2) Nội dung cỏc phần thuyết minh và tớnh toỏn:
1.6.2 Cỏc mạng phục vụ cộng đồng
Đối với mạng cụng cộng, tài nguyờn đƣợc xem là của chung, nhiều ngƣời sẽ cựng truy xuất và chia sẻ. Xõy dựng một mạng cụng cộng núi chung yờu cầu một chi phớ hiệu quả, mà cung cấp đƣợc vựng phủ súng lớn và ngƣời sử dụng cú thể ở nhiều vị trớ khỏc nhau cú thể cố định hoặc thay đổi. Những đỏp ứng chớnh của cỏc mạng cụng cộng là thoại và dữ liệu, truyền hỡnh ảnh trực tuyến. Đồng thời an ninh mạng cũng là một yờu cầu quan trọng, mức độ phức tạp cao vỡ cú nhiều ngƣời đối tƣợng sử dụng, một số ứng dụng WiMAX mụi trƣờng trong mạng cụng cộng nhƣ sau: - Mạng truy nhập WSP:
WiMAX cú thể mở rộng phạm vi cung cấp dịch vụ đối với cỏc cỏc nhà cung cấp dịch vụ khụng dõy (WSP).
Cỏc nhà cung cấp dịch vụ khụng dõy dựng mạng WiMAX để cung cấp kết nối cho cả khỏch hàng là ngƣời dựng riờng lẻ (thoại, dữ liệu và truyền hỡnh) hay cụng ty (thoại và internet tốc độ cao).
WiMAX tạo ra một hạ tầng mạng cung cấp dữ liệu thoại và video với chất lƣợng cao đến ngƣời tiờu dựng trờn cơ sở dựng chung một hoỏ đơn tớnh tiền duy nhất và đƣợc tớnh dựa trờn lƣu lƣơng dữ liệu truyền tải.
- Triển khai ở vựng nụng thụn xa xụi hẻo lỏnh:
Triển khai cụng nghệ WiMAX cú thể thực hiện ở cỏc vựng nụng thụn, hoặc cỏc nơi tập trung dõn cƣ hay cỏc khu vực ở ngoại ụ thành phố. Việc kết nối đến những vựng nụng thụn xa xụi là một trong những mục tiờu trọng điểm phỏt triển xó hội của một quốc gia trong việc phục vụ những nhu cầu thiết yếu nhƣ thoại và Internet. Những nơi đú cơ sở hạ tầng gần nhƣ khụng cú và vấn đề kộo cỏp là khụng khả thi, do vậy giải phỏp WiMAX đƣợc đề cập đến nhƣ một phƣơng thức cho vựng phủ súng rộng, tiết kiệm chi phớ.
1.7 WIM X VỚI CÁC CễNG NGH TRUY CẬP Vễ TUYẾN BĂNG RỘNG KHÁC
- Một loạt cỏc chuẩn về mạng truy nhập vụ tuyến băng rộng đó đƣợc nhiều tổ chức nghiờn cứu, xõy dựng và phỏt triển. Theo phạm vi ứng dụng, cỏc chuẩn này đƣợc phõn chia thành cỏc mạng nhƣ sau:
Hỡnh 1.16 Cỏc chuẩn về mạng truy nhập vụ tuyến băng rộng
- Mạng cỏc nhõn (PAN): Chuẩn WPAN đƣợc ứng dụng trong phạm vi gia đỡnh, hoặc trong khụng gian xung quanh của 1 cỏ nhõn, tốc độ truyền dẫn trong nhà cú thể đạt 480 MB/giõy trong phạm vi 10m. Trong mụ hỡnh mạng WPAN, cú sự xuất hiện của cỏc cụng nghệ Bluetooth, 802.15 (hiện nay 802.15 này đang đƣợc phỏt triển thành 802.15.3 đƣợc biết đến với tờn cụng nghệ Ultrawideband - siờu băng thụng).
- Mạng nội bộ (LAN): mạng WirelessLAN sử dụng kỹ thuật 802.11x bao gồm cỏc chuẩn 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n, IPERLAN1/2.. WLAN là một phần của giải phỏp vǎn phũng di động, cho phộp ngƣời sử dụng kết nối mạng LAN từ cỏc khu vực cụng cộng nhƣ văn phũng, khỏch sạn hay cỏc sõn bay. Cụng nghệ này cho phộp ngƣời sử dụng cú thể sử dụng, truy xuất thụng tin, truy cấp Internet với tốc độ lớn hơn rất nhiều so với phƣơng thức truy nhập giỏn tiếp truyền thống.
- Mạng đụ thị (MAN): Mạng WMAN sử dụng chuẩn 802.16, định nghĩa đặc tả kỹ thuật giao diện khụng gian WirelessMAN cho cỏc mạng vựng đụ thị. Việc đƣa ra chuẩn này mở ra một cụng nghệ mới truy nhập vụ tuyến băng rộng WIMAX cho phộp mạng vụ tuyến mở rộng phạm vi hoạt động tới gần 50 km và cú thể truyền dữ liệu, giọng núi và hỡnh ảnh video với tốc độ nhanh hơn so với đƣờng truyền cỏp hoặc ADSL. Đõy sẽ là cụng cụ hoàn hảo cho cỏc ISP muốn mở rộng hoạt động vào những vựng dõn cƣ rải rỏc, nơi mà chi phớ triển khai ADSL và đƣờng cỏp quỏ cao hoặc gặp khú khăn trong quỏ trỡnh thi cụng.
- Mạng diện rộng (WAN): Trong tƣơng lai, cỏc kết nối Wireless WAN sẽ sử dụng chuẩn 802.20 để thực hiện cỏc kết nối diện rộng, hiện nay cỏc chuẩn này đang đƣợc chuẩn húa.
1.7.1 So sỏnh WiM X cố định và LMDS, MMDS
- Phiờn bản WiMAX 802.16-2004 nhằm cung cấp cỏc truy nhập cố định hoặc lƣu động. Cỏc cụng nghệ vụ tuyến cố định cú khả năng cạnh tranh với WiMAX cố định hiện đang đƣợc xem xột bao gồm: Hệ thống phõn bố đa điểm nội vựng LMDS và Hệ thống phõn bố đa điểm đa kờnh (MMDS).
Hệ thống phõn bố đa điểm nội vựng (LMDS):
- Cụng nghệ LMDS cung cấp giải phỏp mạng điểm-đa-điểm và làm việc trong cỏc dải tần số vi ba trờn 10 GHz. Hai băng tần số chớnh đƣợc cấp phỏt là 26/28 GHz và 40 GHz. Việc sử dụng cỏc băng tần này cú thể mang tới dung lƣợng rất lớn (Tốc độ lờn tới 3 Gbps tại tần số 40 GHz).
- Phạm vi phủ súng của hệ thống bị giới hạn trong phạm vi 5 km do suy hao mƣa cao tại tần số này. Ngoài ra hệ thống cũn yờu cầu tầm nhỡn thẳng (LOS).
- Hệ thống LMDS hiện nay dựa trờn cỏc giải phỏp riờng. Từ 2001, cỏc tiờu chuẩn IEEE 802.16 và ETSI BRAN HYPERACCESS cũng hƣớng dẫn cỏc mạng LMDS nhắm đến khả năng bắt tay của của cỏc thiết bị trờn toàn cầu nhằm giảm chi phớ. - Tất cả cỏc hệ thống LMDS hiện nay đều dựa trờn cỏc giao thức dựng riờng PHY & MAC. Tốc độ truyền số liệu đạt đƣợc trờn một kờnh RF (ở băng thụng xấp xỉ 30 MHz) là 45 Mbps. Tuy nhiờn khi cỏc kỹ thuật PHY & MAC đƣợc chuẩn húa bởi cả ETSI BRAN và IEEE thỡ giỏ thành thiết bị LMDS đó giảm xuống rất nhiều.
- LMDS là hoàn toàn phự hợp với cỏc yờu cầu của dịch vụ vụ tuyến băng rộng. Cỏc thử nghiệm thực tế cho thấy mạng đƣợc triển khai trờn cơ sở LMDS khụng bị hạn chế chỉ ứng dụng ở cỏc hệ thống truyền hỡnh tƣơng tỏc hay quảng bỏ, mà ta cũn cú thể thực hiện triển khai TCP/IP trờn cơ sở LMDS. Điều này đó đƣợc thực hiện bằng cỏch xõy dựng cỏc bộ tăng cƣờng giao thức TCP trờn nền MPEG. Cỏc mụ phỏng và thử nghiệm đó chỉ ra rằng việc thực hiện IP trờn LMDS cú thể triển khai ngay trờn cỏc hệ thống vụ tuyến tiờu chuẩn. Tuy nhiờn, nhà khai thỏc cũng khụng nờn đỏnh giỏ thấp sự cần thiết sự điều chỉnh trong vấn đề thu vụ tuyến, trong mạng, và cỏc tham số TCP/IP sao cho việc sử dụng phổ là hiệu quả nhất với giỏ trị QoS cú thể chấp nhận đƣợc.
Hệ thống phõn bố đa điểm đa kờnh (MMDS):
- MMDS cú kiến trỳc tƣơng tự nhƣ kiến trỳc LMDS. MMDS sử dụng tần số từ 2,1 GHz và 2.5-2.7 GHz. Tớn hiệu đƣợc phỏt đi từ trạm phỏt súng thƣờng đƣợc đặt trờn cỏc ngọn đồi, hay toà nhà cao tầng, tới cỏc anten đặc biệt mà cỏc anten này nhƣ là trạm chuyển tiếp để phỏt tới cỏc khỏch hàng trong phạm vi nhỡn thẳng (LOS). - Giống nhƣ cỏp đồng, một kờnh 6MHz với điều chế cú thể truyền với tốc độ khoảng 30 Mbit/s và do đú hộ trợ từ 500 đến 1500 thuờ bao. MMDS cung cấp dịch vụ với trong vũng bỏn kớnh 60km. Đõy là ƣu điểm nếu so với cụng nghệ LMDS,
bởi vỡ bỏn kớnh phục vụ tối đa của LMDS chỉ là 5 km. MMDS là giải phỏp lý tƣởng cho cỏc vựng nụng thụn nơi mà kỹ thuật viễn thụng chƣa phỏt triển.
- Những hệ thống này đƣợc phỏt triển lần đầu tiờn tại US, Hồng Kụng, Canada, và ệc. Ở Chõu Phi, MMDS đƣợc sử dụng tại cỏc nƣớc GaBon và Senegal. Ở Chõu Âu, cỏc hệ thống thử nghiệm và đang hoạt động tại cỏc nƣớc Ireland, Iceland, và Phỏp. Hầu hết cỏc mạng MMDS đang hoạt động sử dụng băng tần 2,5-2,7 GHz, truyền dẫn khoảng 30 kờnh sử dụng định dạng NTSC (độ rộng 6 MHz) và khoảng 20 kờnh sử dụng định dạng PAL hoặc SECAM (độ rộng 8 MHz).
- So sỏnh cỏc đặc tớnh chớnh của hai cụng nghệ LMDS và MMDS với WiMAX cố định 802.16-2004 qua cỏc thụng số chớnh cụ thể nhƣ sau: Bảng 1.3 So sỏnh giữa chuẩn 802.16-2004 và LMDS, MMDS Chuẩn 802.16-2004 LMDS MMDS Phƣơng thức điều chế OFDM/ TDMA OFDMA n/a n/a Phổ tần số 2-11GHz 10 - 66 GHz 26/28, 40 GHz 2,1 GHz 2,5 - 2,7 GHz.
Điều kiện truyền LOS và NLOS LOS LOS
Tốc độ tối đa tới 134 Mbps (28 MHz) tới 3 Gbps 10 Mbps Băng thụng kờnh 1,25 - 28 MHz 1,25MHz 5MHz 5 MHz Hiệu suất 5bps/Hz 3,2 bps/Hz <0,5 bps/Hz Khoảng truyền 50 Km 5 Km 60 KM 1.7.2 So sỏnh WiM X di động với 3G
- Hai dạng khỏc nhau của CDMA 3G đƣợc sử dụng rộng rói là WCDMA - giải phỏp FDD dựa trờn cơ sở kờnh 5 MHz và CDMA2000 - giải phỏp dựa trờn cơ sở kờnh 1,25 MHz.
- WCDMA đƣợc phỏt triển để tăng khả năng đƣờng xuống với phiờn bản truy nhập gúi đƣờng xuống tốc độ cao (HSDPA) và truy nhập gúi đƣờng lờn tốc độ cao HSUPA . Nhúm phỏt triển 3G cũng cõn nhắc phỏt triển khả năng truyền xa hơn cho WCDMA nhƣ là cung cấp MIMO với HSPA.
- Tƣơng tự nhƣ vậy, CDMA 2000 đƣợc phỏt triển để tăng khả năng truyền dẫn số liệu tại phiờn bản 1x EVDO-Rev 0 và 1x EVDO-Rev A. Một nõng cao nữa là phiờn bản EVDO Rev B đƣa vào khả năng đa súng mang.
- Do 1xEVDO và HSDPA/HSPA đƣợc phỏt triển từ tiờu chuẩn CDMA 3G để cung cấp dịch vụ số liệu thụng qua mạng ban đầu đƣợc thiết kế cho dịch vụ thoại di động do đú nú thừa hƣởng cả những ƣu điểm và cả những hạn chế của hệ thống 3G. WiMAX ban đầu đƣợc phỏt triển cho truy nhập vụ tuyến băng rộng cố định và nú đƣợc tối ƣu cho truyền số liệu. WiMAX di động đƣợc phỏt triển trờn cơ sở của WiMAX cố định và đƣợc điều chỉnh để phự hợp cho yờu cầu di động. Việc so sỏnh giữa cỏc thuộc tớnh của WiMAX di động với 3G trờn cơ sở hệ thống 1x EVDO và HSDPA/HDPA sẽ cho ta thấy rừ cụng nghệ nào sẽ đỏp ứng đƣợc cỏc đũi hỏi của mạng địch vụ số liệu băng rộng di động. Cỏc thuộc tớnh cụ thể đƣợc đƣa ra trong bảng sau:
Bảng 1.4 So sỏnh WiMAX di động và 3G
Thuộc tớnh 1x EVDO Rev A HSDPA/HSUPA
(HSPA) WiM X di động
Tiờu chuẩn cơ sở
CDMA2000/IS- 95 WCDMA IEEE802.16e P.P song cụng FDD FDD TDD Hƣớng suống (DL) TDM CDM-TDM OFDMA Đa truy nhập h.lờn (UL) CDMA CDMA Độ rộng băng 1,25 MHz 5,0 MHz 5; 7; 8,75; 10 MHz Kớch cỡ khung DL 1,67 ms 2 ms 5 ms TDD UL 6,67 ms 2/ 10 ms Điều chế DL QPSK/ 8PSK/ 16QAM QPSK/ 16QAM QPSK/ 16QAM/ 64 QAM
Điều chế UL
BPSK, QPSK/
8PSK BPSK/ QPSK/ 16 QAM
Mó húa Turbo CC, Turbo CC, Turbo
Tốc độ đỉnh DL 3,1 Mbps 14 Mbps 46 Mbps, DL/UL=3 32 Mbps, DL/UL=1 Tốc độ đỉnh UL 1,8 Mbps 5,8 Mbps 7 Mbps, DL/UL=1 4 Mbps, DL/UL=3 H-ARQ Đồng bộ 4 kờnh nhanh IR Đồng bộ 6 kờnh nhanh CC Đồng bộ đa kờnh CC Lập lịch Lập lịch nhanh DL Lập lịch nhanh UL Lập lịch nhanh DL và UL Chuyển vựng (Handoff) Chuyển vựng mền ảo Ch. vựng cứng khởi đầu từ mạng Ch. vựng cứng khởi đầu từ mạng
1.7.3 So sỏnh WiM X di động với WiBro
- Mạng WiBro đó đƣợc Hàn Quốc triển khai thử nghiệm và đƣa vào khai thỏc từ giữa năm 2006. WiBro là tờn viết tắt của cỏc từ Korean Wireless Broadband service. Đõy là một mạng truy nhập băng rộng dựa trờn tiờu chuẩn IEEE 802.16e, tuy nhiờn tớnh năng ỏp dụng của tiờu chuẩn này khỏc với cỏc tớnh năng mà diễn đàn WiMAX đƣa ra cho WiMAX di động nờn mạng này khụng thực sự là WiMAX di động, và đến nay WiBro phiờn bản 1 khụng thể hoạt động đƣợc với mạng WiMAX di động. Sự khỏc biệt giữa WiMAX di động và WiBro đƣợc minh họa nhƣ hỡnh sau:
Hỡnh 1.17 Phạm vi của WiMAX di động và WiBro trong chuẩn 802.16e
- Cỏc đặc tớnh của hai phiờn bản WiMAX và WiBro đƣợc so sỏnh cụ thể nhƣ bảng sau:
Bảng 1.5 Cỏc đặc tớnh chớnh của WiMAX di động và WiBro
Đặc tớnh WiMax di động WiBro
Băng tần 2,3; 2,5 và 3,5 GHz 2,3 GHz
Băng thụng 3,75; 5; 8,75; 10 MHz 8,75 MHz Độ dài khung 5 ms, 48 ký tự 5 ms, 48 ký tự Tốc độ và trễ <50 ms, < 120 Kmph <150 ms, < 60 Kmph
Cấu hỡnh anten AAS, STC, MIMO AAS
- Hiện nay cỏc nhà sản xuất thiết bị cũng đang hợp tỏc với diễn đàn WiMAX để đƣa ra những yờu cầu cho hệ thống WiBro thế hệ tiếp theo cú khả năng làm việc đƣợc với hệ thống thiết bị WiMAX di động.
- Việc mạng WiBro thử nghiệm thành cụng và đƣa vào khai thỏc thƣơng mại đó cho thấy khả năng triển khai thành cụng của WiMAX là hết sức to lớn.
1.7.4 So sỏnh WiM X với WiFi
- WiFi chủ yếu sử dụng tại tần số 2.4 GHz với bỏn kớnh nhỏ khoảng 50m, tốc độ phổ biến là 2Mbit/s (sử dụng kỹ thuật OFDM: Truy cập đa phõn tần trực giao cú thể lờn đến 54Mbit/s).
- Wifi – Wireless Fidelity là tờn gọi mà cỏc nhà sản xuất đặt cho một chuẩn kết nối khụng dõy (IEEE 802.11), cụng nghệ sử dụng súng radio để thiết lập hệ thống kết
IEEE
802.16e
nối mạng khụng dõy. Đõy là cụng nghệ mạng vụ tuyến đƣợc thƣơng mại húa tiờn tiến thế giới hiện nay.
- Một mạng Internet khụng dõy Wifi thƣờng gồm 3 bộ phận cơ bản: điểm truy cập (Access Point – AP); card giao tiếp mạng (Network Interface Card – NIC); và bộ phận thu phỏt, kết nối thụng tin tại cỏc nỳt mạng gọi là Wireless CPE. Trong đú, Access Point đúng vai trũ trung tõm của toàn mạng, là điểm phỏt và thu súng, trao đổi thụng tin với tất cả cỏc mỏy trạm trong mạng, cho phộp duy trỡ kết nối hoặc ngăn chặn cỏc mỏy trạm tham gia vào mạng. Một Access Point cú thể cho phộp tới hàng ngàn mỏy tớnh trong vựng phủ (khoảng 150m ) súng truy cập mạng cựng lỳc. - Wifi đặc biệt thớch hợp cho nhu cầu sử dụng di động và cỏc điểm truy cập đụng ngƣời dựng. Nú cho phộp ngƣời sử dụng truy cập mạng giống nhƣ khi sử dụng cụng nghệ mạng mỏy tớnh truyền thống tại bất cứ thời điểm nào trong vựng phủ súng. Thờm vào đú, Wifi cú độ linh hoạt và khả năng phỏt triển mạng lớn do khụng bị ảnh hƣởng bởi việc thay đổi lại vị trớ, thiết kế lại mạng mỏy tớnh. Cũng vỡ là mạng khụng dõy nờn Wifi khắc phục đƣợc những hạn chế về đƣờng cỏp vật lý, giảm đƣợc nhiều chi phớ triển khai thi cụng dõy mạng và khụng phải tỏc động nhiều tới cơ sở hạ tầng.
- Hạn chế của Wifi:
Giỏ cả là trở ngại đầu tiờn đối với dịch vụ này. Chi phớ ban đầu cho việc thiết lập một mạng Wifi thƣờng tốn kộm hơn nhiều so với mạng LAN thụng thƣờng. Ở Việt Nam, chi phớ cho một mạng khụng dõy, gồm tiền thuờ đƣờng mạng, 3 Access Point và khoảng hơn 40 card modem khụng dõy cựng cỏc thiết bị đồng bộ khỏc tốn khoảng gần 100.000 USD. Thực ra, chi phớ này khụng cao hơn là bao so với việc thiết lập một mạng LAN với số ngƣời dựng tƣơng ứng, mà theo một doanh nghiệp đang sử dụng Wifi thỡ trở ngại nằm ở phần thiết bị đồng bộ đi kốm. Một mỏy tớnh thụng thƣờng để kết nối vào mạng chỉ cần một đoạn dõy nhỏ, cũn để truy cập vào mạng khụng dõy phải cần tới một card mạng khụng dõy cú giỏ từ 60 – 200 USD/cỏi hoặc là mỏy tớnh tớch hợp sẵn cụng nghệ này. Cụng nghệ khụng dõy đặc biệt tăng cƣờng sức mạnh cho cỏc thiết bị tớnh toỏn di động nhƣ mỏy tớnh xỏch tay, PDA hay Pocket PC.
- Kết nối WiFi nhanh nhất cú thể truyền lờn tới 54 megabit trờn giõy trong cỏc điều kiện tối ƣu. WIMAX cú thể truyền lờn tới 70 megabit trờn giõy. Thậm chớ khi mà 70 megabit bị tỏch ra giữa vài chục cụng ty và hàng trăm gia đỡnh ngƣời dựng, ớt