Chuẩn CDMA IS – 95 : Được công bố vào tháng 7/1993, chuẩn này thiết lập những nguyên tắc nền tảng cho hệ thống truyền thông không dây số đầu cuối.
Chuẩn CDMA IS – 95A : Được công bố vào tháng 3/1995, chuẩn này tạo ra cơ sở cho phần lớn các mạng trên nền tảng CDMA 2G được triển khai trên toàn thế giới. Chuẩn CDMA IS – 95A đã đem đến các dịch vụ dữ liệu chuyển mạch kênh phù hợp cho các thuê bao, tuy nhiên các dịch vụ này bị giới hạn với tốc độ tối đa là 4.4 Kbit/s cho mỗi người dùng
Chuẩn CDMA IS – 95B : Chuẩn này cung cấp cho các thuê bao các dịch vụ chuyển mạch gói với tốc độ lên đến 64 Kbit/s cho mỗi thuê bao ngoài các dịch vụ thoại hiện có.
Cấu trúc mạng CDMA
Hình 2.5. Cấu trúc mạng CDMA 2.3.2.3 Ưu và nhược điểm của mạng CDMA
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD
Nhờ hệ thống kích hoạt thoại, hiệu suất tái sử dụng tần số dải phổ cao và điều khiển năng lượng, nên nó cho phép quản lý số lượng thuê bao cao gấp 5 ] 20 lần so với công nghệ GSM. Áp dụng kỹ thuật mã hóa thoại mới, CDMA nâng chất lượng thoại lên ngang bằng với hệ thống điện thoại hữu tuyến.
Đối với điện thoại cầm tay, để đảm bảo tính di động, các trạm phát phải được đặt rải rác khắp nơi. Mỗi trạm sẽ phủ sóng một vùng nhất định và chịu trách nhiệm với các thuê bao trong vùng đó. Với CDMA, ở vùng chuyển giao, thuê bao có thể liên lạc với 2 hoặc 3 trạm thu phát cùng một lúc. Do đó cuộc gọi không bị ngắt quãng, làm giảm đáng kể xác suất rớt cuộc gọi. Hơn nữa, nhờ có bán kính phục vụ của một trạm phủ sóng lớn hơn các hệ thống GSM, nghĩa là ít trạm gốc hơn, nên chi phí vận hành được giảm bớt dẫn đến tiết kiệm cho cả nhà khai thác và người sử dụng mà vẫn đảm bảo chất lượng cuộc gọi đạt tới mức tối ưu.
CDMA còn có ưu điểm nữa là nhờ sử dụng các thuật toán điều khiển nhanh và chính xác, thuê bao chỉ phát ở mức công suất vừa đủ để đảm bảo chất lượng tín hiệu, giúp tăng tuổi thọ của pin, thời gian chờ và đàm thoại. Máy điện thoại di động CDMA cũng có thể sử dụng pin nhỏ hơn, nên trọng lượng máy nhẹ, kích thước gọn và dễ sử dụng.
Trong vấn đề bảo mật, CDMA cung cấp chế độ bảo mật cao nhờ sử dụng tín hiệu dải băng phổ rộng. Các tín hiệu băng rộng khó bị rò ra vì nó xuất hiện ở mức nhiễu, người có ý định nghe trộm sẽ chỉ nghe được những tín hiệu vô nghĩa. Ngoài ra, với tốc độ truyền nhanh hơn các công nghệ hiện có, nhà cung cấp dịch vụ có thể triển khai nhiều dịch vụ như thoại, thoại và dữ liệu, fax, Internet..
Hạn chế của mạng CDMA
Sử dụng mạng điện thoại di động CDMA, người dùng phải trang bị thiết bị đầu cuối phù hợp với công nghệ của mạng. Chi phí cho thiết bị đầu cuối CDMA hiện nay khoảng 200 ] 1.000 USD tùy công năng của máy.
2.3.3 Mạng 3G
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD
Trong vài năm qua, các nhà cung cấp dịch vụ di động và sản xuất thiết bị di động đã đề cập khá nhiều tới một khái niệm tưởng chừng như quen thuộc ] 3G. Mặc dù đã tồn tại từ khá lâu nhưng không phải ai cũng hiểu đích xác cụm từ 3G ] dùng để mô tả dịch vụ điện thoại di động thế hệ thứ ba.
Hiện nay mạng 3G tồn tại 2 mạng chính :
UMTS (Universal Mobile Telephone Service) ] hiện đang được triển khai trên mạng GSM sẵn có.
CDMA2000 ] mang đến khả năng truyền tải dữ liệu ở mức 3G cho mạng CDMA. Cả UMTS và CDMA2000 đã được triển khai tại Mỹ từ cách đây nhiều năm. Tốc độ của hai mạng này có thể sánh bằng với chất lượng của kết nối DSL. Trong khi đó, các công nghệ di động tương lai như 3,5G và 4G (HSDPA và WiMax) sẽ có khả năng kết nối bằng modem cáp, và tốc độ kết nối tương đương với mạng Gigabyte Ethernet.
2.3.3.2 Một số chuẩn của mạng 3G
Mạng 3G bao gồm 3 chuẩn chính: W]CDMA, CDMA2000, và TDSCDMA. Chuẩn W]CDMA có hai chuẩn con thành phần: UMTS và FOMA
W[CDMA (Wideband Code Division Multiple Access): Là chuẩn liên lạc di động 3G song hành với cùng với chuẩn GSM. W]CDMA là công nghệ nền tảng cho các công nghệ 3G khác như UMTS và FOMA.
CDMA2000: Một trong những chuẩn 3G quan trọng là CDMA2000, thực chất là sự kế tục và phát triển từ chuẩn 2G CDMA IS]95. Chuẩn CDMA2000 được quản lý bởi 3GPP2, một tổ chức hoàn toàn độc lập và riêng rẽ với 3GPP. CDMA2000 là công nghệ nâng cấp từ CDMA, cho phép truyền tải dữ liệu trên mạng di động. Năm 2000, CDMA2000 là công nghệ 3G đầu tiên được chính thức triển khai.
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD
TD[SCDMA(Time Division[Synchronous Code Division Multiple Access) Một chuẩn 3G khác ít được biết đến là TD]SCDMA, do công ty Datang (Trung Quốc) và Siemens phát triển. Dự kiến trong năm nay, chuẩn này sẽ được đưa vào hoạt động.
2.4 Mạng không dây
2.4.1 Mạng không dây Wireless( WLAN) 2.4.1.1 Giới thiệu về mạng không dây 2.4.1.1 Giới thiệu về mạng không dây
Công nghệ WLAN lần đầu tiên xuất hiện vào cuối năm 1990, khi những nhà sản xuất giới thiệu những sản phẩm hoạt động trong băng tần 900Mhz. Những giải pháp này (không được thống nhất giữa các nhà sản xuất) cung cấp tốc độ truyền dữ liệu 1Mbps, thấp hơn nhiều so với tốc độ 10Mbps của hầu hết các mạng sử dụng cáp hiện thời.
Năm 1992, những nhà sản xuất bắt đầu bán những sản phẩm WLAN sử dụng băng tần 2.4Ghz. Mặc dầu những sản phẩm này đã có tốc độ truyền dữ liệu cao hơn nhưng chúng vẫn là những giải pháp riêng của mỗi nhà sản xuất không được công bố rộng rãi.
Năm 1997, Institute of Electrical and Electronics Engineers(IEEE) đã phê chuẩn sự ra đời của chuẩn 802.11, và cũng được biết với tên gọi WIFI (Wireless Fidelity) cho các mạng WLAN. Chuẩn 802.11 hỗ trợ ba phương pháp truyền tín hiệu, trong đó có bao gồm phương pháp truyền tín hiệu vô tuyến ở tần số 2.4Ghz.
Năm 1999, IEEE thông qua hai sự bổ sung cho chuẩn 802.11 là các chuẩn 802.11a và 802.11b (định nghĩa ra những phương pháp truyền tín hiệu). Và những thiết bị WLAN dựa trên chuẩn 802.11b đã nhanh chóng trở thành công nghệ không dây vượt trội. Các thiết bị WLAN 802.11b truyền phát ở tần số 2.4Ghz, cung cấp tốc độ truyền dữ liệu có thể lên tới 11Mbps. IEEE 802.11b được tạo ra nhằm cung cấp những đặc điểm về tính hiệu dụng, thông lượng (throughput) và bảo mật để so sánh với mạng có dây.
Năm 2003, IEEE công bố thêm một sự cải tiến là chuẩn 802.11g mà có thể truyền nhận thông tin ở cả hai dãy tần 2.4Ghz và 5Ghz và có thể nâng tốc độ truyền dữ liệu lên đến 54Mbps. Thêm vào đó, những sản phẩm áp dụng 802.11g cũng có thể tương thích ngược với các thiết bị chuẩn 802.11b. Hiện nay chuẩn 802.11g đã đạt đến tốc độ 108Mbps]300Mbps.
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD
Hình 2.6. Mô hình mạng không dây cho gia đình
Hình 2.7. Mô hình mạng không dây dùng Modem Wi]Fi 2.4.1.2 Một số mạng Wireless hiện nay
Wireless Wide Area Network (WWAN), Wireless Local]Area Network (WLAN), Wireless Personal Area Network (WPAN), LAN]LAN bridging, Wireless Metropolitan Area Network (WMAN).
WLAN: Sử dụng cho mạng cục bộ không dây, theo chuẩn 802.11.
LAN[LAN bridging: Sử dụng cho mạng nội bộ, nhưng theo diện rộng hơn (giữa 2 tòa nhà).
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD
WWAN: Sử dụng cho công nghệ mạng diện rộng như là mạng điện thoại 2G, GSM (Global System for Mobile Communications).
WMAN: Sử dụng cho mạng diện rộng (giữa các vùng).
WPAN: Sử dụng cho mạng cá nhân không dây, thường như là công nghệ Bluetooth, hồng ngoại.
Bảng 2.1. So sánh một số mạng Wireless 2.4.2 Những tiêu chuẩn mạng không dây
Công nghệ chính được sử dụng cho mạng Wireless là dựa trên chuẩn IEEE 802.11 (Institute of Electrical and Electronics Engineers), ngoài ra còn sử dụng chuẩn Bluetooth. Hầu hết các mạng Wireless hiện nay đều sử dụng tầng số 2.4GHz. Chuẩn này được xem là chuẩn dùng cho các thiết bị di động có hỗ trợ Wireless, phục vụ cho các thiết bị có phạm vi hoạt động tầm trung bình.
2.4.2.1 Chuẩn IEEE 802.11
Cho đến hiện tại IEEE 802.11 gồm có 4 chuẩn trong họ 802.11 và 1 chuẩn đang thử nghiệm:
Chuẩn 802.11 : Là chuẩn IEEE gốc của mạng không dây (hoạt động ở tầng số 2.4GHz, tốc độ 1 Mbps – 2Mbps)
Chuẩn 802.11b : Phát triển vào năm 1999, hoạt động ở tầng số 2.4]2.48GHz, tốc độ từ 1Mpbs ] 11Mbps
Chuẩn 802.11a : Phát triển vào năm 1999, hoạt động ở tầng số 5GHz – 6GHz, tốc độ 54Mbps
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD
Chuẩn 802.11g : Một chuẩn tương tự như chuẩn b nhưng có tốc độ cao hơn từ 20Mbps ] 54Mbps, hiện đang phổ biến nhất
Chuẩn 802.11e : Là 1 chuẩn đang thử nghiệm, đây chỉ mới là phiên bản thử nghiệm cung cấp đặc tính QoS (Quality of Service) và hỗ trợ Multimedia cho gia đình và doanh nghiệp có môi trường mạng không dây.
Bảng 2.2. Mô tả băng tần và tốc độ của chuẩn 2.4.2.2 Chuẩn Bluetooth
Bluetooth là một giao thức hàng ngang đơn giản dùng để kết nối những thiết bị di động như Mobile Phone, Laptop, Handheld computer, Digital Camera, Printer, v.v… để truyền tải thông tin với nhau.
Bluetooth sử dụng chuẩn IEEE 802.15 với tầng số 2.4GHz – 2.5GHz, tương tự như chuẩn IEEE 802.11 và IEEE 802.11b . Bluetooth cho phép các thiết bị di động tránh được tình trạng nhiễu sóng từ những tín hiệu khác nhau bằng cách chuyển sang một tầng số mới sau khi đã truyền hoặc nhận một gói dữ liệu.
Bluetooth là công nghệ tiêu thụ năng lượng thấp với khoảng cách truyền lên đến 30feet (~ 10m) với tốc độ khoảng 1Mpbs, khoảng cách này có thể tăng lên 300feet (~100m) nếu tăng nguồn lên 100mW. Một mạng Bluetooth chỉ có khả năng hổ trợ cho 8 thiết bị trong cùng thời gian.
Bluetooth là công nghệ được thiết kế nhằm đáp ứng một cách nhanh chóng việc kết nối các thiết bị di động và cũng là giải pháp tạo mạng WPAN, có thể thực hiện trong môi trường nhiều tầng số khác nhau.
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD
Hình 2.8. Mô hình mạng sử dụng Bluetooth thay thế cho cáp thông thường
Mỗi một thiết bị trên mạng Bluetooth có thế là thiết bị chính hoặc phụ. Thiết bị chính thì có chức năng tạo ra sự kết nối trong mạng, thiết bị phụ thì gửi tín hiệu trả lời cho thiết bị chính.
Một mạng Bluetooth có thể có đến 7 máy phụ với 1 máy chính. Tất cả các máy phụ chỉ giao tiếp với máy chủ, vì vậy mọi giao tiếp giữa các máy phụ phải thông qua máy chính.
Hầu hết các thiết bị Bluetooth đều phát ra một năng lượng phóng xạ đẳng hướng (EIRP – effective isotropic radiated power).
2.4.3 Kênh trong mạng không dây 2.4.3.1 Kênh trong mạng không dây 2.4.3.1 Kênh trong mạng không dây
Mạng Wireless hoạt động ở 14 kênh (nhưng thực tế khi hoạt động thì chỉ có 1 kênh phát)
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD
Bảng 2.3. Kênh trong mạng không dây
Trên thực tế, một công ty tầm trung hoặc lớn khi đã triển khai hệ thống này sẽ không sử dụng duy nhất một Access Point mà có thể có 2 hoặc nhiều Access Point đặt gần nhau để phục vụ cho toàn bộ khu vực công ty. Để đảm bảo sự hoạt động của mạng tránh gặp tình trạng nhân viên sử dụng máy laptop hoặc các thiết bị cầm tay khác không truy cập vào mạng Wireless đuợc khi anh ta rời khỏi khu vực phòng mình.
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD Hình 2.9. Mô tả lắp đặt các kênh
Chú ý khi lắp đặt Access Point :
Cần có những vùng giao nhau giữa bán kính các Access Point. Kênh thiết lập cho các Access Point phải lệch nhau 5 kênh. 2.4.4 Các mô hình mạng
2.4.4.1 Mô hình mạng độc lập Independent BSS/ Ad[hoc
Trong mô hình Independent BSS, các Client liên lạc trực tiếp với nhau mà không phải thông qua AP nhưng phải trong phạm vi cho phép. Mạng nhỏ nhất theo chuẩn 802.11 này bao gồm 2 máy liên lạc trực tiếp với nhau. Thông thường mô hình này được thiết lập bao gồm một số Client được cài đặt dùng cho một mục đích cụ thể trong khoảng thời gian ngắn. Khi mà sự liên lạc kết thúc thì mô hình IBSS này cũng được giải phóng. Mô hình IBSS còn được gọi với tên là mạng ad]hoc. Hình dưới đây mô tả cách thức hoạt động của mạng ad]hoc.
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD Hình 2.10. Mô hình mạng độc lập Hoạt động của mô hình Independent BSS/ Ad[hoc
Các nút di động(máy tính có hỗ trợ card mạng không dây) tập trung lại trong một không gian nhỏ để hình thành nên kết nối ngang cấp (peer]to]peer) giữa chúng. Các nút di động có card mạng wireless là chúng có thể trao đổi thông tin trực tiếp với nhau , không cần phải quản trị mạng.
Ứng dụng của mạng
Vì các mạng ad]hoc này có thể thực hiện nhanh và dễ dàng nên chúng thường được thiết lập mà không cần một công cụ hay kỹ năng đặc biệt nào vì vậy nó rất thích hợp để sử dụng trong các hội nghị thương mại hoặc trong các nhóm làm việc tạm thời.
Hạn chế của mạng
Vùng phủ sóng bị giới hạn, mọi người sử dụng đều phải nghe được lẫn nhau. 2.4.4.2 Mô hình mạng cơ sở BSS/Infracstructure BSS
Trong mô hình Infrastructure BSS các Client muốn liên lạc với nhau phải thông qua một thiết bị đặc biệt gọi là Access Point (AP). AP là điểm trung tâm quản lý mọi sự giao tiếp trong mạng, khi đó các Client không thể liên lạc trực tiếp với nhau như trong mạng Independent BSS. Để giao tiếp với nhau các Client phải gửi các Frame dữ liệu đến AP, sau đó AP sẽ gửi đến máy nhận.
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD Hình 2.11. Mô hình mạng cơ sở 2.4.4.3 Mô hình mạng mở rộng ESS/Extend Service Set
Nhiều mô hình BSS kết hợp với nhau gọi là mô hình mạng ESS. Là mô hình sử dụng từ 2 AP trở lên để kết nối mạng. Khi đó các AP sẽ kết nối với nhau thành một mạng lớn hơn, phạm vi phủ sóng rộng hơn, thuận lợi và đáp ứng tốt cho các Client di động. Đảm bảo sự hoạt động của tất cả các Client.
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD Chương 3 Nền tảng phát triển dịch vụ LBS 3.1 Nền tảng phát triển ứng dụng MiddleWare 3.1.1 Giới thiệu chung
Sự phổ biến của thiết bị di động và công nghệ định vị như GPS làm gia tăng thêm sự quan tâm đến những ứng dụng trên nền định vị. Những ứng dụng như vậy sử dụng thiết bị định vị để xác định thông tin hoặc dịch vụ của người sử dụng.
Những dịch vụ và ứng dụng trên nền định vị đặc biệt hữu ích trong môi trường sử dụng di động. Tuy nhiên, môi trường sử dụng di động thực chất rất hỗn tạp, công nghệ mạng khác nhau có thể cùng được sử dụng, giống như GPRS và 802.11. Thách thức cho những nhà nghiên cứu và phát triển công nghệ là xây dựng một cấu trúc (nền tảng công nghệ) chung cho phép phát triển những ứng dụng trên di động.
Trong một hội thảo gần đây, những nhà nghiên cứu về sử dụng di động kết luận đa số môi trường di động cung cấp cấu trúc gần giống MiddleWare cho phép truyền thông như Client – Server .
Varshney và Vetter tranh luận và đưa ra rằng Middleware là nền tảng cho phép phát triển những ứng dụng di động độc lập hoặc các phương tiện truyền thông.
Một số nền tảng Middleware được phát triển cho việc phát triển ứng dụng trên di động. Mặc dù nền tảng Middleware có chung mục đích cho phát triển những ứng dụng trên nền định vị.
3.1.2 Định nghĩa MiddleWare
Một hệ thống MiddleWare được định nghĩa là một tập hợp những dịch vụ nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển và triển khai những ứng dụng phân tán trong những môi trường không đồng nhất.