¾ Ưu điểm
• Tính cơ động: Với mạng Wireless LAN, người dùng cĩ thể di chuyển từ
vùng này sang vùng khác mà vẫn cịn kết nối với mạng tạo ra một văn phịng di động. Nếu cĩ hai mạng Wireless LAN máy tính từ mạng này sang mạng khác sẽ chuyển kết nối với mạng khác một cách tức thì. Điều này rất thuận tiện khi đi du lịch, cơng tác, hay khi di chuyển tới sân bay vẫn cĩ thể gửi và nhận email hay bất cứ thơng tin nào khác trong khi ngồi chờ tại sân bay, thuận lợi cho các nhà doanh nghiệp là những người hay di chuyển mà luơn cần cĩ kết nối với mạng.
• Cài đặt đơn giản và giá rẻ: Do khơng sử dụng cáp nên mạng Wireless LAN cĩ thể triển khai tại các tồ nhà mà cĩ thể ngăn cách giữa cách chướng ngại vật (như đường, sơng…), nếu sử dụng cáp thì sẽ cĩ hư hỏng mạng khi cáp
KHOA CNTT –
ĐH KHTN
15 chính bị hỏng. Nhiều quốc gia đã khuyến nghị khi mở rộng hay nâng cấp mạng nên tránh dùng cáp lại trong các tồ nhà. Với mạng Wireless LAN người sử dụng cĩ thể di chuyển trong mạng với khoảng cách cho phép, nếu người sử dụng đi ra khỏi phạm vi mạng, hệ thống của người sử dụng sẽ nhận biết mạng khác đểđáp ứng yêu cầu. Tính năng chuyển vùng được sử dụng để đảm bảo mức truyền thơng tin liên tục tốt nhất, máy tính khi đang được nối với một mạng và nĩ phát hiện ra mạng khác tốt hơn thì sẽ chuyển sang mạng
đĩ mà khơng cĩ sự sai lệch.[7][8]
¾ Khuyết điểm
• Nhiễu: Do truyền thơng qua mơi trường sĩng vì vậy sẽ cĩ rủi ro nhiễu từ các sản phẩm khác sử dụng chung một tần số.
• Bảo mật: Vấn đề chính của bảo mật cho mạng Wireless LAN là việc vơ tình truyền dữ liệu ra khỏi mạng của cơng ty mà khơng qua lớp vật lý điều khiển. Sĩng vơ tuyến cĩ thể xuyên qua tường nhà và bị người khác nhận. Tuy nhiên Wireless LAN cĩ thể dùng mã truy cập mạng để ngăn cản truy cập trái phép, việc sử dụng mã tuỳ thuộc vào mức độ bảo mật mà người dùng yêu cầu. Một lựa chọn được thêm vào là sử dụng mã hố dữ liệu. Cả HiperLAN/2 và 802.11a sử dụng khố cĩ độ dài lớn hơn 64bit. Khố này được gọi là “khố xác thực được chia sẻ” trong 802.11a và là “khố chia sẻ trước” trong HiperLAN/2.[8][9]
2.2 Các chuẩn thơng dụng của Wireless LAN
Hiện nay, với trào lưu phát triển của mạng khơng dây, trên thế giới xuất hiện khá nhiều sản phẩm thuộc các chuẩn khác nhau. Trong khi Bluetooth được coi là sự
lựa chọn cho các mạng gia đình, HiperLAN là chuẩn của châu Âu thì IEEE 802.11 là chuẩn được phổ biến rộng rãi nhất trên thế giới. Sự xuất hiện khá nhiều các chuẩn làm người sử dụng cĩ nhiều sự lựa chọn hơn nhưng cũng làm cho Wireless LAN dường như khơng thể hợp nhất được. Trong phần này chúng em xin giới thiệu các
KHOA CNTT –
ĐH KHTN
16 chuẩn Wireless LAN thơng dụng trên thế giới và khả năng ứng dụng của nĩ trong các mạng hiện cĩ.[1][2][9]
2.2.1 IEEE 802.11 của Viện kỹ thuật Điện-Điện tử Mỹ
IEEE 802.11 là chuẩn đầu tiên mà Viện Kỹ thuật Điện-Điện tử Mỹ (Institute of Electrical and Electronic Enginrneers-IEEE) cho ra đời vào cuối những năm 1980, do nhĩm 802.4 của IEEE phát triển. Nhĩm này nhận thấy phương thức truy cập token của chuẩn LAN khơng cĩ hiệu quả đểđiều khiển mạng khơng dây và đề nghị
phát triển một tiêu chuẩn thay thế. Kết quả là, IEEE đã quyết định thành lập nhĩm 802.11 cĩ nhiệm vụ định nghĩa tiêu chuẩn lớp vật lý (PHY-Physical) và lớp MAC (Medium Access Control)cho LAN khơng dây.
Phiên bản đầu tiên của 802.11 ra đời năm 1997 và đã được phát triển trong nhiệm vụ nghiên cứu kỹ vấn đề khả năng ứng dụng, kết quả của sự cố gắng đĩ là việc ấn hành cả hai phiên bản kỹ thuật và thương mại. Ở chuẩn ban đầu tốc độđạt
được là 2Mbps sử dụng phương pháp trải phổ trong băng tần ISM. Đến tháng 9 năm 1999, cĩ hai bổ sung vào tiêu chuẩn gĩc được phê duyệt bởi Uỷ ban tiêu chuẩn của IEEE và đĩ chính là hai chuẩn mới 802.11b và 802.11a. Tiêu chuẩn đầu 802.11b mở rộng khả năng của lớp PHY tại băng 2,4GHz, với tốc độ đạt được là 11Mbps. Tiêu chuẩn thứ hai 802.11a nhắm vào viêc cung cấp một chuẩn hoạt động tại băng tần mới 5GHz, với tốc độ cao (từ 20Mbps đến 54MBps).
2.2.1.1 Các chuẩn chính của IEEE
• IEEE 802.11a: Chuẩn mới này tăng khả năng lớp vật lý nhưng cũng khơng thay
đổi các lớp lớn hơn. Những ưu điểm của 802.11a là giảm thiểu giao thoa tốt hơn và cĩ tốc độ lên tới 54Mpbs. Chuẩn 802.11a yêu cầu thiết bị phải hỗ trợ tại tốc
độ 6, 12, 24, 54Mbps, nhưng cũng bao gồm các tốc độ 48, 36, 28, 9Mbps. Các tốc độ khác nhau này là kết quả thực thi các kỹ thuật điều chế khác nhau. Tại mức 54Mbps sử dụng điều chế 64 QAM.
802.11a sử dụng dải thơng 300MHz tại băng 5GHz. Mặc dù khoảng 200MHz thấp kề nhau, nhưng FCC lại chia 300MHz thành ba phạm vi 100MHz
KHOA CNTT –
ĐH KHTN
17 riêng biệt, mỗi một phạm vi cĩ cơng suất phát nhau. Băng “thấp” hoạt động từ
5,15 tới 5,25 GHz, các thiết bị hoạt động tại băng này cĩ cơng suất phát 50mW. Băng “giữa” từ 5,25 đến 5,35GHz với cơng suất tối đa là 250mW. Băng “cao” từ 5,725 đến 5,825GHz, với cơng suất tối đa là 1W. Nguyên nhân tại băng cao cĩ cơng suất cao vì các thiết bị truyền phát tại băng này cĩ xu hướng là các sản phẩm kết nối mạng giữa các tồ nhà với nhau nên sẽ ít cĩ khả năng gây hại cho sức khoẻ con người. Các băng “thấp” và “giữa”cịn lại thì dùng cho các sản phẩm trong nhà. Một yêu cầu chi tiết cho băng thấp là tất cả sản phẩm phải tích hợp anten. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
802.11a sử dụng trải phổ trực giao OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) tại lớp vật lý. Tốc độ cao này thực hiện được bởi việc kết hợp nhiều kênh cĩ tốc độ thấp thành một kênh cĩ tốc độ cao. 802.11a sử dụng OFDM định nghĩa tổng cộng 8 kênh khơng trùng lắp cĩ độ rộng 20MHz thơng qua 2 băng thấp; mỗi một kênh được chia thành 52 kênh mang thơng tin, với độ
rộng xấp xỉ 300KHz. Mỗi một kênh được truyền song song. Việc chỉnh sửa lỗi phía trước FEC (Forward Error Correction) cũng được sử dụng trong 802.11a (khơng cĩ trong 802.11) để cĩ thểđạt được tốc độ cao hơn.
Tính đến nay đã cĩ 23 quốc gia phê duyệt cho phép sử dụng các sản phẩm 802.11a, trong đĩ châu Âu chiếm tới 14 quốc gia, bao gồm: Mỹ, Úc, Áo, Đan Mạch, Pháp, Thụy Điển, New Zealand, Ireland, Nhật Bản, Bỉ, Hà Lan, Phần Lan, Ba Lan, Thụy Sĩ và Mexico.
• IEEE 802.11b: Cĩ tên thương mại là WiFi. Giống 802.11a, 802.11b cũng cĩ thay đổi tại lớp vật lý. Chuẩn 802.11b hoạt động tại băng tần 2,4GHz, chuẩn này tương thích với phiên bản đầu tiên 802.11(khơng giống 802.11a), hỗ trợ các tốc
độ 1, 2, 5.5, 11Mbps tại các thiết bị phát sĩng. Chuẩn này sử dụng tối đa 14 kênh tại băng tần 2,4GHz. Các kênh khác nhau được sử dụng tuỳ thuộc qui định các quốc gia khác nhau.
IEEE 802.11b đạt được tốc độ cao hơn các chuẩn 802.11 trước đĩ nhờ sử dụng
KHOA CNTT –
ĐH KHTN
18 dụng mã hố tín hiệu, cần 6 bit để cĩ thể miêu tả một từ mã hố. Từ mã hố theo CCK sau đĩ được điều chỉnh với kỹ thuật QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) sử dụng DSSS (Direct sequence spread spectrum) 2Mbps. Điều này cho phép thêm 2 bit để mã hố kí tự.
• IEEE 802.11g cho phép mạng khơng dây truyền dữ liệu với tốc độ 54Mbps sử
dụng băng tần 2,4GHz và đồng nghĩa với việc thương thích thiết bị Wireless LAN dựa trên chuẩn 802.11b trước đây. 802.11g cĩ hai đặc tính chính sau đây:
- Sử dụng kỹ thuật trải phổ OFDM (Orthogonal Frequency Division
Multiplexing), để cĩ thể cung cấp các dịch vụ cĩ tốc đơ lên tới 54Mbps.
Trước đây, FCC (Federal Communication Commission-USA) cĩ cấm sử
dụng OFDM tại 2,4GHz. Nhưng hiện nay FCC đã cho phép sử dụng OFDM tại cả hai băng tần 2,4GHz và 5GHz.
- Tương thích với các hệ thống 802.11b tồn tại trước. Do đĩ, 802.11g cũng cĩ hỗ trợ CCK và thiết bị 802.11g cũng cĩ thể giao tiếp với thiết bị 802.11b cĩ sẵn
Các thành phần trong chuẩn 802.11g là:
- CCK/OFDM. Việc thiết kế lai ghép giữa CCK và OFDM làm 802.11g dễ
dàng sử dụng OFDM trong khi cĩ thể tương thích ngược với CCK đã tồn tại. CCK được sử dụng để chuyển gĩi tin mào đầu/phần đầu và OFDM được sử
dụng để chuyển dữ liệu. CCK/OFDM hỗ trợ tốc độ lên tới 54Mpbs. Gĩi tin CCK đầu cảnh báo tất cả thiết bị 802.11b rằng việc truyền bắt đầu và chỉ
dẫn các thiết bị trong suốt quá trình truyền. Dữ liệu truyền tải để cĩ thểđạt tốc độ cao nhất phải sử dụng OFDM.
- PBCC (Packet Bianry Convolutional Coding): PBCC hỗ trợ tốc độ lên tới 33Mbps. PBCC là kỹ thuật phức tạp sử dụng 8-PSK(Phase Shift Keying)
cho PBCC và QPSK cho CCK và cung cấp cấu trúc mã khác nhau.
- 802.11g cho phép người sử dụng truy cập và chia sẻ các tài nguyên trên mạng khơng dây.
KHOA CNTT –
ĐH KHTN
19 - Vào giữa tháng 6 năm 2003, Uỷ ban xét duyệt chuẩn của IEEE cũng đã phê
duyệt chính thức chuẩn Wireless LAN 802.11g.
- Đầu tháng 7/2003 tổ chức WECA (Wireless Ethernet Compatibility
Alliance) đã chính thức cấp giấy chứng nhận 802.11g là chuẩn đầu tiên của các sản phẩm kết nối khơng dây. Việc chứng nhận các sản phẩm sử dụng chuẩn 802.11g của WECA được xem như con dấu xác nhận ở tầm tồn cầu, bởi các sản phẩm sử dụng các thiết bị dựa trên 802.11g đã từng xuất hiện trên thị trường trước đây và phiên bản mới nhất của chuẩn kỹ thuật này cũng được xác nhận là hồn tồn ổn định. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Vài nét về tổ chức WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance): tuy khơng phải tổ chức cơng nghiệp lâu đời, nhưng tổ chức này hiện nay là một tổ
chức cĩ ảnh hưởng lớn nhất về các thiết bị Wireless LAN. Tổ chức WECA hiện nay cĩ 143 thành viên trên tồn thế giới, WECA được thành lập tháng 8/1999 bởi một số cơng ty lớn như: 3Com, Cisco, Intersil, Agere, Nokia và Symbol; sau
đĩ các cơng ty như Intermec, Microsoft và Intel đã gia nhập WECA. Đến tháng 3/2000 WECA đã cấp chứng nhận WiFi cho 283 sản phẩm thương mại của các hãng. WECA cũng đang tiến hành thử nghiệm WiFi5 (dựa trên chuẩn IEEE 802.11a). Các sản phẩm cĩ chứng thực của WECA cũng đang được chứng nhận tại châu Âu.
2.2.1.2 Các nhĩm chính thuộc IEEE
Ngồi ra IEEE cịn cĩ các nhĩm làm việc độc lập để bổ sung các qui định vào các chuẩn 802.11a, 802.11b, 802.11g nhằm nâng cao tính hiệu quả, bảo mật, và phù hợp với các thị trường châu Âu và Nhật Bản như:
- IEEE 802.11c: Bổ sung việc truyền thơng và trao đổi thơng tin giữa LAN qua cầu nối lớp MAC với nhau.
- IEEE 802.11d: Bổ sung các đặc tính hoạt động cho các vùng địa lý khác nhau. - IEEE 802.11e: Nguyên gốc chuẩn IEEE 802.11 khơng cung cấp việc quản lý
KHOA CNTT –
ĐH KHTN
20 theo kế hoạch sẽấn hành vào cuối năm 2001. Do việc khơng tích trong cấu trúc và thiết kếđã khơng cho phép chuẩn này hồn thành đúng thời hạn dự kiến. - IEEE 802.11f: hỗ trợ tốt tính di động, tương tự như mạng đi đơng cell phone. - IEEE 802.11h: Hướng tới việc cải tiến cơng suất phát và lựa chọn kênh của
chuận IEEE 802.11a, nhằm đáp ứng các tiêu chuẩn của thị trường châu Âu. - IEEE 802.11i: cải tiến vấn đề mã hố và bảo mật. Cách tiếp cận là dựa trên
chuẩn mã hố dữ liệu AES (Adoanced Encrytion Standard).
- IEEE 802.11j: Sự hợp nhất trong việc đưa ra phiên bản tiêu chuẩn chung của hai tổ chức tiêu chuẩn IEEE và ETSI (European Telecommunications Standards Institute) trên nền IEEE 802.11a và HiperLAN/2.
- IEEE 802.11k: Cung cấp khả năng đo lường mạng và sĩng vơ tuyến thích hợp cho các lớp cao hơn.
- IEEE 802.11n: Mở rộng thơng lượng (>100Mbps tại MAC SAP) trên băng 2,4GHz và 5GHz.
2.2.2 HiperLAN của Viện tiêu chuẩn viễn thơng châu Âu (ETSI)
2.2.2.1 Giới thiệu về HiperLAN
Thơng tin vơ tuyến băng rộng đang phát triển nhanh chĩng trong những năm gần đây, do vậy đặt ra những yêu cầu mới về mạng LAN vơ tuyến đĩ là hỗ trợ
QoS, bảo mật , quyền sử dụng , mơi trường làm việc… ETSI đã nghiên cứu xây dựng bộ tiêu chuẩn cho các lọai LAN hiệu suất cao (High Performance LAN), tiêu chuẩn này xoay quanh mơ tả các giao tiếp ở mức thấp và mở ra khả năng phát triển
ở mức cao hơn. HIPERLAN/2 được phát triển để cung cấp cho thuê bao khơng dây khả năng truy nhập đến mạng cốđịnh.
Từ nhiều năm trước , nhĩm RES10 đã xây dựng tiêu chuẩn HIPERLAN cụ thể
là thơng tin liên lạc số khơng dây tốc độ cao ở băng tần 5,1-5,3 GHz và băng tần
17,2 - 17,3 GHz. Cĩ 4 loại HIPERLAN đã được đưa ra: HIPERLAN/1,
KHOA CNTT –
ĐH KHTN
21 Tiêu chuẩn HIPERLAN 1, giống như 802.11 chỉ bao gồm lớp vật lý và lớp MAC, cĩ tốc độ từ 2 đến 25 Mbps bởi việc sử dụng các phương pháp điều chế
truyền thơng tại băng tần 5,2 GHz. Sau khi hịan thành tiêu chuẩn HIPERLAN/1, ETSI quyết định kết hợp nhĩm vơ tuyến mạch vịng và vơ tuyến LAN hình thành nhĩm mạng truy nhập vơ tuyến băng rộng (BRAN). Dự án này nhắm tới việc hình thành các tiêu chuẩn cho ATM khơng dây (Hiper loại 2,3,4). Họ các tiêu chuẩn HIPERLAN được thể hiện qua bảng sau :
Bảng 2-1: Các tiêu chuẩn của ETSI HIPERLAN
HIPERLAN 1 HIPERLAN 2 HIPERLAN 3 HIPERLAN 4
Ứng dụng Wireless LAN Truy nhập (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
WATM Truy nhập WATM cốđịnh từ xa Kết nối point-to- point WATM Băng tần 2,4 GHz 5 GHz 5 GHz 17 GHz Tốc độ đạt được 23,5 Mbps 54 Mbps 54 Mbps 155 Mbps
- Tiêu chuẩn HIPERLAN/1 chỉđơn thuần nĩi về giao tiếp chung khơng gian và các thiết bị thơng tin vơ tuyến ở lớp vật lý như : đảm bảo hệ thống liên lạc , tương thích nằm ở 2 lớp thấp của mơ hình OSI.
- Ở HIPERLAN/2 cĩ sự phát triển nhiều hơn, cung cấp truy nhập vơ tuyến ở
khoảng cách ngắn cho mạng IP, ATM, UTMS, HIPERLAN/2 hoạt động ở tần số
5,2 GHz với phổ tấn 100 MHz. Một cấu trúc điển hình của HIPERLAN/2 bao gồm : các đầu cuối di động (MT) kết nối với một điểm truy nhập (AP) thơng qua giao tiếp vơ tuyến. Khi MT di chuyển , HIPERLAN/2 tựđộng thực hiện di chuyển kết nối đến AP gần nhất. Đặc biệt , các MT cĩ thể tạo ra các kết nối trực tiếp với nhau, tuy nhiên chỉ mới phát triển ở giai đoạn đầu.Dự án HIPERLAN/2 hịan thành vào cuối năm 1999.[9]
KHOA CNTT –
ĐH KHTN
22
2.2.2.2 Đặc điểm của HiperLAN
HIPERLAN/2 cĩ những đặc điểm sau đây : - Truyền dẫn tốc độ cao - Kết nối cĩ định hướng - Hỗ trợ QoS - Cấp phát tần số tựđộng - Hỗ trợ di động - Mạng và ứng dụng độc lập - Nguồn dự trữ. HIPERLAN/2 cĩ thể đạt đến tốc độ truyền dẫn 54 Mbps với bộ điều chế trực giao OFDM.
Khơng giống như các hệ thống vơ tuyến cơ sở khác với lưu lượng truyền tải trên mạng LAN là khơng ổn định, gây ra nhiều vấn đề khi truyền tải dữ liệu. Ở
HIPERLAN/2 mỗi một kết nối được gán cho một đường ưu tiên ban đầu hoặc cĩ hỗ
trợđặc biệt của QoS như : băng thơng , trễ , lỗi bít…
2.2.2.3 Cấu trúc cơ bản của HiperLAN
HIPERLAN/2 được định nghĩa trong 3 lớp : lớp vật lý (PHY), lớp điều khiển kết nối dữ liệu (DLC) và lớp hội tụ (CL).
Lớp vật lý:
- Kênh truyền dẫn sử dụng kỹ thuật OFDM, kỹ thuật này dựa trên ý tưởng truyền dẫn băng rộng tốc độ dữ liệu cao bằng cách chia nhỏ dữ liệu vào các luồng bít song song và cho phép mỗi luồng bít điều khiển một thuê bao độc