Đa truy nhập phõn chia theo tần số trực giao (OFDMA) cho phộp một số cỏc súng mang con được gỏn cho cỏc người dựng khỏc nhau. Vớ dụ, súng mang con 1, 3 và 7 cú thể được gỏn cho người dựng 1 và súng mang con 2, 5 và 9 cho người dựng 2. Cỏc nhúm súng mang con này được xem như cỏc kờnh con.
Kờnh con húa định nghĩa cỏc kờnh con mà cú thể cấp phỏt cho cỏc thuờ bao khỏc nhau tựy thuộc vào điều kiện kờnh truyền và cỏc yờu cầu dữ liệu khỏc. Điều này mang lại cho cỏc nhà khai thỏc tớnh mềm dẻo cao hơn trong quản lớ băng tần và cụng suất phỏt đồng thời sử dụng tài nguyờn hiệu quả hơn.
Vớ dụ trong cựng một khe thời gian mà cụng suất phỏt lớn hơn cú thể được cấp phỏt cho người dựng với điều kiện kờnh truyền kộm thuận lợi hơn, trong khi cụng suất thấp hơn cho cỏc người dựng trong cỏc vị trớ tốt hơn. Cải thiện độ bao phủ trong cỏc tũa nhà cú thể đạt được bằng cỏch cấp phỏt cụng suất cao hơn cho cỏc kờnh con được ấn định cho cỏc thiết bị người dựng bờn trong.
Kờnh con húa trong đường lờn mang lại sự cải thiện hiệu năng, khi cụng suất phỏt từ thiết bị người dựng cú nhiều hạn chế. Trong OFDM, cỏc thiết bị người dựng phỏt sử
dụng tồn bộ khụng gian súng mang. OFDMA hỗ trợ đa truy nhập, cho phộp cỏc thiết bị người dựng phỏt chỉ qua một kờnh con được cấp phỏt cho chỳng. Trong OFDMA với 2048 súng mang và 32 kờnh con, nếu chỉ một kờnh con được cấp phỏt cho một thiết bị, tất cả cụng suất phỏt sẽ được tập trung trong 1/32 phổ cú sẵn và cú thể mang lại độ khuếch đại cao. Đa truy nhập trở nờn thuận lợi khi sử dụng cỏc kờnh rộng.
OFDMA khai thỏc tớnh đa dạng tần số của kờnh truyền đa đường bằng cỏch mĩ húa và đan xen thụng tin qua cỏc súng mang con trước khi truyền. Điều chế OFDMA cú thể được thực hiện với chuyển đổi Fourier ngược nhanh với hiệu suất cao, điều này cho phộp số lượng lớn súng mang con (lờn tới 2048) với độ phức tạp thấp. Trong một hệ thống OFDMA, tài nguyờn là cú sẵn trong miền thời gian bởi cỏc symbol OFDMA và trong miền tần số bởi cỏc súng mang con. Cỏc tài nguyờn tần số và thời gian cú thể được sắp xếp trong một kờnh con để cung cấp đến cỏc người dựng cụ thể. OFDMA là một lược đồ ghộp kờnh/đa truy nhập mà cung cấp thao tỏc ghộp kờnh cỏc luồng dữ liệu từ nhiều người dựng lờn cỏc kờnh con đường xuống và đa truy nhập bởi cỏc kờnh con đường lờn.
Trong OFDM cỏc thiết bị người dựng được ấn định cỏc khe thời gian cho truyền dẫn, nhưng chỉ một thiết bị người dựng cú thể phỏt trong một khe thời gian.
Chơng 53:Hỡnh 7.7: Ấn định khe thời gian trong OFDM
Trong OFDMA mỗi kờnh con cho phộp nhiều người dựng cú thể phỏt ở cựng một thời điểm qua cỏc kờnh con được cấp phỏt cho chỳng.
Cỏc s úng mang Thời gian Symbol FFT Người dựng 2 Người dựng 3 Người dựng 4 Người dựng 1
1.1.52Lớp MAC
Lớp MAC là hướng kết nối bao gồm ba phõn lớp con. Lớp con hội tụ dịch vụ riờng (SSCS) cung cấp mọi sự biến đổi hay ỏnh xạ dữ liệu mạng ngồi, nhận dữ liệu mạng ngồi qua điểm truy nhập dịch vụ CS SAP, cỏc MAC SDU (đơn vị dữ liệu dịch vụ) được nhận bởi lớp con phần chung MAC CPS thụng qua MAC SAP.
Bao gồm việc phõn loại cỏc SDU mạng ngồi và kết hợp chỳng với nhận dạng luồng dịch vụ MAC thớch hợp (SFID) và nhận dạng kết nối (CID). Nú cú thể cũng bao gồm cỏc chức năng như nộn tiờu đề tải trọng (PHS). Nhiều chi tiết kĩ thuật CS được cung cấp cho giao diện với nhiều loại giao thức. Định dạng bờn trong của tải trọng CS là duy nhất với mỗi CS, và cỏc MAC CPS khụng yờu cầu hiểu dược định dạng của nú hay phõn tớch bất kỡ thụng tin nào từ tải trọng CS.
MAC CPS cung cấp cỏc chức năng MAC chớnh của việc truy nhập hệ thống, cấp phỏt độ rộng dải tần, thiết lập và duy trỡ kết nối. Nú nhận dữ liệu từ nhiều CS thụng qua MAC SAP, phõn loại thành cỏc kết nối MAC cụ thể. QoS được ỏp dụng cho việc truyền và lập lịch dữ liệu thụng qua lớp PHY sử dụng 4 loại dịch vụ cơ bản.
Chơng 54:Hỡnh 7.8: Phõn lớp MAC và cỏc chức năng
Cú hai loại kết nối đú là cỏc kết nối quản lý và kết nối truyền tải dữ liệu. Cỏc kết nối quản lớ cú ba loại: cơ bản, sơ cấp và thứ cấp. Một kết nối cơ bản được tạo ra cho mỗi MS khi nú gia nhập vào mạng. Kết nối sơ cấp cũng được tạo ra cho mỗi MS ở thời điểm vào mạng nhưng đuợc dựng cho cỏc bản tin quản lớ dung sai trễ. Loại kết nối quản lớ thứ ba, loại thứ cấp được dựng cho cỏc bản tin quản lớ IP túm lược (như DHCP, SNMP, TFP). Cỏc kết nối truyền tải dữ liệu cú thể được cung cấp hoặc được thiết lập theo yờu cầu. Chỳng được dựng cho cỏc luồng lưu lượng người dựng. Đơn điểm hoặc đa điểm cú thể được dựng cho truyền dẫn.
Thực thể quản lớ Lớp con phần chung MAC
Lớp con bảo mật Thực thể quản lớ PHY Thực thể quản lớ Lớp con hội tụ dịch vụ đặc biệt SSCS Hệ thố n g quả n lớ mạng PHY SAP MAC SAP CS SAP Lớp con phần chung MAC (MAC CPS) Lớp con bảo mật (MAC SS) Lớp vật lớ (PHY) Lớp con hội tụ dịch vụ đặc biệt (MAC SSCS) PHY M AC mặt bằng
dữ liệu/ điều khiển Mặt bằng quản lớ Quy mụ chuẩn húa
6.11Hệ thống thiết bị
Wimax là một cụng nghệ mới ra đời hoạt động dựa theo chuẩn IEEE 802.16. Mạng Wimax cú nhiều tớnh năng ưu việt hơn cỏc mạng trước đú. Ngồi khả năng cung cấp đa dịch vụ nú cũn cú thể cung cấp cỏc kết nối băng rộng tựy theo nhu cầu sử dụng của khỏch hàng. Cỏc thiết bị sản xuất theo chuẩn thỡ vừa mới được chứng nhận, đỏp ứng nhu cầu xõy dựng mạng của cỏc nhà cung cấp. Thiết bị dựa trờn chuẩn IEEE 802.16-2004 đĩ được chứng nhận vào 4/2005 cho phộp mạng Wimax cú thể cung cấp cỏc dịch vụ cố định như VoIP, Internet băng thụng rộng….Mặc dự được sản xuất theo chuẩn cố định nhưng cỏc thiết bị này cú thể dễ dàng được nõng cấp bằng phần mềm theo chuẩn 802.16e để cung cấp cỏc dịch vụ cho khỏch hàng mà đang di chuyển. Mới đõy thụi, Intel đĩ sản xuất thành cụng chip dựa theo chuẩn IEEE 802.16e và vào 8/2006 cỏc thiết bị Wimax dựa trờn chuẩn IEEE 802.16e đĩ được chứng nhận, làm tăng thờm khả năng dựng di động cho khỏch hàng. Mạng dựa trờn cỏc thiết bị này cú thể cung cấp cỏc dịch vụ cú tớnh di động cao, băng thụng rộng.
Hiện nay, nền cụng nghiệp sản xuất thiết bị cho Wimax đang được phỏt triển rất mạnh mẽ bởi chớnh những hĩng sản xuất, cung ứng cỏc thiết bị vụ tuyến điện tử hàng đầu thế giới. Thương hiệu của những hĩng cho trong bảng 7.2 dưới đõy.
Chơng 55:Bảng 7.2: Thương hiệu của cỏc nhà cung cấp thiết bị Wimax
Vendor Multiservice Proprietary Wimax- 2004
Wimax-
802.16e WiBRO
Adaptix Motion 2100 Motion
AirSpan AS4020 ASWipLL,
AS4030 AS MAX AS.MAX road map Alcatel OEM Alvarion Evolium Wimax base station Alvarion WalkAIR, eMGW BreezeAccess Breeze2000 BreezeMAX BreezeMAX road map Aperto
Networks PacketWave PacketMAX PacketMAX
Arraycom iBurst
Axcera
Axxcelera AB Access ExcelAir 70
ExcelMAX (3.5) AB Max
(5.8)
Cambridge
Vendor Multiservice Proprietary Wimax- 2004
Wimax-
802.16e WiBRO
Ericsson OEM
Airspan Road map
Flarion/Qualcomm Harris ClearBurst MB IPWireless Motorola MOTOwi4 Canopy products MOTOwi4 UltraLite products Navini RipWave MX
NextNet Expedience Road map
Nortel Road map
with Airspan LG/Nortel joint venture LG/Nortel joint venture PointRed Technologies MicroRed Proxim
Wireless Tsunami TeraMAX
Tsunami MP.16
Redline AN100 RedMAX
Samsung Road map
RAS bs, CPEchips in existing terminals Siemens WayMAX @vantage WayMAX Family road map Soma SoftAir
System Road map
SR Telecom AirStar Angel (named changed to Symmetry ONE) Symmetry ONE Symmetry MX Trango Broadband Access 5830 and FOX UTStarcom
Vendor Multiservice Proprietary Wimax- 2004 Wimax- 802.16e WiBRO Vyyo V251,Wireless Modem, V3000 wireless hub WaveRider/
WaveWireless LMS Family Road map
Wavion Space time processing technology WiLAN Ultima 3, AWE, Libra families Libra MX
ZTE ZXBWA-3E ZiMax
Cỏc nhà cung cấp thiết bị cho Wimax cú thể chia làm hai loại, đú là cỏc nhà cung cấp thiết bị Wimax cố định sau đú tiến tới cung cấp cả thiết bị Wimax di động và cỏc nhà cung cấp thiết bị cho Wimax nhưng chỉ hướng tới thị trường Wimax di động. Cỏc nhà cung cấp cỏc thiết bị Wimax mà nhắm tới cỏc thiết bị trường di động ngay từ đầu đú là:
Adaptix Inc.; Nokia Corp.;
Alcatel; Nortel Networks Ltd;
LG Electronics Inc.; Posdata Co. Ltd;
Motorola Inc.; Samsung Electronics Co. Ltd; Navini Networks Inc.; Lucent Technologies Inc.; Ericsson AB.
Cỏc nhà cung cấp thiết bị Wimax nhắm tới thị trường Wimax cố định sau đú chuyển hướng sang cung cấp cho thị trường Wimax di động là:
Airspan Networks Inc.; Redline Communications Inc.; Alvarion Ltd; Siemens AG;
Aperto Networks; SR Telecom Inc.; Cambridge Broadband Ltd; Wi-LAN Inc.; Navini Networks Inc.; ZTE Corp. Proxim Corp.;
Cú rất nhiều hĩng lớn tham gia sản xuất cỏc chip và thiết bị cho Wimax, đú là cỏc hĩng nổi tiếng như:
Altera Corp.; Sequans Communications; Beceem Communications Inc.; TeleCIS Wireless Inc.;
Fujitsu Ltd.; Wavesat Wireless Inc.;
Intel Corp.; Xilinx Inc.
Cỏc hĩng này mới cung cấp được chip phục vụ cho việc sản xuất cỏc thiết bị Wimax cố định, cũn chip cho thiết bị Wimax di động thỡ mới chỉ đưa ra giới thiệu, sản phẩm được sản xuất theo chuẩn này cũn rất hạn chế. Chớnh vỡ thế mà trờn thị trường hiện nay đa số vẫn là cỏc thiết bị Wimax cố định. Để phục vụ cho tớnh di động, cỏc thiết bị được sản xuất theo chuẩn cố định cú thể được nõng cấp bằng phần mềm hoạt động được trong mạng di động. Đú cũng là một tớnh năng được tớch hợp trong chip cố định khi chuẩn 802.16e được chứng nhận. Chi tiết hơn về thụng tin cỏc thiết bị tham khảo thờm tài liệu [15]
Sản phẩm thiết bị cho Wimax hầu hết đều hoạt động trong cỏc dải tần số cụng tỏc thuộc dải tần thấp (2-11 GHz) tương ứng với hai lớp 256 OFDM PHY và 2048 OFDMA PHY. Cỏc những thiết bị hoạt động trong cả dải tần thấp này nhưng cũng cú một số thiết bị của một vài hĩng cú phõn chia ra theo tần số súng mang, theo một dải tần cụng tỏc nhất định. Để cú thể thấy rừ cỏc thiết bị trong mạng Wimax, chỳng ta cú thể xem cấu trỳc mạng cụ thể của một hĩng sau.
Như hỡnh 3.1 trờn ta cú thể thấy, một mạng bắt buộc phải cú cỏc BS và CPE, ngồi ra nú cũn cú cỏc bachaul và cỏc giao thức quản lý mạng hay cỏc bộ ghộp luồng lưu lượng.
6.12Bảo mật
Cũng giống như mụi trường vụ tuyến khỏc, Wimax cũng chịu một ỏp lực về bảo mật rất lớn, do cỏc mụ hỡnh kinh doanh chưa rừ ràng nờn những biện phỏp bảo mật đầy đủ từ phớa cỏc nhà quản trị mạng chưa được đề cập đến, tuy nhiờn bản thõn Wimax cũng cú những biện phỏp bảo mật riờng.
Lớp con bảo mật MAC 802.16 (lớp con phần riờng MAC) tập trung vào cỏc chức năng bảo mật gắn liền với cỏc khung lớp MAC. Cú thể xem lớp con này gồm hai giao thức thành phần:
• Giao thức đúng gúi: Giao thức này định nghĩa tập “cỏc bộ mật mĩ” hỗ trợ việc mật mĩ gúi dữ liệu giữa BS và SS. Cỏc bộ này chứa thụng tin về mật mĩ húa dữ liệu và cỏc thuật toỏn nhận thực, và cỏc qui tắc để ỏp dụng cỏc thuật toỏn này vào tải trọng MAC PDU.
• Giao thức quản lớ khúa: Giao thức này thuộc về việc quản lớ và phõn phối vật liệu khúa từ BS đến SS. Giao thức được lựa chọn ở đõy là giao thức quản lớ khúa bảo mật (PKM) đĩ được phỏt triển trong cỏc modem cỏp DOCSIS-compliant.
Chi tiếp về những biện phỏp bảo mật này cú thể tham khảo thờm ở tài liệu [10]
6.13Tỡnh hỡnh triển khai tại Việtnam
Đầu năm 2006, thủ tướng chớnh phủ cho phộp cỏc tổng cụng ty viễn thụng ở Việt Nam: Tổng cụng ty viễn thụng Việt Nam (VNPT), Tổng cụng ty truyền thụng đa phương tiện (VTC), cụng ty cổ phần viễn thụng FPT Telecom, tổng cụng ty viễn thụng qũn đội Viettel triển khai cỏc dịch vụ Wimax.
Hiện nay, tập đồn bưu chớnh viễn thụng Việt Nam (VNPT) và một số doanh nghiệp khỏc đang trong giai đoạn tớch cực triển khai thử nghiệm cụng nghệ Wimax tại Hà Nội, thành phố Hồ Chớ Minh, Đà Nẵng, Bắc Ninh và Lào Cai.
VDC hợp tỏc cựng Intel khảo sỏt mặt bằng và lắp đặt thiết bị tại Lào Cai cho hệ thống Fixed Wimax, hệ thống thử nghiệm bao gồm một trạm phỏt súng BTS và modem khụng dõy tại 20 trạm đầu cuối tiếp nhận dịch vụ được phõn bố ở nhiều địa phương. Lễ cụng bố giai đoạn thử nghiệm chớnh thức được tổ chức vào thỏng 10/2006. Hai dịch vụ được thử nghiệm đú là Internet băng thụng rộng và điện thoại VoIP.
Về phớa FPT Telecom, lĩnh đạo doanh nghiệp này cho biết, FPT sẽ cung cấp cả hai dạng Mobile Wimax và Fixed Wimax ở cỏc dải tần 2,3 GHz và 3.3 GHz. Hiện nay, FPT đang trong giai đoạn lựa chọn thiết bị, thử nghiệm kỹ thuật và nghiờn cứu cỏc dự ỏn tiền thử nghiệm.
Về phớa Viettel Internet cho biết họ sẽ thử nghiệm Mobile Wimax bởi vỡ Fixed đĩ được thử nghiệm thành cụng ở nhiều nước.
Bốn nhà cung cấp Việt Nam hiện tại (VNPT, FPT, VTC và Viettel) chỉ đang được cấp phộp thử nghiệm dịch vụ Wimax cố định, trờn tần số 3.3GHz đến 3.4GHz. Dự kiến, trong năm 2007, Bộ BCVT sẽ cấp phộp cung cấp dịch vụ Wimax di động. Wimax di
động mới là triển vọng lớn nhất của Wimax. Với cụng nghệ này, người dựng đầu cuối cú thể được sử dụng Internet tốc độ cao lờn đến 1Mbps, tại bất kỳ nơi nào trong vựng phủ súng bỏn kớnh rộng nhiều km. Thiết bị đầu cuối của dịch vụ Wimax di động cú thể là cỏc card PCMCIA, USB, hoặc đĩ được tớch hợp sẵn vào trong con chip mỏy tớnh (kiểu như cụng nghệ Centrino của Intel).
Hiện nay, tại Việt Nam đang tiến hành dự ỏn thớ điểm Fixed Wimax 802.16 - 2004 Rev.d với tần số 3,3 GHz - 3,4 GHz tại Lào Cai do cụng ty điện toỏn và truyền số liệu (VDC) hợp tỏc cựng Cơ quan hợp tỏc phỏt triển quốc tế Hoa Kỳ tại Việt Nam (USAID).
Những ứng dụng cụng nghệ vụ tuyến băng rộng thế hệ mới sẽ được cung cấp thớ điểm trong 6 thỏng (từ thỏng 7 đến thỏng 12), trong đú sử dụng một trạm phỏt chớnh và khoảng 20 trạm kết nối dõn dụng.
Cú 18 địa điểm tại Lào Cai được lựa chọn tham gia thử nghiệm gồm 6 trường học, một số cơ sở y tế, điểm bưu điện văn hoỏ xĩ, ủy ban xĩ, doanh nghiệp vừa và nhỏ và một gia đỡnh nụng dõn chưa từng tiếp xỳc với cụng nghệ hiện đại. Cỏc dịch vụ được đưa vào thử nghiệm là thoại và Internet tốc độ cao.
Dự ỏn cú tổng chi phớ khoảng 500.000 - 600.000 USD, trong đú USAID hỗ trợ 250.000 USD. Theo nhà cung cấp dịch vụ, cỏc chương trỡnh khỏc cũng đang trong giai đoạn lập kế hoạch sử dụng vệ tinh để kết nối, mở rộng Wimax đến những vựng xa khú đến bằng đường bộ.
Sự hợp tỏc này là một phần của chương trỡnh băng thụng rộng chõu Á (Asian Broadband Campaign - ABC) của Intel. Hĩng sẽ cung cấp kiến thức sõu rộng về băng thụng rộng vụ tuyến, cụng nghệ silicon và cỏc dịch vụ cụng nghệ cho cỏc chớnh phủ, những nhà quản lý thụng tin liờn lạc, cỏc cơ quan thuộc lĩnh vực giỏo dục, y tế và nụng nghiệp cũng như những nhà cung cấp viễn thụng nhằm giỳp chuẩn bị và thực hiện thử nghiệm cụng nghệ Wimax. So với cụng nghệ hữu tuyến thỡ mạng vụ tuyến cú chi phớ thấp và xõy dựng nhanh hơn, do đú những nhà cung cấp dịch vụ cú thể linh động hơn trong việc mang đến cho cỏc cộng đồng thiếu dịch vụ này một nền kinh tế tri thức hiện đại tồn cầu với mức chi phớ vừa phải.
Việc thử nghiệm được tiến hành trờn hai lĩnh vực. Truy nhập Internet tốc độ cao dựa trờn mạng Wimax và ứng dụng gọi điện thoại qua giao thức IP.