULAP WiMAX được trình bày trong hình
Hình 3.8: Cấu hình mạng chung ULAP
Cell của ULAP sẽ được kết nối với điểm chuyển mạch tập mà điểm này sẽ kết thúc